JPH1060665A - 親水性被膜およびその製造方法 - Google Patents
親水性被膜およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス、ミラー、金属、プラスチック等の表
面に親水性被膜を形成することにより、その親水性を長
く持続させることのできる親水性被膜およびその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 チタニアを含む金属酸化物ゾルおよびゾ
ルの形状が鎖状であるコロイダルシリカを含む複合溶液
を基板に塗布し、焼成したチタニアおよびシリカを含む
金属酸化物膜を有することを特徴とする親水性被膜。
面に親水性被膜を形成することにより、その親水性を長
く持続させることのできる親水性被膜およびその製造方
法を提供すること。 【解決手段】 チタニアを含む金属酸化物ゾルおよびゾ
ルの形状が鎖状であるコロイダルシリカを含む複合溶液
を基板に塗布し、焼成したチタニアおよびシリカを含む
金属酸化物膜を有することを特徴とする親水性被膜。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、親水性被膜およびその
製造方法に関し、特にガラス、ミラー、金属、プラスチ
ック等の表面に親水性被膜を形成することにより、その
親水性を長く持続させることのできる親水性被膜および
その製造方法に関する。
製造方法に関し、特にガラス、ミラー、金属、プラスチ
ック等の表面に親水性被膜を形成することにより、その
親水性を長く持続させることのできる親水性被膜および
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、無機ガラス等は透明基材とし
ての性質を活かして、例えば窓ガラス、鏡面、眼鏡レン
ズなどの物品に広く利用されている。
ての性質を活かして、例えば窓ガラス、鏡面、眼鏡レン
ズなどの物品に広く利用されている。
【０００３】しかしながら、これら透明基材を用いた物
品は、高温多湿の場所または温度や湿度差の大きい境界
面などに使用すると物品の表面に結露を生じ、これに起
因して物品の表面が曇りを帯びるという欠点を有する。
特に透明基材のうちでも、窓ガラス、眼鏡レンズ、鏡な
どは、製品の表面が曇ったり、あるいは傷がつきやすい
という重大な問題がある。従って各方面からこれらの改
良に関する要望がなされており、これまでに透明基材を
はじめとする各種物品に対して親水性や耐久性を付与し
ようとする試みが種々提案されている。
品は、高温多湿の場所または温度や湿度差の大きい境界
面などに使用すると物品の表面に結露を生じ、これに起
因して物品の表面が曇りを帯びるという欠点を有する。
特に透明基材のうちでも、窓ガラス、眼鏡レンズ、鏡な
どは、製品の表面が曇ったり、あるいは傷がつきやすい
という重大な問題がある。従って各方面からこれらの改
良に関する要望がなされており、これまでに透明基材を
はじめとする各種物品に対して親水性や耐久性を付与し
ようとする試みが種々提案されている。
【０００４】基材表面の曇りを防止する方法としては、
ガラス等の表面に親水性の被膜を形成することが行われ
ている。最も簡単な手段としては、界面活性剤を表面に
塗布することで曇りを防ぐことができることが古くから
知られており、界面活性剤にポリアクリル酸やポリビニ
ルアルコールなどの水溶性ポリマーを配合することでそ
の効果の持続性を上げる試みがなされている（例えば、
特開昭５２−１０１６８０号公報等）。しかしながら、
この様な方法においては一時的に親水性を付与するのみ
であり連続的な効果を期待することはできない。
ガラス等の表面に親水性の被膜を形成することが行われ
ている。最も簡単な手段としては、界面活性剤を表面に
塗布することで曇りを防ぐことができることが古くから
知られており、界面活性剤にポリアクリル酸やポリビニ
ルアルコールなどの水溶性ポリマーを配合することでそ
の効果の持続性を上げる試みがなされている（例えば、
特開昭５２−１０１６８０号公報等）。しかしながら、
この様な方法においては一時的に親水性を付与するのみ
であり連続的な効果を期待することはできない。
【０００５】一方、特開昭５５−１５４３５１号公報に
は、ガラス基材表面に、モリブデン酸化物とタングステ
ン酸化物とのうちいずれか一種以上とリン酸化物とを含
む薄膜を物理蒸着や化学蒸着等で形成することにより親
水性に優れた親水性薄膜を得る方法が提案されている。
また、特開昭５４−１０５１２０号公報には、Ｐ2 Ｏを
含むガラスに、Ｐ2 Ｏ5 の液体または蒸気を接触させる
ことにより親水性を付与する方法が提案されている。さ
らに、特開昭５３−５８４９２号公報には、スルホン酸
型両性界面活性剤および無機塩あるいは酢酸塩を含む組
成物を低級アルコール溶液を用いて基材に塗布すること
により密着性に優れた親水膜を形成する方法が提案され
ている。しかしながら、これらの方法においても親水性
能の長期持続性に劣るという欠点があった。
は、ガラス基材表面に、モリブデン酸化物とタングステ
ン酸化物とのうちいずれか一種以上とリン酸化物とを含
む薄膜を物理蒸着や化学蒸着等で形成することにより親
水性に優れた親水性薄膜を得る方法が提案されている。
また、特開昭５４−１０５１２０号公報には、Ｐ2 Ｏを
含むガラスに、Ｐ2 Ｏ5 の液体または蒸気を接触させる
ことにより親水性を付与する方法が提案されている。さ
らに、特開昭５３−５８４９２号公報には、スルホン酸
型両性界面活性剤および無機塩あるいは酢酸塩を含む組
成物を低級アルコール溶液を用いて基材に塗布すること
により密着性に優れた親水膜を形成する方法が提案され
ている。しかしながら、これらの方法においても親水性
能の長期持続性に劣るという欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の技術においては、持続性を有する親水性や耐候性
を満足する親水性被膜を得ることはできなかった。従っ
て本発明は、このような従来技術の欠点を解消するため
になされたものであり、親水性や耐候性に優れた親水性
被膜およびその製造方法を提供することを目的とする。
従来の技術においては、持続性を有する親水性や耐候性
を満足する親水性被膜を得ることはできなかった。従っ
て本発明は、このような従来技術の欠点を解消するため
になされたものであり、親水性や耐候性に優れた親水性
被膜およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
チタニアを含む金属酸化物ゾルおよびゾルの形状が鎖状
であるコロイダルシリカを含む複合溶液を基板に塗布
し、焼成したチタニアおよびシリカを含む金属酸化物膜
を有することを特徴とする親水性被膜およびその製造方
法により達成された。以下、本発明について更に詳細に
説明する。
チタニアを含む金属酸化物ゾルおよびゾルの形状が鎖状
であるコロイダルシリカを含む複合溶液を基板に塗布
し、焼成したチタニアおよびシリカを含む金属酸化物膜
を有することを特徴とする親水性被膜およびその製造方
法により達成された。以下、本発明について更に詳細に
説明する。
【０００８】本発明においては、上述の構成とすること
により、シリカを含む金属酸化物膜が有する親水性に加
えて、チタニアが有する光触媒活性によって、表面に付
着する汚れの分解除去能を付与することにより、極めて
長寿命の親水表面を得ることができる。また、コロイダ
ルシリカは、通常球形のものが用いられるが、本発明で
はコロイダルシリカとして鎖状のものを添加することに
よって、特に膜表面の耐傷付き性を著しく向上するとい
う効果も得られた。
により、シリカを含む金属酸化物膜が有する親水性に加
えて、チタニアが有する光触媒活性によって、表面に付
着する汚れの分解除去能を付与することにより、極めて
長寿命の親水表面を得ることができる。また、コロイダ
ルシリカは、通常球形のものが用いられるが、本発明で
はコロイダルシリカとして鎖状のものを添加することに
よって、特に膜表面の耐傷付き性を著しく向上するとい
う効果も得られた。
【０００９】本発明において使用する基板としては、公
知の基板の中から適宜選択して使用することができ、例
えば金属、ガラス、無機、有機樹脂等の材料が挙げられ
る。チタニアはアモルファスであってもアナターゼ型や
ルチル型の結晶であっても良いが、アナターゼ型が最も
好ましい。
知の基板の中から適宜選択して使用することができ、例
えば金属、ガラス、無機、有機樹脂等の材料が挙げられ
る。チタニアはアモルファスであってもアナターゼ型や
ルチル型の結晶であっても良いが、アナターゼ型が最も
好ましい。
【００１０】本発明の親水性被膜に含まれる、チタニア
以外の金属酸化物としては、具体的には、例えばチタン
酸鉄、酸化鉄、酸化ビスマス、酸化モリブデン、酸化ニ
ッケル、酸化タングステン、シリカ、アルミナ、酸化イ
ットリウム、酸化錫、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化コ
バルト、酸化銅、酸化銀、酸化バナジウム、酸化クロム
および酸化ジルコニウム等から成る群から選ばれる少な
くとも１種が挙げられる。
以外の金属酸化物としては、具体的には、例えばチタン
酸鉄、酸化鉄、酸化ビスマス、酸化モリブデン、酸化ニ
ッケル、酸化タングステン、シリカ、アルミナ、酸化イ
ットリウム、酸化錫、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化コ
バルト、酸化銅、酸化銀、酸化バナジウム、酸化クロム
および酸化ジルコニウム等から成る群から選ばれる少な
くとも１種が挙げられる。
【００１１】この親水性被膜は、チタニアを含む金属酸
化物ゾルとゾルの形状が鎖状であるコロイダルシリカを
含むゾル溶液を基板上に塗布し、次いでその塗布液を３
００〜８５０℃で焼成することにより得られるチタニア
およびシリカを含む金属酸化物膜を基板上に設けること
により製造することができる。
化物ゾルとゾルの形状が鎖状であるコロイダルシリカを
含むゾル溶液を基板上に塗布し、次いでその塗布液を３
００〜８５０℃で焼成することにより得られるチタニア
およびシリカを含む金属酸化物膜を基板上に設けること
により製造することができる。
【００１２】金属酸化物ゾルは、金属アルコキシドから
作製することができる。チタニアゾルは、例えばチタン
テトライソプロポキシドやテトラエトキシチタンなどの
ようなチタンアルコキシドを加水分解や脱水縮合して得
ることもできる。この反応に際しては、反応性を制御す
るために配位子を用いてもよい。
作製することができる。チタニアゾルは、例えばチタン
テトライソプロポキシドやテトラエトキシチタンなどの
ようなチタンアルコキシドを加水分解や脱水縮合して得
ることもできる。この反応に際しては、反応性を制御す
るために配位子を用いてもよい。
【００１３】また、金属アルコキシドから作製したゾル
溶液に、金属の硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩、ステ
アリン酸塩、また塩化物や臭化物などのハロゲン化物や
その縮合物などを添加してもよい。金属酸化物として
は、市販されているものを用いることもできる。具体的
には、例えばシリカゾルとしてはスーパーセラ（大八化
学工業所製の商品名）、セラミカ（日板研究所製の商品
名）、ＨＡＳ（コルコート株式会社製の商品名）、アト
ロンＳｉＮ−５００（日本曹達株式会社製の商品名）、
ＣＧＳ−ＤＩ−０６００（チッソ株式会社製の商品名）
などを利用することができる。また、ＴＡ−１０，ＴＡ
−１５（日産化学工業株式会社製の商品名）、アトロン
ＴｉＮ−５００（日本曹達株式会社製の商品名）などの
チタニアゾル、ＮＺＳ−３０Ａ，ＮＺＳ−３０Ｂ（日産
化学工業株式会社製の商品名）やＡＺＳ−Ａ，ＡＺＳ−
ＮＢ，ＡＺＳ−Ｂ（日本触媒化学工業株式会社製の商品
名）などのジルコニアゾル、アルミナゾル−１００、ア
ルミナゾル−２００、アルミナゾル−５２０（日産化学
工業株式会社製の商品名）、カタロイドＡＳ−３（触媒
化成工業株式会社製の商品名）などのアルミナゾルなど
も用いることができる。
溶液に、金属の硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩、ステ
アリン酸塩、また塩化物や臭化物などのハロゲン化物や
その縮合物などを添加してもよい。金属酸化物として
は、市販されているものを用いることもできる。具体的
には、例えばシリカゾルとしてはスーパーセラ（大八化
学工業所製の商品名）、セラミカ（日板研究所製の商品
名）、ＨＡＳ（コルコート株式会社製の商品名）、アト
ロンＳｉＮ−５００（日本曹達株式会社製の商品名）、
ＣＧＳ−ＤＩ−０６００（チッソ株式会社製の商品名）
などを利用することができる。また、ＴＡ−１０，ＴＡ
−１５（日産化学工業株式会社製の商品名）、アトロン
ＴｉＮ−５００（日本曹達株式会社製の商品名）などの
チタニアゾル、ＮＺＳ−３０Ａ，ＮＺＳ−３０Ｂ（日産
化学工業株式会社製の商品名）やＡＺＳ−Ａ，ＡＺＳ−
ＮＢ，ＡＺＳ−Ｂ（日本触媒化学工業株式会社製の商品
名）などのジルコニアゾル、アルミナゾル−１００、ア
ルミナゾル−２００、アルミナゾル−５２０（日産化学
工業株式会社製の商品名）、カタロイドＡＳ−３（触媒
化成工業株式会社製の商品名）などのアルミナゾルなど
も用いることができる。
【００１４】鎖状のコロイダルシリカとしては、鎖の径
が５０ｎｍ以下、鎖の長さが４０〜５００ｎｍの範囲に
あるものが好ましい。鎖の長さが４０ｎｍ未満になる
と、シリカが球状に近くなるため膜質向上効果が小さく
なり、逆に鎖の径が５０ｎｍおよび鎖の長さが５００ｎ
ｍを超えると、形成された膜に濁りが生じ透明膜が得ら
れにくい。
が５０ｎｍ以下、鎖の長さが４０〜５００ｎｍの範囲に
あるものが好ましい。鎖の長さが４０ｎｍ未満になる
と、シリカが球状に近くなるため膜質向上効果が小さく
なり、逆に鎖の径が５０ｎｍおよび鎖の長さが５００ｎ
ｍを超えると、形成された膜に濁りが生じ透明膜が得ら
れにくい。
【００１５】この鎖状のコロイダルシリカの具体例とし
ては、例えばＳＴ−ＵＰやＳＴ−ＯＵＰ（日産化学工業
株式会社製の商品名）などを挙げることができる。鎖状
コロイダルシリカの含有量は２０〜７０重量％の範囲で
あることが好ましい。鎖状コロイダルシリカの含有量が
２０重量％未満になると、親水化および膜硬度を向上さ
せる効果が不足し、７０重量％を超えるとチタニアの含
有率が減少し過ぎて光触媒性能が不足する。
ては、例えばＳＴ−ＵＰやＳＴ−ＯＵＰ（日産化学工業
株式会社製の商品名）などを挙げることができる。鎖状
コロイダルシリカの含有量は２０〜７０重量％の範囲で
あることが好ましい。鎖状コロイダルシリカの含有量が
２０重量％未満になると、親水化および膜硬度を向上さ
せる効果が不足し、７０重量％を超えるとチタニアの含
有率が減少し過ぎて光触媒性能が不足する。
【００１６】上記ゾル溶液は、必要に応じて水や有機溶
媒などで希釈して用いることができる。使用する有機溶
媒としては、金属酸化物とアルカリ金属化合物とを溶解
するものであれば何でもよく、例えば、メタノール、エ
タノールおよびプロピルアルコール等の１級アルコー
ル、イソプロピルアルコール等の２級アルコール、ター
シャルブタノール等の３級アルコール、アセトンやメチ
ルエチルケトン等のケトン類、エーテル類、ベンゼン、
トルエン、キシレン、クロロホルム、ペンタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン等の脂肪族、芳香族、脂環式の炭化
水素等の一般的な溶媒が挙げられ、これらを単独でまた
は混合して用いることができる。
媒などで希釈して用いることができる。使用する有機溶
媒としては、金属酸化物とアルカリ金属化合物とを溶解
するものであれば何でもよく、例えば、メタノール、エ
タノールおよびプロピルアルコール等の１級アルコー
ル、イソプロピルアルコール等の２級アルコール、ター
シャルブタノール等の３級アルコール、アセトンやメチ
ルエチルケトン等のケトン類、エーテル類、ベンゼン、
トルエン、キシレン、クロロホルム、ペンタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン等の脂肪族、芳香族、脂環式の炭化
水素等の一般的な溶媒が挙げられ、これらを単独でまた
は混合して用いることができる。
【００１７】基板上に上記のゾル溶液を塗布する方法と
しては、公知の塗布手段の中から適宜選択して使用する
ことができ、例えば浸漬引き上げ法（ディッピング
法）、スプレー法、フローコート法、スピンコート法な
どを挙げることができる。塗布風乾した後に３００〜８
５０℃で焼成することによって親水性被膜が得られる。
焼成温度が３００℃より低いと、膜硬度が不足し、逆に
８５０℃より高いとチタニアがルチル型に相転移しやす
く充分な防汚性が得られなくなる。
しては、公知の塗布手段の中から適宜選択して使用する
ことができ、例えば浸漬引き上げ法（ディッピング
法）、スプレー法、フローコート法、スピンコート法な
どを挙げることができる。塗布風乾した後に３００〜８
５０℃で焼成することによって親水性被膜が得られる。
焼成温度が３００℃より低いと、膜硬度が不足し、逆に
８５０℃より高いとチタニアがルチル型に相転移しやす
く充分な防汚性が得られなくなる。
【００１８】この親水性被膜の膜厚は２０〜５００ｎｍ
の範囲であることが好ましい。膜厚が２０ｎｍ未満にな
ると親水性能が不足し、逆に５００ｎｍを超えると焼成
時クラックなどが発生しやすく、透明な膜が得られにく
くなる。
の範囲であることが好ましい。膜厚が２０ｎｍ未満にな
ると親水性能が不足し、逆に５００ｎｍを超えると焼成
時クラックなどが発生しやすく、透明な膜が得られにく
くなる。
【００１９】本発明においては、基板上に第１層として
金属酸化物膜を形成し、その第１層上に第２層として該
親水性被膜を形成した２層構成とすることもできる。第
１層の金属酸化物としては、例えばシリカなどを用いる
ことができる。
金属酸化物膜を形成し、その第１層上に第２層として該
親水性被膜を形成した２層構成とすることもできる。第
１層の金属酸化物としては、例えばシリカなどを用いる
ことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】一般的にアナターゼ構造を含むチ
タニア膜は、表面に付着した汚れを光触媒反応により分
解するので、あるレベル以上の紫外線の照射下では親水
性表面が保たれる。しかし、紫外線量があるレベル以下
の場合や紫外線が照射されていない場合には、付着した
汚れが分解されないため親水性が徐々に失われる。シリ
カのような親水性化合物を添加すると汚れが付着しても
親水性が保たれやすく、紫外線がない状態が長時間続い
た場合であっても親水維持性を向上させることができ
る。また、このとき添加するシリカとしては鎖状のコロ
イドを用いることによって、膜硬度や耐摩耗性を向上さ
せることができると共に、チタニアの結晶性の低下を防
止することができる。
タニア膜は、表面に付着した汚れを光触媒反応により分
解するので、あるレベル以上の紫外線の照射下では親水
性表面が保たれる。しかし、紫外線量があるレベル以下
の場合や紫外線が照射されていない場合には、付着した
汚れが分解されないため親水性が徐々に失われる。シリ
カのような親水性化合物を添加すると汚れが付着しても
親水性が保たれやすく、紫外線がない状態が長時間続い
た場合であっても親水維持性を向上させることができ
る。また、このとき添加するシリカとしては鎖状のコロ
イドを用いることによって、膜硬度や耐摩耗性を向上さ
せることができると共に、チタニアの結晶性の低下を防
止することができる。
【００２１】チタニアの光触媒特性によって汚れを分解
するための光源としては、４００ｎｍ以下の紫外線を含
むものが良く、例えば太陽光、水銀等、蛍光灯、ハロゲ
ンランプ、ショートアークセキノン光、レーザー光等が
挙げられる。本発明では、親水性被膜を形成した部分に
直接光が照射されるように光源を設けてもよいが、通常
は特別に光源を要せず、例えば室内の蛍光灯や太陽など
の自然光によって充分に性能を得ることができる。
するための光源としては、４００ｎｍ以下の紫外線を含
むものが良く、例えば太陽光、水銀等、蛍光灯、ハロゲ
ンランプ、ショートアークセキノン光、レーザー光等が
挙げられる。本発明では、親水性被膜を形成した部分に
直接光が照射されるように光源を設けてもよいが、通常
は特別に光源を要せず、例えば室内の蛍光灯や太陽など
の自然光によって充分に性能を得ることができる。
【００２２】以上説明したように本発明によれば、チタ
ニアを含む金属酸化物と鎖状のシリカコロイドとを含有
する複合溶液を基板に塗布し、焼成したチタニアおよび
シリカを含む金属酸化物膜を基板上に形成することによ
って、極めて長寿命の親水性被膜を得ることができる。
ニアを含む金属酸化物と鎖状のシリカコロイドとを含有
する複合溶液を基板に塗布し、焼成したチタニアおよび
シリカを含む金属酸化物膜を基板上に形成することによ
って、極めて長寿命の親水性被膜を得ることができる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。
【００２４】性能の評価は膜表面の水滴接触角によって
行った。接触角と親水性との関係を確認したところ、水
滴接触角が１５゜以下であれば、息を吹きかけても曇ら
ずに防曇性があった。
行った。接触角と親水性との関係を確認したところ、水
滴接触角が１５゜以下であれば、息を吹きかけても曇ら
ずに防曇性があった。
【００２５】実施例１〜３および比較的１〜２ 大きさ１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１．９ｍｍのクリ
アフロートガラス基板を中性洗剤、水、エタノールで順
次洗浄し、乾燥して被膜用基板とした。チタンのアルコ
キシドとしてチタンテトライソプロポキシドをエタノー
ルに０．５ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解し、この溶液に
２−メチル−２，４ペンタンジオールをアルコキシド１
ｍｏｌに対して１ｍｏｌ加えて１時間還流した。室温ま
で冷却し、この中に硝酸を添加し酸性になるよう調整し
た後、水をアルコキシドと等モル量滴下し、１時間の還
流を行ない、チタニアゾルを得た。
アフロートガラス基板を中性洗剤、水、エタノールで順
次洗浄し、乾燥して被膜用基板とした。チタンのアルコ
キシドとしてチタンテトライソプロポキシドをエタノー
ルに０．５ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解し、この溶液に
２−メチル−２，４ペンタンジオールをアルコキシド１
ｍｏｌに対して１ｍｏｌ加えて１時間還流した。室温ま
で冷却し、この中に硝酸を添加し酸性になるよう調整し
た後、水をアルコキシドと等モル量滴下し、１時間の還
流を行ない、チタニアゾルを得た。
【００２６】上述のようにして得られたチタニアゾル溶
液と鎖状コロイダルシリカとしてＳＴ−ＯＵＰ（日産化
学工業株式会社製の商品名）とを混合し、固形分濃度が
３％となるように水とエタノールの１：１（重量比）溶
液で希釈し塗布溶液を得た。コロイダルシリカの添加量
を１０重量％、２０重量％、５０重量％、７０重量％、
８０重量％としたものをそれぞれ作成し、それぞれ比較
例１、実施例１、実施例２、実施例３、比較例２とし
た。
液と鎖状コロイダルシリカとしてＳＴ−ＯＵＰ（日産化
学工業株式会社製の商品名）とを混合し、固形分濃度が
３％となるように水とエタノールの１：１（重量比）溶
液で希釈し塗布溶液を得た。コロイダルシリカの添加量
を１０重量％、２０重量％、５０重量％、７０重量％、
８０重量％としたものをそれぞれ作成し、それぞれ比較
例１、実施例１、実施例２、実施例３、比較例２とし
た。
【００２７】被膜用基板に上記塗布溶液をスピンコーテ
ィング法により、１０００ｒｐｍの条件でコーティング
し、風乾後５００℃で３０分間焼成した。得られた被膜
は膜厚１０ｎｍの透明なものであった。得られた被膜表
面の接触角、２４時間暗箱中に放置した後の接触角、さ
らに可塑剤のＤＯＰ（ジオクチルスタレート）を付着さ
せた時の接触角、および０．５ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線を
１時間照射した後の接触角を表１に示す。表１に示すよ
うに、コロイダルシリカの添加量が１０重量％では暗箱
放置後の接触角増加量が大きく、維持性が悪い。また８
０重量％では一旦汚染された後の接触角が低下せず、汚
れの分解性能が悪いことがわかる。
ィング法により、１０００ｒｐｍの条件でコーティング
し、風乾後５００℃で３０分間焼成した。得られた被膜
は膜厚１０ｎｍの透明なものであった。得られた被膜表
面の接触角、２４時間暗箱中に放置した後の接触角、さ
らに可塑剤のＤＯＰ（ジオクチルスタレート）を付着さ
せた時の接触角、および０．５ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線を
１時間照射した後の接触角を表１に示す。表１に示すよ
うに、コロイダルシリカの添加量が１０重量％では暗箱
放置後の接触角増加量が大きく、維持性が悪い。また８
０重量％では一旦汚染された後の接触角が低下せず、汚
れの分解性能が悪いことがわかる。
【００２８】
【表１】
【００２９】実施例４〜７および比較的３〜４ 基板として石英ガラスを用い、実施例２と全く同様にコ
ロイダルシリカの添加量を５０重量％とした塗布液を同
様にスピンコートした。焼成温度を２００℃、３５０
℃、５００℃、７００℃、８００℃、９００℃としてそ
れぞれ３０分間焼成して得られたものをそれぞれ比較例
３、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、比較例
４とした。
ロイダルシリカの添加量を５０重量％とした塗布液を同
様にスピンコートした。焼成温度を２００℃、３５０
℃、５００℃、７００℃、８００℃、９００℃としてそ
れぞれ３０分間焼成して得られたものをそれぞれ比較例
３、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、比較例
４とした。
【００３０】得られた被膜表面の接触角、２４時間暗箱
中に放置した後の接触角、さらにＤＯＰを付着させた時
の接触角、および０．５ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線を１時間
照射した後の接触角を表２に示す。表２に示すように、
２００℃で焼成したものは親水性が低く触媒性能も不足
し、９００℃で焼成したものは触媒性能が悪いことがわ
かる。
中に放置した後の接触角、さらにＤＯＰを付着させた時
の接触角、および０．５ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線を１時間
照射した後の接触角を表２に示す。表２に示すように、
２００℃で焼成したものは親水性が低く触媒性能も不足
し、９００℃で焼成したものは触媒性能が悪いことがわ
かる。
【００３１】
【表２】
【００３２】実施例８〜１０および比較的５ 基板上にシリカゾルとしてアトロンＮ−Ｓｉ５００（日
本曹達株式会社製の商品名）をスピンコーティングし、
６００℃で３０分間焼成し、膜厚が５０ｎｍ、１００ｎ
ｍ、２００ｎｍ、４００ｎｍの第１層を形成した。この
第１層上に実施例２と全く同様にコロイダルシリカを５
０重量％としたものを用いて実施例１と全く同様にして
被膜を形成した。
本曹達株式会社製の商品名）をスピンコーティングし、
６００℃で３０分間焼成し、膜厚が５０ｎｍ、１００ｎ
ｍ、２００ｎｍ、４００ｎｍの第１層を形成した。この
第１層上に実施例２と全く同様にコロイダルシリカを５
０重量％としたものを用いて実施例１と全く同様にして
被膜を形成した。
【００３３】得られた被膜表面の接触角、２４時間暗箱
中に放置した後の接触角、さらにＤＯＰを付着させた時
の接触角、および０．５ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線を１時間
照射した後の接触角を表３に示す。
中に放置した後の接触角、さらにＤＯＰを付着させた時
の接触角、および０．５ｍＷ／ｃｍ2 の紫外線を１時間
照射した後の接触角を表３に示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】表３に示すように、第１層を４００ｎｍの
膜厚としたものは焼成後基板に反りが生じたことがわか
る。
膜厚としたものは焼成後基板に反りが生じたことがわか
る。
【００３６】比較的６〜８ 実施例１と全く同様にして準備したチタニアゾルをエタ
ノールで固形分濃度が２重量％となるように希釈したも
のを塗布溶液とした。この塗布溶液を実施例１のように
洗浄を行なったガラス基板上にスピンコーティング法に
より１０００ｒｐｍの条件で塗布し、５００℃で焼成す
ることを２回繰り返したものを比較例６とした。得られ
た被膜は膜厚１００ｎｍの透明なものであった。
ノールで固形分濃度が２重量％となるように希釈したも
のを塗布溶液とした。この塗布溶液を実施例１のように
洗浄を行なったガラス基板上にスピンコーティング法に
より１０００ｒｐｍの条件で塗布し、５００℃で焼成す
ることを２回繰り返したものを比較例６とした。得られ
た被膜は膜厚１００ｎｍの透明なものであった。
【００３７】一方、ゾルの形状が球形であるコロイダル
シリカとしてＳＴ−Ｏ（日産化学工業株式会社製の商品
名）を用いた他は、実施例１と全く同様に形成した。シ
リカの添加量を２０重量％、５０重量％とし、それぞれ
比較例７、比較例８とした。
シリカとしてＳＴ−Ｏ（日産化学工業株式会社製の商品
名）を用いた他は、実施例１と全く同様に形成した。シ
リカの添加量を２０重量％、５０重量％とし、それぞれ
比較例７、比較例８とした。
【００３８】比較的６〜８で得られた被膜表面の接触
角、２４時間暗箱中に放置した後の接触角、さらにＤＯ
Ｐを付着させた時の接触角、および０．５ｍＷ／ｃｍ2
の紫外線を１時間照射した後の接触角を表４に示す。
角、２４時間暗箱中に放置した後の接触角、さらにＤＯ
Ｐを付着させた時の接触角、および０．５ｍＷ／ｃｍ2
の紫外線を１時間照射した後の接触角を表４に示す。
【００３９】
【表４】
【００４０】実施例１〜３で得られた被膜と比較的６〜
８で得られた被膜とについて綿布にクレンザーを付けて
１０回こすり、水洗いした後の被膜表面の状態を表５に
示す。
８で得られた被膜とについて綿布にクレンザーを付けて
１０回こすり、水洗いした後の被膜表面の状態を表５に
示す。
【００４１】
【表５】
【００４２】表５に示すように、比較的６で得られたチ
タニア膜は、親水維持性が悪く、耐摩耗性も十分でな
く、また、比較的７〜８で得られた球状のコロイダルシ
リカを用いたものは実施例１で得られた被膜と比較して
耐摩耗性が劣っていることがわかる。
タニア膜は、親水維持性が悪く、耐摩耗性も十分でな
く、また、比較的７〜８で得られた球状のコロイダルシ
リカを用いたものは実施例１で得られた被膜と比較して
耐摩耗性が劣っていることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】本発明の親水性被膜は、親水性に優れ、
かつ親水効果が長く持続される上に、耐摩耗性に優れる
と共に、光触媒機能により防汚染性の効果もある。ま
た、本発明では、コロイダルシリカとして鎖状のものを
添加することによって、膜表面の耐傷つき性を著しく向
上させることができる。
かつ親水効果が長く持続される上に、耐摩耗性に優れる
と共に、光触媒機能により防汚染性の効果もある。ま
た、本発明では、コロイダルシリカとして鎖状のものを
添加することによって、膜表面の耐傷つき性を著しく向
上させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 聡子 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 甲斐 康朗 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 清野 俊 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 チタニアを含む金属酸化物ゾルおよびゾ
ルの形状が鎖状であるコロイダルシリカを含む複合溶液
を基板に塗布し、焼成したチタニアおよびシリカを含む
金属酸化物膜を有することを特徴とする親水性被膜。 - 【請求項２】 シリカの含有量が２０〜７０重量％の範
囲であることを特徴とする請求項１記載の親水性被膜。 - 【請求項３】 コロイダルシリカの鎖の径が５〜５０ｎ
ｍ、および鎖の長さが４０〜５００ｎｍの範囲であるこ
とを特徴とする請求項１乃至２記載の親水性被膜。 - 【請求項４】 金属酸化物の膜厚が２０〜５００ｎｍの
範囲であることを特徴とする請求項１乃至３記載の親水
性被膜。 - 【請求項５】 基板上に第１層として金属酸化物膜を形
成し、該第１層上に第２層として請求項１乃至４記載の
金属酸化物膜を形成したことを特徴とする親水性被膜。 - 【請求項６】 チタニアを含む金属酸化物ゾルおよびゾ
ルの形状が鎖状であるコロイダルシリカを含む複合溶液
を基板に塗布し、次いでその塗布液を３００〜８５０℃
で焼成することにより得られるチタニアおよびシリカを
含む金属酸化物膜を前記基板上に設けることを特徴とす
る親水性被膜の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22364996A JPH1060665A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 親水性被膜およびその製造方法 |
| DE19736925A DE19736925A1 (de) | 1996-08-26 | 1997-08-25 | Hydrophiler Film und Verfahren zur Erzeugung desselben auf einem Substrat |
| US08/917,617 US6071606A (en) | 1996-08-26 | 1997-08-26 | Hydrophilic film and method for forming same on substrate |
| GB9718030A GB2316687B (en) | 1996-08-26 | 1997-08-26 | Hydrophilic film and method for forming same on substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22364996A JPH1060665A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 親水性被膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1060665A true JPH1060665A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16801499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22364996A Pending JPH1060665A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 親水性被膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1060665A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10237353A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-08 | Tao:Kk | 親水性コーティング剤及び表面親水性基体 |
| JPH10237352A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-08 | Tao:Kk | 多機能コーティング剤 |
| JP2001200240A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-24 | Konishi Co Ltd | 防汚剤組成物 |
| EP1182174A1 (en) | 2000-08-22 | 2002-02-27 | Central Glass Company, Limited | Glass plate with oxide film and process for producing same |
| WO2004096935A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-11 | Ube Nitto Kasei Co., Ltd. | 光触媒塗工液、光触媒膜および光触媒部材 |
| CN102634280A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-15 | 苏州晶瑞化学有限公司 | 固态热熔抗强酸喷涂蜡及其制备方法 |
-
1996
- 1996-08-26 JP JP22364996A patent/JPH1060665A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10237353A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-08 | Tao:Kk | 親水性コーティング剤及び表面親水性基体 |
| JPH10237352A (ja) * | 1997-02-24 | 1998-09-08 | Tao:Kk | 多機能コーティング剤 |
| JP2001200240A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-24 | Konishi Co Ltd | 防汚剤組成物 |
| EP1182174A1 (en) | 2000-08-22 | 2002-02-27 | Central Glass Company, Limited | Glass plate with oxide film and process for producing same |
| US6866937B2 (en) | 2000-08-22 | 2005-03-15 | Central Glass Company, Limited | Glass plate with oxide film and process for producing same |
| WO2004096935A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-11 | Ube Nitto Kasei Co., Ltd. | 光触媒塗工液、光触媒膜および光触媒部材 |
| JPWO2004096935A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2006-07-13 | 宇部日東化成株式会社 | 光触媒塗工液、光触媒膜および光触媒部材 |
| CN100381527C (zh) * | 2003-04-30 | 2008-04-16 | 宇部日东化成株式会社 | 光催化剂涂布液、光催化剂膜和光催化剂构件 |
| CN102634280A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-15 | 苏州晶瑞化学有限公司 | 固态热熔抗强酸喷涂蜡及其制备方法 |
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