JPH0416505A - 二酸化珪素被膜の製造方法 - Google Patents
二酸化珪素被膜の製造方法Info
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- JPH0416505A JPH0416505A JP11704490A JP11704490A JPH0416505A JP H0416505 A JPH0416505 A JP H0416505A JP 11704490 A JP11704490 A JP 11704490A JP 11704490 A JP11704490 A JP 11704490A JP H0416505 A JPH0416505 A JP H0416505A
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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。
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］
本発明は酸化珪素被膜の製造方法に関し、特に珪弗化ア
ンモニウムを含む処理液と基材とを接触に関する。
ンモニウムを含む処理液と基材とを接触に関する。
［従来の技術］
任意の基材表面に酸化珪素被膜を製造する方法として、
０．５〜３．０モル／９の濃度の珪弗化水素酸に酸化珪
素を飽和させ、その後この珪弗化水素酸の酸化珪素飽和
水溶液ｌ１ｇにつきホウ酸を２．０ｘｌＯ−２モル以上
添加して酸化珪素を過飽和とした処理液に基材を浸漬し
、基材表面に酸化珪素被膜を製造する方法（特開昭５７
−１９６７４４）、及び該処理液にホウ酸を添加し続け
ることにより、酸化珪素の過飽和状態をある程度持続さ
せ、酸化珪素被膜を繰り返し析出させる方法（特開昭５
８−１６１９４４）、また上記方法の添加剤であるホウ
酸の代わりにアルミニウム化合物、カルシウム化合物、
マグネシウム化合物、等を用いた改良法（特開昭６２−
２０８７６）等が知られている。
０．５〜３．０モル／９の濃度の珪弗化水素酸に酸化珪
素を飽和させ、その後この珪弗化水素酸の酸化珪素飽和
水溶液ｌ１ｇにつきホウ酸を２．０ｘｌＯ−２モル以上
添加して酸化珪素を過飽和とした処理液に基材を浸漬し
、基材表面に酸化珪素被膜を製造する方法（特開昭５７
−１９６７４４）、及び該処理液にホウ酸を添加し続け
ることにより、酸化珪素の過飽和状態をある程度持続さ
せ、酸化珪素被膜を繰り返し析出させる方法（特開昭５
８−１６１９４４）、また上記方法の添加剤であるホウ
酸の代わりにアルミニウム化合物、カルシウム化合物、
マグネシウム化合物、等を用いた改良法（特開昭６２−
２０８７６）等が知られている。
［発明が解決しようとする課題］
上記析出法は低温で膜形成が可能であり、かつ任意の形
状の基材表面に均一に酸化珪素被膜を形成できるなどの
利点を持つが、該処理で使用される珪弗化水素酸は硫酸
に匹敵する強酸性の液体である。そのため金属等の酸性
水溶液中で反応する基材はそのままでは浸漬処理を行な
う事がてきないと言った問題点があった。また、強酸と
言うことで取り扱い上かなりの危険性を伴うと言った問
題もあった。
状の基材表面に均一に酸化珪素被膜を形成できるなどの
利点を持つが、該処理で使用される珪弗化水素酸は硫酸
に匹敵する強酸性の液体である。そのため金属等の酸性
水溶液中で反応する基材はそのままでは浸漬処理を行な
う事がてきないと言った問題点があった。また、強酸と
言うことで取り扱い上かなりの危険性を伴うと言った問
題もあった。
［課題を解決するための手段］
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、珪弗化アンモニウムを含む水溶液を処理液として用
い該処理液に基材を接触させて基材表面に二酸化珪素被
膜を析出させる二酸化珪素被膜の製造方法である。
り、珪弗化アンモニウムを含む水溶液を処理液として用
い該処理液に基材を接触させて基材表面に二酸化珪素被
膜を析出させる二酸化珪素被膜の製造方法である。
ここで水溶液は珪弗化アンモニウム水溶液、または珪弗
化アンモニウム水溶液に二酸化珪素を溶解させた液を用
いる。添加剤としては、ホウ酸、塩化アルミニウム、塩
化カルシウム、塩化マグネシウムが用いられるが、弗素
と反応する例えばアルミニウム化合物、カルシウム化合
物、マグネシウム化合物などが有効に利用できる。ガラ
ス板、金属等の基材への酸化珪素膜の成膜方法は処理液
中に基材を浸漬させる方法が一般に行われるが、基材上
へ処理液を塗布して接触させるようにしてもよい。本発
明で得られる酸化珪素膜は、おそらく化学反応の結果と
して基板上に析出してくると考えられる。よって、一般
に処理液中の珪素の濃度が高いほど成膜能力も高くまた
処理温度が高いほど成膜量は多く成膜速度も速くなる傾
向にある。
化アンモニウム水溶液に二酸化珪素を溶解させた液を用
いる。添加剤としては、ホウ酸、塩化アルミニウム、塩
化カルシウム、塩化マグネシウムが用いられるが、弗素
と反応する例えばアルミニウム化合物、カルシウム化合
物、マグネシウム化合物などが有効に利用できる。ガラ
ス板、金属等の基材への酸化珪素膜の成膜方法は処理液
中に基材を浸漬させる方法が一般に行われるが、基材上
へ処理液を塗布して接触させるようにしてもよい。本発
明で得られる酸化珪素膜は、おそらく化学反応の結果と
して基板上に析出してくると考えられる。よって、一般
に処理液中の珪素の濃度が高いほど成膜能力も高くまた
処理温度が高いほど成膜量は多く成膜速度も速くなる傾
向にある。
珪弗化アンモニウムを含む水溶液に、ホウ酸等の添加剤
を加えた処理液を２０℃〜６０℃の温度に維持し、その
中へガラス等の基材を浸漬し約１６時間保持すると基材
表面に二酸化珪素膜ｂ膜形成される。
を加えた処理液を２０℃〜６０℃の温度に維持し、その
中へガラス等の基材を浸漬し約１６時間保持すると基材
表面に二酸化珪素膜ｂ膜形成される。
［作用コ
本発明によれば従来のこの種の二酸化珪素膜製造方法の
特徴である■低温で膜形成が可能であり、かつ■任意形
状の基材表面に均一に酸化珪素被膜を形成できる。など
の利点に加えて従来適用できなかった強酸性溶液中で反
応する金属等の基材にも二酸化珪素被膜を成膜でき適用
範囲を拡大することができるに至った。
特徴である■低温で膜形成が可能であり、かつ■任意形
状の基材表面に均一に酸化珪素被膜を形成できる。など
の利点に加えて従来適用できなかった強酸性溶液中で反
応する金属等の基材にも二酸化珪素被膜を成膜でき適用
範囲を拡大することができるに至った。
また、使用される珪弗化アンモニウムは粉末試薬として
入手が可能であり高純度な処理液の調整が容易に行なえ
る。珪弗化アンモニウム水溶液を処理液として使用する
場合は試薬粉末を溶解するだけで処理液として使用し即
座に成膜処理を実施できる。二酸化珪素を飽和させるな
どの工程が省かれ作業効率が向上する。 本発明で使用
される珪弗化アンモニウム水溶液は強酸性ではなく、さ
らに比較的低濃度で処理できるために取扱上の危険性も
かなり軽減される。
入手が可能であり高純度な処理液の調整が容易に行なえ
る。珪弗化アンモニウム水溶液を処理液として使用する
場合は試薬粉末を溶解するだけで処理液として使用し即
座に成膜処理を実施できる。二酸化珪素を飽和させるな
どの工程が省かれ作業効率が向上する。 本発明で使用
される珪弗化アンモニウム水溶液は強酸性ではなく、さ
らに比較的低濃度で処理できるために取扱上の危険性も
かなり軽減される。
［実施例］
実施例１
各種濃度に調整した珪弗化アンモニウム水溶液５０ｍｆ
ｆに濃度０． ５モル／Ｑのホウ酸水溶液を添加し４０
°Ｃ恒温水槽中で３０分間攪拌する。その後で充分に洗
浄を行なったソーダライムガラス（５０℃ｍＸ２５ｍｍ
Ｘ１． ｌｓ輯）を浸漬した。ガラス基板はマスキン
グテープにより一部マスキングしである。１６時間後基
板ガラスを取り出し成膜量を接触針式膜厚測定機におい
て膜厚を測定した。
ｆに濃度０． ５モル／Ｑのホウ酸水溶液を添加し４０
°Ｃ恒温水槽中で３０分間攪拌する。その後で充分に洗
浄を行なったソーダライムガラス（５０℃ｍＸ２５ｍｍ
Ｘ１． ｌｓ輯）を浸漬した。ガラス基板はマスキン
グテープにより一部マスキングしである。１６時間後基
板ガラスを取り出し成膜量を接触針式膜厚測定機におい
て膜厚を測定した。
処理結果を表−１に示す。なお、成膜した膜は赤外線分
光法（！Ｒ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）など
で酸化珪素膜であることが確認されている。
光法（！Ｒ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）など
で酸化珪素膜であることが確認されている。
表−１は処理液濃度とホウ酸添加量が成膜速度にどの様
な影響を及ぼすかをまとめたものであるが例えば処理液
濃度０．８モル／９の場合、ホウ酸添加量が１．５ｍｌ
！では１６時間浸漬したガラス基板上に４３ｎｍの酸化
珪素膜が得られ、また２、０ｍ１ｔでは５５ｎｍの膜が
得られている。また、ホウ酸添加量が２．０ｍ５１で５
０℃で処理した場合には９０ｎｍの膜が得られた事が示
されている。さらにホウ酸添加量が４．０ｍＮと多くな
ると成膜量は０となる。
な影響を及ぼすかをまとめたものであるが例えば処理液
濃度０．８モル／９の場合、ホウ酸添加量が１．５ｍｌ
！では１６時間浸漬したガラス基板上に４３ｎｍの酸化
珪素膜が得られ、また２、０ｍ１ｔでは５５ｎｍの膜が
得られている。また、ホウ酸添加量が２．０ｍ５１で５
０℃で処理した場合には９０ｎｍの膜が得られた事が示
されている。さらにホウ酸添加量が４．０ｍＮと多くな
ると成膜量は０となる。
このことから添加剤の添加量と成膜量との間には一定の
関係があり、添加剤の添加量が少なくてもいけないし、
また多すぎてもいけないことがわがる。
関係があり、添加剤の添加量が少なくてもいけないし、
また多すぎてもいけないことがわがる。
この添加剤の添加量と成膜量の関係は、処理液の濃度と
も一定の関係を持つことが表−１よりわかる。つまり処
理液濃度が低い場合は添加剤の添加量を多くしないと成
膜能力が発揮されない。それに対して処理液濃度が高く
なると少量の添加剤を添加するだけで成膜能力が発揮さ
れることがわかる。
も一定の関係を持つことが表−１よりわかる。つまり処
理液濃度が低い場合は添加剤の添加量を多くしないと成
膜能力が発揮されない。それに対して処理液濃度が高く
なると少量の添加剤を添加するだけで成膜能力が発揮さ
れることがわかる。
実施例２
二酸化珪素を飽和させた約０．４．０．６．０．８モル
／１１の珪弗化アンモニウム水溶液、１００ｍ９をビー
カーに入れ、恒温水槽にて３５℃に保持した。次に０．
５モル／ｊのホウ酸水溶液を２ｍ９添加した。添加後、
３０分経過した後書こ充分に洗浄、乾燥したソーダライ
ムガラスをそれぞれ５枚ずつ浸漬した。浸漬したソーダ
ライムガラスはそれぞれ一定時間毎に１枚ずつ取り出し
て接触針式膜厚測定機により成膜量を測定した。第１図
に浸漬時間と成膜量の関係を示す。横軸はガラスの浸漬
時間を、縦軸は酸化珪素膜の成膜量を示している。成膜
量は時間経過とともに単調に増加した。
／１１の珪弗化アンモニウム水溶液、１００ｍ９をビー
カーに入れ、恒温水槽にて３５℃に保持した。次に０．
５モル／ｊのホウ酸水溶液を２ｍ９添加した。添加後、
３０分経過した後書こ充分に洗浄、乾燥したソーダライ
ムガラスをそれぞれ５枚ずつ浸漬した。浸漬したソーダ
ライムガラスはそれぞれ一定時間毎に１枚ずつ取り出し
て接触針式膜厚測定機により成膜量を測定した。第１図
に浸漬時間と成膜量の関係を示す。横軸はガラスの浸漬
時間を、縦軸は酸化珪素膜の成膜量を示している。成膜
量は時間経過とともに単調に増加した。
また、珪弗化アンモニウム濃度の高い処理液の方が成膜
量は多くなった。
量は多くなった。
実施例３
１モル／１１に調整した珪弗化アンモニウム水溶液を処
理液として用い５０ｍｇをビーカーにとり３５℃恒温水
槽に保持する。処理液は３５℃に保ちながら処理液に０
．５モルのホウ酸水溶液を２ｍ９添加し３０分間攪拌を
行う。攪拌後基材としてＩＴＯ膜（インジウム錫酸化膜
）付きガラス基板、フロートガラス板を浸漬処理した。
理液として用い５０ｍｇをビーカーにとり３５℃恒温水
槽に保持する。処理液は３５℃に保ちながら処理液に０
．５モルのホウ酸水溶液を２ｍ９添加し３０分間攪拌を
行う。攪拌後基材としてＩＴＯ膜（インジウム錫酸化膜
）付きガラス基板、フロートガラス板を浸漬処理した。
ＩＴＯ膜は珪弗化水素酸中では溶解してしまうために従
来法では酸化珪素膜を成膜することはできない。しかし
本実施例３の処理を行ない１６時間後に取り出し膜厚を
接触針式膜厚測定機で測定したところＩＴＯ膜は溶解す
ることなしに成膜が行なわれておりフロート板と共に膜
厚が５０ｎｍの酸化珪素膜が被覆していた。
来法では酸化珪素膜を成膜することはできない。しかし
本実施例３の処理を行ない１６時間後に取り出し膜厚を
接触針式膜厚測定機で測定したところＩＴＯ膜は溶解す
ることなしに成膜が行なわれておりフロート板と共に膜
厚が５０ｎｍの酸化珪素膜が被覆していた。
また、同様の処理条件でステンレス板を浸漬処理を行な
った。ステンレス板は珪弗化水素酸中では表面が浸食さ
れ光沢が失われてしまうが、本実施例３の方法では表面
光沢を失うこと無く表面に５０ｒｔｍの膜厚で酸化珪素
膜を成膜する事ができた。
った。ステンレス板は珪弗化水素酸中では表面が浸食さ
れ光沢が失われてしまうが、本実施例３の方法では表面
光沢を失うこと無く表面に５０ｒｔｍの膜厚で酸化珪素
膜を成膜する事ができた。
実施例４
０．８モル／９に調整した珪弗化アンモニウム水溶液１
５０ｍＮをそれぞれ５０ｍ１ｌをビーカーに分取し４０
℃恒温水槽に保持する。それぞれの処理液に０．０２モ
ルの塩化カルシウム、０．００３モルの塩化アルミニウ
ム、０．０２モルの塩化マグネシウムを少量の蒸留水で
溶解してから添加した。３０分間攪拌を行なった後で充
分に洗浄された５０ｍｍｘ２５ｍｍｘ１．１ｍｍのフロ
ート板カラスを浸漬処理した。ガラスはマスキンクテー
プで一部マスクを施しておいた。１６時間浸漬後ガラス
を取り出し洗浄乾燥後、接触針式膜厚測定機で測定した
ところそ・れぞれ３０ｎｍ、８０ｎｍ、３０ｎｍの膜が
得られた。
５０ｍＮをそれぞれ５０ｍ１ｌをビーカーに分取し４０
℃恒温水槽に保持する。それぞれの処理液に０．０２モ
ルの塩化カルシウム、０．００３モルの塩化アルミニウ
ム、０．０２モルの塩化マグネシウムを少量の蒸留水で
溶解してから添加した。３０分間攪拌を行なった後で充
分に洗浄された５０ｍｍｘ２５ｍｍｘ１．１ｍｍのフロ
ート板カラスを浸漬処理した。ガラスはマスキンクテー
プで一部マスクを施しておいた。１６時間浸漬後ガラス
を取り出し洗浄乾燥後、接触針式膜厚測定機で測定した
ところそ・れぞれ３０ｎｍ、８０ｎｍ、３０ｎｍの膜が
得られた。
［発明の効果］
本発明によれば従来のこの種二酸化珪素被膜の形成法の
特徴である■低温で膜形成が可能であり、かつ■任意形
状の基材表面に均一に酸化珪素被膜を形成できる。など
の利点を全く失う事なくさらに前記従来法で適用できな
かった強酸性溶液中で反応する金属等の基材にも二酸化
珪素被膜を成膜でき処理対象範囲の大幅な拡大が期待で
きる。
特徴である■低温で膜形成が可能であり、かつ■任意形
状の基材表面に均一に酸化珪素被膜を形成できる。など
の利点を全く失う事なくさらに前記従来法で適用できな
かった強酸性溶液中で反応する金属等の基材にも二酸化
珪素被膜を成膜でき処理対象範囲の大幅な拡大が期待で
きる。
使用される珪弗化アンモニウムは粉末試薬として入手が
可能であり高純度な処理液の調整が容易に行なえる。
可能であり高純度な処理液の調整が容易に行なえる。
珪弗化アンモニウム水溶液を処理液として使用する場合
は試薬粉末を溶解するだけで処理液として使用し即座に
成膜処理を実施できるため、二酸化珪素を飽和させるな
どの工程が省かれ作業効率が向上する。
は試薬粉末を溶解するだけで処理液として使用し即座に
成膜処理を実施できるため、二酸化珪素を飽和させるな
どの工程が省かれ作業効率が向上する。
本発明で処理液として使用される珪弗化アンモニウム水
溶液は強酸性ではなく、さらに比較的低濃度で処理でき
るために、取扱上の危険性もかなり軽減される等の顕著
な効果を有するものである。
溶液は強酸性ではなく、さらに比較的低濃度で処理でき
るために、取扱上の危険性もかなり軽減される等の顕著
な効果を有するものである。
第１図は本願発明の処理液を用いた場合の浸漬時間と成
膜量の関係を示すものである。 代理人 弁理士 大 野 精 市 手続補正書（自発） 第１１’２ 浸 ｊ負 峙 藺 （’ｒｔ） １、事件の表示 平成２年特許願第１１７０４４号 ２、発明の名称 二酸化珪素被膜の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市中央区道修町３丁目５番１１号氏名（４０
０） 日本板硝子株式会社代表者 中 島 達 二 ４、代理人 氏名（６９０８）
膜量の関係を示すものである。 代理人 弁理士 大 野 精 市 手続補正書（自発） 第１１’２ 浸 ｊ負 峙 藺 （’ｒｔ） １、事件の表示 平成２年特許願第１１７０４４号 ２、発明の名称 二酸化珪素被膜の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市中央区道修町３丁目５番１１号氏名（４０
０） 日本板硝子株式会社代表者 中 島 達 二 ４、代理人 氏名（６９０８）
Claims (2)
- （１）珪弗化アンモニウムを含む水溶液と添加剤とから
なる処理液に、基材を接触させて該基材表面に酸化珪素
被膜を形成させることを特徴とする二酸化珪素被膜の製
造方法。 - （２）前記添加剤がホウ酸、塩化アルミニウム、塩化カ
ルシウム、塩化マグネシウムである特許請求の範囲第１
項記載の二酸化珪素被膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11704490A JP2730261B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 二酸化珪素被膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11704490A JP2730261B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 二酸化珪素被膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0416505A true JPH0416505A (ja) | 1992-01-21 |
| JP2730261B2 JP2730261B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=14702046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11704490A Expired - Fee Related JP2730261B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 二酸化珪素被膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730261B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016528149A (ja) * | 2013-07-29 | 2016-09-15 | エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ | 超親水性コーティング |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP11704490A patent/JP2730261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016528149A (ja) * | 2013-07-29 | 2016-09-15 | エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ | 超親水性コーティング |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2730261B2 (ja) | 1998-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |