JP3897853B2 - 撥水性窓材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、電車、航空機、船舶等の乗物の窓材や建築物の窓材などの撥水性窓材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の窓材には、親水性のガラスもしくは合成樹脂が使用され、その外面には窓材の基材がそのまま露出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
親水性のガラス等の窓基材は、降雨、霧などの気象状況では、窓基材の外面に水滴が付着し、視界が悪くなる欠点がある。このような欠点を解消すべく、ガラス等の窓基材の表面にＩＴＯなどの透明導電膜を形成し、その上にテトラメチルシクロテトラシロキサン又はオクタメチルシクロテトラシロキサン又はヘプタメチルトリシロキサン或いはメチル基又はエチル基を有するシリコン化合物を原料とするプラズマ重合膜を形成することを考えた。しかし、大面積の窓基材に透明導電膜を形成することはかなり困難で生産性の向上が課題として提起され、簡単に撥水性の大きい窓材を得ることが要望された。
【０００４】
本発明は、簡単に水滴の付着を防止できる大面積の撥水性窓材に適した製造方法を提案することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、真空処理室内に原料ガスとしてフッ化ビニリデンのモノマーガスを存在させ、該真空処理室内に用意した透明もしくは半透明の板ガラス又は合成樹脂板の窓基材の表面直上に網状電極を設け、該網状電極に負の直流高電圧を印加してグロー放電を発生させることにより、該窓基材の表面に前記モノマーガスの圧力増分に比例して増加する接触角を前記モノマーガスの圧力により規定した撥水性のプラズマ重合膜を成膜することにより、上記の目的を達成するようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に於ける窓基材としては、一般的に使用されている透明もしくは半透明の板ガラス又は合成樹脂板が使用され、図１に示すように該窓基材１の少なくとも片面に直接に透明もしくは半透明の撥水性のプラズマ重合膜２を形成して撥水性窓材としたもので、該プラズマ重合膜２としては、フッ化ビニリデンモノマーのガスをプラズマ中で分解励起し、該窓基材１表面上で重合して成膜した膜が十分な撥水性を持つので適当である。該プラズマ重合膜２は100〜200nmの厚さに成膜される。
【０００７】
発明者等の実験によれば、プラズマ重合膜はこれに接触した水滴の接触角を大きくする性質を有し、その接触角はプラズマ重合膜の成膜時の印加電圧に略比例するとの見識を得たが、成膜に先立ち窓基材に透明又は半透明の導電膜を形成しておく必要があり、この導電膜形成工程が工程を複雑化しコストアップの原因となるので、更に実験を重ね簡単安価に製造できる成膜法と膜の種類を探究したところ、その接触角はプラズマ重合膜の成膜時の圧力に略比例し、プラズマ重合膜のモノマーガスの圧力を制御すれば接触角が９０°以上の撥水性の窓材を製造でき、特にフッ化ビニリデンモノマーガスがその圧力に比例して接触角が変化するのでプラズマ重合膜に好都合であることが判明した。
【０００８】
本発明の製造方法の実施に使用した装置は図２に示す如くであり、真空ポンプに接続した真空排気口３とプラズマ重合膜２の原料モノマー４を収容した蒸発源からの導入口１０を備えた真空処理室５内に、透明もしくは半透明のガラス板や合成樹脂板の窓基材１を対向電極７に対向させて設置し、該窓基材１の成膜面すなわち対向電極７と対向した表面の直上に直流電源８へ接続した網状電極６を設けて構成した。そして、該真空処理室５内を例えば１０-2Paに真空排気し、モノマーガス導入バルブ９を調節しながら蒸発源から原料モノマー４の蒸気を該真空処理室５内へ導入して例えば３０Paの圧力とし、該網状電極６に該直流電源８から負の直流高電圧を印加するとグロー放電が発生し、これにより該蒸気が分解励起されて該窓基材１上にプラズマ重合膜２が形成される。
【０００９】
該プラズマ重合膜２の成膜時の圧力と該膜２の水に対する接触角は比例関係を持ち、例えばフッ化ビニリデンモノマーを使用して印加電圧１kVを印加した場合、図３のように水滴の接触角が圧力と比例して変化し、３０Paの圧力下で接触角１１９°の撥水性の良好な膜が得られる。該窓基材１の寸法形状は任意であり、例えば曲面ガラスや１×１ｍの大面積であっても網状電極６を窓基材１の表面に沿わせて設けることで均一にプラズマ重合膜２を成膜出来る。窓基材１の表面と網状電極６の間隔は１０ｍｍ程度である。
【００１０】
【実施例】
図２に示した構成の装置を使用して、厚さ５ｍｍ、縦横０．３×０．３ｍの板ガラスの窓基材１を設置し、該真空処理室５内を１０-2Paに真空排気したのち、フッ化ビニリデンのモノマーを入れた蒸発源から蒸気を導入し、３０Paに圧力を調整し、該網状電極６に−１kVの高電圧を印加した。該網状電極６と対向電極７との間でグロー放電が発生し、該窓基材１の表面に１００ｎｍの厚さでフッ化ビニリデンのプラズマ重合膜２が形成されたところで電圧の印加を止め、グロー放電を消滅させ、そこで成膜を停止した。得られた窓材を傾斜させてその表面に水滴をかけたところ、水滴はそのまま流下し水の膜は形成されなかった。このフッ化ビニリデンのプラズマ重合膜の接触角は１１９°であった。
【００１１】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、透明や半透明の窓基材の表面に、透明もしくは半透明の撥水性のプラズマ重合膜を直接形成したので、膜構成が簡単で安価な撥水性の良好な窓材が得られ、該プラズマ重合膜をフッ化ビニリデンのプラズマ重合膜とすることにより高い撥水性が得られる効果があり、真空処理室内の窓基材の表面上に網状電極を設けてこれに負の高電圧を印加し、グロー放電を発生させて撥水性のプラズマ重合膜を成膜することにより、窓基材に成膜圧力に比例して接触角の異なる膜を直接形成することができ、大面積の窓基材に安価に撥水性の加工を行える等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撥水性窓材の１例の切断側面図
【図２】本発明の製造方法に使用した装置の断面図
【図３】水滴の接触角とモノマーガス圧の関係を示す線図
【符号の説明】
１ 窓基材、２ 撥水性のプラズマ重合膜、３ 真空排気口、４ モノマー、５真空処理室、６ 網状電極、７ 対向電極、８ 直流電源、９ モノマーガス導入バルブ、１０ 導入口、
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、電車、航空機、船舶等の乗物の窓材や建築物の窓材などの撥水性窓材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の窓材には、親水性のガラスもしくは合成樹脂が使用され、その外面には窓材の基材がそのまま露出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
親水性のガラス等の窓基材は、降雨、霧などの気象状況では、窓基材の外面に水滴が付着し、視界が悪くなる欠点がある。このような欠点を解消すべく、ガラス等の窓基材の表面にＩＴＯなどの透明導電膜を形成し、その上にテトラメチルシクロテトラシロキサン又はオクタメチルシクロテトラシロキサン又はヘプタメチルトリシロキサン或いはメチル基又はエチル基を有するシリコン化合物を原料とするプラズマ重合膜を形成することを考えた。しかし、大面積の窓基材に透明導電膜を形成することはかなり困難で生産性の向上が課題として提起され、簡単に撥水性の大きい窓材を得ることが要望された。
【０００４】
本発明は、簡単に水滴の付着を防止できる大面積の撥水性窓材に適した製造方法を提案することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、真空処理室内に原料ガスとしてフッ化ビニリデンのモノマーガスを存在させ、該真空処理室内に用意した透明もしくは半透明の板ガラス又は合成樹脂板の窓基材の表面直上に網状電極を設け、該網状電極に負の直流高電圧を印加してグロー放電を発生させることにより、該窓基材の表面に前記モノマーガスの圧力増分に比例して増加する接触角を前記モノマーガスの圧力により規定した撥水性のプラズマ重合膜を成膜することにより、上記の目的を達成するようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に於ける窓基材としては、一般的に使用されている透明もしくは半透明の板ガラス又は合成樹脂板が使用され、図１に示すように該窓基材１の少なくとも片面に直接に透明もしくは半透明の撥水性のプラズマ重合膜２を形成して撥水性窓材としたもので、該プラズマ重合膜２としては、フッ化ビニリデンモノマーのガスをプラズマ中で分解励起し、該窓基材１表面上で重合して成膜した膜が十分な撥水性を持つので適当である。該プラズマ重合膜２は100〜200nmの厚さに成膜される。
【０００７】
発明者等の実験によれば、プラズマ重合膜はこれに接触した水滴の接触角を大きくする性質を有し、その接触角はプラズマ重合膜の成膜時の印加電圧に略比例するとの見識を得たが、成膜に先立ち窓基材に透明又は半透明の導電膜を形成しておく必要があり、この導電膜形成工程が工程を複雑化しコストアップの原因となるので、更に実験を重ね簡単安価に製造できる成膜法と膜の種類を探究したところ、その接触角はプラズマ重合膜の成膜時の圧力に略比例し、プラズマ重合膜のモノマーガスの圧力を制御すれば接触角が９０°以上の撥水性の窓材を製造でき、特にフッ化ビニリデンモノマーガスがその圧力に比例して接触角が変化するのでプラズマ重合膜に好都合であることが判明した。
【０００８】
本発明の製造方法の実施に使用した装置は図２に示す如くであり、真空ポンプに接続した真空排気口３とプラズマ重合膜２の原料モノマー４を収容した蒸発源からの導入口１０を備えた真空処理室５内に、透明もしくは半透明のガラス板や合成樹脂板の窓基材１を対向電極７に対向させて設置し、該窓基材１の成膜面すなわち対向電極７と対向した表面の直上に直流電源８へ接続した網状電極６を設けて構成した。そして、該真空処理室５内を例えば１０-2Paに真空排気し、モノマーガス導入バルブ９を調節しながら蒸発源から原料モノマー４の蒸気を該真空処理室５内へ導入して例えば３０Paの圧力とし、該網状電極６に該直流電源８から負の直流高電圧を印加するとグロー放電が発生し、これにより該蒸気が分解励起されて該窓基材１上にプラズマ重合膜２が形成される。
【０００９】
該プラズマ重合膜２の成膜時の圧力と該膜２の水に対する接触角は比例関係を持ち、例えばフッ化ビニリデンモノマーを使用して印加電圧１kVを印加した場合、図３のように水滴の接触角が圧力と比例して変化し、３０Paの圧力下で接触角１１９°の撥水性の良好な膜が得られる。該窓基材１の寸法形状は任意であり、例えば曲面ガラスや１×１ｍの大面積であっても網状電極６を窓基材１の表面に沿わせて設けることで均一にプラズマ重合膜２を成膜出来る。窓基材１の表面と網状電極６の間隔は１０ｍｍ程度である。
【００１０】
【実施例】
図２に示した構成の装置を使用して、厚さ５ｍｍ、縦横０．３×０．３ｍの板ガラスの窓基材１を設置し、該真空処理室５内を１０-2Paに真空排気したのち、フッ化ビニリデンのモノマーを入れた蒸発源から蒸気を導入し、３０Paに圧力を調整し、該網状電極６に−１kVの高電圧を印加した。該網状電極６と対向電極７との間でグロー放電が発生し、該窓基材１の表面に１００ｎｍの厚さでフッ化ビニリデンのプラズマ重合膜２が形成されたところで電圧の印加を止め、グロー放電を消滅させ、そこで成膜を停止した。得られた窓材を傾斜させてその表面に水滴をかけたところ、水滴はそのまま流下し水の膜は形成されなかった。このフッ化ビニリデンのプラズマ重合膜の接触角は１１９°であった。
【００１１】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、透明や半透明の窓基材の表面に、透明もしくは半透明の撥水性のプラズマ重合膜を直接形成したので、膜構成が簡単で安価な撥水性の良好な窓材が得られ、該プラズマ重合膜をフッ化ビニリデンのプラズマ重合膜とすることにより高い撥水性が得られる効果があり、真空処理室内の窓基材の表面上に網状電極を設けてこれに負の高電圧を印加し、グロー放電を発生させて撥水性のプラズマ重合膜を成膜することにより、窓基材に成膜圧力に比例して接触角の異なる膜を直接形成することができ、大面積の窓基材に安価に撥水性の加工を行える等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撥水性窓材の１例の切断側面図
【図２】本発明の製造方法に使用した装置の断面図
【図３】水滴の接触角とモノマーガス圧の関係を示す線図
【符号の説明】
１ 窓基材、２ 撥水性のプラズマ重合膜、３ 真空排気口、４ モノマー、５真空処理室、６ 網状電極、７ 対向電極、８ 直流電源、９ モノマーガス導入バルブ、１０ 導入口、
Claims (1)
- 真空処理室内に原料ガスとしてフッ化ビニリデンのモノマーガスを存在させ、該真空処理室内に用意した透明もしくは半透明の板ガラス又は合成樹脂板の窓基材の表面直上に網状電極を設け、該網状電極に負の直流高電圧を印加してグロー放電を発生させることにより、該窓基材の表面に前記モノマーガスの圧力増分に比例して増加する接触角を前記モノマーガスの圧力により規定した撥水性のプラズマ重合膜を成膜したことを特徴とする撥水性窓材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05757897A JP3897853B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 撥水性窓材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05757897A JP3897853B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 撥水性窓材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251857A JPH10251857A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3897853B2 true JP3897853B2 (ja) | 2007-03-28 |
Family
ID=13059745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05757897A Expired - Fee Related JP3897853B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 撥水性窓材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3897853B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013065A (ja) * | 1983-07-01 | 1985-01-23 | Stanley Electric Co Ltd | 固体表面の撥水性処理方法 |
| JPS60195035A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-03 | Unitika Ltd | 防眩性透明成型物 |
| JP2646439B2 (ja) * | 1988-07-13 | 1997-08-27 | 富士通株式会社 | ダイヤモンドの気相合成方法および装置 |
| US5035917A (en) * | 1989-06-22 | 1991-07-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of preparing layers of vinylidene fluoride polymers and vinylidene fluoride/trifluoroethylene copolymers on a substrate |
| JP3560655B2 (ja) * | 1994-09-29 | 2004-09-02 | オリンパス株式会社 | 光学薄膜の製造方法 |
| JP3495116B2 (ja) * | 1994-10-31 | 2004-02-09 | 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 | 撥水性薄膜およびその製造方法 |
-
1997
- 1997-03-12 JP JP05757897A patent/JP3897853B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10251857A (ja) | 1998-09-22 |
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