(57)【要約】【課題】ガラス基材の表面又は両表面に撥水性熱伝搬被覆層を被膜することにより、氷結を防止し解氷を促進するガラス部材を得る。【解決手段】ガラス板１上にガラス材１よりも熱伝導率が小さい撥水性熱伝搬被覆層２を被膜し、撥水性熱伝搬被覆層２は水との接触角が８０°以上で、撥水性熱伝搬被覆層２の厚みは０．２〜３．２μｍの範囲とし、ガラス材１からの熱をガラス材１の表面の撥水性熱伝搬被覆層２を伝熱させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材から成る主体の表面上に前記ガラス材よりも熱伝導率が小さい撥水性熱伝搬被覆層を被膜したガラス部材であって、前記撥水性熱伝搬被覆層は水との接触角が８０°以上、前記撥水性熱伝搬被覆層の厚みは０．２〜３．２μｍとし、前記ガラス材に加えられた熱が前記ガラス材の表面の前記撥水性熱伝搬層を伝熱して拡散することを特徴とする氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【請求項２】
前記撥水性熱伝搬被覆層を構成する材料は、シリコーン系化合物から成ることを特徴とする請求項１に記載の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【請求項３】
前記撥水性熱伝搬被覆層を構成する材料は、ジルコニウム系化合物から成ることを特徴とする請求項１に記載の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【請求項４】
前記撥水性熱伝搬被覆層を構成する材料は、シリコーン系化合物とジルコニウム系化合物との混合物から成ることを特徴とする請求項１に記載の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【請求項５】
前記撥水性熱伝搬被覆層は前記主体の片面又は両面に被膜したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【請求項６】
前記ガラス材と撥水性熱伝搬被覆層の間に赤外線吸収層を設けたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【請求項７】
前記赤外線吸収層を構成する材料は、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）、ぺリレン系化合物やクオタリレン系化合物及びこれらを含む混合物から成ることを特徴とする請求項６に記載の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【請求項８】
前記撥水性熱伝搬被覆層の表面にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4の１つ又はこれらの混合物の被覆を形成し、撥水性を高めることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【請求項９】
前記主体はガラス又はプラスチック製ガラスから成ることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両又は建築用の氷結を防止し解氷を促進するガラス部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外気温度の低い寒冷期には、屋外に駐車させた自動車や建物等のガラス面には、霜や雪等による氷結が生ずることは良く知られている。
【０００３】
自動車の場合に窓ガラスに氷結が生ずると視界不良となり、走行上支障をきたし、また建物等の窓ガラスにおいては眺望等の問題が発生する。そこで、窓ガラス等への氷結を防止したり、氷結した霜や雪を除去し、氷結を予防するために、例えば特許文献１〜９が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、前日に自動車の車体やフロントガラスの表面を覆うように凍結防止カバーを装着する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献２、３には、窓ガラスに熱線を埋め込むことにより、ワイパブレードの凍結によるロックを防止する方法、車載バッテリからの供給電圧を予め設定された指令に従って昇降させて面状ヒータに給電し、氷結が融解した時点に給電電圧を降下させる自動降圧機能を設ける方法が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、ＬＬＣパックから成る袋状の樹脂シートによる発熱体を、車内のフロントガラスの直下に位置するインストルメントパネルの上部に貼り付け、駐車時に車内に設けたタンクに比較的高温の冷却媒体を貯留・保温しておき、車内温度が結露温度まで低下すると、冷却媒体を熱交換して発熱させ、その輻射熱でフロントガラスを加熱する方法が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、氷結を防止する方法と氷結した霜や雪を除去する方法を兼用するものとして、自動車の車体或いはフロントガラスに着脱自在な噴出ユニットを装着し、フロントガラスの外表面に向けて流体を吐出し、フロントガラスの外表面の凍結を防止或いは解氷する吐出ユニットが開示されている。
【０００８】
特許文献６には、氷結した霜や雪を樹脂製のスクレーパ等で削り落とす方法や、ワイパブレードを所定間隔で動作させることにより、窓ガラスの凍結を防止する方法が開示されている。
【０００９】
特許文献７においては、ガラスの表面にハロゲン元素や金属酸化物による撥水処理を施し、ガラス面に水滴等を付着させない方法が開示されている。
【００１０】
特許文献８には、撥水性材料をガラス表面に塗布して、氷結した霜や雪のガラスに対する接触面積を小さくすることにより氷結した霜や雪を除去する方法が開示されている。
【００１１】
特許文献９には、珪素酸化物を用いて表面に微細な凸凹を設けることにより、従来品より撥水性を向上させ、ワイパやドアを昇降させることにより氷結した霜や雪の除去を大きくする方法が開示されている。
【００１２】
更に、氷結した霜や雪を除去する方法として、アルコールや湯等を掛けることにより、氷結した霜や雪を溶かしたり、塩化カリウムや塩化ナトリウム等を用いて凝固点を降下させることにより溶解させる方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】実開平６−２９９１８号公報
【特許文献２】実開昭５８−１４０６１号公報
【特許文献３】特開２００６−３３５１１５号公報
【特許文献４】特開２００８−１８８７１号公報
【特許文献５】特開２０１３−１９９３１６号公報
【特許文献６】特開平６−２８６５８４号公報
【特許文献７】特開昭６３−１３４５３７号公報
【特許文献８】特開平７−１３８０４７号公報
【特許文献９】特開２００５−１７７６９７号公報
【非特許文献１】日本塗装技術協会発行「塗装工学」２０１３年／４８巻Ｎｏ．１０、第３７５、３７６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、特許文献１の凍結防止カバーで覆う方法は、非常に簡便であるが装着が不十分な場合や強風が吹く場合には凍結防止カバーが外れたり、凍結により凍結防止カバー自体がフロントガラスに凍結して外し難くなる等の課題を有している。
【００１５】
特許文献２、３の方法は、一般に自動車のリヤウィンドガラス等に適用されているが、ガラス表面に熱線等の発熱体を埋め込む必要があり、コスト上昇の要因やバッテリ放電の原因となり、エンジンの始動不能のトラブルを発生させる要因となっている。
【００１６】
特許文献４の方法は、冷却媒体を熱交換して発熱させることにより、その輻射熱でフロントガラスを加熱する方法であるが、装置が大型化し、ユーザーが簡便に装着することができない。特に、冷却媒体の漏れ等の点検を行う必要が生じ、実用面での課題が極めて多い。
【００１７】
特許文献５の方法は、自動車に加熱装置を設置する必要があり、コスト上昇は避けられず、また解氷に時間が掛かると云う問題を有している。
【００１８】
特許文献６に示すように、氷結した霜や雪を樹脂製のスクレーパ等で削り落とす方法は、非常に簡便であるが、寒い屋外において人手による煩わしい作業を必要とする。改良型として、ワイパブレードを所定間隔で動作させることにより削り落す方法が提案されているが、コスト高となりバッテリ放電の原因となる。
【００１９】
特許文献７〜９の方法は、他の方法に比べて、コスト面や作業面、解氷時間等においては有利であるが、氷結した霜や雪をワイパやドアガラスの昇降のみで除去させることは困難である。更に、珪素酸化物を用いて表面に微細な凸凹を設け、従来品より撥水性を向上させても、氷結した霜や雪をワイパやドアガラスの昇降のみで除去させることは困難である。
【００２０】
また、湯等で氷結した霜や雪を溶かす方法もあるが、溶かしても直ちに再凍結する虞れがあり、塩化ナトリウム等の凝固点降下剤で霜等を溶解させる方法は、塩害により金属部分に錆が発生してしまう等の問題を有している。
【００２１】
氷結防止の解決策は、ガラスの表面温度を０℃以下にさせないことと、ガラス表面に水滴を付着させないことである。しかし、ガラスの表面温度を０℃以下にさせないためには、複雑な装置や他のエネルギが必要となり経済的に不利となる。そして、ガラス表面に撥水性を付与し、表面に水滴を付着させない方法では、耐久性及びその効果に課題がある。
【００２２】
ガラス表面等に付着した水分の氷結を防止するには、水分に熱を与える必要がある。ガラスに付着している水分が多いと与える熱も多くなるが、付着している水分が少なければ与える熱も少なくて済む。従って、ガラスに付着する水分量を低減するために、例えばガラス表面の撥水性を向上する必要がある。
【００２３】
同様に、氷結してガラス面に付着している霜や雪を解氷させるにも、その水分量が少なければ解氷は容易である。氷結した霜や雪とガラスの接触角は、水と異なり固体と固体の接触角となるが、ガラス表面を撥水性にさせることで氷結力を低下させ、氷結した霜や雪の量を低減させることができる。
【００２４】
次に、ガラス表面に付着した水分の氷結防止や氷結した霜や雪等を解氷させるためには、ガラス表面を熱線や熱風により加熱して温める必要がある。通常では、外気温度が低くても暖房中で車内温度が高ければ、熱は常に車内からガラスに移動するので、ガラスは室内の熱で温められた状態となり氷結はしない。
【００２５】
しかし暖房を停止すると、外気に接しているガラスや車体の温度が最初に低下し、続いて車内の物体温度が低下する。つまり、暖房が停止しても車内に蓄熱された熱が温度の低いガラスや車体に伝搬されるため、直ちにガラスが氷結されることはない。従って、車内に蓄熱された熱をガラス面に効率良く伝搬すれば、霜の発生や水分等の氷結を抑制することができる。
【００２６】
物体中を伝導で移動する熱と物体表面から空気中に輻射する熱は等しいため、表面温度を上げるには物体に供給される熱量を多くする必要がある。そこで、供給される熱量を多くすると、熱伝導率の大きい物体は、熱を効率良く移動させることができるため、熱源から離れた位置の表面温度は高くなる。
【００２７】
しかし、熱伝導率の小さい物体は、熱源から離れた位置まで熱がなかなか移動しないため、熱源から離れた位置の表面温度は高くならず、熱源近い表面温度だけが高くなる。従って、ガラスのように熱伝導率が約１（Ｗ／ｍ・ｋ）と小さい物体は、熱源から離れた位置では伝導による熱移動が小さいため、その位置の温度上昇も小さく霜や氷が発生し易い。
【００２８】
つまり、上述の従来の氷結防止や解氷方法は、簡便性やコスト面並びに耐久性等に種々の課題を有していることから、コストを低減し、簡便かつ確実に氷結防止及び解氷ができるガラスが要望されている。
【００２９】
一般に、ガラス面に付着した氷は解凍し難いので、霜や氷の発生を防止し、付着した氷を解凍させ易くするには、熱伝導率の大きい物体を用い、供給する熱量を多くすればよい。一般的なソーダガラスと比較して、熱伝導率が大きいガラスとしては、石英ガラスやサファイヤガラスが知られているが、ソーダガラスと比較して熱伝導率が約４２（Ｗ／ｍ・ｋ）と大きいサファイヤガラスでも、金属等と比較すると、熱伝導率は小さく、氷結防止や解氷に用いることは困難である。また、金属等の熱伝導率の大きい物質を用いて、熱源から離れた位置の表面温度を高くするには、非常に多くの熱を与える必要があり実用的ではない。
【００３０】
そこで、物体の表面温度を上げる方法として、物体表面に熱を伝搬させるために、物体表面に形成した被膜表面を熱が伝搬する表面熱伝搬現象が非特許文献１に報告されている。この現象は従来の伝導、放射、対流とは異なる原理的に未解明な新たな熱伝搬現象であり、物体の表面に被膜を形成することにより、高温部から低温部への熱伝搬が促進する現象である。
【００３１】
そこで、ガラス表面にガラスよりも熱伝導率が小さい撥水性熱伝搬被覆層を被膜して、この現象を起こし、ガラス表面に熱を効率良く伝搬させ、熱源から離れた位置のガラス表面温度を上昇させて、氷結防止や解氷を促進することができる。なお、実際にこの表面熱伝搬現象を利用した氷結防止や解氷を促進させる具体的な技術については未だ知られていない。
【００３２】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、ガラス材の表面に撥水性熱伝搬被覆層を被膜することにより、簡便かつ低コストで得られる高性能な氷結を防止し解氷を促進するガラス部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記目的を達成するための本発明に係る氷結を防止し解氷を促進するガラス部材は、ガラス材から成る主体の表面上に前記ガラス材よりも熱伝導率が小さい撥水性熱伝搬被覆層を被膜したガラス部材であって、前記撥水性熱伝搬被覆層は水との接触角が８０°以上、前記撥水性熱伝搬被覆層の厚みは０．２〜３．２μｍとし、前記ガラス材に加えられた熱が前記ガラス材の表面の前記撥水性熱伝搬層を伝熱して拡散することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る氷結を防止し解氷を促進するガラス部材によれば、ガラス材の表面にガラス材よりも熱伝導率が小さい撥水性熱伝搬被覆層を所定の膜厚に被膜することにより、ガラス材表面の氷結防止及び解氷効率を高める。
【００３５】
また、赤外線吸収層を付加することにより、太陽光線の熱を利用し効果を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１の断面図である。
【図２】接触角の説明図である。
【図３】実施例２の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３８】
本発明者は氷結及び解氷に関する上述の表面熱伝搬現象を鋭意検討した結果、次のような知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
【００３９】
表面熱伝搬現象とは、物体内部（断面）ではなく、物体表面を熱が伝達する現象であり、電気で有名な沿面放電現象と同じ現象である。沿面放電は絶縁物上に置いた電極に高電圧を印加すると、絶縁物の表面に沿って電流が枝状に流れる現象であり、例として通常では電流が流れない電気絶縁体のガラス表面に電流が流れ破壊されることが知られている。また、落雷時に導電体である地中に電流が流れずに、流れるはずがない地表面を電流が流れる現象も知られている。
【００４０】
表面熱伝播現象も沿面放電現象と同様に、物体の表面に物体により熱伝導率の小さい物質をコーティングすると熱がコーティング表面を集中的に流れて、上まで移動する現象であると考えられる。本発明はこの現象を熱で起こさせることに成功し、これを氷結防止及び解氷に応用したものある。
【００４１】
本実施例１における氷結防止・解氷促進用のガラス部材の断面構造は、図１に示すようにガラス板１の片面、必要に応じて両面に、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜している撥水性熱伝搬被覆層２は撥水性を有するシリコーン系化合物、又はジルコニウム系化合物、又はシリコーン系化合物とジルコニウム系化合物を混合させたものから成っている。
【００４２】
この撥水性熱伝搬被覆層２はガラス板１よりも熱伝導率が小さい物質とされている。ガラス板１よりも熱伝導率の大きい物質を被膜しても熱移動を阻害させる要因はなく濡れが殆ど生じない。しかし、ガラス板１よりも熱伝導率が小さい物質を被膜すると、熱は集中的に流れ、これにより熱の流れが薄膜によって生成され、熱移動が促進され表面熱伝達現象が起こる。
【００４３】
即ち、ガラス板１よりも熱伝導率が小さい物質をコーティングしても膜厚が薄過ぎると、熱移動の阻害が小さく熱の流れは殆どなく、被膜としての機能も弱く熱が集中的に表面を移動することはない。また、被膜が厚過ぎると通常の熱伝導と同じになり、物体の断面を熱が流れるので、撥水性熱伝搬被覆層２の最適な膜厚を実験により求める必要がある。
【００４４】
通常、熱はその物体中を流れ、熱抵抗のため熱は表層まで届かない。しかし、物体表面を熱が流れると抵抗がないので、早い速度で熱は伝搬される。氷結や解氷は熱流の届かないところ、つまり温度の低いところで発生するので、それを解決するには表面熱伝搬現象を用いることが最適と云える。
【００４５】
なお、本実施例１におけるこの氷結防止・解氷促進ガラスは、例えば建物や自動車のガラス材に用いることができる。建物用ガラスの場合は、採光基準を満たした可視光線透過率が必要であり、自動車用ガラスの場合は、法令で規定された可視光線の透過率よりも小さくすることはできないという制約がある。
【００４６】
本実施例１の撥水性熱伝搬被覆層２は、後述する実験例の結果から、水に対する接触角θが８０°以上の撥水性を示し、そのときの撥水性熱伝搬被覆層２の厚みは０．２〜３．２μｍの範囲が好適であり、０．５〜２．５μｍが更に好適である。
【００４７】
接触角θとは、図２に示すように静止液体の自由表面が、固体壁に接する場所で、液面と固体面とのなす角である。接触角θが大きいほど撥水性が大きく、接触角θが小さいほど親水性が大きい。つまり、接触角θが大きいほど水滴ははじかれ易く、接触角θが小さいほど水滴は付着し易い。
【００４８】
氷結を防止するには、ガラス板１に付着した水分に熱を与えなければならない。ガラス板１に付着している水分が多いと与える熱も多くなるが、付着している水分が少なければ与える熱も少なくて済む。従って、ガラス板１の表面に撥水性に持たせ、付着する水分を減らす必要がある。同様に、氷結してガラス面に付着している霜や雪を解氷させるにも、その水分量が少なければ解氷が容易である。
【００４９】
本発明はガラス板１の表面の熱伝搬性促進により、氷結防止及び解氷を促進させる技術であるが、ガラス板１に付着する水分量を少なくさせるために、撥水性熱伝搬被覆層２に撥水性を付与して効果を向上させている。また、接触角θが７０°以下になるとガラス板１に付着する水分が多くなり、氷結防止や解氷促進に必要な熱量も多くなり、本効果を得ることが困難となる。つまり、接触角θが小さいとガラス板１に付着する水分量が多くなり、氷結防止及び解氷促進効果が減少する。そして、接触角θが大きいほどガラス板１に付着する水分量が少なくなり、表面熱伝達により与えられる熱量が同じでも、氷結防止及び解氷促進効果は大きくなる。
【００５０】
また、接触角θが小さく親水性に近くなると、ガラス板１の表面に付着した水が互いに付着し撥水性熱伝搬被覆層２が水で覆われ、熱伝搬層としての機能を果たせなくなる。撥水性熱伝搬被覆層２と水との接触角は重要な要因であり、接触角θと氷結の状態を実験により確認する必要がある。その結果、後述するように接触角θが８０゜以上であれば、効果を発揮できることを確認した。
【００５１】
[実験例１]
幅３０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの６枚のガラス板１を用意し、このうちの５枚のガラス板１を試料１〜５として、その両面に撥水性熱伝搬被覆層２として水溶性のシリコーン化合物とジルコニウム系化合物（信越化学（株）製商品名ＰＯＬＯＮ−ＭＷＳ）の０．１％、１．０％、２．５％、５．０％、１０．０％溶液を、スプレー法により膜厚を変化させて被膜した。この撥水性熱伝搬被覆層２の熱伝導率は通常のガラス板１が１．０Ｗ／ｍ・ｋであるのに対し、０．１５Ｗ／ｍ・ｋ（熱物質測定装置：レーザーフラッシュ法により測定）である。
【００５２】
次に、１ＬのビーカーにドライアイスをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に溶解させた溶液を入れ、ビーカー内の溶液の温度は、−１０℃になるようにドライアイスの量を調整した。
【００５３】
続いて、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）と、上述の撥水性熱伝搬被覆層２を被膜した試料１〜５のガラス板１（Ｂ）とを同時に、ドライアイスを入れたビーカーに挿入し、そのときのガラス板１の表面温度を測定した。
【００５４】
表面温度の測定はビーカー内にガラス板１の下部分を３ｃｍ浸漬させ、上から２ｃｍ、６ｃｍの位置の表面温度を測定した。次に、斜めにしたガラス板１の上から６ｃｍの位置に、スポイトを用いて水滴を１滴滴下し、目視で水滴の氷結状態を確認した。
【００５５】
上述の撥水性熱伝搬被覆層２の膜厚は、被膜前のガラス板１の重量と撥水性熱伝搬被覆層２を被膜した後のガラス板１の重量を電子天秤で測定し、その差をガラス板１ｍ2当たりの重量に換算し比重で割って膜厚を算出した。
【００５６】
このようにして算出した撥水性熱伝搬被覆層２の膜厚は、試料１：０．１１μｍ、試料２：０．２２μｍ、試料３：１．８８μｍ、試料４：３．５４μｍ、試料５：５．７８μｍであった。
【００５７】
定常状態に達した時の上から６ｃｍの位置で表面温度を測定し、その結果を表１に示す。なお、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）においては５回の実験を行った。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２２〜３．５４μｍ被膜した試料２〜４に示すガラス板１（Ｂ）は、被膜していないガラス板１（Ａ）に対し、上から２ｃｍの温度はほぼ同じであるが、上から６ｃｍの温度は１．５〜２．１℃高く、０℃以上となり、氷結しないことが分る。
【００６０】
上述の結果から、ガラス板１に上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２２〜３．５４μｍを被膜させることにより、高温部から低温部への熱の伝搬が促進されることが分かる。
【００６１】
続いて、上述の実験例１で用いたガラス板１を、１００℃の沸騰水を入れた１Ｌのビーカーに浸漬し、実施例１と同じ位置の表面温度を同じ方法で測定し、最大温度を示したときの結果を表２に示す。なお、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）においては５回の実験を行った。
【００６２】
【表２】
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【００６３】
撥水性熱伝搬被覆層２を０．２２〜３．５４μｍ被膜した試料２〜４のガラス板１（Ｂ）は、被膜していないガラス板１（Ａ）と比較すると、上から２ｃｍの温度は０．５〜１．２℃、上から６ｃｍの温度は８．５〜１７．５℃高くなる。このように、ガラス板１に上述の撥水性熱伝搬被覆層２を被膜させると、高温部から低温部への熱の伝搬が促進されることが分る。
【００６４】
[実験例２]
幅３０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの６枚のガラス板１を用意し、このうちの５枚のガラス板１を試料１〜５とした。試料１〜５の両面に水溶性のシリコーン化合物とジルコニウム系化合物（信越化学（株）製商品名ＰＯＬＯＮ−ＭＷＳ）の０．１％、１．０％、２．５％、５．０％、１０％溶液に、０．０１％の３グリドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学（株）製商品名ＫＢＭ−４０３）を７ｍＬ加え、撥水性を向上させた溶液を撥水性熱伝搬被覆層２として、スプレー法により膜厚を変えて被膜した。この撥水性熱伝搬被覆層２の熱伝導率は０．１６Ｗ／ｍ・ｋである。
【００６５】
次に、実験例１と同様に、ドライアイスをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に溶解させた溶液を１Ｌのビーカー内に入れ、次に撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）と、上述の撥水性熱伝搬被覆層２を被膜したガラス板（Ｂ）とを、同時にドライアイスを入れたビーカーに挿入し、そのときのガラス板１の表面温度を測定した。
【００６６】
なお、そのときの膜厚は、実験例１と同様の方法により算出した結果、試料１：０．１２μｍ、試料２：０．２１μｍ、試料３：１．９０μｍ、試料４：３．２４μｍ、試料５：４．９６μｍであった。
【００６７】
上から６ｃｍの温度が、定常状態に達した時の表面温度を測定し、その結果を表３に示す。なお、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）においては５回の実験を行った。
【００６８】
【表３】
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【００６９】
上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２１〜３．２４μｍ被膜した試料２〜４に示すガラス板１（Ｂ）は、被膜していないガラス板１（Ａ）と比較すると、上から２ｃｍの温度はほぼ同じであるが、上から６ｃｍの温度は１．７〜２．３℃高く、０℃以上となり、氷結しないことが分る。
【００７０】
上述の結果から、ガラス板１に上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２１〜３．２４μｍ形成させると、高温部から低温部への熱の伝搬が促進されることが分る。
【００７１】
上述の実験例２で用いたガラス板１を、実験例１と同様に１００℃の沸騰水に浸漬し、実験例１と同じ位置の表面温度を同じ方法で測定し、最大温度を示したときの結果を表４に示す。なお、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）においては５回の実験を行った。
【００７２】
【表４】
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【００７３】
上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２１〜３．２４μｍ被膜した試料２〜４に示すガラス板１（Ｂ）は、被膜していないガラス板１（Ａ）と比較すると、上から２ｃｍの温度は０．７〜１．３℃、上から６ｃｍの温度は９．９〜１８．１℃高くなる。ガラス板１に上述の撥水性熱伝搬被覆層２を被膜すると、高温部から低温部への熱の伝搬が促進されることが分る。
【００７４】
[実験例３]
幅３０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの６枚のガラス板１を用意し、このうちの５枚のガラス板１を試料１〜５とし、その両面に撥水性熱伝搬被覆層２としてシリコーン樹脂（信越化学（株）製商品名４００）の０．１％、１．０％、２．５％、５．０％、１０％溶液をスプレー法により膜厚を変えて被膜した。この撥水性熱伝搬被覆層２の熱伝導率は０．２１Ｗ／ｍ・ｋである。
【００７５】
実験例１と同様に、１Ｌのビーカーに入れたドライアイスをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に溶解させた溶液に、被膜していないガラス板１（Ａ）と、上述の撥水性熱伝搬被覆層２を被膜したガラス板１（Ｂ）を、同時に挿入し表面温度を測定した。
【００７６】
なお、そのときの膜厚は、実験例１と同様の方法により算出した結果、試料１：０．１０μｍ、試料２：０．２９μｍ、試料３：２．０５μｍ、試料４：３．２７μｍ、試料５：６．８７μｍであった。
【００７７】
上から６ｃｍの温度が定常状態に達したときの表面温度を測定し、その結果を表５に示す。なお、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）においては５回の実験を行った。
【００７８】
【表５】
2016047776.tif 000007
【００７９】
上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２９〜３．２７μｍ被膜した試料２〜４に示すガラス板１（Ｂ）は、被膜していないガラス板１（Ａ）と比較すると、上から２ｃｍの温度はほぼ同じであるが、上から６ｃｍの温度は１．４〜２．３℃高く、０℃以上となり氷結しないことが分る。
【００８０】
上述の結果から、ガラス板１に上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２９〜３．２７μｍ被膜させると、高温部から低温部への熱の伝搬が促進されることが分る。
【００８１】
続いて、上述の実験例３で用いたガラス板１を実験例１と同様に、１００℃の沸騰水に浸漬し、同じ位置の表面温度を同じ方法で測定し、最大温度を示したときの結果を表６に示す。なお、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）においては５回の実験を行った。
【００８２】
【表６】
2016047776.tif 000008
【００８３】
上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２９〜３．２７μｍ被膜した試料２〜４に示すガラス板１（Ｂ）は、被膜していないガラス板（Ａ）と比較すると、上から２ｃｍの温度は１．０〜１．２℃、上から６ｃｍの温度は８．３℃〜１８．２℃高くなる。ガラス板１に上述の撥水性熱伝搬被覆層２を被膜させると、高温部から低温部への熱の伝搬が促進されることが分る。
【００８４】
[実験例４]
幅３０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの６枚のガラス板１を用意し、このうちの５枚のガラス板１の両面に、撥水性熱伝搬被覆層２として水溶性のシリコーン樹脂（信越化学（株）製商品名４０１）の０．１％、１．０％、２．５％、５．０％、１０％溶液をスプレー法により膜厚を変えて被膜した。この撥水性熱伝搬被覆層２の熱伝導率は０．２０Ｗ／ｍ・ｋである。
【００８５】
次に、実験例１と同様に、１Ｌのビーカーに入れたドライアイスをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に溶解させた溶液に、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）と、上述の撥水性熱伝搬被覆層２を被膜したガラス板１（Ｂ）とを同時に挿入し、表面温度を測定した。
【００８６】
なお、そのときの膜厚は、実験例１と同様の方法により算出した結果、試料１：０．０９μｍ、試料２：０．２３μｍ、試料３：２．４５μｍ、試料４：３．４７μｍ、試料５：５．９８μｍであった。
【００８７】
上から６ｃｍの温度が定常状態に達した時の表面温度を測定し、その結果を表７に示す。なお、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）においては５回の実験を行った。
【００８８】
【表７】
2016047776.tif 000009
【００８９】
上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２３〜３．４７μｍ被膜した試料２〜４に示すガラス板１（Ｂ）は、被膜していないガラス板１（Ａ）と比較すると、上から２ｃｍの温度はほぼ同様であるが、上から６ｃｍの温度は１．８〜２．４℃高く、０℃以上となり氷結しないことが分る。
【００９０】
上記の結果から、ガラス板１に上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２３〜３．４７μｍ被膜させると、高温部から低温部への熱の伝搬が促進されることが分る。
【００９１】
続いて、上述の実験例４で用いたガラス板１を実験例１と同様に１００℃の沸騰水に浸漬し、同じ位置の表面温度を同じ方法で測定し、最大温度を示したときの結果を表８に示す。なお、撥水性熱伝搬被覆層２を被膜していないガラス板１（Ａ）においては５回の実験を行った。
【００９２】
【表８】
2016047776.tif 000010
【００９３】
上述の撥水性熱伝搬被覆層２を０．２３〜３．４７μｍ被膜させた試料２〜４に示すガラス板１（Ｂ）は、被膜していないガラス板１（Ｂ）と比較すると、上から２ｃｍの温度は１．１〜１．４℃、上から６ｃｍの温度は９．４〜１８．７℃高くなる。このように、ガラス板１に上述の撥水性熱伝搬被覆層２を被膜すると、高温部から低温部への熱の伝搬が促進されることが分る。
【００９４】
次に、試料アは、実験例１の試料３の撥水性熱伝搬被覆層２として、シリコーン化合物とジルコニウム系化合物（信越化学（株）製商品名ＰＯＬＯＮ−ＭＷＳ）を厚み１．８８μｍに被膜した。
【００９５】
試料イは、実験例２の撥水性熱伝搬被覆層２として、シリコーン化合物とジルコニウム系化合物（信越化学（株）製商品名ＰＯＬＯＮ−ＭＷＳ）に０．０１％の３グリドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学（株）製商品名ＫＢＭ−４０３）を７ｍＬ加え、厚み１．９０μｍに被膜した。
【００９６】
試料ウは実験例３の試料３の撥水性熱伝搬被覆層２としてシリコーン樹脂（信越化学（株）製商品名４００）の厚み２．０５μｍを被膜した。
【００９７】
試料エは実験例４の試料４の撥水性熱伝搬被覆層２として、シリコーン樹脂（信越化学（株）製商品名４０１）の厚み２．４５μｍを被膜した。
【００９８】
試料オはケイ酸ソーダ（富士化学株式会社）０．５％溶液に０．０１％の３グリドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学(株)製商品名ＫＢＭ−４０３）を７ｍｌ加えた厚み２．００μｍを被膜した。
【００９９】
試料カはケイ酸ソーダ（富士化学株式会社）０．５％溶液に０．０１％の３グリドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学(株)製商品名ＫＢＭ−４０３）を５ｍｌ加えた厚み１．９８μｍを被膜した。
【０１００】
試料キはケイ酸ソーダ（富士化学株式会社）０．５％溶液に０．０１％の３グリドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学(株)製商品名ＫＢＭ−４０３）を３ｍｌ加えた厚み２．０５μｍを被膜した。
【０１０１】
試料クはケイ酸ソーダ（富士化学株式会社）０．５％溶液に０．０１％の３グリドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学(株)製商品名ＫＢＭ−４０３）を１ｍｌ加えた厚み２．２３μｍを被膜した。
【０１０２】
試料ケはガラス単体であり、それぞれ接触角計「ＣＡ−ＤＴ」（協和界面化学（株）製）を用いて、２ｍｇの質量の水滴をガラス板１の表面に滴下して、静的接触角を測定し、その結果を表９に示す。
【０１０３】
【表９】
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【０１０４】
表９に示す接触角実験の結果から、接触角θが８０°よりも大きいと、氷結防止及び解氷促進効果が発現することが分る。
【実施例２】
【０１０５】
図３は実施例２における氷結防止・解氷促進ガラスの断面構造を示している。実施例１において示したガラス板１と撥水性熱伝搬被覆層２の間に、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）又はＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）等の赤外線吸収層３が介在されている。なお、この赤外線吸収層３は太陽光線を吸収して発熱し、氷結防止及び解氷促進効果の向上を図るものである。
【０１０６】
実施例１と同様に、建物用であれば採光基準を満たす必要があり、自動車用ガラスの場合は、法令で規定された可視光線透過率よりも小さくさすることはできない。
【０１０７】
本実施例２における撥水性熱伝搬被覆層２は、実験例の結果から水に対する接触角θが８０°以上の撥水性を示し、そのときの撥水性熱伝搬被覆層２の厚みは０．２〜３．２μｍの範囲であり、好ましくは０．５〜２．５μｍである。
【０１０８】
通常では、水や氷はガラス板１と同様に可視光線、近赤外線を透過させる半透明体である。この氷結した霜や雪を透過した太陽光線を上述の赤外線吸収層３で吸収し発熱させることにより、氷結した霜や雪に熱を与えることができ、氷結防止や解氷促進でき、熱伝搬が促進される被膜条件を実験例により見出すことができた。
【０１０９】
[実験例５]
縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚み３ｍｍのガラス板１を５枚を用意し、その１枚の試料サを撥水性熱伝搬被覆層２を塗布しないガラス単体とした。
【０１１０】
試料シはガラス板１の表面に実験例２で用いた撥水性熱伝搬被覆層２の水溶性のシリコーン化合物とジルコニウム系化合物（信越化学（株）製商品名ＰＯＬＯＮ−ＭＷＳ）に、０．０１％の３グリドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学（株）製商品名ＫＢＭ−４０３）を７ｍＬ加えて撥水性を大きくした２．５ｗｔ％溶液をスプレー法により１．９μｍの膜厚に被膜した。
【０１１１】
試料スは赤外線吸収層３としてＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ：製品名ＡＴＯ−ＭＭＢ分散液；三菱マテリアル電子化成株式会社）を０．３２μｍ被膜し、その上に撥水性熱伝搬被覆層２の溶液を塗布し、１．９μｍの膜厚に被膜した。
【０１１２】
試料セは、赤外線吸収層３としてＡＴＯ（製品名ＡＴＯ−ＭＭＢ分散液；三菱マテリアル電子化成株式会社）を０．７５μｍ被膜し、その上に撥水性熱伝搬被覆層２の溶液を塗布し、１．９μｍの膜厚に被膜した。
【０１１３】
試料ソは赤外線吸収層３としてＡＴＯ（製品名ＡＴＯ−ＭＭＢ分散液；三菱マテリアル電子化成株式会社）を１．６６μｍ被膜し、その上に撥水性熱伝搬被覆層２の溶液を膜厚１．９μｍに被膜した。
【０１１４】
次に、このようにして作成したガラス板１を被膜面が太陽光線（上）側になるように、ガラス容器の中の台に設置した。そして、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×厚み５ｍｍの氷の板を被膜面の上に配置し、この状態で氷面から太陽光線を１０分間照射し、このときの解氷した水の重量が表１０に示すように測定され、試料オのガラス単体と比較した。なお、このときの外気温は−１℃〜−２℃であった。
【０１１５】
【表１０】
2016047776.tif 000012
【０１１６】
日射吸収率が１９．８％になると、解氷した水の重量が３．６ｇ増加し、解氷速度が促進されることが分る。
【０１１７】
実施例１、２で使用するガラス板１としては、従来公知のものであれば、特に制限はない。しかし、好ましくはソーダガラス、石英ガラス、サファイヤガラス等や透明なプラスチック製ガラス、更には例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル系樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネイト、酢酸ビニル、フッ素系樹脂等が挙げられる。そして、その上に更に透明なコーティング層等により保護膜を設けたり、表面加工を施したものでもよい。
【０１１８】
ガラス板１の板厚については、特に制限はなく、寸法の大きいものに用いる場合は厚くすることもできるし、また小型の場合には薄くすることもできるが、０．１〜２０ｍｍの範囲であることが好ましく、更に好ましくは０．５〜１０．０ｍｍの範囲である。
【０１１９】
ガラス板１の形状については、板状に限定されるものではなく、例えば建物や自動車用として使用できれば、棒状、方形状、円形状、筒状、半球状、球状等任意の形状に形成することができるし、またその表面形状は、波形表面、凹凸表面、突起状表面等に加工されていてもよい。更には、ガラス材のみではなく、ガラス材を主体として、他の素材を組み合わせたものであってもよい。
【０１２０】
本実施例においては、上述したガラス板１の表面に、撥水性熱伝搬被覆層２として撥水性の高いシリコーン系化合物、又はジルコニウム系化合物等、又はシリコーン系化合物とジルコニウム系化合物の混合物を被膜する。この場合の撥水性熱伝搬被覆層２の厚みは実施例１〜４の結果を結合して考えると０．２〜３．２μｍが氷結防止、解氷に効果的であることが分る。
【０１２１】
通常では、物体の撥水性については、固体表面が粗い場合には滑らかな場合と比較して、親水性の表面は益々親水性となり、撥水性の高い表面は益々撥水性が大きくなる。従って、撥水性熱伝搬被覆層２の表面にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4、又はこれらを混合した微粒子を用いて凸凹を形成し、更に撥水性を高くさせることもできる。
【０１２２】
また、日射により氷結防止や解氷を促進させる赤外線吸収層３は、ガラス板１と撥水性熱伝搬被覆層２との間に、無機系のＡＴＯやＩＴＯ或いは有機系のぺリレン系化合物やクオタリレン系化合物等を、可視光線透過率が規定された採光基準以上になるように被膜する。なお、自動車用ガラスの場合は、法令で規定された可視光線透過率よりも小さくならないようにする必要がある。また、この撥水性熱伝搬被覆層２及び赤外線吸収層３には必要に応じて、本発明の趣旨に反しない範囲で、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、防曇剤、防霧剤、スリップ剤（ブロッキング防止剤）等を添加することができる。
【０１２３】
撥水性熱伝搬被覆層２、赤外線吸収層３を被膜させる方法としては、被膜材料の溶液又はエマルジョンを基材ガラスやプラスチックスの板に、フローコートやディッピングによる塗布又はスプレーにより噴霧吹付けた後に乾燥させる湿式法、基材に被膜を熱で接着させるラミネート、多層押出、熱圧着等の乾式法等の従来用いられている方法が使用できる。そして、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の被膜は、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理的な方法で被膜することもできる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  ガラス板
２  撥水性熱伝搬被覆層
３  赤外線吸収層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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