KR100206737B1

KR100206737B1 - 투면 기판상의 발수피막의 형성방법

Info

Publication number: KR100206737B1
Application number: KR1019940032925A
Authority: KR
Inventors: 토요유키 데라니시; 히로아키 고바야시; 준 가와구치
Original assignee: 마쯔무라 미노루; 닛본 이따 가라스 가부시끼가이샤
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1999-07-01
Also published as: ES2101448T3; DE69402947T2; JP3367572B2; JPH07157336A; EP0657393B1; EP0657393A1; DE69402947D1; KR950017793A; US5556667A

Abstract

본 발명은 투명판의 피막형성부 표면에 발수피막 형성용 도포용액을 도포하고, 피막 비형성부에는 용제를 발수피막 형성용 도포용액과 그의 일부가 중첩되도록 도포하고, 도포용액과 용제를 건조한 후, 도포용액을 소성하여 발수피막을 형성함을 특징으로 하는 투명판상의 발수피막의 형성방법을 개시한다.

Description

투면 기판상의 발수피막의 형성방법

제1도는 본 발명 방법을 자동차의 사이드 윈도우 글라스에 적용한 상태를 나타내는 도면이며,

제2도는 본 발명에 의한 발수피막의 형성부와 비형성부와의 경계부의 확대 단면도이며,

제3도는 막두께와 가장자리로부터의 거리의 관계를 나타낸 그래프이며,

제4도는 종래의 방법에 의한 발수피막의 형성부와 비형성부의 경계부의 확대 단면도이며,

제5도는 종래의 방법에 의한 막두께와 가장자리로부터의 거리의 관계를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 글라스판 1a : 발수피막 형성부

1b : 발수피막 형성부 3, 5 : 노즐

4 : 도포용액 6 : 용제

7 : 윗트막

본 발명은 글라스판 등의 투명기판의 표면에 발수피막을 형성하는 방법에 관한 것이다.

자동차의 윈도우 글라스나 미러글라스 표면에 형성하는 발수피막에 관한 선행 기술로서 일본국 특개평 4-338137호 공보, 일본국 특개평 4-359086호 공보, 일본국 특개평 5-24885호 공보 및 일본 특개평 5-24886호 공보에 개시된 것이 알려져 있다.

구체적으로 일본국 특개평 4-33813호 공보에는 SiO₂를 주성분으로 하는 세라믹스의 비금속원자의 일부를 플루오로알킬기로 치환한 치환 실리콘 알콕시드를 사용하여 글라스판의 표면에 발수피막을 형성하는 것이 개시되어 있다.

일본국 특개평 4-359086호 공보에는 금속알콕시드를 함유하는 비히클에 소정량의 플루오로알킬실란 또는 알킬실란을 혼합한 것이 개시되어 있으며, 일본국 특개평 5-24885호 공보에는 글라스 표면과 발수피막 사이에 투명금속피막을 개재시킨 것이 개시되었으며, 일본국 특개평 5-24886호 공보에는 글라스 표면에 SiO₂막을 형성하고, 이 SiO₂막의 표면에 요철을 형성한 후, 그 위에 발수피막을 형성한 것이 개시되어 있다.

또한, 발수피막으로 되는 도포 용액을 글라스 기판 표면에 도포하는 방법으로서는 도포 용액중에 글라스판을 침지하는 방법, 스프레이 건을 사용하여 분무상으로 하여 글라스판에 도포하는 스프레이법, 글라스판상에 도포액을 적하함과 동시에 글라스판을 고속으로 회전시켜 원심력으로 글라스판 표면에 도포액을 균일하게 확산시키는 스핀 코팅법 및 글라스판의 상면 가장자리에 노즐을 이용하여 도포용액을 흘려보내는 플로우(flow)법이 행하여지고 있다.

그런데 자동차용 윈도우 글라스 등에 있어서는 글라스판의 주연부에 우레탄 실란트와 같은 접착제를 사용하여 몰딩하고 있다. 한편, 발수피막은 우레탄 실란트 등의 접착제와의 접착성이 나쁘기 때문에 접착제를 도포하는 부분에 대하여는 미리 테이프를 붙인 상태에서 도포액을 도포하고, 도포한 후에 테이프를 떼어 내는 방법이 종래부터 행하여져 왔다.

제4도는 글라스판 상에 발수피막을 형성하는 종래의 방법을 예시한 도면으로, 구체적으로 도포 후에 테이프를 떼어낸 상태를 나타내는 단면도이며, 글라스판(100)의 피막 형성부(101)를 가지며, 여기에 용액이 도포되어 발수피막(103)을 형성하며 테이프가 떼어내어지는 피막 비형성부(102)로 구성된다. 피막 형성부(101)와 피막 비형성부(102)의 경계부에서 표면장력의 영향으로 발수피막(103)의 단부가 국부적으로 부풀어오른 부위(103a)가 형성된다. 제5도는 글라스판(100)의 가장자리의 거리의 변화에 따라 발수피막(103)의 두께를 나타낸다. 이와 같은 부풀어오른 부위(103a)는 광학적 간섭이 발생하고, 경계부가 눈에 거슬리게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 광학적 간섭으로 인한 눈에 거슬림이 없는 투명판상에 발수피막을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 도포용액을 투명판의 피막형성부의 표면에 도포하고, 투명판의 피막비형성부의 표면에 용제를 피막형성부에 도포되는 도포용액을 일부 중복되게 도포하고, 도포된 도포용액과 용제를 건조한 후, 도포용액을 소성하여 발수피막을 형성함을 특징으로 하여 투명판상에 발수피막을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

도포용액은 플로우법으로 도포하여도 좋다. 전술한 용제와 도포용액의 중첩되는 폭은 3mm이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 방법에서 상기 도포용액은 테트라에톡시실란, 플로오로알킬실란, 에탄올, 물 및 0.1N 염산 수용액을 혼합하고, 이 혼합물을 희석하여 20% 용액으로 하여 사용한다.

상기 도포용액과 용제로 도포한 후, 예를 들면 건조실의 조건을 온도 21℃ 및 습도 18%, 풍속분포 0.3m/분~0.5m/분으로 건조시킨다. 이렇게 하여 글라스판(1)의 표면에 제2도에 나타낸 바와 같이 윗트(wet)막이 형성된다. 이 윗트막을 120℃에서 20분간, 이어서 250℃에서 1시간 소성하여도 좋다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 방법에 의해 자동차 사이드 윈도우 글라스에 발수피막을 형성한 상태의 평면도를 나타낸다.

제2도는 본 발명에 의한 발수피막의 형성부와 비형성부와의 경계부의 확대 단면도이다.

제3도는 막두께와 가장자리로부터의 거리의 관계를 나타낸 그래프이다.

제4도는 종래의 방법에 의한 발수피막의 형성부와 비형성부의 경계부의 확대 단면도이다.

제5도는 종래의 방법에 의한막두께와 가장자리로부터의 거리의 관계를 나타낸 그래프이다.

[실시예]

본 발명에 관 발수피막의 형성방법은 도포용액의 조제공정, 도포용액을 투명판상에 도포하는 공정, 도포된 도포용액을 소성시키는 공정으로 대별된다. 이하, 각 공정별로설명한다.

[도포 용액의 조제]

본 발명에 따른 방법에서 사용되는 도포용액으로는, 예를 들면 SiO₂를 50% 이상 함유하는 세라믹스의 비금속원자의 일부가 플루오로알킬기로 치환된 것으로 한다.

다음 성분 (a)~(c)를 혼합하고 20분간 교반한다.

(a) 테트라에톡시실란[Si(OC₂h₅)₄200.00g

(b) 플루오로알킬실란[CF₃(CF₂)₇·CH₂CH₂Si(OCH₃)₃5.46g

(c) 에탄올 1706.40g

상기 혼합물에 다음 성분 (d), (e)를 첨가하고, 2시간 교반한다.

(d) 물 85.00g

(e) 0.1N 염산 수용액 105.40g

상기 혼합용액을 밀봉용기에 넣고, 20℃에서 10일간 방치한다. 그후, 이 용액을 에탄올로 5배 희석, 즉 20% 용액으로 하여 도포용액으로 한다.

[도포 공정]

도포방법은 플로우법으로 하고, 글라스판은 자동차용 사이드 윈도우 글라스로 한다. 제1도에 나타낸 바와 같이 사이드 윈도우 글라스 (1)은 한쪽 면의 중앙부를 발수피막의 형성부(1a), 몰딩 등을 부착하는 구멍(2)을 형성한 양사이드를 발수피막의 비형성부(1b)로 하고 있다.

그리하여 도포는 글라스판(1)을 상하방향으로 유지한 상태에서 글라스판(1)의 피막 형성부(1a)의 상부 가장자리 부분에 노즐(3)을 이용하여 도포용액(4)을 200cc/분의 공급량으로 유출함과 동시에 피막의 비형성부(1b)에 노즐(5)을 사용하여 용제(6)를 그의 일부가 도포용액(4)과 중첩되도록 유출하도록 한다. 또한, 노즐과 글라스판의 간격은 5mm로 한다.

또한 비형성부에 도포하는 용제로서는 에탄올 등을 사용하고, 용제와 도포액의 어느 것을 먼저 도포하는 것인가는 임의이며, 동시에 도포하여도 좋다.

도포용액은 스프레이 법으로 글라스판에 도포하여도 좋다.

그런 다음, 예를 들면 건조실의 조건을 온도 21℃, 습도 18%, 풍속분포 0.3m/분~0.5m/분으로서 건조시켰다. 그 결과, 글라스판(1)의 표면에 제2도에 나타낸 바와 같이 윗트막(7)이 형성된다.

여기서 발수피막의 형성부(1a)와 비형성부(1b)의 경계부에서는 도포용액이 용제로 희석되고, 이 상태에서 건조되어 윗트막으로 되기 때문에 경계부에서 윗트막은 그 일부가 부풀어오르질 않고, 점차 두께가 감소한다. 구체적으로 설명하면, 도포용액(4)과 용제(6)는 경제부에서 서로 혼합하기 때문에 경계부에서 도포용액(4)의 농도가 감소하며, 이에 따라 경계부중의 피막 두께 역시 감소한다.

또한 글라스 기판으로서는 규산글라스, 규산알칼리글라스, 납알칼리글라스, 소다석히글라스, 칼륨석회글라스, 바륨글라스 등의 규산염 글라스, B₂O₃및 SiO₃를 함유하는 붕소규산글라스, P2O3를 함유하는 인산염글라스에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 글라스판 대신에 투명수지판을 사용하는 것도 가능하다.

[소성공정]

상기 윗트막(7)을 형성한 자동차 사이드 윈도우 글라스판을 대기중에서 120℃, 20분간 유지하여 물 및 에탄올을 증발시키고, 다시 250℃로 승온하고, 1시간 유지함으로서 발수피막이 형성된다.

발수피막의 반대측의 경계부에서 도포용액(4)과 용제(6)는 번짐 부위로 작용하고, 여기서 발수피막은 피막비형성부를 향해 점차 얇아져서 경계부가 돌출되지 않고, 광학적 간섭이 발생하지 않는다.

하기 표에 노즐간격과 번짐부(경계부폭)를 변경한 본 발명의 실시예 1~4와 테이프를 부착한 비교예 1을 나타낸다.

상기 표로부터 본 발명에 따른 방법에 의해 형성된 발수피막은 경계부가 돌출되지 않고 외관 불규칙성이 없다.

이상에서 설명 및 표로부터 명백한 바와 같이 본 발명에 의하면 글라스판 등의 투명기판 표면에 발수피막 형성용 도포용액을 플로우 법이나 스프레이법 등으로 도포할 때에 발수피막을 형성하지 않는 부분(비형성부)에는 에탄올 등의 용제를 발수피막형성용 도포용액과 그의 일부가 중첩하도록 도포하도록 하기 때문에 발수피막의 형성부와 비형성부의 경계부에서 발수피막의 단부가 부풀어오르지 않고, 연속적으로 막두께가 감소하기 때문에 광학적 간섭에 의해 경계부가 눈에 거슬리지 않고, 도포용액을 도포할 때에 가장자리에 테이프를 부착하지 않고 수행하여도 평활하여 몰딩시 유려한 결과물을 얻을 수 있다.

Claims

투명판의 피막형성부 표면에 발수피막 형성용 도포용액을 도포하고, 피막비형성부에는 용제을 발수피막 형성용 도포용액과 그의 일부가 중첩되도록 도포하고, 도포용액과 용제를 건조한 후, 도포용액을 소성하여 발수피막을 형성함을 특징으로 하는 투명판상의 발수피막의 형성방법.
제1항에 있어서, 도포용액을 플로우법으로 도포함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 도포용액과 용제와의 중첩 폭이 3mm이상으로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 테트라에톡시실란, 플루오로알킬실란, 에탄올, 물 및 1N염산을 혼합하고, 이 혼합물을 희석하여 20% 용액으로 한 도포용액을 사용함이 특징인 방법.
제1항에 있어서, 도포된 도포용액과 용제를 온도 21℃, 습도 18%, 풍속분포 0.3m/분~0.5m/분의 건조실에서 건조함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 도포용액을 대기중에서 120℃, 20분간, 이어서 250℃에서 1시간 소성시킴을 특징으로 하는 방법.