JPS58167448A - 低反射率ガラス - 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】 本発明はガラス表面の反射性全低下させた低反射率ガラ
スに関し、更に詳しく言へは、ポリフルオロアルキル基
含有シラン化合物又は該化付物の部分加水分解縮合物か
らなる薄膜をガラス表面に形成した低反射率ガラスに関
する。

建築物の窓ガラス、車輌の窓ガラス、ガラスドアー、シ
ョーウィンドー、ショーケース−光学レンズ、光学機器
類のガラス、メガネレンズなどは太陽光、照明光の反射
によるギラツキや眩しさ、あるいは周囲の景観が映り、
透視性や透明性に支障をもたらしている。

一方、近年省エネルギー政策から太陽光の利用が進めら
れ、集熱効率を向上させた太陽熱集熱器が開発されてい
るが、効率を増大するには集熱部に用いるガラスなどの
透光材料の反射損失を除去又は低減化させ、大賞のエネ
ルギーを通過させることが会費となっている。

従来から、ガラス表面の反射防止法は光学部品全中心に
開発が進められていて、ガラス表面に金楓酸化物、金楓
フッ化物、金ＭＷ化物などの薄膜を設ける真空蒸着法が
光学レンズ、メガネレンズ、フィルターなどに実用化さ
れている。

又、ガラス表面に高分子物買からなる低反射処理剤を塗
布、吹付け、あるいは浸漬することにより処理剤の塗膜
を形成する吹付は法、浸漬法などが提案されている。

しかしながら、上記方法において、真空蒸着法は装置の
機構上及びコスト面から適応物品は小型精密光学部品に
限定され、又、連続的製造には適していない。低反射処
理剤の塗膜を吹付は法、浸漬法により形成する方法では
、形成された低反射塗膜が、ガラスの洗浄作業により剥
離するなど耐久性あるいは耐候性に欠点がある。

本発明者は、上記の如き問題点の認識に基っいて、ガラ
スの透視性、透明性を損うことなく、吹付は法、浸漬法
などの方法によってガラス表面に低反射処理剤の簿膜を
形成し、その性能が長期にわたり持続され得る低反射率
ガラスを提供すべく、種々研究。検討を重ねた結果、ポ
リフルオロアルキル基含有化合物（以下、Ｒｆ基含有化
合物と略す）はフッ素原子の分極率が小さく、従って屈
折率も低く、例えばＣＩＩ　Ｆｉｌｌの屈折率（２５℃
、以下同じ）は　１．２７１゜（Ｃ４Ｆｓ）ｓＮは１．
２９０　、　（ＣＦ’２＝ＣＦ、／Ｃ７３０ＣＩＰ＝Ｃ
Ｆ’２）の１合体は１．３３０であり、ガラス表面に薄
膜を形成することにより低反射率ガラスが得られること
を見出した。

即ち、Ｒｆ基首有化合物の薄膜をガラス表面に形成する
ことによりガラス表面の反射率を低下させ得ること、更
に、Ｒｆ基含有化合物金ガラス表面に強固に接着して、
低反射性を長期間にわたり持続するためにはガラス表面
の５ｉＯＨ基と反応する一８ｉ−０−Ｒ、−８ｉ−Ｈａ
ｌ　（Ｈａｌはハロゲン）の存在が好ましく、−８１−
０−Ｒは水の存在で加水分解し、架橋反応を起こし、ガ
ラス表面の５ｉＯＨと反応してガラス表面に化学的に接
着することが可能となる。而して、Ｒｆ基含有化合物と
シラン化合物との反応により合成されるＲｆ基含有シラ
ン化合物は゛ガラス表面の低反射処理剤として有用であ
り、ガラスに強固に接着することから耐久性、耐候性が
向上するという事＊全見出したものである。

かくして、本発明は上記知見に基づいて完成されたもの
であシ、一般式（ＲｆＱ）ａＳｉＸｂＹ４−ａ−ｂ〔但
し、上記一般式において、Ｒｆは炭素数１〜２０個のポ
リフルオロアルキル基であってエーテル結合を１個以上
含んでいてもよい、Ｑは二価の有機基、Ｘｆ′ｉ低級ア
ルキル基、Ｙはハロゲン、アルコキシ基又はＲＣＯＯ−
（但Ｌ、Ｒは水素原子又は低級アルキル基〕、ａは１〜
３の整数、ｂはＯ又は１〜２の整数を７トす。〕で表わ
されるＲｆ基含有７ラン化合物又は該化合物の部分加水
分解線金物からなる厚さ１μ以下の薄膜をガラス表面に
形成したこと全特徴とする低反射率ガラスを新規に提供
するものである。

本発明における低反射率ガラスの低反射処理剤は上記の
如き一般式で表わされるＲｆ基含有シラン化合物からな
るが、　Ｒｆは炭素数１〜２０個のパーフルオロアルキ
ル基あるいはエーテル結合を１個以上含む ＜、特に炭素数４〜１２個のパーフルオロアルキル＆％
　ｍは２〜１０個の整数であるのが好適である。Ｑは二
価の有機基であシ、Ｘは炭素数１〜４の低級アルキル基
が選定される。Ｙはハロゲ／、アルコキシ基又はＲＣＯ
Ｏ−でＲ１′ｉ水素又は低級アルキル基であシ、Ｙは好
ましくは−ＣＩ、　−０ＣＲ１，−ＱＣ２Ｈ，、ＣＨ３
ＣＯＯ＋、　Ｃ，Ｈ，ＣＯＯ−が選定される。ａ　Ｉｄ
、　１〜３の整数であり、ｂは０又は１〜２の整数であ
る。

上記一般式のＲ４基含有シラン化合物は穐々の方法ある
いは経路で入手され得るが、例えばＲｆＱ化合物とＲ８
１Ｙ、化合物との反応を含む工程によって合成される。

かかる合成反応は活性水素をもたない溶媒を使用しても
よく、反応温度は０−１５０℃、反応時間は１〜５０時
間で行われる。

本発明において、上記一般式のＲｆ基含有７ラン化合物
としては、例えば ＣＨ３ ＲｆＣＨ２ＣＨ２Ｓ　Ｉ　Ｃ１ａ　、　ＲｆＣＨ２Ｇ）
（２Ｓ　ｉ　Ｃ１ｚ　、　（Ｆｊｆ　ｃ）（２ＣＨ２）
２８　ｉｃｘ□。

ＲｆＣＨ２ＣＨ，５ｉ（ＯＣＨ３）８．　　ＲｆＣＯＮ
Ｈ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＱＣ，Ｈ，）３゜ＲｆＣＯＮＨＣ
Ｈ２ＣＭ２ＮＨ（ＣＨ２）３８１（ＯＣ，Ｈ，）、。

ＲｆＣＨ，ＣＨ，０ＣＯＣ馬Ｃ）１．８（Ｃ）１２）３
８１（ＯＣＨ３）３゜ＲｆＣＨ，（：Ｈ！０ＣＯＮＨ（
ＣＨ２）３Ｓｉ（ＱＣ，Ｈｓ）３゜ＣＨ ＲｆＣＯＯ？Ｊ）−ＣＨ２ＣＨ，Ｂ１．（ＯＣＨ，）、
。

ＲｆＣ鳥Ｃ馬ＮＨＣｌ４Ｃ）１２８１（ＯＣＨ３）ｓ　
　。

Ｒ（Ｃ４ＣＨ，ＮＨＣＨ，（）（，５ｉ（ＯＣＲ，Ｃ）
Ｉ２０ＣＨ３）ｓ　。

が挙けられる。

かくして得られるＲｆ基含有７ランイヒ金物は、ガラス
の低反射処理剤として優れた効果を示すが、更に、撥水
撥油性能も優れているＯ該化合物は、巣独で用い得るが
、エチルシ１」ケート。

クロロシラン、コロイダルシ１）力、シランカップリン
グ剤などｗｘｆＭ又は２糧以上混合して用いること本可
能である。ガラス表面への使用型態は常法に従って、溶
剤溶液、乳濁液、エアゾ−ル型 ）Ｒ１基含有１合体、ブレンダ一などを混合してもよく
、又、帯電防止剤、采橋卸］なグ適宜添加剤を添加して
使用することもできる。例えば、溶剤溶液型のものはＲ
ｆ基含有シラン化合物奮塩素系あるいはフッ素系など適
当な有機溶ｊｌｌの１種又は２種以上の混合溶媒中に溶
解させて調製される。又、エアゾール型のものは上も己
のタロき溶剤溶液全調製しエアゾール噴射剤を捺加して
適当な容器に充填すればよい。

Ｒｆ基含南シラン化合物は溶剤に対して０．１〜１ｏｘ
ｔｓ溶液として調製されるが、ガラス表面に形成される
薄膜の厚さの関係から０．５〜２重ｉｔ％溶液であるの
が好ましい。而して、ガラス表面にかかるＲｆ基含有シ
ラン化合物からなる薄膜の形成方法は、既知の吹付は法
、浸漬法などが採用され得る。ここで低反射率ガラスと
して望ましい薄膜の厚さは１μ以下であり、好ましくは
０．０５〜０．５μであ・るが、形成される薄膜の厚さ
は処理条件によって決定され、例えは、浸漬法ではｍ度
と引上速度との関係で決定される。塗布後は１００％相
対湿度下、１００℃以上の温度で２０分間以上の処理を
施すことにより、Ｒｆ基含有シラン化合物のガラス表面
への接着を強固なものとし、好適な低反射率ガラスが得
られる。

本発明の低反射率ガラスの可視光における反射率は０．
７〜０．９％であり、通常のソーダ石灰ガラスの４．２
囁に対し優れた効果が認められる。

本発明の低反射率ガラスの用途は特に限定されることな
く、種々の例が挙けられ、例えば建築物の窓ガラス、車
輌の窓ガラス、ガラスドアー、ショーウイ／ドー、ショ
ーケース、光学機器類のガラス、太陽光集光用ガラスな
どに適用される。

本発明の低反射率ガラスの評価法は次の通りである。即
ち、反射率は自記分光光度計正反射光測定付属装置（日
立製作精製：３２３型）を使用して波長５４０１１μの
入射角５°における反射率を測定することにより行い、
薄膜の厚さは”タリステップ”　　（Ｒａｎｋ　Ｔａｙ
ｌｏｒ　Ｈｏｂｓｏｎ社製）を使用して針圧を測定する
ことによシ行つ次。

次に本発明の実施例について、更に具体的に説明するが
、この説明が本発明を限定するものでないことは勿論で
ある。

合成例１゜ Ｃｎ１（、ｎ＋１　Ｃ）Ｉ　：　Ｃ）１．　（但し、Ｉ
Ｉｊ６，８＋１０゜１２の混合物で平均値９．０　）　
９９．２　Ｆ（０，２モルラ。

Ｈ８１ｃ１３３２．５　ｆ　（０，２４モル）　、　Ｈ
２Ｐｔｃ１６・Ｈ２Ｏ０，０５２ｆｔ温度計、攪拌機、
冷却Ｗを装着した内容［２００，ｇの四つ目フラスコに
入れ、乾燥窒素気流下でゆっくり攪拌しながら８０℃で
２００時間反応せた。反応終了後、蒸留することにより
反応生成物を得た。反応生成物はガスクロマトグラフィ
ーで分析すると ＣｎＦ２Ｈ＋Ｉ　ＣＨ２ＣＨ２５ｉｃ１３であり、それ
への転化率は９５％であった。

合成例２ 合成例１の反応生成物ｃｎＦ、ｎ＋、ＣＨ，（：Ｈ２Ｓ
１ｃ１３６３、２　ｆ　（０，１モル）、メタノール２
０２を混合し、乾燥菫累をバブリングして生成するＨｃ
ｌを除去しながら反応、させた。この反応の終点は生成
したＨｃｌを定量して確認した。反応終了性過剰のメタ
ノールを留去して反応生成物を得た。

反応生成物はガスクロマトグラフィーで分析すル？！：
　ＣｎＰｚｎ＋ｔ　ｃ）１２ＣＨ，Ｓｉ　（ＯＣＨｓ）
ｓであり、それ′＼の転化率は１００％であった。

合成例３ ＣｎＦ２ｎ＋、Ｃｏ０ＣＲ（ＣＨ３）２　　（ｎは６＋
８．１０゜１２　（Ｄ　混合’ｍ　テｈり平均値９．０
，１ｌ１１．２Ｆ（０，２モル）　、　Ｈ２Ｎ（ＣＨ，
、）３Ｓｉ（ＱＣ２Ｈ，）３４４．２９（０，２モル）
、乾燥テトラヒドロフラン１５０２を、温度計、攪拌機
、冷却管を装着した内容積３００　ｙｘｌの四ツロフラ
スコに入れ、乾燥窒素気流下でゆっくり攪拌しながら還
流温度（約６０℃）で５時間反応させた。テトラヒドロ
フランを留去し反応生成物を得た。反応生成物はガスク
ロマトグラフィーで分析するとＣｎ”２ｎ＋Ｉ　Ｃ０Ｎ
Ｈ（ＣＨ２）３５ｉ（ＯＣｚＨｓ　）ｓ　であり、それ
への転化率は１００％であった。

合成例４ （０，１モル）　、　Ｈ，Ｎ（ＣＨ２）３５ｉ（ＯＣｓ
Ｈ：）ａ　　２２．１　ｆ（０゜１モル）、乾燥テトラ
ヒドロフラン１５０ｆを合成例３と同様の方法で反応さ
せた。反応生成物はカスクロマトグラフィーで分析する
とり、それへの転化率は１ＯＯｑＩｂであった。

合成例５ Ｃｎ　ＦＩｎ＋　Ｉ　ＣＨ２ＣＨ２０Ｃｏ　ＣＨ＝：　
ＣＨ２（ｎは６．８．１０　、１２の混合物であり平均
値９．０　）　１１３．６９（０，２モル）　、　　Ｈ
ｓ　（ＣＨ２）３ｓｉ（ｏＣ）１３）、３９．２ｇ（０
，２モル）。

アゾビスイソブチロニトリル４．６ｆ、乾燥ペンゾトリ
フルオリド１５０ｆｉ温度計、攪拌機。

冷却管を装着した内容積３００ｍ／の四つロフラスコに
入れ、乾燥窒素気流下、６０℃で２００時間反応せた。

反応生成？！Ｉはガスクロマトグラフィーで分析すると ＣｎＦ２ｎ＋Ｉ　ＣＨ２ＣＨ２０ＣＯＣＨ２ＣＨ２Ｓ（
ＣＨ２）３８１（ＯＣＨ３）３であり、それへの転化率
は１００％であった。

実施例１ 合成？！Ｉ　ｌの反応生成物ＣＨＦｘ　ｎ＋１　ＣＨ２
ＣＨ２Ｓ　ｉ　ｃ１３（但しｎは６　ｔ　８　＋　１０
　＋　１２の混合物であり、半均値９．　Ｏ）　５　ｆ
　ｆ　７　ｏ　ｙ　（旭碩子社製：Ｒ−１１３）；アセ
トン＝３　：　１ｍＥ量比の混合溶媒で稀釈して５００
ｆとした溶剤溶液をｉｌｌ製した。別に洗剤及びアセト
ンで洗浄し、ｌｔｓ塩酸浴液に浸漬後、乾燥したガラス
板（ソーダ石灰ガラス。

５　Ｘ　５　ｆｆｉ　）　’ｉ用意して、５００ｗＩＩ
！のビーカー中に４００ｆ入った上記１！ｌ製済みの溶
剤溶液中に＆潰し、引上速度５０．０ｃｒＲ／分で引上
げた後、１００％相対湿度中、１６０℃で１時間キユア
リングした。処理後、ガラス表面に形成された薄膜の厚
さを測定し、次に反射率を測定した。

測定結果を第１表に示す。

実施例２〜５ 実施例１の反応生成’？ｔｔｔ合成例２〜５の反応生成
物に変えた他は実施例１と同様の方法で溶剤浴液上ｐ４
製し、その中にガラス板全浸漬、引上、キユアリング後
、薄膜の厚さ及び反射率を測定した。測定結果を第１表
に示す。

比較例 実施例１で使用したと同様のガラス板を用意し、反射率
を測定した。測定結果を第１表に示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）〜−一般式　（ＲｆＱ）ａｓｉＸｂＹ４−ａ−ｂ
   〔但し、上記一般式において、Ｒｆは炭素数１〜２０個
   のポリフルオロアルキル基であってエーテル結合ｆｔ１
   個以上含んでいてもよい、Ｑは二価の有機基、Ｘは低級
   アルキル基、Ｙはハロゲ／、アルコキシ基又はＲＣＯＯ
   −（但し、Ｒは水素原子又は低級アルキル基〕、ａは１
   〜３の整数、ｂは０又は１〜２の整数を示す。〕 で表わされるポリフルオロアルキル基含有シラン化合物
   又は該化合物の部分加水分解組合物からなる厚さ１μ以
   下の薄膜全ガラス表向に形成したことｔ％徴とする低反
   射率ガラス。
2. （２）　　Ｒｆが炭素数１〜２０個のパーフルオロアル
   キル基である特許請求の範囲兜１項記載の低反射率ガラ
   ス。 １以上の整数）である特許請求の範囲第１項ｄピ載の低
   反射率ガラス。