Development of thin film materials with long-term low water contact angles

硝酸塩をアルカリ金属酸化物源とし、アルコキシドをシリカ源としてゾル－ゲル法により作製したLi2O-SiO2薄膜とNa2O-SiO2薄膜のいずれについても、水滴を滴下すると滴下跡が肉眼で観察されるにもかかわらず、ICPによる耐水性試験では、市販のソーダ石灰ガラスよりも耐水性が良いという結果となり、後者の試験結果に疑問が持たれた。そこで耐水性試験（水への浸漬）前後でXPSによる深さ方向分析を行ったところ、試験中にLiイオンとNaイオンがほとんど全て溶出していることがわかり、決して耐水性が高くないことが判明した（浸漬前の膜では、表面側でアルカリの濃度が若干高いという膜厚方向での組成傾斜が見られた）。なお、市販のソーダ石灰ガラスを300 h大気中で静置すると、その水との接触角は約10°から45°に増加するが、水に浸漬して得られるシリカ膜は、20～30°付近とやや高めながらも、ソーダ石灰ガラスと比べて低い接触角を300 h以上維持した。硝酸塩をアルカリ土類金属酸化物源とし、アルコキシドをシリカ源としてゾル－ゲル法により作製したMgO-SiO2薄膜とCaO-SiO2薄膜について、水との接触角の静置時間依存性を調べたところ、Li2O-SiO2薄膜とNa2O-SiO2薄膜とは対照的に、その接触角は静置前から40°前後と高く、300 hの静置過程で40～50°を保った。MgO-SiO2薄膜は、水に浸漬した後にも約50°という高い接触角を示したが、CaO-SiO2薄膜は、水に浸漬した後には、10°以下の低い接触角を300 h以上維持した。XPSによる深さ方向分析の結果、CaO-SiO2薄膜から水にCaイオンがほぼ全て溶出しており、膜はシリカ膜となっていることが分かった。

硝酸塩をアルカリ金属酸化物源とし、アルコキシドをシリカ源としてゾル－ゲル法により作製したLi2O-SiO2薄膜とNa2O-SiO2薄膜のいずれについても、水滴を滴下すると滴下跡が肉眼で観察されるにもかかわらず、ICPによる耐水性試験では、市販のソーダ石灰ガラスよりも耐水性が良いという結果となり、後者の試験結果に疑問が持たれた。そこで耐水性試験（水への浸漬）前後でXPSによる深さ方向分析を行ったところ、試験中にLiイオンとNaイオンがほとんど全て溶出していることがわかり、決して耐水性が高くないことが判明した（浸漬前の膜では、表面側でアルカリの濃度が若干高いという膜厚方向での組成傾斜が見られた）。なお、市販のソーダ石灰ガラスを300 h大気中で静置すると、その水との接触角は約10°から45°に増加するが、水に浸漬して得られるシリカ膜は、20～30°付近とやや高めながらも、ソーダ石灰ガラスと比べて低い接触角を300 h以上維持した。硝酸塩をアルカリ土類金属酸化物源とし、アルコキシドをシリカ源としてゾル－ゲル法により作製したMgO-SiO2薄膜とCaO-SiO2薄膜について、水との接触角の静置時間依存性を調べたところ、Li2O-SiO2薄膜とNa2O-SiO2薄膜とは対照的に、その接触角は静置前から40°前後と高く、300 hの静置過程で40～50°を保った。MgO-SiO2薄膜は、水に浸漬した後にも約50°という高い接触角を示したが、CaO-SiO2薄膜は、水に浸漬した後には、10°以下の低い接触角を300 h以上維持した。XPSによる深さ方向分析の結果、CaO-SiO2薄膜から水にCaイオンがほぼ全て溶出しており、膜はシリカ膜となっていることが分かった。