JPH03232747A

JPH03232747A - 撥水性ガラス

Info

Publication number: JPH03232747A
Application number: JP13753890A
Authority: JP
Inventors: Toku Tsutsugi; 筒木　徳; Shoji Yokoishi; 章司横石; Tatsuhiko Shimizu; 達彦清水; Masaji Nakanishi; 正次中西; Keiichi Kohama; 恵一小浜
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1990-05-28
Publication date: 1991-10-16
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0649597B2

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、車両用、住居用等のウィンドガラスなどに用
いて好適な撥水性ガラスに関する。

［従来の技術］従来の撥水性カラスとして、ガラス基板と、該ガラス基
板の表面に積層されたシリコーンからなる撥水層とをも
つものがある。この撥水性ガラスは、カラス基板の表面
にポリジメチルシロキサン等を塗布、焼付けすることに
より得られるものであり、シリコーンからなる撥水層に
より撥水性及び防汚性が付与されるため、ウィンドガラ
スやガラスミラー等に用いられることにより雨天時等に
おいても好適な視界が確保可能となる。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来の撥水性ガラスは、ポリジメチルシロキサ
ン等の焼付けの際にガラス基板の内部に含まれるアルカ
リ成分が撥水層側に侵入しやすく、撥水層を構成するシ
リコーン自体が充分な耐アルカリ性を有していないもの
であるため、侵入後に拡散したアルカリ成分により撥水
層のシリコーンが加水分解を受け、長期間の使用により
、撥水層の劣化を生じやすいものであった。また、従来
の撥水性ガラスは、屋外で太陽光、雨風等にさらされて
使用された場合等に撥水層の表面から侵入したＨ＋やＯ
Ｈ−がガラス基板と反応し、この反応により溶出したガ
ラス基板中のアルカリ成分がやはり撥水層側に侵入・拡
散しやすく、かかる面からも撥水層が劣化されやすいも
のであった。このため、従来の撥水性ガラスは、ガラス
基板と撥水層との接着性の低下から撥水層の剥離が誘発
され、撥水性の耐久性に欠けるものであった。

本発明は、上記従来の不具合に鑑みて鋭意検討した結果
得られたもので、耐久性に優れた撥水性をもつ撥水性ガ
ラスを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の撥水性ガラスは、ガラス基板と、該ガラス基板
の表面に積層された無機系酸化物、炭化物及び窒化物の
少なくとも一種からなる中間層と、該中間層の表面に積
層されたシリコーンからなる撥水層とをもつことを特徴
とするものである。

ガラス基板としては、車両用、住居用等に用いられる市
販のソーダライムガラスを採用することができる。また
、強化ガラス、合わせガラスであってもよい。

ガラス基板の表面に積層される中間層は、無機系酸化物
、炭化物及び窒化物の少なくとも一種からなる。無機系
酸化物としては、５１０２、Ａ２０３、ＩＴＯ（インジ
ウムティンオキサイド）、ＺｒＯ２、ＺｎＯ２、ＣｅＯ
２等を採用することができる。炭化物としては、Ｔ　ｉ
ｃＳｗｃ等を採用することができる。窒化物としては、
ＴＡＮ、Ｓｉ３Ｎ＋等を採用することができる。中間層
としてＩＴＯを採用した場合には、撥水性ガラスに電ｒ
ａ遮蔽機能をも付加することができる。ざらに、中間層
は、無機系酸化物、炭化物及び窒化物の一種で積層され
たものであってもよく、複数種で積層されたものであっ
てもよい。なお、中間層の一部又は全部をＡＩ、Ｃｒ等
の金属で積層することもできる。

この中間層は、蒸着、イオンブレーティング、スパッタ
リングなどのＰＶＤ法により形成することが好ましい。

このような方法で形成すれば、ガラス基板に対して良好
な接着性をもって中間層が形成されるとともに、中間層
の表面を平滑な面として形成できるため中間層と撥水層
との密着性も向上し、本発明の効果をより有効に得るこ
とができる。

また、この中間層の膜厚は、中間層を構成する材料及び
この中間層により撥水性ガラスを透明なものとするか不
透明なものとするか等で決定することができるが、アル
カリ成分の侵入及び拡散を効果的に防止するためには１
０００２以上の膜厚に形成することが好ましい。

中間層の表面に積層される撥水層はシリコーンからなる
。シリコーンとしては、ジメチルポリシロキサン、メチ
ルフェニルポリシロキサン、含フツ素シロキサンなどの
シロキサン系ポリマを用いることができる。この撥水層
はシロキサン系ポリマを所定の濃度の溶液として塗布し
て焼付けることにより形成することができる。

［作用］本発明の撥水性ガラスは、ガラス基板と撥水層との間に
中間層を設けたものである。このため、焼付けの際、ガ
ラス基板中に含まれるナトリウム、カルシウムなどのア
ルカリ成分は、中間層により撥水層への侵入が阻止され
ると考えられる。また、屋外で太陽光、雨風等にさらさ
れて使用された場合等にも、表面から撥水層を通過して
侵入したＨ＋やＯＨ’″は中間層によりガラス基板へは
侵入しにくく、ガラス基板との反応が抑制され、一部反
応が行なわれ溶出したガラス基板中のアルカリ成分も中
間層により撥水層へは侵入しにくいと考えられる。

［実施例コ以下、本発明を具体化した実施例を比較例とともに図面
を参照しつつ説明する。

（実施例１）実施例１の撥水性ガラスは、第１図に示すように、ガラ
ス基板１と、このガラス基板１の表面に積層され膜厚が
３０００＾の二酸化珪素（ＳｉＯ２）からなる中間層２
と、この中間層２の表面に積層され撥水性をもつジメチ
ルポリシロキサンｈ＼らなる撥水層３とから構成されて
いる。

この撥水性ガラスは、次のようにして製造したものであ
る。まず、ガラス基板１として自動車のドア用市販ガラ
スを洗浄した。この後、電子ビーム蒸発法による真空蒸
着装置を用い、酸素雰囲気にて、ガラス基板１の表面に
二酸化珪素からなる中間層２を成膜した。成膜条件は、
蒸発源に二酸化珪素、酸素圧１０−　’　〜１０−　”
　Ｔｏｒｒ、基板加熱１００〜３００℃である。そして
、粘度１０００〜１００００ｃｓのジメチルポリシロキ
サンを０．５〜５．０ｗｔ％の濃度となるようにｎヘキ
サンで稀釈した溶液を用意し、この溶液を中間層２の表
面に塗布し、７０℃で１５分乾燥した。次いで、これを
２５０℃で２０分間焼付は処理を行ない、膜厚的２０ｎ
ｍの撥水層３を形成した。こうして実施例１の撥水性カ
ラスを製造した。

（実施例２）実施例２の撥水性カラスは、第１図に示す実施例１の撥
水性カラスと基本的に同一のものであるが、中間層とし
てＩＴＯ（Ｉｎ２０３−１０ｗｔ％５ｎ０２）を採用し
た点と、撥水層としてメチルハイドロジエンポリシロキ
サンを採用した点とか異なる。

この撥水性カラスは、次のようにして得られたものであ
る。まず、実施例１と同様にガラス基板として自動車の
ドア用ガラスを洗浄した。この後、スパッタ装置を用い
て、到達真空度２．０Ｘ１０ＳｌＯｒｒ、ｌ素導入ｉ１
２．０ｘ１０−　’　Ｔ。

ｒｒ、更にＡｒを導入したトータル圧力２．０×１Ｑ−
１１ｏｒｒとして成膜を開始し、Ｒｆパワ’ｌｋｗ、基
板温度２５０℃の条件により、ガラス基板の表面に約３
０００２のＩＴＯの成膜を完了した。そして、中間層を
もつガラス基板をスパッタ装置から取り出した。また、
メチルハイドロジエンポリシロキサンを５．Ｑｗｔ％の
濃度となるようにトリクロロエチレンで稀釈するととも
にジブチル錫ジラウレート１ｗｔ％を含有させた溶液を
用意し、この溶液を中間層の表面に塗布し、至温（２５
℃）で１５分間保持し、膜厚的４０ｎｍの撥水層を形成
した。こうして実施例２の撥水性ガラスを製造した。

（参考例）参考例としての撥水性ガラスは、実施例２の撥水性ガラ
スと基本的に同一のものであるか、中間層としてＡ１を
採用してミラーガラスとした点が異なる。

この撥水性ガラスは、次のようにして得られたものであ
る。まず、実施例１と同様にガラス基板として自動車の
ドア用ガラスを洗浄した。この後、スパッタ装置を用い
て、到達真空度２．０Ｘ１０−５Ｔｏｒｒ、Ａｒ導入後
２．ＯＸＩ　Ｏ−１Ｔ。

ｒｒとして成膜を開始し、基板を加熱しない条件により
、ガラス基板の表面に約１０００ムのＡの成膜を完了し
た。そして、実施例２と同様にして撥水層を形成した。

こうして参考例の撥水性ガラスを製造した。

（比較例）比較例として、中間層を形成しないでガラス基板に直接
撥水層を形成した撥水性ガラスを用意した。構成及び製
造方法は、中間層を形成しない点を除いて、実施例１と
同様である。

（評価１）撥水層の焼付けの際にあける撥水層の劣化を評価するた
め、二酸化珪素からなる中間層へのガラス基板からのア
ルカリ成分（Ｃａｂ、Ｎａ２０）の侵入の度合をＥＰＭ
Ａで調べた。試験は、実施例１と同一の条件によりガラ
ス基板に膜厚が３０００六の中間層を成膜した侵、これ
を２５０℃て２０分間アニールすることにより行なった
。結果を第２図に示す。

第２図より中間層の表面より２０００人までは、アルカ
リ成分は全く侵入していないことがわかる。

すなわち、アルカリ成分は中間層のガラス基板に接する
表面から１０００六の深さだけ侵入していることがわか
る。このため、中間層をもつガラス基板では、ガラス基
板中に含まれるアルカリ成分は中間層により移動が阻止
され、撥水層への侵入を有効に防止できることがわかる
。また、アルカリ成分の影響を排除するには中間層の膜
厚は、１０００六以上であればよいことがわかる。

（評価２）屋外での使用等に於ける撥水層の劣化を評価するため、
実施例１、実施例２及び参考例の撥水性ガラスを用いて
、比較例のものとともに紫外線暴露試験（Ｗｅ　ｔ　）
を行なった。

試験は、スガ試験機（株）製の紫外線暴露試験機を用い
、ブラックパネル温度６３℃、６０分照射中、４８分ド
ライ、１２分ウェットの状況の条件下で行なった。そし
て、所定時間照射後における撥水層に対する水滴の接触
角の変化を測定し、撥水性の低下の度合を調べた。結果
を第３図に示す。

第３図より、比較例の撥水性ガラスでは照射時間が１０
００時間を超えると接触角が半分に低下していることが
わかる。一方、実施例１のものでは１５００時間照射し
た後でも接触角の低下の度合は非常に小さいことがわか
る。実施例２及び参考例のものも実施例１と同様の結果
を示した。この結果より、比較例では紫外線暴露試験（
ｗｅ　ｔ　）による撥水層の劣化が促進されることが明
らかであり、本実施例１．２及び参考例の撥水性ガラス
では紫外線暴露試験（ｗｅ↑）による撥水層の劣化が少
ないことがわかる。この原因は、比較例の撥水性ガラス
では焼付けの際及び紫外線暴露試験（ｗｅ↑）によって
撥水層にアルカリ成分が侵入しやすかったのに対し、実
施例１．２及び参考例のものではこれらによっても撥水
層にアルカリ成分が侵入しにくかったためであると考え
られる。

よって、実施例１．２及び参考例の撥水性ガラスは、比
較例のものと比較して、長期間の使用によっても、ガラ
ス基板と撥水層の接着性の低下及び撥水層の剥離が起こ
りにくく、耐久性に優れた撥水性を有していることがわ
かる。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明の撥水性ガラスは、ガラス
基板と撥水層との間に無機系酸化物、炭化物及び窒化物
の少なくとも１種からなる中間層を設けたことにより、
撥水層へガラス基板中のアルカリ成分が焼付けの際及び
屋外の使用の際等に侵入・拡散するのを有効に防止する
ことができ、かつ紫外線の影響による撥水層の劣化をも
有効に抑制することができるため、撥水性が低下するの
を効果的に防ぐことができる。

したがって、この撥水性ガラスは撥水性を長期間にわた
って維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の撥水性ガラスの断面図、第２図は二
酸化珪素からなる中間層をもつガラス基板におけるアル
カリ成分の濃度と深さとの関係を示すグラフ、第３図は
紫外Ｉｉ暴露時間と接触角との関係を示すグラフである
。１・・・ガラス基板２・・・中間層３・・・撥水層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガラス基板と、該ガラス基板の表面に積層された
無機系酸化物、炭化物及び窒化物の少なくとも一種から
なる中間層と、該中間層の表面に積層されたシリコーン
からなる撥水層とをもつことを特徴とする撥水性ガラス
。