JP2015074588A - Method for producing hydrophilized glass substrate - Google Patents

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弘道 大久保
Hiromichi Okubo
弘道 大久保
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a hydrophilized glass substrate capable of exhibiting high antifogging properties or an effect of suppressing deterioration in visibility due to water droplets over a long period of time by maintaining a hydrophilic property of a surface for a long time.SOLUTION: There is provided a method for producing a hydrophilized glass substrate which comprises: a pre-treatment step S1 of bringing a surface of a glass substrate into contact with flame or plasma; and a hydrophilization step S3 of applying a hydrophilized process liquid containing a titanium compound or a silicon compound onto a surface of the glass substrate, followed by heat-treating the surface of the glass substrate.

Description

本発明は、親水化ガラス基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a hydrophilic glass substrate.

洗面所や浴室等のような湿度の高い場所に置かれた鏡等といったガラス製品は、特に寒冷時においてしばしば曇りを生じる。この現象は、ガラス製品を構成するガラス基板の表面温度が露点以下まで下がることで空気中の水分が細かな水滴となってガラス基板の表面に付着し、そこで光が乱反射されて生じるものである。また、雨天時等に自動車のフロントガラスやバックミラー(ドアミラー)の表面に水滴が付着して、視認性が大幅に低下することもしばしば経験されることである。これもまた上記の曇りと同様に、ガラス基板の表面に水滴が付着してもたらされる現象である。   Glass products such as mirrors placed in humid places such as washrooms and bathrooms often become cloudy, especially in cold weather. This phenomenon occurs when the surface temperature of the glass substrate constituting the glass product falls below the dew point, so that moisture in the air becomes fine water droplets and adheres to the surface of the glass substrate, where light is diffusely reflected. . Moreover, it is often experienced that water drops adhere to the surface of a windshield or a rearview mirror (door mirror) of an automobile when it rains and the like, resulting in a significant decrease in visibility. This is also a phenomenon caused by water droplets adhering to the surface of the glass substrate, similar to the above fogging.

こうした現象を軽減させるための手段の一つとして、ガラス基板表面の濡れ性を調節することが挙げられる。ガラス基板表面の濡れ性を高くなるように調節することでガラス基板と水滴との間の接触角が小さくなり、水滴はその形態を維持することができなくなる。これにより水滴はガラス基板上で薄い水膜となるので、曇りや、水滴の付着に伴う視認性の低下が抑制される。このような効果を狙って界面活性剤を成分として含んだ曇り止めスプレーも市販されているが、界面活性剤による効力の持続性は一般に短いものであるので、これを用いてガラス基板の曇りや水滴の付着に伴う視認性の低下を抑制しようとするとガラス基板に対して頻繁にスプレー処理を行わなければならず不便である。   One means for reducing such a phenomenon is adjusting the wettability of the glass substrate surface. By adjusting the wettability of the glass substrate surface to be high, the contact angle between the glass substrate and the water droplet is reduced, and the water droplet cannot maintain its form. As a result, the water droplets become a thin water film on the glass substrate, so that cloudiness and a decrease in visibility due to adhesion of the water droplets are suppressed. Antifogging sprays containing a surfactant as a component aiming at such an effect are also commercially available, but since the sustainability of the effect by the surfactant is generally short, it is used to prevent fogging of the glass substrate. If it is going to suppress the fall of visibility accompanying adhesion of a water droplet, spray processing must be frequently performed to a glass substrate, and it is inconvenient.

このような問題を解決すべく、例えば特許文献1には、親水性及び吸水性を有し、水に不溶性で表面耐摩擦性を有する被膜をガラス基板の表面に形成させてレンズ等の曇りを抑制させることが提案されている。また、近年では、光触媒である酸化チタンの粒子をガラス基板の表面に付着させ、酸化チタンの光触媒作用によってガラス基板の表面を超親水化させることも広く行われるようになってきている(例えば、特許文献2を参照)。   In order to solve such a problem, for example, Patent Document 1 discloses that a film having hydrophilicity and water absorption, insoluble in water and having surface friction resistance is formed on the surface of a glass substrate to cause fogging of a lens or the like. It has been proposed to suppress. In recent years, titanium oxide particles that are photocatalysts are attached to the surface of a glass substrate, and the surface of the glass substrate is made superhydrophilic by the photocatalytic action of titanium oxide (for example, (See Patent Document 2).

特開2005−234066号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-234066 特許第2756474号公報Japanese Patent No. 2756474

酸化チタンの光触媒作用によってガラス基板の表面を超親水化する方法によれば、曇りや水滴の抑制効果はかなり高いものになる。また、そうした効果を得るための処理方法としては、酸化チタンの粒子を含む処理剤をガラス基板の表面に塗布すれば完了するものが殆どであり非常に簡便である。しかしながら、一般にその効果が持続する期間はそれほど長いものでなく、用いる処理剤の種類にもよるが、例えば鏡に対して上記の手法により防曇処理を行った場合、およそ数週間程度で防曇効果は失われてしまう。   According to the method of superhydrophilicizing the surface of the glass substrate by the photocatalytic action of titanium oxide, the effect of suppressing fogging and water droplets is considerably high. Further, as treatment methods for obtaining such an effect, most of the treatment methods can be completed by applying a treatment agent containing titanium oxide particles to the surface of the glass substrate, which is very simple. However, in general, the period in which the effect lasts is not so long and depends on the type of treatment agent used. For example, when the antifogging treatment is performed on the mirror by the above method, the antifogging effect is about several weeks. Will be lost.

本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、表面の親水性が長期間維持されることにより、長期にわたって高い防曇性や水滴による視認性の低下抑制効果を示すことが可能な親水化ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and by maintaining the hydrophilicity of the surface for a long period of time, it is possible to exhibit a high anti-fogging property and an effect of suppressing the deterioration of visibility due to water droplets over a long period of time. It aims at providing the manufacturing method of a hydrophilic glass substrate.

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、酸化チタンやチタンのアルコキシド等といったチタン化合物や、シリカやシリカ前駆体等といったケイ素化合物を含有する親水化処理液をガラス基板に適用する前に、当該ガラス基板の表面に火炎又はプラズマを接触させる前処理工程を設けることにより、長期にわたって親水性が維持されるガラス基板を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventor made a hydrophilic treatment liquid containing a titanium compound such as titanium oxide or an alkoxide of titanium, or a silicon compound such as silica or a silica precursor into glass. In order to complete the present invention, it is found that by providing a pretreatment step in which a flame or plasma is brought into contact with the surface of the glass substrate before application to the substrate, a glass substrate that maintains hydrophilicity over a long period of time can be obtained. It came.

本発明は、ガラス基板の表面に火炎又はプラズマを接触させる前処理工程と、上記前処理工程を経たガラス基板の表面にチタン化合物又はケイ素化合物を含有する親水化処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面を熱処理する親水化処理工程と、を含むことを特徴とする親水化ガラス基板の製造方法である。   In the present invention, a pretreatment step of bringing a flame or plasma into contact with the surface of a glass substrate, and a hydrophilic treatment liquid containing a titanium compound or a silicon compound is applied to the surface of the glass substrate that has undergone the pretreatment step, and then the glass And a hydrophilic treatment step of heat-treating the surface of the substrate.

上記前処理工程は上記ガラス基板の表面に火炎を接触させるものであるであることが好ましい。   It is preferable that the pretreatment step is to bring a flame into contact with the surface of the glass substrate.

上記親水化処理工程における熱処理は上記ガラス基板の表面に火炎を接触させるものであることが好ましい。   It is preferable that the heat treatment in the hydrophilic treatment step is to bring a flame into contact with the surface of the glass substrate.

上記親水化処理工程にて、上記ガラス基板が100℃以上となるように予熱を行った上で上記親水化処理液の塗布を行うことが好ましい。   In the hydrophilic treatment step, it is preferable to apply the hydrophilic treatment liquid after preheating so that the glass substrate has a temperature of 100 ° C. or higher.

上記前処理工程と上記親水化処理工程との間に、上記ガラス基板の表面にシランカップリング剤を含有するプライマー処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面の熱処理を行うプライマー処理工程を含んでもよい。   A primer treatment step of applying a primer treatment liquid containing a silane coupling agent to the surface of the glass substrate and then heat treating the surface of the glass substrate between the pretreatment step and the hydrophilization treatment step; But you can.

本発明によれば、表面の親水性が長期間維持されることにより、長期にわたって高い防曇性や水滴による視認性の低下抑制効果を示すことが可能な親水化ガラス基板の製造方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hydrophilic property of the surface is maintained for a long period of time, and the manufacturing method of the hydrophilization glass substrate which can show the high anti-fogging property over a long period of time and the visibility fall suppression effect by a water droplet is provided The

図1は本発明の親水化ガラス基板の製造方法の一実施態様を示したフロー図である。FIG. 1 is a flow diagram showing one embodiment of a method for producing a hydrophilic glass substrate of the present invention. 図2は本発明の親水化ガラス基板の製造方法の一実施態様で製造される鏡を模式的に示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a mirror manufactured in one embodiment of the method for manufacturing a hydrophilic glass substrate of the present invention.

以下、本発明の一実施態様について説明するが、本発明は、下記の実施態様に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えて実施をすることができる。図1は、本発明の親水化ガラス基板の製造方法の一実施態様を示したフロー図である。図2は、本発明の親水化ガラス基板の製造方法の一実施態様で製造される鏡を模式的に示した断面図である。   Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiment, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the spirit of the present invention. FIG. 1 is a flow diagram showing an embodiment of a method for producing a hydrophilic glass substrate of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a mirror manufactured in one embodiment of the method for manufacturing a hydrophilic glass substrate of the present invention.

本発明の親水化ガラス基板の製造方法で製造される親水化ガラス基板は、表面が親水化されることで水の接触角が小さくなっており、表面に付着した水が水滴とはならずに水膜となる特徴を備える。このため、この親水化ガラス基板では、微細な水滴が付着することによって生じる「曇り」が抑制される防曇性を備えるとともに、大きな水滴が表面に付着することによって視認性が低下することを抑制する性能を備える。親水化処理されるガラス基板は、一の表面にガラス面が露出していればよく、鏡等のように、他の表面には必ずしもガラス面が露出していなくてもよい。このようなガラス基板としては、自動車の風防ガラス・バックミラー、眼鏡等のレンズ、浴室や洗面台等に設置される鏡、建造物の窓ガラス等が挙げられる。   The hydrophilized glass substrate produced by the method for producing a hydrophilized glass substrate of the present invention has a reduced water contact angle due to the surface being hydrophilized, and water attached to the surface does not become water droplets. Features water film. For this reason, this hydrophilic glass substrate has anti-fogging property that suppresses “fogging” caused by the attachment of fine water droplets, and suppresses a decrease in visibility due to adhesion of large water droplets to the surface. It has the performance to do. The glass substrate to be hydrophilized only needs to have the glass surface exposed on one surface, and the glass surface does not necessarily have to be exposed on the other surface, such as a mirror. Examples of such glass substrates include windshields and rearview mirrors for automobiles, lenses such as glasses, mirrors installed in bathrooms and washstands, window glass for buildings, and the like.

本実施態様では、本発明の一例として、図2に示す鏡1をガラス基板として選択した場合の親水化ガラス基板の製造方法について説明する。この場合、親水化処理されるガラス基板は、ガラス層2、銀メッキ層3及び塗料膜4からなる鏡1であり、親水化処理されることでガラス層2のうちガラス面が露出した表面にプライマー層5及び親水層6が形成されて、親水化された鏡(すなわち親水化ガラス基板)1Aとなる。銀メッキ層3は、ガラス層2のうちの一方の表面(これを裏面と呼び、その反対側となるガラスが露出した側を表面と呼ぶ。)にガラス層2と接触して形成された銀の蒸着膜又はメッキ膜である。この銀メッキ層3の表面には、銀メッキ層3に接触して保護膜である塗料膜4が形成される。塗料膜4は、ウレタン樹脂等の有機物で構成される。なお、今後、鏡1のことを「ガラス基板1」とも呼び、親水化された鏡1Aのことを「親水化ガラス基板1A」とも呼ぶ。   In this embodiment, as an example of the present invention, a method for producing a hydrophilic glass substrate when the mirror 1 shown in FIG. 2 is selected as the glass substrate will be described. In this case, the glass substrate to be hydrophilized is the mirror 1 composed of the glass layer 2, the silver plating layer 3 and the paint film 4, and the glass surface of the glass layer 2 is exposed on the surface exposed to the hydrophilic treatment. The primer layer 5 and the hydrophilic layer 6 are formed to form a hydrophilic mirror (that is, a hydrophilic glass substrate) 1A. The silver plating layer 3 is a silver layer formed on one surface of the glass layer 2 (this is called the back surface, and the side where the glass on the opposite side is exposed is called the surface) in contact with the glass layer 2. The deposited film or the plated film. On the surface of the silver plating layer 3, a paint film 4 as a protective film is formed in contact with the silver plating layer 3. The paint film 4 is made of an organic material such as urethane resin. In the future, the mirror 1 will also be referred to as “glass substrate 1”, and the hydrophilized mirror 1A will also be referred to as “hydrophilic glass substrate 1A”.

本実施態様の親水化ガラス基板1Aの製造方法では、前処理工程S1、プライマー処理工程S2、親水化処理工程S3及び冷却工程S4を備える。以下、各工程について説明する。   The manufacturing method of the hydrophilized glass substrate 1A of this embodiment includes a pretreatment step S1, a primer treatment step S2, a hydrophilization treatment step S3, and a cooling step S4. Hereinafter, each step will be described.

[前処理工程S1]
前処理工程S1は、ガラス基板1の表面に火炎又はプラズマを接触させる工程である。本実施態様では、ガラス層2、銀メッキ層3及び塗料膜4からなる鏡をガラス基板1として、その表面に火炎を接触させる。前処理工程S1では、ガラス基板1の表面に付着した水分や有機物等といった各種の不純物が火炎やプラズマにより除去される。こうした不純物がガラス基板1から除去されることにより、形成されるプライマー層5及び親水層6がガラス基板1の表面に強固に結合できるようになる。
[Pretreatment step S1]
The pretreatment step S1 is a step of bringing a flame or plasma into contact with the surface of the glass substrate 1. In this embodiment, a mirror composed of the glass layer 2, the silver plating layer 3 and the paint film 4 is used as the glass substrate 1, and a flame is brought into contact with the surface thereof. In the pretreatment step S1, various impurities such as moisture and organic substances adhering to the surface of the glass substrate 1 are removed by a flame or plasma. By removing such impurities from the glass substrate 1, the primer layer 5 and the hydrophilic layer 6 to be formed can be firmly bonded to the surface of the glass substrate 1.

通常、ガラス基板の表面から各種の不純物を高精度に除去する場合、酸化セリウムの粒子を用いてガラス基板の表面を研磨する方法が採用される。このような処理を行うことにより酸化セリウムがガラスと反応しながら研磨が行われ、単なる機械的な研磨では実現することのできない精密な研磨を行えるとされている。しかしながら、こうした研磨処理は湿式で行われるため、研磨を行った後のガラス基板の表面には多量の水分が吸着されており、この水分がプライマー層や親水層をガラス基板に密着させる上での障害となり得る。しかしながら、本発明で用いられる火炎又はプラズマを接触させる処理を行うと、このような問題を生じることなくガラス基板1の表面から不純物を除去することが可能である。   In general, when various impurities are removed from the surface of the glass substrate with high accuracy, a method of polishing the surface of the glass substrate using cerium oxide particles is employed. By performing such treatment, polishing is performed while cerium oxide reacts with glass, and it is said that precise polishing that cannot be realized by simple mechanical polishing can be performed. However, since such a polishing process is performed in a wet manner, a large amount of moisture is adsorbed on the surface of the glass substrate after polishing, and this moisture causes the primer layer and the hydrophilic layer to adhere to the glass substrate. It can be an obstacle. However, when the process of contacting the flame or plasma used in the present invention is performed, impurities can be removed from the surface of the glass substrate 1 without causing such a problem.

こうした処理に用いる火炎としては、プロパン、ブタン、天然ガス等の可燃性ガスを燃焼して生成させたものを好ましく例示することができる。これらの中でも、プロパン及びブタンの混合ガスが好ましく例示できるが特に限定されない。この火炎は、ガスが完全燃焼して紫色(火炎温度約700〜800℃程度)を呈していることが好ましい。こうして得られた火炎をガラス基板1の表面に直接接触させる。このとき、表面温度計で観察されるガラス基板1の表面温度が90〜300℃程度となるまで火炎の接触を行うことが好ましく、90〜150℃程度となるまで火炎の接触を行うことがより好ましい。ガラス基板1の表面温度をこの温度範囲で加熱することにより、ガラス基板1の表面に付着した不純物が効果的に除去される一方で、鏡であるガラス基板1における塗料膜4が熱により分解されてしまうことを抑制できるので好ましい。   Preferred examples of the flame used for such treatment include those produced by burning flammable gases such as propane, butane, and natural gas. Among these, a mixed gas of propane and butane can be preferably exemplified, but is not particularly limited. The flame preferably has a purple color (flame temperature of about 700 to 800 ° C.) due to complete combustion of the gas. The flame thus obtained is brought into direct contact with the surface of the glass substrate 1. At this time, it is preferable to perform the flame contact until the surface temperature of the glass substrate 1 observed with the surface thermometer reaches about 90 to 300 ° C., and more preferably to perform the flame contact until about 90 to 150 ° C. preferable. By heating the surface temperature of the glass substrate 1 within this temperature range, impurities attached to the surface of the glass substrate 1 are effectively removed, while the coating film 4 on the glass substrate 1 that is a mirror is decomposed by heat. It is preferable because it can be suppressed.

なお、火炎を接触させる処理によらなくても、例えばIR(赤外線)照射等の手段によってガラス基板1の表面温度を上記の範囲まで高めることも可能ではある。しかし、この場合には加熱時間が長くなりがちであるがゆえにガラス基板1の全体が加熱されてしまい、塗料膜4が熱により分解されてしまう危険がある。また何より、本発明者の検討によれば、IR照射によって単にガラス基板1の温度を高くしただけでは、プライマー層5及び親水層6の密着性が劣る結果となって、親水層6の十分な耐久性を得ることができない。この点、火炎処理であれば、ガラス基板1の表面を高温の炎で炙ることにより、ガラス基板1の表面に存在する不純物を炎の接触によって瞬時に分解又は蒸発させる一方で、裏面に存在する塗料膜4が分解するまでガラス基板1が高温となることを抑制でき、さらに上記のように親水層6の十分な密着性を得ることができる。   In addition, even if it does not depend on the process which makes a flame contact, it is also possible to raise the surface temperature of the glass substrate 1 to said range, for example by means, such as IR (infrared rays) irradiation. However, in this case, since the heating time tends to be long, the entire glass substrate 1 is heated, and there is a risk that the coating film 4 is decomposed by heat. Above all, according to the study of the present inventors, simply increasing the temperature of the glass substrate 1 by IR irradiation results in poor adhesion between the primer layer 5 and the hydrophilic layer 6, and the hydrophilic layer 6 is sufficiently bonded. Durability cannot be obtained. In this regard, in the case of flame treatment, by impregnating the surface of the glass substrate 1 with a high-temperature flame, impurities existing on the surface of the glass substrate 1 are instantaneously decomposed or evaporated by contact with the flame, while existing on the back surface. It can suppress that the glass substrate 1 becomes high temperature until the coating film 4 decomposes | disassembles, Furthermore, sufficient adhesiveness of the hydrophilic layer 6 can be obtained as mentioned above.

プラズマ処理で用いるプラズマとしては、低温プラズマ又は熱プラズマのいずれでもよく、従来公知のプラズマ発生装置により生成させたものを用いることができる。プラズマ中には反応性の高い荷電粒子が多く含まれており、こうした荷電粒子がガラス基板1の表面に存在する不純物と接触することで、当該不純物がガラス基板1の表面から分解除去される。なお、用いるプラズマの種類によってはガラス基板1の表面温度が上昇する場合があるが、その場合、ガラス基板1の表面温度の上限は90〜300℃程度とすることが好ましく、90〜150℃程度とすることがより好ましい。   The plasma used in the plasma treatment may be either low-temperature plasma or thermal plasma, and one generated by a conventionally known plasma generator can be used. The plasma contains many highly reactive charged particles, and these charged particles come into contact with impurities existing on the surface of the glass substrate 1, so that the impurities are decomposed and removed from the surface of the glass substrate 1. In addition, although the surface temperature of the glass substrate 1 may rise depending on the kind of plasma to be used, the upper limit of the surface temperature of the glass substrate 1 is preferably about 90 to 300 ° C., and about 90 to 150 ° C. More preferably.

火炎又はプラズマを接触させる処理を受けたガラス基板1は、空冷により室温程度まで冷却された後に、プライマー処理工程S2に付される。   The glass substrate 1 that has been subjected to the process of bringing the flame or plasma into contact is cooled to about room temperature by air cooling, and then subjected to the primer processing step S2.

[プライマー処理工程S2]
プライマー処理工程S2は、上記前処理工程S1と後述する親水化処理工程S3との間に行われる工程であり、ガラス基板1の表面にシランカップリング剤を含有するプライマー処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板1の表面を熱又はプラズマ処理する工程である。この工程を経ることによりガラス基板1の表面にプライマー層5が形成される。プライマー層5は、後述する親水化処理工程S3で形成される親水層6のガラス基板1に対する密着性を向上させるために形成されるものである。なお、上記前処理工程S1を経ることにより親水層6のガラス基板1に対する密着性の大幅な向上を図ることができるので、後述する親水化処理工程S3で用いられる親水化処理液の選択によっては、プライマー層5を設けなくても親水層6の十分な密着性を得ることも可能である。この場合には、プライマー処理工程S2を省略してもよい。
[Primer treatment step S2]
The primer treatment step S2 is a step performed between the pretreatment step S1 and a hydrophilization treatment step S3 described later, and a primer treatment liquid containing a silane coupling agent is applied to the surface of the glass substrate 1, and then In this step, the surface of the glass substrate 1 is subjected to heat or plasma treatment. Through this step, the primer layer 5 is formed on the surface of the glass substrate 1. The primer layer 5 is formed in order to improve the adhesion of the hydrophilic layer 6 formed in the hydrophilic treatment step S3 described later to the glass substrate 1. In addition, since the adhesiveness with respect to the glass substrate 1 of the hydrophilic layer 6 can be significantly improved by passing through the said pretreatment process S1, depending on selection of the hydrophilic treatment liquid used by the hydrophilic treatment process S3 mentioned later. Even if the primer layer 5 is not provided, sufficient adhesion of the hydrophilic layer 6 can be obtained. In this case, the primer processing step S2 may be omitted.

シランカップリング剤は、加水分解及び縮重合反応により重合してシロキサン結合を形成し、親水層6の下地となるプライマー層5を形成させる。このようなシランカップリング剤は各種のものが市販されており、一例として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジプロポキシシラン、フェニルメチルジブトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリプロポキシシラン、n−プロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの中でもアミノシラン系のシランカップリング剤が好ましく用いられる。これらのシランカップリング剤は、単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることが可能である。   The silane coupling agent is polymerized by hydrolysis and polycondensation reaction to form a siloxane bond, thereby forming the primer layer 5 serving as a base for the hydrophilic layer 6. Various types of such silane coupling agents are commercially available. For example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, Ethyltripropoxysilane, ethyltributoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane, phenyltributoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldipropoxysilane, dimethyldibutoxysilane, diethyl Dimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldipropoxysilane, diethyldibutoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxy Lan, phenylmethyldipropoxysilane, phenylmethyldibutoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltripropoxysilane, n-propyltributoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxy Silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxy Silane, (gamma) -mercaptopropyl trimethoxysilane, (beta)-(3,4 epoxy cyclohexyl) ethyltrimethoxysilane etc. are mentioned. Of these, aminosilane-based silane coupling agents are preferably used. These silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more.

上記シランカップリング剤を溶媒で希釈したものがプライマー処理液となる。プライマー処理液の調製に用いることのできる溶媒としては、シランカップリング剤と混合可能なものであれば特に限定されず、一例として、トルエン、キシレン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸2−メトキシメチル(メチルセロソルブアセテートとも呼ばれる。)、酢酸2−エトキシエチル(セロソルブアセテートとも呼ばれる。)、エチレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることが可能である。   A solution obtained by diluting the silane coupling agent with a solvent is a primer treatment solution. The solvent that can be used for the preparation of the primer treatment solution is not particularly limited as long as it can be mixed with the silane coupling agent. Examples thereof include toluene, xylene, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, and 2-methoxymethyl acetate. (Also called methyl cellosolve acetate), 2-ethoxyethyl acetate (also called cellosolve acetate), ethylene glycol mono-tert-butyl ether acetate, and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

プライマー処理液中のシランカップリング剤の濃度としては、0.1〜5質量%程度が好ましく、0.1〜3質量%程度がより好ましく、0.2〜1質量%程度がさらに好ましい。これらに示すシランカップリング剤の濃度は、プライマー用途としては通常と比べてかなり希薄なものである。このように希薄な濃度とする理由は、上記前処理工程S1を行う場合、形成されるプライマー層5の厚さを極力薄くすることによって後述する親水層6の密着性が向上することを本発明者が知見したためである。   As a density | concentration of the silane coupling agent in a primer processing liquid, about 0.1-5 mass% is preferable, about 0.1-3 mass% is more preferable, About 0.2-1 mass% is further more preferable. The concentration of the silane coupling agent shown in these is considerably dilute as compared with a normal primer application. The reason why the concentration is so thin is that when the pretreatment step S1 is performed, the adhesiveness of the hydrophilic layer 6 described later is improved by reducing the thickness of the formed primer layer 5 as much as possible. This is because the person has found out.

なお、プライマー処理液に含まれるシランカップリング剤は、ガラス基板1の表面に塗布された際に空気中の水分と反応したり、溶媒に含まれる水分と反応したりすることによって加水分解を受けていると考えられ、後述する熱処理によって縮重合して硬化する。また、プライマー処理液中に微量の水分を添加して、予め加水分解を促進させておいてもよい。   The silane coupling agent contained in the primer treatment liquid is hydrolyzed by reacting with moisture in the air when applied to the surface of the glass substrate 1 or reacting with moisture contained in the solvent. It is considered that the polymer is condensed and cured by heat treatment described later. Further, hydrolysis may be promoted in advance by adding a small amount of water to the primer treatment solution.

プライマー処理液をガラス基板1の表面へ塗布するに際しては、公知の塗布方法を特に制限無く用いることができる。このような塗布方法としては、スプレー法、ロールコーター法、フローコーター法、刷毛塗り法、ディッピング法、グラビアコーティング法、スピンコーティング法等が挙げられるが、均一で薄いプライマー層5を形成させて親水層6の密着性を向上させるとの観点からは、スプレー法が好ましく用いられる。プライマー処理液の塗布量については、形成されるプライマー層5の厚さが10nm〜1000nm程度となるように適宜調節すればよい。   In applying the primer treatment liquid to the surface of the glass substrate 1, a known application method can be used without any particular limitation. Examples of such a coating method include a spray method, a roll coater method, a flow coater method, a brush coating method, a dipping method, a gravure coating method, a spin coating method, and the like. From the viewpoint of improving the adhesion of the layer 6, a spray method is preferably used. What is necessary is just to adjust suitably about the application quantity of a primer process liquid so that the thickness of the primer layer 5 formed may be set to about 10 nm-1000 nm.

ガラス基板1の表面にプライマー処理液を塗布した後、当該表面に対して熱処理が行われる。この熱処理により、プライマー処理液に含まれる溶媒がガラス基板1の表面から除去されるとともに、ガラス基板1の表面に存在するシランカップリング剤の縮重合反応が促進される。   After applying the primer treatment liquid to the surface of the glass substrate 1, heat treatment is performed on the surface. By this heat treatment, the solvent contained in the primer treatment liquid is removed from the surface of the glass substrate 1 and the condensation polymerization reaction of the silane coupling agent present on the surface of the glass substrate 1 is promoted.

熱処理としては、熱風処理法、IR(赤外線)加熱法、火炎に接触させる方法等が例示される。これらの中でも、火炎に接触させる方法を用いることにより親水層6の密着性をより向上させることができるので好ましい。火炎に接触させる方法を用いる場合、加熱の条件としては、既に述べた前処理工程S1における火炎処理と同様の手順で行うことができる。なお、熱処理の温度としては、ガラス基板1の表面温度として90〜150℃程度を例示することができる。   Examples of the heat treatment include a hot air treatment method, an IR (infrared) heating method, and a method of contacting with a flame. Among these, since the adhesiveness of the hydrophilic layer 6 can be improved more by using the method of making it contact with a flame, it is preferable. When using the method of making it contact with a flame, it can carry out in the procedure similar to the flame treatment in pre-processing process S1 already described as heating conditions. In addition, as temperature of heat processing, about 90-150 degreeC can be illustrated as surface temperature of the glass substrate 1. FIG.

プライマー処理工程S2を経てプライマー層5が形成されたガラス基板1は、親水化処理工程S3に付される。   The glass substrate 1 on which the primer layer 5 is formed through the primer treatment step S2 is subjected to a hydrophilic treatment step S3.

[親水化処理工程S3]
親水化処理工程S3は、プライマー層5が形成されたガラス基板1の表面にチタン化合物又はケイ素化合物を含有する親水化処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板1の表面を熱処理する工程である。この工程を経ることにより光触媒である酸化チタン又は親水性であるシリカを含有する親水層6が形成され、ガラス基板1だったものは、親水化されたガラス基板1Aとなる。なお、既に述べたようにプライマー処理工程S2が省略される場合には、ガラス基板1のすぐ上に親水層6が形成されることになる。そのため、プライマー処理工程S2が省略される場合には、以下の記載において、「プライマー層5」を「ガラス基板1」と読み替えるものとする。
[Hydrophilic treatment step S3]
The hydrophilic treatment step S3 is a step of applying a hydrophilic treatment liquid containing a titanium compound or a silicon compound to the surface of the glass substrate 1 on which the primer layer 5 is formed, and then heat-treating the surface of the glass substrate 1. By passing through this process, the hydrophilic layer 6 containing the titanium oxide which is a photocatalyst or the silica which is hydrophilic is formed, and what was the glass substrate 1 turns into the glass substrate 1A hydrophilized. As already described, when the primer treatment step S2 is omitted, the hydrophilic layer 6 is formed immediately above the glass substrate 1. Therefore, when primer treatment process S2 is abbreviate | omitted, "primer layer 5" shall be read as "glass substrate 1" in the following description.

既に知られるように、光触媒作用を備えた酸化チタンを含む層に紫外光が照射されると、当該層と水との接触角が10°以下、より詳しくは5°以下、特に約0°となる程度に高度に親水化される。本発明において、防曇性を発揮したり、大きな表面水滴の存在によって視認性が低下することを抑制したりする性能は、このような作用によってもたらされる。なお、こうした作用は蛍光灯に含まれる微弱な紫外光の照射でも十分に発揮される。また、こうした光触媒作用は、防曇性や視認性の向上のみならず防汚性を発現するものでもあるので、例えば本発明が浴室の鏡に適用されれば、不溶化した石鹸かすや水道水に含まれる成分が鏡の表面に鱗状に付着することも抑制される。   As already known, when a layer containing titanium oxide having a photocatalytic action is irradiated with ultraviolet light, the contact angle between the layer and water is 10 ° or less, more specifically 5 ° or less, particularly about 0 °. It becomes highly hydrophilic. In the present invention, the performance of exhibiting antifogging properties or suppressing the visibility from being lowered due to the presence of large surface water droplets is brought about by such an action. In addition, such an effect | action is fully exhibited even by the weak ultraviolet light irradiation contained in a fluorescent lamp. In addition, such photocatalytic action not only improves antifogging and visibility, but also exhibits antifouling properties. For example, if the present invention is applied to a bathroom mirror, it can be used for insolubilized soap scum and tap water. It is also suppressed that the contained components adhere to the surface of the mirror in a scale shape.

チタン化合物は、光触媒作用を発揮する酸化チタンの粒子であってもよいし、熱処理を受けて酸化チタンに変換される酸化チタン前駆体であってもよい。   The titanium compound may be a titanium oxide particle that exhibits a photocatalytic action, or may be a titanium oxide precursor that is converted into titanium oxide by heat treatment.

酸化チタンの粒子をチタン化合物として用いる場合、その酸化チタンとしてはアナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン又はブルッカイト型酸化チタンを挙げることができる。この場合、酸化チタンの粒子は親水化処理液中に分散又は懸濁された状態とされ、その粒径としては5nm〜1000nm程度を挙げることができるが特に限定されない。このような酸化チタン粒子の分散又は懸濁された処理液は、株式会社トーコーを初め各社から市販されているので、容易に入手することが可能である。   When titanium oxide particles are used as the titanium compound, examples of the titanium oxide include anatase type titanium oxide, rutile type titanium oxide, and brookite type titanium oxide. In this case, the titanium oxide particles are in a state of being dispersed or suspended in the hydrophilization treatment liquid, and the particle diameter thereof may be about 5 nm to 1000 nm, but is not particularly limited. Since the treatment liquid in which such titanium oxide particles are dispersed or suspended is commercially available from various companies including Toko Co., Ltd., it can be easily obtained.

酸化チタンの前駆体をチタン化合物として用いる場合、酸化チタンの前駆体としては、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタンといったチタンアルコキシド等のような有機チタン化合物を部分的に又は完全に加水分解させた化合物や、四塩化チタンやTi(SO等のような無機チタン化合物が挙げられる。これらの化合物は、親水化処理液中に溶解、分散又は懸濁された状態で用いられる。 When a titanium oxide precursor is used as the titanium compound, the titanium oxide precursor may be a titanium alkoxide such as tetraethoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium, tetrabutoxy titanium, tetramethoxy titanium, or the like. Examples thereof include compounds obtained by partially or completely hydrolyzing organic titanium compounds, and inorganic titanium compounds such as titanium tetrachloride and Ti (SO 4 ) 2 . These compounds are used in the state of being dissolved, dispersed or suspended in the hydrophilization solution.

有機チタン化合物を部分的に又は完全に加水分解させた化合物を用いる場合、プライマー層5の表面に塗布されてから後述する熱処理を受けることにより、これらの化合物は完全に加水分解されるとともに縮重合反応を生じて無定型の酸化チタンとなる。無機チタン化合物を用いる場合、プライマー層5の表面に塗布されてから後述する熱処理を受けることにより、これらの化合物は加水分解されるとともに縮重合反応を生じて無定型の酸化チタンとなる。   When using a compound obtained by partially or completely hydrolyzing an organotitanium compound, these compounds are completely hydrolyzed and subjected to polycondensation by being subjected to the heat treatment described later after being applied to the surface of the primer layer 5. Reaction occurs to form amorphous titanium oxide. In the case of using an inorganic titanium compound, these compounds are hydrolyzed and subjected to a polycondensation reaction by being applied to the surface of the primer layer 5 and then subjected to a heat treatment described later to become amorphous titanium oxide.

シリカはそれ自身が親水性を備えるため、親水層6は、これを含むことにより上記酸化チタンを含むときと同様に防曇性や視認性の向上のみならず防汚性を発現することができる。シリカの供給源となるケイ素化合物は、シリカの粒子であってもよいし、熱処理を受けてシリカに変換されるシリカ前駆体であってもよい。   Since the silica itself has hydrophilicity, the hydrophilic layer 6 can express not only the antifogging property and visibility but also the antifouling property in the same manner as when the titanium oxide is contained. . The silicon compound serving as the silica supply source may be silica particles, or may be a silica precursor that is converted into silica by heat treatment.

シリカの粒子をケイ素化合物として用いる場合、シリカの粒子は親水化処理液中に分散又は懸濁された状態とされ、その粒径としては5nm〜1000nm程度を挙げることができるが特に限定されない。このようなシリカ粒子の分散又は懸濁された処理液は、株式会社KRIを初め各社から市販されているので、容易に入手することが可能である。   When silica particles are used as the silicon compound, the silica particles are dispersed or suspended in the hydrophilization treatment liquid, and the particle diameter can be about 5 nm to 1000 nm, but is not particularly limited. Since the treatment liquid in which such silica particles are dispersed or suspended is commercially available from various companies including KRI Co., Ltd., it can be easily obtained.

シリカの前駆体をケイ素化合物として用いる場合、シリカの前駆体としては、既に説明したシランカップリング剤そのもの、又はこれを部分的に若しくは完全に加水分解させた化合物が挙げられる。これらの化合物は、親水化処理液中に溶解、分散又は懸濁した状態で用いられる。こうしたシランカップリング剤そのもの、又はこれを部分的に若しくは完全に加水分解させた化合物を用いる場合、プライマー層5の表面に塗布されてから後述する熱処理を受けることにより、これらの化合物は完全に加水分解されるとともに縮重合反応を生じて最終的にシリカへと転換される。   When a silica precursor is used as the silicon compound, examples of the silica precursor include the silane coupling agent described above, or a compound obtained by partially or completely hydrolyzing the silane coupling agent. These compounds are used in a state of being dissolved, dispersed or suspended in the hydrophilization solution. When such a silane coupling agent itself or a compound obtained by partially or completely hydrolyzing the silane coupling agent is used, the compound is completely hydrolyzed by applying a heat treatment described later after being applied to the surface of the primer layer 5. While being decomposed, it undergoes a condensation polymerization reaction and is finally converted to silica.

親水化処理液は、上記チタン化合物又はケイ素化合物が溶媒と混合されたものである。溶媒としては、トルエン、キシレン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、ブチルセロソルブ、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノtert−ブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、酢酸2−メトキシメチル、酢酸2−エトキシエチル、エチレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノn−ブチルエーテルアセテート等といった各種の有機溶媒が好ましく例示され、これらの中でも、エチレングリコールモノtert−ブチルエーテル、エチレングリコールモノtert−ブチルエーテルアセテート等が好ましく例示される。これらの溶媒は、単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   The hydrophilization treatment liquid is obtained by mixing the titanium compound or silicon compound with a solvent. Solvents include toluene, xylene, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, butyl cellosolve, cyclohexanone, ethylene glycol mono tert-butyl ether, ethylene glycol mono ethyl ether, ethylene glycol mono n-butyl ether, 2-methoxymethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate And various organic solvents such as ethylene glycol mono tert-butyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol mono n-butyl ether acetate, and the like. Among these, ethylene glycol mono tert-butyl ether, ethylene glycol mono tert- Preferred examples include butyl ether acetate and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

親水化処理液中のチタン化合物又はケイ素化合物の濃度としては、0.1〜50質量%程度が例示されるが、親水層6の厚さが後述の好ましい範囲となるように適宜調節すればよい。   The concentration of the titanium compound or silicon compound in the hydrophilization treatment liquid is exemplified by about 0.1 to 50% by mass, and may be appropriately adjusted so that the thickness of the hydrophilic layer 6 falls within a preferable range described later. .

親水化処理液をプライマー層5の表面に塗布するに際しては、予めガラス基板1が100℃以上となるように加熱(すなわち予熱である。)をしておくことが好ましい。このような予熱を行っておくと、親水化処理液をプライマー層5に接触させた際に、当該親水化処理液に含まれる溶媒が速やかに蒸発して均一なチタン化合物又はケイ素化合物の層(これは後に親水層6となる。)を形成させることができる。一方、こうした予熱を行わないまま親水化処理液をプライマー層5の表面に塗布すると、溶媒が徐々に揮発するのに伴ってチタン化合物又はケイ素化合物の濃度の濃い部分が所々にできてしまい、斑状に不透明な部分を生じた状態で親水層6が形成されてしまう。このような状態では、透明性が要求される鏡等の用途に用いることができないばかりか、親水層6とプライマー層5との密着性が確保されずに耐久性の劣る製品となってしまうので好ましくない。   When applying the hydrophilic treatment liquid to the surface of the primer layer 5, it is preferable to heat (ie preheat) the glass substrate 1 in advance so that the glass substrate 1 becomes 100 ° C. or higher. When such preheating is performed, when the hydrophilization treatment liquid is brought into contact with the primer layer 5, the solvent contained in the hydrophilization treatment liquid quickly evaporates to form a uniform titanium compound or silicon compound layer ( This will later become the hydrophilic layer 6). On the other hand, when the hydrophilization treatment liquid is applied to the surface of the primer layer 5 without performing such preheating, as the solvent gradually volatilizes, portions having a high concentration of the titanium compound or silicon compound are formed in some places, resulting in spots. The hydrophilic layer 6 is formed in a state where an opaque portion is formed. In such a state, it cannot be used for applications such as mirrors that require transparency, and the adhesiveness between the hydrophilic layer 6 and the primer layer 5 is not ensured, resulting in a product with poor durability. It is not preferable.

形成される親水層6の厚さは、10nm〜10μmが好ましく例示され、10nm〜1000nmがより好ましく例示され、10nm〜300nmがさらに好ましく例示される。なお、親水化処理液を塗布して形成されたチタン化合物又はケイ素化合物の層は、後述の熱処理を経て親水層6に転換されるが、その際に若干の厚みの減少を生じるので、その減少分も考慮して親水化処理液の塗布量を決定することが望ましい。   The thickness of the formed hydrophilic layer 6 is preferably 10 nm to 10 μm, more preferably 10 nm to 1000 nm, and further preferably 10 nm to 300 nm. In addition, the titanium compound or silicon compound layer formed by applying the hydrophilization treatment liquid is converted into the hydrophilic layer 6 through a heat treatment described later, but the thickness is slightly reduced at that time. It is desirable to determine the coating amount of the hydrophilization treatment liquid in consideration of the minute.

親水化処理液をプライマー層5の表面へ塗布するに際しては、スプレー法が好ましく用いられる。上記のように予熱されたガラス基板1に対してスプレー法を用いて親水化処理液を塗布すれば、霧状となった親水化処理液がプライマー層5に接触するのとほぼ同時に溶媒揮発するので、チタン化合物やケイ素化合物の層を均一な薄膜として形成させることができて望ましい結果につながる。   When applying the hydrophilic treatment liquid to the surface of the primer layer 5, a spray method is preferably used. If the hydrophilic treatment liquid is applied to the preheated glass substrate 1 using the spray method as described above, the solvent volatilizes almost simultaneously with the contact of the hydrophilization treatment liquid in the form of a mist with the primer layer 5. Therefore, the layer of titanium compound or silicon compound can be formed as a uniform thin film, leading to desirable results.

プライマー層5の表面に形成されたチタン化合物やケイ素化合物の層は、熱処理に付される。この熱処理を経ることで、チタン化合物やケイ素化合物の層は親水層6へ転換される。この熱処理は、チタン化合物やケイ素化合物の層の表面に火炎を接触させるものであることが好ましい。このときに用いられる火炎としては、上述の前処理工程S1で述べたのと同様のものが挙げられる。こうした火炎処理が行われることで、チタン化合物やケイ素化合物は、プライマー層5の表面に焼き付けられ、密着性や耐久性を備えた親水層6となる。   The titanium compound or silicon compound layer formed on the surface of the primer layer 5 is subjected to heat treatment. Through this heat treatment, the titanium compound or silicon compound layer is converted into the hydrophilic layer 6. This heat treatment is preferably performed by bringing a flame into contact with the surface of the titanium compound or silicon compound layer. Examples of the flame used at this time include the same flames as described in the above-described pretreatment step S1. By performing such a flame treatment, the titanium compound and the silicon compound are baked on the surface of the primer layer 5 to form the hydrophilic layer 6 having adhesion and durability.

熱処理を行うに際してガラス基板1の表面温度は、好ましくは150〜250℃、より好ましくは170〜200℃まで加熱され、その温度が30秒以上保たれることが好ましい。なお、ガラス基板1の表面温度が上記の範囲であったとしても、処理に用いる火炎自体の温度は700〜800℃程度であるので、火炎に接触したチタン化合物又はケイ素化合物は十分に焼き付けられる。また、チタン化合物として酸化チタンの前駆体を用いることで無定型の酸化チタンが形成されている場合には、この火炎の温度により結晶化が進んで、アナターゼ型やルチル型の酸化チタンに転換される。また、ケイ素化合物としてシリカの前駆体が用いられた場合には、この火炎の温度によりシリカ前駆体がシリカに転換される。なお、ガラス基板1を熱処理する際に、上記の火炎処理に加えてIR(赤外線)による加熱を併用してもよい。   When performing the heat treatment, the surface temperature of the glass substrate 1 is preferably 150 to 250 ° C., more preferably 170 to 200 ° C., and the temperature is preferably maintained for 30 seconds or more. Even if the surface temperature of the glass substrate 1 is in the above range, the temperature of the flame itself used for the treatment is about 700 to 800 ° C., so that the titanium compound or silicon compound in contact with the flame is sufficiently baked. In addition, when amorphous titanium oxide is formed by using a titanium oxide precursor as a titanium compound, crystallization proceeds by the temperature of the flame and is converted to anatase type or rutile type titanium oxide. The Further, when a silica precursor is used as the silicon compound, the silica precursor is converted to silica by the flame temperature. In addition, when heat-treating the glass substrate 1, in addition to the above flame treatment, heating by IR (infrared rays) may be used in combination.

親水化処理工程S3を経て親水層6が形成された親水化ガラス基板1Aは、冷却工程S4に付される。   The hydrophilized glass substrate 1A on which the hydrophilic layer 6 has been formed through the hydrophilization treatment step S3 is subjected to the cooling step S4.

[冷却工程S4]
冷却工程S4は、親水化処理工程S3の熱処理により加熱された親水化ガラス基板1Aが急冷によって割れを生じることがないように、徐冷を行う工程である。この工程では、段階的に温度を下げながら100℃以下の熱風〜温風を親水化ガラス基板1Aに吹きつけ、親水化ガラス基板1Aの温度を常温になるまで低下させる工程である。このような手法はガラス工業の分野で公知のものであるので、ここでの説明を省略する。
[Cooling step S4]
The cooling step S4 is a step of performing slow cooling so that the hydrophilized glass substrate 1A heated by the heat treatment of the hydrophilization treatment step S3 does not crack due to rapid cooling. In this step, hot air or hot air of 100 ° C. or lower is blown onto the hydrophilic glass substrate 1A while gradually lowering the temperature, and the temperature of the hydrophilic glass substrate 1A is lowered to room temperature. Since such a technique is known in the field of the glass industry, description thereof is omitted here.

以上の各工程を経ることで、親水化ガラス基板1Aが製造される。なお、上記の実施態様は本発明の一例であり、本発明は、上記の実施態様に何ら限定されることなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。   The hydrophilic glass substrate 1A is manufactured through the above steps. The above-described embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施態様及び図1ではプライマー層5が形成されるが、プライマー層5を形成させることなく、ガラス基板1の表面に対して直に親水層6を形成させてもよい。この場合、プライマー処理工程S2は省略されることになる。既に述べたように、本発明は熱処理工程S1を行うことにより密着性の高い親水層6を形成させることを特徴としており、これにより親水層6の十分な密着性が得られるのであればプライマー層5は無くてもよい。用いる親水化処理液の種類によっては、プライマー層5を省略した方が親水層6の密着性を向上できる場合すらある。   For example, although the primer layer 5 is formed in the above embodiment and FIG. 1, the hydrophilic layer 6 may be formed directly on the surface of the glass substrate 1 without forming the primer layer 5. In this case, the primer treatment step S2 is omitted. As described above, the present invention is characterized in that the heat-treating step S1 is performed to form the hydrophilic layer 6 having high adhesion, and if the sufficient adhesion of the hydrophilic layer 6 can be obtained thereby, the primer layer 5 may be omitted. Depending on the type of the hydrophilization solution used, it may even be possible to improve the adhesion of the hydrophilic layer 6 by omitting the primer layer 5.

以下に実施例を挙げて本発明の親水化ガラス基板の製造方法をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the method for producing a hydrophilic glass substrate of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
(前処理)市販のガラス鏡におけるガラス面側の表面(以下、この面を「ガラス鏡の表面」と呼ぶ。)に、プロパン・ブタン混合ガスをトーチ式ガスバーナーで燃焼させて得た火炎を接触させる前処理を行った。用いた火炎は、外観が紫色である完全燃焼状態となるように空気調節を行って得たものであり、火炎を接触させるに際しては、表面温度計で観察したガラス鏡の表面温度が90〜100℃程度となるように、ガラス鏡の表面全体がほぼ均一に火炎に接触するように火炎を移動させながら処理を行った。
[Example 1]
(Pretreatment) A flame obtained by burning a mixed gas of propane and butane with a torch type gas burner on the surface of the glass surface side of a commercially available glass mirror (hereinafter referred to as “the surface of the glass mirror”). A pretreatment for contact was performed. The flame used was obtained by adjusting the air so that the appearance of the flame was completely purple, and when the flame was brought into contact, the surface temperature of the glass mirror observed with a surface thermometer was 90-100. The treatment was performed while moving the flame so that the entire surface of the glass mirror was in contact with the flame almost uniformly so that the temperature would be about ° C.

(プライマー処理)その後、信越化学工業株式会社製のアミノ系シランカップリング剤含有のプライマー(商品名:KBP−43)を酢酸2−メトキシメチルにより0.5質量%の濃度となるように希釈したプライマー処理液を調製し、これを上記前処理を施したガラス鏡の表面にスプレー塗布した。スプレー塗布を行った後、上記前処理と同様の手順にてガラス鏡の表面全体を火炎に接触させて熱処理した。   (Primer treatment) Thereafter, a primer (trade name: KBP-43) containing an amino-based silane coupling agent manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was diluted with 2-methoxymethyl acetate to a concentration of 0.5% by mass. A primer treatment solution was prepared and spray-coated on the surface of the glass mirror subjected to the pretreatment. After spray coating, the entire surface of the glass mirror was brought into contact with a flame and heat-treated in the same procedure as the pretreatment.

(親水化処理)次に、上記プライマー処理を施したガラス鏡の表面を110±10℃まで加温し、加温された状態のまま、株式会社トーコー製の酸化チタン粒子分散液をエチレングリコールモノtert−ブチルエーテルにより約7倍希釈となるように希釈した親水化処理液をガラス鏡の表面にスプレー塗布した。このとき、塗膜の乾燥膜厚が100〜200nmとなるようにした。その後、ガラス鏡の表面温度が30秒間にわたって180±10℃を維持するように、上記前処理と同様の手順で火炎を前面に接触させつつ赤外線加温を行って熱処理した。熱処理の後、段階的に温度を下げながら100℃以下の熱風〜温風をガラス鏡に吹き付け、当該ガラス鏡の温度を常温になるまで低下させ、実施例1の親水化処理鏡を得た。   (Hydrophilic treatment) Next, the surface of the glass mirror subjected to the primer treatment is heated to 110 ± 10 ° C., and the titanium oxide particle dispersion manufactured by Toko Co., Ltd. The hydrophilic treatment liquid diluted so as to be about 7 times diluted with tert-butyl ether was spray-coated on the surface of a glass mirror. At this time, the dry film thickness of the coating film was adjusted to 100 to 200 nm. After that, heat treatment was performed by heating with infrared rays while bringing the flame into contact with the front surface in the same procedure as the pretreatment so that the surface temperature of the glass mirror was maintained at 180 ± 10 ° C. for 30 seconds. After the heat treatment, hot air to warm air of 100 ° C. or lower was blown onto the glass mirror while gradually lowering the temperature, and the temperature of the glass mirror was lowered to room temperature to obtain a hydrophilic treatment mirror of Example 1.

[実施例2]
プライマー処理を省いたこと以外は実施例1と同様の手順にて、実施例2の親水化処理鏡を得た。
[Example 2]
A hydrophilic treatment mirror of Example 2 was obtained in the same procedure as Example 1 except that the primer treatment was omitted.

[実施例3]
親水化処理における熱処理を赤外線加温のみとして火炎の接触を行わなかったこと以外は実施例1と同様の手順にて、実施例3の親水化処理鏡を得た。
[Example 3]
A hydrophilization treatment mirror of Example 3 was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the heat treatment in the hydrophilization treatment was only infrared heating and the flame contact was not performed.

[実施例4]
市販のシリカ分散液をエチレングリコールモノtert−ブチルエーテルにより約7倍希釈となるように希釈したものを親水化処理液としたこと以外は実施例1と同様の手順にて、実施例4の親水化処理鏡を得た。
[Example 4]
The hydrophilization of Example 4 was carried out in the same manner as in Example 1 except that a commercially available silica dispersion was diluted with ethylene glycol mono-tert-butyl ether so as to be diluted about 7 times to obtain a hydrophilization treatment liquid. A processing mirror was obtained.

[比較例1]
前処理を省いたこと以外は実施例1と同様の手順にて、比較例1の親水化処理鏡を得た。
[Comparative Example 1]
A hydrophilic treatment mirror of Comparative Example 1 was obtained in the same procedure as Example 1 except that the pretreatment was omitted.

[比較例2]
前処理及びプライマー処理を省いたこと以外は実施例1と同様の手順にて、比較例2の親水化処理鏡を得た。
[Comparative Example 2]
A hydrophilic treatment mirror of Comparative Example 2 was obtained in the same procedure as Example 1 except that the pretreatment and the primer treatment were omitted.

[親水層の耐久性評価]
実施例1〜3及び比較例1〜2の親水化処理鏡を水中に浸漬し、1週間経過毎に霧吹きで水を表面に噴射して、形成された親水層が維持されているか否かを評価した。霧吹きで水を10回連続で噴射したときに、目立って水滴が観察されたものを親水層が維持されていないとし、目立った水滴が観察されなかったものを親水層が維持されているとして、以下の基準で評価した。その結果を表1に示す。
○:4週間経過以降も継続して親水層が維持されている
△:1週間以上4週間未満まで親水層が維持されたが、それ以降は親水層が維持されない
×:親水層が維持されたのが1週間未満だった
[Durability evaluation of hydrophilic layer]
Whether or not the formed hydrophilic layer is maintained by immersing the hydrophilized mirrors of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 in water and spraying water onto the surface with spraying every week. evaluated. When water is sprayed 10 times in a continuous manner with a spray bottle, water droplets are conspicuously observed, and the hydrophilic layer is not maintained. Evaluation was made according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
○: The hydrophilic layer is maintained continuously after 4 weeks. Δ: The hydrophilic layer is maintained from 1 week to less than 4 weeks, but the hydrophilic layer is not maintained after that. ×: The hydrophilic layer is maintained. Was less than a week

Figure 2015074588
Figure 2015074588

表1に示す通り、親水化処理を行うのに先立ってガラス基板の表面に火炎処理を行うと、形成される親水層の耐久性が向上することが理解され、本発明の有用性が示されている。また、親水化処理において、親水化処理液を塗布した後に火炎処理を行うことによって、より一層親水層の耐久性が向上することが理解される。   As shown in Table 1, it is understood that when the flame treatment is performed on the surface of the glass substrate prior to the hydrophilic treatment, the durability of the formed hydrophilic layer is improved, and the usefulness of the present invention is shown. ing. In addition, in the hydrophilization treatment, it is understood that the durability of the hydrophilic layer is further improved by performing the flame treatment after applying the hydrophilization treatment liquid.

1 鏡
1A 親水化された鏡
2 ガラス層
3 銀メッキ層
4 塗料膜
5 プライマー層
6 親水層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mirror 1A Hydrophilized mirror 2 Glass layer 3 Silver plating layer 4 Paint film 5 Primer layer 6 Hydrophilic layer

Claims (5)

ガラス基板の表面に火炎又はプラズマを接触させる前処理工程と、
前記前処理工程を経たガラス基板の表面にチタン化合物又はケイ素化合物を含有する親水化処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面を熱処理する親水化処理工程と、
を含むことを特徴とする親水化ガラス基板の製造方法。
A pretreatment step of bringing a flame or plasma into contact with the surface of the glass substrate;
Applying a hydrophilic treatment liquid containing a titanium compound or a silicon compound to the surface of the glass substrate that has undergone the pretreatment step, and then heat-treating the surface of the glass substrate; and
The manufacturing method of the hydrophilic glass substrate characterized by including.
前記前処理工程が、前記ガラス基板の表面に火炎を接触させるものである請求項1記載の親水化ガラス基板の製造方法。   The method for producing a hydrophilic glass substrate according to claim 1, wherein the pretreatment step is to bring a flame into contact with the surface of the glass substrate. 前記親水化処理工程における熱処理が、前記ガラス基板の表面に火炎を接触させるものである請求項1又は2記載の親水化ガラス基板の製造方法。   The method for producing a hydrophilic glass substrate according to claim 1 or 2, wherein the heat treatment in the hydrophilic treatment step is to bring a flame into contact with the surface of the glass substrate. 前記親水化処理工程にて、前記ガラス基板が100℃以上となるように予熱を行った上で前記親水化処理液の塗布を行う請求項1〜3のいずれか1項記載の親水化ガラス基板の製造方法。   The hydrophilized glass substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein in the hydrophilization treatment step, the hydrophilization treatment liquid is applied after preheating so that the glass substrate becomes 100 ° C or higher. Manufacturing method. 前記前処理工程と前記親水化処理工程との間に、前記ガラス基板の表面にシランカップリング剤を含有するプライマー処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面の熱処理を行うプライマー処理工程を含む請求項1〜4のいずれか1項記載の親水化ガラス基板の製造方法。   Between the pretreatment step and the hydrophilization treatment step, a primer treatment step of applying a primer treatment liquid containing a silane coupling agent to the surface of the glass substrate and then heat-treating the surface of the glass substrate is included. The manufacturing method of the hydrophilic glass substrate of any one of Claims 1-4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021219128A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 Saint-Gobain Glass France Anti-fog glass, vehicle and method of manufacturing the anti-fog glass
CN116874199A (en) * 2023-09-08 2023-10-13 山东蓝玻玻璃科技有限公司 Low-emissivity coated glass and preparation method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021219128A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 Saint-Gobain Glass France Anti-fog glass, vehicle and method of manufacturing the anti-fog glass
CN116874199A (en) * 2023-09-08 2023-10-13 山东蓝玻玻璃科技有限公司 Low-emissivity coated glass and preparation method thereof
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