JP4572150B2 - Method for producing water-repellent glass material - Google Patents

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Description

本発明は、撥水性ガラス材料の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a water-repellent glass material .

大気中に設置され温度の上昇・低下を繰り返す環境に晒されるガラス材料は、大気中に含まれる水分により、その表面に結露を生じさせやすい。とりわけ、ガラス材料を構成する主要な成分はケイ素、ナトリウム等である。水とこれらのガラス材料を構成する成分が反応することによって、ガラス材料の表面は薄く白濁することが知られている。つまり、ガラス材料の表面に存在する結露等の水滴は、表面に留まらず速やかに流れ去れば上記のガラス材料表面の白濁は抑制されると考えられる。   A glass material that is installed in the atmosphere and exposed to an environment in which the temperature rises and falls repeatedly tends to cause condensation on the surface due to moisture contained in the atmosphere. In particular, the main components constituting the glass material are silicon, sodium and the like. It is known that the surface of the glass material becomes thin and cloudy when water and the components constituting the glass material react. That is, it is considered that the water turbidity on the surface of the glass material is suppressed if water droplets such as condensation existing on the surface of the glass material flow quickly without remaining on the surface.

水滴をガラス材料の表面に留めなくするためには、水滴と当該表面との接触角をできる限り大きくすることにより、水滴の自重で落下させることが望ましいと考えられている。そのため、ガラス材料の表面に微細な凹凸を形成して接触する水滴の表面張力により接触角を大きくする手法が用いられ、これらの手法を用いた種々の撥水性ガラスが提唱されている。   In order to keep the water droplets from staying on the surface of the glass material, it is considered desirable to drop the water droplets by their own weight by increasing the contact angle between the water droplets and the surface as much as possible. For this reason, a method of increasing the contact angle by the surface tension of water droplets that are formed by forming fine irregularities on the surface of the glass material and various water repellent glasses using these methods have been proposed.

ちなみに、水滴とガラス材料の表面との接触角が120°付近では撥水状態と称され、この接触角が150°付近では超撥水状態と称される。   Incidentally, when the contact angle between the water droplet and the surface of the glass material is around 120 °, it is called a water repellent state, and when the contact angle is around 150 °, it is called a super water repellent state.

撥水性を向上させる方法として、透明ガラスの基板上に花弁状透明アルミナ膜(アモルファスアルミナ膜)を形成し、撥水膜により被覆した撥水性膜が報告されている(特許文献1参照)。また、ジメチルシリコンアルコキシドからなる調製液を透明ガラスの基板上に塗布し、透明シリカ膜として製膜した撥水性被膜が報告されている(特許文献2参照)。さらに、水ガラスに熱分解可能な樹脂微粒子を混合した塗布溶液を透明ガラスの基体上に塗布する被膜付き基体の製造方法も報告されている(特許文献3参照)。前記の特許文献1ないし3の手法によると、いずれにおいても焼成加熱が必要とされ、工程管理、設備上必ずしも簡便な手法とは言えない。   As a method for improving water repellency, a water repellent film in which a petal-like transparent alumina film (amorphous alumina film) is formed on a transparent glass substrate and covered with a water repellent film has been reported (see Patent Document 1). In addition, a water-repellent coating has been reported in which a preparation liquid composed of dimethyl silicon alkoxide is applied on a transparent glass substrate to form a transparent silica film (see Patent Document 2). Furthermore, a method for producing a coated substrate in which a coating solution obtained by mixing thermally decomposable resin fine particles in water glass is coated on a transparent glass substrate has also been reported (see Patent Document 3). According to the methods described in Patent Documents 1 to 3, any of them requires baking and heating, which is not always a simple method in terms of process management and equipment.

他に、焼成加熱を省略した手法として、基体と、ケイ素酸化物を主成分とする下地膜と、フルオロアルキル基を含有する撥水性被膜とを含む超撥水基体も報告されている(特許文献4参照)。特許文献4の手法によると、基体に下地膜を形成する際の雰囲気(温度、湿度)による制約を受け、超撥水性、透明性が損なわれるおそれが指摘されている。   In addition, a super water-repellent substrate including a substrate, a base film mainly composed of silicon oxide, and a water-repellent coating film containing a fluoroalkyl group has been reported as a technique that omits baking and heating (Patent Document). 4). According to the technique of Patent Document 4, it has been pointed out that there is a possibility of super water repellency and transparency being impaired due to restrictions due to the atmosphere (temperature, humidity) when forming a base film on a substrate.

以上の知見を踏まえ、発明者は、ガラス材料の表面に微細な凹凸を強固に形成し、簡便な製法からなる撥水性ガラス材料及びその製法を提唱するに至った。
特開平9−202650号公報 特開平10−259037号公報 特開2005−81292号公報 国際公開 WO03/039856
Based on the above knowledge, the inventor has strongly formed fine irregularities on the surface of the glass material, and has proposed a water-repellent glass material comprising a simple production method and a production method thereof.
JP-A-9-202650 Japanese Patent Laid-Open No. 10-259037 JP 2005-81292 A International publication WO03 / 039856

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、ガラス材料の表面に形成された微細な凹凸を強固に固定して撥水性能を高めると共に、比較的簡易に製造することができる撥水性ガラス材料の製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above, the fine irregularities formed on the surface of the glass material is firmly fixed to increase the water repellency, water repellency glass can be produced relatively easily A method for manufacturing a material is provided.

請求項の発明は、オルガノシランを含有するシランカップリング剤をガラス材料表面に塗着するシランカップリング剤塗着工程と、前記シランカップリング剤を塗着したガラス材料を乾燥するシランカップリング剤乾燥工程と、前記シランカップリング剤が塗着されたガラス材料表面に改質物質を含む燃料ガスの火炎を吹き付けてガラス材料表面に前記改質物質を分散させる表面改質工程と、前記改質物質が分散されたガラス材料表面にフッ素樹脂ポリマーを含有する撥水剤を塗着する撥水剤塗着工程と、前記ガラス材料表面に塗着した撥水剤を乾燥する撥水剤乾燥工程とを含むことを特徴とする撥水性ガラス材料の製造方法に係る。 The invention according to claim 1 is a silane coupling agent coating step for coating a glass material surface with a silane coupling agent containing an organosilane, and a silane coupling for drying the glass material coated with the silane coupling agent. An agent drying step, a surface modification step in which a flame of a fuel gas containing a modifying substance is sprayed on the glass material surface coated with the silane coupling agent to disperse the modifying substance on the glass material surface, and the modification A water repellent coating step for coating a water repellent containing a fluororesin polymer on the surface of a glass material in which a porous material is dispersed, and a water repellent drying step for drying the water repellent applied on the surface of the glass material And a method for producing a water-repellent glass material.

請求項の発明は、前記オルガノシランが、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランのいずれか一以上より選択される請求項に記載の撥水性ガラス材料の製造方法に係る。 The invention of claim 2, wherein the organosilane is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyl trimethoxy silane, according to claim 1 which is selected from any one or more vinyl trimethoxysilane The present invention relates to a method for producing a water-repellent glass material.

請求項の発明は、前記改質物質がアルキルシラン化合物あるいはアルコキシシラン化合物のいずれか一方または両方である請求項又はに記載の撥水性ガラス材料の製造方法に係る。 The invention of claim 3 relates to the method for producing a water-repellent glass material according to claim 1 or 2 , wherein the modifying substance is either one or both of an alkylsilane compound and an alkoxysilane compound.

請求項の発明は、前記改質物質を含む燃料ガスの火炎の吹き付け時間が5秒以内である請求項ないしのいずれか1項に記載の撥水性ガラス材料の製造方法に係る。 Invention of Claim 4 concerns on the manufacturing method of the water-repellent glass material of any one of Claim 1 thru | or 3 whose spraying time of the flame of the fuel gas containing the said modifying material is less than 5 second.

請求項の発明は、前記フッ素樹脂ポリマーを含有する撥水剤の溶媒がハイドロフルオロエーテルである請求項ないしのいずれか1項に記載の撥水性ガラス材料の製造方法に係る。 Invention of Claim 5 concerns on the manufacturing method of the water-repellent glass material of any one of Claim 1 thru | or 4 whose solvent of the water repellent containing the said fluororesin polymer is hydrofluoroether.

請求項の発明に係る撥水性ガラス材料の製造方法によると、オルガノシランを含有するシランカップリング剤をガラス材料表面に塗着するシランカップリング剤塗着工程と、前記シランカップリング剤を塗着したガラス材料を乾燥するシランカップリング剤乾燥工程と、前記シランカップリング剤が塗着されたガラス材料表面に改質物質を含む燃料ガスの火炎を吹き付けてガラス材料表面に前記改質物質を分散させる表面改質工程と、前記改質物質が分散されたガラス材料表面にフッ素樹脂ポリマーを含有する撥水剤を塗着する撥水剤塗着工程と、前記ガラス材料表面に塗着した撥水剤を乾燥する撥水剤乾燥工程とを含むため、比較的簡易により、ガラス材料の表面に微細な凹凸を形成して撥水性能を発揮させることができる。また、製造時の温度、湿度等の雰囲気による影響を受けにくく、製造条件の管理は容易となる。 According to the method for producing a water-repellent glass material according to the first aspect of the present invention, a silane coupling agent coating step of coating an organosilane-containing silane coupling agent on the surface of the glass material, and applying the silane coupling agent A silane coupling agent drying step for drying the applied glass material, and a flame of a fuel gas containing the modifying substance is sprayed on the surface of the glass material coated with the silane coupling agent, so that the modifying substance is applied to the glass material surface. A surface modifying step for dispersing, a water repellent applying step for applying a water repellent containing a fluororesin polymer on the surface of the glass material in which the modifying substance is dispersed, and a repellent applied on the surface of the glass material. Since it includes a water repellent drying step for drying the liquid agent, it is possible to form water and water repellent performance by forming fine irregularities on the surface of the glass material relatively easily. Moreover, it is difficult to be influenced by the atmosphere such as temperature and humidity during manufacturing, and management of manufacturing conditions becomes easy.

請求項の発明に係る撥水性ガラス材料の製造方法によると、請求項に記載の発明において、前記オルガノシランが、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランのいずれか一以上より選択されるため、表面に分散される改質物質の固着を促進させ、ガラス材料の表面に形成された微細な凹凸の固定を強固とすることが推定できる。 According to the method for producing a water-repellent glass material according to the invention of claim 2, in the invention of claim 1 , the organosilane is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Since it is selected from one or more of vinyltrimethoxysilane, it can be estimated that the modification substance dispersed on the surface is promoted to be fixed and the fine irregularities formed on the surface of the glass material are firmly fixed. .

請求項の発明に係る撥水性ガラス材料の製造方法によると、請求項又はに記載の発明において、前記改質物質がアルキルシラン化合物あるいはアルコキシシラン化合物のいずれか一方または両方であるため、溶融性や燃料ガスとの混合は良好となる。 According to the method for producing a water-repellent glass material according to the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2 , the modifying substance is either one or both of an alkylsilane compound and an alkoxysilane compound. Good meltability and mixing with fuel gas.

請求項の発明に係る撥水性ガラス材料の製造方法によると、請求項ないしのいずれか1項に記載の発明において、前記改質物質を含む燃料ガスの火炎の吹き付け時間が5秒以内であるため、ガラス材料表面の平均粗さに基づく撥水性能と透光性とを両立させることができる。 According to the method for producing a water-repellent glass material according to the invention of claim 4, in the invention of any one of claims 1 to 3 , the spraying time of the flame of the fuel gas containing the reforming substance is within 5 seconds Therefore, it is possible to achieve both water repellency based on the average roughness of the glass material surface and translucency.

請求項の発明に係る撥水性ガラス材料の製造方法によると、請求項ないしのいずれか1項に記載の発明において、前記フッ素樹脂ポリマーを含有する撥水剤の溶媒がハイドロフルオロエーテルであるため、撥水剤内に含まれるフッ素樹脂ポリマーとの相溶性が良好であり、塗工性が良い。 According to the method for producing a water-repellent glass material according to the invention of claim 5, in the invention according to any one of claims 1 to 4 , the solvent of the water-repellent agent containing the fluororesin polymer is hydrofluoroether. Therefore, the compatibility with the fluororesin polymer contained in the water repellent is good, and the coatability is good.

以下添付の図面に従って本発明を説明する。
図1は本発明の一実施例に係る撥水性ガラス材料の製造方法の概略工程図、図2はガラス材料表面の接触角を示す概念図、図3は表面改質装置の模式図である。
The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic process diagram of a method for producing a water-repellent glass material according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram showing a contact angle on the surface of a glass material, and FIG. 3 is a schematic diagram of a surface modifying apparatus.

水性ガラス材料の物性はガラス材料を無色透明の平滑なガラス板として、その厚さが1.2mmであるとき、波長350nm付近の光の透過率は75%以上を満たし、かつ波長360〜700nmの透過率は80%以上を満たす。同時に、図2に示すように、撥水性ガラス材料10にあっては、蒸留水の水滴20の接触角θは125°以上となるような撥水性の表面11を有する。さらに、後述の実施例からも明らかなとおり、接触角θが150°以上の超撥水性を示すこともある。すなわち、この場合の撥水性ガラス材料とは、良好な透光性と撥水性能を備える。 The physical properties of the water- repellent glass material are such that when the glass material is a colorless transparent smooth glass plate and the thickness thereof is 1.2 mm, the light transmittance near a wavelength of 350 nm satisfies 75% or more, and the wavelength of 360 to 360 The transmittance at 700 nm satisfies 80% or more. At the same time, as shown in FIG. 2, the water-repellent glass material 10 has a water-repellent surface 11 such that the contact angle θ of the water droplet 20 of distilled water is 125 ° or more. Furthermore, as will be apparent from examples described later, the super water repellency may be exhibited with a contact angle θ of 150 ° or more. That is, the water-repellent glass material in this case has good translucency and water-repellent performance.

ここで、撥水性能が付与されるガラス材料とは、広汎に用いられるソーダライムガラスに加えて、鉛ガラス(クリスタルガラス)、硼珪酸ガラス、石英ガラス等のガラス材料が該当する。むろん、前記のとおり透過率を考慮するとガラス材料は無色透明であることが最良である。ただし、透過率を厳密に求めなければ、有色透明なガラス材料、あるいは不透明なガラス材料も使用することもでき、これらに撥水性の付与が可能である。   Here, the glass material to which water repellency is imparted corresponds to glass materials such as lead glass (crystal glass), borosilicate glass, and quartz glass in addition to soda lime glass that is widely used. Of course, considering the transmittance as described above, the glass material is best colorless and transparent. However, if the transmittance is not strictly determined, a colored transparent glass material or an opaque glass material can also be used, and water repellency can be imparted thereto.

撥水性能の評価には種々の手法が用いられている。実施例では比較的広汎に用いられ、評価が容易な液滴法が採用される。つまり、蒸留水の水滴をガラス材料表面に転写(滴下)して撮像し、その画像より接触角を計測した(後記図4参照)。   Various methods are used for evaluating the water repellency. In the embodiment, a droplet method that is relatively widely used and easy to evaluate is adopted. That is, a drop of distilled water was transferred (dropped) onto the surface of the glass material and imaged, and the contact angle was measured from the image (see FIG. 4 described later).

上記の撥水性能の要因としては背景技術にて述べたとおり、ガラス材料表面の微細な凹凸がある。そこで後述する実施例からも明らかなように、ガラス材料表面の算術平均粗さ(Ra)は15nm〜90nmを満たすこととされる。前記の算術平均粗さとは、表面の凹凸の指標である。この測定には主に走査プローブ顕微鏡、原子間力顕微鏡(AFM)等が用いられる。 As described above in the background art, there are fine irregularities on the surface of the glass material as a factor of the water repellency. Therefore , as will be apparent from Examples described later, the arithmetic average roughness (Ra) of the glass material surface satisfies 15 nm to 90 nm. The arithmetic average roughness is an index of surface irregularities. For this measurement, a scanning probe microscope, an atomic force microscope (AFM) or the like is mainly used.

上記の物性を備える撥水性ガラス材料について、その撥水性能を発揮させるための製造方法は図1に示し請求項の発明として規定するように、シランカップリング剤塗着工程(S1)、シランカップリング剤乾燥工程(S2)、表面改質工程(S3)、撥水剤塗着工程(S4)、撥水剤乾燥工程(S5)の各工程が含まれていることによる。撥水性能が付与されるガラス材料は、前出のとおり、透過率を考慮してソーダライムガラス、鉛ガラス(クリスタルガラス)、硼珪酸ガラス、石英ガラス等が好ましく用いられる。ただし、撥水性の付与のみを目的とする場合には、有色透明なガラス材料、不透明なガラス材料も使用することもできる。 As for the water-repellent glass material having the above physical properties, the production method for exerting the water-repellent performance is shown in FIG. 1 and, as defined in the invention of claim 1 , a silane coupling agent coating step (S1), silane This is because the coupling agent drying step (S2), the surface modification step (S3), the water repellent coating step (S4), and the water repellent drying step (S5) are included. As described above, soda lime glass, lead glass (crystal glass), borosilicate glass, quartz glass and the like are preferably used as the glass material to which water repellency is imparted in consideration of the transmittance. However, for the purpose of providing only water repellency, a colored transparent glass material and an opaque glass material can also be used.

シランカップリング剤塗着工程(S1)においては、予めガラス材料表面の洗浄が行われ、表面の清浄さが保たれているうちに、ガラス材料の表面にオルガノシランを含有するシランカップリング剤が塗着される。オルガノシランとして、請求項の発明に規定するように、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(化1の構造(I)参照)、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(化2の構造(II)参照)、ビニルトリメトキシシラン(化3の構造(III)参照)のいずれか一以上より選択される。これらのオルガノシランは主にアルコール等の溶媒に希釈され、濃度0.5〜5%程度に調製される。 In the silane coupling agent coating step (S1), the surface of the glass material is washed in advance and the surface of the glass material is kept clean. Painted. As defined in the invention of claim 2 , as the organosilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (see the structure (I) of Chemical Formula 1), 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (the structure of Chemical Formula 2 (II)) )) And vinyltrimethoxysilane (see Structure (III) of Chemical Formula 3). These organosilanes are mainly diluted with a solvent such as alcohol and prepared to a concentration of about 0.5 to 5%.

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シランカップリング剤の塗着方法としては、ガラス材料をアルコールに希釈されたオルガノシラン液に浸す方法や、ガラス材料にスプレー塗布する方法があり、適宜である。なお、前記のオルガノシラン以外にも各種オルガノシランは好適に用いられることは言うまでもない。また、各オルガノシランは実施例では単独種としての使用であるが、複数種を混合して用いることも可能である。   As a method for applying the silane coupling agent, there are a method in which the glass material is immersed in an organosilane solution diluted with alcohol, and a method in which the glass material is spray-coated, which are appropriate. Needless to say, various organosilanes other than the above-mentioned organosilanes are preferably used. In addition, each organosilane is used as a single species in the examples, but it is also possible to use a mixture of a plurality of species.

シランカップリング剤乾燥工程(S2)においては、ガラス材料表面のシランカップリング剤の乾燥が行われる。同工程では、100℃前後で約30分程かけて公知の乾燥機により乾燥される。あるいは、静置して自然乾燥としてもよい。   In the silane coupling agent drying step (S2), the silane coupling agent on the surface of the glass material is dried. In this step, the film is dried by a known dryer at about 100 ° C. for about 30 minutes. Alternatively, it may be left still and air dried.

表面改質工程(S3)では、燃焼化学気相蒸着(CCVD)の一種であり、シランカップリング剤が塗着されたガラス材料表面に改質物質を含む燃焼ガスの火炎が吹き付けられる。結果、ガラス材料の表面に改質物質が分散して付着される。前記S3の工程の処理例として、特許第3557194号に開示されている固体物質の表面改質方法のイトロ処理(イトロ(登録商標))が好例である。   The surface modification step (S3) is a kind of combustion chemical vapor deposition (CCVD), and a flame of combustion gas containing a modifying substance is sprayed on the surface of a glass material coated with a silane coupling agent. As a result, the modifying substance is dispersed and attached to the surface of the glass material. A good example of the process of the step S3 is the itro process (Itro (registered trademark)) of the surface modification method for solid substances disclosed in Japanese Patent No. 3557194.

図3は表面改質装置100の概要を簡略に示した図である。表面改質装置100には、空気・プロパン等の燃料ガスを供給する供給部101と、溶融改質物質115を貯留する貯留部110(タンク)と、バーナー103(噴出部)が備えられ、配管102により接続されている。符号104は供給部と貯留部との混合部である。111は貯留部内の溶融改質物質を加熱する加熱部である。空気・可燃ガスと溶融改質物質は混ざり合って、バーナー103から火炎Fとして噴出される。そこで、処理前のガラス材料150の表面151に火炎Fは接触し、同時に火炎F内の改質物質は酸化されながら飛散して表面151に付着される。符号152は付着後の表面である。   FIG. 3 is a diagram schematically showing the surface modification apparatus 100. The surface reforming apparatus 100 includes a supply unit 101 that supplies a fuel gas such as air or propane, a storage unit 110 (tank) that stores a melt reforming substance 115, and a burner 103 (a jetting unit). 102 is connected. Reference numeral 104 denotes a mixing unit of the supply unit and the storage unit. Reference numeral 111 denotes a heating unit that heats the melt-modified material in the storage unit. The air / combustible gas and the melt-modifying substance are mixed and ejected from the burner 103 as a flame F. Therefore, the flame F comes into contact with the surface 151 of the glass material 150 before the treatment, and at the same time, the modifying substance in the flame F is scattered while being oxidized and attached to the surface 151. Reference numeral 152 denotes a surface after adhesion.

S3の表面改質工程に用いられる改質物質としては、請求項の発明として規定するように、アルキルシラン化合物あるいはアルコキシシラン化合物のいずれか一方または両方が用いられる。これらは加熱部による加熱(加温)を受けて溶融され、供給部から供給される空気・プロパン等の燃料ガスと好適な濃度比率となるように混合部で混合される。アルキルシラン化合物の例としては、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、1,2−ジクロロテトラメチルシラン、1,2,3−トリクロロテトラメチルシラン等が挙げられる。アルコキシシラン化合物の例としてはテトラメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等が挙げられる。改質物質としてはその沸点が100℃未満のアルキルシラン化合物、アルコキシシラン化合物であることが溶融性や燃料ガスとの混合の点から好ましいとされる。なお、改質物質としてはこれら以外にもアルキルチタン化合物、アルキルチタン化合物が含まれることもある。 As the modifying substance used in the surface modification step of S3, as defined in the invention of claim 3 , one or both of an alkylsilane compound and an alkoxysilane compound are used. These are melted by being heated (heated) by the heating unit, and mixed with the fuel gas such as air or propane supplied from the supply unit at a suitable concentration ratio. Examples of the alkylsilane compound include tetramethylsilane, tetraethylsilane, 1,2-dichlorotetramethylsilane, 1,2,3-trichlorotetramethylsilane, and the like. Examples of the alkoxysilane compound include tetramethoxysilane and dimethyldiethoxysilane. The modifying substance is preferably an alkylsilane compound or an alkoxysilane compound having a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of meltability and mixing with fuel gas. In addition to the above, the modifying substance may include an alkyl titanium compound and an alkyl titanium compound.

アルキルシラン化合物、アルコキシシラン化合物等のSiを含む改質物質は、必ずしもそのままの状態でガラス材料表面に分散されるわけではなく、燃料ガスの燃焼等による酸化反応の影響から、Siが酸化されて主にSiO2を成分とする微粒子として表面に分散していると考えられている。併せて、本発明の製造方法に特徴づけられるように、前出のシランカップリング剤は、表面に分散される改質物質の足場(アンカー)として作用していると推定される。そのため、主にSiO2を成分とする微粒子はガラス材料表面に強固に固着することが想定され、後述する実施例からも明らかなとおり摩擦耐性が確認される。なお、ガラス材料表面に分散されている形態は種々想定されるため、いちおう、ガラス材料の表面に改質物質が分散して付着されるとした。 Modified substances containing Si such as alkylsilane compounds and alkoxysilane compounds are not necessarily dispersed on the surface of the glass material as they are, but Si is oxidized due to the oxidation reaction caused by the combustion of fuel gas, etc. It is considered that the fine particles mainly containing SiO 2 are dispersed on the surface. In addition, as characterized in the production method of the present invention, the above-mentioned silane coupling agent is presumed to act as a scaffold (anchor) for the modifying substance dispersed on the surface. Therefore, it is assumed that fine particles mainly composed of SiO 2 are firmly fixed on the surface of the glass material, and the friction resistance is confirmed as is apparent from the examples described later. Since various forms dispersed on the surface of the glass material are assumed, it is assumed that the modifying substance is dispersed and attached to the surface of the glass material.

図3から理解されるとおり、改質物質を含む燃料ガスの火炎がガラス材料の表面に吹き付けらる。このような場合、吹き付け時間の多少によりガラス材料表面に分散、付着する改質物質量(SiO2等の量)に差が生じる。当然ながら、火炎の吹き付け時間が増加するほどガラス材料表面の平均粗さは増大する(粗くなる)。しかし、極端に火炎の吹き付け時間を増加させるとガラス材料表面の散乱光による白濁が生じ、ガラス材料としての透過率が低下する。従って、透光性が所望される用途においては、ガラス材料表面の平均粗さに基づく撥水性能と透光性との両立が勘案される。以上をふまえ、請求項の発明として規定し、また後述する実施例からも明らかなように、火炎の吹き付け時間は5秒以内であることが望ましい。 As will be appreciated from FIG. 3, Ru flame fuel gas containing a reforming material is found blown to the surface of the glass material. In such a case, a difference occurs in the amount of modifying substance (amount of SiO 2 or the like) dispersed and adhered to the glass material surface depending on the spraying time. Of course, the average roughness of the glass material surface increases (roughens) as the flame spraying time increases. However, if the flame spraying time is extremely increased, white turbidity occurs due to the scattered light on the surface of the glass material, and the transmittance as the glass material decreases. Therefore, in applications where translucency is desired, consideration is given to both water repellency and translucency based on the average roughness of the glass material surface. Based on the above, the invention is defined as the invention of claim 4 and , as is clear from the examples described later, it is desirable that the flame spraying time be within 5 seconds.

撥水剤塗着工程(S4)においては、上記のとおり改質物質が分散されたガラス材料表面にフッ素樹脂ポリマーを含有する撥水剤が塗着される。この撥水剤の溶媒は請求項の発明に規定するように、ハイドロフルオロエーテルが用いられる。ハイドロフルオロエーテルの好適例として、C49OCH3、C49OC25、CF3CH2OCF2CHF2等が挙げられる。撥水剤の塗着方法としては、前記S1のシランカップリング剤の場合と同様にガラス材料を撥水剤に浸す方法やスプレー塗布する方法、さらには刷毛塗り等があり適宜である。このように、ハイドロフルオロエーテルが溶媒であるため、撥水剤内に含まれるフッ素樹脂ポリマーとの相溶性が良好であり、塗工性が良い。また、各ハイドロフルオロエーテルは単独種としての使用あるいは複数種を混合して用いることも可能である。 In the water repellent coating step (S4), a water repellent containing a fluororesin polymer is coated on the surface of the glass material in which the modifying substance is dispersed as described above. As the water repellent solvent, hydrofluoroether is used as defined in the invention of claim 5 . Preferable examples of the hydrofluoroether include C 4 F 9 OCH 3 , C 4 H 9 OC 2 H 5 , CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 and the like. As a method for applying the water repellent, there are a method of immersing a glass material in a water repellent, a method of spray coating, and brush coating as in the case of the silane coupling agent of S1, which are appropriate. Thus, since hydrofluoroether is a solvent, compatibility with the fluororesin polymer contained in the water repellent is good, and coating properties are good. In addition, each hydrofluoroether can be used as a single species or a mixture of a plurality of species.

撥水剤乾燥工程(S5)においては、ガラス材料表面の撥水剤の乾燥が行われる。同工程では、100〜150℃前後で約30分程かけて公知の乾燥機により乾燥される。または、静置して自然乾燥としてもよい。   In the water repellent drying step (S5), the water repellent on the surface of the glass material is dried. In this step, the film is dried by a known dryer at about 100 to 150 ° C. for about 30 minutes. Alternatively, it may be left still and air dried.

以上のとおり撥水性ガラス材料の製造方法により製造される撥水性ガラス材料は、その良好は撥水作用により、ガラス材料表面に水滴の滞留は抑制される。従って、直に大気と接触する場所に設置、施工される場合に好適である。また、当該製造方法では数百℃に及ぶ加熱等は行われず、表面改質工程の処理として比較的簡便な装置により行われる。そのため、製造に際し焼成炉等の設備負担は旧来よりも軽減される。さらに、前述の製造方法から理解されるように、乾燥工程、表面改質工程が含められることから、製造時の温度、湿度等の雰囲気が製品性能に与える影響はほとんどないと考えられ、製造条件の管理は容易である。   As described above, the water-repellent glass material produced by the method for producing a water-repellent glass material is excellent in water repellency, and water droplets are prevented from staying on the glass material surface. Therefore, it is suitable when it is installed and constructed in a place that directly contacts the atmosphere. Further, in the manufacturing method, heating up to several hundred degrees C. is not performed, and the surface modification process is performed by a relatively simple apparatus. For this reason, the burden on facilities such as a firing furnace is reduced during production. Furthermore, as understood from the manufacturing method described above, since the drying process and the surface modification process are included, it is considered that the atmosphere such as temperature and humidity during the manufacturing has little influence on the product performance, and the manufacturing conditions Management is easy.

[ガラス材料]
撥水性を付与するガラス材料として、ソーダライムガラスよりなるスライドガラス(松浪硝子株式会社製:S−1225、サイズ−縦26mm×横65mm×厚さ1.2mm)を用いた。処理に先立ち、スライドガラスの表面をエタノールで洗浄し、紙製タオル(株式会社クレシア製:キムワイプ)により速やかにふき取った。
[Glass material]
As a glass material imparting water repellency, a glass slide made of soda lime glass (Matsunami Glass Co., Ltd .: S-1225, size—length 26 mm × width 65 mm × thickness 1.2 mm) was used. Prior to the treatment, the surface of the slide glass was washed with ethanol and quickly wiped off with a paper towel (Crecia Co., Ltd .: Kimwipe).

[シランカップリング剤の調製及び塗着・乾燥]
メタノールに、酢酸をその重量の1%加え、このメタノール液にオルガノシランをその重量の概ね1.0〜2.0%ほど加えて混合し、オルガノシランを希釈したシランカップリング剤を調製した。
[Preparation, coating and drying of silane coupling agent]
Acetic acid was added to methanol at 1% of its weight, and about 1.0 to 2.0% of its weight was added to the methanol solution and mixed to prepare a silane coupling agent diluted with organosilane.

そこで、オルガノシランが前出の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(構造(I)参照)であるシランカップリング剤をA剤とした。同様に、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(構造(II)参照)であるシランカップリング剤をB剤とし、ビニルトリメトキシシラン(構造(III)参照)であるシランカップリング剤をC剤とした。ちなみに、A剤からなる撥水性ガラス材料を「試作例A」、B剤からなる撥水性ガラス材料を「試作例B」、C剤からなる撥水性ガラス材料を「試作例C」とした。   Therefore, a silane coupling agent whose organosilane is 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (see structure (I)) is used as the A agent. Similarly, a silane coupling agent that is 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (see structure (II)) is used as B agent, and a silane coupling agent that is vinyltrimethoxysilane (see structure (III)) is used as C agent. did. Incidentally, the water repellent glass material composed of the A agent was designated as “Prototype Example A”, the water repellent glass material comprised of the B agent was designated as “Prototype Example B”, and the water repellent glass material comprised of the C agent was designated as “Prototype Example C”.

上記調製による3種類のシランカップリング剤(A剤,B剤,C剤)のそれぞれに対してガラス材料(スライドガラス)を漬け込み、速やかに取り出した。続いて、シランカップリング剤が塗着された各ガラス材料を乾燥機内に搬入し、100℃の熱風を30分間当てながら乾燥した。   A glass material (slide glass) was dipped into each of the three types of silane coupling agents (A agent, B agent, C agent) prepared as described above, and quickly taken out. Subsequently, each glass material coated with a silane coupling agent was carried into a dryer and dried while applying hot air at 100 ° C. for 30 minutes.

[ガラス材料の表面改質]
乾燥後、シランカップリング剤が塗着された各ガラス材料に対し、株式会社イシマット・ジャパン製の装置を用い表面改質を行った。改質物質をテトラメチルシラン及びテトラメトキシシランとして、これらを含む燃料ガスの火炎を吹き付けた。当該表面改質に当たり、ガラス材料(スライドガラス)に対する1回の火炎の吹きつけは、ほぼ1秒である。そこで、前記のシランカップリング剤(A剤,B剤,C剤)を用いたガラス材料のそれぞれに対して吹き付けを2回(2秒間)行い、試作例A2,B2,C2とした。同様に吹き付けを5回(5秒間)行い、試作例A5,B5,C5とした。実施例における装置の表面改質に当たりいずれの試作例に対しても、エア圧:0.018MPa、ガス圧:3.6KPa、DFM:.0.35L/minとした。
[Surface modification of glass materials]
After drying, each glass material coated with a silane coupling agent was subjected to surface modification using an apparatus manufactured by Ishimat Japan Co., Ltd. The reforming substances were tetramethylsilane and tetramethoxysilane, and a fuel gas flame containing them was sprayed. In the surface modification, a single flame is applied to the glass material (slide glass) for about 1 second. Therefore, spraying was performed twice (2 seconds) on each of the glass materials using the silane coupling agent (A agent, B agent, C agent) to obtain prototype examples A2, B2, and C2. Similarly, spraying was performed 5 times (for 5 seconds) to obtain prototype examples A5, B5, and C5. The air pressure: 0.018 MPa, gas pressure: 3.6 KPa, DFM:. 0.35 L / min.

[撥水剤の塗着・乾燥]
撥水剤に住友スリーエム株式会社製:Novec EGC−1720(フッ素樹脂ポリマーを0.1重量%含み、溶媒はC49OCH3を主体とする。)を用い、上記の処理を経た試作例A2,B2,C2,A5,B5,C5のそれぞれを漬け込み、速やかに取り出した。続いて、撥水剤が塗着された各試作例を乾燥機内に搬入し、100〜150℃の熱風を30分間当てながら乾燥し、試作例A2,B2,C2,A5,B5,C5の撥水性ガラス材料を得た。
[Water repellent coating and drying]
A prototype manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd. as a water repellent: Novec EGC-1720 (containing 0.1% by weight of a fluororesin polymer, and the solvent is mainly composed of C 4 F 9 OCH 3 ) and subjected to the above treatment. Each of A2, B2, C2, A5, B5, and C5 was dipped and quickly taken out. Subsequently, each prototype example coated with a water repellent was carried into a dryer and dried while hot air of 100 to 150 ° C. was applied for 30 minutes, and the prototypes A2, B2, C2, A5, B5, C5 An aqueous glass material was obtained.

[比較例の作成]
比較例においては前記の表面改質を行うことなく、試作例と同様のガラス材料(スライドガラス(松浪硝子株式会社製:S−1225))を用い、シランカップリング剤の塗着等を行い、比較例H1ないしH8を作成した。各比較例とも乾燥条件は試作例と同様である。
[Create comparative example]
In the comparative example, without performing the surface modification described above, using the same glass material as the prototype example (slide glass (manufactured by Matsunami Glass Co., Ltd .: S-1225)), applying a silane coupling agent, etc. Comparative examples H1 to H8 were prepared. In each comparative example, the drying conditions are the same as in the prototype.

比較例H1は、シランカップリング剤(A剤)を塗着して乾燥後、n−へキサンに0.5重量%分散させたアエロジル(日本アエロジル株式会社製:R972)を塗布した。当該アエロジルの疎水性シリカ一次平均粒径は16nmである。比較例H2は、シランカップリング剤(C剤)を塗着して乾燥後、比較例H1と同様に調製したアエロジルを塗布した。   In Comparative Example H1, a silane coupling agent (agent A) was applied and dried, and then Aerosil (N972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: R972) dispersed in 0.5% by weight of n-hexane was applied. The primary average particle diameter of hydrophobic silica of the aerosil is 16 nm. In Comparative Example H2, after applying a silane coupling agent (C agent) and drying, Aerosil prepared in the same manner as in Comparative Example H1 was applied.

比較例H3はシランカップリング剤(A剤)を塗着して乾燥後、メタノールに日産化学工業株式会社製のオルガノシリカゾル:XBA−ST(粒子径10〜15nm、コロイダルシリカ固形分30%、分散媒キシレン/n−ブタノール)を1.0%添加して調製した液を塗着して乾燥した。比較例H4は前記の比較例H3よりシランカップリング剤をB剤に変更し、以降は比較例H3と同様とした。比較例H5は前記の比較例H3よりシランカップリング剤をC剤に変更し、以降は比較例H3と同様とした。   In Comparative Example H3, a silane coupling agent (agent A) was applied and dried, and then methanol-organosilica sol manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd .: XBA-ST (particle size 10-15 nm, colloidal silica solid content 30%, dispersed) A solution prepared by adding 1.0% (medium xylene / n-butanol) was applied and dried. In Comparative Example H4, the silane coupling agent was changed to the B agent from Comparative Example H3, and the subsequent procedure was the same as Comparative Example H3. In Comparative Example H5, the silane coupling agent was changed to C agent compared to Comparative Example H3, and the subsequent procedure was the same as Comparative Example H3.

比較例H6は、シランカップリング剤(A剤)を塗着して乾燥後、メタノールに日産化学工業株式会社製のオルガノシリカゾル:メタノールシリカゾル(粒子径10〜15nm、コロイダルシリカ固形分30%、分散媒メタノール)を1.0%添加して調製した液を塗着して乾燥した。比較例H7は前記の比較例H6よりシランカップリング剤をB剤に変更し、以降は比較例H6と同様とした。比較例H8は前記の比較例H6よりシランカップリング剤をC剤に変更し、以降は比較例H6と同様とした。   In Comparative Example H6, a silane coupling agent (agent A) was applied and dried, and then the organosilica sol manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd .: methanol silica sol (particle size 10 to 15 nm, colloidal silica solid content 30%, dispersed in methanol) A solution prepared by adding 1.0% methanol) was applied and dried. In Comparative Example H7, the silane coupling agent was changed to B agent from Comparative Example H6, and thereafter, the same procedure as in Comparative Example H6 was performed. In Comparative Example H8, the silane coupling agent was changed to C agent compared to Comparative Example H6, and thereafter, the same procedure as in Comparative Example H6 was performed.

[接触角の測定]
接触角の測定には協和界面科学株式会社製:自動接触計「CA−Z型」を用い、温度21.1℃、相対湿度60%RHの条件下で測定した。前記の自動接触計にフッ素樹脂コートメスシリンジを装着して蒸留水を4μLずつ滴下した。ただし、蒸留水を滴下して接触角を測定する際、いずれの撥水性もかなり高かったため、自動接触計のフッ素樹脂コートメスシリンジの先端にある水滴を強制的に各ガラス材料の表面に押しつけながら測定した。図4(a)の写真は先端にある水滴を切り離す直前である。図4(b)の写真は水滴を強制的にガラス材料の表面に転写した状態である。
[Measurement of contact angle]
The contact angle was measured by using an automatic contact meter “CA-Z type” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. under the conditions of a temperature of 21.1 ° C. and a relative humidity of 60% RH. A fluororesin-coated female syringe was attached to the automatic contact meter, and 4 μL of distilled water was added dropwise. However, when the contact angle was measured by dropping distilled water, the water repellency was quite high, so the water droplets at the tip of the fluororesin-coated female syringe of the automatic contact meter were forcibly pressed against the surface of each glass material. It was measured. The photograph in FIG. 4A is immediately before the water droplet at the tip is cut off. The photograph in FIG. 4B shows a state where water droplets are forcibly transferred to the surface of the glass material.

一つの試作例,比較例当たりガラス材料(スライドガラス)を5枚とし、1枚のガラス材料につき3点を測定した。従って、試作例A2については、5枚×3点として15回分の接触角を測定した。以下の表1に試作例A2,B2,C2,A5,B5,C5の各15回分の接触角(°)を測定して得た単純平均値、最大値、最小値、標準偏差を示す。また、表2に比較例H1ないしH8の15回分の接触角(°)を測定して得た単純平均値、最大値、最小値、標準偏差を示す。   Five glass materials (slide glass) were used for each prototype and comparative example, and three points were measured for each glass material. Therefore, for Prototype Example A2, the contact angle for 15 times was measured as 5 sheets × 3 points. Table 1 below shows simple average values, maximum values, minimum values, and standard deviations obtained by measuring contact angles (°) for each of 15 trial manufacture examples A2, B2, C2, A5, B5, and C5. Table 2 shows simple average values, maximum values, minimum values, and standard deviations obtained by measuring contact angles (°) for 15 times of Comparative Examples H1 to H8.

Figure 0004572150
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接触角の測定結果から明らかなように、試作例では全般に高い接触角となっている。試作例の平均値を見ると、150°付近が大半であり、ほぼ超撥水性能を獲得していると考えることができる。なお、最小値をるとばらつきがあるもののいずれの試作例とも接触角が120°以上であり、確実に撥水性を有している。これに対して、比較例の平均値から明らかなように撥水性の獲得は十分とは言えない。この結果から、ガラス材料表面の表面改質は撥水性能の向上に有効と言うことができる。 As is apparent from the contact angle measurement results, the prototypes generally have a high contact angle. Looking at the average value of the prototypes, the majority is around 150 °, and it can be considered that the super-water-repellent performance is almost obtained. Incidentally, although there are variations when Looking at minimum is not less 120 ° or more contact angle with any prototype example, it is certainly have a water repellency. On the other hand, as is clear from the average value of the comparative example, it cannot be said that water repellency is sufficient. From this result, it can be said that the surface modification of the glass material surface is effective in improving the water repellency.

[表面の観察]
発明者は上記の接触角の相違はガラス材料表面の表面粗さに起因すると確信した。そこで、発明者はガラス材料表面の形状を把握すべく、プローブ顕微鏡(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社:SPI−3700 SPA−300)を用いAFM(DFM)モード、スキャナー:20μmにより観察した。図5はAFMによるイメージ画像を示す。
[Observation of surface]
The inventor has convinced that the difference in the contact angle is caused by the surface roughness of the glass material surface. Then, in order to grasp | ascertain the shape of the glass material surface, the inventor observed by AFM (DFM) mode and the scanner: 20 micrometers using the probe microscope (SII nanotechnology Co., Ltd .: SPI-3700 SPA-300). FIG. 5 shows an image by AFM.

図5(a)は試作例及び比較例に用いた処理前のガラス材料の単体である。このRa=0.14nmである。図5(b)は試作例B2であり、Ra=17.4nmである。図5(c)は試作例B5であり、Ra=83.8nmである。Raとは算術平均粗さであり、JIS−B−0601の算定法を利用して算出した。各イメージ図において、測定エリアは、10μm×10μm、Z方向の目盛りの最高高さは1000nmである。   FIG. 5A shows a single glass material before treatment used in the prototype and the comparative example. This Ra = 0.14 nm. FIG. 5B is a prototype example B2, where Ra = 17.4 nm. FIG. 5C shows a prototype example B5, where Ra = 83.8 nm. Ra is the arithmetic mean roughness and was calculated using the calculation method of JIS-B-0601. In each image diagram, the measurement area is 10 μm × 10 μm, and the maximum height of the scale in the Z direction is 1000 nm.

図示から自明なとおり、ガラス材料の表面改質を伴うことにより、表面粗さの増大が確認できる。特に、図5(b)と(c)の比較より、表面粗さの増大は表面改質の回数に依存的である。   As is obvious from the figure, an increase in the surface roughness can be confirmed by accompanying the surface modification of the glass material. In particular, from the comparison between FIGS. 5B and 5C, the increase in the surface roughness depends on the number of surface modifications.

[透過率の測定]
プローブ顕微鏡により観察した前出の3種類の試料(処理前のガラス材料、試作例B2、試作例B5)について、透過率を測定した。測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社:V560)を用い、波長340nm以下には重水素放電管を光源とし、340〜900nmにはタングステンヨウ素ランプを光源として用いた。透過率の結果は図6のグラフである。図6中のブランクとは、処理前のガラス材料である。
[Measurement of transmittance]
The transmittance was measured for the above-mentioned three types of samples (glass material before processing, prototype B2 and prototype B5) observed with a probe microscope. An ultraviolet-visible spectrophotometer (JASCO Corporation: V560) was used for the measurement. A deuterium discharge tube was used as a light source for a wavelength of 340 nm or less, and a tungsten iodine lamp was used as a light source for 340 to 900 nm. The result of the transmittance is the graph of FIG. The blank in FIG. 6 is a glass material before processing.

当該グラフから理解されるように、いずれの試作例とも波長350nm付近の透過率は75%以上であり、かつ波長360〜700nmの透過率は80%以上を満たしている。試作例B2及び試作例B5との比較から、表面処理の回数(2回と5回)が増すほど透過率は低下し易くなる。すなわち、ガラス材料の表面改質に伴う表面粗さの増大により透過率は低下する。従って、良好な透過率の確保と撥水性能の獲得を比較考慮すると、表面処理の回数は5回以下(つまり、火炎の吹き付け時間は5秒以内)とすることが適切と言える。なお、グラフ中、試作例B2の透過率がブランク(処理前のガラス材料)を上回った要因としては、撥水剤の塗着による反射抑制効果が考えられる。   As understood from the graph, the transmittance in the vicinity of a wavelength of 350 nm is 75% or more and the transmittance at a wavelength of 360 to 700 nm satisfies 80% or more in any prototype. From comparison with the prototype example B2 and the prototype example B5, the transmittance tends to decrease as the number of surface treatments (2 times and 5 times) increases. That is, the transmittance decreases due to the increase in surface roughness accompanying the surface modification of the glass material. Accordingly, considering the securing of good transmittance and the acquisition of water repellency, it can be said that the number of surface treatments is 5 times or less (that is, the flame spraying time is within 5 seconds). In addition, the reflection suppression effect by application | coating of a water repellent can be considered as a factor in which the transmittance | permeability of prototype example B2 exceeded the blank (glass material before a process) in a graph.

[摩擦耐性の評価]
発明者は、ガラス材料表面に分散する改質物質の足場(アンカー)としてシランカップリング剤は作用していることを予側し、当該改質物質(主にSiO2を成分とする微粒子)の固着性について、ふき取りにより評価した。そこで、試作例B2の表面を紙製タオル(株式会社クレシア製:キムワイプ)により軽くふき取り、このふき取りの前後で試作例の撥水性ガラス材料表面をFESEM、すなわち電界放射型走査形電子顕微鏡(日本電子株式会社製:JSM6700F NT)により観察した。
[Evaluation of friction resistance]
The inventor predicts that the silane coupling agent acts as a scaffold (anchor) for the modifying substance dispersed on the surface of the glass material, and the modification substance (fine particles mainly composed of SiO 2 ). The sticking property was evaluated by wiping. Therefore, the surface of Prototype Example B2 is lightly wiped with a paper towel (Crecia Co., Ltd .: Kimwipe), and before and after this wiping, the surface of the water-repellent glass material of the Prototype Example is FESEM, that is, a field emission scanning electron microscope (JEOL). Observed by JSM6700F NT).

観察結果は図7のとおりである。いずれも加速電圧:3.0kv、画像:SEI(二次電子像)である。図7(a)は倍率50000倍のふき取り前の写真、図7(b)は(a)の倍率を100000倍とした写真である。図7(c)は(a)のふき取り後の倍率50000倍の写真、図7(d)は(c)の倍率を100000倍とした写真である。   The observation results are as shown in FIG. In either case, the acceleration voltage is 3.0 kv and the image is SEI (secondary electron image). FIG. 7A is a photograph before wiping at a magnification of 50000 times, and FIG. 7B is a photograph at a magnification of 100000 times in FIG. FIG. 7C is a photograph at a magnification of 50000 times after wiping of FIG. 7A, and FIG. 7D is a photograph at a magnification of 100000 times in FIG.

ふき取りの前後の写真から明らかように、ガラス材料表面に分散する改質物質の減少は見られるものの、依然として残存している。従って、シランカップリング剤の存在及び表面改質処理(オルガノシランを含む火炎の吹き付け)により、撥水性ガラス材料表面の摩擦耐性が確認された。そこで、発明者は、現実の使用において撥水性ガラス材料表面の撥水機能の持続を予想する。   As can be seen from the photographs before and after the wiping, a reduction in the modifying substance dispersed on the surface of the glass material is observed, but it still remains. Therefore, the friction resistance of the surface of the water-repellent glass material was confirmed by the presence of the silane coupling agent and the surface modification treatment (blowing of flame containing organosilane). Accordingly, the inventor expects the water repellent function of the surface of the water repellent glass material to be maintained in actual use.

本発明の一実施例に係る撥水性ガラス材料の製造方法の概略工程図である。It is a schematic process drawing of the manufacturing method of the water-repellent glass material which concerns on one Example of this invention. ガラス材料表面の接触角を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the contact angle of the glass material surface. 表面改質装置の模式図である。It is a schematic diagram of a surface modification apparatus. ガラス材料表面の接触角の測定状況を示す写真である。It is a photograph which shows the measurement condition of the contact angle of the glass material surface. 撥水性ガラス材料のAFMによるイメージ画像である。It is an image image by AFM of a water-repellent glass material. 透過率の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the transmittance | permeability. 撥水性ガラス材料のふき取りの前後のFESEMによる写真である。It is a photograph by FESEM before and after wiping off a water-repellent glass material.

10 撥水性ガラス材料
11 表面
20 水滴
100 表面改質装置
103 バーナー
110 貯留部
150 処理前のガラス材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Water-repellent glass material 11 Surface 20 Water drop 100 Surface modification apparatus 103 Burner 110 Storage part 150 Glass material before a process

Claims (5)

オルガノシランを含有するシランカップリング剤をガラス材料表面に塗着するシランカップリング剤塗着工程と、
前記シランカップリング剤を塗着したガラス材料を乾燥するシランカップリング剤乾燥工程と、
前記シランカップリング剤が塗着されたガラス材料表面に改質物質を含む燃料ガスの火炎を吹き付けてガラス材料表面に前記改質物質を分散させる表面改質工程と、
前記改質物質が分散されたガラス材料表面にフッ素樹脂ポリマーを含有する撥水剤を塗着する撥水剤塗着工程と、
前記ガラス材料表面に塗着した撥水剤を乾燥する撥水剤乾燥工程と
を含むことを特徴とする撥水性ガラス材料の製造方法。
A silane coupling agent application step of applying an organosilane-containing silane coupling agent to the glass material surface;
A silane coupling agent drying step of drying the glass material coated with the silane coupling agent;
A surface modification step of dispersing the reforming substance on the glass material surface by spraying a flame of a fuel gas containing the reforming substance on the glass material surface coated with the silane coupling agent;
A water repellent coating step of coating a water repellent containing a fluororesin polymer on the surface of the glass material in which the modifying substance is dispersed;
And a water repellent drying step for drying the water repellent applied to the surface of the glass material.
前記オルガノシランが、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランのいずれか一以上より選択される請求項に記載の撥水性ガラス材料の製造方法。 The method for producing a water-repellent glass material according to claim 1 , wherein the organosilane is selected from one or more of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane. . 前記改質物質がアルキルシラン化合物あるいはアルコキシシラン化合物のいずれか一方または両方である請求項又はに記載の撥水性ガラス材料の製造方法。 The method for producing a water-repellent glass material according to claim 1 or 2 , wherein the modifying substance is one or both of an alkylsilane compound and an alkoxysilane compound. 前記改質物質を含む燃料ガスの火炎の吹き付け時間が5秒以内である請求項ないしのいずれか1項に記載の撥水性ガラス材料の製造方法。 The method for producing a water-repellent glass material according to any one of claims 1 to 3 , wherein a spray time of the flame of the fuel gas containing the modifying substance is within 5 seconds. 前記フッ素樹脂ポリマーを含有する撥水剤の溶媒がハイドロフルオロエーテルである請求項1ないしのいずれか1項に記載の撥水性ガラス材料の製造方法。 The method for producing a water-repellent glass material according to any one of claims 1 to 4 , wherein a solvent of the water-repellent agent containing the fluororesin polymer is hydrofluoroether.
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