JP2577204B2 - 撥水撥油性ガラス - Google Patents
撥水撥油性ガラスInfo
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- JP2577204B2 JP2577204B2 JP7217553A JP21755395A JP2577204B2 JP 2577204 B2 JP2577204 B2 JP 2577204B2 JP 7217553 A JP7217553 A JP 7217553A JP 21755395 A JP21755395 A JP 21755395A JP 2577204 B2 JP2577204 B2 JP 2577204B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
- C03C17/30—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3405—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of organic materials
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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撥水撥油性ガラス
に関するものである。さらに詳しくは、家、または自動
車、電車、飛行機等の乗り物に用いられている窓ガラス
や鏡、またはガラス容器や眼鏡等のガラス表面が、直
接、または保護膜を介して、フッ素を含む界面活性剤よ
りなる単分子膜状の被膜で覆われている、撥水撥油性に
優れたガラス提供するものである。
に関するものである。さらに詳しくは、家、または自動
車、電車、飛行機等の乗り物に用いられている窓ガラス
や鏡、またはガラス容器や眼鏡等のガラス表面が、直
接、または保護膜を介して、フッ素を含む界面活性剤よ
りなる単分子膜状の被膜で覆われている、撥水撥油性に
優れたガラス提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ガラス表面の撥水撥油性を改
善する方法には、ガラス表面にＳｉ系界面活性剤を塗布
したり、フルオロカーボン系ポリマーの懸濁液を塗布す
る方法が用いられてきた。
善する方法には、ガラス表面にＳｉ系界面活性剤を塗布
したり、フルオロカーボン系ポリマーの懸濁液を塗布す
る方法が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
塗布方法では製造が容易である反面、シリコン系界面活
性剤では撥油性が乏しく、フルオロカーボン系ポリマー
膜は表面エネルギーが極めて小さく、ガラスに対して反
応しにくいため、ガラス表面と塗膜の密着性を良くする
ことには限界があり、耐久性のよい塗膜は得られないと
いう課題があった。特に、塗膜にピンホールが混在した
場合、このピンホールが引金となり膜剥がれが生じ易か
った。
塗布方法では製造が容易である反面、シリコン系界面活
性剤では撥油性が乏しく、フルオロカーボン系ポリマー
膜は表面エネルギーが極めて小さく、ガラスに対して反
応しにくいため、ガラス表面と塗膜の密着性を良くする
ことには限界があり、耐久性のよい塗膜は得られないと
いう課題があった。特に、塗膜にピンホールが混在した
場合、このピンホールが引金となり膜剥がれが生じ易か
った。
【０００４】以上のような従来法の欠点に鑑み、本発明
の目的は、表面に均一に且つピンホール無くフルオロカ
ーボン基を含む界面活性剤よりなる単分子膜状の耐剥離
性に優れた撥水撥油性被膜を備えた撥水撥油性ガラスを
提供することにある。
の目的は、表面に均一に且つピンホール無くフルオロカ
ーボン基を含む界面活性剤よりなる単分子膜状の耐剥離
性に優れた撥水撥油性被膜を備えた撥水撥油性ガラスを
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の撥水撥油性ガラスは、一端に−ＣＦ3 基を
有し他端にクロロシリル基またはアルコキシシリル基を
有するシラン系界面活性剤から作製された膜が前記撥水
撥油膜としてガラス表面または保護膜の形成されたガラ
スを表面に化学結合した状態で形成され、液体の接触角
のｃｏｓθを１．０に外挿した値である臨界表面エネル
ギーが２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることを特徴とす
る。
め、本発明の撥水撥油性ガラスは、一端に−ＣＦ3 基を
有し他端にクロロシリル基またはアルコキシシリル基を
有するシラン系界面活性剤から作製された膜が前記撥水
撥油膜としてガラス表面または保護膜の形成されたガラ
スを表面に化学結合した状態で形成され、液体の接触角
のｃｏｓθを１．０に外挿した値である臨界表面エネル
ギーが２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることを特徴とす
る。
【０００６】前記構成においては、シラン系界面活性剤
から作製された膜を形成する分子のフッ素の数が９以上
で、かつ臨界表面エネルギーが１７ｄｙｎｅ／ｃｍ以下
であることが好ましい。
から作製された膜を形成する分子のフッ素の数が９以上
で、かつ臨界表面エネルギーが１７ｄｙｎｅ／ｃｍ以下
であることが好ましい。
【０００７】前記構成においては、一端に−ＣＦ3 基を
有し他端にクロロシリル基またはアルコキシシリル基を
有するシラン系界面活性剤として下記一般式（化１）ま
たは下記一般式（化２）で表わされる分子を用いること
が好ましい。
有し他端にクロロシリル基またはアルコキシシリル基を
有するシラン系界面活性剤として下記一般式（化１）ま
たは下記一般式（化２）で表わされる分子を用いること
が好ましい。
【０００８】
【化１】
【０００９】
【化２】
【００１０】本発明のガラスでは、表面にはフッ化炭素
基が露出し、ガラスや保護膜との界面ではガラスや保護
膜と共有結合した、すなわち基材と一体になった実用上
剥離しないナノメーターレベルの膜厚の撥水撥油性の被
膜が形成されている。したがって、ガラス本来の透明性
や光沢が生かされ、且つ耐久性に優れた撥水撥油効果を
発揮できる作用がある。
基が露出し、ガラスや保護膜との界面ではガラスや保護
膜と共有結合した、すなわち基材と一体になった実用上
剥離しないナノメーターレベルの膜厚の撥水撥油性の被
膜が形成されている。したがって、ガラス本来の透明性
や光沢が生かされ、且つ耐久性に優れた撥水撥油効果を
発揮できる作用がある。
【００１１】さらに、本発明のガラスは、表面がフッ化
炭素の有機基で覆われているため、表面の摩擦係数が低
くなりガラス自体の耐擦傷性が向上する作用もある。
炭素の有機基で覆われているため、表面の摩擦係数が低
くなりガラス自体の耐擦傷性が向上する作用もある。
【００１２】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。なお下記の実施例中、％は重量％を意味す
る。
に説明する。なお下記の実施例中、％は重量％を意味す
る。
【００１３】（実施例１）例えば、図１に示すように、
あらかじめよく洗浄したガラス基材１（例えば強化ガラ
ス板）を用意しておく。一方、８０％ｎ−ヘキサデカ
ン、１２％四塩化炭素、８％クロロホルムよりなる非水
系有機溶媒の混合溶液に、ビニル基２（ＣＨ 2＝ＣＨ
−）を含むシラン界面活性剤、たとえば、ＣＨ2＝ＣＨ
−（ＣＨ2）n−ＳｉＣｌ3 （ｎ：整数。１０〜２０程度
が最も扱いやすい。本実施例ではｎ＝１２：テトラデセ
ニルトリクロロシラン、ｎ＝１６：オクタデセニルトリ
クロロシラン、ｎ＝１７：ノナデセニルトリクロロシラ
ンをそれぞれ用いた。）を３×１０ -3〜５×１０-2Ｍ
（モル）程度の濃度で溶かした化学吸着液を調整してお
き、前記ガラス基材１を室温で１時間程度浸漬した。こ
のとき、ガラス基材は必ずしも化学吸着液に浸漬する必
要はなく、液を塗布したりスプレーして、化学吸着液と
ガラス基材を接触させておけば良い。このようにする
と、図１に示したようにガラス基体１表面は水酸基を含
んでいるため、クロロシラン系界面活性剤のクロロシリ
ル基と水酸基とが反応して表面に下記式（化３）の結合
が生成され、ビニル基２を含んだ単分子膜状の保護膜３
ａが酸素原子を介して化学結合した形で一層保護膜とし
て形成された。厚さは２０〜３０オングストローム（２
〜３ｎｍ）であった。
あらかじめよく洗浄したガラス基材１（例えば強化ガラ
ス板）を用意しておく。一方、８０％ｎ−ヘキサデカ
ン、１２％四塩化炭素、８％クロロホルムよりなる非水
系有機溶媒の混合溶液に、ビニル基２（ＣＨ 2＝ＣＨ
−）を含むシラン界面活性剤、たとえば、ＣＨ2＝ＣＨ
−（ＣＨ2）n−ＳｉＣｌ3 （ｎ：整数。１０〜２０程度
が最も扱いやすい。本実施例ではｎ＝１２：テトラデセ
ニルトリクロロシラン、ｎ＝１６：オクタデセニルトリ
クロロシラン、ｎ＝１７：ノナデセニルトリクロロシラ
ンをそれぞれ用いた。）を３×１０ -3〜５×１０-2Ｍ
（モル）程度の濃度で溶かした化学吸着液を調整してお
き、前記ガラス基材１を室温で１時間程度浸漬した。こ
のとき、ガラス基材は必ずしも化学吸着液に浸漬する必
要はなく、液を塗布したりスプレーして、化学吸着液と
ガラス基材を接触させておけば良い。このようにする
と、図１に示したようにガラス基体１表面は水酸基を含
んでいるため、クロロシラン系界面活性剤のクロロシリ
ル基と水酸基とが反応して表面に下記式（化３）の結合
が生成され、ビニル基２を含んだ単分子膜状の保護膜３
ａが酸素原子を介して化学結合した形で一層保護膜とし
て形成された。厚さは２０〜３０オングストローム（２
〜３ｎｍ）であった。
【００１４】
【化３】
【００１５】次に、酸素またはＮ2 を含んだ雰囲気中で
（空気中でもよい）、このガラス基体をエネルギー線
（電子線、Ｘ線、γ線、紫外線若しくはイオン線）で３
Ｍｒａｄ程度照射し、図２に示したようにビニル基部２
に水酸（−ＯＨ）基４（酸素雰囲気の場合）、または図
３に示したようにアミノ（−ＮＨ2 ）基５（窒素雰囲気
の場合）を付加させる（なお、雰囲気が空気の場合はこ
の両者が生成する）。
（空気中でもよい）、このガラス基体をエネルギー線
（電子線、Ｘ線、γ線、紫外線若しくはイオン線）で３
Ｍｒａｄ程度照射し、図２に示したようにビニル基部２
に水酸（−ＯＨ）基４（酸素雰囲気の場合）、または図
３に示したようにアミノ（−ＮＨ2 ）基５（窒素雰囲気
の場合）を付加させる（なお、雰囲気が空気の場合はこ
の両者が生成する）。
【００１６】なお、これらの官能基がビニル基に付加す
ることは、ＦＴＩＲ分析により確認された。また、この
とき表面に並んだビニル基は、Ｏ2やＮ2を含んだプラズ
マ中で処理する方法でも、図２に示したような−ＯＨ基
を付加させた単分子吸着保護膜３ｂ、または図３に示し
たような−ＮＨ2基を付加させた単分子吸着保護膜３ｃ
を形成できる。
ることは、ＦＴＩＲ分析により確認された。また、この
とき表面に並んだビニル基は、Ｏ2やＮ2を含んだプラズ
マ中で処理する方法でも、図２に示したような−ＯＨ基
を付加させた単分子吸着保護膜３ｂ、または図３に示し
たような−ＮＨ2基を付加させた単分子吸着保護膜３ｃ
を形成できる。
【００１７】最後に、フッ化炭素基を含むシラン系の界
面活性剤として一般式 Ｆ（ＣＦ2）m（ＣＨ2）nＳｉＲqＸ3-q （式中ｍ＝１〜１５、ｎ＝０〜１５、ｍ＋ｎ＝１〜３０
（なお、被膜形成する上で分子配向の最適値は１０〜３
０であった）、ｑ＝０〜２の各整数を示し、Ｒはアルキ
ル基を表わし、Ｘはハロゲン原子またはアルコキシ基を
表わす）または Ｆ（ＣＦ2）m（ＣＨ2）nＡ（ＣＨ2）pＳｉ（ＣＨ3）qＸ
3-q （式中ｍ＝１〜８、ｎ＝０〜２、ｍ＋ｎ＝１〜１０、ｐ
＝５〜２５、ｑ＝０〜２の各整数を示し、Ａは酸素原子
（−Ｏ−）、オキシカルボニル基（−ＣＯＯ−）、また
はジメチルシリル基（−Ｓｉ（ＣＨ3）2−）を表わし、
Ｘはハロゲン原子またはアルコキシ基を表わす。）で表
わされる物質、例えばフッ化炭素基とクロロシリル基を
含む ＣＦ3ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 を用い、あらかじめ作製しておいた８０％ｎ−ヘキサデ
カン、１２％四塩化炭素、８％クロロホルムよりなる有
機溶媒の混合溶液に２×１０-3〜５×１０-2Ｍ程度の濃
度で溶かした化学吸着液を調製し、前記単分子吸着保護
膜３ｂ、もしくは３ｃが形成されたガラス基体１を１時
間程度室温で浸漬すると（このときも、ガラス基材は必
ずしも化学吸着液に浸漬する必要はなく、液を塗布した
りスプレーして、化学吸着液とガラス基材を接触させて
おけば良い）、図２に示したように表面に−ＯＨ基や、
図３に示したように表面に−ＮＨ2基が露出しているた
め、フッ化炭素基を含むクロロシラン系界面活性剤のク
ロロシリル基と−ＯＨ基または−ＮＨ2 基とが反応して
表面に下記式（化４）の結合、または下記式（化５）の
結合が生成され、ガラス基体の表面にフッ化炭素基を含
む単分子吸着膜６が、図４に示したような下層の単分子
吸着保護膜３ｄ、もしくは図５に示したような下層の単
分子吸着保護膜３ｅと層間で酸素または窒素を介して化
学結合した状態で単分子累積膜７，８として形成でき
た。
面活性剤として一般式 Ｆ（ＣＦ2）m（ＣＨ2）nＳｉＲqＸ3-q （式中ｍ＝１〜１５、ｎ＝０〜１５、ｍ＋ｎ＝１〜３０
（なお、被膜形成する上で分子配向の最適値は１０〜３
０であった）、ｑ＝０〜２の各整数を示し、Ｒはアルキ
ル基を表わし、Ｘはハロゲン原子またはアルコキシ基を
表わす）または Ｆ（ＣＦ2）m（ＣＨ2）nＡ（ＣＨ2）pＳｉ（ＣＨ3）qＸ
3-q （式中ｍ＝１〜８、ｎ＝０〜２、ｍ＋ｎ＝１〜１０、ｐ
＝５〜２５、ｑ＝０〜２の各整数を示し、Ａは酸素原子
（−Ｏ−）、オキシカルボニル基（−ＣＯＯ−）、また
はジメチルシリル基（−Ｓｉ（ＣＨ3）2−）を表わし、
Ｘはハロゲン原子またはアルコキシ基を表わす。）で表
わされる物質、例えばフッ化炭素基とクロロシリル基を
含む ＣＦ3ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 を用い、あらかじめ作製しておいた８０％ｎ−ヘキサデ
カン、１２％四塩化炭素、８％クロロホルムよりなる有
機溶媒の混合溶液に２×１０-3〜５×１０-2Ｍ程度の濃
度で溶かした化学吸着液を調製し、前記単分子吸着保護
膜３ｂ、もしくは３ｃが形成されたガラス基体１を１時
間程度室温で浸漬すると（このときも、ガラス基材は必
ずしも化学吸着液に浸漬する必要はなく、液を塗布した
りスプレーして、化学吸着液とガラス基材を接触させて
おけば良い）、図２に示したように表面に−ＯＨ基や、
図３に示したように表面に−ＮＨ2基が露出しているた
め、フッ化炭素基を含むクロロシラン系界面活性剤のク
ロロシリル基と−ＯＨ基または−ＮＨ2 基とが反応して
表面に下記式（化４）の結合、または下記式（化５）の
結合が生成され、ガラス基体の表面にフッ化炭素基を含
む単分子吸着膜６が、図４に示したような下層の単分子
吸着保護膜３ｄ、もしくは図５に示したような下層の単
分子吸着保護膜３ｅと層間で酸素または窒素を介して化
学結合した状態で単分子累積膜７，８として形成でき
た。
【００１８】
【化４】
【００１９】
【化５】
【００２０】なお、表面の撥水撥油性膜とガラス基体の
間に保護膜を必要としない場合には、第１回目の化学吸
着工程で、フルオロカーボン基を含むクロロシラン界面
活性剤を用いて、ガラス表面にフルオロカーボン基を含
む単分子吸着膜のみ１層形成することができた。
間に保護膜を必要としない場合には、第１回目の化学吸
着工程で、フルオロカーボン基を含むクロロシラン界面
活性剤を用いて、ガラス表面にフルオロカーボン基を含
む単分子吸着膜のみ１層形成することができた。
【００２１】一方、複数層の単分子保護膜を必要とする
場合には、吸着試薬としてＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）n−
ＳｉＣｌ3を用い、化学吸着と放射線照射の工程を繰り
返した後、最後に吸着試薬としてフルオロカーボン基を
含むクロロシラン系界面活性剤を吸着すれば、必要とす
る層数の保護膜を介して最表面にフルオロカーボン基を
含む単分子吸着膜が累積形成されたガラスを作製でき
た。
場合には、吸着試薬としてＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）n−
ＳｉＣｌ3を用い、化学吸着と放射線照射の工程を繰り
返した後、最後に吸着試薬としてフルオロカーボン基を
含むクロロシラン系界面活性剤を吸着すれば、必要とす
る層数の保護膜を介して最表面にフルオロカーボン基を
含む単分子吸着膜が累積形成されたガラスを作製でき
た。
【００２２】なお、上記実施例では、最表面に形成すべ
きフッ化炭素基を含むシラン系界面活性剤としてＣＦ3
ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3を用いたが、これ以外に
も例えば、 （１） ＣＦ3（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）15Ｓ
ｉＣｌ3 （２） Ｆ（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ
2）9ＳｉＣｌ3 （３） ＣＦ3ＣＯＯ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 （４） ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3 等が利用できた。また、上記物質においてクロロシリル
基をアルコキシシリル基に置換した物質をそれぞれ用い
てもガラス基材表面に同様の被膜を形成できた。
きフッ化炭素基を含むシラン系界面活性剤としてＣＦ3
ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3を用いたが、これ以外に
も例えば、 （１） ＣＦ3（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）15Ｓ
ｉＣｌ3 （２） Ｆ（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ
2）9ＳｉＣｌ3 （３） ＣＦ3ＣＯＯ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 （４） ＣＦ3（ＣＦ2）7（ＣＨ2）2ＳｉＣｌ3 等が利用できた。また、上記物質においてクロロシリル
基をアルコキシシリル基に置換した物質をそれぞれ用い
てもガラス基材表面に同様の被膜を形成できた。
【００２３】（実施例２）次に、吸着形成した種々の単
分子膜の臨界表面エネルギーを求めるために、いろいろ
な表面張力を持った各種液体を用い、液滴の濡れ角度に
よる評価（自動接触角計（協和界面科学（株）製））を
行った。結果を図６に示す。なお、図６では測定した接
触角のｃｏｓθと液滴の表面張力との関係で示した。こ
の図６を用いると、各種被膜の臨界表面エネルギーを、
それぞれのデータをｃｏｓθが１．０になるまで外挿す
ることで求めることができる。
分子膜の臨界表面エネルギーを求めるために、いろいろ
な表面張力を持った各種液体を用い、液滴の濡れ角度に
よる評価（自動接触角計（協和界面科学（株）製））を
行った。結果を図６に示す。なお、図６では測定した接
触角のｃｏｓθと液滴の表面張力との関係で示した。こ
の図６を用いると、各種被膜の臨界表面エネルギーを、
それぞれのデータをｃｏｓθが１．０になるまで外挿す
ることで求めることができる。
【００２４】図６より明らかなように、臨界表面エネル
ギーは被膜に含まれるフッ素の数が多くなるほど小さく
なり、フッ素の数が９以上では約１７ｄｙｎｅ／ｃｍ以
下となった。この値は、ポリ４フッ化エチレン（約１８
ｄｙｎｅ／ｃｍ：機能性含ふっ素高分子、日刊工業新聞
社刊）のそれより小さく、これら被膜の表面では撥水撥
油性が極めて高いことが確認できた。
ギーは被膜に含まれるフッ素の数が多くなるほど小さく
なり、フッ素の数が９以上では約１７ｄｙｎｅ／ｃｍ以
下となった。この値は、ポリ４フッ化エチレン（約１８
ｄｙｎｅ／ｃｍ：機能性含ふっ素高分子、日刊工業新聞
社刊）のそれより小さく、これら被膜の表面では撥水撥
油性が極めて高いことが確認できた。
【００２５】さらに、この表面の水に対する濡れ角度を
測定すると、基材表面の荒さにも依存するが１００〜１
５０度となった。従って、このガラス窓を用いれば乗り
物の窓ガラスをワイパーレス化できたり、眼鏡表面の曇
を防止できる。
測定すると、基材表面の荒さにも依存するが１００〜１
５０度となった。従って、このガラス窓を用いれば乗り
物の窓ガラスをワイパーレス化できたり、眼鏡表面の曇
を防止できる。
【００２６】なお図６中の略語は、下記の化合物からそ
れぞれ作成された被膜を示す。 （１）Ｆ１７：Ｆ（ＣＦ2）8Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）9
ＳｉＣｌ3 （２）Ｆ９：Ｆ（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2Ｏ（ＣＨ2）15Ｓ
ｉＣｌ3 （３）Ｆ３：ＣＦ3ＣＯＯ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 （４）ＮＴＳ：ＣＨ3（ＣＨ2）19ＳｉＣｌ3 なお、上記実施例では、基材に強化ガラスを用いたが、
本発明の方法は、家、または自動車、電車、飛行機等の
乗り物に用いられている窓ガラスや鏡、またはガラス容
器やレンズ等のガラス表面、その他撥水撥油性を必要と
したガラス表面の改質を目的とする全てのガラスに応用
できる。また、無色透明なガラスに限定されるものでも
なく、例えば表面を粗面化したすりガラスや、さらに着
色された色ガラス、またはガラス繊維等でもよい。
れぞれ作成された被膜を示す。 （１）Ｆ１７：Ｆ（ＣＦ2）8Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）9
ＳｉＣｌ3 （２）Ｆ９：Ｆ（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2Ｏ（ＣＨ2）15Ｓ
ｉＣｌ3 （３）Ｆ３：ＣＦ3ＣＯＯ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 （４）ＮＴＳ：ＣＨ3（ＣＨ2）19ＳｉＣｌ3 なお、上記実施例では、基材に強化ガラスを用いたが、
本発明の方法は、家、または自動車、電車、飛行機等の
乗り物に用いられている窓ガラスや鏡、またはガラス容
器やレンズ等のガラス表面、その他撥水撥油性を必要と
したガラス表面の改質を目的とする全てのガラスに応用
できる。また、無色透明なガラスに限定されるものでも
なく、例えば表面を粗面化したすりガラスや、さらに着
色された色ガラス、またはガラス繊維等でもよい。
【００２７】要するに本発明は、親水性基を表面に有す
るガラスと、フルオロカーボン基を含有するシラン界面
活性剤とを化学吸着法を用いてガラス表面に化学結合さ
せる技術であれば、全て範疇にはいる。
るガラスと、フルオロカーボン基を含有するシラン界面
活性剤とを化学吸着法を用いてガラス表面に化学結合さ
せる技術であれば、全て範疇にはいる。
【００２８】なお保護膜は必ずしも単分子膜である必要
はない。塗布された有機薄膜、その他ゾルゲル法を用い
たシリカコート膜や透明性の蒸着膜でもよい。ただし、
表面が親水性でない場合には、コロナ照射或はスパッタ
リング等の通常の手法により表面を親水性にした後、本
発明のフルオロカーボン基含有シラン界面活性剤を作用
させる必要がある。
はない。塗布された有機薄膜、その他ゾルゲル法を用い
たシリカコート膜や透明性の蒸着膜でもよい。ただし、
表面が親水性でない場合には、コロナ照射或はスパッタ
リング等の通常の手法により表面を親水性にした後、本
発明のフルオロカーボン基含有シラン界面活性剤を作用
させる必要がある。
【００２９】
【発明の効果】本発明のガラスを用いれば、ガラスまた
は保護膜を有したガラスの表面にフルオロカーボン基を
含むクロロシラン系またはフルオロカーボン基を含むア
ルコキシシラン系界面活性剤を吸着反応させて、表面に
はフッ化炭素基が露出し、ガラスや保護膜との界面では
ガラスや保護膜と共有結合した、すなわち基材と一体に
なったナノメーターレベルの膜厚の撥水撥油性の被膜が
形成されているので、ガラスの透明性や光沢を損なうこ
となく、防汚性が高く且つ実用上剥離しない耐久性に優
れた撥水撥油性ガラスを提供できる効果がある。
は保護膜を有したガラスの表面にフルオロカーボン基を
含むクロロシラン系またはフルオロカーボン基を含むア
ルコキシシラン系界面活性剤を吸着反応させて、表面に
はフッ化炭素基が露出し、ガラスや保護膜との界面では
ガラスや保護膜と共有結合した、すなわち基材と一体に
なったナノメーターレベルの膜厚の撥水撥油性の被膜が
形成されているので、ガラスの透明性や光沢を損なうこ
となく、防汚性が高く且つ実用上剥離しない耐久性に優
れた撥水撥油性ガラスを提供できる効果がある。
【００３０】さらに、本発明のガラスを用いれば、表面
をフッ化炭素の有機基で被うので、ガラス表面の摩擦係
数が低くなりガラス自体の耐擦傷性が向上する。したが
って、基材ガラスそのものよりもさらに強靭性に優れた
ガラスを提供できる効果もある。
をフッ化炭素の有機基で被うので、ガラス表面の摩擦係
数が低くなりガラス自体の耐擦傷性が向上する。したが
って、基材ガラスそのものよりもさらに強靭性に優れた
ガラスを提供できる効果もある。
【図１】 本発明の実施例１の末端にビニル基を有する
化学吸着膜作成時のガラス表面の状態を分子レベルまで
拡大した工程断面概念図。
化学吸着膜作成時のガラス表面の状態を分子レベルまで
拡大した工程断面概念図。
【図２】 同、図１の状態から末端ビニル基を水酸基に
置換した工程断面概念図。
置換した工程断面概念図。
【図３】 同、図１の状態から末端ビニル基をアミノ基
に置換した工程断面概念図。
に置換した工程断面概念図。
【図４】 同、図２の分子膜の表面にフロロカーボン基
を有する分子膜を形成した工程断面概念図。
を有する分子膜を形成した工程断面概念図。
【図５】 同、図３の分子膜の表面にフロロカーボン基
を有する分子膜を形成した工程断面概念図。
を有する分子膜を形成した工程断面概念図。
【図６】 本発明の実施例２の各種化学吸着膜の表面エ
ネルギーを求めるためにそれぞれの被膜上で測定した、
各種表面張力を有する液滴に対する接触角のｃｏｓθを
プロットした図。
ネルギーを求めるためにそれぞれの被膜上で測定した、
各種表面張力を有する液滴に対する接触角のｃｏｓθを
プロットした図。
１ ガラス基体 ２ ビニル基 ３ａ，３ｂ、３ｃ 単分子吸着保護膜 ３ｄ，３ｅ 単分子内層膜 ４ 水酸基 ５ アミノ基 ６ フルオロカーボン基を含む単分子吸着膜 ７，８ 単分子累積膜
Claims (2)
- 【請求項１】 撥水撥油性膜を表面に形成したガラスで
あって、一端に−ＣＦ 3 基を有し他端にクロロシリル基
またはアルコキシシリル基を有するシラン系界面活性剤
から作製された膜が前記撥水撥油膜としてガラス表面ま
たは保護膜の形成されたガラスを表面に化学結合した状
態で形成され、液体の接触角のｃｏｓθを１．０に外挿
した値である臨界表面エネルギーが２０ｄｙｎｅ／ｃｍ
以下であることを特徴とする撥水撥油性ガラス。 - 【請求項２】 シラン系界面活性剤から作製された膜を
形成する分子のフッ素の数が９以上で、かつ臨界表面エ
ネルギーが１７ｄｙｎｅ／ｃｍ以下である請求項１に記
載の撥水撥油性ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217553A JP2577204B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 撥水撥油性ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7217553A JP2577204B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 撥水撥油性ガラス |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2258032A Division JP2545642B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08169729A JPH08169729A (ja) | 1996-07-02 |
| JP2577204B2 true JP2577204B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=16706070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7217553A Expired - Lifetime JP2577204B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 撥水撥油性ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577204B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101861261B1 (ko) * | 2017-02-28 | 2018-06-29 | (주)레오 | 방오, 발수 기능의 고휘도 커버 글라스 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5097616A (ja) * | 1973-12-28 | 1975-08-02 | ||
| JPS5294884A (en) * | 1976-02-06 | 1977-08-09 | Teijin Ltd | Water and oil repellent laminated product |
| JPS58167448A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-03 | Asahi Glass Co Ltd | 低反射率ガラス |
| JPS58172246A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-11 | Asahi Glass Co Ltd | ガラスの表面処理剤 |
| JPS61130902A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-18 | Asahi Glass Co Ltd | 汚れのとれやすい反射防止膜付プラスチツクレンズ |
| JPH0195181A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-13 | Daikin Ind Ltd | 撥水撥油剤組成物 |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP7217553A patent/JP2577204B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5097616A (ja) * | 1973-12-28 | 1975-08-02 | ||
| JPS5294884A (en) * | 1976-02-06 | 1977-08-09 | Teijin Ltd | Water and oil repellent laminated product |
| JPS58167448A (ja) * | 1982-03-30 | 1983-10-03 | Asahi Glass Co Ltd | 低反射率ガラス |
| JPS58172246A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-11 | Asahi Glass Co Ltd | ガラスの表面処理剤 |
| JPS61130902A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-18 | Asahi Glass Co Ltd | 汚れのとれやすい反射防止膜付プラスチツクレンズ |
| JPH0195181A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-13 | Daikin Ind Ltd | 撥水撥油剤組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08169729A (ja) | 1996-07-02 |
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