(57)【要約】  フッ素樹脂塗布方法は、ガラスの表面にポリシラザンを塗布する工程と、ポリシラザンを塗布する工程の後に、フッ素樹脂を塗布する工程と、を有する。ポリシラザンは、例えばペルポリシラザンである。ポリシラザンを塗布する工程の前に、ポリシラザンをジイソペンチルエーテルと混合する工程を有し、ポリシラザンを塗布する工程において、ポリシラザンとジイソペンチルエーテルとが混合された溶液をガラスの表面に塗布してもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスの表面にポリシラザンを塗布する工程と、
前記ポリシラザンを塗布する工程の後に、フッ素樹脂を塗布する工程と、
を有するフッ素樹脂塗布方法。
【請求項２】
前記ポリシラザンを塗布する工程の前に、アミン系触媒を含まない前記ポリシラザンとジイソペンチルエーテルとが混合された溶液を準備する工程を有し、
前記ポリシラザンを塗布する工程において、前記溶液を前記ガラスの表面に塗布する、
請求項１に記載のフッ素樹脂塗布方法。
【請求項３】
前記フッ素樹脂と塗布する工程を、前記ポリシラザンがガラスに転化する前に実行する、
請求項２に記載のフッ素樹脂塗布方法。
【請求項４】
板状のガラスを準備する工程と、
前記ガラスの表面に、請求項１から３のいずれか１項に記載のフッ素樹脂塗布方法を用いてフッ素樹脂を塗布する工程と、
を有するガラス製造方法。
【請求項５】
ガラスと、
前記ガラスの表面に形成された、ポリシラザンを含む中間層と、
前記中間層の表面に形成された、フッ素樹脂を含むフッ素層と、
を有するガラス構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスの表面へのフッ素樹脂塗布方法、この方法を用いてガラスを製造する方法、及びこの製造方法により製造されたガラス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属、プラスチック、石材等にフッ素樹脂を施工する方法が知られている。特許文献１には、防汚を目的として、アミン触媒を含むパーヒドロポリシラザンを金属、プラスチック、石材等に施工した後に、フッ素樹脂被膜を積層する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５６０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車及び列車等の安全性の向上のために、窓ガラスにおける撥水性を向上させることが求められている。撥水性を向上させるための素材としてフッ素樹脂が知られている。しかしながら、ガラスの表面においては、フッ素樹脂が結合する水酸化基（以下、「ＯＨ基」という）に大気中を浮遊する粒子が吸着することにより、活性状態のＯＨ基が少ないので、ガラスの表面にフッ素樹脂を密着させることは困難であった。【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ガラスの表面へのフッ素樹脂の結合量を増加することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の実施態様においては、ガラスの表面にポリシラザンを塗布する工程と、前記ポリシラザンを塗布する工程の後に、フッ素樹脂を塗布する工程と、を有するフッ素樹脂塗布方法を提供する。【０００７】
前記ポリシラザンを塗布する工程の前に、アミン系触媒を含まない前記ポリシラザンとジイソペンチルエーテルとが混合された溶液を準備する工程を有し、前記ポリシラザンを塗布する工程において、前記溶液を前記ガラスの表面に塗布してもよい。【０００８】
また、前記フッ素樹脂と塗布する工程を、前記ポリシラザンがガラスに転化する前に実行してもよい。【０００９】
本発明の第２の実施態様においては、板状のガラスを準備する工程と、前記ガラスの表面に、上記のフッ素樹脂塗布方法を用いてフッ素樹脂を塗布する工程と、を有するガラス製造方法を提供する。【００１０】
本発明の第３の実施態様においては、ガラスと、前記ガラスの表面に形成された、ポリシラザンを含む中間層と、前記中間層の表面に形成された、フッ素樹脂を含むフッ素層と、を有するガラス構造を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ガラスの表面へのフッ素樹脂の結合量を増加できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ガラス構造を示す図である。
【図２】本実施形態に係るフッ素樹脂塗布方法の手順を示す図である。
【図３】フッ素樹脂塗布方法を実行した場合の化学反応（パターン１）を模式的に示す図である。
【図４】フッ素樹脂塗布方法を実行した場合の化学反応（パターン２）を模式的に示す図である。
【図５】実験結果を示す表である。
【図６】実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、ガラス構造を示す図である。図１（ａ）は、本実施形態に係るガラス構造１を模式的に示しており、図１（ｂ）は、ガラスにフッ素と直接塗布した場合に製造可能なガラス構造を模式的に示している。
【００１４】
ガラス構造１は、ガラス１０と、中間層２０と、フッ素層３０とを有する。
ガラス１０は、例えば、自動車のフロントガラス等の窓ガラスである。ガラス１０は、ＯＨ基等の官能基１１を有している。ガラス１０は、板ガラスであるが、平面のみで構成されていても、曲面を有してもよい。
【００１５】
中間層２０は、ガラス１０の表面に形成されており、ポリシラザンを含んでいる。中間層２０は、後述するフッ素樹脂塗布方法において、ポリシラザンをガラス１０の表面に塗布することにより形成される。中間層２０は、ＳｉＨ基及びＮＨ基等の官能基２１を含んでいる。官能基２１の一部は、ガラス１０に含まれる官能基１１と結合し、他の官能基２１の一部は、フッ素層３０に含まれるフッ素３１と結合する。
【００１６】
フッ素層３０は、フッ素３１を含んでいる。フッ素３１は、中間層２０が含む官能基２１と結合している。中間層２０が、ガラス１０が有する官能基１１よりも多くの官能基２１を有していることから、図１（ａ）に示すガラス構造１は、図１（ｂ）に示すガラス構造よりも多くのフッ素３１が、中間層２０を介してガラス１０に結合していることがわかる。なお、ガラス１０の表面には凹凸が存在するが、中間層２０を形成するポリシラザンがガラス１０の表面に結合することにより表面が平滑化されている。
【００１７】
図２は、本実施形態に係るガラス構造の製造方法の手順を示す図である。Ｓ１２〜Ｓ１４は、フッ素樹脂塗布方法に対応している。図３は、フッ素樹脂塗布方法を実行した場合の化学反応（パターン１）を模式的に示す図である。図４は、フッ素樹脂塗布方法を実行した場合の化学反応（パターン２）を模式的に示す図である。
【００１８】
ガラス構造の製造方法においては、まず、ガラス１０を準備する工程を実行する。ガラス１０は、単体の板ガラスであってもよく、自動車の車体に装着された状態であってもよい。
【００１９】
続いて、ポリシラザンと有機溶剤とを混合することにより製造された混合溶液を準備する（Ｓ１２）。例えば、有機溶剤としてのジイソペンチルエーテルとポリシラザンとが混合された混合溶液を準備する。混合溶液を準備する工程において、有機溶剤とポリシラザンとを混合することにより混合溶液を製造してもよい。ポリシラザンは、図３に示すようにＳｉＨ２ＮＨを基本ユニットとする無機ポリマーであり、活性状態のＳｉＨ基及びＮＨ基等により構成されている。ポリシラザンは、ジイソペンチルエーテルに溶解する。
【００２０】
ここで、混合溶液を準備する工程において、アミン系触媒を含まないポリシラザンを使用してもよい。一般に、防汚を目的としてポリシラザンが使用される場合には、アミン触媒を含むパーヒドロポリシラザンが用いられる。パーヒドロポリシラザンにアミン触媒が含まれていることにより、パーヒドロポリシラザンがガラスに転化する反応速度が大きくなるので、施工性が向上する。
【００２１】
しかしながら、パーヒドロポリシラザンがガラスに転化してＳｉＯ２になると、フッ素が結合し得るＳｉＨ基、ＮＨ基、ＳｉＯＨ基等の官能基が減少してしまう。したがって、ガラスに転化する反応速度が大きいと、フッ素樹脂を施工する工程を開始した時点で残っている官能基が少なく、フッ素樹脂を密着させることが困難である。このような理由から、本実施形態においては、アミノ系触媒を含まないポリシラザンと有機溶剤とを混合することにより製造された混合溶液を用いることは好ましい。
【００２２】
続いて、製造した混合溶液を、ガラスの表面に塗布する（Ｓ１３）。ガラスの表面への液体の塗布方法は任意であり、スポンジやクロスを用いて塗布してもよく、スプレーにより塗布してもよい。
【００２３】
続いて、混合溶液をガラスの表面に塗布した後に、フッ素樹脂を塗布する（Ｓ１４）。
混合溶液に含まれるポリシラザンには、活性状態のＳｉＨ基及びＮＨ基等の官能基が含まれている。図３及ぶ図４に示すように、ポリシラザンにおけるＳｉＮ結合が酸触媒と水分の存在下で加水分解することにより、フッ素樹脂に含まれるＯＭｅ基（メトシキ基）と、ポリシラザンに含まれる官能基（例えばＳｉＨ基）が反応して、ガラス（ＳｉＯ２）に転化する。このようにして、フッ素樹脂が、ポリシラザンを介してガラス面に強固に結合する。
【００２４】
ここで、混合溶液を塗布すると、混合溶液に含まれるジイソペンチルエーテルが揮発し始めて、空気中の水分と反応することにより、ポリシラザンのガラス（ＳｉＯ２）への転化が開始することにより、ポリシラザンに含まれている官能基が減少する。フッ素が結合可能な官能基が減少すると、フッ素樹脂がポリシラザンに結合しづらくなるので、ポリシラザンがガラスに転化する前に、フッ素樹脂を塗布する工程を実行する。少なくとも、空気に触れているポリシラザンの全てがガラスに転化する前に、フッ素樹脂を塗布する工程を実行する。例えば、混合溶液に含まれる全てのジイソペンチルエーテルが揮発する前に、フッ素樹脂を塗布する工程を実行する。
【００２５】
このようにすることで、フッ素樹脂が強固に密着したガラス構造を製造することが可能になる。本実施形態のポリシラザンとして、アミン触媒を含まないポリシラザンを使用すると、ポリシラザンがガラスに転化するまでの時間が、アミン触媒を含むポリシラザンよりも長い。したがって、十分な量の官能基が残っている状態でフッ素樹脂がポリシラザンに結合されるので、フッ素樹脂がさらに強固に密着したガラス構造を製造することが可能になる。
【００２６】
なお、ポリシラザンを溶解させる有機溶剤として、比較的沸点が低いジイソペンチルエーテルを使う場合、ジイソペンチルエーテルが揮発するまでに長時間を要するので、ポリシラザンがガラスに転化した後の表面の平滑性が向上する。その結果、撥水性及び表面における水の流れが良好になるので、車両の窓ガラスにフッ素樹脂を塗布する場合に好適である。
【００２７】
［本実施形態における効果］
以上説明したように、本実施形態に係るガラス構造の製造方法においては、ガラスの表面に、ポリシラザンを塗布した後に、フッ素樹脂を塗布する。このような製造方法でガラス構造を製造することで、ガラスの表面におけるフッ素樹脂の密着性が向上するので、耐久性及び撥水性が向上する。さらに、ガラスの表面にポリシラザンを含む混合溶液を塗布することにより、汚れがない新たな清浄膜が形成され、平滑な清浄膜の表面にフッ素樹脂が密着することで、ガラスに直接フッ素樹脂を塗布する場合に比べて平滑性も向上するという効果も生じる。
【００２８】
特に、アミン系触媒を含まないポリシラザンを使用した場合、ポリシラザンがガラスに転化するまでの時間を長くすることができるので、フッ素樹脂を効果的にポリシラザンに結合させる上で好適である。また、ポリシラザンにアミン系触媒が含まれないことにより、白濁化することも防止でき、高い透明度を実現できる。したがって、本実施形態に係るフッ素樹脂塗布方法は、自動車のフロントガラスにフッ素樹脂を塗布する場合に好適である。
【００２９】
［実験例１］
自動車のフロントガラスに、フッ素樹脂を塗布した後にワイパーを搖動させ、以下の条件で接触角を測定した。接触角は、フロントガラス上の静止液体の液面とフロントガラスの面とがなす角(液の内部にある角)である。接触角が大きいほど撥水性が高い。
【００３０】
テスト車両：マツダ製デミオＤＥ
テスト時間：２８２．４時間
シャワーリング水量：２４００ｍｌ／分
ワイパー搖動速度：６０回／分
総稼働回数：１０１６６４０回
【００３１】
図５は、実験結果を示す表である。図６は、実験結果を示すグラフである。図６における横軸はワイパーの搖動回数であり、縦軸は接触角である。図６における実線で示す結果が、本発明に係るフッ素樹脂塗布方法を用いてフッ素樹脂を塗布した場合の結果である。図６における点線で示す結果が、本発明に係るフッ素樹脂塗布方法を用いないでフッ素樹脂を塗布した場合の結果である。図５及び図６から明らかなように、本発明のフッ素樹脂塗布方法を用いることにより、接触角が低下する速度が、本発明のフッ素樹脂塗布方法を用いない場合に比べて大きく低下しており、耐久性が２倍以上になっている。よって、本発明のフッ素樹脂塗布方法が効果的であることを確認できた。
【００３２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ガラス
２０  中間層
３０  フッ素層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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