JP3266284B2 - ガラス用撥水膜 - Google Patents
ガラス用撥水膜Info
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- JP3266284B2 JP3266284B2 JP07470691A JP7470691A JP3266284B2 JP 3266284 B2 JP3266284 B2 JP 3266284B2 JP 07470691 A JP07470691 A JP 07470691A JP 7470691 A JP7470691 A JP 7470691A JP 3266284 B2 JP3266284 B2 JP 3266284B2
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- Japan
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- water
- coating layer
- glass
- repellent film
- repellent
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- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のウィン
ドウやドアミラー等のガラス基板の表面に撥水性を与え
るための撥水膜に関する。
ドウやドアミラー等のガラス基板の表面に撥水性を与え
るための撥水膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、このような撥水膜を形成する
ために例えばシリコーンまたはフロロシリコーン撥水剤
が用いられている。この撥水剤は水酸基との反応基を成
分として含んでおり、被覆すべきソーダガラス等のガラ
ス基板側に付く水酸基との反応により撥水膜が形成され
る。また、この撥水膜は、ガラス基板上に直接形成する
よりも、ガラス基板上に二酸化ケイ素のコーティング層
を設けた上で形成したほうが耐久性に優れることが知ら
れている。これは、ガラス基板の表面よりもコーティン
グ層の方が水酸基を多く有していて、撥水膜との結合力
が強くなるためである。
ために例えばシリコーンまたはフロロシリコーン撥水剤
が用いられている。この撥水剤は水酸基との反応基を成
分として含んでおり、被覆すべきソーダガラス等のガラ
ス基板側に付く水酸基との反応により撥水膜が形成され
る。また、この撥水膜は、ガラス基板上に直接形成する
よりも、ガラス基板上に二酸化ケイ素のコーティング層
を設けた上で形成したほうが耐久性に優れることが知ら
れている。これは、ガラス基板の表面よりもコーティン
グ層の方が水酸基を多く有していて、撥水膜との結合力
が強くなるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このコーティング層
は、二酸化ケイ素を原料として蒸着やスパッタリングを
行なうことによりガラス基板上に形成することが可能で
あるが、このような方法では、コーティング時の基板の
温度を約２５０℃程度以上の高温に設定しなければ基板
に対してコーティング層が十分に付着せず、低い基板温
度ではガラス基板に対するコーティング層の十分な付着
力が得られないという問題があった。
は、二酸化ケイ素を原料として蒸着やスパッタリングを
行なうことによりガラス基板上に形成することが可能で
あるが、このような方法では、コーティング時の基板の
温度を約２５０℃程度以上の高温に設定しなければ基板
に対してコーティング層が十分に付着せず、低い基板温
度ではガラス基板に対するコーティング層の十分な付着
力が得られないという問題があった。
【０００４】したがって、本発明の解決すべき技術的課
題は、蒸着等の方法によるコーテイング層の形成を低い
基板温度で行なってもガラス基板に対する十分な付着力
を得られるようにして、撥水膜としての耐久性の低下を
防止することである。
題は、蒸着等の方法によるコーテイング層の形成を低い
基板温度で行なってもガラス基板に対する十分な付着力
を得られるようにして、撥水膜としての耐久性の低下を
防止することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の技術的課題を解決
するため、本発明に係るガラス用撥水膜は以下のように
構成されている。すなわち、ガラスの表面にケイ素と酸
素を成分とし、蒸着又はスパッタリングによって形成さ
れたコーティング層と、このコーティング層の表面に形
成されたシリコーンまたはフロロシリコーン撥水層とか
らなるガラス用撥水膜であって、コーティング層の組成
をＳiＯxと表したときに、xが、０.８≦x＜２の範囲内
に設定されたことを特徴としている。
するため、本発明に係るガラス用撥水膜は以下のように
構成されている。すなわち、ガラスの表面にケイ素と酸
素を成分とし、蒸着又はスパッタリングによって形成さ
れたコーティング層と、このコーティング層の表面に形
成されたシリコーンまたはフロロシリコーン撥水層とか
らなるガラス用撥水膜であって、コーティング層の組成
をＳiＯxと表したときに、xが、０.８≦x＜２の範囲内
に設定されたことを特徴としている。
【０００６】
【作用・効果】酸素とケイ素で組成されたコーティング
層は、成分中の酸素の比率が減少するにつれて、成膜時
の基板温度が低くてもガラス面への付着力が向上する。
この構成ではxの値を０.８以上で２よりも小さな値に規
制しているので、従来の二酸化ケイ素(x＝２)に比較し
て、同一の付着力を得るのであれば基板温度の低温化が
可能となる。このような条件でコーティング層を形成し
てもコーティング層中には水酸基が多く含まれるので、
フロロシリコーン等の撥水層を強い付着力で形成して撥
水性を長期にわたって維持することができる。
層は、成分中の酸素の比率が減少するにつれて、成膜時
の基板温度が低くてもガラス面への付着力が向上する。
この構成ではxの値を０.８以上で２よりも小さな値に規
制しているので、従来の二酸化ケイ素(x＝２)に比較し
て、同一の付着力を得るのであれば基板温度の低温化が
可能となる。このような条件でコーティング層を形成し
てもコーティング層中には水酸基が多く含まれるので、
フロロシリコーン等の撥水層を強い付着力で形成して撥
水性を長期にわたって維持することができる。
【０００７】
【実施例】以下に、図１から図３に示した本発明の１実
施例に係るガラス用撥水膜について詳細に説明する。図
１はこの撥水膜を表面に形成したソーダガラス等のガラ
ス基板の断面を示しており、１はガラス基板、２は酸素
とケイ素から組成されたコーティング層、３はフロロシ
リコーン撥水剤からなる撥水層である。
施例に係るガラス用撥水膜について詳細に説明する。図
１はこの撥水膜を表面に形成したソーダガラス等のガラ
ス基板の断面を示しており、１はガラス基板、２は酸素
とケイ素から組成されたコーティング層、３はフロロシ
リコーン撥水剤からなる撥水層である。
【０００８】コ−ティング層２は、酸化ケイ素を原料と
して蒸着法により形成し、撥水層３はその表面にフロロ
シリコーン撥水剤を塗布し、加熱硬化させて形成した。
コーティング層２の成膜時の蒸着条件は以下の通りであ
る。 蒸発源材料 : ＳiＯ ガラス基板温度 : ９０℃〜２００℃ 酸素ガス圧 : １.３×１０-2Ｐa 膜厚 : １００nm 屈折率(測定値) : １.５５
して蒸着法により形成し、撥水層３はその表面にフロロ
シリコーン撥水剤を塗布し、加熱硬化させて形成した。
コーティング層２の成膜時の蒸着条件は以下の通りであ
る。 蒸発源材料 : ＳiＯ ガラス基板温度 : ９０℃〜２００℃ 酸素ガス圧 : １.３×１０-2Ｐa 膜厚 : １００nm 屈折率(測定値) : １.５５
【０００９】コーティング層２は、この実施例のように
蒸着により形成する場合には、成分としてのケイ素と酸
素の比率を連続的に変化させることが可能である。すな
わち、コーティング層２の組成を仮にＳiＯxと表したと
きに、xの値(ケイ素に対する酸素の割合)を、ＳiＯやＳ
iＯ2のような１や２だけでなく、その間の任意の値に設
定することが可能である。一方、このようにしてxの値
を変化させた場合は、屈折率も連続的に変化する。この
対応関係を、図２において、xの値を縦軸に、屈折率を
横軸に取ったグラフで示している。上述した蒸着条件で
形成した本実施例のコーティング層２の屈折率の測定値
は１.５５であるので、xの値はこのグラフから１.５で
あることが読取れる。
蒸着により形成する場合には、成分としてのケイ素と酸
素の比率を連続的に変化させることが可能である。すな
わち、コーティング層２の組成を仮にＳiＯxと表したと
きに、xの値(ケイ素に対する酸素の割合)を、ＳiＯやＳ
iＯ2のような１や２だけでなく、その間の任意の値に設
定することが可能である。一方、このようにしてxの値
を変化させた場合は、屈折率も連続的に変化する。この
対応関係を、図２において、xの値を縦軸に、屈折率を
横軸に取ったグラフで示している。上述した蒸着条件で
形成した本実施例のコーティング層２の屈折率の測定値
は１.５５であるので、xの値はこのグラフから１.５で
あることが読取れる。
【００１０】本実施例のコーティング層２は基板温度を
９０℃〜２００℃という比較的低温に設定して蒸着法に
より形成したものであるが、この膜の耐久性が十分なも
のであるか否かを判定するために、アルカリ洗剤に浸し
たネル布(＃３００)を用いて往復摩擦による耐摩耗試験
を行なった。また、比較例として、ガラス基板上にフロ
ロシリコーンの撥水層を直接形成したものを作成し、こ
の撥水膜に対しても同様の耐摩耗試験を行なった。
９０℃〜２００℃という比較的低温に設定して蒸着法に
より形成したものであるが、この膜の耐久性が十分なも
のであるか否かを判定するために、アルカリ洗剤に浸し
たネル布(＃３００)を用いて往復摩擦による耐摩耗試験
を行なった。また、比較例として、ガラス基板上にフロ
ロシリコーンの撥水層を直接形成したものを作成し、こ
の撥水膜に対しても同様の耐摩耗試験を行なった。
【００１１】その結果を図３のグラフに示している。こ
のグラフの縦軸には各撥水層に対する水の接触角を、横
軸には往復摩擦回数を取っており、実線が本実施例の撥
水膜での試験結果を、１点鎖線が比較例の撥水膜での試
験結果を示している。このグラフに示すように、試験前
にはそれぞれ１１０゜であった接触角が、１０００回の
摩擦試験後には、比較例で約９５゜、本実施例で１０９゜
に変化していた。また２０００回の摩擦試験後には、比
較例で接触角が約５５゜程度まで低下しているのに比
べ、本実施例のものは依然として１００゜以上の接触角
を維持していた。さらに、本実施例のものについては５
０００回の摩耗試験を行なったが、この場合にも約９５
゜程度の接触角を維持していた。
のグラフの縦軸には各撥水層に対する水の接触角を、横
軸には往復摩擦回数を取っており、実線が本実施例の撥
水膜での試験結果を、１点鎖線が比較例の撥水膜での試
験結果を示している。このグラフに示すように、試験前
にはそれぞれ１１０゜であった接触角が、１０００回の
摩擦試験後には、比較例で約９５゜、本実施例で１０９゜
に変化していた。また２０００回の摩擦試験後には、比
較例で接触角が約５５゜程度まで低下しているのに比
べ、本実施例のものは依然として１００゜以上の接触角
を維持していた。さらに、本実施例のものについては５
０００回の摩耗試験を行なったが、この場合にも約９５
゜程度の接触角を維持していた。
【００１２】このように、ガラス基板とフロロシリコー
ン撥水層との間に設けるコーティング層２におけるケイ
素に対する酸素の割合xを１.５に設定することにより、
基板温度が低温であったにも拘わらずガラス基板とコー
ティング層との十分な付着力が得られたので、その結果
として耐摩耗性の優れた撥水膜を形成することができ
た。なお、xの値は本実施例のように１.５に限るもので
はなく、０.８≦x＜２程度の範囲内に設定しておけば、
基板温度を低温に設定して蒸着を行なっても耐久性の良
好な撥水膜を得ることができる。また、図２に示してい
るように、xの値が小さくなるほど屈折率が大きくな
り、短波長の光が吸収されやすくなるため、ガラスが黄
もしくは赤みを帯びやすくなるが、膜厚を比較的薄く設
定しておけば着色による影響は実用上殆ど生じない。
ン撥水層との間に設けるコーティング層２におけるケイ
素に対する酸素の割合xを１.５に設定することにより、
基板温度が低温であったにも拘わらずガラス基板とコー
ティング層との十分な付着力が得られたので、その結果
として耐摩耗性の優れた撥水膜を形成することができ
た。なお、xの値は本実施例のように１.５に限るもので
はなく、０.８≦x＜２程度の範囲内に設定しておけば、
基板温度を低温に設定して蒸着を行なっても耐久性の良
好な撥水膜を得ることができる。また、図２に示してい
るように、xの値が小さくなるほど屈折率が大きくな
り、短波長の光が吸収されやすくなるため、ガラスが黄
もしくは赤みを帯びやすくなるが、膜厚を比較的薄く設
定しておけば着色による影響は実用上殆ど生じない。
【図１】 本発明の１実施例に係るガラス用撥水膜の断
面図である。
面図である。
【図２】 コーティング層における酸素とケイ素の成分
比に対する屈折率の変化を示すグラフである。
比に対する屈折率の変化を示すグラフである。
【図３】 この撥水膜に対する往復摩擦試験による接触
角の変化を示すグラフである。
角の変化を示すグラフである。
１ ガラス基板 ２ コーティング層 ３ 撥水層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 浩一 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田１番 地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者 堀場 保 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田１番 地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者 筒木 徳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−130032（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−26372（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 17/00 - 17/44 C23C 14/00 - 14/58
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス(1)の表面にケイ素と酸素を成分
とし、蒸着又はスパッタリングによって形成されたコー
ティング層(2)と、該コーティング層(2)の表面に形成さ
れたシリコーンまたはフロロシリコーン撥水層(3)とか
らなるガラス用撥水膜において、 上記コーティング層(2)の組成をＳiＯxと表したとき
に、xの値が、 ０．８≦x＜２の範囲内に設定されたことを特徴とする
ガラス用撥水膜。 - 【請求項２】 ガラス(1)の表面にケイ素と酸素を成分
とするコーティング層(2)を形成する第１のステップ
と、該コーティング層(2)の表面にシリコーンまたはフ
ロロシリコーン撥水層(3)を形成する第２ステップから
なるガラス用撥水膜の形成方法において、 上記第１のステップにおいて、蒸発源材料がＳｉＯ、ガ
ラス基板温度が９０℃〜２００℃、酸素ガス圧が１．３
×１０ -2 Ｐａの蒸着条件下により上記ガラス(1)の表面
にコーティング層(2)を形成することを特徴とする、ガ
ラス用撥水膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07470691A JP3266284B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | ガラス用撥水膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07470691A JP3266284B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | ガラス用撥水膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285036A JPH04285036A (ja) | 1992-10-09 |
| JP3266284B2 true JP3266284B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=13554944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07470691A Expired - Fee Related JP3266284B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | ガラス用撥水膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3266284B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2561756B2 (ja) * | 1991-03-14 | 1996-12-11 | 株式会社東海理化電機製作所 | 撥水膜付きエレクトロクロミックミラー |
| US6001485A (en) * | 1996-11-18 | 1999-12-14 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Water repellant glass plate and method for manufacturing the same |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP07470691A patent/JP3266284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04285036A (ja) | 1992-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |