JPH0781979A - 防汚性ガラス物品 - Google Patents

防汚性ガラス物品

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JPH0781979A
JPH0781979A JP23151793A JP23151793A JPH0781979A JP H0781979 A JPH0781979 A JP H0781979A JP 23151793 A JP23151793 A JP 23151793A JP 23151793 A JP23151793 A JP 23151793A JP H0781979 A JPH0781979 A JP H0781979A
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JP
Japan
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glass
layer
stain
proofing
hfts
Prior art date
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Pending
Application number
JP23151793A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Tada
多田弘明
Hirotsugu Nagayama
永山裕嗣
Masahiro Hirata
平田昌宏
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス表面に撥水および撥油性を付与すると
同時に,静電気の発生を防ぐ防汚性ガラス物品を提供す
ることを目的とする。 【構成】 ガラス基材と、その表面に形成された2MΩ
/□以下の電気抵抗を有する透明導電膜と、前記透明導
電膜の表面に形成されたオルガノシランおよび/または
オルガノシロキサンの層からなることを特徴とする防汚
性ガラス物品である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,防汚性ガラス物品、特
に建築用ウインドーおよび車両のウインドウやドアミラ
ー等に用いる防汚性ガラス物品に関する。
【0002】
【従来の技術】近年,ビルの高層化にともなう清掃時の
危険性およびメインテナンスコストの低減という観点か
ら,ガラス表面の撥水,撥油化による汚れ防止効果が期
待されている。一方,車両用ガラスにも清掃の煩わしさ
を軽減するために,防汚性が求められている。
【0003】従来,ガラス表面に撥水,撥油性を付与す
るために,シリコーン化合物,またはフルオロシラン化
合物で表面処理を行うことが行われている。この様な処
理により,ガラス表面の自由エネルギーが低下し,水性
および油性の液体または懸濁液汚れの付着が抑制される
わけである。
【0004】しかしながら,ガラス表面に電気絶縁性の
膜が形成されることから,静電気が著しく発生し易くな
るという新たな問題が生じる。ガラス表面の汚れには,
水性および油性の液体または懸濁液汚れと共に,空気中
に浮遊する微粒子状物質,いわゆるホコリの付着による
ものがあり,ガラス表面が帯電することでこれらの付着
は促進されることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,従来の防汚
処理の前述の問題点に鑑みなされたものであって,ガラ
ス表面に撥水および撥油性を付与すると同時に,静電気
の発生を防ぐ防汚性ガラス物品を提供することを目的と
している。
【0006】
【課題を解決するための手段】我々は,鋭意研究の結
果,ガラス表面を半導体および/または金属で被覆して
おけば,低表面自由エネルギー物質で処理した後も,静
電気を極めて有効に防止できることを見いだした。
【0007】すなわち、本発明は、ガラス基材と、その
表面に形成された2MΩ/□以下の電気抵抗を有する透
明導電膜と、前記透明導電膜の表面に形成されたオルガ
ノシランおよび/またはオルガノシロキサンの層からな
ることを特徴とする防汚性ガラス物品である。
【0008】本発明における、2MΩ/□以下の電気抵
抗を有する透明導電膜からなる静電気防止層としては,
ガラスの可視光透過率を十分に維持できる範囲で,2M
Ω/□程度以下の電気抵抗を有するもので有れば,如何
なるものでも使用することが可能である。さらに耐候性
の点からは,撥水剤と化学結合形成能を有するものであ
ることが望ましく,特にSnO2,TiOx、ITO等を
好適に使用することができる。その膜の厚みは通常20
〜500nmの範囲内にある。2MΩ/□以下の電気抵
抗を有する透明導電膜の製造方法としては,特に限定さ
れず,真空蒸着、スパッタリング、CVD、液体スプレ
ー焼付けなど周知の方法を用いることができる。
【0009】本発明で用いるオルガノシランおよび/ま
たはオルガノシロキサンからなる撥水剤としては,従来
の撥水性または防汚性ガラスに使用されているものを使
用することができる。オルガノシランとしてはアセトキ
シトリメチルシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ア
セトキシトリプロピルシランのようなオルガノアセトキ
シシラン;メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメ
チルシラン、トリメチルフェノキシシランのようなオル
ガノアルコキシシラン;トリクロルメチルシラン、ジク
ロルジメチルシラン、ジクロルエチルフェニルシランの
ようなオルガノクロルシラン;クロルジフルオルメチル
シラン、ジクロルジフルオルメチルシラン、ジクロルジ
フルオルプロピルシランのようなオルガノクロルフルオ
ルシラン;ヘキサメチルジシラン、ヘキサフェニルジシ
ランのようなオルガノジシラン;トリエチルシラザン、
トリフェニルシラザンのようなオルガノシラザンをあげ
ることができる。またオルガノシロキサンとしては、ヘ
キサメチルジシロキサン、ヘキサエチルジシロキサン、
ヘキサフェニルジシロキサンのようなオルガノジシロキ
サン;メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラ
ン、トリフェニルシランのようなオルガノヒドロゲノシ
ラン;トリフルオロメチルシラン、ジフルオルジメチル
シラン、フルオルトリメチルシラン、ジフルオルジフェ
ニルシラン、フルオルフェニルシランのようなオルガノ
フルオルシラン;トリブロムメチルシラン、ジブロムジ
メチルシラン、ブロムトリフェニルシランのようなオル
ガノブロムシラン;ヘキサメチルジシラン、ヘキサエチ
ルジシラン、オクタ(p−メチルフェニル)シクロテト
ラシロキサンのようなオルガノポリシランをあげること
ができる。しかし,耐久性の観点からは,下地との界面
で化学結合を形成するものが望ましい。具体的には加水
分解性の官能基を有するポリオルガノシロキサン,パー
フルオロシランなどを用いることができる。特に好まし
い化合物としては、ヘキサデカフルオロデシルトリクロ
ロシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラ
ン、ヘプタデカフルオロデシルモノメチルジクロロシラ
ン、ヘプタデカフルオロデシルジメチルモノクロロシラ
ン等を挙げることができる。
【0010】上記撥水剤の膜付け方法としては,特に限
定されず,ラビング法,ディッピング法,ゾル−ゲル
法,化学気相表面修飾法などを用いることができる。こ
の撥水剤層の厚みは好ましくは約0.5nm〜100n
m、より好ましくは2〜30nmである。
【0011】例えば,化学気相表面修飾法を用いる場合
には,処理時の真空度は,十分な蒸気圧が得られるよう
に設定すれば良く,用いる試薬の種類によっても異なる
が,通常は10Torr程度で十分である。基板表面と
の反応を促進するためには,基板を加熱することが有効
である。加熱温度は,基板表面物質および処理剤の種類
によって異なるが官能基がCl基の場合には,処理温度
は80℃程度で十分である。
【0012】本発明において用いられるガラス基材とし
ては、ソーダライムシリケートガラスのような珪酸塩ガ
ラス、ほう珪酸塩ガラス、リン酸塩ガラスなどの透明な
板状体などが好ましい。
【0013】本発明において、撥水剤は低表面自由エネ
ルギーを有しているので、もし下地の透明導電膜の静電
気防止処理なしで、撥水剤でガラスを処理すると,表面
電気抵抗が増大するために,摩擦等で一旦発生した電荷
が除去し難くなるものと考えられる。下地の透明導電膜
の静電気防止処理を施しておくと、発生した電荷が透明
導電膜を通じて外部に逃げていくため表面の電荷が除去
され、ホコリによる汚れも付きにくくなると考えられ
る。
【0014】
【実施例】以下,実施例に基づいて本発明を詳細に説明
するが,本発明はかかる実施例にのみに限定されるもの
ではない。
【0015】図1は本発明の防汚性ガラスの構造を模型
的に示す断面図である。図1において,1はガラス基
板,2は静電気防止層,3は防汚層である。防汚層3に
示すマッチ棒状のものはHFTSを示しており、マッチ
棒の細棒部分はヘプタデカフルオロデシル基を表してい
る。
【0016】基板としては,厚み6mm、20cmX2
0cmの寸法の、抵抗の異なる4種類のSnO2被覆ガ
ラス基板(フッ素をドーパントとした熱分解法による。
SnO2の膜厚を40〜100nmの範囲で変化させ、
かつドーパントの量を変化させて、電気抵抗6.8KΩ
/□〜1.8MΩ/□とした。)を用いた。これらの基
板を水酸化ナトリウム水溶液(pH=13.7)中で2
分間浸漬し,続いて純水中で10分間超音波洗浄を行っ
た。次に,乾燥させたガラス基板をチャンバー内にセッ
トした。真空ポンプで約10Torrまで減圧した後
に,系を閉じて80℃に加熱した。0.05mlのヘプ
タデカフルオロデシルトリクロロシラン(HFTS)を
注射器を用いてチャンバー内に注入し、気化させた。そ
のまま1時間反応させた後に,真空引きしながら99℃
まで昇温し,コールドトラップでチャンバー内の余分の
HFTSを除去した。これによりSnO2が被覆されそ
の上のヘプタデカフルオロデシルトリクロロシランの重
合体の膜(厚み2.5nm)が被覆されたガラス板サン
プル(E〜H)が得られた。比較のためにSiO2を被
覆しているがその上にはSnO2を被覆しない同じ寸法
のガラス基板(SiO2の膜厚76.1nm)を用いて
上記と同様にヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラ
ンの重合体の膜を被覆したガラス板サンプル(J)が得
られた。
【0017】得られたサンプルについて静電気測定装置
(STATIC HONESTOMETER,シシド静
電気株式会社製)を用いて,残留電荷量の経時変化を測
定した。すなわち、まずガラス板サンプルの表面に電極
を接触させ、直流電圧をその電極を通じて所定時間印加
し、その印加を解除した後、その電極を通じて電位差を
測定することにより残留電荷量の経時変化を読み取っ
た。測定条件は,直流印加電圧を6kV,印加時間を3
0秒とした。なお,測定時の温度は24℃,また,湿度
は68%であった。また上記温度、湿度と同じ条件で、
ガラス板サンプルの表面に水(表面張力=72.8mN
-1)および油脂汚れのモデル物質として選んだn−ヘ
キサデカン(表面張力=27.3mNm-1)の液滴を置
いて接触角を測定した。比較のためにポリカーボネート
板(A)、未処理のガラス板(B)、SnO2(1.8
MΩ/□)のみを被覆したガラス(C)、および、HF
TSのみで処理したガラス(D)についても発生電荷量
および接触角を測定した。
【0018】発生電荷量および接触角の測定結果を表に
示す。
【0019】ガラスをHFTSで処理すると(D),静
電気発生量が無処理ガラス(B)およびSiO2被覆ガ
ラス(J)に比べて増加し,しかもその電荷が逃げ難く
なっていることがわかる。これは,HFTS処理でガラ
スの表面抵抗が増大したためと考えられる。
【0020】一方,HFTS処理の下地に1.8MΩ/
□以下の抵抗を有するSnO2膜が存在する場合(E〜
H)には,静電気の発生は全く認められなかった。この
結果から,下地にSnO2の様な静電気防止層を設ける
ことで,静電気によるホコリの付着を効果的に防止でき
ることが明らかである。
【0021】水およびn−ヘキサデカンの接触角測定結
果は表に示す通りであり、HFTS被覆により,水およ
びn−ヘキサデカンの接触角は劇的に増大し、撥水性が
大きいことを示している。さらに,HFTS処理のみの
ガラス(D)およびSiO2被覆+HFTS処理のガラ
ス(J)に対する接触角に比べて,SnO2被覆+HF
TS処理のガラス(E〜H)に対する値はさらに3〜1
0°増加している。これは,SnO2被覆表面に微少な
凹凸が存在し、HFTS処理後の表面にその凹凸が残っ
ているためである。この結果から,HFTS処理によ
り,水性および油性の汚れが付着しにくいことが明らか
である。
【表1】 ==================================== 試料 基材 被覆層 接触角 発生電荷量 No. 水 n-ヘキサテ゛カン 30秒 60秒 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例1 A ホ゜リカ なし −− −− 37 37 比較例2 B カ゛ラス なし 0 0 7 0 比較例3 C カ゛ラス SnO2 0 0 0 0 比較例4 D カ゛ラス HFTS 107 67 67 33 実施例1 E カ゛ラス SnO2+HFTS 111 59 0 0 (1.8MΩ/□) 実施例2 F カ゛ラス SnO2+HFTS 116 65 0 0 (76KΩ/□) 実施例3 G カ゛ラス SnO2+HFTS 113 67 0 0 (11KΩ/□) 実施例4 H カ゛ラス SnO2+HFTS 117 72 0 0 (6.8KΩ/□) 比較例5 I カ゛ラス SiO2 2.8 2.6 7 0 比較例6 J カ゛ラス SiO2+HFTS 108 68 67 33 ===================================。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように,本発明の防汚性ガ
ラスは,水性および油性汚れの付着防止性能と静電気防
止性能を兼ね備えており,ホコリによる汚れも付きにく
いという特徴を有するものである。
【0023】従って,本発明による防汚性ガラスは,建
築,自動車用ガラスとして好適に使用することが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の防汚性ガラスの構造を模型的に示す断
面図である。
【図面の符号】
1 ガラス基板 2 2MΩ/□以下の電気抵抗を有する透明導電膜 3 オルガノシランおよび/またはオルガノシロキサン
からなる防汚層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基材と、その表面に形成された2
    MΩ/□以下の電気抵抗を有する透明導電膜と、前記透
    明導電膜の表面に形成されたオルガノシランおよび/ま
    たはオルガノシロキサンの層からなることを特徴とする
    防汚性ガラス物品。
  2. 【請求項2】 前記透明導電膜は酸化錫膜である請求項
    1記載の防汚性ガラス物品。
  3. 【請求項3】 前記オルガノシランおよび/またはオル
    ガノシロキサンはフッ素を含有するものである請求項1
    記載の防汚性ガラス物品。
  4. 【請求項4】 前記オルガノシランおよび/またはオル
    ガノシロキサンはヘプタデカフルオロデシル基を含有す
    るものである請求項3記載の防汚性ガラス物品。
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