被膜形成方法及び被膜形成装置
【課題】塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる被膜形成方法及び被膜形成装置を提供する。
【解決手段】被膜形成装置１０は、ガラス板１の被膜形成面１ａに赤外線カット液３を射出する２本のノズル２ａ，２ｂを有する。ノズル２ａ，２ｂからそれぞれ射出される単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量は、１〜３ｇ／ｓである。まず、ノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出する。その後、赤外線カット液３を射出しながら２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに沿って右方向へ５０〜５００ｍｍ／ｓで移動させる。ノズル２ａ，２ｂがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達すると、ノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出する。
【解決手段】被膜形成装置１０は、ガラス板１の被膜形成面１ａに赤外線カット液３を射出する２本のノズル２ａ，２ｂを有する。ノズル２ａ，２ｂからそれぞれ射出される単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量は、１〜３ｇ／ｓである。まず、ノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出する。その後、赤外線カット液３を射出しながら２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに沿って右方向へ５０〜５００ｍｍ／ｓで移動させる。ノズル２ａ，２ｂがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達すると、ノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被膜形成方法及び被膜形成装置に関し、特に、ノズルを用いて塗布液をガラス板上に塗布する被膜形成方法及び被膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス板の表面に形成された薄膜中にインジウム等の高価で希少な金属を含有させることにより、赤外線をカットオフ（遮蔽）する機能等を持たせることが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
特許文献１の赤外線遮蔽ガラスでは、耐熱性に優れたフッ素成分を含有させたＩＴＯ粉末を用いて３５０℃以上の高温でもゾル−ゲル法を実行可能にしている。このフッ素成分は、ＩＴＯ微粒子を熱的に保護した状態で赤外線カット膜中に導入される。
【０００４】
特許文献２の赤外線遮蔽ガラスは、少なくとも一方の面上に、有機物及び無機酸化物が複合化された有機無機複合膜中に赤外線カットオフ成分としてのＩＴＯ微粒子を含む赤外線カット膜が形成されている。
【０００５】
ガラス板の表面に赤外線カット膜等の薄膜を形成する方法として、図４に示すように、ガラス板１１をガラス板保持部材１４により上下方向に保持した状態でガラス板１１の上部にノズル１２を用いて塗布液１３を射出し、ガラス板１１の上部に射出された塗布液１３が鉛直下向きに流れ落ちることによりガラス板１１上に塗布液１３が塗布されるフローコート法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、自動車用ガラスなどの幅の広いガラスに対し塗布する場合、図５に示すように、ノズル１２をガラス板１１に対し矢印Ａ方向に相対移動させて塗布する。
【特許文献１】国際公開第２００４／０１１３８１号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００５／０９５２９８号パンフレット
【特許文献３】特開平７−１５７７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の塗布方法には、以下の課題がある。
【０００８】
図４のフローコート法では、ガラス板１１の上部より塗布液１３を塗布している。ガラス板１１の上下方向の長さが長いため、塗布液１３の射出量が少ないと塗布液１３の溶媒が蒸発して下まで液が流れず、途中で液切れを起こしてしまう。従って、ガラス板１１の下部まで塗布を行うためには、塗布液１３の量を多くするか、ノズル１２の相対移動速度を遅くする必要があり、製造コストが上昇するという問題が発生する。
【０００９】
また、塗布するガラス板１１の幅が広く、ガラス板１１又はノズル１２を矢印Ａ方向に移動させる場合、塗布液１３の流れはノズル１２の動きに遅れて斜めになる（図５（ノズル１２を動かした場合））。よって、ノズル１２がガラス板１１の終端まで行き着いた後、塗布液１３の射出を止めるとガラス板１１の終端が濡れなくなるので、ガラス板１１の終端で塗布液１３を流し続ける必要があり、塗布液１３の使用量増大によって製造コストが上昇するという問題が発生する。
【００１０】
さらに、赤外線遮蔽ガラスをフローコート法を用いて製造する場合、希少金属の使用量増大によって製造コストが上昇するだけでなく、希少金属の早期枯渇をも招くという問題が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる被膜形成方法及び被膜形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１記載の被膜形成方法は、基材の被膜形成面に被膜を形成する被膜形成方法において、前記基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように前記基材を保持する保持ステップと、前記被膜形成面に複数のノズルから塗布液を射出する射出ステップと、前記塗布液を射出しながら前記複数のノズルを前記被膜形成面に対して相対移動させるべく前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つを移動させる移動ステップとを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の被膜形成方法は、請求項１記載の被膜形成方法において、前記塗布液は、該塗布液の全質量に対する全固形分質量が３〜１０質量％であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の被膜形成方法は、請求項１又は２記載の被膜形成方法において、前記塗布液は、粘度が０．００１７〜０．１Ｐａ・ｓであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の被膜形成方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルは、前記被膜形成面に対する対向位置であって、前記被膜形成面及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の被膜形成方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルの各先端と前記被膜形成面との距離は、５〜１５０ｍｍであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の被膜形成方法は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つは、前記複数のノズルの各先端と前記被膜形成面との距離が略一定に維持されるように、相対移動されることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の被膜形成方法は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記相対移動の速度は５０〜５００ｍｍ／秒であることを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の被膜形成方法は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルの各々における前記塗布液の射出量は１〜３ｇ／秒であることを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の被膜形成方法は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルは、夫々、１００〜５００ｍｍの間隔で配置されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の被膜形成方法は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルのうち最下段に配置されたノズルと、前記被膜形成面における塗布範囲の下端との鉛直方向の距離は、０〜７００ｍｍであることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１記載の被膜形成方法は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルの本数は２本であり、前記被膜形成面における塗布範囲は、鉛直方向の長さが２００〜１０００ｍｍであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２記載の被膜形成装置は、基材の被膜形成面に被膜を形成する被膜形成装置において、前記基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように前記基材を保持する保持手段と、前記被膜形成面に塗布液を射出する複数のノズルと、前記塗布液を射出しながら前記複数のノズルを前記被膜形成面に対して相対移動させるべく前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つを移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の被膜形成方法及び請求項１３の被膜形成方法によれば、被膜形成面に複数のノズルから塗布液を射出し、塗布液を射出しながら複数のノズルを被膜形成面に対して相対移動させるべく複数のノズル及び基材の少なくとも１つを移動させるので、ノズル１つ当たりの塗布範囲を小さくすることができ、もって塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる。また、塗布液の全質量に対する全固形分質量が３〜１０質量％であっても、塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる。また、塗布液の粘度が０．００１７〜０．１Ｐａ・ｓであっても、塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる。
【００２５】
請求項４記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルは被膜形成面に対する対向位置であって、被膜形成面及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置されるので、塗り始め及び塗り終りの被膜形成領域に段差が生じないようにすることができる。
【００２６】
請求項５記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルの各先端と被膜形成面との距離は、５〜１５０ｍｍであるので、塗布液を被膜形成面全体に均一に塗布することができる。
【００２７】
請求項６記載の被膜形成方法によれば、複数のノズル及び基材の少なくとも１つは、複数のノズルの各先端と被膜形成面との距離が略一定に維持されるように、相対移動されるので、塗布液を被膜形成面全体に均一に塗布することができる。
【００２８】
請求項７記載の被膜形成方法によれば、相対移動の速度は５０〜５００ｍｍ／秒であるので、塗布液を迅速に塗布すると共に、塗布液を被膜形成面全体に確実に塗布することができる。
【００２９】
請求項８記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルの各々における塗布液の射出量は１〜３ｇ／秒であるので、塗布液の使用量を低減すると共に、塗布液を被膜形成面全体に確実に塗布することができる。
【００３０】
請求項９記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルは、夫々、１００〜５００ｍｍの間隔で配置されるので、塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる。
【００３１】
請求項１０記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルのうち最下段に配置されたノズルと、被膜形成面における塗布範囲の下端との鉛直方向の距離は、０〜７００ｍｍであるので、ノズルが被膜形成面の下端からはみ出すことなく、塗布液を被膜形成面全体に確実に塗布することができる。
【００３２】
請求項１１記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルの本数は２本であり、被膜形成面における塗布範囲は、鉛直方向の長さが２００〜１０００ｍｍであるので、比較的少ないノズルで比較的大きいガラス板に塗布液を塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように基材を保持し、被膜形成面に複数のノズルから塗布液を射出し、塗布液を射出しながら複数のノズルを被膜形成面に対して相対移動させるべく複数のノズル及び基材の少なくとも１つを移動させると、ノズル１つ当たりの塗布範囲を小さくすることができ、もって塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができることを見出した。
【００３４】
本発明は、上記研究の結果に基づいてなされたものである。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態に係る被膜形成装置の構成を示す側面図である。
【００３７】
図１において、被膜形成装置１０は、ガラス板１を保持するガラス板保持部材４と、ガラス板１の被膜形成面１ａに赤外線カット液３を射出する２本のノズル２ａ，２ｂとを有する。
【００３８】
ノズル２ａ，２ｂは、ガラス板１の被膜形成面１ａに対する対向位置であって、被膜形成面１ａ及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置されている。ノズル２ａ，２ｂの間隔は、１００〜５００ｍｍ、好ましくは１００〜３００ｍｍである。また、ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとの距離は、５〜１５０ｍｍ、好ましくは５〜１００ｍｍ、より好ましくは５〜５０ｍｍである。ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとの距離が５ｍｍ未満であると、ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとが接触する可能性がある。一方、ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとの距離が１５０ｍｍを超えると、ノズル２ａ，２ｂの先端から射出した赤外線カット液３がガラス板１の被膜形成面１ａまで届かない可能性がある。
【００３９】
ガラス板１は、特に限定されるものではなく、その組成、大きさ、形状、厚さは、用途に応じて決定すればよい。例えば、自動車用の窓ガラスを製造する場合は、ソーダライムシリカガラスを自動車の窓枠の形状に即した形状に加工したものをガラス板１とすればよい。
【００４０】
ガラス板１は、鉛直方向下向きを０°、ガラス板１が水平で被膜形成面１ａがガラス板１の上側となる場合を９０°、ガラス板１が水平で被膜形成面１ａがガラス板１の下側となる場合を−９０°とした場合に、ガラス板保持部材４により鉛直面（鉛直方向）に対して０〜４０°の角度に保持されている。ガラス板１が鉛直面（鉛直方向）に対して０°未満であると、赤外線カット液３がガラス板１の被膜形成面１ａから離れて鉛直方向に滴下する可能性がある。一方、ガラス板１が鉛直面（鉛直方向）に対して４０°を超えると、赤外線カット液３が流れにくくなり、赤外線カット液３をガラス板１の被膜形成面１ａ全体に塗布することができない可能性がある。
【００４１】
赤外線カット液３は、シリカ（ＳｉＯ２）を構成単位とするシリカ成分等から成る主成分と、有機物と、無機物としてのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）と、ＩＴＯ微粒子（インジウム（Ｉｎ）−スズ（Ｓｎ）酸化物：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）とを含み、溶媒としてエタノール等のアルコールを含む。シリカ成分と有機物は、被膜形成面１ａに形成された赤外線カット膜中のマトリクスを形成する。
【００４２】
赤外線カット液３は、赤外線カット液３の全質量に対する全固形分質量が３〜１０質量％である。赤外線カット液３の全質量に対する全固形分質量が３質量％未満であると、赤外線カット膜の膜厚が薄くなり、赤外線カットオフ機能が不十分になる場合がある。一方、赤外線カット液３の全質量に対する全固形分質量が１０質量％を超えると、赤外線カット膜の膜厚が厚くなりすぎて、赤外線カット膜にクラックが発生しやすい。
【００４３】
また、赤外線カット液３は粘度が０．００１７〜０．１Ｐａ・ｓである。赤外線カット液３は粘度が０．００１７Ｐａ・ｓ未満であると、赤外線カット膜の膜厚が薄くなり、赤外線カットオフ機能が不十分になる場合がある。一方、赤外線カット液３は粘度が０．１Ｐａ・ｓを超えると、赤外線カット膜の膜厚が厚くなりすぎて、赤外線カット膜にクラックが発生しやすい。
【００４４】
ＩＴＯ微粒子を、シリカ成分と有機物とを含むマトリクス中に分散させた状態で膜状にするためにはゾル−ゲル法を用いる。ＩＴＯ微粒子は、該ゾル−ゲル法によってゾル状態にあるマトリクスが固化することによりマトリクス中に分散された状態で固定される。マトリクスに固定されている状態でＩＴＯ微粒子の含有量は、赤外線カット膜の全質量に対して２０〜４５質量％である。該ＩＴＯ微粒子の含有量が赤外線カット膜の全質量に対して２０質量％未満であると、赤外線をカットする赤外線遮蔽機能が低くなり、一方、赤外線カット膜の全質量に対して４５質量％を超えると、マトリクスの硬度が低下する。
【００４５】
また、ＩＴＯ微粒子の粒径は、１００ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以下であり、より好ましくは１〜４０ｎｍである。これにより、赤外線カットの効率が良く、且つ微粒子の粒径が大きいことに起因するヘイズの発生を抑制することができる。
赤外線カット膜中の有機物としては、親水性有機ポリマー、例えば、ポリアルキレンオキサイド、及び該ポリアルキレンオキサイドの熱分解物のいずれか一方の有機物を用いる。これらの有機物は、シリコンアルコキシドなどのシリカ成分を含む無機酸化物と複合化し、その結果、マトリクスが形成される。すなわち、マトリクスは、有機物と無機酸化物とが分子レベルで結合又は組み合わされた有機無機複合化合物から成る有機無機複合膜である。
【００４６】
また、上記有機物の含有量は、赤外線カット膜の全質量に対して２〜６０％である。該有機物の含有量が赤外線カット膜の全質量に対して２質量％未満であると、収縮緩和効果が十分に得られなくなり、厚い膜を形成する際にクラックが発生する可能性が増大する。一方、赤外線カット膜の全質量に対して６０質量％を超えると、赤外線カット膜中の有機物の含有量が多すぎて、十分な硬度を得ることができなくなる。
【００４７】
赤外線カット膜中のシリカ成分の含有量は、赤外線カット膜の全質量に対して２０〜７８％、好ましくは４０〜７８％である。該シリカ成分の含有量が赤外線カット膜の全質量に対して２０質量％未満であると、耐摩耗性試験（テーバー摩耗試験）を赤外線カット膜形成面に行った後に測定される赤外線カットガラスのヘイズ率（曇価）を低くすることができなくなる。なお、ゾル−ゲル法において使用される溶液に添加されるマトリクスの出発原料におけるシリカ成分の濃度は２０〜４０質量％である。
【００４８】
上記シリカ成分の濃度（質量％）は、シリカ成分の構成単位であるシリカの含有量で算出する。例えば、上記有機物とシリカ（シリコン酸化物）とが複合化合物としての非晶質体を構成している場合にも、シリカ成分の質量百分率はシリカの含有量で算出する。
【００４９】
上記製造技術では、ＩＴＯ微粒子の熱遮蔽機能や赤外線遮蔽機能を保持可能な温度及び上記機能性材料の分解温度よりも低い温度、例えば２００℃での焼成で赤外線カットガラスの所望の特性を得ることができる。これにより、熱的に不安定なＩＴＯ微粒子や他の機能性材料がそれらの機能を損なうことなく赤外線カット膜中に導入された赤外線カットガラスを提供することができる。
【００５０】
図２は、図１の被膜形成装置の構成を示す正面図である。
【００５１】
図２において、２本のノズル２ａ，２ｂの先端からガラス板１の被膜形成面１ａに向け赤外線カット液３を射出する。ノズル２ａ，２ｂからそれぞれ射出される単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量は、１〜３ｇ／ｓである。
【００５２】
まず、２本のノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出する。その後、赤外線カット液３を射出しながら２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに沿って右方向へ５０〜５００ｍｍ／ｓで移動させる。ノズル２ａ，２ｂがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａ，２ｂを停止させ、ノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出する。
【００５３】
赤外線カット液３の射出開始からノズル２ａ，２ｂの移動開始までの時間、及びノズル２ａ，２ｂの停止から赤外線カット液３の射出停止までの時間を２秒としたのは、この時間を２秒より短くすると、ガラス板１の被膜形成面１ａの左端及び右端において、赤外線カット液３が塗布されない部分が発生してしまうからである。
【００５４】
図３は、複数のノズルの配置を説明する図である。
【００５５】
図３において、ノズルの数は３本であるが、これに限定されるものではなく、ノズルはいくつあってもよい。最下段に配置されたノズル２ｃと、被膜形成面１ａにおける塗布範囲の下端との鉛直方向の距離Ｌは、０〜７００ｍｍ、好ましくは０〜５００ｍｍである。
【００５６】
車両のドアガラスに使用するガラス板１は、通常、短辺（長さＨ１）と長辺（長さＨ２）とを有する。短辺に赤外線カット液３を塗布する際に、最下段に配置されたノズル２ｃがガラス板１の短辺の下端からはみ出してしまうのは好ましくない。よって、最下段に配置されたノズル２ｃと短辺の下端との鉛直方向の距離Ｌ１は、０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００５７】
また、最下段に配置されたノズル２ｃと長辺の下端との鉛直方向の距離Ｌ２が長いと、赤外線カット液３を被膜形成面１ａ全体に確実に塗布するためには、ノズル２ｃの赤外線カット液３の射出量を増大させるか、又はノズル２ｃの移動速度を低下させなければならず、好ましくない。よって、最下段に配置されたノズル２ｃと長辺の下端との鉛直方向の距離Ｌ２は、７００ｍｍ以下であることが好ましい。
ここで、上記鉛直方向の距離Ｌ，Ｌ１，Ｌ２は、塗布範囲の下端がノズル２ｃより下にある状態を正の値とし、塗布範囲の下端がノズル２ｃより上にある状態を負の値とする。
なお、ノズルの本数が２本である場合は、鉛直方向の長さが２００〜１０００ｍｍである被膜形成面１ａに赤外線カット液３の塗布するのに適している。これにより、比較的少ないノズルで比較的大きいガラス板１の被膜形成面１ａに赤外線カット液３を塗布することができる。
【００５８】
なお、複数のノズル２のそれぞれの間隔、例えば、ノズル２ａ，２ｂ間の間隔とノズル２ｂ，２ｃ間の間隔との差が大きいと、塗布効率が悪くなる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００６０】
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００：関東化学社製）、純水、高分子分散剤としてのポリエーテルリン酸エステル系界面活性剤（ソルスパース４１０００：日本ルーブリゾール社製）、変性アルコール（ソルミックス（登録商標）ＡＰ−７：日本アルコール販売社製（以下、「ＡＰ−７」という））を順に入れた溶液を１分間攪拌した後、濃塩酸（関東化学社製）を１質量％添加したＡＰ−７（以下、「１質量％ＡＰ−７」という）を上記溶液に添加し、１分間攪拌した。
【００６１】
その後、テトラエトキシシラン（ＫＢＥ−０４：信越化学社製、シリカ成分含有量＝２８．８質量％）を上記溶液に添加して室温で４時間攪拌した。この後、ＩＴＯ微粒子とエタノールを質量比２：３の割合で混合して４時間攪拌することにより得られたＩＴＯ分散液を上記溶液に添加して、３０分間攪拌を行い、赤外線カット液３を得た。なお、赤外線カット液３における各液の分量は、表１に記載した分量とした。また、ＩＴＯ分散液中のＩＴＯ微粒子として、直径が１０〜２０ｎｍ程度の微粒子を用いた。
【００６２】
【表１】
【００６３】
ガラス板１として、洗浄した厚さ４ｍｍ、大きさが６００ｍｍ×６００ｍｍのソーダライムシリカガラス基板（紫外線吸収機能を有するグリーンガラス）を用いた。
【００６４】
このガラス板１を、ガラス板保持部材４により鉛直面（鉛直方向）に対して１０°の角度に保持し、相対湿度（Relative Humidity）３０％ＲＨ、温度２０℃の環境下でガラス板１の表面に上記赤外線カット液３をフローコート法にて塗布した。
【００６５】
２本のノズル２ａ，２ｂを、被膜形成面１ａに対する対向位置であって、被膜形成面１ａ及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置した。ノズル２ａ，２ｂの間隔は、１５０ｍｍとした。また、ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとの距離は、それぞれ２５ｍｍ、２２ｍｍとした。
【００６６】
以下、実施例１及び比較例１〜３について説明する。
【００６７】
実施例１において、ノズル１本、単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量をそれぞれ１．５ｇ／ｓとして、２本のノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。その後、赤外線カット液３を射出しながら２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに沿って右方向へ１００ｍｍ／ｓで６秒間移動させた。ノズル２ａ，２ｂがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａ，２ｂを停止させ、ノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。
【００６８】
比較例１において、ノズル１本、単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量を３．０ｇ／ｓとして、ノズル２ａのみからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。その後、赤外線カット液３を射出しながらノズル２ａを被膜形成面１ａに沿って右方向へ１００ｍｍ／ｓで６秒間移動させた。ノズル２ａがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａを停止させ、ノズル２ａからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。
【００６９】
比較例２において、ノズル１本、単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量を１．５ｇ／ｓとして、ノズル２ａのみからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。その後、赤外線カット液３を射出しながらノズル２ａを被膜形成面１ａに沿って右方向へ５０ｍｍ／ｓで１２秒間移動させた。ノズル２ａがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａを停止させ、ノズル２ａからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。
【００７０】
比較例３において、ノズル１本、単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量を３．０ｇ／ｓとして、ノズル２ａのみからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。その後、赤外線カット液３を射出しながらノズル２ａを被膜形成面１ａに沿って右方向へ５０ｍｍ／ｓで１２秒間移動させた。ノズル２ａがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａを停止させ、ノズル２ａからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。
【００７１】
【表２】
【００７２】
実施例１では、塗布に要した時間は１０秒であり、赤外線カット液３の総射出量は３０ｇであった。また、液切れすることなくガラス板１の全体に赤外線カット液３を塗布することができた。
【００７３】
比較例１では、塗布に要した時間は１０秒であり、赤外線カット液３の総射出量は３０ｇであった。しかし、液切れが発生し、ガラス板１の全体に赤外線カット液３を塗布することができなかった。
【００７４】
比較例２では、赤外線カット液３の総射出量は２４ｇと少なかったものの、塗布に要した時間は１６秒と長かった。また、液切れが発生し、ガラス板１の全体に赤外線カット液３を塗布することができなかった。
【００７５】
比較例３では、液切れは発生しなかったものの、塗布に要した時間は１６秒と長く、赤外線カット液３の総射出量は４８ｇと多かった。
【００７６】
本実施の形態によれば、ノズルを２つ以上設けることにより、ノズル１つ当たりの塗布範囲を小さくすることができる。従って、赤外線カット液３の射出量を増加することなく赤外線カット液３が基板の下まで流れる前に赤外線カット液３における溶媒が蒸発して乾燥するのを防止することができ、また、ガラス板１の終端での赤外線カット液３の射出量を低減することができる。その結果、赤外線カット液３の使用量を低減すると共に赤外線カット液３を迅速に塗布することができる。
【００７７】
本実施の形態では、ノズルの数は２本であるとしたが、これに限定されるものではなく、ノズルはいくつあってもよい。
【００７８】
また、本実施の形態では、２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに沿って右方向へ移動させるとしたが、２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに対して相対移動させるべくガラス板１を移動させてもよい。
【００７９】
また、本実施の形態では、被膜形成面１ａの左端から赤外線カット液３を塗布するとしたが、右端から塗布してもよい。
【００８０】
また、本実施の形態では、ガラス板１に赤外線カット液３を塗布しているが、ガラス板に塗布する塗布液はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に係る被膜形成装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１の被膜形成装置の構成を示す正面図である。
【図３】複数のノズルの配置を説明する図である。
【図４】従来の被膜形成装置の構成を示す側面図である。
【図５】図４の被膜形成装置の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ ガラス板
２ａ，２ｂ ノズル
３ 赤外線カット液
４ ガラス板保持部材
１０ 被膜形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被膜形成方法及び被膜形成装置に関し、特に、ノズルを用いて塗布液をガラス板上に塗布する被膜形成方法及び被膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス板の表面に形成された薄膜中にインジウム等の高価で希少な金属を含有させることにより、赤外線をカットオフ（遮蔽）する機能等を持たせることが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
特許文献１の赤外線遮蔽ガラスでは、耐熱性に優れたフッ素成分を含有させたＩＴＯ粉末を用いて３５０℃以上の高温でもゾル−ゲル法を実行可能にしている。このフッ素成分は、ＩＴＯ微粒子を熱的に保護した状態で赤外線カット膜中に導入される。
【０００４】
特許文献２の赤外線遮蔽ガラスは、少なくとも一方の面上に、有機物及び無機酸化物が複合化された有機無機複合膜中に赤外線カットオフ成分としてのＩＴＯ微粒子を含む赤外線カット膜が形成されている。
【０００５】
ガラス板の表面に赤外線カット膜等の薄膜を形成する方法として、図４に示すように、ガラス板１１をガラス板保持部材１４により上下方向に保持した状態でガラス板１１の上部にノズル１２を用いて塗布液１３を射出し、ガラス板１１の上部に射出された塗布液１３が鉛直下向きに流れ落ちることによりガラス板１１上に塗布液１３が塗布されるフローコート法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、自動車用ガラスなどの幅の広いガラスに対し塗布する場合、図５に示すように、ノズル１２をガラス板１１に対し矢印Ａ方向に相対移動させて塗布する。
【特許文献１】国際公開第２００４／０１１３８１号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００５／０９５２９８号パンフレット
【特許文献３】特開平７−１５７７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の塗布方法には、以下の課題がある。
【０００８】
図４のフローコート法では、ガラス板１１の上部より塗布液１３を塗布している。ガラス板１１の上下方向の長さが長いため、塗布液１３の射出量が少ないと塗布液１３の溶媒が蒸発して下まで液が流れず、途中で液切れを起こしてしまう。従って、ガラス板１１の下部まで塗布を行うためには、塗布液１３の量を多くするか、ノズル１２の相対移動速度を遅くする必要があり、製造コストが上昇するという問題が発生する。
【０００９】
また、塗布するガラス板１１の幅が広く、ガラス板１１又はノズル１２を矢印Ａ方向に移動させる場合、塗布液１３の流れはノズル１２の動きに遅れて斜めになる（図５（ノズル１２を動かした場合））。よって、ノズル１２がガラス板１１の終端まで行き着いた後、塗布液１３の射出を止めるとガラス板１１の終端が濡れなくなるので、ガラス板１１の終端で塗布液１３を流し続ける必要があり、塗布液１３の使用量増大によって製造コストが上昇するという問題が発生する。
【００１０】
さらに、赤外線遮蔽ガラスをフローコート法を用いて製造する場合、希少金属の使用量増大によって製造コストが上昇するだけでなく、希少金属の早期枯渇をも招くという問題が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる被膜形成方法及び被膜形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１記載の被膜形成方法は、基材の被膜形成面に被膜を形成する被膜形成方法において、前記基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように前記基材を保持する保持ステップと、前記被膜形成面に複数のノズルから塗布液を射出する射出ステップと、前記塗布液を射出しながら前記複数のノズルを前記被膜形成面に対して相対移動させるべく前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つを移動させる移動ステップとを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の被膜形成方法は、請求項１記載の被膜形成方法において、前記塗布液は、該塗布液の全質量に対する全固形分質量が３〜１０質量％であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の被膜形成方法は、請求項１又は２記載の被膜形成方法において、前記塗布液は、粘度が０．００１７〜０．１Ｐａ・ｓであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の被膜形成方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルは、前記被膜形成面に対する対向位置であって、前記被膜形成面及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置されることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の被膜形成方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルの各先端と前記被膜形成面との距離は、５〜１５０ｍｍであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の被膜形成方法は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つは、前記複数のノズルの各先端と前記被膜形成面との距離が略一定に維持されるように、相対移動されることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の被膜形成方法は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記相対移動の速度は５０〜５００ｍｍ／秒であることを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の被膜形成方法は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルの各々における前記塗布液の射出量は１〜３ｇ／秒であることを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の被膜形成方法は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルは、夫々、１００〜５００ｍｍの間隔で配置されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の被膜形成方法は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルのうち最下段に配置されたノズルと、前記被膜形成面における塗布範囲の下端との鉛直方向の距離は、０〜７００ｍｍであることを特徴とする。
【００２２】
請求項１１記載の被膜形成方法は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の被膜形成方法において、前記複数のノズルの本数は２本であり、前記被膜形成面における塗布範囲は、鉛直方向の長さが２００〜１０００ｍｍであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２記載の被膜形成装置は、基材の被膜形成面に被膜を形成する被膜形成装置において、前記基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように前記基材を保持する保持手段と、前記被膜形成面に塗布液を射出する複数のノズルと、前記塗布液を射出しながら前記複数のノズルを前記被膜形成面に対して相対移動させるべく前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つを移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載の被膜形成方法及び請求項１３の被膜形成方法によれば、被膜形成面に複数のノズルから塗布液を射出し、塗布液を射出しながら複数のノズルを被膜形成面に対して相対移動させるべく複数のノズル及び基材の少なくとも１つを移動させるので、ノズル１つ当たりの塗布範囲を小さくすることができ、もって塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる。また、塗布液の全質量に対する全固形分質量が３〜１０質量％であっても、塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる。また、塗布液の粘度が０．００１７〜０．１Ｐａ・ｓであっても、塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる。
【００２５】
請求項４記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルは被膜形成面に対する対向位置であって、被膜形成面及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置されるので、塗り始め及び塗り終りの被膜形成領域に段差が生じないようにすることができる。
【００２６】
請求項５記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルの各先端と被膜形成面との距離は、５〜１５０ｍｍであるので、塗布液を被膜形成面全体に均一に塗布することができる。
【００２７】
請求項６記載の被膜形成方法によれば、複数のノズル及び基材の少なくとも１つは、複数のノズルの各先端と被膜形成面との距離が略一定に維持されるように、相対移動されるので、塗布液を被膜形成面全体に均一に塗布することができる。
【００２８】
請求項７記載の被膜形成方法によれば、相対移動の速度は５０〜５００ｍｍ／秒であるので、塗布液を迅速に塗布すると共に、塗布液を被膜形成面全体に確実に塗布することができる。
【００２９】
請求項８記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルの各々における塗布液の射出量は１〜３ｇ／秒であるので、塗布液の使用量を低減すると共に、塗布液を被膜形成面全体に確実に塗布することができる。
【００３０】
請求項９記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルは、夫々、１００〜５００ｍｍの間隔で配置されるので、塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができる。
【００３１】
請求項１０記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルのうち最下段に配置されたノズルと、被膜形成面における塗布範囲の下端との鉛直方向の距離は、０〜７００ｍｍであるので、ノズルが被膜形成面の下端からはみ出すことなく、塗布液を被膜形成面全体に確実に塗布することができる。
【００３２】
請求項１１記載の被膜形成方法によれば、複数のノズルの本数は２本であり、被膜形成面における塗布範囲は、鉛直方向の長さが２００〜１０００ｍｍであるので、比較的少ないノズルで比較的大きいガラス板に塗布液を塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように基材を保持し、被膜形成面に複数のノズルから塗布液を射出し、塗布液を射出しながら複数のノズルを被膜形成面に対して相対移動させるべく複数のノズル及び基材の少なくとも１つを移動させると、ノズル１つ当たりの塗布範囲を小さくすることができ、もって塗布液の使用量を低減すると共に塗布液を迅速に塗布することができることを見出した。
【００３４】
本発明は、上記研究の結果に基づいてなされたものである。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態に係る被膜形成装置の構成を示す側面図である。
【００３７】
図１において、被膜形成装置１０は、ガラス板１を保持するガラス板保持部材４と、ガラス板１の被膜形成面１ａに赤外線カット液３を射出する２本のノズル２ａ，２ｂとを有する。
【００３８】
ノズル２ａ，２ｂは、ガラス板１の被膜形成面１ａに対する対向位置であって、被膜形成面１ａ及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置されている。ノズル２ａ，２ｂの間隔は、１００〜５００ｍｍ、好ましくは１００〜３００ｍｍである。また、ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとの距離は、５〜１５０ｍｍ、好ましくは５〜１００ｍｍ、より好ましくは５〜５０ｍｍである。ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとの距離が５ｍｍ未満であると、ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとが接触する可能性がある。一方、ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとの距離が１５０ｍｍを超えると、ノズル２ａ，２ｂの先端から射出した赤外線カット液３がガラス板１の被膜形成面１ａまで届かない可能性がある。
【００３９】
ガラス板１は、特に限定されるものではなく、その組成、大きさ、形状、厚さは、用途に応じて決定すればよい。例えば、自動車用の窓ガラスを製造する場合は、ソーダライムシリカガラスを自動車の窓枠の形状に即した形状に加工したものをガラス板１とすればよい。
【００４０】
ガラス板１は、鉛直方向下向きを０°、ガラス板１が水平で被膜形成面１ａがガラス板１の上側となる場合を９０°、ガラス板１が水平で被膜形成面１ａがガラス板１の下側となる場合を−９０°とした場合に、ガラス板保持部材４により鉛直面（鉛直方向）に対して０〜４０°の角度に保持されている。ガラス板１が鉛直面（鉛直方向）に対して０°未満であると、赤外線カット液３がガラス板１の被膜形成面１ａから離れて鉛直方向に滴下する可能性がある。一方、ガラス板１が鉛直面（鉛直方向）に対して４０°を超えると、赤外線カット液３が流れにくくなり、赤外線カット液３をガラス板１の被膜形成面１ａ全体に塗布することができない可能性がある。
【００４１】
赤外線カット液３は、シリカ（ＳｉＯ２）を構成単位とするシリカ成分等から成る主成分と、有機物と、無機物としてのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）と、ＩＴＯ微粒子（インジウム（Ｉｎ）−スズ（Ｓｎ）酸化物：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）とを含み、溶媒としてエタノール等のアルコールを含む。シリカ成分と有機物は、被膜形成面１ａに形成された赤外線カット膜中のマトリクスを形成する。
【００４２】
赤外線カット液３は、赤外線カット液３の全質量に対する全固形分質量が３〜１０質量％である。赤外線カット液３の全質量に対する全固形分質量が３質量％未満であると、赤外線カット膜の膜厚が薄くなり、赤外線カットオフ機能が不十分になる場合がある。一方、赤外線カット液３の全質量に対する全固形分質量が１０質量％を超えると、赤外線カット膜の膜厚が厚くなりすぎて、赤外線カット膜にクラックが発生しやすい。
【００４３】
また、赤外線カット液３は粘度が０．００１７〜０．１Ｐａ・ｓである。赤外線カット液３は粘度が０．００１７Ｐａ・ｓ未満であると、赤外線カット膜の膜厚が薄くなり、赤外線カットオフ機能が不十分になる場合がある。一方、赤外線カット液３は粘度が０．１Ｐａ・ｓを超えると、赤外線カット膜の膜厚が厚くなりすぎて、赤外線カット膜にクラックが発生しやすい。
【００４４】
ＩＴＯ微粒子を、シリカ成分と有機物とを含むマトリクス中に分散させた状態で膜状にするためにはゾル−ゲル法を用いる。ＩＴＯ微粒子は、該ゾル−ゲル法によってゾル状態にあるマトリクスが固化することによりマトリクス中に分散された状態で固定される。マトリクスに固定されている状態でＩＴＯ微粒子の含有量は、赤外線カット膜の全質量に対して２０〜４５質量％である。該ＩＴＯ微粒子の含有量が赤外線カット膜の全質量に対して２０質量％未満であると、赤外線をカットする赤外線遮蔽機能が低くなり、一方、赤外線カット膜の全質量に対して４５質量％を超えると、マトリクスの硬度が低下する。
【００４５】
また、ＩＴＯ微粒子の粒径は、１００ｎｍ以下、好ましくは４０ｎｍ以下であり、より好ましくは１〜４０ｎｍである。これにより、赤外線カットの効率が良く、且つ微粒子の粒径が大きいことに起因するヘイズの発生を抑制することができる。
赤外線カット膜中の有機物としては、親水性有機ポリマー、例えば、ポリアルキレンオキサイド、及び該ポリアルキレンオキサイドの熱分解物のいずれか一方の有機物を用いる。これらの有機物は、シリコンアルコキシドなどのシリカ成分を含む無機酸化物と複合化し、その結果、マトリクスが形成される。すなわち、マトリクスは、有機物と無機酸化物とが分子レベルで結合又は組み合わされた有機無機複合化合物から成る有機無機複合膜である。
【００４６】
また、上記有機物の含有量は、赤外線カット膜の全質量に対して２〜６０％である。該有機物の含有量が赤外線カット膜の全質量に対して２質量％未満であると、収縮緩和効果が十分に得られなくなり、厚い膜を形成する際にクラックが発生する可能性が増大する。一方、赤外線カット膜の全質量に対して６０質量％を超えると、赤外線カット膜中の有機物の含有量が多すぎて、十分な硬度を得ることができなくなる。
【００４７】
赤外線カット膜中のシリカ成分の含有量は、赤外線カット膜の全質量に対して２０〜７８％、好ましくは４０〜７８％である。該シリカ成分の含有量が赤外線カット膜の全質量に対して２０質量％未満であると、耐摩耗性試験（テーバー摩耗試験）を赤外線カット膜形成面に行った後に測定される赤外線カットガラスのヘイズ率（曇価）を低くすることができなくなる。なお、ゾル−ゲル法において使用される溶液に添加されるマトリクスの出発原料におけるシリカ成分の濃度は２０〜４０質量％である。
【００４８】
上記シリカ成分の濃度（質量％）は、シリカ成分の構成単位であるシリカの含有量で算出する。例えば、上記有機物とシリカ（シリコン酸化物）とが複合化合物としての非晶質体を構成している場合にも、シリカ成分の質量百分率はシリカの含有量で算出する。
【００４９】
上記製造技術では、ＩＴＯ微粒子の熱遮蔽機能や赤外線遮蔽機能を保持可能な温度及び上記機能性材料の分解温度よりも低い温度、例えば２００℃での焼成で赤外線カットガラスの所望の特性を得ることができる。これにより、熱的に不安定なＩＴＯ微粒子や他の機能性材料がそれらの機能を損なうことなく赤外線カット膜中に導入された赤外線カットガラスを提供することができる。
【００５０】
図２は、図１の被膜形成装置の構成を示す正面図である。
【００５１】
図２において、２本のノズル２ａ，２ｂの先端からガラス板１の被膜形成面１ａに向け赤外線カット液３を射出する。ノズル２ａ，２ｂからそれぞれ射出される単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量は、１〜３ｇ／ｓである。
【００５２】
まず、２本のノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出する。その後、赤外線カット液３を射出しながら２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに沿って右方向へ５０〜５００ｍｍ／ｓで移動させる。ノズル２ａ，２ｂがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａ，２ｂを停止させ、ノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出する。
【００５３】
赤外線カット液３の射出開始からノズル２ａ，２ｂの移動開始までの時間、及びノズル２ａ，２ｂの停止から赤外線カット液３の射出停止までの時間を２秒としたのは、この時間を２秒より短くすると、ガラス板１の被膜形成面１ａの左端及び右端において、赤外線カット液３が塗布されない部分が発生してしまうからである。
【００５４】
図３は、複数のノズルの配置を説明する図である。
【００５５】
図３において、ノズルの数は３本であるが、これに限定されるものではなく、ノズルはいくつあってもよい。最下段に配置されたノズル２ｃと、被膜形成面１ａにおける塗布範囲の下端との鉛直方向の距離Ｌは、０〜７００ｍｍ、好ましくは０〜５００ｍｍである。
【００５６】
車両のドアガラスに使用するガラス板１は、通常、短辺（長さＨ１）と長辺（長さＨ２）とを有する。短辺に赤外線カット液３を塗布する際に、最下段に配置されたノズル２ｃがガラス板１の短辺の下端からはみ出してしまうのは好ましくない。よって、最下段に配置されたノズル２ｃと短辺の下端との鉛直方向の距離Ｌ１は、０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００５７】
また、最下段に配置されたノズル２ｃと長辺の下端との鉛直方向の距離Ｌ２が長いと、赤外線カット液３を被膜形成面１ａ全体に確実に塗布するためには、ノズル２ｃの赤外線カット液３の射出量を増大させるか、又はノズル２ｃの移動速度を低下させなければならず、好ましくない。よって、最下段に配置されたノズル２ｃと長辺の下端との鉛直方向の距離Ｌ２は、７００ｍｍ以下であることが好ましい。
ここで、上記鉛直方向の距離Ｌ，Ｌ１，Ｌ２は、塗布範囲の下端がノズル２ｃより下にある状態を正の値とし、塗布範囲の下端がノズル２ｃより上にある状態を負の値とする。
なお、ノズルの本数が２本である場合は、鉛直方向の長さが２００〜１０００ｍｍである被膜形成面１ａに赤外線カット液３の塗布するのに適している。これにより、比較的少ないノズルで比較的大きいガラス板１の被膜形成面１ａに赤外線カット液３を塗布することができる。
【００５８】
なお、複数のノズル２のそれぞれの間隔、例えば、ノズル２ａ，２ｂ間の間隔とノズル２ｂ，２ｃ間の間隔との差が大きいと、塗布効率が悪くなる。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００６０】
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００：関東化学社製）、純水、高分子分散剤としてのポリエーテルリン酸エステル系界面活性剤（ソルスパース４１０００：日本ルーブリゾール社製）、変性アルコール（ソルミックス（登録商標）ＡＰ−７：日本アルコール販売社製（以下、「ＡＰ−７」という））を順に入れた溶液を１分間攪拌した後、濃塩酸（関東化学社製）を１質量％添加したＡＰ−７（以下、「１質量％ＡＰ−７」という）を上記溶液に添加し、１分間攪拌した。
【００６１】
その後、テトラエトキシシラン（ＫＢＥ−０４：信越化学社製、シリカ成分含有量＝２８．８質量％）を上記溶液に添加して室温で４時間攪拌した。この後、ＩＴＯ微粒子とエタノールを質量比２：３の割合で混合して４時間攪拌することにより得られたＩＴＯ分散液を上記溶液に添加して、３０分間攪拌を行い、赤外線カット液３を得た。なお、赤外線カット液３における各液の分量は、表１に記載した分量とした。また、ＩＴＯ分散液中のＩＴＯ微粒子として、直径が１０〜２０ｎｍ程度の微粒子を用いた。
【００６２】
【表１】
【００６３】
ガラス板１として、洗浄した厚さ４ｍｍ、大きさが６００ｍｍ×６００ｍｍのソーダライムシリカガラス基板（紫外線吸収機能を有するグリーンガラス）を用いた。
【００６４】
このガラス板１を、ガラス板保持部材４により鉛直面（鉛直方向）に対して１０°の角度に保持し、相対湿度（Relative Humidity）３０％ＲＨ、温度２０℃の環境下でガラス板１の表面に上記赤外線カット液３をフローコート法にて塗布した。
【００６５】
２本のノズル２ａ，２ｂを、被膜形成面１ａに対する対向位置であって、被膜形成面１ａ及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置した。ノズル２ａ，２ｂの間隔は、１５０ｍｍとした。また、ノズル２ａ，２ｂの先端とガラス板１の被膜形成面１ａとの距離は、それぞれ２５ｍｍ、２２ｍｍとした。
【００６６】
以下、実施例１及び比較例１〜３について説明する。
【００６７】
実施例１において、ノズル１本、単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量をそれぞれ１．５ｇ／ｓとして、２本のノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。その後、赤外線カット液３を射出しながら２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに沿って右方向へ１００ｍｍ／ｓで６秒間移動させた。ノズル２ａ，２ｂがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａ，２ｂを停止させ、ノズル２ａ，２ｂからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。
【００６８】
比較例１において、ノズル１本、単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量を３．０ｇ／ｓとして、ノズル２ａのみからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。その後、赤外線カット液３を射出しながらノズル２ａを被膜形成面１ａに沿って右方向へ１００ｍｍ／ｓで６秒間移動させた。ノズル２ａがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａを停止させ、ノズル２ａからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。
【００６９】
比較例２において、ノズル１本、単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量を１．５ｇ／ｓとして、ノズル２ａのみからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。その後、赤外線カット液３を射出しながらノズル２ａを被膜形成面１ａに沿って右方向へ５０ｍｍ／ｓで１２秒間移動させた。ノズル２ａがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａを停止させ、ノズル２ａからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。
【００７０】
比較例３において、ノズル１本、単位時間当たりの赤外線カット液３の射出量を３．０ｇ／ｓとして、ノズル２ａのみからガラス板１の被膜形成面１ａの左端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。その後、赤外線カット液３を射出しながらノズル２ａを被膜形成面１ａに沿って右方向へ５０ｍｍ／ｓで１２秒間移動させた。ノズル２ａがガラス板１の被膜形成面１ａの右端に到達するとノズル２ａを停止させ、ノズル２ａからガラス板１の被膜形成面１ａの右端に向けて赤外線カット液３を２秒間射出した。
【００７１】
【表２】
【００７２】
実施例１では、塗布に要した時間は１０秒であり、赤外線カット液３の総射出量は３０ｇであった。また、液切れすることなくガラス板１の全体に赤外線カット液３を塗布することができた。
【００７３】
比較例１では、塗布に要した時間は１０秒であり、赤外線カット液３の総射出量は３０ｇであった。しかし、液切れが発生し、ガラス板１の全体に赤外線カット液３を塗布することができなかった。
【００７４】
比較例２では、赤外線カット液３の総射出量は２４ｇと少なかったものの、塗布に要した時間は１６秒と長かった。また、液切れが発生し、ガラス板１の全体に赤外線カット液３を塗布することができなかった。
【００７５】
比較例３では、液切れは発生しなかったものの、塗布に要した時間は１６秒と長く、赤外線カット液３の総射出量は４８ｇと多かった。
【００７６】
本実施の形態によれば、ノズルを２つ以上設けることにより、ノズル１つ当たりの塗布範囲を小さくすることができる。従って、赤外線カット液３の射出量を増加することなく赤外線カット液３が基板の下まで流れる前に赤外線カット液３における溶媒が蒸発して乾燥するのを防止することができ、また、ガラス板１の終端での赤外線カット液３の射出量を低減することができる。その結果、赤外線カット液３の使用量を低減すると共に赤外線カット液３を迅速に塗布することができる。
【００７７】
本実施の形態では、ノズルの数は２本であるとしたが、これに限定されるものではなく、ノズルはいくつあってもよい。
【００７８】
また、本実施の形態では、２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに沿って右方向へ移動させるとしたが、２本のノズル２ａ，２ｂを被膜形成面１ａに対して相対移動させるべくガラス板１を移動させてもよい。
【００７９】
また、本実施の形態では、被膜形成面１ａの左端から赤外線カット液３を塗布するとしたが、右端から塗布してもよい。
【００８０】
また、本実施の形態では、ガラス板１に赤外線カット液３を塗布しているが、ガラス板に塗布する塗布液はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に係る被膜形成装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１の被膜形成装置の構成を示す正面図である。
【図３】複数のノズルの配置を説明する図である。
【図４】従来の被膜形成装置の構成を示す側面図である。
【図５】図４の被膜形成装置の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ ガラス板
２ａ，２ｂ ノズル
３ 赤外線カット液
４ ガラス板保持部材
１０ 被膜形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の被膜形成面に被膜を形成する被膜形成方法において、
前記基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように前記基材を保持する保持ステップと、
前記被膜形成面に複数のノズルから塗布液を射出する射出ステップと、
前記塗布液を射出しながら前記複数のノズルを前記被膜形成面に対して相対移動させるべく前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つを移動させる移動ステップとを備えることを特徴とする被膜形成方法。
【請求項２】
前記塗布液は、該塗布液の全質量に対する全固形分質量が３〜１０質量％であることを特徴とする請求項１記載の被膜形成方法。
【請求項３】
前記塗布液は、粘度が０．００１７〜０．１Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１又は２記載の被膜形成方法。
【請求項４】
前記複数のノズルは、前記被膜形成面に対する対向位置であって、前記被膜形成面及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項５】
前記複数のノズルの各先端と前記被膜形成面との距離は、５〜１５０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項６】
前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つは、前記複数のノズルの各先端と前記被膜形成面との距離が略一定に維持されるように、相対移動されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項７】
前記相対移動の速度は５０〜５００ｍｍ／秒であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項８】
前記複数のノズルの各々における前記塗布液の射出量は１〜３ｇ／秒であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項９】
前記複数のノズルは、夫々、１００〜５００ｍｍの間隔で配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項１０】
前記複数のノズルのうち最下段に配置されたノズルと、前記被膜形成面における塗布範囲の下端との鉛直方向の距離は、０〜７００ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項１１】
前記複数のノズルの本数は２本であり、前記被膜形成面における塗布範囲は、鉛直方向の長さが２００〜１０００ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項１２】
基材の被膜形成面に被膜を形成する被膜形成装置において、
前記基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように前記基材を保持する保持手段と、
前記被膜形成面に塗布液を射出する複数のノズルと、
前記塗布液を射出しながら前記複数のノズルを前記被膜形成面に対して相対移動させるべく前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つを移動させる移動手段とを備えることを特徴とする被膜形成装置。
【請求項１】
基材の被膜形成面に被膜を形成する被膜形成方法において、
前記基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように前記基材を保持する保持ステップと、
前記被膜形成面に複数のノズルから塗布液を射出する射出ステップと、
前記塗布液を射出しながら前記複数のノズルを前記被膜形成面に対して相対移動させるべく前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つを移動させる移動ステップとを備えることを特徴とする被膜形成方法。
【請求項２】
前記塗布液は、該塗布液の全質量に対する全固形分質量が３〜１０質量％であることを特徴とする請求項１記載の被膜形成方法。
【請求項３】
前記塗布液は、粘度が０．００１７〜０．１Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１又は２記載の被膜形成方法。
【請求項４】
前記複数のノズルは、前記被膜形成面に対する対向位置であって、前記被膜形成面及び水平面のそれぞれに対し略垂直な１つの略鉛直面上に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項５】
前記複数のノズルの各先端と前記被膜形成面との距離は、５〜１５０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項６】
前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つは、前記複数のノズルの各先端と前記被膜形成面との距離が略一定に維持されるように、相対移動されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項７】
前記相対移動の速度は５０〜５００ｍｍ／秒であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項８】
前記複数のノズルの各々における前記塗布液の射出量は１〜３ｇ／秒であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項９】
前記複数のノズルは、夫々、１００〜５００ｍｍの間隔で配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項１０】
前記複数のノズルのうち最下段に配置されたノズルと、前記被膜形成面における塗布範囲の下端との鉛直方向の距離は、０〜７００ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項１１】
前記複数のノズルの本数は２本であり、前記被膜形成面における塗布範囲は、鉛直方向の長さが２００〜１０００ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の被膜形成方法。
【請求項１２】
基材の被膜形成面に被膜を形成する被膜形成装置において、
前記基材の被膜形成面が鉛直面に対して所定の角度となるように前記基材を保持する保持手段と、
前記被膜形成面に塗布液を射出する複数のノズルと、
前記塗布液を射出しながら前記複数のノズルを前記被膜形成面に対して相対移動させるべく前記複数のノズル及び前記基材の少なくとも１つを移動させる移動手段とを備えることを特徴とする被膜形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１７５６６３（Ｐ２００７−１７５６６３Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７９７０４（Ｐ２００５−３７９７０４）
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（０００００４００８）日本板硝子株式会社 (853)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２８日（２００５．１２．２８）
【出願人】（０００００４００８）日本板硝子株式会社 (853)
【Ｆターム（参考）】
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