JP3387141B2 - 撥水性ガラス物品 - Google Patents
撥水性ガラス物品Info
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- JP3387141B2 JP3387141B2 JP06533193A JP6533193A JP3387141B2 JP 3387141 B2 JP3387141 B2 JP 3387141B2 JP 06533193 A JP06533193 A JP 06533193A JP 6533193 A JP6533193 A JP 6533193A JP 3387141 B2 JP3387141 B2 JP 3387141B2
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- 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
- C03C17/42—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating of an organic material and at least one non-metal coating
-
- 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
- C03C2217/00—Coatings on glass
- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/76—Hydrophobic and oleophobic coatings
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，撥水性ガラス物品、特
に建築用ウインドーおよび自動車のウインドウやドアミ
ラー等に用いる高耐候性撥水性ガラスに関する。 【０００２】 【従来の技術】ガラス物品表面に撥水性を付与すること
により，１）汚染成分を含む水滴がガラス表面に付着，
残存しにくくなるために，ガラスの汚染防止や焼け防止
効果が得られる，２）この撥水性ガラスを自動車のフロ
ントガラスやサイドガラスなどに使用することにより，
雨天走行時に表面に付着した雨水が風圧により吹き飛ば
されるために，ドライバーの視野が確保され安全性が向
上する。 【０００３】従来，この様な撥水膜の作製には，ガラス
基板表面のシラノール基との反応性を有するシリコ−ン
またはフロロシリコ−ン撥水剤を原料として，ラビング
法（現在の市販品は全てこの方法によるものである），
ディッピング法（例えば，特開平４−２２１６３０）ま
たはゾル−ゲル法（例えば，特開平３−２３４９３）が
用いられてきた。ラビング法は撥水剤を基板上に滴下し
た後に，布で直接塗延ばし，拭き上げるものである。デ
ィッピング法は，反応性フロロシランを含むシランカッ
プリング剤を水または有機溶媒中に添加した溶液中に，
基材を浸せきし，一定速度で引き上げることにより，基
材表面上に撥水分子層を形成するものである。また，ゾ
ル−ゲル法はテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）の様な
ＳｉＯ2形成成分とフロロシランの様な撥水成分の混合
水溶液を基板上にコーティングするものである。 【０００４】 【発明が解決しょうとする課題】ラビング法は，高価な
製造装置が不要であり，撥水層が劣化した場合にも，再
処理による撥水性能の再生が容易であるという特徴を有
する。しかしながら，拭き上げ方法により撥水性能が異
なることから，良好な撥水性能を再現性良く得ることは
困難である。 【０００５】ディッピング法およびゾル−ゲル法は，バ
ルク溶液中における経時的な加水分解に続き撥水性分子
の重合が起こるために，液中の反応種の状態を常に一定
の条件に保つことは困難である。その結果，膜付を行う
タイミングにより性能が変化するという欠点がある。従
って，性能のバラツキを小さくするためには，例えば処
理液の使用期間を短時間に限定する必要があることか
ら，コストアップにつながる。 【０００６】また，撥水性能は撥水分子の一次構造と共
に膜としての高次構造に強く依存する。すなわち，優れ
た撥水性能を得るには，撥水分子の撥水部位を高密度に
最表面に固定する必要がある。ラビング法，ディッピン
グ法，ゾル−ゲル法等の従来の方法は全て液相法に属
し，多かれ少なかれこれらの原料溶液は溶媒を含んでい
る。この様な液相法における撥水膜形成過程を考える
と，第一段階では，加水分解を受けた撥水分子と共に溶
媒分子の基板表面への吸着が競争的に起こる。従って，
溶媒分子は基板表面における撥水分子の高密度配向を妨
げることになる。 【０００７】さらに，撥水膜の耐候性を向上させるため
には，撥水分子を強固に基板表面に化学結合させなけれ
ばならない。その必要条件は，反応前にいかに清浄な基
板表面にしておくかということである。液相法の場合に
は，洗浄した基板に膜付するまでに比較的長時間を要す
るために，きれいにすればするほど，汚染を受け易くな
るという問題がある。 【０００８】本発明は上述の様な液相法が一般的に抱え
る問題点を克服して、撥水性能が優れた、耐候性が良好
な撥水性ガラス物品を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス基材
（１）と、その表面に形成されたケイ素酸化物のコーテ
ィング層（２）と，該コーティング層（２）の表面に形
成された撥水層（３）からなる撥水性ガラスにおいて，
上記撥水層が減圧ＣＶＤ法で作製された（１）式で表わ
される片末端に少なくとも１つの塩素を有するフロロシ
リコーンの膜からなることを特徴とする撥水性ガラス物
品である。 【００１０】 ＣＦ3（ＣＦ2）P（ＣＨ2）mＳｉＸn（ＣＨ3）3-n （１） 但し，Ｘは塩素基、５≦ｐ≦１５；ｍ＝２；１≦ｎ≦３ 本発明において、上記撥水層として減圧ＣＶＤ法で作製
されたフロロシリコーン膜を用いる。撥水膜を減圧ＣＶ
Ｄ法により形成する方法によれば，使用する撥水剤は、
ディッピング法での溶媒使用とは異なり、溶媒を全く使
用する必要がなく、気相で撥水分子の加水分解を経由す
る化学結合の形成反応が，基板表面で選択的に起こるこ
とから，４つのメリットが得られる。 【００１１】１つは，従来のように溶媒を使用する場合
には経時的な加水分解による撥水性分子の重合によって
生じる処理液の経時変化が無いことから，フロロシリコ
ーンという適正な撥水分子を選択することにより，良好
な撥水性能を再現性よく得ることができるとともに処理
液の長寿化をはかれることである。 【００１２】２つめは，一回の処理に必要な原料の量が
消費される分だけ準備すればよいので、極微量で済むこ
と，また，廃液も発生しないことから，原料代の大幅コ
ストダウンが可能になるとともに，廃液処理による余分
のコストを削減できる。 【００１３】３つめは，本発明による減圧ＣＶＤ法に用
いる原料は，撥水分子のみを原料とすることから，溶媒
分子が撥水分子の配向を妨げる溶媒分子が存在しない。
従って，適当な条件で膜付を行うことにより，高密度高
配向の撥水分子膜を得ることが可能になる。 【００１４】４つめは，減圧ＣＶＤ法によれば，撥水処
理前に減圧状態にするので，洗浄後にガラス基材に吸着
した炭化水素系汚染物を除去することが可能である。き
れいになった表面を保ったまま撥水処理を行うことがで
きる結果として，基板表面と撥水分子間の強固な結合が
得られる。従って，高耐候性の撥水性分子膜を得ること
ができる。 【００１５】本発明において、撥水分子の種類として
は，液相法で使用されている上記（１）式で表わされ
る、片末端に少なくとも１つの塩素を有するフロロシリ
コーン系撥水分子を用いることができる。式中Ｘは、塩
素である。また（１）式で表わされる化合物としては、
ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、ヘプタデ
カフルオロデシルモノメチルジクロロシラン、ヘプタデ
カフルオロデシルジメチルモノクロロシラン等を挙げる
ことができる。フロロシリコーン系撥水分子例えば，加
水分解性の撥水分子を用いる場合には，減圧ＣＶＤ法に
おいては，基板表面に吸着した水を利用することができ
る。しかしながら，液相法に比べて水分量が小さいこと
から，加水分解性の高い撥水分子を用いることが望まし
い。本発明者らは鋭意研究の結果，官能基として，基板
表面のシラノール基と直接反応し得る塩素基を持った撥
水分子を使用することによって，撥水層の耐候性を著し
く向上させることができた。撥水分子の分子長は，ｎ＜
５の範囲では分子間力が弱いために，配向性が不十分に
なる。また，ｎ＞１５の範囲では分子の蒸気圧が小さす
ぎて使用することができない。従って，ｎの適正な範囲
は５≦ｎ≦１５である。 【００１６】本発明で用いる減圧ＣＶＤ法自体は、よく
知られている方法である。ＣＶＤ処理時の真空度は，十
分な撥水剤の蒸気圧、例えば６．７×１０ 2 Ｐａ以下が
得られるように設定すれば良い。従って，用いる撥水剤
の種類によって異なるが，通常は１．３Ｐａ〜１．３×
１０ 3 Ｐａ、例えば６．７×１０ 2 Ｐａ程度で十分であ
る。 【００１７】基板表面との反応を促進するためには，基
板を加熱しながら減圧ＣＶＤ法によりフロロシリコーン
層を付着させることが好ましい。加熱温度は，基板表面
物質および撥水剤の種類によって異なるが，４０〜１０
０℃例えば８０℃程度で十分である。このフロロシリコ
ーン層の厚みは好ましくは約０．５ｎｍ〜１００ｎｍ、
より好ましくは５〜３０ｎｍである。 【００１８】減圧ＣＶＤ法に用いる基板は通常の無処理
のソーダライムガラスでもある程度の効果があるが、耐
候性を向上させるためには珪素酸化物、例えばＳｉＯ2
のコーティング層をその表面に設けることが必要である
（例えば，特開平４−２８５０３５）。その珪素酸化物
のコーティング層の厚みは好ましくは１０ｎｍ以上、更
に好ましくは、１０〜１００ｎｍである。珪素酸化物の
コーティング層の形成方法は、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法、真空蒸着法、液相析出法（ＬＰＤ法）、プラズマ
蒸着法、塗布焼付け法などのいずれでもよい。 【００１９】これはガラス表面よりも珪素酸化物（Ｓｉ
Ｏ2）表面の方が，撥水剤との化学結合に関与するシラ
ノール基の密度が高いためと考えられる。 【００２０】 【実施例】以下，図１に示した本発明の実施例に係わる
撥水ガラスについて詳細に説明する。図１は撥水膜を表
面に形成したＳｉＯ2コート／ソーダライムガラスのガ
ラス基板の断面を断面を示している。１はガラス基板，
２はＳｉＯ2からなるコーティング層，３は撥水剤から
なる撥水層である。 【００２１】３２２ｍ／時間の徐冷速度で前進する厚み
が６ｍｍのフロートガラスのリボンに、このガラスリボ
ンがフロート浴上を前進している際に、ガラス温度６４
５℃の位置でガラスの上側表面に混合ガスを供給するこ
とによりコーティングした。混合ガスはモノシラン１１
％とエチレン２３％と二酸化炭素２３％とキャリヤガス
として窒素４４％から構成した。混合ガスは層流条件下
にガラス表面と平行にガラスの進行方向に流した。混合
ガス流量はコーティングしたガラスの幅１ｍ当たり２２
リットル／分とした。ガラス表面上には珪素酸化物被膜
を含有する透明な被膜が生成しその厚さは７６．１ｎｍ
であった。上記で作製した珪素酸化物（ＳｉＯ2）被膜
を含有するガラス基板を洗浄，乾燥させた後、このガラ
ス基板および約０．２ｇのヘプタデカフルオロデシルト
リクロロシラン（ＨＦＴＣＳ）を入れたシャーレをチャ
ンバー内にセットした。真空ポンプで２分間真空引きし
て真空度を６．７×１０ 2 Ｐａにした後に，系を閉じて
８０℃に加熱した。１時間反応させた後に，真空引きし
ながら９９℃まで昇温し，コールドトラップで余分のＨ
ＦＴＣＳを除去した。これにより図１に示すような、ガ
ラス基板、その表面上の厚み７６．１ｎｍの珪素酸化物
被膜、およびその上の厚み約１５ｎｍのヘプタデカフル
オロデシルシラン膜からなる撥水性ガラスが得られ、そ
してこの撥水性ガラスの接触角および転落角の測定を行
った。接触角が大きいほど、また転落角は小さいほど撥
水性が優れていることを示している。また，基板との接
着力を評価するために，１００℃の熱水中に該基板を６
時間〜６．５時間浸せきし，接触角および転落角の経時
的な変化を追跡した。結果を図２に示す。 【００２２】比較例 撥水剤をヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン
（ＨＦＴＭＳ）に変えて，実施例１と全く同様にして，
撥水性ガラスを作製した。また，性能比較のために，接
触角を測定した。結果を合わせて図２に示す。 【００２３】初期接触角（熱水浸せき時間ゼロ）は実施
例（ＨＦＴＣＳ、黒丸印で表わす）と比較例（ＨＦＴＭ
Ｓ、黒四角印で表わす）でほぼ同等であるが、初期転落
角は実施例（白丸印）が比較例（白四角印）よりも約５
°大きいことがわかる。すなわち初期性能でみると接触
角は実施例は比較例とほぼ同等で、転落角は比較例の方
が優れている。しかしながら，熱水テスト６時間後の値
をみると，接触角については実施例（黒丸印）の方が比
較例（黒四角印）よりも約３５°大きく、転落角は実施
例（白丸印）が比較例（白四角印）よりも約５°小さい
ことがわかる。すなわち、熱水テスト後は実施例が比較
例に比して接触角、転落角とも優れていることが分か
る。 【００２４】この結果は，実施例（ＨＦＴＣＳ）の方が
比較例（ＨＦＴＭＳ）よりも基板表面との反応性が高い
ためと考えられる。既に，Ｃｌ−（Ｓｉ）基は基板表面
のシラノール基との脱塩酸反応により化学結合すること
が知られている。これに対して，ＨＦＴＭＳにおける官
能基であるＯＣＨ3−（Ｓｉ）基は一度水による加水分
解を受けた後に，シラノール基と脱水縮合反応により化
学結合する。ＣＶＤ法によれば，加水分解に利用できる
水分は基板表面の物理吸着水に限られており，その水分
の量が不十分であるだけでなく，その量を制御すること
が困難であるためにこのような結果になると考えられ
る。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の減圧ＣＶ
Ｄ法による撥水性ガラスは，従来の撥水性ガラスに比べ
て，初期性能が良好であるばかりでなく，耐熱水性に代
表される耐候性も優れていることが明かである。 【００２６】従って，本発明による撥水性ガラスは建築
用窓ガラスの他に，自動車のウインドウやドアミラー等
に好適に使用することができる。
に建築用ウインドーおよび自動車のウインドウやドアミ
ラー等に用いる高耐候性撥水性ガラスに関する。 【０００２】 【従来の技術】ガラス物品表面に撥水性を付与すること
により，１）汚染成分を含む水滴がガラス表面に付着，
残存しにくくなるために，ガラスの汚染防止や焼け防止
効果が得られる，２）この撥水性ガラスを自動車のフロ
ントガラスやサイドガラスなどに使用することにより，
雨天走行時に表面に付着した雨水が風圧により吹き飛ば
されるために，ドライバーの視野が確保され安全性が向
上する。 【０００３】従来，この様な撥水膜の作製には，ガラス
基板表面のシラノール基との反応性を有するシリコ−ン
またはフロロシリコ−ン撥水剤を原料として，ラビング
法（現在の市販品は全てこの方法によるものである），
ディッピング法（例えば，特開平４−２２１６３０）ま
たはゾル−ゲル法（例えば，特開平３−２３４９３）が
用いられてきた。ラビング法は撥水剤を基板上に滴下し
た後に，布で直接塗延ばし，拭き上げるものである。デ
ィッピング法は，反応性フロロシランを含むシランカッ
プリング剤を水または有機溶媒中に添加した溶液中に，
基材を浸せきし，一定速度で引き上げることにより，基
材表面上に撥水分子層を形成するものである。また，ゾ
ル−ゲル法はテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）の様な
ＳｉＯ2形成成分とフロロシランの様な撥水成分の混合
水溶液を基板上にコーティングするものである。 【０００４】 【発明が解決しょうとする課題】ラビング法は，高価な
製造装置が不要であり，撥水層が劣化した場合にも，再
処理による撥水性能の再生が容易であるという特徴を有
する。しかしながら，拭き上げ方法により撥水性能が異
なることから，良好な撥水性能を再現性良く得ることは
困難である。 【０００５】ディッピング法およびゾル−ゲル法は，バ
ルク溶液中における経時的な加水分解に続き撥水性分子
の重合が起こるために，液中の反応種の状態を常に一定
の条件に保つことは困難である。その結果，膜付を行う
タイミングにより性能が変化するという欠点がある。従
って，性能のバラツキを小さくするためには，例えば処
理液の使用期間を短時間に限定する必要があることか
ら，コストアップにつながる。 【０００６】また，撥水性能は撥水分子の一次構造と共
に膜としての高次構造に強く依存する。すなわち，優れ
た撥水性能を得るには，撥水分子の撥水部位を高密度に
最表面に固定する必要がある。ラビング法，ディッピン
グ法，ゾル−ゲル法等の従来の方法は全て液相法に属
し，多かれ少なかれこれらの原料溶液は溶媒を含んでい
る。この様な液相法における撥水膜形成過程を考える
と，第一段階では，加水分解を受けた撥水分子と共に溶
媒分子の基板表面への吸着が競争的に起こる。従って，
溶媒分子は基板表面における撥水分子の高密度配向を妨
げることになる。 【０００７】さらに，撥水膜の耐候性を向上させるため
には，撥水分子を強固に基板表面に化学結合させなけれ
ばならない。その必要条件は，反応前にいかに清浄な基
板表面にしておくかということである。液相法の場合に
は，洗浄した基板に膜付するまでに比較的長時間を要す
るために，きれいにすればするほど，汚染を受け易くな
るという問題がある。 【０００８】本発明は上述の様な液相法が一般的に抱え
る問題点を克服して、撥水性能が優れた、耐候性が良好
な撥水性ガラス物品を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス基材
（１）と、その表面に形成されたケイ素酸化物のコーテ
ィング層（２）と，該コーティング層（２）の表面に形
成された撥水層（３）からなる撥水性ガラスにおいて，
上記撥水層が減圧ＣＶＤ法で作製された（１）式で表わ
される片末端に少なくとも１つの塩素を有するフロロシ
リコーンの膜からなることを特徴とする撥水性ガラス物
品である。 【００１０】 ＣＦ3（ＣＦ2）P（ＣＨ2）mＳｉＸn（ＣＨ3）3-n （１） 但し，Ｘは塩素基、５≦ｐ≦１５；ｍ＝２；１≦ｎ≦３ 本発明において、上記撥水層として減圧ＣＶＤ法で作製
されたフロロシリコーン膜を用いる。撥水膜を減圧ＣＶ
Ｄ法により形成する方法によれば，使用する撥水剤は、
ディッピング法での溶媒使用とは異なり、溶媒を全く使
用する必要がなく、気相で撥水分子の加水分解を経由す
る化学結合の形成反応が，基板表面で選択的に起こるこ
とから，４つのメリットが得られる。 【００１１】１つは，従来のように溶媒を使用する場合
には経時的な加水分解による撥水性分子の重合によって
生じる処理液の経時変化が無いことから，フロロシリコ
ーンという適正な撥水分子を選択することにより，良好
な撥水性能を再現性よく得ることができるとともに処理
液の長寿化をはかれることである。 【００１２】２つめは，一回の処理に必要な原料の量が
消費される分だけ準備すればよいので、極微量で済むこ
と，また，廃液も発生しないことから，原料代の大幅コ
ストダウンが可能になるとともに，廃液処理による余分
のコストを削減できる。 【００１３】３つめは，本発明による減圧ＣＶＤ法に用
いる原料は，撥水分子のみを原料とすることから，溶媒
分子が撥水分子の配向を妨げる溶媒分子が存在しない。
従って，適当な条件で膜付を行うことにより，高密度高
配向の撥水分子膜を得ることが可能になる。 【００１４】４つめは，減圧ＣＶＤ法によれば，撥水処
理前に減圧状態にするので，洗浄後にガラス基材に吸着
した炭化水素系汚染物を除去することが可能である。き
れいになった表面を保ったまま撥水処理を行うことがで
きる結果として，基板表面と撥水分子間の強固な結合が
得られる。従って，高耐候性の撥水性分子膜を得ること
ができる。 【００１５】本発明において、撥水分子の種類として
は，液相法で使用されている上記（１）式で表わされ
る、片末端に少なくとも１つの塩素を有するフロロシリ
コーン系撥水分子を用いることができる。式中Ｘは、塩
素である。また（１）式で表わされる化合物としては、
ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、ヘプタデ
カフルオロデシルモノメチルジクロロシラン、ヘプタデ
カフルオロデシルジメチルモノクロロシラン等を挙げる
ことができる。フロロシリコーン系撥水分子例えば，加
水分解性の撥水分子を用いる場合には，減圧ＣＶＤ法に
おいては，基板表面に吸着した水を利用することができ
る。しかしながら，液相法に比べて水分量が小さいこと
から，加水分解性の高い撥水分子を用いることが望まし
い。本発明者らは鋭意研究の結果，官能基として，基板
表面のシラノール基と直接反応し得る塩素基を持った撥
水分子を使用することによって，撥水層の耐候性を著し
く向上させることができた。撥水分子の分子長は，ｎ＜
５の範囲では分子間力が弱いために，配向性が不十分に
なる。また，ｎ＞１５の範囲では分子の蒸気圧が小さす
ぎて使用することができない。従って，ｎの適正な範囲
は５≦ｎ≦１５である。 【００１６】本発明で用いる減圧ＣＶＤ法自体は、よく
知られている方法である。ＣＶＤ処理時の真空度は，十
分な撥水剤の蒸気圧、例えば６．７×１０ 2 Ｐａ以下が
得られるように設定すれば良い。従って，用いる撥水剤
の種類によって異なるが，通常は１．３Ｐａ〜１．３×
１０ 3 Ｐａ、例えば６．７×１０ 2 Ｐａ程度で十分であ
る。 【００１７】基板表面との反応を促進するためには，基
板を加熱しながら減圧ＣＶＤ法によりフロロシリコーン
層を付着させることが好ましい。加熱温度は，基板表面
物質および撥水剤の種類によって異なるが，４０〜１０
０℃例えば８０℃程度で十分である。このフロロシリコ
ーン層の厚みは好ましくは約０．５ｎｍ〜１００ｎｍ、
より好ましくは５〜３０ｎｍである。 【００１８】減圧ＣＶＤ法に用いる基板は通常の無処理
のソーダライムガラスでもある程度の効果があるが、耐
候性を向上させるためには珪素酸化物、例えばＳｉＯ2
のコーティング層をその表面に設けることが必要である
（例えば，特開平４−２８５０３５）。その珪素酸化物
のコーティング層の厚みは好ましくは１０ｎｍ以上、更
に好ましくは、１０〜１００ｎｍである。珪素酸化物の
コーティング層の形成方法は、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ法、真空蒸着法、液相析出法（ＬＰＤ法）、プラズマ
蒸着法、塗布焼付け法などのいずれでもよい。 【００１９】これはガラス表面よりも珪素酸化物（Ｓｉ
Ｏ2）表面の方が，撥水剤との化学結合に関与するシラ
ノール基の密度が高いためと考えられる。 【００２０】 【実施例】以下，図１に示した本発明の実施例に係わる
撥水ガラスについて詳細に説明する。図１は撥水膜を表
面に形成したＳｉＯ2コート／ソーダライムガラスのガ
ラス基板の断面を断面を示している。１はガラス基板，
２はＳｉＯ2からなるコーティング層，３は撥水剤から
なる撥水層である。 【００２１】３２２ｍ／時間の徐冷速度で前進する厚み
が６ｍｍのフロートガラスのリボンに、このガラスリボ
ンがフロート浴上を前進している際に、ガラス温度６４
５℃の位置でガラスの上側表面に混合ガスを供給するこ
とによりコーティングした。混合ガスはモノシラン１１
％とエチレン２３％と二酸化炭素２３％とキャリヤガス
として窒素４４％から構成した。混合ガスは層流条件下
にガラス表面と平行にガラスの進行方向に流した。混合
ガス流量はコーティングしたガラスの幅１ｍ当たり２２
リットル／分とした。ガラス表面上には珪素酸化物被膜
を含有する透明な被膜が生成しその厚さは７６．１ｎｍ
であった。上記で作製した珪素酸化物（ＳｉＯ2）被膜
を含有するガラス基板を洗浄，乾燥させた後、このガラ
ス基板および約０．２ｇのヘプタデカフルオロデシルト
リクロロシラン（ＨＦＴＣＳ）を入れたシャーレをチャ
ンバー内にセットした。真空ポンプで２分間真空引きし
て真空度を６．７×１０ 2 Ｐａにした後に，系を閉じて
８０℃に加熱した。１時間反応させた後に，真空引きし
ながら９９℃まで昇温し，コールドトラップで余分のＨ
ＦＴＣＳを除去した。これにより図１に示すような、ガ
ラス基板、その表面上の厚み７６．１ｎｍの珪素酸化物
被膜、およびその上の厚み約１５ｎｍのヘプタデカフル
オロデシルシラン膜からなる撥水性ガラスが得られ、そ
してこの撥水性ガラスの接触角および転落角の測定を行
った。接触角が大きいほど、また転落角は小さいほど撥
水性が優れていることを示している。また，基板との接
着力を評価するために，１００℃の熱水中に該基板を６
時間〜６．５時間浸せきし，接触角および転落角の経時
的な変化を追跡した。結果を図２に示す。 【００２２】比較例 撥水剤をヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン
（ＨＦＴＭＳ）に変えて，実施例１と全く同様にして，
撥水性ガラスを作製した。また，性能比較のために，接
触角を測定した。結果を合わせて図２に示す。 【００２３】初期接触角（熱水浸せき時間ゼロ）は実施
例（ＨＦＴＣＳ、黒丸印で表わす）と比較例（ＨＦＴＭ
Ｓ、黒四角印で表わす）でほぼ同等であるが、初期転落
角は実施例（白丸印）が比較例（白四角印）よりも約５
°大きいことがわかる。すなわち初期性能でみると接触
角は実施例は比較例とほぼ同等で、転落角は比較例の方
が優れている。しかしながら，熱水テスト６時間後の値
をみると，接触角については実施例（黒丸印）の方が比
較例（黒四角印）よりも約３５°大きく、転落角は実施
例（白丸印）が比較例（白四角印）よりも約５°小さい
ことがわかる。すなわち、熱水テスト後は実施例が比較
例に比して接触角、転落角とも優れていることが分か
る。 【００２４】この結果は，実施例（ＨＦＴＣＳ）の方が
比較例（ＨＦＴＭＳ）よりも基板表面との反応性が高い
ためと考えられる。既に，Ｃｌ−（Ｓｉ）基は基板表面
のシラノール基との脱塩酸反応により化学結合すること
が知られている。これに対して，ＨＦＴＭＳにおける官
能基であるＯＣＨ3−（Ｓｉ）基は一度水による加水分
解を受けた後に，シラノール基と脱水縮合反応により化
学結合する。ＣＶＤ法によれば，加水分解に利用できる
水分は基板表面の物理吸着水に限られており，その水分
の量が不十分であるだけでなく，その量を制御すること
が困難であるためにこのような結果になると考えられ
る。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の減圧ＣＶ
Ｄ法による撥水性ガラスは，従来の撥水性ガラスに比べ
て，初期性能が良好であるばかりでなく，耐熱水性に代
表される耐候性も優れていることが明かである。 【００２６】従って，本発明による撥水性ガラスは建築
用窓ガラスの他に，自動車のウインドウやドアミラー等
に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撥水性ガラス物品の構成を示す断面図
である。 【図２】本発明の撥水性ガラスの耐熱水性を示す説明図
である。 【符号の説明】 １ ガラス基板 ２ 珪素酸化物からなるコーティング層 ３ 撥水層
である。 【図２】本発明の撥水性ガラスの耐熱水性を示す説明図
である。 【符号の説明】 １ ガラス基板 ２ 珪素酸化物からなるコーティング層 ３ 撥水層
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C03C 15/00 - 23/00
B32B 1/00 - 35/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ガラス基材（１）と、その表面に形成さ
れたケイ素酸化物のコーティング層（２）と，該コーテ
ィング層（２）の表面に形成された撥水層（３）からな
る撥水性ガラスにおいて，上記撥水層が減圧ＣＶＤ法で
作製された（１）式で表わされる片末端に少なくとも１
つの塩素を有するフロロシリコーンの膜からなることを
特徴とする撥水性ガラス物品。 ＣＦ3（ＣＦ2）P（ＣＨ2）mＳｉＸn（ＣＨ3）3-n （１） 但し，Ｘは塩素基、５≦ｐ≦１５；ｍ＝２；１≦ｎ≦３
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06533193A JP3387141B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 撥水性ガラス物品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06533193A JP3387141B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 撥水性ガラス物品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279062A JPH06279062A (ja) | 1994-10-04 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06533193A Expired - Fee Related JP3387141B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 撥水性ガラス物品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387141B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| FR2866643B1 (fr) * | 2004-02-24 | 2006-05-26 | Saint Gobain | Substrat, notamment verrier, a surface hydrophobe, avec une durabilite amelioree des proprietes hydrophobes |
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-
1993
- 1993-03-24 JP JP06533193A patent/JP3387141B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020190441A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | Applied Materials, Inc. | Hydrophobic and icephobic coating |
| US11530478B2 (en) | 2019-03-19 | 2022-12-20 | Applied Materials, Inc. | Method for forming a hydrophobic and icephobic coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06279062A (ja) | 1994-10-04 |
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