(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材上に最外層として形成される親水性被膜とを少なくとも有してなる親水性部材であって、
前記親水性皮膜が、親水性金属酸化物粒子と、親水性無機非晶質物質とを少なくとも含んでなり、
前記親水性被膜の表面に隆起している部分を有し、
前記隆起部分を含まない部分のみに線分を設定したとき、その線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ１０ｎｍ≦Ｒｚ≦４０ｎｍおよび１０ｎｍ≦Ｓｍ≦３００ｎｍであり、かつ、
前記隆起部分を通るように線分を設定したとき、その線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ４０ｎｍ≦Ｒｚ≦２００ｎｍおよび３００ｎｍ≦Ｓｍ≦１５００ｎｍであり、
前記親水性金属酸化物粒子が、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下に粒径の最頻値を有する第一の親水性金属酸化物粒子と、４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下に粒径の最頻値を有する第二の親水性金属酸化物粒子とを含んでなり、
前記親水性金属酸化物粒子が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、およびＴｉＯ２からなる群から選択される一種以上を含んでなり、
前記親水性無機非晶質物質が、アルカリ珪酸塩を含んでなる、親水性部材。
【請求項２】
前記第一の親水性金属酸化物粒子の粒径の最頻値が１０〜３０ｎｍであり、かつ、前記第二の親水性金属酸化物粒子の粒径の最頻値が４０〜１００ｎｍである、請求項１に記載の親水性部材。
【請求項３】
前記親水性被膜表面のｐＨ＝７におけるゼータ電位が−４０〜４０ｍＶであり、該被膜の水の静止接触角が３５度以下である、請求項１または２に記載の親水性部材。
【請求項４】
前記ゼータ電位が−３０〜３０ｍＶである、請求項３に記載の親水性部材。
【請求項５】
前記ゼータ電位が−２５〜０ｍＶである、請求項３に記載の親水性部材。
【請求項６】
前記静止接触角が２０度以下である、請求項３に記載の親水性部材。
【請求項７】
前記親水性金属酸化物粒子が、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を含んでなるものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項８】
前記基材が、無機材料、金属材料、有機材料、およびそれらの複合体からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項９】
前記基材が、タイル、衛生陶器、食器、ガラス、鏡、反射板、保護板、保護膜、陶磁器、ケイ酸カルシウム板、セメント、木材、樹脂、金属、およびセラミックからなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項１０】
前記基材がガラス、ガラスふた、鏡、反射板、保護板、フィルム、および保護膜からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項１１】
前記基材が浴室用部材である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項１２】
前記基材が浴室用鏡である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の親水性部材。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の親水性部材の製造のためのコーティング剤であって、
溶媒と溶質とを含んでなり、
前記溶質が、
３〜３０ｎｍに粒径の最頻値を有する第一の親水性金属酸化物粒子と、
４０〜３００ｎｍに粒径の最頻値を有する第二の親水性金属酸化物粒子と、
アルカリ珪酸塩と
を少なくとも含んでなり、
前記親水性金属酸化物粒子が、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、およびＴｉＯ２からなる群から選択される一種以上を含んでなる、コーティング剤。
【請求項１４】
前記第一の親水性金属酸化物粒子の粒径の最頻値が１０〜３０ｎｍであり、かつ、前記第二の親水性金属酸化物粒子の粒径の最頻値が４０〜１００ｎｍである、請求項１３に記載のコーティング剤。
【請求項１５】
前記アルカリ珪酸塩のＳｉＯ２量と前記親水性金属酸化物粒子との重量比が１０：１〜１：４の範囲であり、かつ、前記第一の親水性金属酸化物粒子量と前記第二の親水性金属酸化物粒子量との重量比が４０：１〜１：４である、請求項１３または１４に記載のコーティング剤。
【請求項１６】
前記アルカリ珪酸塩のＳｉＯ２量と親水性金属酸化物粒子との重量比が２０：１〜１：２の範囲である、請求項１３または１４に記載のコーティング剤。
【請求項１７】
前記第一および／または第二の親水性金属酸化物粒子が、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を含んでなる、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のコーティング剤。
【請求項１８】
ホウ酸、ホウ酸化合物、リン酸、リン酸化合物、および熱処理によってＺｒＯ２となる物質の前駆体からなる群から選択される一種以上をさらに含んでなる、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載のコーティング剤。
【請求項１９】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の親水性部材を製造する方法であって、
基材に、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載のコーティング剤を塗布して、親水性被膜を形成する工程を含んでなる、親水性部材の製造方法。
【請求項２０】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の親水性部材を製造する方法であって、
基材に、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載のコーティング剤を塗布して、第一の親水性被膜を形成する工程と、
前記第一の親水性被膜上に、アルカリ珪酸塩の溶液、または請求項１３〜１８のいずれか一項に記載のコーティング剤をさらに塗布して、第二の親水性被膜を形成する工程とを含んでなる、親水性部材の製造方法。
【請求項２１】
前記親水性被膜を熱処理する工程をさらに含んでなる、請求項１９または２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記熱処理が前記親水性被膜の表面温度を８０〜５００℃にすることにより行なわれる、請求項２１に記載の親水性部材の製造方法。
【請求項２３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の親水性部材の製造のための被膜形成装置であって、
基材に親水性コーティング剤を塗布するコーティング手段と、塗布されたコーティング剤の膜厚を調整する膜厚調整手段と、膜厚調整後のコーティング剤を加熱する加熱手段とを有し、
前記膜厚調整手段が、気体を基材に吹き付けることにより、コーティング剤の膜厚を所望の厚さに調整する装置である、親水性被膜を形成するための被膜形成装置。
【請求項２４】
前記気体噴出手段が、前記基材に対して平行なスリットからなる噴出口を有し、該噴出口から気体を噴出するように構成されてなるものである、請求項２３に記載の被膜形成装置。
【請求項２５】
前記加熱手段の下流側に、前記親水性被膜の表面を洗浄する洗浄装置をさらに有してなる、請求項２３または２４に記載の被膜形成装置。
【請求項２６】
前記洗浄装置が、洗浄剤で洗浄する手段と、前記洗浄剤を除去する手段とを有する、請求項２５に記載の被膜形成装置。
【請求項２７】
前記洗浄剤を除去する手段が非接触型である、請求項２６に記載の被膜形成装置。
【請求項２８】
前記加熱手段が遠赤外線を照射することにより加熱を行なうものである、請求項２３〜２７のいずれか一項に記載の被膜形成装置。
【請求項２９】
前記被膜形成装置が、裏面に樹脂製保護層が形成された鏡表面に被膜を形成する装置である、請求項２３〜２８のいずれか一項に記載の被膜形成装置。
【請求項３０】
前記加熱手段が、前記基材の裏面を冷却する手段を備えてなる、請求項２３〜２９のいずれか一項に記載の被膜形成装置。
【請求項３１】
前記コーティング手段の上流側に、前記基材表面を洗浄する洗浄装置をさらに有してなる、請求項２３〜３０のいずれか一項に記載の被膜形成装置。
【請求項３２】
前記洗浄装置が、前記基材表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、前記研磨剤を用いて前記基材表面を研磨する表面研磨手段と、前記研磨後の研磨剤を除去する研磨剤除去手段とを有してなる、請求項３１に記載の被膜形成装置。
【請求項３３】
前記加熱手段の下流側に、前記基材を冷却する冷却装置を有してなる、請求項２３〜３２のいずれか一項に記載の被膜形成装置。
【請求項３４】
前記冷却装置が前記加熱手段と前記洗浄装置との間に配置される、請求項３３に記載の被膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
［発明の背景］
発明の分野
本発明は、表面が親水性の部材、より具体的には、防曇性や防汚性が必要とされる、例えば、ガラス、鏡、反射板、保護板等として用いられる親水性部材、その製造方法、その製造のためのコーティング剤および装置に関する。
背景技術
ガラスやプラスチックなどの透明部材や、鏡、金属板などの反射部材、その他表面に意匠性を備えた部材等の部材は、表面温度が露点温度以下になると、空気中の水分が表面で凝集して曇りが発生しやすい。また、これらの部材の表面に雨水や水しぶきが付着すると、水膜としてよりも水滴として付着しやすい。このように、曇りや水滴が部材表面に存在すると、その部材の本来の機能を発揮できなくなったり、光の散乱により部材の外観や意匠性が低下したりすることがある。
このような曇りや光の散乱を解消するために、基材表面を親水性にする技術として、次のようなものが知られている。
特開平９−２７８４３１号公報には、基材表面に、リン酸またはその塩と溶解性のアルミニウム化合物と水溶性珪酸塩と界面活性剤と溶媒からなる表面処理材を塗布し、３００〜７００℃で熱処理することによって、表面に凹凸を形成する方法が開示されている。
特開平１１−１００２３４号公報には、３〜３００ｎｍの粒径を有する金属酸化物粒子と金属酸化物からなる膜を形成し、算術平均粗さ（Ｒａ）が１．５〜８０ｎｍで凹凸平均間隔（Ｓｍ）が４〜３００ｎｍである凹凸の形成方法が開示されている。
［発明の概要］
本発明者らは、今般、親水性部材の表面状態を制御することで、膜硬度および耐久性を低下させることなく、優れた防曇性を発揮する親水性部材が得られるとの知見を得た。
したがって、本発明は、十分な膜硬度および耐久性を保持しながら、曇りにくく、かつ水滴や汚れが付着しにくい親水性部材を提供することを目的としている。
そして、本発明の第一の態様による親水性部材は、基材と、該基材上に最外層として形成される親水性被膜とを少なくとも有してなる親水性部材であって、前記親水性皮膜が、親水性金属酸化物粒子と、親水性無機非晶質物質とを少なくとも含んでなり、前記親水性被膜の表面が隆起している部分を有し、前記隆起部分を含まない部分のみに線分を設定したとき、その線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ１０ｎｍ≦Ｒｚ≦４０ｎｍおよび１０ｎｍ≦Ｓｍ≦３００ｎｍであり、かつ、前記隆起部分を通るように線分を設定したとき、その線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ４０ｎｍ≦Ｒｚ≦２００ｎｍおよび３００ｎｍ≦Ｓｍ≦１５００ｎｍであるものである。
また、本発明の第二の態様による親水性部材は、基材と、該基材上に形成され、親水性無機非晶質物質および親水性金属酸化物粒子から実質的になる第一の親水性被膜と、該第一の親水性被膜上に最外層として形成され、親水性無機非晶質物質から実質的になる第二の親水性被膜とを少なくとも含んでなるものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第一の態様による親水性部材の断面を示す概念図である。本発明による親水性部材は、第一の親水性金属酸化物粒子１と、第二の親水性金属酸化物粒子２と、親水性無機非晶質物質３とからなる親水性被膜が、基材４上に設けられてなる。
図２は、本発明による被膜形成装置における、非接触の膜厚調整手段によって、塗装被膜が形成される様子を示した概念図である。
図３は、本発明による被膜形成装置の概略図（平面図）である。
図４は、本発明による被膜形成装置の概略図（正面図）である。
図５Ａは、本発明による被膜形成装置における、コーティングノズルの例を示した概略断面図であり、図５Ｂはその正面図である。
図６Ａは、本発明による被膜形成装置における、コーティングノズルの例を示した概略断面図であり、図６Ｂはその正面図である。
図７は、本発明による被膜形成装置における、基材裏面を冷却する手段を有する加熱手段の概略断面図である。
図８は、本発明による被膜形成装置における、基材裏面を冷却する手段を有する加熱手段の概略断面図である。
図９は、本発明による被膜形成装置によって被膜を形成可能な基材面状の例を示す断面図である。
図１０は、本発明による被膜形成装置によって被膜を形成可能な基材面状の例を示す断面図である。
図１１は、本発明による被膜形成装置によって被膜を形成可能な基材面状の例を示す断面図である。
図１２は、本発明による被膜形成装置によって被膜を形成可能な基材面状の例を示す断面図である。
［発明の具体的説明］
定義
本発明において、「十点平均粗さ（Ｒｚ）」とは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（１９９４年）によって定義されるパラメータであり、測定した領域内に線分を設定し、その線分における断面曲線を利用して、５μｍ×５μｍ四方内における最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値（Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９）の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値（Ｒ２、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０）の平均値との差を求めた値で、次の式によって求められる。なお、このとき設定する線分の長さは特に規定しないが、Ｒｚのばらつきを考慮し、なるべく長くとるように設定する。上記のＪＩＳ基準は日本工業規格（日本国東京都港区赤坂４−１−２４）から、その英訳とともに容易に入手可能である。
0004165014.tif 000002
また、本発明において、「凹凸の平均間隔（Ｓｍ）」は、ＩＳＯによって定義されるパラメータであり、カットオフ値と等しいサンプリング長さのＮ倍の評価長さの粗さ曲線をＮ等分し、各区間ごとに凸凹の間隔（相隣合う１組の山と谷の横幅Ｓｍｉ）の平均間隔Ｓｍ’を次の式により求める。そして、Ｎ個のＳｍ’の算術平均値としてＳｍが求められる。
0004165014.tif 000003
また、本発明において、「面粗さ」は中心線平均粗さ（Ｒａ）を面拡張することにより得ることができる。ここで、中心線平均粗さ（Ｒａ）とは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（１９９４年）による定義されるパラメータであり、粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さ１の部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸とし、粗さ曲線をＹ＝ｆ（ｘ）で表したとき、次の式によって求められる値をいう。
0004165014.tif 000004
これらの十点平均粗さ（Ｒｚ）、凹凸の平均間隔（Ｓｍ）、および面粗さは原子間力顕微鏡を用いて、被膜の任意の箇所における５μｍ×５μｍの表面形状を測定することにより求めることができる。
親水性部材
本発明の第一の態様および第二の態様のいずれにあっても、本発明による親水性部材は、基本的に、基材と、該基材上に形成される親水性被膜とを少なくとも有してなる。
（ａ）基材
本発明において基材とは、防曇効果、防汚効果、親水効果を期待される物品を意味し、無機材料、金属材料、有機材料、あるいはそれらの複合体からなっていてよい。基材の好ましい例としては、防曇および防汚性が求められる物品として、タイル、衛生陶器、食器、ガラス、鏡、反射板、保護板、保護膜、陶磁器、ケイ酸カルシウム板、セメント、木材、樹脂、金属、セラミックなどの建材、日用品などが挙げられる。より好ましい例として、透明部材であるガラスおよびガラスふた、光の反射機能が求められる鏡および反射板、ならびに光透過が求められる保護板、保護膜およびフィルムが挙げられる。
より具体的な基材用途としては、車両用バックミラー、車両用サイドミラー、浴室用鏡、洗面所用鏡、歯科用鏡、道路鏡のような鏡；眼鏡レンズ、光学レンズ、写真機レンズ、内視鏡レンズ、照明用レンズ、半導体用レンズ、複写機用レンズのようなレンズ；プリズム；建物や監視塔の窓ガラス；自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、ロープーウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の窓ガラス；自動車、鉄道車両、航空機、船舶、潜水艇、雪上車、スノーモービル、オートバイ、ロープーウエイのゴンドラ、遊園地のゴンドラ、宇宙船のような乗物の風防ガラス；防護用ゴーグル、スポーツ用ゴーグル、防護用マスクのシールド、スポーツ用マスクのシールド、ヘルメットのシールド、冷凍食品陳列ケースのガラス；計測機器のカバーガラス等が挙げられる。特に、最も曇りやすい用途の一つである浴室用部材が好ましく、最も好ましくは浴室用鏡である。
（ｂ）親水性被膜
本発明における親水性被膜は、親水性無機非晶質物質と、親水性金属酸化物粒子とを少なくとも含んでなる。
（ｉ）親水性無機非晶質物質
本発明において親水性無機非晶質物質とは、表面に化学吸着水を形成し親水性を呈することができる無機非晶質物質である。このような物質としては、非晶質金属酸化物が好ましく挙げられるが、これ以外にも、ポリシラザンなどが挙げられる。
本発明の好ましい態様によれば、親水性無機非晶質物質としては、アルカリ珪酸塩、アルカリホウ珪酸塩、アルカリジルコン酸塩、およびアルカリリン酸塩等のリン酸金属塩からなる群から選択される一種以上を含んでなるものが挙げられる。これらの物質は水の存在により容易に化学吸着水層を形成し、高度かつ長期的にわたって親水性を呈すことができる。これらの中でもアルカリ珪酸塩が好ましく、より好ましくは、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム、珪酸アンモニウムの少なくとも１つ以上が挙げられる。一般に接着性は珪酸ナトリウム、珪酸カリウムの順に強く、耐水性は珪酸アンモニウム、珪酸リチウムの順に強いと考えられるが、被膜性、膜硬度、耐水性等を考慮すると珪酸リチウムを含むのがより好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、本発明による親水性部材の被膜には、ホウ酸および／またはホウ酸化合物を含有させることができる。これにより、被膜の耐水性、化学的耐久性を向上させることができる。ホウ酸またはホウ酸化合物の好ましい例としては、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸、ホウ酸亜鉛、ホウ酸カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸バリウム、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸リチウム、ホウ酸エステル等が挙げられる。
本発明の好ましい態様によれば、本発明による親水性部材の被膜には、リン酸および／またはリン酸化合物を含有させることができる。これにより、被膜の硬化を促進し、膜の耐久性を向上させることができる。リン酸またはリン酸化合物の好ましい例としては、無水リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、オルトリン酸、三リン酸、四リン酸、リン酸亜鉛、リン酸水素亜鉛、リン酸アルミニウム、リン酸水素アルミニウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素リチウム、リン酸エステル等が挙げられる。
本発明の好ましい態様によれば、本発明の親水性部材の被膜には熱処理によってＺｒＯ２となる物質の前駆体を含有させることができる。これにより、アルカリ珪酸塩中のＳｉＯ構造中にＺｒが取り込まれ、化学的耐久性を向上させることができる。熱処理によってＺｒＯ２となる物質の前駆体の好ましい例としては、塩化酸化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムプロポキシドなどが挙げられる。
（ｉｉ）親水性金属酸化物粒子
本発明において親水性金属酸化物粒子の好ましい例としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、およびＳｎＯ２からなる群から選択される一種以上を含んでなるものが挙げられる。これらは容易に入手可能で高度な親水性を発揮する。特にＴｉＯ２は水を分解して活性酸素種を発生させたり、有機物を分解できるため、優れた防汚効果が期待できる。また、Ａｌ２Ｏ３は表面に吸着水層を強固に保持するので親水性を高度に維持することが可能である。ＳｉＯ２はコロイダルシリカとして、Ａｌ２Ｏ３はアルミナゾルとして、ＺｒＯ２はジルコニアゾルとして、ＴｉＯ２はチタニアゾルとして、ＳｎＯ２は酸化スズゾルとして用いることができる。また、これらは市販されており、容易に入手できる。また、上記以外であっても、少なくとも表面に酸化物が形成されうる粒子であればよく、例えば窒化物、ホウ化物、炭化物の粒子などが挙げられる。
また、粒子の形状は球状、直方状、平板状、羽毛状、鎖状など種々の形状であることができ、凹凸構造の形成のしやすさから球状または直方状が好ましい。
第一の態様による親水性部材
本発明の第一の態様によれば、（ｂ）親水性被膜の表面を、比較的平滑な部分と、この平滑部分に比較して隆起した部分とを有するものとする。そして、前記隆起部分を含まない平滑部分のみに線分を設定したとき（図１における線分Ａ）、その線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ１０ｎｍ≦Ｒｚ≦４０ｎｍおよび１０ｎｍ≦Ｓｍ≦３００ｎｍであり、かつ、前記隆起部分を通るように線分を設定したとき（図１における線分Ｂ）、その線分における断面曲線が示すＲｚ（十点平均粗さ）およびＳｍ（凹凸の平均間隔）が、それぞれ４０ｎｍ≦Ｒｚ≦２００ｎｍおよび３００ｎｍ≦Ｓｍ≦１５００ｎｍであるようにする。
本発明の第一の態様による親水性部材表面は、湿潤条件下において速やかに水膜を形成するという優れた親水性を発揮する。例えば、本発明による親水性部材である鏡を浴室に配設したとき、その表面に蒸気や水しぶきが付着すると、表面の親水性被膜が付着した水を水膜として保持し続ける。この状態において、表面温度が露点温度以下であっても水蒸気が表面に触れる状態であれば、または水しぶきの付着によって水滴が付着する状態であれば、親水性被膜上の水膜は維持され続ける。
親水性被膜上に形成される水膜は均質なものであるため、光は散乱されずに直線的に透過する。鏡またはガラスが曇るとは、付着した水が微細な水滴となって表面に付着し、光が散乱される現象をいう。本発明による親水性部材にあっては、付着した水が水滴とならず、均質な水膜となるため、この「曇る」という現象を生じさせない。さらに、付着した水が微細ではなく、比較的大きな水滴となる場合もあり、このような水滴は鏡に写った像を歪める。また、透明ガラスにあっては透過して見える像を歪める。本発明による親水性部材にあっては、比較的大きな水滴も生じさせないため、このような像の歪みを生じさせない。すなわち、優れた防曇性を発揮する。また、水が過剰に付着した場合には水は流下していくが、基材上の親水性被膜は水膜を一定の範囲で保持し続けるため、防曇性を維持できる。
さらに、この均質な水膜によって、汚れ物質が基材表面に直接触れにくくなるため、汚れが付着しにくくなる。すなわち、本発明による親水性部材は優れた防汚性をも発揮する。例えば、浴室環境においては金属石鹸やリンス成分の付着防止効果を、外壁等の建築材料においては屋外における都市煤塵の付着防止効果を発揮する。
本発明の好ましい態様によれば、親水性金属酸化物粒子を、３〜４０ｎｍ（好ましくは、１０〜３０ｎｍ）に粒径の最頻値を有する第一の親水性金属酸化物粒子と、４０〜３００ｎｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）に粒径の最頻値を有する第二の親水性金属酸化物粒子とを含んでなるように構成する。すなわち、親水性金属酸化物粒子として、上記２種類の粒径範囲のものを合わせて用いる。これにより、上述したＲｚおよびＳｍの条件を比較的容易に実現することができる。
図１に、本発明の第一の態様による親水性部材の一例の概略断面図を示す。図１に示される親水性被膜は、第一の親水性金属酸化物粒子１、第二の親水性金属酸化物粒子２、および親水性無機非晶質物質３により、前述のＲｚおよびＳｍが実現されている。図１に示されるように、第一の態様の親水性部材表面は大小の凹凸が基材４の表面に形成されている。この大小の凹凸が親水性被膜の表面積を大きくし、親水性被膜表面の親水性を最大限に発揮させるものと考えられる。すなわち、親水性部材表面に水膜が容易に形成されるとともに、十分な量の水膜を均質に保持することができると考えられ、また、付着した水滴が凹凸の高い部分に引き付けられ、水膜の広がりが促進されると考えられる。
本発明の好ましい態様によれば、親水性被膜表面のｐＨ＝７におけるゼータ電位が−４０〜４０ｍＶ、より好ましくは−３０〜３０ｍＶとする。このように０に近い範囲にゼータ電位を制御することで、電荷を帯びた汚れの付着が有効に阻止される。例えば、浴室内で発生および付着するリンスの主成分として含まれる陽イオン界面活性剤や、シャンプーに含まれる陰イオン界面活性剤は、ゼータ電位の制御により、付着が抑制され、親水性の低下ないし撥水性の発現を防止し、防曇性をより一層長期的に維持することが可能となる。さらに好ましくは上記ゼータ電位を−２５〜０ｍＶにする。これにより、シリカや粘土質の無機質等の負に帯電した汚れの付着を効果的に防止できるので、本発明による親水性部材を大気中の塵埃や車の排気ガスに曝される屋外において利用する際に有利である。
本発明の好ましい態様によれば、親水性被膜はその表面の任意の５μｍ四方領域において、面粗さが５〜３０ｎｍとされる。このような範囲に面粗さがあることで、濡れ性の向上による防曇効果と高い水膜維持能力および透明性、耐久性がより発揮される。
本発明の好ましい態様によれば、親水性被膜の水の静止接触角を３５度以下にする。これにより、水滴が付着した際、効率よく水膜を形成させることができ、その結果防曇性を向上させることができる。また、親水性被膜の水の静止接触角を２０度以下とすることにより、迅速な水膜形成が可能になるのでより好ましい。また、排気ガス等から発生する油性汚れのような比較的極性が少ない汚れに対しては、３５度以下の接触角であれば雨水等により、容易に汚れの除去が可能であり、さらに好ましくは２０度以下である。
本発明の好ましい態様によれば、親水性金属酸化物粒子として、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を用いることが好ましい。これにより、上記のゼータ電位および水接触角を実現することができる。正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子としては、ｐＨ７におけるゼータ電位が正のものとして、ＭｇＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯ、α−Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、α−Ａｌ２Ｏ３、γ−Ａｌ２Ｏ３、負のものとしてＣｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、γ−Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＭｎＯ２、ＳｉＯ２、Ｓｂ２Ｏ５などが挙げられる。これらのうち、親水性の高いものとして、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２が好ましく挙げられる。また、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＣｄＯ、ＰｂＯなどの複合酸化物は主として強酸性を示し、ゼータ電位が正の材料として有効である。
コーティング剤
本発明の第一の態様による親水性被膜を形成するために好適なコーティング剤は、溶媒と、溶質として、第一の親水性金属酸化物粒子および第二の親水性金属酸化物粒子とを少なくとも含んでなる。
溶媒としては、水またはアルコールがその好ましい例として挙げられるが、親水性および安全性の面から水が特に好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、溶質として、親水性無機非晶質物質の前駆物質をさらに含んでなることができる。親水性無機非晶質物質の前駆物質は、溶媒を除去して、必要により熱処理を行うことにより、上述した（ｉ）親水性無機非晶質物質を形成する物質であり、好ましい例として、アルカリ珪酸塩、アルカリホウ珪酸塩、アルカリジルコン酸塩、およびアルカリリン酸塩等のリン酸金属塩からなる群から選択される一種以上が挙げられる。これらのうち、成膜性および親水性の点からアルカリ珪酸塩がより好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、アルカリ珪酸塩のＳｉＯ２量と前記親水性金属酸化物粒子との重量比が１０：１〜１：４の範囲であり、かつ、前記第一の親水性金属酸化物粒子量と前記第二の親水性金属酸化物粒子量との重量比が４０：１〜１：４であることが好ましい。
ここで、本発明においては親水性被膜の形成を上層および下層の２回に分けて行うこともできる。この場合、最終的な膜の組成が第一および第二の親水性金属酸化物粒子とアルカリ珪酸塩とを含んでいればよく、例えば、下層として塗布されるコーティング剤にあっては、親水性無機非晶質物質の前駆物質を含んでいなくてもよい。その際、下層として用いるコーティング剤にあっては、アルカリ珪酸塩のＳｉＯ２量と前記親水性金属酸化物粒子との重量比が１０：１〜１：４の範囲であり、かつ、前記第一の親水性金属酸化物粒子量と前記第二の親水性金属酸化物粒子量との重量比が４０：１〜１：４であり、上層として塗布されるコーティング剤にあっては、前記アルカリ珪酸塩のＳｉＯ２量と親水性金属酸化物粒子との重量比が２０：１〜１：２の範囲であるのが好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、上記コーティング剤には、親水性被膜に添加されうる各種の任意成分を添加することができる。例えば、第一および／または第二の親水性金属酸化物粒子として、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を含有させることができる。また、溶質として、ホウ酸、ホウ酸化合物、リン酸、リン酸化合物、および熱処理によってＺｒＯ２となる物質の前駆体からなる群から選択される一種以上をさらに含有させることができる。
製造方法
本発明の第一の態様による親水性部材は、基材に、上記コーティング剤を塗布して、親水性被膜を形成する工程を経ることにより製造することができる。
また、本発明の親水性部材を製造する別の態様として、基材に、上記コーティング剤を塗布して、第一の親水性被膜を形成する工程と、前記第一の親水性被膜上に、アルカリ珪酸塩の溶液、または上記コーティング剤をさらに塗布して、第二の親水性被膜を形成する工程とを行うことにより製造することもできる。
コーティング剤の塗布方法としては、特に限定されず、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティングなどの方法が挙げられる。これら塗布方法によって最適な混合物濃度が異なるものの、塗布後、乾燥させることによって被膜が形成されるため、各成分の比率を変えない限り、親水性被膜の凹凸形状には影響はないものと考えられる。
本発明の好ましい態様によれば、コーティング剤の被膜を熱処理することができる。その際、被膜の表面温度を８０〜５００℃にするのがより好ましい。このような範囲とすることで、耐水性を満足するとともに、無機物質表面における構造の安定化による親水性の低下を防止することができる。
第二の態様による親水性部材
本発明の第二の態様によれば、（ｂ）親水性被膜を、親水性無機非晶質物質および親水性金属酸化物粒子から実質的になる第一の親水性被膜と、該第一の親水性被膜上に最外層として形成され、親水性無機非晶質物質から実質的になる第二の親水性被膜とを少なくとも含んでなるようにする。
このような２層構成においては、まず、この第一の親水性被膜に含まれる親水性金属酸化物粒子によって、防曇性を確保するのに最適な凹凸形状を親水性部材表面に形成しておく。そして、親水性金属酸化物粒子を含有させない第二の親水性被膜を最外層として形成することで、親水性無機非晶質物質が有する優れた親水性を最大限に発揮させる。すなわち、第一の親水性被膜によって親水性被膜の凹凸形状を制御し、第二の親水性被膜によって親水性を高めることによって、優れた防曇性および防汚性を発揮させることが出来ると考えられる。
本発明の好ましい態様によれば、第二の親水性皮膜に水を付着させ、かつ該皮膜を垂直に保持することにより余剰の水を除去した状態における、前記親水性皮膜に付着した水膜の重量が１０ｃｍ２あたり０．２５〜０．５０ｇ、より好ましくは０．２５〜０．３５ｇ、であるようにする。このような範囲とすることで、表面に均質化された、一様かつ充分な水膜を形成して、優れた防曇性を発揮させることができる。また、それと同時に高い硬度を実現して、優れた耐久性をも得ることができる。このような水膜重量は、上記第一の親水性被膜と上記第二の親水性被膜とを適宜組み合わせることによって実現することができる。
ここで、上記水膜重量は具体的には次のようにして測定される。まず、室温が１５〜２５℃に設定され、かつ相対湿度が３０〜８０％の環境において、同環境にてあらかじめ１時間以上安定化させた親水性部材を、天秤にて質量を測定し、これをＸ（ｇ）とする。測定後、部材の親水性表面がほぼ垂直になるように設置し、水温が１５〜２５度の室温とほぼ同じにされた水で親水性被膜のみを濡らして全体が濡れて水膜が形成されることを確認する。１５秒経過後に下部にたまった水を除去して天秤にて全体重量を測定し、これをＹ（ｇ）とする。使用した部材の親水性表面の面積をＺ（ｃｍ２）とすると、１０ｃｍ２あたりの水の量は（Ｘ−Ｙ）×１０／Ｚ（ｇ）となる。
本発明の好ましい態様によれば、前記親水性被膜表面の任意の位置における１辺が５μｍ四方の十点平均粗さ（Ｒｚ）を２０〜３００ｎｍとし、より好ましく３０〜２００ｎｍ、さらに好ましくは４０〜１５０ｎｍとする。このような範囲内とすることで、均一かつ充分に水膜を維持するとともに、透明性および膜硬度、耐久性を十分に確保することができる。このようなＲｚの表面状態を実現する方法は特に限定されるものではないが、親水性金属酸化物粒子を第一の親水性被膜中に分散させることによって実現可能である。
本発明の好ましい態様によれば、親水性被膜表面のｐＨ＝７におけるゼータ電位が−４０〜４０ｍＶ、より好ましくは−３０〜３０ｍＶとする。このように０に近い範囲にゼータ電位を制御することで、電荷を帯びた汚れの付着が有効に阻止される。例えば、浴室内で発生および付着するリンスの主成分として含まれる陽イオン界面活性剤や、シャンプーに含まれる陰イオン界面活性剤は、ゼータ電位の制御により、付着が抑制され、親水性の低下ないし撥水性の発現を防止し、防曇性をより一層長期的に維持することが可能となる。さらに好ましくは上記ゼータ電位を−２５〜０ｍＶにする。これにより、シリカや粘土質の無機質等の負に帯電した汚れの付着を効果的に防止できるので、本発明による親水性部材を大気中の塵埃や車の排気ガスに曝される屋外において利用する際に有利である。
本発明の好ましい態様によれば、親水性被膜の水の静止接触角を３５度以下にする。これにより、水滴が付着した際、効率よく水膜を形成させることができ、その結果防曇性を向上させることができる。また、親水性被膜の水の静止接触角を２０度以下とすることにより、迅速な水膜形成が可能になるのでより好ましい。また、排気ガス等から発生する油性汚れのような比較的極性が少ない汚れに対しては、３５度以下の接触角であれば雨水等により、容易に汚れの除去が可能であり、さらに好ましくは２０度以下である。
本発明の好ましい態様によれば、親水性金属酸化物粒子として、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を用いることが好ましい。これにより、上記のゼータ電位および水接触角を実現することができる。正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子としては、ｐＨ７におけるゼータ電位が正のものとして、ＭｇＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯ、α−Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、α−Ａｌ２Ｏ３、γ−Ａｌ２Ｏ３、負のものとしてＣｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、γ−Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ３Ｏ４、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＭｎＯ２、ＳｉＯ２、Ｓｂ２Ｏ５などが挙げられる。これらのうち、親水性の高いものとして、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２が好ましく挙げられる。また、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＣｄＯ、ＰｂＯなどの複合酸化物は主として強酸性を示し、ゼータ電位が正の材料として有効である。
コーティング剤
本発明の第二の態様による親水性被膜を形成するために好適なコーティング剤としては、第一の親水性被膜を形成させるための第一のコーティング剤と、第二の親水性被膜を形成するための第二のコーティング剤とのセットを用いる。
第一のコーティング剤は、アルカリ珪酸塩と親水性金属酸化物粒子との混合溶液、または金属酸化物の懸濁液から実質的になる。本発明の好ましい態様によれば、第一のコーティング剤において、前記アルカリ珪酸塩のＳｉＯ２濃度（Ａ）が０．００１〜５ｗｔ％であり、前記親水性金属酸化物粒子の濃度（Ｂ）がＡ：Ｂ＝１：０．１〜１：１０００の範囲である。
第二のコーティング剤は、アルカリ珪酸塩溶液から実質的になり、親水性金属酸化物粒子を含有しないものとする。
第一および第二のコーティング剤の溶媒は、安定性、作業性から、水またはアルコールが好ましいが、特に限定されるものではない。
本発明の好ましい態様によれば、第一および／または第二のコーティング剤には、親水性被膜に添加されうる各種の任意成分を添加することができる。例えば、溶質として、ホウ酸、ホウ酸化合物、リン酸、リン酸化合物、および熱処理によってＺｒＯ２となる物質の前駆体からなる群から選択される一種以上をさらに含有させることができる。また、親水性金属酸化物粒子として、正電荷を持つ親水性金属酸化物粒子と、負電荷を持つ親水性金属酸化物粒子との両方を含有させることも好ましい。
製造方法
本発明の第二の態様による親水性部材は、基材に、上記第一のコーティング剤を塗布して、第一の親水性被膜を形成する工程と、第一の親水性被膜の表面に、上記第二のコーティング剤をさらに塗布して、第二の親水性被膜を形成する工程とを行うことにより製造することができる。
コーティング剤の塗布方法としては、特に限定されず、スプレーコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティングなどの方法が挙げられる。これら塗布方法によって最適な混合物濃度が異なるものの、塗布後、乾燥させることによって被膜が形成されるため、各成分の比率を変えない限り親水性被膜の凹凸形状には影響はないものと考えられる。
本発明の好ましい態様によれば、必要に応じて第一および／または第二のコーティング剤の被膜を熱処理することができる。その際、被膜の表面温度を８０〜５００℃にするのがより好ましい。このような範囲とすることで、耐水性を満足するとともに、無機物質表面における構造の安定化による親水性の低下を防止することができる。
被膜形成装置
本発明の親水性被膜を形成するのに好適な被膜形成装置を以下に説明する。
本発明の被膜形成装置は、基材に親水性コーティング剤を塗布するコーティング手段と、塗布されたコーティング剤の膜厚を調整する膜厚調整手段と、膜圧調整後のコーティング剤を加熱する加熱手段とを有し、前記膜厚調整手段が、気体を基材に吹き付けることにより、コーティング剤の膜厚を所望の厚さに調整する装置である。
このような本発明の被膜形成装置においては、コーティング手段と膜厚調整手段とを分離し、かつコーティング手段の下流側に膜厚調整手段を設けることにより、平面のみならず、曲面や凹凸等のある種々の表面形状を有する基材に対しても、均一かつ高効率に被膜を形成することができる。しかも、膜厚調整手段を、気体を基材に吹き付けることにより膜厚を調整する非接触型に構成したことで、表面の形状に影響されることなく膜厚を自在に調整することができる。
本発明の被膜形成装置は、種々の性質の被膜を形成することができるものであるが、親水性被膜（例えば、防曇性被膜）を形成する装置として用いるのが好ましい。親水性被膜においては、膜厚の微妙なばらつきが白濁や干渉色を生じる原因になりやすい性質を有するが、本発明の装置を用いることで、親水性被膜に上記ばらつきを無くして、親水性被膜本来の機能を十分に発揮させることができる。親水性被膜の中でも、アルカリシリケート系の被膜がより好ましい。アルカリシリケートは、特に膜厚の微妙なばらつき等により白濁を生じ易いが、本発明の装置によればこのような問題を効果的に解決することができる。また、基材としては、種々の基材を用いることができるが、前述の第一の態様および第二の態様の親水性部材と同様のものを用いるのが好ましい。
以下、このような被膜形成装置について具体的に説明する。
（ａ）コーティング手段
本発明におけるコーティング手段は、基材にコーティング剤を塗布するためのものであり、種々のコーティング手段が利用可能である。コーティング手段の好ましい例として、フローコーティング手段、スプレーコーティング手段等が挙げられるが、フローコーティング手段が空気の混入が最も生じにくい点で好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、コーティング剤として、親水性のコーティング剤、より好ましくは、前述の第一の態様および第二の態様で記載したコーティング剤を用いる。これにより、優れた防曇性および防汚性を有する親水性被膜を形成することができる。
（ｂ）膜厚調整手段
本発明における膜厚調整手段は、塗布されたコーティング剤の膜厚を調整して最適化するためのものであり、コーティング手段の搬送方向下流側に配置される。
本発明においては、膜厚調整手段として、気体を基材に吹き付けることにより、コーティング剤の膜厚を所望の厚さに調整することができる非接触型のものを用いる。このように気体を媒体として塗膜に対して非接触で膜厚調整を行うことで、表面の形状に影響されること無く、かつ表面の汚染やキズを防止しつつ、容易に均一な膜厚の被膜を形成することができる。
本発明の好ましい態様によれば、膜厚調整装置には、平行なスリットからなる噴出口が搬送される基材表面からの距離が等しくなるような位置に設けられ、この噴出口から気体が噴出されるように構成される。これにより、均一に気体を噴出し、膜厚調整を均一に行うことができる。図２に、非接触の膜厚調整手段により塗装被膜が形成される様子の概念図を示す。基材ＳはＡからＢの方向に進むが、図中のＩ領域はコーティング剤が基材表面に塗布されたままの状態を示す。図中のＩＩ領域ではスリット状気体噴出器８によって余剰コーティング剤が除去され、適正な膜厚に調整されている。図中のＩＩＩ領域は膜厚調整後の塗膜であり、膜厚調整の条件によって乾燥塗膜状態にも、濡れたコーティング剤の状態にもすることが可能である。
本発明の好ましい態様によれば、膜厚調整手段は塗布されたコーティング剤を乾燥する乾燥機能を備えているようにする。そうすることで、焼成工程で、被膜表面にコンタミネーションが混入しにくくなる。
（ｃ）加熱手段
本発明における加熱手段は、膜厚調整後のコーティング剤を加熱して、被膜を基材に固着させるためのものであり、膜厚調整手段の搬送方向下流側に配置される。本発明に用いる加熱手段は、種々の加熱方式を採用することができ、特に限定されないが、例えば、赤外線方式、近赤外線方式、遠赤外線方式、熱風式等が好ましく利用可能である。
本発明の好ましい態様によれば、加熱手段として、遠赤外線方式の加熱手段を用いる。遠赤外線方式によれば、表面に効率良く熱を加えることができるので、被膜を硬化させるための焼成時間を短くすることができる。さらに、表面のみに熱を集中させる急速加熱方式を用いれば、さらに焼成時間を短縮して生産性が向上するので、より好ましい。
本発明においては、裏面に樹脂製保護層が形成された鏡表面に被膜を形成する場合にも好適に利用できる。この場合や基材が樹脂製の場合には、樹脂製保護層に余計な熱量が加わらないように、加熱手段には基材の裏面を冷却する手段が設けられるのが好ましい。
ところで、上述した（ａ）コーティング手段、（ｂ）膜厚調整手段、および（ｃ）加熱手段は、搬送手段を介して連続的に被膜形成が行えるように構成されるのが好ましい。搬送手段としては、ベルトコンベア、ローラコンベア等、種々の搬送手段が使用可能であり、特に限定されない。これらのうち、ローラコンベアが余剰塗料の回収効率の点で好ましく、さらにメッシュ状のコンベアが裏面冷却の容易性の点で好ましい。
（ｄ）任意手段
本発明の好ましい態様によれば、加熱手段の下流側に、親水性被膜の表面を洗浄する洗浄装置をさらに有してなる。これにより、焼成工程でのコンタミネーションの除去や、コーティング剤の余剰成分の除去等が可能となる。このような洗浄装置は、洗浄剤で洗浄する手段と、前記洗浄剤を除去する手段とを別々に備えているのが、洗浄剤が被膜を形成した基材に残存しにくくなるので好ましい。洗浄剤を除去する手段としては接触型と非接触型のどちらも使用可能であるが、非接触型が被膜表面の汚染やキズを防ぐことができるので好ましい。また、洗浄剤を塗布するほかに、スポンジやブラシ等、物理的手法によって洗浄する手段を併用することもできる。
本発明の好ましい態様によれば、コーティング手段の上流側に、基材表面を洗浄する洗浄手段を備えてなるようにする。これにより、基材を装置へ運搬する前に基材表面に付着したコンタミネーションを予め除去してから被膜形成できる。洗浄手段は洗浄剤による洗浄工程と洗浄剤の除去工程を備えることで洗浄が可能であるが、特に、基材表面に研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、供給された研磨剤を用いて基材表面を研磨する表面研磨手段と、研磨後の研磨剤を除去する研磨剤除去手段とを備えているのが好ましい。これにより、あらゆるコンタミネーションの除去に対応可能であり、表面の清浄度を高くして被膜を形成することができ、膜の諸特性を高めたり、外観上の品質を上げることが出来る。
本発明の好ましい態様によれば、加熱装置の下流側に、基材を冷却する冷却装置を備えているようにする。これにより、冷却の速度を適度に設定することが可能になり、強化ガラスのような基材の強度などの特性をコントロールしたり、急冷が原因で割れるようなガラス質の基材の破損を防ぐことができる。この冷却装置の配置位置は、加熱手段の下流側であれば特に限定されないが、洗浄装置にて処理される前の予備冷却として、洗浄装置の上流側に配置することが好ましい。
本発明による被膜形成装置を図面を用いてさらに詳しく説明する。
図３および図４は、本発明による被膜形成装置の概略図であり、図３は平面図で図４は正面図である。図３および図４に示されるように、本発明の被膜形成装置は、コーティング手段１２と、膜厚調整手段１３と、加熱手段１４とをこの順に配列してなり、各手段が搬送コンベア１１で搬送可能に連結される。
搬送コンベア１１は、コーティング手段１２から加熱手段１４の方向（図３および図４におけるＡからＢの方向）に基材Ｓを搬送するメッシュ状の金属製のスラットコンベア（ＪＩＳ−Ｂ−０１４０）である。この搬送コンベア１１上にコーティング手段１２と膜厚調整手段１３と加熱手段１４がこの順に配列される。
コーティング手段１２は、コーティング剤を基材Ｓ上に塗布するものであり、コーティングノズル１５と、ポンプ１６と、コーティング剤タンク１７とを有する。図３および図４に示されるように、コーティング手段１２は、コーティング剤タンク１７に貯蔵されたコーティング剤をポンプ１６によってコーティングノズル１５に送り込み、コーティングノズル１５から基材Ｓに塗布するように構成されている。コーティング手段１２は基材の塗布面全体にコーティング剤を塗布することができる。コーティングノズルにコーティング剤を送る方法としては図示例に限定されず、例えば、コンプレッサーからコーティング剤タンクに圧力をかけてコーティング剤を送る圧送式や、コーティングノズルより高い位置に配置されたコーティング剤タンクにポンプでコーティング剤を運び、自然にコーティングノズルにコーティング剤を落下させる自重式等も使用可能である。本発明においては、コーティング手段の下流側に膜厚調整手段が配置されるため、コーティング手段の方式は、基材の塗布面全体にコーティング剤を塗布することができるものであれば特に限定されない。例えば、スリット型ノズルを利用したカーテンフローや、スプレー方式、ロールコーター式、刷毛塗りなどが好適に利用でき、特にカーテンフローが空気を巻き込みにくい点でより好ましい。
図５および図６は、コーティングノズル１５の一例を示す概略図（Ａは断面図、Ｂは正面図）である。同図に示されるように、コーティングノズル１５は、コーティング剤を収容する容器２０と、容器上方に形成されるコーティング剤補給口２１と、容器の側面上方に形成されるオーバーフロー２２と、容器の底部に穴として形成される開口部２３と、開口部に挿入可能に設けられコーティング剤排出量を制御する針状材２４とを有する。このコーティングノズル１５において、コーティング剤補給口２１から容器２０にコーティング剤が入り、余剰のコーティング剤はオーバーフロー２２を通して排出される。このとき、容器に溜められたコーティング剤が容器底部の開口部２３を通って基材Ｓに滴下される。
ここで、図６に示されるように、針状材２４先端部の径が長さ方向に変化しているので、針状材２４を開口部２３に挿入して上下させることで、コーティング剤排出量を細かく制御することができる。具体的には、開口部２３の径ｄ２、穴に通された針状材２４の径ｄ４、および穴２３の間隔ｄ３によって塗布量が制御される。このような方法であれば複雑な設備を必要としない。さらに針状材２４を使用することで、基材上でコーティング剤に泡が発生することも無く、滴下量も少量に抑えることができる。コーティング剤の基材への滴下量は、塗膜面１ｍ２あたりの塗布量として、３０〜５０００ｃｍ３が好ましく、５０〜１０００ｃｍ３がより好ましい。この範囲内であると、塗りムラが生じにくく、コスト的にも有利なものとなる。
膜厚調整手段１３は、スリット状気体噴出器１８と、送風機１９とを有し、搬送コンベア１１を介してコーティング手段１２の下流側に配置される。スリット状気体噴出器１８は、基材Ｓのコーティング剤塗布面に気体を吹き付ける装置で、基材に対して均一に気体噴出を行うために、基材表面からの距離が等しくなるような位置となる平行なスリットとするのが膜厚調整を均一に行う上で好ましい。スリットは基材の形状に合わせて作製するのが好ましく、例えば基材が平板状であれば、平行直線状のものがよく、円筒状のものであればドーナッツ状のスリットを円筒周囲に配置し、その中を基材が通過するようにすればよい。送風機１９は、気体噴出器１８に気体を送り込むためのもので、塗装面へのゴミの付着を抑制するために、異物を除去するフィルターを使用するのが好ましい。スリット状気体噴出器１８によって基材に塗布されたコーティング剤の膜厚を調整するために、送風機によって送られる空気の圧力が０．１〜２０ｋＰａであるのが好ましく、０．４〜２ｋＰａであるのがより好ましい。
また、スリット状気体噴出器１８の搬送コンベア１１に対する角度（図３にお角度α）は−６０〜６０度が好ましい。これによって、基材から除去された余剰のコーティング剤の分離を容易に行うことができる。また、基材に対する気体噴出角度（図４における角度β）は４０〜１３０度が好ましい。このような範囲内であると、コーティング剤への気体の当たりを強くして、膜厚調整がしやすくなるとともに、膜厚調整後の気体が膜厚調整前のコーティング剤に接して波を発生し、むらを生じるおそれもない。また、角度βを４０度〜９０度とするのが再現性良く膜厚調整可能となる点で好ましい。また、スリット状気体噴出器１８および基材Ｓとの間隔ｄ１は１ｍｍ〜５０ｍｍが好ましい。このような範囲内であると、コーティング剤がスリット状気体噴出器に接する可能性がなくなるとともに、コーティング剤への気体の接触を強くして、膜厚調整を十分に行うことができる。また、周囲の異物やゴミを塗膜にまき込んでしまうこともより効果的に防止できる。
図７および図８に、加熱手段１４の断面概略図を示す。図７に示される加熱手段１４は、基材裏面を冷却する手段を用いた一例であって、発熱体２５と、冷却ノズル２６と、排出ノズル２７とを有し、搬送コンベア１１を介して膜厚調整手段１３の下流側に配置される。発熱体２５は、搬送コンベア１１の上方に搬送面と平行に設けられ、遠赤外線ヒータが好ましく用いられる。基材裏面を冷却する手段は、加熱手段１４の下方、特に搬送コンベア１１の下方に挿入され、基材Ｓの裏面に冷却風を当てる冷却ノズル２６と、冷却ノズルからの風を排気する排気ノズル２７とを有して構成される。また、図示例の冷却ノズル２６は搬送ライン中にブロワー等を利用して冷却風を当てる構成であるが、冷却水を流す構成であってもよい。このような裏面冷却手段によって、搬送ライン上の基材裏面を常に表面より低い温度に状態に保つことができる。したがって、鏡のような樹脂製保護層が裏面に形成された基材の場合に特に有効である。また、加熱手段の下流側に被膜形成後の基材を冷却する手段を設置することもできる。冷却手段としては、外気と接するようにして空冷する手段、送風手段、炉冷手段等が利用できる。また、図８に示されるように、加熱手段１４は裏面冷却手段を有しない構成であってもよいのは勿論である。
図９〜図１２は、本被膜形成装置によって被膜を形成できる基材面状の例を示す断面図である。なお、図９〜図１２以外の複雑な表面形状であっても、搬送コンベアのスピードや膜厚調整手段の設定を適切に設定することにより、被膜形成が可能である。
［実    施    例］
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例Ａ
以下に示される実施例Ａ１〜Ａ４、ならびに比較例Ａ１およびＡ２は、本発明の第一の態様による親水性部材を評価するためのものである。すなわち、実施例Ａ１〜Ａ４で作製される試験体は本発明の第一の態様に相当する。ここで、これらの例における親水性部材の評価方法は以下の通りとした。
試験Ａ１：面粗さ測定
走査型プローブ顕微鏡（島津製作所社製、ＳＰＭ−９５００形）を使用し、試験体の親水性被膜表面の任意の５μｍ四方領域の形状を測定して、面粗さを算出した。
試験Ａ２：ＲｚおよびＳｍ測定
図１に示されるように、試験体の親水性被膜表面の任意の５μｍ四方領域において、表面に露出した粒径の大きい金属酸化物粒子を通らない部分について線分を設定して、ＲｚとＳｍを算出した（これらをＲｚ１およびＳｍ１とする）。また、粒径の大きい金属酸化物粒子を通る部分に線分を設定して、ＲｚとＳｍを算出した（これらをＲｚ２およびＳｍ２とする）。
試験Ａ３：親水性評価
表面温度を５℃にした試験体を浴室に設置し、温水シャワーを用いて２０℃、９５％ＲＨの環境にした。その後、試験体表面に水をかけ、１０分間経過後の曇りの発生状況を観察した。この時、曇りが発生していないものを「Ａ」と、発生したものを「Ｂ」と評価した。
試験Ａ４：浴室防汚性評価Ａ
まず、入浴時にタオルに石鹸をとり、体をこすった後、タオルから汚染水を回収して、汚染水Ａとした。また、シャンプー後に頭にリンスをつけ、これを温水にてすすいだ汚染水を回収して、これを汚染水Ｂとした。
試験体を用意し、シャワーにて水をかけ、スプレーにて汚染水Ａおよび汚染水Ｂを１００ｍｍ×１００ｍｍあたり、それぞれ約０．５ｇ付着させた。この試験体を４０℃に設定された乾燥機にて１５分間乾燥させた。これを７回繰り返した後、風呂用スポンジで風呂用中性洗剤を用いて洗浄した。以上の操作を１サイクルとした。１サイクルごとに上記試験Ａ３と同様の親水性評価を行った。
試験Ａ５：浴室防汚性評価Ｂ
汚染水付着後、乾燥機における乾燥前に、シャワーを用いて試験体を流水洗浄したこと以外は、上記試験Ａ４と同様にして、浴室防汚性の評価を行なった。
試験Ａ６：カビとり用洗浄剤による耐久試験
試験体を市販のカビとり用洗浄剤（カビキラー、ジョンソン株式会社製）に２４時間浸漬した。浸漬後の被膜の状態を観察するとともに、上記試験Ａ３と同様にして親水性評価を行なった。
試験Ａ７：擬似汚れによる汚染試験
親水性被膜を形成した試験体Ａと、親水性被膜を形成しない基材のままの試験体Ｂの２枚の試験体を用意した。まず、前もって試験体Ａおよび試験体Ｂの色値（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）を色差計（ミノルタ社製、ＣＭ−３７００ｄ）を用いて測定した。次に、これらの試験体を４５度傾斜した台に載せた。続いて、これらの試験体の上方から汚染促進液をチューブポンプを用いて１分あたり３６回滴下し、これを５時間継続した。乾燥後の色値を上記同様にして測定し、色差（ΔＥ＊）を算出した。ここで、用いた汚染促進液は都市部における汚れの代替物質として調製された擬似汚れであり、具体的には、水１０００ｃｍ３に対し、カーボンブラック０．０５ｇ、シリカ０．０５ｇ、焼成関東ローム土０．２２５ｇ、黄土０．６７５ｇを分散させたものである。
実施例Ａ１
（ａ）基材の準備
基材４として１０ｃｍ角の市販のガラス製鏡を用意した。この基材を酸化セリウム粉を用いて洗浄した。
（ｂ）コーティング剤の調製
親水性無機非晶質物質として珪酸リチウム（リチウムシリケート３５（日産化学工業（株）製））を、第一の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテックス５０、粒径２０〜３０ｎｍ（日産化学工業（株）製））を、第二の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテックスＺＬ、粒径７０〜１００ｎｍ（日産化学工業（株）製））を用意した。これらの成分を水に分散させて、ＳｉＯ２濃度で、親水性無機非晶質物質が０．７５重量％、第一の親水性金属酸化物粒子が０．７５重量％、第二の親水性金属酸化物粒子が０．７５重量％のコーティング剤Ａを得た。
一方、親水性無機非晶質物質としてアルカリ珪酸塩（ＳＬＮ７３（成分：ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３）、日本化学工業（株）製）を、第一の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテックス２０、粒径１０〜２０ｎｍ（日産化学工業（株）製）を用意した。これらの成分を水に分散させて、ＳｉＯ２濃度で、親水性無機非晶質物質が０．５重量％、第一の親水性金属酸化物粒子が０．７５重量％のコーティング剤Ｂを得た。
（ｃ）試験体の作製
上記洗浄後の基材の表面に、コーティング剤Ａをスピンコートし、乾燥させた。その後、コーティング剤Ａの塗布面にさらにコーティング剤Ｂをスピンコートし、乾燥させた。得られた基材を１５０℃で１０分間熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ａ１〜Ａ６を行った。その結果は以下の通りであった。
試験Ａ１：面粗さは２０．７ｎｍであった。
試験Ａ２：Ｒｚ１が２５ｎｍ、Ｓｍ１が１９０ｎｍであった。また、Ｒｚ２が９７ｎｍ、Ｓｍ２が３８４ｎｍであった。
試験Ａ３：評価Ａであった。
試験Ａ４：１０サイクル後も評価Ａであった。
試験Ａ５：１０サイクル後も評価Ａであった。
試験Ａ６：親水性被膜は剥離しなかった。また、親水性評価はＡであった。
実施例Ａ２
（ａ）基材の準備
基材として市販のステンレス製反射鏡を、研磨剤を用いて洗浄した。
（ｂ）コーティング剤の調製
親水性無機非晶質物質として珪酸リチウム（リチウムシリケート７５（日産化学工業（株）製））を、第一の親水性金属酸化物粒子としてアルミナ粒子（アルミナゾル５２０（粒径１０〜２０ｎｍ、日産化学工業（株）製））を、第二の親水性金属酸化物粒子としてジルコニア粒子（ジルコニアゾルＮＺＳ−３０Ｂ、粒径７０ｎｍ、日産化学工業（株）製）を用意した。これらの成分を水に分散させて、ＳｉＯ２が０．７５重量％、Ａｌ２Ｏ３が０．５重量％、ＺｒＯ２が０．５重量％の混合溶液を得た。得られた混合溶液にリン酸アルミニウムの固形分１重量％の希釈液を少量添加して、コーティング剤Ｃを得た。
（ｃ）試験体の作製
上記洗浄後の基材の表面に、コーティング剤Ｃをフローコートで塗布し、乾燥した。得られた基材を２５０℃で５分間で熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ａ１〜Ａ５を行った。その結果は以下の通りであった。
試験Ａ１：面粗さが１７．８ｎｍであった。
試験Ａ２：Ｒｚ１が２９ｎｍ、Ｓｍ１が１５１ｎｍ、Ｒｚ２が６９ｎｍ、Ｓｍ２が５７５ｎｍであった。
試験Ａ３：評価Ａであった。
試験Ａ４：１０サイクル後も評価Ａであった。
試験Ａ５：１０サイクル後も評価Ａであった。
実施例Ａ３
（ａ）基材の準備
基材として１０ｃｍ角の透明アクリル板を用意した。この基材を脱脂洗浄した。
（ｂ）コーティング剤の調製
第一の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテックス５０、粒径２０〜３０ｎｍ（日産化学工業（株）製））を、第二の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテックスＸＬ、粒径４０〜６０ｎｍ（日産化学工業（株）製））を、用意した。これらの成分を水に分散させて、ＳｉＯ２濃度で、第一の親水性金属酸化物粒子が０．７５重量％、第二の親水性金属酸化物粒子が０．７５重量％の、コーティング剤Ｄを得た。
一方、親水性無機非晶質物質として珪酸リチウム（珪酸リチウム３５（日本化学工業（株）製））を用意した。この成分を水に分散させて、ＳｉＯ２量が１．２５重量％のコーティング剤Ｅを得た。
（ｃ）試験体の作製
上記洗浄後の基材の表面に、コーティング剤Ｄをスプレーコートし、乾燥させた。その後、コーティングＤの塗布面にコーティング剤Ｅをさらにスピンコートし、乾燥させて、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ａ１〜Ａ５を行った。その結果は以下の通りであった。
試験Ａ１：面粗さが１１．６ｎｍであった。
試験Ａ２：Ｒｚ１が２８ｎｍ、Ｓｍ１が１７８ｎｍ、Ｒｚ２が７０ｎｍ、Ｓｍ２が３７１ｎｍであった。
試験Ａ３：評価Ａであった。
試験Ａ４：１０サイクル後も評価Ａであった。
試験Ａ５：１０サイクル後も評価Ａであった。
実施例Ａ４
（ａ）基材の準備
基材として施釉磁器白色タイル（東陶機器株式会社製、ＡＢ０６Ｅ１１）を２枚用意した。ともに界面活性剤で洗浄した後、自然乾燥させた。ここで得られた２枚のタイルをそれぞれタイルＡおよびタイルＢとする。
（ｂ）コーティング剤の調製
親水性無機非晶質物質として珪酸リチウム（リチウムシリケート３５（日産化学工業（株）製））を、第一の親水性金属酸化物粒子２としてシリカ粒子（スノーテックス５０、粒径２０〜３０ｎｍ（日産化学工業（株）製））および酸化チタン粒子（Ａ−６、粒径１０ｎｍ（多木化学（株）製）を、第二の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテックスＺＬ、粒径７０〜１００ｎｍ（日産化学工業（株）製））を用意した。これらの成分を水に分散させて、ＳｉＯ２濃度で、親水性無機非晶質物質が０．７５重量％、第一の親水性金属酸化物粒子が０．２重量％、第二の親水性金属酸化物粒子が０．２５重量％、ＴｉＯ２が０．３重量％のコーティング剤Ｆを得た。
（ｃ）試験体の作製
タイルＡのみに、コーティング剤Ｆをスプレーコートし、乾燥させた。その後、３５０℃で５分間熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られたタイルＡについて上記試験Ａ１およびＡ２を、タイルＡおよびＢについて上記試験Ａ７を行った。その結果は以下の通りであった。
試験Ａ１：面粗さが１９．５ｎｍであった。
試験Ａ２：Ｒｚ１が２９ｎｍ、Ｓｍ１が２２３ｎｍ、Ｒｚ２が９５ｎｍ、Ｓｍ２が６３２ｎｍであった。
試験Ａ７：タイルＡのΔＥ＊は０．４、タイルＢのΔＥ＊は４．３であった。
比較例Ａ１
（ａ）基材および試験体の準備
基材として１０ｃｍ角の市販のガラス製鏡を用意した。この基材を中性洗剤で洗浄した後、自然乾燥した。得られた基材をそのまま試験体とした。
（ｂ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ａ１〜Ａ５を行った。その結果は以下の通りであった。
試験Ａ１：面粗さが０．００１ｎｍであった。
試験Ａ２：Ｒｚ１が０．０ｎｍ、Ｓｍ１が４６０ｎｍであった。なお、Ｒｚ２およびＳｍ２については面が均一なため、測定できず。
試験Ａ３：評価Ｂであった。
試験Ａ４：１サイクル後に評価Ｂとなった。
試験Ａ５：１サイクル後に評価Ｂとなった。
比較例Ａ２
（ａ）基材の準備
基材として１０ｃｍ角の市販の板ガラスを用意した。この基材を酸化セリウム粉を用いて洗浄した。
（ｂ）コーティング剤の調製
親水性無機非晶質物質として珪酸リチウム（リチウムシリケート３５（日産化学工業（株）製））をＳｉＯ２１重量％になるように希釈して、コーティング剤Ｇを得た。
（ｃ）試験体の作製
上記洗浄後の基材の表面に、コーティング剤Ｇをロールコーターで塗布した。得られた基材を６００℃で１分間熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ａ１〜Ａ５を行った。その結果は以下の通りであった。
試験Ａ１：面粗さが０．４ｎｍであった。
試験Ａ２：Ｒｚ１が１ｎｍ、Ｓｍ１が２７０ｎｍであった。一方、Ｒｚ２およびＳｍ２については面が均一な為、測定できず。
試験Ａ３：評価Ｂであった。
試験Ａ４：１サイクル後に評価Ｂとなった。
試験Ａ５：１サイクル後に評価Ｂとなった。
実施例Ｂ
以下に示される実施例Ｂ１およびＢ２、ならびに比較例Ｂ１およびＢ２は、本発明の第二の態様による親水性部材を評価するためのものである。すなわち、実施例Ｂ１およびＢ２で作製される試験体は本発明の第二の態様に相当する。ここで、これらの例における親水性部材の評価方法は以下の通りとした。
試験Ｂ１：水膜保持水量
まず、試験体を、室温１５〜２５℃、相対湿度３０〜８０％に設定された環境に１時間以上保持して、安定化させた。こうして安定化された試験体の重量を前もって電子天秤にて測定した。次いで、この試験体を親水性表面がほぼ垂直になるように設置した。その後、水温が１５〜２５℃の室温とほぼ同等にされた水で親水性表面のみを濡らした。１５秒間経過後に下部にたまった水を除去した。こうして余剰の水が除去された試験体の重量を電子天秤にて測定した。水の付着前後における試験体の重量変化量を算出することにより、試験体に付着した水膜の重量を算出した。
試験Ｂ２：接触角
試験体を、１週間以上、２０℃、４５％ＲＨの環境の室内に放置した。この試験体について、接触角計（協和界面科学株式会社製、ＣＡ−Ｘ１５０型）を用いて、水の接触角を測定した。
試験Ｂ３：粗さ測定
走査型プローブ顕微鏡（島津製作所社製、ＳＰＭ−９５００形）を使用し、試験体の親水性被膜表面の任意の５μｍ四方領域の形状を測定して、十点平均粗さを算出した。
試験Ｂ４：鉛筆硬度試験
ＪＩＳ−Ｓ−６００６（鉛筆および色鉛筆）に規定する濃度記号の鉛筆を、塗膜面に対して４５度に保持し、鉛筆を手前から前方に向かって１秒間に約３ｍｍの速さで、芯の折れない程度でできるだけ強い力で摺動した。この時、傷の発生の有無を観察した。傷のつかない範囲で最も硬い鉛筆硬度を、試験体の鉛筆硬度と決定した。
試験Ｂ５：防曇試験
表面温度を５℃にした試験体を浴室に設置し、温水シャワーを用いて２０℃、９５％ＲＨの環境にした。その後、水を試験体表面にかけ、１０分後の曇りの発生状況を観察した。このとき曇りが発生していないものを「Ａ」と、曇りが発生したものを「Ｂ」と評価した。
試験Ｂ６：擬似汚れによる汚染試験
親水性被膜を形成した試験体Ａと、親水性被膜を形成しない基材のままの試験体Ｂの２枚の試験体を用意した。まず、前もって試験体Ａおよび試験体Ｂの色値（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）を色差計（ミノルタ社製、ＣＭ−３７００ｄ）を用いて測定した。次に、これらの試験体を４５度傾斜した台に載せた。続いて、これらの試験体の上方から汚染促進液をチューブポンプを用いて１分あたり３６回滴下し、これを５時間継続した。乾燥後の色値を上記同様にして測定し、色差（ΔＥ＊）を算出した。ここで、用いた汚染促進液は都市部における汚れの代替物質として調製された擬似汚れであり、具体的には、水１０００ｃｍ３に対し、カーボンブラック０．０５ｇ、シリカ０．０５ｇ、焼成関東ローム土０．２２５ｇ、黄土０．６７５ｇを分散させたものである。
実施例Ｂ１
（ａ）基材の準備
基材として１０ｃｍ角の市販のガラス製鏡を用意した。この基材を酸化セリウム粉を用いて洗浄した。
（ｂ）コーティング剤の調製
珪酸リチウム（リチウムシリケート３５（日産化学工業（株）製））と、シリカ粒子（スノーテックスＸＬ、粒径４０〜６０ｎｍ（日産化学工業（株）製））とを用意した。これらの成分を水に分散させて、ＳｉＯ２濃度で、珪酸リチウムが０．５重量％、シリカ粒子が０．５重量％のコーティング剤Ｈを得た。
一方、アルカリ珪酸塩（ＳＬＮ７３（成分：ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３）、日本化学工業（株）製）を水で希釈して、ＳｉＯ２量が２重量％のコーティング剤Ｉを得た。
（ｃ）試験体の作製
上記洗浄後の基材の表面に、コーティング剤Ｈをディップコーターで塗布した。その後、コーティング剤Ｈの塗布面にコーティングＩをディップコーターでさらに塗布した。得られた基材を１５０℃で１０分間で熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ｂ１〜Ｂ５を行った。結果は以下の通りであった。
試験Ｂ１：水膜保持水量は０．３ｇであった。
試験Ｂ２：水接触角は１９度であった。
試験Ｂ３：十点平均粗さは１０８ｎｍであった。
試験Ｂ４：鉛筆硬度は８Ｈであった。
試験Ｂ５：評価Ａであった。
実施例Ｂ２
（ａ）基材の準備
基材として、施釉磁器白色タイル（東陶機器（株）製、ＡＢ０６Ｅ１１）を２枚用意した。ともに界面活性剤で洗浄した後、自然乾燥させた。ここで得られたタイルをそれぞれタイルＣおよびタイルＤとする。
（ｂ）コーティング剤の調製
実施例Ｂ１と同様にして、コーティング剤Ｈおよびコーティング剤Ｉを調製した。
（ｃ）試験体の作製
得られたタイルＣのみに、コーティング剤Ｈをスプレーで塗布した。その後、コーティング剤Ｈの塗布面にコーティング剤Ｉをスプレーでさらに塗布した。得られたタイルを１５０℃、１０分間熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られたタイルＣについて上記試験Ｂ１〜Ｂ４およびＢ６を行った。結果は以下の通りであった。
試験Ｂ１：水膜保持水量は０．３ｇであった。
試験Ｂ２：水接触角は１７度であった。
試験Ｂ３：十点平均粗さは１４０ｎｍであった。
試験Ｂ４：鉛筆硬度は７Ｈであった。
試験Ｂ６：タイルＣのΔＥ＊は０．６、タイルＤのΔＥ＊は４．３であった。
比較例Ｂ１
（ａ）基材および試験体の準備
基材として１０ｃｍ角の市販のガラス製鏡を用意した。この基材を中性洗剤で洗浄した後、自然乾燥した。得られた基材をそのまま試験体とした。
（ｂ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ｂ１〜Ｂ３およびＢ５を行なった。結果は以下の通りであった。
試験Ｂ１：水膜保持水量は０ｇであった。
試験Ｂ２：水接触角は５０度であった。
試験Ｂ３：十点平均粗さは４ｎｍであった。
試験Ｂ５：評価Ｂであった。
比較例Ｂ２
（ａ）基材の準備
基材として１０ｃｍ角の市販の板ガラスを用意した。この基材を酸化セリウム粉を用いて洗浄した。
（ｂ）コーティング剤の調製
比較例Ａ２と同様にして、コーティング剤Ｇを調製した。
（ｃ）試験体の作製
上記洗浄後の基材の表面に、コーティング剤Ｇをロールコーターで塗布した。得られた基材を６００℃で１０分間熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ｂ１〜Ｂ５を行った。結果は以下の通りであった。
試験Ｂ１：水膜保持水量は０ｇであった。
試験Ｂ２：水接触角は３５度であった。
試験Ｂ３：十点平均粗さは３ｎｍであった。
試験Ｂ４：鉛筆硬度は９Ｈであった。
試験Ｂ５：評価Ｂであった。
実施例Ｃ
以下に示される実施例Ｃ１ならびに比較例Ｃ１およびＣ２は、本発明の第一の態様による親水性部材を評価するためのものである。すなわち、実施例Ｃ１で作製される試験体は本発明の第一の態様に相当する。ここで、これらの例における親水性部材の評価方法は以下の通りとした。
試験Ｃ１：ゼータ電位
被膜および基材からの溶出成分によるゼータ電位のばらつきを防ぐため、まず試験体を６０℃の温水に８時間浸漬した。その後、試験体を蒸留水で洗浄した。この試験体の親水性被膜について、レーザーゼータ電位計（大塚電子株式会社製、ＥＬＳ−６０００）を用いて、ｐＨ７前後におけるゼータ電位を測定し、測定結果の近似曲線からｐＨ＝７における値を算出した。
試験Ｃ２：水接触角
試験体を室温にて１０日以上保管した後、接触角計（協和界面科学株式会社製、ＣＡ−Ｘ１５０型）を用いて、水の接触角を測定した。
試験Ｃ３：表面粗さ
走査型プローブ顕微鏡（島津製作所製、ＳＰＭ−９５００型）を使用し、試験体の親水性被膜表面の任意の５μｍ四方領域の形状を測定した。測定結果をもとに、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）を面拡張した面粗さによって平均粗さを算出した。
試験Ｃ４：親水性評価
表面温度を５℃にした試験体を浴室に設置し、温水シャワーを用いて２０℃、９５％ＲＨの環境にした。その後、試験体表面全体に水を掛けた後、１０分間経過後の曇りの発生状況を観察した。この時、曇りが発生していないものを「Ａ」、一部発生したものを「Ｂ」、全面に発生したものを「Ｃ」と評価した。
試験Ｃ５：浴室防汚性試験
まず、１００ｍｍ×２００ｍｍの大きさの試験体を常温にし、０．５％石鹸溶液に浸漬した後、シャワーで表面を流した。さらに、この試験体を０．５％リンス溶液に浸漬した後、シャワーで表面を流した。この試験体を５０℃に設定された乾燥機に４８時間放置した。その後、風呂用中性洗剤でスポンジを用いて洗浄した。こうして得られた試験体について、上記試験Ｃ４と同様にして親水性評価を行った。この一連の作業を親水性評価で評価Ｃになるまで繰り返し行い、その回数を評価した。
実施例Ｃ１
（ａ）基材の準備
基材として市販のガラス製鏡を用意した。この基材を酸化セリウム粉で研磨した後、充分に流水洗浄した。
（ｂ）コーティング剤の調製
親水性無機非晶質物質としてアルカリ珪酸塩（ＳＬＮ７３（成分：ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３）、日本化学工業（株）製）と、第一の親水性金属酸化物としてシリカ粒子（スノーテックス５０、粒径２０〜３０ｎｍ（日本化学工業（株）製））と、第二の親水性金属酸化物粒子としてシリカ粒子（スノーテックスＺＬ、粒径７０〜１００ｎｍ（日本化学工業（株）製））およびシリカ粒子（スノーテックスＸＬ、粒径４０〜６０ｎｍ（日本化学工業（株）製））を用意した。これらの成分を水に分散させて、ＳｉＯ２濃度で、アルカリ珪酸塩が０．４重量％、スノーテックスＺＬが０．２重量％、スノーテックスＸＬが０．３重量％、スノーテックス５０が０．２重量％のコーティング剤Ｊを得た。
一方、親水性無機非晶質物質としてアルカリ珪酸塩（ＳＬＮ７３（成分：ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３）、日本化学工業（株）製）を、親水性金属酸化物粒子としてアルミナ被覆シリカ粒子（シリカドール２０Ｐ、粒径２０〜３０ｎｍ（日本化学工業（株）製））を用意した。これらの成分を水に分散させて、アルカリ珪酸塩がＳｉＯ２分で０．２５重量％、アルミナ被覆シリカ粒子が固形分０．５重量％のコーティング剤Ｋを得た。
（ｃ）試験体の作製
上記洗浄後の基材の表面に、コーティング剤Ｊをスピンコーターで塗布した。次いで、コーティング剤Ｊの塗布面に、コーティング剤Ｋをスピンコーターでさらに塗布した。得られた基材を１５０℃で１０分間熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ｃ１〜Ｃ５を行なった。結果は以下の通りであった。
試験Ｃ１：ゼータ電位は−２５ｍＶであった。
試験Ｃ２：水接触角は１５度であった。
試験Ｃ３：Ｒａは２２．５ｎｍであった。
試験Ｃ４：評価Ａであった。
試験Ｃ５：１０回目に評価Ｃとなった。
比較例Ｃ１
（ａ）基材および試験体の準備
基材として市販のガラス製鏡を用意した。この基材を中性洗剤で洗浄した。得られた基材をそのまま試験体とした。
（ｂ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ｃ１〜Ｃ５を行った。結果は以下の通りであった。
試験Ｃ１：ゼータ電位は−４０ｍＶであった。
試験Ｃ２：水接触角は４５度であった。
試験Ｃ３：Ｒａは０．８ｎｍであった。
試験Ｃ４：評価Ｃであった。
試験Ｃ５：１回目に評価Ｃとなった。
比較例Ｃ２
（ａ）基材の準備
基材として市販のガラス製鏡を用意した。この基材を酸化セリウム粉で研磨した後、充分に流水洗浄した。
（ｂ）コーティング剤の調製
親水性無機非晶質物質としてアルカリ珪酸塩（ＳＬＮ７３（成分：ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３）、日本化学工業（株）製）をＳｉＯ２分１％に希釈して、コーティング剤Ｌを得た。
（ｃ）試験体の作製
上記洗浄後の基材の表面に、コーティング剤Ｌをスピンコーターで塗布した。得られた基材を１５０℃で１０分間熱処理して、試験体を得た。
（ｄ）試験および結果
得られた試験体について、上記試験Ｃ１〜Ｃ５を行った。結果は以下の通りであった。
試験Ｃ１：ゼータ電位は−４７ｍＶであった。
試験Ｃ２：水接触角は１９度であった。
試験Ｃ３：Ｒａは１．３ｎｍであった。
試験Ｃ４：評価Ｂであった。
試験Ｃ５：１回目に評価Ｃとなった。