JPH0274541A - 防氷表面を有するガラス板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は防氷ガラス板に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕輸送車
両又は建築物のために用いられるガラス板は、温度が低
い場合霜に覆われる傾向がある。

この被覆をなくすことは困難である。例えば、道路車両
の場合には、運転室の加熱装置、すなわちガラス板に合
体された抵抗電気加熱装置、より詳しくは自動車の後部
窓のそれのスイッチを入れることが必要である。ところ
が、これらの手段による氷結防止は常に長時間を要する
。

従って、本発明は、生じた氷結を速やかになくすのを可
能にする防氷コーティングを備えたガラス板に関する。

本発明はまた、ガラス支持体に十分に付着するそのよう
なコーティングを形成するための方法にも関する。

〔課題を解決するための手段及び作用効果〕本発明によ
るガラス板は、疎水性のコーティングであって、無極性
の炭化水素溶媒と、夕景の、塩素含有溶媒又は複数の塩
素含有溶媒の混合物とを一緒にした無極性溶媒系中の少
なくとも１種の置換された又は不置換の脂肪族の長い炭
化水素鎖オルガノシランの組成物から形成される防氷コ
ーティングを含んでなる。

防氷コーティングをガラス支持体へ付着させるための本
発明による方法は、（１）ガラス表面を清浄にして有機
及び無機の汚染物質をなくすこと、（２）清浄にした表
面を水化（ｈｙｄｒａｔｅ）すること、（３）このガラ
ス支持体を先に説明したオルガノシラン組成物に浸漬し
、後者を周囲温度の乾燥雰囲気下に維持し、浸漬を行う
のと同時に超音波発生器により得られる撹拌を行うこと
、そして、（４）得られたコーティングを芳香族又は極
性溶媒ですすぎ洗いすること、からなる。

ここに言う「水化」とは、ヒドロキシ基あるいは水をガ
ラス表面に付着あるいは吸着させることを意味する。

防氷コーティングを形成するための有用な組成物は、少
なくとも１１個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素鎖を
好ましくは有するオルガノシランを含んでなる。本発明
で用いられる好ましいオルガノシランは、クロロシラン
類、特にトリクロロシラン類である。適当なオルガノシ
ランは、例えば１０−ウンデセニルトリクロロシラン、
１３−テトラデセニルトリクロロシラン、１４−ペンタ
デセニルトリクロロシラン、１５−ヘキサデセニルトリ
クロロシラン、ｎ−ヘキサデシルトリクロロシラン及び
ｎ−オクタデシルトリクロロシランである。この組成物
においては、オルガノシラン化合物は２×１０−’〜５
　Ｘｌ０−２Ｍの濃度で使用される。

無極性溶媒系は、アルカン類例えばｎ−ヘキサデカンや
イソオクタンのような通常の炭化水素溶媒を含んでなる
。無極性溶媒は極性溶媒と組み合わされ、そしてそれは
この時には少量で用いられ、例えば、塩素含有溶媒、例
を挙げればジクロロメタン、トリクロロメタン、トリク
ロロエタン、トリクロロエチレン、トリクロロトリフル
オロエタン及び四塩化炭素のようなものが、単独で又は
混合した形で用いられる。溶媒系は、一般に少なくとも
８０容量％の無極性溶媒を含んでなる。塩素含有溶媒を
用いる場合には、それらは溶媒系の２０％以下に相当す
る。複数の塩素含有溶媒の混合物を無極性溶媒と共に使
用する場合には、それらの塩素含有溶媒は可変的な割合
でよい。例えば、四塩化炭素１２％及びクロロホルム８
％の混合物、又はトリクロロトリフルオロエタン１０％
及びトリクロロエタン１０％の混合物を用いることが可
能である。

オルガノシラン組成物を防氷コーティングを得るためガ
ラス支持体へ適用する前に、コーティングすべきガラス
表面は全ての有機及び無機の汚染物質をなくして完全に
湿潤性にするために清浄にされる。

このためにはどのような適当な処理を利用することもで
きる。例えば、ガラス表面を溶剤を用いて又は通常の溶
剤の混合物を用いて、任意的に超音波を適用して、清浄
にすることが可能である。

表面を１先剤溶液、例えばリキノックス（Ｌｉｑｕｉｎ
ｏｘ）（アルドリッチ社（Ａｌｄｒｉｃｈ））溶液又は
デコネックス（ＤｅｃｏｎｅｘＨ２（ボラ−・ケミー社
（Ｂａｒｅｒ　Ｃｈｅｍｉｅ））溶液のようなもの、及
び任意的にクロロホルムのような極性溶剤で処理するこ
とも可能である。ガラス表面を溶剤及び／又は洗剤溶液
で清浄にし、続いてそれを酸素雰囲気下で紫外線にさら
すことによりオゾンで処理することも可能である。ガラ
ス表面を、防氷コーティングの付着性を改善するように
どのような他の適当な方法で処理することも、例えばそ
れに中間的なコーティングを付着させることも、可能で
ある。

清浄にしたガラス表面にオルガノシラン組成物を適用す
る前に、ガラス表面を、例えばそれを数秒間湿った雰囲
気中に放置して、再び水化させる。

次いで、ガラス板を乾燥雲囲気、好ましくは乾燥窒素雲
囲気下に周囲温度（１６〜２４℃）でオルガノシラン溶
液に入れる。浸漬を行うのと同時に超音波発生器により
得られる撹拌を行う。この処理は数分間、例えば１〜１
０分間続ける。次いで、例えばトリクロロエタン、トリ
クロロメタン又はトルエンのような極性又は芳香族溶媒
を用いて、任意的に超音波の存在下に、すすぎ洗いを行
って形成された層の安定性を確保する。

防氷コーティングの付着は、このコーティングを支持す
るガラス表面が乾燥したように見えるならば終了してい
ると考えられ、そしてこれは、それを溶液から取り出せ
ば非常に速やかに起こる。

ガラス表面への疎水性層の付着は上記の指示された条件
下で行うことが重要である。特に、組成物は無極性溶媒
系中にオルガノシランを含んでならなくてはならず、そ
してこれは詳しく言うとガラス表面へのシランの接合軸
ｒａｆｔｉｎｇ）を助ける。

これはまた、乾燥雰囲気下、特に乾燥窒素雲囲気下で行
う処理にも当てはまる。と言うのは、オルガノシラン類
は微量の湿分に非常に敏感であって水分の存在下では重
合する傾向があり、その結果不規則に接合した層になる
からである。

温度は重要な因子である。周囲温度（１６〜２４℃）は
、シランの接合レベルを増加させる（ＦＴＩＲで測定し
ておよそ６０％）ことを可能にする。接合レベルを低く
することを望む場合には、もつと高いおよそ３０〜４０
℃の温度も可能である。

超音波発生器を利用して得られる撹拌下で処理すること
によって層の均質性を向上させるのが可能になり、且つ
この処理は表面に凝集体（ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）がで
きるのに抵抗する、ということが分った。

得られる層は、ポリシロキサンの様式（ｐａｔｔｅｒｎ
ｓ）を有する秩序だった単分子層であって、この層では
オルガノシランが規則的に接合している。その構造は、
第１図に示されるとおりであると考えられる。第１図に
おいて、Ｒは長い脂肪族炭化水素の鎖を表している。

得られた層は、ガラス支持体に全表面にわたる防氷性を
与える。

次に、得られたコーティングの疎水性を定量するだめに
、ガラス表面へ付着したコーティングに対して水滴の縁
により形成された接触角の測定を行う。処理されたガラ
ス表面は、接触角が８０゛を超え、好ましくは１００°
に等しいか又はそれより大きい場合に、防氷特性を有す
ると考えられる。

付着しているコーティングの防氷作用を定量するために
、コーティングされたガラス板を一２０℃の湿った雰囲
気に入れる。表面は霜で覆われてくる。コーティングが
十分な防氷特性を有するためには、霜の被覆が加熱を少
しも行わずに指を単純に霜へ押しつけることにより又は
非常にわずかにすこることによって剥れ落ちることが必
要である。

〔実施例〕

本発明を限定するものではない以下の例によって本発明
を説明する。

例１ 支持体は、フロートガラス製造法により得られるソーダ
石灰シリカガラス板により構成される。

防氷コーティングでコーティングすべきガラス板の表面
を清浄にする。リキノックス（アルドリッチ社）洗剤の
１％水溶液を使用する。この溶液にガラス板を約１時間
浸漬させる。次にガラス板を水ですすぎ洗いし、次いで
アルコールですすぎ洗いする。窒素の流れを用いて乾燥
を行う。次に、こうして清浄にしたガラス板を、はこり
から保護された周囲空気中に３０〜６０秒間放置する。

次いで、ガラス板を超音波の存在下にトリクロロエタン
に１分間浸漬する。

これに続いて、８０容量％のｎ−ヘキサデカンと１２容
量％の四塩化炭素と８容量％のクロロホルムを含有して
なる無極性溶媒混合物中にｎ−オクタデシルトリクロロ
シランが４Ｘ１０−’Ｍの濃度で含有されている溶液を
調製する。

ガラス板をこの溶液中に周囲温度（２２℃）で且つ乾燥
窒素雰囲気下で入れる。この溶液を超音波発生器を利用
して撹拌する。ガラス板は４分間溶液中に入れてお（。

このガラス板を超音波を適用しながらトリクロロエタン
ですすぎ洗いする。

被覆したコーティング上の水滴の接触角は１０１゜であ
る。このガラス板を一２０℃の湿潤雰囲気に入れる。ガ
ラス板の表面は霜で覆われてくる。この霜の被覆の剥れ
落ちを引き起こすためには、霜を支えているガラス板の
表面を非常に軽くこすることが単に必要であるに過ぎな
い。

例２ 防氷コーティングを付着させる前にガラス板を清浄にす
るのに超音波発生器により撹拌されるトルエンの浴を用
いることを除いて、例１の手順を繰り返す。この場合に
は、いかなる有機汚染物質もな（すために、ガラス表面
を酸素雰囲気下に紫外線へ３０分間暴露してオゾンの作
用にさらす。

オゾンで処理した表面をほこりから保護された周囲空気
中に数秒間放置し、次いでその上に例１におけるように
シラン溶液から防氷コーティングを付着させる。このコ
ーティング上の水滴の接触角は１１０°である。

着氷試験では、このコーティングが非常に良好な防氷特
性を有し、−２０℃で形成された霜の被覆が指の圧力に
より非常に容易に除去されることが示される。

例　　３ 防氷コーティングを形成するのに、８０容量％のイソオ
クタンと１０％のトリクロロトリフルオロエタンと１０
％のトリクロロエタンとを含有してなる無極性溶媒系１
００ｍ１ｌ！につき０．２−のｎ−オクタデシルトリク
ロロシランを含有している溶液を使用することを除いて
、例１の手順を繰り返す。コーティングしたガラス板は
、トリクロロエタンを使って超音波の存在下に１０分間
すすぎ洗いする。このコーティング上の水滴の接触角は
１０６°である。

先に述べたように一２０℃で形成された霜の被覆は、こ
の霜の被覆の上へ指を単純にこすりつけることによって
容易に除去される。

例４ 例１の手順を繰り返す、すなわちコーティングをオゾン
で処理しない。更に、ガラス表面は清浄にしてから周囲
空気にさらさず、その代りにガラス板を１時間１２０℃
のオーブンに入れる。それを乾燥雲囲気中で冷却させる
。

例１におけるようにシラン溶液からコーティングを付着
させた後に、得られるコーティング上の水滴の接触角は
８０°である。

一２０℃で形成された霜は除去するのが困難である。

上記の例を要約する下記の第１表は、防氷コーティング
の付着条件の関数として、得られたコーティングが様々
な結果を与える、ということを示す。

第　　１　　表 １　使用 ２　使用 ３　使用 ４　使用 無　　　　　有　　　１０１゜ 有　　　　　存　　　１１０゜ 無　　　　　有　　　１０６゜ 無　　　　　無　　　　８０゜ 第１表の情報は、最良の結果はガラス支持体をオゾン処
理により強力に清浄化し、そしてこのオゾン処理した表
面を再び水化させてからオルガノ良好 良好 良好 中程度 シラン組成物のコーティングを付着させることにより得
られる、ということを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガラス板上の本発明による防氷コーティング
層の構造を模式的に示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無極性の炭化水素溶媒と、少量の、塩素含有溶媒又
   は複数の塩素含有溶媒の混合物とを一緒にした無極性溶
   媒系中の少なくとも１種の置換された又は不置換の長い
   脂肪族炭化水素鎖のオルガノシランの組成物から形成さ
   れた疎水性コーティングを含んでなることを特徴とする
   、防氷表面を有するガラス板。 ２、前記脂肪族炭化水素鎖のオルガノシランが少なくと
   も１１個の炭素原子を含有していることを特徴とする、
   請求項１記載のガラス板。 ３、前記オルガノシランがクロロシランであることを特
   徴とする、請求項１又は２記載のガラス板。 ４、前記オルガノシランが１０−ウンデセニルトリクロ
   ロシラン、１３−テトラデセニルトリクロロシラン、１
   ４−ペンタデセニルトリクロロシラン、１５−ヘキサデ
   セニルトリクロロシラン、ｎ−オクタデシルトリクロロ
   シラン及びｎ−ヘキサデシルトリクロロシランにより形
   成される群より選ばれることを特徴とする、請求項３記
   載のガラス板。 ５、前記無極性溶媒系が少なくとも８０容量％の無極性
   炭化水素溶媒と、２０％以下の、塩素含有溶媒又は塩素
   含有溶媒混合物とを含んでなることを特徴とする、請求
   項１から４までのいずれか一つに記載のガラス板。 ６、前記無極性炭化水素溶媒がｎ−ヘキサデカン又はイ
   ソオクタンであり、前記塩素含有溶媒がジクロロメタン
   、トリクロロメタン、トリクロロエタン、トリクロロエ
   チレン、トリクロロトリフルオロエタン及び四塩化炭素
   により形成される群より選ばれることを特徴とする、請
   求項５記載のガラス板。 ７、前記組成物が、少なくとも８０容量％の無極性炭化
   水素溶媒を含有している無極性溶媒系に２×１０＾−＾
   ３〜５×１０＾−＾２Ｍのオルガノシランを含有してな
   ることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一
   つに記載のガラス板。 ８、次の工程（１）〜（４）、すなわち、 （１）コーティングすべきガラス板の表面を清浄にして
   有機及び無機の汚染物質をなくす工程、 （２）清浄にしたガラス表面を水化（ｈｙｄｒａｔｅ）
   する工程、 （３）このガラス板を無極性溶媒系中のオルガノシラン
   組成物に浸漬し、この組成物を超音波発生器を利用して
   撹拌し、乾燥雰囲気下且つ周囲温度に維持する工程、 （４）芳香族又は極性溶媒ですすぎ洗いする工程、 を含んでなることを特徴とする、請求項１から７までの
   いずれか一つに記載の防氷表面を有するガラス板の製造
   方法。 ９、前記ガラス板を洗剤溶液及び／又は溶剤で清浄にし
   、次いで超音波の存在下に溶剤で清浄にすることを特徴
   とする、請求項８記載の方法。 １０、前記ガラス板を洗剤溶液及び／又は溶剤で清浄に
   し、次いで表面をオゾンで処理することを特徴とする、
   請求項８記載の方法。 １１、前記ガラス板を前記オルガノシラン組成物中に浸
   漬する間に該オルガノシラン組成物を乾燥窒素雰囲気下
   に保持することを特徴とする、請求項８記載の方法。