中部大学の多賀康訓特任教授らは、自動車やビルの窓を10分の1近くまで軽くできる新しい薄膜材料を開発した。薄膜の硬さはガラスの3倍、さらに紫外光を80%以上遮蔽する多機能膜で、大幅な省エネルギーにつながると期待される。

 一般に自動車の窓は無機ガラスだ。自動車の窓の重さは普通車体の約5%。この窓の重さを約10分の1にできれば、自動車の電動化に伴う車両の軽量化に大きく寄与する。現在、ガラス表面の硬さ向上の研究では、表面に硬いCeO2(酸化セリウム)を成膜するが脆く、変形によってクラックが多数発生する問題がある。

 今回、フッ素樹脂のPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を5~15体積%混合したCeO2の薄膜素材と成膜技術を開発。PTFEの混合により紫外光を80%以上遮蔽しガラスの3倍の硬さを維持したまま柔軟性があり曲げによるクラック発生を大幅に改善出来ると考えた。

 実験ではガラス表面にアルゴンイオンを用いてCeO2-PTFE膜を成膜した。表面の硬さは約2.8倍に向上。成膜後も水をはじく性質(撥水性)は高く、指標である水滴の接触角は90度以上だった。また可視光の透過率は80%以上、有害な紫外光の遮蔽率は80%以上と高く、ともに自動車仕様をクリアした。

 さらに、プラスチックシートに成膜する実験も開始。ポリカーボネート(PC)やポリエチレンテレフタレート(PET)を用いて成膜すると、PCの硬さは約8.9倍、PETでは約4.3倍に向上。自動車用耐候試験条件による劣化も全くなかった。ガラスをプラスチックに換えて窓の重さ10分の1を目指す。

 開発したCeO2-PTFE膜は自動車だけでなくビルの窓にも適用可能で、実用化に向け軽量・安価な窓材量産の技術や、低価格化に向け効率的な製造法を開発するとしている。

参考:【中部大学】自動車やビルの窓を10分の1に軽くできる新しい薄膜材料開発 ─透明で紫外線をカットし硬さがガラスの3倍、プラスチック表面に成膜可能─

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