JPH09278431A

JPH09278431A - 親水性膜およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09278431A
Application number: JP9636296A
Authority: JP
Inventors: Toru Kuramoto; 透倉本
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】透明性を有しかつ長期にわたって親水性を持
続する膜およびその製造方法を提供する。【解決手段】表面の任意の位置における５μｍ×５μ
ｍの範囲において、膜の中心線平均粗さを面拡張した平
均面粗さＲａ’値が０．５〜５００ｎｍであって、表面
の凹凸の面方向での繰り返し長さが０．５μｍ以下であ
る凹凸から主としてなる親水性膜およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、親水性膜、親水性表面
を有する物品とその製造方法に関し、より詳しくは、ガ
ラス、金属、プラスチックスなどの表面に高硬度で持続
性、耐久性に優れた親水性被膜とそれを表面に形成した
物品と親水性膜の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】物品の表面に親水性を付与することによ
り、水や極性物質と物品との親和性を向上させることが
でき、もともと困難であった接触、接着、付着などを可
能にすることから、親水性物質の物品表面への付着、水
溶液系における表面反応などの新たな応用分野への展開
が期待されている。

【０００３】一方、透明な物品の表面を親水性にするこ
とにより、曇り防止、結露防止、汚れ防止などを図るこ
とも従来から行われている。親水性を付与する方法に
は、表面を物理的または化学的に処理し表面の分子構造
を変化させ親水性基を形成させる方法や表面のミクロな
形状を変化させる方法と、表面に親水性を有する被膜を
形成する方法が知られている。

【０００４】物理的方法には、プラズマ処理、レーザー
照射処理などの親水化処理が実用化されているが、一般
に処理後短期間では効果はあるものの持続性に問題点が
あるとされている。化学的方法には、表面にラジカルを
発生させ親水性の残基を有する重合性化合物をグラフト
重合させる方法、酸、塩基性物質などにより表面の結合
を切断し親水性の残基に変化させる方法などが行われて
いる。

【０００５】また、親水性膜としては、親水性の化学結
合または残基を分子鎖または側鎖に有するポリマー膜が
広く研究されており、中でも、水酸基により親水性を発
現させるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）膜がその優れ
た親水性と経済的理由から広範囲の用途に実用化されて
いる。

【０００６】また、一般に水溶性の無機物質または無機
ポリマーも被膜が親水性を呈することは知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た物理的な処理による親水性は短期的にしか効果を維持
することができず、また、有機ポリマー膜は、一般に耐
水性および耐久性が十分ではなく、膜の硬度も比較的低
いものであり、用途によっては実用上十分なものとはい
えない。

【０００８】無機物質からなる被膜は硬度は比較的高い
が、親水性を示す物質は水に対する溶解性も高く従って
被膜は容易に消失するので、実用上その用途は限られた
ものとなる。

【０００９】そこで、本発明の目的は、耐久性に優れた
親水性膜であって、好ましくは透明性の高い膜を有する
物品を提供しようとすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための具体的手段】本発明者は、上記
課題を解決するために鋭意検討したところ、物品の表面
に特定の表面構造を有する膜が耐久性に優れた親水性膜
となることを見いだし本発明に到達した。

【００１１】すなわち、本発明は、表面の任意の位置に
おける５μｍ×５μｍの範囲において、膜の中心線平均
粗さを面拡張した平均面粗さＲａ’値が０．５〜５００
ｎｍであって、表面の凹凸の面方向での繰り返し長さが
０．５μｍ以下である凹凸から主としてなる膜であるこ
とを特徴とする親水性膜である。

【００１２】膜の表面の粗さを表示する方法としては、
ＪＩＳＢ０６０１に中心線平均面粗さが定義されて
いるが、本明細書においては、より表面の粗さを実際的
に表現し得る、膜の中心線平均粗さを面拡張した平均面
粗さＲａ’値を採用する。平均面粗さＲａ’値（ｎｍ）
は、ＪＩＳＢ０６０１で定義されている中心線平均
粗さＲａを測定面に対し適用し三次元に拡張したもの
で、「基準面から指定面までの偏差の絶対値を平均した
値」と表現され、次式で与えられる。

【００１３】

【数１】

【００１４】式中、Ｒａ’：平均面粗さ（ｎｍ）、
Ｓ₀：測定面が理想的にフラットであるとした時の面積
｜Ｘ_R−Ｘ_L｜×｜Ｙ_T−Ｙ_B｜、Ｆ（Ｘ，Ｙ）：測定点
（Ｘ，Ｙ）における高さ、Ｘ_L、Ｘ_R、Ｙ_B、Ｙ_T：Ｘ座
標、Ｙ座標の測定範囲、Ｚ₀：測定面内の平均高さを表
す。

【００１５】本発明においては、平均面粗さＲａ’が
０．５〜５００ｎｍであり、０．５〜５０が好ましい。
また、表面の形状を表現する方法として、表面の凹凸の
面方向での繰り返し長さを採用するが、これは、完全な
平面からなる表面に球を敷き詰めた時の球の直径に相当
する。繰り返し長さの測定は、実施例において説明する
ように、原子間力顕微鏡で１〜１００μｍ程度四方の範
囲を観察した場合に目視で確認できる凹凸について高さ
の中央での直径を求めることで行う。本発明においては
この直径が０．５μｍ以下から主としてなっているが、
１０ｎｍ〜３００ｎｍ程度であることが好ましく、５０
〜２００ｎｍがより好ましく、必ずしも直径が揃ってい
ることは必要ではない。

【００１６】このような表面構造を有する膜の形成方法
は、限定されるものではないが、例えば、リン酸または
その塩と溶解性のアルミニウム化合物と水溶性珪酸塩と
界面活性剤と溶媒からなる表面処理剤が塗布され、次い
で３００〜７００℃で熱処理されることで形成すること
ができる。

【００１７】以下、この形成方法（以下、「本方法」と
いう。）について詳細に説明する。本方法で採用するリ
ン酸は、無水リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、オルト
リン酸、三リン酸、四リン酸、ハロゲノリン酸（ハロゲ
ンは塩素またはフッ素）などである。また、これらのリ
ン酸に代えてまたはその一部が溶媒に可溶なリン酸誘導
体であってもよく、各種の縮合リン酸塩、部分的にハロ
ゲン（塩素またはフッ素）もしくは有機基により置換さ
れたリン酸の塩またはリン酸エステルであることもでき
る。これらのリン酸の塩としては、ナトリウム塩、カリ
ウム塩、アンモニウム塩などであり、また、リン酸エス
テルとしては上記したリン酸のメチルエステル、エチル
エステル、イソプロピルエステル、ブチルエステルなど
が挙げられる。これらのリン酸誘導体の代表例を具体的
に例示すればオルトリン酸ナトリウム、三リン酸ナトリ
ウム、リン酸一水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウ
ム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リ
ン酸二水素カルシウム、リン酸水素アンモニウム、リン
酸水素カリウム、リン酸エチル、リン酸トリエチル、リ
ン酸トリブチルなどの各種リン酸誘導体であるが、これ
らに限定されるものではない。

【００１８】本方法で採用する水溶性のアルミニウム化
合物は、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸ア
ルミニウムなどのアルミニウム塩、その含水塩またはア
ルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキ
シド、モノｓｅｃ−ブトキシアルミニウムジイソプロピ
レートなどのアルミニウムアルコキシドなど、さらにア
ルミニウムキレート、アルミニウムアシレート（Ｏ＝Ａ
ｌ−ＯＯＣＲ：Ｒはアルキル基を表す）などが挙げられ
る。これらのうち、硝酸アルミニウム９水塩が熱分解し
易いため特に好ましいものとして挙げられる。

【００１９】本方法で採用する水溶性珪酸塩は、珪酸の
リチウム、ナトリウムまたはカリウム塩である。これら
はオルト珪酸塩、メタ珪酸塩などの各種の形態の塩を形
成するが、例えば珪酸リチウムでは、オルト珪酸リチウ
ム、メタ珪酸リチウム、オルト二珪酸六リチウムなど、
珪酸ナトリウムでは、メタ珪酸ナトリウム、オルト珪酸
ナトリウム、二珪酸ナトリウム、四珪酸ナトリウムな
ど、メタ珪酸カリウム、四珪酸カリウムなどまたはその
種々の水和物を挙げることができる。また、工業的には
これらの珪酸塩は水溶液の形態で入手できるがそれを用
いることもできる。各種の珪酸塩のうち、珪酸リチウム
またはその水和物が特に好適に用いられる。

【００２０】本方法で採用する界面活性剤はノニオン系
界面活性剤である。かかるノニオン系界面活性剤として
は、累積原子団としてポリオキシエチレン単位を有する
アルキルエーテル型、アルキルアリルエーテル型などの
エーテル型、アルキルエステル型、ソルビタンモノアル
キルエステル型などのエステル型、ポリオキシエチエレ
ンアルキルアミンなどのアミンとの縮合型、ポリオキシ
エテレンアルキルアマイドなどのアミドとの縮合型、ポ
リオキシエチレンポリオキシプロピレンなどのポリオキ
シプロピレンとの縮合型、その他としてポリエチレンイ
ミン系などのものを挙げることができる。

【００２１】また、累積原子団を持たないものとして
は、ソルビタンアルキルエステルなどのエステル型、各
種グリセリンモノ脂肪酸エステル、ペンタエリスリット
エステル、サッカローズエステルなどのその他の多価ア
ルコールと脂肪酸のエステル、脂肪酸エタノールアミ
ド、メチロールアミド、オキシメチルエタノールアミ
ド、脂肪酸エタノールアミド誘導体などのアミド型、高
級アルコール、グルコシド、高級アルキルエーテルなど
のものが挙げられる。

【００２２】本方法においては、ＨＬＢ値が９以上のも
のが好ましく、１１以上のものがより好ましい。或い
は、多価アルコールがソルビタンに由来するエステル型
であり、そのうちでもモノエステル型が好ましい。ま
た、ポリオキシエチレン累積原子団を有するエステル型
のノニオン系界面活性剤が好ましい。エステルを形成す
る脂肪酸としては炭素数１２〜１８の直鎖飽和脂肪酸で
あり、特にラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸ま
たはオレイン酸であるものが好ましい。また、ポリオキ
シエチレンの累積数としては、平均数で表して５〜５０
程度のものが好ましく、１５〜３０程度のものがより好
ましい。

【００２３】特に好ましい界面活性剤の市販品として
は、ツウィーン（Ｔｗｅｅｎ：インペリアルケミカル製
品）−２０、−２１、−４０、−６０、−６１、−６
５、−８０、−８１、−８５、レオドールＴＷ（花王製
品）−Ｌ１２０、−Ｌ１０６、−Ｐ１２０、−Ｓ１２
０、−Ｓ１０６、−Ｏ１２０、−Ｏ１０６、−Ｌ１２
０、レオドールスーパーＴＷ（花王製品）−Ｌ１２０、
−Ｓ１２０、−Ｏ１２０または各社から市販されている
これらと同等または類似のものが挙げられる。これらの
うち特に好ましいものとしては、ツウィーン−２０、−
４０、−６０、−８０、レオドールＴＷ−Ｌ１２０、−
Ｐ１２０、−Ｓ１２０、−Ｏ１２０などまたはこれらの
同等または類似品を例示できる。これらは、何れも約２
０個のポリオキシエチレン原子団を有するポリオキシエ
チレンソルビタンモノラウエート、ポリオキシエチレン
ソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタ
ンモノオレエートである。

【００２４】本方法における表面処理剤は、溶剤として
水及び／または水溶性有機溶媒からなる溶剤が使用され
る。リン酸またはその塩と溶解性のアルミニウム化合物
と水溶性珪酸塩は、逐次的にそれぞれを混合することも
でき、同時に溶剤に投入して一度に調製することもで
き、予め一方を溶解しておいた溶液に他方を投入して調
製することもでき、さらに、それぞれ別個に水および／
または水溶性有機溶媒に溶解して、それらを混合して調
製することもできる。水溶性有機溶媒としては、特に限
定されないが、アルコール類として、低級アルコール、
アルコキシアルコール、多価アルコールなどの極性溶媒
が好ましく、メチルアルコール、エチルアルコール、イ
ソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、エチレングリ
コール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチ
レングリコールモノメチルエーテル、グリセリンなどを
挙げることができ、その他アセトンなどを挙げることが
できる。またこれらは２種類以上を混合使用することも
できる。溶剤の選定は、沸点、溶解性、貯蔵安定性、塗
布条件、製造コストなどで決定されるが、作業性および
取り扱いやすさ等の点から、最も好ましいものとしてエ
タノールと水の混合溶媒が挙げられる。水とアルコール
の混合比率は使用するアルミニウム化合物と珪酸塩の種
類および表面処理剤の濃度に依存するが、アルコール／
水／が０．１〜１０（容量比）程度が好ましい。

【００２５】本方法における表面処理液から界面活性剤
成分を添加する前あるいは除いた溶液（以下、「ＰＡＬ
Ｓ液」という。）における、リン酸またはアルミニウム
化合物の濃度は、Ｐ₂Ｏ₅またはＡｌ₂Ｏ₃換算で０．０２
〜１モル／ｌであり、０．０５〜０．５モル／ｌがより
好ましい。何れかが０．０２モル／ｌ未満の濃度では１
回の塗布では十分な膜厚の被膜を形成することができ
ず、操作が煩雑となり好ましくなく、また、１モル／ｌ
を超える濃度では平滑かつ均一で透明な被膜を形成する
ことが困難であるので好ましくない。これらの溶液にお
いては、Ｐ₂Ｏ₅またはＡｌ₂Ｏ₃換算表示で、Ａｌ₂Ｏ_3/
Ｐ₂Ｏ₅のモル比は２／８〜８／２であり、４／６〜６／
４であるのが好ましい。該モル比が２／８未満または８
／２を超えると塗布または熱処理の条件によっては、失
透することがあるので好ましくない。

【００２６】また、ＰＡＬＳ液における水溶性珪酸塩の
濃度はＳｉＯ₂換算で０．０５〜１モル／ｌの範囲が好
ましく、より好ましくは０．１〜０．６モル／ｌの範囲
である。珪酸塩濃度がＳｉＯ₂換算で０．０５モル／ｌ
未満では親水性発現に充分な厚みを有する安定な膜を得
ることは困難である。また、該濃度が１モル／ｌを越え
ると調製された表面処理剤が不安定になり、ゲル化し易
くなるので好ましくない。

【００２７】本方法で採用する界面活性剤は、ＰＡＬＳ
溶液１００重量部に対して０．１〜２００重量部を添加
するが、１〜１００重量部がより好ましい。０．１重量
部ではＰＡＬＳ液のみから形成した膜とほぼ同等の親水
性の持続性しか得られず、２００重量部を越えると表面
処理液の安定性が悪くなるので好ましくない。

【００２８】表面処理液を調製する方法は、前述した方
法で調整したＰＡＬＳ液に所定量の界面活性剤をそのま
まあるいは溶剤の溶解した状態で添加すればよい。本方
法における表面処理剤は、通常塗膜形成において知られ
ているように任意に増粘剤、レベリング剤などの製膜条
件を調節する目的で使用される添加剤を適用することが
できる。

【００２９】本発明の親水性膜の形成方法においては、
物品の表面に表面処理剤を塗布しついで熱処理するが、
塗布および熱処理の回数は２回以上であってもよい。塗
布のみを複数回繰り返した後一度で熱処理すること、塗
布と熱処理の一連の操作を複数回行うことなどどの様な
手順で被膜を形成することも本方法の実施態様の例であ
る。

【００３０】本発明の親水性膜の形成方法において、表
面処理剤を物品表面に塗布する方法としては、公知の方
法から適宜選択すればよくスピンコーティング法、ディ
ッピング法、ロールコーター法、刷毛塗り法、スプレー
法などがあげられるが、これらに限定されるものではな
い。物品表面に塗布された表面処理剤は、単に溶媒を揮
散させ乾燥したのみでは長期間にわたる安定性に欠ける
場合があるので、熱処理を施すことが好ましい。熱処理
による安定性向上の理由は明確ではないが、耐水性に大
きく寄与するフォスフォアルミノシリケートの三次元架
橋構造の形成が促進されるためと推定される。

【００３１】本方法における熱処理温度は、熱処理時間
により異なるので一義的には決まらないが、通常３００
〜７００℃が好ましく、４００〜６００℃がより好まし
い。３００℃未満の温度では形成された被膜の親水性が
低く、しかも耐水性が低く実用上問題になる場合があ
り、７００℃を超えると被膜が失透したり、通常多く適
用されるガラス、金属などの基材の変形、化学変化など
が生じるので好ましくない。

【００３２】本発明の親水性膜の膜厚は１０ｎｍ〜１０
０μｍであり、５０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、１００
ｎｍ〜５μｍがより好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満では
膜の耐久性が低下し長期間の親水性を維持することがで
きず、１００μｍを超えると失透したり平滑性が不良と
なることがあり好ましくない。

【００３３】本発明の親水性膜を表面に形成する物品
は、加熱処理に耐える素材からなるものであればとくに
限定されず、どの様な形状のものであっても良い。適用
できる素材としては、鉄、ステンレス綱、アルミニウム
などの金属、ポリエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポ
リイミド樹脂などのプラスチック、アルミナ、チタニ
ア、石英、溶融石英、チッ化ケイ素、炭化珪素などのセ
ラミックス、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、各
種光学ガラスなどのガラス類を例示することができる
が、透明なセラミックスまたはガラス類において最も有
効である。

【００３４】本発明の親水性膜を表面に形成する物品は
予め他の素材で被覆された物であってもよいが、表面に
親水性が付与されることが必要であるので何れの物品に
おいても最外層に本方法にかかる被膜を形成することが
好ましい。本発明の親水性膜を表面に形成する物品の
具体的な例としては、通常のガラス板、自動車用ガラ
ス、航空機用ガラス、温室用ガラス、鏡、水中眼鏡、カ
メラ、眼鏡のレンズ、表面に１層以上の屈折率の異なる
被膜を形成した低反射ガラス板、表面に導電性を付与し
たガラス板、表面に金属酸化物、金属窒化物、金属珪化
物または金属などを被覆した機能化ガラス板、湿度セン
サー、熱交換器用フィンなどを挙げることができるがこ
れらに限定されない。

【００３５】以下に、さらに詳細に実施例に基づいて説
明する。

【００３６】

【実施例】

〔防曇性の評価試験〕加熱装置を備え、上端に直径５ｃ
ｍの開口部を設けた容器に水を入れ、水を加熱して容器
の空間部を４３℃の飽和水蒸気で満たす。ガラス板の裏
面から２５℃の空気を吹き付けながら、親水性膜の形成
されたを膜面を下方に向けて開口部へ水平に置く。３分
間そのまま水蒸気に接触させて曇り具合を目視で観察す
る。

【００３７】この評価試験で水膜が形成され曇りが生じ
ないことが確認されたならば、ガラス試験片を８０℃で
熱風乾燥した後、２５℃まで冷却し、再び〔防曇性の評
価試験〕を実施し、評価する。

【００３８】Ａ１０回の〔防曇性の評価試験〕後、水膜形成Ｂ６〜９回の〔防曇性の評価試験〕において水滴形成
または曇りＣ２〜５回の〔防曇性の評価試験〕において水滴形成
または曇りＤ１回の〔防曇性の評価試験〕において水滴形成また
は曇り〔表面の平均面粗さＲａ’値の測定〕走査型プローブ顕
微鏡のサイクリックコンタクトモード原子間力顕微鏡
（CC-AFM)〔セイコー電子（株）製、ＳＰＩ３７００、
５μｍ四方スキャン〕で観察し、膜の中心線平均粗さを
面拡張した平均面粗さＲａ’値を求めた。また、表面の
三次元表示顕微鏡写真から表面の凹凸の面方向での繰り
返し長さを求めた。しかし、比較例１の様な平均面粗さ
Ｒａ’値の小さい場合には、測定できなかった。

【００３９】〔実施例１〕試薬特級のリン酸０．０２モ
ル、試薬特級の硝酸アルミニウム９水塩０．０２モルを
２００ｍｌのビーカーに採り、２０ｇの純水を添加して
均一な水溶液とした後、攪拌しながらＳｉＯ₂成分換算
が０．０２モルとなる様に珪酸リチウム（日産化学
（株）製ＬＳ−３５）を徐々に加えた。さらにイソプロ
パノールを添加して最終的に全液量を１００ｍｌとし
た。

【００４０】得られた液１００ｍｌに３ｇのレオドール
ＴＷ−Ｌ１２０（花王製品：約２０個のポリオキシエチ
レン原子団を有するポリオキシエチレンソルビタンモノ
ラウレート）を加え、攪拌して均一な溶液を調製した。
この溶液を親水性表面処理剤薬液として、１０ｃｍ角の
市販ソーダライムガラス（板厚２ｍｍ）にスピンコート
（４００ｒｐｍ）し、次いで、このガラス板を乾燥器中
で７０℃２０分間予備乾燥した後、５００℃の温度で３
０分間の熱処理を行った。得られた表面処理ガラス板に
ついて、前記〔表面の平均面粗さＲａ’値の測定〕に従
って走査型プローブ顕微鏡で測定をしたところ、Ｒａ’
は３．１ｎｍであり、凹凸の繰り返し長さは０．２μｍ
以下であった。このとき得られた三次元表示写真を図１
に示す。また、親水性をゴニオメーター式接触角測定器
で評価した。このガラス板の水滴接触角は０度であり、
膜の外観は平滑かつ無色透明で良好であった。

【００４１】さらに、このガラス板について〔防曇性の
評価試験〕を実施した。これらの結果を表１に示した。

【００４２】

【表１】

【００４３】実施例２実施例１と同様の操作でＰＡＬＳ液を調製し、得られた
液１００ｍｌに５ｇのレオドールＴＷ−Ｌ１２０を加
え、攪拌して均一な溶液を調製した。この溶液を親水性
表面処理剤薬液として、被膜形成を行った。被膜の形成
条件、評価結果などを表１に示した。

【００４４】実施例３実施例１と同様の操作でＰＡＬＳ液を調製し、得られた
液１００ｍｌに１００ｇのレオドールＴＷ−Ｌ１２０を
加え、攪拌して均一な溶液を調製した。この溶液を親水
性表面処理剤薬液として、被膜形成を行った。被膜の形
成条件、評価結果などを表１に示した。

【００４５】実施例４リン酸を０．０２４モル、硝酸アルミニウム９水塩を
０．０１６モルとして実施例１と同様の操作で表１に示
すＰＡＬＳ液を調製し、得られた液１００ｍｌに３０ｇ
のレオドールＴＷ−Ｌ１２０を加え、攪拌して均一な溶
液を調製した。この溶液を親水性表面処理剤薬液とし
て、被膜形成を行った。被膜の形成条件、評価結果など
を表１に示した。

【００４６】実施例５リン酸の代わりに五酸化リン０．０２モルを使用し、純
水の代わりにエタノール／水の容量比１／１の混合溶媒
を使用して実施例１と同様の操作で表１に示すＰＡＬＳ
液を調製し、得られた液１００ｍｌに２０ｇのレオドー
ルＴＷ−Ｌ１２０を加え、攪拌して均一な溶液を調製し
た。この溶液を親水性表面処理剤薬液として、被膜形成
を行った。被膜の形成条件、評価結果などを表１に示し
た。

【００４７】実施例６硝酸アルミニウム９水塩の代わりに塩化アルミニウム６
水塩０．０２モルを使用して実施例１と同様の操作で表
１に示すＰＡＬＳ液を調製し、得られた液１００ｍｌに
２０ｇのレオドールＴＷ−Ｌ１２０を加え、攪拌して均
一な溶液を調製した。この溶液を親水性表面処理剤薬液
として、被膜形成を行った。被膜の形成条件、評価結果
などを表１に示した。

【００４８】実施例７硝酸アルミニウム９水塩の代わりに硫酸アルミニウム
０．０２モルを使用し、イソプロパノールの代わりにイ
ソプロパノール／水の容量比５／５の混合溶媒を使用し
て実施例１と同様の操作で表１に示すＰＡＬＳ液を調製
し、得られた液１００ｍｌに１０ｇのレオドールＴＷ−
Ｌ１２０を加え、攪拌して均一な溶液を調製した。この
溶液を親水性表面処理剤薬液として、被膜形成を行っ
た。被膜の形成条件、評価結果などを表１に示した。

【００４９】実施例８イソプロパノールの代わりにエタノールを使用して実施
例１と同様の操作で表１に示すＰＡＬＳ液を調製し、得
られた液１００ｍｌに２０ｇのレオドールＴＷ−Ｌ１２
０を加え、攪拌して均一な溶液を調製した。この溶液を
親水性表面処理剤薬液として、被膜形成を行った。被膜
の形成条件、評価結果などを表１に示した。

【００５０】実施例９イソプロパノールの代わりにアセトンを使用して実施例
１と同様の操作で表１に示すＰＡＬＳ液を調製し、得ら
れた液１００ｍｌに２０ｇのレオドールＴＷ−Ｌ１２０
を加え、攪拌して均一な溶液を調製した。この溶液を親
水性表面処理剤薬液として、被膜形成を行った。被膜の
形成条件、評価結果などを表１に示した。

【００５１】実施例１０珪酸リチウムの代わりに珪酸ソーダ０．０２モルを使用
して実施例１と同様の操作で表１に示すＰＡＬＳ液を調
製し、得られた液１００ｍｌに４０ｇのレオドールＴＷ
−Ｌ１２０を加え、攪拌して均一な溶液を調製した。こ
の溶液を親水性表面処理剤薬液として、被膜形成を行っ
た。被膜の形成条件、評価結果などを表１に示した。

【００５２】実施例１１実施例１と同様の操作でＰＡＬＳ液を調製し、得られた
液１００ｍｌに１０ｇのレオドールＴＷ−Ｏ１２０を加
え、攪拌して均一な溶液を調製した。この溶液を親水性
表面処理剤薬液として、被膜形成を行った。被膜の形成
条件、評価結果などを表１に示した。

【００５３】実施例１２実施例１と同様の操作でＰＡＬＳ液を調製し、得られた
液１００ｍｌに１０ｇのレオドールＴＷ−Ｏ１２０を加
え、攪拌して均一な溶液を調製した。この溶液を親水性
表面処理剤薬液として、被膜形成を行った。被膜の形成
条件、評価結果などを表１に示した。

【００５４】比較例１実施例１と同様の操作でＰＡＬＳ液を調製し、界面活性
剤を添加せず、この溶液を親水性表面処理剤薬液とし
て、被膜形成を行った。得られた表面処理ガラス板につ
いて、前記〔表面の平均面粗さＲａ’値の測定〕に従っ
て走査型プローブ顕微鏡で測定をしたところ、Ｒａ’は
０．３ｎｍであり、凹凸の繰り返し長さを求めることは
できなかった。このとき得られた三次元表示写真を図２
に示す。被膜の形成条件、評価結果などを表１に示し
た。

【００５５】実施例１〜１２および比較例１ともに膜の
外観は平滑かつ無色透明で良好であった。

【００５６】

【発明の効果】本発明の親水性膜は、透明性を有しかつ
長期にわたって親水性を持続することができるので、汚
染防止、視界保持を要する建築用ガラス、光学ガラス製
品、自動車用ガラスなど、さらには熱交換器用放熱フィ
ンに好適であるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られた膜の粒子の構造を示す顕
微鏡写真である。

【図２】比較例１で得られた膜の粒子の構造を示す顕
微鏡写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面の任意の位置における５μｍ×５μｍ
の範囲において、膜の中心線平均粗さを面拡張した平均
面粗さＲａ’値が０．５〜５００ｎｍであって、表面の
凹凸の面方向での繰り返し長さが０．５μｍ以下である
凹凸から主としてなる膜であることを特徴とする親水性
膜。
【請求項２】平均面粗さＲａ’が０．５〜５０ｎｍであ
ることを特徴とする請求項１記載の親水性膜。
【請求項３】リン、アルミニウムおよび珪素の酸化物か
らなることを特徴とする請求項１〜２記載の親水性膜。
【請求項４】被膜形成能を有する表面処理剤が塗布さ
れ、次いで熱処理されて形成されたことを特徴とする請
求項１〜３記載の親水性膜。
【請求項５】リン酸および／またはその塩と溶解性のア
ルミニウム化合物と水溶性珪酸塩とノニオン系界面活性
剤と溶媒からなる表面処理剤が塗布され、次いで３００
〜７００℃で熱処理されて形成されたことを特徴とする
請求項１〜４記載の親水性膜
【請求項６】リン酸の塩が、リン酸のナトリウム、カリ
ウムおよびアンモニアの塩から選ばれた一種以上のリン
酸塩であることを特徴とする請求項５記載の親水性膜。
【請求項７】溶解性のアルミニウム化合物が硝酸アルミ
ニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムまたはそ
れらの水和物から選ばれた一種以上のアルミニウム化合
物であることを特徴とする請求項５〜６記載の親水性
膜。
【請求項８】水溶性珪酸塩が、珪酸のリチウム、ナトリ
ウムおよびカリウム塩から選ばれた一種以上の珪酸塩で
あることを特徴とする請求項５〜７記載の親水性膜。
【請求項９】水溶性珪酸塩が、珪酸リチウムであること
を特徴とする請求項５〜８記載の親水性膜。
【請求項１０】ノニオン系界面活性剤が、ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸モノエステルであることを特徴
とする請求項５〜９記載の親水性膜。
【請求項１１】ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸モ
ノエステルの脂肪酸がラウリル酸、パルミチン酸、ステ
アリン酸またはオレイン酸であることを特徴とする請求
項１０記載の親水性膜。
【請求項１２】溶媒が、水および／または水溶性の有機
溶媒であることを特徴とする請求項５〜１１記載の親水
性膜。
【請求項１３】溶媒が、水とエタノールまたはイソプロ
パノールからなることを特徴とする請求項５〜１２記載
の親水性膜。
【請求項１４】物品表面に請求項１〜１３記載の親水性
膜を有することを特徴とする親水性物品。
【請求項１５】物品が、板ガラス、任意の形状の金属板
であることを特徴とする請求項１４記載の親水性物品。
【請求項１６】物品が、親水性を付与する被膜以外に被
膜を有さないか、または１層以上の被膜を有する板ガラ
スであることを特徴とする請求項１４〜１５記載の親水
性物品。
【請求項１７】物品表面に、リン酸またはそのナトリウ
ム、カリウム、アンモニウム塩と溶解性のアルミニウム
化合物と水溶性珪酸塩とノニオン系界面活性剤と溶媒か
らなる表面処理剤が塗布され、次いで３００〜７００℃
で熱処理されることを特徴とする親水性膜の製造方法。