(57)【要約】【課題】表面の親水性が長期間維持されることにより、長期にわたって高い防曇性や水滴による視認性の低下抑制効果を示すことが可能な親水化ガラス基板の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明は、ガラス基板の表面に火炎又はプラズマを接触させる前処理工程Ｓ１と、前処理工程Ｓ１を経たガラス基板の表面にチタン化合物又はケイ素化合物を含有する親水化処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面を熱処理する親水化処理工程Ｓ３と、を含むことを特徴とする親水化ガラス基板の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の表面に火炎又はプラズマを接触させる前処理工程と、
前記前処理工程を経たガラス基板の表面にチタン化合物又はケイ素化合物を含有する親水化処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面を熱処理する親水化処理工程と、
を含むことを特徴とする親水化ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記前処理工程が、前記ガラス基板の表面に火炎を接触させるものである請求項１記載の親水化ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記親水化処理工程における熱処理が、前記ガラス基板の表面に火炎を接触させるものである請求項１又は２記載の親水化ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記親水化処理工程にて、前記ガラス基板が１００℃以上となるように予熱を行った上で前記親水化処理液の塗布を行う請求項１〜３のいずれか１項記載の親水化ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記前処理工程と前記親水化処理工程との間に、前記ガラス基板の表面にシランカップリング剤を含有するプライマー処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面の熱処理を行うプライマー処理工程を含む請求項１〜４のいずれか１項記載の親水化ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親水化ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
洗面所や浴室等のような湿度の高い場所に置かれた鏡等といったガラス製品は、特に寒冷時においてしばしば曇りを生じる。この現象は、ガラス製品を構成するガラス基板の表面温度が露点以下まで下がることで空気中の水分が細かな水滴となってガラス基板の表面に付着し、そこで光が乱反射されて生じるものである。また、雨天時等に自動車のフロントガラスやバックミラー（ドアミラー）の表面に水滴が付着して、視認性が大幅に低下することもしばしば経験されることである。これもまた上記の曇りと同様に、ガラス基板の表面に水滴が付着してもたらされる現象である。
【０００３】
こうした現象を軽減させるための手段の一つとして、ガラス基板表面の濡れ性を調節することが挙げられる。ガラス基板表面の濡れ性を高くなるように調節することでガラス基板と水滴との間の接触角が小さくなり、水滴はその形態を維持することができなくなる。これにより水滴はガラス基板上で薄い水膜となるので、曇りや、水滴の付着に伴う視認性の低下が抑制される。このような効果を狙って界面活性剤を成分として含んだ曇り止めスプレーも市販されているが、界面活性剤による効力の持続性は一般に短いものであるので、これを用いてガラス基板の曇りや水滴の付着に伴う視認性の低下を抑制しようとするとガラス基板に対して頻繁にスプレー処理を行わなければならず不便である。
【０００４】
このような問題を解決すべく、例えば特許文献１には、親水性及び吸水性を有し、水に不溶性で表面耐摩擦性を有する被膜をガラス基板の表面に形成させてレンズ等の曇りを抑制させることが提案されている。また、近年では、光触媒である酸化チタンの粒子をガラス基板の表面に付着させ、酸化チタンの光触媒作用によってガラス基板の表面を超親水化させることも広く行われるようになってきている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３４０６６号公報
【特許文献２】特許第２７５６４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
酸化チタンの光触媒作用によってガラス基板の表面を超親水化する方法によれば、曇りや水滴の抑制効果はかなり高いものになる。また、そうした効果を得るための処理方法としては、酸化チタンの粒子を含む処理剤をガラス基板の表面に塗布すれば完了するものが殆どであり非常に簡便である。しかしながら、一般にその効果が持続する期間はそれほど長いものでなく、用いる処理剤の種類にもよるが、例えば鏡に対して上記の手法により防曇処理を行った場合、およそ数週間程度で防曇効果は失われてしまう。
【０００７】
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、表面の親水性が長期間維持されることにより、長期にわたって高い防曇性や水滴による視認性の低下抑制効果を示すことが可能な親水化ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、酸化チタンやチタンのアルコキシド等といったチタン化合物や、シリカやシリカ前駆体等といったケイ素化合物を含有する親水化処理液をガラス基板に適用する前に、当該ガラス基板の表面に火炎又はプラズマを接触させる前処理工程を設けることにより、長期にわたって親水性が維持されるガラス基板を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、ガラス基板の表面に火炎又はプラズマを接触させる前処理工程と、上記前処理工程を経たガラス基板の表面にチタン化合物又はケイ素化合物を含有する親水化処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面を熱処理する親水化処理工程と、を含むことを特徴とする親水化ガラス基板の製造方法である。
【００１０】
上記前処理工程は上記ガラス基板の表面に火炎を接触させるものであるであることが好ましい。
【００１１】
上記親水化処理工程における熱処理は上記ガラス基板の表面に火炎を接触させるものであることが好ましい。
【００１２】
上記親水化処理工程にて、上記ガラス基板が１００℃以上となるように予熱を行った上で上記親水化処理液の塗布を行うことが好ましい。
【００１３】
上記前処理工程と上記親水化処理工程との間に、上記ガラス基板の表面にシランカップリング剤を含有するプライマー処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板の表面の熱処理を行うプライマー処理工程を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表面の親水性が長期間維持されることにより、長期にわたって高い防曇性や水滴による視認性の低下抑制効果を示すことが可能な親水化ガラス基板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の親水化ガラス基板の製造方法の一実施態様を示したフロー図である。
【図２】図２は本発明の親水化ガラス基板の製造方法の一実施態様で製造される鏡を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施態様について説明するが、本発明は、下記の実施態様に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えて実施をすることができる。図１は、本発明の親水化ガラス基板の製造方法の一実施態様を示したフロー図である。図２は、本発明の親水化ガラス基板の製造方法の一実施態様で製造される鏡を模式的に示した断面図である。
【００１７】
本発明の親水化ガラス基板の製造方法で製造される親水化ガラス基板は、表面が親水化されることで水の接触角が小さくなっており、表面に付着した水が水滴とはならずに水膜となる特徴を備える。このため、この親水化ガラス基板では、微細な水滴が付着することによって生じる「曇り」が抑制される防曇性を備えるとともに、大きな水滴が表面に付着することによって視認性が低下することを抑制する性能を備える。親水化処理されるガラス基板は、一の表面にガラス面が露出していればよく、鏡等のように、他の表面には必ずしもガラス面が露出していなくてもよい。このようなガラス基板としては、自動車の風防ガラス・バックミラー、眼鏡等のレンズ、浴室や洗面台等に設置される鏡、建造物の窓ガラス等が挙げられる。
【００１８】
本実施態様では、本発明の一例として、図２に示す鏡１をガラス基板として選択した場合の親水化ガラス基板の製造方法について説明する。この場合、親水化処理されるガラス基板は、ガラス層２、銀メッキ層３及び塗料膜４からなる鏡１であり、親水化処理されることでガラス層２のうちガラス面が露出した表面にプライマー層５及び親水層６が形成されて、親水化された鏡（すなわち親水化ガラス基板）１Ａとなる。銀メッキ層３は、ガラス層２のうちの一方の表面（これを裏面と呼び、その反対側となるガラスが露出した側を表面と呼ぶ。）にガラス層２と接触して形成された銀の蒸着膜又はメッキ膜である。この銀メッキ層３の表面には、銀メッキ層３に接触して保護膜である塗料膜４が形成される。塗料膜４は、ウレタン樹脂等の有機物で構成される。なお、今後、鏡１のことを「ガラス基板１」とも呼び、親水化された鏡１Ａのことを「親水化ガラス基板１Ａ」とも呼ぶ。
【００１９】
本実施態様の親水化ガラス基板１Ａの製造方法では、前処理工程Ｓ１、プライマー処理工程Ｓ２、親水化処理工程Ｓ３及び冷却工程Ｓ４を備える。以下、各工程について説明する。
【００２０】
［前処理工程Ｓ１］
前処理工程Ｓ１は、ガラス基板１の表面に火炎又はプラズマを接触させる工程である。本実施態様では、ガラス層２、銀メッキ層３及び塗料膜４からなる鏡をガラス基板１として、その表面に火炎を接触させる。前処理工程Ｓ１では、ガラス基板１の表面に付着した水分や有機物等といった各種の不純物が火炎やプラズマにより除去される。こうした不純物がガラス基板１から除去されることにより、形成されるプライマー層５及び親水層６がガラス基板１の表面に強固に結合できるようになる。
【００２１】
通常、ガラス基板の表面から各種の不純物を高精度に除去する場合、酸化セリウムの粒子を用いてガラス基板の表面を研磨する方法が採用される。このような処理を行うことにより酸化セリウムがガラスと反応しながら研磨が行われ、単なる機械的な研磨では実現することのできない精密な研磨を行えるとされている。しかしながら、こうした研磨処理は湿式で行われるため、研磨を行った後のガラス基板の表面には多量の水分が吸着されており、この水分がプライマー層や親水層をガラス基板に密着させる上での障害となり得る。しかしながら、本発明で用いられる火炎又はプラズマを接触させる処理を行うと、このような問題を生じることなくガラス基板１の表面から不純物を除去することが可能である。
【００２２】
こうした処理に用いる火炎としては、プロパン、ブタン、天然ガス等の可燃性ガスを燃焼して生成させたものを好ましく例示することができる。これらの中でも、プロパン及びブタンの混合ガスが好ましく例示できるが特に限定されない。この火炎は、ガスが完全燃焼して紫色（火炎温度約７００〜８００℃程度）を呈していることが好ましい。こうして得られた火炎をガラス基板１の表面に直接接触させる。このとき、表面温度計で観察されるガラス基板１の表面温度が９０〜３００℃程度となるまで火炎の接触を行うことが好ましく、９０〜１５０℃程度となるまで火炎の接触を行うことがより好ましい。ガラス基板１の表面温度をこの温度範囲で加熱することにより、ガラス基板１の表面に付着した不純物が効果的に除去される一方で、鏡であるガラス基板１における塗料膜４が熱により分解されてしまうことを抑制できるので好ましい。
【００２３】
なお、火炎を接触させる処理によらなくても、例えばＩＲ（赤外線）照射等の手段によってガラス基板１の表面温度を上記の範囲まで高めることも可能ではある。しかし、この場合には加熱時間が長くなりがちであるがゆえにガラス基板１の全体が加熱されてしまい、塗料膜４が熱により分解されてしまう危険がある。また何より、本発明者の検討によれば、ＩＲ照射によって単にガラス基板１の温度を高くしただけでは、プライマー層５及び親水層６の密着性が劣る結果となって、親水層６の十分な耐久性を得ることができない。この点、火炎処理であれば、ガラス基板１の表面を高温の炎で炙ることにより、ガラス基板１の表面に存在する不純物を炎の接触によって瞬時に分解又は蒸発させる一方で、裏面に存在する塗料膜４が分解するまでガラス基板１が高温となることを抑制でき、さらに上記のように親水層６の十分な密着性を得ることができる。
【００２４】
プラズマ処理で用いるプラズマとしては、低温プラズマ又は熱プラズマのいずれでもよく、従来公知のプラズマ発生装置により生成させたものを用いることができる。プラズマ中には反応性の高い荷電粒子が多く含まれており、こうした荷電粒子がガラス基板１の表面に存在する不純物と接触することで、当該不純物がガラス基板１の表面から分解除去される。なお、用いるプラズマの種類によってはガラス基板１の表面温度が上昇する場合があるが、その場合、ガラス基板１の表面温度の上限は９０〜３００℃程度とすることが好ましく、９０〜１５０℃程度とすることがより好ましい。
【００２５】
火炎又はプラズマを接触させる処理を受けたガラス基板１は、空冷により室温程度まで冷却された後に、プライマー処理工程Ｓ２に付される。
【００２６】
［プライマー処理工程Ｓ２］
プライマー処理工程Ｓ２は、上記前処理工程Ｓ１と後述する親水化処理工程Ｓ３との間に行われる工程であり、ガラス基板１の表面にシランカップリング剤を含有するプライマー処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板１の表面を熱又はプラズマ処理する工程である。この工程を経ることによりガラス基板１の表面にプライマー層５が形成される。プライマー層５は、後述する親水化処理工程Ｓ３で形成される親水層６のガラス基板１に対する密着性を向上させるために形成されるものである。なお、上記前処理工程Ｓ１を経ることにより親水層６のガラス基板１に対する密着性の大幅な向上を図ることができるので、後述する親水化処理工程Ｓ３で用いられる親水化処理液の選択によっては、プライマー層５を設けなくても親水層６の十分な密着性を得ることも可能である。この場合には、プライマー処理工程Ｓ２を省略してもよい。
【００２７】
シランカップリング剤は、加水分解及び縮重合反応により重合してシロキサン結合を形成し、親水層６の下地となるプライマー層５を形成させる。このようなシランカップリング剤は各種のものが市販されており、一例として、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジプロポキシシラン、フェニルメチルジブトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリプロポキシシラン、ｎ−プロピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの中でもアミノシラン系のシランカップリング剤が好ましく用いられる。これらのシランカップリング剤は、単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることが可能である。
【００２８】
上記シランカップリング剤を溶媒で希釈したものがプライマー処理液となる。プライマー処理液の調製に用いることのできる溶媒としては、シランカップリング剤と混合可能なものであれば特に限定されず、一例として、トルエン、キシレン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸２−メトキシメチル（メチルセロソルブアセテートとも呼ばれる。）、酢酸２−エトキシエチル（セロソルブアセテートとも呼ばれる。）、エチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルアセテート等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることが可能である。
【００２９】
プライマー処理液中のシランカップリング剤の濃度としては、０．１〜５質量％程度が好ましく、０．１〜３質量％程度がより好ましく、０．２〜１質量％程度がさらに好ましい。これらに示すシランカップリング剤の濃度は、プライマー用途としては通常と比べてかなり希薄なものである。このように希薄な濃度とする理由は、上記前処理工程Ｓ１を行う場合、形成されるプライマー層５の厚さを極力薄くすることによって後述する親水層６の密着性が向上することを本発明者が知見したためである。
【００３０】
なお、プライマー処理液に含まれるシランカップリング剤は、ガラス基板１の表面に塗布された際に空気中の水分と反応したり、溶媒に含まれる水分と反応したりすることによって加水分解を受けていると考えられ、後述する熱処理によって縮重合して硬化する。また、プライマー処理液中に微量の水分を添加して、予め加水分解を促進させておいてもよい。
【００３１】
プライマー処理液をガラス基板１の表面へ塗布するに際しては、公知の塗布方法を特に制限無く用いることができる。このような塗布方法としては、スプレー法、ロールコーター法、フローコーター法、刷毛塗り法、ディッピング法、グラビアコーティング法、スピンコーティング法等が挙げられるが、均一で薄いプライマー層５を形成させて親水層６の密着性を向上させるとの観点からは、スプレー法が好ましく用いられる。プライマー処理液の塗布量については、形成されるプライマー層５の厚さが１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度となるように適宜調節すればよい。
【００３２】
ガラス基板１の表面にプライマー処理液を塗布した後、当該表面に対して熱処理が行われる。この熱処理により、プライマー処理液に含まれる溶媒がガラス基板１の表面から除去されるとともに、ガラス基板１の表面に存在するシランカップリング剤の縮重合反応が促進される。
【００３３】
熱処理としては、熱風処理法、ＩＲ（赤外線）加熱法、火炎に接触させる方法等が例示される。これらの中でも、火炎に接触させる方法を用いることにより親水層６の密着性をより向上させることができるので好ましい。火炎に接触させる方法を用いる場合、加熱の条件としては、既に述べた前処理工程Ｓ１における火炎処理と同様の手順で行うことができる。なお、熱処理の温度としては、ガラス基板１の表面温度として９０〜１５０℃程度を例示することができる。
【００３４】
プライマー処理工程Ｓ２を経てプライマー層５が形成されたガラス基板１は、親水化処理工程Ｓ３に付される。
【００３５】
［親水化処理工程Ｓ３］
親水化処理工程Ｓ３は、プライマー層５が形成されたガラス基板１の表面にチタン化合物又はケイ素化合物を含有する親水化処理液を塗布し、次いで当該ガラス基板１の表面を熱処理する工程である。この工程を経ることにより光触媒である酸化チタン又は親水性であるシリカを含有する親水層６が形成され、ガラス基板１だったものは、親水化されたガラス基板１Ａとなる。なお、既に述べたようにプライマー処理工程Ｓ２が省略される場合には、ガラス基板１のすぐ上に親水層６が形成されることになる。そのため、プライマー処理工程Ｓ２が省略される場合には、以下の記載において、「プライマー層５」を「ガラス基板１」と読み替えるものとする。
【００３６】
既に知られるように、光触媒作用を備えた酸化チタンを含む層に紫外光が照射されると、当該層と水との接触角が１０°以下、より詳しくは５°以下、特に約０°となる程度に高度に親水化される。本発明において、防曇性を発揮したり、大きな表面水滴の存在によって視認性が低下することを抑制したりする性能は、このような作用によってもたらされる。なお、こうした作用は蛍光灯に含まれる微弱な紫外光の照射でも十分に発揮される。また、こうした光触媒作用は、防曇性や視認性の向上のみならず防汚性を発現するものでもあるので、例えば本発明が浴室の鏡に適用されれば、不溶化した石鹸かすや水道水に含まれる成分が鏡の表面に鱗状に付着することも抑制される。
【００３７】
チタン化合物は、光触媒作用を発揮する酸化チタンの粒子であってもよいし、熱処理を受けて酸化チタンに変換される酸化チタン前駆体であってもよい。
【００３８】
酸化チタンの粒子をチタン化合物として用いる場合、その酸化チタンとしてはアナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン又はブルッカイト型酸化チタンを挙げることができる。この場合、酸化チタンの粒子は親水化処理液中に分散又は懸濁された状態とされ、その粒径としては５ｎｍ〜１０００ｎｍ程度を挙げることができるが特に限定されない。このような酸化チタン粒子の分散又は懸濁された処理液は、株式会社トーコーを初め各社から市販されているので、容易に入手することが可能である。
【００３９】
酸化チタンの前駆体をチタン化合物として用いる場合、酸化チタンの前駆体としては、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタンといったチタンアルコキシド等のような有機チタン化合物を部分的に又は完全に加水分解させた化合物や、四塩化チタンやＴｉ（ＳＯ４）２等のような無機チタン化合物が挙げられる。これらの化合物は、親水化処理液中に溶解、分散又は懸濁された状態で用いられる。
【００４０】
有機チタン化合物を部分的に又は完全に加水分解させた化合物を用いる場合、プライマー層５の表面に塗布されてから後述する熱処理を受けることにより、これらの化合物は完全に加水分解されるとともに縮重合反応を生じて無定型の酸化チタンとなる。無機チタン化合物を用いる場合、プライマー層５の表面に塗布されてから後述する熱処理を受けることにより、これらの化合物は加水分解されるとともに縮重合反応を生じて無定型の酸化チタンとなる。
【００４１】
シリカはそれ自身が親水性を備えるため、親水層６は、これを含むことにより上記酸化チタンを含むときと同様に防曇性や視認性の向上のみならず防汚性を発現することができる。シリカの供給源となるケイ素化合物は、シリカの粒子であってもよいし、熱処理を受けてシリカに変換されるシリカ前駆体であってもよい。
【００４２】
シリカの粒子をケイ素化合物として用いる場合、シリカの粒子は親水化処理液中に分散又は懸濁された状態とされ、その粒径としては５ｎｍ〜１０００ｎｍ程度を挙げることができるが特に限定されない。このようなシリカ粒子の分散又は懸濁された処理液は、株式会社ＫＲＩを初め各社から市販されているので、容易に入手することが可能である。
【００４３】
シリカの前駆体をケイ素化合物として用いる場合、シリカの前駆体としては、既に説明したシランカップリング剤そのもの、又はこれを部分的に若しくは完全に加水分解させた化合物が挙げられる。これらの化合物は、親水化処理液中に溶解、分散又は懸濁した状態で用いられる。こうしたシランカップリング剤そのもの、又はこれを部分的に若しくは完全に加水分解させた化合物を用いる場合、プライマー層５の表面に塗布されてから後述する熱処理を受けることにより、これらの化合物は完全に加水分解されるとともに縮重合反応を生じて最終的にシリカへと転換される。
【００４４】
親水化処理液は、上記チタン化合物又はケイ素化合物が溶媒と混合されたものである。溶媒としては、トルエン、キシレン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、ブチルセロソルブ、シクロヘキサノン、エチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、酢酸２−メトキシメチル、酢酸２−エトキシエチル、エチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノｎ−ブチルエーテルアセテート等といった各種の有機溶媒が好ましく例示され、これらの中でも、エチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルアセテート等が好ましく例示される。これらの溶媒は、単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４５】
親水化処理液中のチタン化合物又はケイ素化合物の濃度としては、０．１〜５０質量％程度が例示されるが、親水層６の厚さが後述の好ましい範囲となるように適宜調節すればよい。
【００４６】
親水化処理液をプライマー層５の表面に塗布するに際しては、予めガラス基板１が１００℃以上となるように加熱（すなわち予熱である。）をしておくことが好ましい。このような予熱を行っておくと、親水化処理液をプライマー層５に接触させた際に、当該親水化処理液に含まれる溶媒が速やかに蒸発して均一なチタン化合物又はケイ素化合物の層（これは後に親水層６となる。）を形成させることができる。一方、こうした予熱を行わないまま親水化処理液をプライマー層５の表面に塗布すると、溶媒が徐々に揮発するのに伴ってチタン化合物又はケイ素化合物の濃度の濃い部分が所々にできてしまい、斑状に不透明な部分を生じた状態で親水層６が形成されてしまう。このような状態では、透明性が要求される鏡等の用途に用いることができないばかりか、親水層６とプライマー層５との密着性が確保されずに耐久性の劣る製品となってしまうので好ましくない。
【００４７】
形成される親水層６の厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍが好ましく例示され、１０ｎｍ〜１０００ｎｍがより好ましく例示され、１０ｎｍ〜３００ｎｍがさらに好ましく例示される。なお、親水化処理液を塗布して形成されたチタン化合物又はケイ素化合物の層は、後述の熱処理を経て親水層６に転換されるが、その際に若干の厚みの減少を生じるので、その減少分も考慮して親水化処理液の塗布量を決定することが望ましい。
【００４８】
親水化処理液をプライマー層５の表面へ塗布するに際しては、スプレー法が好ましく用いられる。上記のように予熱されたガラス基板１に対してスプレー法を用いて親水化処理液を塗布すれば、霧状となった親水化処理液がプライマー層５に接触するのとほぼ同時に溶媒揮発するので、チタン化合物やケイ素化合物の層を均一な薄膜として形成させることができて望ましい結果につながる。
【００４９】
プライマー層５の表面に形成されたチタン化合物やケイ素化合物の層は、熱処理に付される。この熱処理を経ることで、チタン化合物やケイ素化合物の層は親水層６へ転換される。この熱処理は、チタン化合物やケイ素化合物の層の表面に火炎を接触させるものであることが好ましい。このときに用いられる火炎としては、上述の前処理工程Ｓ１で述べたのと同様のものが挙げられる。こうした火炎処理が行われることで、チタン化合物やケイ素化合物は、プライマー層５の表面に焼き付けられ、密着性や耐久性を備えた親水層６となる。
【００５０】
熱処理を行うに際してガラス基板１の表面温度は、好ましくは１５０〜２５０℃、より好ましくは１７０〜２００℃まで加熱され、その温度が３０秒以上保たれることが好ましい。なお、ガラス基板１の表面温度が上記の範囲であったとしても、処理に用いる火炎自体の温度は７００〜８００℃程度であるので、火炎に接触したチタン化合物又はケイ素化合物は十分に焼き付けられる。また、チタン化合物として酸化チタンの前駆体を用いることで無定型の酸化チタンが形成されている場合には、この火炎の温度により結晶化が進んで、アナターゼ型やルチル型の酸化チタンに転換される。また、ケイ素化合物としてシリカの前駆体が用いられた場合には、この火炎の温度によりシリカ前駆体がシリカに転換される。なお、ガラス基板１を熱処理する際に、上記の火炎処理に加えてＩＲ（赤外線）による加熱を併用してもよい。
【００５１】
親水化処理工程Ｓ３を経て親水層６が形成された親水化ガラス基板１Ａは、冷却工程Ｓ４に付される。
【００５２】
［冷却工程Ｓ４］
冷却工程Ｓ４は、親水化処理工程Ｓ３の熱処理により加熱された親水化ガラス基板１Ａが急冷によって割れを生じることがないように、徐冷を行う工程である。この工程では、段階的に温度を下げながら１００℃以下の熱風〜温風を親水化ガラス基板１Ａに吹きつけ、親水化ガラス基板１Ａの温度を常温になるまで低下させる工程である。このような手法はガラス工業の分野で公知のものであるので、ここでの説明を省略する。
【００５３】
以上の各工程を経ることで、親水化ガラス基板１Ａが製造される。なお、上記の実施態様は本発明の一例であり、本発明は、上記の実施態様に何ら限定されることなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。
【００５４】
例えば、上記実施態様及び図１ではプライマー層５が形成されるが、プライマー層５を形成させることなく、ガラス基板１の表面に対して直に親水層６を形成させてもよい。この場合、プライマー処理工程Ｓ２は省略されることになる。既に述べたように、本発明は熱処理工程Ｓ１を行うことにより密着性の高い親水層６を形成させることを特徴としており、これにより親水層６の十分な密着性が得られるのであればプライマー層５は無くてもよい。用いる親水化処理液の種類によっては、プライマー層５を省略した方が親水層６の密着性を向上できる場合すらある。
【実施例】
【００５５】
以下に実施例を挙げて本発明の親水化ガラス基板の製造方法をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５６】
［実施例１］
（前処理）市販のガラス鏡におけるガラス面側の表面（以下、この面を「ガラス鏡の表面」と呼ぶ。）に、プロパン・ブタン混合ガスをトーチ式ガスバーナーで燃焼させて得た火炎を接触させる前処理を行った。用いた火炎は、外観が紫色である完全燃焼状態となるように空気調節を行って得たものであり、火炎を接触させるに際しては、表面温度計で観察したガラス鏡の表面温度が９０〜１００℃程度となるように、ガラス鏡の表面全体がほぼ均一に火炎に接触するように火炎を移動させながら処理を行った。
【００５７】
（プライマー処理）その後、信越化学工業株式会社製のアミノ系シランカップリング剤含有のプライマー（商品名：ＫＢＰ−４３）を酢酸２−メトキシメチルにより０．５質量％の濃度となるように希釈したプライマー処理液を調製し、これを上記前処理を施したガラス鏡の表面にスプレー塗布した。スプレー塗布を行った後、上記前処理と同様の手順にてガラス鏡の表面全体を火炎に接触させて熱処理した。
【００５８】
（親水化処理）次に、上記プライマー処理を施したガラス鏡の表面を１１０±１０℃まで加温し、加温された状態のまま、株式会社トーコー製の酸化チタン粒子分散液をエチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルにより約７倍希釈となるように希釈した親水化処理液をガラス鏡の表面にスプレー塗布した。このとき、塗膜の乾燥膜厚が１００〜２００ｎｍとなるようにした。その後、ガラス鏡の表面温度が３０秒間にわたって１８０±１０℃を維持するように、上記前処理と同様の手順で火炎を前面に接触させつつ赤外線加温を行って熱処理した。熱処理の後、段階的に温度を下げながら１００℃以下の熱風〜温風をガラス鏡に吹き付け、当該ガラス鏡の温度を常温になるまで低下させ、実施例１の親水化処理鏡を得た。
【００５９】
［実施例２］
プライマー処理を省いたこと以外は実施例１と同様の手順にて、実施例２の親水化処理鏡を得た。
【００６０】
［実施例３］
親水化処理における熱処理を赤外線加温のみとして火炎の接触を行わなかったこと以外は実施例１と同様の手順にて、実施例３の親水化処理鏡を得た。
【００６１】
［実施例４］
市販のシリカ分散液をエチレングリコールモノｔｅｒｔ−ブチルエーテルにより約７倍希釈となるように希釈したものを親水化処理液としたこと以外は実施例１と同様の手順にて、実施例４の親水化処理鏡を得た。
【００６２】
［比較例１］
前処理を省いたこと以外は実施例１と同様の手順にて、比較例１の親水化処理鏡を得た。
【００６３】
［比較例２］
前処理及びプライマー処理を省いたこと以外は実施例１と同様の手順にて、比較例２の親水化処理鏡を得た。
【００６４】
［親水層の耐久性評価］
実施例１〜３及び比較例１〜２の親水化処理鏡を水中に浸漬し、１週間経過毎に霧吹きで水を表面に噴射して、形成された親水層が維持されているか否かを評価した。霧吹きで水を１０回連続で噴射したときに、目立って水滴が観察されたものを親水層が維持されていないとし、目立った水滴が観察されなかったものを親水層が維持されているとして、以下の基準で評価した。その結果を表１に示す。
○：４週間経過以降も継続して親水層が維持されている
△：１週間以上４週間未満まで親水層が維持されたが、それ以降は親水層が維持されない
×：親水層が維持されたのが１週間未満だった
【００６５】
【表１】
2015074588.tif 000003
【００６６】
表１に示す通り、親水化処理を行うのに先立ってガラス基板の表面に火炎処理を行うと、形成される親水層の耐久性が向上することが理解され、本発明の有用性が示されている。また、親水化処理において、親水化処理液を塗布した後に火炎処理を行うことによって、より一層親水層の耐久性が向上することが理解される。
【符号の説明】
【００６７】
１    鏡
１Ａ  親水化された鏡
２    ガラス層
３    銀メッキ層
４    塗料膜
５    プライマー層
６    親水層
【図１】
2015074588.tif 000004
【図２】
2015074588.tif 000005