JP2016060663A - Glass substrate with antistatic film and method for producing glass substrate with antistatic film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は帯電防止膜付きガラス基板および帯電防止膜付きガラス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a glass substrate with an antistatic film and a method for producing a glass substrate with an antistatic film.
ガラスは、一般に摩擦や積層したものの剥離等によって静電気を帯びやすい、すなわち帯電しやすい性質を有する。このようなガラスの帯電は、ガラス基板を加工して製品化する際に問題になることが多い。 Glass generally has a property of being easily charged with static electricity, that is, easily charged due to friction or peeling of laminated materials. Such charging of glass often becomes a problem when a glass substrate is processed into a product.
例えば、フラットパネルディスプレイ(FPD)やTFT(Thin Film Transistor)回路等の電子部品や精密機器に使用するガラス基板は製造された後、通常基板間に合紙を挟んで積層されて、製品に加工する工場へ輸送される。このガラス基板を製品にする際には、合紙が取り外されて製造ラインに搬送され加工が行われる。 For example, glass substrates used for electronic parts such as flat panel displays (FPD) and TFT (Thin Film Transistor) circuits and precision instruments are manufactured, and then laminated with sandwich sheets sandwiched between the substrates, and processed into products. To be transported to the factory. When this glass substrate is made into a product, the slip sheet is removed and conveyed to the production line for processing.
このような過程で、ガラス基板が帯電し、合紙の貼りつき、埃の付着、TFT回路製造時における断線、ショート等の問題が発生している。 In such a process, the glass substrate is charged, and there are problems such as sticking of interleaf paper, adhesion of dust, disconnection at the time of manufacturing the TFT circuit, and short circuit.
そこで、これまでに、ガラス表面の帯電を防止する試みとして、導電性微粒子とバインダー成分による導電性コートを形成する(例えば、特許文献1参照)、末端に親水基を導入したシランカップリング剤の表面コートを形成する(例えば、特許文献2参照)等の処理がなされている。 So far, as an attempt to prevent the charging of the glass surface, a conductive coat made of conductive fine particles and a binder component is formed (see, for example, Patent Document 1), and a silane coupling agent having a hydrophilic group introduced at the terminal is used. Processing such as forming a surface coat (see, for example, Patent Document 2) is performed.
しかしながら、これらの処理はいずれも、有機溶媒や有機バインダーを用いた非水系の処理であり、さらに所定の温度の熱処理により強固な結合を形成するような処理である。したがって、ガラス基板の製造工程で一般に行われる水洗浄の後、別のラインを設けて処理を行う必要があり、経済的な負担が大きかった。さらに、一旦このような処理で表面をコートしてしまうとその除去が非常に困難であった。 However, each of these treatments is a non-aqueous treatment using an organic solvent or an organic binder, and further a treatment that forms a strong bond by heat treatment at a predetermined temperature. Therefore, after water washing generally performed in the manufacturing process of the glass substrate, it is necessary to provide another line for processing, which is an economic burden. Furthermore, once the surface has been coated by such treatment, it was very difficult to remove.
本発明は、ガラス基板上への帯電防止膜の形成を簡易な装置により簡便な操作で行うことが可能であり、かつ、得られる帯電防止膜が比較的安定で十分な帯電防止機能を有する帯電防止膜付きガラス基板、およびそのような特性を有する帯電防止膜付きガラス基板の製造方法の提供を目的とする。 In the present invention, it is possible to form an antistatic film on a glass substrate by a simple operation with a simple apparatus, and the obtained antistatic film is relatively stable and has a sufficient antistatic function. It is an object of the present invention to provide a glass substrate with an antistatic film and a method for producing a glass substrate with an antistatic film having such characteristics.
本発明の帯電防止膜付きガラス基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板の表面に形成された1分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する両性イオン化合物または平均分子量が200〜100万の分子内に複数のカチオン性基を有し実質的にアニオン性基を有しないカチオンポリマーからなる帯電防止膜と、を有することを特徴とする。 The glass substrate with an antistatic film of the present invention is a glass substrate, a zwitterionic compound having a cationic group and an anionic group in one molecule formed on the surface of the glass substrate, or a molecule having an average molecular weight of 2 to 1,000,000. And an antistatic film made of a cationic polymer having a plurality of cationic groups and having substantially no anionic group.
また、本発明の帯電防止膜付きガラス基板の製造方法は、ガラス基板の表面に、1分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する両性イオン化合物または平均分子量が200〜100万の分子内に複数のカチオン性基を有し実質的にアニオン性基を有しないカチオンポリマーを含有する溶液を接触させて塗膜を得、前記塗膜を乾燥させて、前記両性イオン化合物または前記カチオンポリマーからなる帯電防止膜を形成する工程を有することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the glass substrate with an antistatic film of the present invention includes a zwitterionic compound having a cationic group and an anionic group in one molecule or a molecule having an average molecular weight of 2 to 1,000,000 on the surface of the glass substrate. A solution containing a cationic polymer having a plurality of cationic groups and having substantially no anionic group is contacted to obtain a coating film, and the coating film is dried to comprise the zwitterionic compound or the cationic polymer. It has the process of forming an antistatic film.
本発明によれば、ガラス基板上への帯電防止膜の形成を簡易な装置により簡便な操作で行うことが可能であり、かつ、得られる帯電防止膜が比較的安定で十分な帯電防止機能を有する帯電防止膜付きガラス基板が提供できる。
また、本発明の製造方法によれば、簡易な装置により簡便な操作で、比較的安定で十分な帯電防止機能を有する帯電防止膜付きガラス基板を製造できる。
According to the present invention, an antistatic film can be formed on a glass substrate by a simple operation with a simple apparatus, and the obtained antistatic film has a relatively stable and sufficient antistatic function. A glass substrate with an antistatic film can be provided.
Further, according to the production method of the present invention, a glass substrate with an antistatic film having a relatively stable and sufficient antistatic function can be produced by a simple operation with a simple apparatus.
本発明の実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
[帯電防止膜付きガラス基板]
図1は、本発明の実施形態の帯電防止膜付きガラス基板の一例の概略構成を示す断面図である。図1に示される帯電防止膜付きガラス基板1は、ガラス基板2と、その表面に形成された帯電防止膜3で構成される。
[Glass substrate with antistatic film]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an example of a glass substrate with an antistatic film according to an embodiment of the present invention. A glass substrate 1 with an antistatic film shown in FIG. 1 includes a
ここで用いられるガラス基板2は、その表面にガラスが露出したガラス基板であれば特に限定されずに挙げられる。特に、ガラス基板の表面が帯電していない状態に保たれることが求められる半導体製品の製造に関連して使用されるガラス基板、例えば、TFT回路基板用のガラス基板、光学多層膜基板等に適用されるのが好ましい。
The
本実施形態に用いられるガラス基板は、その用途に応じて、材質および形状等が適宜選択される。ガラス基板の材質としては、通常のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリボロシリケートガラス、石英ガラス等が挙げられる。ガラス基板としては、紫外線や赤外線を吸収するガラスや強化ガラスからなるガラス基板を用いることも可能である。 The glass substrate used in the present embodiment is appropriately selected in material, shape and the like according to its use. Examples of the material for the glass substrate include ordinary soda lime glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, alkali-free borosilicate glass, and quartz glass. As the glass substrate, a glass substrate made of glass or tempered glass that absorbs ultraviolet rays or infrared rays can be used.
ガラス基板の形状としては平板であってもよく、全面または一部が曲率を有していてもよい。ガラス基板の厚さは、得られる帯電防止膜付きガラス基板の用途により適宜選択できる。一般的には、0.3〜3.0mmであることが好ましい。また、ガラス基板は、複数枚のガラス板が中間膜を挟んで接着された合わせガラスであってもよい。 The shape of the glass substrate may be a flat plate, or the entire surface or a part thereof may have a curvature. The thickness of a glass substrate can be suitably selected according to the use of the glass substrate with an antistatic film obtained. Generally, it is preferable that it is 0.3-3.0 mm. The glass substrate may be a laminated glass in which a plurality of glass plates are bonded with an intermediate film interposed therebetween.
図1に示される帯電防止膜付きガラス基板1において、帯電防止膜3はガラス基板1の一方の主面の全領域に形成されている。本実施形態の帯電防止膜付きガラス基板においては、帯電防止膜は、ガラス基板の一方または両方の主面の全領域に配設されてもよい。必要に応じて、端面を含むガラス基板の表面が全て覆われるように帯電防止膜が形成されていてもよい。
In the glass substrate 1 with an antistatic film shown in FIG. 1, the
本実施形態に用いられる帯電防止膜3は、ガラス基板2の表面に設けられた単層構造の膜である。ここで、帯電防止膜3は、1分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する両性イオン化合物(以下、両性イオン化合物(A)ともいう)または平均分子量が200〜100万の分子内に複数のカチオン性基を有し実質的にアニオン性基を有しないカチオンポリマー(以下、カチオンポリマー(B)ともいう)から構成される膜である。
The
ガラス基板の表面には負電荷に帯電しやすいシラノール基(−Si−OH)が存在する。ガラス基板に上記両性イオン化合物(A)やカチオンポリマー(B)を接触させると、ガラス基板のシラノール基と両性イオン化合物(A)やカチオンポリマー(B)が有するカチオン性基が結合する。この際、両性イオン化合物(A)においてはアニオン性基がガラス基板の表面とは反対側である雰囲気中に向かって整列して単分子膜として帯電防止膜が形成される。また、カチオンポリマー(B)においては、シラノール基との結合に供さないカチオン性基がガラス基板の表面とは反対側である雰囲気中に向かって整列して帯電防止膜が形成される。 A silanol group (—Si—OH) that is easily charged to a negative charge is present on the surface of the glass substrate. When the zwitterionic compound (A) or the cationic polymer (B) is brought into contact with the glass substrate, the silanol group of the glass substrate and the cationic group possessed by the zwitterionic compound (A) or the cationic polymer (B) are bonded. At this time, in the zwitterionic compound (A), the anionic groups are aligned toward the atmosphere opposite to the surface of the glass substrate to form an antistatic film as a monomolecular film. In the cationic polymer (B), an antistatic film is formed by aligning cationic groups that are not used for bonding with silanol groups toward the atmosphere opposite to the surface of the glass substrate.
図1に示す帯電防止膜3においては、帯電防止膜3が両性イオン化合物(A)からなる場合には、ガラス基板2と接する面である界面3aに上記シラノール基と結合したカチオン性基が存在しその反対側の面である帯電防止膜3の表面3bにアニオン性基が存在する。また、帯電防止膜3がカチオンポリマー(B)からなる場合には、ガラス基板2との界面3aに上記シラノール基と結合したカチオン性基が存在しその反対側である帯電防止膜3の表面3bにもカチオン性基が存在する。
In the
帯電防止膜3は、上記構造を有することで、その表面3bにおいて空気中の水分を強く吸着することが可能であり、該吸着された水の作用により静電気を逃がしやすい性質を有する。これにより、本発明の帯電防止膜付きガラス基板においては、たとえガラス基板が帯電しても速やかに減衰して、その表面の静電気量を低く保つことが可能となる。
Since the
(両性イオン化合物(A))
帯電防止膜を構成する両性イオン化合物(A)は、1分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する化合物であれば特に制限されない。また、帯電防止膜を構成する両性イオン化合物(A)は、1種または2種以上であってよい。
(Zwitterionic compound (A))
The zwitterionic compound (A) constituting the antistatic film is not particularly limited as long as it is a compound having a cationic group and an anionic group in one molecule. Moreover, the zwitterionic compound (A) constituting the antistatic film may be one type or two or more types.
カチオン性基は、水等の溶媒に溶解させたときにカチオンとなる基であり、例えば、アミノ基、4級アンモニウム基等が挙げられる。このとき、アミノ基はアンモニア、1級アミン、2級アミンから水素を除去した1価の官能基であり、それぞれ1級アミン、2級アミン、3級アミンを形成する。また、4級アンモニウム基は4級アンモニウムカチオンを形成する。これらのなかでも、電離度、帯電防止性能の観点から1級アミン、4級アンモニウム基が好ましく、4級アンモニウム基が特に好ましい。 The cationic group is a group that becomes a cation when dissolved in a solvent such as water, and examples thereof include an amino group and a quaternary ammonium group. At this time, the amino group is a monovalent functional group obtained by removing hydrogen from ammonia, primary amine, or secondary amine, and forms a primary amine, secondary amine, or tertiary amine, respectively. The quaternary ammonium group forms a quaternary ammonium cation. Among these, a primary amine and a quaternary ammonium group are preferable from the viewpoint of ionization degree and antistatic performance, and a quaternary ammonium group is particularly preferable.
アニオン性基は、水等の溶媒に溶解させたときにアニオンとなる基であり、例えば、カルボキシ基(−COOH)、スルホ基(−SO3H)等が挙げられる。上記のとおり、両性イオン化合物(A)からなる帯電防止膜においては、その表面にアニオン性基が位置し、アニオン性基に水が吸着することで帯電防止性能を得ている。したがって、アニオン性基としては、水を吸着する能力の高い、すなわち電離度が大きい(pKaが小さい)基が好ましい。例示したアニオン性基のなかではスルホ基(−SO3H)が好ましい。 An anionic group is a group that becomes an anion when dissolved in a solvent such as water, and examples thereof include a carboxy group (—COOH) and a sulfo group (—SO 3 H). As described above, in the antistatic film made of the zwitterionic compound (A), an anionic group is located on the surface thereof, and water is adsorbed on the anionic group to obtain antistatic performance. Therefore, as the anionic group, a group having a high ability to adsorb water, that is, a large degree of ionization (pKa is small) is preferable. Of the exemplified anionic groups, a sulfo group (—SO 3 H) is preferable.
両性イオン化合物(A)が有するカチオン性基およびアニオン性基の数は、それぞれ1または2が好ましく、合計で3以下が好ましい。より好ましくは、両性イオン化合物(A)が1分子内に有するカチオン性基およびアニオン性基の数は各1個である。 The number of cationic groups and anionic groups possessed by the zwitterionic compound (A) is preferably 1 or 2, and is preferably 3 or less in total. More preferably, the zwitterionic compound (A) has one cationic group and one anionic group in each molecule.
さらに、両性イオン化合物(A)は、直鎖状の分子構造を有し、分子鎖の両末端にそれぞれカチオン性基とアニオン性基を有する化合物が好ましい。両性イオン化合物(A)がこのような分子構造を有することで、該化合物により形成される帯電防止膜は、分子が同一方向に規則正しく緻密に整列した単分子膜となり得る。これにより帯電防止性能の高い膜が得られる。 Furthermore, the zwitterionic compound (A) is preferably a compound having a linear molecular structure and having a cationic group and an anionic group at both ends of the molecular chain, respectively. When the zwitterionic compound (A) has such a molecular structure, the antistatic film formed by the compound can be a monomolecular film in which molecules are regularly and densely aligned in the same direction. Thereby, a film having high antistatic performance can be obtained.
両性イオン化合物(A)の分子量は特に制限されない。帯電防止膜形成時における溶媒への溶解性が良好である、分子が同一方向に規則正しく整列しやすい等の観点から、分子量は概ね70〜200の範囲にあることが好ましい。また、上記分子量の範囲とすることで、必要に応じて、帯電防止膜付きガラス基板から帯電防止膜を除去して使用する場合には、除去も容易に行える。除去の方法として、具体的には、pH4以下の酸性溶液等に浸漬して洗浄する、洗剤でスクラブ洗浄する等の方法が挙げられる。 The molecular weight of the zwitterionic compound (A) is not particularly limited. The molecular weight is preferably in the range of about 70 to 200 from the viewpoints of good solubility in a solvent during formation of the antistatic film and easy alignment of molecules in the same direction. In addition, by setting the molecular weight within the above range, when the antistatic film is removed from the glass substrate with the antistatic film and used, it can be easily removed as necessary. Specific examples of the removal method include a method of immersing and washing in an acidic solution having a pH of 4 or less, and scrub cleaning with a detergent.
両性イオン化合物(A)として具体的には、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、リシン、クレアチン、カルニチン、ベタイン(トリメチルグリシン)、タウリン、β−アラニン等が挙げられる。これらの両性イオン化合物(A)の構造式を表1に示す。 Specific examples of the zwitterionic compound (A) include alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, glutamine, glutamic acid, glycine, lysine, creatine, carnitine, betaine (trimethylglycine), taurine, and β-alanine. The structural formulas of these zwitterionic compounds (A) are shown in Table 1.
これらのなかでも、直鎖状であり、カチオン性基とアニオン性基を各1個ずつ有し、分子鎖の両末端にそれぞれカチオン性基とアニオン性基を有する化合物として、カルニチン、ベタイン、タウリン、β−アラニン等が好ましい化合物として挙げられる。 Among these compounds, carnitine, betaine, taurine are straight-chain compounds each having one cationic group and one anionic group, and each having a cationic group and an anionic group at both ends of the molecular chain. , Β-alanine and the like are preferable compounds.
帯電防止膜が両性イオン化合物(A)で構成される場合、その膜厚は単分子膜の膜厚であり、両末端にカチオン性基とアニオン性基を有する直鎖状化合物の場合には、分子長が膜厚と略等しくなる。具体的には、両性イオン化合物(A)からなる帯電防止膜の膜厚は、概ね0.6〜1.0nmである。 When the antistatic film is composed of the zwitterionic compound (A), the film thickness is a monomolecular film, and in the case of a linear compound having a cationic group and an anionic group at both ends, The molecular length is approximately equal to the film thickness. Specifically, the film thickness of the antistatic film made of the zwitterionic compound (A) is approximately 0.6 to 1.0 nm.
(カチオンポリマー(B))
帯電防止膜を構成するカチオンポリマー(B)は、平均分子量が200〜100万の分子内に複数のカチオン性基を有し実質的にアニオン性基を有しないカチオンポリマーである。なお、本明細書において平均分子量は、特に断りのない限りゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算の重量平均分子量(MW)を意味する。
(Cationic polymer (B))
The cationic polymer (B) constituting the antistatic film is a cationic polymer having a plurality of cationic groups in a molecule having an average molecular weight of 2 to 1,000,000 and having substantially no anionic group. In the present specification, the average molecular weight means a weight average molecular weight (MW) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography unless otherwise specified.
カチオンポリマー(B)におけるカチオン性基として、具体的には、アミノ基、4級アンモニウム基等が挙げられる。カチオンポリマー(B)は、実質的にアニオン性基を有しない。カチオンポリマー(B)が、実質的にアニオン性基を有しないとは、例えば、原料化合物や重合開始剤等に含まれるアニオン性基が若干残留している程度の量を除いて、アニオン性基を含有しないことをいう。 Specific examples of the cationic group in the cationic polymer (B) include an amino group and a quaternary ammonium group. The cationic polymer (B) has substantially no anionic group. The cationic polymer (B) does not substantially have an anionic group, for example, an anionic group is excluded except for an amount in which an anionic group contained in a raw material compound, a polymerization initiator or the like remains slightly. It means not containing.
カチオンポリマー(B)が有するカチオン性基の数は、例えば、図1に示す帯電防止膜3において、ガラス基板2との界面3aに上記シラノール基と結合したカチオン性基が存在しその反対側である帯電防止膜3の表面3bにもカチオン性基が存在する構造が取れる数であればよい。カチオンポリマー(B)が有するカチオン性基の数は通常、分子量1000あたりの平均のカチオン性基の個数で示される。
For example, in the
以下、カチオンポリマー(B)が分子量1000あたりに有する平均のカチオン性基の個数を「カチオン性基密度」といい、単位を[eq/MW1000]で示す。カチオンポリマー(B)におけるカチオン性基密度は、具体的には、3〜25[eq/MW1000]が好ましい。 Hereinafter, the average number of cationic groups that the cationic polymer (B) has per 1000 molecular weight is referred to as “cationic group density”, and the unit is represented by [eq / MW1000]. Specifically, the cationic group density in the cationic polymer (B) is preferably 3 to 25 [eq / MW1000].
カチオンポリマー(B)としては、三次元ネットワーク構造を有する網状ポリマー(B1)であってもよく、鎖状ポリマー(B2)であってもよい。なお、鎖状ポリマー(B2)は側鎖を有してもよい。カチオンポリマー(B)の好ましい平均分子量およびカチオン性基の数については、カチオンポリマー(B)の分子構造によるところが大きい。以下、網状ポリマー(B1)および鎖状ポリマー(B2)の分類にしたがって、カチオンポリマー(B)を説明する。 The cationic polymer (B) may be a network polymer (B1) having a three-dimensional network structure or a chain polymer (B2). The chain polymer (B2) may have a side chain. The preferable average molecular weight and the number of cationic groups of the cationic polymer (B) largely depend on the molecular structure of the cationic polymer (B). Hereinafter, the cationic polymer (B) will be described according to the classification of the network polymer (B1) and the chain polymer (B2).
カチオンポリマー(B)が網状ポリマー(B1)である場合、通常、カチオン性基は網状ポリマー(B1)の表面および内部に存在する。ここで、例えば、図1に示す帯電防止膜3においてガラス基板2との界面3aおよびその反対側の面である表面3bに存在するカチオン性基はいずれも、網状ポリマー(B1)が表面に有するカチオン性基と考えられる。したがって、網状ポリマー(B1)を用いる場合には、カチオン性基密度が比較的大きい、具体的には、10〜25[eq/MW1000]の網状ポリマー(B1)が好ましく、15〜25[eq/MW1000]がより好ましい。なお、カチオンポリマー(B)が網状ポリマー(B1)である場合、帯電防止膜を構成する網状ポリマー(B1)は、その1種または2種以上であってよい。
When the cationic polymer (B) is the network polymer (B1), the cationic group is usually present on the surface and inside of the network polymer (B1). Here, for example, in the
また、網状ポリマー(B1)の平均分子量は、200〜10万が好ましく、300〜1万がより好ましい。網状ポリマー(B1)においては、カチオン性基密度が同じ場合、平均分子量が小さい方が、1分子あたりの比表面積が大きくなり、内部に存在するカチオン性基の数に対する表面に存在するカチオン性基の数の割合が高くなることから、平均分子量は上記範囲が好ましい。すなわち、網状ポリマー(B1)においては、カチオン性基密度が同じ場合、平均分子量が小さい方が、得られる帯電防止膜は帯電防止性能に優れるといえる。なお、網状ポリマー(B1)においては、平均分子量を5万以下とすることで、必要に応じて、帯電防止膜付きガラス基板から帯電防止膜を除去して使用する場合には、除去も容易に行える。除去の具体的な方法は、上記両性イオン化合物(A)の場合と同様にできる。 Moreover, 200-100,000 are preferable and, as for the average molecular weight of network polymer (B1), 300-10,000 are more preferable. In the network polymer (B1), when the cationic group density is the same, the smaller the average molecular weight, the larger the specific surface area per molecule, and the cationic groups present on the surface with respect to the number of cationic groups present inside. The average molecular weight is preferably within the above range because the ratio of the number of the above becomes high. That is, in the network polymer (B1), when the cationic group density is the same, it can be said that the obtained antistatic film is superior in antistatic performance when the average molecular weight is smaller. In the network polymer (B1), when the average molecular weight is 50,000 or less, the antistatic film can be removed easily from the glass substrate with the antistatic film if necessary. Yes. The specific method of removal can be the same as in the case of the zwitterionic compound (A).
なお、網状ポリマー(B1)においては、平均分子量を上記範囲とすることで、必要に応じて、帯電防止膜付きガラス基板から帯電防止膜を除去して使用する場合には、除去も容易に行える。除去の具体的な方法は、上記両性イオン化合物(A)の場合と同様にできる。 In the network polymer (B1), when the average molecular weight is in the above range, if necessary, the antistatic film can be removed easily from the glass substrate with the antistatic film. . The specific method of removal can be the same as in the case of the zwitterionic compound (A).
網状ポリマー(B1)として、具体的には、1,2,3級アミンを含むポリエチレンイミン等が挙げられる。ポリエチレンイミンとしては、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、いずれも日本触媒社製の商品名として、エポミンSP−003(平均分子量;約300、カチオン性基密度;23.2[eq/MW1000])、エポミンSP−006(平均分子量;約600、カチオン性基密度;23.2[eq/MW1000])等が挙げられる。 Specific examples of the network polymer (B1) include polyethyleneimine containing a 1,2, tertiary amine. A commercially available product may be used as the polyethyleneimine. As commercial products, for example, Epomin SP-003 (average molecular weight; about 300, cationic group density; 23.2 [eq / MW1000]), Epomin SP-006 (average) as trade names manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. Molecular weight: about 600, cationic group density: 23.2 [eq / MW1000]) and the like.
帯電防止膜が網状ポリマー(B1)で構成される場合、その膜厚は分子径と略同等と考えられる。具体的には、網状ポリマー(B1)からなる帯電防止膜の膜厚は、概ね0.5〜2.5nmである。 When the antistatic film is composed of the network polymer (B1), the film thickness is considered to be approximately equal to the molecular diameter. Specifically, the film thickness of the antistatic film made of the network polymer (B1) is approximately 0.5 to 2.5 nm.
カチオンポリマー(B)が鎖状ポリマー(B2)である場合、カチオン性基は主鎖に存在する場合と側鎖に存在する場合がある。いずれの場合も、鎖状ポリマー(B2)は、カチオン性基の一部が帯電防止膜3のガラス基板2との界面3aに存在し、カチオン性基の別の一部が帯電防止膜3の表面3bに存在するように主鎖が折りたたまって帯電防止膜3を構成する。
When the cationic polymer (B) is a chain polymer (B2), the cationic group may be present in the main chain or in the side chain. In any case, in the chain polymer (B2), a part of the cationic group is present at the interface 3a of the
鎖状ポリマー(B2)において側鎖にカチオン性基を有する場合、カチオン性基が存在する位置について主鎖にカチオン性基を有する場合に比べて自由度が高く、帯電防止膜3の表面3bにあるカチオン性基が内部に隠れてしまう場合がある。側鎖のカチオン性基の位置を制御することは困難であることから、鎖状ポリマー(B2)はカチオン性基を主鎖に有することが好ましい。カチオン性基を主鎖に有する鎖状ポリマー(B2)は、カチオン性基を有しない側鎖を有してもよい。なお、カチオンポリマー(B)が鎖状ポリマー(B2)である場合、帯電防止膜を構成する鎖状ポリマー(B2)は、その1種または2種以上であってよい。さらに、鎖状ポリマー(B2)の1種以上と網状ポリマー(B1)の1種以上を組み合せて帯電防止膜を構成してもよい。
In the chain polymer (B2), when the side chain has a cationic group, the position of the cationic group has a higher degree of freedom than the case where the main chain has a cationic group, and the surface 3b of the
鎖状ポリマー(B2)を用いる場合、その平均分子量は1000〜100万が好ましく、1万〜10万がより好ましい。また、鎖状ポリマー(B2)を用いる場合、カチオン性基密度は、3〜25[eq/MW1000]が好ましく、5〜20[eq/MW1000]がより好ましい。なお、鎖状ポリマー(B2)においても、上記網状ポリマー(B1)と同様、平均分子量を5万以下とすることで、必要に応じて、帯電防止膜付きガラス基板から帯電防止膜を除去して使用する場合には、除去も容易に行える。除去の具体的な方法は、上記両性イオン化合物(A)の場合と同様にできる。 When the chain polymer (B2) is used, the average molecular weight is preferably 1,000 to 1,000,000, and more preferably 10,000 to 100,000. Moreover, when using a chain polymer (B2), 3-25 [eq / MW1000] is preferable and, as for cationic group density, 5-20 [eq / MW1000] is more preferable. In the chain polymer (B2), as in the case of the network polymer (B1), the antistatic film is removed from the glass substrate with the antistatic film as necessary by setting the average molecular weight to 50,000 or less. When used, it can be easily removed. The specific method of removal can be the same as in the case of the zwitterionic compound (A).
鎖状ポリマー(B2)として具体的には、主鎖にカチオン性基を有する鎖状ポリマー(B2)については、例えば、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリジアリルアミン、ジメチルアミン−エピクロルヒドリン縮合体塩、ジメチルアミン−アンモニア−エピクロルヒドリン縮合体塩、ジシアンジアミド−ホルマリン縮合体塩、ジシアンジアミド−ジエチレントリアミン縮合体塩等が挙げられる。 Specifically, the chain polymer (B2) having a cationic group in the main chain as the chain polymer (B2) includes, for example, polydiallyldimethylammonium chloride, polydiallylamine, dimethylamine-epichlorohydrin condensate salt, dimethylamine -Ammonia-epichlorohydrin condensate salt, dicyandiamide-formalin condensate salt, dicyandiamide-diethylenetriamine condensate salt and the like.
また、側鎖にカチオン性基を有する鎖状ポリマー(B2)として具体的には、ポリ(ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロライド4級塩)、ポリ(ジメチルアミノエチルメタクリレートメチルクロライド4級塩)、トリメチルアンモニウムアルキルアクリルアミド重合体塩、ポリアリルアミン、ポリビニルアミジン等が挙げられる。 Specific examples of the chain polymer (B2) having a cationic group in the side chain include poly (dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt), poly (dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt), trimethylammonium. Examples include alkyl acrylamide polymer salts, polyallylamine, and polyvinylamidine.
これら鎖状ポリマー(B2)としては市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、PDAC(商品名FPA100L、センカ社製、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、平均分子量;2万、カチオン性基密度;6.2[eq/MW1000])、DE(商品名KHE104L、センカ社製、ジメチルアミン−エピクロルヒドリン縮合体塩、平均分子量;10万、カチオン性基密度;7.3[eq/MW1000])、DNE(商品名KHE100L、センカ社製、ジメチルアミン−アンモニア−エピクロルヒドリン縮合体塩、平均分子量;10万、カチオン性基密度;8.1[eq/MW1000])、PQEM((商品名FPV1000L、センカ社製、ポリ(ジメチルアミノエチルメタクリレートメチルクロライド4級塩)、平均分子量;不明、カチオン性基密度;3.7[eq/MW1000])等が挙げられる。 Commercial products may be used as these chain polymers (B2). Examples of commercially available products include PDAC (trade name: FPA100L, manufactured by Senka Co., Ltd., polydiallyldimethylammonium chloride, average molecular weight: 20,000, cationic group density: 6.2 [eq / MW1000]), DE (trade name: KHE104L, SENKA, dimethylamine-epichlorohydrin condensate salt, average molecular weight: 100,000, cationic group density: 7.3 [eq / MW1000]), DNE (trade name KHE100L, SENKA, dimethylamine-ammonia-epichlorohydrin condensation) Body salt, average molecular weight: 100,000, cationic group density: 8.1 [eq / MW1000]), PQEM ((trade name FPV1000L, manufactured by Senka Co., Ltd., poly (dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt)), average molecular weight Unknown, cationic group density; 3.7 [eq / W1000]), and the like.
帯電防止膜が鎖状ポリマー(B2)で構成される場合、上記のとおりカチオン性基の一部がガラス基板との界面に存在し、カチオン性基の別の一部が帯電防止膜の表面に存在するように分子の主鎖が折りたたまって帯電防止膜を構成することから、その膜厚は、分子鎖長とカチオン性基密度等に分子設計により適宜調整できる。 When the antistatic film is composed of the chain polymer (B2), part of the cationic group is present at the interface with the glass substrate as described above, and another part of the cationic group is present on the surface of the antistatic film. Since the main chain of the molecule is folded so as to form an antistatic film, the film thickness can be adjusted as appropriate by the molecular design such as the molecular chain length and the cationic group density.
このような本発明の実施形態の帯電防止膜付きガラス基板は、例えば、以下に示す本発明の製造方法のように、ガラス基板上への帯電防止膜の形成を簡易な装置により簡便な操作で行うことが可能である。また、本発明の実施形態の帯電防止膜付きガラス基板においては、帯電防止膜が比較的安定でありかつ十分な帯電防止機能を有する。また、必要に応じて、帯電防止膜の除去が求められる用途においては、そのような設計変更が容易にできる。 Such a glass substrate with an antistatic film according to an embodiment of the present invention can be formed by a simple operation with a simple apparatus for forming an antistatic film on a glass substrate, for example, as in the production method of the present invention described below. Is possible. Moreover, in the glass substrate with an antistatic film of the embodiment of the present invention, the antistatic film is relatively stable and has a sufficient antistatic function. In addition, such a design change can be easily performed in an application in which removal of the antistatic film is required as required.
[帯電防止膜付きガラス基板の製造方法]
本発明の帯電防止膜付きガラス基板の製造方法について、以下に説明する。
本発明の実施形態において帯電防止膜付きガラス基板の製造方法は、ガラス基板の表面に、1分子内にカチオン性基およびアニオン性基を有する両性イオン化合物(両性イオン化合物(A))または平均分子量が200〜100万の分子内に複数のカチオン性基を有し実質的にアニオン性基を有しないカチオンポリマー(カチオンポリマー(B))を含有する溶液を接触させて塗膜を得、前記塗膜を乾燥させて、前記両性イオン化合物または前記カチオンポリマーからなる帯電防止膜を形成する工程を有する。
[Method for producing glass substrate with antistatic film]
The manufacturing method of the glass substrate with an antistatic film of the present invention will be described below.
In the embodiment of the present invention, the method for producing a glass substrate with an antistatic film comprises a zwitterionic compound having a cationic group and an anionic group in one molecule (zwitterionic compound (A)) or average molecular weight on the surface of the glass substrate. Is obtained by contacting a solution containing a cationic polymer (cationic polymer (B)) having a plurality of cationic groups in the molecule of 2 to 1,000,000 and having substantially no anionic group. A step of drying the film to form an antistatic film made of the zwitterionic compound or the cationic polymer.
上記製造方法において、両性イオン化合物(A)またはカチオンポリマー(B)の溶液は、両性イオン化合物(A)またはカチオンポリマー(B)を溶質として、これらを溶解可能な溶媒を用いて作製される。該溶媒としては、両性イオン化合物(A)またはカチオンポリマー(B)を溶解しこれらおよびガラス基板と反応しないものであれば特に制限されない。上記溶媒として、具体的には、水、エタノール、イソプロピルアルコール等の水溶性有機溶剤の1種または2種以上が挙げられる。これらのなかでも、水またはエタノール等の水溶性有機溶剤と水との混合物が好ましい。 In the above production method, the solution of the zwitterionic compound (A) or the cationic polymer (B) is prepared using the zwitterionic compound (A) or the cationic polymer (B) as a solute and a solvent capable of dissolving them. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the zwitterionic compound (A) or the cationic polymer (B) and does not react with these and the glass substrate. Specific examples of the solvent include one or more water-soluble organic solvents such as water, ethanol, and isopropyl alcohol. Among these, water or a mixture of water-soluble organic solvent such as ethanol and water is preferable.
上記溶液における、両性イオン化合物(A)の含有量は、溶液1L中のモル濃度として、0.01mmol/L〜100mmol/Lの範囲となるように調整することが好ましい。ガラス基板表面を適度に覆いながら過剰とならないようにするため、上記両性イオン化合物(A)の含有量は、0.1〜10mmol/Lがより好ましい。 The content of the zwitterionic compound (A) in the above solution is preferably adjusted to be in the range of 0.01 mmol / L to 100 mmol / L as the molar concentration in 1 L of the solution. The content of the zwitterionic compound (A) is more preferably 0.1 to 10 mmol / L in order to prevent the glass substrate surface from being excessively covered while being appropriately covered.
上記溶液における、カチオンポリマー(B)の含有量は、カチオン性基の濃度(当量)として、0.01meq/L〜100meq/Lの範囲となるように調整することが好ましい。ガラス基板の表面を適度に覆いながら過剰とならないようにするために、上記カチオンポリマー(B)のカチオン性基の濃度(当量)は、0.1meq/L〜10meq/Lがより好ましい。なお、溶液1L中にカチオン性基を1mol有する場合に、その濃度を1当量とし、1eq/Lと表す。 The content of the cationic polymer (B) in the solution is preferably adjusted to be in the range of 0.01 meq / L to 100 meq / L as the concentration (equivalent) of the cationic group. The concentration (equivalent) of the cationic group in the cationic polymer (B) is more preferably 0.1 meq / L to 10 meq / L in order to prevent the glass substrate from being excessively covered while being appropriately covered. When 1 mol of the cationic group is contained in 1 L of the solution, the concentration is 1 equivalent and expressed as 1 eq / L.
上記溶液のpHについては、酸性〜アルカリ性、例えば、pH3〜12程度の範囲で適宜調整が可能である。ガラス基板表面のシラノール基の電離を促進しマイナス帯電させることで静電的な結合力をより強固にしつつ、両性イオン化合物(A)またはカチオンポリマー(B)の付着量を増加できる点で、溶液のpHは6〜12が好ましく、10〜11がより好ましい。 About pH of the said solution, it can adjust suitably in the range of acidity-alkalinity, for example, pH about 3-12. A solution in which the amount of zwitterionic compound (A) or cationic polymer (B) can be increased while the electrostatic bonding force is further strengthened by promoting the ionization of silanol groups on the surface of the glass substrate and making it negatively charged. 6-12 are preferable and 10-11 are more preferable.
溶液のpH調整は、酸またはアルカリを用いて行う。設備の腐食がされにくい、洗浄後の残留が少ない等の点からアンモニア、硫酸等が好ましい。 The pH of the solution is adjusted using acid or alkali. Ammonia, sulfuric acid, and the like are preferable from the viewpoints that the equipment is not easily corroded and that the residue after washing is small.
次いで、上記のようにして調製された溶液を、帯電防止膜を形成するガラス基板の表面に接触させて塗布する。塗布方法としては、ディップコート、スプレーコート、スピンコート、スキージコート、スポンジ等による塗布等の公知の膜形成方法に使用される塗布方法が挙げられる。 Next, the solution prepared as described above is applied in contact with the surface of the glass substrate on which the antistatic film is to be formed. Examples of the coating method include coating methods used in known film forming methods such as dip coating, spray coating, spin coating, squeegee coating, and sponge coating.
上記塗布の操作において、上記調製された溶液をガラス基板の表面に接触させるだけで、該溶液中に含まれる両性イオン化合物(A)のカチオン性基またはカチオンポリマー(B)のカチオン性基の一部がガラス基板の表面側に、両性イオン化合物(A)のアニオン性基またはカチオンポリマーのガラス基板側に向いていないカチオン性基がその反対側である雰囲気中に向かって整列して、溶媒を含む塗膜となる。これは、ガラス基板の表面に存在するシラノール基(−Si−OH)が負電荷に帯電しやすいため、接触させるだけで正電荷を帯びている両性イオン化合物(A)のカチオン性基またはカチオンポリマー(B)のカチオン性基の一部がガラス基板の表面側に静電的にひきつけられるためである。 In the coating operation, only by bringing the prepared solution into contact with the surface of the glass substrate, one of the cationic group of the zwitterionic compound (A) or the cationic group of the cationic polymer (B) contained in the solution. Part is aligned on the surface side of the glass substrate toward the atmosphere where the anionic group of the zwitterionic compound (A) or the cationic group not facing the glass substrate side of the cationic polymer is on the opposite side, It becomes a coating film containing. This is because the silanol group (—Si—OH) present on the surface of the glass substrate is easily charged to a negative charge, and therefore, the cationic group or the cationic polymer of the zwitterionic compound (A) that is positively charged only by contact. This is because a part of the cationic group (B) is electrostatically attracted to the surface side of the glass substrate.
上記塗布操作により得られる塗膜は、溶媒を含む上記溶液の層である。上記塗布操作の後、上記のようにガラス基板の表面に両性イオン化合物(A)またはカチオンポリマー(B)を整列させた状態で、乾燥により塗膜中の溶媒を除去することで、均質な帯電防止膜を容易に形成できる。 The coating film obtained by the coating operation is a layer of the solution containing a solvent. After the coating operation, with the zwitterionic compound (A) or the cationic polymer (B) aligned on the surface of the glass substrate as described above, the solvent in the coating film is removed by drying to obtain a uniform charge. A prevention film can be easily formed.
乾燥の方法としては、溶媒除去に通常用いられる、加熱やエアブロー等の乾燥方法が特に制限なく適用できる。加熱乾燥を行う場合には、50〜80℃に加熱することが好ましく、エアブローでは15〜30℃のエアーを吹き付けることが好ましい。 As a drying method, a drying method such as heating or air blow, which is usually used for solvent removal, can be applied without any particular limitation. When performing heat drying, it is preferable to heat to 50-80 degreeC, and it is preferable to blow 15-30 degreeC air by an air blow.
なお、上記溶液を用いたガラス基板上への塗膜の形成と、乾燥の間に、塗膜を水洗する操作を加えることが好ましい。水洗の方法としては、水浴に浸漬する、シャワーにより水洗する等、通常、ガラス基板を水洗する方法が特に制限なく適用可能である。水洗により余分な薬剤が除去され、乾燥後に得られる帯電防止膜が透明になり欠点検査機で異常が出なくなる。 In addition, it is preferable to add the operation which wash | cleans a coating film between formation of the coating film on the glass substrate using the said solution, and drying. As a method of washing with water, a method of washing the glass substrate with water, such as immersing in a water bath or washing with a shower, is usually applicable without particular limitation. Excess chemicals are removed by washing with water, and the antistatic film obtained after drying becomes transparent, so that there is no abnormality in the defect inspection machine.
一般に、ガラス基板の製造においては、最終工程として水洗および必要に応じて乾燥する操作を数回繰り返すことがよく行われる。このようなガラス基板の製造において、上記水洗と任意の乾燥の工程の1回、好ましくは最後の水洗工程以外の1回を、上記両性イオン化合物(A)またはカチオンポリマー(B)の溶液の塗布、乾燥に置き換えることで、帯電防止膜付きガラス基板の製造が可能である。この方法によれば、通常の製造ラインを用いて帯電防止膜付きガラス基板の製造が可能であり、経済的に非常に有利である。なお、本発明の帯電防止膜付きガラス基板においては、水洗により除去されることはない。 In general, in the production of a glass substrate, the operation of washing with water and drying as necessary is often repeated several times as the final step. In the production of such a glass substrate, application of the solution of the zwitterionic compound (A) or the cationic polymer (B) is performed once in the washing and optional drying steps, preferably once except for the final washing step. By replacing with drying, it is possible to produce a glass substrate with an antistatic film. According to this method, it is possible to produce a glass substrate with an antistatic film using a normal production line, which is very advantageous economically. In addition, in the glass substrate with an antistatic film of the present invention, it is not removed by washing with water.
このように本発明の製造方法によれば、ガラス基板の表面に帯電防止膜を形成する際の、溶液の塗布、乾燥は、簡易な装置により簡便な操作で達成でき、さらに、排水規制に抵触することもなく、環境負荷を増大させることのなく行うことができる。 As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the application and drying of the solution when forming the antistatic film on the surface of the glass substrate can be achieved by a simple operation with a simple apparatus, and further, it conflicts with the drainage regulations. This can be done without increasing the environmental load.
以上、本発明の帯電防止膜付きガラス基板および帯電防止膜付きガラス基板の製造方法の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない限度において、また必要に応じて、その構成を適宜変更できる。 As mentioned above, although embodiment of the manufacturing method of the glass substrate with an antistatic film and the glass substrate with an antistatic film of the present invention was described, the present invention is not limited to these. As long as it does not contradict the spirit of the present invention, the configuration can be changed as necessary.
以下、実施例および比較例に基づいてさらに本発明を詳細に説明する。
[各種溶液の調製]
<帯電防止膜形成用の溶液1〜3>
両性イオン化合物(A)であるタウリンが1mmol/Lおよびアンモニアが10mmol/Lの濃度となるように、各成分を純水に溶解して、帯電防止膜形成用の溶液1を調製した。この溶液1のpHは約10.5である。
同様にして、溶液1におけるタウリンを共に両性イオン化合物(A)であるベタインおよびカルニチンにそれぞれ変更した以外は上記同様にして帯電防止膜形成用の溶液2および溶液3を調製した。この溶液2および溶液3のpHは約10.5である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples.
[Preparation of various solutions]
<Solutions 1 to 3 for forming an antistatic film>
Each component was dissolved in pure water so that the concentration of taurine, which is the zwitterionic compound (A), was 1 mmol / L and ammonia was 10 mmol / L to prepare Solution 1 for forming an antistatic film. The pH of this solution 1 is about 10.5.
Similarly,
<帯電防止膜形成用の溶液4>
カチオンポリマー(B)として網状ポリマー(B1)であるポリエチレンイミン(日本触媒社製エポミンSP−003(平均分子量約300、カチオン性基密度;23.2[eq/MW1000])、以下「PEI−300」と示す。)が1meq/Lの濃度になるように純水に溶解して、帯電防止膜形成用の溶液を調製した。この溶液のpHは約10.5である。
<Solution 4 for forming antistatic film>
Polyethyleneimine (Epomin SP-003 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. (average molecular weight: about 300, cationic group density: 23.2 [eq / MW1000]) as a cationic polymer (B), hereinafter referred to as “PEI-300 Is dissolved in pure water to a concentration of 1 meq / L to prepare a solution for forming an antistatic film. The pH of this solution is about 10.5.
<帯電防止膜形成用の溶液5>
カチオンポリマー(B)として網状ポリマー(B1)であるポリエチレンイミン(PEI;日本触媒社製エポミンSP−006(平均分子量約600)、カチオン性基密度;23.2[eq/MW1000]、以下「PEI−600」と示す。)が1meq/Lの濃度になるように純水に溶解して、帯電防止膜形成用の溶液5を調製した。この溶液のpHは約10.5である。
<Solution 5 for forming antistatic film>
Polyethyleneimine (PEI; Nippon Shokubai Epomin SP-006 (average molecular weight of about 600), cationic group density: 23.2 [eq / MW1000], hereinafter referred to as “PEI” as the cationic polymer (B) -600 ") was dissolved in pure water so as to have a concentration of 1 meq / L to prepare a solution 5 for forming an antistatic film. The pH of this solution is about 10.5.
<帯電防止膜形成用の溶液6>
カチオンポリマー(B)として鎖状ポリマー(B2)であるジメチルアミン−エピクロルヒドリン縮合体塩(DE;商品名KHE104L、センカ社製、平均分子量;10万、カチオン性基密度;7.3[eq/MW1000])が1meq/L及びアンモニアが10mmol/Lの濃度となるように、各成分を純水に溶解して、密着防止膜形成用の溶液6を調製した。この溶液6のpHは約10.5である。
<Solution 6 for forming antistatic film>
Dimethylamine-epichlorohydrin condensate salt (DE; trade name KHE104L, manufactured by Senka Co., Ltd., average molecular weight: 100,000, cationic group density: 7.3 [eq / MW1000] as the cationic polymer (B), which is a chain polymer (B2) ]) Were dissolved in pure water so that the concentration of 1 meq / L and ammonia was 10 mmol / L to prepare a solution 6 for forming an adhesion preventing film. The pH of this solution 6 is about 10.5.
<帯電防止膜形成用の溶液7>
カチオンポリマー(B)として鎖状ポリマー(B2)であるポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド(PDACまたはPDADMAC;商品名FPA100L、センカ社製、平均分子量2万、カチオン性基密度;6.2[eq/MW1000])が1meq/L及びアンモニアが10mmol/Lの濃度となるように、各成分を純水に溶解して、帯電防止膜形成用の溶液7を調製した。この溶液7のpHは約10.5である。
<Solution 7 for forming antistatic film>
Polydiallyldimethylammonium chloride which is a chain polymer (B2) as the cationic polymer (B) (PDAC or PDADMAC; trade name FPA100L, manufactured by Senka Co., Ltd., average molecular weight 20,000, cationic group density: 6.2 [eq / MW1000] ) Was dissolved in pure water so that the concentration of 1 meq / L and ammonia was 10 mmol / L to prepare a solution 7 for forming an antistatic film. The pH of this solution 7 is about 10.5.
<帯電防止膜形成用の溶液8>
カチオンポリマー(B)として鎖状ポリマー(B2)であるポリ(ジメチルアミノエチルメタクリレートメチルクロライド4級塩)(PQEM;商品名FPV1000L、センカ社製、平均分子量;不明、、カチオン性基密度;3.7[eq/MW1000])が1meq/L及びアンモニアが10mmol/Lの濃度となるように、各成分を純水に溶解して、帯電防止膜形成用の溶液を8調製した。この溶液8のpHは約10.5である。
<Solution 8 for forming antistatic film>
2. Poly (dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt) which is a chain polymer (B2) as the cationic polymer (B) (PQEM; trade name FPV1000L, manufactured by Senka Co., Ltd., average molecular weight; unknown, cationic group density; Each component was dissolved in pure water so that the concentration of 7 [eq / MW1000]) was 1 meq / L and ammonia was 10 mmol / L to prepare 8 solutions for forming an antistatic film. The pH of this solution 8 is about 10.5.
<帯電防止膜形成用の溶液9>
カチオンポリマー(B)として鎖状ポリマー(B2)であるジメチルアミン−アンモニア−エピクロルヒドリン縮合体塩(DNE;商品名KHE100L、センカ社製、平均分子量;10万以下、カチオン性基密度;8.1[eq/MW1000])が1meq/L及びアンモニアが10mmol/Lの濃度となるように、各成分を純水に溶解して、帯電防止膜形成用の溶液を9調製した。この溶液9のpHは約10.5である。
<Solution 9 for forming antistatic film>
Dimethylamine-ammonia-epichlorohydrin condensate salt (DNE; trade name KHE100L, manufactured by Senka Co., Ltd., average molecular weight; 100,000 or less, cationic group density; 8.1 [], which is a chain polymer (B2) as the cationic polymer (B) Each component was dissolved in pure water so that the concentration of eq / MW1000]) was 1 meq / L and ammonia was 10 mmol / L to prepare 9 solutions for forming an antistatic film. The pH of this solution 9 is about 10.5.
(実施例1)
表面研磨をした、470mm×370mm×厚さ0.7mmの無アルカリボロシリケートガラス製のガラス基板の一方の主面の全領域に、上記で得られた帯電防止膜形成用の溶液1の100mLをスポンジにより塗布し塗膜を形成した。該塗布後、20〜30秒放置した塗膜付きガラス基板をシャワーすることで水洗した後、塗膜をエアブロー(室温)で水滴を吹き飛ばすことで乾燥させて、ガラス基板の一方の主面上に帯電防止膜を形成し、帯電防止膜付きガラス基板1とした。
Example 1
100 mL of the antistatic film-forming solution 1 obtained above was applied to the entire area of one main surface of a glass substrate made of non-alkali borosilicate glass having a surface of 470 mm × 370 mm × 0.7 mm in thickness. It was applied with a sponge to form a coating film. After the coating, the glass substrate with a coating film left for 20 to 30 seconds is washed with water, and then the coating film is dried by blowing off water droplets with an air blow (room temperature), on one main surface of the glass substrate. An antistatic film was formed to obtain a glass substrate 1 with an antistatic film.
(実施例2〜9)
帯電防止膜形成用の溶液1に代えて上記で得られた帯電防止膜形成用の溶液2〜9を用いた以外は、上記と同様にして、ガラス基板の一方の主面上に帯電防止膜を有する帯電防止膜付きガラス基板2〜9を作製した。
(Examples 2-9)
The antistatic film was formed on one main surface of the glass substrate in the same manner as described above except that the antistatic
(比較例1)
表面研磨をした、470mm×370mm×厚さ0.7mmの無アルカリボロシリケートガラス製のガラス基板を、純水で洗浄した。このガラス基板は、表面が研磨後の状態であり、帯電防止膜等は設けられていない。
(Comparative Example 1)
The surface-polished glass substrate made of alkali-free borosilicate glass having a size of 470 mm × 370 mm × thickness 0.7 mm was washed with pure water. This glass substrate has a surface after polishing, and is not provided with an antistatic film or the like.
[剥離帯電試験]
上記実施例で得られた帯電防止膜付きガラス基板1〜9および比較例1の帯電防止膜を有しないガラス基板について、以下のようにして剥離帯電試験を行い、帯電防止性能を評価した。
[Peeling electrification test]
For the glass substrates 1 to 9 with the antistatic film obtained in the above examples and the glass substrate without the antistatic film of Comparative Example 1, a peeling electrification test was performed as follows to evaluate the antistatic performance.
(試験方法)
ステージ上に載置された検体を吸引可能な、ステージ中に均等に配置された16個の真空吸着孔と、上記検体をステージから水平に持ち上げ可能な、ステージ中に均等に配置された9個のリフトピン(PEEK材)を有するアルミアルマイト製のステージ(1050mm×850mm)および、ステージ上に載置された検体のステージと反対側の表面の表面電位を測定可能な表面電位計を備えた帯電量測定試験機を用いて試験を行った。試験環境は、22℃、49RH%とした。
(Test method)
16 vacuum suction holes evenly arranged in the stage capable of aspirating the specimen placed on the stage, and 9 equally arranged in the stage capable of lifting the specimen horizontally from the stage Charge level equipped with a stage (1050 mm × 850 mm) made of aluminum alumite having a lift pin (PEEK material) and a surface potential meter capable of measuring the surface potential of the surface of the specimen placed on the stage opposite to the stage The test was performed using a measurement tester. The test environment was 22 ° C. and 49 RH%.
まず、帯電量測定試験機のステージ上に、帯電防止膜付きガラス基板の帯電防止膜が接触するように、帯電防止膜付きガラス基板を載置する。
次に、真空吸着孔から帯電防止膜付きガラス基板を、吸着圧32〜44kPa(約0.3〜0.4気圧)で吸引する吸着を5秒間行い、その後3秒間解放する、吸着、解放操作を1サイクルとして、これを110サイクル行う。
First, the glass substrate with the antistatic film is placed on the stage of the charge amount measuring test machine so that the antistatic film of the glass substrate with the antistatic film is in contact.
Next, an adsorption / release operation is performed in which a glass substrate with an antistatic film is sucked from a vacuum suction hole at an adsorption pressure of 32 to 44 kPa (about 0.3 to 0.4 atm) for 5 seconds and then released for 3 seconds. This is performed for 110 cycles.
110サイクルが終了した直後に、リフトピンによりピン上昇速度83mm/秒で、帯電防止膜付きガラス基板をステージ上から5cmの位置まで持ち上げる。この帯電防止膜付きガラス基板を持ち上げる際の、帯電防止膜付きガラス基板のステージと反対側の表面、すなわちガラスが表出した側の表面の表面電位の変化を表面電位計により非接触で経時的に測定する。なお、表面電位測定中は測定面と表面電位計の距離は3cmに保持される。 Immediately after the end of the 110th cycle, the glass substrate with the antistatic film is lifted up to a position of 5 cm from the stage at a pin lifting speed of 83 mm / second by lift pins. When lifting the glass substrate with the antistatic film, the surface potential change on the surface opposite to the stage of the glass substrate with the antistatic film, that is, the surface where the glass is exposed, is contactlessly measured with a surface potentiometer over time. To measure. During the surface potential measurement, the distance between the measurement surface and the surface electrometer is maintained at 3 cm.
上記測定される表面電位の変化においてピークの帯電電圧[V]の絶対値を評価に用いた。この際の、帯電電圧[V]が正、負にかかわらず小さい値をとる帯電防止膜付きガラス基板が帯電防止性能に優れると評価できる。 The absolute value of the peak charging voltage [V] in the change in the surface potential measured was used for evaluation. In this case, it can be evaluated that the glass substrate with the antistatic film, which has a small value regardless of whether the charging voltage [V] is positive or negative, is excellent in antistatic performance.
結果を、帯電防止膜を構成する化合物の特性と共に表2に示す。なお、化合物の分類における(A)は両性イオン化合物(A)を、(B1)はカチオンポリマー(B)のうち網状ポリマー(B1)を、(B2)はカチオンポリマー(B)のうち鎖状ポリマー(B2)をそれぞれ示す。また、結果を併せて図2に示す。 The results are shown in Table 2 together with the characteristics of the compounds constituting the antistatic film. In the compound classification, (A) is the zwitterionic compound (A), (B1) is the network polymer (B1) of the cationic polymer (B), and (B2) is the chain polymer of the cationic polymer (B). (B2) is shown respectively. The results are also shown in FIG.
この結果から、実施例で得られた帯電防止膜付きガラス基板はいずれも、帯電防止機能を有することが分かる。なお、実施例のうちでは、実施例1〜3の両性イオン化合物(A)および実施例4、5の官能基密度の高い網状構造のカチオンポリマー(B2)により形成された帯電防止膜による帯電防止効果が高いことが分かる。 From this result, it can be seen that any of the glass substrates with antistatic films obtained in Examples has an antistatic function. Of the examples, antistatic by an antistatic film formed of the zwitterionic compound (A) of Examples 1 to 3 and the cationic polymer (B2) having a high functional group density network of Examples 4 and 5 It turns out that an effect is high.
本発明の帯電防止膜付きガラス基板および帯電防止膜付きガラス基板の製造方法は、広くガラス基板に適用でき、ガラス基板の表面の帯電を有効に防止でき、特に、ガラス基板の表面が帯電していない状態に保たれることが求められる半導体製品の製造に関連して使用されるガラス基板、例えば、TFT回路基板用のガラス基板、光学多層膜基板等に適用されるのが好ましい。 The method for producing a glass substrate with an antistatic film and a glass substrate with an antistatic film according to the present invention can be widely applied to a glass substrate, and can effectively prevent the surface of the glass substrate from being charged. In particular, the surface of the glass substrate is charged. It is preferably applied to glass substrates used in connection with the manufacture of semiconductor products that are required to be kept in a non-existing state, for example, glass substrates for TFT circuit substrates, optical multilayer film substrates, and the like.
1…帯電防止膜付きガラス基板、2…ガラス基板、3…帯電防止膜、3a…帯電防止膜のガラス基板との界面、3b…帯電防止膜の表面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate with antistatic film, 2 ... Glass substrate, 3 ... Antistatic film, 3a ... Interface of antistatic film with glass substrate, 3b ... Surface of antistatic film
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