JP3426284B2 - Water repellent glass and method for producing the same - Google Patents

Water repellent glass and method for producing the same

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JP3426284B2
JP3426284B2 JP12928393A JP12928393A JP3426284B2 JP 3426284 B2 JP3426284 B2 JP 3426284B2 JP 12928393 A JP12928393 A JP 12928393A JP 12928393 A JP12928393 A JP 12928393A JP 3426284 B2 JP3426284 B2 JP 3426284B2
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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、撥水性能はもとより、
耐候性に優れた撥水性ガラスおよびその製造方法に関
し、車輌用、船舶用、航空機用あるいは建築用等のウイ
ンドウガラスやミラーなどに有用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention not only has water repellent performance,
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to a water-repellent glass having excellent weather resistance and a method for producing the same, and is useful for window glasses and mirrors for vehicles, ships, aircrafts, constructions, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラスの撥水性を向上させるために、フ
ルオロアルキル基含有化合物やジメチルシロキサン等の
化合物をガラス表面に塗布する試みがなされている。し
かしこれらの化合物を単に塗布しただけではガラス表面
との結合力が弱く、耐候性や耐摩耗性を充分にもたせる
ことはできず、撥水性を長期に亘り維持することは困難
である。
2. Description of the Related Art In order to improve the water repellency of glass, it has been attempted to apply a compound such as a fluoroalkyl group-containing compound or dimethylsiloxane to the glass surface. However, if these compounds are simply applied, the bonding force with the glass surface is weak, and the weather resistance and abrasion resistance cannot be sufficiently provided, and it is difficult to maintain the water repellency for a long time.

【0003】これまでは、例えばガラスなどの素材上
に、撥水性を付与するためにポリフルオロアルキル基
(Rf基)含有シラン化合物が各種出願されている。具体
的には特開昭58ー122979号公報、特開昭58ー
129082号公報、特開昭58ー142958号公
報、特開昭58ー147483号公報、特開昭58ー1
72242号公報、特開昭58ー172243号公報、
特開昭58ー172244号公報、特開昭58ー172
245号公報、特開昭58ー172246号公報、特開
昭58ー190840号公報、および特開昭58ー22
3634号公報等である。
Up to now, various applications have been filed for polyfluoroalkyl group (Rf group) -containing silane compounds for imparting water repellency on materials such as glass. Specifically, JP-A-58-122979, JP-A-58-129082, JP-A-58-142958, JP-A-58-144743, JP-A-58-1.
72242, JP-A-58-172243,
JP-A-58-172244, JP-A-58-172
245, JP-A-58-172246, JP-A-58-190840, and JP-A-58-22.
3634, etc.

【0004】さらに例えば特開昭58ー167448号
公報には低反射率ガラスが記載されており、ポリフルオ
ロアルキル基含有シラン化合物または該化合物の部分加
水分解縮合物からなる厚さ1μm 以下の薄膜をガラス表
面に形成することにより、透視性等を損なうことなく、
低反射率および撥水撥油性とするものが開示されてい
る。
Further, for example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 58-167448 discloses low-reflectance glass. By forming on the glass surface, without impairing the transparency, etc.
Those having low reflectance and water and oil repellency are disclosed.

【0005】しかしながら、このような従来の撥水処理
方法にあっては、耐久性、耐候性試験において、比較的
短時間で撥水性が劣化するという問題点があった。さら
に耐候性に優れたものとしては、テフロンを被覆したガ
ラスがあるが、膜が柔らかいため傷つき易くすぐに透明
性が損なわれるという問題点があった。
However, such a conventional water repellent treatment method has a problem that the water repellency is deteriorated in a relatively short time in the durability and weather resistance tests. Further, as a material excellent in weather resistance, there is a glass coated with Teflon, but there is a problem that the film is soft and easily scratched, and the transparency is immediately deteriorated.

【0006】また特開昭60ー231442号公報に
は、ガラス基板上に接着成分としてシロキサン結合を有
する有機ケイ素化合物の重合物、および撥水成分として
フッ素化合物の重合物の双方よりなる撥水性被膜を形成
した撥水処理硝子が記載されているが、表面が撥水成分
の割合が多い構成になっているため傷つき易いという問
題点があった。
Further, in JP-A-60-231442, a water repellent coating film comprising both a polymer of an organosilicon compound having a siloxane bond as an adhesive component and a polymer of a fluorine compound as a water repellent component on a glass substrate. Although a water-repellent treated glass having a water-repellent structure is described, it has a problem that it is easily scratched because the surface has a large proportion of water-repellent components.

【0007】また特開平3ー153859号公報には、
プラスチック基板上に金属酸化物層が形成され、その上
に金属酸化物およびフッ素樹脂の複合層を積層した表面
改質プラスチックが記載されているが、基板がプラスチ
ックであるため密着性が必ずしも満足できるものではな
い等の問題がある。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 153859/1993 discloses that
A surface-modified plastic in which a metal oxide layer is formed on a plastic substrate and a composite layer of a metal oxide and a fluororesin is laminated on the metal oxide layer is described, but since the substrate is plastic, the adhesion is not always satisfactory. There are problems such as not things.

【0008】また特開平5ー51238号公報には、ガ
ラス基板上に金属酸化物相と該金属酸化物相中に分散し
た構成のものが記載されているが、該構成のものでは傷
つき易いという問題点があった。
Further, JP-A-5-512238 describes a metal oxide phase on a glass substrate and a structure in which the metal oxide phase is dispersed in the glass substrate. However, the structure is apt to be damaged. There was a problem.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上記従来の
問題点を解決するものであり、その目的は、密着性、耐
候性に優れしかも硬い撥水性ガラスを提供することにあ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a water-repellent glass which is excellent in adhesion and weather resistance and is hard.

【0010】[0010]

【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、ガラス基板上
に、特異な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、しかもマイクロピットや凹凸や凸が形
状や大きさをコントロールすることができたゾルゲル膜
を中間層とし、該中間層膜上に特定したSiO2 とフッ
素樹脂からなる撥水層を成膜し積層薄膜とした撥水性ガ
ラスとすることにより、格段にその性能を発揮すること
となる等、とく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ガラスを提供
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and has a unique micropit-like surface layer, uneven surface layer or convex surface layer on a glass substrate. In addition, a sol-gel film in which the shape and size of the micropits, unevenness and protrusions can be controlled is used as the intermediate layer, and the specified water repellent layer made of SiO 2 and fluororesin is formed on the intermediate layer film. By using a water-repellent glass as a laminated thin film, its performance will be remarkably exhibited. Especially, the optical characteristics are not impaired for a long period of time, and the stubborn adhesion is excellent in abrasion resistance or durability. Thus, the present invention provides a water-repellent glass which is useful in window materials for construction or automobiles, and various glass articles with a film.

【0011】また本発明は、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、単体ではもちろん中間
層あるいは下地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、膜凹凸内にまで特異にSiO2 とフ
ッ素樹脂微粒子分散ゾル溶液を被覆含浸せしめるように
塗布、焼き付け成膜し積層薄膜を形成する撥水性ガラス
の製造方法を提供するものである。
Further, in the present invention, a specific metal alkoxide compound or metal acetylacetonate compound is selected, and the compounds having different average molecular weights are combined to prepare a coating solution having a different mixing ratio to form a coating film. By controlling the relative humidity at the time, even if it is sufficiently baked, it has a unique and unique micropit shape or uneven or convex shape, and has a surface layer whose shape and size are variously controlled. The sol-gel film, which is an oxide thin film that is both adhesive and has durability and wear resistance, and is useful not only as a single layer but also as an intermediate layer or underlayer, is highly safe, has no troublesome steps, and is inexpensive and efficient. obtained. Moreover the well-specific micro-pit shape or the surface of the uneven shape or the like, until in the film uneven singular SiO 2 and fluorine resin particle dispersion Applying Le solution as allowed to cover the impregnation, there is provided a method for producing a water-repellent glass forming the baked film forming laminated film.

【0012】すなわち、本発明は、撥水層が少なくとも
SiO2 とフッ素樹脂とからなる撥水性ガラスにおい
て、該フッ素樹脂が該SiO2 に対して5〜450重量
%であり、さらに該ガラス基板と撥水層の間に中間層と
して、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形成してなることを特徴
とする撥水性ガラス。
That is, according to the present invention, in a water-repellent glass having a water-repellent layer composed of at least SiO 2 and a fluororesin, the content of the fluororesin is 5 to 450% by weight based on the SiO 2 , and the glass substrate and A water-repellent glass comprising a sol-gel film, which is a micropit-like surface layer, an uneven surface layer, or a convex surface layer, as an intermediate layer between water-repellent layers.

【0013】さらに、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、該マイクロピットや
凹凸や凸が200〜400nmの径であることから成る
ゾルゲル膜を中間層としたことを特徴とする上述した撥
水性ガラス。
Further, the micropit-like surface layer, the uneven surface layer, or the convex surface layer is characterized by using an intermediate layer of a sol-gel film comprising the micropits, the unevenness or the projections having a diameter of 200 to 400 nm. The water-repellent glass described above.

【0014】また、ガラス基板上に、金属アルコキシド
系化合物および金属アセチルアセトネート系化合物のな
かから選ばれる少なくとも1種以上の化合物であって、
平均分子量の異なる2つ以上の化合物を選択し、該2つ
以上の化合物の混合割合の調整を行い、溶剤とともに混
合してコーティング溶液とし、該溶液を被覆し、好まし
くは、相対湿度をコントロールしながら該溶液を被覆
し、100℃以上の温度で加熱成膜して成るゾルゲル膜
を形成し、該ゾルゲル膜上に、少なくともシリカゾル溶
液とフッ素樹脂粒子あるいはフッ素樹脂粒子の懸濁液を
混合してなる溶液を塗布して焼き付け成膜することで撥
水層膜を被覆形成することを特徴とする撥水性ガラスの
製造方法。
On the glass substrate, at least one compound selected from metal alkoxide compounds and metal acetylacetonate compounds ,
Select two or more compounds with different average molecular weight,
Adjust the mixing ratio of the above compounds and mix with the solvent.
To form a coating solution, which is then coated and preferably
Coating the solution while controlling the relative humidity
Then, a sol-gel film formed by heating at a temperature of 100 ° C. or higher is formed, and a solution prepared by mixing at least a silica sol solution and fluororesin particles or a suspension of fluororesin particles is applied onto the sol-gel film. A method for producing water-repellent glass, characterized in that the water-repellent layer film is formed by baking to form a film.

【0015】ならびに、前記選択した2つ以上の化合物
、一つの低平均分子量の化合物が分子量800〜80
00の化合物であって、他の一つ以上の高平均分子量の
化合物が分子量100000〜400000の化合物
あることから成るゾルゲル膜を中間層としたことを特徴
とする上述した撥水性ガラスの製造方法。
And two or more compounds selected above
Is a compound of one of the low average molecular weight is a molecular weight from 800 to 80
00 A compound, method of manufacturing the above-described water-repellent glass which is characterized in that compounds of the other one or more high-average molecular weight was a sol-gel film and the intermediate layer consisting of a compound having a molecular weight of from 100,000 to 400,000 .

【0016】さらに、前記選択した2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中間層としたことを特徴と
する上述した撥水性ガラスの製造方法。
Furthermore, the mixing ratio of the two or more selected compounds is adjusted by adjusting the mixing ratio of the low average molecular weight compound to 0.1 to 30 mol relative to 1 mol of the high average molecular weight compound. The method for producing a water-repellent glass as described above, characterized in that the layer is a layer.

【0017】さらにまた、前記コーティング溶液を、1
〜10cPに粘度調整することでゾルゲル膜を形成する
ことを特徴とする上述した撥水性ガラスの製造方法。さ
らにまた、前記コーティング溶液の金属アルコキシド系
化合物又は金属アセチルアセトネート系化合物の濃度が
0.01〜10wt%であることでゾルゲル膜を形成す
ることを特徴とする上述した撥水性ガラスの製造方法。
Furthermore, the coating solution is added to 1
The method for producing water-repellent glass as described above, characterized in that the sol-gel film is formed by adjusting the viscosity to 10 cP. Furthermore, the metal alkoxide system of the coating solution
The method for producing water-repellent glass as described above, wherein a sol-gel film is formed when the concentration of the compound or the metal acetylacetonate compound is 0.01 to 10 wt%.

【0018】さらにまた、前記相対湿度が、70〜80
%であることでゾルゲル膜を形成することを特徴とする
上述した撥水性ガラスの製造方法をそれぞれ提供するも
のである。
Furthermore, the relative humidity is 70-80.
%, A sol-gel film is formed, and the above-mentioned water-repellent glass manufacturing method is provided.

【0019】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
のであるのであるからである。
Here, as described above, at least one compound is selected from the metal alkoxide compounds and the metal acetylacetonate compounds because both compounds are stable and are prepared in solution. At this time, for example, it is easy to control the average molecular weight, and the transparency and hardness of the oxide thin film having various surface shapes of the formed micropit-like surface layer, uneven surface layer or convex surface layer are high, and the durability is also high. This is because it is excellent, relatively inexpensive and easily available .

【0020】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 compound is a compound in which only an alkoxy group is bonded to the metal, that is, not only methoxide, ethoxide, isopropoxide, etc., but a part of the compound is substituted with a methyl group, an ethyl group, etc. , For example, monomethyl alkoxide, monoethyl alkoxide and the like. Further, the metal acetylacetonate-based compound includes not only the case where only the acetylacetone group is bonded to the metal but also the case where a part thereof is substituted with a methylalkoxy group, an ethylalkoxy group or the like.

【0021】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 the metal is not particularly specified, it is preferable to select Si, Ti or Zr. 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 preferable, and in addition, for example, dimethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, titanium tetranormal butoxide,
Examples include zirconium tetraisopropoxide and zirconium tetraoctylate.

【0022】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、該マイクロピットや凹凸や凸
が200〜400nmの径であるとしたのは、細孔径が
200〜400nmになるのは撥水層に添加したフッ素
樹脂粒子の粒径は0.3μ(300nm)付近に粒度分
布をもつ。中間層をマイクロピットあるいは凹凸、凸形
状とするのはこれらの粒子をこの細孔の中にトラップし
て耐久性を向上させるためである。200nm未満では
トラップされるフッ素樹脂粒子が非常に少なくなり、し
かも粒径の小さいものしかトラップされず、耐候性およ
び撥水性の長期的な向上に結びつき難いためであり、4
00nmを超えると膜が白濁して見える。すなわち、透
明性を損なわない限界の細孔径である。よって、トラッ
プ効率の良い300nm前後の細孔径とする必要があ
る。
The above-mentioned micropit-like surface layer, uneven surface layer, or convex surface layer has a micropit, unevenness, or projection having a diameter of 200 to 400 nm. The fluororesin particles added to the water layer have a particle size distribution in the vicinity of 0.3 μ (300 nm). The reason why the intermediate layer is formed into micropits, irregularities, or convex shapes is to trap these particles in the pores and improve durability. If it is less than 200 nm, the number of fluororesin particles to be trapped is very small, and only those having a small particle size are trapped, which is difficult to lead to long-term improvement in weather resistance and water repellency.
When it exceeds 00 nm, the film appears cloudy. That is, it is a limit pore size that does not impair transparency. Therefore, it is necessary to make the pore diameter around 300 nm that is good in trapping efficiency.

【0023】さらにまた、前記選択した化合物におい
て、平均分子量の異なる2つ以上の化合物を選択したの
、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800〜8000(好ましくは200
0〜7000)と10000〜70000あるいは10
0000〜400000の組み合わせがよいものであ
る。
Furthermore, the odor of the selected compound
And selected two or more compounds with different average molecular weight.
The reason is that the surface layer of the coated thin film has a micropit shape, an uneven shape or a convex shape, and the average molecular weight of the two or more kinds of compounds to be mixed is 800 to 8000 (preferably 200).
0-7000) and 10,000-70000 or 10
A combination of 0000 to 400000 is preferable.

【0024】前記選択した平均分子量の異なる2つ以上
の化合物が、異なる平均分子量であり、一つの化合物が
分子量800〜8000の低平均分子量の化合物であっ
て、他の一つ以上の化合物が分子量100000〜40
0000の高平均分子量の化合物であるとしたのは、分
子量が異なることによって、Si−O−Si(シロキサ
ン結合)を形成する速度と加水分解・縮重合反応速度が
異なり、結果、表面形状フラットではなくマイクロピ
ットあるいは凹凸、凸形状となるためである。
[0024] Two or more compounds having different average molecular weight of said selected is a different average molecular weight, one compound is a compound of low average molecular weights of from 800 to 8000, the other one or more compounds the molecular weight 100000-40
Was assumed to be a compound of high average molecular weight of 0000, by the different molecular weights, the Si-O-Si speed to form a (siloxane bond) and hydrolysis and polycondensation reaction rate
This is because, as a result, the surface shape is not flat but micropits, irregularities, or convex shapes.

【0025】一方、前記の平均分子量の制御は、コーテ
ィング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℃、好ましくは25〜70℃)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。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, control of the average molecular weight of above, quotes
In preparing the ing solution, the type of catalyst (for example, hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, etc.), its addition amount, that is, PH value (for example, PH = 1 to 6, preferably 2 to 4) and reaction temperature (for example, 20 to 80 ° C.) , Preferably 25 to 70 ° C.) and the like to control the hydrolysis reaction process or the condensation polymerization process. However, depending on the compound, the reaction time and the like are different, and there is a possibility that the compounds are not necessarily common to all.

【0026】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マイクロピットや凹凸や凸形状の制
御は、混合する2種以上の化合物の平均分子量が、80
0〜8000(好ましくは2000〜7000)と10
000〜70000あるいは100000〜40000
0である化合物の混合割合が、コーティング溶液の溶質
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。
In order to control the micropits, unevenness or convexity of the micropit-like surface layer, the uneven surface layer or the convex surface layer, the average molecular weight of two or more kinds of compounds to be mixed is 80.
0-8000 (preferably 2000-7000) and 10
000 to 70,000 or 100,000 to 40,000
The mixing ratio of the compound that is 0 is about 0.1 to 30 in terms of the solute molar ratio of the coating solution (as oxide),
When it is less than 1 or more than 30, it has a flat planar shape. Especially, it is preferably about 1 to 20, more preferably about 2 to 5.5 on the micropit surface layer, about 5.5 to 7 on the uneven surface layer, and about 7 to 15 on the convex surface.

【0027】前記平均分子量の異なる2つ以上の化合物
の混合割合、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とした
のは、化合物(2種以上の平均分子量が異なる原料)の
混合割合と形成された膜の表面形状の関係は密接であ
り、混合割合で表面形状をマイクロピット、凹凸、凸に
制御できるためであり、低平均分子量の化合物の混合割
合が0.1mol未満だと形状はフラットであり、また
30molを超えるとやはり形状はフラットとなる。該
0.1〜30molの範囲で任意に形状を制御すること
ができる。
[0027] The mixing ratio of two or more compounds having the different average molecular weight, relative to the compound 1mol of high average molecular weight, compound of low average molecular weight was 0.1~30mol
This is because the relationship between the mixing ratio of compounds (two or more raw materials having different average molecular weights) and the surface shape of the formed film is intimate, and the surface shape can be controlled to be micropits, unevenness, or convexity by the mixing ratio. If the mixing ratio of the compound having a low average molecular weight is less than 0.1 mol, the shape is flat, and if it exceeds 30 mol, the shape is also flat. The shape can be arbitrarily controlled within the range of 0.1 to 30 mol.

【0028】また、前記コーティング溶液を1〜10c
Pに粘度調整することとしたのは、通常コーティング溶
液はアルコール類を溶媒とするため、その粘度は1〜2
cPである。10cPを超えるとコーティング後の焼成
段階で膜にクラックが発生したり透明性が損なわれりす
る。
The coating solution may be added in an amount of 1 to 10c.
The reason why the viscosity is adjusted to P is that the coating solution usually uses alcohols as the solvent, so that the viscosity is 1 to 2
It is cP. If it exceeds 10 cP, cracks may occur in the film or the transparency may be impaired in the baking step after coating.

【0029】また、前記相対湿度、70〜80%とし
たのは、細孔径の大きさを制御するにはコーティング時
の膜の加水分解速度を制御する必要があるからである
相対湿度が70%未満の場合、細孔は形成できてもその
径は例えば65%程度では数10nm〜100nm程度
である。また、80%を越えると径が例えば85%程度
では500nm程度となり、得られた膜が白化する。つ
まり、相対湿度と細孔径の大きさには相関関係があり、
目標とする300nm付近の径を得るには70〜80%
RH必要である。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でき、約7
0%の場合約200nm程度となり、約80%の場合約
400nm程度となる。
Further, the relative humidity, and 70-80%
This is because it is necessary to control the hydrolysis rate of the film during coating in order to control the size of the pore size.
When the relative humidity is less than 70%, even if pores can be formed, the diameter thereof is about several tens of nm to 100 nm at about 65%. Further, when it exceeds 80%, when the diameter is, for example, about 85%, it becomes about 500 nm, and the obtained film is whitened. In other words, there is a correlation between the relative humidity and the size of the pore size,
70-80% to obtain the target diameter around 300 nm
RH is required. The size of each of the above-mentioned surface layers can be controlled by the relative humidity at the time of coating.
When it is 0%, it is about 200 nm, and when it is about 80%, it is about 400 nm.

【0030】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 more difficult to form the coating film which has 10w
If it exceeds about t%, the solution becomes viscous and although there are the above-mentioned three types of surface layer shapes, cracks are expressed and the film attachment itself becomes difficult. Further, as the alcohol solvent in the present alcohol solution, methyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol or the like can be adopted.

【0031】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℃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 applying a film to a glass substrate, known coating means such as a dipping method, a spray method, a flow coating method or a spin coating method can be appropriately adopted. After coating the coating solution, 1
It is preferable that each time a thin film of a layer is formed, it is dried at an ambient temperature of about 100 ° C. for about 30 minutes or less to form a gel film having the above-mentioned three types of surface layer shapes.

【0032】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℃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 kinds of surface shape surface layers of the present invention are formed by the difference in the degree of polycondensation, and may disappear even by baking (for example, about 500 ° C. or higher) for strengthening the film. In addition, independent pits, concavities and convexities were formed up to the surface and near the interface with the substrate, and it was clearly observed at 10,000 times with a scanning electron microscope. The three types of surface shape surface layers can be formed.

【0033】なお、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。
Generally, as a method for forming irregularities on the surface of a metal oxide coating, for example, a method of etching the metal oxide coating with hydrofluoric acid, hydrofluoric nitric acid or the like, or an organic polymer which is burned and decomposed by heat treatment is used. Methods such as addition to a metal alkoxide solution are known.

【0034】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、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。
However, in the method of etching the metal oxide film with hydrofluoric acid, nitric acid, etc., the etching solution, hydrofluoric acid, hydrofluoric nitric acid, etc., is an extremely dangerous substance to the human body and its handling is troublesome. Inferior in properties, there is a decrease in productivity due to the addition of an etching step, and there are portions that are easily etched and portions that are not easily etched due to their structure, and the portions that are easily etched become pit-shaped. If anything, it is continuous, it is difficult to control the film thickness and pits, and it is difficult to observe the pits at the above magnification.

【0035】また例えば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、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℃付近の焼成で膜全
体が一度多孔質化するが、例えば400℃以上の加熱焼
成により一度形成されたマイクロピット状表面が緻密化
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り、例えば500℃以上で焼
成した場合、膜の緻密と硬化が起こり、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
形状は平坦となる。
In addition, for example, in the method of adding an organic polymer, which is decomposed by combustion by heat treatment, to a metal alkoxide solution, in the case where the sol-gel film is made porous by firing of organic matter, solvent and water, the temperature is usually around 250 to 300 ° C. Although the entire film is once made porous by firing, the micropit-like surface once formed by heating and firing at 400 ° C. or more causes densification, so that there is a constraint that various conditions for the heat treatment must be controlled. At the same time, it is difficult to obtain a stubborn coating due to this restriction. For example, when the coating is baked at 500 ° C. or higher, the film becomes dense and hardened, and at the same time, it becomes non-porous. The surface shape becomes flat even when observed with a scanning electron microscope at a magnification of 30,000 to 50,000.

【0036】よって、上記従来法のものに対し、本発明
の例えば600℃℃でもその状態を保持するマイクロピ
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。
Therefore, the above conventional method was obviously different from the micropit-like surface layer, the uneven surface layer or the convex surface layer of the present invention, which maintains the state even at 600 ° C., for example.

【0037】また、前記フッ素樹脂としては、例えばポ
リテトラフルオロエチレン系(ポリフロンやルブロン:
商品名,ダイキン工業製)、テトラフルオロエチレンと
エチレンの共重合体系(ネオフロン:商品名,ダイキン
工業製)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプ
ロピレンの共重合体系、テトラフルオロエチレンとパー
フルオロアルキルビニルエーテルの共重合体系等の粒子
が採用できるものである。前記フッ素樹脂粒子の粒径と
しては、0.6μm以下、好ましくは0.1〜0.6μ
m、より好ましくは0.5〜0.1μmである。
The fluororesin may be, for example, polytetrafluoroethylene type (polyflon or rublon:
(Trade name, manufactured by Daikin Industries), copolymer system of tetrafluoroethylene and ethylene (NEOFLON: trade name, manufactured by Daikin Industries), copolymer system of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether Particles such as a polymer system can be adopted. The particle size of the fluororesin particles is 0.6 μm or less, preferably 0.1 to 0.6 μm.
m, more preferably 0.5 to 0.1 μm.

【0038】さらに、SiO2 に対する前記フッ素樹脂
の混合割合は、SiO2 に対して5〜450wt%であ
り、5wt%未満では撥水性能が付与できず、撥水性の
効果が充分発揮し難く、例えば水に対する接触角が60
〜70°程度であり、450wt%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110〜1
15°程度に留まり、それ以上良化しなくなり、実効が
得られないし、膜が柔らかくなるためである。また、前
記SiO2 とフッ素樹脂とからなる好ましい割合は、該
フッ素樹脂が該SiO2 に対して30〜300重量%で
ある。
[0038] Further, the mixing ratio of the fluorine resin to SiO 2 is 5~450Wt% relative SiO 2, can not impart water repellency performance is less than 5 wt%, less likely effect of water repellency is sufficiently exhibited, For example, the contact angle with water is 60
The water repellency is no longer improved even if it exceeds 450 wt% and the contact angle to water is 110 to 1
This is because the film stays at about 15 ° and does not improve further, the effect cannot be obtained, and the film becomes soft. The preferred ratio of the SiO 2 and the fluororesin is 30 to 300% by weight of the fluororesin with respect to the SiO 2 .

【0039】さらにまた、少なくともSiO2 とフッ素
樹脂の特定した撥水層を形成するための溶液としては、
フッ素樹脂粒子あるいはフッ素樹脂粒子の懸濁液とシリ
カゾルの溶液から少なくともなり、該シリカゾル溶液と
してはシリコンのアルコキシドまたはモノメチルアルコ
キシドを加水分解、縮重合した溶液が用いられ、他種金
属、例えばAl、Zr、Tiなどのアルコキシドまたは
モノメチルアルコキシドまたはアセチルアセトネート塩
およびそれらの縮重合物が含有してもよいし、さらにア
ルコキシドまたはモノメチルアルコキシドとしては(モ
ノメチル)メトキシド、(モノメチル)エトキシド、
(モノメチル)イソブロポキシド、(モノメチル)n−
ブトキシドなど、またアセチルアセトネート塩としては
アセチルジルコニウム、アセチルアセトネートチタンな
どが好ましいものである。
Furthermore, as a solution for forming a specified water repellent layer of at least SiO 2 and a fluororesin,
It is composed of at least a solution of fluororesin particles or a suspension of fluororesin particles and a silica sol. As the silica sol solution, a solution obtained by hydrolyzing and polycondensing silicon alkoxide or monomethylalkoxide is used. , Alkoxides such as Ti or monomethyl alkoxides or acetylacetonate salts and their polycondensation products may be contained, and as the alkoxides or monomethyl alkoxides, (monomethyl) methoxide, (monomethyl) ethoxide,
(Monomethyl) isobropoxide, (Monomethyl) n-
Butoxide and the like, and preferable acetylacetonate salts are acetylzirconium and titanium acetylacetonate.

【0040】また、少なくともSiO2 とフッ素樹脂と
からなる溶液によって形成される膜厚としては、約10
nm以上であり、好ましくは20〜1000nm程度の
膜厚である。
The film thickness formed by a solution containing at least SiO 2 and fluororesin is about 10
The thickness is not less than 20 nm, preferably about 20 to 1000 nm.

【0041】さらにまた、前記少なくともシリカゾル溶
液とフッ素樹脂粒子あるいはフッ素樹脂粒子の懸濁液を
混合してなる溶液を塗布し、前記焼き付け成膜する加熱
温度としては、100〜500℃程度である。また塗布
方法としては、前述した既存の方法で、各種方法にあっ
た粘度調製し被膜できることは言うまでもない。
Furthermore, the heating temperature for applying the solution in which at least the silica sol solution is mixed with the fluororesin particles or the suspension of the fluororesin particles and applying the baked film is about 100 to 500 ° C. Needless to say, as the coating method, the existing method described above can be used to adjust the viscosity according to various methods to form a film.

【0042】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, and is not particularly limited to colorless or colored, and its type, color tone, shape, etc. Further, as a bent plate glass, various strengthening is possible. Needless to say, it can be used as glass, strength-up glass, flat plate or single plate, and can also be used as multi-layer glass or laminated glass.

【0043】[0043]

【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
中間層薄膜とし、特定したSiO2 とフッ素樹脂でなる
撥水性薄膜を被膜成膜した撥水性酸化物被膜を積層薄膜
とした撥水性ガラス、ならびにその製造方法により、
記中間層薄膜は、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、次いで被覆含浸した
特定した前記撥水性薄膜を埋め込めと被覆を複合せし
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, the sol-gel film having the micropit-like surface layer, the uneven surface layer or the convex surface layer of the present invention is used as the intermediate layer thin film, and the water-repellent thin film made of the specified SiO 2 and the fluororesin is formed into a film-repellent film. repellent glasses aqueous oxide film and the laminated film, and the manufacturing method thereof, before
The intermediate thin film does not become densified even when fired at a high temperature and becomes a clear and firm micropit-like, uneven or convex surface layer that is more independent and has a deeper appearance than ever before. The shape and diameter of the surface layer can be controlled, adhesion can be improved and a stubborn thin film can be formed, and adhesion can be significantly improved not only at the interface with the glass substrate but also at the interface between films in a multilayer film. Then, by embedding the specified water-repellent thin film impregnated with the coating and combining the coating, it has excellent weather resistance and durability, is transparent and has high hardness, and also has long-term water-repellent performance as well as optical characteristics. Can be sufficiently satisfied, and even things that were difficult to use outdoors conventionally can be used, etc.,
It is a highly safe and inexpensive process that can be obtained efficiently.

【0044】[0044]

【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。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the embodiment.

【0045】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 sequentially washed with a neutral detergent, water rinse, alcohol, dried and then wiped with acetone to obtain a glass substrate for coating.

【0046】メチルトリメトキシシラン(平均分子量:
約3,000,固形分濃度:約30wt%)約20.0
g、シリコンエトキシド(平均分子量:約50,00
0,固形分濃度:約6wt%)約30g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。
Methyltrimethoxysilane (average molecular weight:
About 3,000, solid content concentration: about 30 wt%) About 20.0
g, silicon ethoxide (average molecular weight: about 50,000)
0, solid content concentration: about 6 wt%) Approximately 30 g was put in a beaker, and the low-average molecular weight solid content / high-average molecular weight solid content was set to a molar ratio of about 3.5, and isopropyl alcohol about 50
g and diluted with about 100 g of 1-butanol to about 15
The coating solution was obtained by stirring for a time.

【0047】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80%の環
境で被膜し、約270℃で約10分間加熱して厚み約1
00nmのゲル膜を形成し、該ゲル膜の上に膜厚が約1
50nm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、径が約200〜300nm程度のマイクロピ
ット状表層となっていた。
Then, the solution is coated on the surface of the glass substrate by a dipping method in an environment of about 23 ° C. and relative humidity of about 80%, and heated at about 270 ° C. for about 10 minutes to have a thickness of about 1
A gel film with a thickness of 00 nm is formed, and a film thickness of about 1 is formed on the gel film.
A 50 nm SiO 2 thin film was formed. When the surface shape of the thin film was observed with a scanning electron microscope at a magnification of about 20,000, it was found to be a micropit-like surface layer having a diameter of about 200 to 300 nm.

【0048】次いで該マイクロピツト形状を有する基板
上に、あらかじめ、撥水層中のフッ素樹脂(ネオフロ
ン:ダイキン工業製)がシリカに対して100重量%と
なるように混合溶液(分散溶液)を調製したコーティン
グ液を、デイツピング法により塗布し、約400℃に設
定された電気炉中で約30分間焼成し、撥水処理を行っ
た。膜厚は約150nm程度であった。
Then, a mixed solution (dispersion solution) was prepared in advance on the substrate having the micropit shape so that the fluororesin (Neoflon: manufactured by Daikin Industries, Ltd.) in the water repellent layer was 100% by weight with respect to silica. The coating liquid was applied by the dipping method, and baked for about 30 minutes in an electric furnace set at about 400 ° C. for water repellent treatment. The film thickness was about 150 nm.

【0049】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 tests were conducted on the obtained glass substrate with a laminated thin film. (Water repellency test) The contact angle with respect to water in the atmosphere (about 25 ° C) was measured using Kyowa Interface Science CA-A type.

【0050】(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10万回(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 an automobile wiper blade. Conditions: While dripping clean water, a load of about 105 g is applied and sliding is performed about 100,000 times (reciprocating once),
It was evaluated by the amount of decrease in contact angle.

【0051】その結果は、初期接触角が約110°で上
水10万回摺動後 接触角が約88°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 a result, the initial contact angle was about 110 °, the contact angle was about 88 ° after sliding 100,000 times of tap water, and the desired performance was obtained. (Weather resistance test) Evaluation was performed by irradiation with xenon.

【0052】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 , one cycle about 1
Water was sprayed at a temperature of 20 ° C. for 80 hours and the last about 25 minutes. The surface temperature of the glass substrate during irradiation is about 53.
It was about 0 ° C, and the contact angle was evaluated by the change with time.

【0053】その結果は、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110°程
度に留まり、所期の性能を有するものであった。実施例2 実施例1と同様なガラス基板に、実施例1のメチルトリ
メトキシシラン約30gと実施例1のシリコンエトキシ
ド約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。その結果、実施例1と同様
の径の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。ゲルの厚みは約100nm、撥水
層の厚みは約150nmであった。
As a result, the initial contact angle of about 110 ° was maintained at about 110 ° even after the irradiation time of about 2000 hours, and the desired performance was obtained. Example 2 A glass substrate similar to that of Example 1 was charged with about 30 g of methyltrimethoxysilane of Example 1 and about 23.1 g of silicon ethoxide of Example 1 in a beaker, and a low average molecular weight solid content / high average molecular weight was added. And a solid content of about 6.5 mol ratio,
Others were the same as in Example 1. As a result, an uneven surface layer having the same diameter as in Example 1 was obtained. Then, water repellent treatment was performed in the same manner as in Example 1. The thickness of the gel was about 100 nm, and the thickness of the water repellent layer was about 150 nm.

【0054】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、初期接触角が約111°で上水10万回摺動後接触
角が約85°程度であり、耐候性試験は、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110°程度に留まり、所期の性能を有するもので
あった。
The glass substrate with the laminated thin film thus obtained was evaluated in the same manner as in Example 1. The durability test showed that the initial contact angle was about 111 ° and the contact angle after sliding 100,000 times on tap water was about. In the weather resistance test, the initial contact angle was about 111 °, but it remained at about 110 ° even after the irradiation time of about 2000 hours, and had the desired performance.

【0055】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 solid content concentration: about 6 wt% was weighed into a beaker and used as it was as a coating solution. Otherwise, the procedure was the same as in Example 1, and then the water repellent treatment was performed in the same manner as in Example 1.

【0056】得られた膜のSiO2 膜の表面表層の形状
は平坦であって、耐久性試験は初期接触角が約110°
で上水10万回摺動後接触角が約70°程度であり、耐
候性試験は初期接触角が約110°であるものが、照射
時間約2000時間後で約110°程度になり、所期の
ものとは到底言えないものであった。
The SiO 2 film of the obtained film had a flat surface layer, and the durability test showed that the initial contact angle was about 110 °.
The contact angle after sliding 100,000 times with tap water was about 70 °, and the weather resistance test showed that the initial contact angle was about 110 °, but after irradiation time of about 2000 hours it was about 110 °. It was far from the term.

【0057】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 about 0.2 wt%.
The surface was treated with an HF aqueous solution for about 5 minutes. Then, water repellent treatment was performed in the same manner as in Example 1.

【0058】HF処理後の膜表面表層は実施例2と同様
に凹凸状になっていた。得られたものは、耐久性試験は
初期接触角が約112°で上水10万回摺動後接触角が
約72°程度であり、耐候性試験は初期接触角が約11
1°であるものが、照射時間約2000時間後で約11
1°程度になり、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。
After the HF treatment, the surface layer of the film was uneven like the second embodiment. The obtained product had an initial contact angle of about 112 ° in a durability test and a contact angle of about 72 ° after sliding 100,000 times in tap water, and a weather resistance test showed an initial contact angle of about 11 °.
What is 1 ° is about 11 after irradiation time of about 2000 hours.
It was about 1 °, and like Comparative Example 1, it could not be said that it was an extremely desired one.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上前述したように、本発明の撥水性ガ
ラスおよびその製造方法によれば、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
化物薄膜を得て中間層とし、特定した撥水性酸化物薄膜
を含浸被覆し埋め込み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、有用な撥水性ガラ
スおよびその製造方法を提供するものである。
As described above, according to the water-repellent glass and the method for producing the same of the present invention, a film can be obtained inexpensively and efficiently by a simple and easy film forming means, and the peculiar controlled by the film can be obtained. By obtaining a metal oxide thin film having a rugged micropit-shaped, uneven or convex surface layer having a shape and diameter as an intermediate layer, and impregnating and embedding and coating the specified water-repellent oxide thin film, To demonstrate its performance, and without impairing optical characteristics, water repellency,
It is excellent in adhesion, scratch resistance, durability, weather resistance, etc. Suitable for window materials for construction or automobiles, various glass articles, especially wiper sliding parts in window materials for automobiles etc. The present invention provides a useful water-repellent glass that can be employed and a method for producing the same.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 中村 一郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町2 日産自 動車株式会社内 (72)発明者 上村 隆三 神奈川県横浜市神奈川区宝町2 日産自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−329442(JP,A) 特開 平6−16455(JP,A) 特開 平5−319869(JP,A) 特開 平5−213633(JP,A) 特開 平5−147976(JP,A) 特開 平4−124047(JP,A) 特開 昭62−3046(JP,A) 特開 昭61−10043(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 15/00 - 23/00 C09K 3/18 B32B 1/00 - 35/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroaki Arai 1510 Oguchi-cho, Matsusaka-shi, Mie Central Glass Co., Ltd. Technical Center (72) Inventor Shigeo Hamaguchi 1510 Oguchi-cho, Matsusaka-shi, Mie Central Glass Co., Ltd. Technical Center (72) Inventor Ichiro Nakamura 2 Takaramachi, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Ryuzo Uemura 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (56) References JP-A-6-329442 (JP, A) JP-A-6-16455 (JP, A) JP-A-5-319869 (JP, A) JP-A-5-213633 (JP, A) JP-A-5-147976 (JP , A) JP-A 4-124047 (JP, A) JP-A 62-3046 (JP, A) JP-A 61-10043 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C03C 15/00-23/00 C09K 3/18 B32B 1/00-35/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 撥水層が少なくともSiO2 とフッ素樹
脂とからなる撥水性ガラスにおいて、該フッ素樹脂が該
SiO2 に対して5〜450重量%であり、さらに該ガ
ラス基板と撥水層の間に中間層として、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
ゲル膜を形成してなることを特徴とする撥水性ガラス。
1. A water-repellent glass whose water-repellent layer comprises at least SiO 2 and a fluororesin, wherein the fluororesin accounts for 5 to 450% by weight relative to the SiO 2 , and the glass substrate and the water-repellent layer are A water-repellent glass characterized in that a sol-gel film which is a micropit-like surface layer, an uneven surface layer, or a convex surface layer is formed as an intermediate layer therebetween.
【請求項2】 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、該マイクロピットや凹凸や
凸が200〜400nmの径であることから成るゾルゲ
ル膜を中間層としたことを特徴とする請求項1記載の撥
水性ガラス。
2. The intermediate layer is a sol-gel film, wherein the micropit-like surface layer, the uneven surface layer, or the convex surface layer has a diameter of 200 to 400 nm for the micropits, unevenness or projections. The water-repellent glass according to claim 1.
【請求項3】 ガラス基板上に、金属アルコキシド系化
合物および金属アセチルアセトネート系化合物のなかか
選ばれる少なくとも1種以上の化合物であって、平均
分子量の異なる2つ以上の化合物を選択し、該2つ以上
の化合物の混合割合の調整を行い、溶剤とともに混合し
てコーティング溶液とし、該溶液を被覆し、100℃以
上の温度で加熱成膜して成るゾルゲル膜を形成し、該ゾ
ルゲル膜上に、少なくともシリカゾル溶液とフッ素樹脂
粒子あるいはフッ素樹脂粒子の懸濁液を混合してなる溶
液を塗布して焼き付け成膜することで撥水層膜を被覆形
成することを特徴とする撥水性ガラスの製造方法。
3. At least one compound selected from the group consisting of metal alkoxide compounds and metal acetylacetonate compounds on a glass substrate , wherein
Select two or more compounds with different molecular weights
Adjust the mixing ratio of the compound and mix it with the solvent.
To form a sol-gel film formed by coating the solution with heating at a temperature of 100 ° C. or higher, and forming a sol-gel film on the sol-gel film and at least a silica sol solution and fluororesin particles or a suspension of fluororesin particles. A method for producing water-repellent glass, characterized in that a water-repellent layer film is formed by coating by coating a solution obtained by mixing and baking to form a film.
【請求項4】 コーティング溶液を被覆する際に相対湿
度を70〜80%の範囲にコントロールすることを特徴
とする請求項3記載の撥水性ガラスの製造方法。
4. Relative humidity when coating the coating solution.
Characterized by controlling the degree in the range of 70-80%
The method for producing the water-repellent glass according to claim 3.
【請求項5】 前記選択した平均分子量の異なる2つ以
上の化合物は、一つの化合物が分子量800〜8000
の低平均分子量の化合物であって、他の一つ以上の化合
物が分子量100000〜400000の高平均分子量
の化合物であることから成るゾルゲル膜を中間層とした
ことを特徴とする請求項3又は4記載の撥水性ガラスの
製造方法。
5. One of the selected two or more compounds having different average molecular weights has a molecular weight of 800 to 8000.
A low average molecular weight compound of
High average molecular weight of 100,000-400,000
The method for producing water-repellent glass according to claim 3 or 4 , characterized in that a sol-gel film made of the compound of (1 ) is used as an intermediate layer.
【請求項6】 前記選択する平均分子量の異なる2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0.1〜3
0molであることから成るゾルゲル膜を中間層とした
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の撥
水性ガラスの製造方法。
6. The mixing ratio of two or more compounds having different average molecular weights to be selected is adjusted such that the compound having a low average molecular weight is 0.1 to 3 with respect to 1 mol of the compound having a high average molecular weight.
The method for producing water-repellent glass according to any one of claims 3 to 5, wherein the sol-gel film consisting of 0 mol is used as an intermediate layer.
【請求項7】 前記コーティング溶液を、1〜10cP
に粘度調整することでゾルゲル膜を形成することを特徴
とする請求項3乃至6のいずれかに記載の撥水性ガラス
の製造方法。
7. The coating solution is added in an amount of 1 to 10 cP.
Method for producing a water-repellent glass according to any one of claims 3 to 6, characterized in that to form a sol-gel film by a viscosity adjusted.
【請求項8】 前記コーティング溶液の金属アルコキシ
ド系化合物又は金属アセチルアセトネート系化合物の
度が0.01〜10wt%であることでゾルゲル膜を形
成することを特徴とする請求項3乃至7のいずれかに
載の撥水性ガラスの製造方法。
8. A metal alkoxy of the coating solution.
Serial to any one of claims 3 to 7 conc <br/> degree of de-based compound or a metal acetylacetonate based compound and forming a sol-gel film by a 0.01-10 wt% <br /> A method for producing the water-repellent glass described above.
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