JPH10330131A - 親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品 - Google Patents
親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品Info
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- JPH10330131A JPH10330131A JP9140297A JP14029797A JPH10330131A JP H10330131 A JPH10330131 A JP H10330131A JP 9140297 A JP9140297 A JP 9140297A JP 14029797 A JP14029797 A JP 14029797A JP H10330131 A JPH10330131 A JP H10330131A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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
- 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
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
-
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- C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
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- C03C2217/70—Properties of coatings
- C03C2217/71—Photocatalytic coatings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高耐摩耗性、高耐汚染性、高耐水性、暗闇で
の親水作用の持続性。 【解決手段】 二酸化チタン薄膜、又は二酸化チタンと
金属化合物とで混成された薄膜からなる光触媒層4の表
面に、金属化合物薄膜からなるトップ層5が積層されて
なる。この結果、金属化合物薄膜からなるトップ層5に
より、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性が向上される。しか
も、二酸化チタンと混成された金属化合物またトップ層
5の金属化合物は、蓄水性物質であるから、光が当らな
くても長時間親水作用が維持される。特に、二酸化チタ
ン薄膜のみからなる光触媒層4であっても、暗闇での親
水作用が長時間維持される。
の親水作用の持続性。 【解決手段】 二酸化チタン薄膜、又は二酸化チタンと
金属化合物とで混成された薄膜からなる光触媒層4の表
面に、金属化合物薄膜からなるトップ層5が積層されて
なる。この結果、金属化合物薄膜からなるトップ層5に
より、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性が向上される。しか
も、二酸化チタンと混成された金属化合物またトップ層
5の金属化合物は、蓄水性物質であるから、光が当らな
くても長時間親水作用が維持される。特に、二酸化チタ
ン薄膜のみからなる光触媒層4であっても、暗闇での親
水作用が長時間維持される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、曇止め、水による
油汚れの洗浄、降雨によるセルフクリーニング等の作用
(以下、親水作用と称する)を有する親水性薄膜であっ
て、二酸化チタン薄膜、又は二酸化チタンと金属化合物
とで混成された薄膜からなる光触媒層を用いた親水性薄
膜、及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びに
ガラス製品に係り、特に耐摩耗性、耐汚染性、耐水性に
優れしかも光が当らなくても長時間親水作用が維持され
る親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラ
ー並びにガラス製品に関するものである。
油汚れの洗浄、降雨によるセルフクリーニング等の作用
(以下、親水作用と称する)を有する親水性薄膜であっ
て、二酸化チタン薄膜、又は二酸化チタンと金属化合物
とで混成された薄膜からなる光触媒層を用いた親水性薄
膜、及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びに
ガラス製品に係り、特に耐摩耗性、耐汚染性、耐水性に
優れしかも光が当らなくても長時間親水作用が維持され
る親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラ
ー並びにガラス製品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】二酸化チタン薄膜からなる光触媒層を用
いた親水性薄膜は、後述する二酸化チタン薄膜の光触媒
作用(図10(A)乃至(C)の作用)により、二酸化
チタン薄膜の表面と水との接触角がほぼ0°なり、二酸
化チタン薄膜の表面が親水化されて水を全く弾かなくな
る。この結果、二酸化チタン薄膜の表面において、曇止
め、水による油汚れの洗浄、降雨によるセルフクリーニ
ング等の作用、すなわち親水作用を果たすことができ
る。なお、上述の二酸化チタン薄膜の光触媒作用におけ
るバンドキャップは約3eVであり、波長にすると約4
00nm、すなわち400nm以下の紫外線(紫外光)
を当てることにより、上述の親水作用が働く。しかしな
がら、上述の二酸化チタン薄膜のみからなる光触媒層を
用いた親水性薄膜は、二酸化チタン薄膜のみの光触媒作
用により親水作用をなすので、光が当らないと、上述の
親水作用が低下してしまう問題がある。
いた親水性薄膜は、後述する二酸化チタン薄膜の光触媒
作用(図10(A)乃至(C)の作用)により、二酸化
チタン薄膜の表面と水との接触角がほぼ0°なり、二酸
化チタン薄膜の表面が親水化されて水を全く弾かなくな
る。この結果、二酸化チタン薄膜の表面において、曇止
め、水による油汚れの洗浄、降雨によるセルフクリーニ
ング等の作用、すなわち親水作用を果たすことができ
る。なお、上述の二酸化チタン薄膜の光触媒作用におけ
るバンドキャップは約3eVであり、波長にすると約4
00nm、すなわち400nm以下の紫外線(紫外光)
を当てることにより、上述の親水作用が働く。しかしな
がら、上述の二酸化チタン薄膜のみからなる光触媒層を
用いた親水性薄膜は、二酸化チタン薄膜のみの光触媒作
用により親水作用をなすので、光が当らないと、上述の
親水作用が低下してしまう問題がある。
【0003】そこで、光が当らなくても長時間親水作用
が維持される親水性薄膜が開発された。この親水性薄膜
は、二酸化チタンと蓄水性物質とで混成された薄膜から
なる光触媒層を用いたものである。以下、上述の二酸化
チタンと蓄水性物質とで混成された薄膜からなる光触媒
層を用いた親水性薄膜の親水作用について図10(A)
乃至(D)を参照して説明する。
が維持される親水性薄膜が開発された。この親水性薄膜
は、二酸化チタンと蓄水性物質とで混成された薄膜から
なる光触媒層を用いたものである。以下、上述の二酸化
チタンと蓄水性物質とで混成された薄膜からなる光触媒
層を用いた親水性薄膜の親水作用について図10(A)
乃至(D)を参照して説明する。
【0004】まず、二酸化チタン(TiO2 )の表面に
おいては、二酸化チタンのTi4+イオンが不飽和となっ
て空気中の水分と化学結合して化学吸着水(OH)とな
り、この化学吸着水(OH)に水分子の代わりに空気中
の疎水性分子(疎水的なガス分子)(R)が吸着してい
る(図10(A)を参照)。
おいては、二酸化チタンのTi4+イオンが不飽和となっ
て空気中の水分と化学結合して化学吸着水(OH)とな
り、この化学吸着水(OH)に水分子の代わりに空気中
の疎水性分子(疎水的なガス分子)(R)が吸着してい
る(図10(A)を参照)。
【0005】次に、光が当ると、二酸化チタン(TiO
2 )の光触媒作用により疎水性分子(R)が二酸化チタ
ン(TiO2 )の表面から分解除去されて、その二酸化
チタン(TiO2 )の表面には化学吸着水(OH)が露
出する(図10(B)を参照)。
2 )の光触媒作用により疎水性分子(R)が二酸化チタ
ン(TiO2 )の表面から分解除去されて、その二酸化
チタン(TiO2 )の表面には化学吸着水(OH)が露
出する(図10(B)を参照)。
【0006】それと同時に、露出した化学吸着水(O
H)に物理吸着水(H2 O)が結合して、二酸化チタン
(TiO2 )の表面に物理吸着水層が生成され、この結
果、二酸化チタン(TiO2 )の表面と水との接触角が
ほぼ0°なり、二酸化チタン(TiO2 )の表面が親水
化されて水を全く弾かなくなる。(図10(C)を参
照)。この結果、曇止め、水による油汚れの洗浄、降雨
によるセルフクリーニング等の作用、すなわち親水作用
をなす。なお、この図10(A)乃至(C)の作用は、
上述の二酸化チタン薄膜のみからなる光触媒層を用いた
親水性薄膜の親水作用とほぼ同様である。
H)に物理吸着水(H2 O)が結合して、二酸化チタン
(TiO2 )の表面に物理吸着水層が生成され、この結
果、二酸化チタン(TiO2 )の表面と水との接触角が
ほぼ0°なり、二酸化チタン(TiO2 )の表面が親水
化されて水を全く弾かなくなる。(図10(C)を参
照)。この結果、曇止め、水による油汚れの洗浄、降雨
によるセルフクリーニング等の作用、すなわち親水作用
をなす。なお、この図10(A)乃至(C)の作用は、
上述の二酸化チタン薄膜のみからなる光触媒層を用いた
親水性薄膜の親水作用とほぼ同様である。
【0007】そして、二酸化チタン(TiO2 )と共に
光触媒層を構成するシリカ(二酸化ケイ素(Si
O2 ))、酸化スズ、アルミナ等の蓄水性物質(a)が
その構造中に水(H2 O)を取り込むことにより、二酸
化チタン(TiO2 )の表面における水(H2 O)分子
層が安定化するので、光が当らなくても長時間親水作用
が維持される(図10(D)を参照)。また、二酸化チ
タン(TiO2 )の表面と水との接触角が大きくなって
上述の親水作用が低下しても、再び光を当てることによ
り上述の親水作用が得られるので、この親水作用の効果
が半永久的に持続することができる。
光触媒層を構成するシリカ(二酸化ケイ素(Si
O2 ))、酸化スズ、アルミナ等の蓄水性物質(a)が
その構造中に水(H2 O)を取り込むことにより、二酸
化チタン(TiO2 )の表面における水(H2 O)分子
層が安定化するので、光が当らなくても長時間親水作用
が維持される(図10(D)を参照)。また、二酸化チ
タン(TiO2 )の表面と水との接触角が大きくなって
上述の親水作用が低下しても、再び光を当てることによ
り上述の親水作用が得られるので、この親水作用の効果
が半永久的に持続することができる。
【0008】このように、上述の二酸化チタンと蓄水性
物質とで混成された薄膜からなる光触媒層を用いた親水
性薄膜は、光が当らなくても長時間親水作用が維持さ
れ、しかも光を再び当てることにより親水作用の効果が
半永久的に持続することができるので、この親水性薄膜
を使用した車両用ミラー並びにガラス製品(通常のミラ
ー、車両用のウインドウガラス、建物のウインドウガラ
ス、水槽ガラス、コップ等)又はその他の製品に種々使
用されている。
物質とで混成された薄膜からなる光触媒層を用いた親水
性薄膜は、光が当らなくても長時間親水作用が維持さ
れ、しかも光を再び当てることにより親水作用の効果が
半永久的に持続することができるので、この親水性薄膜
を使用した車両用ミラー並びにガラス製品(通常のミラ
ー、車両用のウインドウガラス、建物のウインドウガラ
ス、水槽ガラス、コップ等)又はその他の製品に種々使
用されている。
【0009】上述の二酸化チタンと蓄水性物質とで混成
された薄膜からなる光触媒層を用いた親水性薄膜の技術
は、例えば、「セラミックス」31(1996)No.
10(平成8年10月1日発行)第837〜840頁、
また「ニューセラミックス」(1997)No.2(平
成9年1月25日発行)、第45〜48頁に記載されて
いる。
された薄膜からなる光触媒層を用いた親水性薄膜の技術
は、例えば、「セラミックス」31(1996)No.
10(平成8年10月1日発行)第837〜840頁、
また「ニューセラミックス」(1997)No.2(平
成9年1月25日発行)、第45〜48頁に記載されて
いる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の二酸化チタンと蓄水性物質とで混成された薄膜からな
る光触媒層を用いた親水性薄膜は、二酸化チタン薄膜が
表面に露出しているので、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性
に問題がある。
の二酸化チタンと蓄水性物質とで混成された薄膜からな
る光触媒層を用いた親水性薄膜は、二酸化チタン薄膜が
表面に露出しているので、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性
に問題がある。
【0011】本発明の目的は、耐摩耗性、耐汚染性、耐
水性に優れしかも光が当らなくても長時間親水作用が維
持される親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両
用ミラー並びにガラス製品を提供することにある。
水性に優れしかも光が当らなくても長時間親水作用が維
持される親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両
用ミラー並びにガラス製品を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、二酸化チタン
薄膜、又は二酸化チタンと金属化合物とで混成された薄
膜からなる光触媒層の表面に、金属化合物薄膜からなる
トップ層が積層されてなることを特徴とする。
薄膜、又は二酸化チタンと金属化合物とで混成された薄
膜からなる光触媒層の表面に、金属化合物薄膜からなる
トップ層が積層されてなることを特徴とする。
【0013】この結果、本発明の親水性薄膜及びその親
水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品は、
二酸化チタン薄膜、又は二酸化チタンと金属化合物とで
混成された薄膜からなる光触媒層の表面に積層された金
属化合物薄膜からなるトップ層により、耐摩耗性、耐汚
染性、耐水性が向上される。しかも、二酸化チタンと混
成された金属化合物またトップ層の金属化合物は、蓄水
性物質であるから、光が当らなくても長時間親水作用が
維持される。特に、二酸化チタン薄膜のみからなる光触
媒層であっても、暗闇での親水作用が長時間維持され
る。
水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品は、
二酸化チタン薄膜、又は二酸化チタンと金属化合物とで
混成された薄膜からなる光触媒層の表面に積層された金
属化合物薄膜からなるトップ層により、耐摩耗性、耐汚
染性、耐水性が向上される。しかも、二酸化チタンと混
成された金属化合物またトップ層の金属化合物は、蓄水
性物質であるから、光が当らなくても長時間親水作用が
維持される。特に、二酸化チタン薄膜のみからなる光触
媒層であっても、暗闇での親水作用が長時間維持され
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の親水性薄膜及びそ
の親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品
の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
の親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品
の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【0015】図1において、11は本発明品1であっ
て、本発明の親水性薄膜を使用した車両用ミラー(又は
通常のミラー)である。この本発明の親水性の車両用ミ
ラー11は、ガラス基材1と、前記ガラス基材1の一面
に積層された反射膜2と、前記ガラス基材1の他面に積
層されたベース層3と、前記ベース層3の表面に積層さ
れた光触媒層4と、前記光触媒層4の表面に積層された
金属化合物薄膜からなるトップ層5とを備える。
て、本発明の親水性薄膜を使用した車両用ミラー(又は
通常のミラー)である。この本発明の親水性の車両用ミ
ラー11は、ガラス基材1と、前記ガラス基材1の一面
に積層された反射膜2と、前記ガラス基材1の他面に積
層されたベース層3と、前記ベース層3の表面に積層さ
れた光触媒層4と、前記光触媒層4の表面に積層された
金属化合物薄膜からなるトップ層5とを備える。
【0016】次に、この本発明の親水性の車両用ミラー
11の製造例について説明する。まず、ガラス基材1を
真空槽(図示せず)内にセットし、真空槽内を3×10
-3paまで真空排気し、その後ガラス基材1の一面に反
射膜2としての膜厚75nmのクロム(Cr)膜をスパ
ッタリング法で積層する。それから、上述の真空槽内を
大気圧に開放し、その後上述のガラス基材1及び反射膜
2を反転させて真空槽内にセットする。その真空槽内を
3×10-3paまで真空排気すると同時に、そのガラス
基材1をヒーターにより360°Cまで加熱し、その後
ガラス基材1の他面に、ベース層3としての膜厚120
nmの二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜、光触媒層4とし
ての膜厚220nmの二酸化チタン(TiO2 )薄膜、
トップ層5としての膜厚20nmの二酸化ケイ素(Si
O2)薄膜を、EB(エレクトロンビーム)蒸着法で、
順次積層することにより、上述の親水性の車両用ミラー
11が製造される。
11の製造例について説明する。まず、ガラス基材1を
真空槽(図示せず)内にセットし、真空槽内を3×10
-3paまで真空排気し、その後ガラス基材1の一面に反
射膜2としての膜厚75nmのクロム(Cr)膜をスパ
ッタリング法で積層する。それから、上述の真空槽内を
大気圧に開放し、その後上述のガラス基材1及び反射膜
2を反転させて真空槽内にセットする。その真空槽内を
3×10-3paまで真空排気すると同時に、そのガラス
基材1をヒーターにより360°Cまで加熱し、その後
ガラス基材1の他面に、ベース層3としての膜厚120
nmの二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜、光触媒層4とし
ての膜厚220nmの二酸化チタン(TiO2 )薄膜、
トップ層5としての膜厚20nmの二酸化ケイ素(Si
O2)薄膜を、EB(エレクトロンビーム)蒸着法で、
順次積層することにより、上述の親水性の車両用ミラー
11が製造される。
【0017】図2において、12は本発明品2であっ
て、本発明の親水性薄膜を使用したガラス製品(又は車
両用ミラー)である。この本発明の親水性の車両用ミラ
ー12は、ガラス基材1と、前記ガラス基材1の表面に
積層されたベース層3と、前記ベース層3の表面に積層
された光触媒層4と、前記光触媒層4の表面に積層され
た金属化合物薄膜からなるトップ層5とを備える。
て、本発明の親水性薄膜を使用したガラス製品(又は車
両用ミラー)である。この本発明の親水性の車両用ミラ
ー12は、ガラス基材1と、前記ガラス基材1の表面に
積層されたベース層3と、前記ベース層3の表面に積層
された光触媒層4と、前記光触媒層4の表面に積層され
た金属化合物薄膜からなるトップ層5とを備える。
【0018】次に、この本発明の親水性のガラス製品1
2の製造例について説明する。まず、ガラス基材1を真
空槽(図示せず)内にセットし、真空槽内を3×10-3
paまで真空排気すると同時に、そのガラス基材1をヒ
ーターにより360°Cまで加熱し、その後ガラス基材
1の表面に、ベース層3としての膜厚75nmのクロム
(Cr)膜、光触媒層4としての膜厚220nmの二酸
化チタン(TiO2 )薄膜、トップ層5としての膜厚2
0nmの二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜を、EB(エレ
クトロンビーム)蒸着法で、順次積層することにより、
上述の親水性のガラス製品12が製造される。
2の製造例について説明する。まず、ガラス基材1を真
空槽(図示せず)内にセットし、真空槽内を3×10-3
paまで真空排気すると同時に、そのガラス基材1をヒ
ーターにより360°Cまで加熱し、その後ガラス基材
1の表面に、ベース層3としての膜厚75nmのクロム
(Cr)膜、光触媒層4としての膜厚220nmの二酸
化チタン(TiO2 )薄膜、トップ層5としての膜厚2
0nmの二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜を、EB(エレ
クトロンビーム)蒸着法で、順次積層することにより、
上述の親水性のガラス製品12が製造される。
【0019】図3において、13は本発明品3であっ
て、本発明の親水性薄膜を使用したガラス製品(又は車
両用ミラー)である。この本発明の親水性の車両用ミラ
ー12は、ガラス基材1と、前記ガラス基材1の表面に
積層されたベース層3と、前記ベース層3の表面に積層
された光触媒層41と、前記光触媒層4の表面に積層さ
れた金属化合物薄膜からなるトップ層5とを備える。
て、本発明の親水性薄膜を使用したガラス製品(又は車
両用ミラー)である。この本発明の親水性の車両用ミラ
ー12は、ガラス基材1と、前記ガラス基材1の表面に
積層されたベース層3と、前記ベース層3の表面に積層
された光触媒層41と、前記光触媒層4の表面に積層さ
れた金属化合物薄膜からなるトップ層5とを備える。
【0020】次に、この本発明の親水性のガラス製品1
3の製造例について説明する。まず、ガラス基材1を真
空槽(図示せず)内にセットし、真空槽内を3×10 -3
paまで真空排気すると同時に、そのガラス基材1をヒ
ーターにより360°Cまで加熱し、その後EB(エレ
クトロンビーム)蒸着法で、ガラス基材1の表面に、ベ
ース層3としての膜厚75nmのクロム(Cr)膜を積
層し、次に、光触媒層41として、2つの蒸発源から一
方は二酸化チタン(TiO2 )薄膜を、他方はTa2 O
5 を蒸発させて、混合比TiO2 :Ta2 O5 =80:
20の膜厚250nmの二酸化チタンと1種の金属化合
物で混成された薄膜を積層し、それから、トップ層5と
しての膜厚20nmの二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜を
積層することにより、上述の親水性のガラス製品13が
製造される。
3の製造例について説明する。まず、ガラス基材1を真
空槽(図示せず)内にセットし、真空槽内を3×10 -3
paまで真空排気すると同時に、そのガラス基材1をヒ
ーターにより360°Cまで加熱し、その後EB(エレ
クトロンビーム)蒸着法で、ガラス基材1の表面に、ベ
ース層3としての膜厚75nmのクロム(Cr)膜を積
層し、次に、光触媒層41として、2つの蒸発源から一
方は二酸化チタン(TiO2 )薄膜を、他方はTa2 O
5 を蒸発させて、混合比TiO2 :Ta2 O5 =80:
20の膜厚250nmの二酸化チタンと1種の金属化合
物で混成された薄膜を積層し、それから、トップ層5と
しての膜厚20nmの二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜を
積層することにより、上述の親水性のガラス製品13が
製造される。
【0021】図4において、14は従来品であって、従
来の親水性薄膜を使用した車両用ミラー(又は通常のミ
ラー)である。この従来の親水性の車両用ミラー14
は、ガラス基材1と、前記ガラス基材1の一面に積層さ
れた反射膜2としてのクロム(Cr)膜と、前記ガラス
基材1の他面に積層されたベース層3としての膜厚12
0nmの二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜と、前記ベース
層3の表面に積層された光触媒層4としての膜厚220
nmの二酸化チタン(TiO2 )薄膜とを備える。
来の親水性薄膜を使用した車両用ミラー(又は通常のミ
ラー)である。この従来の親水性の車両用ミラー14
は、ガラス基材1と、前記ガラス基材1の一面に積層さ
れた反射膜2としてのクロム(Cr)膜と、前記ガラス
基材1の他面に積層されたベース層3としての膜厚12
0nmの二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜と、前記ベース
層3の表面に積層された光触媒層4としての膜厚220
nmの二酸化チタン(TiO2 )薄膜とを備える。
【0022】次に、図5において、上述の本発明品1、
本発明品2、本発明品3と従来品、開発品(上述の二酸
化チタンと蓄水性物質とで混成された薄膜からなる光触
媒層を用いた親水性薄膜)との性能を比較検討してみ
る。
本発明品2、本発明品3と従来品、開発品(上述の二酸
化チタンと蓄水性物質とで混成された薄膜からなる光触
媒層を用いた親水性薄膜)との性能を比較検討してみ
る。
【0023】この図5から明らかなように、従来品は、
上述のように、光が当らないと親水作用が低下してしま
い、また耐摩耗性、耐汚染性、耐水性において問題があ
る。また、開発品は、上述のように、光が当らなくても
親水作用が持続される(「ニューセラミックス」(19
97)No.2(平成9年1月25日発行)、第47頁
参照)が、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性において問題が
ある。
上述のように、光が当らないと親水作用が低下してしま
い、また耐摩耗性、耐汚染性、耐水性において問題があ
る。また、開発品は、上述のように、光が当らなくても
親水作用が持続される(「ニューセラミックス」(19
97)No.2(平成9年1月25日発行)、第47頁
参照)が、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性において問題が
ある。
【0024】これに対して、本発明品1、本発明品2、
本発明品3は、共に、暗闇での親水作用の持続性、耐摩
耗性、耐汚染性、耐水性において、従来品、開発品より
も優れている。すなわち、暗闇での親水作用の持続性
は、本発明品1、本発明品2において、二酸化チタン
(TiO2 )薄膜のみからなる光触媒層4に対して二酸
化ケイ素(SiO2 )薄膜からなるトップ層5が蓄水性
物質として作用し、また本発明品3において、二酸化チ
タン(TiO2 )との混成で光触媒層41を構成するT
a2O5 が主として耐摩耗性向上のため硬度UPの働き
をなすと共に蓄水性物質として作用して、得られる。ま
た、高耐摩耗性、高耐汚染性、高耐水性は、本発明品
1、本発明品2、本発明品3において、二酸化ケイ素
(SiO2 )薄膜からなるトップ層5の作用により、得
られる。
本発明品3は、共に、暗闇での親水作用の持続性、耐摩
耗性、耐汚染性、耐水性において、従来品、開発品より
も優れている。すなわち、暗闇での親水作用の持続性
は、本発明品1、本発明品2において、二酸化チタン
(TiO2 )薄膜のみからなる光触媒層4に対して二酸
化ケイ素(SiO2 )薄膜からなるトップ層5が蓄水性
物質として作用し、また本発明品3において、二酸化チ
タン(TiO2 )との混成で光触媒層41を構成するT
a2O5 が主として耐摩耗性向上のため硬度UPの働き
をなすと共に蓄水性物質として作用して、得られる。ま
た、高耐摩耗性、高耐汚染性、高耐水性は、本発明品
1、本発明品2、本発明品3において、二酸化ケイ素
(SiO2 )薄膜からなるトップ層5の作用により、得
られる。
【0025】そして、上述の二酸化ケイ素(SiO2 )
薄膜からなるトップ層5の膜厚が厚ければ厚いほど上述
の暗闇での親水作用の持続性、高耐摩耗性、高耐水性が
より向上されて得られるが、後述するように、水滴に対
する接触角の変化率が紫外線照射前後で小さくなり、表
面汚染後の回復能力が減少して上述の高耐汚染性が低下
する虞がある。
薄膜からなるトップ層5の膜厚が厚ければ厚いほど上述
の暗闇での親水作用の持続性、高耐摩耗性、高耐水性が
より向上されて得られるが、後述するように、水滴に対
する接触角の変化率が紫外線照射前後で小さくなり、表
面汚染後の回復能力が減少して上述の高耐汚染性が低下
する虞がある。
【0026】以下、高耐汚染性と暗闇での親水作用の持
続性、高耐摩耗性、高耐水性と高耐汚染性とが両立でき
るトップ層の膜厚の厚さを、図6乃至図9を参照して検
討してみる。図6において、10はトップ層5の二酸化
ケイ素(SiO2 )薄膜を、種々(0nm、10nm、
20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、
70nm、80nm)変えた車両用ミラー(若しくは通
常のミラー)である。
続性、高耐摩耗性、高耐水性と高耐汚染性とが両立でき
るトップ層の膜厚の厚さを、図6乃至図9を参照して検
討してみる。図6において、10はトップ層5の二酸化
ケイ素(SiO2 )薄膜を、種々(0nm、10nm、
20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、
70nm、80nm)変えた車両用ミラー(若しくは通
常のミラー)である。
【0027】図7(A)はトップ層5の二酸化ケイ素
(SiO2 )薄膜の各膜厚(nm)に対する太陽光照射
前後の変化率(%)を示す。この図7(A)から明らか
なように、紫外線照射後の変化率は、膜厚10〜30n
mのものが二酸化チタン(TiO2 )薄膜の表面(すな
わち膜厚0nmのもの)における変化率よりも同等若し
くはそれ以上となる。
(SiO2 )薄膜の各膜厚(nm)に対する太陽光照射
前後の変化率(%)を示す。この図7(A)から明らか
なように、紫外線照射後の変化率は、膜厚10〜30n
mのものが二酸化チタン(TiO2 )薄膜の表面(すな
わち膜厚0nmのもの)における変化率よりも同等若し
くはそれ以上となる。
【0028】また、図7(B)はトップ層5の二酸化ケ
イ素(SiO2 )薄膜の各膜厚(nm)に対する水滴の
接触角(°)を示す。この図7(B)において、○は
0.1wt%オレイン酸アセトン溶液塗布初期接触角
(室温で15分放置)を示し、●は紫外線照射後の接触
角(紫外線照射条件は太陽光2.0〜2.3mW/cm
2を1時間照射)を示す。
イ素(SiO2 )薄膜の各膜厚(nm)に対する水滴の
接触角(°)を示す。この図7(B)において、○は
0.1wt%オレイン酸アセトン溶液塗布初期接触角
(室温で15分放置)を示し、●は紫外線照射後の接触
角(紫外線照射条件は太陽光2.0〜2.3mW/cm
2を1時間照射)を示す。
【0029】そして、ミラーとしての視認性は水との接
触角が20°以下、好ましくは10°以下が良好であ
り、図7(A)及び(B)に示すように、二酸化ケイ素
(SiO2 )薄膜のトップ層5を設けたものは初期から
低い接触角が得られ、ミラーとして良好である。
触角が20°以下、好ましくは10°以下が良好であ
り、図7(A)及び(B)に示すように、二酸化ケイ素
(SiO2 )薄膜のトップ層5を設けたものは初期から
低い接触角が得られ、ミラーとして良好である。
【0030】なお、トップ層5の二酸化ケイ素(SiO
2 )薄膜の膜厚が40nm以上となるものは、接触角の
変化率が小さくなり、表面汚染後の回復能力が減少する
虞がある。この結果、トップ層5の二酸化ケイ素(Si
O2 )薄膜の膜厚は10〜30nmが最適である。
2 )薄膜の膜厚が40nm以上となるものは、接触角の
変化率が小さくなり、表面汚染後の回復能力が減少する
虞がある。この結果、トップ層5の二酸化ケイ素(Si
O2 )薄膜の膜厚は10〜30nmが最適である。
【0031】図8はトップ層5の二酸化ケイ素(SiO
2 )薄膜の膜厚が0nmのもの、10nmのもの、20
nmのものにおいて、紫外線照射時間(hr)に対する
接触角(°)を示す。この図8において、●はトップ層
5の二酸化ケイ素(SiO2)薄膜の膜厚が0nmのも
のを示し、○はトップ層5の二酸化ケイ素(SiO2)
薄膜の膜厚が10nmのものを示し、△はトップ層5の
二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜の膜厚が20nmのもの
を示す。ここで、初期値は0.1wt%オレイン酸アセ
トン溶液塗布乾燥後による。また、紫外線照射条件はブ
ラックライト(フナコシUVL−56)で6.5mW/
cm2 照射する(なお、紫外線強度はトプコン製のUV
L−1で測定)。この図8から明らかなように、トップ
層5があるものはオレイン酸に対して汚れ難いため、初
期から接触角が小さく、また短時間で10°以下の接触
角を示し、ミラーとして早期に視認性を確保することが
できる。
2 )薄膜の膜厚が0nmのもの、10nmのもの、20
nmのものにおいて、紫外線照射時間(hr)に対する
接触角(°)を示す。この図8において、●はトップ層
5の二酸化ケイ素(SiO2)薄膜の膜厚が0nmのも
のを示し、○はトップ層5の二酸化ケイ素(SiO2)
薄膜の膜厚が10nmのものを示し、△はトップ層5の
二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜の膜厚が20nmのもの
を示す。ここで、初期値は0.1wt%オレイン酸アセ
トン溶液塗布乾燥後による。また、紫外線照射条件はブ
ラックライト(フナコシUVL−56)で6.5mW/
cm2 照射する(なお、紫外線強度はトプコン製のUV
L−1で測定)。この図8から明らかなように、トップ
層5があるものはオレイン酸に対して汚れ難いため、初
期から接触角が小さく、また短時間で10°以下の接触
角を示し、ミラーとして早期に視認性を確保することが
できる。
【0032】図9はトップ層5の二酸化ケイ素(SiO
2 )薄膜の膜厚が0nmのもの、20nmのもの、60
nmのものにおいて、暗室放置日数(日)に対する接触
角(°)を示す。この図9において、●はトップ層5の
二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜の膜厚が0nmのものを
示し、○はトップ層5の二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜
の膜厚が20nmのものを示し、△はトップ層5の二酸
化ケイ素(SiO2 )薄膜の膜厚が60nmのものを示
す。ここで、暗室放置は窓なし恒温槽中において放置す
る。なお、無風状態である。この図9から明らかなよう
に、トップ層5の無いものは紫外線を遮断した後の接触
角の上昇が大きく、これに対してトップ層5が20nm
ものと60nmのものとは接触角の上昇が小さく、親水
作用が長時間に亘って維持される。なお、トップ層60
nmのものは図7に示すように、接触角の変化率が小さ
くなり、表面汚染後の回復能力が減少する虞がある。こ
の結果、トップ層5の二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜の
膜厚は10〜30nmが最適である。
2 )薄膜の膜厚が0nmのもの、20nmのもの、60
nmのものにおいて、暗室放置日数(日)に対する接触
角(°)を示す。この図9において、●はトップ層5の
二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜の膜厚が0nmのものを
示し、○はトップ層5の二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜
の膜厚が20nmのものを示し、△はトップ層5の二酸
化ケイ素(SiO2 )薄膜の膜厚が60nmのものを示
す。ここで、暗室放置は窓なし恒温槽中において放置す
る。なお、無風状態である。この図9から明らかなよう
に、トップ層5の無いものは紫外線を遮断した後の接触
角の上昇が大きく、これに対してトップ層5が20nm
ものと60nmのものとは接触角の上昇が小さく、親水
作用が長時間に亘って維持される。なお、トップ層60
nmのものは図7に示すように、接触角の変化率が小さ
くなり、表面汚染後の回復能力が減少する虞がある。こ
の結果、トップ層5の二酸化ケイ素(SiO2 )薄膜の
膜厚は10〜30nmが最適である。
【0033】なお、上述の実施の形態における光触媒層
4は、二酸化チタン薄膜からなるもの、又は二酸化チタ
ンと1種の金属化合物で混成された薄膜からなるもので
あるが、二酸化チタンと2種の金属化合物で混成された
薄膜からなる光触媒層であっても良い。この二酸化チタ
ンと1種又は2種の金属化合物で混成された薄膜からな
る光触媒層において、1種の金属化合物としては、Al
2 O3 、Y2 O3 、Ta2 O5 、La2 O3 等がある。
また、2種の金属化合物としては、Al2 O3−ZrO
2 、Al2 O3 −Ta2 O5 、Al2 O3 −SiO2 等
がある。
4は、二酸化チタン薄膜からなるもの、又は二酸化チタ
ンと1種の金属化合物で混成された薄膜からなるもので
あるが、二酸化チタンと2種の金属化合物で混成された
薄膜からなる光触媒層であっても良い。この二酸化チタ
ンと1種又は2種の金属化合物で混成された薄膜からな
る光触媒層において、1種の金属化合物としては、Al
2 O3 、Y2 O3 、Ta2 O5 、La2 O3 等がある。
また、2種の金属化合物としては、Al2 O3−ZrO
2 、Al2 O3 −Ta2 O5 、Al2 O3 −SiO2 等
がある。
【0034】また、上述の実施の形態におけるトップ層
5は、二酸化ケイ素薄膜からなるものであるが、単独又
は複数又は混成の金属化合物薄膜からなるトップ層であ
っても良い。この単独又は複数又は混成の金属化合物薄
膜からなるトップ層において、単独の金属化合物として
は、Al2 O3 、Y2 O3 、La2 O3 、CeO2 、Z
rO2 、SiO2 、Ta2 O5 等がある。また、複数の
金属化合物としては、Al2 O3 −Y2 O3 、Al2 O
3 −Ta2 O5 、Al2 O3 −TiN、Al2O3 −Ti
C、Al2 O3 −SiC、SiO2 −Al2 O3 、Si
O2 −Ta2O5 、SiO2 −TiN、SiO2 −Ti
C等がある。さらに、混成の金属化合物としては、上述
の単独の金属化合物の組み合わせた混合物薄膜等があ
る。
5は、二酸化ケイ素薄膜からなるものであるが、単独又
は複数又は混成の金属化合物薄膜からなるトップ層であ
っても良い。この単独又は複数又は混成の金属化合物薄
膜からなるトップ層において、単独の金属化合物として
は、Al2 O3 、Y2 O3 、La2 O3 、CeO2 、Z
rO2 、SiO2 、Ta2 O5 等がある。また、複数の
金属化合物としては、Al2 O3 −Y2 O3 、Al2 O
3 −Ta2 O5 、Al2 O3 −TiN、Al2O3 −Ti
C、Al2 O3 −SiC、SiO2 −Al2 O3 、Si
O2 −Ta2O5 、SiO2 −TiN、SiO2 −Ti
C等がある。さらに、混成の金属化合物としては、上述
の単独の金属化合物の組み合わせた混合物薄膜等があ
る。
【0035】さらに、上述の実施の形態において、ベー
ス層3を設けたが、このベース層3は、次に積層される
光触媒層4の密着力の向上、膜応力の緩和等の安定化に
寄与すると共に、例えば、ガラス基材1がソーダガラス
の場合、熱処理時にソーダガラス中のナトリウムイオン
が光触媒層4に拡散し、光触媒作用を低下させる有害な
イオンを防御する障壁として寄与するものである。ガラ
ス基材1がソーダガラス以外のものであれば、必ずしも
設ける必要はない。また、ベース層は上述のものの他、
例えばミラー基板に高屈折率の反射層と低屈折率の反射
層とを交互に多層積層した車両用ミラー(所謂カラーミ
ラー)の場合の多層反射層等がある。
ス層3を設けたが、このベース層3は、次に積層される
光触媒層4の密着力の向上、膜応力の緩和等の安定化に
寄与すると共に、例えば、ガラス基材1がソーダガラス
の場合、熱処理時にソーダガラス中のナトリウムイオン
が光触媒層4に拡散し、光触媒作用を低下させる有害な
イオンを防御する障壁として寄与するものである。ガラ
ス基材1がソーダガラス以外のものであれば、必ずしも
設ける必要はない。また、ベース層は上述のものの他、
例えばミラー基板に高屈折率の反射層と低屈折率の反射
層とを交互に多層積層した車両用ミラー(所謂カラーミ
ラー)の場合の多層反射層等がある。
【0036】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明の親水
性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並び
にガラス製品は、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性に優れ、
しかも光が当らなくても長時間親水作用が維持される。
性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並び
にガラス製品は、耐摩耗性、耐汚染性、耐水性に優れ、
しかも光が当らなくても長時間親水作用が維持される。
【図1】本発明の親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用
した車両用ミラー並びにガラス製品の実施の形態を示し
た本発明品1の説明図である。
した車両用ミラー並びにガラス製品の実施の形態を示し
た本発明品1の説明図である。
【図2】同じく本発明品2の説明図である。
【図3】同じく本発明品3の説明図である。
【図4】従来品の説明図である。
【図5】本発明品1、本発明品2、本発明品3と従来
品、開発品との性能評価を示した説明図である。
品、開発品との性能評価を示した説明図である。
【図6】トップ層の膜厚を種々変えたサンプルの説明図
である。
である。
【図7】(A)はトップ層の膜厚に対する太陽高照射前
後の接触角の変化率を示した説明図、(B)はトップ層
の膜厚に対する水滴の接触角を示した説明図である。
後の接触角の変化率を示した説明図、(B)はトップ層
の膜厚に対する水滴の接触角を示した説明図である。
【図8】種々の膜厚のトップ層のサンプルにおいて、紫
外線照射時間に対する接触角を示した説明図である。
外線照射時間に対する接触角を示した説明図である。
【図9】種々の膜厚のトップ層のサンプルにおいて、暗
室放置日数に対する接触角を示した説明図である。
室放置日数に対する接触角を示した説明図である。
【図10】(A)乃至(D)は二酸化チタンと蓄水性物
質とで混成された薄膜からなる光触媒層を用いた親水性
薄膜の親水作用を示した説明図である。
質とで混成された薄膜からなる光触媒層を用いた親水性
薄膜の親水作用を示した説明図である。
1…ガラス基材、2…反射膜、3…ベース層、4、41
…光触媒層、5…トップ層、10…種々の膜厚のトップ
層のサンプル、11…本発明品1、12…本発明品2、
13…本発明品3、14…従来品。
…光触媒層、5…トップ層、10…種々の膜厚のトップ
層のサンプル、11…本発明品1、12…本発明品2、
13…本発明品3、14…従来品。
Claims (9)
- 【請求項1】 光触媒層と、前記光触媒層の表面に積層
された金属化合物薄膜からなるトップ層とを備えたこと
を特徴とする親水性薄膜。 - 【請求項2】 ガラス基材と、前記ガラス基材の一面に
積層された反射膜と、前記ガラス基材の他面に積層され
た光触媒層と、前記光触媒層の表面に積層された金属化
合物薄膜からなるトップ層とを備えたことを特徴とする
車両用ミラー。 - 【請求項3】 ガラス基材と、前記ガラス基材の一面に
積層された反射膜と、前記ガラス基材の他面に積層され
たベース層と、前記ベース層の表面に積層された光触媒
層と、前記光触媒層の表面に積層された金属化合物薄膜
からなるトップ層とを備えたことを特徴とする車両用ミ
ラー。 - 【請求項4】 ガラス基材と、前記ガラス基材の表面に
積層された光触媒層と、前記光触媒層の表面に積層され
た金属化合物薄膜からなるトップ層とを備えたことを特
徴とするガラス製品。 - 【請求項5】 ガラス基材と、前記ガラス基材の表面に
積層されたベース層と、前記ベース層の表面に積層され
た光触媒層と、前記光触媒層の表面に積層された金属化
合物薄膜からなるトップ層とを備えたことを特徴とする
ガラス製品。 - 【請求項6】 前記光触媒層は、二酸化チタン薄膜から
なることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5に記
載の親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミ
ラー並びにガラス製品。 - 【請求項7】 前記光触媒層は、二酸化チタンと1種又
は2種の金属化合物で混成された薄膜からなることを特
徴とする請求項1、2、3、4又は5に記載の親水性薄
膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガ
ラス製品。 - 【請求項8】 前記トップ層は、単独又は複数又は混成
の金属化合物薄膜からなることを特徴とする請求項1、
2、3、4又は5に記載の親水性薄膜及びその親水性薄
膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品。 - 【請求項9】 前記トップ層は、膜厚が約10〜30n
mの二酸化ケイ素薄膜からなることを特徴とする請求項
1、2、3、4又は5に記載の親水性薄膜及びその親水
性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9140297A JPH10330131A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9140297A JPH10330131A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10330131A true JPH10330131A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15265518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9140297A Pending JPH10330131A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 親水性薄膜及びその親水性薄膜を使用した車両用ミラー並びにガラス製品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10330131A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-05-29 JP JP9140297A patent/JPH10330131A/ja active Pending
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