JPH04132637A - ガラス - Google Patents
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- JPH04132637A JPH04132637A JP25803290A JP25803290A JPH04132637A JP H04132637 A JPH04132637 A JP H04132637A JP 25803290 A JP25803290 A JP 25803290A JP 25803290 A JP25803290 A JP 25803290A JP H04132637 A JPH04132637 A JP H04132637A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
(上 家 または自動東 竜頭 飛行機等の乗り物に用
いられている窓ガラスや紘 あるいはガラス容器や眼鏡
等のガラス表面が直柩 または単層あるいは複数層の保
護膜を介して、フッ素を含む界面活性剤が化学結合して
なる単分子膜で覆われていべ 撥水撥油性の優れたガラ
スを提供するものである。
よ ガラス表面にSi系界面活性剤を塗布したり、フル
オロカーボン系ポリマーの懸濁液を塗布する方法が用い
られてきに 発明が解決しようとした課題 前述の塗布方法では製造が容易である反面 フルオロカ
ーボン系ポリマーに対してガラスが不動体であるた数
ガラス表面と塗膜の密着性を良くすることには限界があ
り、また塗膜にはピンホールが混在し易くこのピンホー
ルが引金となり膜剥がれが生改 耐久性のよい塗膜は得
られないという課題があっ池 従来法の欠点に鑑へ 本発明の目的(よ ガラス表面に
均一に且つピンホール無くフッ素を含む界面活性剤の単
分子膜を有する方法の提供、およびその方法を用いて撥
水撥油性及び耐久性に優れたガラスを提供することにあ
る。
0、Rはアルキル基を表わす)あるいは下記一般式 %式% (式中m=1〜8、 n=0〜2、 p=5〜25、q
=O〜2の各整数を示LXはハロゲン原子あるいはアル
コキシを表わり、、Aは酸素原子(−0−)、カルボキ
シ(−COO−)、あるいはジメチルシリレン(−8i
(CH*)2−)を表わす。)で表わされるクロロシラ
ン界面活性剤が化学結合してなる単分子膜を、少なくと
もガラス表面に直接または保護膜を介して最表面に1層
形成されているガラスによって、従来の課題を克服した
ものである。
化学吸着させ、フッ素の撥水撥油性を利用し ガラスま
たは保護膜を有したガラスの保護膜表面の撥水撥油性が
向上し 防曇防濡作用が得られる。
は保護膜と化学結合しているた八 この化学結合により
強靭性が現出する。
強化ガラス板)■上に保護膜としてビニル基2 (C
H2=CH−)を含むシラン界面活性剤のCH2=CH
−(CH2)n 5iC1s(n: 整改 10〜20
程度が最も扱いやすい)を用t、X、 3XIO−2〜
5X10−’M程度の濃度で溶かした80%n−ヘキサ
デカン、 ■2%四塩化炭稟 8%クロロホルム溶液を
調整し 前記ガラス基体を室温で1時間浸漬すると、第
1図に示したようにガラス基体1表面は水酸基を含んで
いるた敢 クロロシラン系界面活性剤のクロロシリル基
と水酸基とが反応して表面に CH2=CH−(CH2)n−3i −0−の結合が生
成され ビニル基2を含んだ単分子吸着保護膜3が−層
酸素原子を介して保護膜として、化学結合した形で(2
0〜30人の厚み)形成される。
気中でもよい)、このガラス基体をエネルギー線(電子
HA、 X線rWA、 紫外線若しくはイオン線)
で3 M r a d程度照射し 第2図に示したよう
にビニル基部2に水酸(−OH)基4 (酸素雰囲気の
場合)、あるいは第3図に示したようにアミノ(−Nl
2)基5 (窒素雰囲気の場合)を付加させる(雰囲気
が空気の場合はこの両者が生成する)。
TIR分析により確認された また このとき表面に並んだビニル基14.OeやN2
を含んだプラズマ中で処理する方法で耘 第2図に示し
たような一〇H基を付加させた単分子吸着保護膜3−1
、或は第3図に示したような−NH2基を付加させた単
分子吸着保護膜3−2を形成できる。
、Rはアルキル基を表わす)あるいは F(CFa )醜(CH2)。A(CH2)psi(C
Hs)aXa−q(式中m=1−8、 n = O−2
、p=5−25、q=Q〜2の各整数を示LXは)10
ゲン原子あるいはアルコキシを表わり、、Aは酸素原子
(−0−)、カルボキシ(−COO−)、あるいはジメ
チルシリレン(−3i(CHs )2− )を表わす。
、 2xlo−”〜5X10−2M程度の濃度で溶かし
た80%n−ヘキサデカン、 12%四塩化炭秦 8%
クロロホルム溶液を調整し 前記単分子吸着保護膜3−
1若しくは3−2が形成されたガラス基体を1時間浸漬
すると、第2図に示したように表面に一〇H基や、第3
図に示したように表面に−NH2基が露出しているた八
フッ素を含むクロロシラン系界面活性剤のクロロシリ
ル基と0H基あるいは−N82基とが反応して表面にC
F3CH20(CH2)+ s S i O−の結合が
生成されガラス基体の表面にフッ素を含む単分子吸着膜
6カ(第4図に示したように下層の単分子吸着膜31、
若しくは第5図に示したよつに下層の単分子吸着保護膜
3−2と層間で化学結合した状態の高密度な単分子累積
膜7を得ることができたな壮 表面の撥水撥油性膜とガ
ラス基体の間に単分子膜を必要としない場合に(よ 第
1回目の単分子吸着保護膜の吸着で、フッ素を含むクロ
ロシラン界面活性剤を用いれば 表面にフッ素を含む単
分子吸着膜のみ1層形成することができ通また 複数層
の単分子膜を保護膜として必要とした場合には 吸着試
薬としてCH2= CH−(CH2)。
り返し 最後に吸着試薬としてフッ素を含むクロロシラ
ン系界面活性剤を吸着すれば 必要とした層数の保護膜
を介して表面にフッ素を含む単分子吸着膜を、ガラス表
面に1層形成した撥水撥油性膜が得られた な抵 上記実施例で(よ 最表面に形成すべきフッ素を
含むシラン界面活性剤としてCF3CH20(C1h
)+ 5sichを用いたが、 これ以外にも例えばC
Fs(CH2)2Si(CHs)2(CH2)+5Si
C1aF(CFa ’)a (CH2)asi(CH3
)2 (CH2)esiclsChCOO(CH2)+
5siclsCFs (CF2戸(CH2)2SiC
13等が利用できに 次へ 吸着形成した単分子膜の表面エネルギーを、液滴
の濡れ角度による評価(自動接触角計(協和界面科学(
株)製))による測定した結果を第6図に示す。但し第
6図は測定結果のCO3θと表面張力との関係を示しな 第6図より明らかなようへ フッ素の数が多くなるほど
表面エネルギーが小さくなり、フッ素の数が9以上では
ポリ4フツ化エチレンより小さな表面張力の膜が得られ
これらの表面では撥水撥油性が極めてた解雇とが確認
でき九 Q− さら(ミ この表面の水に対する濡れ角度を測定すると
、 140〜150度であっ九 従って、このガラス窓を用いれば乗り物の窓ガラスをワ
イパーレス化できたり、眼鏡表面の曇を防止できる。
)esic13、F9はF(CF2 )4 (CH2)
20(CH2)+ 5SiChF3はCFsCOO(C
Ha )+ 5sic13NTSはCH3(CH2)+
osich、でそれぞれ作成された吸着単分子膜を示
す。
力(家 または自動東 型取 飛行機等の乗り物に用い
られている窓ガラスや銖 あるいはガラス容器やレンズ
等のガラス表置 その他撥水撥油性を必要としたガラス
表面の改質を目的とした全てガラスに応用できる。
例を示したが、 本発明に適応されるガラスの保護膜は
単分子吸着膜に限定されず、例えば遮光フィルム 紫外
線吸収フィルム或は赤外線吸収フィルム等の機能を有す
る保護膜であってもよいことは勿論である。
なく、例えば表面を粗面化し散乱させたその粗面側でも
よく、さらに着色されたガラス或はガラス繊維等でもよ
り℃ 要するに本発明41 親水性基を表面に有するガラス
と、フッ素を含有するシラン界面活性剤とを化学吸着法
を応用して化学結合させる技術であれば 全て範噴には
いる。
(戴 コロナ照射或はスパッタリング等の通常の手法に
より表面を親水性にした後、本発明のフッ素含有シラン
界面活性剤を作用させること当然である。
R,+ X3− oあるいは一般弐F(CF2 )@
(CH2)J(CH2)ost(CH3)aX3−aで
表わされるクロロシラン界面活性剤が化学結合してなる
単分子膜を、少なくともガラス表面に直接または保護膜
を介して最表面に1層形成されているガラスであるた取
ガラス基体表面に単分子撥水撥油性膜がガラス表面に
化学結合した状態の高密度の有機薄膜をピンホール無く
、かつ均一な厚みで、非常に薄く形成できる。
の汚れを防止したり、曇りや濡れを防止できる効果があ
る。
を分子レベルまで拡大した工程断面概念医 第6図は各
種化学吸着膜の表面エネルギーの関係を表わす図である
。 1・・・ガラス基体 2・・・ビニル莱 3、3−1.
3−2・・・単分子吸着保護[4・・・水酸莱 5・・
・アミノ展 6・・・フッ素を含む単分子吸着[7・・
・単分子累積風
Claims (9)
- (1)下記一般式 F(CF_2)_m(CH_2)_nSiR_qX_3
_−_q(式中m=1〜15、n=0〜15、m+n=
10〜30、Rはアルキル基を表わす) あるいは下記一般式 F(CF_2)_m(CH_2)_nA(CH_2)_
pSi(CH_3)_qX_3_−_q(式中m=1〜
8、n=0〜2、p=5〜25、q=0〜2の各整数を
示し、Xはハロゲン原子あるいはアルコキシを表わし、
Aは酸素原子(−O−)、カルボキシ(−COO−)、
あるいはジメチルシリレン(−Si(CH_3)_2−
)を表わす。)で表わされるクロロシラン界面活性剤が
化学結合してなる単分子膜を、少なくともガラス表面に
直接または保護膜を介して最表面に1層形成されている
ことを特徴としたガラス。 - (2)保護膜とクロロシラン系界面活性剤とが化学結合
してなる単分子膜が、互いに層間で化学結合しているこ
とを特徴とした請求項1記載のガラス。 - (3)クロロシラン界面活性剤が CF_3(CH_2)_2Si(CH_3)_2(CH
_2)_1_5SiCl_3であることを特徴とした、
請求項1記載のガラス。 - (4)クロロシラン界面活性剤が F(CF_2)_4(CH_2)_2Si(CH_3)
_2(CH_2)_9SiCl_3であることを特徴と
した、請求項1記載のガラス。 - (5)クロロシラン界面活性剤が CF_3CH_2O(CH_2)_1_5SiCl_3
であることを特徴とした、請求項1記載のガラス。 - (6)クロロシラン界面活性剤が CF_3COO(CH_2)_1_5SiCl_3であ
ることを特徴とした、請求項1記載のガラス。 - (7)クロロシラン界面活性剤が CF_3(CF_2)_7(CH_2)SiCl_3で
あることを特徴とした、請求項1記載のガラス。 - (8)非水系の有機溶媒中で、フッ素を含むシラン系界
面活性剤をガラスまたは表面に保護膜を有したガラスに
化学吸着させ、前記ガラス表面に直接または前期保護膜
を有したガラスの前期保護膜表面に、前記界面活性剤の
シリコンを化学結合したフッ素を含む単分子膜を、1層
形成する工程を含むことを特徴としたガラスの製造方法
。 - (9)シラン界面活性剤が、末端に=SiCl基を含む
化学物質であることを特徴とした、請求項8記載のガラ
スの製造方法。
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