KR20030004301A - 기재의 친수화(親水化) 처리방법 - Google Patents

기재의 친수화(親水化) 처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030004301A
KR20030004301A KR1020027005347A KR20027005347A KR20030004301A KR 20030004301 A KR20030004301 A KR 20030004301A KR 1020027005347 A KR1020027005347 A KR 1020027005347A KR 20027005347 A KR20027005347 A KR 20027005347A KR 20030004301 A KR20030004301 A KR 20030004301A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
sio
substrate
water
laminated
Prior art date
Application number
KR1020027005347A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100758672B1 (ko
Inventor
키타조에토시아키
타나카케이스케
무라타켄지
Original Assignee
닛본 이따 가라스 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛본 이따 가라스 가부시끼가이샤 filed Critical 닛본 이따 가라스 가부시끼가이샤
Publication of KR20030004301A publication Critical patent/KR20030004301A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100758672B1 publication Critical patent/KR100758672B1/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/18Coatings for keeping optical surfaces clean, e.g. hydrophobic or photo-catalytic films
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23Oxides
    • C03C17/245Oxides by deposition from the vapour phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411Surface 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
    • C03C17/3417Surface 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/10Glass or silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58After-treatment
    • C23C14/5846Reactive treatment
    • C23C14/5853Oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/401Oxides containing silicon
    • C23C16/402Silicon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56After-treatment
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/20Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21Oxides
    • C03C2217/213SiO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/10Deposition methods
    • C03C2218/15Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/151Deposition methods from the vapour phase by vacuum evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/10Deposition methods
    • C03C2218/15Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/152Deposition methods from the vapour phase by cvd
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/30Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32After-treatment

Abstract

높은 친수성 및 보수성을 장기간 유지할 수 있는 기재의 친수화 처리방법을 제공한다. 100㎩ 이하의 감압 분위기하에서 기재상에 SiO2막을 형성하고, 이 막을 형성한 직후에 SiO2막을 수처리한다. 이 SiO2막에는, 앞서 기재상에 TiO2막, Al2O3막, Nb2O5막, Al2O3막상에 TiO2막을 적층한 적층막, Nb2O5막상에 TiO2막을 적층한 적층막 또는 CVD에 의해 형성한 저방사율 막으로 이루어진 하지층을 형성하고, 이 하지층 상에 상기 SiO2막을 형성한 SiO2복합막도 포함된다.

Description

기재의 친수화(親水化) 처리방법{Method for imparting hydrophilicity to substrate}
방담(防曇)(anti-fogging) 밀러나 안경 등, 수증기나 비에 의한 성에를 방지하기 위해 종래부터 다양한 방책이 강구되어 왔다. 예를 들어, 유리나 렌즈(이하, 「기재(基材)」라고 함)의 표면에 계면 활성제를 도포하는 방법, 흡수제를 도포하는 방법, 발수제를 도포하는 방법, 또는 습식법에 의해 무기질 친수성 물질을 코팅하는 방법이 있다.
계면 활성제를 도포하는 방법은, 기재 표면에 친수기를 배향시킴으로써, 부착한 물을 응집시키지 않고, 수막(水膜)을 균일하게 평면화시켜서 방담 효과를 발현시키는 것이다.
흡수제를 도포하는 방법은, 흡수제에 의해 재료 표면에 부착한 물을 빨아 들여서 방담 효과를 발현시키는 것이다.
발수제를 도포하는 방법은, 기재상에 표면장력이 작은 불소 수지 등의 코팅을 행하여, 물방울 접촉각을 크게 함으로써, 표면에 부착한 물을 튀겨서 방담효과를 발현시키는 것이다.
무기질 친수 코팅 방법은, 기재의 표면에 물방울 접촉각이 작은 친수성 박막을 형성시킴으로써, 부착한 물을 응집시키지 않고, 수막을 균일하게 평면화시켜 방담효과를 발현시키는 것으로, 코팅 프로세스로서는 졸-겔법, 스핀 코팅법 등의 습식법이 채용되고 있다.
본 발명은 높은 친수성 및 보수성(保水性)을 장기간 유지할 수 있는 기재의 친수화 처리방법에 관한 것이다.
계면 활성제를 도포하는 방법에 있어서는, 계면 활성제는 물에 의해 용이하게 흘러버리기 때문에, 장기간의 사용에는 견디지 못하는 문제가 있다.
흡수제를 도포하는 방법에 있어서는, 수분이 많으면 즉시 포화되거나, 어느 정도의 흡수 효과를 발휘시키기 위해서는 상당한 막 두께의 흡수제 코팅을 수행할 필요가 있어, 그것이 반사 영상을 일그러지게 하거나, 유기계 재료이기 때문에 내상성(耐傷性)이 떨어지는 등의 이유로 인해, 역시 장기간의 사용에는 견디지 못하는 문제가 있다.
발수제를 도포하는 방법에 있어서는, 물을 튀긴다고는 하나, 극히 작은 물방울까지 튀길 정도의 방담성은 없고, 또 그 방담 성능을 장기간 유지하는 것이 어렵다는 문제가 있다.
무기질 친수 코팅 방법에 있어서는, ㎚ 정도에서의 막 두께 제어가 곤란하기 때문에, 거울 등의 대면적에 균일하게 코팅할 수 없는 것, 코팅액의 분무, 소성 등의 복수의 처리 프로세스를 거칠 필요가 있어 번잡하다는 것, 코팅면의 기계적 강도가 부족하기 때문에 방담성의 장기간 지속이 곤란하다는 등의 문제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 100㎩ 이하의 감압 분위기에서 기재상에 직접 또는 하지(下地)층을 사이에 두고 SiO2막을 형성하고, 이 막을 형성한 직후에 상기 SiO2막을 수처리(water treatment)하여 SiO2막 표면에 실라놀(silanol)기(SiOH)를 선택적으로 형성시키도록 하였다. SiO2막 표면에 형성된 실라놀기(SiOH)에 의해 친수성을 나타낸다.
또한, 본 발명에서 산화 규소막을 알기 쉽게 표현하기 위해 SiO2막으로 하였으나, SiO2막에는 Si 원자와 O 원자가 화학량론적으로 정확하게 1:2로 되지 않는 것도 포함한다. SnO2막에 대해서도 마찬가지다.
상기 하지층으로서는, TiO2막, Al2O3막, Nb2O5막, Al2O3막상에 TiO2막을 적층한 적층막, Nb2O5막상에 TiO2막을 적층한 적층막 또는 저방사율(低放射率) 막이 바람직하다. 이 경우, 상기 하지막은 SiO2막을 사이에 두고 기재상에 형성하는 것이 바람직하다. 또, 저방사율 막의 구성으로서 SnO2막을 선정하는 것이 바람직하고, 상기 SnO2막은 CVD법에 의해 SnO2막 및 SiO2막을 순차적으로 적층한 적층막을 사이에 두고 기재상에 형성한 것을 선정하면, 박막의 간섭 반사색을 감소시킬 수 있고, 또한, 유리기판으로부터의 알칼리(Na)의 침출을 방지할 수도 있다.
알칼리(Na)의 침출을 방지하기 위해 설치하는 하지층으로서는 SiN막도 효과적이다. 이 SiN막으로서는 1∼20㎚의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
또, SiO2막은 상기와 같이 100㎩ 이하의 감압 분위기에서 형성되나, 보다 상세하게는, 실란계 가스와 산화성 가스를 주성분으로 하는 100∼1㎩의 분위기에서 플라즈마 CVD에 의해 형성하는 방법, 10∼0.1㎩의 감압 분위기에서 스퍼터링에 의해 형성하는 방법, 1㎩ 이하의 감압 분위기에서 진공 증착에 의해 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 이 중에서, 특히 스퍼터링에 의한 SiO2막의 형성방법이 대면적에의 처리방법으로서 가장 우수하지만, 그 중에서 SiO2막은 Si 타깃을 산소 분위기에서 스퍼터링하여 형성하면, 이때, 산소 분위기 가스 속에 아르곤 또는 질소를 산소에 대해 1∼400%(바람직하게는 1∼200%, 더 바람직하게는 60∼80%) 혼합하여, SiO2막 표면에 산소 결함을 다량으로 형성시킴으로써, 실라놀기를 선택적으로 형성시킬 수 있다.
또, 상기 기재로서 유리 기판을 선정한 경우에는, 수처리 후에 그 유리 기판을, 대기압 속에 질소를 공기에 대해 0∼100% 혼합한 분위기에서 300∼500℃의 온도로 소성하는 것에 의해서도 친수화 처리표면을 얻을 수 있다. 이와 같이 하여, 표면에 흡착한 발수 성분이 되는 유기물을 제거하고, 친수성이 높은 막을 형성할 수 있다.
또, SiO2막 속에 Si 성분에 대해 0.1∼20중량%의 Al 성분을 도핑하는 것도 바람직하다. 이와 같이 하여, 실라놀기에의 물의 흡착이 안정되고, 보수성이 높은 막을 형성할 수 있다.
또한, 상기 기재가 투과성 또는 경면(鏡面) 반사성을 갖고, 친수화 처리에 의해서도 투과성 또는 경면 반사성이 유지되는 것이 바람직하다.
이하에 본 발명의 실시형태를 설명한다.
본 발명에 따른 기재의 친수화 처리방법으로, 감압 분위기에서의 성막법에 의해 기재상에 SiO2막을 형성하고, 이 막을 형성한 직후에 SiO2막을 수처리한다. 본 발명에 사용하는 기재로서는, 방담 기능 또는 친수 기능이나 보수 기능을 부여시키고 싶은 재료이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 유리, 거울, 렌즈(플라스틱제 렌즈도 포함한다), 타일, 알루미늄 패널을 들 수 있다.
상기 기재상에 100㎩ 이하의 감압 분위기에서 SiO2막을 형성하는 방법으로서는, 플라즈마 CVD법, 스퍼터링법, 진공 증착법 등이 있다. 이들 고감압하의 SiO2막 형성 직후에 수처리를 수행하여 실라놀기가 형성되는 이유는, 감압하 성막법에 의해 형성된 화학적으로 불안정한 SiO2막 표면에의 유기물의 화합 흡착, 표면 활성 사이트의 산화 또는 활성 사이트의 유기물 결합이 발생하기 전에 물이 반응하므로, 친수성에 기여하는 실라놀기가 형성되기 쉽기 때문이다.
그 중에서도, 고감압하, 산소 분위기에서 Si를 타깃으로 하여 스퍼터링을 행하는 방법은, 기재 표면에 보다 많은 활성 사이트를 형성시킬 수 있으므로, 직후의 수처리와 조합시킴으로써, SiO2막 표면에 친수성이 높은 실라놀기(SiOH)를 다량으로형성시킬 수 있다.
SiO2막 표면에 다량의 실라놀기가 형성됨으로써, 처리된 재료는 높은 친수성과 보수성을 발현할 수 있고, 또한 실라놀기의 Si는 스퍼터링법에 의해 형성된 경우에는 기재 표면에 견고하게 코팅되어 있기 때문에, 장기간에 걸쳐 친수성 및 보수성을 유지할 수 있다.
수처리는 탈이온 처리되지 않은 물이어도 좋으나, 바람직하게는 증류수, 순수(純水), 또는 순수에 염산, 황산, 질산, 인산 등의 무기산이나 초산, 낙산, 유산 등의 유기산을 첨가하여 조정한 산성 수용액, 순수에 수산화 나트륨, 수산화 갈륨, 수산화 암모늄 등의 염기를 첨가하여 조정한 알칼리성 수용액에 의해 행하는 것이 바람직하다. 수처리의 방법으로서는, SiO2막이 형성된 재료를 물 속에 침지시키거나, 수증기 속을 통과시키는 방법, 또는 재료에 분무시키는 방법 등이 있다.
SiO2막 형성시의 분위기 가스는 플라즈마 CVD에서는 100∼1㎩의 실란계 가스와 산화성 가스 또는 이것에 희가스나 수소 가스를 혼합한 것이 사용된다. 진공 증착법에서는, 대기 분위기를 0.1㎩ 이하로 감압하여, SiO2소스를 증착하는 방법이나, 1∼0.1㎩의 산소 가스, 희가스, 또는 이들 혼합 가스의 분위기하에서 SiOX(X=0∼2) 소스로부터 형성하는 방법이 있다.
스퍼터링법의 경우에 사용하는 분위기 가스는, 산소 가스 단독이어도 좋으나, 아르곤 가스 및/또는 질소 가스를 산소에 대해 1∼400용량%, 바람직하게는1∼200용량%, 더 바람직하게는 60∼80용량% 혼합시켜도 좋다. 혼합 가스를 사용하면 SiOX아산화물막이 형성되고, 그 표면에는 산소 결함, 즉 활성 사이트가 다량으로 존재하게 되어, 실라놀기를 다량으로 형성시킬 수 있다.
또, 실라놀기를 다량으로 형성시키는 다른 수단으로서, SiO2막 형성에 앞서, 기재상에 TiO2막, Al2O3막, Nb2O5막, Al2O3막상에 TiO2막을 적층한 적층막, Nb2O5막상에 TiO2막을 적층한 적층막, 또는 저방사율 막으로 이루어지는 하지층을 형성하고, 이 하지층 위에 SiO2막을 형성하여, SiO2복합막으로 형성하는 것도 바람직하다. 이 하지층에는 SiO2막과 기재와의 밀착성 부여, 막의 내구성 향상 및 표면 요철 조정의 기능이 있다. 그리고, 이 복합막을 수처리함으로써, 실라놀기를 선택적으로 형성시킬 수 있게 된다.
또, 미리 SiO2막 형성시에 Si 원료에 Al을 혼합하거나, 또는 수처리에 의한 실라놀기의 형성후의 처리에 의해, SiO2막 속의 Si 성분에 대해 0.1∼20중량%, 바람직하게는 1∼10중량% 양의 Al 성분을 도핑시키는 것도 바람직하다. Al 성분이 도핑됨으로써, 실라놀기에의 물의 흡착상태가 안정되고, SiO2막의 보수성을 높일 수 있다.
이 경우, 상기 하지막은 SiO2막을 사이에 두고 기재상에 형성하는 것이 바람직하다. 또, 저방사율 막으로서 SnO2막을 선정하는 것이 바람직하고, 상기 SnO2막은 CVD법에 의해 SnO2막 및 SiO2막을 순차적으로 적층한 적층막을 사이에 두고 기재상에 형성한 것을 선정하면, 박막의 간섭 반사색을 줄일 수 있고, 또한 유리 기판으로부터의 알칼리(Na)의 침출을 방지할 수도 있다.
유리 기판으로부터의 알칼리(Na)의 침출을 방지하는 목적으로, 하지층으로서 1∼20㎚ 두께의 SiN막을 형성하는 것도 효과적이다.
또한, 기재가 유리 재료로 구성되어 있는 경우에는, 상기 수처리 후에, 기재를, 공기에 대해 질소를 0∼100% 혼합한 분위기에서, 300∼500℃의 온도로 소성하는 것이 바람직하다. 이 소성에 의해, 표면에 흡착한 발수 성분이 되는 유기물을 제거하여 친수성을 높일 수 있다.
본 발명의 처리방법에 의해 형성되는 SiO2막의 두께는 1∼100㎚, 바람직하게는 1∼65㎚로 조정한다. 그 이유는 1㎚ 미만이면 친수성을 충분히 발휘할 수 없고, 100㎚를 초과하는 경우에도 그 이상의 효과를 기대할 수 없기 때문이다.
플라즈마 CVD법이나 증착법에 비해, 스퍼터링법에 의한 이 범위의 두께의 막은 상당히 평평하여 친수성을 높일 수 있다. 또, 스퍼터링법은 거울과 같은 대면적의 기재이어도 균일한 친수성 막을 형성시킬 수 있는 특징도 있다.
(실시예와 비교예)
다음에 구체적인 실시예 및 비교예를 도시하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
플로트 유리(float glass)를 150㎜ ×150㎜로 잘라서 테스트용 기재로 하고, 이 기재에 스퍼터링법에 의해, 산소 분위기에서 두께 500㎚의 산화 티탄 하지층을 형성했다.
다음에, 하지층 위에 스퍼터링법에 의해, 산소 분위기에서 두께 10㎚의 SiO2막을 형성하고, 직후에 산성 수용액 속에 침지시켜 수처리를 행하여, SiO2막상에 실라놀기를 형성시켰다.
상기 방법에 의해 작성한 테스트 패널의 물방울 접촉각을 측정한 결과 2°였으며, 고친수성을 가지고 있었다. 또한, 이 테스트 패널을 실내에 방치하여, 27일후의 물방울 접촉각을 측정한 결과, 동일하게 2°였으며, 고친수성이 장기간 보유되는 것을 알 수 있었다. 이 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 물방울 접촉각의 측정방법은 다음과 같다.
[표 1]
번호 하지층 가스조성(O2/Ar) SiO2막 두께 수처리 물방울 접촉각(°)
0일째 27일째
실시예 1 TiO2(500㎚) 100/70 10㎚ 산성수 2 2
실시예 2 저방사막(400㎚) 100/70 10㎚ 산성수 2 9
실시예 3 저방사막(400㎚) 100/70 CVD 10㎚ 산성수 2 13
실시예 4 없음 100/70 15㎚ 산성수 2 20
실시예 5 없음 100/70 65㎚ 산성수 2 14
실시예 6 없음 - 습식 100㎚ 산성수 3 17
실시예 7 Nb2O5(10㎚)/TiO2(250㎚) 100/70 7㎚ 산성수 2 13
실시예 8 Nb2O5(10㎚) 100/70 15㎚ 산성수 2 15
실시예 9 SiN(10㎚) 100/70 45㎚ 산성수 2 15
실시예 10 SiO2(100㎚) 100/70 5㎚ 산성수 2 13
비교예 1 없음 100/0 15㎚ 없음 2 32
비교예 2 저방사막(400㎚)만 - 없음 없음 2 34
비교예 3 플로트 유리 3밀리 - 없음 없음 2 38
비교예 4 TiO2(500㎚) - 없음 없음 2 40
(실시예 2∼9, 비교예 1∼4)
실시예 1의 하지층, 가스 조성, SiO2막 두께, 수처리 조건을 표 1에 나타내는 바와 같이 교체한 것 외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 테스트 패널을 작성했다. 이들의 결과를 표 1에 도시한다.
(실시예 10)
플로트 유리를 150㎜ ×150㎜로 자른 테스트용 기재로 하고, 이 기재를 H2SiF6(규불화수소산)의 30% 수용액에 90분간 침지시키고, 두께 100㎚의 SiO2하지막을 형성했다.
다음에, 하지막 상에 스퍼터링법에 의해, 산소 분위기에서 두께 5㎚의 SiO2막을 형성하고, 직후에 산성 수용액 속에 침지시켜 수처리를 행하고, SiO2막상에 실라놀기를 형성시켰다.
(실시예 11)
플로트 유리를 150㎜ ×150㎜로 자른 테스트용 기재로 하고, 이 기재에 스퍼터링법에 의해, 산소 및 아르곤 혼합 분위기(O2/Ar 용량비=100/70)에서 두께 15㎚의 SiO2막을 형성했다.
그리고, 형성 직후에 산성 수용액 속에 침지시켜 수처리를 행하여, SiO2막상에 실라놀기를 형성시켰다. 처리조건을 표 2에 도시한다.
[표 2]
번호 기재 종류 하지층 가스 조성(O2/Ar) SiO2막 두께 수처리 Al 도핑
실시예 11 플로트 유리 3밀리 없음 100/70 15㎚ 있음 없음
실시예 12 거울 5밀리 없음 100/70 7㎚ 있음 없음
실시예 13 플로트 유리 3밀리 있음 100/70 7㎚ 있음 8wt%
실시예 14 플로트 유리 5밀리 없음 100/70 5㎚ 있음 8wt%
실시예 15 플로트 유리 5밀리 없음 100/70 1㎚ 있음 8wt%
비교예 5 플로트 유리 3밀리 없음 100/70 15㎚ 없음 6wt%
비교예 6 플로트 유리 5밀리 없음 100/40 15㎚ 없음 6wt%
비교예 7 플로트 유리 3밀리 없음 100/80 15㎚ 없음 6wt%
비교예 8 플로트 유리 3밀리 없음 100/60 15㎚ 없음 6wt%
상기 방법에 의해 작성한 테스트 패널을, 경사시켜 고정한 상태로 옥내에 놓고, 표 3에 도시한 경과일마다 스프레이로 물을 뿌려서 60초 후의 표면의 젖은 정도를 외관 검사에 의해 평가했다. 또한, 표면에 먼지가 붙어서 젖은 정도가 악화되어 있을 경우에는, 부직포로 표면을 닦은 후에 평가를 행했다. 평가기준은 이하와 같다.
◎ : 전면적의 80% 이상이 젖어 있음
○ : 전면적의 50∼80%가 젖어 있음
△ : 전면적의 20∼40%가 젖어 있음
× : 전면적의 20% 미만이 젖어 있음
평가의 결과를 표 3에 나타낸다.
[표 3]
번호 친수성 평가
1일 3일 6일 11일 16일 25일 29일 47일 51일
실시예 11 - - -
실시예 12 - - -
실시예 13 - - -
실시예 14 - - -
실시예 15 - - -
비교예 5 - - -
비교예 6 × ×중지
비교예 7 - - × -
비교예 8 - - -
(실시예 12∼15, 비교예 5∼8)
실시예 11의 기재 종류, 하지층, 가스 조성, SiO2막 두께, 수처리의 유뮤, Al 도핑의 유무를 교체한 것 외에는, 실시예 11과 동일하게 하여 각 테스트 패널을 작성하고 평가했다. 각각의 조건을 상기 표 2에, 또 평가 결과를 상기 표 3에 도시했다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기재상에 SiO2막을 100㎩ 이하의 감압 분위기하에서 형성한 직후에, 상기 SiO2막을 수처리하여 SiO2막 표면에 실라놀기(SiOH)를 선택적으로 형성시켰으므로, 방담 처리 후에도 기재 그 자체의 광학적 기능, 외관을 손상시키는 일 없이, 높은 친수성 및 보수성을 장기간 유지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 방법에 의해 얻어진 기재는, 고온다습 환경하에서의 시인성(視認性) 향상을 위한 성에 방지효과를 기대할 수 있어, 욕실내의 방담 거울이나창 등에 적합하게 사용할 수 있다. 또, 형성된 SiO2막은 물과의 접촉각이 극히 작으므로, 막 상에 수중에 함유되는 오물 성분을 체류시키지 않고 물의 흐름과 함께 배제하는 효과가 있어, 유리나 패널의 오물을 방지할 수 있다.
또한, 유리 기재를 사용한 경우에는, 형성된 SiO2막과 기재와의 굴절률이 거의 다르지 않기 때문에 광학적인 일그러짐이 없고, 또 투명성도 높은 특징이 있다. 또, SiO2막을 형성하는 방법으로서 스퍼터링법을 사용한 경우에는, 수 ㎚ 정도에서의 막 두께 제어가 가능하기 때문에, 균일한 SiO2막을 갖는 대면적의 재료를 얻을 수 있다.

Claims (13)

  1. 기재상에 직접 또는 하지층을 사이에 두고 SiO2막을 100㎩ 이하의 감압 분위기에서 형성하고, 이 막을 형성한 직후에 상기 SiO2막을 수처리하여, SiO2막 표면에 실라놀기(SiOH)를 선택적으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 하지층은 TiO2막, Al2O3막, Nb2O5막, Al2O3막상에 TiO2막을 적층한 적층막, Nb2O5막상에 TiO2막을 적층한 적층막 또는 저방사율 막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 저방사율 막은 SnO2막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하지막은 SiO2막을 사이에 두고 상기 기재상에 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 SnO2막은 SnO2막 및 SiO2막을 순서대로 적층한 적층막을 사이에 두고 상기 기재상에 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 하지막은 SiN막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 SiN막의 두께는 1∼20㎚인 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항에 있어서, 상기 100㎩ 이하의 감압 분위기는 산소 분위기 가스 속에, 아르곤 또는 질소가 산소에 대해 1∼400% 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항에 있어서, 상기 SiO2막의 형성방법이 Si 타깃을 스퍼터링함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항에 있어서, 상기 SiO2막의 두께는 1∼100㎚, 바람직하게는 1∼65㎚인 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항에 있어서, 상기 기재가 유리 기판이며, 수처리 후에 그 유리 기판을, 공기에 대해 질소를 0∼100% 혼합한 분위기에서, 300∼500℃의 온도로 소성하는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항에 있어서, 상기 SiO2막에, Si 성분에 대해 0.1∼20중량%의 Al 성분을 도핑하는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
  13. 제 1항 내지 제 12항에 있어서, 상기 기재가 투과성 또는 경면(鏡面) 반사성을 갖고, 친수화 처리에 의해서도 상기 투과성 또는 경면 반사성이 유지되는 것을 특징으로 하는 기재의 친수화 처리방법.
KR1020027005347A 2000-05-16 2001-04-27 기재의 친수화(親水化) 처리방법 KR100758672B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000143280 2000-05-16
JPJP-P-2000-00143280 2000-05-16
JP2000319178A JP3435136B2 (ja) 2000-05-16 2000-10-19 基材の親水化処理方法
JPJP-P-2000-00319178 2000-10-19
PCT/JP2001/003733 WO2001087789A1 (fr) 2000-05-16 2001-04-27 Procede destine a conferer des proprietes hydrophiles a un substrat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030004301A true KR20030004301A (ko) 2003-01-14
KR100758672B1 KR100758672B1 (ko) 2007-09-13

Family

ID=26591956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027005347A KR100758672B1 (ko) 2000-05-16 2001-04-27 기재의 친수화(親水化) 처리방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6667075B2 (ko)
JP (1) JP3435136B2 (ko)
KR (1) KR100758672B1 (ko)
CN (1) CN1245347C (ko)
AU (1) AU2001252655A1 (ko)
WO (1) WO2001087789A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100338238C (zh) * 2004-04-22 2007-09-19 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 一种使物体表面亲水化的加工方法
JP4654627B2 (ja) * 2004-07-26 2011-03-23 セイコーエプソン株式会社 化学吸着膜の形成方法、及び化学吸着膜
JP4479528B2 (ja) 2004-07-27 2010-06-09 富士電機デバイステクノロジー株式会社 ガラス基体へのめっき方法、そのめっき方法を用いる磁気記録媒体用ディスク基板の製造方法及び垂直磁気記録媒体の製造方法
JP4479571B2 (ja) * 2005-04-08 2010-06-09 富士電機デバイステクノロジー株式会社 磁気記録媒体の製造方法
CN100460561C (zh) * 2006-11-21 2009-02-11 北京工业大学 二氧化钛薄膜材料的超亲水驱油表面制备方法
GB0717921D0 (en) * 2007-09-14 2007-10-24 Teer Coatings Ltd Coatings to resist and protect against aquatic biofouling
EP2647606B1 (fr) * 2012-04-04 2018-09-12 Saint-Gobain Glass France Vitrage comprenant une couche a base d'oxyde de silicium
GB201507330D0 (en) * 2015-04-29 2015-06-10 Pilkington Group Ltd Splash screen
CN109824274A (zh) * 2019-03-27 2019-05-31 台玻安徽玻璃有限公司 一种耐磨型高透光浮法玻璃及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6096682A (ja) * 1983-10-31 1985-05-30 Mitsubishi Kasei Vinyl Co 防曇剤組成物
JPS6191042A (ja) * 1984-10-08 1986-05-09 Toyota Motor Corp 防曇ガラス及びその製造方法
JPH0222342A (ja) * 1988-07-11 1990-01-25 Sekisui Chem Co Ltd 防曇プラスチックの製造方法
JPH0222341A (ja) * 1988-07-11 1990-01-25 Sekisui Chem Co Ltd 防曇プラスチックの製造方法
JPH0222343A (ja) * 1988-07-11 1990-01-25 Sekisui Chem Co Ltd 防曇プラスチックの製造方法
JPH02296752A (ja) * 1989-05-12 1990-12-07 Sekisui Chem Co Ltd 防曇ガラスの製造方法
JPH02311336A (ja) * 1989-05-26 1990-12-26 Sekisui Chem Co Ltd 防曇ガラスの製造方法
JPH03208837A (ja) * 1990-01-08 1991-09-12 Central Glass Co Ltd 単板断熱ガラス板およびその色ガラス
US5145723A (en) * 1991-06-05 1992-09-08 Dow Corning Corporation Process for coating a substrate with silica
JPH05230249A (ja) * 1991-11-05 1993-09-07 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 基材の表面処理方法
JPH08151235A (ja) * 1994-09-30 1996-06-11 Nippon Sheet Glass Co Ltd 透明導電膜付きガラス板及び透明タッチパネル
FR2730990B1 (fr) 1995-02-23 1997-04-04 Saint Gobain Vitrage Substrat transparent a revetement anti-reflets
JP3520681B2 (ja) * 1996-07-31 2004-04-19 旭硝子株式会社 合成樹脂成形物
JP2000117875A (ja) * 1998-10-09 2000-04-25 Suzutora:Kk 流滴効果機能フィルム
JP2000226234A (ja) * 1998-12-03 2000-08-15 Toto Ltd 親水性部材
JP2001287971A (ja) * 2000-03-31 2001-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 防汚性被膜及びその製造方法、それを用いた自動車用防汚ガラス及びその製造方法、並びにそれを用いた自動車

Also Published As

Publication number Publication date
CN1245347C (zh) 2006-03-15
KR100758672B1 (ko) 2007-09-13
US20020192365A1 (en) 2002-12-19
US6667075B2 (en) 2003-12-23
JP3435136B2 (ja) 2003-08-11
CN1388796A (zh) 2003-01-01
WO2001087789A1 (fr) 2001-11-22
AU2001252655A1 (en) 2001-11-26
JP2002309225A (ja) 2002-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6103363A (en) Substrate with a photocatalytic coating
KR101131157B1 (ko) 보호용 박층으로 코팅되어 있는 광촉매 층을 지지하는기판, 특히 유리 기판
CN1286762C (zh) 具有自清洁涂层的基底
EP1964821B2 (en) Soil-resistant coating for glass surfaces
SK6352002A3 (en) Transparent substrate provided with a silicon derivative layer
US7482060B2 (en) Silicon oxycarbide coatings having durable hydrophilic properties
KR100758672B1 (ko) 기재의 친수화(親水化) 처리방법
EP1477466A1 (en) Article with antifogging film and process for producing same
EP2080740A1 (en) Hydrophilic coating and method of making same
WO2023135999A1 (ja) イージークリーンコーティング付きガラス物品
JP2001152137A (ja) 防曇性被膜形成基材およびその製造方法
JPH11194201A (ja) 親水性光学部材およびその製造方法
JP2000001340A (ja) 親水性被膜の製造方法
JP2003160360A (ja) 基材の親水化処理方法
US20090162668A1 (en) Hydrophilic coating and method of making same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee