JP2000290412A - Molded product having hydrophilic thin film layer and its production - Google Patents

Molded product having hydrophilic thin film layer and its production

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JP2000290412A
JP2000290412A JP11100663A JP10066399A JP2000290412A JP 2000290412 A JP2000290412 A JP 2000290412A JP 11100663 A JP11100663 A JP 11100663A JP 10066399 A JP10066399 A JP 10066399A JP 2000290412 A JP2000290412 A JP 2000290412A
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Japan
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thin film
substrate
film layer
hydrophilic thin
layer
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JP11100663A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiko Miyagawa
晶子 宮川
Toru Nakamura
徹 中村
Kazunori Ohashi
一記 大橋
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce the subject molded product capable of recovering once deteriorated antifogging performances and exhibiting excellent antifogging performances for a long period by forming a hydrophilic thin film layer having the antifogging performances on a substrate and then irradiating the resultant layer with ultraviolet rays at a short wavelength. SOLUTION: A hydrophilic thin film layer having antifogging performances is formed on a substrate and the resultant layer is then irradiated with ultraviolet rays at a short wavelength of <=300 nm to thereby produce a molded product having the antifogging performances. The antifogging performances of the hydrophilic thin film layer irradiated with the ultraviolet rays are preferably deteriorated. The hydrophilic thin film layer is preferably formed by using a sputtering method comprising a step for sticking metal atoms onto the substrate and a step for oxidizing the metal sticking thereto, forming an oxide and forming the hydrophilic thin film layer. Furthermore, an ultraviolet absorbing layer is preferably provided between the hydrophilic thin film layer and the substrate in order to avoid the discoloration, etc., of the substrate with the ultraviolet rays.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、防曇性能を有する
親水性薄膜を備えた成形体及びその製造方法に関するも
のである。特に親水性薄膜層に特定波長の紫外線を照射
することにより、その防曇性能を向上または復活させる
ことを特徴とするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molded article provided with a hydrophilic thin film having anti-fog performance and a method for producing the same. Particularly, the present invention is characterized in that the anti-fog performance is improved or restored by irradiating the hydrophilic thin film layer with ultraviolet rays having a specific wavelength.

【0002】[0002]

【従来の技術】ミラー、レンズ、プリズム等の光学部品
を使用した光学機器や眼鏡レンズ、建造物の窓、自動車
の窓やミラー、浴室や洗面台に設置された鏡等が曇るの
は、日常頻繁に見られる現象である。曇りは、基材の表
面温度が露点以下に下がった場合、雰囲気中の水分が微
小な水滴となって表面に付着し、この水滴が光を散乱す
ることにより起こる。そして、曇りは、あらゆる所で起
こる現象であるため、これを防ぐために多くの試みがな
されてきた。
2. Description of the Related Art Fogging of optical equipment and spectacle lenses using optical components such as mirrors, lenses and prisms, windows of buildings, windows and mirrors of automobiles, mirrors installed in bathrooms and wash basins is a daily occurrence. This phenomenon is frequently seen. Fogging occurs when the surface temperature of the substrate falls below the dew point, moisture in the atmosphere becomes fine water droplets and adheres to the surface, and the water droplets scatter light. And since fogging is a phenomenon that occurs everywhere, many attempts have been made to prevent this.

【0003】これらの曇りを防止する試みは、1)基材
表面を撥水性にして水の付着を防ぐ方法と、2)基材表
面を親水性にして基材の全面を濡れやすくし、水滴の発
生を抑える方法の2つに大別できる。しかしながら、前
記1)の基材表面を撥水性にする方法では、完全に水の
付着を防止する様な優れた技術は実現できておらず、一
般に撥水処理した表面には球状の微小水滴が付着し、か
えって曇り易くなることが多かった。
[0003] Attempts to prevent such fogging include: 1) a method of preventing the adhesion of water by making the surface of the substrate water repellent, and 2) making the surface of the substrate hydrophilic so that the entire surface of the substrate is easily wetted with water droplets. The method can be roughly classified into two methods for suppressing the occurrence of the image. However, in the method of making the surface of the base material water-repellent in the above 1), an excellent technique for completely preventing the adhesion of water has not been realized, and generally spherical fine water droplets are formed on the water-repellent surface. It often adhered and fogged rather easily.

【0004】これまで、不完全ながら防曇効果が認めら
れてきたのは、前記2)の基材表面を親水性にする方法
である。その中でも最も簡単な方法は、界面活性剤を基
材表面に塗布して親水性を付与する方法であり、これは
既に曇り防止スプレーとして実用化されている。また、
これらの他に加熱により曇りを除去する方法があり、こ
の方法は、自動車のリアウインドウなどで実用化されて
いる。
Until now, the method of making the surface of a substrate hydrophilic is described in 2) above, although the antifogging effect has been recognized incompletely. Among them, the simplest method is to apply a surfactant to the surface of a base material to impart hydrophilicity, and this method has already been put into practical use as an anti-fog spray. Also,
In addition to these methods, there is a method of removing fogging by heating, and this method has been put to practical use in a rear window of an automobile or the like.

【0005】防曇効果を持続させる技術としては、親水
性のポリマーを基材表面に成膜することも行われてき
た。また、耐擦傷性に優れた防曇性薄膜としては、酸化
珪素等の無機酸化物からなる防曇性薄膜が知られてい
る。
As a technique for maintaining the antifogging effect, a method of forming a film of a hydrophilic polymer on the surface of a substrate has also been used. Further, as an antifogging thin film having excellent scratch resistance, an antifogging thin film made of an inorganic oxide such as silicon oxide is known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、防曇効
果が見られた前記2)の基材表面を親水性にする方法で
は、界面活性剤を基材表面に均一に塗布することが難し
く、基材表面の光学特性を劣化させる問題点があった。
更に、塗布した界面活性剤は取れ易く、その都度繰り返
し塗布しなければ効果が持続しない不都合な点があっ
た。またこの方法では、成膜された膜の表面硬度が不十
分であり、耐擦傷性が低いという問題点もあった。
However, in the method of 2) above, in which the surface of the base material having an antifogging effect is observed, it is difficult to uniformly apply the surfactant to the surface of the base material. There has been a problem of deteriorating the optical characteristics of the material surface.
Furthermore, the applied surfactant is easy to remove, and there is an inconvenience that the effect is not maintained unless it is repeatedly applied each time. Further, in this method, there is also a problem that the surface hardness of the formed film is insufficient and the scratch resistance is low.

【0007】更に、前記加熱により曇りを除去する方法
では、加熱用の電源が必要であり、適用範囲が限られて
しまう問題点があった。更に、この方法では電熱線が必
要になるため、完全な透明性を要求される自動車のフロ
ントガラスや眼鏡レンズ等には適用が困難である問題点
があった。そして、従来のいずれの防曇性を有する親水
性薄膜層で問題となってきたのは、防曇効果の持続性で
あった。初期に優れた防曇性を示す防曇性物品は既に数
多く存在するが、その効果が長期間に亘って確実に持続
し、長期間使用可能なものは、残念ながら皆無に等しい
というのが実状である。
Furthermore, the above-mentioned method of removing fogging by heating requires a power supply for heating, and has a problem that the applicable range is limited. Furthermore, since this method requires a heating wire, there is a problem that it is difficult to apply the method to a windshield or an eyeglass lens of an automobile which requires complete transparency. What has been a problem in any conventional hydrophilic thin film layer having antifogging property is the persistence of the antifogging effect. There are already many anti-fogging articles that show excellent anti-fogging properties at the beginning, but the effect is that the effects are surely maintained over a long period of time, and unfortunately there are almost no products that can be used for a long time. It is.

【0008】[0008]

【発明を解決するための手段】本発明者等は、従来の親
水性薄膜層に共通の問題点である、防曇効果の持続性に
ついて鋭意研究を重ねた結果、波長が300nm以下の
紫外線の照射が防曇性能に影響を与えることを見出し
た。そして、一旦低下した防曇性能は前記波長の紫外線
の照射により回復することを見出した。
The present inventors have conducted intensive studies on the persistence of the anti-fog effect, which is a problem common to the conventional hydrophilic thin film layers, and as a result, the ultraviolet light having a wavelength of 300 nm or less has been obtained. It was found that irradiation affected the anti-fog performance. Then, it has been found that the once-reduced anti-fogging performance is recovered by irradiation with ultraviolet rays having the above-mentioned wavelength.

【0009】しかしながら、紫外線の照射は、同時に基
材の劣化をまねくこともあった。特に基材がプラスチッ
クの場合には、波長が300nm以下の紫外線の照射に
より基材が黄変する問題点も生じることがあった。本発
明者等は、更に紫外線の照射による基材の変色を防ぎつ
つ防曇性能を回復する手段について検討した。その結
果、親水性薄膜層と基材の間に紫外線吸収層を設けるこ
とが有効であることを見出した。
[0009] However, the irradiation of ultraviolet rays sometimes causes deterioration of the base material. In particular, when the substrate is plastic, there is a case where the substrate is yellowed by irradiation with ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less. The present inventors have further studied means for restoring antifogging performance while preventing discoloration of the substrate due to irradiation with ultraviolet rays. As a result, they found that it is effective to provide an ultraviolet absorbing layer between the hydrophilic thin film layer and the substrate.

【0010】このように本発明は、防曇性が一旦低下し
ても、簡単な処理により再び元の防曇性を回復すること
が可能であり、更に長期間に亘って優れた防曇性能が得
られる防曇性薄膜を提供することを目的とする。そこで
本発明は第一に、「基材上に防曇性能を有する親水性薄
膜層を形成し、該親水性薄膜層に波長が300nm以下
の短波長の紫外線を照射することを特徴とする防曇性能
を有する成形体の製造方法(請求項1)」を提供する。
第2に「前記成形体の製造方法において、前記紫外線
は、防曇性能が劣化した親水性薄膜層に照射することを
特徴とする請求項1に記載の防曇性能を有する成形体の
製造方法(請求項2)を提供する。第3に「前記親水性
薄膜層がスパッタリング法で形成されることを特徴とす
る請求項1または2に記載の成形体の製造方法(請求項
3)」を提供する。第4に「前記スパッタリング法は、
基材上に金属原子を付着させる工程と、前記金属原子を
酸化させ酸化物を形成し親水性薄膜層を形成する工程を
有することを特徴とする請求項3に記載の製造方法(請
求項4)」を提供する。第5に「基材と、該基材上に3
00nm以下の波長の紫外線が照射された防曇性能を有
する親水性薄膜層を有することを特徴とする成形体(請
求項5)」を提供する。第6に「前記基材と、前記親水
性薄膜層との間に紫外線吸収層を有することを特徴とす
る請求項5に記載の成形体(請求項6)」を提供する。
As described above, according to the present invention, even if the anti-fogging property is once reduced, the original anti-fogging property can be restored again by a simple treatment, and the excellent anti-fogging performance can be obtained over a long period of time. It is an object of the present invention to provide an anti-fogging thin film that can obtain the following. Accordingly, the present invention firstly provides a method for forming a hydrophilic thin film layer having antifogging performance on a substrate, and irradiating the hydrophilic thin film layer with ultraviolet light having a short wavelength of 300 nm or less. A method for producing a molded article having fogging performance (Claim 1) "is provided.
Secondly, in the method for producing a molded article having anti-fogging performance according to claim 1, wherein the ultraviolet ray is applied to the hydrophilic thin film layer whose anti-fogging performance has deteriorated. Thirdly, there is provided a method for producing a molded article according to claim 1 or 2, wherein the hydrophilic thin film layer is formed by a sputtering method. provide. Fourth, "the sputtering method is:
The method according to claim 3, further comprising: attaching a metal atom on a base material; and oxidizing the metal atom to form an oxide to form a hydrophilic thin film layer. )"I will provide a. Fifth, a “substrate and three on the substrate”
A molded article (Claim 5) having a hydrophilic thin film layer having anti-fog performance irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 00 nm or less is provided. Sixthly, there is provided "a molded article according to claim 5, wherein the article has an ultraviolet absorbing layer between the base material and the hydrophilic thin film layer."

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明では、親水性薄膜層の上方
から波長が300nm以下の紫外線を照射することによ
り防曇性能を持続または回復することができる。特に2
00nm以下の波長の紫外線を照射すると防曇性能の回
復、向上効果が顕著になる。本発明では、前記波長の光
を含む紫外線を照射することが有効であるが、前記波長
以外の光を含んだ紫外線でもよい。
In the present invention, the antifogging performance can be maintained or restored by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less from above the hydrophilic thin film layer. Especially 2
Irradiation with ultraviolet light having a wavelength of 00 nm or less remarkably recovers and improves the antifogging performance. In the present invention, it is effective to irradiate ultraviolet rays containing light of the above-mentioned wavelength, but ultraviolet rays containing light other than the above-mentioned wavelength may be used.

【0012】本発明に関わる波長の紫外線を発生させる
光源は、特に限定されないが低圧水銀灯が好ましい。こ
の他、300nm以下の光を照射するための光源として
はキセノンランプ、メタルハライドランプ等も使用可能
であり、また照射条件を制御すればエキシマレーザやエ
キシマランプ等も使用可能である。防曇性能の維持、回
復効果は、照射する紫外線の波長に依存するが、照射時
間にはそれほど強く依存しない。しかし、実使用を考え
た場合、防曇性能の維持、回復手段としての紫外線照射
時間は短い程生産性が高く、有利であることは当然であ
る。従って、紫外線の照射時間は数秒から10分以内に
留めるのが好ましい。
A light source for generating ultraviolet rays having a wavelength according to the present invention is not particularly limited, but a low-pressure mercury lamp is preferable. In addition, a xenon lamp, a metal halide lamp, or the like can be used as a light source for irradiating light of 300 nm or less, and an excimer laser, an excimer lamp, or the like can be used if the irradiation conditions are controlled. The effect of maintaining and recovering the anti-fog performance depends on the wavelength of the ultraviolet light to be irradiated, but does not depend so strongly on the irradiation time. However, when practical use is considered, it is natural that the shorter the ultraviolet irradiation time as the means for maintaining and recovering the anti-fog performance, the higher the productivity and the more advantageous. Therefore, it is preferable to keep the irradiation time of the ultraviolet light within several seconds to 10 minutes.

【0013】本発明の親水性薄膜層に紫外線を照射する
と、親水性薄膜層表面の水の接触角が低下する。通常、
優れた防曇効果を得るためには、水の接触角は10度以
下であることが望ましい。一般に親水性薄膜層の成膜直
後の接触角は10度以下であり、最初、優れた防曇性能
を有していた薄膜も、長期間の使用により徐々にその防
曇性は低下する。しかしながら本発明の親水性薄膜層
は、特定波長の紫外線を照射することにより、他の特性
を一切低下させることなく防曇性能を維持、回復するこ
とが可能である。防曇性能が低下した表面に適用した場
合、水の接触角は20度以上の値を示すが、紫外線照射
により接触角は再び10度以下に低下し、防曇性能が回
復する。
When the hydrophilic thin film layer of the present invention is irradiated with ultraviolet rays, the contact angle of water on the surface of the hydrophilic thin film layer decreases. Normal,
In order to obtain an excellent anti-fog effect, the contact angle of water is desirably 10 degrees or less. Generally, the contact angle immediately after the formation of the hydrophilic thin film layer is 10 degrees or less, and the anti-fogging property of the thin film which initially had excellent anti-fog performance gradually decreases over a long period of use. However, the hydrophilic thin film layer of the present invention can maintain and recover the antifogging performance by irradiating an ultraviolet ray having a specific wavelength without any decrease in other characteristics. When applied to a surface with reduced anti-fogging performance, the contact angle of water shows a value of 20 degrees or more, but the contact angle is again reduced to 10 degrees or less by ultraviolet irradiation, and the anti-fogging performance is restored.

【0014】特定波長の紫外線の照射は、親水性薄膜層
の防曇効果が低下したときに行えば十分であるが、防曇
効果が低下する前(つまり親水性薄膜層を有する成形体
の製造直後で使用前の時期)に照射してもよく、この場
合、防曇性能がより持続する成形体を製造してもよい。
このように紫外線照射により水の接触角が低下し、防曇
性能が回復するメカニズムの詳細は不明であるが、特定
波長の紫外線の照射により生成したオゾンが親水性薄膜
層の表面に付着した有機物を分解、除去する為ではない
かと推察される。ESCAによる親水性薄膜層表面の元
素分析によれば、防曇性能の劣化した表面にはC元素が
存在し、紫外線の照射により防曇性能が回復した親水性
薄膜層の表面には、C元素は確認されなかった。従っ
て、本発明に関わる、紫外線が照射された親水性薄膜層
の表面には、炭素元素が殆ど存在しないものである。
Irradiation with ultraviolet light having a specific wavelength is sufficient when the anti-fogging effect of the hydrophilic thin film layer is reduced. (Immediately before use)), and in this case, a molded article having more antifogging performance may be produced.
The details of the mechanism by which the contact angle of water is reduced by UV irradiation and the anti-fog performance is restored are unknown, but the organic matter in which ozone generated by UV irradiation of a specific wavelength adheres to the surface of the hydrophilic thin film layer is unknown. It is presumed that this is to disassemble and remove. According to the elemental analysis of the surface of the hydrophilic thin film layer by ESCA, C element is present on the surface where the anti-fogging performance is deteriorated, and the C element is present on the surface of the hydrophilic thin film layer where the anti-fogging performance is restored by the irradiation of ultraviolet rays. Was not confirmed. Therefore, the carbon element hardly exists on the surface of the hydrophilic thin film layer irradiated with ultraviolet rays according to the present invention.

【0015】本発明に関わる親水性薄膜層を構成する材
料に特別の制限は無いが、珪素酸化物を用いた場合に、
紫外線照射による防曇性の持続、回復効果が特に顕著で
あることが明らかになった。珪素酸化物としては一般式
SiO2-x(ただし、0≦x<2)で表される珪素酸化
物を用いることができるが、この中でも二酸化珪素を用
いることが好ましい。
There is no particular limitation on the material constituting the hydrophilic thin film layer according to the present invention.
It was revealed that the effect of maintaining and recovering the anti-fogging property by ultraviolet irradiation was particularly remarkable. As the silicon oxide, a silicon oxide represented by the general formula SiO 2-x (where 0 ≦ x <2) can be used, and among them, silicon dioxide is preferably used.

【0016】珪素酸化物による親水性薄膜層の形成方法
は、スパッタリング法、真空蒸着法、ゾルーゲル法等一
般的に知られた方法を用いることができる。またスパッ
タリング法の中でも、まず基材上に金属原子を付着さ
せ、次にこの金属原子を酸化させ、酸化物を形成させる
方法が好ましい。このような方法で得られた親水性薄膜
層は成膜しただけで親水性を示すことが多いが、更に優
れた親水性を付与する目的で、アルカリ水溶液への浸せ
きやプラズマ処理などを行っても良い。
As a method for forming the hydrophilic thin film layer using silicon oxide, a generally known method such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, a sol-gel method, and the like can be used. Among the sputtering methods, a method in which a metal atom is first attached to a base material, and then the metal atom is oxidized to form an oxide is preferable. The hydrophilic thin film layer obtained by such a method often shows hydrophilicity only by being formed, but for the purpose of imparting more excellent hydrophilicity, immersion in an alkaline aqueous solution or plasma treatment is performed. Is also good.

【0017】また、スパッタリング法により形成された
親水性薄膜層に対して紫外線を照射すると、より優れた
防曇性能の持続、回復効果が得られることも判明した。
この理由は明らかになっていないが、スパッタリングに
より形成された膜は柱状構造を取り易いことから、この
構造と何らかの関係があると推察される。前記した通り
本発明の親水性薄膜層は、300nm以下の波長の紫外
線の照射によりその防曇性能を持続、回復させ、長期間
に亘って優れた性能を維持することが特徴であり、短波
長の紫外線を照射した方が、その効果は顕著になる。
It has also been found that, when the hydrophilic thin film layer formed by the sputtering method is irradiated with ultraviolet rays, a more excellent anti-fogging property can be maintained and a recovery effect can be obtained.
Although the reason for this has not been clarified, the film formed by sputtering is likely to have a columnar structure, and is presumed to have some relationship with this structure. As described above, the hydrophilic thin film layer of the present invention is characterized by maintaining and recovering its anti-fog performance by irradiation with ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less, and maintaining excellent performance over a long period of time. The effect becomes more remarkable when the ultraviolet rays are irradiated.

【0018】しかし、紫外線の照射により他の性能、例
えば基材の透明性等が失われない様にすることも大切で
ある。そのため、親水性薄膜層と基材との間に紫外線吸
収層を設けることがより好ましい構造である。本発明の
親水性薄膜層を有する成形体のより好ましい構造は、親
水性薄膜層が形成される基材上に紫外線吸収層を形成
し、更にその上に親水性薄膜層を備えたものである。防
曇性能の持続、回復のために照射される紫外線は親水性
薄膜層で一部が吸収され残りは透過し基材に達する。し
かし、前記構成をとれば、透過した紫外線は基材と親水
性薄膜層との間に形成された紫外線吸収層で吸収される
ため、紫外線は基材には到達しない。そして紫外線吸収
層は、基材の変色を起こす紫外線を実質的に略全て吸収
することが必要である。
However, it is also important that other properties, such as transparency of the base material, are not lost by irradiation with ultraviolet rays. Therefore, it is more preferable to provide an ultraviolet absorbing layer between the hydrophilic thin film layer and the substrate. A more preferred structure of the molded article having the hydrophilic thin film layer of the present invention is one in which an ultraviolet absorbing layer is formed on a substrate on which the hydrophilic thin film layer is formed, and further provided with the hydrophilic thin film layer thereon. . Ultraviolet rays irradiated for maintaining and recovering the antifogging performance are partially absorbed by the hydrophilic thin film layer, and the remainder is transmitted to reach the substrate. However, according to the above configuration, the transmitted ultraviolet light is absorbed by the ultraviolet absorbing layer formed between the base material and the hydrophilic thin film layer, so that the ultraviolet light does not reach the base material. The ultraviolet absorbing layer needs to absorb substantially all of the ultraviolet light that causes discoloration of the substrate.

【0019】従って、前記構造をとれば、紫外線照射に
よる基材の変色を避けながら防曇性能の回復を繰り返し
行うことが可能であり、長期間に亘って優れた防曇性能
を持続し、基材の変色が発生しない親水性薄膜層を得る
ことができる。紫外線吸収層を構成する物質に特別の制
限はなく、紫外線吸収剤として一般に知られる物質群が
広く使用可能である。
Therefore, with the above structure, it is possible to repeatedly recover the anti-fogging performance while avoiding discoloration of the base material due to the irradiation of ultraviolet rays. A hydrophilic thin film layer in which discoloration of the material does not occur can be obtained. There is no particular limitation on the substances constituting the ultraviolet absorbing layer, and a group of substances generally known as ultraviolet absorbing agents can be widely used.

【0020】これら紫外線吸収剤の例としては、2,4
−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−
メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクト
キシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベ
ンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジ
メトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラ
ヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−アリ
ルオキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、2−
(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−ベンゾ
トリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−5’−
ジ−t−アミルフェニル)−ベンゾトリアゾール等のベ
ンゾトリアゾール類、エチル−2−シアノ−3,3’−
ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル−2−シ
アノ−3,3’−ジフェニルアクリレート等のジフェニ
ルアクリレート類、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウ
ム等の無機酸化物、及びこれらの混合物等を挙げること
ができる。
Examples of these UV absorbers include 2, 4
-Dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-
Methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2,2 ′, 4,4′-tetrahydroxybenzophenone Benzophenones such as 2-hydroxy-4-allyloxybenzophenone;
(2'-hydroxy-5'-methylphenyl) -benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-5'-
Benzotriazoles such as di-t-amylphenyl) -benzotriazole, ethyl-2-cyano-3,3′-
Examples thereof include diphenyl acrylates such as diphenyl acrylate and 2-ethylhexyl-2-cyano-3,3'-diphenyl acrylate; inorganic oxides such as zinc oxide, titanium oxide and cerium oxide; and mixtures thereof.

【0021】これら紫外線吸収剤は単独では透明薄膜と
することが困難であるので、マトリックス成分に溶解ま
たは分散した状態で用いることが好ましい。マトリック
ス成分としては、光学的に透明であり、かつ紫外線吸収
剤を良好に溶解または分散させるものであれば、あらゆ
る物質が使用可能である。一例を挙げると、ポリビニル
アセタール、ポリビニルアルコール、ウレタン(メタ)
アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリビ
ニルピロリドン、ポリエン化合物と多官能チオール化合
物の重付加反応生成物、あるいは金属アルコキシドの加
水分解生成物を縮合反応することによる所謂ゾルーゲル
法により形成される無機酸化物層等を挙げることができ
る。更に、エポキシシランのような有機珪素化合物を用
いることも可能であり、この場合、耐擦傷性の向上も実
現することもできる。
Since it is difficult to form a transparent thin film using these ultraviolet absorbers alone, it is preferable to use them in a state of being dissolved or dispersed in a matrix component. As the matrix component, any substance can be used as long as it is optically transparent and dissolves or disperses the ultraviolet absorber well. For example, polyvinyl acetal, polyvinyl alcohol, urethane (meth)
Inorganic oxide layer formed by so-called sol-gel method by condensation reaction of acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyvinylpyrrolidone, polyaddition product of polyene compound and polyfunctional thiol compound, or hydrolysis product of metal alkoxide And the like. Furthermore, it is also possible to use an organic silicon compound such as epoxysilane, and in this case, it is also possible to improve the scratch resistance.

【0022】本発明の紫外線吸収層の形成方法に特別の
制限は無く、スパッタリング法や真空蒸着法等の乾式
法、またはスピンコートやディップコート等の湿式法な
どが使用可能である。一般的には、紫外線吸収剤をマト
リックス成分に溶解または分散したものを湿式法で基材
に塗布した後に乾燥する方法が用いられる。本発明の親
水性薄膜層が形成可能な基板に特別な制限はなく、防曇
性を要求されるものであれば、ガラス、透明プラスチッ
ク等あらゆる素材から成る基板に適用可能である。
The method for forming the ultraviolet absorbing layer of the present invention is not particularly limited, and a dry method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method, or a wet method such as spin coating or dip coating can be used. Generally, a method is used in which an ultraviolet absorbent is dissolved or dispersed in a matrix component, applied to a substrate by a wet method, and then dried. The substrate on which the hydrophilic thin film layer of the present invention can be formed is not particularly limited, and can be applied to substrates made of any material such as glass and transparent plastic as long as anti-fogging properties are required.

【0023】親水性薄膜層の膜厚は、0.001〜10
0μmが好ましく、紫外線吸収層の膜厚は、0.01〜
10μmが好ましい。また親水性薄膜層は、眼鏡レンズ
に適用すことが可能である。眼鏡レンズに使用する場
合、基材上にハードコート膜を形成することが可能であ
る。
The thickness of the hydrophilic thin film layer is 0.001 to 10
0 μm is preferable, and the thickness of the ultraviolet absorbing layer is 0.01 to
10 μm is preferred. The hydrophilic thin film layer can be applied to a spectacle lens. When used for spectacle lenses, a hard coat film can be formed on a substrate.

【0024】ハードコート膜は、下記一般式(I)で表
わされる有機ケイ素化合物またはその加水分解物が好ま
しい。 一般式(I): R1 a2 bSi(OR34-(a+b) (但し、式中、R1は、官能基を有する有機基又は不飽
和2重結合を有する有機基であり、R2は、炭化水素基
又はハロゲン化炭化水素基でり、R3はアルキル基、ア
ルコキシアルキル基又はアシル基あり、a及びbは、そ
れぞれ0又は1であり、かつa+bは、1又は2であ
る。またR1は、炭素数1〜14、R2は、炭素数1〜
6、R3は炭素数1〜4であることが好ましい)。
The hard coat film is preferably an organosilicon compound represented by the following general formula (I) or a hydrolyzate thereof. General formula (I): R 1 a R 2 b Si (OR 3 ) 4- (a + b) (wherein, R 1 is an organic group having a functional group or an organic group having an unsaturated double bond) R 2 is a hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, R 3 is an alkyl group, an alkoxyalkyl group or an acyl group, a and b are each 0 or 1, and a + b is 1 Or 2. Also, R 1 has 1 to 14 carbon atoms, and R 2 has 1 to 1 carbon atoms.
6, R 3 preferably has 1 to 4 carbon atoms).

【0025】一般式(I)の化合物のうち、R1 が官能
基としてエポキシ基を有するものは、エポキシシランと
も呼ばれる。エポキシシランの具体例としては、例え
ば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシエトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリアセトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−
エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランな
どが挙げられる。
Among the compounds of the general formula (I), those in which R 1 has an epoxy group as a functional group are also called epoxysilanes. Specific examples of epoxysilane include, for example, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ
-Glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxyethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriacetoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane , Β- (3,4-
Epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane and the like.

【0026】また、一般式(I)の化合物のうち、R1
が官能基としてエポキシ基を有すもの以外(a=0のも
のを含む)の例としては、例えば次のものが使用され
る。メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメト
キシエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、3
−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピル
トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエト
キシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメ
トキシシランなどの各種トリアルコキシシラン、トリア
シロキシシランあるいはトリアルコキシアルコキシシラ
ン化合物。
Further, among the compounds of the general formula (I), R 1
Examples of compounds other than those having an epoxy group as a functional group (including those having a = 0) include, for example, the following. Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxyethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, aminomethyltrimethoxysilane, 3
-Aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyl Various trialkoxysilanes such as trimethoxysilane, trisiloxysilane or trialkoxyalkoxysilane compounds.

【0027】これら組成物を使用した場合、硬度向上、
干渉縞の防止、帯電防止効果の付与のために無機微粒子
を添加することも可能である。無機微粒子としては、例
えば、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化
チタニウム、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化ベリリ
ウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化セリウ
ム、酸化鉄、酸化スズと酸化タングステンの複合微粒子
等の無機微粒子の微粒子が使用可能である。
When these compositions are used, the hardness is improved,
It is also possible to add inorganic fine particles for preventing interference fringes and imparting an antistatic effect. Examples of the inorganic fine particles include zinc oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, tin oxide, beryllium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, cerium oxide, iron oxide, and composite fine particles of tin oxide and tungsten oxide. Fine particles of inorganic fine particles can be used.

【0028】また、これらの微粒子は、単独で使用する
だけでなく、必要に応じて2種以上を混合または固溶体
または複合体の状態、またはこれらが共存する状態で使
用することも可能である。本発明での混合物としては、
異なった物質からなる複数のものが、各々の物質の構造
を保ったまま存在している状態を言い、固溶体とは、異
なった複数の物質同士が新たな化学結合を形成して存在
するものを称している。
These fine particles can be used not only singly, but also, if necessary, in the form of a mixture of two or more kinds, a solid solution or a complex, or a state in which these are present together. As the mixture in the present invention,
A solid solution refers to a state in which a plurality of different substances exist while maintaining the structure of each substance, and a solid solution is a substance in which different substances form a new chemical bond with each other. Is called.

【0029】特に、酸化チタニウム、酸化アンチモン、
酸化タングステン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、
酸化スズを使用した場合には、組成物の屈折率を高くす
ることができ、基材に高屈折率のものを用いた場合、干
渉縞の発生を抑止することが可能となる。微粒子の粒子
径は、1〜200nmのものが用いられ、特に5〜10
0nmのものが好ましい。これより小さいと製造が困難
であり、微粒子自身の安定性も悪く、かつ添加する効果
も小さい。これより大きいと、コーティング組成物の安
定性、塗膜の透明性、平滑性などが低下する。
In particular, titanium oxide, antimony oxide,
Tungsten oxide, cerium oxide, zirconium oxide,
When tin oxide is used, the refractive index of the composition can be increased, and when a substrate having a high refractive index is used, generation of interference fringes can be suppressed. Fine particles having a particle diameter of 1 to 200 nm are used.
The one with 0 nm is preferred. If it is smaller than this, it is difficult to produce, the stability of the fine particles themselves is poor, and the effect of addition is small. If it is larger than this, the stability of the coating composition, the transparency and the smoothness of the coating film, etc. will be reduced.

【0030】また前記したハードコート膜上又は基材上
に真空蒸着法により形成された無機酸化物からなる反射
防止膜を形成すれば反射防止効果が優れ、外観に優れた
レンズを製造することができる。反射防止膜に用いられ
る材料としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコ
ニウム、酸化アルミニウム等がある。更にレンズ基材と
ハードコート膜の間に密着性や耐衝撃性を向上させるプ
ライマー層を形成すれば、更に耐衝撃性の優れたプラス
チックレンズが製造できる。プライマー層の材料として
は、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアセタール
樹脂などが好ましい。また、架橋されたポリビニルアセ
タールからなるプライマー層を形成することも可能であ
る。
If an antireflection film made of an inorganic oxide formed by a vacuum evaporation method is formed on the above-mentioned hard coat film or substrate, a lens having excellent antireflection effect and excellent appearance can be produced. it can. Materials used for the antireflection film include silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, and aluminum oxide. Furthermore, if a primer layer is formed between the lens substrate and the hard coat film to improve the adhesion and the impact resistance, a plastic lens having more excellent impact resistance can be manufactured. As a material of the primer layer, a polyurethane resin, an epoxy resin, a polyacetal resin, or the like is preferable. It is also possible to form a primer layer made of crosslinked polyvinyl acetal.

【0031】プライマー層の膜厚は、熱硬化後の段階で
0.1〜5μm、好ましくは0.2〜3μmである。プ
ライマー層の膜厚が0.1μmより薄いと耐衝撃性の改
善が十分でなく、また5μmより厚いと耐衝撃性の点で
は問題がないが、耐熱性と面精度が低下する。また、プ
ライマー溶液には前記ハードコート膜に添加したような
無機微粒子を含んでもよい。これら無機微粒子として
は、水又は有機溶媒に分散した市販されている微粒子を
そのまま用いることができる。
The thickness of the primer layer is 0.1 to 5 μm, preferably 0.2 to 3 μm after the thermosetting. If the thickness of the primer layer is less than 0.1 μm, the impact resistance is not sufficiently improved, and if it is more than 5 μm, there is no problem in terms of the impact resistance, but the heat resistance and surface accuracy are reduced. Further, the primer solution may contain inorganic fine particles as added to the hard coat film. As these inorganic fine particles, commercially available fine particles dispersed in water or an organic solvent can be used as they are.

【0032】無機微粒子又はこれらの無機酸化物の複合
体の平均粒子径は1〜300nmであり、好ましくは1
〜50nmがよい。平均粒子径が300nmを越えると
光の散乱によるレンズの曇りが生ずる。このようなハー
ドコート膜、プライマー層、反射防止膜に紫外線吸収剤
を添加し、これを紫外線吸収層と兼用させてもよい。
The average particle diameter of the inorganic fine particles or the composite of these inorganic oxides is 1 to 300 nm, preferably 1 to 300 nm.
5050 nm is preferred. If the average particle diameter exceeds 300 nm, fogging of the lens occurs due to light scattering. An ultraviolet absorber may be added to such a hard coat film, a primer layer, and an antireflection film, and this may be used also as the ultraviolet absorption layer.

【0033】[0033]

【実施例】[実施例1] 1. 紫外線吸収層コート液の形成 ポリビニルブチラール(和光純薬(株)製)700重量
部にn−ブタノール630重量部を溶解した後、メタノ
ール400重量部、水100重量部、さらに架橋剤とし
てテトラメトキシシラン4.2重量部を添加して均一に
なるまで撹拌した。硬化触媒としてp−トルエンスルホ
ン酸1.2重量部を加えた後、酸化セリウム系紫外線吸
収剤(ニードラールW−100、多木化学(株)製)7
0重量部を添加して1時間撹拌後、3μmのメンブラン
フィルターで濾過した。 2. 紫外線吸収層の成膜 アクリル製基板に前記1で作製したコート液をディッピ
ング法により塗布した後、100℃で20分間の加熱処
理を行い硬化させ、紫外線吸収層を形成した。紫外線吸
収層の膜厚は、2μmとした。 3.親水性薄膜層の形成 前記2で形成した紫外線吸収層の上に親水性薄膜層とし
て、珪素酸化物からなる薄膜をRFスパッタリング法に
より成膜した。すなわち、ターゲットには二酸化珪素を
用い、RFパワー800W、Arガス流量100scc
m、設定圧力0.5Pa、成膜時間10分の条件で、膜
厚1000Åの珪素酸化物層を形成した。 4.親水性及び防曇性能の評価 前記3で形成した親水性薄膜層の水の接触角を成膜翌日
に計測したところ約5度であり、この膜が優れた親水性
を有していることが明らかになった。
[Embodiment 1] 1. First Embodiment Formation of UV Absorbing Layer Coating Solution After dissolving 630 parts by weight of n-butanol in 700 parts by weight of polyvinyl butyral (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 400 parts by weight of methanol, 100 parts by weight of water, and tetramethoxysilane as a crosslinking agent 4.2 parts by weight were added and stirred until uniform. After adding 1.2 parts by weight of p-toluenesulfonic acid as a curing catalyst, a cerium oxide-based ultraviolet absorber (Neidral W-100, manufactured by Taki Chemical Co., Ltd.) 7
After adding 0 parts by weight and stirring for 1 hour, the mixture was filtered with a 3 μm membrane filter. 2. Formation of Ultraviolet Absorbing Layer The coating liquid prepared in 1 above was applied to an acrylic substrate by a dipping method, and then heated and cured at 100 ° C. for 20 minutes to form an ultraviolet absorbing layer. The thickness of the ultraviolet absorbing layer was 2 μm. 3. Formation of hydrophilic thin film layer A thin film made of silicon oxide was formed as a hydrophilic thin film layer by RF sputtering on the ultraviolet absorbing layer formed in 2). That is, silicon dioxide was used as the target, RF power was 800 W, and Ar gas flow rate was 100 scc.
m, a set pressure of 0.5 Pa, and a deposition time of 10 minutes, a silicon oxide layer having a thickness of 1000 ° was formed. 4. Evaluation of hydrophilicity and anti-fogging performance The contact angle of water of the hydrophilic thin film layer formed in the above 3 was measured on the next day of film formation, and was about 5 degrees, indicating that this film has excellent hydrophilicity. It was revealed.

【0034】また、防曇性能は以下の様に評価した。即
ち、前記3までの工程で親水性薄膜層を形成したガラス
基板を5℃雰囲気中(冷蔵庫中)に1時間保管後、25
℃85%RH雰囲気中に瞬時に移した時の様子を目視に
て観察した。この結果、本実施例の親水性薄膜層をつけ
たガラス基板は、全く曇りを発生することなく、優れた
防曇性能を有することが明らかになった。
The antifogging performance was evaluated as follows. That is, after the glass substrate on which the hydrophilic thin film layer was formed in the steps up to 3 was stored in a 5 ° C. atmosphere (in a refrigerator) for 1 hour,
The state of instantaneous transfer to an atmosphere of 85 ° C. and 85% RH was visually observed. As a result, it was revealed that the glass substrate provided with the hydrophilic thin film layer of this example had excellent anti-fog performance without any fogging.

【0035】前記の通り、成膜翌日に親水性と防曇性能
を評価した本実施例のアクリル製基板を1年間、室内で
保管した。そして、1年後の親水性を知るために前記と
同じ方法で水の接触角を測定したところ、約22度であ
った。また、1年後の防曇性能を前記と同様の方法で評
価したところ、25℃85%RHに移した途端曇りが生
じ、防曇性能が劣化していることが明らかになった。
5.親水性及び防曇性能の回復前記4で1年後の防曇性
能の劣化が認められた本実施例のアクリル製基板の防曇
性能を復活させる目的で、以下の通り紫外線照射を行っ
た。即ち、200Wの低圧水銀灯を用い、主に照射光の
波長は185nm及び254nmの光を主成分とするも
のである。基板とは40cmの距離で離し5分間照射し
た。
As described above, the acrylic substrate of this example evaluated for hydrophilicity and anti-fog performance the day after film formation was stored indoors for one year. Then, in order to know the hydrophilicity one year later, the contact angle of water was measured by the same method as described above, and it was about 22 degrees. In addition, the antifogging performance after one year was evaluated by the same method as described above. As a result, it was found that fogging occurred immediately after transferring to 25 ° C. and 85% RH, and the antifogging performance was deteriorated.
5. Recovery of hydrophilicity and antifogging performance In order to restore the antifogging performance of the acrylic substrate of this example, in which deterioration of the antifogging performance after one year was recognized in 4 above, ultraviolet irradiation was performed as follows. That is, a low-pressure mercury lamp of 200 W is used, and the wavelength of irradiation light is mainly 185 nm and 254 nm. Irradiation was performed at a distance of 40 cm from the substrate for 5 minutes.

【0036】前記処理を行った直後に水の接触角を測定
すると約3度であり、親水性が回復していることが明ら
かになった(表1参照)。また、前記と同様の方法で防
曇特性を評価したところ、曇りは全く観察されず、初期
の防曇性能が回復していることが明らかになった。ま
た、本実施例1との比較のため、以下のような方法で防
曇性能の回復を試みた。
When the contact angle of water was measured immediately after the above treatment, it was about 3 degrees, which revealed that the hydrophilicity had been restored (see Table 1). When the antifogging property was evaluated by the same method as described above, no fogging was observed, and it became clear that the initial antifogging performance was restored. For comparison with Example 1, recovery of antifogging performance was attempted by the following method.

【0037】防曇性能の回復のために親水性薄膜層に高
圧水銀灯を用い、波長が主に300nm以上の紫外線を
照射した例(表1の1)と、低圧水銀灯を用いフィルタ
ーを通すことにより200nm以上の波長の紫外線を照
射した例(表1の2)と、波長が低圧水銀灯により20
0nm以下の紫外線を含む紫外線を照射した本実施例1
(表1の3)について、接触角の経時変化を表1に示
す。
An example in which a high-pressure mercury lamp was used for the hydrophilic thin film layer to recover the anti-fog performance and ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or more (Table 1) was used. An example in which ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or more was irradiated (2 in Table 1),
Example 1 irradiated with ultraviolet light including ultraviolet light of 0 nm or less
With respect to (3) in Table 1, the change over time in the contact angle is shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】これから判るように、高圧水銀灯を用いた
例では、紫外線の照射前と直後とを比較すると、防曇性
能が回復しているものの、その接触角の回復効果は小さ
いことが判る。これは、高圧水銀灯を用いたため、30
0nmを超える波長の紫外線を主成分とする光が照射さ
れたため効果が小さかったものである。低圧水銀灯から
の紫外線をフィルターを通して照射した例では、照射直
後の接触角は22度から15度になっており、高圧水銀
灯で紫外線を照射した例と比較すると、防曇性能がより
改善されることが判る。これは、低圧水銀灯を用いたた
め、波長が300nm以下の紫外線が主に照射される
が、フィルター処理され200nmよりも単波長の紫外
線は照射されないために、高圧水銀灯を用いた場合より
も効果は優れているものの、表1の3のもの(低圧水銀
灯を用いフィルター処理せず)よりは効果が劣る結果と
なったものである。
As can be seen, in the example using the high-pressure mercury lamp, the anti-fogging performance is recovered, but the effect of recovering the contact angle is small when comparing before and immediately after the irradiation of ultraviolet rays. This is because a high-pressure mercury lamp was used.
The effect was small due to irradiation with light containing ultraviolet rays having a wavelength exceeding 0 nm as a main component. In the case of irradiation with UV light from a low-pressure mercury lamp through a filter, the contact angle immediately after irradiation is from 22 degrees to 15 degrees, indicating that the anti-fog performance is more improved than in the case of irradiation with UV light from a high-pressure mercury lamp. I understand. This is because UV light having a wavelength of 300 nm or less is mainly irradiated because a low-pressure mercury lamp is used, but the effect is better than when a high-pressure mercury lamp is used because UV light having a wavelength of less than 200 nm is filtered and not irradiated. However, the results were inferior to those of item 3 in Table 1 (not filtered using a low-pressure mercury lamp).

【0040】そして、本実施例1の場合では、紫外線を
照射してから14日後も6度の接触角を維持しており、
非常に優れた防曇性能の回復、維持効果があることが判
る。 [実施例2]本実施例では、図1及び図2に示すスパッ
タリング装置を用い、親水性薄膜層を形成した。図1
は、本実施例に関わる装置の概略の上面図であり、図2
は、本実施例に関わる装置の概略の正面図である。
In the case of the first embodiment, the contact angle of 6 degrees is maintained even 14 days after the irradiation with the ultraviolet rays.
It can be seen that there is an excellent recovery and maintenance effect of the anti-fog performance. Example 2 In this example, a hydrophilic thin film layer was formed using the sputtering apparatus shown in FIGS. FIG.
FIG. 2 is a schematic top view of an apparatus according to the present embodiment, and FIG.
1 is a schematic front view of an apparatus according to the present embodiment.

【0041】このスパッタリング装置は、まず薄膜の原
料となる金属材料単体を基材上に付着させ、その後、付
着した金属材料と反応ガスとを反応させ、この結果生成
した反応生成物を主成分とする薄膜を形成するものであ
る。本実施例では、酸化珪素系物質の単一物質からなる
薄膜を形成することから、成膜室としては図1の成膜室
12のみを使用する。成膜速度を速くしたい場合、図1
の成膜室20にターゲット19を設置することも可能で
ある。また図1の22の領域を反応室として用いること
も可能である。また、18は各部屋を仕切る隔壁であ
る。
In this sputtering apparatus, first, a single metal material as a raw material of a thin film is deposited on a base material, and then the deposited metal material reacts with a reaction gas. To form a thin film. In this embodiment, since a thin film made of a single silicon oxide-based material is formed, only the film forming chamber 12 shown in FIG. 1 is used as the film forming chamber. If you want to increase the deposition rate,
It is also possible to set the target 19 in the film forming chamber 20 of FIG. It is also possible to use the region 22 in FIG. 1 as a reaction chamber. Reference numeral 18 denotes a partition that partitions each room.

【0042】本実施例では、ガラス基板を使用した。金
属ターゲット13、19には多結晶Siを使用し、酸化
珪素系物質を主成分とする親水性薄膜層をガラス基板上
に直接に成膜することにした。真空槽内の圧力は、3.
2×10-3Torrに設定し、スパッタリングガスとし
ては、アルゴンガスを用い、流量を390sccmに設
定し、導入口11から成膜室12に導入した。導入した
アルゴンガスをグロー放電によりイオン化し、多結晶S
iターゲット13に入射させた。スパッタリング電力は
3.75kWに設定した。
In this embodiment, a glass substrate was used. Polycrystalline Si was used for the metal targets 13 and 19, and a hydrophilic thin film layer mainly composed of a silicon oxide-based material was formed directly on a glass substrate. The pressure in the vacuum chamber is 3.
It was set at 2 × 10 −3 Torr, argon gas was used as a sputtering gas, and the flow rate was set at 390 sccm. The introduced argon gas is ionized by glow discharge, and the polycrystalline S
The light was incident on the i target 13. The sputtering power was set at 3.75 kW.

【0043】アルゴンイオンの入射によりスパッタリン
グされたSi原子は、高速で回転する基板ホルダー14
に保持されたガラス基板15の表面上に数原子層程度の
厚さで沈着する。本実施例において、成膜室12を1回
通過したときのSi原子の沈着した層の膜厚は10Å以
下であった。このときの基板の温度は室温程度である。
基板ホルダー14の回転速度は100rpmに設定し
た。
The Si atoms sputtered by the incidence of argon ions are transferred to the substrate holder 14 rotating at high speed.
Is deposited on the surface of the glass substrate 15 held at a thickness of about several atomic layers. In this example, the thickness of the layer on which the Si atoms were deposited when the film passed through the film forming chamber 12 once was 10 ° or less. The temperature of the substrate at this time is about room temperature.
The rotation speed of the substrate holder 14 was set at 100 rpm.

【0044】前記の工程により成膜室12において、数
原子程度の膜厚でSi原子が沈着した基板15は、高速
で回転する基板ホルダー14と共に反応室17に移動す
る。反応室17には反応ガスである酸素が導入口16か
ら導かれ、高周波放電により反応ガスがプラズマ状にな
る。このときのプラズマ電力は1.2kWとした。Si
原子が沈着された基板は、反応室17を通過するときに
酸素プラズマに暴露される。ここで酸素プラズマと基材
15表面上に沈着したSi原子が反応し、酸化珪素系薄
膜が成膜される。この酸化珪素系薄膜の膜厚は、先に基
板上に沈着したSi原子の成す膜と略同じ膜厚であっ
た。
The substrate 15 on which Si atoms are deposited with a thickness of about several atoms in the film forming chamber 12 by the above-described process is moved to the reaction chamber 17 together with the substrate holder 14 rotating at a high speed. Oxygen, which is a reaction gas, is introduced into the reaction chamber 17 from the inlet 16, and the reaction gas is turned into a plasma state by high frequency discharge. The plasma power at this time was 1.2 kW. Si
The substrate with the atoms deposited is exposed to oxygen plasma as it passes through the reaction chamber 17. Here, the oxygen plasma reacts with the Si atoms deposited on the surface of the substrate 15 to form a silicon oxide-based thin film. The thickness of the silicon oxide-based thin film was substantially the same as the film formed by the Si atoms previously deposited on the substrate.

【0045】前記のように酸化珪素系の薄膜が形成され
た基板15は、高速で回転する基板ホルダー14と共に
反応室17から出て、再び成膜室12に移動する。以上
のような成膜室から反応室への基板の移動により、数原
子程度の膜の形成を行うことができ、これを複数回繰り
返すことにより所望の膜厚の親水性薄膜を形成すること
も可能である。
The substrate 15 on which the silicon oxide-based thin film is formed as described above exits from the reaction chamber 17 together with the substrate holder 14 rotating at a high speed, and moves to the film formation chamber 12 again. By moving the substrate from the film formation chamber to the reaction chamber as described above, a film of about several atoms can be formed, and by repeating this plural times, a hydrophilic thin film having a desired film thickness can be formed. It is possible.

【0046】本実施例で得られた酸化珪素系親水性薄膜
の水に対する静止接触角を測定した。測定には協和界面
科学株式会社製の接触角測定装置を用いた。その結果、
水の静止接触角は3度であり、良好な親水性を有してい
ることが明らかになった。また、親水性薄膜層の防曇性
能を評価するため、試料を5℃に設定した冷蔵庫内に1
時間保管し、取り出した後直ちに吐息をかけてみたが、
曇りは全く観察されず、優れた防曇性能が確認された。
The static contact angle with water of the silicon oxide-based hydrophilic thin film obtained in this example was measured. For the measurement, a contact angle measuring device manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used. as a result,
The static contact angle of water was 3 degrees, which proved that it had good hydrophilicity. In order to evaluate the anti-fog performance of the hydrophilic thin film layer, the sample was placed in a refrigerator set at 5 ° C.
I kept it for a while and breathed immediately after taking it out.
No fogging was observed, and excellent antifogging performance was confirmed.

【0047】更に本発明者等は、親水性薄膜を基板上に
成膜してから1年後に前記と同様の測定方法で静止接触
角を測定した。その結果、成膜後1年後の測定結果は2
2度で、親水性が劣化していることが示された。成膜直
後と同様な方法で防曇性能を試験したところ曇りを生
じ、防曇性能が劣化していることが確認された。この薄
膜に紫外線を照射し、親水性の復活を試みた。すなわ
ち、200W低圧水銀灯の光を40cmの距離で5分間
照射した。本実施例でも前記の如く、低圧水銀灯を用い
ていることから、照射光の波長は185nm及び254
nmの光(200nm以下の波長の光もカットせずに)
を主成分とするものである。照射直後の試料の水の静止
接触角を測定したところ3度であり、親水性が復活し
た。照射2週間後、同様に接触角を測定したが、6度で
非常に優れた親水性が持続していた。
Further, the present inventors measured the static contact angle one year after forming the hydrophilic thin film on the substrate by the same measuring method as described above. As a result, the measurement result one year after the film formation was 2
At two degrees, the hydrophilicity was shown to be degraded. When the antifogging performance was tested in the same manner as immediately after the film formation, it was confirmed that fogging occurred and the antifogging performance was deteriorated. The thin film was irradiated with ultraviolet rays to try to restore hydrophilicity. That is, light from a 200 W low-pressure mercury lamp was applied at a distance of 40 cm for 5 minutes. Since the low-pressure mercury lamp is used in this embodiment as described above, the wavelength of the irradiation light is 185 nm and 254 nm.
nm light (without cutting light of wavelength below 200 nm)
Is a main component. When the static contact angle of water of the sample immediately after the irradiation was measured, it was 3 degrees, and the hydrophilicity was restored. Two weeks after the irradiation, the contact angle was measured in the same manner. As a result, the excellent hydrophilicity was maintained at 6 degrees.

【0048】また防曇性能を同様に調べた結果、照射直
後、照射14日後ともに曇りが全く観察されず、紫外線
照射により防曇性能が復活し、しかも長時間持続してい
ることが示された。 [実施例3]本実施例においても実施例1と同様に、図
1に示すスパッタリング装置を用いて親水性薄膜層を形
成した。基板は実施例2と同じものを用いた。そして本
実施例では、低屈折率の層と高屈折率の層とを積層した
親水性薄膜層を形成する。そのため、金属ターゲット1
3には多結晶Ta、19には多結晶Siを設置し、酸化
珪素系薄膜と酸化タンタル薄膜からなる親水性薄膜層を
プラスチックレンズ基板上に直接に成膜することにし
た。
In addition, the antifogging performance was examined in the same manner. As a result, no fogging was observed immediately after the irradiation and 14 days after the irradiation, indicating that the antifogging performance was restored by the irradiation of the ultraviolet rays, and it was maintained for a long time. . Example 3 In this example, as in Example 1, a hydrophilic thin film layer was formed using the sputtering apparatus shown in FIG. The same substrate as in Example 2 was used. In this embodiment, a hydrophilic thin film layer in which a low refractive index layer and a high refractive index layer are laminated is formed. Therefore, metal target 1
3 is provided with polycrystalline Ta, and 19 is provided with polycrystalline Si, and a hydrophilic thin film layer comprising a silicon oxide-based thin film and a tantalum oxide thin film is formed directly on a plastic lens substrate.

【0049】(1)酸化タンタル薄膜の形成 真空槽内の圧力は、3.0×10-3Torrに設定し、
スパッタリングガスとしては、アルゴンガスを用い、流
量を350sccmに設定し、導入口11から成膜室1
2に導入した。導入したアルゴンガスをグロー放電によ
りイオン化し、多結晶Taターゲット13に入射させ
た。スパッタリング電力は3.00kWに設定した。基
板ホルダー14の回転速度は、100rpmに設定し
た。
(1) Formation of Tantalum Oxide Thin Film The pressure in the vacuum chamber was set to 3.0 × 10 −3 Torr,
Argon gas was used as the sputtering gas, and the flow rate was set to 350 sccm.
2 was introduced. The introduced argon gas was ionized by glow discharge and made incident on the polycrystalline Ta target 13. The sputtering power was set to 3.00 kW. The rotation speed of the substrate holder 14 was set to 100 rpm.

【0050】アルゴンイオンの入射によりスパッタリン
グされたTa原子は、高速で回転する基板ホルダー14
に保持されたガラス基板15の表面上に数原子層程度の
厚さで沈着する。このときの基板の温度は室温程度であ
る。前記の工程により成膜室12において、数原子程度
の膜厚でTa原子が沈着した基板15は、回転する基板
ホルダー14と共に反応室17に移動する。反応室17
には反応ガスである酸素が反応ガス導入口16から導か
れ、反応ガスは高周波放電によりプラズマ状になる。こ
のときの酸素ガスの流量は、70sccm、プラズマ電
力は2.0kWとした。
The Ta atoms sputtered by the incidence of argon ions are transferred to the substrate holder 14 rotating at high speed.
Is deposited on the surface of the glass substrate 15 held at a thickness of about several atomic layers. The temperature of the substrate at this time is about room temperature. The substrate 15 on which Ta atoms are deposited with a film thickness of about several atoms in the film forming chamber 12 by the above-described process moves to the reaction chamber 17 together with the rotating substrate holder 14. Reaction chamber 17
, Oxygen as a reaction gas is introduced from the reaction gas inlet 16, and the reaction gas is turned into a plasma state by high-frequency discharge. At this time, the flow rate of the oxygen gas was 70 sccm, and the plasma power was 2.0 kW.

【0051】Ta原子が沈着された基板は、反応室17
を通過するときに酸素プラズマに暴露される。ここで酸
素プラズマと基材15表面上に沈着したTa原子が反応
し、酸化タンタル薄膜が成膜される。この酸化タンタル
薄膜の膜厚は、先に基板上に沈着したTa原子の成す膜
と略同じ膜厚であった。本実施例においてもTaターゲ
ット13からの沈着工程と反応室17での酸化タンタル
薄膜成膜工程を繰り返すことにより所望の膜厚の酸化タ
ンタル薄膜を形成することができる。
The substrate on which the Ta atoms are deposited is placed in the reaction chamber 17.
When exposed to oxygen plasma. Here, the oxygen plasma reacts with the Ta atoms deposited on the surface of the base material 15 to form a tantalum oxide thin film. The thickness of the tantalum oxide thin film was substantially the same as the thickness of the Ta atom previously deposited on the substrate. Also in this embodiment, a tantalum oxide thin film having a desired thickness can be formed by repeating the step of depositing from the Ta target 13 and the step of forming the tantalum oxide thin film in the reaction chamber 17.

【0052】(2)酸化珪素系薄膜の形成 前記の工程により酸化タンタル薄膜が形成された基板1
5は、高速で回転する基板ホルダー14と共に反応室1
7から出て、成膜室20に移動する。成膜室20には多
結晶Siターゲット19が設置されている。真空槽内の
圧力は、3.0×10-3Torrである。スパッタリン
グガスとしては、アルゴンガスを用い、流量を250s
ccmに設定し、導入口21から成膜室20に導入し
た。導入したアルゴンガスをグロー放電によりイオン化
し、多結晶Siターゲット19に入射させた。スパッタ
リング電力は3.00kWに設定した。基板ホルダー1
4の回転速度は、100rpmに設定した。
(2) Formation of Silicon Oxide Thin Film Substrate 1 on which tantalum oxide thin film was formed by the above-described process
5 is a reaction chamber 1 together with a substrate holder 14 rotating at a high speed.
7 and moves to the film forming chamber 20. A polycrystalline Si target 19 is installed in the film forming chamber 20. The pressure in the vacuum chamber is 3.0 × 10 −3 Torr. Argon gas was used as the sputtering gas, and the flow rate was 250 s.
It was set to ccm and introduced into the film forming chamber 20 from the inlet 21. The introduced argon gas was ionized by glow discharge and made incident on the polycrystalline Si target 19. The sputtering power was set to 3.00 kW. Substrate holder 1
The rotation speed of No. 4 was set to 100 rpm.

【0053】アルゴンイオンの入射によりスパッタリン
グされたSi原子は、高速で回転する基板ホルダー14
に保持されたガラス基板15の表面上に数原子層程度の
厚さで沈着する。このときの基板の温度は室温程度であ
る。前記の工程により成膜室20において、数原子程度
の膜厚でSi原子が沈着した基板15は、回転する基板
ホルダー14と共に再び反応室17に移動する。反応室
17には反応ガスである酸素が導入口16から導かれ、
高周波放電により反応ガスはプラズマ状になる。このと
きの酸素ガスの流量は、80sccm、プラズマ電力は
2.0kWとした。
The Si atoms sputtered by the incidence of argon ions are transferred to the substrate holder 14 rotating at high speed.
Is deposited on the surface of the glass substrate 15 held at a thickness of about several atomic layers. The temperature of the substrate at this time is about room temperature. The substrate 15 on which Si atoms are deposited with a film thickness of about several atoms in the film forming chamber 20 by the above-described process is moved again to the reaction chamber 17 together with the rotating substrate holder 14. Oxygen, which is a reaction gas, is introduced into the reaction chamber 17 from the inlet 16,
The reaction gas is turned into a plasma state by the high frequency discharge. At this time, the flow rate of the oxygen gas was 80 sccm, and the plasma power was 2.0 kW.

【0054】酸化タンタル薄膜上にSi原子が沈着され
た基板は、反応室17を通過するときに酸素プラズマに
暴露される。ここで酸素プラズマと酸化タンタル薄膜上
に沈着したSi原子とが反応し、酸化珪素系薄膜が成膜
された。この酸化珪素系薄膜の膜厚は、先に酸化タンタ
ル薄膜上に沈着したSi原子の成す膜と略同じ膜厚であ
った。ここでもSiターゲット19からの沈着工程と反
応室17での酸化珪素系物質からなる層の形成工程を繰
り返すことにより所望の膜厚の酸化珪素系物質からなる
層を形成することができる。
The substrate having Si atoms deposited on the tantalum oxide thin film is exposed to oxygen plasma when passing through the reaction chamber 17. Here, oxygen plasma reacted with Si atoms deposited on the tantalum oxide thin film, and a silicon oxide-based thin film was formed. The thickness of the silicon oxide-based thin film was substantially the same as the thickness of the film formed by the Si atoms previously deposited on the tantalum oxide thin film. Also in this case, a layer made of a silicon oxide-based material having a desired film thickness can be formed by repeating the step of deposition from the Si target 19 and the step of forming a layer made of the silicon oxide-based material in the reaction chamber 17.

【0055】本実施例では、前記のように酸化タンタル
薄膜を成膜した後に酸化珪素系薄膜を成膜し、再び基板
15の酸化珪素系薄膜上に成膜室12でイオン化された
アルゴンガスのスパッタリングによりタンタル原子を沈
着させる。これを反応室17に移動させ酸化タンタル層
を形成する。更に上記の酸化珪素系薄膜の成膜時と同じ
条件で酸化タンタル層上に酸化珪素系薄膜を成膜した。
従って、本実施例での防曇性薄膜は、基板側から酸化タ
ンタル層、酸化珪素層、酸化タンタル層、酸化珪素層か
らなるものである。各々の層の膜厚は、基板側から0.
06λ、0.05λ、0.5λ、0.25λ(λ=52
0nm)とした。
In this embodiment, a silicon oxide-based thin film is formed after the tantalum oxide thin film is formed as described above, and the argon gas ionized in the film forming chamber 12 is again formed on the silicon oxide-based thin film on the substrate 15. Tantalum atoms are deposited by sputtering. This is moved to the reaction chamber 17 to form a tantalum oxide layer. Further, a silicon oxide-based thin film was formed on the tantalum oxide layer under the same conditions as when the silicon oxide-based thin film was formed.
Therefore, the anti-fogging thin film in this embodiment is composed of a tantalum oxide layer, a silicon oxide layer, a tantalum oxide layer, and a silicon oxide layer from the substrate side. The thickness of each layer is 0.
06λ, 0.05λ, 0.5λ, 0.25λ (λ = 52
0 nm).

【0056】本実施例で得られた酸化珪素系親水性薄膜
の水に対する静止接触角を測定した。測定には協和界面
科学株式会社製の接触角測定装置を用いた。その結果、
水の静止接触角は3度であり、良好な親水性を有してい
ることが明らかになった。また、親水性薄膜層の防曇性
能を評価する為、試料を5℃に設定した冷蔵庫内に1時
間保管し、取り出した後直ちに吐息をかけてみたが、曇
りは全く観察されず、優れた防曇性能が確認された。
The static contact angle with water of the silicon oxide-based hydrophilic thin film obtained in this example was measured. For the measurement, a contact angle measuring device manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used. as a result,
The static contact angle of water was 3 degrees, which proved that it had good hydrophilicity. In addition, in order to evaluate the anti-fogging performance of the hydrophilic thin film layer, the sample was stored in a refrigerator set at 5 ° C. for 1 hour, and immediately after being taken out, breathing was performed. Antifogging performance was confirmed.

【0057】更に本発明者等は、親水性薄膜層を基板上
に成膜してから1年後に前記と同様の測定方法で静止接
触角を測定した。その結果、成膜後1年後の測定結果は
22度で、親水性が劣化していることが示された。成膜
直後と同様な方法で防曇性能を試験したところ曇りを生
じ、防曇性能が劣化していることが確認された。この薄
膜に紫外線を照射し、親水性の復活を試みた。紫外線の
照射条件は、実施例1及び2と同様にした。即ち、20
0W低圧水銀灯の光を40cmの距離で5分間照射し
た。
Further, one year after forming the hydrophilic thin film layer on the substrate, the present inventors measured the static contact angle by the same measuring method as described above. As a result, the measurement result one year after the film formation was 22 degrees, indicating that the hydrophilicity was deteriorated. When the antifogging performance was tested in the same manner as immediately after the film formation, it was confirmed that fogging occurred and the antifogging performance was deteriorated. The thin film was irradiated with ultraviolet rays to try to restore hydrophilicity. The irradiation conditions of the ultraviolet rays were the same as in Examples 1 and 2. That is, 20
Light from a 0 W low-pressure mercury lamp was applied at a distance of 40 cm for 5 minutes.

【0058】照射直後の試料の水の静止接触角を測定し
たところ3度であり、親水性が復活した。照射2週間
後、同様に接触角を測定したが、6度で良好な親水性が
持続していた。防曇性能を同様に調べた結果、照射直
後、照射14日後ともに曇りが全く観察されず、紫外線
照射により防曇性能が復活し、しかも長時間持続してい
ることが示された。
When the static contact angle of water of the sample immediately after irradiation was measured, it was 3 degrees, and the hydrophilicity was restored. Two weeks after the irradiation, the contact angle was measured in the same manner. As a result, good hydrophilicity was maintained at 6 degrees. As a result of similarly examining the anti-fogging performance, no fogging was observed at all immediately after the irradiation and 14 days after the irradiation, indicating that the anti-fogging performance was restored by the irradiation of the ultraviolet rays, and it was maintained for a long time.

【0059】[実施例4]実施例2、3と同様に図1に
示すスパッタリング装置を用いて親水性薄膜層を形成
し、基板も同様なものを用いた。本実施例では、実施例
3のようにターゲットに用いる物質を2種類用意し、各
々交互に積層することにし、本実施例で得られる積層物
は、防曇性と反射防止性の両者を兼ね備えた性質を有す
るようにした。従って本実施例では、この積層物を親水
性反射防止膜と称する。
Example 4 A hydrophilic thin film layer was formed using the sputtering apparatus shown in FIG. 1 in the same manner as in Examples 2 and 3, and the same substrate was used. In this embodiment, two kinds of substances used for the target are prepared as in the embodiment 3, and each of them is alternately laminated. The laminate obtained in this embodiment has both anti-fogging property and anti-reflection property. To have properties. Therefore, in this embodiment, this laminate is referred to as a hydrophilic antireflection film.

【0060】本実施例では、積層物中の最上層は酸化珪
素系薄膜で形成する。ターゲット13には、低屈折率用
金属ターゲットとして多結晶Siを使用し、ターゲット
19には、高屈折率用金属ターゲットとして多結晶Zr
を使用した。スパッタリングガスとして用いるアルゴン
ガスは導入口11および21から成膜室12、20にそ
れぞれ導かれイオン化される。このときのアルゴンガス
の流量は、390sccmに設定した。
In this embodiment, the uppermost layer in the laminate is formed of a silicon oxide-based thin film. The target 13 is made of polycrystalline Si as a low refractive index metal target, and the target 19 is made of polycrystalline Zr as a high refractive index metal target.
It was used. Argon gas used as a sputtering gas is introduced from introduction ports 11 and 21 into film formation chambers 12 and 20, respectively, and ionized. At this time, the flow rate of the argon gas was set to 390 sccm.

【0061】本実施例では、最初に基板15上に酸化ジ
ルコニウムからなる薄膜を形成させる。まずグロー放電
により、成膜室20内にイオン化されたアルゴンガスを
発生させる。このアルゴンイオンを多結晶Zrターゲッ
ト19に入射させる。アルゴンイオンの入射によりスパ
ッタリングされたZr原子は、基板ホルダー14に保持
されたガラス基板15上に沈着する。本実施例では、沈
着による形成された膜の膜厚を数原子程度とした。沈着
時の基板の温度は室温程度とした。またZrターゲット
19のスパッタリング電力は2.60kWとした。また
Zr原子を数原子層だけ沈着させるために基板ホルダ1
4を100rpmで回転させた。この回転により、成膜
室20から反応室17への基板15の移動を行うことが
可能となり、また回転速度が高速であるため、沈着する
膜の膜厚を非常に薄くすることが可能となる。
In this embodiment, first, a thin film made of zirconium oxide is formed on the substrate 15. First, ionized argon gas is generated in the film forming chamber 20 by glow discharge. The argon ions are made incident on the polycrystalline Zr target 19. The Zr atoms sputtered by the incidence of the argon ions are deposited on the glass substrate 15 held by the substrate holder 14. In this embodiment, the thickness of the film formed by the deposition is set to about several atoms. The temperature of the substrate at the time of deposition was about room temperature. The sputtering power of the Zr target 19 was 2.60 kW. In order to deposit only a few atomic layers of Zr atoms, a substrate holder 1 is used.
4 was rotated at 100 rpm. This rotation makes it possible to move the substrate 15 from the film forming chamber 20 to the reaction chamber 17, and the rotation speed is high, so that the thickness of the deposited film can be made extremely thin. .

【0062】反応ガスである酸素は、導入口16から反
応室17に導かれた後、高周波放電によりプラズマ状に
なる。このときのプラズマ電力を1.2kWとし、酸素
ガスの流量は120sccm、真空槽内の圧力は3.2
×10-3Torrとした。Zr原子が数原子程度の膜厚
で沈着した基板15は、100rpmで回転している基
板ホルダ14と共に回転し、成膜室20を出て反応室1
7に入り、反応室17を高速で通過していく。このと
き、反応室17内に存在している酸素プラズマに暴露さ
れ、酸素プラズマとZr原子が反応することにより酸化
ジルコニウム薄膜が形成される。この酸化ジルコニウム
薄膜の膜厚は、酸化前の金属Zrの沈着した状態での膜
厚と略同じであった。
Oxygen, which is a reaction gas, is introduced into the reaction chamber 17 through the inlet 16 and then turned into a plasma by high-frequency discharge. The plasma power at this time was 1.2 kW, the flow rate of oxygen gas was 120 sccm, and the pressure in the vacuum chamber was 3.2.
× 10 −3 Torr. The substrate 15 on which Zr atoms are deposited with a thickness of about several atoms rotates together with the substrate holder 14 rotating at 100 rpm, exits the film forming chamber 20 and
7 and pass through the reaction chamber 17 at high speed. At this time, the zirconium oxide thin film is formed by exposure to oxygen plasma existing in the reaction chamber 17 and reaction of oxygen plasma with Zr atoms. The thickness of the zirconium oxide thin film was substantially the same as the thickness of the metal Zr before oxidation in a deposited state.

【0063】本実施例では、前記の酸化ジルコニウム薄
膜の形成を繰り返すことにより、ガラス基板上に所定の
膜厚の酸化ジルコニウム薄膜を形成することができる。
言うまでもなく、酸化ジルコニウムの形成回数を多くす
れば、膜厚の厚い膜を得ることが可能となる。次に、前
記工程により基板15上に形成された酸化ジルコニウム
薄膜上に酸化珪素系薄膜からなる薄膜を形成する。まず
成膜室12に導入されたアルゴンガスをグロー放電によ
りイオン化されたアルゴンガスにする。そして、アルゴ
ンイオンを多結晶Siターゲット13に入射する。アル
ゴンイオンの入射によりスパッタリングされたSi原子
は、基板15上に形成されている酸化ジルコニウム薄膜
上に沈着する。
In this embodiment, a zirconium oxide thin film having a predetermined thickness can be formed on a glass substrate by repeating the formation of the zirconium oxide thin film.
Needless to say, if the number of formations of zirconium oxide is increased, a thick film can be obtained. Next, a thin film made of a silicon oxide-based thin film is formed on the zirconium oxide thin film formed on the substrate 15 by the above steps. First, the argon gas introduced into the film forming chamber 12 is turned into an argon gas ionized by glow discharge. Then, argon ions enter the polycrystalline Si target 13. Si atoms sputtered by the incidence of argon ions are deposited on a zirconium oxide thin film formed on the substrate 15.

【0064】このときのSiターゲット13のスパッタ
リング電力は3.75kWである。また数原子層だけ沈
着させるために基板ホルダは100rpmで回転してい
る。反応ガスである酸素は、導入口16から反応室17
に導かれた後、高周波放電によりプラズマ状になる。こ
のときのプラズマ電力は1.2kWとし、酸素ガスの流
量は120sccmであり、真空槽内の圧力は3.2×
10-3Torrである。Si原子が沈着された基板15
が反応室17を通過するとき、基板15上に沈着された
Si原子が酸素プラズマに暴露されることにより、Si
原子と酸素プラズマが反応し酸化珪素系薄膜となる。
The sputtering power of the Si target 13 at this time is 3.75 kW. Also, the substrate holder is rotating at 100 rpm to deposit only a few atomic layers. Oxygen as a reaction gas is supplied from the inlet 16 to the reaction chamber 17.
After being led to a plasma state by high-frequency discharge. At this time, the plasma power was 1.2 kW, the flow rate of oxygen gas was 120 sccm, and the pressure in the vacuum chamber was 3.2 ×
10 −3 Torr. Substrate 15 with Si atoms deposited
Is passed through the reaction chamber 17, the Si atoms deposited on the substrate 15 are exposed to oxygen plasma,
The atoms and oxygen plasma react to form a silicon oxide-based thin film.

【0065】このような工程により基板15上に酸化ジ
ルコニウム薄膜と酸化珪素系薄膜を交互に積層させるこ
とができた。このようにして得られた親水性反射防止膜
の膜構成及び膜厚は、ガラス基材側から酸化ジルコニウ
ム薄膜が約130Å、酸化珪素系薄膜が約180Å、酸
化ジルコニウム薄膜が約1280Å、酸化珪素系薄膜が
約870Åとした。
By such a process, a zirconium oxide thin film and a silicon oxide-based thin film could be alternately laminated on the substrate 15. The film configuration and film thickness of the hydrophilic anti-reflection film thus obtained are as follows: from the glass substrate side, the zirconium oxide thin film is about 130 °, the silicon oxide based thin film is about 180 °, the zirconium oxide thin film is about 1280 °, and the silicon oxide based thin film is The thin film was about 870 °.

【0066】本実施例で得られた酸化珪素系親水性薄膜
の水に対する静止接触角を測定した。測定には協和界面
科学株式会社製の接触角測定装置を用いた。その結果、
水の静止接触角は3度であり、良好な親水性を有してい
ることが明らかになった。また、親水性薄膜の防曇性能
を評価する為、試料を5℃に設定した冷蔵庫内に1時間
保管し、取り出した後直ちに吐息をかけてみたが、曇り
は全く観察されず、優れた防曇性能が確認された。更に
本発明者等は、親水性薄膜層を基板上に成膜してから1
年後に前記と同様の測定方法で静止接触角を測定した。
その結果、成膜後1年後の測定結果は22度で、親水性
が劣化していることが示された。成膜直後と同様な方法
で防曇性能を試験したところ曇りを生じ、防曇性能が劣
化していることが確認された。この薄膜に紫外線を照射
し、親水性の復活を試みた。本実施例でも、実施例1、
2、3と同様の紫外線の照射条件で行った。即ち、20
0W低圧水銀灯の光を40cmの距離で5分間照射し
た。
The static contact angle with water of the silicon oxide-based hydrophilic thin film obtained in this example was measured. For the measurement, a contact angle measuring device manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used. as a result,
The static contact angle of water was 3 degrees, which proved that it had good hydrophilicity. Further, in order to evaluate the anti-fog performance of the hydrophilic thin film, the sample was stored in a refrigerator set at 5 ° C. for 1 hour, and immediately after being taken out, breathing was performed. Fogging performance was confirmed. Further, the present inventors, after forming a hydrophilic thin film layer on a substrate,
Years later, the static contact angle was measured by the same measuring method as described above.
As a result, the measurement result one year after the film formation was 22 degrees, indicating that the hydrophilicity was deteriorated. When the antifogging performance was tested in the same manner as immediately after the film formation, it was confirmed that fogging occurred and the antifogging performance was deteriorated. The thin film was irradiated with ultraviolet rays to try to restore hydrophilicity. Also in this embodiment, the first embodiment,
The irradiation was performed under the same ultraviolet irradiation conditions as those in the steps 2 and 3. That is, 20
Light from a 0 W low-pressure mercury lamp was applied at a distance of 40 cm for 5 minutes.

【0067】照射直後の試料の水の静止接触角を測定し
たところ3度であり、親水性が復活した。照射2週間
後、同様に接触角を測定したが、6度で良好な親水性が
持続していた。防曇性能を同様に調べた結果、照射直
後、照射14日後ともに曇りが全く観察されず、紫外線
照射により防曇性能が復活し、しかも長時間持続してい
ることが示された。
When the static contact angle of water of the sample immediately after the irradiation was measured, it was 3 degrees, and the hydrophilicity was restored. Two weeks after the irradiation, the contact angle was measured in the same manner. As a result, good hydrophilicity was maintained at 6 degrees. As a result of similarly examining the anti-fogging performance, no fogging was observed at all immediately after the irradiation and 14 days after the irradiation, indicating that the anti-fogging performance was restored by the irradiation of the ultraviolet rays, and it was maintained for a long time.

【0068】尚、本実施例では酸化珪素系物質との表現
を用いたが、これは一酸化珪素、二酸化珪素を総称した
意味である。従って、酸化珪素系薄膜の成分は、一酸化
珪素または二酸化珪素が単独で存在する状態や両者の混
合物である。
In this embodiment, the expression "silicon oxide-based substance" is used, but this is a general term for silicon monoxide and silicon dioxide. Therefore, the components of the silicon oxide-based thin film are in a state where silicon monoxide or silicon dioxide is present alone or in a mixture of both.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、長期間の使
用により防曇性能が劣化しても特定波長の紫外線の照射
により防曇性能が回復し、更に長期間使用可能な防曇性
能を有する親水性薄膜層を提供することができる。また
防曇性能が劣化する前に紫外線を照射すれば、防曇性能
の劣化を遅延させることができ、より長期間使用可能な
親水性薄膜層を有する成形体が得られる。
As described above, according to the present invention, even if the anti-fogging performance is deteriorated by long-term use, the anti-fogging performance can be restored by irradiation of ultraviolet rays of a specific wavelength, and the anti-fogging can be used for a long time A hydrophilic thin film layer having performance can be provided. Further, if the ultraviolet ray is irradiated before the anti-fogging performance is deteriorated, the deterioration of the anti-fogging performance can be delayed, and a molded article having a hydrophilic thin film layer that can be used for a longer period can be obtained.

【0070】また本発明の防曇性能を有する親水性薄膜
層は、特定の波長の紫外線照射による劣化がないため
に、防曇性能を何回でも回復させる事ができる。更に基
材と親水性薄膜層との間に紫外線吸収層を設けることに
より、防曇性能の回復のために照射する紫外線による基
材の劣化等の問題を防止することができ、更に性能の優
れた防曇性能を具えた親水性薄膜層を有する成形体が得
られる。
The hydrophilic thin film layer having anti-fogging performance of the present invention can be restored to anti-fogging performance any number of times because it is not deteriorated by irradiation with ultraviolet rays of a specific wavelength. Further, by providing an ultraviolet absorbing layer between the base material and the hydrophilic thin film layer, it is possible to prevent problems such as deterioration of the base material due to ultraviolet light irradiated for recovery of antifogging performance, and further excellent performance. A molded article having a hydrophilic thin film layer having anti-fog performance is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は、本実施例に関わるスパッタリング装置の概
略の上面図である。
FIG. 1 is a schematic top view of a sputtering apparatus according to the present embodiment.

【図2】は、本実施例に関わるスパッタリング装置の概
略の正面図である。
FIG. 2 is a schematic front view of a sputtering apparatus according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21・・・スパッタリングガス導入口 12、20・・・成膜室 13、19・・・ターゲット 14・・・・・・基板ホルダー 15・・・・・・基板 16・・・・・・反応ガス導入口 17・・・・・・反応室 18・・・・・・隔壁 22・・・・・・反応室として使用可能な領域 11, 21 ... Sputtering gas introduction port 12, 20 ... Deposition chamber 13, 19 ... Target 14 ... Substrate holder 15 ... Substrate 16 ... Reactant gas inlet 17: Reaction chamber 18: Partition wall 22: Area that can be used as a reaction chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C09K 3/18 G02B 1/10 Z Fターム(参考) 2K009 BB02 BB14 CC03 CC24 CC26 DD02 DD04 DD17 EE00 EE02 4F006 AA22 AB20 AB76 BA03 BA10 CA05 DA01 4F073 AA14 BA00 BB01 CA45 4G059 AA11 AC07 AC21 EA01 EA04 EA05 EB04 FA07 FA13 FA15 FA17 FA21 FA29 FB01 FB03 4H020 AA01 AB02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C09K 3/18 G02B 1/10 Z F term (Reference) 2K009 BB02 BB14 CC03 CC24 CC26 DD02 DD04 DD17 EE00 EE02 4F006 AA22 AB20 AB76 BA03 BA10 CA05 DA01 4F073 AA14 BA00 BB01 CA45 4G059 AA11 AC07 AC21 EA01 EA04 EA05 EB04 FA07 FA13 FA15 FA17 FA21 FA29 FB01 FB03 4H020 AA01 AB02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材上に防曇性能を有する親水性薄膜層
を形成し、該親水性薄膜層に波長が300nm以下の短
波長の紫外線を照射することを特徴とする防曇性能を有
する成形体の製造方法。
An antifogging property characterized by forming a hydrophilic thin film layer having antifogging performance on a substrate and irradiating the hydrophilic thin film layer with ultraviolet light having a short wavelength of 300 nm or less. A method for producing a molded article.
【請求項2】 前記成形体の製造方法において、前記紫
外線は、防曇性能が劣化した親水性薄膜層に照射するこ
とを特徴とする請求項1に記載の防曇性能を有する成形
体の製造方法。
2. The method for producing a molded article having anti-fogging performance according to claim 1, wherein in the method for producing a molded article, the ultraviolet light is applied to a hydrophilic thin film layer having deteriorated anti-fog performance. Method.
【請求項3】 前記親水性薄膜層がスパッタリング法で
形成されることを特徴とする請求項1または2に記載の
成形体の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the hydrophilic thin film layer is formed by a sputtering method.
【請求項4】 前記スパッタリング法は、基材上に金属
原子を付着させる工程と、前記金属原子を酸化させ酸化
物を形成し親水性薄膜層を形成する工程を有することを
特徴とする請求項3に記載の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the sputtering method includes a step of depositing a metal atom on a base material, and a step of oxidizing the metal atom to form an oxide to form a hydrophilic thin film layer. 3. The production method according to 3.
【請求項5】 基材と、該基材上に300nm以下の波
長の紫外線が照射された防曇性能を有する親水性薄膜層
を有することを特徴とする成形体。
5. A molded article comprising: a substrate; and a hydrophilic thin film layer having antifogging performance irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less on the substrate.
【請求項6】 前記基材と、前記親水性薄膜層との間に
紫外線吸収層を有することを特徴とする請求項5に記載
の成形体。
6. The molded article according to claim 5, further comprising an ultraviolet absorbing layer between said base material and said hydrophilic thin film layer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003255107A (en) * 2001-12-28 2003-09-10 Hoya Corp Hybrid thin film, antireflection film and optical member comprising the same, and method for restoring defogging performance of hybrid thin film
WO2013065591A1 (en) * 2011-11-02 2013-05-10 大阪有機化学工業株式会社 Antifogging plastic lens

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