JP2007144916A - 超撥水性基体 - Google Patents

超撥水性基体 Download PDF

Info

Publication number
JP2007144916A
JP2007144916A JP2005345279A JP2005345279A JP2007144916A JP 2007144916 A JP2007144916 A JP 2007144916A JP 2005345279 A JP2005345279 A JP 2005345279A JP 2005345279 A JP2005345279 A JP 2005345279A JP 2007144916 A JP2007144916 A JP 2007144916A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
repellent
substrate
super
base film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005345279A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Ishioka
英樹 石岡
Atsushi Ito
敦史 伊藤
Tomoko Kishikawa
知子 岸川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2005345279A priority Critical patent/JP2007144916A/ja
Publication of JP2007144916A publication Critical patent/JP2007144916A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/42Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating of an organic material and at least one non-metal coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/40Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/47Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
    • C03C2217/475Inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/70Properties of coatings
    • C03C2217/76Hydrophobic and oleophobic coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/70Properties of coatings
    • C03C2217/77Coatings having a rough surface
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/10Deposition methods
    • C03C2218/11Deposition methods from solutions or suspensions
    • C03C2218/113Deposition methods from solutions or suspensions by sol-gel processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/30Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/31Pre-treatment

Abstract

【課題】優れた超撥水性を有し、かつ、表面に汚れ等が付着した場合には容易に洗い流すことができる超撥水性基体の提供。
【解決手段】基体と、前記基体の表面に形成された微小凹凸を有する下地膜と、前記下地膜の表面に形成された撥水性被膜とからなる超撥水性基体であって、蒸留水の超撥水性基体表面に対する接触角が140°以上であり、純エタノールの超撥水性基体表面に対する接触角が30°以下であることを特徴とする超撥水性基体。
【選択図】なし

Description

本発明は超撥水性を示す基体に関する。
輸送機器用の窓ガラスは、降雨時に雨水が付着すると、運転者の視界を遮り、運転の支障になることがある。そこで、ガラス板の表面に撥水性を付与し、雨水が付着した場合に、容易に除去されるようにすることが行われている。近年、撥水性をより高め、視認性を向上させる試みとして、種々の超撥水性基体が提案されている(たとえば、特許文献1〜4参照。)。これらの超撥水性基体は、撥水性には優れるものの、撥油性に乏しいため、空気中の油汚れ等によって表面が汚染されると撥水性が低下してしまう問題があった。
この問題を解決しうる技術として、以下の提案がなされている。
(1)超撥水性に加えて光触媒機能を付与した超撥水性透明膜(特許文献5参照。)。
(2)撥水性と撥油性の両方を有する撥水・撥油性材(特許文献6参照。)。
特開2004−136630号公報 国際公開2003/039856パンフレット 特開2005−169761号公報 国際公開2003/039855パンフレット 特開2001−152139号公報 特開平10−5685号公報
(1)の超撥水性透明膜は、透明膜に光触媒が分散されていることにより汚染防止機能を発揮する。しかし、透明膜を形成する材料(フッ素系撥水剤、シリコーン系撥水剤)が光触媒によって分解され、超撥水性能が低下する問題がある。
また、(2)の撥水・撥油性材は、その表面のn−ヘキサデカンに対する接触角が100〜130°前後であり、撥油性能が不充分である場合がある。さらに、撥水性と撥油性の両方の性質を備えていることにより、表面の濡れ性が低く、表面に付着した汚れを水や有機溶剤等で洗い流そうとしても、洗い流すことが難しい問題があった。
本発明は、前記の課題を解決するためになされた発明であり、以下の発明を提供する。
[1]基体と、前記基体の表面に形成された微小凹凸を有する下地膜と、前記下地膜の表面に形成された撥水性被膜とからなる超撥水性基体であって、蒸留水の超撥水性基体表面に対する接触角が140°以上であり、純エタノールの超撥水性基体表面に対する接触角が30°以下であることを特徴とする超撥水性基体。
[2]基体と、前記基体の表面に形成された微小凹凸を有する下地膜と、前記下地膜の表面に形成された撥水性被膜とからなる超撥水性基体であって、水の超撥水性基体表面に対する接触角が140°以上であり、アルコール溶液の超撥水性基体表面に対する接触角が50°以下であることを特徴とする超撥水性基体。
[3]基体の表面に下地膜形成用材料を塗布する工程、下地膜形成用材料が塗布された基体を焼成する工程をこの順に行うことによって下地膜が形成された基体を得て、ついで前記下地膜が形成された基体の、下地膜の表面に撥水剤を塗布し、乾燥することによって得られる[1]または[2]に記載の超撥水性基体。
[4]超撥水性基体が自動車窓用ガラス板である[1]〜[3]のいずれかに記載の超撥水性基体。
本発明の超撥水性基体は、優れた超撥水性を有し、かつ、表面に汚れ等が付着した場合には容易に洗い流すことができる。汚れを容易に除去できるため、汚れによる視界不良を避けることができる。また、汚れを容易に除去できることから、超撥水性の低下を抑制できるので、超撥水性を長期に渡って維持できる。
本発明の超撥水性基体は、基体と、基体の表面に形成された微小凹凸を有する下地膜と、前記下地膜表面に形成された撥水性被膜とからなる。
基体としては、ガラス、プラスチック、金属、セラミックス、またはこれらの組み合わせ(複合材料、積層材料等)からなる基体であることが好ましく、ガラスまたはプラスチックからなる透明基体であることが特に好ましい。
基体の形状は平板でもよく、全面または一部に曲率を有していてもよい。基体の厚さは用途により適宜選択され、一般には1〜10mmが好ましい。基体は、その表面を酸化セリウム等の研磨剤で研磨したり、アルコール洗浄等により脱脂したりすることが好ましい。
本発明の超撥水性基体においては、基体の表面に微小凹凸を有する下地膜が形成されており、該下地膜の表面に撥水性被膜が形成されている。この超撥水性基体は、基体の表面に下地膜形成用材料を塗布する工程、下地膜形成用材料が塗布された基体を焼成する工程をこの順に行うことによって下地膜が形成された基体を得て、ついで前記下地膜が形成された基体の、下地膜の表面に撥水剤を塗布し、乾燥することによって得られる。
下地膜は、基体の表面に下地膜形成用材料を塗布する工程(a)、下地膜形成用材料が塗布された基体を焼成する工程(b)をこの順に行うことによって形成される。
下地膜形成用材料は、金属酸化物微粒子、金属配位化合物、および溶剤を含む。
金属酸化物微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、および酸化スズ等の金属酸化物の微粒子が挙げられ、アルミナ微粒子が好ましい。また、これらの金属酸化物微粒子は水和水を有する水和物であってもよい。さらに、金属酸化物微粒子は、ゾルであってもよい。
金属酸化物微粒子はアモルファスであってもよく、棒状、羽毛状、平板状、球状、および針状等の形状を有する結晶であってもよい。また、金属酸化物微粒子がゾルである場合、その形状は棒状、羽毛状、平板状、球状、および針状等のいずれであってもよい。また、結晶やゾルの平均一次粒子径は、5〜100nmであることが好ましい。金属酸化物微粒子がアルミナゾルである場合、擬ベーマイトやベーマイト等を使用できる。
金属配位化合物としては、アルミニウムトリス(アセチルアセテート)、アルミニウム(エチルアセトアセテート)ジイソプロポキシド、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、チタニウムビス(アセチルアセテート)ジイソプロポキシド、チタニウムテトラ(アセチルアセテート)、チタニウムビス(オクチレングリコレート)ジブトキシド、チタニウムビス(ラクテート)ジヒドロキシド、チタニウムビス(トリエタノールアミノレート)、チタニウムビス(エチルアセトアセテート)ジイソプロポキシド、ポリヒドロキシチタンステアレート、ジルコニウム(テトラアセチルアセテート)、ジルコニウム(アセチルアセテート)トリブトキシド、ジルコニウムビス(アセチルアセテート)ジブトキシド、ジルコニウム(アセチルアセテート)(エチルアセトアセテート)ジブトキシド等が挙げられ、アルミニウムトリス(アセチルアセテート)が好ましい。
金属酸化物微粒子と金属配位化合物との比は、金属酸化物微粒子/金属配位化合物(酸化物換算の質量比)で0.01〜0.5が好ましい。
溶剤としては、水およびアルコール類が好ましい。アルコール類としてはエタノール、メタノール等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、金属酸化物微粒子や金属配位化合物は溶剤との混合物として使用される場合がある。この場合は該混合物中の溶剤を下地膜形成材料における溶剤としてもよい。
溶剤の量は、塗布に適した量であれば特に制限されないが、通常は金属酸化物と金属配位化合物との合計量に対して20〜200倍量が好ましい。
下地膜形成用材料を基体に塗布する手法としては、スプレーコート法、フローコート法、スピンコート法等が挙げられ、スピンコート法、スプレーコート法が好ましい。
つぎに下地膜形成用材料が塗布された基体を焼成する工程(b)を行う。工程(b)は前記基体を500〜750℃の温度で5〜30分間焼成することによって実施できる。
工程(a)と工程(b)とを連続して行うことを1サイクルとした場合、下地膜形成用材料を塗布する方法により、その回数を調整することが好ましい。塗布方法に応じた回数に調整することにより、凹部と凸部との差が顕著になり、撥水性がより向上する。たとえば、スピンコート法により塗布する場合は、前記サイクルを2サイクル以上繰り返すことが好ましく、3サイクル以上繰り返すことが特に好ましい。スプレーコート法により塗布する場合は、前記サイクルを1サイクル以上繰り返すことが好ましい。
前記のようにして作製された下地膜を有する基体においては、下地膜は微小凹凸を有する。この凹凸は、算術的平均粗さ(Ra)が10〜50nm程度、凹凸部の最大高低差が150〜500nm程度、一次凹凸の凸部と凸部との間隔が0.5〜10μm程度、二次凹凸の凸部と凸部との間隔が80〜200nm程度である。
つぎに、前記下地膜が形成された基体において、下地膜の表面に撥水剤を塗布することによって本発明の超撥水性基体が得られる。撥水剤としては特に限定されず、フッ素系撥水剤およびシリコーン系撥水剤が使用できる。
フッ素系撥水剤としては、たとえば下記化合物等が挙げられる。
F(CF(CHSi(NCO)、F(CF(CHSi(Cl)、F(CF(CHSi(OCH、F(CF(CHSi(NCO)、F(CF(CHSi(Cl)、F(CF(CHSi(OCH、F(CF(CHSi(NCO)、F(CF(CHSi(Cl)、F(CF(CHSi(OCH
これらのうち、F(CF(CHSi(NCO)が好ましい
シリコーン系撥水剤としては、ジメチルシリコーン、メチルハイドロジェンジメチルシリコーン、アルコール変性ジメチルシリコーン、アルコキシ変性ジメチルシリコーン、およびフルオロアルキル変性ジメチルシリコーン等が挙げられ、アルコキシ変性ジメチルシリコーンが好ましい。
撥水剤は溶剤を含んでいてもよい。撥水剤に含まれる溶剤としては、メタノール、エタノール、およびイソプロピルアルコール等のアルコール類;酢酸エチル、酢酸プロピル、および酢酸ブチル等の酢酸エステル類;アセトン、2−ブタノン等のケトン類;等が挙げられる。また、撥水剤は、そのまま塗布してもよく、加水分解してから塗布してもよい。加水分解には、塩酸、硝酸等の酸;水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ金属水酸化物の水溶液;等を使用することができる。
撥水剤の塗布は、ディップコート法、フローコート法、スピンコート、スプレーコート法等により実施することができる。撥水剤を塗布した後は、余剰の撥水剤をエタノール等の溶剤で洗い流すことが好ましい。つぎに、乾燥を行うことによって本発明の超撥水性基体が得られる。乾燥は、室温〜300℃で1分間〜1時間保持することによって達成される。乾燥により、撥水剤に含まれる溶剤を揮発させ、撥水剤を下地膜に強固に結合させることができる。
超撥水性基体の表面の形状は、下地膜が形成された段階での基体表面の形状をほぼ反映する場合もあれば、撥水性被膜を形成することによって凹凸が若干ならされる場合もある。しかし、超撥水性基体の表面は、概して、算術的平均粗さ(Ra)が10〜50nm程度、凹凸部の最大高低差が150〜500nm程度、一次凹凸の凸部と凸部との間隔が0.5〜10μm程度、二次凹凸の凸部と凸部との間隔が80〜200nm程度となる。
本発明の超撥水性基体は、前記の方法以外に、下記撥水性被膜形成材料を基体表面に塗布、乾燥、焼成することによっても作製できる。
撥水性被膜形成材料(A):撥水性微粒子、加水分解性基を有する金属化合物、および溶剤を含む撥水性被膜形成材料、
撥水性被膜形成材料(B):金属酸化物ゾル、含フッ素シラン化合物、加水分解性基を有する金属化合物、および溶剤を含む撥水性被膜形成材料。
撥水性被膜形成材料(A)に含まれる撥水性微粒子としては、前記金属酸化物微粒子を撥水処理したものが好ましく、たとえば、表面のシラノール基の一部が−Si(CH(n=2〜3)なったシリカが挙げられる。これらの撥水性を有する微粒子は、平均一次粒子径が数μm〜30μmであることが好ましい。
加水分解性基を有する金属化合物とは、少なくとも1個の加水分解性基を有するケイ素原子やチタン原子等が挙げられる。加水分解性基としては、アルコキシ基、イソシアネート基、および塩素原子等が挙げられる。加水分解性基を有する金属化合物としては、テトラアルコキシシラン、テトライソシアネートシラン等が挙げられ、テトラエトキシシランが好ましい。また、これらの化合物は、事前に酸や塩基によって加水分解された後に使用してもよく、撥水性被膜形成材料を調製する工程中において加水分解されてもよい。
溶剤としては、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類が好ましい。
撥水性被膜形成材料(A)は、前記の構成成分以外に、金属酸化物を含んでいてもよい。該金属酸化物としては、シリカ、アルミナ等が挙げられる。
撥水性被膜形成材料(A)に含まれる構成成分の配合割合は、撥水性微粒子/加水分解性基を有する金属化合物(酸化物換算の質量比)として1〜20であることが好ましい。また、溶剤は、撥水性微粒子、加水分解性基を有する金属化合物、必要に応じて含まれる金属酸化物との合計量に対して20〜150倍量が好ましい。
撥水性被膜形成材料(A)は、撥水性微粒子、加水分解性基を有する金属化合物、溶剤、および必要に応じて金属酸化物を混合することによって得られる。加水分解性基を有する金属酸化物は、前記のように事前に加水分解されたものを混合してもよく、混合工程中において加水分解されてもよい。
撥水性被膜形成材料(A)としては、たとえば、撥水性シリカ粉体(日本アエロジル社製、商品番号:R976S、RX300)、テトラエトキシシラン、10%硝酸水溶液、およびエタノールを含む撥水性被膜形成材料が挙げられる。
撥水性被膜形成材料(B)における金属酸化物ゾルとしては、前記金属酸化物のゾルが好ましい。具体的にはシリカゾルおよびアルミナゾルが好ましい。金属酸化物ゾルは、平均一次粒子径が10〜50nmであることが好ましい。
含フッ素シラン化合物としては、特に限定されず、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、加水分解性基を有する金属化合物および溶剤は、撥水性被膜形成材料(A)におけるものと同様のものが例示され、好ましい態様も同様である。
具体的な例を挙げて撥水性被膜形成材料(B)の調製手順について説明する。まず、エタノール(溶剤)に硝酸水溶液(加水分解反応用)を加え、つぎにシリカゾル(金属酸化物ゾル)を加える。つぎに含フッ素シラン化合物を加えて充分撹拌する。さらに、テトラエトキシシラン(加水分解性基を有する金属化合物)を加え、40〜60℃程度で加熱撹拌することによって撥水性被膜形成材料(B)を調製する。含フッ素シラン化合物を加えて撹拌する工程において、シリカゾルの表面が含フッ素シラン化合物によってコーティングされることによってシリカゾルが撥水性を示し、超撥水性の発現に寄与するものと考えられる。
撥水性被膜形成材料(B)に含まれる溶剤は、金属酸化物ゾル、含フッ素シラン化合物、加水分解性基を有する金属化合物との合計量に対して20〜150倍量が好ましい。
なお、撥水性被膜形成材料(A)および撥水性被膜形成材料(B)を基体表面に塗布する際は、スプレーコート法、フローコート法、スピンコート法等の手法によることができる。撥水性被膜形成材料(A)および撥水性被膜形成材料(B)を下地膜の表面に塗布した後に、室温〜300℃の温度で5分間〜1時間程度、乾燥、焼成することによって、超撥水性基体を得ることができる。
本発明の超撥水性基体は、蒸留水の超撥水性基体表面に対する接触角が140°以上であり、純エタノールの超撥水性基体表面に対する接触角が30°以下(好ましくは20°以下)である。ここで純エタノールとは、試薬や工業薬品として用いられるエタノールであって、純度が95%以上のエタノールを指す。
また、本発明の超撥水性基体は、水の超撥水性基体表面に対する接触角が140°以上であり、アルコール溶液の超撥水性基体表面に対する接触角が50°以下である。
ここで水とは、種々の水を指し、イオン交換水、JIS等に規定される純水、水道水、井戸水、および雨水等のいずれであってもよい。
アルコール溶液とは、アルコール類(ただし、純エタノールを除く。)、およびアルコール含有液であって、表面張力が20〜40×10−3N/mの液体である。アルコール類としては、メタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等が挙げられ、メタノールおよびイソプロパノールが好ましい。これらは単独であってもよく、複数を混合した混合物であってもよく、純エタノールを含んでいてもよい。
アルコール含有液とは、前記アルコール類および純エタノールから選ばれる一種以上と水とを含み、さらに界面活性剤およびシリコーンから選らばれる少なくとも一種を含む液体である。
界面活性剤の種類は特に限定されず、フッ素系界面活性剤であっても非フッ素系界面活性剤であってもよい。また、界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、および非イオン性界面活性剤のいずれであってもよい。水は前記と同様の水が例示され、この場合、通常は蒸留水や水道水である。
前記アルコール類および純エタノールの含有量は、アルコール含有液に対して10〜40質量%が好ましい。また、界面活性剤の量は、アルコール含有液に対して1〜10質量%が好ましい。また、アルコール含有液には、防錆剤、アルカリ化剤等が含まれていてもよい。
アルコール含有液としては、具体的には市販のウインドウオッシャ液、市販のウインドウオッシャ液を水で希釈した液体が挙げられる。このほかに市販の不凍液と水との混合溶液であってもよい(ただし、希釈後の表面張力が20〜40×10−3N/mとなるものである。)。
蒸留水の表面張力と水の表面張力とは、同一ではないが、両者は65〜75×10−3N/mの範囲の値を取り、ほぼ同等である。よって、超撥水性基体の表面に対する蒸留水の接触角が140°以上であれば、水に対する接触角も140°以上となる。また、本発明の超撥水性基体に対する純エタノールの接触角が30°以下(好ましくは20°以下)であれば、該基体表面に対するアルコール溶液の接触角は50°以下となる。
本発明の超撥水性基体は、蒸留水の接触角が140°以上である。よって、蒸留水が基体表面と接触した場合、基体表面で蒸留水がはじかれて脱落し、基体表面に付着する蒸留水の量を少なくできる。蒸留水の接触角が140°以上であることから雨水等の水の接触角も140°以上にできるため、該基体を輸送用機器の窓ガラスに使用した場合、降雨時には雨水をはじき、雨水の付着を充分に防止できる。よって運転者の視界を妨げず、運転に支障を来たすことを避けられる。
また、純エタノールの接触角が30°以下であれば、アルコール溶液の接触角を50°以下にできるので、アルコール溶液が基体表面と接触した場合、はじかずに基体表面を濡らすことができる。よって、基体表面が油性の汚れ(タール、グリス、排ガスに由来する汚れ等)で汚れた場合には、アルコール類やウインドウオッシャ液で表面を濡らすことができるので、洗浄が可能である。
なお、ここで表面張力とは、温度10〜40℃における空気に対する表面張力を指す。また、接触角は、2μLの液体を基体表面に滴下したときの接触角であり、側部からCCDカメラで撮影し、液滴の接触角を測定した値である。
本発明の超撥水性基体は、輸送機器(自動車、鉄道、船舶、飛行機等)用窓ガラスに好適しており、自動車用の窓ガラスに特に好適である。輸送機器用の窓ガラスに使用するにあたっては、該基体は透明であることが好ましい。具体的には、曇度が10%以下であることが好ましく、5%以下であることが好ましい。
また、本発明の超撥水性基体は輸送機器用の窓に限定されず、建築用窓ガラスにも適用できる。
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されない。
[例1]
[1]下地膜形成用材料の調製
アルミナゾル520溶液(1.92g)を蒸留水(78.08g)に加え、均一になるまで撹拌して、アルミナゾル水和物微粒子水溶液を得た。
なお、アルミナゾル520溶液は、ベーマイト状の結晶である粒子径10〜20nmのアルミナ水和物微粒子を溶液全体に対して20〜22質量%含む水溶液であり、pHは3〜5である。また、アルミナゾル水和物微粒子水溶液に対するアルミナ水和物の濃度は0.48質量%である。
つぎに、アルミニウムトリス(アセチルアセテート)(1.098g)にエタノール(30g)を加え、50℃に加温してアルミニウムトリス(アセチルアセテート)を溶解させた。つぎに、先に調製したアルミナゾル水和物微粒子水溶液(6.51g)を加え、均一になるまで撹拌し、下地膜形成用材料とした。
[2]撥水剤の調製
F(CF(CHSi(NCO)(0.8g)を酢酸n−ブチル(160g)に溶かし、撥水剤溶液を調製した。
[3]超撥水性基体の作製
酸化セリウムを用いて研磨したガラス基板(100mm×100mm)の表面に[1]で調製した下地膜形成用材料(2g)を滴下し、スピンコート(1500rpm、20秒間)により基板表面全体に塗布した。つぎに、650℃のマッフル炉にて10分間焼成した。この塗工・焼成プロセスを全部で3回繰り返し、ガラス基板表面に下地膜を形成した。
つぎに下地膜が形成された面を上にして撥水層溶液中に3分間浸漬し、エタノールで1分間リンスした。つぎに、200度のオーブンにて30分間加熱乾燥することにより、下地膜の表面に撥水性被膜を形成させ、超撥水性ガラスを得た。
得られた超撥水性ガラスについて、その表面の蒸留水および純エタノールの接触角、曇度を測定した。結果を表1に示す。
1.接触角
得られた超撥水性基体の表面に2μLの液体を滴下し、側部からCCDカメラで撮影し、液滴の接触角を測定した。
2.曇度
JIS K−7105の規格に則り、得られた超撥水性基体の曇度をヘイズコンピューター(スガ試験機社製、型番:S−SM−K224)を用いて測定した。
Figure 2007144916
本発明の超撥水性基体は、優れた超撥水性を有し、かつ、表面に汚れ等が付着した場合には容易に洗い流すことができるので、輸送機器(自動車、鉄道、船舶、飛行機等)用窓ガラスとして好適に用いられる。

Claims (4)

  1. 基体と、前記基体の表面に形成された微小凹凸を有する下地膜と、前記下地膜の表面に形成された撥水性被膜とからなる超撥水性基体であって、
    蒸留水の超撥水性基体表面に対する接触角が140°以上であり、純エタノールの超撥水性基体表面に対する接触角が30°以下であることを特徴とする超撥水性基体。
  2. 基体と、前記基体の表面に形成された微小凹凸を有する下地膜と、前記下地膜の表面に形成された撥水性被膜とからなる超撥水性基体であって、
    水の超撥水性基体表面に対する接触角が140°以上であり、アルコール溶液の超撥水性基体表面に対する接触角が50°以下であることを特徴とする超撥水性基体。
  3. 基体の表面に下地膜形成用材料を塗布する工程、下地膜形成用材料が塗布された基体を焼成する工程をこの順に行うことによって下地膜が形成された基体を得て、ついで前記下地膜が形成された基体の、下地膜の表面に撥水剤を塗布し、乾燥することによって得られる請求項1または2に記載の超撥水性基体。
  4. 超撥水性基体が自動車窓用ガラス板である請求項1〜3のいずれかに記載の超撥水性基体。
JP2005345279A 2005-11-30 2005-11-30 超撥水性基体 Withdrawn JP2007144916A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005345279A JP2007144916A (ja) 2005-11-30 2005-11-30 超撥水性基体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005345279A JP2007144916A (ja) 2005-11-30 2005-11-30 超撥水性基体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007144916A true JP2007144916A (ja) 2007-06-14

Family

ID=38206883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005345279A Withdrawn JP2007144916A (ja) 2005-11-30 2005-11-30 超撥水性基体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007144916A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009005465A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Swetree Technologies Ab Method to prepare superhydrophobic surfaces on solid bodies by rapid expansion solutions
JP2010089373A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Snt Co 撥水・撥油性コーティング物品およびその製造
JP2010254377A (ja) * 2009-03-30 2010-11-11 Toyo Aluminium Kk 非付着性容器及びその製造方法
JP2011093315A (ja) * 2009-09-29 2011-05-12 Toyo Aluminium Kk 積層体及び包装材料
JP2013103414A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Toyota Central R&D Labs Inc 撥水材及びその製造方法
JP2013180927A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Kawaken Fine Chem Co Ltd 撥水性アルミナゾル、撥水性アルミナ膜及びその製造方法
JP2014124750A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Dainippon Printing Co Ltd 濡れ性制御素子及びその製造方法
WO2014119453A1 (ja) * 2013-01-30 2014-08-07 旭硝子株式会社 防汚膜付き透明基体
CN104646258A (zh) * 2013-11-20 2015-05-27 中国科学院海洋研究所 一种快速制备超疏水膜的方法
JP7069438B1 (ja) * 2021-07-15 2022-05-17 三菱電機株式会社 被膜及び部材

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH105685A (ja) * 1996-06-25 1998-01-13 Seimi Chem Co Ltd 撥水・撥油性材
JP2001152139A (ja) * 1998-10-20 2001-06-05 Sentan Kagaku Gijutsu Incubation Center:Kk 撥水性透明膜およびその製造方法
JP2003238947A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Tokiaki Shiratori 超撥水性膜、及び、超撥水性膜の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH105685A (ja) * 1996-06-25 1998-01-13 Seimi Chem Co Ltd 撥水・撥油性材
JP2001152139A (ja) * 1998-10-20 2001-06-05 Sentan Kagaku Gijutsu Incubation Center:Kk 撥水性透明膜およびその製造方法
JP2003238947A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Tokiaki Shiratori 超撥水性膜、及び、超撥水性膜の製造方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8722143B2 (en) 2007-06-29 2014-05-13 Cellutech Ab Method to prepare superhydrophobic surfaces on solid bodies by rapid expansion solutions
WO2009005465A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-08 Swetree Technologies Ab Method to prepare superhydrophobic surfaces on solid bodies by rapid expansion solutions
JP2010089373A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Snt Co 撥水・撥油性コーティング物品およびその製造
JP2015091722A (ja) * 2009-03-30 2015-05-14 東洋アルミニウム株式会社 非付着性容器及びその製造方法
JP2010254377A (ja) * 2009-03-30 2010-11-11 Toyo Aluminium Kk 非付着性容器及びその製造方法
JP2011093315A (ja) * 2009-09-29 2011-05-12 Toyo Aluminium Kk 積層体及び包装材料
JP2013103414A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Toyota Central R&D Labs Inc 撥水材及びその製造方法
JP2013180927A (ja) * 2012-03-01 2013-09-12 Kawaken Fine Chem Co Ltd 撥水性アルミナゾル、撥水性アルミナ膜及びその製造方法
JP2014124750A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Dainippon Printing Co Ltd 濡れ性制御素子及びその製造方法
WO2014119453A1 (ja) * 2013-01-30 2014-08-07 旭硝子株式会社 防汚膜付き透明基体
CN104955783A (zh) * 2013-01-30 2015-09-30 旭硝子株式会社 带防污膜的透明基体
JP5839134B2 (ja) * 2013-01-30 2016-01-06 旭硝子株式会社 防汚膜付き透明基体
JP2016052992A (ja) * 2013-01-30 2016-04-14 旭硝子株式会社 防汚膜付き透明基体
CN104955783B (zh) * 2013-01-30 2018-01-26 旭硝子株式会社 带防污膜的透明基体
KR101916620B1 (ko) 2013-01-30 2018-11-07 에이지씨 가부시키가이샤 방오막이 형성된 투명 기체
CN104646258A (zh) * 2013-11-20 2015-05-27 中国科学院海洋研究所 一种快速制备超疏水膜的方法
JP7069438B1 (ja) * 2021-07-15 2022-05-17 三菱電機株式会社 被膜及び部材
WO2023286240A1 (ja) * 2021-07-15 2023-01-19 三菱電機株式会社 被膜及び部材

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007144916A (ja) 超撥水性基体
JP4107050B2 (ja) コーティング材組成物及びそれにより形成された被膜を有する物品
JP4330661B2 (ja) 高屈折率と機械的耐磨耗性を有する酸化タンタルベースの無機ポリマー材料、その製法、および当該ポリマーを含む光学材料
JP3588364B2 (ja) 表面処理された基材および基材の表面処理方法
JP4048912B2 (ja) 表面防汚性複合樹脂フィルム、表面防汚性物品、化粧板
JPWO2008072707A1 (ja) 撥水性表面を有する物品
WO1998055573A1 (fr) Procede de traitement prealable de surface avant formation d'une pellicule hydrophile photocatalytique, detergent et composition de sous-couche mis en application dans ce procede
JP2002080830A (ja) 親水性部材およびその製造方法
JP5262722B2 (ja) 低屈折率被膜形成用塗布液、その製造方法及び反射防止材
JP3688042B2 (ja) 超撥水撥油防汚性膜及びその形成法
JPH11171594A (ja) 撥水性ガラス物品およびその製造方法
JP2008119924A (ja) 撥水性表面を有する物品
JP2017218372A (ja) 撥水性物品及びその製造方法
JP2013133264A (ja) 撥水性基体及びその製造方法、並びに輸送機器
JP2007161770A (ja) 親水性被膜形成用塗布液とその製造方法及び親水性被膜並びに親水性被膜の成膜方法
JP2007241177A (ja) 反射防止構造及び構造体
JP2009067958A (ja) 光学機能性積層体上に防汚性被膜を形成するための処理剤
JP2007099828A (ja) コーティング材組成物及び塗装品
JP2005081292A (ja) 微細凹部を有する皮膜付き基体の製造方法、およびそれに用いる液組成物
JPH0913018A (ja) 撥水被膜用組成物および撥水ガラス
JP5967604B2 (ja) 撥水性アルミナゾル、撥水性アルミナ膜及びその製造方法
JP5310549B2 (ja) 低屈折率被膜形成用塗布液、その製造方法及び反射防止材
WO2010134545A1 (ja) 滑水性物品及び製法
JPH10259037A (ja) 撥水性被膜およびその形成法
JP2001181862A (ja) 基材への防汚性付与方法及び防汚性部材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110222

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20110418