JP2000319038A - ガラス製品を一時的に保護する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平らな表面を有するガラスを一時的に保護す
る。 【解決手段】 例えば陽イオン界面活性剤を含む水溶液
をガラスの表面に施すことによりその表面上に疎水性コ
ーティングを形成する。ここで、ガラスが高温で新たに
形成され、この新たに形成されたガラスが、その水溶液
と最初に接触したときに、175℃よりも高い温度であ
り、形成されたコーティングが、ガラスチップの表面へ
の付着を減少させている。次いで、ガラスを切断し、切
断されたガラスの縁を研磨する。この最中に、水を被覆
された表面に施す。このとき、液滴接触角は、少なくと
も40°である。ガラスを使用する際に、その表面からコ
ーティングを除去する。使用するまでは、ガラスチップ
や汚染物からガラスが保護されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス製品を一時
的に保護する方法、特に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
ガラスのようなガラス製品の表面を保護する方法に関す
るものである。この方法は、例えば、ガラス製品を周囲
の汚染物から保護したり、ガラス製品の切断または粗摺
り中にガラスチップが付着するのを防ぐのに有用であ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤガラスを含むガラスの多くの用途
には、埃および有機汚染物が実質的にない非常にきれい
なガラス表面が必要とされている。周りの雰囲気に露出
したときに、ガラスは有機汚染物により即座に汚染され
ることがあり、その汚染は数分以内に観察されている。
ＬＣＤガラスを洗浄するのに現在用いられている洗浄プ
ロセスには、いくつかの工程が含まれ、様々な化学物質
が必要とされる。したがって、製造中、輸送中および貯
蔵中に周囲の埃からガラス表面を保護して、きれいなガ
ラス表面を提供するための化学物質の必要性を最小にす
るかなくしてしまう方法が必要とされている。

【０００３】ガラスの表面と縁を切断し、粗摺りするの
に用いられている現在の方法では、しばしば、小さなガ
ラスチップ（例えば、1マイクロメートルより大きく、
約100マイクロメートル未満のサイズを有するチップ）
を発生させている。これらの粒子のいくつかが、きれい
なガラス表面に不可逆的に付着して、そのガラスをほと
んどの用途にとって役に立たなくしてしまう。このこと
は、ＬＣＤガラス表面の場合には、特に重大な問題であ
る。

【０００４】ＬＣＤガラスは、所望のサイズに切断また
は粗摺りできる平らで滑らかなガラス表面を形成する、
溶融ドロープロセスにより製造することができる。その
切断プロセスから生じたガラスチップのいくらかは、ガ
ラス表面から発生する。これらチップの平らな表面がガ
ラスプレートの表面と接触したときに、強力な付着を促
進させる大きな接触区域が、チップとガラス表面との間
に生じることがある。これらの二つの表面の間に凝縮に
より水膜が形成された場合、永久的な化学結合が生じて
しまうかもしれず、その場合には、ガラスチップの表面
への付着が不可逆的となる。このことにより、そのガラ
スはＬＣＤ用途には役に立たなくなるであろう。

【０００５】ガラスシート、特に、ＬＣＤガラスのシー
トを保護するある公知の方法は、ガラスの両面に高分子
フイルムを施して、けがき、切断および面取り工程の最
中にそのガラスを保護するものである。典型的な方法に
おいて、一方の主要面は、接着剤により付着された高分
子フイルムを有し、他方の主要面は、静電荷により付着
されたフイルムを有している。この最初のフイルムは、
シートの縁仕上げ（切断または粗摺り）が完了した後に
除去され、一方で、二番目のフイルムは仕上げ工程の前
に除去される。この接着剤付きフイルムは取扱い装置に
よる引掻きから表面を保護するけれども、このフイルム
は他の問題を引き起こしてしまう。例えば、前記高分子
は、仕上げ工程中に発生したガラスチップを捕捉して、
特に表面の縁近くで、ガラスチップが蓄積し、ガラス表
面が引っ掻かれてしまう。このフイルムに関する別の問
題は、そのガラス表面に接着剤が残留してしまうかもし
れないことである。したがって、ガラス表面に残留コー
ティングを残さない、チップの付着からガラス表面を保
護する方法、およびガラス表面を一時的に保護し、それ
によって、その後に使用するために、きれいでコーティ
ングのない表面を有するガラス製品を容易に得ることの
できる方法が必要とされている。

【０００６】長年に亘り、ガラス表面を保護するため
に、有機コーティングが用いてられてきた。例えば、Sm
ay,G.L. Glass Technology 1985,26,46-59を参照のこ
と。しばしば、オレイン酸溶液またはステアリン酸溶液
を施して潤滑性コーティングを形成し、製造プロセス中
に傷や亀裂を生じずに、ガラスボトルを互いに滑らせて
いる。オレイン酸およびステアリン酸は、それらを水に
比較的不溶性にする長い脂肪属鎖を有している。したが
って、例えば、その潤滑性層を吹付けにより施すべき場
合には、アルコール／水溶液が必要とされる。ガラス、
特にＬＣＤガラスの製造に関して、アルコール／水溶液
中のアルコールは、熱いガラス表面に吹き付けられたと
きに、アルコールが急速に蒸発し、燃えやすく、爆発す
る可能性のある空気とアルコール蒸気との混合物を発生
することがあるので重大な問題である。

【０００７】オレイン酸およびステアリン酸のコーティ
ングは、それらの鎖−鎖の相互作用が非常に強力である
ので、ＬＣＤガラスの保護に使用するのにも適していな
い。その結果、そのコーティングは、塩基性の洗浄剤で
洗浄した場合でさえ除去するのが難しい。

【０００８】ＬＣＤガラスを一時的に保護するのに用い
られるコーティングの重要な点は、除去できることであ
る。液晶ディスプレイの製造業者は、典型的に、ガラス
基板上に半導体素子、例えば、薄膜トランジスタを形成
する工程を含む複雑な製造プロセスの出発点でＬＣＤガ
ラスを使用する。そのようなプロセスに悪影響を与えな
いように、ＬＣＤガラスを保護するのに用いられるコー
ティングは、ＬＣＤ製造プロセスの開始前に容易に取り
除けなければならない。

【０００９】シランおよびシロキサンのようないくつか
の材料は、定性的な意味において、すなわち、ガラス表
面から実質的に完全に除去できるのに適した条件下で、
除去性の基準を満たせるかもしれないが、それでも、そ
れらの材料はまだ、まさにこの基準に基づくＬＣＤガラ
スに使用するのに許容されない。これは、液晶ディスプ
レイの製造業者は、これらの材料がＬＣＤ製造プロセス
を乱す可能性があるので、それら材料のほとんどの最小
の残留レベルでさえも許容できるとは考えられないとは
考えているからである。したがって、基本的に除去可能
であるけれども、これらの材料は、実際に施したときに
除去性の基準を満たさない（すなわち、保護コーティン
グが達成しなければならない除去性のレベルは、コーテ
ィングの組成の関数である）。

【００１０】液晶ディスプレイを製造するのに使用すべ
きガラスに関して避ける必要のある材料の別の群は、ア
ルカリを含有する材料である。これは、アルカリは、少
量でさえも、薄膜トランジスタを害することが知られて
いるからである。同様に、金属、特に重金属は、それら
がガラス表面の電気特性を変えてしまうことがあるので
望ましくない。

【００１１】上述したオレイン酸およびステアリン酸の
コーティングのように、陰イオンおよび陽イオン界面活
性剤がガラス表面に施されている。ほとんどの陰イオン
界面活性剤は水溶性であるけれども、水の存在下ではガ
ラス上に良好な安定性のコーティングを形成しない。以
下に提供するデータに示されるように、これらの界面活
性剤は、ＬＣＤガラスの保護に使用するのには望ましく
ないことが分かった。

【００１２】溶液中のシリカ上への陽イオン界面活性剤
の吸着が、コロイド状シリカの分散を理解することと関
連して多くの研究者により研究されてきた。Goloub,T.
P., Koopal,L.K., Bijsterbosch,B.H.Langmuir 1986,1
2,3188-3194; Goloub,T.P., Koopal,L.K., Langmuir 19
97,13,673-681; Zajac,J., Tompette,J.L., Partyka,
S., Langmuir 1996,12,1357-1367; Rosen,M.J. Surfact
ants and Interfacial Phenomena, J.Wiley & Sons, Ne
w York, 1989, Chapter 2; およびHarell,J.H., Scameh
orn,J.F. "Adsoption from Mixed Surfactant System
s", in Mixed Surfactant Systems, Surfactant Series
Vol.46, Ogino, K, and Abe, M, Ed.; MarcelDekker,
Inc. New York, 1992, pp.263-281を参照のこと。中性
ｐＨで、ケイ酸塩表面は、通常、負に荷電して、容易に
陽イオン種を吸着することができる。陽イオン界面活性
剤を水の沸点未満の温度でガラスに施すことが、米国特
許第4,544,395号(Evans)に開示されている。

【００１３】以下詳細に記載されているように、本発明
によれば、様々な種類の陽イオン界面活性剤（非イオン
界面活性剤およびベタインと同様に）が、熱いガラス上
（すなわち、175℃よりも高い温度のガラス上）で急速
に結束し、十分に疎水性の（すなわち、少なくとも40°
の液滴接触角を有する）コーティングを形成して、この
ガラスに対するガラスチップの付着を実質的に減少させ
る（1マイクロメートルより大きいサイズのガラスチッ
プの付着を少なくとも80％減少させる）ことができる。
陽イオン界面活性剤およびガラスを含む従来技術の研究
では、この重要な結果が開示も示唆もされていない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】要約すると、以下の特
性を有する、ガラス製品、特に、ＬＣＤガラスシートを
保護する方法が、この技術において必要とされている： (1) この方法は、新たに形成されたガラスが、製造後
実質的に直後に保護されるように、全体のガラス形成プ
ロセス中に、特にその形成プロセスの終りに容易に組み
込めるものでなければならない。中でも、この基準を満
たすために、コーティング材料が、(a)ガラス形成ライ
ンの環境（例えば、高温）に耐えられなければらなず、
(b)その材料を施す方法が、そのような環境に使用する
のに安全でなければならない； (2) コーティングは、ガラスシートの切断および／ま
たは粗摺りから生じるチップの付着、並びにガラスが、
使用前の貯蔵および輸送中に接触するかもしれない他の
汚染物、例えば、粒子の付着からガラスを保護するのに
十分に疎水性でなければならない； (3) コーティングは、切断および／または粗摺りプロ
セス中に多量の水に露出された後の保護を提供し続ける
ように十分に丈夫でなければならない； (4) コーティングは、例えば、液晶ディスプレイの製
造に最終的に使用する前に、ガラスから実質的に完全に
除去可能でなければならない；および (5) コーティングは、ガラスの最終的な使用において
低レベルで許容できる材料からならなければならない。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術にお
けるこの長年続いている必要性に対処し、これを満たす
ものである。

【００１６】本発明は、周囲の汚れからガラス製品の表
面を一時的に保護する方法およびチップの付着物からガ
ラス製品の表面を一時的に保護する方法を提供するもの
である。

【００１７】本発明は、その第一の態様によれば、ガラ
ス製品の表面を除去可能な疎水性膜（ここでは、「疎水
性コーティング」または単に「コーティング」とも称さ
れる）で被覆することにより、その表面を一時的に保護
する方法を提供する。この膜は、約１つの分子から約１
０の分子までの厚さを有しても、あるいは、所望であれ
ば、１０より多くの分子の厚さを有していても差し支え
ない。

【００１８】本発明は、その第二の態様によれば、切断
または粗摺りされたガラス製品を製造するときに、チッ
プの付着を減少させる方法であって、(A)その製品の表
面に安定な疎水性膜を形成し、(B)そのガラス製品を切
断または粗摺りし、(C)その膜を除去する各工程を含む
方法を提供する。ここでも、この膜は、約１つの分子か
ら約１０の分子までの厚さを有しても、あるいは、所望
であれば、１０より多くの分子の厚さを有していても差
し支えない。

【００１９】これらの態様の両方によれば、本発明は、
少なくとも一つの実質的に平らな表面を有するガラスを
処理する方法であって、(a) ガラスの製造プロセスの
一部として、少なくとも一つの界面活性剤を含む水溶液
をその表面に施すことにより、この表面上に疎水性コー
ティングを形成し、ここで、(1) この製造プロセスに
より、高温で新たに形成されたガラスが製造され、(2)
この新たに形成されたガラスが、最初に前記水溶液と
接触したときに175℃よりも高い（好ましくは、200℃よ
りも高い）温度であり、(3) 前記界面活性剤が、陽イ
オン界面活性剤、非イオン界面活性剤、およびベタイン
からなる群より選択され、(4) 前記コーティングによ
り、ガラスチップの表面への付着が減少し、(b) 前記
ガラスを切断し、(c) この切断されたガラスの少なく
とも一つの縁を粗摺りおよび／または研磨し、(d) こ
の表面からコーティングを除去する、各工程を含み、こ
こで、(i) 水溶液または水含有溶液が、工程(b)および
(c)の内の少なくとも一つの工程の最中に被覆された表
面に施され、(ii) コーティングが、工程(b)および(c)
の後に少なくとも40°の液滴接触角を有する、ことを特
徴とする方法を提供する。

【００２０】ある好ましい実施の形態において、コーテ
ィングは、熱いガラス上への吹付けにより施される。コ
ーティングを施す他の手法、例えば、浸漬、メニスカス
・コータ、ウィック・コータ等を用いても差し支えない
が、熱いガラスは、しばしば、特に、流出式下方ドロー
プロセスが用いられたときに、ガラス製造プロセスの終
わりに、実質的に前後の動きを示すことがあるので、そ
れら他の手法はそれほど好ましくない。

【００２１】他の好ましい実施の形態において、コーテ
ィングは、好ましくは、ブラシ洗浄および／または超音
波洗浄と組み合わせて、洗浄剤水溶液、例えば、市販の
洗浄剤パッケージを使用して除去される。さらに、コー
ティングの表面を、その洗浄剤溶液と接触させる前に、
酸化雰囲気に露出しても差し支えない。この酸化雰囲気
と洗浄剤溶液との組合せは、好ましくは、ブラシ洗浄お
よび／または超音波洗浄と組み合わせられる。この酸化
雰囲気は、コロナ放電により、オゾンを生成するための
紫外線の使用により、または酸素プラズマにより作り出
すことができる。オゾン処理された水を用いても差し支
えない。それほど好ましくはないけれども、酸化雰囲気
手法自体を用いて、コーティングを除去しても差し支え
ない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
の形態を参照して、詳細に説明する。

【００２３】界面活性剤の技術 界面活性剤の表面への吸着が、特に、水性および非水性
系中の無機粉末の分散および凝集に関して、長年に亘り
研究されてきた。Rosen,M.J. Surfactants andInterfac
ial Phenomena, 2nd Edition, Wiley-Interscience, Ne
w York, 1989,pages 337-361; Tadros,T.F. (Editor) S
urfactants, Academic Press, Orlando, Florida, 198
4, pages 197-220; Botre,C., DeMartiis,F. and Solin
as,M. J.Phys.Chem., 1964, 68, 3624; Zajac,J., Trom
pette,J.L. Partyka,S. Langmuir, 1996, 12, 1357; Go
loub,T.P., Koopal,L.K., Bijsterbosch,B.H., Sidorov
a,M.P. Langmuir, 1996, 12, 3188; およびGoloub,T.
P., Koopal,L.K. Langmuir,1997, 13, 673を参照のこ
と。

【００２４】界面活性剤の溶液濃度、イオン強度、他の
分子部分の存在、および制限された範囲の温度に依存し
て、いくつかの吸着機構が提案されている。とりわけ、
無機材料上に凝結した界面活性剤の構造が、この研究の
焦点となってきた。

【００２５】良好なコーティングの形成に影響を与える
要因としては、頭部のサイズ、疎水鎖の数と長さ、その
鎖の不飽和と枝、界面活性剤の濃度、溶液のイオン強
度、溶液中の他の物質の存在、および被覆される表面の
性質が挙げられる。シリカおよびケイ酸塩ベースのガラ
スは、一般的に、ｐＨ７で負の電荷表面を有している。
Zajac,J., Trompette,J.L., Partyka,S. Langmuir, 199
6, 12, 1357を参照のこと。

【００２６】最も重要なことに、本発明に関して、この
文献に報告された水溶液からの界面活性剤吸着への研究
は、平衡条件および比較的低温に関するものであった。
他方で、本発明の界面活性剤コーティングは、非平衡条
件下および高温で形成される。

【００２７】SomasundatanおよびFuerstenau（Somasund
aran,P., Fuerstenau,D.W., J.Phys.Chem. 1966, 70, 9
0）により行われた研究で、溶液中に浸漬されたシリカ
上に吸着されたイオン界面活性剤に関する吸着等温線に
は三つの領域があることが示された。（Rosen,M.J. Sur
factants and Interfacial Phenomena, 2nd Edition,Wi
ley-Interscience, New York, 1989.からの図１を参照
のこと）第一の領域において、界面活性剤はイオン交換
により吸着される。第二の領域において、疎水尾部の相
互作用により生じた安定化により、吸着の率が上昇す
る。分子は表面上に凝集体を形成する。これはヘミミセ
ル吸着と呼ばれる。この領域の終りまでに、表面の電荷
が、界面活性剤の吸着により反対になる。第三の領域に
おいて、各々の追加の分子を加えるには、静電反撥を克
服する必要があるが、疎水鎖の相互作用安定化が得られ
る。したがって、吸着率が減少する。前記文献には、第
三の領域の始まりは、臨界ミセル濃度（すなわち、界面
活性剤分子がミセルを形成し始める濃度）に関連すると
いう報告がある。Griffith,M.J., Alexander,A.E. J.Co
lloid Interface Sci., 1967, 25, 311; Greenwood,F.
G., Parfitt,G.D., Picton,N.H., Wharton,D.G Adsorpt
ion from Aqueous Solution, Adv.Chem.Series79, Amer
ican Chemical Society, Washington,D.C., 1968, 135;
およびGroot,R.C. 5th.Int.Cong.Surface-Active Subs
tances, Barcelona, Spain, September,1968, II, P.58
1を参照のこと。

【００２８】長鎖第四アンモニウム塩のシリカへの平衡
吸着は、図１の曲線と同一ではないがそれに似た曲線に
したがう。図２は典型的な曲線を示している。この図の
曲線は、Harell,J.H., Scamehorn,J.F. "Adsorption fr
om Mixed Surfactant Systems", in Mixed surfactant
Systems, Surfactant Series Vol.46, Ogino,K, andAb
e,M,Ed,; Marcel Dekker,Inc. New York,1992,pp.263-2
81の図１の近似である。

【００２９】図２に示されているように、最初の領域
は、臨界ミセル濃度よりかなり低い希釈界面活性剤溶液
に特有なものである。その濃度よりも大きいと、加えら
れたどのような界面活性剤によっても、ミセルの密度が
高くなるが、溶液中の遊離分子密度は高くならない。領
域１において、吸着された分子は、比較的孤立してお
り、一般的に互いに会合しない。領域２は、前記長鎖の
会合が増大した結果である傾斜の鋭い増加を示してい
る。領域３において、表面の電荷は中和され、吸着され
る追加の界面活性剤分子が利用できる場所が減少する。
その結果、この傾斜は著しく減少する。最後に、領域４
において、この表面は飽和され、元の表面上にはもうな
にも吸着できなくなる。領域３と４の間の区切り点は、
一般的に、所定の界面活性剤の臨界ミセル濃度にある。

【００３０】図１に関するように、図２の曲線は、平衡
条件に関するものであり、したがって、一般的な構成を
提供するけれども、本発明によるガラス表面に界面活性
剤が施される条件に直接適用できるものではない。

【００３１】ここに具体的に表現し、広く説明したよう
に、本発明は、ガラス製品の表面を、その製品の表面に
除去可能な膜を提供することにより一時的に保護する方
法を提供するものである。この膜は、膜形成材料の少な
くとも１つの分子からそのような材料の約10の分子まで
の厚さを有することができる。約１つの分子の膜厚は、
ここでは、「単層」と称される。所望であれば、より厚
い膜を用いても差し支えなく、このより厚い膜は、ガラ
スシートの切断、粗摺り、および縁取りの最中に行われ
る水による洗浄に耐えられるので、好ましい。

【００３２】本発明による膜により保護されるガラス製
品は、どのようなガラス製品であってもよい。本発明の
ある実施の形態において、その製品はガラスシートであ
る。本発明の別の実施の形態において、ガラス製品は、
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラスシートである。

【００３３】本発明の用途の一つは、ガラス製品を周囲
の汚染物から保護することである。この方法によれば、
その製品の一つ以上の表面が、陽イオン、非イオン、ま
たはベタイン界面活性剤を含む膜により被覆される。

【００３４】この被覆ガラスは、例えば、貯蔵または輸
送中に周囲の汚染物に露出されてもよく、好ましくは、
密封されたプラスチックまたはガラスのコンテナ中で輸
送され、貯蔵される。被覆表面は、好ましくは、前記膜
が耐引掻性であるように設計されていないので、それら
の縁を持って取り扱う。包装を開けた後に、その膜は、
以下に論じる洗浄方法の使用により、紫外線／オゾン洗
浄により、またはガラス表面をエッチングする成分およ
び湿潤剤を含む溶液の使用により、といった様々な様式
で容易に除去される。得られた表面は、清潔で、乾燥
し、均一に親水性である。この方法は、保護膜が施すの
が容易で、除去するのが容易である点で有益であり、こ
の方法により、清潔で、乾燥し、均一に親水性の表面を
有するガラス製品が得られる。

【００３５】本発明の方法の別の特別な応用は、切断ま
たは粗摺りガラス製品を製造するときに、チップ付着物
を減少させる方法である。上述したように、ガラスチッ
プの付着物は、切断または粗摺りガラスの製造、特に、
ＬＣＤガラスの製造において重大な問題を引き起こす。
本発明は、ガラス製品の表面に安定で除去可能な疎水性
膜を提供することにより、チップ付着物の形成を防いで
いる。ここに用いているように、「安定で除去可能な疎
水性」膜という語句は、ガラスに接着され、取扱い、貯
蔵および輸送中に除去されたり、著しく劣化したりしな
いが、除去可能な膜を意味する。この膜は、ガラス表面
のシリカとの相互作用によりガラスに付着し、ガラス製
品の表面とガラスチップとの間のバリアとして機能す
る。この膜により、ガラスチップがガラス製品の表面と
接触することが減少するかまたは防がれるので、チップ
の付着が生じるのが減少する。さらに、この疎水性膜
が、永久的なチップの付着を導く水の凝縮を減少させる
であろう。

【００３６】チップの付着を防ぐために、ガラス製品の
表面に安定で除去可能な疎水性膜を設け、このガラス製
品を切断または粗摺りし、この膜を除去する。ガラスを
汚染物から保護する場合のように、ガラスをチップ付着
物から保護するのに使用する膜は、陽イオン、非イオ
ン、またはベタイン界面活性剤を含んでいる。

【００３７】この膜は、様々な厚さ、例えば、約１分子
から約10分子まで、または数百ナノメートル未満、また
は100ナノメートル未満、または数ナノメートルから数
十ナノメートルまでの厚さを有していても差し支えな
い。欠陥についてガラスの視覚的に検査するために、最
初にガラスに施されたときの、または水により洗浄後い
ずれかの膜は、人間の裸眼には見えない厚さを有してい
ても差し支えない。目に見えないことは、約１分子のよ
うな、数ナノメートルから数十ナノメートルまでのこと
が多い、マイクロメートルよりかなり小さいコーティン
グ厚を示す。そのような厚さにより、その膜は、ガラス
が別の材料により被覆された場合のように、最終製品を
妨げたりするかもしれない著しい残留物を残したり、ガ
ラス表面を著しく変更したりせずに、例えば、紫外線／
オゾン洗浄または熱分解により容易に除去できる。

【００３８】この膜のコーティング密度は、ガラス表面
を完全に覆うのに十分でなければならない。例えば、約
２ｎｍ厚のフイルムは、表面1000平方メートル当たり約
2グラムの密度を有している。この密度は、以下のよう
に推測することができる：Ａがナノメートルで表したコ
ーティングの厚さである場合、1000平方メートル当たり
のコーティング密度は、グラムで約Ａである。この結果
は、以下の大きさのオーダの計算に由来する：コーティ
ング材料密度を1000ｋｇ／ｍ^３と仮定する コーティング体積＝厚さ×表面積 質量（ｇ）＝Ａ（×10^−９ｍ×1000ｍ^２×1000ｋｇ／ｍ
^３×1000ｇ／ｋｇ） チップの付着を減少または防ぐのに適切な膜の適用を確
認するために、この膜の湿潤性を測定することができ
る。これは、従来技術において知られている様々な技術
により行っても差し支えない、被覆表面上の液滴の接触
角を測定することにより容易に行うことができる。この
接触角測定の概略図が図３に示されており、ここで、θ
ｃが液滴の接触角である。有利なことには、液滴の接触
角は、少なくとも40度、好ましくは、少なくとも50度の
値を有する。そのような接触角により、少なくとも約80
％から少なくとも約90％、チップ付着物が減少する。

【００３９】チップの付着レベルを測定するのに、様々
な技術を用いても差し支えない。例えば、本発明のコー
ティングにより保護されたガラス板を用いて、これらを
半分に切断し、新しく露出された縁を互いに擦り付ける
ことにより、ガラスチップを発生させることができる。
次いで、これらのチップを、保護されていないガラスレ
シーバ板上、または本発明のコーティングにより保護さ
れたガラスレシーバ板上に付着させることができる。対
照として、保護されていないガラス板を用いて、チップ
を発生させ、これらチップを保護されていないガラス板
上に落下させる。レシーバ板は、例えば、４インチ×４
インチ（10ｃｍ×10ｃｍ）または６インチ×６インチ
（15ｃｍ×15ｃｍ）の寸法を有することができる。

【００４０】次いで、チップ付着ガラス板を、25℃に維
持された95％の相対湿度の容器内に３から６週間に亘り
貯蔵して、ガラスの包装、輸送および貯蔵条件をシミュ
レートする。これらのガラス板を、チップの測定前に洗
浄して、非付着チップを除去し、付着したチップの数を
計測する。

【００４１】チップの付着の減少を測定する別の技術と
して、ガラス粉末を被覆および非被覆ガラス板に施し、
その後、85％にの湿度と85℃で貯蔵し、その後、洗浄と
チップの計測を行うことができる。チップの付着レベル
を決定するさらなる変更例は、当業者に明らかであろ
う。

【００４２】界面活性剤膜 上述したように、本発明のコーティングは界面活性剤を
含む。より詳しくは、本発明のコーティングは界面活性
剤から実質的になる。ここに用いたように、「実質的に
なる」という語句は、膜に実質的に影響を与えるかもし
れない他の成分は排除するものである。したがって、
「少なくとも一種類の界面活性剤から実質的になる膜」
は、該少なくとも一種類の界面活性剤を含有し、結合
剤、溶剤等のような、膜に実質的に影響を与えない他の
成分を含んでもよい。

【００４３】適切な界面活性剤の例としては、陽イオン
界面活性剤、非イオン界面活性剤、およびベタインが挙
げられる。ここで用いているように、「界面活性剤」と
いう用語は、少なくとも一種類の可溶性の親水性末端お
よび少なくとも一種類の不溶性の疎水性末端を有するこ
とによる、二官能性のために、界面活性である化合物を
包含する。従来技術において知られているように、ベタ
インは、典型的に、カルボン酸末端および第四アンモニ
ウム末端を有する極性分子（ｐＨが分子の等電点に対応
するかそれより大きい溶液中にあるときの双極性イオ
ン）である。

【００４４】臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム
（ＣＴＡＢ）のような、疎水性尾部および正に荷電した
頭部を有する陽イオン界面活性剤が、本発明にしたがっ
て用いられる。陽イオン界面活性剤を含む膜は、正に荷
電した頭部とガラス表面の負の電荷との間の引力により
ガラス表面に付着する傾向にあり、例えば、ガラス製品
が高温にある間にその製品上に界面活性剤の水溶液を吹
き付けることにより施すことができる。それほど好まし
くないけれども、その界面活性剤は、浸漬、スピンコー
ティング、または界面活性剤溶液をガラス表面に接触さ
せる他のどのような工程により施してもよい。必要に応
じて、この界面活性剤を施す工程の後に濯ぎ工程を行っ
てもよい。

【００４５】前記膜は、必要に応じて、一つの界面活性
剤または二つ、三つもしくはそれ以上の界面活性剤の混
合物のような界面活性剤の混合物を含んでいてもよい。
この膜は、陽イオン界面活性剤の混合物、非イオン界面
活性剤の混合物、ベタインの混合物、またはそれらの組
合せ、例えば、陽イオン界面活性剤および／または非イ
オン界面活性剤の混合物を含んでいてもよい。あるい
は、各々異なる界面活性剤を含む複数の膜を連続して前
記表面に施してもよい。例えば、異なる陽イオン界面活
性剤、異なる非イオン界面活性剤、異なるベタイン、ま
たは異なるそれらの組合せを含む膜をその表面に施して
もよい。例えば、被覆すべきガラス表面が、均一な負の
表面電荷を有さない、または異なる（正、負または中
性）電荷の領域を有する場合には、界面活性剤の混合物
または複数の膜を使用することが有利であろう。溶液中
で凝集する傾向にある界面活性剤を使用する場合、それ
らは好ましくは、続いて施される膜の成分として使用し
て、一つの溶液中に存在する場合に生じるかもしれない
凝集を避ける（すなわち、それらの両親媒性により誘発
される力よりも強い力による引力を避ける）。溶液中で
不可逆的に凝集しない界面活性剤に関しては、それら界
面活性剤を混合し、上述した技術を用いて、その混合物
の水溶液をガラスに直接施す。

【００４６】好ましい陽イオン界面活性剤は、平均長さ
が8-18炭素の1-2アルキル（または混合アルキル／アル
ケン）鎖を有する第四アンモニウム塩である。これは、
（Ｒ _１）_ａ（Ｒ_２）_ｂＮＸの化学式を有し、ここで、Ｒ
_１は、8-24の炭素を含有する、飽和または不飽和の直鎖
または枝分れ鎖であり、Ｒ_２は、1-6の炭素を含有す
る、飽和または不飽和基であり、ａ＝１，２または３、
ｂ＝（４−ａ）、Ｎは窒素であり、Ｘは陰イオン（以下
に限定されるものではないが、フッ化物、塩化物、臭化
物、ヨー化物、およびアセテートを含む）である化合物
の一群の一部である。炭素に加えて、その鎖は、ヘテロ
原子を含んでも差し支えない。

【００４７】Ｒ_２は、典型的にメチル基であるが、エチ
ル、プロピル（ｎ−またはイソ）、またはブチル（ｎ
−、２−またはｔｅｒｔ−）基であっても差し支えな
い。しかしながら、これらの基が大きくなるにつれ、前
記頭部は、表面上の界面活性剤の充填密度を制限し、
鎖：鎖の相互作用により生じる安定化が減少してしま
う。

【００４８】第四アンモニウム界面活性剤の出発材料
は、植物（例えば、ココナツまたは大豆）油または動物
（例えば、獣脂、ミンク、ブタ）油のような合成または
天然材料のいずれかである。これらの天然材料は、通
常、鎖の長さの分布を有している（例えば、表１を参照
のこと）。

【００４９】適切な濃度と量の溶液が表面に吹き付けら
れたとすると、界面活性剤の連続層がガラス表面に形成
される。その表面は最初に全体的に負の電荷を有してい
るので、陽イオン界面活性剤の陽イオン頭部は表面にあ
り、その親水性尾部は、この表面から離れた方向を向い
ている。水道水または脱イオン水いずれかによる洗浄に
よって、過剰の界面活性剤が除去されて、表面に界面活
性剤の単層が残る。この群の界面活性剤の単層により、
表面上の液滴の接触角は、60-75°の範囲にある。

【００５０】良好なコーティングは、界面活性剤の濃
度、純度、および鎖の長さに依存する。8未満の炭素の
鎖長は、水中で濯がれた後にガラス表面に疎水性を提供
できるコーティングを形成しない。すなわち、濯ぎ後の
接触角は8°未満であり、これは、その表面上には実質
的に何もないことを示す。鎖長が長くなるにつれ、鎖間
の相互作用は増大し、表面のコーティングにより大きい
安定性を与える。

【００５１】一つまたは二つの長いアルキル鎖を有する
陽イオン界面活性剤は、一般的に、最良のコーティング
を形成する。三つの長いアルキル鎖を有する界面活性剤
も使用できるが、水溶液に溶解させるのが難しいことが
ある。同様に、16以上の炭素の鎖長を有する界面活性剤
も、水溶液に溶解させるのが難しいことがある。

【００５２】膜を施す過程 膜は、好ましくは、界面活性剤および水性溶剤（例え
ば、脱イオン水）の溶液（乳濁液）を吹き付けることに
より表面に施される。上述したように、この膜は、好ま
しくは、形成プロセスの直後に新たに形成されたガラス
シートに施される。特に、この水溶液は、ガラスの温度
が175℃より高い、好ましくは、200℃よりも高い、そし
て最も好ましくは、250℃より高い間にこのガラスに施
される。ここでは、ガラスの温度が好ましくは、従来技
術において通常用いられているタイプの赤外線検出器に
より測定される。このガラスの温度は、コーティングを
施す工程の始めでは、好ましくは、400℃未満、例え
ば、300℃辺りである。

【００５３】製造プロセスにおけるこの地点での膜を施
すことは、ガラスが清潔であるので有利であり、この膜
は、製造プロセスの残りの間にガラスを保護する。この
温度で膜をガラスに施すことは、ガラスが形成されてい
る速度および施す工程の再度で許容される最小ガラス温
度に依存して、その施す時間が比較的短い必要があるか
もしれないことを意味する（以下参照）。

【００５４】前記ガラスは、フロート法、スロットドロ
ー法、および溶融ドロー法を含む、いくつかの異なる工
程により形成してもよい。例えば、米国特許第3,338,69
6号および第3,682,609号を参照のこと。これら特許を全
てここに引用する。スロットドロー法および溶融ドロー
法において、新たに形成されたガラスシートが、垂直方
向に向けられている。そのような場合、水溶液は、しず
くが形成されないような条件下で施さなければならな
い。なぜならば、そのようなしずくは、ガラスの切断を
妨げる場合がある、例えば、しずくによりガラスに亀裂
が生じることがある。一般的には、吹付けレベルを調節
して、コーティング工程全体に亘り150℃よりも高い温
度にガラスを維持することにより、しずくの形成が避け
られる。吹付けレベルが調節される、例えば、減少され
るので、その溶液中の界面活性剤の濃度もまた調節し
て、例えば、増大させて、適切な量の界面活性剤が表面
に到達して、ガラスの表面を完全に比較することを確か
める必要がある。

【００５５】吹付けよりもむしろ、コーティングは、膜
材料を含む溶液に含浸された軟質材料により塗布するこ
ともできる。他の可能性としては、浸漬、メニスカスコ
ーティング、ローラ、ブラシ等が挙げられる。吹付け
が、ガラス製造プロセスにより導入されるガラスの動き
に容易に順応するので、最も好ましいと考えられてい
る。所望であれば、個々の側の連続コーティングを行っ
ても差し支えないが、典型的に、ガラスの両側を同時に
吹き付ける。

【００５６】水溶液中の界面活性剤の濃度は、典型的
に、約10^−６モル／リットルから約0.5モル／リットル
までの間となる。好ましくは、その濃度は、約10^−４モ
ル／リットルから約10^−２モル／リットルまでの範囲に
ある。

【００５７】被覆されたガラスを、膜が施された後に硬
化させてもよい。硬化工程は、膜の疎水性を向上させる
であろう。この硬化は、熱硬化、または硬化を達成する
のに十分であるが、所望のコーティング特性を損なった
りコーティングを除去したりするほど高くはないレベル
で、イオン化放射線、プラズマ処理、または紫外線への
露出によりフリーラジカルを形成することによるような
いかなる手段により行ってもよい。熱処理が好ましい。

【００５８】前記ガラスは、膜材料が施された後、いず
れの硬化工程の前後に濯いでもよい。濯ぎを超音波処理
により行って、膜の除去を改良することができる。この
濯ぎにより、過剰の膜材料の大半を除去して、ガラス表
面にグラフト重合された分子の単層を残すことができ
る。

【００５９】ガラスシートの切断および／または粗摺り
には、典型的に、シートに水を施すことが含まれる。こ
の水は、過剰な膜材料を除去するコーティングの濯ぎを
行うことができる。ある場合には、切断／粗摺りの最中
に用いられる水が、多すぎる材料を除去してしまうかも
しれない。これらの場合には、水を使用するというより
もむしろ、その表面から除去される界面活性剤の量を減
少させる、界面活性剤の水溶液を用いても差し支えな
い。前記コーティングが複数の界面活性剤を含む場合に
は、切断／粗摺りに使用される溶液は、そのコーティン
グを構成する界面活性剤の全てまたはいくつかだけ（例
えば、一つだけ）を含んでも差し支えない。

【００６０】コーティングを施す際には、共同溶剤とし
てさえも、引火性液体は、一般的に避けるべきである。
特に、溶剤としてのアルコールまたはケトンの使用は避
けるべきであり、それは、それらの溶剤には、新たなガ
ラス表面上のシラノール基上に吸着される傾向があるか
らである。それらの溶剤は、それ自体が、新たに形成さ
れたガラス表面上への所望の界面活性剤の吸着を妨げる
汚染物である。

【００６１】フイルムの除去 保護コーティングをうまくいかせる鍵は、製造プロセス
に耐え、所望なときにまだ除去可能であることである。
上述した界面活性剤を含むコーティングは、ガラスが最
初に刻まれる前に施すことができ、製造プロセスの残り
に耐えるほど十分に丈夫である。それらのコーティング
は、様々な市販の洗浄剤パッケージを単独でまたはブラ
シ洗浄および／または超音波洗浄と組み合わせて使用す
ることにより除去することができる。これらの洗浄剤パ
ッケージは、典型的に、陰イオン界面活性剤および非イ
オン界面活性剤の両方を含有している。あるいは、洗浄
剤パッケージは、強塩基性ｐＨ、例えば、12辺りのｐＨ
で非イオン界面活性剤のみを含有しても差し支えない。

【００６２】さらなる代替案として、除去のために、コ
ーティングの酸化を用いても差し支えない。本発明のあ
る実施の形態によれば、コーティングは、このコーティ
ングを酸化させるオゾンを発生させる、短波長紫外線の
ような紫外線への露出により除去可能である。紫外線／
オゾン酸化技術は、酸素をオゾンに転化させる短波長紫
外線を発生させる低圧水銀ランプを使用することにより
実施できる。低圧水銀ランプにより発生される184.9ｎ
ｍおよび253.7ｎｍの波長のような、約300ｎｍ未満の波
長を有する紫外線が特に適している。紫外線除去工程の
副生成物としては、オゾン並びに微量の二酸化炭素およ
び水が挙げられる。二酸化炭素および水の量は、前記コ
ーティングが低密度であるために最小である。この除去
工程は、１分から１時間までの短時間しかかからず、形
成直後に見られた状態と同様の、元の新品の状態にガラ
ス表面を戻す。

【００６３】他の酸化手法としては、(1)オゾンを生成
するコロナ放電の使用、および(2)オゾン処理された水
（すなわち、例えば、コロナ放電を使用することにより
オゾンが溶解された水）の使用が挙げられる。酸化は、
洗浄剤パッケージおよび／またはブラシ洗浄および／ま
たは超音波洗浄と組み合わせて用いることができる。そ
の場合、酸化は、コーティングの外面を攻撃するのに十
分な時間（例えば、30秒間）に亘り十分な強度で施すこ
とのみが必要であろう。

【００６４】コーティングの除去は、ガラスの製造業者
が行っても差し支えなく、またはガラスを最終使用者、
例えば、液晶ディスプレイ装置の製造業者まで輸送し、
その使用者がそのコーティングをガラスから除去しても
差し支えない。

【００６５】ガラス表面の調製 上述したように、本発明のコーティングは好ましくは、
新たに形成されたガラスが、まだ熱いうちにそのガラス
に直接施して、汚染の機会を最小にしている。しかしな
がら、これが行われない場合（例えば、コーティングを
検査する研究所での設定条件において）、ガラス表面
は、膜を施す前に洗浄する必要がある。この洗浄は、従
来技術において知られている化学的洗浄方法および熱分
解を含む様々な手段により行ってもよい。以下の実施例
１は、ガラス表面を調製するのに用いてもよい洗浄方法
を述べている。

【００６６】以下の洗浄技術は、ガラス表面から、吸収
された有機分子を除去するように設計されている。これ
らの方法の目的は、ガラス中の分子からのヒドロキシル
基およびシロキサン結合を露出することにある。ガラス
基板を洗浄するための、二つの好ましい環境にやさしい
非毒性の方法は、紫外線／オゾン洗浄および熱分解であ
る。紫外線／オゾン洗浄は、酸素を含有する雰囲気中に
おいて低圧水銀ランプにより行われる。このことが、例
えば、Vig et al., J.Vac.Sci.Technol. A3, 1027, (19
85)に記載されており、その内容をここに引用する。空
気が充填されたスチール製外囲器内に取り付けられたＢ
ＨＫ(88-9102-20)からの低圧水銀グリッドランプが、こ
の洗浄方法を実施するのに適している。洗浄すべき表面
をこのランプから約２ｃｍ離れて配置し、このランプを
約30分間に亘り活性化させてもよく、その後、この表面
は清潔である。第二の技術は熱分解であり、この場合、
表面をゆっくりと500℃まで加熱し、この温度に約４時
間に亘り保持し、そしてゆっくりと冷却する。典型的な
温度傾斜時間は、加熱し、冷却する場合、約５時間であ
る。他の洗浄技術としては、レーザ除去および表面に火
炎を通すことが挙げられる。

【００６７】二つの酸洗浄技術を用いて、ガラスを洗浄
してもよい。これらの技術は、危険な液体を伴うので、
それほど好ましくない。これらの技術では、酸化剤と共
に強酸を用いて、ガラス表面に吸収された有機分子を除
去する。一方の技術では、新しく、熱い（約90℃より高
い）状態で使用される、約３部の過酸化水素を約７部の
濃硫酸（この比率は、固定されておらず、約１：９から
約１：１までに変動しても差し支えない）を含む溶液を
使用する。他の方法では、90グラムの水中に20グラムの
重クロム酸カリウムを完全に溶解させ、次いで、900グ
ラムの濃硫酸をゆっくりと加えることにより調製でき
る、濃硫酸中の重クロム酸カリウムの飽和溶液を使用す
る。前記ガラスを、最初に、目に見える少量の埃を全
て、例えば、界面活性剤溶液中での洗浄により除去する
ことによって洗浄する。次いで、このガラスを約20分間
に亘り酸化酸溶液中に浸漬し、水で濯ぐ。クロム酸を使
用している場合には、その試料を、次いで、約20分間に
亘り６Ｎの塩酸中に浸漬し、再度水で濯ぐ。好ましく
は、有機物を含まない二重蒸留水または同等に精製され
た水を使用する。次いで、それらの表面を、きれいな窒
素流の元でブロー乾燥しても、または湿った状態で使用
してもよい。清浄度を検査するために、以下詳細に実施
例１に説明するように、表面上の水膜は薄くて、光学干
渉縞を形成させなければならない。表面が湿った状態に
ない場合には、再度洗浄する必要がある。これらの酸洗
浄方法では、ガラス表面からアルカリ成分を滲出させ、
ソーダ石灰ガラスのようなある場合には、これにより、
ガラスの耐久性が増大する。

【００６８】

【実施例】以下の実施例は、本発明の詳細な説明を提供
するものであり、本発明の範囲をここに記載した特定の
実施の形態に限定することを意図したものではない。

【００６９】実施例１ この実施例は、周囲の汚染物から表面を保護する、ガラ
ス表面上の陽イオン界面活性剤フイルムの形成を説明す
るものである。

【００７０】１． ガラス表面の調製 ガラスシートを、室温で、20分間に亘り、クロマージュ
(Chromerge)溶液、または新たに調製したピラニエッチ
(Pirani Etch)中に浸漬することにより洗浄した。クロ
マージュは、濃硫酸中の重クロム酸カリウムの飽和溶液
からなり、90グラムの水中に20グラムの重クロム酸カリ
ウム（フランス国、94120のプロラボからの精製等級）
を完全に溶解させることにより調製される。900グラム
の試薬等級の濃硫酸（フランス国、94120のプロラボか
らの標準等級）をこの溶液にゆっくりと加えた。この最
終溶液を、室温まで冷却した後に用いた。クロマージュ
中での洗浄後に、ガラスを多量の水で濯ぎ、20分間に亘
り６Ｎの塩酸（ＨＣｌ）溶液（フランス国、78996のフ
ィッシャーサイエンティフィックからの分析等級）中に
配置した。シリカ表面に残ったあらゆるクロムイオンを
除去するように設計された、塩酸浴を、１容積の水を１
容積の試薬等級濃硫酸に加えることにより調製した。最
後に、ガラスを水で濯ぎ、洗浄工程を終了した。

【００７１】ピラニエッチは、７部の濃硫酸（フランス
国、94120のプロラボからの標準等級）を３部の過酸化
水素溶液（フランス国、94120のプロラボからの標準等
級）に加えることにより調製した。この溶液を、新たに
混合したときに急激に加熱し、直ちに用いた。この洗浄
後に、多量の超純水（18Ｍオーム／ｃｍより大きい抵抗
率および10ｐｐｍ未満の有機汚染物）による濯ぎを行っ
た。

【００７２】これらの工程により、負に荷電した親水性
シリカ表面を有する清潔で湿ったガラスが得られた。こ
の表面は、７日間に亘る周囲の空気に露出した後にも清
潔のままであり、周囲の汚染物がこのガラスに強力には
吸着されなかったことを示している。

【００７３】この表面が均一に親水性であることを確認
するために、最終の濯ぎ後の水膜を、光学干渉縞を示す
ところまで薄くさせることができる。これらの縞は、全
表面に亘り生じるべきである。それら縞が生じない場合
には、その膜は、表面の汚染により湿っていない状態と
なり、洗浄工程を繰り返すべきである。膜を薄くした直
後に、ガラス表面を水で被覆して、周囲の埃からの汚染
を防ぐべきである。

【００７４】２． 陽イオン界面活性剤によるガラス表
面の被覆 清潔なガラスシートを、臭化ヘキサデシルトリメチルア
ンモニウム（ＣＴＡＢ）界面活性剤の0.4ミリモル／リ
ットル（ｍＭ）の水溶液中に浸漬した。この界面活性剤
は、電荷の引力により、ガラス表面に吸着された（界面
活性剤の頭部基は正に荷電しており、シリカ表面は２よ
り大きいｐＨの水中で負に荷電している）。次いで、こ
のガラス板をこの溶液から垂直に引っぱり出し、「乾燥
した状態」で出てきて、単層の膜が残った。

【００７５】３． 保護されたガラスの貯蔵および輸送 ガラスを、縁でこのガラスを保持し、埃と他の汚染物を
排除するように密閉された剛性のプラスチックまたはガ
ラス製容器中に包装した。

【００７６】４． 界面活性剤フイルムの除去 包装をほどいた後、ガラスの被覆表面を、約45分間に亘
り、短波長の紫外線およびそれに関連するオゾンを発生
する低圧水銀ランプから約6-8ｃｍのところに配置する
ことにより、上述した陽イオンフイルムをこのガラスシ
ートから除去した。

【００７７】実施例２ この実施例は、陽イオン界面活性剤の塩化ジココジメチ
ルアンモニウムを用いた、安定な疎水性の除去可能なコ
ーティングのガラス表面上での形成を説明するものであ
る。

【００７８】塩化ジココジメチルアンモニウムは、トリ
ミリスチン、トリラウリン、トリパルミチン、およびト
リステアリチンを含有するココナツ油から調製する。Th
e Merck Index, Tenth Edition, Merck & Co.,Inc. Rah
way, N.J. 1983を参照のこと。これには、各々の窒素上
に二つの長い脂肪族鎖があり、所定の分子の鎖は、一般
的に異なる長さのものである。表１は、アクゾノベル社
より販売されている塩化ジココジメチルアンモニウムで
ある、ＡＲＱＵＡＤ2C-75の鎖長の分布を示している。
この表から分かるように、おおよそ20％の分子が、16以
上の炭素の鎖を少なくとも一つ有している。18の炭素鎖
のいくつかが、二重結合を有している。

【００７９】イソプロパノール中のアクゾノベル社から
得たＡＲＱＵＡＤ2C-75（5重量％）を水で希釈して、乳
濁液を調製した。ＡＲＱＵＡＤ2C-75を100-10,000倍で
希釈し、15-400℃の温度を有するガラス上に吹き付けた
ときに、そのガラスの表面は、非湿潤性となった。この
吹付けは、ＢＩＮＫＳ155スプレーガンを用いて行っ
た。より高い濃度を用いても差し支えないが、その必要
はなく、それは材料の浪費となってしまう。このコーテ
ィングを除去したときに、ＥＳＣＡにより、表面組成が
非被覆ガラスから変わっていないことが示された。

【００８０】a)被覆され、b)粉末ガラスで汚染され、c)
85％の湿度／85℃で貯蔵され、そしてd)洗浄された試料
により、コーティングがガラスチップの表面への付着を
防ぐことが示された。

【００８１】実施例３ この実施例において、様々な陽イオン、非イオン、およ
び両性界面活性剤を、ＬＣＤガラス上に除去可能な疎水
性コーティングを提供するそれらの能力について検査し
た。検査の目的は、耐引掻性を提供するコーティングと
は対照的に、チップの付着を減少できるコーティングを
確認することにあった。以下に記載するガラスの調製お
よびコーティングを施す工程は、研究所での設定条件に
おいて容易に実施され、製造環境におけるコーティング
配合物の挙動を予測できるデータが提供される。

【００８２】実験に用いたガラスは、コーニング社（ニ
ューヨーク州、コーニング）により製造された1737ＬＣ
Ｄガラスであった。サンプルは、15分間に亘り、60℃の
40ｋＨｚの超音波浴内の２％の洗浄剤（CA05、セミクリ
ーンKG、またはCONTRAD 70）溶液中で洗浄した。次い
で、サンプルを脱イオン水（ＤＩ）中で濯ぎ、15分間に
亘りＤＩ水（60℃）を有する第二の40ｋＨｚの超音波浴
中に配置した。次いで、サンプルをＤＩ水で濯ぎ、空気
乾燥させた。

【００８３】前記界面活性剤を脱イオン水で希釈し、混
合して、完全に分散させた。全ての試料を、300℃まで
ホットプレート上で予熱していた1737ガラスの５インチ
×５インチ（12.5ｃｍ×12.5ｃｍ）のシート上に吹き付
けた。ＢＩＮＫＳ115スプレーガンを用いて、前記サン
プルを被覆した。サンプルは、ガラスの表面上に水分が
形成されるまで被覆した。周囲条件中で乾燥させた後、
サンプルをＤＩ水で濯いで、過剰の界面活性剤を除去
し、乾燥させた。

【００８４】接触角の測定は、モニタとプリンタに接続
されたＮＥＣ ＣＣＤにより顕微鏡のステージ上で行っ
た。18メガオームの水滴を、ギルモントＧＳ-1200マイ
クロメートルシリンジで作成した。これら水滴の写真を
撮り、接触角を分度器により手動で測定した。各々のサ
ンプルを、前記５インチ×５インチのシート上に間隔を
おいて配置された４つの液滴について測定し、次いで、
それらの接触角を平均した。あるいは、接触角は、コネ
リー(CONNELLY)接触角分析機を用いて測定した。この装
置では、写真を撮るのにＣＣＤカメラを用い、その写真
を分析し、接触角を測定するのにコンピュータを用いて
いる。接触角の値は、１度の何分の一かまで測定できる
けれども、測定の変動は、しばしば±３°である。その
結果、報告された値は、最も近い度に対するものであ
る。全ての測定は、空気中からの有機物質の吸着に対す
る心配をなくすように、コーティングを作成または除去
した同じ日に行った。

【００８５】ガラスを300℃まで加熱し、コーティング
を噴霧として施したので、このコーティングを施す工程
は、明らかに平衡条件下で行われなかった。それにもか
かわらず、コーティングの一致性は、接触角により測定
することができる。ガラスを過剰の材料で濯いだ後、測
定した接触角は、コーティング中の界面活性剤濃度の関
数である。

【００８６】図４は、塩化ジココジメチルアンモニウム
およびＢＴＣ1010（塩化ジデシルジメチルアンモニウ
ム）に関する滴定曲線（ここでは、「等温線」とも称さ
れている）を示している。これらの曲線において、濃度
の低限に到達することはない。これらの曲線は、この研
究に関するスプレー溶液の濃度は、ガラス上に良好な一
貫性の層を得るのに必要な量よりもかなり高いことを示
している。

【００８７】図２と４を比較すると、数秒以内で水が蒸
発する温度でこれらの陽イオン界面活性剤を施すことに
関する等温線は、平衡な低温の等温線と同様であること
が分かる。本発明の以前には、これらの界面活性剤がそ
のような短時間で熱い表面上でうまく組織化できること
が知られていなかった。

【００８８】図４から分かるように、ＢＴＣ1010は、２
倍から３倍、塩化ジココジメチルアンモニウムよりも低
い濃度で単層付着を達成するように思われる。一般的
に、脂肪族鎖が長くなるほど、臨界ミセル濃度が低くな
る。異なる鎖長の二つの界面活性剤を制御した比率で混
合した研究において、等温線の傾斜は変化しなかった
が、その等温線は、鎖が長い界面活性剤の相対的濃度が
増加するにつれて、より低い溶液濃度にシフトした。Ha
rell,J.H., Scamehorn,J.F. "Adsorption from Mixed S
urfactant Systems", in Mixed surfactant Systems, S
urfactant Series Vol.46, Ogino,K, and Abe,M,Ed,; M
arcel Dekker,Inc. New York,1992,pp.263-281を参照の
こと。

【００８９】塩化ジココジメチルアンモニウムおよびＢ
ＴＣ1010の平均鎖長は、それぞれ、おおよそ13の炭素お
よび10の炭素であるので、塩化ジココジメチルアンモニ
ウムの等温線が、ＢＴＣの等温線の左側にあることが予
測される。図４において、それらの等温線は、予測され
たものとは逆であり、このことは、最初に表面付着を阻
害するＡＴＱＵＡＤ2C-75中のいくつかの不純物の存在
を示している。しかしながら、塩化ジココジメチルアン
モニウムの領域２の傾斜は、二つの材料の鎖長における
鎖と一貫したＢＴＣ1010に関するよりも、急であるよう
に思われる。図４に示したように、これら材料の両方に
関して、良好なコーティングを生じる溶液濃度には広い
窓がある。

【００９０】数多くの他の界面活性剤を、表２−５に示
したように評価した。測定した接触角への鎖長の影響
が、図５に示されている。このグラフにおいて、トリメ
チル（長鎖）アンモニウム塩により作成したコーティン
グの接触角をプロットした。６の炭素鎖のアンモニウム
塩は、表面から容易に洗い落とされた。８の炭素鎖で
は、非常に安定なコーティングが形成され、60°以上の
接触角が得られた。一般的に言えば、過剰な界面活性剤
が洗い落とされた後に、接触角が40°以上、好ましく
は、50°以上であるときに、コーティングが良好である
と考えられる。このグラフは、CONTRAD 70中での洗浄が
容易であることも示している。14以上の炭素の鎖長を有
する第四アンモニウム塩は、それより短い鎖長の塩ほど
容易には、表面から落とされなかった。除去後の接触角
は、10°以下、好ましくは8°以下であるべきである。

【００９１】2％のCONTRAD 70中で洗浄されたＡＲＱＵ
ＡＤ2C-75被覆ガラスについてのＡＦＭデータは、表面
荒さが元の値に戻ったことを示した。ＥＳＣＡデータ
は、表面組成が非被覆ガラスと実質的に同一であったこ
とを示した。ＥＳＣＡ測定を行ったときに、残留炭素が
しばしばガラス表面上に見られるので、コーティングを
除去したサンプルについて、ＴｏＦ−ＳＩＭＳを行っ
た。表面に結合している界面活性剤は見られなかった。

【００９２】表２−５に詳述されているように、陽イオ
ン界面活性剤は、適切なコーティングを形成するのにも
っともうまくいき、いくつかの非イオン界面活性剤およ
びいくつかの両性界面活性剤も許容されたが、陰イオン
界面活性剤は、水によるさらなる洗浄に対して安定な層
を形成しなかったので、適していない。

【００９３】上述した実施例は、説明のみを意図したも
のであり、本発明の範囲を制限するものではない。当業
者には、本発明の方法および組成に対して、様々な改変
および変更を行えることが明らかであろう。したがっ
て、本発明は、特許請求の範囲およびそれらの同等物の
範囲内に入れば、本発明は、本発明の改変および変更を
包含することが意図されている。

【００９４】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【図面の簡単な説明】

【図１】平衡条件下での反対に荷電された表面上へのイ
オン界面活性剤の理想化された吸着等温線

【図２】平衡条件下でのシリカ上への長鎖第四アンモニ
ウム塩の吸着に関する典型的な表面活性剤吸着等温線

【図３】被覆されたガラス基板上の水滴の接触角の測定
を示す図

【図４】陽イオン界面活性剤の塩化ジココジメチルアン
モニウムおよび塩化ジデシルジメチルアンモニウムに関
する噴霧溶液中の界面活性剤の濃度に対する接触角のプ
ロット

【図５】様々な陽イオン界面活性剤に関する鎖の長さに
対する接触角のプロット

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの実質的に平らな表面を
   有するガラスを処理する方法であって、 (a) 前記ガラスの製造プロセスの一部として、少なく
   とも一つの界面活性剤を含む水溶液を前記表面に施すこ
   とにより該表面上に疎水性コーティングを形成し、ここ
   で、 (1) 該製造プロセスにより、高温で新たに形成された
   ガラスが製造され、 (2) 該新たに形成されたガラスが、前記水溶液と最初
   に接触したときに、175℃よりも高い温度であり、 (3) 前記界面活性剤が、陽イオン界面活性剤、非イオ
   ン界面活性剤、およびベタインからなる群より選択さ
   れ、 (4) 前記コーティングが、ガラスチップの前記表面へ
   の付着を減少させており、 (b) 前記ガラスを切断し、 (c) 該切断されたガラスの少なくとも一つの縁を粗摺
   りおよび／または研磨し、 (d) 前記表面から前記コーティングを除去する、各工
   程を含み、ここで、 (i) 工程(b)および(c)の内の少なくとも一つの最中
   に、水または水含有溶液が前記被覆された表面に施さ
   れ、 (ii) 前記コーティングが、工程(b)および(c)の後に少
   なくとも40°の液滴接触角を有する、ことを特徴とする
   方法。
2. 【請求項２】 前記ガラスが工程(a)において垂直であ
   り、該ガラスの温度が、前記表面上に液滴が形成されな
   いように工程(a)の間ずっと十分に高いままであること
   を特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記ガラスの温度が、工程(a)の終りで
   少なくとも150℃であることを特徴とする請求項１記載
   の方法。
4. 【請求項４】 前記新たに形成されたガラスが、前記水
   溶液と最初に接触したときに250℃よりも高い温度であ
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記水溶液が吹付けにより前記表面に施
   されることを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記界面活性剤が、平均で少なくとも８
   であり、18以下の炭素原子を含む、少なくとも一つの直
   鎖のまたは枝分れ炭化水素鎖を含む陽イオン界面活性剤
   であることを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 前記陽イオン界面活性剤が、各々が平均
   で少なくとも８であり、18以下の炭素原子を含む、二つ
   の直鎖のまたは枝分れ炭化水素鎖を含むことを特徴とす
   る請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 前記界面活性剤がジココアルキルジメチ
   ルアンモニウム塩であることを特徴とする請求項７記載
   の方法。
9. 【請求項９】 前記界面活性剤がジココジメチルアンモ
   ニウム塩であることを特徴とする請求項７記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記界面活性剤の水溶液中の濃度が、
    約10^−６モル／リットルから約0.5モル／リットルまで
    の間にあることを特徴とする請求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記コーティングが、匹敵する条件下
    で、非被覆表面に付着したガラスチップの数と比較し
    て、前記表面に付着したガラスチップの数を少なくとも
    80パーセント減少させることを特徴とする請求項１記載
    の方法。
12. 【請求項１２】 前記表面に付着したガラスチップの数
    が少なくとも90パーセント減少したことを特徴とする請
    求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 工程(d)が、洗浄剤を含む水溶液を前
    記コーティングに施す工程を含むことを特徴とする請求
    項１記載の方法。
14. 【請求項１４】 工程(d)が、超音波エネルギーを前記
    コーティングに施す工程を含むことを特徴とする請求項
    １３記載の方法。
15. 【請求項１５】 工程(d)が、前記表面をブラシ洗浄す
    る工程を含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
16. 【請求項１６】 工程(d)が、超音波エネルギーを前記
    表面に施し、該表面をブラシ洗浄する各工程を含むこと
    を特徴とする請求項１３記載の方法。
17. 【請求項１７】 工程(d)が、前記コーティングの少な
    くとも外面を酸化させる工程を含むことを特徴とする請
    求項１記載の方法。
18. 【請求項１８】 工程(d)が、前記コーティングの少な
    くとも外面を酸化させる工程を含むことを特徴とする請
    求項１３記載の方法。
19. 【請求項１９】 工程(d)が、前記コーティングの少な
    くとも外面を酸化させる工程を含むことを特徴とする請
    求項１４記載の方法。
20. 【請求項２０】 工程(d)が、前記コーティングの少な
    くとも外面を酸化させる工程を含むことを特徴とする請
    求項１５記載の方法。
21. 【請求項２１】 工程(d)が、前記コーティングの少な
    くとも外面を酸化させる工程を含むことを特徴とする請
    求項１６記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記コーティングの外面が、オゾンを
    用いて酸化されることを特徴とする請求項１７記載の方
    法。
23. 【請求項２３】 前記オゾンが、コロナ放電を用いて生
    成されることを特徴とする請求項２２記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記オゾンが、紫外線を用いて生成さ
    れることを特徴とする請求項２２記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記コーティングの外面が、オゾン処
    理された水を用いて酸化されることを特徴とする請求項
    １７記載の方法。
26. 【請求項２６】 前記コーティングが、工程(b)および
    (c)の後に少なくとも50°の液滴接触角を有することを
    特徴とする請求項１記載の方法。
27. 【請求項２７】 前記表面が、工程(d)の後に10°未満
    の液滴接触角を有することを特徴とする請求項１記載の
    方法。
28. 【請求項２８】 工程(b)および(c)の内の少なくとも一
    つにおいて、工程(a)において用いた界面活性剤を含む
    水含有溶液が、前記被覆された表面に施されることを特
    徴とする請求項１記載の方法。
29. 【請求項２９】 水による濯ぎ後であり、工程(d)の前
    に、前記コーティングが、該コーティングを通して前記
    ガラスを視覚的に検査できるほど十分に薄いことを特徴
    とする請求項１記載の方法。
30. 【請求項３０】 前記ガラスが、二つの実質的に平らな
    表面を有し、前記コーティングが液晶ディスプレイを製
    造するのに用いられることを特徴とする請求項１記載の
    方法。
31. 【請求項３１】 工程(d)の後に、前記ガラスが液晶表
    示ディスプレイを製造するのに用いられることを特徴と
    する請求項１記載の方法。