專利名稱:親水性、防霧防污性薄膜及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及建筑用、產(chǎn)業(yè)用、汽車用等窗材以及鏡面等所使用的具有親水性、防霧防污性、自潔性的金屬氧化物薄膜及其制造方法，和具有該親水性金屬氧化物薄膜的親水性反射鏡。
背景技術(shù)：
親水性、防霧防污性、或者自潔性等金屬氧化物薄膜的光催化功能，是除了通過活性氧釋放導致有機物分解等以往的光催化作用外，通過紫外線照射被光激發(fā)的氧化鈦薄膜的所謂超親水性所表現(xiàn)的現(xiàn)象。就是說，由于紫外線照射，氧化鈦作為半導體產(chǎn)生電荷分離。這里產(chǎn)生的電子或空穴的一部分，與氧化鈦本身的晶格反應，在還原Ti4+的同時，空穴將O2-氧化產(chǎn)生O2氣體，對TiO2本身制造Ti3+和氧缺陷的部位。這些部位，通常由空氣中的O2直接修復，但這種場合，與游離水結(jié)合。與該游離水結(jié)合的狀態(tài)就是超親水化狀態(tài)。在該氧缺陷部分吸附了的水合狀態(tài)(Ti3+-OH)，是與通常的水合狀態(tài)不同的亞穩(wěn)定狀態(tài)，在光線照射不到時，就被空氣中的O2氧化，而被疏水化。即，當紫外線照射TiO2時，表面的化學吸附水增加產(chǎn)生超親水化現(xiàn)象，一旦停止照射，就出現(xiàn)超油化現(xiàn)象。在實用方面利用這種現(xiàn)象，一般采用與易于吸附水的SiO2制成混合膜的方法。也就是說，SiO2吸附水有助于TiO2的親水性，這種場合，即使停止光照也能維持1周左右的超親水性。當然即使在超親水性失去之后，只要有光照，超親水性就能恢復。
近年來在多方面進行了活用基于以上原理的光催化作用的技術(shù)開發(fā)，。例如，在特開2000-192021號公報中，提出了如下方案，在玻璃等基材表面形成金屬氧化物薄膜，該薄膜具有在高度方向有25～100nm凹凸，且其間距為10～100微米的有規(guī)則性的表面形狀，這樣可得到高硬度且透明性優(yōu)越、且可長期維持功能的親水性、防霧防污性薄膜。另外，在特開2000-350938號公報中，公開了在基材表面配設含有金屬醇鹽的溶液，通過基材表面的熱，或?qū)牡蜏丶訜崽幚懋a(chǎn)生的熱，使金屬醇鹽熱分解、聚合，形成附著污物清除性光催化薄膜。
但是，在特開2000-192021號公報公開的發(fā)明，由于表面粗糙度比較大，涉及到自身凈化作用(自潔性)，當附著油性污物成分時，若沒有更多的紫外線照射，就有親水性就無法恢復的問題，另外，特開2000-350938號公報公開的附著污物清除性光催化薄膜，為了醇鹽的熱分解需要高溫的熱處理。因此，對沒有耐熱性的基材無法成膜，或者即使成膜，由于熱處理也會產(chǎn)生變形，未必可滿足需要。
本發(fā)明是鑒于上述情況作出的，提供一種高硬度、且可長期維持親水性、防霧防污性、自潔性的金屬氧化物薄膜及其制造方法，和具有該親水性金屬氧化物薄膜的親水性反射鏡。
發(fā)明的公開(1)本發(fā)明的親水性、防霧防污性薄膜，其特征是，在基材表面整體形成的金屬氧化物薄膜的表面形狀，以原子間力顯微鏡測定的算術(shù)平均粗糙度Ra為4～8nm、最大粗糙度(最大凹凸差)Rz為40～70nm，十點平均粗糙度RzJIS為20～60nm，且凹凸的間距為10～300nm。在這里，金屬氧化物薄膜，優(yōu)選包括選自二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鋁的至少一種的作為基質(zhì)的金屬氧化物，和具有光催化活性的氧化鈦或氧化鎢構(gòu)成的超微粒子。另外，金屬氧化物薄膜全體設為100重量％時(以氧化物固體物換算)，優(yōu)選成為基質(zhì)的金屬氧化物為30～70重量％，超微粒子的含有率為70～30重量％。
具有金屬氧化物薄膜的基材，為玻璃、金屬、陶瓷中的至少一種，金屬氧化物薄膜的厚度，優(yōu)選為50～300nm。
(2)本發(fā)明的金屬氧化物薄膜的制造方法，其特征在于包括，調(diào)制原料液的工序，將金屬氧化物和超微粒子在溶劑中添加、混合；成膜工序，將該原料液在基材表面涂布并使其成膜；和燒結(jié)工序，將已干燥的薄膜在基材上燒結(jié)。
在此，成膜工序的氛圍氣，優(yōu)選在大氣中，溫度為10～30℃，濕度為40～75％，另外，燒結(jié)工序的燒結(jié)溫度優(yōu)選為200～700℃。
(3)本發(fā)明的親水性反射鏡，其特征在于，在基材表面有整體形成的金屬氧化物薄膜，該金屬氧化物薄膜的表面形狀，以原子間力顯微鏡測定的算術(shù)平均粗糙度Ra為4～8nm，最大粗糙度(最大凹凸差)Rz為40～70nm，十點平均粗糙度RzJIS為20～60nm，且凹凸的間距為10～300nm。
包括形成基質(zhì)用的金屬氧化物，和具有光催化活性的超微粒子的本發(fā)明的復合金屬氧化物薄膜，由于基質(zhì)在最表面具有硅烷醇基(-OH)，本來就有親水性，同時也有防霧性。另外，優(yōu)選超微粒子是具有光催化功能的氧化鈦、和/或氧化鎢。通過紫外線照射，薄膜表面親水化因而可發(fā)揮親水性和防霧性。進而，通過使薄膜表面形成微觀有規(guī)則性的凹凸狀，可大幅度延長可維持親水性和防霧性的期間。由于該形狀的效果，本發(fā)明的復合金屬氧化物薄膜，能夠長期發(fā)揮優(yōu)越的親水性、防霧防污性和自潔性。
附圖的簡單說明
圖1是顯示本發(fā)明優(yōu)選的金屬氧化物薄膜的表面形狀的原子間力顯微鏡觀察照片。是本發(fā)明的代表例，為均勻微細的形狀。另外，圖2是顯示作為本發(fā)明比較例的金屬氧化物薄膜的表面形狀的原子間力顯微鏡觀察照片。是本發(fā)明范圍外的形狀，是非常不均勻的形狀。圖3是顯示本發(fā)明的親水性汽車外部反射鏡的圖。
實施發(fā)明的最佳方案本發(fā)明的第1發(fā)明，是關(guān)于親水性、防霧防污性薄膜。即，本發(fā)明的親水性、防霧防污性薄膜，其特征在于，其表面形狀是具有規(guī)則性的凹凸形狀，以原子間力顯微鏡測定的算術(shù)平均粗糙度Ra為4～8nm、最大粗糙度(最大凹凸差)Rz為40～70nm，十點平均粗糙度RzJIS為20～60nm，且凹凸的間距為10～300nm。
在這里，表面粗糙度的參數(shù)分別設定范圍的理由如下。在算術(shù)平均粗糙度Ra比8nm大，且/或最大粗糙度Rz比40nm小，且/或十點平均粗糙度RzJIS比20nm小的情況下，由于具有光催化功能的超微粒子和被分解物質(zhì)的接觸面積變小，不能充分得到由表現(xiàn)光催化功能產(chǎn)生的親水性效果。另一方面，算術(shù)平均粗糙度Ra比4nm小，且/或最大粗糙度Rz比70nm大，且/或十點平均粗糙度RzJIS比60nm大的情況下，由于表面積顯著增大，易于發(fā)生光散射，因此發(fā)生根據(jù)視角不同，而難以看到透視像、反射像等實用上的問題，所以不優(yōu)選。另外，由于污染附著物捕獲量增加，自潔功能容易降低，難以確保長期間的性能。另外，在凹凸間距小于10nm的情況下，由于成為污染物分解反應場所的表面積過小，催化性難以顯現(xiàn)，而超過300nm時，污染物的捕獲量增加，要再度表現(xiàn)親水性，就需要大量紫外線，無法充分發(fā)揮自潔功能，因此不優(yōu)選。凹凸間距更優(yōu)選在100～250nm的范圍。再有，本發(fā)明的金屬氧化物薄膜的表面狀況觀察，是用原子間力顯微鏡(SHIMADZU制 SPM-9500)進行的。圖1表示表面形狀觀察結(jié)果的一例。圖1是觀察了任意1000nm×1000nm(1μm×1μm)范圍的表面形狀的照片。形狀參數(shù)值，分別是Ra5.7nm、Rz55nm、RzJIS24nm、間距164nm，可知形成了極規(guī)則的表面形狀。該表面形狀是本發(fā)明的適當?shù)囊焕?。另外，圖1中的曲線，表示測定范圍(1μm×1μm)內(nèi)的高度Z(x)的概率密度函數(shù)。即，在該范圍內(nèi)的最大粗糙度Rz是55nm，但平均值約為28nm。
本發(fā)明的金屬氧化物薄膜，包括作為基質(zhì)的金屬氧化物和具有光催化活性的超微粒子。作為基質(zhì)的金屬氧化物，優(yōu)選二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鋁中的至少一種。作為這些金屬氧化物的原料，例如作為二氧化硅的原料可例示四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷等硅石醇鹽類；作為氧化鋯的主要原料有丁氧基鋯、乙酰醋酸鋯等，另外，作為二氧化鈦的主要原料有四異丙氧基鈦、四丁氧基鈦、乙?；姿徕伒?，再有，作為氧化鋁的主要原料有丁氧基鋁、異丙氧基鋁等。
本發(fā)明的具有光催化活性的超微粒子，可適當?shù)厥褂醚趸?、或氧化鎢。在需要高光催化活性的用途中，氧化鈦優(yōu)選銳鈦礦型二氧化鈦晶體。另外，這些具有光催化活性的超微粒子的一次粒子徑，優(yōu)選為5nm左右。二次粒子徑優(yōu)選為50nm或其以上。在這里，所謂二次粒子，是一次粒子通過相互作用凝聚而成的粒子。
以金屬氧化物薄膜組成全體為100重量％，在金屬氧化物薄膜中所含的作為基質(zhì)的金屬氧化物，以固體氧化物換算，優(yōu)選為30～70重量％。若基質(zhì)金屬氧化物不足30重量％，則膜的耐久性或耐磨強度就會降低，實用上的用途受到限制。另外，如果超過70重量％，由于具有光催化功能的超微粒子的含有量不足30重量％，則光催化功能的效果就無法充分發(fā)揮。
金屬氧化物薄膜的厚度，優(yōu)選為50～300nm。若不足50nm，由于粒子的脫落，或具有光催化性的氧化鈦的數(shù)量少，光催化性能難以表現(xiàn)，若超過300nm，燒結(jié)時就有產(chǎn)生裂紋的危險。更優(yōu)選的范圍是70～120nm。
另外，本發(fā)明所使用的基材，作為代表性的基材可列舉玻璃。對玻璃沒有特別的限制，可使用汽車用、建筑用、甚至產(chǎn)業(yè)上通常所用的玻璃。而且，基材并不限于玻璃，即使是玻璃之外的，金屬或陶瓷等，只要燒結(jié)熱處理不變質(zhì)的即可以使用。
本發(fā)明的第2發(fā)明，是關(guān)于親水性、防霧防污性薄膜的制造方法。即，本發(fā)明的親水性、防霧防污性薄膜的制造方法，其特征在于包括，調(diào)制原料液的工序，將金屬氧化物和超微粒子在溶劑中添加、混合；和成膜工序，將該原料液在基材表面涂布并成膜；和燒結(jié)工序，將已涂布成膜的薄膜在基材上燒結(jié)(使其粘附)。
調(diào)制原料液的工序，是適當稱量成為薄膜基質(zhì)的金屬氧化物和超微粒子，在稀釋溶劑中調(diào)制混合的工序。作為稀釋溶劑，可列舉醇系溶劑，例如甲醇、異丙醇等。另外，為了提高粒子分散性，也可以在溶液中加入表面活性劑、高沸點溶劑或親水性樹脂等。
其次，將調(diào)制過的原料液涂布在玻璃等基材表面。作為涂布方法，沒有特別的限定，可以采用旋轉(zhuǎn)涂布法、浸漬涂布法、逆向涂布法、苯胺印刷法，其他如輥式涂布法、幕式涂布法，以及噴涂法、絲網(wǎng)印刷法等。用這些涂布方法成膜時的涂布液中的全部固體物濃度，優(yōu)選為0.3～5重量％。另外，為了控制薄膜表面形狀，涂布工序優(yōu)選在溫度10～30℃、濕度40～75％的氛圍氣中進行。若涂布氛圍氣的溫度不足10℃、濕度不足40％，由于表面粗糙度和表面積變小，光催化性能難以表現(xiàn)，所以不優(yōu)選。另外，若在溫度超過30℃、濕度超過75％的氛圍氣中成膜，表面粗糙度過大，由于污物捕獲量也增加，因此光催化性能降低，也不適當。更為優(yōu)選的是，涂布溫度是25±5℃，濕度是50～65％。
作為燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度是200～700℃，燒結(jié)時間，根據(jù)燒結(jié)溫度而不同，但優(yōu)選在300℃燒結(jié)60分鐘左右，在700℃燒結(jié)3～10分鐘左右。燒結(jié)溫度不足200℃時，膜的機械強度不充分，若超過700℃，結(jié)晶系轉(zhuǎn)移，即使再提高溫度也無法進一步提高性能，所以不經(jīng)濟。另外，根據(jù)基材的種類和用途，燒結(jié)處理可以和其他熱處理同時進行。例如，基材為玻璃的場合，可以與玻璃的熱強化處理或熱曲加工同時進行燒結(jié)處理。
依據(jù)本發(fā)明的制造方法，可以穩(wěn)定制造本發(fā)明的親水性、防霧防污性薄膜。
本發(fā)明的第3發(fā)明，是關(guān)于親水性反射鏡的發(fā)明。例如，在汽車用途中，雨天時如果在汽車的外反射鏡上附著水滴，由于水滴反射像變形，難以確保后方的視野。特別是在夜間，由于反射鏡面附著的水滴，來自后續(xù)車輛的前照燈的光會發(fā)生光散射，因此司機幾乎無法確認反射像。但是，本發(fā)明的親水性反射鏡，由于附著的水滴形成液膜均勻擴展，反射像不變形，而且也不會使夜間后續(xù)車輛的前照燈的光散射，可經(jīng)常保證良好的反射像。進而，由于在反射鏡表面形成水膜，反射鏡不但不起霧，還能靠雨等的水簡單地沖洗附著的污物，發(fā)揮自潔功能。
即，本發(fā)明的親水性反射鏡，其特征在于，反射鏡表面有金屬氧化物薄膜，其表面形狀為，以原子間力顯微鏡測定的算術(shù)平均粗糙度Ra為4～8nm、最大粗糙度(最大凹凸差)Rz為40～70nm，十點平均粗糙度RzJIS為20～60nm，且凹凸的間距為10～300nm。該金屬氧化物薄膜，即前述的第1發(fā)明的親水性、防霧防污性薄膜，其包括前述作為基質(zhì)的金屬氧化物和具有光催化活性的超微粒子。
在反射鏡表面的金屬氧化物薄膜的形成，可與第2發(fā)明同樣進行。但是，金屬氧化物薄膜在反射鏡表面成膜燒結(jié)的場合，若在400℃或其以上燒結(jié)時，反射鏡會產(chǎn)生變形，因此優(yōu)選盡量以低溫燒結(jié)。這種場合，優(yōu)選在200～350℃，燒結(jié)10～120分鐘。特別優(yōu)選的燒結(jié)條件為，200～300℃，10～60分鐘。
與親水性以及親水維持性、防霧性相關(guān)的物性，大大依存于膜表面的組成或形狀。根據(jù)本發(fā)明，在基材上成膜的親水性薄膜之所以能夠長期間維持親水性和防霧、防污性，正是因為使膜表面形成了微觀最恰當?shù)陌纪剐螤?，所以污物難以附著，而且具有光催化功能的超微粒子能充分發(fā)揮光催化功能。
(實施例)以下，通過實施例具體說明本發(fā)明。但本發(fā)明并不限定這些實施例。
〔金屬氧化物薄膜〕(評價方法)薄膜的表面形狀根據(jù)以下進行了測定。
以原子間力顯微鏡(SHIMADZU制SPM-9500)測定了算術(shù)平均粗糙度Ra、最大粗糙度(最大凹凸差)Rz和十點平均粗糙度RzJIS。另外，分別的參數(shù)定義依據(jù)JISB0601。另外，間距，測定任意10個部位的線粗糙度，定為所得凹凸平均粗糙度間隔(Sm)的2倍。
金屬氧化物薄膜的特性，按以下方法進行了評價。
1)初期親水性評價測定了剛成膜后薄膜表面的水的接觸角。測定使用協(xié)和界面科學(株)制造的接觸角測定裝置進行，以強度1mW/cm2的紫外線連續(xù)照射了24小時后的水滴接觸角為5°或其以下為合格。另外，紫外線強度，使用(株)トプコン制造的紫外線強度計進行了測定。
2)膜耐傷性評價使用泰氏耐磨試驗機(テ一バ一社制ABRASER)，以CS-10F為摩擦輪，測定了負荷2.45N，100轉(zhuǎn)后的濁度值變化量ΔHz(膜濁度值)，以5％或其以下作為合格。另外，濁度值使用スガ試驗機(株)制造的濁度測量儀，在摩擦試驗前后進行測定，求得了ΔHz。
3)光催化性能評價確認樣品表面的親水性為水滴接觸角在5°或其以下之后，在樣品表面涂布油酸，在25℃、相對濕度50％的氛圍氣中放置1小時后，用棉布擦拭到目視看不到油膜的程度。然后，連續(xù)照射強度1mW/cm2的紫外線，每1小時測定接觸角，以水滴接觸角達到5°或其以下的時間作為分解時間。以光分解時間在5小時以內(nèi)為合格。表1顯示評價結(jié)果。
表1


(實施例1)
①調(diào)制薄膜原料液使用陽離子交換樹脂從硅酸鈉(克分子比3.83)中清除鈉離子，得到了硅酸寡聚物溶液。向2-丙醇中按TiO2換算∶SiO2換算＝60∶40加入銳鈦礦型氧化鈦微粒子(二次粒子徑56nm)的分散液和硅酸寡聚物溶液，攪拌制成了涂布溶液(薄膜原料液)。另外，溶液的固體成分濃度，以全氧化物換算為3重量％。另外，二次粒子徑，通過粒度分布計MICROTRACUPA model9340(HONEYWELL社制造)進行了測定。
②涂布與燒結(jié)作為基材，使用厚度2.1mm，100mm×100mm的鈉鈣玻璃，以氧化鈰充分研磨了涂布面之后，用自來水洗凈，用離子交換水沖洗干凈，進一步除去水后，經(jīng)過氣吹制成涂布用基板。在如此準備的玻璃基板的表面上，將上述涂布溶液以旋轉(zhuǎn)涂布法(3000rpm)進行了成膜。成膜時的條件為，溫度25℃，大氣氛圍氣中相對濕度60％。然后，在250℃，進行了1小時燒結(jié)。
以上所得到的金屬氧化物薄膜，表面形狀為Ra＝5.1nm、Rz＝46nm、RzJIS＝26nm、間距＝152nm。
由金屬氧化物薄膜的二氧化硅和超微粒子二氧化鈦的氧化物換算得到的重量比，與薄膜原料液相同。
另外，膜厚用透過型電子顯微鏡(TEM)進行了測定，約為70nm。且作了在初期親水性評價中，薄膜對水的接觸角＜3°(不足3°)，為良好。其他方面的膜硬度、光催化性等的特性如表1所示，也為良好。
(實施例2)除設定成膜的氛圍氣條件為濕度60％、溫度25℃，燒結(jié)條件為300℃、燒結(jié)1小時之外，與實施例1同樣進行，得到了金屬氧化物薄膜。薄膜的表面形狀為Ra＝5.7nm、Rz＝55nm、RzJIS＝24nm、間距＝164nm。另外，膜厚為80nm。進行初期親水性評價時，薄膜對水的接觸角＜3°，為良好，同時，其他方面的特性評價結(jié)果如表1所示，也為良好。圖1顯示了通過原子間力顯微鏡的表面形狀的觀察結(jié)果?？梢钥吹绞蔷鶆蛭⒓毜谋砻嫘螤睢?br> (實施例3)除了設定成膜時的氛圍氣條件為濕度60％、溫度20℃以外，與實施例2同樣進行，得到了金屬氧化物薄膜。薄膜的表面形狀為Ra＝5.9nm、Rz＝54nm、RzJIS＝36nm、間距＝172nm。在初期親水性評價中，薄膜對水的接觸角＜3°，為良好。其他特性評價結(jié)果如表1所示，也為良好。
(實施例4)除了設定成膜時的氛圍氣條件為濕度55％、溫度28℃以外，與實施例2同樣進行，得到了金屬氧化物薄膜。薄膜的表面形狀為Ra＝6.2nm、Rz＝54nm、RzJIS＝40nm、間距＝168nm。在初期親水性評價中，薄膜對水的接觸角為3°，是良好的。其他特性評價結(jié)果如表1所示，也為良好。
(比較例1)除了設定成膜時的氛圍氣條件為濕度80％、溫度23℃以外，與實施例2同樣進行，得到了金屬氧化物薄膜。薄膜的表面形狀為Ra＝12nm、Rz＝90nm、RzJIS＝51nm、間距＝262nm。在初期親水性評價中，薄膜對水的接觸角為3°，為良好，但如上述，由于Ra、Rz都比本發(fā)明的范圍大，因此水滴的接觸角成為5°或其以下的所需的時間在6小時或其以上，所以光催化性不合格。另外，圖2顯示了通過原子間力顯微鏡得到的表面形狀的觀察結(jié)果。由圖2可以看到，本試驗例的金屬氧化物薄膜，表面形狀不規(guī)則，有大的塊狀部分和細小的粒狀部分，而且，還可看到包圍塊狀部分的深谷狀間隙。
(比較例2)除了設定成膜時的氛圍氣條件為濕度75％、溫度25℃以外，與實施例2同樣進行，得到了金屬氧化物薄膜。薄膜的表面形狀為Ra＝12nm、Rz＝92nm、RzJIS＝68nm、間距＝248nm。Ra、Rz和RzJIS的所有參數(shù)都比本發(fā)明的范圍大。雖然在初期親水性評價中，薄膜對水的接觸角為3°，為良好，但在光催化性能評價中，水滴接觸角成為5°或其以下所需的時間為6小時或其以上，光催化性不合格。
(比較例3)除了設定成膜時的氛圍氣條件為濕度40％、溫度28℃以外，與實施例2同樣進行，得到了金屬氧化物薄膜。薄膜的表面形狀為Ra＝7.6nm、Rz＝75nm、RzJIS＝44nm、間距＝586nm。雖然Ra和RzJIS在本發(fā)明范圍內(nèi)，但Rz成為較大的值，間距成為本試驗例中的最大值。在初期親水性評價中，薄膜對水的接觸角為3°，為良好，其他的膜硬度和光催化性能如表1所示也為良好的結(jié)果。但是，由于可看到光散射，根據(jù)視角難以看到反射像，所以為不合格。
(比較例4)除了設定成膜時的氛圍氣條件為濕度40％、溫度15℃以外，與實施例2同樣進行，得到了金屬氧化物薄膜。薄膜的表面形狀為Ra＝3.8nm、Rz＝29nm、RzJIS＝18nm、間距＝122nm。全部參數(shù)值都比本發(fā)明的范圍小。在初期親水性評價中，薄膜對水的接觸角為3°，為良好，硬度如表1所示也為良好的結(jié)果。但是，光催化性能評價中，水滴接觸角成為5°或其以下所需的時間為6小時或其以上，光催化性不合格。
〔親水性反射鏡〕(實施例5)圖3示出了本發(fā)明的汽車外反射鏡。本實施例，是在反射鏡表面被覆有本發(fā)明的第1發(fā)明的金屬氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜的表面形狀的代表值為Ra＝5.7nm、Rz＝55nm、RzJIS＝24nm、間距＝164nm。另外，膜厚為80nm。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明，將包含具有光催化功能的超微粒子的金屬氧化物薄膜的微觀表面形狀制成了細微規(guī)則的形狀。其結(jié)果，可得到耐擦傷性能高、且可長期具有親水性、防霧防污性、自潔性功能的薄膜。本發(fā)明的金屬氧化物薄膜，適宜用作親水性反射鏡。
權(quán)利要求
1.一種親水性、防霧防污性薄膜，是在基材表面整體形成的金屬氧化物薄膜，其特征在于該金屬氧化物薄膜的表面形狀是，通過原子間力顯微鏡測定的算術(shù)平均粗糙度Ra為4～8nm、最大粗糙度(最大凹凸差)Rz為40～70nm，十點平均粗糙度RzJIS為20～60nm，且凹凸的間距為10～300nm。
2.如權(quán)利要求
1所述的親水性、防霧防污性薄膜，上述金屬氧化物薄膜包含構(gòu)成基質(zhì)的金屬氧化物，和具有光催化活性的超微粒子。
3.如權(quán)利要求
2所述的親水性、防霧防污性薄膜，上述金屬氧化物是二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鋁中的至少一種。
4.如權(quán)利要求
2或3所述的親水性、防霧防污性薄膜，上述超微粒子包含氧化鈦和/或氧化鎢。
5.如權(quán)利要求
1至4任一項所述的親水性、防霧防污性薄膜，當設定上述金屬氧化物薄膜全體為100％重量時，上述金屬氧化物是30～70重量％，上述超微粒子為70～30重量％。
6.如權(quán)利要求
1至5任一項所述的親水性、防霧防污性薄膜，上述金屬氧化物薄膜的厚度為50～300nm。
7.如權(quán)利要求
1至6任一項所述的親水性、防霧防污性薄膜，上述基材是玻璃、金屬、陶瓷中的至少一種。
8.一種親水性、防霧防污性薄膜的制造方法，其特征在于包括將金屬氧化物和超微粒子在溶劑中添加混合的原料液調(diào)制工序；將該原料液在基材表面涂布成膜的成膜工序；將該成膜的薄膜在基材上燒結(jié)的燒結(jié)工序；在該金屬氧化物薄膜的制造方法中，上述成膜工序的氛圍氣是溫度10～30℃，濕度40～75％。
9.如權(quán)利要求
8所述的親水性、防霧防污性薄膜的制造方法，上述燒結(jié)工序的燒結(jié)溫度為200～700℃。
10.一種親水性反射鏡，其特征在于，在基材表面有整體形成的金屬氧化物薄膜，該金屬氧化物薄膜的表面形狀是，用原子間力顯微鏡測定的算術(shù)平均粗糙度Ra為4～8nm、最大粗糙度(最大凹凸差)Rz為40～70nm，十點平均粗糙度RzJIS為20～60nm，且凹凸的間距為10～300nm。
11.如權(quán)利要求
10所述的親水性反射鏡，上述親水性反射鏡是汽車用反射鏡。
專利摘要
本發(fā)明涉及高硬度、透明性優(yōu)越、且能長期具有親水性、防霧防污性、自潔性的金屬氧化物薄膜及其制造方法，和具有該親水性氧化物薄膜的親水性反射鏡。本發(fā)明的特征在于，在基材表面整體形成的金屬氧化物薄膜的表面形狀為，用原子間力顯微鏡測定的算術(shù)平均粗糙度Ra為4～8nm、最大粗糙度(最大凹凸差)Rz為40～70nm，十點平均粗糙度RzJIS為20～60nm，且凹凸的間距為10～300nm。這樣表面形狀的金屬氧化物薄膜可用作親水性反射鏡，特別適合用作汽車的外反射鏡使用。
文檔編號G01Q60/00GKCN1656035SQ03812276
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月15日
發(fā)明者一柳昌幸, 酒井武信, 高井典之, 吉田浩, 藤岡紀江, 真田恭宏, 米田貴重 申請人:豐田自動車株式會社, 株式會社東海理化電機制作所, 旭硝子株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan