JPH05310444A - 撥水性物品およびその製造方法 - Google Patents
撥水性物品およびその製造方法Info
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- JPH05310444A JPH05310444A JP12044392A JP12044392A JPH05310444A JP H05310444 A JPH05310444 A JP H05310444A JP 12044392 A JP12044392 A JP 12044392A JP 12044392 A JP12044392 A JP 12044392A JP H05310444 A JPH05310444 A JP H05310444A
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/42—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating of an organic material and at least one non-metal coating
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/76—Hydrophobic and oleophobic coatings
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐候性、耐水性、耐湿性、耐摩耗性などの耐
久性能に優れ、かつ撥水性能を有する物品を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 基材と、珪素原子を含む分子ガス、酸化性ガ
スおよび両ガスを分離する分離用ガスを前記物体の表面
上で反応させて形成した二酸化珪素含有被膜と、この被
膜の表面に形成した有機シラザン化合物からなる撥水層
からなる撥水性物品である。
久性能に優れ、かつ撥水性能を有する物品を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 基材と、珪素原子を含む分子ガス、酸化性ガ
スおよび両ガスを分離する分離用ガスを前記物体の表面
上で反応させて形成した二酸化珪素含有被膜と、この被
膜の表面に形成した有機シラザン化合物からなる撥水層
からなる撥水性物品である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は撥水性物品、特に建築、
自動車、車両、航空機あるいは船舶などの風防ガラス、
光学部品レンズその他のガラス製品等の透明物品または
不透明物品に、耐候性、耐湿性、耐水性、耐摩耗性など
の耐久性に優れた撥水性被膜を施した撥水性物品および
その製造方法に関する。
自動車、車両、航空機あるいは船舶などの風防ガラス、
光学部品レンズその他のガラス製品等の透明物品または
不透明物品に、耐候性、耐湿性、耐水性、耐摩耗性など
の耐久性に優れた撥水性被膜を施した撥水性物品および
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス物品表面を撥水性にした場合、
１）汚染成分を含有した水滴がガラス表面に残存しない
ため、ガラスの汚染防止や焼け防止効果がある、２）撥
水性ガラスを自動車のフロントガラスやサイドガラスな
どに使用した場合、雨天走行時でも、ガラス表面に付着
した雨水が風圧によって吹き飛ばされ、ドライバーの視
野が確保され走行安全性が向上する、など種々の効果が
期待できる。また、このような撥水性ガラスの作製方法
としては、ガラス表面にポリジメチルシロキサン系を中
心とする有機シリコン化合物や含フッ素シリコン化合物
からなる撥水剤をガラス表面に湿式塗布、プラズマや蒸
着による乾式塗布する方法などが一般的に用いられてい
る。
１）汚染成分を含有した水滴がガラス表面に残存しない
ため、ガラスの汚染防止や焼け防止効果がある、２）撥
水性ガラスを自動車のフロントガラスやサイドガラスな
どに使用した場合、雨天走行時でも、ガラス表面に付着
した雨水が風圧によって吹き飛ばされ、ドライバーの視
野が確保され走行安全性が向上する、など種々の効果が
期待できる。また、このような撥水性ガラスの作製方法
としては、ガラス表面にポリジメチルシロキサン系を中
心とする有機シリコン化合物や含フッ素シリコン化合物
からなる撥水剤をガラス表面に湿式塗布、プラズマや蒸
着による乾式塗布する方法などが一般的に用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記撥
水剤をガラスに直接塗布する方法では、撥水剤とガラス
との接着力が弱いため、撥水性能を長期間にわたって維
持することが難しかった。
水剤をガラスに直接塗布する方法では、撥水剤とガラス
との接着力が弱いため、撥水性能を長期間にわたって維
持することが難しかった。
【０００４】本発明はこのような欠点を除去し、耐候
性、耐水性、耐湿性、耐摩耗性などの耐久性能に優れ、
かつ撥水性能を有するガラス等の透明物品または不透明
物品を提供することを目的とする。
性、耐水性、耐湿性、耐摩耗性などの耐久性能に優れ、
かつ撥水性能を有するガラス等の透明物品または不透明
物品を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、基材表面に特殊な二酸化珪素含有被膜を形成
することにより、基材と撥水剤との接着性を向上させ、
上記耐久性能を改善し得ることを見いだした。
した結果、基材表面に特殊な二酸化珪素含有被膜を形成
することにより、基材と撥水剤との接着性を向上させ、
上記耐久性能を改善し得ることを見いだした。
【０００６】すなわち本発明は、加熱した基材表面に珪
素原子を含む気体状分子と酸化性ガスおよび両ガスを分
離する分離用ガスとを分離型ノズルより吹き付けて平滑
または凹凸状の二酸化珪素を含む被膜を形成し、該二酸
化珪素被膜表面に有機シラザン化合物からなる撥水層を
形成した撥水性物品である。
素原子を含む気体状分子と酸化性ガスおよび両ガスを分
離する分離用ガスとを分離型ノズルより吹き付けて平滑
または凹凸状の二酸化珪素を含む被膜を形成し、該二酸
化珪素被膜表面に有機シラザン化合物からなる撥水層を
形成した撥水性物品である。
【０００７】以下、本発明について詳述する。本発明に
は、透明基材および不透明基材を使用することができ
る。そして透明基材として通常の無機ガラス、例えばソ
ーダ・ライムシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、石英
ガラスなどが挙げられる。形状は板状の他に、曲線状、
箱状など、どの様な形状でもよい。不透明基材としては
各種の金属、不透明のガラスなどを挙げることができ
る。
は、透明基材および不透明基材を使用することができ
る。そして透明基材として通常の無機ガラス、例えばソ
ーダ・ライムシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、石英
ガラスなどが挙げられる。形状は板状の他に、曲線状、
箱状など、どの様な形状でもよい。不透明基材としては
各種の金属、不透明のガラスなどを挙げることができ
る。
【０００８】本発明において、二酸化珪素被膜は、加熱
した基材表面に珪素原子を含む気体状分子と酸化性ガス
および両ガスを分離する分離用ガスとを分離型ノズルよ
り吹き付けて二酸化珪素を含む被膜を形成する。この被
膜は平滑であってもよく、または凹凸状であってもよ
い。平滑または凹凸状態は珪素原子を含む気体状分子の
ガスの濃度、酸化性ガスの濃度および各ガスの流量を制
御して該気体状分子と酸化性ガスとをノズルと基材表面
との間で部分的に反応させながら前記被膜形成をおこな
って、被膜中に該部分的反応により生じた二酸化珪素粒
子を混入させることにより任意に調節できる。凹凸状で
ある場合の凹凸の高さは１０〜１０００ｎｍである。
した基材表面に珪素原子を含む気体状分子と酸化性ガス
および両ガスを分離する分離用ガスとを分離型ノズルよ
り吹き付けて二酸化珪素を含む被膜を形成する。この被
膜は平滑であってもよく、または凹凸状であってもよ
い。平滑または凹凸状態は珪素原子を含む気体状分子の
ガスの濃度、酸化性ガスの濃度および各ガスの流量を制
御して該気体状分子と酸化性ガスとをノズルと基材表面
との間で部分的に反応させながら前記被膜形成をおこな
って、被膜中に該部分的反応により生じた二酸化珪素粒
子を混入させることにより任意に調節できる。凹凸状で
ある場合の凹凸の高さは１０〜１０００ｎｍである。
【０００９】珪素原子を含む気体状分子（分子ガス）と
してはシランガス（ＳｉＨ4）およびジシランガス（Ｓ
ｉ2Ｈ6）が好まれて使用されるが、これ以外であっても
かまわない。
してはシランガス（ＳｉＨ4）およびジシランガス（Ｓ
ｉ2Ｈ6）が好まれて使用されるが、これ以外であっても
かまわない。
【００１０】酸化性ガスとしては酸素ガス（Ｏ2）が好
まれて使用されるがこれ以外のもの、例えば二酸化窒素
（ＮＯ2）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）などであってもかまわ
ない。
まれて使用されるがこれ以外のもの、例えば二酸化窒素
（ＮＯ2）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）などであってもかまわ
ない。
【００１１】分離用ガスとしては窒素ガス（Ｎ2）が好
まれて使用されるがこれ以外のもの、例えばアルゴン
（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などであってもかまわな
い。
まれて使用されるがこれ以外のもの、例えばアルゴン
（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などであってもかまわな
い。
【００１２】二酸化珪素被膜を形成するには上記各ガス
を以下のように調節する。すなわち、不活性ガスで希釈
されたＳｉＨ4ガス中のＳｉＨ4ガス濃度Ｘに対する不活
性ガスで希釈されたＯ2ガス中のＯ2ガス濃度Ｙの比Ｙ／
Ｘが１０〜４０の両原料ガスおよび分離用不活性ガスを
用い、不活性ガスでで希釈されたＳｉＨ4ガス流量Ａに
対する不活性ガスで希釈されたＯ2ガスの流量Ｂの比Ｂ
／Ａが０．５〜２でありかつ不活性ガスで希釈されたＳ
ｉＨ4ガスの流量Ａと不活性ガスで希釈されたＯ2ガス流
量Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）に対する分離用不活性ガス流量の
比Ｃ／（Ａ＋Ｂ）が０．１〜１．５であるように各ガス
の流量を調節する。分離用ノズルは、不活性ガスで希釈
された酸化性ガスと不活性ガスで希釈された珪素原子を
含む分子ガスとを層流として基材表面に吹き付けるよう
に構成される。
を以下のように調節する。すなわち、不活性ガスで希釈
されたＳｉＨ4ガス中のＳｉＨ4ガス濃度Ｘに対する不活
性ガスで希釈されたＯ2ガス中のＯ2ガス濃度Ｙの比Ｙ／
Ｘが１０〜４０の両原料ガスおよび分離用不活性ガスを
用い、不活性ガスでで希釈されたＳｉＨ4ガス流量Ａに
対する不活性ガスで希釈されたＯ2ガスの流量Ｂの比Ｂ
／Ａが０．５〜２でありかつ不活性ガスで希釈されたＳ
ｉＨ4ガスの流量Ａと不活性ガスで希釈されたＯ2ガス流
量Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）に対する分離用不活性ガス流量の
比Ｃ／（Ａ＋Ｂ）が０．１〜１．５であるように各ガス
の流量を調節する。分離用ノズルは、不活性ガスで希釈
された酸化性ガスと不活性ガスで希釈された珪素原子を
含む分子ガスとを層流として基材表面に吹き付けるよう
に構成される。
【００１３】上記各種ガスおよび各流量として、ＳｉＨ
4が２．５〜４．０vol％のＮ2希釈ＳｉＨ4ガス、分離用
Ｎ2ガス、Ｏ2が２０〜４０vol％のＮ2希釈Ｏ2ガスをそ
れぞれ１．８〜２．５l/min、０．５〜５l/min,２．０
〜２．５l/min（各室温）の各流量流すことが例示でき
る。この詳細については特開昭６２−４４５７３に記載
されている方法を用いることができる。
4が２．５〜４．０vol％のＮ2希釈ＳｉＨ4ガス、分離用
Ｎ2ガス、Ｏ2が２０〜４０vol％のＮ2希釈Ｏ2ガスをそ
れぞれ１．８〜２．５l/min、０．５〜５l/min,２．０
〜２．５l/min（各室温）の各流量流すことが例示でき
る。この詳細については特開昭６２−４４５７３に記載
されている方法を用いることができる。
【００１４】このガラス物体上に被覆する二酸化珪素含
有被膜の厚みは、余り小さすぎると後で述べる接着性の
向上が望めない。また逆にこの厚みが大きすぎると経済
的でなくなるので、通常は１０〜５００ｎｍ、好ましく
は３０〜１５０ｎｍである。
有被膜の厚みは、余り小さすぎると後で述べる接着性の
向上が望めない。また逆にこの厚みが大きすぎると経済
的でなくなるので、通常は１０〜５００ｎｍ、好ましく
は３０〜１５０ｎｍである。
【００１５】本発明において、上記ガラス物体上に被覆
した二酸化珪素含有被膜の上に有機シラザン化合物から
なる撥水層を形成する。シラザン化合物とはポリシロキ
サンの窒素アナログであり、Ｓｉ−Ｎ−Ｓｉ結合を持つ
ものがすべて含まれる。例えば、代表的な例として、ヘ
キサメチルジシラザン、ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2ＣＨ2Ｓ
ｉ（ＮＨ）3/2、ＮＨ［Ｓｉ（ＣＨ3）2ＣＨ2Ｃｌ］2、
１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシ
ラザン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシラザン、
オクタメチルシクロテトラシラザン、１，１，３，３−
テトラメチルジシラザン、ポリチタノシラザン、ポリジ
シラシクロブタシラザン、ポリアルコキシシリルアルキ
レンジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、オ
ルガノテトラクロロシラザン、ヒドリドチオシラザンな
どが挙げられるが、本発明はこれら記述物に限定される
ものではない。また、これらシラザン化合物は混合して
用いてもよく、また、あらかじめ酸、アルカリなどで部
分的に加水分解縮合物を作製してから使用してもよい。
また、これらシラザン化合物は、アクリル基、エポキシ
基その他修飾基を持つもので共重合してもよい。また、
これらシラザンを部分的にオルガノクロロシラン、ビス
（メチルジクロルシリル）エタン等と反応させてもよ
い。また、これらシラザン化合物の表面エネルギーを低
くして撥水性を高くするために、これら化合物を部分的
にフッ素などで置換した有機含フッ素シラザン化合物な
どを用いてもよい。また、これらシラザン化合物中に少
量のＳｉＯ結合を含んでもよい。また、これらシラザン
化合物の一部をアンモニアで処理してもかまわない。
した二酸化珪素含有被膜の上に有機シラザン化合物から
なる撥水層を形成する。シラザン化合物とはポリシロキ
サンの窒素アナログであり、Ｓｉ−Ｎ−Ｓｉ結合を持つ
ものがすべて含まれる。例えば、代表的な例として、ヘ
キサメチルジシラザン、ＣＦ3（ＣＦ2）7ＣＨ2ＣＨ2Ｓ
ｉ（ＮＨ）3/2、ＮＨ［Ｓｉ（ＣＨ3）2ＣＨ2Ｃｌ］2、
１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシ
ラザン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシラザン、
オクタメチルシクロテトラシラザン、１，１，３，３−
テトラメチルジシラザン、ポリチタノシラザン、ポリジ
シラシクロブタシラザン、ポリアルコキシシリルアルキ
レンジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、オ
ルガノテトラクロロシラザン、ヒドリドチオシラザンな
どが挙げられるが、本発明はこれら記述物に限定される
ものではない。また、これらシラザン化合物は混合して
用いてもよく、また、あらかじめ酸、アルカリなどで部
分的に加水分解縮合物を作製してから使用してもよい。
また、これらシラザン化合物は、アクリル基、エポキシ
基その他修飾基を持つもので共重合してもよい。また、
これらシラザンを部分的にオルガノクロロシラン、ビス
（メチルジクロルシリル）エタン等と反応させてもよ
い。また、これらシラザン化合物の表面エネルギーを低
くして撥水性を高くするために、これら化合物を部分的
にフッ素などで置換した有機含フッ素シラザン化合物な
どを用いてもよい。また、これらシラザン化合物中に少
量のＳｉＯ結合を含んでもよい。また、これらシラザン
化合物の一部をアンモニアで処理してもかまわない。
【００１６】シラザン化合物は空気中あるいは基材表面
に吸着した水（Ｈ2Ｏ）または表面のシラノール基（Ｓ
ｉ−ＯＨ）と反応し結合するが、本発明に用いた平滑ま
たは凹凸状二酸化珪素含有被膜は表面にシラノール基が
多く存在するため結合密度が高くなり、凹凸の場合には
凹凸形状の中に撥水剤が強固に閉じこめられるために結
合密度がさらに高くなると考えられる。
に吸着した水（Ｈ2Ｏ）または表面のシラノール基（Ｓ
ｉ−ＯＨ）と反応し結合するが、本発明に用いた平滑ま
たは凹凸状二酸化珪素含有被膜は表面にシラノール基が
多く存在するため結合密度が高くなり、凹凸の場合には
凹凸形状の中に撥水剤が強固に閉じこめられるために結
合密度がさらに高くなると考えられる。
【００１７】また、本発明において、上記シラザン化合
物および／または有機含フッ素シラザン化合物には所望
により溶媒、硬化剤、硬化触媒などが加えられる。
物および／または有機含フッ素シラザン化合物には所望
により溶媒、硬化剤、硬化触媒などが加えられる。
【００１８】溶媒としては上記有機シラザン化合物およ
び／または有機含フッ素シラザン化合物を溶解し、かつ
基板にむらなく塗布可能なものである必要がある。一般
に、フッ素系、脂肪族系あるいは芳香族系、ケトン系、
エステル系溶媒などが挙げられる。
び／または有機含フッ素シラザン化合物を溶解し、かつ
基板にむらなく塗布可能なものである必要がある。一般
に、フッ素系、脂肪族系あるいは芳香族系、ケトン系、
エステル系溶媒などが挙げられる。
【００１９】また、分子鎖中に水酸基を有する有機シラ
ザン化合物についてはポリイソシアネートなどの硬化剤
を添加し、膜の耐湿性、耐水性を向上させることができ
る。硬化剤を使用することは必ずしも必要でないが、用
途に応じて適宣選択すればよい。
ザン化合物についてはポリイソシアネートなどの硬化剤
を添加し、膜の耐湿性、耐水性を向上させることができ
る。硬化剤を使用することは必ずしも必要でないが、用
途に応じて適宣選択すればよい。
【００２０】また、硬化触媒は、必ずしも必要と言うわ
けではないが、官能基を持つ有機シラザン化合物の硬化
を促進させて、膜の安定性を増すために適宣用いられ
る。有機シラザン化合物の官能基としてアルコキシ基を
有する場合には、アルコキシ基の加水分解縮合などの促
進触媒としては塩酸、硫酸、硝酸、氷酢酸などの酸触
媒、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアな
どのアルカリ触媒、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸マ
グネシウム、アルミニウムアセチルアセトネートなどが
主に用いられる。また、有機シラザン化合物の官能基と
してイソシアネートと水酸基とを有する場合には、イソ
シアネートと水酸基との反応触媒としてはジブチルチン
ジラウレートなどの錫系触媒およびアミン触媒などが一
般に用いられる。また、メルカプト基とビニル基との結
合には白金触媒が一般に用いられる。また、（メタ）ア
クリロキシ基の熱重合にはアゾ系あるいは過酸化物系触
媒、紫外線あるいは電子線などによる重合にはアセトフ
ェノン系、ベンゾフェノン系など多数の触媒が市販され
ている。ビニル基の重合にはアニオン、カチオン触媒な
ど既知の方法が用いられる。
けではないが、官能基を持つ有機シラザン化合物の硬化
を促進させて、膜の安定性を増すために適宣用いられ
る。有機シラザン化合物の官能基としてアルコキシ基を
有する場合には、アルコキシ基の加水分解縮合などの促
進触媒としては塩酸、硫酸、硝酸、氷酢酸などの酸触
媒、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアな
どのアルカリ触媒、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸マ
グネシウム、アルミニウムアセチルアセトネートなどが
主に用いられる。また、有機シラザン化合物の官能基と
してイソシアネートと水酸基とを有する場合には、イソ
シアネートと水酸基との反応触媒としてはジブチルチン
ジラウレートなどの錫系触媒およびアミン触媒などが一
般に用いられる。また、メルカプト基とビニル基との結
合には白金触媒が一般に用いられる。また、（メタ）ア
クリロキシ基の熱重合にはアゾ系あるいは過酸化物系触
媒、紫外線あるいは電子線などによる重合にはアセトフ
ェノン系、ベンゾフェノン系など多数の触媒が市販され
ている。ビニル基の重合にはアニオン、カチオン触媒な
ど既知の方法が用いられる。
【００２１】上記有機シラザン化合物および／または有
機含フッ素シラザン化合物からなる撥水層の形成方法と
しては、平滑または凹凸状の二酸化珪素被膜を形成した
基板上に、上記有機シラザン化合物および／または有機
含フッ素シラザン化合物を含有した溶液を塗布する方
法、上記有機シラザン化合物および／または有機含フッ
素シラザン化合物を蒸着、プラズマ重合などにより乾式
でコーティングする方法、あるいは上記有機シラザン化
合物および／または有機含フッ素シラザン化合物を蒸発
させて吸着させる方法など、種々の方法が挙げられる。
しかしながら、コストを考慮した場合、上記有機シラザ
ン化合物および／または有機含フッ素シラザン化合物を
含有した溶液を塗布する方法が望ましい。
機含フッ素シラザン化合物からなる撥水層の形成方法と
しては、平滑または凹凸状の二酸化珪素被膜を形成した
基板上に、上記有機シラザン化合物および／または有機
含フッ素シラザン化合物を含有した溶液を塗布する方
法、上記有機シラザン化合物および／または有機含フッ
素シラザン化合物を蒸着、プラズマ重合などにより乾式
でコーティングする方法、あるいは上記有機シラザン化
合物および／または有機含フッ素シラザン化合物を蒸発
させて吸着させる方法など、種々の方法が挙げられる。
しかしながら、コストを考慮した場合、上記有機シラザ
ン化合物および／または有機含フッ素シラザン化合物を
含有した溶液を塗布する方法が望ましい。
【００２２】上記有機シラザン化合物および／または有
機含フッ素シラザン化合物を含有する溶液の塗布方法と
しては、通常行われている浸漬法、噴霧法、ローラーコ
ート法、フローコート法、ラビング法などであり、この
ようにして有機シラザン化合物および／または有機含フ
ッ素シラザン化合物を塗布された基板を風乾、あるいは
５０〜２００℃の温度で１〜１２０分間熱処理すること
により、二酸化珪素被膜上に撥水性膜を作製することが
できる。塗布方法、乾燥および熱処理時間などについて
は要求物品に応じて適宣選択すればよい。また、塗布膜
厚は数ｎｍ（１分子層）−５００ｎｍが望ましく、より
好ましくは１０〜１００ｎｍである。塗布膜厚が５００
ｎｍを越えると、撥水層の摩耗性が低下し、摩耗試験後
の外観が悪くなる。
機含フッ素シラザン化合物を含有する溶液の塗布方法と
しては、通常行われている浸漬法、噴霧法、ローラーコ
ート法、フローコート法、ラビング法などであり、この
ようにして有機シラザン化合物および／または有機含フ
ッ素シラザン化合物を塗布された基板を風乾、あるいは
５０〜２００℃の温度で１〜１２０分間熱処理すること
により、二酸化珪素被膜上に撥水性膜を作製することが
できる。塗布方法、乾燥および熱処理時間などについて
は要求物品に応じて適宣選択すればよい。また、塗布膜
厚は数ｎｍ（１分子層）−５００ｎｍが望ましく、より
好ましくは１０〜１００ｎｍである。塗布膜厚が５００
ｎｍを越えると、撥水層の摩耗性が低下し、摩耗試験後
の外観が悪くなる。
【００２３】
【発明の効果】本発明により形成された、平滑または凹
凸状の二酸化珪素被膜は有機シラザン化合物および／ま
たは有機含フッ素シラザン化合物の接着層として良好な
性質を示し、耐水性、耐湿性、などの耐久性に優れた撥
水性ガラスが得られた。
凸状の二酸化珪素被膜は有機シラザン化合物および／ま
たは有機含フッ素シラザン化合物の接着層として良好な
性質を示し、耐水性、耐湿性、などの耐久性に優れた撥
水性ガラスが得られた。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。
【００２５】＜評価および試験方法＞ １）接触角 ：接触角計（協和界面科学（株）製ＣＡ−
Ｄ）を用い、静滴法により水の接触角を測定した。１サ
ンプルにつき５箇所測定し、平均値を接触角の値とし
た。 ２）耐熱水性：沸騰水中にサンプルを４時間浸漬した
後、接触角を測定した。 ３）耐摩耗性：サンプルに１２５ｇ／ｃｍ2の荷重を加
えネル布＃３００を用いて表面を１００００回往復摩耗
した後、接触角を測定した。
Ｄ）を用い、静滴法により水の接触角を測定した。１サ
ンプルにつき５箇所測定し、平均値を接触角の値とし
た。 ２）耐熱水性：沸騰水中にサンプルを４時間浸漬した
後、接触角を測定した。 ３）耐摩耗性：サンプルに１２５ｇ／ｃｍ2の荷重を加
えネル布＃３００を用いて表面を１００００回往復摩耗
した後、接触角を測定した。
【００２６】実施例１ 第１図に示すような二酸化珪素含有被膜製造装置を作製
した。
した。
【００２７】二酸化珪素含有被膜製造装置１は、主とし
て基板の加熱炉２、コーティング炉３、徐冷炉４、搬送
用ベルト５からなり、搬送用ベルト５に置かれた基板６
が順次加熱炉内→コーティング炉内→徐冷炉内へ移動で
きるようになっている。
て基板の加熱炉２、コーティング炉３、徐冷炉４、搬送
用ベルト５からなり、搬送用ベルト５に置かれた基板６
が順次加熱炉内→コーティング炉内→徐冷炉内へ移動で
きるようになっている。
【００２８】コーティング炉３内には、排気用チャンバ
ー７が、また排気用チャンバー内には、分離型ノズル８
が設けられている。分離型ノズル８にはＳｉＨ4ガス用
流路９分離ガス用流路１０、Ｏ2ガス用流路１１が設け
られており、分離型ノズル８のスリット状出口１２、１
３、１４からそれぞれ独立に原料ガスおよび分離ガスを
層流として吹き出せるようになっている。
ー７が、また排気用チャンバー内には、分離型ノズル８
が設けられている。分離型ノズル８にはＳｉＨ4ガス用
流路９分離ガス用流路１０、Ｏ2ガス用流路１１が設け
られており、分離型ノズル８のスリット状出口１２、１
３、１４からそれぞれ独立に原料ガスおよび分離ガスを
層流として吹き出せるようになっている。
【００２９】上記二酸化珪素含有被膜製造装置１を用い
てガラス基板６上に二酸化珪素被膜を以下の手順で形成
した。
てガラス基板６上に二酸化珪素被膜を以下の手順で形成
した。
【００３０】大きさが１００ｍｍ角厚さ１ｍｍのソーダ
ライムガラスを十分に洗浄、乾燥し試料ガラス基板６と
した。このガラス基板６を３０ｃｍ／ｍｉｎの速度で移
動している搬送用ベルト５上に乗せ加熱炉内で５２０℃
に加熱した。
ライムガラスを十分に洗浄、乾燥し試料ガラス基板６と
した。このガラス基板６を３０ｃｍ／ｍｉｎの速度で移
動している搬送用ベルト５上に乗せ加熱炉内で５２０℃
に加熱した。
【００３１】ガラス基板６がコーティング炉３に搬入さ
れる前にＳｉＨ4を４．０ｖｏｌ％含有するＮ2希釈Ｓｉ
Ｈ4ガス、分離用Ｎ2ガス、Ｏ2を４３ｖｏｌ％含有する
Ｎ2希釈Ｏ2ガスをそれぞれ２．３ｌ／ｍｉｎ、１．０ｌ
／ｍｉｎ、２．４ｌ／ｍｉｎ（室温）の流量でＳｉＨ4
ガス用ガス流路９、分離ガス用流路１０、Ｏ2ガス用流
路１１を通してスリット状出口１２、１３、１４より吹
き出させた。ガスの流出をはじめると共に排気用チャン
バー７内を排気流量２２ｌ／ｍｉｎで排気した。
れる前にＳｉＨ4を４．０ｖｏｌ％含有するＮ2希釈Ｓｉ
Ｈ4ガス、分離用Ｎ2ガス、Ｏ2を４３ｖｏｌ％含有する
Ｎ2希釈Ｏ2ガスをそれぞれ２．３ｌ／ｍｉｎ、１．０ｌ
／ｍｉｎ、２．４ｌ／ｍｉｎ（室温）の流量でＳｉＨ4
ガス用ガス流路９、分離ガス用流路１０、Ｏ2ガス用流
路１１を通してスリット状出口１２、１３、１４より吹
き出させた。ガスの流出をはじめると共に排気用チャン
バー７内を排気流量２２ｌ／ｍｉｎで排気した。
【００３２】コーティング炉３に搬入されたガラス基板
６上には、二酸化珪素被膜１５が形成された。
６上には、二酸化珪素被膜１５が形成された。
【００３３】本実施例において、分離型ノズル５とガラ
ス基板６との間隔は約２ｃｍであったが分離型ノズル５
とガラス基板との間でＳｉＨ4ガスとＯ2ガスとが反応し
直径約１００ｎｍ〜４００ｎｍの二酸化珪素粒子が生成
していた。
ス基板６との間隔は約２ｃｍであったが分離型ノズル５
とガラス基板との間でＳｉＨ4ガスとＯ2ガスとが反応し
直径約１００ｎｍ〜４００ｎｍの二酸化珪素粒子が生成
していた。
【００３４】コーティング炉３を通過したガラス基板６
は徐冷炉４内へ搬入され室温まで徐冷された。
は徐冷炉４内へ搬入され室温まで徐冷された。
【００３５】ガラス基板６上に作成された二酸化珪素被
膜１５の厚みは約２００ｎｍであり該被膜には半径約５
００ｎｍ、高さ約３００ｎｍの半球状の凸部が形成され
ていることが電子顕微鏡観察よりあきらかになった。
膜１５の厚みは約２００ｎｍであり該被膜には半径約５
００ｎｍ、高さ約３００ｎｍの半球状の凸部が形成され
ていることが電子顕微鏡観察よりあきらかになった。
【００３６】上記で作製した凹凸状の二酸化珪素被膜を
有するガラス基板を、ジシラザン系撥水剤、ＫＰ８０１
（信越化学（株）社製）に浸漬し、約３５０ｍｍ／ｍｉ
ｎ．の速度で引き上げて撥水剤を塗布した。１０分間自
然乾燥後、１５０℃で３０分間焼き付けて撥水剤層を作
製した。得られた撥水剤層の厚みは約１０ｎｍ程度と思
われる。この試料の接触角の測定結果を表に示す。
有するガラス基板を、ジシラザン系撥水剤、ＫＰ８０１
（信越化学（株）社製）に浸漬し、約３５０ｍｍ／ｍｉ
ｎ．の速度で引き上げて撥水剤を塗布した。１０分間自
然乾燥後、１５０℃で３０分間焼き付けて撥水剤層を作
製した。得られた撥水剤層の厚みは約１０ｎｍ程度と思
われる。この試料の接触角の測定結果を表に示す。
【００３７】実施例２ 原料ガスの組成をＳｉＨ4を０．９ｖｏｌ％含有するＮ2
希釈ＳｉＨ4ガス、Ｏ2 を２６ｖｏｌ％含有するＮ2希釈
Ｏ2ガスとしＳｉＨ4系ガス、分離用Ｎ2ガス、Ｏ2系ガス
流量を２．２リットル／ｍｉｎ、１０リットル／ｍｉ
ｎ、２．４リットル／ｍｉｎ（室温）とした以外は、実
施例１と同様にガラス基板上に二酸化珪素被膜を形成し
た。
希釈ＳｉＨ4ガス、Ｏ2 を２６ｖｏｌ％含有するＮ2希釈
Ｏ2ガスとしＳｉＨ4系ガス、分離用Ｎ2ガス、Ｏ2系ガス
流量を２．２リットル／ｍｉｎ、１０リットル／ｍｉ
ｎ、２．４リットル／ｍｉｎ（室温）とした以外は、実
施例１と同様にガラス基板上に二酸化珪素被膜を形成し
た。
【００３８】本例においてはノズルとガラス板との間で
二酸化珪素粒子が生成しないため表面が平滑な二酸化珪
素被膜が形成された。二酸化珪素被膜の膜厚は約６０ｎ
ｍであった。上記で作製した平滑な二酸化珪素被膜を有
するガラス基板表面に実施例１と同様にしてシラザン系
撥水剤、ＫＰ−８０１を塗布した。
二酸化珪素粒子が生成しないため表面が平滑な二酸化珪
素被膜が形成された。二酸化珪素被膜の膜厚は約６０ｎ
ｍであった。上記で作製した平滑な二酸化珪素被膜を有
するガラス基板表面に実施例１と同様にしてシラザン系
撥水剤、ＫＰ−８０１を塗布した。
【００３９】比較例 二酸化珪素被膜が形成された基板をフロートソーダライ
ム系板ガラスに変えた以外は実施例１と同様に撥水性ガ
ラスを作製した。
ム系板ガラスに変えた以外は実施例１と同様に撥水性ガ
ラスを作製した。
【００４０】以上のようにして作製した撥水性ガラスの
耐久性を評価し、表に示した。
耐久性を評価し、表に示した。
【００４１】実施例１、２では比較例に比べて撥水性ガ
ラスの耐久性が向上し、実施例１が最も耐久性が高いこ
とが明かである。 表 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 接触角（°） −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 初期 耐熱水性 耐摩耗性 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例１ １０６ １０６ １０３ 実施例２ １０６ １０６ ９８ 比較例 １００ ６７ ７１ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
ラスの耐久性が向上し、実施例１が最も耐久性が高いこ
とが明かである。 表 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 接触角（°） −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 初期 耐熱水性 耐摩耗性 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例１ １０６ １０６ １０３ 実施例２ １０６ １０６ ９８ 比較例 １００ ６７ ７１ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【図１】 本発明の１実施例を示す断面図である。
６．．基材 ９．．珪素原子を含む分子ガスの流路 １０．．分離用ガスの流路 １１．．酸化性ガスの流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝川 章雄 大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本 板硝子株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 基材と、珪素原子を含む分子ガス、酸化
性ガスおよび両ガスを分離する分離用ガスを前記物体の
表面上で反応させて形成した二酸化珪素含有被膜と、こ
の被膜の表面に形成した有機シラザン化合物からなる撥
水層からなる撥水性物品。 - 【請求項２】 加熱した基材表面に、珪素原子を含む分
子ガスと酸化性ガスおよび両ガスを分離する分離用ガス
とを吹き付けて二酸化珪素を含む被膜を形成し、該二酸
化珪素被膜表面に有機シラザン化合物を含有した溶液を
塗布した後、乾燥または硬化することを特徴とする撥水
性物品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12044392A JPH05310444A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 撥水性物品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12044392A JPH05310444A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 撥水性物品およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05310444A true JPH05310444A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=14786337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12044392A Pending JPH05310444A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 撥水性物品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05310444A (ja) |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP12044392A patent/JPH05310444A/ja active Pending
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