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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antibeschlag-Gegenstand
mit einer Antibeschlag-Schicht oder hydrophilen Schicht, die auf
der Oberfläche
eines Substrats, wie beispielsweise Glas, Keramik, Kunststoff oder
Metall, gebildet ist, und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Der oben genannte Antibeschlag-Gegenstand gemäß der Erfindung wird für Gebäude, Fahrzeuge,
optische Komponenten, Industrieanwendungen, Landwirtschaft, Gegenstände des
täglichen
Lebens, Hausmaterialien und medizinische Ausrüstung verwendet. Der oben genannte
Antibeschlag-Gegenstand gemäß der Erfindung
ist zum Beispiel für
Fensterglas, Spiegel, Linsen, Kühlrippen
von Klimaanlagen-Wärmetauschern,
Biomaterialien, Filmfolien, Schaukästen etc. geeignet, welche über hervorragende
Haltbarkeit, Verschleißwiderstand,
Antibeschlag-Eigenschaft oder Hydrophilität etc. verfügen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
Phänomen,
bei dem Glas oder andere Gegenstände
beschlagen, ist das Ergebnis davon, dass kleine Wassertropfen an
der Oberfläche
der oben genannten Gegenstände
haften (oder darauf kondensiert sind) und diese kleinen Wassertropfen
Licht zerstreuen. Dieses Beschlagen hat ein bemerkenswertes Mindern der
Fähigkeit
von Gläsern,
Schutzbrillen, optischen Komponenten von optischen Linsen zur Folge,
verdirbt das Aussehen von Fensterglas für Gebäude und Spiegel und schränkt die
Verwendung als Baumaterialien ein. Des Weiteren wird, wenn das oben
genannte Beschlagen bei Fensterglas für Fahrzeuge einschließlich Autos
auftritt, das Sichtfeld eingeschränkt, was in ernsthaften Problemen
hinsichtlich der Sicherheit resultiert.
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Als
Verfahren zum Lösen
solcher Probleme gibt es einige Verfahren zum Verhindern derselben,
wovon eines ein Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche eines
Gegenstandes wie beispielsweise Glas mit einem oberflächenaktiven
Agens (z. B. japanische Patentoffenlegung Nr. 47926 von 1977) ist,
ein anderes ein Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche mit
einem Beschichtungsagens, dessen Hauptbestandteil ein hydrophiles
Absorptionsharz ist (zum Beispiel offengelegte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 220428 von 1994), ein weiteres ist ein Verfahren zum Fixieren
hydrophiler Partikel (zum Beispiel offengelegte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 328701 von 1992), und noch ein weiteres ist ein Verfahren zum
Aufrauen der oben genannten Oberfläche (zum Beispiel offengelegte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 91042 von 1986).
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Jedoch
ist in Bezug auf die Oberfläche
eines Gegenstandes, wobei Glas oder eine andere Oberfläche des
Gegenstands mit einem oberflächenaktiven
Agens beschichtet ist, die Nachhaltigkeit der Antibeschlag-Eigenschaft
gering, und es kann nur eine temporäre Wirkung erzielt werden.
Des Weiteren gibt es ein anderes Problem, das in dem Mindern von
klarer Durchsichtigkeit aufgrund von Blendung oder Weißwerden
besteht.
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Des
Weiteren weist die Oberfläche
eines Gegenstandes, die durch ein Verfahren zum Beschichten mit einem
Beschichtungsagens erhalten wird, das hauptsächlich aus hydrophilem/Absorptionsharz
besteht, ein weiteres Problem auf, nämlich dass der Verschleißwiderstand
gering ist und seine Haltbarkeit geringer ist als bei anderen.
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Des
Weiteren kann mit einem Verfahren zum Fixieren hydrophiler Partikel
an dem oben genannten Glas oder der Oberfläche anderer Gegenstände die
erhaltene Oberfläche
des Gegenstands keine ausreichenden Antibeschlag-Eigenschaften aufweisen,
ist anfällig
für Schmutz,
und die Nachhaltigkeit der Antibeschlag-Wirkung ist gering. Des
Weiteren besteht mit einem Verfahren zum Aufrauen der Oberfläche, obwohl solche
Gegenstände
durch Ätzen
mit Flusssäure
hergestellt werden, ein Problem, dass die Oberfläche des erhaltenen Gegenstandes
eine geringere Antibeschlag-Wirkung in Bezug auf Atemluft oder Dampf
aufweist.
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In
Anbetracht der oben genannten herkömmlichen Mängel und Probleme ist es somit
ein Ziel der Erfindung, einen Antibeschlag-Gegenstand vorzusehen,
welcher über
hervorragende Haltbarkeit, Verschleißwiderstand und Nachhaltigkeit
der Antibeschlag-Wirkung verfügt,
und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Antibeschlag-Gegenstand,
auf welchen eine Schicht mit feinen Partikeln aus metallischem Oxid
mit einem Korndurchmesser von 4 bis 300 nm und mit einem metallischen
Oxid als Matrix aufgetragen ist, wobei Ausnehmungen und Vorsprünge mit
einer arithmetischen mittleren Rauheit (Ra) von 1,5 bis 80 nm und
einem mittleren Abstand (Sm) von 4 bis 300 nm auf der oben genannten
Schichtoberfläche
gebildet sind.
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In
der Erfindung ist es durch Beschichten eines Substrats mit einer
Beschichtungslösung,
welche aus feinen Partikeln aus metallischem Oxid zusammengesetzt
ist, einer hydrolysierbaren, kondensierbaren und polymerisierbaren
Metall-organischen Verbindungen, einer Verbindung, die eine Chlorsilylgruppe
oder hydrolysierbare Substanzen derselben enthält, möglich, eine Schicht zu bilden,
die Ausnehmungen und Vorsprünge auf
der Oberfläche
des Substrats enthält.
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Für die oben
genannten feinen Partikel aus metallischem Oxid wird ein metallisches
Oxid-Kolloid eines einzelnen
Bestandteils, gewählt
aus Siliziumoxid (Silica) und Titanoxid (Titania), verwendet. Diese
werden vorzugsweise in Form eines flüssigen Diffusionssols (Kolloidlösung) verwendet.
Die Folgenden sind als ein metallisches Oxid-Sol erhältlich;
zum Beispiel Sole dispergiert in Wasser, welche auf dem Markt erhältlich sind, wie
beispielsweise "Snowtex-OL", "Snowtex-O", "Snowtex-OUP", "Snowtex-UP", welche Silica-Sole
sind, die von Nissan Chemical Industries, Ltd. hergestellt werden, "Alumina sol 520", welches ein Alumina-Sol
ebenfalls des gleichen Herstellers ist, "NZS-30A" Zirkonia-Sol des gleichen Herstellers, "CS-N", "STS-01 ", STS-02", welche von Ishihara
Industries Co., Ltd hergestellte Titania-Sole sind, "Needier U-15", welches ein von
Taki Chemical Co., Ltd. hergestelltes Ceria-Sol ist, "M-6" Titania-Sol des
gleichen Herstellers, ein Silica-Sol, das in einem organischen Lösungsmittel
dispergiert ist, das ebenfalls auf dem Markt erhältlich ist, wie beispielsweise "IPA-ST" oder "XBA-ST", hergestellt von
Nissan Chemical Industries, Ltd., und Titania-Sole, die in einem
Wasser-Alkohol-Lösungsmittel
einschließlich
eines Bindemittels dispergiert sind, die ebenfalls auf dem Markt
erhältlich
sind, wie beispielsweise "ST-K01" oder "ST-K03", hergestellt von
Ishihara Sangyo Co., Ltd.
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Die
Korngröße der oben
genannten feinen Partikel aus metallischem Oxid beträgt ungefähr 4 bis
300 nm. Wenn die Korngröße der feinen
Partikel aus metallischem Oxid kleiner als 4 nm ist, neigt die arithmetische mittlere
Rauheit (Ra) dazu, kleiner als 1,5 nm zu werden, und der mittlere
Abstand (Sm) der Ausnehmungen und Vorsprünge einer Schicht auf der Oberfläche des
Substrats neigt dazu, kleiner als 4 nm zu werden, so dass keine
wirksame Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, um die Antibeschlag-Fähigkeit
und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
zu verbessern, gebildet werden kann. Im Gegensatz dazu wird, wenn
die Korngröße der feinen
Partikel aus metallischem Oxid 300 nm überschreitet, die arithmetische
mittlere Rauheit (Ra) 84 nm oder mehr, und der mittlere Abstand
(Sm) der Ausnehmungen und Vorsprünge
der oben genannten Schicht überschreitet
300 nm, wobei die Ausnehmungen und Vorsprünge zu groß sind, was zu einem Ruinieren
der Transparenz führt,
und da die feinen Partikel dazu neigen, während des Herstellungsvorgangs
abgelagert zu werden, ist es nicht vorteilhaft.
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Verkettete
feine Partikel werden für
die oben genannten feinen Partikel aus metallischem Oxid bevorzugt.
Durch Verwenden von verketteten feinen Partikeln wird die Form der
Ausnehmungen und Vorsprünge
auf der Oberfläche
dreidimensional würfelförmig und
konvex und konkav, wobei es möglich
ist, Ausnehmungen und Vorsprünge
auf der Oberfläche
zu bilden, welche eine hohe Antibeschlag-Fähigkeit und Antibeschlag-Nachhaltigkeit aufweisen. "Snowtex-OUP" und "Snowtex-UP", welche Silica-Sole
von Nissan Chemical Industries, Ltd, sind, können als ein Beispiel für verkettete
Kolloide erhältlich
sein. Sie haben einen Durchmesser von 10 bis 20 nm und eine Länge von
40 bis 300 nm.
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Ein
Dispersionslösungsmittel
der oben genannten feinen Partikel aus metallischem Oxid wird nicht
besonders spezifiziert, wenn die feinen Partikel aus metallischem
Oxid praktisch stabil dispergiert sind. Jedoch wird Wasser, Methanol,
Ethanol oder Propanol einzeln oder eine Kombination derselben bevorzugt.
Wasser wird weiter bevorzugt. Wasser oder minderwertige Alkohole
können
leicht mit einer Lösung
gemischt werden, welche die oben genannten feinen Partikel aus metallischem
Oxid enthält,
und können
leicht durch Trocknen entfernt werden, wenn eine Schicht gebildet
wird, oder durch eine Wärmebehandlung,
nachdem die Schicht gebildet ist. Von diesen ist Wasser in Anbetracht
der Produktionsumgebung am bevorzugtesten.
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Ein
dispersionsunterstützendes
Agens kann zu einer Lösung
hinzugefügt
werden, welche die oben genannte Metall-organische Verbindung und
eine Verbindung einschließlich
einer Chlorsilyl-Gruppe enthält, wenn
die oben genannten feinen Partikel aus metallischem Oxid zu der
Lösung
hinzugefügt
werden. Das dispersionsunterstützende
Agens ist nicht besonders eingeschränkt. Ein allgemein verwendetes
Additiv, zum Beispiel ein Elektrolyt wie beispielsweise Natriumphosphat,
Hexametanatriumphosphat, Natriumpyrophosphat, Aluminiumchlorid,
Eisenchlorid, verschiedene Arten von oberflächenaktiven Agenzien, verschiedene
Arten von organischen Makromolekülen,
Silan bindende Agenzien, Titan bindende Agenzien etc. können verwendet werden.
Die Hinzufügemenge
derselben beträgt
für gewöhnlich 0,01
bis 5 Gewichts-Prozent bezogen auf die oben genannten feinen Partikel
aus metallischem Oxid.
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Eine
hydrolysierbare, kondensierbare und polymerisierbare Metall-organische
Verbindung, welche zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen zusammen
mit den oben genannten feinen Partikeln aus metallischem Oxid zu
einer Beschichtungslösung
hinzugefügt
wird, kann grundsätzlich
jede Art von Verbindung sein, welche durch Dehydrierung hydrolysierbar
und polymerisierbar ist. Jedoch werden Metallalkoxide oder Metallchelate
bevorzugt.
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Als
Metallalkoxide werden zum Beispiel Methoxid, Ethoxid, Propoxid,
Butoxid etc. von Silizium, Aluminium, Zirkonium, Titan etc. als
Einzelkörper
oder Mischung vorzugsweise verwendet, und als Metallchelat kann ein
Acetylacetonatkomplex von Silizium, Aluminium, Zirkonium, Titan
etc. vorzugsweise verwendet werden.
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Des
Weiteren können
für die
oben genannte Metall-organische Verbindung Alkylsilikat makromolekularer
Art, zum Beispiel "Ethylsilicate
40", hergestellt
von Colcoat Corp., und "MS56", hergestellt von
Mitsubishi Chemical Ltd., etc. verwendet werden.
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Als
hydrolisierte Substanz der oben genannten Metalloxid-Verbindung
kann eine Alkoxysilan-Hydrolyselösung,
welche auf dem Markt erhältlich
ist, wie beispielsweise "HAS-10", hergestellt von
Colcoat Corp., "Ceramica
G-91" oder "Ceramica G-92-6", hergestellt von
Nippan Lab. Corp., und "Atoron
NSI-500", hergestellt von
Nippon Soda Co., Ltd., etc. verwendet werden.
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Eine
Verbindung mit einer Chlorsilyl-Gruppe, die in einer Beschichtungslösung zum
Bilden einer Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen zusammen mit den oben
genannten feinen Partikeln aus Metalloxid enthalten ist, ist eine
Verbindung mit wenigstens einer Chlorsilyl-Gruppe (-SiClnX3-n, wobei n gleich 1, 2, oder 3 ist, X ein
Wasserstoff oder eine Alkyl-Gruppe, eine Alkoxy- oder eine Acyloxy-Gruppe
ist, wobei die Anzahl an Kohlenstoff von 1 bis 10 ist) in einem
Molekül.
Von diesen wird eine Verbindung mit wenigstens zwei Molekülen Chlor
mehr bevorzugt, und Chlorsilan und eine kondensierte und polymerisierte
Substanz davon, in welcher wenigstens zwei Moleküle Wasserstoff in Silan SinH2n+2 (wobei n eine
ganze Zahl von 1 bis 5 ist) durch Chlor ersetzt werden und der andere
Wasserstoff durch die oben genannte Alkylgruppe, Alkoxygruppe oder Acyloxygruppe
ersetzt wird, werden bevorzugt. Zum Beispiel können Tetrachlorsilan (Siliziumtetrachlorid SiCl4), Trichlorsilan (SiHCl3),
Trichlormonomethylsilan (SiCH3Cl3), Dichlorsilan (SiH2Cl2) und Cl-(SiCl2O)n-SiCl3 (n ist eine ganze Zahl von 1 bis 10) etc.
aufgezählt
werden.
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Eine
hydrolisierte Substanz der oben genannten Verbindung mit Chlorsilyl-Gruppe
kann verwendet werden, und ein Einzelkörper oder Mischung derselben
kann ebenfalls verwendet werden. Jedoch ist die am meisten bevorzugte
Verbindung derer mit Chlorsilyl-Gruppe, Tetrachlorsilan. Die Chlorsilyl-Gruppe
ist sehr reaktiv, und sie ist geeignet, eine feine Schicht durch
Selbstkondensation oder Kondensation mit der Oberfläche des
Substrats zu bilden.
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Das
Lösungsmittel
einer Lösung
einschließlich
der oben genannten Metall-organischen Verbindung oder Verbindung
mit Chlorsilyl-Gruppe oder deren hydrolisierte Substanzen kann von
jeder Art sein, welche geeignet ist, die oben genannten Metall-organischen
Verbindungen, Verbindungen mit Chlorsilyl-Gruppe oder deren hydrolisierte
Substanzen praktisch zu lösen.
Jedoch wird Alkohol wie beispielsweise Methanol, Ethanol, Propanol,
Butanol etc. am meisten bevorzugt. Die oben genannte Metall-Verbindung,
Verbindung mit Chlorsilyl-Gruppe und/oder deren hydrolisierte Substanzen
werden dazu gebracht, in einem Konzentrationsverhältnis von
1 bis 30 Prozent nach Gewicht enthalten zu sein.
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Wasser
ist erforderlich, um die oben genannten Metall-organischen Verbindungen
zu hydrolysieren. Dieses kann entweder sauer oder neutral sein.
Jedoch wird, um die Hydrolyse zu beschleunigen, bevorzugt, dass
Wasser, welches mit Salzsäure,
Salpetersäure,
Schwefelsäure,
Essigsäure,
Zitronensäure,
Sulfonsäure etc.
gesäuert
ist, verwendet wird.
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Die
Hinzufügemenge
an Wasser, die für
die Hydrolyse der oben genannten Metall-organischen Verbindung erforderlich
ist, kann 0,1 bis 100 (Molverhältnis)
bezogen auf die Menge der Metall-organischen Verbindungen sein.
Wenn die Hinzufügemenge
an Wasser geringer als 0,1 (Molverhältnis) ist, ist die Unterstützung der
Hydrolyse von Metall-organischen
Verbindungen nicht ausreichend, und wenn das Molverhältnis 100 überschreitet,
neigt die Lösung
dazu, instabil zu sein. Dies wird nicht bevorzugt.
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Die
Hinzufügemenge
an Säure
wird nicht besonders spezifiziert. Jedoch ist es besser, dass die
Menge derselben 0,001 bis 20 (Molverhältnis) bezogen auf die Menge
der Metall-organischen Verbindungen ist. Wenn die Hinzufügemenge
davon geringer ist als 0,001 (Molverhältnis) ist die Unterstützung der
Hydrolyse von Metall-organischen Verbindungen nicht ausreichend,
was nicht bevorzugt wird. Und wenn das Hinzufügen 20 (Molverhältnis) überschreitet,
wird der Säuregehalt
der Lösung
zu hoch. Dies ist bei deren Handhabung nicht bevorzugt. In Anbetracht
nur der Hydrolyse ist die obere Grenze der Hinzufügemenge
an Säure
2 (Molverhältnis)
bezogen auf die Menge an Metall-organischen Verbindungen. Wird die
Menge an Säure
darüber
hinaus erhöht, ändert sich
der Unterstützungsgrad
der Hydrolyse nicht. Jedoch gibt es durch Erhöhen der Hinzufügemenge
von Säure
um mehr als 2 einen Fall, bei dem die Schichtdicke beachtlich gesteigert
wird und bei dem eine Schicht, welche geeignet ist, praktische Anwendungen
durch Trocknen bei einer geringen Temperatur (Raumtemperatur bis
250°C) ausreichend
zu überstehen.
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Eine
bevorzugte Zusammensetzung einer Beschichtungslösung, für welche ein Anstieg der Schichtstärke erkannt
werden kann, ist derart, dass die Konzentration von Metalloxiden
0,001 Prozent nach Gewicht oder mehr und 3 Prozent nach Gewicht
oder weniger ist, die Säurekonzentration
0,001 Mol pro Liter oder mehr und 1 Mol pro Liter oder weniger ist
und der Wassergehalt 0,001 Prozent nach Gewicht oder mehr und 10
Prozent nach Gewicht oder weniger ist. Eine weitere bevorzugte Zusammensetzung
ist derart, dass die Konzentration der oben genannten Metalloxide
0,01 Prozent nach Gewicht oder mehr und 0,6 Prozent nach Gewicht oder
weniger ist, die Säurekonzentration
0,01 Mol pro Liter oder mehr und 0,3 Mol pro Liter oder weniger
ist und der Wassergehalt 0,001 Prozent nach Gewicht oder mehr und
3 Prozent nach Gewicht oder weniger ist. Die Säure, die zu diesem Zeitpunkt
verwendet wird, ist vorzugsweise Salpetersäure oder Salzsäure. Des
Weiteren wird bevorzugt, dass eine Säure mit einer Konzentration,
welche 0,3 mal geringer als der Wassergehalt ist, verwendet wird.
Das heißt,
wenn Säure
in Form einer Wasserlösung
verwendet wird, wird bevorzugt, dass die Säure eine Säure mit einem Konzentrationsverhältnis von
23,1 % oder mehr ist. Wenn die Säure
in Form einer Ethanollösung
verwendet wird, wird bevorzugt, dass die Säurekonzentration in der Ethanollösung 0,15 Prozent
nach Gewicht oder mehr ist, wenn die Ethanollösung zum Beispiel einen Wassergehalt
von 0,5 Prozent nach Gewicht enthält.
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In
einem Fall, in dem die oben genannte Verbindung mit Chlorsilyl-Gruppe
verwendet wird, ist es nicht erforderlich, dass Wasser oder Säure hinzugefügt wird.
Selbst obwohl kein Wasser oder keine Säure hinzugefügt wird,
wird die Hydrolyse mit dem in dem Lösungsmittel enthaltenen Wasser
oder Wasser in der Atmosphäre
ausgeführt.
Des Weiteren wird Salzsäure
in der Lösung
im Verlauf der Hydrolyse freigesetzt, wobei die Hydrolyse weiter
unterstützt
wird. Es ist jedoch kein Problem, wenn Wasser oder Säure zusätzlich bereitgestellt wird.
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Wenn
der Gehalt an den oben genannten feinen Partikeln aus Metalloxid
in einer Schicht zu klein ist, ist eine Wirkung des Hinzufügens von
feinen Partikeln aus Metalloxid, das heißt eine Antibeschlag-Eigenschaft und
eine Antibeschlag-Nachhaltigkeit, nicht ausreichend. Im Gegensatz
dazu wird, wenn der Gehalt an feinen Partikeln aus Metalloxid zu
groß ist,
die Matrixphase aus Metalloxiden, die sich aus Metall-organischen
Verbindungen oder Verbindungen mit Chlorsilyl-Gruppe ergibt, nicht-kontinuierlich
hergestellt, was die Ausnehmungen und Vorsprünge der Schicht schwächt, wobei
die Schicht dazu neigt, geschwächt
zu werden, und weiter werden die erhaltene Antibeschlag-Eigenschaft
und Antibeschlag-Nachhaltigkeit gesättigt, so dass keine weitere
praktische Verbesserung auftritt. Deswegen wird bevorzugt, dass
der Gehalt an feinen Partikeln aus Metalloxid 5 Prozent nach Gewicht
oder mehr und 80% nach Gewicht oder weniger ist bei Umwandlung zu
den Metalloxiden. Es wird weiter bevorzugt, dass der Gehalt 10%
nach Gewicht oder mehr und 70% nach Gewicht oder weniger ist und
noch weiter bevorzugt, dass der Gehalt derselben 20% nach Gewicht
oder mehr und 60% nach Gewicht oder weniger ist.
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Die
oben genannte Metalloxid-Verbindung wird mit der oben genannten
Metall-organischen Verbindung, Verbindung mit Chlorsilyl-Gruppe
oder deren hydrolisierter Substanz zusammen mit einem Lösungsmittel
gemischt. Wie erforderlich, werden Wasser, Säurekatalysator und dispersionsunterstützendes
Agens dazu hinzugefügt,
und eine Beschichtungsflüssigkeit,
um Ausnehmungen und Vorsprünge
auf einem Substrat zu bilden, wird angepasst. Zu diesem Zeitpunkt
kann eine Metall-organische Verbindung und eine Verbindung mit Chlorsilylgruppe
unabhängig
verwendet werden oder kann als Mischung jener verwendet werden.
Ein bevorzugtes Mischungsverhältnis
der Beschichtungsflüssigkeit
ist wie in Tabelle 1 unten dargestellt; [Tabelle
1]
Metall-organische
Verbindung oder Verbindung mit Chlorsilyl-Gruppe oder deren hydrolisierte
Substanz | 100
Gewichtsanteile |
Feine
Partikel aus Metalloxid | 10
bis 200 Gewichtsanteile |
Wasser | 0
bis 150 Gewichtsanteile |
Säurekatalysator | 0
bis 35 Gewichtsanteile |
Dispersionsunterstützendes
Agens | 0,001
bis 10 Gewichtsanteile |
Lösungsmittel | 500
bis 30.000 Gewichtsanteile |
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Die
oben genannte Metallverbindung oder Verbindung mit Chlorsilyl-Gruppe
ist in einem Lösungsmittel gelöst, zu welchem
ein Katalysator und Wasser hinzugefügt werden, und Hydrolyse wird
für fünf Minuten
bis zwei Tage bei einem festgesetzten Temperaturgrad von 10°C bis zum
Siedepunkt der Lösung
durchgeführt, wobei
feine Partikel aus Metalloxid gemeinsam mit einem dispersionsunterstützenden
Agens wie notwendig zu der Lösung
hinzugefügt
werden. In diesem Zustand wird, falls erforderlich, die Lösung weiter
für fünf Minuten
bis zwei Tage bei einem festgesetzten Temperaturgrad von 10°C bis zu
ihrem Siedepunkt hydrolysiert, wobei eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten werden kann. Des
Weiteren ist es in einem Fall, wo eine Verbindung mit Chlorsilyl-Gruppe
verwendet wird, nicht erforderlich, dass ein Katalysator und Wasser
zu dieser hinzugefügt
werden. Noch weiter können
feine Partikel aus Metalloxid hinzugefügt werden, bevor der oben genannte
Hydrolysevorgang gestartet wird. Des Weiteren kann, um den Hydrolysevorgang
von Metall-organischen Verbindungen auszulassen, eine Lösung, in
welcher Metall-organische Verbindungen hydrolisiert sind, welche
auf dem Markt erhältlich
ist, verwendet werden. Danach kann die erhaltene Beschichtungsflüssigkeit
mit einem geeigneten Lösungsmittel
in Übereinstimmung
mit dem Beschichtungsverfahren verdünnt werden.
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Die
Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wird auf ein Substrat aufgetragen
und wie erforderlich getrocknet oder wärmebehandelt, wobei die Ausnehmungen
und Vorsprünge aus
Metalloxid auf dem Substrat gebildet werden.
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Als
Substrat für
die vorliegende Erfindung können
Glas, Keramik, Kunststoff oder Metall etc. erhältlich sein. In einem Fall,
in dem zum Beispiel ein Kunststoffsubstrat etc. mit geringer Hydrophilität auf der
Oberfläche
des oben genannten Substrats verwendet wird, wird die Oberfläche plasmabehandelt
oder im Voraus Korona-entladen, um sie hydrophil zu machen, oder
sie wird einer Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge von
ungefähr 200
bis 300 nm in einer Atmosphäre
einschließlich
Sauerstoff für
hydrophile Behandlung unterzogen. Danach wird bevorzugt, dass das
oben genannte Beschichten durchgeführt wird.
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Des
Weiteren kann, obwohl es einen Fall gibt, bei dem die Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen nicht einheitlich aufgetragen
wird, indem es gemäß Färbebedingungen
auf dem Substrat verteilt wird, dies verbessert werden, indem die
Oberfläche
des Substrats gewaschen wird oder die Qualität desselben verbessert wird.
Als Verfahren zum Waschen oder Verbessern der Qualität sind viele Arten
verfügbar,
dazu zählen
entölendes
Waschen mit einem organischen Lösungsmittel
wie beispielsweise Alkohol, Aceton, Hexan etc., Waschen mit Alkali
oder Säure,
Polieren der Oberfläche
mit einem Poliermittel, Ultraschallreinigung, Bestrahlung mit ultravioletten
Strahlen, Ozonbehandlung mit ultravioletten Strahlen, Plasmabehandlung,
Korona-Entladungsbehandlung, Wärmebehandlung
etc.
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Das
oben genannte Beschichtungsverfahren kann auf einer bereits bekannten
Technik beruhen und wird nicht besonders spezifiziert. Es gibt viele
Verfahren, welche ein Verfahren unter Verwendung einer Vorrichtung
sind, wie beispielsweise einer Spritz-Auftragmaschine, Walzen-Auftragmaschine,
Sprüh-Auftragmaschine,
Gardinen-Auftragmaschine etc., ein Tauchverfahren (Tauchlackierverfahren),
Fließlackierverfahren
sowie verschiedene Arten von Druckverfahren, wie beispielsweise
Siebdruck, Tiefdruck, Tampondruck etc.
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Nachdem
das beschichtete Substrat bei der festgelegten Temperatur von Raumtemperatur
bis 150°C für eine Minute
bis zwei Stunden getrocknet wurde, wird bei der festgelegten Temperatur
von 150°C
bis zur wärmeresistenten
Temperatur des Substrats für
fünf Sekunden
bis fünf
Stunden, wie erforderlich, eine Wärmebehandlung durchgeführt. Die
wärmeresistente
Temperatur des Substrats ist die Temperatur, welche die obere Temperaturgrenze
ist, bei welcher das Substrat in der Lage ist, seine physikalischen
Eigenschaften beizubehalten, wobei bezüglich des Glassubstrats beispielsweise
in diese Kategorie eine Erweichungstemperatur und eine Transparenzverlust-Temperatur
(für gewöhnlich 600°C bis 700°C) etc. eingeschlossen
sind, und bezüglich
eines Kunststoffsubstrats zum Beispiel eine Glasübergangstemperatur, ein Kristallisierungspunkt
und Zerfallspunkt etc. eingeschlossen sind.
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Durch
das oben genannte Trocknen und die Wärmebehandlung werden auf der
Oberfläche
eines Substrats feste Ausnehmungen und Vorsprünge aus Metalloxiden gebildet.
Diese Ausnehmungen und Vorsprünge sind
aus einer Matrix von feinen Partikeln aus Metalloxid und Metalloxiden
(die sich aus Metall-organischen Verbindungen oder der Verbindung
mit Chlorsilyl-Gruppe ergeben) gebildet, wobei feine Partikel aus
Metalloxid auf dem Substrat durch eine Metalloxid-Matrix fixiert
und gebunden sind und die Oberfläche
der feinen Partikel aus Metalloxid Ausnehmungen und Vorsprünge auf
der Schicht bildet. Es wird bevorzugt, dass die Dicke der Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
2 bis 300 nm beträgt,
und es wird weiter bevorzugt, dass die Dicke 4 bis 100 nm beträgt.
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Beträgt die Dicke
weniger als 2 nm, ist die Wirkung von Ausnehmungen und Vorsprüngen sehr
gering, das heißt
die Antibeschlag-Eigenschaft ist gering und wird nicht bevorzugt.
Ist die Dicke größer als
300 nm, wird die Interferenzfarbe als beachtlich erkannt und wird
nicht bevorzugt. Des Weiteren neigt, wenn die Dicke weniger als
4 nm beträgt,
die Antibeschlag-Nachhaltigkeit
dazu, gesenkt zu werden, und wenn die Dicke größer als 100 nm ist, neigt der
Verschleißwiderstand
dazu, gesenkt zu werden. Beides wird nicht bevorzugt. Eine weitere
bevorzugte Dicke der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen beträgt 20 bis
100 nm. Die Dicke der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen wird
definiert durch den Unterschied zwischen der inneren Oberfläche der
Schicht und der Mittellinie der Außenseite von Ausnehmungen und
Vorsprüngen.
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Gegenstände, auf
welchen auf der Oberfläche
von Substraten Ausnehmungen und Vorsprünge so gebildet sind, verbessern
die Gleiteigenschaft von Wasser, weisen einen geringen Kontaktwinkel
mit Wassertropfen auf und haben eine Antibeschlag-Eigenschaft. Des
Weiteren wird, selbst wenn die Oberfläche mehr oder weniger verschmutzt
ist, der Kontaktwinkel nicht leicht erhöht, um die Antibeschlag-Eigenschaft
nachhaltig zu machen.
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Des
Weiteren gibt es, wenn Licht wie beispielsweise ultraviolette Strahlen
etc. auf die Oberfläche
des Antibeschlag-Gegenstands strahlt in einem Fall, in dem Titanoxid
als feine Partikel aus Metalloxid und Matrix verwendet wird, einen
Fall, bei dem die Oberflächenverschmutzung
durch leichte Katalysatoraktion zersetzt werden kann und die Antibeschlag-Eigenschaft
verbessert wird. Bezüglich
solcher Gegenstände
kann die Antibeschlag-Eigenschaft semi-permanent unter Licht wie
beispielsweise Sonnenlicht, einer Leuchtstofflampe etc. nachhaltig
gemacht werden.
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Die
Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gemäß der Erfindung ist derart
gebildet, dass sie eine arithmetische mittlere Rauheit (Ra) von
1,5 bis 80 nm und einen mittleren Abstand (Sm) der Ausnehmungen
und Vorsprünge
von 4 bis 300 nm aufweist, indem die Korngröße, Korngestalt der feinen
Partikel aus Metalloxid in der oben genannten Beschichtungslösung, ein
Mischungsverhältnis
und eine Feststoffgehalt-Konzentration der Metall-organischen Verbindungen,
der Verbindung mit Chlorsilyl-Gruppe oder deren hydrolisierte Substanzen
mit feinen Partikeln aus Metalloxid angepasst wird.
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In
einem Fall, bei dem der oben genannte Ra-Wert kleiner als 1,5 nm
oder größer als
80 nm ist, sind die Antibeschlag-Eigenschaft und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
niedrig. Des Weiteren sind, wenn der oben genannte Sm-Wert kleiner
als 4 nm oder größer als
300 nm ist, die Antibeschlag-Eigenschaften und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
gering. Insbesondere kann, wenn der Sm-Wert 300 nm überschreitet,
die Transparenz verdorben werden. Es wird weiter bevorzugt, dass
die Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gemäß der Erfindung eine arithmetische
mittlere Rauheit (Ra) von 5 bis 30 nm und einen mittleren Abstand
(Sm) von 5 bis 150 nm bezogen auf die Ausnehmungen und Vorsprünge aufweist,
wobei in diesem Bereich die Antibeschlag-Eigenschaft und besonders
die Antibeschlag-Nachhaltigkeit weiter bevorzugt sind. Hier werden
der Ra-Wert und Sm-Wert durch ein in den japanischen Industriestandards
JIS B 0601 (1994) reguliertes Beschreibungsverfahren definiert,
und sie können
auf der Basis von Sektionskurven berechnet werden, die mit einem Rasterkraftmikroskop
(zum Beispiel Seiko Electronic Co., Ltd., Typ SPI3700) und einem
Elektronenmikroskop (zum Beispiel Hitachi, Limited, Typ H-600) beobachtet
und gemessen wurden.
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Wenn
ein oberflächenaktives
Agens in der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, welche die oben genannten
feinen Partikel aus Metalloxid einschließt, deren Matrix Metalloxid
ist, enthalten ist, ist es möglich,
einen Antibeschlag-Gegenstand zu erhalten, dessen Antibeschlag-Eigenschaft
und Antibeschlag-Nachhaltigkeit weiter verbessert sind. Als Verfahren
zum Imprägnieren
eines oberflächenaktiven
Agens in der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen ist ein Verfahren des
Hinzufügens
eines oberflächenaktiven Agens
zu der Beschichtungslösung,
um die oben genannten Ausnehmungen und Vorsprünge zu bilden, einfach und
bevorzugt. Das in der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen imprägnierte
oberflächenaktive Agens
wird dazu gebracht, sich langsam auf der Oberfläche einer Schicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
zu bewegen, um zu bewirken, dass die Grenzflächenkraft von Wassertropfen,
welche taukondensiert sind, gesenkt wird, wodurch bewirkt wird,
dass die Ausbreitung, die sich aus dem Gleiten von Wassertropfen
ergibt, gesteigert wird, und bewirkt wird, dass die Antibeschlag-Eigenschaft
weiter erhöht
wird. Des Weiteren wird das oberflächenaktive Agens Schmutzbestandteile
abdecken und die Rolle übernehmen
zu verhindern, dass die Antibeschlag-Eigenschaft aufgrund von Verschmutzungen
gesenkt wird.
-
Das
in die Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen imprägnierte oberflächenaktive
Agens wird in Ausnehmungen, die durch die feinen Partikel aus Metalloxid
gebildet sind, und dünnen
Poren der Metalloxid-Matrix zurückgehalten
und bewegt sich langsam auf der Oberfläche, wobei das oberflächenaktive
Agens dazu beiträgt,
die Antibeschlag-Eigenschaft und Hydrophilität zu verbessern. Folglich ist
die Antibeschlag-Eigenschaft oder Hydrophilität einer Schicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
noch besser als die einer Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, welche
kein oberflächenaktives
Agens aufweist. Des Weiteren tritt, da eine hohe Antibeschlag-Eigenschaft,
die durch die Ausnehmungen und Vorsprünge bewirkt wird, bewahrt werden
kann, selbst wenn das oberflächenaktive
Agens durch Benutzung allmählich
ausfließt
und kein weiteres oberflächenaktives
Agens, welches sich vom Innern der Schicht auf die Oberfläche bewegen
kann, übrig
ist, eine Gruppe, welche die Antibeschlag-Eigenschaft senkt, nicht
auf.
-
In
der vorliegenden Erfindung wird ein negativ-ionisiertes oberflächenaktives
Agens als oberflächenaktives
Agens bevorzugt verwendet, um in der Schicht mit Ausnehmungen und
Vorsprüngen
enthalten zu sein. Da ein positiv-ionisiertes oder ampholytes oberflächenaktives
Agens eine solche Tendenz aufweist, dass das oberflächenaktive
Agens auf der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, die
aus Metalloxiden besteht, adsorbiert wird, wobei der hydrophile
Bereich von positiven Ionen darauf ausgerichtet ist, ist der hydrophobe Bereich
des oberflächenaktiven
Agens zur Luftseite ausgerichtet. Daraus ergibt sich, da die Hydrophilität auf der
Oberfläche
von Gegenständen
dazu neigt, gesenkt zu werden, und so verursacht, dass die Antibeschlag-Eigenschaft
gemindert wird, dass positiv-ionisierte oder ampholyte oberflächenaktive
Agenzien nicht bevorzugt werden. Bezüglich nicht-ionisierter oberflächenaktiver
Agenzien gibt es viele Fälle,
bei denen das Molekulargewicht derselben groß ist, und sie neigen dazu,
in der Schicht fixiert zu sein. Gleichermaßen wird die Hydrophilität auf der
Oberfläche
von Gegenständen
gesenkt, was verursacht, dass die Antibeschlag-Eigenschaft zerstört wird.
Folglich ist ein nicht-ionisiertes oberflächenaktives Agens nicht bevorzugt.
-
Des
Weiteren neigt ein oberflächenaktives
Agens mit Aminstickstoff- oder Amidbindung dazu, auf der Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen,
welche aus Metalloxiden zusammengesetzt ist, durch Stickstoffatome
unabhängig
von Ionenpolarität
adsorbiert zu werden, wodurch die Antibeschlag-Eigenschaft ebenfalls gesenkt
wird. Folglich wird das oberflächenaktive
Agens nicht bevorzugt. Dementsprechend wird ein oberflächenaktives
Agens, welches keine Aminstickstoff- oder Amidbindung in Molekülen enthält, vorzugsweise
verwendet.
-
Als
negativ-ionisiertes oberflächenaktives
Agens ist Sulfobernsteinsäure-Estersalz
wie Dialkylnatriumsulfosuccinat, Alkylethersulfat, Alkyletherphosphat,
Alkylethercarbonat ebenfalls verfügbar, und Estersalzsulfat etc.
wie Natriumdodecylbenzolsulfonat ist ebenfalls verfügbar. Von
diesen weist Dialkylnatriumsulfosuccinat, zum Beispiel Dibutylnatriumsulfosuccinat,
Dihexylnatriumsulfosuccinat oder Di-2-ethylhexylnatriumsulfosuccinat
etc. eine gute Antibeschlag-Eigenschaft und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
auf und wird bevorzugt verwendet. Diese oberflächenaktiven Agenzien können allein
verwendet werden oder können
zu zweit oder mehr als Mischung derselben verwendet werden.
-
Es
wird bevorzugt, dass die in der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gemäß der Erfindung enthaltene
Menge an oberflächenaktivem
Agens 0,1 bis 15 Prozent nach Gewicht beträgt bezogen auf die Gesamtmenge
an Ausnehmung- und Vorsprung-Bestandteilen, die feine Partikel aus
Metalloxid enthalten und Metalloxide als Matrix verwenden. Wenn
der Gehalt an oberflächenaktivem
Agens 0,1 Gewichts-Prozent oder weniger ist, ist die Verbesserung
der Antibeschlag-Eigenschaft und Hydrophilität nicht ausreichend, und das Hinzufügen des
oberflächenaktiven
Agens hat keine Bedeutung. Dies ist nicht bevorzugt. Andererseits
wird, wenn der Gehalt desselben 15 Prozent nach Gewicht übersteigt,
die Schicht weiß,
was eine Verschlechterung der Erscheinungsform verursacht, und des
Weiteren wird die Schichtstärke
gesenkt. Dies wird ebenfalls nicht bevorzugt.
-
Die
Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, die das oben genannte
oberflächenaktive
Agens beinhaltet, wird getrocknet und bei einer Temperatur von weniger
als der Zersetzungstemperatur des oberflächenaktiven Agens wärmebehandelt,
nachdem die Schicht hergestellt ist.
-
Indem
weiter eine Phosphatverbindung zu der Schicht mit Ausnehmungen und
Vorsprüngen
oder der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, welche ein oberflächenaktives
Agens gemäß der Erfindung
enthält,
hinzugefügt
wird, ist es möglich,
einen Antibeschlag-Gegenstand
zu erhalten, dessen Antibeschlag-Eigenschaft und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
weiter verbessert sind. Als Verfahren zum Einschließen einer Phosphatverbindung
in eine Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen ist ein Verfahren zum
Hinzufügen einer
Phosphatverbindung in die oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen einfach und bevorzugt.
-
Für die oben
genannte Phosphatverbindung werden Phosphatester, Phosphorsäure, Phosphoroxid, Phosphitester,
Phosphorige Säure
etc. aufgeführt.
Eine oder mehrere dieser chemischen Verbindungen kann/können verwendet
werden. Es wird bevorzugt, dass der Gehalt der oben genannten Phosphorverbindung feine
Partikel aus Metalloxid beinhaltet und 0,1 bis 15 Prozent nach Gewicht
bezogen auf alle Bestandteile der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, deren
Matrix ein Metalloxid ist, beträgt.
Ist der Gehalt an oberflächenaktivem
Agens geringer als 0,1 Prozent nach Gewicht, werden die Antibeschlag-Eigenschaft und Hydrophilität nicht
ausreichend verbessert. Andererseits wird, wenn der Gehalt derselben
15 Prozent nach Gewicht überschreitet,
die Schicht weiß,
was bewirkt, dass die Erscheinungsform dazu neigt, verschlechtert
zu werden, und des Weiteren wird die Schichtstärke gemindert. Dies wird ebenfalls
nicht bevorzugt.
-
Organisches
Silan oder dessen hydrolisierte Substanz, welche in dem Molekül wenigstens
eine funktionelle Gruppe enthält,
die aus einer Gruppe gewählt
ist, die aus Polyalkylen-Oxid-Gruppe,
Alkyl-Gruppe, Alkenyl-Gruppe und Aryl-Gruppe besteht, wird mit der
Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen in Kontakt gebracht (unabhängig davon,
ob die Schicht das oben genannte oberflächenaktive Agens oder Phosphatverbindungen
enthält
oder nicht), welche die oben genannten feinen Partikeln aus Metalloxid
enthält
und Metalloxid als Matrix aufweist, wird chemisch oder physikalisch
an den Ausnehmungen und Vorsprüngen
auf der Oberfläche
fixiert oder gebunden, wobei es möglich wird, einen Antibeschlag-Gegenstand
zu erhalten, dessen Antibeschlag-Nachhaltigkeit weiter verbessert
ist.
-
Polyethylen-Oxid-Gruppe,
Polypropylen-Oxid-Gruppe etc. können
hauptsächlich
als die oben genannte Polyalkyl-Oxid-Gruppe verwendet werden. Als
die oben genannte Alkyl-Gruppe kann eine verkettete Alkyl-Gruppe
mit einer Kohlenstoff-Atomzahl von 1 bis 10 wie beispielsweise Methyl-Gruppe,
Ethyl-Gruppe, Propyl-Gruppe, Butyl-Gruppe, Pentyl-Gruppe, Hexyl-Gruppe,
Octyl-Gruppe, Nonyl-Gruppe, Decyl-Gruppe etc. und eine Ringalkyl-Gruppe
mit einer Kohlenstoff-Atomzahl von 3 bis 10, wie beispielsweise
Cyclopentyl-Gruppe, Cyclohexyl-Gruppe etc. hauptsächlich verwendet
werden. Als die oben genannte Alkenyl-Gruppe wird hauptsächlich eine Gruppe mit einer
Kohlenstoff-Atomzahl von 1 bis 10 wie beispielsweise die Vinyl-Gruppe, Alkyl-Gruppe,
Butenyl-Gruppe, Propenyl-Gruppe, Hexenyl-Gruppe, Octenyl-Gruppe, Cyclohexenyl-Gruppe verwendet.
Phenyl-Gruppe, Toluyl-Gruppe, Xylyl-Gruppe etc. können hauptsächlich als
die oben genannte Aryl-Gruppe verwendet werden.
-
Da
diese funktionellen Gruppen nichtpolar sind oder geringe Polarität aufweisen,
haften Verschmutzungen weniger an, um eine Erhöhung des zu unterdrückenden
Kontaktwinkels bezogen auf Wassertropfen zu bewirken, d. h., es
wird bevorzugt, da die Antibeschlag-Nachhaltigkeit verbessert wird. Insbesondere
bezogen auf die oben genannten Antibeschlag-Gegenstände, welche unter Verwendung
von organischem Silan einschließlich
einer Polyalkylen-Oxid-Gruppe hergestellt werden, ist die Antibeschlag-Eigenschaft
hervorragend, und die Antibeschlag-Nachhaltigkeit ist besonders
hervorragend.
-
Da
die oben genannten funktionellen Gruppen nicht-reaktiv sind oder
geringe Reaktionseigenschaft aufweisen, wird keine chemische Verbindung
mit Verschmutzungen hergestellt, was bewirkt, dass Verschmutzungen
nicht auf der Oberfläche
fixiert werden. Folglich kann, da auf der Oberfläche anhaftende Verschmutzungen
einfach durch Wischen etc. beseitigt werden können, die Antibeschlag-Eigenschaft
leicht wiederhergestellt werden, selbst wenn die Antibeschlag-Eigenschaft
aufgrund von Verschmutzungen verschwunden war.
-
Es
wird bevorzugt, dass das oben genannte organische Silan Alkoxysilan
oder Chlorsilan mit Alkoxy-Gruppe oder Chlor-Gruppe in dem Molekül ist. Da
diese funktionellen Gruppen leicht einer Hydrolyse unterzogen werden
können
und organisches Silan fest mit der Oberfläche von Ausnehmungen und Vorsprüngen von
Metalloxiden chemisch verbunden werden kann, ist es möglich, Produkte
zu erhalten, deren Antibeschlag-Nachhaltigkeit weiter verbessert
ist. Von dem oben genannten organischen Silan wird die Polyalkylen-Oxid-Gruppe, zum Beispiel
Alkoxysilan mit Polyethylen-Oxid-Gruppe, insbesondere [Alkoxy(polyethylenoxy)alkyl]trialkoxysilan,
zum Beispiel [Methoxy(polyethylenoxy)propyl]trimethoxysilan] am
meisten bevorzugt.
-
Es
wird bevorzugt, dass ein Antibeschlag-Gegenstand, für welchen
das oben genannte organische Silan oder dessen hydrolisierte Substanz
chemisch oder physikalisch an der Oberfläche mit Ausnehmungen und Vorsprüngen fixiert
oder gebunden ist, einen Kontaktwinkel von 10 Grad oder weniger
(bezogen auf Wassertropfen von 0,4 mg) aufweist.
-
Wenn
der Kontaktwinkel 10 Grad überschreitet,
wird dies nicht bevorzugt, da die Antibeschlag-Eigenschaft und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
gesenkt werden.
-
Als
Verfahren zum chemischen oder physikalischen Fixieren oder Binden
des oben genannten organischen Silans oder dessen hydrolisierter
Substanz an der oben genannten Oberfläche mit Ausnehmungen und Vorsprüngen kann
jede Art von Verfahren, um zu bewirken, dass das oben genannte organische
Silan oder dessen hydrolisierte Substanz chemisch oder physikalisch
in Kontakt mit der Oberfläche
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebracht wird, verfügbar
sein. Zum Beispiel können
ein Verfahren zum Beschichten einer Flüssigkeit mit dem oben genannten
organischen Silan oder dessen hydrolisierter Substanz auf die Oberfläche mit
Ausnehmungen und Vorsprüngen
(d. h. Beschichtungsverfahren), ein Verfahren zum Eintauchen eines
Gegenstands, der mit einer Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gebildet
ist, in eine Flüssigkeit
mit dem oben genannten organischen Silan oder dessen hydrolisierter
Substanz (d. h. ein chemisches Flüssigphasen-Adsorptionsverfahren),
ein Verfahren zum Platzieren eines Gegenstands, der mit einer Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebildet ist, in Dampf des oben genannten organischen Silans oder
dessen hydrolisierter Substanz und Adsorbieren derselben darauf
(d. h. chemisches Gasphasen-Adsorptionsverfahren) aufgezählt werden.
-
Von
den oben genannten Verfahren kann das oben genannte Beschichtungsverfahren
auf einer bereits bekannten Technik basieren und wird besonders
bevorzugt. Es gibt viele Verfahren, welche ein Verfahren unter Verwendung
einer Vorrichtung sind, wie beispielsweise einer Spritz-Auftragsmaschine,
Walzen-Auftragsmaschine, Sprüh-Auftragsmaschine,
Gardinen-Auftragsmaschine etc., ein Tauchverfahren (Tauchlackierverfahren),
ein Fließlackierverfahren,
ein Verfahren zum Reiben der Oberfläche mit Ausnehmungen und Vorsprüngen mit
einem Tuch oder Papier, welches mit einer Beschichtungsflüssigkeit
imprägniert
ist, in einem Zustand, in dem das Tuch oder Papier in Kontakt mit
der Oberfläche
gebracht wird (Reibeverfahren), und verschiedene Arten von Druckverfahren,
wie beispielsweise Siebdruck, Tiefdruck, Tampondruck etc..
-
Des
Weiteren kann, obwohl es einen Fall gibt, wo die Beschichtungsflüssigkeit
aus organischem Silan nicht einheitlich aufgetragen wird durch Verteilen
abhängig
von einer Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, die auf die Matrix-Oberfläche aufgetragen
ist und feine Partikel aus Metalloxid einschließt, wobei Metalloxide die Matrix
derselben sind, dies durch Waschen der Oberfläche des Substrats oder Verbessern
der Qualität
desselben verbessert werden.
-
Als
ein Verfahren zum Waschen oder Verbessern der Qualität sind viele
Arten, d. h., entölendes
Waschen mit einem organischen Lösungsmittel
wie beispielsweise Alkohol, Aceton, Hexan etc., Waschen mit Alkali
oder Säure,
Ultraschallreinigung, Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen, Ozonbehandlung
mit ultravioletten Strahlen, Plasmabehandlung, Korona-Entladung-Behandlung,
Wärmebehandlung
etc. verfügbar.
-
Ein
Lösungsmittel
zum Lösen
des oben genannten organischen Silans ist nicht besonders begrenzt. Jedoch
können
vorzugsweise Wasser, Alkohol, Keton etc. verwendet werden, einzeln
oder in einer Kombination derselben, in Anbetracht von Sicherheit,
Kosten und Vorgangseffizienz. Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol
etc. können
als Alkohol etc. aufgeführt
werden, Aceton, Methylethylketon, Diethylketon etc. können als Keton
etc. verwendet werden.
-
Das
oben genannte organische Silan kann zur Verwendung wie erforderlich
hydrolisiert werden. Wasser und Säurekatalysator können zu
organischem Silan wie erforderlich hinzugefügt werden, wobei die Hydrolyse
für eine
feststehende Zeitdauer bei einer feststehenden Temperatur durchgeführt wird,
und organisches Silan zur Verwendung wie erforderlich verdünnt wird.
-
Obwohl
die Hydrolysebedingungen von organischem Silan nicht besonders begrenzt
sind, wird bevorzugt, dass die Hydrolyse für drei Minuten bis fünfzig Stunden
in einem Temperaturbereich von 20°C
bis 60°C durchgeführt wird.
In einem Fall, in dem die Temperatur geringer als 20°C oder die
Zeit weniger als 3 Minuten ist, ist die Unterstützung der Hydrolyse nicht ausreichend.
Im Gegensatz dazu kann, wenn die Temperatur höher als 60°C ist und die Zeit 50 Stunden überschreitet,
die Unterstützungswirkung
der Hydrolyse nicht verbessert werden, die Haltbarkeit der Beschichtungsflüssigkeit
gemindert werden. Demgemäß wird dies
nicht bevorzugt.
-
Als
der oben genannte Säurekatalysator
können
Mineralsäuren
wie beispielsweise Salzsäure,
Schwefelsäure,
Salpetersäure
etc. und organische Säuren
wie beispielsweise Essigsäure,
Ameisensäure,
Zitronensäure,
Paratoluolsulfonsäure
etc. verwendet werden. Die Hinzufügemenge an Säure ist
nicht besonders begrenzt. Jedoch ist es gut, dass die Hinzufügemenge
von Säure
0,0001 bis 2 (Molverhältnis)
bezogen auf organisches Silan beträgt. Wenn die Hinzufügemenge
an Säure
weniger als 0,0001 (Molverhältnis)
beträgt,
ist die Unterstützung
der Hydrolyse von organischem Silan nicht ausreichend, und wenn
dieselbe 2 (Molverhältnis) überschreitet,
wird die Unterstützungswirkung
der Hydrolyse nicht weiter verbessert. Die Säure wird überschüssig, was ungünstig ist.
-
Obwohl
die Wassermenge, die für
die oben genannte Hydrolyse hinzugefügt wird, nicht besonders begrenzt
ist, ist es gut, dass die Menge 0,1 oder mehr (Molverhältnis) bezogen
auf organisches Silan ist. Wenn die Menge weniger als 0,1 (Molverhältnis) beträgt, ist
die Unterstützung
der Hydrolyse von organischem Silan nicht ausreichend, was ungünstig ist.
-
Andererseits
kann bezogen auf organisches Silan, dessen Hydrolysegeschwindigkeit
schnell ist wie die von zum Beispiel Chlorsilan, ausreichende Hydrolyse
durchgeführt
werden, wobei nur Wasser auf der Oberfläche mit Ausnehmungen und Vorsprüngen von
Metalloxiden adsorbiert ist, wobei es einen Fall gibt, wo organisches
Silan durch eine Dehydrationskondensationsreaktion auf der Oberfläche fixiert
wird. In diesem Fall wird, da ein Antibeschlag-Gegenstand, welcher
in Bezug auf Wetterfestigkeit, Antibeschlag-Eigenschaft und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
höherwertig
ist, erhalten werden kann, es bevorzugt, dass eine Beschichtungsflüssigkeit
hergestellt wird, indem ein nicht-wasserorientiertes Lösungsmittel verwendet wird,
wobei das gelöste
Wasser ausreichend gemindert wird. Als nicht-wasserorientiertes
Lösungsmittel
können
n-Hexan, Cyclohexan, Xylol, Toluol etc. angeführt werden.
-
Des
Weiteren ist die verwendete Konzentration an organischem Silan zum
Beschichten nicht besonders eingeschränkt, vorzugsweise wird organisches
Silan von 0,001 bis 5 Prozent nach Gewicht verwendet. Wenn die Konzentration
geringer als 0,01 Prozent nach Gewicht ist, kann keine ausreichende
Unterstützung der
Antibeschlag-Nachhaltigkeit eines erhaltenen Antibeschlag-Gegenstands
erkannt werden, und wenn die Konzentration 5 Prozent nach Gewicht überschreitet,
wird die Antibeschlag-Eigenschaft nicht weiter verbessert. Folglich
ist dies nicht ökonomisch
und nicht bevorzugt.
-
Es
wird bevorzugt, dass das Substrat mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, auf
welches die Lösung aus
organischem Silan aufgetragen ist, getrocknet oder bei einer Temperatur
von 20 bis 180°C
für drei
Minuten bis drei Stunden wärmebehandelt
wird. Durch diese Behandlung wird die Verbindung aus organischem
Silan mit Metalloxiden gestärkt,
was bewirkt, dass die Haltbarkeit und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
eines Antibeschlag-Gegenstands verbessert wird. Wenn die Temperatur
weniger als 20°C
ist oder die Behandlungszeit kürzer
als drei Minuten ist, ist die oben genannte Wirkung nicht ausreichend,
was ungünstig
ist. Da es einen Fall gibt, bei dem organisches Silan zersetzt wird,
wenn die Temperatur höher
als 180°C
ist. Dies ist ebenfalls ungünstig.
Des Weiteren kann, selbst wenn die Behandlungszeit drei Stunden überschreitet,
keine weitere Wirkung erwartet werden. Demgemäß ist dies in Anbetracht der
Produktivität
ebenfalls ungünstig.
-
Wenn
organisches Silan eine molekulare Simplex-Lage auf der oben genannten
Oberfläche
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
bildet, kann die Antibeschlag-Nachhaltigkeit verbessert werden,
und da die Dicke von organischem Silan 10 nm überschreitet, wird diese Wirkung
nicht weiter gesteigert, eine bevorzugte Dicke der Lage aus organischem
Silan nach Wärmebehandlung
ist 0,3 bis 10 nm. Sogar in einem Fall, in dem die Dicke der Lage
aus organischem Silan vergleichsweise groß ist, ist es erforderlich,
dass die Dicke der Lage aus organischem Silan nicht wesentlich an
Stellen schwankt, und es ist erforderlich, dass Ausnehmungen und Vorsprünge, welche
gleich zu jenen der oben genannten Oberfläche mit Ausnehmungen und Vorsprüngen ist, das
heißt
Ausnehmungen und Vorsprünge
mit einer arithmetischen mittleren Rauheit (Ra) von 1,5 bis 80 nm und
einem mittleren Abstand (Sm) der Ausnehmungen und Vorsprünge von
4 bis 300 nm, auf der Außenfläche der
Lage aus organischem Silan gebildet werden.
-
Wenn
eine Lage eines oberflächenaktiven
Agens weiter auf die Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen (unabhängig davon,
ob die Lage das oben genannte oberflächenaktive Agens oder Phosphatverbindung
enthält),
welche die oben genannten feinen Partikel aus Metalloxid enthält und Metalloxide
als Matrix aufweist, oder auf eine Lage aus organischem Silan (oder
dessen hydrolisierter Substanz) einschließlich der oben genannten funktionellen
Gruppe, welche die Oberfläche
der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen bedeckt, aufgetragen wird,
ist es möglich,
Antibeschlag-Gegenstände
zu erhalten, deren Antibeschlag-Eigenschaft
und Antibeschlag-Nachhaltigkeit weiter verbessert sind.
-
Die
oben genannte Lage aus oberflächenaktivem
Agens ist in der Lage, die Oberflächenspannung von taukondensierten
Wassertropfen zu reduzieren, wodurch Gleiten von Wassertropfen verbessert
wird und eine Wirkung der Antibeschlag-Eigenschaft weiter gesteigert
wird. Des Weiteren nimmt die oben genannte Lage aus oberflächenaktivem
Agens Schmutzbestandteile auf und verhindert, dass die Antibeschlag-Eigenschaft aufgrund
von Verschmutzungen auf der Oberfläche gemindert wird.
-
Da
die oben genannte Lage aus oberflächenaktivem Agens aufgrund
ihrer physikalischen Eigenschaften von der Oberfläche der
Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen (Schicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
einschließlich
feiner Partikel aus Metalloxid und mit Metalloxid als Matrix), welche
der Untergrund derselben ist, schwer entfernt werden kann, kann
die Antibeschlag-Wirkung, die durch das oberflächenaktive Agens beigebracht
wird, länger
anhalten als in einem Fall, in dem das oberflächenaktive Agens auf eine herkömmliche
glatte Substratoberfläche
ohne Ausnehmungen und Vorsprünge
aufgetragen wird. Des Weiteren wird bezüglich Gegenständen, die
mit einer Lage aus organischem Silan etc. einschließlich der
oben genannten funktionellen Gruppen auf der oben genannten Oberfläche der
Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen versehen sind, das oberflächenaktive
Agens schwer entfernt durch gegenseitig wirkende Kraft unter Molekülen zwischen
der oben genannten funktionellen Gruppe und dem oberflächenaktiven
Agens auf der Oberfläche
der Lage zusätzlich
zu der oben genannten physikalischen Form, wodurch die Antibeschlag-Wirkung weiter durch
das oberflächenaktive
Agens verbessert werden kann.
-
In
einem Fall, in dem die Dicke der mit oberflächenaktivem Agens beschichteten
Lage in dem später beschriebenen
Bereich vergleichsweise gering ist, werden Ausnehmungen und Vorsprünge mit
einer arithmetischen mittleren Rauheit (Ra) von 1,5 bis 80 nm und
einem mittleren Abstand (Sm) der Ausnehmungen und Vorsprünge von
4 bis 30 nm gebildet durch Einflüsse
von deren Untergrundfläche
auf der Oberfläche
(Außenseite)
des oberflächenaktiven
Agens, wodurch eine höhere
Antibeschlag-Eigenschaft durch die Gestalt mit Ausnehmungen und
Vorsprüngen
gebildet werden kann. Wenn die Dicke der Lage mit oberflächenaktivem Agens
vergleichsweise groß ist,
werden die Ausnehmungen und Vorsprünge, die auf der Oberfläche (Außenseite)
der Lage mit oberflächenaktivem
Agens gebildet sind, nicht größer als
1,5 nm bezogen auf die arithmetische mittlere Rauheit (Ra), und
werden nicht größer als
4 nm bezogen auf den mittleren Abstand (Sm) der Ausnehmungen und
Vorsprünge,
wodurch, obwohl die Oberflächenlage
des oberflächenaktiven
Agens glatt gemacht wird, die Antibeschlag-Wirkung durch das oberflächenaktive
Agens selbst beigebracht wird. Wenn das oberflächenaktive Agens allmählich durch
kontinuierliche Verwendung abfließt, um zu bewirken, dass die Dicke
der Lage aus oberflächenaktivem
Agens gemindert wird, erscheinen Ausnehmungen und Vorsprünge auf
der Oberfläche,
wodurch eine höhere
Beschlag-Eigenschaft durch deren Gestalt mit Ausnehmungen und Vorsprüngen beibehalten
werden kann.
-
Ein
nicht-ionisiertes oder negativ-ionisiertes Oberflächenagens
wird vorzugsweise verwendet, um auf die oben genannte Oberfläche aufgetragen
zu werden. Da ein positiv-ionisiertes oder ampholytes oberflächenaktives
Agens eine solche Tendenz aufweist, bei der das oberflächenaktive
Agens auf der Oberfläche
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen,
die aus Metalloxiden besteht, adsorbiert wird, wobei der hydrophile
Bereich an positiven Ionen darauf ausgerichtet ist, ist der hydrophobe
Bereich des oberflächenaktiven
Agens zur Luftseite ausgerichtet. Folglich wird, da die Hydrophilität auf der
Oberfläche
von Gegenständen
dazu neigt, gemindert zu werden, und verursacht, dass die Antibeschlag- Eigenschaft gemindert
wird, das positiv-ionisierte oder ampholyte oberflächenaktive
Agens nicht bevorzugt verwendet.
-
Des
Weiteren neigt ein oberflächenaktives
Agens mit Aminstickstoff oder Amidverbindung dazu, auf der Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen,
die aus Metalloxiden zusammengesetzt ist, durch Stickstoffatome
unabhängig
von Ionenpolarität
adsorbiert zu werden, wobei die Antibeschlag-Eigenschaft ebenfalls
gesenkt wird. Folglich wird ein oberflächenaktives Agens nicht bevorzugt.
Demgemäß wird ein
oberflächenaktives
Agens, welches keinen Aminstickstoff oder Amidverbindungen in Molekülen enthält, vorzugsweise
verwendet.
-
Jedoch
ist in Gegenständen,
die mit einer Lage aus organischem Silan einschließlich der
oben genannten funktionellen Gruppe auf deren Oberfläche ausgestattet
sind, die Adsorptionstendenz des oben genannten oberflächenaktiven
Agens gemindert, ein positiv-ionisiertes
oder ampholytes oberflächenaktives Agens
und ein oberflächenaktives
Agens mit Aminstickstoff oder Amidkombinationen in Molekülen werden ebenfalls
bevorzugt verwendet.
-
Als
negativ-ionisiertes oberflächenaktives
Agens ist Sulfobernsteinsäure-Estersalz
wie Dialkylnatriumsulfosuccinat, Alkylethersulfat, Alkyletherphosphat,
Alkylethercarbonat ebenfalls verfügbar, und Estersalz von Sulfat
wie Natriumdodecylbenzolsulfonat etc. ist ebenfalls verfügbar. Von
diesen hat Dialkylnatriumsulfosuccinat, zum Beispiel Dibutylnatriumsulfosuccinat,
Dihexylnatriumsulfosuccinat oder Di-2-ethylhexylnatriumsulfosuccinat etc.
eine gute Antibeschlag-Eigenschaft und Antibeschlag-Nachhaltigkeit und
wird ebenfalls bevorzugt verwendet.
-
Als
nicht-ionisiertes oberflächenaktives
Agens sind Polyoxyethylenalkylether wie Polyoxyethylennonylphenylether,
Polyoxyethylenstearylether; Polyoxyethylenacylester wie Polyoxyethylenmonostearat;
Polyoxyethylensorbitanacylester wie Polyoxyethylensorbitanmonostearat;
Sorbitanester wie Sorbitanlaurat etc. ebenfalls verfügbar.
-
Ein
nicht-ionisiertes oberflächenaktives
Agens, welches einen Hydrophilität/Lipophilität Gleichgewichtswert
(HLB) von 5 bis 18 aufweist, wird bevorzugt. Wenn der HLB-Wert kleiner
als 5 ist, ist die Hydrophilität
gering, wobei ausreichende Antibeschlag-Eigenschaft nicht erhalten
werden kann. Andererseits wird, wenn der HLB-Wert größer als
18 ist, die Löslichkeit
mit Wasser zu hoch, was verursacht, dass das oberflächenaktive
Agens leicht von der Oberfläche
aufgrund von Taukondensation entfernt wird. Folglich wird die Nachhaltigkeit
der Antibeschlag-Wirkung gemindert, was ungünstig ist. Das oberflächenaktive
Agens, was auf die oben genannte Oberfläche aufgetragen wird, kann
alleine oder zu zweit oder zu mehr derselben als Mischung verwendet
werden.
-
Obwohl
die Dicke des oben genannten oberflächenaktiven Agens nach dem
Auftragen nicht besonders eingeschränkt ist, beträgt die Dicke
ungefähr
0,2 bis 100 nm. Wenn die Dicke des oberflächenaktiven Agens dünner als
0,2 nm (molekulare Simplex-Schicht) ist, kann Tau an einigen Stellen
auf der Oberfläche
kondensieren, wodurch die Antibeschlag-Eigenschaft und Antibeschlag-Nachhaltigkeit,
die sich aus dem oberflächenaktiven
Agens ergibt, nicht bemerkenswert unterstützt wird, was ungünstig ist.
Im Gegensatz dazu kann, wenn die Dicke größer als 100 nm ist, Interferenzfarbe
erhalten werden, die sich aus dem oberflächenaktiven Agens ergibt, wobei
Unebenheit und Ungleichgewicht erkannt werden können. Dies ist ebenfalls ungünstig. Eine
bevorzugtere Dicke derselben ist von 10 bis 100 nm.
-
Ein
bereits bekanntes Verfahren zum Auftragen eines oberflächenaktiven
Agens kann ohne besondere Begrenzung verwendet werden. Jedoch gibt
es viele Verfahren, welche sind; ein Verfahren unter Verwendung
einer Vorrichtung, wie beispielsweise einer Spritz-Auftragmaschine,
Walzen-Auftragmaschine, Sprüh-Auftragmaschine,
Gardinen-Auftragmaschine
etc.; ein Tauchverfahren (Tauchlackierverfahren); ein Fließlackierverfahren;
ein Verfahren zum Reiben der Oberfläche mit Ausnehmungen und Vorsprüngen mit
einem Tuch oder Papier, das mit einer Beschichtungsflüssigkeit
imprägniert
ist, in einem Zustand, wo das Tuch oder Papier in Kontakt mit der
Oberfläche
gebracht wird (Reibeverfahren); sowie verschiedene Arten von Druckverfahren,
wie beispielsweise Siebdruck, Tiefdruck, Tampondruck etc.
-
Ein
Lösungsmittel
zum Lösen
des oben genannten oberflächenaktiven
Agens zum Beschichten ist nicht besonders eingeschränkt. Jedoch
können
vorzugsweise Wasser, Alkohol etc. einzeln oder als Kombinationen
derselben im Hinblick auf Sicherheit, Kosten und Vorgangseffizienz
verwendet werden. Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol etc. können als
Alkohol etc. angeführt
werden.
-
Des
Weiteren wird, obwohl die Konzentration des zum Beschichten verwendeten
oberflächenaktiven Agens
nicht besonders eingeschränkt
wird, bevorzugt, dass die Konzentration desselben 0,001 bis 5 Prozent nach
Gewicht beträgt.
Wenn die Konzentration niedriger als 0,001 Prozent nach Gewicht
ist, ist die Dicke des oberflächenaktiven
Agens auf einem erhaltenen Antibeschlag-Gegenstand zu gering, um überhaupt
eine Verbesserung der Antibeschlag-Eigenschaft und Antibeschlag-Nachhaltigkeit
feststellen zu können,
und wenn die Konzentration größer als
5 Prozent nach Gewicht ist, wird die Antibeschlag-Eigenschaft nicht
weiter verbessert. Dies wird im Hinblick auf die Ökonomie
nicht bevorzugt.
-
Des
Weiteren kann ein oberflächenaktives
Agens auf den oben genannten Antibeschlag-Gegenstand, welcher in Benutzung ist
oder nach dessen Benutzung, aufgetragen werden, um eine geminderte
Antibeschlag-Eigenschaft wiederherzustellen.
-
BESTE ARTEN
ZUM DURCHFÜHREN
DER ERFINDUNG
-
Nachfolgend
werden Ausführungsformen
beschrieben.
-
[Ausführungsform Beispiel 1]
-
BILDUNG VON
OBERFLÄCHENAUSNEHMUNGEN
UND -VORSPRÜNGEN
-
Hydrolisierte,
kondensierte und polymerisierte Flüssigkeit (Markenname: HAS-10,
Colcoat Corp.) aus Tetraethoxysilan, 11,8 Gewichtsanteile; verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht), 13,3 Gewichtsanteile;
und 2-Propanol, 74,9 Gewichtsanteile, wurden bei Raumtemperatur
gemischt, und das Ganze wurde 3:1 nach Gewicht mit 2-Propanol verdünnt und
wurde bei Raumtemperatur für
zwei Stunden gerührt,
wobei eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten wurde.
-
Eine
Kalk-Natron-Glasplatte (65mm × 150mm × 3mm),
deren Oberfläche
mit einem Ceroxid-ausgerichteten Poliermittel poliert wurde, welche
gewaschen wurde, weiter in destilliertem Wasser mit Ultraschall
gereinigt wurde und getrocknet wurde, wurde in die oben genannte
Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen eingetaucht und wurde
mit einer Geschwindigkeit von 20cm pro Minute angehoben, um zu bewirken,
dass die Flüssigkeit
auf beiden Seiten der Glasplatte aufgetragen wird. Die Glasplatte wurde
bei 100°C
für dreißig Minuten
getrocknet und weiter bei 250°C
für dreißig Minuten
getrocknet. Danach wurde die Glasplatte in einem Ofen bei 500°C für eine Stunde
wärmebehandelt,
wodurch eine Glasplatte mit einer Silicaschicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
von 100 nm Dicke auf beiden Seiten erhalten wurde.
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MESSEN VON
OBERFLÄCHENRAUHEIT
UND KONTAKTWINKEL
-
Bezüglich der
Glasplatte, auf welcher die oben genannte Schicht aus Silica mit
Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebildet wurde, wurden die arithmetische mittlere Rauheit (Ra) und
der mittlere Abstand (Sm) der Ausnehmungen und Vorsprünge erhalten
unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (z. B. Seiko Electronic
Co., Ltd., Typ SPI3700).
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Des
Weiteren wurde der Kontaktwinkel bezogen auf einen Wassertropfen
von 0,4mg gemessen unter Verwendung eines Kontaktwinkel-Messgerätes (Kyowa
Kaimen Kagaku Co., Ltd., "CA-DT"). Diese Messergebnisse
sind in Tabelle 4 dargestellt. Des Weiteren sind Ra und Sm für Antibeschlag-Gegenstände mit
einem oberflächenaktiven
Agens auf ihrer Oberseite, bevor und nachdem ein oberflächenaktives
Agens aufgetragen wurde, in anderen Ausführungsformen und Vergleichskontrollen
dargestellt.
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BEWERTUNG
DER ANTIBESCHLAG-EIGENSCHAFT
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Nachdem
eine Glasplatte mit der oben genannten gebildeten Schicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
in einer Feuchtigkeitsreglerkammer mit konstanter Temperatur, deren
Temperatur und relative Feuchtigkeit 5°C bzw. 10% sind, für 10 Minuten
angeordnet wurde, wird sie in eine Feuchtigkeitreglerkammer mit
konstanter Temperatur übertragen,
deren Temperatur und relative Feuchtigkeit 25°C bzw. 70% sind, wobei das Beschlagen
beobachtet wurde nach Ablauf von 30 Sekunden bis zum Ablauf von
2 Minuten, und es wurde die Verzerrung des Druchdringungsbilds nach
Ablauf von zwei Minuten beobachtet, und der Zustand kleiner Wassertropfen,
die an der Oberfläche
der Glasplatte anhaften, wurde untersucht, wobei "Beschlag-Bewertung" und "Verzerrungsbewertung" gemessen wurden
unter Einhaltung des in Tabelle 2 dargestellten Vier-Ebenen-Bewertungsbezugs.
-
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Die
Messergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Es wurde herausgefunden,
dass eine Glasplatte, auf welcher die oben genannte Silicaschicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebildet wurde, eine ausgezeichnete anfängliche Antibeschlag-Eigenschaft
aufweist.
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WIEDERHOLENDE
ANTIBESCHLAG-EIGENSCHAFT
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Die
oben genannte Probeplatte wurde auf einer Kühlvorrichtung (aus transparentem
Kunststoff hergestellt), reguliert in JIS S 4030-1995 "Method for testing
anti-fogging agents for glasses",
angeordnet, wobei die Rückseite
der Probeplatte mit dem Kühlwasser
in Kontakt gebracht wurde, und die Probetemperatur wurde bei 20°C gehalten.
Die Probeplatte, die in diesem Zustand gekühlt wurde, wurde in einer Feuchtigkeitsreglerkammer
mit konstanter Temperatur, deren Temperatur und relative Feuchtigkeit
45°C und
85% sind, für
3 Minuten angeordnet. Danach wurden die Probeplatte in einer Feuchtigkeitsreglerkammer
mit konstanter Temperatur angeordnet, deren Temperature und relative
Feuchtigkeit (RH) 20°C
und 10% ist, und für
3 Minuten getrocknet. Dieser Vorgang, der darin besteht, einer Hochtemperatur-Atmosphäre ausgesetzt
zu sein und einer Niedrigtemperatur-Atmosphäre ausgesetzt zu sein, wird
als ein Durchlauf betrachtet. Dreißig Durchläufe wurden wiederholt. Nachdem
dieser wiederholte Vorgang vorbei war, wurde eine Messskala zum
Beurteilen der Durchdringungsverzerrung, welches auf eine Kunststoffplatte
gedruckt ist, an der Rückseite
der oben genannten Kühlvorrichtung
angebracht und Wasser wurde dazu gebracht, in den Zwischenraum zwischen
der Platte und der Rückseite
der Kühlvorrichtung
einzudringen, und die Skala zum Beurteilen der Durchdringungsverzerrung wurde
von der Probeseite betrachtet. Die Messskala zum Beurteilen der
Durchdringungsverzerrung wurde ähnlich
zu einer in 1, angehängt an JIS
S 4030-1995, dargestellten Messskala hergestellt, wobei die Linienbreite
und der Abstand von drei Linien jeweils 0,5mm, 1,0mm, 1,5mm, 2,0mm
und 2,5mm ist, um 5 Gruppen zu ergeben. Die Kühlwassertemperatur der Kühlvorrichtung,
an welche die Probe angebracht ist, wurde auf 5°C herunter gekühlt, und
die Vorrichtung wurde in einer Feuchtigkeitsreglerkammer mit konstanter
Temperatur, deren Temperatur und relative Feuchtigkeit 25°C und 80%
ist, angeordnet, wobei das Erzeugen von Beschlagen und Durchdringungsverzerrung
untersucht wurde, indem die oben genannte Messskala zum Beurteilen
der Durchdringungsverzerrung verwendet wurde, und die "Beschlag-Bewertung" und "Verzerrungsbewertung" der wiederholenden
Antibeschlag-Eigenschaft unter Einhaltung des in Tabelle 3 dargestellten
6-Ebenen-Bewertungsbezugs gemessen wurde.
-
-
Die
Messergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Es wurde herausgefunden,
dass die Glasplatte, auf welcher die oben genannte Silicaschicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebildet wurde, eine wiederholende Antibeschlag-Eigenschaft in gewissem
Maß aufweist.
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TABAKRAUCH-TEST
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Eine
Glasplatte, auf welcher die oben genannte Silicaschicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
gebildet wurde, wurde auf dem Boden eines würfelförmigen Behälters, dessen Seite 24cm ist,
angeordnet, Rauch, welcher einer Zigarette entspricht, die auf dem
Markt verfügbar
ist, wurde in den Behälter
eingebracht, und die Glasplatte wurde herausgenommen, nachdem sie
für dreißig Minuten
darin angeordnet war. Der Kontaktwinkel bezogen auf 0,4mg Wassertropfen,
gemessen durch das oben genannte Verfahren, und die Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertungsergebnisse,
erhalten durch Durchführung
des oben genannten Verfahrens, nach dem Ausgesetztsein von Tabakrauch,
sind in Tabelle 6 dargestellt. Auf der Basis dieser Ergebnisse wurde bestätigt, dass
die Glasplatte, auf welcher die oben genannte Silicaschicht mit
Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebildet wurde, bezogen auf Tabakrauch in gewissem Maß eine wiederholende
Antibeschlag-Nachhaltigkeit aufweist.
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WISCHTEST
MIT ÖLIGER
SUBSTANZ
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Einige
Tropfen Olivenöl,
welches auf dem Markt erhältlich
ist, wurden auf eine Glasplatte getropft, auf welcher die oben genannte
Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gebildet wurde, und auf
die Oberfläche
unter Verwendung eines Baumwolltuchs aufgetragen. Die Glasplatte
wurde bei Raumtemperatur für
dreißig
Minuten so gelassen. Die Glasplatte wurde mit einem Baumwolltuch,
welches destilliertes Wasser enthält, mehrere Male gewischt.
Nach dem Trocknen wurde die Kontaktwinkel-Messung und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung
durch das oben genannte Verfahren durchgeführt. Die Ergebnisse wurden
in Tabelle 6 dargestellt. Auf der Basis dieser Ergebnisse wurde
bestätigt,
dass, obwohl ölige
Substanz in geringem Maß auf
der Oberfläche
der Glasplatte, auf welcher die Silicaschicht mit Ausnehmungen und
Vorsprüngen
gebildet wurde, verbleibt, was verursacht, dass die Antibeschlag-Eigenschaft
gemindert wird, sie in gewissem Maße eine Antibeschlag-Nachhaltigkeit aufweist.
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ANTIBESCHLAG-EIGENSCHAFT-BEWERTUNG
NACH WASSERWIDERSTAND-TEST
UND DRINNEN SO-GELASSEN-WIE-ES-IST-TEST
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Eine
Glasplatte, auf welcher die oben genannte Silicaschicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
gebildet wurde, wird senkrecht montiert, 500 Milliliter destilliertes
Wasser wurde auf die gesamte Fläche
der Glasplatte für
ungefähr
3 Minuten gesprüht,
damit Wasser auf der gesamten Oberfläche fließt. Nachdem die Glasplatte
drinnen für
dreißig
Tage so, wie sie war, nachdem die Glasplatte getrocknet war, gelassen
wurde, wurde die in Tabelle 2 dargestellte Vier-Ebenen-Bewertung
unter Einhaltung des Verfahrens zum Messen des Kontaktwinkels und
Verfahrens zum Bewerten der oben genannten Antibeschlag-Eigenschaft
durchgeführt.
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Wie
in Tabelle 8 dargestellt, war auf der Glasplatte, auf welcher die
oben genannte Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gebildet
wurde, die Eigenschaft nicht schlecht, obwohl die Antibeschlag-Eigenschaft
gemindert war. Nach dem Wasserwiderstand-Test und dem drinnen so-gelassen-wie-es-ist-Test wurde
bestätigt,
dass die Antibeschlag-Eigenschaft
in gewissem Maß gesichert
werden konnte.
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[Ausführungsform Beispiel 2]
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Bilden der mit organischem
Silan beschichteten Oberfläche
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
-
0,1N
Essigsäure
zu 1 Milliliter wurde zu Ethanol (99,5%) zu 1000 Millilitern, welches
auf dem Markt erhältlich
ist, hinzugefügt,
und diese werden gemischt. [Methoxy(polyethylenoxy)propyl]trimethoxysilan
(SIM 6492.7, hergestellt von Chisso Co., Ltd, Gehalt 90%, Molekulargewicht
von 460 bis 590, Ethylenoxid-Einheit von 6 bis 9) zu 4 Gramm wurde
zu einer Lösung
zu 796 Gramm hinzugefügt,
deren Hauptbestandteil Ethanol ist, und bei 30°C für eine Stunde gerührt, wodurch
eine Beschichtungslösung
aus organischem Silan hergestellt wurde.
-
Die
Glasplatte, auf welcher eine Silicaschicht mit Ausnehmungen und
Vorsprüngen
gebildet wurde, hergestellt in Ausführungsform Beispiel 1, wurde
in destilliertem Wasser ultraschallgereinigt und getrocknet. Danach
wurde die Glasplatte in die oben genannte Beschichtungslösung aus
organischem Silan eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von
5cm pro Minute angehoben, wodurch die Lösung auf beiden Seiten der Glasplatte,
die eine Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen hat,
aufgetragen wurde. Nachdem die Glasplatte getrocknet wurde und für 30 Minuten
bei 120°C
wärmebehandelt
wurde und auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, wurde sie leicht
mit destilliertem Wasser gewaschen, wodurch eine Glasplatte mit
einer Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten wurde, auf welcher
eine ungefähr
8 nm dicke Schicht aus organischem Silan mit Polyethylenoxid-Gruppe
in seinem Molekül
gebildet wurde.
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[Ausführungsform Beispiel 3]
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BILDEN VON
OBERFLÄCHENAUSNEHMUNGEN
UND -VORSPRÜNGEN
-
Tetraoxysilan
31 Gewichtsanteile, welches auf dem Markt verfügbar ist, wurde zu 2-Propanol
380 Gewichtsanteile hinzugefügt,
und 1-normale Salzsäure
1,6 Gewichtsanteile und Wasser 6,5 Gewichtsanteile wurden dem hinzugefügt. Dies
wurde bei 50°C
für fünf Stunden
und bei 30°C
für einen
Tag gerührt,
um zu bewirken, dass diese hydrolysieren. Silicakolloide mit einer
Korngröße von 50
nm (Markenname: Snowtex OL, Nissan Chemical Industries, Ltd., Feststoffgehalt
20 Prozent nach Gewicht) 30 Gewichtsanteile wurden zu der hydrolisierten
Lösung
hinzugefügt,
und sie wurden weiter bei 30°C
für fünf Stunden
gerührt.
Eine Lösung
entsprechend 180 Gewichtsanteilen wurde teilweise von der erhaltenen
Lösung
ungefähr
450 Gewichtsanteile entnommen, wobei zu dieser Ethanol 120 Gewichtsanteile
hinzugefügt
wurde, um den Feststoffgehalt auf 2% anzupassen, wodurch eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten wurde.
-
Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde unter Verwendung
einer Walzen-Auftragvorrichtung auf eine Kalk-Natron-Glasplatte (300mm × 300mm × 5mm) aufgetragen,
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt und getrocknet wie in Ausführungsform
Beispiel 1. Die Beschichtung wurde auf beide Seiten der Glasplatte
aufgetragen. Die Glasplatte wurde bei 150°C für 30 Minuten getrocknet und
wurde in einem elektrischen Feuerraum erhitzt, bis die Temperatur
der Platte 600°C betrug.
Danach wurde sie sofort herausgenommen und durch Luftstrom abgekühlt, wodurch
eine Glasplatte erhalten wurde, auf der eine 80 nm dicke Silicaschicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebildet war.
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[Ausführungsform Beispiel 4]
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BILDEN EINER
MIT ORGANISCHEM SILAN BESCHICHTETEN OBERFLÄCHE MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN
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0,1N
Essigsäure
1 Milliliter wurde zu 2-Propanol 1000 Milliliter, welches auf dem
Markt verfügbar
ist, hinzugefügt
und sie wurden gerührt.
n-Propyltrimethoxysilan 0,1 Gramm (LS-3120, hergestellt von Sinetsu Chemical
Industries, Ltd.) wurden zu der Lösung zu 792 Gramm hinzugefügt, und
sie wurden bei 30°C
für eine Stunde
gerührt,
wodurch Beschichtungsflüssigkeit
aus organischem Silan hergestellt wurde.
-
Nachdem
die Glasplatte, auf welcher in Ausführungsform Beispiel 3 eine
Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gebildet wurde, in destilliertem
Wasser ultraschallgereinigt und getrocknet wurde, wurde eine Glasplatte
mit einer Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten,
auf welcher eine Schicht aus organischem Silan von ungefähr 0,5 nm
Dicke einschließlich
einer n-Propyl-Gruppe in seinem Molekül, durch das gleiche Verfahren,
welches identisch ist zu dem in Ausführungsform Beispiel 2 beschriebenen,
erhalten.
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[Ausführungsform Beispiel 5]
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BILDEN EINER
OBERFLÄCHE
MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN
-
Tetraethoxysilan
25 Gewichtsanteile, welches auf dem Markt erhältlich ist, wurde zu 2-Propanol 380 Gewichtsanteile
hinzugefügt,
und 1N Salpetersäure
1,6 Gewichtsanteile und Wasser 6,5 Gewichtsanteile wurden dazu hinzugefügt, wobei
diese, nachdem sie bei 50°C
für drei
Stunden und bei 30°C
für einen
Tag gerührt wurden,
hydrolisiert wurden. Titaniakolloide 23 Gewichtsanteile (Markenname:
Titania sol CS-N, hergestellt von Ishihara Industries CO., Ltd.,
Feststoffgehalt 30 Prozent nach Gewicht) mit einer Korngröße von 30
bis 60 nm wurden zu der hydrolisierten Lösung hinzugefügt, Trimethylmethoxysilan
1 Gewichtsanteil wurde als dispersionsunterstützendes Agens hinzugefügt und wurde
weiter bei 30°C
für fünf Stunden
gerührt.
Eine Lösung entsprechend
100 Gewichtsanteilen wurde teilweise von der erhaltenen Lösung von
ungefähr
437 Gewichtsanteilen entnommen. Ethanol 544 Gewichtsanteile wurde
dazu hinzugefügt,
um den Feststoffgehalt auf 0,5% anzupassen, wodurch eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten wurde.
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Kalk-Natron-Glas
(60mm × 150mm × 3mm),
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt und getrocknet wie in Ausführungsform
Beispiel, wurde senkrecht in eine Umgebung gehangen, deren Temperatur
und relative Feuchtigkeit (RH) 20°C
und 30% ist, und es wurde bewirkt, dass die oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen von dem oberen Ende der
Platte hinunterfließt,
um dadurch das Glas mit der Flüssigkeit
zu beschichten (Fließbeschichtungsverfahren).
Die Beschichtung wurde auf beide Seiten der Glasplatte aufgebracht.
Die Glasplatte wurde bei 150°C
für 30
Minuten getrocknet und in einem Ofen, dessen Temperatur 500°C beträgt, für drei Stunden
wärmebehandelt,
wobei eine Glasplatte mit 100 nm Dicke erhalten wurde, auf welcher
einen Silica-Titania-Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebildet wurde.
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[Ausführungsform Beispiel 6]
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HERSTELLEN
EINER MIT ORGANISCHEM SILAN BESCHICHTETEN OBERFLÄCHE MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN
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Phenyltrichlorsilan
1 Gewichtsanteil (TSL8063, hergestellt von Toshiba Silicone Limited)
wurde in n-Hexan 1000 Gewichtsanteilen gelöst, um eine Beschichtungsflüssigkeit
aus organischem Silan zu erhalten. Nachdem die Glasplatte, auf welcher
eine Silica-Titania-Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
gebildet wurde, hergestellt in Ausführungsform Beispiel 5, in einer
Sauerstoffatmosphäre
mit ultravioletten Strahlen bestrahlt wurde und ihre Oberfläche gereinigt
wurde, wurde die Glasplatte in die Beschichtungsflüssigkeit
aus organischem Silan eingetaucht und bei 40°C für fünf Stunden gehalten. Danach
wurde die Glasplatte herausgenommen und mit n-Hexan gewaschen, wodurch
eine Glasplatte versehen mit einer Silica-Titania-Schicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
erhalten wurde, auf welcher eine monomolekulare Lage (ungefähr 5 nm dick)
mit einer Phenyl-Gruppe in ihrem Molekül auf der Oberfläche derselben
gebildet wurde.
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[Ausführungsform Beispiel 7]
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BILDEN VON
OBERFLÄCHENAUSNEHMUNGEN
UND -VORSPRÜNGEN
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Zirkoniumbutoxid
5 Gewichtsanteile wurde zu Ethalacetoacetat 1 Gewichtsanteil hinzugefügt und bei 30°C für zwei Stunden
gerührt
(Lösung "A"). Getrennt davon wurde Tetraethoxysilan
15 Gewichtsanteile, 2-Propanol 170 Gewichtsanteile, 1-normale Salzsäure 0,8
Gewichtsanteile und Wasser 3,5 Gewichtsanteile zueinander hinzugefügt und bei
30°C für zwei Stunden
gerührt
(Lösung "B"). Lösungen "A" und "B" wurden gemischt,
wozu verkettete Silicakolloide (Markenname: Snowtex OUP, Nissan
Chemical Industries, Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht)
15 Gewichtsanteile mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer Länge von
40 bis 300 nm hinzugefügt
wurden, wobei diese bei 50°C
für drei
Stunden und weiter bei 30°C
für einen
Tag gerührt
wurden, um sie zu hydrolysieren. Eine Lösung entsprechend 40 Gewichtsanteilen
wurde teilweise von der erhaltenen Flüssigkeit 210 Gewichtsanteile
entnommen, zu welcher Ethanol 480 Gewichtsanteile hinzugefügt wurde,
um den Feststoffgehalt auf 0,3% anzupassen, wodurch eine Beschichtungsflüssigkeit zum
Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten wurde.
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Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde durch ein in Ausführungsform
Beispiel 5 beschriebenes Verfahren auf eine Kalk-Natron-Glasplatte
(60mm × 150mm × 3mm),
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt, aufgetragen und getrocknet
wie in Ausführungsform Beispiel
1. Die Glasplatte wurde bei 120°C
für eine
Stunde getrocknet und in einem Ofen, dessen Temperatur 500°C beträgt, für zwei Stunden
wärmebehandelt,
wobei eine Glasplatte erhalten wurde, auf welcher eine Silica-Zirkonia-Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
von 50 nm Dicke gebildet wurde.
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[Ausführungsform Beispiel 8]
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HERSTELLEN
EINER MIT ORGANISCHEM SILAN BESCHICHTETEN OBERFLÄCHE MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN
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Nachdem
die Glasplatte, auf welcher eine Silica-Zirkonia-Schicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
gebildet wurde, hergestellt in Ausführungsform Beispiel 7, mit
ultravioletten Strahlen in einer Sauerstoffatmosphäre bestrahlt
wurde und ihre Oberfläche
gereinigt wurde, wurde die Glasplatte in einer Vakuumskammer, deren
Druck auf ungefähr
5 Torr gemindert wurde, angeordnet, wobei das System geschlossen
und auf 80°C
erwärmt
wurde. Als Nächstes
wurde Ethyltrichlorsilan zu 0,005 Millilitern (SIE4901.0, hergestellt
von Chisso Co., Ltd.) unter Verwendung einer Einspritzvorrichtung
in die Kammer eingebracht und darin verdampft. Nachdem diese für eine Stunde
miteinander reagiert hatten, wurde der Überschuss an organischem Silan
in der Kammer über
einen Goldabscheider durch Evakuieren entfernt. Durch die oben genannten
Vorgänge
wird eine mit einer Silica-Zirkonia-Schicht mit Ausnehmungen und
Vorsprüngen
versehene Glasplatte erhalten, auf welcher eine monomolekulare Lage
aus organischem Silan (ungefähr
0,3 nm dick) mit einer Ethylgruppe in seinem Molekül gebildet
wurde.
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[Ausführungsform Beispiel 9]
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Nachdem
eine Glasplatte, auf welcher eine Silicaschicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
gebildet ist, hergestellt in Ausführungsform Beispiel 1, in destilliertem
Wasser ultraschallgereinigt und getrocknet wurde, wurde die Glasplatte
in eine Wasserlösung
mit Polyoxyethylennonylphenylether (Nippon Yushi Co., Ltd, "Nonion NS-220", nicht-ionisiert,
HLB-Wert 16,0) zu einem Verhältnis
von 0,2% eingetaucht, und wurde mit einer Geschwindigkeit von 30cm
pro Minute angehoben, wobei die Lösung auf die mit einer Silicaschicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
versehene Glasplatte aufgetragen wurde und die Platte bei Raumtemperatur
ausreichend getrocknet wurde. Nach dem Trocknen wurde die Glasplatte
unter Verwendung eines Baumwolltuchs abgerieben, um den Überschuss
an oberflächenaktivem
Agens zu entfernen, wodurch eine Lage mit oberflächenaktivem Agens von 30 nm
Dicke erhalten wird.
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[Ausführungsform Beispiel 10]
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Eine
Wasserlösung
mit Di-2-ethylhexylnatriumsulfosuccinat (Nippon Yushi Co., Ltd., "Rapisol B-30", nicht-ionisisert)
zu einem Verhältnis
von 0,05% wurde auf die mit einer Silicaschicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
versehene Glasplatte, hergestellt durch ein Fließbeschichtungsverfahren in
Ausführungsform Beispiel
2, aufgetragen, und die Glasplatte wurde ausreichend bei Raumtemperatur
getrocknet. Nach dem Trocknen wurde die Glasplatte unter Verwendung
eines Baumwolltuchs abgerieben, um den Überschuss an oberflächenaktivem
Agens zu entfernen, wodurch eine Lage mit oberflächenaktivem Agens von 10 nm
Dicke erhalten wird.
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[Ausführungsform Beispiel 11]
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Eine
Glasplatte, die mit einer Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen versehen
ist, auf welche in Ausführungsform
Beispiel 4 hergestelltes organisches Silan aufgetragen wurde, wurde
in eine Ethanollösung
mit Polyoxyethylenstearylether (Nippon Yushi Co., Ltd., "Nonion 5-207", nicht-ionisisert,
HLB-Wert 10,7) zu einem Verhältnis
von 2% eingetaucht und wurde mit einer Geschwindigkeit von 5cm pro
Minute angehoben, wodurch die Flüssigkeit
auf die mit einer Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen versehene
Glasplatte aufgetragen wurde, und die Glasplatte wurde bei Raumtemperatur
getrocknet. Eine Lage mit oberflächenaktivem
Agens von 80 nm Dicke wurde erhalten.
-
[Ausführungsform Beispiel 12]
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Nachdem
eine Glasplatte, welche mit einer Silica-Zirkonia-Schicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
versehen ist, hergestellt in Ausführungsform Beispiel 7, in destilliertem
Wasser ultraschallgereinigt und getrocknet wurde, wurde sie in eine
Wasserlösung
mit Polyoxyethylennonylphenylether (Nippon Yushi Co., Ltd, "Nonion NS-202", nicht-ionisiert, HLB-Wert
5,7) zu einem Verhältnis
von 0,2% eingetaucht, und wurde mit einer Geschwindigkeit von 30cm
pro Minute angehoben. Dadurch wurde die Flüssigkeit auf die Glasplatte
mit einer Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen aufgetragen
und wurde bei Raumtemperatur ausreichend getrocknet. Nach dem Trocknen
wurde die Oberfläche
der Glasplatte unter Verwendung eines Baumwolltuchs abgerieben,
um den Überschuss
an oberflächenaktivem
Agens zu entfernen, wodurch eine Lage mit oberflächenaktivem Agens von 30 nm
Dicke gebildet wurde.
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[Ausführungsform Beispiel 13]
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Einige
Tropfen einer Suspension mit Sorbitanmonolaurat (Nippon Yushi Co.,
Ltd., "Nonion LP-20R", nicht-ionisiert,
HLB-Wert 6,8) zu einem Verhältnis
von 1% wurden auf eine mit organischem Silan beschichtete Glassplatte
mit einer Silica-Zirkonia-Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, hergestellt
in Ausführungsform
Beispiel 8, aufgetropft, und nachdem die Suspension auf der Oberfläche unter
Verwendung eines Baumwolltuchs aufgetragen wurde, wurde die Glasplatte
getrocknet. So wurde eine Lage aus oberflächenaktivem Agens von ungefähr 50 nm
Dicke gebildet.
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[Ausführungsform Beispiel 14]
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Einige
Tropfen einer Wasserlösung
mit Natriumdodecylbenzolsulfonat (Nippon Yushi Co., Ltd., "Nex Rex Powder F", negativ-ionisiert)
zu einem Verhältnis
von 2% wurden auf eine mit organischem Silan beschichtete Glassplatte
mit einer Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, hergestellt
in Ausführungsform
Beispiel 1, aufgetropft und wurden auf die Oberfläche unter
Verwendung eines Baumwolltuchs aufgetragen. Danach wurde das Ganze
getrocknet. Eine Lage aus oberflächenaktivem
Agens von ungefähr
70 nm Dicke wurde gebildet.
-
Unter
Einhaltung des in Ausführungsform
Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens wurden Antibeschlag-Gegenstände, die
gemäß den Ausführungsformen
Beispiele 2 bis 14 erhalten wurden, Oberflächen-Rauheit-Messungen, Kontaktwinkel-Messungen,
anfänglicher
und wiederholender Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung, Tabakrauch-Test,
Wischtest mit öliger
Substanz und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung nach Wasserwiderstand-Test
und Sogelassen-wie-es-ist-Test unterzogen. Die Ergebnisse davon
sind in den Tabellen 4, 6 und 8 dargestellt. Wie in diesem Tabellen
dargestellt, zeigten die Antibeschlag-Gegenstände in jedem Fall eine hervorragende
Antibeschlag-Eigenschaft. Die Antibeschlag-Gegenstände gemäß den Ausführungsformen
Beispiele 3, 5 und 7 zeigen eine gewisse Antibeschlag-Nachhaltigkeit, und
des Weiteren weisen die Gegenstände
gemäß den Ausführungsformen
Beispiele 2, 4, 6 und 8 bis 14, welche mit der oben genannten Lage
aus organischem Silan oder der Lage aus oberflächenaktivem Agens auf der Oberfläche derselben beschichtet
sind, eine gute Antibeschlag-Nachhaltigkeit auf, wobei in den Ausführungsformen
Beispiele 2, 4, 6 und 8 die Gegenstände keinen Schmutz adsorbiert
haben. Des Weiteren sind Zahlenangaben in Klammern in den Spalten
Oberflächenrauheit
Ra und Sm in den Tabellen gemessene Werte bezogen auf die Oberfläche der
Lage aus oberflächenaktivem
Agens, wobei die waagerechten Linien (-) bedeuten, dass keine Messung durchgeführt wurde
(dies findet Anwendung in den nachfolgenden Vergleichskontrollen).
-
[Vergleich Beispiel 1]
-
Unter
Verwendung einer Kalk-Natron-Glasplatte (60mm × 150mm × 3mm) als Matrix, deren Oberfläche modifiziert
wurde durch Oberflächenpolieren
mit einem Ceroxidausgerichteten Poliermittel, Waschen, Ultraschallreinigen
in destilliertem Wasser, Trocknen und danach Bestrahlen mit ultravioletten
Strahlen in einer Sauerstoffatmosphäre, wurden die Kontaktwinkel-Messung,
Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung, Tabakrauch-Test, Wischtest mit öliger Substanz
und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung nach Wasserwiderstand- und
So-gelassen-wie-es-ist-Test durchgeführt bezogen auf Wassertropfen
von 0,4mg unter Einhaltung des in Ausführungsform Beispiel 1 beschriebenen
Verfahrens. Diese Ergebnisse sind in den Tabellen 5, 7 und 9 dargestellt.
Unter Beurteilung dieser Ergebnisse, obwohl erkannt werden kann,
dass nicht-behandeltes Glas mit glatter Oberfläche in gewissem Maß im Anfangszustand,
gerade nachdem das Glas gut gewaschen wurde, eine Antibeschlag-Eigenschaft aufweist,
wurde bestätigt,
dass die Antibeschlag-Eigenschaft aufgrund von Verschmutzungen,
die darauf adsorbiert sind oder daran anhaften, schnell verloren
geht.
-
[Vergleich Beispiel 2]
-
Eine
Glasplatte mit glatter Oberfläche,
auf welcher eine Lage aus organischem Silan mit einer Polyethylen-Oxid-Gruppe
in seinem Molekül
gebildet war, wurde unter Einhaltung der gleichen Bedingungen wie
jenen in Ausführungsform
Beispiel 2 erhalten, mit der Ausnahme, dass als Matrix eine Kalk-Natron-Glasplatte (60mm × 150mm × 3mm, ohne
irgendeine Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen) verwendet wurde, oberflächenpoliert
mit einem Ceroxid-ausgerichteten Poliermittel, gewaschen, in destilliertem
Wasser ultraschallgereinigt, getrocknet und danach in Sauerstoffatmosphäre mit ultravioletten
Strahlen bestrahlt. Des Weiteren wurde Kontaktwinkel-Messung, anfängliche
und wiederholende Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung, Tabakrauch-Test,
Wischtest mit öliger
Substanz und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung nach Wasserwiderstand-
und So-gelassen-wie-es-ist-Test
durchgeführt
bezogen auf Wassertropfen von 0,4mg unter Einhaltung des in Ausführungsform
Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens. Diese Ergebnisse sind in den
Tabellen 5, 7 und 9 dargestellt. Die Ergebnisse beurteilend wurde
für Glas
mit glatter Oberfläche,
auf welchem eine Lage aus organischem Silan mit einer Polyethylen-Oxid-Gruppe in seinem
Molekül
gebildet war, herausgefunden, dass die Antibeschlag-Eigenschaft
eine zufrieden stellende Ebene nicht erreichen konnten, obwohl eine
leichte Antibeschlag-Eigenschaft
erkannt wurde.
-
[Vergleich Kontrolle 3]
-
Eine
Kalk-Natron-Glasplatte (60mm × 150mm × 3mm, ohne
irgendeine Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen), mit einem Ceroxid-ausgerichteten
Poliermittel oberflächenpoliert,
gewaschen, in destilliertem Wasser ultraschallgereinigt, getrocknet
und danach in Sauerstoffatmosphäre
mit ultravioletten Strahlen bestrahlt, wurde in eine Wasserlösung mit
Flusssäure
zu einem Verhältnis
von 0,28 Mol pro Liter bei 25°C
für 120
Sekunden eingetaucht, mit einer großen Menge Wasser gewaschen
und bei 100°C
getrocknet, wobei eine Glasplatte, deren Oberfläche wie oben geätzt war,
erhalten wurde.
-
Oberflächen-Rauheit-Messung,
Kontaktwinkel-Messung, anfängliche
und wiederholende Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung, Tabakrauch-Test,
Wischtest mit öliger
Substanz und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung nach Wasserwiderstand-
und So-gelassen-wie-es-ist-Test
wurden bezogen auf die Glasplatte mit geätzter Oberfläche unter
Einhaltung des in Ausführungsform
Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens durchgeführt. Diese Ergebnisse sind
in den Tabellen 5, 7 und 9 dargestellt. Unter Beurteilung dieser
Ergebnisse, obwohl erkannt werden kann, dass das Glas mit geätzter Oberfläche in gewissem
Maß im
Anfangszustand, gerade nachdem das Glas gut gewaschen wurde, eine
Antibeschlag-Eigenschaft aufweist, wurde bestätigt, dass die Antibeschlag-Eigenschaft
aufgrund von Verschmutzungen, die darauf adsorbiert sind oder daran
anhaften, schnell verloren geht.
-
[Vergleich Beispiel 4]
-
Ein
oberflächenaktives
Agens, beschrieben in Ausführungsform
Beispiel 9, wurde auf ein Glassubstrat, beschrieben in Vergleich
Beispiel 1, durch das in Ausführung
Beispiel 9 beschriebene Verfahren aufgetragen, und eine Lage aus
oberflächenaktivem
Agens von ungefähr
30 nm wurde gebildet.
-
Bezogen
auf die Glasplatte mit aufgetragener Lage aus oberflächenaktivem
Agens wurden Oberflächen-Rauheit-Messung,
Kontaktwinkel-Messung, anfängliche
und wiederholende Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung, Tabakrauch-Test,
Wischtest mit öliger
Substanz und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung nach Wasserwiderstand-
und So-gelassen-wie-es-ist-Test
unter Einhaltung des in Ausführungsform
Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens durchgeführt. Diese Ergebnisse sind
in Tabellen 5, 7 und 9 dargestellt. Unter Beurteilung dieser Ergebnisse,
obwohl das Glas mit oberflächenaktivem
Agens im Anfangszustand eine hervorragende Antibeschlag-Eigenschaft
aufweist, wurde herausgefunden, dass die Antibeschlag-Nachhaltigkeit
bezogen auf Verschmutzungen nicht gut ist und die wiederholende
Antibeschlag-Nachhaltigkeit gering ist.
-
[Ausführungsform Beispiel 15]
-
BILDEN VON
OBERFLÄCHENAUSNEHMUNGEN
UND -VORSPRÜNGEN
-
Verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 24 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 2,3 Gewichtsanteile
und 2-Propanol 196,9 Gewichtsanteile wurden bei Raumtemperatur für fünf Minuten
gemischt, und Siliziumtetrachlorid 0,9 Gewichtsanteile, welches
auf dem Markt erhältlich
ist, wurde zu dem oben Genannten hinzugefügt und bei Raumtemperatur für eine Stunde
gerührt.
Dadurch wurde eine Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden von Ausnehmungen
und Vorsprüngen
erhalten.
-
Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde auf eine Kalk-Natron-Glasplatte
(65mm × 150mm × 3mm) aufgetragen,
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt und getrocknet wie in Ausführungsform
Beispiel 1 unter Einhaltung des in Ausführungsform Beispiel 5 beschriebenen
Verfahrens. Danach wurde die Glasplatte nur bei Raumtemperatur ohne
spezielle Wärmebehandlung
getrocknet. Dadurch wurde eine Glasplatte erhalten, auf welcher
eine Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen von 60 nm Dicke gebildet
wurde.
-
[Ausführungsform Beispiel 16]
-
BILDEN EINER SILICASCHICHT
MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN,
ZU WELCHER NEGATIV-IONISIERTES OBERFLÄCHENAKTIVES AGENS HINZUGEFÜGT WURDE
-
Verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 2,3 Gewichtsanteile
und 2-Propanol 195,2 Gewichtsanteile wurden bei Raumtemperatur für fünf Minuten
gemischt. Siliziumtetrachlorid 0,9 Gewichtsanteile, welches auf
dem Markt erhältlich
ist, und eine Ethanollösung 1,7
Gewichtsanteile, welche zu einem Verhältnis von 10% ein negativ-ionisiertes
oberflächenaktives
Agens (Markenname: Rapisol A-30, Nippon Yushi Co., Ltd., Feststoffgehalt
30 Prozent nach Gewicht), welches hauptsächlich aus Natriumdioctylsulfosuccinat
zusammengesetzt ist, enthält,
wurde zu dem oben Genannten hinzugefügt und diese bei Raumtemperatur
für eine
Stunde gerührt.
Dadurch wurde eine Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden von Ausnehmungen
und Vorsprüngen
erhalten.
-
Nachdem
die Oberfläche
der Polyethylenterephthalat-Schicht (100μm dick) durch Korona-Entladung unter Bedingungen
von normaler Temperatur, normalem Atmosphärendruck und einer Ladungsdichte
von 200W/m2 in der Atmosphäre behandelt
wurde, wurde die oben genannte Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden von Ausnehmungen
und Vorsprüngen
durch das in Ausführungsform
Beispiel 5 beschriebene Verfahren aufgetragen. Danach wurde die
Schicht nur bei Raumtemperatur und ohne besondere Wärmebehandlung
getrocknet. Dadurch wurde eine Polyethylenterephthalat-Schicht erhalten,
auf welcher eine Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen von
60 nm Dicke, mit hinzugefügtem
negativ-ionisiertem oberflächenaktivem Agens,
gebildet war.
-
[Ausführungsform Beispiel 17]
-
BILDEN EINER
SILICASCHICHT MIT PHOSPHATVERBINDUNG MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN
-
Verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 4,6 Gewichtsanteile
und 2-Propanol 177,2 Gewichtsanteile wurden bei Raumtemperatur für fünf Minuten
gemischt. Siliziumtetrachlorid 1,8 Gewichtsanteile, welches auf
dem Markt erhältlich
ist, und eine Ethanollösung 16,4
Gewichtsanteile mit Triethylphosphat zu einem Verhältnis von
1 % wurde zu dem oben Genannten hinzugefügt und dies bei Raumtemperatur
für drei
Stunden gerührt.
Dadurch wurde eine Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden von Ausnehmungen
und Vorsprüngen
erhalten.
-
Eine
Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde auf eine Kalk-Natron-Glasplatte
(65mm × 150mm × 3mm) aufgetragen,
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt und getrocknet wie in Ausführungsform
Beispiel 1 unter Einhaltung des in Ausführungsform Beispiel 5 beschriebenen Verfahrens.
Danach wurde sie bei 120°C
für fünf Minuten
getrocknet. Dadurch wurde eine Glasplatte erhalten, auf welcher
eine Silicaschicht mit Phosphatverbindung mit Ausnehmungen und Vorsprüngen von
120 nm Dicke gebildet wurde.
-
[Ausführungsform Beispiel 18]
-
BILDEN EINER SILICASCHICHT
MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN,
ZU WELCHER NEGATIV-IONISIERTES OBERFLÄCHENAKTIVES AGENS UND EINE
PHOSPHATVERBINDUNG HINZUGEFÜGT
WURDEN
-
Verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 3,1 Gewichtsanteile
und 2-Propanol 184,3 Gewichtsanteile wurden bei Raumtemperatur für fünf Minuten
gemischt. Tetraethoxysilan 1,5 Gewichtsanteile, welches auf dem
Markt erhältlich
ist, und konzentrierte Salzsäure
(35%) 1,3 Gewichtsanteile wurde dazu hinzugefügt und dies bei Raumtemperatur
für fünf Minuten
gemischt. Eine Ethanollösung
7,5 Gewichtsanteile, welches zu einem Verhältnis von 1% ein negativ-ionisiertes oberflächenaktives
Agens (Markenname: Rapisol A-30, Nippon Yushi Co., Ltd., Feststoffgehalt
30 Prozent nach Gewicht), welches hauptsächlich aus Natriumdioctylsulfosuccinat
zusammengesetzt ist, enthält,
und eine Ethanollösung
2,7 Gewichtsanteile mit Triethylphosphat zu einem Verhältnis von
1 % wurde zu dem oben Genannten hinzugefügt, wobei dies bei Raumtemperatur
für zwei
Stunden gerührt
wurde. Dadurch wurde eine Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden von Ausnehmungen
und Vorsprüngen
erhalten.
-
Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde durch das in Ausführungsform
Beispiel 5 beschriebene Verfahren auf eine Kalk-Natron-Glasplatte
(65mm × 150mm × 3mm) aufgetragen,
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt, und getrocknet wie in
Ausführungsform Beispiel
1. Danach wurde sie bei 120°C
für fünf Minuten
getrocknet. Dadurch wurde eine mit einer Silicaschicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
von 120 nm Dicke versehene Glasplatte, auf welcher ein negativ-ionisiertes
oberflächenaktives
Agens und eine Phosphatverbindung hinzugefügt wurden, erhalten.
-
[Ausführungsform Beispiel 19]
-
BILDEN EINER
SILICASCHICHT MIT PHOSPHATVERBINDUNG MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN
-
Verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 2,6 Gewichtsanteile
und 2-Propanol 194,1 Gewichtsanteile wurden bei Raumtemperatur für fünf Minuten
gemischt. Tetraethoxysilan 1,3 Gewichtsanteile und 1N Salzsäure 1,2
Gewichtsanteile, welche auf dem Markt erhältlich sind, wurden dazu hinzugefügt und weiter
bei Raumtemperatur für
fünf Minuten
gemischt. Des Weiteren wurde dazu eine Ethanollösung 0,8 Gewichtsanteile mit
Triethylphosphit zu einem Verhältnis
von 1 % dem hinzugefügt
und dies bei Raumtemperatur für
vier Stunden gemischt. Dadurch wurde eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten.
-
Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde durch das in Ausführungsform
Beispiel 5 beschriebene Verfahren auf eine Kalk-Natron-Glasplatte
(65mm × 150mm × 3mm) aufgetragen,
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt und getrocknet wie in Ausführungsform Beispiel
1. Danach wurde sie bei 120°C
für dreißig Minuten
getrocknet und bei 500°C
für zwei
Stunden wärmebehandelt.
Dadurch wurde eine Glasplatte von 100 nm Dicke, auf welcher eine
Silicaschicht mit hinzugefügter
Phosphatverbindung mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gebildet war, erhalten.
-
[Ausführungsform Beispiel 20]
-
Verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 1,2 Gewichtsanteile,
kugelförmige
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm (Markenname:
Snowtex 0, Nissan Chemical Industries, Ltd., Feststoffgehalt 20
Prozent nach Gewicht) 0,8 Gewichtsanteile, Ethanol 198,6 Gewichtsanteile
und 2-Propanol 198,6 Gewichtsanteile wurden bei Raumtemperatur für fünf Minuten
gemischt. Siliziumtetrachlorid 0,9 Gewichtsanteile, welches auf
dem Markt erhältlich
ist, wurde dem hinzugefügt, bei
Raumtemperatur für
eine Stunde gerührt,
und eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde erhalten.
-
Nachdem
die Oberfläche
der Polyethylenterephthalat-Schicht (100μm dick) durch Korona-Entladung unter Bedingungen
von normaler Temperatur, normalem Atmosphärendruck und einer Ladungsdichte
von 200W/m2 in der Atmosphäre behandelt
wurde, wurde die oben genannte Beschichtungsflüssigkeit zum Bilden von Ausnehmungen
und Vorsprüngen
durch das in Ausführungsform
Beispiel 5 beschriebene Verfahren auf die Schicht aufgetragen. Danach
wurde die Schicht nur bei Raumtemperatur und ohne besondere Wärmebehandlung
getrocknet. Dadurch wurde eine Polyethylenterephthalat-Schicht erhalten,
auf welcher eine Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen von
30 nm Dicke gebildet war.
-
[Ausführungsform Beispiel 21]
-
BILDEN EINER
TITANIA-SILICA-SCHICHT MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN
-
Verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 2,3 Gewichtsanteile,
Ethanol 194,1 Gewichtsanteile, Acetylaceton 1,1 Gewichtsanteile,
Titanisopropoxid 1,3 Gewichtsanteile, 6N Salzsäure 0,3 Gewichtsanteile wurden
bei Raumtemperatur für
drei Stunden gemischt. Dadurch wurde eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten.
-
Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde durch das in Ausführungsform
Beispiel 5 beschriebene Verfahren auf eine Kalk-Natron-Glasplatte
(65mm × 150mm × 3mm) aufgetragen,
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt, und getrocknet wie in
Ausführungsform Beispiel
1. Danach wurde sie bei 120°C
für dreißig Minuten
getrocknet und bei 400°C
für zwei
Stunden wärmebehandelt.
Dadurch wurde eine Glasplatte von 60 nm Dicke, auf welcher eine
Tintania-Silica-Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gebildet
war, erhalten.
-
Oberflächen-Rauheit-Messung,
Kontaktwinkel-Messung, anfängliche
und wiederholende Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung, Tabakrauch-Test,
Wischtest mit öliger
Substanz und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung nach Wasserwiderstand-
und So-gelassen-wie-es-ist-Test
wurden bezogen auf die Glasplatte mit Titania-Silica-Schicht mit
Ausnehmungen und Vorsprüngen
unter Einhaltung des in Ausführungsform Beispiel
1 beschriebenen Verfahrens durchgeführt. Diese Ergebnisse sind
in den Tabellen 5, 7 und 9 dargestellt. Unter Beurteilung dieser
Ergebnisse wurde herausgefunden, dass die Titania-Silica-Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
eine hervorragende Antibeschlag-Eigenschaft aufweist und in gewissem
Maß eine Antibeschlag-Nachhaltigkeit
aufweist.
-
Die
Glasplatte wurde nach dem Tabakrauch-Test für acht Stunden mit Licht aus
einer Ultraviolett-Lampe bestrahlt, derart, dass die Ultraviolettstrahlenstärke auf
der Oberfläche
2mW/cm2 beträgt. Der Kontaktwinkel zu Wassertropfen
von 0,4mg ist 1 Grad und die Beschlag-Bewertung ist "0", und die Durchdringungsverzerrung-Bewertung
wird ebenfalls "0 ", wobei erneut eine
gute Antibeschlag-Eigenschaft festgestellt wurde, das heißt, es wurde
bestätigt,
dass der Gegenstand eine Selbstreinigungs-Eigenschaft aufweist.
-
[Ausführungsform Beispiel 22]
-
BILDEN EINER
TITANIA-SILICA-SCHICHT MIT AUSNEHMUNGEN UND VORSPRÜNGEN
-
Eine
Lösung
mit feinen Partikeln aus Titanoxid mit einem Durchmesser von ungefähr 10 nm
(Markenname: ST-K01, Ishihara Industries Co., Ltd., Feststoffgehalt
10 Prozent nach Gewicht, Titanoxid-Gehalt 8 Prozent nach Gewicht)
2,7 Gewichtsanteile wird dispergiert, Ethanol 195,3 Gewichtsanteile,
verkettete Silicakolloide (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical
Industries, Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 1,4 Gewichtsanteile,
Siliziumtetrachlorid 0,6 Gewichtsanteile, welches auf dem Markt
verfügbar
ist, wurden bei Raumtemperatur für
eine Stunde gemischt. Dadurch wurde eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten.
-
Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde durch das in Ausführungsform
Beispiel 5 beschriebene Verfahren auf eine Kalk-Natron-Glasplatte
(60mm × 150mm × 3mm) aufgetragen,
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt und getrocknet wie in Ausführungsform Beispiel
1. Danach wurde die Glasplatte nur bei Raumtemperatur getrocknet
und keiner besonderen Wärmebehandlung
unterzogen. Dadurch wurde eine Glasplatte, auf welcher eine Titania-Silica-Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
von 60 nm Dicke gebildet war, erhalten.
-
Oberflächen-Rauheit-Messung,
Kontaktwinkel-Messung, anfängliche
und wiederholende Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung, Tabakrauch-Test,
Wischtest mit öliger
Substanz und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung nach Wasserwiderstand-
und So-gelassen-wie-es-ist-Test
wurden bezogen auf die Glasplatte mit Titania-Silica-Schicht mit
Ausnehmungen und Vorsprüngen
unter Einhaltung des in Ausführungsform Beispiel
1 beschriebenen Verfahrens durchgeführt. Diese Ergebnisse sind
in den Tabellen 5, 7 und 9 dargestellt. Unter Beurteilung dieser
Ergebnisse wurde herausgefunden, dass die Glasplatte mit Titania-Silica-Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
eine hervorragende Antibeschlag-Eigenschaft aufweist und in gewissem
Maß eine
Antibeschlag-Nachhaltigkeit aufweist.
-
Die
Glasplatte wurde nach dem Tabakrauch-Test für acht Stunden mit Licht aus
einer Ultraviolett-Lampe bestrahlt, derart, dass die Ultraviolettstrahlenstärke auf
der Oberfläche
2mW/cm2 beträgt. Der Kontaktwinkel zu Wassertropfen
von 0,4mg ist 1 Grad und die Beschlag-Bewertung ist "0", und die Durchdringungsverzerrung-Bewertung
wird ebenfalls "0", wobei erneut eine
gute Antibeschlag-Eigenschaft festgestellt wurde, das heißt, es wurde
bestätigt,
dass der Gegenstand eine Selbstreinigungs-Eigenschaft aufweist.
-
[Ausführungsform Beispiel 23]
-
Ethanollösung mit
Polyoxyethylennonylphenylether (Nippon Yushi Co., Ltd, "Nonion NS-220", nicht-ionisiert,
HLB-Wert 16,0) zu einem Verhältnis
von 0,1 % wurde durch ein Fließbeschichtungsverfahren
auf eine Polyethylenterephthalat-Schicht aufgetragen, auf welcher
die Silicaschicht mit negativ-ionisiertem oberflächenaktivem Agens mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen,
hergestellt in Ausführungsform
Beispiel 16, gebildet wurde, und das Ganze wird ausreichend bei
Raumtemperatur getrocknet, und eine Lage aus oberflächenaktivem
Agens von ungefähr
80 nm Dicke wurde gebildet.
-
[Ausführungsform Beispiel 24]
-
In
Ausführungsform
Beispiel 2 hergestellte Beschichtungsflüssigkeit aus organischem Silan
wurde durch das in Ausführungsform
Beispiel 2 beschriebene Verfahren auf eine Glasplatte aufgetragen,
auf welcher eine Silicaschicht mit Phosphatverbindung mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen,
hergestellt in Ausführungsform
Beispiel 17, gebildet wurde. Des Weiteren wurde diese durch das
in Ausführungsform
Beispiel 2 beschriebene Verfahren wärmebehandelt und nachbehandelt,
und eine mit einer Silicaschicht mit Phosphatverbindung mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
versehene Glasplatte wurde erhalten, auf welcher eine Lage von ungefähr 8 nm
Dicke aus organischem Silan und mit Polyethylen-Oxid-Gruppe in seinen
Molekülen
gebildet war.
-
[Ausführungsform Beispiel 25]
-
Eine
Lage aus negativ-ionisiertem oberflächenaktivem Agens von ungefähr 70 nm
Dicke wurde durch das in Ausführungsform
Beispiel 14 beschriebene Verfahren auf einer Glasplatte gebildet,
auf welcher eine Silicaschicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen, zu
welcher das in Ausführungsform
Beispiel 18 hergestellte negativ-ionisierte oberflächenaktive
Agens und die Phosphatverbindung hinzugefügt wurden, gebildet war.
-
[Ausführungsform Beispiel 26]
-
Verkettete
Silicakolloide mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm und einer
Länge von
40 bis 300 nm (Markenname: Snowtex OUP, Nissan Chemical Industries,
Ltd., Feststoffgehalt 15 Prozent nach Gewicht) 2,3 Gewichtsanteile,
2-Propanol 194,6 Gewichtsanteile, Tetraethoxysilan 1,1 Gewichtsanteile,
35% Salzsäure
4,2 Gewichtsanteile wurden bei Raumtemperatur für dreißig Minuten gemischt. Dadurch
wurde eine Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen erhalten. Der Feststoffgehalt,
mittels Tetraethoxysilan zu Silizium konvertiert, ist 0,15 Prozent
nach Gewicht, die Säurekonzentration
ist ungefähr
1,6 Mol pro Liter, und der Wassergehalt ist ungefähr 2,33
Prozent nach Gewicht.
-
Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde durch das in Ausführungsform
Beispiel 5 beschriebene Verfahren auf eine Kalk-Natron-Glasplatte
(65mm × 150mm × 3mm) aufgetragen,
poliert, gewaschen, ultraschallgereinigt und getrocknet wie in Ausführungsform Beispiel
1. Danach wurde die Glasplatte nur bei Raumtemperatur für 2 Minuten
getrocknet und keiner besonderen Wärmebehandlung unterzogen. Dadurch
wurde eine Glasplatte, auf welcher eine Silicaschicht mit Ausnehmungen
und Vorsprüngen
von 60 nm Dicke gebildet war, erhalten.
-
Ein
trockenes Tuch wurde auf die Oberfläche der oben genannten Schicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
gedrückt,
dieses wurde stark gerieben, und ein Zustand, bei dem Schäden auf
der Oberfläche der
Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen auftraten, wurde beobachtet.
Es wurde festgestellt, dass fast kein Schaden aufgetreten ist.
-
Des
Weiteren wurde zum Vergleich beim Bilden der oben genannten Silicaschicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
eine Beschichtungsflüssigkeit
unter den gleichen Konditionen und durch das gleiche Verfahren wie
in Ausführungsform
Beispiel 26 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 1% Salzsäure 0,8 Gewichtsanteile
statt 35% Salzsäure
4,2 Gewichtsanteile verwendet wurde. Der Feststoffgehalt, mittels
Tetraethoxysilan zu Silizium konvertiert, ist 0,15 Prozent nach
Gewicht, die Säurekonzentration
ist ungefähr
0,0009 Mol pro Liter, und der Wassergehalt ist ungefähr 1,36
Prozent nach Gewicht.
-
Die
oben genannte Beschichtungsflüssigkeit
zum Bilden von Ausnehmungen und Vorsprüngen wurde durch das gleiche
Verfahren und unter denselben Bedingungen wie in Ausführungsform
Beispiel 26 auf eine Kalk-Natron-Glasplatte (65mm × 150mm × 3mm) aufgetragen.
Dadurch wurde eine Glasplatte erhalten, auf welcher eine Silicaschicht
mit Ausnehmungen und Vorsprüngen
von 70 nm Dicke gebildet war.
-
Durch
das gleiche Verfahren und unter denselben Bedingungen wie in Ausführungsform
Beispiel 26 wurde ein trockenes Tuch auf die Oberfläche der
oben genannten Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen gedrückt, dieses
wurde stark gerieben, und ein Zustand, bei dem Schäden auf
der Oberfläche
der Schicht mit Ausnehmungen und Vorsprüngen auftraten, wurde beobachtet.
Es wurde festgestellt, dass Schäden
aufgetreten sind.
-
Oberflächen-Rauheit-Messung,
Kontaktwinkel-Messung, anfängliche
und wiederholende Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung, Tabakrauch-Test,
Wischtest mit öliger
Substanz und Antibeschlag-Eigenschaft-Bewertung nach Wasserwiderstand-
und So-gelassen-wie-es-ist-Test
wurden durch das in Ausführungsform
Beispiel 1 beschriebene Verfahren durchgeführt bezogen auf die Antibeschlag-Gegenstände, die gemäß den oben
genannten Ausführungsformen
Beispiele 15 bis 20 und 23 bis 26 erhalten wurden. Diese Ergebnisse
zeigen eine hervorragende Antibeschlag-Leistung, wie in den Tabellen
5, 7 und 9 dargestellt. In den Ausführungsformen Beispiele 15,
19, 20 und 26 zeigten sie in gewissem Maß Antibeschlag-Nachhaltigkeit,
und in den Ausführungsformen
Beispiele 17 und 24 zeigten sie gute Antibeschlag-Nachhaltigkeit,
und Verschmutzungen wurden kaum adsorbiert. Des Weiteren zeigten
sie in den Ausführungsformen
Beispiele 16, 18, 23 und 25 hervorragende Antibeschlag-Nachhaltigkeit,
und Verschmutzungen wurden kaum adsorbiert.
-
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
Antibeschlag-Glas zu erhalten, welches eine hervorragende Antibeschlag-Eigenschaft
und Antibeschlag-Nachhaltigkeit aufweist. Da das Antibeschlag-Glas
mit einer Schicht bedeckt ist, die hauptsächlich aus anorganischen Materialien
zusammengesetzt ist, sind Haltbarkeit und Verschleißwiderstand
ebenfalls hervorragend.
-
INDUSTRIELLE
AUSFÜHRBARKEIT
-
Die
Erfindung kann als Antibeschlag-Gegenstand verwendet werden, bei
welchem eine Antibeschlag-Schicht oder eine hydrophile Schicht auf
der Oberfläche
eines Substrates wie beispielsweise Glas, Keramik, Kunststoff oder
Metall etc. gebildet ist. Der oben genannte Antibeschlag-Gegenstand
gemäß der Erfindung
wird für
Gebäude,
Fahrzeuge, optische Komponenten, industrielle Anwendungen, Landwirtschaft,
Artikel des täglichen
Lebens, Hausmaterialien und medizinische Ausrüstung verwendet. Der oben genannte
Antibeschlag-Gegenstand gemäß der Erfindung
ist zum Beispiel für
Fensterglas, Spiegel, Linsen, Kühlrippen
von Klimaanlagen-Wärmetauschern,
Biomaterialien, Filmfolien, Schaukästen etc., welche über hervorragende Haltbarkeit,
Verschleißwiderstand,
Antibeschlag-Eigenschaft oder Hydrophilität etc. verfügen, geeignet.