JPH0948639A - 撥水撥油性防汚ガラスと撥水撥油性防汚ガラスの製造法及びこの撥水撥油性防汚ガラスを用いた電化製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性・耐水性・耐候性を改善した化学吸着
膜を有する撥水撥油性防汚ガラスを提供することを目的
としている。 【構成】 ガラス基材１の表面を脱アルカリ処理し脱ア
ルカリ層２とすることによって、この部分のナトリウム
等のアルカリ成分量を減じ、表面に設けた界面活性剤よ
りなる化学吸着膜３の耐熱性・耐水性・耐候性を高める
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撥水性・撥油性すなわ
ち防汚性に富んだ撥水撥油防汚ガラスとこの製造方法、
このガラスを使用した電化製品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガラスの表面に撥水性・撥油性を付与す
る方法として、ガラス基材の表面にフッ素系ポリマーを
塗布焼き付けたり、フロロカーボン系の化学吸着単分子
膜を形成する方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のフッ素系ポ
リマーを塗布焼き付けるガラスの表面処理の方法は、製
造が容易である反面、ガラス表面に設けた塗膜の密着性
が不十分で膜剥れが生ずるものである。またフロロカー
ボン系の化学吸着単分子膜を形成する方法では、膜剥が
れに対する耐久性は十分得られているが、耐熱性や耐水
性、耐候性が悪いという課題を有している。

【０００４】本発明はこのような従来の構成が有してい
る課題を解決するもので、耐熱性・耐水性・耐候性を改
善した化学吸着膜を有する撥水撥油性防汚ガラスを提供
することを第一の目的としている。また、より簡単な構
成で第一の目的を達成できる化学吸着膜を有する撥水撥
油性防汚ガラスを提供することを第二の目的としてい
る。また、化学吸着膜の撥水撥油性を高めた撥水撥油性
防汚ガラスを提供することを第三の目的としている。ま
た、化学吸着膜の結合力を高めた撥水撥油性防汚ガラス
を提供することを第四の目的・第五の目的としている。
また、化学吸着膜の耐久性を高めた撥水撥油性防汚ガラ
スを提供することを第六の目的としている。更に、透明
性を高め、内部の観察が容易にできる撥水撥油性防汚ガ
ラスを提供することを第七の目的としている。また、耐
熱耐久性の高い撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を提供
することを第八の目的としている。また、より簡単な構
成で耐熱耐久性の高い撥水撥油性防汚ガラスの製造方法
を提供することを第九の目的としている。更に、ガラス
基材の表面の脱アルカリ処理が容易に行える方法を提供
することを第十の目的としている。また、アルカリバリ
ヤー層の形成が容易にできる方法を提供することを第十
一の目的としている。また、化学吸着膜の耐久性を高め
た撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を提供することを第
十二の目的としている。更に、アルカリバリヤー層を緻
密とした撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を提供するこ
とを第十三の目的としている。更に、アルカリバリヤー
層を簡単に形成できる撥水撥油性防汚ガラスの製造方法
を提供することを第十四の目的としている。また特に、
撥水撥油性の高い撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を提
供することを第十五の目的・第十六の目的としている。
また更に、化学吸着膜の結合力の強い撥水撥油性防汚ガ
ラスの製造方法を提供することを第十七の目的としてい
る。また化学吸着膜を緻密に形成して、耐久性・撥水撥
油性を高めた撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を提供す
ることを第十八の目的・第十九の目的としている。また
更に、耐熱性・耐久性を改善した撥水撥油性防汚ガラス
を備えた電化製品を提供することを第二十の目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、ガラス基材の表面を脱アル
カリ処理し、この表面に界面活性剤よりなる化学吸着膜
を結合形成した撥水撥油性防汚ガラスとするものであ
る。

【０００６】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、ガラス基材の表面近傍にアルカリ含有量が少
ないアルカリバリヤー層を設け、このアルカリバリヤー
層の表面に界面活性剤よりなる化学吸着膜を結合形成し
た撥水撥油性防汚ガラスとするものである。

【０００７】また第三の目的を達成するための本発明の
第三の手段は、特に、界面活性剤がフロロカーボン基を
含んでいる撥水撥油性防汚ガラスとするものである。

【０００８】第四の目的を達成するための本発明の第四
の手段は、特に、界面活性剤よりなる化学吸着膜がＳｉ
Ｏ基を介して基材表面と共有結合している撥水撥油性防
汚ガラスとするものである。

【０００９】また第五の目的を達成するための本発明の
第五の手段は、特に、界面活性剤よりなる化学吸着膜が
ＴｉＯ基を介して基材表面と共有結合している撥水撥油
性防汚ガラスとするものである。

【００１０】第六の目的を達成するための本発明の第六
の手段は、基材表面近傍のアルカリ濃度が0.1％以下で
ある撥水撥油性防汚ガラスとするものである。

【００１１】第七の目的を達成するための本発明の第七
の手段は、特に化学吸着膜を単分子膜とした撥水撥油性
防汚ガラスとするものである。

【００１２】更に第八の目的を達成するための本発明の
第八の手段は、ガラス基材の表面を脱アルカリ処理する
工程と、界面活性剤を非水系溶剤中に溶かした化学吸着
液にガラス基材を接触させ前記界面活性剤を化学吸着す
る工程とを有する撥水撥油性防汚ガラスの製造方法とす
るものである。

【００１３】第九の目的を達成するための本発明の第九
の手段は、ガラス基材の表面にアルカリバリヤー層を形
成する工程と、界面活性剤を非水系溶剤中に溶かした化
学吸着液にガラス基材を接触させ前記界面活性剤を化学
吸着する工程とを有する撥水撥油性防汚ガラスの製造方
法とするものである。

【００１４】また第十の目的を達成するための本発明の
第十の手段は、特にガラス基材を硫酸、燐酸、塩酸また
は硝酸を含む水または温水で処理してガラス基材の表面
を脱アルカリ処理する撥水撥油性防汚ガラスの製造方法
とするものである。

【００１５】更に第十一の目的を達成するための本発明
の第十一の手段は、アルカリバリヤー層を硫酸、燐酸、
塩酸または硝酸を含む水または温水で処理して形成する
撥水撥油性防汚ガラスの製造方法とするものである。

【００１６】第十二の目的を達成するための本発明の第
十二の手段は、特にアルカリバリヤー層がシリカを含む
撥水撥油性防汚ガラスの製造方法とするものである。

【００１７】また第十三の目的を達成するための本発明
の第十三の手段は、特にシリカを含むアルカリバリヤー
層は、ＣＶＤ法によって形成する撥水撥油性防汚ガラス
の製造方法とするものである。

【００１８】第十四の目的を達成するための本発明の第
十四の手段は、特にシリカを含むアルカリバリヤー層
は、ゾルゲル法によって形成する撥水撥油性防汚ガラス
の製造方法とするものである。

【００１９】第十五の目的を達成するための本発明の第
十五の手段は、特に界面活性剤はフロロカーボン基を有
する撥水撥油性防汚ガラスの製造方法とするものであ
る。

【００２０】第十六の目的を達成するための本発明の第
十六の手段は、特に界面活性剤はクロロシリル基または
アルコキシ基を有する撥水撥油性防汚ガラスの製造方法
とするものである。

【００２１】第十七の目的を達成するための本発明の第
十七の手段は、特に界面活性剤は、チタネート基を有す
る撥水撥油性防汚ガラスの製造方法とするものである。

【００２２】また第十八の目的を達成するための本発明
の第十八の手段は、特にフロロカーボン系界面活性剤ま
たはフロロシラン系界面活性剤として（化１）あるいは
（化２）で表せるものを用いた撥水撥油性防汚ガラスの
製造方法とするものである。

【００２３】第十九の目的を達成するための本発明の第
十九の手段は、フロロシラン系界面活性剤として（化
３）から（化１５）または（化１６）から（化２６）で
表現できるものを用いた撥水撥油性防汚ガラスの製造方
法とするものである。

【００２４】更にまた第二十の目的を達成するための第
二十の手段は、本発明の第一から第七の手段である撥水
撥油性防汚ガラスを用いた電化製品とするものである。
請求項１から７のいずれか１項に記載した撥水撥油性防
汚ガラスを用いた電化製品界面活性剤として、フロロカ
ーボン基とクロロシリル基またはアルコキシ基とを有す
る撥水撥油性防汚ガラスの製造方法とするものである。

【００２５】

【作用】本発明の第一の手段は、ガラス基材の表面を脱
アルカリ処理することによってこの表面部分のナトリウ
ム等のアルカリ成分量を減じ、この表面に設けた界面活
性剤よりなる化学吸着膜の耐熱性・耐水性・耐候性を高
めるものである。

【００２６】本発明の第二の手段は、ガラス基材の表面
近傍に設けたアルカリバリヤー層が、ガラス基材が含ん
でいるナトリウム等のアルカリ成分の影響を抑え、この
表面に設けた界面活性剤よりなる化学吸着膜の耐熱性・
耐水性・耐候性を高めるように作用する。

【００２７】本発明の第三の手段は、フロロカーボン基
を含んだ界面活性剤を用いることによって、化学吸着膜
の撥水撥油性を高めた撥水撥油性防汚ガラスとするもの
である。

【００２８】本発明の第四の手段は、ＳｉＯ基を介して
ガラス基材表面と共有結合する化学吸着膜として、化学
吸着膜の結合力を高めた撥水撥油性防汚ガラスとするも
のである。

【００２９】本発明の第五の手段は、ＴｉＯ基を介して
ガラス基材表面と共有結合する化学吸着膜として、化学
吸着膜の結合力を高めた撥水撥油性防汚ガラスとするも
のである。

【００３０】本発明の第六の手段は、ガラス基材の表面
近傍のアルカリ濃度を0.1％以下として、化学吸着膜の
耐久性を高めた撥水撥油性防汚ガラスとするものであ
る。

【００３１】本発明の第七の手段は、化学吸着膜を単分
子膜によって構成することによって、透明性を高め、内
部の観察が容易にできる撥水撥油性防汚ガラスとしてい
る。

【００３２】本発明の第八の手段は、ガラス基材の表面
を脱アルカリ処理する工程と、界面活性剤を非水系溶剤
中に溶かした化学吸着液にガラス基材を接触させ界面活
性剤を化学吸着する工程とを有することによって、耐熱
耐久性の高い撥水撥油性防汚ガラスの製造方法としてい
るものである。

【００３３】本発明の第九の手段は、ガラス基材の表面
にアルカリバリヤー層を形成して、界面活性剤を非水系
溶剤中に溶かした化学吸着液にガラス基材を接触させる
ようにして、より簡単な構成で耐熱耐久性の高い撥水撥
油性防汚ガラスの製造方法とするものである。

【００３４】本発明の第十の手段は、ガラス基材を硫
酸、燐酸、塩酸または硝酸を含む水または温水で処理す
るようにして、ガラス基材の表面の脱アルカリ処理が容
易に行える撥水撥油性防汚ガラスの製造方法としてい
る。

【００３５】本発明の第十一の手段は、アルカリバリヤ
ー層を硫酸、燐酸、塩酸または硝酸を含む水または温水
で処理するようにして、アルカリバリヤー層の形成が容
易にできる撥水撥油性防汚ガラスの製造方法としてい
る。

【００３６】本発明の第十二の手段は、シリカを含むア
ルカリバリヤー層として化学吸着膜の耐久性を高めた撥
水撥油性防汚ガラスの製造方法としている。

【００３７】本発明の第十三の手段は、ＣＶＤ法によっ
てシリカを含むアルカリバリヤー層を形成するようにし
て、アルカリバリヤー層を緻密とした撥水撥油性防汚ガ
ラスの製造方法としている。

【００３８】本発明の第十四の手段は、ゾルゲル法によ
ってシリカを含むアルカリバリヤー層を形成するように
して、アルカリバリヤー層を簡単に形成できる撥水撥油
性防汚ガラスの製造方法としている。

【００３９】本発明の第十五の手段は、フロロカーボン
基を有する界面活性剤を使用するようにして、特に、撥
水撥油性の高い撥水撥油性防汚ガラスの製造方法として
いる。

【００４０】本発明の第十六の手段は、クロロシリル基
またはアルコキシ基を有する界面活性剤を使用するよう
にして、特に、撥水撥油性の高い撥水撥油性防汚ガラス
の製造方法としている。

【００４１】本発明の第十七の手段は、チタネート基を
有する界面活性剤を使用するようにして、化学吸着膜の
結合力の強い撥水撥油性防汚ガラスの製造方法としてい
る。

【００４２】本発明の第十八の手段は、フロロカーボン
系界面活性剤またはフロロシラン系界面活性剤として
（化１）あるいは（化２）で表せるものを用いるように
して、化学吸着膜を緻密に形成して、耐久性・撥水撥油
性を高めた撥水撥油性防汚ガラスの製造方法としてい
る。

【００４３】本発明の第十九の手段は、フロロシラン系
界面活性剤として（化３）から（化２６）で表現できる
ものを用いるようにして、化学吸着膜を緻密に形成し
て、耐久性・撥水撥油性を高めた撥水撥油性防汚ガラス
の製造方法としている。

【００４４】本発明の第二十の手段は、撥水撥油性防汚
ガラスを用いることによって、耐熱性・耐久性を改善し
た撥水撥油性防汚ガラスを備えた電化製品としている。

【００４５】

【実施例】

（実施例１）ガラス表面の撥水撥油性を改善するため
に、従来からフロロカーボン系の化学吸着単分子膜を形
成する方法が提案されている。しかし従来行われてきた
方法では、膜剥がれに対する耐久性は十分得られている
が、耐熱性や耐水性、耐候性が悪い欠点があった。発明
者らは、この原因がガラス基材に含まれているナトリウ
ム等のアルカリ成分にあることを発見したものである。
つまり、ナトリウム等のアルカリ成分が界面活性剤分子
の分子内結合を切ることが耐熱性や耐水性、耐候性が悪
い原因となるものである。

【００４６】以下本実施例について、図１に基づいて説
明する。本実施例の撥水撥油性防汚ガラス４は、ガラス
基材１の表面をアルカリ濃度が非常に少ない層２とし、
層２の表面にフロロカーボン系化学吸着単分子膜３を設
けて形成しているものである。

【００４７】層２は、ガラス基材１を硫酸水溶液で脱ア
ルカリ処理して形成したものである。例えば、濃硫酸を
水で１０％程度に薄めた水溶液中にガラス基材１を、９
０〜９８℃で一昼夜程度浸漬し、その後良く水洗するこ
とによって形成できる。この処理によって、ガラス基材
１の表面近傍およそ２μ程度の領域では、ナトリウムや
カリウムが溶出してほとんどアルカリを含まない層２と
なるものである。この脱アルカリ処理に際しては、硫酸
の他に塩酸・燐酸・硝酸・有機酸等を利用することも可
能である。特に、硫酸・燐酸は安定的に使用できて層２
を形成する目的に対しては都合が良いものである。

【００４８】フロロカーボン系化学吸着単分子膜３は、
以下のようにして形成している。界面活性剤として、
（化１０）に示しているフロロカーボン基とクロロシリ
ル基とを含むフロロシラン系のものを使用している。

【００４９】予めｎ-ヘキサデカンを８０％、四塩化炭
素を１２％、クロロホルム８％の割合で調整した非水系
溶剤中に、この界面活性剤を３×１０^-3Mol/L程度の濃
度で混入して化学吸着液を作成する。この化学吸着液中
に、前記脱アルカリ処理を施して層２を形成したガラス
基材１を、例えば湿度１０％以下とした乾燥雰囲気中
で、室温で１時間程度浸漬するものである。この浸漬を
終了した後、ガラス基材１をクロロホルムなどの非水系
溶媒によって良く洗浄する。この浸漬によって、脱アル
カリ層２の表面には、水酸基が多数存在しているため、
クロロシラン系界面活性剤のクロロシリル基とこの水酸
基とが脱塩酸反応を生じて、図１（ｂ）・（化２７）に
示している組成の化学吸着単分子膜３を生成するもので
ある。

【００５０】

【化２７】

【００５１】この化学吸着単分子膜３は表面にＣＦ₃−
基を含んでおり、酸素原子を介して脱アルカリ層２と共
有結合した形で約２０Å程度の厚みで形成される。

【００５２】なお本実施例では、フロロカーボン基およ
びクロロシリル基を含むフロロシラン系界面活性剤を
（化１０）に示す組成として説明したが、（化１）ある
いは（化２）に示している一般的なものであっても同様
の効果を発揮させることができるものである。

【００５３】なお（化１）あるいは（化２）に示す組成
の界面活性剤としては、（化３）から（化１５）に示す
ものが使用できる。

【００５４】また、クロロシリル基の代わりにアルコキ
シ基を含むフロロシラン系界面活性剤も利用可能であ
る。この場合には、前述した化学吸着液に触媒として有
機酸を数％添加して、脱アルコール反応をさせる必要が
あるが、それ以外は前記と同様の条件で化学吸着単分子
膜３と同様の被膜が作製できた。この場合は、化学吸着
液をアルコールのような含水系の溶媒に代えてもこの成
膜は可能である。なお含水系の溶媒を用いる場合には、
塩酸や硫酸、硝酸等の鑛酸が利用できて都合がよい。

【００５５】またこの場合に使用できる界面活性剤に
は、（化２８）あるいは（化２９）として示している一
般的なものがある。

【００５６】

【化２８】

【００５７】

【化２９】

【００５８】具体的には（化１６）から（化２６）に示
すような組成の界面活性剤が使用できる。

【００５９】なお、界面活性剤のフッ素を水素に置換し
た界面活性剤も使用したが、この場合には撥水性を確保
することはできたが、撥油性および防汚性については良
くないものであった。従って、撥水性のみが必要とされ
る場合には界面活性剤のフッ素を水素に置換した界面活
性剤を使用することが可能となるものである。

【００６０】さらにまた、クロロシラン系界面活性剤や
アルコキシシラン系界面活性剤以外にも、（化３０）あ
るいは（化３１）に示しているフロロチタネート系界面
活性剤を使用しても、類似の条件で化学吸着単分子膜を
得ることができる。

【００６１】

【化３０】

【００６２】

【化３１】

【００６３】なおフロロチタネート系界面活性剤を用い
た場合には、化学吸着液中での反応は脱アルコール反応
を伴った吸着となり、フロロチオール系界面活性剤を用
いた場合には、脱水反応を伴った吸着となるものであ
る。

【００６４】また本実施例では、脱アルカリ層２の上に
フロロカーボン系化学吸着単分子膜３を形成している
が、この形成には約１０分程度の時間が必要である。化
学吸着液に浸漬した後、反応途中て、例えば５分後に化
学吸着液からガラス４を引き上げ乾燥雰囲気中（湿度３
０％程度以下）で溶媒を蒸発させ、さらに空気中の水分
と反応させると、化学吸着ポリマー膜となるものであ
る。この単分子膜もポリマー膜も共有結合を介してガラ
ス板表面と結合している点では同じであるが、撥水撥油
性は−ＣＦ3基が表面に並んでいる単分子膜の方が高い
ものである。なお、単分子膜では、撥水撥油膜が薄すぎ
る場合には、特開平４ー３６７７２１号公報に開示され
たような方法を用いて単分子膜を累積形成すればよい。

【００６５】（実験例１）次に、実施例１で作製した撥
水撥油防汚ガラス４（以下単にガラス４と称する）につ
いての実験結果について報告する。

【００６６】先ずガラス４の撥水性・撥油性を評価する
ために、ガラス４の水に対する濡れ角度を測定した。こ
の結果、濡れ角度は１１８度であった。当濡れ角度は、
フッ素樹脂の代表的な材料であるポリ四フッ化エチレン
と同程度である。つまり撥水性・撥油性は非常に優れて
いるものである。

【００６７】次に、このガラス４の撥水耐久性を３００
℃で加熱して加速評価した。この実験の結果、従来品、
つまりフロロシラン系の界面活性剤を直接普通の青板硝
子表面に形成した場合には、初期値が接触角１１５度で
耐熱試験後５時間で８０度に劣化するものである。これ
に対して、実施例１で得られたガラス４は脱アルカリ層
２を挟んでいるため、５時間では全く劣化せず、およそ
２００時間で８０度になった。すなわち従来に比べ、約
４０倍程度耐久性の改善が見られた。

【００６８】一般の板ガラスのアルカリ含有量は、Ｎａ
₂ＯとＫ₂Ｏとを合わせて１５％程度である。本実施例で
設けている脱アルカリ層２は、残留アルカリ濃度が低い
ほど耐久性に対する効果が高いものであるが、残留アル
カリ分の濃度を0.1％以下にすると明確な改善効果が表
れるものである。また脱アルカリ層２の層が厚いほど耐
久性が高いことも判ったが、通常の使用では１μm程度
で十分性能を発揮できる。

【００６９】また化学吸着単分子膜３は、脱アルカリ層
２の表面に約２０Å程度の厚みで形成されるもので、ガ
ラス基板１の透明性に全く影響しないものである。

【００７０】以上のように本実施例によれば、ガラス基
板１の表面を、アルカリ含有量が少ない脱アルカリ層２
とすることによって、撥水撥油機能の耐久性を高める効
果がある。

【００７１】また、界面活性剤にフロロカーボン基を含
くめておくと撥水撥油性能を向上できる効果がある。

【００７２】さらに、界面活性剤よりなる化学吸着膜を
ＳｉＯ基を介してガラス基板１の表面と共有結合するこ
とで化学吸着膜の耐剥離強度を向上できる効果がある。

【００７３】なお、界面活性剤よりなる化学吸着膜をＴ
ｉＯ基を介してガラス基板１の表面と共有結合すること
によっても、ＳｉＯ基の場合と同様に化学吸着膜の耐剥
離強度を向上できる効果がある。

【００７４】さらにまた、脱アルカリ層２のアルカリ濃
度を0.1％以下にしておくと耐熱耐久性が向上できる効
果がある。

【００７５】また、化学吸着膜を数ｎｍ以下の極薄膜で
ある化学吸着単分子膜で構成することによって、通常光
での光学干渉効果もないため、ガラスの透明性を損なう
ことなく防汚効果を付与できる効果がある。

【００７６】一方、ガラス基板１の表面に脱アルカリ層
２を形成する工程と、界面活性剤を非水系溶剤中に溶か
した化学吸着液にガラス基板１を接触させ脱アルカリ層
２の表面に前記界面活性剤を化学吸着する工程とで撥水
撥油性防汚ガラスを製造すると、耐熱耐久性の高い防汚
膜を簡単に製造できる効果がある。

【００７７】また、脱アルカリ層２を形成する工程とし
て、ガラス基板１を硫酸・燐酸・塩酸または硝酸を含む
水または温水で処理する工程を用いることによって、ピ
ンホールが無くガラスの透明性を損なうことなく手軽に
耐久性の高い撥水撥油性防汚ガラスを製造できる効果が
ある。

【００７８】さらに、脱アルカリ層２を形成する工程と
して、ガラス基板１の表面にシリカを含む被膜を形成す
る工程を用いると、より高い耐熱耐久性を有する撥水撥
油性防汚ガラスを製造できる効果がある。

【００７９】また界面活性剤を化学吸着する行程におい
て、化学吸着材にフロロカーボン基を含ませておくと化
学吸着膜の撥水効果をより高める効果がある。

【００８０】さらに、界面活性剤にクロロシリル基また
はアルコキシ基を含ませておくと単分子膜とガラス基板
１の表面との結合を強固にできる効果がある。

【００８１】また、界面活性剤にチタネート基を含ませ
ておいても同様に単分子膜とガラス基板１の表面との結
合を強固にできる効果がある。

【００８２】さらにまた、界面活性剤にフロロカーボン
基を含ませておくと、撥水撥油効果の高い被膜が得られ
る効果がある。

【００８３】なお、フロロシラン系界面活性剤として
（化１）あるいは（化２）で表せるものを用いれば、直
鎖状の分子であるため化学吸着膜の膜密度を高める効果
がある。

【００８４】また、フロロシラン系界面活性剤として
（化３）から（化１５）または（化１６）から（化２
６）で表現できるものを用いると合成が容易であるため
製造コストを低くできる効果がある。

【００８５】（実施例２）続いて本発明の第二の実施例
について説明する。本実施例では、ガラス基板１として
電磁調理器の天板等として一般によく用いられているヒ
ュミセラムガラスを使用している。なおガラス基板１の
材質は、このヒュミセラムに限定するものではない。こ
のガラス基板１の表面に有機シラン化合物を塗布し、乾
燥後加熱分解してアルカリバリヤー層２であるＳｉＯ₂
被膜を形成する。このアルカリバリヤー層２は、全くア
ルカリ成分を含んでいないものである。例えば、ガラス
基板１の表面に、大阪有機化学工業（株）のスカイミッ
クＨＲＣをディップ法で塗布して３００℃で２０分焼成
することで、ガラス基板１の表面近傍におよそ１μｍ程
度の膜厚のアルカリバリヤー層２を形成できるものであ
る。なおこのような純粋なＳｉＯ₂膜を形成する方法と
して、半導体製造で良く用いられるＣＶＤ法が利用でき
る。さらに、アルカリバリヤー層２として純粋なＳｉＯ
₂膜の代わりに、リンやボロンを含むＰＳＧ膜やＢＳＧ
膜も使用できるものである。このＰＳＧ膜やＢＳＧ膜は
耐水性が悪い欠点はあるが、アルカリバリヤー効果は高
いものである。また、アルカリバリヤー層２の形成にゾ
ルゲル法も利用できるものである。

【００８６】次に、界面活性剤として（化１３）に示す
フロロカーボン基およびクロロシリル基を含むフロロシ
ラン系界面活性剤を使用して、化学吸着膜３を形成して
いる。

【００８７】（化１３）に示している界面活性剤を、予
めｎ-ヘキサデカンを８０％、四塩化炭素を１２％、ク
ロロホルム８％の割合で調整した非水系溶剤中に３×１
０^-3Mol/L程度の濃度で混入して化学吸着液を作成す
る。この化学吸着液中に、前記アルカリバリヤー層２を
形成したガラス基材１を、例えば湿度１０％以下とした
乾燥雰囲気中に取り出して５時間程度乾燥し、さらに湿
度６０％程度の普通の空気中において、空気中の水分と
反応させるものである。この処理によって、アルカリバ
リヤー層２の表面の水酸基と界面活性剤のクロロシリル
基とが脱塩酸反応して、重合する。一方、表面に残った
未反応のクロロシラン系界面活性剤のクロロシリル基
は、空気中の水分と脱塩酸反応して重合する。そこでガ
ラス基板１の表面には、（化２７）に示している組成の
化学吸着単分子膜３を生成するものである。

【００８８】本実施例ではこの化学吸着単分子膜３は、
およそ５０Å程度の厚みでアルカリバリヤー層２の上に
形成された。

【００８９】（実験例２）次に、実施例２で作製した撥
水撥油防汚ガラス４（以下単にガラス４と称する）につ
いての実験結果について報告する。

【００９０】先ずガラス４の撥水性・撥油性を評価する
ために、ガラス４の水に対する濡れ角度を測定した。こ
の結果濡れ角度は１１５度であり、実施例１で作成した
脱アルカリ層を設けたものとほぼ同様の撥水・撥油性能
となっている。

【００９１】次に、このガラス４の撥水耐久性を３００
℃で加熱して加速評価した。この実験の結果、従来品、
つまりフロロシラン系の界面活性剤を直接普通の青板硝
子表面に形成した場合には、初期値が接触角１１５度で
耐熱試験後５時間で８０度に劣化するものである。これ
に対して、本実施例で作成したガラス４は、１μmのア
ルカリを全く含まないアルカリバリヤー層２を有してい
るため、１００時間では全く劣化せず、およそ５００時
間で８０度になった。すなわち、耐久性は従来に比べ約
１００倍程度良くなっているものである。

【００９２】以上のように本実施例によれば、ガラス基
材１の表面近傍にアルカリ含有量が少ないアルカリバリ
ヤー層２を設け、このアルカリバリヤー層２の表面に界
面活性剤よりなる化学吸着膜を結合形成した撥水撥油性
防汚ガラスとすることによって、撥水撥油機能の耐久性
を高める効果がある。

【００９３】さらにまたシリカを含む被膜を形成する工
程で、ＣＶＤ法を用いると緻密な信頼性の高いアルカリ
バリヤー層２を形成できる効果がある。

【００９４】なおシリカを含む被膜を形成する工程で、
ゾルゲル法を用いるとより簡単に省エネルギーにアルカ
リバリヤー層２を形成できる効果がある。

【００９５】また実施例１・実施例２で作成した撥水撥
油性防汚ガラスを応用できる電化製品としては、電子レ
ンジ・オーブン・ロースター・オーブントースター・オ
ーブン電子レンジ・コーヒーメーカー等がある。

【００９６】例えば、電子レンジの覗き窓に用いた場合
には、ガラス表面に付着した汚れをふき取り易くできる
効果がある。

【００９７】また、オーブンの覗き窓に用いたばあいに
は、ガラス表面に付着した汚れの焼付きを防止できさら
にふき取りが容易になる効果がある。

【００９８】さらに、ロースターの覗き窓に用いたばあ
いには、ガラス表面に付着した汚れの焼付きを防止で
き、ふき取りが容易になり、さらに臭い残りが少なくで
きる効果がある。

【００９９】また、オーブントースターの覗き窓に用い
たばあいには、ガラス表面に付着した汚れの焼付きを防
止でき、さらにふき取りが容易になる効果がある。

【０１００】さらにまた、オーブン電子レンジ覗き窓に
用いたばあいには、ガラス表面に付着した汚れの焼付き
を防止できさらにふき取りが容易になる効果がある。

【０１０１】また、コーヒーメーカーのガラス製カップ
に用いた場合には、ガラス表面に付着した汚れ（茶渋）
の付着を少なくし、さらにふき取りが容易になる効果が
ある。

【０１０２】

【発明の効果】本発明の第一の手段は、ガラス基材の表
面を脱アルカリ処理し、この表面に界面活性剤よりなる
化学吸着膜を結合形成した構成の撥水撥油性防汚ガラス
として、耐熱性・耐水性・耐候性を改善することができ
るものである。

【０１０３】本発明の第二の手段は、ガラス基材の表面
近傍にアルカリ含有量が少ないアルカリバリヤー層を設
け、このアルカリバリヤー層の表面に界面活性剤よりな
る化学吸着膜を結合形成することによって、より簡単な
構成で耐熱性・耐水性・耐候性を改善した撥水撥油性防
汚ガラスを実現するものである。

【０１０４】本発明の第三の手段は、特に界面活性剤が
フロロカーボン基を含んでいる構成として、撥水撥油性
能を向上した撥水撥油性防汚ガラスを実現するものであ
る。

【０１０５】本発明の第四の手段は、界面活性剤よりな
る化学吸着膜がＳｉＯ基を介してガラス基材表面と共有
結合させた構成として、化学吸着膜の耐剥離強度を向上
した撥水撥油性防汚ガラスを実現するものである。

【０１０６】本発明の第五の手段は、界面活性剤よりな
る化学吸着膜がＴｉＯ基を介してガラス基材表面と共有
結合させた構成として、化学吸着膜の耐剥離強度を向上
した撥水撥油性防汚ガラスを実現するものである。

【０１０７】本発明の第六の手段は、ガラス基材の表面
近傍のアルカリ濃度を0.1％以下とした構成として、特
に耐熱耐久性を向上した撥水撥油性防汚ガラスを実現す
るものである。

【０１０８】本発明の第七の手段は、化学吸着膜を単分
子膜とした構成として、ガラスの透明性を損なうことな
く防汚効果を付与できる撥水撥油性防汚ガラスを実現す
るものである。

【０１０９】本発明の第八の手段は、ガラス基材の表面
を脱アルカリ処理する工程と、界面活性剤を非水系溶剤
中に溶かした化学吸着液にガラス基材を接触させ前記界
面活性剤を化学吸着する工程とを有して、耐熱耐久性の
高い防汚膜を簡単に製造できる撥水撥油性防汚ガラスの
製造方法を実現するものである。

【０１１０】本発明の第九の手段は、ガラス基材の表面
にアルカリバリヤー層を形成する工程と、界面活性剤を
非水系溶剤中に溶かした化学吸着液にガラス基材を接触
させ前記界面活性剤を化学吸着する工程とを有して、耐
熱耐久性の高い防汚膜を簡単に製造できる撥水撥油性防
汚ガラスの製造方法を実現するものである。

【０１１１】本発明の第十の手段は、ガラス基材を硫
酸、燐酸、塩酸または硝酸を含む水または温水で処理し
てガラス基材の表面を脱アルカリ処理するようにして、
ピンホールが無く、ガラスの透明性を損なうことなく、
手軽に耐久性の高い撥水撥油性防汚ガラスを製造できる
撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を実現するものであ
る。

【０１１２】本発明の第十一の手段は、アルカリバリヤ
ー層を硫酸、燐酸、塩酸または硝酸を含む水または温水
で処理して形成するようにして、ピンホールが無く、ガ
ラスの透明性を損なうことなく、手軽に耐久性の高い撥
水撥油性防汚ガラスを製造できる撥水撥油性防汚ガラス
の製造方法を実現するものである。

【０１１３】本発明の第十二の手段は、アルカリバリヤ
ー層がシリカを含むようにして、より高い耐熱耐久性を
有する撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を実現するもの
である。

【０１１４】本発明の第十三の手段は、シリカを含むア
ルカリバリヤー層をＣＶＤ法によって形成するようにし
て、緻密な信頼性の高いアルカリバリヤー層を有する撥
水撥油性防汚ガラスの製造方法を実現するものである。

【０１１５】本発明の第十四の手段は、シリカを含むア
ルカリバリヤー層をゾルゲル法によって形成するように
して、より簡単に省エネルギーにアルカリバリヤー層を
形成できる撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を実現する
ものである。

【０１１６】本発明の第十五の手段は、フロロカーボン
基を有する界面活性剤を使用するようにして、化学吸着
膜の撥水効果をより高めた撥水撥油性防汚ガラスの製造
方法を実現するものである。

【０１１７】本発明の第十六の手段は、クロロシリル基
またはアルコキシ基を有する界面活性剤を使用するよう
にして、単分子膜とガラス基板の表面との結合を強固に
できる撥水撥油性防汚ガラスの製造方法を実現するもの
である。

【０１１８】本発明の第十七の手段は、チタネート基を
有する界面活性剤を使用するようにして、単分子膜とガ
ラス基板の表面との結合を強固にできる撥水撥油性防汚
ガラスの製造方法を実現するものである。

【０１１９】本発明の第十八の手段は、フロロカーボン
系界面活性剤またはフロロシラン系界面活性剤として
（化１）あるいは（化２）で表せるものを用いるように
して、化学吸着膜の膜密度を高めた撥水撥油性防汚ガラ
スの製造方法を実現するものである。

【０１２０】本発明の第十九の手段は、フロロシラン系
界面活性剤として（化３）から（化１５）または（化１
６）から（化２６）で表現できるものを用いるようにし
て、合成が容易で、製造コストを低くできる撥水撥油性
防汚ガラスの製造方法を実現するものである。

【０１２１】本発明の第二十の手段は、本発明の第一の
手段から第七の手段を実現する撥水撥油性防汚ガラスを
用いた電化製品として、耐熱性・耐久性を改善した撥水
撥油性防汚ガラスを備えた電化製品を実現するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第一の実施例及び第二の実施例
を示すガラスの断面図 （ｂ）同、化学吸着膜の構成を説明する説明図

【符号の説明】

１ ガラス基材 ２ 脱アルカリ層またはアルカリバリヤー層 ３ フロロカーボン系化学吸着単分子膜

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基材の表面を脱アルカリ処理し、
   この表面に界面活性剤よりなる化学吸着膜を結合形成し
   た撥水撥油性防汚ガラス。
2. 【請求項２】 ガラス基材の表面近傍にアルカリ含有量
   が少ないアルカリバリヤー層を設け、このアルカリバリ
   ヤー層の表面に界面活性剤よりなる化学吸着膜を結合形
   成した撥水撥油性防汚ガラス。
3. 【請求項３】 界面活性剤がフロロカーボン基を含んで
   いる請求項１または２記載の撥水撥油性防汚ガラス。
4. 【請求項４】 界面活性剤よりなる化学吸着膜がＳｉＯ
   基を介してガラス基材表面と共有結合している請求項１
   または２記載の撥水撥油性防汚ガラス。
5. 【請求項５】 界面活性剤よりなる化学吸着膜がＴｉＯ
   基を介してガラス基材表面と共有結合している請求項１
   または２記載の撥水撥油性防汚ガラス。
6. 【請求項６】 ガラス基材の表面近傍のアルカリ濃度を
   0.1％以下とした請求項１または２記載の撥水撥油性防
   汚ガラス。
7. 【請求項７】 化学吸着膜が単分子膜である請求項１か
   ら６のいずれか１項に記載した撥水撥油性防汚ガラス。
8. 【請求項８】 ガラス基材の表面を脱アルカリ処理する
   工程と、界面活性剤を非水系溶剤中に溶かした化学吸着
   液にガラス基材を接触させ前記界面活性剤を化学吸着す
   る工程とを有する撥水撥油性防汚ガラスの製造方法。
9. 【請求項９】 ガラス基材の表面にアルカリバリヤー層
   を形成する工程と、界面活性剤を非水系溶剤中に溶かし
   た化学吸着液にガラス基材を接触させ前記界面活性剤を
   化学吸着する工程とを有する撥水撥油性防汚ガラスの製
   造方法。
10. 【請求項１０】 ガラス基材を硫酸、燐酸、塩酸または
    硝酸を含む水または温水で処理してガラス基材の表面を
    脱アルカリ処理する請求項８記載の撥水撥油性防汚ガラ
    スの製造方法。
11. 【請求項１１】 アルカリバリヤー層を硫酸、燐酸、塩
    酸または硝酸を含む水または温水で処理して形成する請
    求項９記載の撥水撥油性防汚ガラスの製造方法。
12. 【請求項１２】 アルカリバリヤー層がシリカを含む請
    求項９記載の撥水撥油性防汚ガラスの製造方法。
13. 【請求項１３】 シリカを含むアルカリバリヤー層は、
    ＣＶＤ法によって形成する請求項１２記載の撥水撥油性
    防汚ガラスの製造方法。
14. 【請求項１４】 シリカを含むアルカリバリヤー層は、
    ゾルゲル法によって形成する請求項１２記載の撥水撥油
    性防汚ガラスの製造方法。
15. 【請求項１５】 界面活性剤はフロロカーボン基を有す
    る請求項８または９記載の撥水撥油性防汚ガラスの製造
    方法。
16. 【請求項１６】 界面活性剤はクロロシリル基またはア
    ルコキシ基を有する請求項８または９記載の撥水撥油性
    防汚ガラスの製造方法。
17. 【請求項１７】 界面活性剤は、チタネート基を有する
    請求項８または９記載の撥水撥油性防汚ガラスの製造方
    法。
18. 【請求項１８】 フロロカーボン系界面活性剤またはフ
    ロロシラン系界面活性剤として（化１）あるいは（化
    ２）で表せるものを用いた請求項１５記載の撥水撥油性
    防汚ガラスの製造方法。 【化１】 【化２】
19. 【請求項１９】 フロロシラン系界面活性剤として（化
    ３）から（化１５）または（化１６）から（化２６）で
    表現できるものを用いた請求項１８記載の撥水撥油性防
    汚ガラスの製造方法。 【化３】 【化４】 【化５】 【化６】 【化７】 【化８】 【化９】 【化１０】 【化１１】 【化１２】 【化１３】 【化１４】 【化１５】 【化１６】 【化１７】 【化１８】 【化１９】 【化２０】 【化２１】 【化２２】 【化２３】 【化２４】 【化２５】 【化２６】
20. 【請求項２０】 請求項１から７のいずれか１項に記載
    した撥水撥油性防汚ガラスを用いた電化製品。