JP2000143298A - フォトクロミックガラスの製造方法 - Google Patents

フォトクロミックガラスの製造方法

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JP2000143298A
JP2000143298A JP10313555A JP31355598A JP2000143298A JP 2000143298 A JP2000143298 A JP 2000143298A JP 10313555 A JP10313555 A JP 10313555A JP 31355598 A JP31355598 A JP 31355598A JP 2000143298 A JP2000143298 A JP 2000143298A
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alkali halide
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butoxysilane
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Hiroyuki Tomonaga
浩之 朝長
Takeshi Morimoto
剛 森本
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Asahi Glass Co Ltd
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    • 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
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    • C03C17/006Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス基体上に被膜が形成されてなるフォトク
ロミックガラスの新規製造方法の提供。 【解決手段】ガラス基体上に、ガラス基体側からSiO
2 とハロゲン化アルカリを含む膜と、SiO2 と銀を含
む膜とをこの順に形成した後、250〜600℃に加熱
することを特徴とするフォトクロミックガラスの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフォトクロミックガ
ラスの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】紫外線によって着色するフォトクロミッ
クガラスは、窓材としての応用だけではなく、ホログラ
ム素子等への応用も期待されている。フォトクロミック
性を示す材料としては、ハロゲン化銀や、酸化チタンな
どの金属酸化物などの無機系材料と、ジアリールエテ
ン、スピロピラン等の有機系材料がある。フォトクロミ
ックガラスで最も重要な耐久性の因子である耐光性の観
点から見ると一般的に無機系材料の方が優れる。
【0003】無機系材料中でも、ハロゲン化銀系のフォ
トクロミックガラスはサングラス用に実用化されてい
る。ハロゲン化銀系のフォトクロミックガラスは、ガラ
ス溶融素地中に銀、ハロゲン元素を添加し、ガラス化さ
せた後再加熱してハロゲン化銀をガラス中に析出させた
ものである。
【0004】しかし、これらを窓材等に応用しようとす
ると、ガラス素地は通常の窓ガラスに利用されているソ
ーダライムガラスではなく、アルミノホウケイ酸塩系ガ
ラスやリン酸系ガラスであるため、専用の窯や製造ライ
ンが必要となる。このため、簡便にガラス上に薄いフォ
トクロミック性を有する被膜を形成させる方法でのフォ
トクロミックガラスの形成が望まれている。
【0005】フォトクロミック性を示すハロゲン化銀を
含む被膜を形成する際には、ハロゲンと銀が非常に反応
しやすいため、同時に一つの塗布液中に存在させると不
溶性のハロゲン化銀を形成して沈殿を生じる。したがっ
て、従来は、1)一旦銀を含む被膜を形成後、塩化水素
や臭化水素ガス中で処理してハロゲン化銀を析出させる
方法、2)有機鎖中にハロゲンを含む有機シラン化合物
を添加しておいて熱分解によりハロゲンを遊離させて反
応させる方法、または3)ハロゲン化銀微結晶をバイン
ダ中に分散させ、それを塗布するという方法、が提案さ
れていた。
【0006】しかし、これらの方法では、1)塩化水素
ガスのような危険なガスを使用する必要がある、2)有
機鎖中にハロゲンを含むシランのような高価な原料を使
用する必要がある、または3)ハロゲン化銀の微細結晶
をバインダ中に高度に分散させるのが困難であるために
退色時に透明性に乏しくなりやすい、という問題点を有
していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来技術の問題点を鑑み、ガラス基体上に被膜が形成
されてなる透明性の高い、着色効率の良いフォトクロミ
ックガラスを容易に製造できる方法の提供を目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス基体上
に、ガラス基体側からSiO2 とハロゲン化アルカリを
含む膜(以下、単に下層膜という)と、SiO2 と銀を
含む膜(以下、単に上層膜という)とをこの順に形成し
た後、250〜600℃に加熱することを特徴とするフ
ォトクロミックガラスの製造方法を提供する。
【0009】下層膜と上層膜とが加熱されることによ
り、上層膜中の銀イオンと下層膜中のアルカリイオンが
イオン交換され、下層膜中でハロゲン化銀の結晶が析出
し、この結晶がフォトクロミック特性を示す。
【0010】はじめはハロゲンと銀が異なる層に存在す
るために別々の塗布液とすることができ、液中でのハロ
ゲン化銀の析出・沈殿という問題点がなくなる。またハ
ロゲン化アルカリをハロゲン源とするため、安全性や経
済性といった観点からも優れている。
【0011】本発明における下層膜および上層膜では、
SiO2 を膜の造膜成分としている。酸化物としては、
SiO2 単独で、またはTiO2 、ZrO2 、Ta2
5 、Al23 、P25 、B23 、SnO2 などを
ともに用い得る。
【0012】ハロゲン化アルカリとしては、塩化リチウ
ム、臭化リチウム、沃化リチウム、塩化ナトリウム、臭
化ナトリウム、沃化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カ
リウム、沃化カリウム、塩化セシウム、臭化セシウム、
沃化セシウムが挙げられる。銀イオンとのイオン交換の
しやすさからナトリウムあるいはカリウムを含むものが
好ましい。またフォトクロミック特性の観点から塩化物
イオン、あるいは臭化物イオンを含むものが好ましい。
特に、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、塩化カリウム
および臭化カリウムからなる群から選ばれる1種以上で
あることが好ましい。前記ハロゲン化アルカリは単独
で、または2種以上混合して用いることができる。
【0013】ハロゲン化アルカリの添加は、水、あるい
は極性の高い溶媒にハロゲン化アルカリを溶解させ、後
述する有機シラン化合物あるいはそれらの加水分解物に
混合することで行うことができる。
【0014】下層膜の膜厚は、50〜5000nmが好
ましい。50nm未満ではハロゲン化アルカリの絶対量
が不足して銀が過剰になり、退色しなくなるおそれがあ
り、5000nm超では膜にクラックが入りやすくなる
おそれがある。
【0015】上層膜の膜厚は、500〜5000nmが
好ましい。500nm未満では有効な銀の量が不足し、
フォトクロミック特性が不足するおそれがあり、500
0nm超ではクラックが入るおそれがある。特に500
〜3000nmが好ましい。
【0016】ハロゲン化アルカリの含有割合がSiO2
に対して過剰であると成膜性が乏しくなり、過少である
とイオン交換に使用されるアルカリ分が不足するおそれ
がある。したがって、SiO2 とハロゲン化アルカリを
含む膜におけるハロゲン化アルカリの含有割合は、Si
2 に対して10/90〜70/30(モル比)が好ま
しい。
【0017】全被膜中のAgの含有割合が過少であると
有効なフォトクロミック特性を示さないおそれがあり、
過剰では退色しにくくなったり、成膜性が悪くなったり
する。したがって、全被膜中の銀の含有割合は、重量比
で0.5〜10%であることが好ましい。
【0018】本発明においては、SiO2 とハロゲン化
アルカリを含む膜とガラス基体との間に、ハロゲン化ア
ルカリを含まないSiO2 を主成分とする膜(以下、バ
リア膜という)を形成することもできる。バリア膜の形
成によりガラス基体中のイオンと上層膜中の銀との間の
イオン交換が進まなくなり、銀のガラス基体中への拡散
が抑制される。バリア膜としては、SiO2 単独膜、ま
たは、SiO2 を主成分としTiO2 、ZrO2 、Ta
25 、Al23 、P25 、B23 、SnO2
どを含有した膜などが挙げられる。膜厚は、500nm
以下が好ましい。500nm超ではクラックを発生させ
るおそれがある。
【0019】下層膜は、例えば、有機シラン化合物とハ
ロゲン化アルカリを含む塗布液を塗布し、500℃以下
の温度に加熱して形成する。具体的には、ゾルゲル法と
して知られる有機シラン化合物の加水分解物中にハロゲ
ン化アルカリを添加した液を塗布、加熱する。
【0020】有機シラン化合物としては、ハロゲン元素
を含まない有機シラン化合物(以下、ハロゲン不含有機
シラン化合物という)、またはハロゲンを含む有機シラ
ン化合物(以下、ハロゲン含有有機シラン化合物とい
う)を用いることもできる。
【0021】ハロゲン不含有機シラン化合物としては、
一般式R1 aSiY4-a で表される化合物が好ましい。こ
こで、R1 はハロゲン元素を含まず置換されていてもよ
いアルキル基、ハロゲン元素を含まず置換されていても
よいアルケニル基、または、ハロゲン元素を含まず置換
されていてもよいアリール基であり、Yはハロゲン元素
を含まない加水分解性基であり、aは0〜2の整数であ
る。aが2のときR1は互いに同一の基でも異なる基で
もよく、aが2以下のときYは互いに同一の基でも異な
る基でもよい。Yはアルコキシ基であることが好まし
く、aは0または1であることが好ましい。加水分解性
基Yが加水分解され、重縮合することによってシロキサ
ンポリマーを形成して被膜化する。ハロゲン不含有機シ
ラン化合物の具体例としては、下記のものが挙げられ
る。
【0022】テトラメトキシシラン、テトラエトキシシ
ラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−プロポ
キシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラsec
−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン。メチル
トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチ
ルトリイソロポキシシラン、メチルトリn−プロポキシ
シラン、メチルトリn−ブトキシシラン、メチルトリs
ec−ブトキシシラン、メチルトリイソブトキシシラ
ン。
【0023】エチルトリメトキシシラン、エチルトリエ
トキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチ
ルトリn−プロポキシシラン、エチルトリn−ブトキシ
シラン、エチルトリsec−ブトキシシラン、エチルト
リイソブトキシシラン。ビニルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシ
ラン、ビニルトリn−プロポキシシラン、ビニルトリn
−ブトキシシラン、ビニルトリsec−ブトキシシラ
ン、ビニルトリイソブトキシシラン。
【0024】フェニルトリメトキシシラン、フェニルト
リエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラ
ン、フェニルトリn−プロポキシシラン、フェニルトリ
n−ブトキシシラン、フェニルトリsec−ブトキシシ
ラン、フェニルトリイソブトキシシラン。3−メタクリ
ロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタク
リロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタ
クリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、
3−メタクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシ
シラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリn−ブ
トキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリ
sec−ブトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプ
ロピルトリイソブトキシシラン。
【0025】2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)
エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、2−(3,
4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリイソプロポキ
シシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エ
チルトリn−プロポキシシラン、2−(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)エチルトリn−ブトキシシラン、2
−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリse
c−ブトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘ
キシル)エチルトリイソブトキシラン。
【0026】3−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、
3−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、
3−グリシドキシプロピルトリn−プロポキシシラン、
3−グリシドキシプロピルトリn−ブトキシシラン、3
−グリシドキシプロピルトリsec−ブトキシシラン、
3−グリシドキシプロピルトリイソブトキシラン。
【0027】N−(2−アミノエチル)−3−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)
−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−
アミノエチル)−3−アミノプロピルトリイソプロポキ
シシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロ
ピルトリn−プロポキシシラン、N−(2−アミノエチ
ル)−3−アミノプロピルトリn−ブトキシシラン、N
−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリse
c−ブトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−
アミノプロピルトリイソブトキシラン。
【0028】3−アミノプロピルトリメトキシシラン、
3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプ
ロピルトリイソプロポキシシラン、3−アミノプロピル
トリn−プロポキシシラン、3−アミノプロピルトリn
−ブトキシシラン、3−アミノプロピルトリsec−ブ
トキシシラン、3−アミノプロピルトリイソブトキシラ
ン。3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプ
トプロピルトリイソプロポキシシラン、3−メルカプト
プロピルトリn−プロポキシシラン、3−メルカプトプ
ロピルトリn−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピ
ルトリsec−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピ
ルトリイソブトキシラン。
【0029】ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメ
チルジn−プロポキシシラン、ジメチルジn−ブトキシ
シラン、ジメチルジsec−ブトキシシラン、ジメチル
ジトリイソブトキシラン。ジエチルジメトキシシラン、
ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジイソプロポキシ
シラン、ジエチルジn−プロポキシシラン、ジエチルジ
n−ブトキシシラン、ジエチルジsec−ブトキシシラ
ン、ジエチルジトリイソブトキシラン。
【0030】メチルフェニルジメトキシシラン、メチル
フェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジイソプロ
ポキシシラン、メチルフェニルジn−プロポキシシラ
ン、メチルフェニルジn−ブトキシシラン、メチルフェ
ニルジsec−ブトキシシラン、メチルフェニルジトリ
イソブトキシラン。ジフェニルジメトキシシラン、ジフ
ェニルジエトキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシ
シラン、ジフェニルジn−プロポキシシラン、ジフェニ
ルジn−ブトキシシラン、ジフェニルジsec−ブトキ
シシラン、ジフェニルジトリイソブトキシラン。
【0031】3−グリシドキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシ
シラン、3−グリシドキシプロピルメチルジイソプロポ
キシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジn−プ
ロポキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジn
−ブトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジ
sec−ブトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメ
チルジトリイソブトキシラン。
【0032】N−(2−アミノエチル)−3−アミノプ
ロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチ
ル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N
−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジ
イソプロポキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3
−アミノプロピルメチルジn−プロポキシシラン、N−
(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジn
−ブトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−ア
ミノプロピルメチルジsec−ブトキシシラン、N−
(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジトリ
イソブトキシラン。
【0033】ハロゲン不含有機シラン化合物としては、
メチルトリアルコキシシラン、グリシドキシプロピルト
リアルコキシシラン、およびテトラアルコキシシランか
らなる群から選ばれる1種以上が好ましく、テトラメト
キシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、3−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシランが特に好ましい。
【0034】ハロゲン含有有機シラン化合物としては、
一般式R2 bSiX4-b で表される化合物が好ましい。こ
こで、R2 は塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選
ばれる1種以上のハロゲン元素を含むアルキル基、また
は、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる1
種以上のハロゲン元素を含むアリール基であり、Xは加
水分解性基であり、bは1〜3の整数である。bが2以
上のときR2 は互いに同一の基でも異なる基でもよく、
bが2以下のときXは互いに同一の基でも異なる基でも
よい。Xはハロゲン元素を含まない加水分解性基である
ことが好ましく、Xがアルコキシ基であることが特に好
ましい。bは1または2であることが好ましい。ハロゲ
ン含有有機シラン化合物の具体例としては下記の化合物
が挙げられる。3−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3−クロ
ロプロピルトリイソプロポキシシラン、3−クロロプロ
ピルトリn−プロポキシシラン、3−クロロプロピルト
リn−ブトキシシラン、3−クロロプロピルトリsec
−ブトキシシラン、3−クロロプロピルトリイソブトキ
シシラン。
【0035】3−ブロモプロピルトリメトキシシラン、
3−ブロモプロピルトリエトキシシラン、3−ブロモプ
ロピルトリイソプロポキシシラン、3−ブロモプロピル
トリn−プロポキシシラン、3−ブロモプロピルトリn
−ブトキシシラン、3−ブロモプロピルトリsec−ブ
トキシシラン、3−ブロモプロピルトリイソブトキシシ
ラン。
【0036】3−クロロプロピルメチルジメトキシシラ
ン、3−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、3−
クロロプロピルメチルジイソプロポキシシラン、3−ク
ロロプロピルメチルジn−プロポキシシラン、3−クロ
ロプロピルメチルジn−ブトキシシラン、3−クロロプ
ロピルメチルジsec−ブトキシシラン、3−クロロプ
ロピルメチルジイソブトキシシラン。
【0037】3−ブロモプロピルメチルジメトキシシラ
ン、3−ブロモプロピルメチルジエトキシシラン、3−
ブロモプロピルメチルジイソプロポキシシラン、3−ブ
ロモプロピルメチルジn−プロポキシシラン、3−ブロ
モプロピルメチルジn−ブトキシシラン、3−ブロモプ
ロピルメチルジsec−ブトキシシラン、3−ブロモプ
ロピルメチルジイソブトキシシラン。
【0038】有機シラン化合物は、1種単独でも2種以
上混合しても使用できる。また、有機シラン化合物は、
必要により水または各種触媒を添加して加水分解して用
いてもよい。加水分解は通常有機シラン化合物のアルコ
ール溶液に中性から弱酸性の水を添加することによって
進行する。
【0039】上層膜は、有機シラン化合物と平均粒径5
0nm以下の銀コロイドを含む塗布液を塗布し、500
℃以下の温度に加熱して形成することが好ましい。前記
塗布液中に含まれる銀コロイドとしては、硝酸銀等の可
溶性塩の湿式還元により得られるコロイド状ゾルが好ま
しく用いられる。有機シラン化合物としては、前述した
一般式R1 aSiY4-a で表されるハロゲン不含有機シラ
ン化合物や一般式R2 bSiX4-b で表されるハロゲン含
有有機シラン化合物が好ましい。
【0040】銀コロイドは、最終的な加熱によりイオン
化してイオン交換するが、平均粒径50nm超であると
イオン交換が進みにくくなる。分散媒としては、水が好
ましく用いられ、アルコール等の有機溶媒が添加されて
もよい。コロイド状ゾルの固形分濃度としては、1〜2
0重量%が好ましい。1重量%未満では塗膜中の銀量が
少なくなり、効果的なフォトクロミック性能を付与させ
られなくなり、20重量%超ではゾルそのものの安定性
に乏しくなるおそれがある。
【0041】上層膜形成用塗布液中の有機シラン化合物
に対する銀コロイドの含有割合は、銀/ケイ素(原子
比)で、1/1〜1/20が好ましい。1/20未満で
は有効なフォトクロミック特性を示さなくなるおそれが
あり、1/1超では退色時に無色化しなくなるおそれが
ある。
【0042】下層膜または上層膜の形成においては、膜
形成用塗布液を塗布後に、溶媒を揮散させるための加熱
を行う。該加熱は、高温である必要なく、100〜20
0℃の加熱で十分であるが、500℃程度の高温で処理
して完全に緻密化させてもよい。
【0043】また、下層膜または上層膜の膜形成用塗布
液には、液膜の基体への濡れ性、レベリング性等を改善
するためにレベリング剤など、各種界面活性剤を添加し
てもよい。また、増感剤として銅イオンなどを添加して
もよい。
【0044】また、下層膜または上層膜の膜形成用塗布
液の固形分濃度としては、塗布方法によって調整をする
必要があるが、酸化物換算で0.1〜20重量%が好ま
しい。
【0045】下層膜または上層膜の膜形成用塗布液の塗
布方法としては公知の方法を用いることができる。ディ
ップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、フ
ローコート法、ダイコート法、ロールコート法、転写印
刷法、スクリーン印刷法等が例として挙げられる。
【0046】本発明において用いる基体としては、ソー
ダライムガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等のガ
ラス基体が挙げられる。
【0047】下層膜、上層膜を順に形成した後、加熱処
理を行ってイオン交換をさせ、フォトクロミック特性を
有するハロゲン化銀を析出させる。この際の加熱温度は
250〜600℃である。250℃未満ではイオン交換
が進まず、ハロゲン化銀結晶の析出が起こらない、また
600℃超では、1)ガラスが軟化する、2)ハロゲン
化銀が揮散する、または3)イオン交換が進みすぎ、ガ
ラス中のアルカリイオンとの交換まで進んでしまう、と
いった問題点が発生する。より好ましくは350〜50
0℃である。イオン交換を十分に進行させ、ハロゲン化
銀結晶を析出させるための適切な熱処理条件としては、
350〜500℃で30分〜10時間程度である。この
熱処理は、上層膜の加熱と同時に行ってもよい。
【0048】
【実施例】以下に本発明の詳細を例を挙げて説明する
が、本発明は以下の例に限定されるものではない。な
お、例1〜4は実施例に相当し、例5は比較例に相当す
る。
【0049】(銀コロイド液の調製)硫酸第一鉄30%
水溶液500g、クエン酸3ナトリウム30%水溶液7
00gを混合し、よく撹拌しながら10%硝酸銀水溶液
500gを滴下し、得られた沈殿物を純水でよく洗浄し
たのち銀濃度が5重量%となるように純水を添加して再
分散させ、コロイド状銀ゾル液Sを得た。得られた銀コ
ロイドの平均粒子径は電子顕微鏡観察の結果、約10n
mであった。
【0050】(例1)(下層膜の形成)テトラエトキシ
シラン20.8g、水14.4g、濃硝酸0.1g、イ
ソプロピルアルコール64.7gをよく混合し、24時
間室温で放置した液を60gとり、そこにエチレングリ
コール/水=1/1体積比の混合溶媒に1mol/kg
の濃度となるように塩化カリウムを溶解させた液を40
g、添加剤としてヒドロキシプロピルエチルセルロース
を2.5g、レベリング剤としてフルオロシリコーン
0.01gを添加して下層膜形成用塗布液Aとした。塗
布液Aをよく洗浄し、乾燥させたソーダライムガラス基
体にスピンコート法によって塗布し、200℃で30分
処理して膜厚300nmの塩化カリウム含有SiO2
(下層膜)を得た。下層膜中のKCl/SiO2 の存在
比は40/60(モル)であった。
【0051】(上層膜の形成)メチルトリメトキシシラ
ン28g、エタノール20gを混合し、pH4の硝酸水
溶液を12g添加し、室温で24時間反応させた液に銀
ゾル液Sを49g添加し、ジメチルシリコーン0.2g
を加えて上層膜形成用塗布液Bとした。塗布液Bを前記
下層膜の上にスピンコート法によって塗布し、120℃
で10分乾燥させた後400℃で120分焼成し、被膜
つきガラスを得た。上層膜の膜厚は1000nmであっ
た。全被膜中の銀の含有割合は8重量%であった。得ら
れた被膜の生成相の同定をX線回折法を用いて行ったと
ころ、塩化銀の結晶が生成していることが確認できた。
【0052】得られた被膜つきガラスは無色透明で、透
過率は91%、厚さは1200nmであった。
【0053】得られた被膜つきガラスに1.5kWのキ
セノンアークランプを使用して140W/m2 (300
〜700nm)の照度で紫外線を2時間照射するとガラ
スは茶色に着色し、透過率は54%となった。またこの
ガラスを210℃で10分加熱すると無色透明にもど
り、このサイクルを繰り返しても劣化は認められなかっ
た。
【0054】(例2)例1の塩化カリウムの代わりに、
塩化ナトリウムと臭化カリウムを1/1のモル比で混合
したハロゲン化アルカリを用いた以外は例1と同様にし
て被膜つきガラスを作成した。下層膜中の(NaCl+
KBr)/SiO2 の存在比は40/60(モル)であ
り、全被膜中の銀の含有割合は8重量%であった。得ら
れた被膜の生成相の同定をX線回折法を用いて行ったと
ころ、塩化銀−臭化銀の固溶体結晶が生成していること
が確認できた。
【0055】得られた被膜つきガラスは透明で、透過率
は91%、膜厚は1200nmであった。
【0056】例1同様の紫外線照射をした後の透過率は
54%であり、例1と同様に210℃、10分の加熱に
よってもとの無色透明に戻ることが確認された。
【0057】(例3)テトラエトキシシラン10.4g
と3−クロロプロピルトリメトキシシラン9.9g、水
7.2g、濃硝酸0.1g、エタノール72.4gを混
合し、24時間室温で放置した液を80gとり、そこに
エチレングリコール/水が1/1(体積比)の混合溶媒
に1mol/kgの濃度となるように臭化カリウムを溶
解させた液を10g、エチレングリコール/水が1/1
(体積比)の混合溶媒に1mol/kgの濃度となるよ
うに塩化ナトリウムを溶解させた液を10g、添加剤と
してヒドロキシプロピルエチルセルロースを2.5g、
レベリング剤としてフルオロシリコーン0.01gを添
加して下層膜形成用塗布液Cとした。塗布液Cをよく洗
浄し、乾燥させたソーダライムガラス基体にスピンコー
ト法によって塗布し、200℃で30分処理して膜厚3
00nmの塩化カリウム含有SiO2 膜(下層膜)を得
た。下層膜中の(NaCl+KBr)/SiO2 の存在
比は20/80(モル)であった。その後は例1と同様
にして膜厚1000nmの銀含有SiO2 膜(上層膜)
を形成した。全被膜中の銀の含有割合は8重量%であっ
た。得られた被膜の生成相の同定をX線回折法を用いて
行ったところ、塩化銀−臭化銀の固溶体結晶が生成して
いることが確認できた。
【0058】得られた被膜つきガラスは透明で、透過率
は91%、膜厚は1200nmであった。例1同様の紫
外線照射後の透過率は44%であり、例1と同様に21
0℃、10分の加熱によってもとの無色透明に戻ること
が確認された。
【0059】(例4)例1における下層膜形成の前に、
テトラエトキシシラン20g、エタノール165g、
0.1規定硝酸水15gを混合し50℃で1時間撹拌し
て作成した溶液を、よく洗浄し乾燥させたソーダライム
ガラス基体にスピンコート法によって塗布し、200℃
で30分処理して膜厚100nmのSiO2 膜を形成さ
せた以外は例1と同様にして被膜を作成した。
【0060】全被膜中の銀の含有割合は7重量%であっ
た。得られた被膜の生成相の同定をX線回折法を用いて
行ったところ、塩化銀の結晶が生成していることが確認
できた。
【0061】得られた被膜つきガラスは無色透明で、透
過率は91%、厚さは1300nmであった。
【0062】例1同様の紫外線照射をした後の被膜つき
ガラスは茶色に着色し、透過率は51%となった。ま
た、例1と同様に210℃、10分の加熱によって無色
透明にもどり、このサイクルを繰り返しても劣化は認め
られなかった。
【0063】(例5)例1おける下層膜を形成しないで
試料を作成した以外は例1と同様に行った。得られた被
膜の生成相の同定をX線回折法を用いて行ったところ、
ハロゲン化銀の結晶は見られなかった。なお、膜厚は1
200nmとした。
【0064】得られた被膜付きガラスは透明で、透過率
は91%であった。例1同様の紫外線照射後の透過率は
41%であったが、210℃、10分の加熱によっても
退色せず、着色したままであった。
【0065】
【発明の効果】本発明によれば、ガラス基体上に被膜が
形成されてなる透明性の高い、着色効率の良いフォトク
ロミックガラスを得ることができる。また、特殊な原料
や危険なガス等を使用することなく、塗布液の塗布、加
熱という簡便な方法で透明性の高い、着色効率の良いフ
ォトクロミックガラスが得られる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス基体上に、ガラス基体側からSiO
    2 とハロゲン化アルカリを含む膜と、SiO2 と銀を含
    む膜とをこの順に形成した後、250〜600℃に加熱
    することを特徴とするフォトクロミックガラスの製造方
    法。
  2. 【請求項2】ハロゲン化アルカリが、塩化ナトリウム、
    塩化カリウム、臭化ナトリウムおよび臭化カリウムから
    なる群から選ばれる1種以上である請求項1に記載のフ
    ォトクロミックガラスの製造方法。
  3. 【請求項3】SiO2 とハロゲン化アルカリを含む膜の
    膜厚が50〜500nmである請求項1または2に記載
    のフォトクロミックガラスの製造方法。
  4. 【請求項4】SiO2 とハロゲン化アルカリを含む膜に
    おけるハロゲン化アルカリの含有割合が、SiO2 に対
    して10/90〜70/30(モル比)である請求項1
    〜3いずれか1項に記載のフォトクロミックガラスの製
    造方法。
  5. 【請求項5】全被膜中の銀の存在比が、0.5〜10重
    量%であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項
    に記載のフォトクロミックガラスの製造方法。
  6. 【請求項6】SiO2 とハロゲン化アルカリを含む膜
    を、有機シラン化合物とハロゲン化アルカリを含む塗布
    液を塗布し、500℃以下の温度に加熱して形成する請
    求項1〜5いずれか1項に記載のフォトクロミックガラ
    スの製造方法。
  7. 【請求項7】SiO2 と銀を含む膜を、有機シラン化合
    物と平均粒径50nm以下の銀コロイドを含む塗布液を
    塗布し、500℃以下の温度に加熱して形成する請求項
    1〜6いずれか1項に記載のフォトクロミックガラスの
    製造方法。
  8. 【請求項8】SiO2 とハロゲン化アルカリを含む膜と
    ガラス基体との間に、ハロゲン化アルカリを含まないS
    iO2 を主成分とする膜を形成する請求項1〜7いずれ
    か1項に記載のフォトクロミックガラスの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000071482A1 (fr) * 1999-05-25 2000-11-30 Asahi Glass Company, Limited Verre photochrome et procede de preparation

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WO2000071482A1 (fr) * 1999-05-25 2000-11-30 Asahi Glass Company, Limited Verre photochrome et procede de preparation

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