JPS6191042A - 防曇ガラス及びその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は車輌用等に使用される防曇ガラス及びその製造
方法に関するものである。

（従来の技術） 雨天の際又は冬季などには、車輌用等に使用されるウィ
ンドガラス及びミラーガラス上に雨滴が付着したり、乗
車している人が放出する水分による水滴が形成されてウ
ィンドガラス及びミラーガラスが曇るため、それを通し
ての運転者の視認性が低下し運転の妨害となる場合があ
る。このようなウィンドガラス及びミラーガラスのａ＃
）を防ぐため、従来は例えば親水性の界面活性剤をスプ
レーでウィンドガラス及びミラーガラス上に吹き付けた
シ、又は塗り込む方法が用いられていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記方法を用いた防曇処理品は耐久性に
乏しく、その防曇効果が長時間持続しないという欠点が
ある。又、外に例えばセルロース系エステルからなる親
水基を有する透明なプラスチックシートをウィンドガラ
ス及びミラーガラス上に貼る方法があるが、このような
シートは軟かいため耐擦傷性に劣シ、車輌用のウィンド
ガラス及びミラーガラスに用いることは困難である。

本発明は上記従来技術における問題点を解決するだめの
ものであり、その目的とするところは雨天や冬季にも曇
シ難く又実用上充分な耐久性を有する防曇ウィンドガラ
ス及びミラーガラス及びこれらの製造方法を提供するこ
とにある。

（間シ巨点を解決するための手段） すなわち本発明の防曇ウィンドガラス及びミラーガラス
は、ガラス表面上に所定の厚さで表面に微細な凹凸を有
するシリカ、チタニア等の無機酸化物の薄膜を形成した
ことを特徴とする。

本発明に用いるガラスは通常のウィンドガラス及びミラ
ーカラスを使用することができる。

このガラス表面上に無機酸化物例えば上記シリカ（８ｉ
０２）、チタニア（Ｔｉｌｔ）の外にアルミナ（Ａ　Ａ
ｘ　Ｏｓ　）、酸化インジウム（Ｉｎ、０３；Ｓｎドー
プ）等をスパッタリングにより薄膜状に形成する。

好ましい膜厚は無機酸化物の種類により異なるが、例え
ばシリカを用いた場合は４０００〜６ｏｏｏＸ程度とす
るとよい。膜厚が４００Ω人未満では薄膜が耐久性に乏
しく、逆に６０００Ｘ　を超えても効果は変わらない。

スパッタリングは例えばアルゴンスパッタガス圧力が７
Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ　ａｆｆの場合はガラス板温度を３
００℃以上、又、ガス圧力が１５Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ程
度の場合にはガラス板温度を１５０℃以上として行うの
が好ましい。

スパッタリングによりガラス板上に形成される無機酸化
物の薄膜は微細な結晶粒子よシなシ、次いで該薄膜の表
面を腐蝕剤例えば弗化水素酸単独又はこれに硝酸、硫酸
等の酸化性の酸や塩類を加えた混酸腐蝕液を用いて化学
腐蝕すると結晶粒界が他の部分よりもより腐蝕されやす
いため優先的に腐蝕されて表面に微細な凹凸が形成され
る。腐蝕条件としては例えば常温で（Ｌ１５重量％の弗
化水素酸溶液を用いる場合には、この溶液中に３０分程
度浸漬するのが好ましい。

上記操作により透明な外観を有し且つ充分な耐久性を有
する防曇ガラスが得られる。

（実施例） 以下の実施例において本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

実２白例１ニスバッタリングにおけるガラス板温度とア
ルボッカス圧力との関係 ウィンドガラス板を真空槽に入れ、１０１Ｔｏｒｒまで
減圧した後スパッタガスとしてアルゴンを圧力が各々２
Ｘ１０−”、　７Ｘ１（１”、　１５Ｘ１０　”　Ｔｏ
ｒｒとなるまで尋人し、８ｉ０．をガラス板上に平均膜
厚約５０００人でスパッタ成膜した。この除、ガラス板
の温度は各々６ａ’、　ｔｓｏｏ、　３００℃と変化さ
せた。成膜後カラス板を真空槽よシ権シ出し、常温で０
．１５重量％の弗化水素酸水溶液に３０分間浸噴口、成
膜した面を腐蝕した。次いで腐蝕した面を蒸留水で洗浄
後、ガラス板を６０℃の温水中に所定時間浸漬し、引き
上げた後更に蒸留水で洗浄して乾燥させた。

上記の各サンプルについて、第１図に示すように蒸留水
と処理ガラスのＳｉｎ！　成膜面との間の接触角をｎ＋
：１足した。図中、１ｉｌｔガラス板、２は５ｉ０２　
スパッタ膜、３Ｆｉ水滴、４は接触角を示す。又、結果
を第１表に示す。

第１表：各種処理ガラス板と水との接触角（度）第１表
の結果よ？）、８ｉ０．のスパッタ成膜中の力２ス板温
度が高い方が、又、成膜中のアルボ／ガス圧力の高い方
が腐食後の水滴との接触角が小さく、よく濡れることが
判る。接触角１６６以下のものは実質上滴状ではなく平
らで、視認性については特に問題がない。

ちなみに、未処理のガラス板では接触角４２゜であり、
又、腐蝕前のＳ　ｉ　Ｏｘ成膜済のガラス板では４０°
である。これらのガラス板では表面に付着した水滴が外
観上は小さなレンズの働きをするため視認性が劣る。更
にウィンドガラスとして車＋７−に使用した場合、人体
の発汗等によるＪμ室側の曇シについても、辿當のカラ
ス板では白く４〕るのに対し、接触角１６°以下の本発
明の処理カラス板でｉｔ儒れるのみで小液滴を形成しな
いため白く曇ることがない。

以上の本発明における防曇化の現象は次のように説明で
きる。

５ｉｎ２スパツタ膜２は第２図に示すように１フ１゛１
常基板のガラス板１の表面にほぼ垂直な柱状の構造を有
する。上記構造を有するＳｉｎ、スパッタ膜２を所定条
件でＨＦ浴液等の腐蝕剤で腐蝕すると第３図に示すよう
に柱状結晶粒子の柱と柱との間の界面即ち粒界の腐蝕が
優先して進行し、１腐蝕前の表面５が腐蝕後の表面６へ
と変形して腐蝕表面に凹部を生ずる。この微細な凹部の
形成により水によく個れるようになると考えられる。す
なわち、この現象はすりガラスが水によく謂れ、表面に
水滴を生じないのと同じである。

又、スパッタ条件により接触角が異なるのは次の様に説
明できる。

カラス板の温度が上昇すると第２図に示すＳｉＯ□スパ
ッタ膜２の構造は、柱状結晶の太さ即ち結晶粒子の大き
さが増し、腐蝕によって形成される凹凸が粗くなる。又
、アルゴンガス圧力が高くなっても同様な現象が起る。

ガラス板温度が低く、又アルゴンカス圧力が低い場合に
は極めて微小の柱状結晶が生成し、腐蝕後Ｓｉｎ、スパ
ッタ膜２の表面に極めて微細な凹凸が形成てれるため水
イアＪｊれに対して効果を示ざなくなると考えられる。

外観上効果を有すると判定されるのは接触角１６°以下
であり、このような状態を得るには本実施例における腐
蝕条件のもとでは、アルゴンガス圧力１５Ｘ１０　”Ｔ
ｏｒｒのときはカラス板温夏１５０℃以上、又、アルゴ
ンガス圧カフＸ１０　”Ｔｏｒｒのときはカラス板温度
５００℃以上が５ｉｎ２スパツタ膜の成膜条件として好
適である。

実施例２：弗化水素酸＠度及び浸漬時間と接触角及び曇
価との関係 アルゴンガス圧力１５Ｘ１０−”　Ｔｏｒｒ、ガラス板
温度３００℃でガラス板上にＳｉｎ、を５ｏｏｏ　１の
浮きでスパッタ成膜し、弗化水素酸水溶液濃度及び浸漬
時間を変えて腐蝕試験を行ない、水滴との接触角を測定
するとともＫＡＳＴＭ−Ｄ１００３−６１に規定された
ヘーズメータを用いて曇価を調べた。曇価測定における
測定点は４点とした。

なお、適音のウィンドガラスの曇価はα１５〜α１チ程
度である。結果を第２表に示す。

第２表：各種腐蝕条件に於ける接触角（上段。

第２表より、２重量％弗化水素酸水溶液を用いた場合に
はスパッタ膜の腐蝕が急速で、１０分後には目視で微か
に曇ったことが判り、又腐蝕の程度にばらつきがある。

又、３０分以上浸漬すると全面が一様に曇シ、外観もす
りガラス状になる。これに対し、１３重量％弗化水素酸
水溶液を用いｆｃ場合には、曇価＃−ｔあまシ高くはな
らないが、水を噴霧した場合局所的に水滴状となる等接
触角の安定性がなく、処理面の均一性が無いと考えられ
る。弗化水素酸水溶液濃度ｌ１１５重量％では、浸漬時
間がほぼ５０分以降６０分まで接触角は８°、曇価１ｊ
（Ｌ１５〜α１チで安定する。又、仕上りも見掛は上極
めて均一で、水滴を噴霧した場合も表面の濡れ状態は均
一である。

更に弗化水素酸水溶液濃度を１０１重量％まで低下させ
た場合、５０分未満の浸漬時間では概ね腐蝕が進行して
いないと考えられる。又、６０分浸漬しても所定の効果
が得られず、生産性の点で劣る。

したがって、腐蝕条件としては、常温のａ１５重ｉトチ
弗化水素酸水浴液を用いた場合、３０分間浸漬するのが
特性及び生産性の点で好ましい。

又、腐蝕液としてけ弗化水素酸の他に、これに硝酸、硫
酸等の酸化性の酸又は塩を加えた混酸腐蝕液も用いるこ
とができることはいうまでもない。

実施例５：柚々の無機酸化物を用いた防曇ウィンドガラ
スの製造 Ｓｉｎ、の代シにＴｉ０１　、　Ａｌ！ｏｓ　、Ｉｎ、
Ｏｓ　（Ｓｎドープ）を用いて、実施例１及び実施例２
と同様の実験を行った結果、Ｓｉｎ、の場合とはは同等
に個れ性の向上した防曇ウィンドガラスが得られた。

実施例４：ＳｉＯ，スパッタ膜の膜厚と曇価との関係 実施例１と同様の方法でＳｉｎ、の膜厚を変化させて防
曇ウィンドガラスを製造し、ＪＩ８Ｒ３２１２に従って
テーバ摩耗試験を行った。腐蝕前及び腐蝕後の膜厚と曇
価との関係を第４図に示す。

図から明らかなように、腐蝕前には曇価は規格の＋２チ
以下であるが、膜厚４０００Ｘ未満のものけ３〜５チの
曇価を示し、耐キズ付性に劣ることがわかる。又、反対
にあ′１シ膜厚が厚くても効果Ｊｆｉ変わらない。した
がって５ｉＯ１の膜厚としては４０００〜６ｏｏｏＡ程
度が好ましい。

（発明の効果） 上述のように、本発明の防曇ガラスはガラス表面上に所
定の厚さの無機酸化物の結晶粒子の集合体よりなる薄膜
を有し且つ該薄膜が表面に微細な凹凸を有するものであ
るため、水濡れ性に優れ車輌用ウィンドガラス及びミラ
ーガラスとして好適なものとなった。すなわち、本発明
の防曇カラス表面に、水を噴霧しても水滴を生ぜず未処
理のガラスに比べて視認性の著しい向上が認められた。

更に、ガラス表面に防曇剤の被膜を形成したり、親水性
プラスチックシートを貼付した従来品に比べて、本発明
品はカラス表面に硬い無機酸化物の薄膜を形成したもの
であるため耐久性に優れ例えばワイパー使用５０００時
間後に於ても防曇効果が持続する。

又、本発明の防曇ガラスの製造方法は、ガラス表面上に
スパッタリングにより無機酸化物の薄膜を形成するため
、簡便迅速であシ且つ無機酸化物の往々の組合せが可能
であるとともに条件を選択することにより薄膜の性状を
容易に変化させ、ることかできる。更に、次いで薄膜表
面を化学腐蝕することにより凹凸を形成するため、腐蝕
剤として種々の酸やこれらと塩類などとを組合せて用い
ることができ、腐蝕条件も選択できるため、所望の特性
を有する防曇ガラスを容易に（ｊ＋ることができる。

本発明は雨天や冬季にも曇り難く実用上充分な耐久性を
崩する防曇ガラスを提供するものでおるため、車４ｔ￥
唾に本発明品を用いた場合は運転時の視認性を向上させ
安全性を高めるとともに車輌の商品価値を高めるものと
なる。又、他の各社分野においても常に８好な視野を確
保したい賜金などに広く使用できるものであり、特殊ガ
ラス素材としての４・π々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はＳｉｎ、スパッタ膜とその表面に付着した水滴
との接触角を示す断面図、 第２図はガラス板の表面上に形成きれたＳｉｎ！スパッ
タ七の構造を示す図、 第３図１ｔ８ｉ０．スパッタ膜の化学腐蝕前後の表面の
形状変化を示す図、 第４図は化学腐蝕前後におけるＳｉＯ□スノくツタ膜の
膜厚と曇価との関係を示す図である。 図中、 １・・・ガラス板　　　　２・−８ｉｎ、スノ（ツタ膜
３・・・水滴　　　　　　４・・・接触角５・−・腐蝕
前の表面　　６・・・腐蝕後の表面特許出願人　　　ト
ヨタ自動車株式会社ｔｔｈ２１１１為１ろ〕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス表面上に所定の厚さで表面に微細な凹凸を
   有するシリカ、チタニア等の無機酸化物の薄膜を形成し
   たことを特徴とする防曇ガラス。
2. （２）ガラス表面上に所定の厚さでシリカ、チタニア等
   の無機酸化物の薄膜をスパッタリングにより形成し、次
   いで該薄膜の表面を弗化水素酸等の腐蝕剤を用いて所定
   条件で化学腐蝕することを特徴とする防曇ガラスの製造
   方法。