(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板の表面又は内部に固定され、かつ接して配置された電極によりプラズマを発生させ、表面に存在する液滴の形状又は運動又は板表面の親水性を制御することで、板の光透過性を向上させる方法。
【請求項２】
前記板がガラスである請求項１の方法を利用したワイパーを備えた乗り物の風防ガラス装置。
【請求項３】
前記板がミラーを構成する表面のガラスである請求項１の方法を利用したワイパーを備えた乗り物のバックミラー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ガラス又はフィルム等の板の表面又は内部に配置された電極によりプラズマを発生させ、表面に付着する液滴の形状又は運動又は板表面の親水性を制御することで、ガラス又はミラー又はフィルム等の板の光透過性又は光反射性を向上させる方法と、その方法を利用したワイパーを備えた乗り物の風防ガラス装置及びバックミラー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  自動車、鉄道、航空機等の乗り物に使用される風防ガラス又はバックミラーは、例えばシリケートガラス、アクリル等を材料とするが、乗員が外部の視界を確保し、運転操作するために不可欠なものである。【０００３】  従来、雨天時等に外部の視界を確保するために、自動車の風防フロントガラスやサイドバックミラーには電動式ワイパーが備え付けられている。その構造はよく知られているが、線状のゴムが取り付けられたアームを左右にモータとリンク機構で移動させ、ゴムによりガラスの表面の雨滴を機械的に集め、平滑化し、雨滴の表面の接触角を低下させ、光散乱を無くすことにより、光透過性又は光反射性を高め、外部視界を向上させている。【０００４】  ここで、ガラス表面と雨滴の表面のなす角を接触角と呼ぶ。接触角が小さいほど雨滴の形状は平面に近くなり、親水性は向上する。逆に接触角が大きいほど雨滴の形状は球形に近くなり、はっ水性が向上する。【０００５】  しかしながら、このような機械的ワイパーは、自動車、鉄道、航空機等に幅広く普及しており性能は高いものの、乗り物の運転中に機械的可動をしているため、運転者の運転操作の妨げとなり、できれば無くすことが望ましい。しかしながら現在までに、この機械的ワイパーの性能を凌ぐ方法や装置は発明されていなかった。【０００６】  一方、例えばトリアルコキシシラン等の水分はっ水性能を持つ薬品を含む添加剤をガラス表面にあらかじめ均一に塗布し、ガラスのはっ水性を向上させ、ガラス表面の雨滴の接触角を大きくし、乗り物の進行に伴う風による抗力により、液滴を左右に飛散させ除去する方法及び製品が知られている。【０００７】  しかしながらこの方法では、乗り物がある程度以上の高速で移動中にのみ有効で（例えば自動車では高速道路走行中に有効）、静止時にはほとんど効果がない。また、雨に対する耐久性も数日程度で比較的短く、機械的ワイパーの完全な代替にはならない。また使用するはっ水薬剤は有害成分を含むものも多く、環境保全の観点から大量使用は好ましくない。【０００８】  さらに、ガラス表面にコロナ放電などによって発生した大気圧低温プラズマを印加し、その直後にはっ水剤トリアルコキシシランを表面塗布することにより、はっ水剤の水滴に対する耐久性を向上できる結果が非特許文献１及び例えば特許文献１で報告されている。【０００９】  非特許文献１では、ガラス表面にプラズマを印加することで、ガラス表面を親水化できることが述べられている。親水化させることでガラスの表面の雨滴を平滑化し、雨滴の接触角を低下させ、光散乱を無くすことにより、光透過性を向上させることができる。また、ガラスをミラーを構成する表面のガラスに置き換えた場合には、光反射性を向上させることができる。しかしながら、接触角の向上効果は放置すると数時間から数日程度で消滅し、雨がかかるとさらに短い時間で消滅することも報告されている。【００１０】  したがって、連続的な視界又は親水性を確保するためには、ガラスに周期的にプラズマを印加する必要がある。しかし、非特許文献１で報告されている周波数６０Ｈｚの高電圧を平板電極間に印加し、ガラスを挟む大気圧プラズマ印加装置と方法では、プラズマリアクター自体が小型容器に入り、ガラスと電極が一体化されていないなど、乗り物の風防ガラスやバックミラーに設置することは困難であった。
【特許文献１】特公平８−３３７６５４号広報
【非特許文献１】Ｔ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｍ．Ｏｋｕｂｏ，Ｎ．Ｉｍａｉ  ａｎｄ  Ｙ．Ｍｏｒｉ著，”Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｎ  Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ  ａｎｄ  Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｒｅａｔｅｄ  ｂｙ  Ｎｏｎｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｌａｓｍａ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  ｂｙ  Ｓｉｌｅｎｔ  Ｃｏｒｏｎａ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ”，Ｐｌａｓｍａ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｍａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，２４巻１号，１頁から１２頁，２００４年．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  ガラス又はミラー又はフィルム等の板の表面に液滴が存在する場合、機械的ワイパーを用いずに、ガラス又はミラー又はフィルム等の板の光透過性又は光反射性を向上させ、外部視界を確保する方法と、その方法に基づく乗り物のワイパーを備えた風防ガラス装置及びワイパーを備えたバックミラー装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】請求項１〜３に記載の以下［１］〜［３］の手段を用いる。
［１］板の表面又は内部に固定され、かつ接して配置された電極によりプラズマを発生させ、表面に存在する液滴の形状又は運動又は板表面の親水性を制御することで、板の光透過性を向上させる方法を用いる。
［２］前記板がガラスである［１］の方法を利用したワイパーを備えた乗り物の風防ガラス装置を用いる。
［３］前記板がミラーを構成する表面のガラスである［１］の方法を利用したワイパーを備えた乗り物のバックミラー装置を用いる。
【発明の効果】
【００１３】  本発明により、ガラス又はミラー又はフィルム等の板の、表面にプラズマを発生させ、表面に存在する液滴の形状又は運動又は板表面の親水性を制御することで、光透過性又は光反射性を向上させ、機械的可動部分を持たない乗り物のワイパーを備えた風防ガラス装置及びワイパーを備えたバックミラー装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、発明者の知識に基づいて種々の変更、修正、改良を加え得るものである。【００１５】  図１は実施形態の一例を示す斜視図である。ガラス１の裏面には平板又は網状の裏面電極２が貼られており、表面電極３の形状は細い平行直線型となっている。ガラス１の材質は絶縁性であれば限定されず、高分子等のフィルムでもよい。電極の材質としては特定されないが、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、酸化インジウムに酸化スズを添加したもの）又は導電性プラスチック等の透明導電体が望ましい。【００１６】  このようなガラスに雨天時等に液滴５が落下付着し、視界が妨げられた場合（図１（ａ））、表及び裏の電極間に高電圧電源４をスイッチＯＮし、印加し表面電極３の周囲に沿面放電プラズマ等の低温プラズマを発生させる。図１（ｂ）に示すようにガラス表面の大部分は親水化し、水滴は平板状領域６となり光散乱が抑えられ、雨滴に対する光透過性が保たれる。又、ガラス１がミラーを構成する表面のガラスである場合には光反射性が保たれる。プラズマ停止後もこの親水性はかなりの時間保たれ、親水性が失われた場合は再度プラズマ印加すればよい。【００１７】  電極間に加える高電圧電源４の種類は特に限定されないが、交流、直流、パルス電圧が望ましい。また最適電圧値はガラス板の厚さにも依存するが、２ｍｍの場合におよそ１２ｋＶピークのパルス高電圧が例示される。【００１８】  図２に別の実施形態である電極付きガラスの正面図を示す。ガラス１の裏面には平板又は網状の裏面電極２が貼られており、表面電極３の形状は細いコ型となっている。【００１９】  図３にさらに別の実施形態である電極付きガラスの正面図を示す。ガラス１の裏面には平板又は網状の裏面電極２が貼られており、表面電極３の形状は細い多数のロ型となっている。【００２０】  図４にさらに別の実施形態である電極付きガラスの正面図を示す。ガラス１の裏面には平板又は網状の裏面電極２が貼られており、表面電極３の形状は図のような連続直線となっている。【００２１】  図５にさらに別の実施形態である電極付きガラスの正面図を示す。ガラスの裏面には平板又は網状の裏面電極２が貼られており、表面電極３の形状は細い針状電極９が多数存在している。【００２２】  図６にさらに別の実施形態である電極付きガラスの正面図を示す。ガラスの裏面には平板又は網状の裏面電極２が貼られており、表面電極３の形状は細い一方向の網状の電極である。【００２３】  以上、図１〜図６までの電極配置では、それぞれに適した最適電圧値、間隔が存在し、状況により適した設計がなされるべきである。また、一対の電極の少なくとも一方はガラスの内部に位置しても良い。
【実施例】
【００２４】  以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、ガラス又はミラー又はフィルム等の板の様々な形状と種類に対し、様々なプラズマ電源を用いて実施し得るものである。【００２５】  図７に示すような寸法の電極付きシリケートガラス（図３の電極配置の１パターンを模したもの。寸法はｍｍ単位で図７に示す。以下Ａと呼ぶ）を準備した。【００２６】  また、別の一例として図８に示すような寸法の電極付きポリエステルフィルムーシリケートガラス複合材料（ガラスの表面にポリエステルフィルム７を貼り合わせ、図２の電極配置の１パターンを模したもの。寸法はｍｍ単位で図８に示す。以下Ｂと呼ぶ）を準備した。【００２７】  Ａ、Ｂの電極の表面は試作後、表面の油脂を除くため、研磨剤で軽く表面研磨し、エタノールで洗浄した後、試験を開始した。Ａ、Ｂそれぞれの電極間に、高電圧を印加し、電極近傍で一様な沿面放電プラズマを発生させた。発生前後の水滴（直径２ｍｍ）の接触角を接触角計（協和界面科学（株）、ＣＡ−ＤＴ型）により計測した。【００２８】  Ａ、Ｂの電極間には正極性のパルス高電圧電源８により、ピーク電圧約１２ｋＶ、３０５Ｈｚ、立ち上がり時間約６０μｓのパルス高電圧を印加した。電圧Ｖ、電流Ｉの波形を図９、図１０に示す。この波形は横河電機製オシロスコープ（ＤＬ１７４０−１ＧＳ／ｓ）、ピアソン製電流プローブ（Ｍｏｄｅｌ  ２８７８）、ソニーテクトロニクス製電圧プローブ（Ｐ６０１５Ａ）を用いて測定したものである。パルス沿面放電に特有のパルス状の電流波形Ｉが観察されている。【００２９】  表１に結果を示す。Ａ、Ｂに対し、プラズマを印加前、１分間印加直後、さらに３分間印加直後及び印加後室内で１日放置した際の位置（１）、（２）、（３）での接触角を測定した。なお、Ａに対し位置（１）での計測は行っていない。
【表１】
0004793769.tif 000002
【００３０】  表１からわかるようにＡでは、１分印加直後、電極近傍（２）で接触角が７°以下になっており、十分な親水性が得られている。なお（３）では電極から離れているので、接触角の低下はほとんどない。また、Ｂの表面（ポリエステル）ではＡの表面（ガラス）に比べて接触角の低下割合は小さいが、Ｂではさらに３分印加直後、位置（１）〜（３）で接触角が２５°以下になっており、十分な親水性が得られている。【００３１】  Ａ、Ｂに対し、いずれの位置でも放置１日後には接触角はかなり大きく戻っており、親水性を取り戻すには再度のプラズマ印加が必要となる。【００３２】  以上の結果より、ガラス又はミラー又はフィルム等の板の、表面又は内部に電極を有し、表面にプラズマを発生させ、表面に存在する液滴の形状又は運動又は板表面の親水性を制御することで、光透過性又は光反射性を向上させる方法又はワイパー装置を実現させた。このような電極パターンを多くガラス表面に構成することで、ワイパーを備えた風防ガラス装置及びワイパーを備えたバックミラー装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】  本発明により、機械的可動部分を持たない革新的なワイパーを備えた乗り物の風防ガラス装置及びバックミラー装置を実現できる。さらには親水性向上によるクリーニング効果、例えば太陽電池パネル板の表面に付着した汚れを、表面を親水化させて洗い流す用途にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】風防ガラス又はバックミラーの表面に水滴が付着した場合に、表面にプラズマを発生させ、水滴を平らにし、光透過性又は光反射性を向上させ、外部視界を確保するワイパー機能を実現している方法又は装置の斜視図である。
【図２】本発明におけるガラス又はミラー又はフィルム上に配置されたプラズマ電極の表面での形状を示す正面図である。
【図３】本発明におけるガラス又はミラー又はフィルム上に配置された別のプラズマ電極の表面での形状を示す正面図である。
【図４】本発明におけるガラス又はミラー又はフィルム上に配置された別のプラズマ電極の表面での形状を示す正面図である。
【図５】本発明におけるガラス又はミラー又はフィルム上に配置された別のプラズマ電極の表面での形状を示す正面図である。
【図６】本発明におけるガラス又はミラー又はフィルム上に配置された別のプラズマ電極の表面及び裏面の形状を示す正面図である。
【図７】本発明の実施例における電極付きガラスＡの形状を示す正面図である。
【図８】本発明の実施例における電極付きガラスＢの形状を示す正面図である。
【図９】本発明の実施例における電極付きガラスＡにパルス高電圧を印加した場合の電圧Ｖ、電流Ｉの波形の測定結果を表すグラフである。
【図１０】本発明の実施例における電極付きガラスＢにパルス高電圧を印加した場合の電圧Ｖ、電流Ｉの波形の測定結果を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】  １  ガラス
２  裏面電極
３  表面電極
４  高電圧電源
５  液滴
６  平板状領域
７  ポリエステルフィルム
８  パルス高電圧電源
９  針状電極
【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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【図７】
0004793769.tif 000009
【図８】
0004793769.tif 000010
【図９】
0004793769.tif 000011
【図１０】
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