JP3268012B2 - Water-repellent oxide film and method for forming the same - Google Patents

Water-repellent oxide film and method for forming the same

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JP3268012B2
JP3268012B2 JP17137392A JP17137392A JP3268012B2 JP 3268012 B2 JP3268012 B2 JP 3268012B2 JP 17137392 A JP17137392 A JP 17137392A JP 17137392 A JP17137392 A JP 17137392A JP 3268012 B2 JP3268012 B2 JP 3268012B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロピット状表
層、凹凸状表層あるいは凸状表層を有し、しかも大きさ
をコントロールすることができるゾルゲル膜を下地層と
し、該下地層膜上にフルオロカーボン基を有するフッ素
含有シラン化合物を用いたコーティング液を塗布、成膜
し積層薄膜とした撥水性酸化物被膜とその形成法に関
し、特にガラス基板上に被膜積層する多層膜において、
ことに特異なゾルゲル膜を下地膜や下層膜として用い特
定した撥水性膜を被膜したので、格段にその性能を発揮
することとなる等、特に長期に亘り光学特性を損なうこ
となく、かつ頑固な密着力で耐摩耗性あるいは耐久性等
が優れたものとなり、建築用もしくは自動車用等の窓
材、各種膜付きガラス物品において有用な撥水性酸化物
被膜およびその形成法を提供するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a sol-gel film having a micropit-like surface layer, an uneven surface layer or a convex surface layer and having a controllable size as an underlayer, and a fluorocarbon film on the underlayer film. A coating solution using a fluorine-containing silane compound having a group is applied, a water-repellent oxide film formed into a laminated thin film and a method for forming the same, particularly in a multilayer film in which a film is laminated on a glass substrate,
In particular, a unique sol-gel film was used as a base film or underlayer film to coat the specified water-repellent film, so that its performance would be remarkably exhibited, such as without losing optical characteristics over a long period of time, and stubborn An object of the present invention is to provide a water-repellent oxide film which is excellent in abrasion resistance or durability due to adhesion and is useful in window materials for buildings or automobiles and various glass articles with a film, and a method for forming the same.

【0002】[0002]

【従来の技術とその問題点】一般に金属酸化物被膜の表
面に凹凸状を形成する方法としては、例えば金属酸化物
被膜をフッ酸やフッ硝酸等でエッチングする方法、ある
いは加熱処理により燃焼分解する有機高分子を金属アル
コキシド溶液中に添加する方法等が知られている。
2. Description of the Related Art Generally, as a method of forming irregularities on the surface of a metal oxide film, for example, a method of etching the metal oxide film with hydrofluoric acid or hydrofluoric nitric acid, or a method of burning and decomposing by heat treatment. A method of adding an organic polymer to a metal alkoxide solution and the like are known.

【0003】ところが金属酸化物被膜をフッ酸やフッ硝
酸等でエッチングする方法では、エッチング用溶液であ
るフッ酸やフッ硝酸等が人体に対し極端に危険な物質で
あってその取り扱いが厄介で作業性が劣るとともに、エ
ッチング工程を付加することでの生産性の低下等があ
り、また加熱処理により燃焼分解する有機高分子を金属
アルコキシド溶液中に添加する方法では、例えば一度形
成されたマイクロピット状表面が400°C以上の加熱
焼成により、被膜の緻密化が起こるため、その加熱処理
条件を種々制御する必要があるという制約があるととも
に、この制約により頑固な被膜を得ることが困難であっ
て、必ずしも容易にとは言い難いものである。
However, in the method of etching a metal oxide film with hydrofluoric acid or hydrofluoric nitric acid, the hydrofluoric acid or hydrofluoric nitric acid, which is an etching solution, is an extremely dangerous substance for the human body, and the handling is troublesome. In addition to the poor productivity, there is a decrease in productivity due to the addition of an etching step, and the method of adding an organic polymer that decomposes by burning to a metal alkoxide solution, for example, in the form of a micro pit once formed Since the surface is densified by heating and baking at a temperature of 400 ° C. or more, there is a restriction that the heat treatment conditions must be variously controlled, and it is difficult to obtain a stubborn film due to this restriction. However, it is not always easy.

【0004】[0004]

【問題点を解決するための手段】本発明は、従来のかか
る問題点に鑑みてなしたものであって、特定の金属アル
コキシド系化合物あるいは金属アセチルアセトネート系
化合物を選び、該化合物の平均分子量が異なるものから
組み合わせ、混合割合を変化させたコーティング溶液と
するようにし、被膜の際の相対湿度を制御することによ
り、充分焼成をしても、独立してしっかりした特異なマ
イクロピット状あるいは凹凸状又は凸状でその形状や大
きさに種々コントロールした表面表層を有し、高密着性
であって耐久性や耐摩耗性とを併せ持ち、単体ではもち
ろん下地材あるいは下層等にことに有用な酸化物薄膜で
あるゾルゲル膜が、高安全で厄介な工程なく、安価に効
率よく得、しかも該特異なマイクロピット状あるいは凹
凸状等の表面のみならず、膜内部にまで特定したフルオ
ロカーボン基を有するフッ素含有シラン化合物を被覆含
浸せしめるようにした新規な撥水性酸化物被膜およびそ
の形成法を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is intended to select a specific metal alkoxide compound or a metal acetylacetonate compound and obtain an average molecular weight of the compound. By combining different types of coating solutions with different mixing ratios and controlling the relative humidity at the time of coating, even if sintering is sufficient, independent and unique micro-pits or irregularities It has a surface layer that is variously shaped or convex and its shape and size are variously controlled, has high adhesion and has both durability and abrasion resistance, and is useful alone as a base material or lower layer, etc. The sol-gel film, which is a material thin film, can be obtained efficiently at a low cost without any troublesome steps, and with only the unique micropit-like or irregular surface. Razz is to provide a novel water-repellent oxide film and its formation method to the fluorine-containing silane compound having a specific fluorocarbon groups as allowed to cover impregnate into the inside film.

【0005】すなわち、本発明は、ガラス基板の表面上
に形成した薄膜において、該薄膜が金属アルコキシド系
化合物あるいは金属アセチルアセトネート系化合物のな
かから少なくとも1種以上の化合物を二つ以上選択し、
しかも該選択した二つ以上の化合物における平均分子量
が異なるものであって、該二つ以上の化合物を溶剤とと
もに混合してコーティング溶液とし、該溶液の選択する
二つ以上の化合物の混合割合の調整または/および該溶
液を相対湿度のコントロールのもとに被膜し、加熱成膜
して成る、マイクロピット状表層または凹凸状表層、あ
るいは凸状表層であるゾルゲル膜を下地層とし、該下地
層膜上に、フルオロカーボン基を有するフッ素含有シラ
ン化合物からなるコーティング液を塗布、加熱して成る
積層薄膜であることを特徴とする撥水性酸化物被膜。
That is, the present invention provides a thin film formed on a surface of a glass substrate, wherein the thin film selects at least one or more compounds from a metal alkoxide compound or a metal acetylacetonate compound,
Moreover, the average molecular weight of the two or more selected compounds is different, and the two or more compounds are mixed with a solvent to form a coating solution, and the mixing ratio of the two or more compounds selected from the solution is adjusted. And / or a sol-gel film, which is a micropit-like surface layer, an uneven surface layer, or a convex surface layer, which is formed by coating the solution under control of relative humidity and heating to form an underlayer. A water-repellent oxide film, which is a laminated thin film formed by applying and heating a coating liquid comprising a fluorine-containing silane compound having a fluorocarbon group.

【0006】ならびに、前記選択した二つ以上の化合物
における異なる平均分子量としては、一つの低平均分子
量の化合物が数千であって、他の一つ以上の高平均分子
量の化合物が数万乃至数十万であることから成るゾルゲ
ル膜を下地層としたことを特徴とする上述した撥水性酸
化物被膜。
The different average molecular weights of the two or more selected compounds are as follows: one low-average molecular weight compound is thousands, and the other one or more high-average molecular weight compounds is tens of thousands to several thousands. The above-mentioned water-repellent oxide film, wherein a sol-gel film consisting of 100,000 is used as an underlayer.

【0007】さらに、前記選択する二つ以上の化合物の
混合割合の調整が、高平均分子量の化合物1molに対
して、低平均分子量の化合物が0.1〜30molであ
ることから成るゾルゲル膜を下地層としたことを特徴と
する上述した撥水性酸化物被膜。
Further, the mixing ratio of the selected two or more compounds is adjusted by lowering the sol-gel film consisting of 0.1 to 30 mol of the low average molecular weight compound per 1 mol of the high average molecular weight compound. The above-described water-repellent oxide coating, wherein the coating is a formation layer.

【0008】さらにまた、前記マイクロピット状表層ま
たは凹凸状表層、あるいは凸状表層が、10〜100n
mの径であることから成るゾルゲル膜を下地層としたこ
とを特徴とする上述した撥水性酸化物被膜。なお、マイ
クロピット状表層とは平坦な表面に任意の径をした細孔
が点在している膜、凹凸状表層とは表面全体が凹凸状と
なっている膜、凸状表層とは平坦なベース表面に突起物
が点在している表層をいう。また、径とは、マイクロピ
ット状表層の場合には「マイクロピットの細孔径」を示
し、凹凸状表層の場合には「山と山の距離」を示し、凸
状表層の場合には「突起と突起の距離」を示す。
Further, the micropit-like surface layer, the uneven surface layer, or the convex surface layer has a thickness of 10 to 100 n.
The water-repellent oxide film as described above, wherein a sol-gel film having a diameter of m is used as a base layer. In addition, my
Cropit-like surface layer is a pore with an arbitrary diameter on a flat surface
And the uneven surface layer is the whole surface is uneven
Film, convex surface layer is a projection on a flat base surface
Refers to the surface layer dotted with. In addition, the diameter
In the case of a pit-shaped surface layer, it indicates the `` micro-pit pore size ''.
In the case of an uneven surface layer, it indicates "distance between peaks"
In the case of a surface layer, "distance between protrusions" is indicated.

【0009】さらにまた、前記フルオロカーボン基を有
するフッ素含有シラン化合物からなるコーティング液
が、アルコール溶液であり、その固形分濃度が酸化物換
算で0.1〜5wt%であることを特徴とする上述した
撥水性酸化物被膜。
Further, the coating solution comprising the fluorine-containing silane compound having a fluorocarbon group is an alcohol solution, and the solid content of the coating solution is 0.1 to 5 wt% in terms of oxide. Water repellent oxide coating.

【0010】さらにまた、前記フルオロカーボン基を有
するフッ素含有シラン化合物からなるコーティング液を
塗布し、前記成膜する加熱温度が、100〜400℃で
あることを特徴とする上述した撥水性酸化物被膜。
Further, the above-mentioned water-repellent oxide film is characterized in that a coating solution comprising the fluorine-containing silane compound having a fluorocarbon group is applied, and the heating temperature for forming the film is 100 to 400 ° C.

【0011】また、ガラス基板の表面上に薄膜を形成す
る方法において、金属アルコキシド系化合物あるいは金
属アセチルアセトネート系化合物のなかから少なくとも
平均分子量の異なる二つ以上の化合物を選択し、該二つ
以上の化合物を溶剤とともに混合してコーティング溶液
とし、該選択した二つ以上の化合物の溶液中での混合割
合の調整または/および相対湿度のコントロールを行っ
て該コーティング溶液をガラス基板の表面に塗布した
塗布した溶液を100°C以上の温度で加熱成膜
、マイクロピット状表層または凹凸状表層、あるいは
凸状表層よりなる下地層としてのゾルゲル膜を形成し、
該ゾルゲル膜上に、フルオロカーボン基を有するフッ素
含有シラン化合物からなるコーティング液を塗布、加熱
成膜し、該フルオロカーボン含有酸化物薄膜をゾルゲル
膜に含浸被覆せしめてなる積層薄膜を形成することを特
徴とする撥水性酸化物被膜の形成法。
A thin film is formed on the surface of a glass substrate .
The metal alkoxide-based compound or the metal acetylacetonate-based compound.
Two or more compounds having different average molecular weights are selected, the two or more compounds are mixed with a solvent to form a coating solution, and the mixing ratio of the selected two or more compounds in the solution is adjusted and / or the relative ratio is adjusted. carried out the control of humidity
To apply the coating solution to the surface of the glass substrate.
Thereafter , the applied solution is heated and formed into a film at a temperature of 100 ° C. or more, and the surface is formed into a micropit-like surface or an uneven surface, or
Form a sol-gel film as an underlayer consisting of a convex surface layer ,
On the sol-gel film, a coating solution comprising a fluorine-containing silane compound having a fluorocarbon group is applied and heated.
The fluorocarbon-containing oxide thin film is formed into a sol-gel
A method for forming a water-repellent oxide film, comprising forming a laminated thin film obtained by impregnating a film .

【0012】前記選択した平均分子量の異なる二つ以上
の化合物の平均分子量は、一つの低平均分子量の化合物
が数千であって、他の一つ以上の高平均分子量の化合物
が数万乃至数十万であることを特徴とする前述の撥水性
酸化物被膜の形成法。また、前記選択した二つ以上の化
合物の溶液中での混合割合を、高平均分子量の化合物1
molに対して低平均分子量の化合物が0.1〜30m
olの範囲で調整することを特徴とする前述の撥水性酸
化物被膜の形成法。さらに、前記相対湿度を、20〜8
0%の範囲でコントロールすることを特徴とする前述の
撥水性酸化物被膜の形成法。さらにまた、前記下地層と
してのゾルゲル膜のコーティング溶液における固形分濃
度(酸化物換算)が、0.01〜10wt%であること
を特徴とする請求項1記載の撥水性酸化物被膜の形成
法。なお、前記コーティング溶液を、1〜10C.P.
(センチポアズ)に粘度調製することでゾルゲル膜を形
成することを特徴とする。
Two or more selected different average molecular weights
The average molecular weight of the compound is one low average molecular weight compound
Are thousands, and one or more other high average molecular weight compounds
Wherein the water repellency is tens to hundreds of thousands.
A method for forming an oxide film. In addition, the two or more selected
The mixing ratio of the compound in the solution was adjusted to the value of compound 1 having a high average molecular weight.
0.1-30 m of low average molecular weight compound based on mol
The above-mentioned water-repellent acid is adjusted in the range of ol
Method of forming oxide film. Further, the relative humidity is set to 20 to 8
Characterized in that the control is performed within a range of 0%.
A method for forming a water-repellent oxide film. Furthermore, the underlayer and
Of solids in coating solution of sol-gel film
Degree (in terms of oxide) is 0.01 to 10 wt%
The formation of a water-repellent oxide film according to claim 1,
Law. In addition, the said coating solution is 1-10C. P.
(Centipoise) to form sol-gel film by adjusting viscosity
It is characterized by the following.

【0013】前記フルオロカーボン基を有するフッ素含
有シラン化合物からなるコーティング液が、アルコール
溶液であり、その固形分濃度(酸化物換算)で0.1〜
5wt%であることを特徴とする前述のの撥水性酸化物
被膜の形成法。また、前記フルオロカーボン基を有する
フッ素含有シラン化合物からなるコーティング液を塗布
し、加熱成膜する温度が、100〜400℃であること
を特徴とする前述の撥水性酸化物被膜の形成法。
The fluorine-containing compound having a fluorocarbon group
The coating liquid consisting of a silane compound is alcohol
A solution having a solid content (in terms of oxide) of 0.1 to
The above water-repellent oxide, characterized in that the content is 5 wt%.
The method of forming the coating. Also, having the fluorocarbon group
Applying coating solution consisting of fluorine-containing silane compound
And the temperature at which the film is formed by heating is 100 to 400 ° C.
The method for forming a water-repellent oxide film described above, which is characterized in that:

【0014】ここで、前記したように、金属アルコキシ
ド系化合物あるいは金属アセチルアセトネート系化合物
のなかから少なくとも1種以上の化合物を二つ以上選択
したのは、該両化合物は安定性があって、溶液調製の
際、例えば平均分子量の制御が容易であり、成膜した前
記マイクロピット状表層、凹凸状表層あるいは凸状表層
の種々の表面形状を有する酸化物薄膜の透明性や硬度が
高く、耐久性にも優れたものとなり、比較的安価で入手
し易いものであるので該両化合物を用いることとした。
Here, as described above, at least one or more compounds are selected from the metal alkoxide compounds or the metal acetylacetonate compounds because both compounds are stable, In the preparation of the solution, for example, it is easy to control the average molecular weight, and the oxide thin film having various surface shapes of the formed micropit-like surface layer, the uneven surface layer or the convex surface layer has high transparency and hardness, and is durable. Both compounds are used because they are excellent in properties and relatively inexpensive and easily available.

【0015】また、金属アルコキシド系化合物として
は、金属にすべてアルコキシ基のみが結合した場合、す
なわちメトキシド、エトキシド、イソプロポキシド等の
みならず、その一部がメチル基、エチル基等に置換した
もの、例えばモノメチルアルコキシド、モノエチルアル
コキシド等を含むものである。さらにまた、金属アセチ
ルアセトネート系化合物としては、金属にすべてアセチ
ルアセトン基のみが結合した場合のみならず、その一部
がメチルアルコキシ基、エチルアルコキシ基等に置換し
たものを含むものである。
The metal alkoxide compounds include those in which only an alkoxy group is bonded to a metal, that is, not only methoxide, ethoxide, isopropoxide and the like, but also a part of which is substituted by a methyl group, an ethyl group and the like. For example, monomethyl alkoxide, monoethyl alkoxide and the like. Further, the metal acetylacetonate-based compound includes not only a case where all acetylacetone groups are bonded to the metal but also a part of which is substituted with a methylalkoxy group, an ethylalkoxy group or the like.

【0016】さらに前記金属としては、格別特定するも
のではないが、Si、TiまたはZrを選択するのが好
ましく、具体的なものとしては、例えばテトラメトキシ
シラン〔Si(OMe)4 Me:CH3 〕、テトラエ
トキシシラン〔Si(OEt)4 Et:C2 5 〕、
メチルトリエトキシシラン〔MeSi(OEt)3 〕、
メチルトリメトキシシラン〔MeSi(OMe)3 〕、
チタンテトライソプロポキシド〔Ti(OーisoーP
r)4 Pr:C3 7 〕、チタンアセチルアセトネー
ト〔Ti(CH2 COCH2 COCH3 4 〕、ジルコ
ニウムノルマルブトキシド〔Zr(OーnーBu)4
Bu:C4 9 〕、ジルコニウムアセチルアセトネート
〔Zr(CH2 COCH2 COCH3 4 〕等が好適で
あり、他に例えばジメチルジエトキシシラン、ジメチル
ジメトキシシラン、チタンテトラノルマルブトキシド、
ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテ
トラオクチレート等がある。
Further, although not particularly specified, the metal is preferably selected from Si, Ti and Zr, and specific examples thereof include tetramethoxysilane [Si (OMe) 4 Me: CH 3 ], tetraethoxysilane [Si (OEt) 4 Et: C 2 H 5 ],
Methyltriethoxysilane [MeSi (OEt) 3 ],
Methyltrimethoxysilane [MeSi (OMe) 3 ],
Titanium tetraisopropoxide [Ti (O-iso-P
r) 4 Pr: C 3 H 7 ], titanium acetylacetonate [Ti (CH 2 COCH 2 COCH 3 ) 4 ], zirconium normal butoxide [Zr (On-Bu) 4
Bu: C 4 H 9 ], zirconium acetylacetonate [Zr (CH 2 COCH 2 COCH 3 ) 4 ] and the like are suitable. In addition, for example, dimethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, titanium tetranormal butoxide,
Zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetraoctylate, and the like.

【0017】さらにまた、前記選択した二つ以上の化合
物における平均分子量が異なるものとしたのは、被膜し
た薄膜の表層をマイクロピット状、凹凸状あるいは凸状
とするためであり、混合する2種以上の化合物の平均分
子量は数千(具体的には800〜8000程度、好まし
くは2000〜7000程度)と数万(具体的には10
000〜70000程度)、あるいは数千と数十万(具
体的には100000〜400000程度)の組み合わ
せがよいものである。
Further, the reason why the average molecular weights of the two or more selected compounds are different is that the surface layer of the coated thin film is made to have a micropit shape, an uneven shape, or a convex shape. The above compounds have an average molecular weight of several thousands (specifically, about 800 to 8000, preferably about 2000 to 7000) and tens of thousands (specifically,
000 to 70,000), or a combination of several thousand and several hundred thousand (specifically, about 100,000 to 400,000).

【0018】一方、平均分子量の制御は、溶液を調製す
る際において、触媒の種類(例えば塩酸、硝酸、酢酸
等)、その添加量すなわちPH値(例えばPH=1〜
6、好ましくは2〜4)および反応温度(例えば20〜
80°C、好ましくは25〜70°C)等によって、加
水分解反応過程あるいは縮重合過程をコントロールする
ことにより行うものである。なお、平均分子量とは、モ
ノマーが加水分解、縮重合反応してダイマー、トリマ
ー、オリゴマーと巨大化した際のポリスチレン換算の分
子量をいう。ただし、化合物によってはそれぞれ反応時
間等も異なり、必ずしもすべてに共通しない場合もあり
得るものである。
On the other hand, the average molecular weight is controlled by adjusting the type of catalyst (for example, hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, etc.) and the amount of addition, that is, the PH value (for example, PH = 1 to 4) when preparing the solution.
6, preferably 2-4) and the reaction temperature (e.g.
(80 ° C., preferably 25 to 70 ° C.) by controlling the hydrolysis reaction process or the condensation polymerization process. The average molecular weight is defined as
Nomers undergo hydrolysis and condensation polymerization reactions to produce dimers and trimers.
ー, oligomers and polystyrene equivalents when enlarged
We say child quantity. However, the reaction time and the like differ depending on the compound, and may not necessarily be common to all the compounds.

【0019】また、マイクロピット状表層、凹凸状表層
あるいは凸状表層の形状の制御は、混合する2種以上の
化合物の平均分子量が数千と数万、あるいは数千と数十
万である化合物の混合割合が、その溶質モル比(酸化物
換算)で0.1〜30程度であり、0.1未満あるいは
30を超えると平坦な平面形状となるものである。なか
でも1〜20程度が好ましく、より好ましくはマイクロ
ピット状表層では2〜5.5程度、凹凸状表層では5.
5〜7程度、凸状では7〜15程度である。また、前記
表層におけるそれぞれの大きさは被膜する際の相対湿度
により制御することがてき、約20%程度の場合約10
nm程度となり、約80%程度の場合約100nm程度
となる。
The shape of the micropit-like surface layer, the uneven surface layer or the convex surface layer can be controlled by controlling the average molecular weight of two or more kinds of compounds to be mixed in the range of thousands and tens of thousands, or thousands and hundreds of thousands. Is about 0.1 to 30 in terms of a solute molar ratio (in terms of oxide), and a flat planar shape is obtained when the mixing ratio is less than 0.1 or exceeds 30. Above all, it is preferably about 1 to 20, more preferably about 2 to 5.5 for the micropit-like surface layer, and 5.5 for the uneven surface layer.
About 5 to 7 and about 7 to 15 in the convex shape. The size of each surface layer can be controlled by the relative humidity at the time of coating.
nm, and in the case of about 80%, it is about 100 nm.

【0020】また、前記金属アルコキシド系化合物ある
いは金属アセチルアセトネート系化合物のアルコール溶
液中の濃度については、0.01wt%程度以上が好ま
しく、これ未満であれば均一な前記3種類の表面形状表
層を有する被膜を次第に形成し難くなり、他方、10w
t%程度を超えると、溶液が粘稠となり、前記3種類の
表層形状はあるものの、クラックの発現等があり、加え
て膜付け自体が困難となるものである。さらに本アルコ
ール溶液におけるアルコール溶媒としては、メチルアル
コール、イソプロピルアルコールあるいは1ーブタノー
ル等が採用できるものである。
The concentration of the metal alkoxide-based compound or metal acetylacetonate-based compound in the alcohol solution is preferably about 0.01 wt% or more. It becomes increasingly difficult to form a coating having
If the content exceeds about t%, the solution becomes viscous, and although there are three types of surface layer shapes, cracks are developed and the film formation itself becomes difficult. Further, as the alcohol solvent in the present alcohol solution, methyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol, or the like can be employed.

【0021】さらにまた、ガラス基板への膜付け法とし
ては、ディッピング法、スプレー法、フローコート法あ
るいはスピンコート法等既知の塗布手段が適宜採用し得
るものである。また前記コーティング溶液を被膜後、1
層の薄膜を形成する毎に、約100°C程度の雰囲気温
度下で約30分間以内程度の乾燥を行い、前記3種類の
表層形状を有したゲル膜を形成することが好ましいもの
である。
Further, as a method for forming a film on the glass substrate, a known coating means such as a dipping method, a spray method, a flow coating method or a spin coating method can be appropriately employed. After coating with the coating solution,
Each time a thin film of the layer is formed, it is preferable to dry the film for about 30 minutes or less at an ambient temperature of about 100 ° C. to form a gel film having the above three types of surface layers.

【0022】またさらに、本発明の3種類の表面形状表
層については、縮重合度の違いによる形成であって、膜
を強固にするための焼成(例えば約500°C以上)に
よっても消失することもなく、しかも独立したピット、
凹凸および凸状物が表面および基板との界面付近まで形
成されており、走査電子顕微鏡による1万倍で明確に観
察が可能である等、膜強度に優れるしかっりした前記3
種類の表面形状表層とできるものである。
Furthermore, the three types of surface shape surface layers of the present invention are formed due to the difference in the degree of polycondensation, and disappear due to firing (for example, at about 500 ° C. or more) for strengthening the film. No, independent pits,
The irregularity and convexity are formed up to the surface and the vicinity of the interface with the substrate, and the film is excellent in film strength, for example, it can be clearly observed at 10,000 times with a scanning electron microscope.
It can be a surface layer of any kind.

【0023】また例えばHF等によるエッチングでは、
その構造上エッチングされ易い部分とされ難い部分とが
あって、エッチングされ易い部分がピット状のものとな
るので、どちらかと言えば連続的であり、膜厚もピット
制御も困難であり、前記倍率でのピット観察では観察が
困難である。また例えばゾルゲル膜での有機物、溶媒、
水分の焼成等による多孔質化では、通常250〜300
°C付近の焼成で膜全体が一度多孔質化するが、500
°C以上で焼成した場合、膜の緻密、硬化が起こり、無
孔化も同時に起こり、ピット状のものは膜表面および内
部でなくなり、走査電子顕微鏡では3〜5万倍で観察し
ても、表面形状は平坦である等、従来法のものと本発明
のマイクロピット状表層、凹凸状表層あるいは凸状表層
とでは明らかに異なるものであった。
For example, in etching with HF or the like,
The structure has portions that are easily etched and portions that are not easily etched, and the portions that are easily etched are pit-shaped, so that they are rather continuous, and it is difficult to control the film thickness and pits. It is difficult to observe the pits in the pit. Also, for example, an organic substance in a sol-gel film, a solvent,
In the case of making porous by sintering of water or the like, usually 250 to 300
The whole film becomes porous once by firing at around ° C,
When calcination is performed at a temperature of not less than ° C., the film is dense and hardened, nonporous occurs at the same time, pit-shaped ones disappear on the film surface and inside, and even when observed at 30,000 to 50,000 times with a scanning electron microscope, For example, the surface shape was flat and the conventional method was clearly different from the micropit-like surface layer, the uneven surface layer or the convex surface layer of the present invention.

【0024】また、前記フルオロカーボン基を有するフ
ッ素含有シラン化合物としては、例えばCF3 CH2
2 Si(OCH3 3 、CF3 (CF2 5 CH2
2Si(OCH3 3 、CF3 (CF2 7 CH2
2 Si(OCH3 3 、CF3 (CF2 7 CH2
2 CH3 Si(OCH3 2 等、さらにはCF3 (C
2 7 CH2 CH2 SiCl3 等あるいはこれらの部
分加水分解物などが採用できるものである。
The fluorine-containing silane compound having a fluorocarbon group includes, for example, CF 3 CH 2 C
H 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 C
H 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 C
H 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 C
H 2 CH 3 Si (OCH 3 ) 2 and the like, and CF 3 (C
F 2 ) 7 CH 2 CH 2 SiCl 3 or a partial hydrolyzate thereof can be used.

【0025】さらに、前記フルオロカーボン基を有する
フッ素含有シラン化合物の第2のアルコール溶液中の固
形分濃度については、酸化物換算で0.1〜5wt%で
あり、0.1wt%未満では被膜への撥水性の付与が不
十分、例えば水に対する接触角が60〜70°程度であ
り、5wt%を超えても撥水性はもはや向上しなくな
り、水に対する接触角は110〜115°程度に留ま
り、それ以上良化しなくなり、実効が得られないためで
ある。
The solid concentration of the fluorine-containing silane compound having a fluorocarbon group in the second alcohol solution is 0.1 to 5% by weight in terms of oxide. The water repellency is insufficiently imparted, for example, the contact angle with water is about 60 to 70 °, and the water repellency no longer improves even if it exceeds 5 wt%, and the contact angle with water remains at about 110 to 115 °. This is because the above does not improve and the effect cannot be obtained.

【0026】またさらに、前記ガラス基板としては、無
機質の透明板ガラスであって、無色または着色、ならび
にその種類あるいは色調、形状等に特に限定されるもの
ではなく、さらに曲げ板ガラスとしてはもちろん、各種
強化ガラスや強度アップガラス、平板や単板で使用でき
るとともに、複層ガラスあるいは合せガラスとしても使
用できることは言うまでもない。
Further, the glass substrate is an inorganic transparent plate glass, which is not particularly limited to colorless or colored, and its type, color tone, shape, and the like. Needless to say, it can be used as a glass, a strengthened glass, a flat plate or a single plate, and can also be used as a double glazing or a laminated glass.

【0027】[0027]

【作用】前述したとおり、本発明のマイクロピット状表
層、凹凸状表層あるいは凸状表層を有するゾルゲル膜を
下地層薄膜とし、特定した撥水性薄膜を被膜成膜した撥
水性酸化物被膜、ならびにその形成法により、上述した
特定系の二つの化合物を選び、該化合物の平均分子量が
異なるものを少なくとも組み合わせることで、高温焼成
しても、緻密化することなく、従来より独立性があって
深見のある、明確でしっかりしたマイクロピット状、凹
凸状あるいは凸状表層となり、しかも該3種類の表面表
層の形状とその径を制御でき、付着性も向上し頑固な薄
膜とすることでき、ガラス基板との界面はもちろん、多
層膜での膜と膜の界面においても密着性を格段に向上せ
しめ、被覆含浸した撥水性薄膜を含め、優れた耐候性、
耐久性を有するものとなり、透明で硬度が高い、しかも
長期に亘り撥水性能はもちろん、光学特性等も充分に満
足できるものとでき、従来屋外では使用でき難いもので
も使用できるようになる等となり、高安全性で厄介な工
程なく、安価に効率よく得られることとなるものであ
る。
As described above, a water-repellent oxide film obtained by forming a sol-gel film having a micropit-like surface layer, a concavo-convex surface layer or a convex surface layer of the present invention as an underlayer thin film and forming the specified water-repellent thin film, and the same. By the formation method, two compounds of the specific system described above are selected, and at least a combination of the compounds having different average molecular weights is obtained. It has a clear and firm micropit-like, irregular or convex surface layer, and can control the shape and diameter of the three types of surface layers, improves adhesion and forms a stubborn thin film. Not only the interface of the film, but also the interface between the film and the film in the multilayer film.
It is durable, transparent and high in hardness, and it can provide satisfactory water repellency over a long period of time, as well as optical characteristics, and can be used even if it is difficult to use it outdoors. It can be obtained inexpensively and efficiently with high safety and no troublesome steps.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to such an embodiment.

【0029】実施例1 大きさ約100mmx100mm、厚さ約2mmのクリ
ア・フロートガラス基板を中性洗剤、水すすぎ、アルコ
ールで順次洗浄し、乾燥した後、アセトンで払拭し被膜
用ガラス基板とした。
Example 1 A clear float glass substrate having a size of about 100 mm × 100 mm and a thickness of about 2 mm was washed sequentially with a neutral detergent, water rinse and alcohol, dried, and then wiped with acetone to obtain a glass substrate for coating.

【0030】シリコンエトキシド(平均分子量:約3,
000,固形分濃度:約30wt%)約20.0g、シ
リコンエトキシド(平均分子量:約100,000,固
形分濃度:約6wt%)約28.6gをビーカーに入
れ、低平均分子量の固形分/高平均分子量の固形分を約
3.5のmol比とし、イソプロピルアルコール約50
gならびに1ーブタノール約100gで希釈し、約15
時間攪拌してコーティング溶液を得た。
Silicon ethoxide (average molecular weight: about 3,
20.0 g of silicon ethoxide (average molecular weight: about 100,000, solids concentration: about 6 wt%), and about 28.6 g of silicon ethoxide (solids concentration: about 30 wt%) in a beaker. / The solid content of the high average molecular weight was adjusted to a molar ratio of about 3.5, and about 50
g and 1-butanol diluted with about 100 g,
After stirring for an hour, a coating solution was obtained.

【0031】ついで、該溶液をディッピング法により前
記ガラス基板表面に、約23℃、相対湿度約50%の環
境で被膜し、約270°Cで約10分間加熱してゲル膜
を形成し、膜厚が約150nmのSiO2 薄膜を成膜し
た。該薄膜を走査電子顕微鏡により、約2万倍の倍率で
表面形状状態を観察したところ、図1に示すように、マ
イクロピット状表層となっていた。
Then, the solution is coated on the surface of the glass substrate by dipping in an environment of about 23 ° C. and a relative humidity of about 50%, and heated at about 270 ° C. for about 10 minutes to form a gel film. An SiO 2 thin film having a thickness of about 150 nm was formed. Observation of the surface shape of the thin film with a scanning electron microscope at a magnification of about 20,000 times revealed that the thin film had a micropit-like surface layer as shown in FIG.

【0032】次いで該薄膜上に、あらかじめ、ヘプタデ
カトリデシルフルオロアルキルシラン〔CF3 (C
2 7 CH2 CH2 Si(OCH3 3 1gとイソプ
ロピルアルコール48g、60%硝酸1gをビーカーに
入れ、常温で充分に混合攪拌し、フルオロアルキルトリ
メトキシランの部分加水分解溶液を調製したものを塗布
し、約250℃に設定された電気炉に約30分間入れ、
撥水処理を行った。膜厚は数十nm程度であった。
Then, heptadecatridecylfluoroalkylsilane [CF 3 (C 3
1 g of F 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3, 48 g of isopropyl alcohol, and 1 g of 60% nitric acid were placed in a beaker, mixed and stirred well at room temperature to prepare a partially hydrolyzed solution of fluoroalkyltrimethoxysilane. Apply the thing and put it in an electric furnace set at about 250 ° C. for about 30 minutes,
Water repellency treatment was performed. The film thickness was about several tens nm.

【0033】得られた積層薄膜付きガラス基板につい
て、下記の試験を行った。 (撥水性試験)大気中(約25℃)での水に対する接触
角を、協和界面科学製CAーA型を用いて測定した。
The following test was performed on the obtained glass substrate with a laminated thin film. (Water repellency test) The contact angle to water in the atmosphere (about 25 ° C.) was measured using a CA-A type manufactured by Kyowa Interface Science.

【0034】(耐久性試験)自動車用ワイパーブレード
による摺動耐久性により評価した。 条件;上水を滴下しながら、約105gの荷重をかけて
約3万回(往復を1回とする)の摺動を行い、接触角の
低下量で評価した。
(Durability test) The durability was evaluated by the sliding durability with a wiper blade for automobiles. Conditions: The sliding was performed about 30,000 times (one reciprocation was performed) under a load of about 105 g while dropping the tap water, and the contact angle was evaluated by the reduction amount.

【0035】その結果は表1に示すように、初期接触角
が約113°で上水3万回摺動後接触角が約87°程度
であり、所期の性能を有するものであった。 (耐候性試験)キセノン照射により評価した。
As shown in Table 1, the results showed that the initial contact angle was about 113 ° and the contact angle after sliding 30,000 times of water was about 87 °, which was the expected performance. (Weather resistance test) Evaluation was made by xenon irradiation.

【0036】条件;約180w/m2 、1サイクル約1
80時間、最後の約25分間は温度20℃の上水をスプ
レーした。また照射時のガラス基板の表面温度は約53
℃程度であり、接触角の経時変化で評価した。
Conditions: about 180 w / m 2 , about 1 cycle
For 80 hours, the last about 25 minutes was sprayed with clean water at a temperature of 20 ° C. The surface temperature of the glass substrate during irradiation is about 53
° C, and the change in contact angle with time was evaluated.

【0037】その結果は図9に示すように、初期接触角
が約113°であるものが、照射時間約2000時間後
でも約85°程度に留まり、所期の性能を有するもので
あった。
As a result, as shown in FIG. 9, the one having the initial contact angle of about 113 ° remained at about 85 ° even after the irradiation time of about 2,000 hours, and had the expected performance.

【0038】実施例2 実施例1と同様なガラス基板に、実施例1で用いたシリ
コンエトキシド(平均分子量:約3,000,固形分濃
度:約30wt%)約30gと実施例1で用いた他のシ
リコンエトキシド(平均分子量:約100,000,固
形分濃度:約6wt%)約23.1gをビーカーに入
れ、低平均分子量の固形分/高平均分子量の固形分を約
6.5のmol比とし、他は実施例1と同様とした。図
2に示すように、凹凸状表層となっていた。次いで実施
例1と同様に撥水処理を行った。膜厚は数十nm程度で
あった。
Example 2 On the same glass substrate as in Example 1, the silicon ethoxide used in Example 1 (average molecular weight: about 3,000, solid content concentration)
(Degree: about 30 wt%) and about 30 g of the other silicon ethoxide used in Example 1 (average molecular weight: about 100,000,
(Concentration of form: about 6 wt%) About 23.1 g was put into a beaker, and the molar ratio of the low-average molecular weight solids / the high-average molecular weight solids was about 6.5, and the other conditions were the same as in Example 1. As shown in FIG. 2, the surface layer was uneven. Next, a water-repellent treatment was performed in the same manner as in Example 1. The film thickness was about several tens nm.

【0039】得られた積層薄膜付きガラス基板につい
て、実施例1と同様の評価を行ったところ、耐久性試験
は表1に示すように、初期接触角が約111°で上水3
万回摺動後接触角が約75°程度であり、耐候性試験は
図9に示すように、初期接触角が約111°であるもの
が、照射時間約2000時間後でも約88°程度に留ま
り、所期の性能を有するものであった。
The obtained glass substrate with a laminated thin film was evaluated in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the durability test showed that the initial contact angle was
The contact angle after about 10,000 slides was about 75 ° and the weather resistance test showed that the initial contact angle was about 111 ° as shown in FIG. It stayed and had the expected performance.

【0040】実施例3 実施例1と同様なガラス基板に、実施例1で用いたシリ
コンエトキシド(平均分子量:約3,000,固形分濃
度:約30wt%)約40gと実施例1で用いた他のシ
リコンエトキシド(平均分子量:約100,000,固
形分濃度:約6wt%)約18.2gをビーカーに入
れ、低平均分子量の固形分/高平均分子量の固形分を約
11のmol比とし、他は実施例1と同様とした。図3
に示すように、凸状表層となっていた。次いで実施例1
と同様に撥水処理を行った。膜厚は数十nm程度であっ
た。
Example 3 On the same glass substrate as in Example 1, the silicon ethoxide used in Example 1 (average molecular weight: about 3,000, solids concentration)
Degree: about 30 wt%) and about 40 g of other silicon ethoxide used in Example 1 (average molecular weight: about 100,000,
(Concentration of form: about 6% by weight) About 18.2 g was placed in a beaker, and the molar ratio of low-average molecular weight solids / high-average molecular weight solids was about 11, and the other conditions were the same as in Example 1. FIG.
As shown in FIG. Next, Example 1
Water-repellent treatment was performed in the same manner as described above. The film thickness was about several tens nm.

【0041】得られた積層薄膜付きガラス基板につい
て、実施例1と同様の評価を行ったところ、耐久性試験
は表1に示すように、初期接触角が約112°で上水3
万回摺動後接触角が約77°程度であり、耐候性試験は
図9に示すように、初期接触角が約112°であるもの
が、照射時間約2000時間後でも約78°程度に留ま
り、所期の性能を有するものであった。
When the obtained glass substrate with a laminated thin film was evaluated in the same manner as in Example 1, the durability test showed that the initial contact angle was about 112 ° and the
The contact angle is about 77 ° after every sliding, and the weather resistance test shows that the initial contact angle is about 112 ° as shown in FIG. It stayed and had the expected performance.

【0042】実施例4 実施例1と同様なガラス基板に、実施例1において使用
したコーティング溶液を使用し、成膜時の相対湿度を約
35%とし、その他は実施例1と同様にした。図4に示
すように、マイクロピット状表層となっており、そのピ
ットの径が約10〜20nmとなっていた。次いで実施
例1と同様に撥水処理を行い、膜厚も同程度であった。
Example 4 A coating solution used in Example 1 was used on a glass substrate similar to that in Example 1, the relative humidity during film formation was set to about 35%, and the other conditions were the same as in Example 1. As shown in FIG. 4, the surface was a micropit-like surface layer, and the pit diameter was about 10 to 20 nm. Next, a water-repellent treatment was performed in the same manner as in Example 1, and the film thickness was also about the same.

【0043】得られた積層薄膜付きガラス基板につい
て、実施例1と同様の評価を行ったところ、耐久性試験
は表1に示すようになり、耐候性試験も実施例1とほぼ
同様となり、所期の性能を有するものであった。
The obtained glass substrate with a laminated thin film was evaluated in the same manner as in Example 1. The durability test was as shown in Table 1, and the weather resistance test was almost the same as in Example 1. It had the performance of the period.

【0044】実施例5 実施例1と同様なガラス基板に、実施例1において使用
したコーティング溶液を使用し、成膜時の相対湿度を約
45%とし、その他は実施例1と同様にした。図5に示
すように、マイクロピット状表層となっており、そのピ
ットの径が約50〜60nmとなっていた。次いで実施
例1と同様に撥水処理を行い、膜厚も同程度であった。
Example 5 A coating solution used in Example 1 was used on a glass substrate similar to that in Example 1, the relative humidity during film formation was set to about 45%, and the other conditions were the same as in Example 1. As shown in FIG. 5, the surface layer was a micropit-like surface layer, and the diameter of the pit was about 50 to 60 nm. Next, a water-repellent treatment was performed in the same manner as in Example 1, and the film thickness was also about the same.

【0045】得られた積層薄膜付きガラス基板につい
て、実施例1と同様の評価を行ったところ、耐久性試験
は表1に示すようになり、耐候性試験も実施例1とほぼ
同様となり、所期の性能を有するものであった。
When the obtained glass substrate with a laminated thin film was evaluated in the same manner as in Example 1, the durability test was as shown in Table 1, and the weather resistance test was almost the same as in Example 1. It had the performance of the period.

【0046】実施例6 実施例1と同様なガラス基板に、実施例1において使用
したコーティング溶液を使用し、成膜時の相対湿度を約
70%とし、その他は実施例1と同様にした。図6に示
すように、マイクロピット状表層となっており、そのピ
ットの径が大きくなっており、約100nm以上となっ
ていた。次いで実施例1と同様に撥水処理を行った。
Example 6 The same coating solution as used in Example 1 was used for the same glass substrate as in Example 1, the relative humidity during film formation was set to about 70%, and the other conditions were the same as in Example 1. As shown in FIG. 6, the surface layer was in the form of micropits, and the diameter of the pits was large, and was about 100 nm or more. Next, a water-repellent treatment was performed in the same manner as in Example 1.

【0047】得られた積層薄膜付きガラス基板につい
て、実施例1と同様の評価を行ったところ、耐久性試験
は表1に示すようになり、耐候性試験も実施例1とほぼ
同様となり、所期の性能を有するものであった。
When the obtained glass substrate with a laminated thin film was evaluated in the same manner as in Example 1, the durability test was as shown in Table 1, and the weather resistance test was almost the same as in Example 1. It had the performance of the period.

【0048】比較例1 シリコンエトキシド(平均分子量:約100,000,
固形分濃度:約6wt%)を約200gをビーカーには
かりとり、そのままコーティング溶液とした。それ以外
は実施例1と同様とし、次いで実施例1と同様に撥水処
理を行った。
Comparative Example 1 Silicon ethoxide (average molecular weight: about 100,000,
About 200 g of the solid content concentration (about 6 wt%) was weighed into a beaker, and used directly as a coating solution. Other than that was the same as in Example 1, and then water-repellent treatment was performed as in Example 1.

【0049】得られた膜のSiO2 膜の表面表層の形状
は、図7に示すように、平坦であって、耐久性試験は表
1に示すように、初期接触角が約110°で上水3万回
摺動後接触角が約20°程度であり、耐候性試験は図9
に示すように、初期接触角が約110°であるものが、
照射時間約2000時間後でも約62°程度になり、所
期のものとは到底言えないものであった。
As shown in FIG. 7, the shape of the surface layer of the SiO 2 film of the obtained film was flat, and the durability test was performed at an initial contact angle of about 110 ° as shown in Table 1 as shown in Table 1. After sliding 30,000 times with water, the contact angle was about 20 °.
As shown in the figure, the initial contact angle is about 110 °,
Even after an irradiation time of about 2,000 hours, it was about 62 °, which was far from the expected one.

【0050】比較例2 比較例1と同様にして、得られた試料を約0.2wt%
HF水溶液で約5分間表面処理を施した。次いで実施例
1と同様に撥水処理を行った。
Comparative Example 2 In the same manner as in Comparative Example 1, the obtained sample was added at about 0.2 wt%.
Surface treatment was performed for about 5 minutes with an aqueous HF solution. Next, a water-repellent treatment was performed in the same manner as in Example 1.

【0051】HF処理後の膜表面表層は、図8に示すよ
うに、実施例2と同様に凹凸状になっていた。得られた
ものは、比較例1と同様に、到底所期のものとは言えな
いものであった。
As shown in FIG. 8, the surface layer of the film after the HF treatment had an irregular shape as in Example 2. As in Comparative Example 1, the obtained product was not at all expected.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】[0053]

【発明の効果】以上前述したように、本発明の撥水性酸
化物被膜およびその形成法によれば、手軽に容易な膜形
成手段でもって被膜を安価に効率よく得られ、該被膜に
おいて制御した特異な形状、径を有する頑固なマイクロ
ピット状、凹凸状あるいは凸状となる表層を有する金属
酸化物薄膜を得て下地層とし、特定した撥水性酸化物薄
膜を含浸被覆したことにより、格段にその性能を発揮し
て、光学特性を損なうことなく、撥水性、密着性、耐擦
傷性、耐久性ならびに耐候性等に優れるものとなる等、
建築用もしくは自動車用窓材をはじめ、各種ガラス物品
等、ことに自動車等の窓材におけるワイパー摺動部にお
いて好適に採用できる、有用な撥水性酸化物被膜および
その形成法を提供するものである。
As described above, according to the water-repellent oxide coating of the present invention and the method for forming the same, a coating can be obtained efficiently and inexpensively by a simple and easy film forming means, and the control of the coating can be achieved. By obtaining a metal oxide thin film with a stubborn micro pit shape with a unique shape and diameter, a surface layer that is uneven or convex, used as an underlayer, and impregnated with the specified water-repellent oxide thin film, Demonstrating its performance, without impairing optical properties, it will be excellent in water repellency, adhesion, scratch resistance, durability and weather resistance, etc.
The present invention provides a useful water-repellent oxide film and a method for forming the same, which can be suitably used in a sliding portion of a wiper in a window material of an automobile or the like, including a window material for a building or an automobile. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1における、本発明のマイクロピット状
表層を有するゾルゲル膜の表層面を、走査電子顕微鏡で
観察処理した写真であって、マイクロピット状表層の状
態を詳細に示す図である。
FIG. 1 is a photograph obtained by observing the surface of a sol-gel film having a micropit-like surface layer of the present invention with a scanning electron microscope in Example 1, and is a diagram showing the state of the micropit-like surface layer in detail. .

【図2】実施例2における、本発明の凹凸状表層を有す
るゾルゲル膜の表層面を、走査電子顕微鏡で観察処理し
た写真であって、凹凸状表層の状態を詳細に示す図であ
る。
FIG. 2 is a photograph obtained by observing a surface layer of a sol-gel film having an uneven surface layer of the present invention with a scanning electron microscope in Example 2, and is a diagram showing the state of the uneven surface layer in detail.

【図3】実施例3における、本発明の凸状表層を有する
ゾルゲル膜の表層面を、走査電子顕微鏡で観察処理した
写真であり、凸状表層の状態を詳細に示す図である。
FIG. 3 is a photograph obtained by observing a surface layer of a sol-gel film having a convex surface layer of the present invention with a scanning electron microscope in Example 3, and is a diagram showing the state of the convex surface layer in detail.

【図4】実施例4における、成膜時の相対湿度約35%
で得た本発明のマイクロピット状表層を有するゾルゲル
膜の表層面を、走査電子顕微鏡で観察処理した写真であ
り、ピットの大きさ約10〜20nmであるマイクロピ
ット状表層の状態を詳細に示す図である。
FIG. 4 shows a relative humidity of about 35% during film formation in Example 4.
Is a photograph obtained by observing the surface layer of the sol-gel film having the micropit-like surface layer of the present invention obtained by the above with a scanning electron microscope, and shows in detail the state of the micropit-like surface layer having a pit size of about 10 to 20 nm. FIG.

【図5】実施例5における、成膜時の相対湿度約45%
で得た本発明のマイクロピット状表層を有するゾルゲル
膜の表層面を、走査電子顕微鏡で観察処理した写真であ
り、ピットの大きさ約50〜60nmであるマイクロピ
ット状表層の状態を詳細に示す図である。
FIG. 5 shows a relative humidity during film formation of about 45% in Example 5.
Is a photograph obtained by observing the surface layer of the sol-gel film having the micropit-like surface layer of the present invention obtained by the above with a scanning electron microscope, and shows in detail the state of the micropit-like surface layer having a pit size of about 50 to 60 nm. FIG.

【図6】実施例6における、成膜時の相対湿度約70%
で得た本発明のマイクロピット状表層を有するゾルゲル
膜の表層面を、走査電子顕微鏡で観察処理した写真であ
り、ピットの大きさ約100nm以上であるマイクロピ
ット状表層の状態を詳細に示す図である。
FIG. 6 shows a relative humidity at the time of film formation of about 70% in Example 6.
FIG. 5 is a photograph obtained by observing a surface of a sol-gel film having a micropit-like surface layer of the present invention obtained by using a scanning electron microscope, and shows a detailed state of a micropit-like surface layer having a pit size of about 100 nm or more. It is.

【図7】比較例1における、平坦表面を有するゾルゲル
膜の表層面を、走査電子顕微鏡で観察処理した写真であ
り、平坦表面の状態を詳細に示す図である。
FIG. 7 is a photograph obtained by observing the surface of a sol-gel film having a flat surface with a scanning electron microscope in Comparative Example 1, and is a diagram showing the state of the flat surface in detail.

【図8】比較例2における、比較例1で得たゾルゲル膜
をHF処理した表層面を、走査電子顕微鏡で観察処理し
た写真であり、凹凸状表面表層の状態を詳細に示す図で
ある。
FIG. 8 is a photograph obtained by observing a surface layer of the sol-gel film obtained in Comparative Example 1 subjected to HF treatment with a scanning electron microscope in Comparative Example 2, and is a diagram showing the state of the surface layer having an uneven surface in detail.

【図9】実施例1乃至3と比較例1における、耐候性試
験の結果を示す図である。
FIG. 9 is a view showing the results of a weather resistance test in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 修 三重県松阪市大口町1510 セントラル硝 子株式会社 テクニカルセンター内 (72)発明者 荒井 宏明 三重県松阪市大口町1510 セントラル硝 子株式会社 テクニカルセンター内 (72)発明者 浜口 滋生 三重県松阪市大口町1510 セントラル硝 子株式会社 テクニカルセンター内 (56)参考文献 特開 昭61−10043(JP,A) 特開 昭62−3046(JP,A) 特開 平5−147976(JP,A) 特開 平5−319869(JP,A) 特開 平5−213633(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 15/00 - 23/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Osamu Takahashi 1510 Oguchicho, Matsusaka-shi, Mie Central Technical Center (72) Inventor Hiroaki Arai 1510 Oguchi-cho, Matsusaka-shi, Mie Technical Center, Central Glass (72) Inventor Shigeo Hamaguchi 1510 Oguchicho, Matsusaka City, Mie Prefecture Central Technical Center Technical Center (56) References JP-A-61-10043 (JP, A) JP-A-62-3046 (JP, A) JP-A-5-147976 (JP, A) JP-A-5-319869 (JP, A) JP-A-5-213633 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C03C 15/00-23/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガラス基板の表面上に薄膜を形成する方
において、金属アルコキシド系化合物あるいは金属ア
セチルアセトネート系化合物のなかから少なくとも平均
分子量の異なる二つ以上の化合物を選択し、該二つ以上
の化合物を溶剤とともに混合してコーティング溶液と
し、該選択した二つ以上の化合物の溶液中での混合割合
の調整または/および相対湿度のコントロールを行って
該コーティング溶液をガラス基板の表面に塗布した後
塗布した溶液を100°C以上の温度で加熱成膜し、マ
イクロピット状表層または凹凸状表層、あるいは凸状表
層よりなる下地層としてのゾルゲル膜を形成し、該ゾル
ゲル膜上に、フルオロカーボン基を有するフッ素含有シ
ラン化合物からなるコーティング液を塗布、加熱成膜
し、該フルオロカーボン含有酸化物薄膜をゾルゲル膜に
含浸被覆せしめてなる積層薄膜を形成することを特徴と
する撥水性酸化物被膜の形成法。
1. A method of forming a thin film on a surface of a glass substrate
In the method , at least an average of metal alkoxide compounds or metal acetylacetonate compounds is used.
Select two or more compounds having different molecular weights, mix the two or more compounds together with a solvent to form a coating solution, and adjust the mixing ratio of the selected two or more compounds in the solution or / and the relative humidity. Control of
After applying the coating solution to the surface of the glass substrate ,
The applied solution is heated and formed into a film at a temperature of 100 ° C. or more ,
Micropit-like surface, uneven surface, or convex surface
A sol-gel film is formed as a base layer composed of a layer , and a coating solution composed of a fluorine-containing silane compound having a fluorocarbon group is applied on the sol-gel film, followed by heating to form a film.
And converting the fluorocarbon-containing oxide thin film into a sol-gel film
A method for forming a water-repellent oxide film, wherein a laminated thin film formed by impregnation coating is formed.
【請求項2】 前記選択した平均分子量の異なる二つ以
上の化合物の平均分子量は、一つの低平均分子量の化合
物が数千であって、他の一つ以上の高平均分子量の化合
物が数万乃至数十万であることを特徴とする請求項1記
載の撥水性酸化物被膜の形成法。
2. The method according to claim 1, wherein the selected average molecular weights are different from each other.
The average molecular weight of the above compound is one low average molecular weight compound.
Thousands of compounds with one or more other high average molecular weight compounds
2. The article according to claim 1, wherein the number of objects is in the range of tens of thousands to hundreds of thousands.
The method for forming the water-repellent oxide film described above.
【請求項3】 前記選択した二つ以上の化合物の溶液中
での混合割合を、高平均分子量の化合物1molに対し
て低平均分子量の化合物が0.1〜30molの範囲で
調整することを特徴とする請求項1または2記載の撥水
性酸化物被膜の形成法。
3. In a solution of the two or more selected compounds.
Mixing ratio in 1 mol of high average molecular weight compound
In the range of 0.1 to 30 mol
3. The water repellent according to claim 1, wherein the water repellent is adjusted.
Method of forming a conductive oxide film.
【請求項4】 前記相対湿度を、20〜80%の範囲で
コントロールすることを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれかに記載の撥水性酸化物被膜の形成法。
4. The method according to claim 1, wherein said relative humidity is in the range of 20 to 80%.
4. The method according to claim 1, wherein the control is performed.
A method for forming a water-repellent oxide film according to any of the above.
【請求項5】 前記下地層としてのゾルゲル膜のコーテ
ィング溶液における固形分濃度(酸化物換算)が、0.
01〜10wt%であることを特徴とする請求項1乃至
4のいずれかに記載の撥水性酸化物被膜の形成法。
5. A coating of a sol-gel film as said underlayer.
Solids concentration (in terms of oxide) of the printing solution is 0.
3. The composition according to claim 1, wherein the content is from 0.1 to 10% by weight.
5. The method for forming a water-repellent oxide film according to any one of 4.
【請求項6】 前記フルオロカーボン基を有するフッ素
含有シラン化合物からなるコーティング液が、アルコー
ル溶液であり、その固形分濃度(酸化物換算)で0.1
〜5wt%であることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれかに記載の撥水性酸化物被膜の形成法。
6. Fluorine having a fluorocarbon group
The coating solution containing the silane compound
Solution with a solid content concentration (as oxide) of 0.1
6 to 5 wt%.
A method for forming a water-repellent oxide film according to any of the above.
【請求項7】 前記フルオロカーボン基を有するフッ素
含有シラン化合物からなるコーティング液を塗布し、加
熱成膜する温度が、100〜400℃であることを特徴
とする請求項1乃至6のいずれかに記載の撥水性酸化物
被膜の形成法。
7. Fluorine having a fluorocarbon group
Apply a coating solution containing the silane compound
The temperature for thermal film formation is 100-400 ° C
The water-repellent oxide according to any one of claims 1 to 6,
The method of forming the coating.
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