JP3597213B2 - 撥水被膜の形成方法 - Google Patents
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
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- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は自動車ガラスなどの透明基板の表面に撥水被膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリジメチルシロキサンやポリフルオロアルキル基を含有した溶液をガラス板の表面に塗布し、これを乾燥した後に焼成することで付着した水滴の接触角を大きくする撥水被膜とすることが従来から行われており、斯かる撥水被膜に関する先行技術として、特開平４−３３８１３７号公報、特開平４−３５９０８６号公報、特開平５−２４８８５号公報或いは特開平５−２４８８６号公報に開示されるものが知られている。
【０００３】
特開平４−３３８１３７号公報にはシリコーン系撥水被膜に代るものとして、ＳiＯ２を主成分とするセラミックスの非金属原子の一部をフルオロアルキル基で置換したものが開示され、、特開平４−３５９０８６号公報には金属アルコキシドを含むビヒクルに所定量のフルオロアルキルシラン或いはアルキルシランを混合したものが開示され、特開平５−２４８８５号公報にはガラス表面と撥水被膜との間に透明金属皮膜を介在させたものが開示され、特開平５−２４８８６号公報にはガラス表面にＳiＯ２膜を形成し、このＳiＯ２膜の表面に凹凸を形成し、その上に撥水被膜を形成することが開示されている。
【０００４】
そして、上述した先行技術にあっては、撥水被膜形成用の塗布溶液をガラス表面に塗布した後に乾燥し、その後焼成することで撥水被膜としており、塗布方法としてはディッピング法、スプレー法、スピンコート法が開示されている。
【０００５】
ディッピング法は撥水被膜形成用の塗布溶液中にガラス基板を浸漬して塗布する方法であり、この方法では多量の塗布溶液が必要になり、塗布溶液が汚れた場合には多量の塗布溶液を交換しなければならず、片面のみ撥水加工が必要でも両面に撥水被膜が形成されてしまい、これを避けるべく片面にマスクを被せた状態でディッピングしてもガラス板が湾曲しているとマスクにシワがより、シワの部分から塗布液が滲み込んでしまう。
【０００６】
スプレー法は塗布ガンを用い雰霧状にしてガラス板に塗布する方法であり、この方法による場合には、膜厚分布が不均一になる不利がある。また、スピンコート法はガラス板上に塗布液を滴下するとともにガラス板を高速で回転させ、遠心力でガラス板表面に塗布液を均一に拡散せしめる方法であるが、自動車用ガラス等は大型で、高速で回転せしめることはできず、膜厚も不均一でしかも薄くできない。
【０００７】
また上記のディッピング法、スプレー法及びスピンコート法の欠点を解消できる方法として、図２に示すように上下方向に保持したガラス基板１の上縁にノズル２を用いて塗布溶液３を流し出すフロー法がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
フロー法によると、使用する塗布液の量も比較的少なくて済み、且つ膜厚も均一にできるのであるが、図２にも示すようにガラス板１の非塗布面側の下縁に塗布液の廻り込み部４が生じる。そして、この廻り込み部４と非塗布部との境界部が目立つ不利がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、請求項１は、ガラス板などの透明基板を上下方向に保持し、この透明基板の一面の上縁にノズルを用いて撥水被膜となる塗布溶液を流し出し、次いで塗布溶液を乾燥せしめ、この後焼成することで撥水被膜を形成する方法において、前記透明基板の塗布溶液が塗布される面と反対側の面の下縁には塗布に先立って予め別の撥水被膜が形成され、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の幅は２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下とすることを特徴とする。
撥水皮膜の幅が２０ｍｍ未満であると、完全に廻り込みをカバーできず、６０ｍｍを超えて設けても無駄になるからである。また６０ｍｍを超えて設けるとこの部分は従来シール等を貼着していた部分であり、撥水被膜はシール等を貼着しにくくする不利もある。請求項１では撥水被膜の幅は２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下としたので、透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の境界部が目立つおそれもあるが、これにより目立つのを防止できる。
【００１０】
請求項２は、ガラス板などの透明基板を上下方向に保持し、この透明基板の一面の上縁にノズルを用いて撥水被膜となる塗布溶液を流し出し、次いで塗布溶液を乾燥せしめ、この後焼成することで撥水被膜を形成する方法において、前記透明基板の塗布溶液が塗布される面と反対側の面の下縁には塗布に先立って予め別の撥水被膜が形成され、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜は非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化していることを特徴とする。
撥水皮膜は、非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化しているので、撥水被膜と非塗布部との境界部が目立たなくすることができる。
【００１１】
請求項３は、請求項１又は請求項２において、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の厚さは１５０Å以上３００Å以下とすることを特徴とする。
撥水皮膜の厚さが１５０Å未満であると撥水機能が十分に発揮されず、３００Åを超えると、干渉領域の厚みになり非塗布部との境界部が目立つ。
尚、膜厚の調整は塗布液の濃度を希釈することで行う。つまり、溶媒の量を増やすと形成される膜厚は薄くなる。
【００１２】
請求項４は、請求項１に記載の撥水被膜の形成方法において、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜は非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化していることを特徴とする。
請求項１の作用、効果とともに、撥水被膜の厚みが連続的に変化するので、撥水被膜と非塗布部との境界部を目立たない。
【００１３】
請求項５は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の撥水被膜の形成方法において、前記撥水被膜形成用の塗布溶液はテトラエトキシシラン及びフルオロアルキルシランを含むことを特徴とする。
本発明の撥水被膜形成用の塗布液は、Ｓ i Ｏ ２ を５０％以上含むセラミックスの非金属原子の一部がフルオロアルキル基に置換されたものである。更にガラス基板としては、珪酸ガラス、珪酸アルカリガラス、鉛アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、バリウムガラス等の珪酸塩ガラス、Ｂ ２ Ｏ ３ 及びＳ i Ｏ ２ を含有するほう珪酸ガラス、Ｐ ２ Ｏ ５ を含有するリン酸塩ガラスなどから選択することができる。またガラス板の代りに透明樹脂板を用いることも可能である。
【００１４】
【作用】
塗布液の廻り込みが生じる部分に予め別の撥水被膜を形成しておくことで、廻り込みがなくなる。
【００１５】
【実施例】
本発明に係る撥水被膜の形成方法は塗布溶液の調製工程、廻り込み防止処理工程、塗布工程及び焼成工程に大別される。以下に各工程毎に説明する。
【００１６】
（調製工程）
以下の（ａ）〜（ｃ）を２０分間攪拌する。
上記の混合溶液を密封容器に入れ、２５℃で２４時間放置する。この後、この溶液をエタノールによって５倍に希釈して塗布溶液とする。
【００１７】
（廻り込み防止処理工程）
上記によって調製した塗布溶液を更にエタノールで４倍に希釈（５％溶液）し、この希釈溶液を図１に示すようにガラス板１の非塗布面の下縁に３０ｍｍ幅で塗布した。塗布方法は布を用いた手塗りとした。
この後、Ｃe２Ｏ３（セリコ）で洗浄した後、純水でリンスし、エアーナイフにて乾燥させて撥水被膜５を形成した。
【００１８】
（塗布工程）
上記で得られた塗布溶液をフロー法にてガラス板の片面に塗布する。フロー法はガラス板１を上下方向に保持した状態で、ガラス板１の上縁部にノズル２を用いて塗布溶液３を２００ｃｃ／ｍｉｎの供給量で流し出すことで行う。
塗布液を塗布したら、乾燥室の条件を温度２１℃、湿度１８％、風速分布０．３ｍ／ｍｉｎ〜０．５ｍ／ｍｉｎとして乾燥せしめた。これによりガラス板表面にウェット膜が形成される。
【００１９】
（焼成工程）
上記のウェット膜を形成したガラス板を大気中で１２０℃、２０分間保持して水及びエタノールを蒸発させ、更に２５０℃に昇温し、１時間保持することで撥水被膜を形成した。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、フロー法にて撥水被膜形成用の塗布液をガラス板等の透明基板に塗布するにあたり、前記透明基板の塗布溶液が塗布される面と反対側の面の下縁に塗布に先立って予め別の撥水被膜を形成しておき、透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の幅を２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下とし、或いは透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜は非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化させるようにしたので、廻り込みがなくなり、廻り込んだ塗布液の境界部が目立つことがなくなる。
【００２１】
また、透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の境界部が目立つおそれもあるが、これは予め形成する撥水被膜の厚さを１５０Å以上３００Å以下とするか、幅を２０ｍｍ〜６０ｍｍとするか、境界部における撥水被膜の厚さを連続的に変化させることで防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を説明する図
【図２】従来方法を説明する図
【符号の説明】
１…ガラス板、２…ノズル、３…塗布液、４…廻り込み部、５…予め形成する撥水被膜。
【産業上の利用分野】
本発明は自動車ガラスなどの透明基板の表面に撥水被膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリジメチルシロキサンやポリフルオロアルキル基を含有した溶液をガラス板の表面に塗布し、これを乾燥した後に焼成することで付着した水滴の接触角を大きくする撥水被膜とすることが従来から行われており、斯かる撥水被膜に関する先行技術として、特開平４−３３８１３７号公報、特開平４−３５９０８６号公報、特開平５−２４８８５号公報或いは特開平５−２４８８６号公報に開示されるものが知られている。
【０００３】
特開平４−３３８１３７号公報にはシリコーン系撥水被膜に代るものとして、ＳiＯ２を主成分とするセラミックスの非金属原子の一部をフルオロアルキル基で置換したものが開示され、、特開平４−３５９０８６号公報には金属アルコキシドを含むビヒクルに所定量のフルオロアルキルシラン或いはアルキルシランを混合したものが開示され、特開平５−２４８８５号公報にはガラス表面と撥水被膜との間に透明金属皮膜を介在させたものが開示され、特開平５−２４８８６号公報にはガラス表面にＳiＯ２膜を形成し、このＳiＯ２膜の表面に凹凸を形成し、その上に撥水被膜を形成することが開示されている。
【０００４】
そして、上述した先行技術にあっては、撥水被膜形成用の塗布溶液をガラス表面に塗布した後に乾燥し、その後焼成することで撥水被膜としており、塗布方法としてはディッピング法、スプレー法、スピンコート法が開示されている。
【０００５】
ディッピング法は撥水被膜形成用の塗布溶液中にガラス基板を浸漬して塗布する方法であり、この方法では多量の塗布溶液が必要になり、塗布溶液が汚れた場合には多量の塗布溶液を交換しなければならず、片面のみ撥水加工が必要でも両面に撥水被膜が形成されてしまい、これを避けるべく片面にマスクを被せた状態でディッピングしてもガラス板が湾曲しているとマスクにシワがより、シワの部分から塗布液が滲み込んでしまう。
【０００６】
スプレー法は塗布ガンを用い雰霧状にしてガラス板に塗布する方法であり、この方法による場合には、膜厚分布が不均一になる不利がある。また、スピンコート法はガラス板上に塗布液を滴下するとともにガラス板を高速で回転させ、遠心力でガラス板表面に塗布液を均一に拡散せしめる方法であるが、自動車用ガラス等は大型で、高速で回転せしめることはできず、膜厚も不均一でしかも薄くできない。
【０００７】
また上記のディッピング法、スプレー法及びスピンコート法の欠点を解消できる方法として、図２に示すように上下方向に保持したガラス基板１の上縁にノズル２を用いて塗布溶液３を流し出すフロー法がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
フロー法によると、使用する塗布液の量も比較的少なくて済み、且つ膜厚も均一にできるのであるが、図２にも示すようにガラス板１の非塗布面側の下縁に塗布液の廻り込み部４が生じる。そして、この廻り込み部４と非塗布部との境界部が目立つ不利がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、請求項１は、ガラス板などの透明基板を上下方向に保持し、この透明基板の一面の上縁にノズルを用いて撥水被膜となる塗布溶液を流し出し、次いで塗布溶液を乾燥せしめ、この後焼成することで撥水被膜を形成する方法において、前記透明基板の塗布溶液が塗布される面と反対側の面の下縁には塗布に先立って予め別の撥水被膜が形成され、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の幅は２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下とすることを特徴とする。
撥水皮膜の幅が２０ｍｍ未満であると、完全に廻り込みをカバーできず、６０ｍｍを超えて設けても無駄になるからである。また６０ｍｍを超えて設けるとこの部分は従来シール等を貼着していた部分であり、撥水被膜はシール等を貼着しにくくする不利もある。請求項１では撥水被膜の幅は２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下としたので、透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の境界部が目立つおそれもあるが、これにより目立つのを防止できる。
【００１０】
請求項２は、ガラス板などの透明基板を上下方向に保持し、この透明基板の一面の上縁にノズルを用いて撥水被膜となる塗布溶液を流し出し、次いで塗布溶液を乾燥せしめ、この後焼成することで撥水被膜を形成する方法において、前記透明基板の塗布溶液が塗布される面と反対側の面の下縁には塗布に先立って予め別の撥水被膜が形成され、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜は非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化していることを特徴とする。
撥水皮膜は、非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化しているので、撥水被膜と非塗布部との境界部が目立たなくすることができる。
【００１１】
請求項３は、請求項１又は請求項２において、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の厚さは１５０Å以上３００Å以下とすることを特徴とする。
撥水皮膜の厚さが１５０Å未満であると撥水機能が十分に発揮されず、３００Åを超えると、干渉領域の厚みになり非塗布部との境界部が目立つ。
尚、膜厚の調整は塗布液の濃度を希釈することで行う。つまり、溶媒の量を増やすと形成される膜厚は薄くなる。
【００１２】
請求項４は、請求項１に記載の撥水被膜の形成方法において、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜は非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化していることを特徴とする。
請求項１の作用、効果とともに、撥水被膜の厚みが連続的に変化するので、撥水被膜と非塗布部との境界部を目立たない。
【００１３】
請求項５は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の撥水被膜の形成方法において、前記撥水被膜形成用の塗布溶液はテトラエトキシシラン及びフルオロアルキルシランを含むことを特徴とする。
本発明の撥水被膜形成用の塗布液は、Ｓ i Ｏ ２ を５０％以上含むセラミックスの非金属原子の一部がフルオロアルキル基に置換されたものである。更にガラス基板としては、珪酸ガラス、珪酸アルカリガラス、鉛アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、バリウムガラス等の珪酸塩ガラス、Ｂ ２ Ｏ ３ 及びＳ i Ｏ ２ を含有するほう珪酸ガラス、Ｐ ２ Ｏ ５ を含有するリン酸塩ガラスなどから選択することができる。またガラス板の代りに透明樹脂板を用いることも可能である。
【００１４】
【作用】
塗布液の廻り込みが生じる部分に予め別の撥水被膜を形成しておくことで、廻り込みがなくなる。
【００１５】
【実施例】
本発明に係る撥水被膜の形成方法は塗布溶液の調製工程、廻り込み防止処理工程、塗布工程及び焼成工程に大別される。以下に各工程毎に説明する。
【００１６】
（調製工程）
以下の（ａ）〜（ｃ）を２０分間攪拌する。
【００１７】
（廻り込み防止処理工程）
上記によって調製した塗布溶液を更にエタノールで４倍に希釈（５％溶液）し、この希釈溶液を図１に示すようにガラス板１の非塗布面の下縁に３０ｍｍ幅で塗布した。塗布方法は布を用いた手塗りとした。
この後、Ｃe２Ｏ３（セリコ）で洗浄した後、純水でリンスし、エアーナイフにて乾燥させて撥水被膜５を形成した。
【００１８】
（塗布工程）
上記で得られた塗布溶液をフロー法にてガラス板の片面に塗布する。フロー法はガラス板１を上下方向に保持した状態で、ガラス板１の上縁部にノズル２を用いて塗布溶液３を２００ｃｃ／ｍｉｎの供給量で流し出すことで行う。
塗布液を塗布したら、乾燥室の条件を温度２１℃、湿度１８％、風速分布０．３ｍ／ｍｉｎ〜０．５ｍ／ｍｉｎとして乾燥せしめた。これによりガラス板表面にウェット膜が形成される。
【００１９】
（焼成工程）
上記のウェット膜を形成したガラス板を大気中で１２０℃、２０分間保持して水及びエタノールを蒸発させ、更に２５０℃に昇温し、１時間保持することで撥水被膜を形成した。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、フロー法にて撥水被膜形成用の塗布液をガラス板等の透明基板に塗布するにあたり、前記透明基板の塗布溶液が塗布される面と反対側の面の下縁に塗布に先立って予め別の撥水被膜を形成しておき、透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の幅を２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下とし、或いは透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜は非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化させるようにしたので、廻り込みがなくなり、廻り込んだ塗布液の境界部が目立つことがなくなる。
【００２１】
また、透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の境界部が目立つおそれもあるが、これは予め形成する撥水被膜の厚さを１５０Å以上３００Å以下とするか、幅を２０ｍｍ〜６０ｍｍとするか、境界部における撥水被膜の厚さを連続的に変化させることで防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を説明する図
【図２】従来方法を説明する図
【符号の説明】
１…ガラス板、２…ノズル、３…塗布液、４…廻り込み部、５…予め形成する撥水被膜。
Claims (5)
- ガラス板などの透明基板を上下方向に保持し、この透明基板の一面の上縁にノズルを用いて撥水被膜となる塗布溶液を流し出し、次いで塗布溶液を乾燥せしめ、この後焼成することで撥水被膜を形成する方法において、
前記透明基板の塗布溶液が塗布される面と反対側の面の下縁には塗布に先立って予め別の撥水被膜が形成され、
前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の幅は２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下とする、
ことを特徴とする撥水被膜の形成方法。 - ガラス板などの透明基板を上下方向に保持し、この透明基板の一面の上縁にノズルを用いて撥水被膜となる塗布溶液を流し出し、次いで塗布溶液を乾燥せしめ、この後焼成することで撥水被膜を形成する方法において、
前記透明基板の塗布溶液が塗布される面と反対側の面の下縁には塗布に先立って予め別の撥水被膜が形成され、
前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜は非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化している、
ことを特徴とする撥水被膜の形成方法。 - 請求項１又は請求項２に記載の撥水被膜の形成方法において、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜の厚さは１５０Å以上３００Å以下とすることを特徴とする撥水被膜の形成方法。
- 請求項１に記載の撥水被膜の形成方法において、前記透明基板の下縁に予め形成する撥水被膜は非塗布部との境界部においてその厚みが連続的に変化していることを特徴とする撥水被膜の形成方法。
- 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の撥水被膜の形成方法において、前記撥水被膜形成用の塗布溶液はテトラエトキシシラン及びフルオロアルキルシランを含むことを特徴とする撥水被膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30782293A JP3597213B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 撥水被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30782293A JP3597213B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 撥水被膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07157749A JPH07157749A (ja) | 1995-06-20 |
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