JP2001074902A - Antifogging film and optical parts - Google Patents

Antifogging film and optical parts

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JP2001074902A
JP2001074902A JP25043199A JP25043199A JP2001074902A JP 2001074902 A JP2001074902 A JP 2001074902A JP 25043199 A JP25043199 A JP 25043199A JP 25043199 A JP25043199 A JP 25043199A JP 2001074902 A JP2001074902 A JP 2001074902A
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JP
Japan
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film
water
thin film
metal compound
fogging
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JP25043199A
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Japanese (ja)
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Ichirou Ono
五千郎 小野
Shigeru Iketani
繁 池谷
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anti-fogging film having anti-fogging properties and to embody excellent chemical resistance, scratch resistance and water resistance by forming a thin film consisting of a metal compound on a film which is formed on a substrate and has water absorption properties. SOLUTION: This anti-fogging film has a film 5 formed of a water absorptive polymer 2 and an inorganic polymer 3 on the glass substrate 1 and granular silica 4 is further dispersed into the film 5. The surface of the film 5 further has a metallic compound thin film 6 formed of a porous metal compound. The organic/inorganic hybrid film consisting of the water absorptive polymer 2, the fine particulate silica 4 and the inorganic polymer 3 is formed by mixing prescribed materials and curing the mixture by heating. The metal compound thin film 6 is formed on the film 5 having the water absorption properties to impart the durability to the film for improving the anti-fogging properties formed on the substrate. Such film species include titanium oxide, silicon oxide, zircon oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, magnesium fluoride, etc.

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、防曇性を有する皮
膜において、耐擦傷性、耐水性、耐薬品性に優れた防曇
性皮膜を製造することに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the production of an antifogging film having excellent scratch resistance, water resistance and chemical resistance.

【0002】[0002]

【従来技術】ガラスは、従来からレンズ、ミラー、プリ
ズムなどの光学部品をはじめとして、窓ガラス、自動車
のフロントガラス、眼鏡レンズに広く使われている。し
かしながら、透明であるが故に持つ欠点として、その表
面温度が雰囲気の露点温度よりも低くなった場合、ある
いは雰囲気が高温多湿になった場合に、細かな水滴が結
露して光の透過を妨げ、いわゆる曇りが発生する。
2. Description of the Related Art Glass has been widely used in window glasses, automobile windshields, and spectacle lenses, as well as optical components such as lenses, mirrors, and prisms. However, as a disadvantage of having transparency, when the surface temperature is lower than the dew point temperature of the atmosphere, or when the atmosphere becomes hot and humid, fine water droplets condense and hinder the transmission of light, So-called clouding occurs.

【0003】これまでに、防曇性を付与する試みが多数
提案されている。一般的には、防曇の原理として、固体
表面の水に対する濡れ性を利用する方法と、表面に結露
水を付着させない方法がある。固体表面の水に対する濡
れ性を利用する方法としては、以下の(イ)、(ロ)が
あげられる。 (イ) 界面活性剤等による表面の親水化に伴い、水滴
を防止する方法。 (ロ) 表面の撥水処理による水滴を防止する方法。
[0003] Many attempts have been made to impart anti-fogging properties. In general, as a principle of anti-fogging, there are a method utilizing the wettability of the solid surface with water and a method of preventing dew water from adhering to the surface. The following methods (a) and (b) can be used to utilize the wettability of the solid surface with water. (A) A method for preventing water droplets as the surface becomes hydrophilic with a surfactant or the like. (B) A method for preventing water droplets due to water repellent treatment of the surface.

【0004】また、表面に結露水を付着させない方法と
して、以下の(ハ)、(ニ)があげられる。 (ハ) 表面に吸水膜を設けることにより、結露水を表
面下に吸収する方法。 (ニ) 表面を加熱することにより、常に露点以上の温
度に保ち結露を防ぐ方法。
The following (c) and (d) are methods for preventing dew water from adhering to the surface. (C) A method of absorbing dew condensation below the surface by providing a water absorbing film on the surface. (D) Heating the surface to keep the temperature above the dew point to prevent condensation.

【0005】なお、防曇方法をその加工技術から分類す
ると、(A)バルク改質、(B)表面改質、(C)構造
的方法の3つに分けられる。この中で、プラスチックや
ガラスの特性を損なわずに表面だけに防曇性を付与出来
ることから、(B)表面改質に関する研究が多くなされ
ている。しかし、防曇性の要求は一様でなく、用途と使
用される場所によって種種異なる。
[0005] The anti-fogging method can be classified into three types, (A) bulk modification, (B) surface modification, and (C) structural method, according to the processing technology. Among them, many studies on (B) surface modification have been made since the antifogging property can be imparted only to the surface without impairing the properties of plastic or glass. However, the requirements for anti-fog properties are not uniform and vary depending on the application and the place where it is used.

【0006】ところで、カメラなどの光学機器のレンズ
などには、その表面が露点以下に温度が下がると曇りが
発生する。この曇りは大気中の水分が細かな水滴となっ
て付着し、乱反射するためである。この様な光学機器で
一番曇りが発生しやすく、かつ曇りによって機器の性能
に影響が出やすい場所は、外の大気と一番接触しやすい
一番外側にあるレンズなどの光学部品である。しかし、
この様な光学部品は外部と露出しているため、防曇性や
光学特性以外に、耐擦傷性、耐薬品性、耐水性などの要
望もあり、現状ですべてを満足した防曇方法は開発され
ていない。
[0006] By the way, a lens of an optical device such as a camera becomes fogged when its surface temperature falls below the dew point. This clouding is because moisture in the atmosphere adheres as fine water droplets and is irregularly reflected. In such an optical device, the place where the fogging is most likely to occur and the performance of the device is likely to be affected by the fogging is an outermost optical component such as a lens which is most likely to come into contact with the outside atmosphere. But,
Since such optical parts are exposed to the outside, there are demands for scratch resistance, chemical resistance, water resistance, etc. in addition to anti-fogging properties and optical properties, and an anti-fogging method that satisfies all of the current conditions has been developed. It has not been.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、防曇性を有し更に、耐薬品性、耐
擦傷性、耐水性に優れた防曇性皮膜および光学部品を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an anti-fogging film and an optical component which have anti-fogging properties and are also excellent in chemical resistance, scratch resistance and water resistance. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の第1の形態では、基板上の表面に形成される
皮膜において、基板上に形成され吸水性を有する皮膜
と、その皮膜の上に形成された金属化合物からなる薄膜
とを有することとした。このように、結露した水分を吸
収する皮膜の上に、耐水性、耐薬品性、耐摩擦性に優れ
た金属化合物からなる薄膜を形成することで、上記課題
を解決することができた。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a film formed on a surface of a substrate, the film having a water absorbing property formed on the substrate, and a film formed on the substrate. And a thin film made of a metal compound formed thereon. As described above, by forming a thin film made of a metal compound having excellent water resistance, chemical resistance, and friction resistance on a film that absorbs condensed moisture, the above-mentioned problem could be solved.

【0009】また、更に本発明の第1の形態では、薄膜
の膜厚は、10オングストローム以上200オングスト
ローム以下であることとした。この様な範囲にすれば、
薄膜は島構造を持ち、多くの穴等を持った構造の薄膜と
なる。しかも、その様な薄膜は強固であり、また、薄膜
に形成された穴も微小であるため、水よりも大きな分子
のものや構造物は吸水性を有する皮膜に多くは到達しな
いので、その様なもので被膜が損傷されることを防ぐこ
とができる。
Further, in the first embodiment of the present invention, the thickness of the thin film is set to 10 Å to 200 Å. With such a range,
The thin film has an island structure and has a structure having many holes and the like. Moreover, such a thin film is strong, and the holes formed in the thin film are minute, so that many molecules and structures larger than water do not reach the water-absorbing film. Can prevent the coating from being damaged.

【0010】なお、薄膜は、フッ化マグネシウムからな
ることとした。皮膜の上に形成される膜としては、金属
化合物の中でフッ化マグネシウムが耐水性、耐薬品性、
耐摩擦性に優れている。ところで、本発明の第2の形態
では、光学素子上に吸水性ポリマーを有する皮膜と、前
記皮膜上に形成された金属化合物からなる薄膜とを有す
る光学部品とした。
The thin film is made of magnesium fluoride. As a film formed on the film, among the metal compounds, magnesium fluoride is water-resistant, chemical-resistant,
Excellent friction resistance. By the way, in the second embodiment of the present invention, an optical component having a film having a water-absorbing polymer on an optical element and a thin film made of a metal compound formed on the film is provided.

【0011】このように、光学部品として用いられる部
品を基板として、その表面に吸水性ポリマーと、有機ケ
イ素化合物又はその加水分解物と加熱硬化させて得られ
た皮膜を形成し、更にその皮膜の表面に金属化合物から
なる薄膜を形成することで、防曇性を有し、更に耐水
性、耐薬品性、耐摩擦性に優れた光学素子を得ることが
できる。
As described above, a film obtained by heating and curing a water-absorbing polymer and an organosilicon compound or a hydrolyzate thereof is formed on the surface of a component used as an optical component as a substrate. By forming a thin film made of a metal compound on the surface, an optical element having antifogging properties, and further excellent in water resistance, chemical resistance, and friction resistance can be obtained.

【0012】次に、本発明を実施の形態で詳しく説明す
る。しかしながら、本発明はこの実施の形態だけに限ら
れるものではない。
Next, the present invention will be described in detail with reference to embodiments. However, the present invention is not limited to this embodiment.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態におけ
る防曇性を有した光学素子について説明する。この防曇
性を有した光学素子は、図1に示すような概念の断面構
造を有している。この光学素子は、ガラス基板1上に、
吸水性ポリマー2と無機ポリマー3で形成される皮膜5
を備えている。なお、この皮膜5には更に粒状シリカ4
が分散されている。そして、皮膜5の表面には更に、多
孔質の金属化合物で形成された金属化合物薄膜6を有し
ている。
Next, an optical element having anti-fogging properties according to an embodiment of the present invention will be described. The optical element having the anti-fog property has a sectional structure of the concept as shown in FIG. This optical element is provided on a glass substrate 1.
Coating 5 formed of water-absorbing polymer 2 and inorganic polymer 3
It has. In addition, this film 5 further includes granular silica 4
Are distributed. The surface of the film 5 further has a metal compound thin film 6 formed of a porous metal compound.

【0014】ところで、皮膜5は、図1をみればわかる
ように、吸水性ポリマー2と、微粒子状のシリカ4と無
機ポリマー3からなる有機無機ハイブリッド膜である。
この有機無機ハイブリッド膜は、例えば、以下に挙げる
材料を混合して、加熱硬化させることで形成される。ま
ず、本発明の実施の形態における有機無機ハイブリッド
膜を形成するために、混合する材料は、まず、(a)、
(b)、(c)、(d)の分類に分類された材料から少
なくとも一種類ずつ選択したものを使用する。まず最初
に(a)の分類の物質であるが、第1に吸水性ポリマー
2に該当する物質を構成するもので、ポリアクリル酸
類、ポリビニルアルコールが使用される。ポリアクリル
酸類としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポ
リアクリルアミド、これらの塩類が挙げられる。ポリア
クリル酸類の平均分子量は2,000〜500,00
0、特に5,000〜250,000が好ましい。ポリ
ビニルアルコールは、平均重合度が250〜3,00
0、ケン化度が70モル%以上のポリビニルアルコール
が用いられる。特に、平均重合度500〜1,000で
ケン化度80から95が好ましく用いられる。ケン化度
が70以下の場合には、防曇性に問題があり、95以上
だと水への溶解性が劣る。
The coating 5 is an organic-inorganic hybrid film composed of the water-absorbing polymer 2, fine-particle silica 4 and the inorganic polymer 3, as can be seen from FIG.
This organic-inorganic hybrid film is formed, for example, by mixing the following materials and curing by heating. First, materials to be mixed to form the organic-inorganic hybrid film in the embodiment of the present invention are as follows:
At least one material selected from the materials classified into the classes (b), (c), and (d) is used. First, the substances of the classification of (a) are used. First, they constitute substances corresponding to the water-absorbing polymer 2, and polyacrylic acids and polyvinyl alcohol are used. Examples of the polyacrylic acids include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, and salts thereof. The average molecular weight of the polyacrylic acids is from 2,000 to 500,00
0, particularly preferably 5,000 to 250,000. Polyvinyl alcohol has an average degree of polymerization of 250 to 3,000.
0, polyvinyl alcohol having a saponification degree of 70 mol% or more is used. Particularly, an average polymerization degree of 500 to 1,000 and a saponification degree of 80 to 95 are preferably used. When the saponification degree is 70 or less, there is a problem in the antifogging property, and when it is 95 or more, the solubility in water is poor.

【0015】次に(b)の分類の材料としては、平均粒
子径が約5〜200nmの微粒子状シリカがある。
(c)の分類の材料としては、一般式がR1R2aSi
(OR3)3−aで表される有機ケイ素化合物またはそ
の加水分解物が分類される。具体的な例としては、β−
グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシド
キシエチルメチルジメトキシシランγ−グリシドキシプ
ロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジ
メトキシシラン、β−グリシドキシエチルメチルジエト
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メトキシ
シラン、β−グリシドキシエチルエチルジメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、β
−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、β−
グリシドキシエチルプロピルジメトキシシラン、β−
(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシ
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、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−クロロプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエ
トキシシラン、γ−クロロプロピルトリプロポキシシラ
ン、γ−クロロプロピルトリブトキシシラン、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、
3,3,3−トリフロロプロピルトリメトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメ
チルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメ
トキシシランなどが挙げられる。また、これらの化合物
は単独のみならず2種類以上混合して用いることも可能
である。
Next, as a material of the class (b), there is a particulate silica having an average particle diameter of about 5 to 200 nm.
As the material of the class (c), the general formula is R1R2aSi
The organic silicon compound represented by (OR3) 3-a or a hydrolyzate thereof is classified. As a specific example, β-
Glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, β-gly Sidoxyethylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxyethylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane,
γ-glycidoxypropylethyldiethoxysilane, β
-Glycidoxypropylethyldiethoxysilane, β-
Glycidoxyethylpropyldimethoxysilane, β-
(3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane , Vinyltrimethoxyethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltripropoxysilane, γ-chloropropyltributoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane,
3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane,
γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and the like. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

【0016】最後に(d)に分類される材料としては、
硬化を促進する目的で、シラノールの縮合、シラノール
の水酸基の反応触媒として知られる各種の触媒が用いら
れる。N,N−ジメチルベンジルアミン、アルミニウム
キレート化合物、特にアルミニウムアセチルアセトナー
トが好まれる。上述の材料を適宜な割合で混合して撹拌
し、それぞれの濃度が均一になった液をガラス基板1に
コーティングする。そして、オーブン中で加熱硬化する
ことによって、有機無機のハイブリッド皮膜の吸水性を
有する皮膜5が形成される。
Finally, materials classified into (d) include:
For the purpose of accelerating the curing, various catalysts known as silanol condensation and silanol hydroxyl reaction catalysts are used. N, N-dimethylbenzylamine, aluminum chelate compounds, especially aluminum acetylacetonate, are preferred. The above-mentioned materials are mixed and stirred at an appropriate ratio, and the liquids having the respective concentrations uniformed are coated on the glass substrate 1. Then, by heat-curing in an oven, a water-absorbing film 5 of an organic-inorganic hybrid film is formed.

【0017】しかしながら、この皮膜5だけでは、防曇
性は有するが、吸水効果と皮膜硬度のバランスが難し
い。(a)に分類された材料の割合を増すことによっ
て、十分な防曇性を有する皮膜が得られるが、耐水性、
耐擦傷性が劣ってしまう。また、(b)(c)に分類さ
れた材料の割合を増すことによって、耐水性、耐擦傷性
は優れた皮膜となるが、防曇性が劣ってしまう。
However, the film 5 alone has antifogging properties, but it is difficult to balance the water absorbing effect and the film hardness. By increasing the proportion of the material classified in (a), a film having sufficient antifogging properties can be obtained, but water resistance,
The scratch resistance is inferior. Further, by increasing the proportion of the materials classified into (b) and (c), a film having excellent water resistance and abrasion resistance is obtained, but the antifogging property is inferior.

【0018】そこで、基板に形成された防曇性を向上さ
せる膜の耐久性を持たせることを目的として、吸水性を
有する皮膜5に金属化合物薄膜6を形成した。この金属
化合物薄膜6の膜種としては、チタン酸化物、ケイ素酸
化物、ジルコン酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸
化物、フッ化マグネシウム(MgF2)等が挙げられ
る。なお、形成される基板が光学部品として用いられる
場合は、この中から透明光学薄膜形成可能な材料から選
ばれる。
Therefore, a metal compound thin film 6 was formed on the water-absorbing film 5 for the purpose of imparting the durability of the film formed on the substrate for improving the anti-fogging property. Examples of the film type of the metal compound thin film 6 include titanium oxide, silicon oxide, zircon oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, and magnesium fluoride (MgF2). When the substrate to be formed is used as an optical component, the substrate is selected from materials capable of forming a transparent optical thin film.

【0019】一般的に、これら種類の金属化合物薄膜6
はスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法に
よって基板1へ蒸着される。また、金属化合物薄膜6の
成膜時に加熱成膜を行うことにより耐溶剤性等の膜耐久
性が向上する。なお、防曇性を損なうことなく膜耐久性
を高めるためには、金属化合物薄膜6の膜厚を10以上
200オングストローム以下の範囲に制御する必要があ
る。10オングストローム以上200オングストローム
以下の範囲に膜厚を抑えると、その薄膜には、いわゆる
島状構造が形成される。島状構造が形成された金属化合
物薄膜6は、表面に付着した水滴は透過さないが、水蒸
気等のミクロなサイズの水滴は金属化合物薄膜6の下に
ある皮膜5に十分通過することができる。したがって、
水蒸気等の水滴は、金属化合物薄膜6の表面で結露され
ず、皮膜5で吸収されるので防曇効果を損なわない。な
お、10オングストローム未満の膜厚の場合は、皮膜5
が膨潤したときに、十分な耐久性を示すような膜が形成
されにくくなるので、10オングストローム以上にする
ことが好ましい。
Generally, these types of metal compound thin films 6
Is deposited on the substrate 1 by a sputtering method, a vacuum deposition method, or an ion plating method. Further, by performing heating film formation at the time of forming the metal compound thin film 6, film durability such as solvent resistance is improved. In order to increase the film durability without impairing the anti-fogging property, it is necessary to control the thickness of the metal compound thin film 6 to be in the range of 10 to 200 Å. When the film thickness is reduced to a range from 10 Å to 200 Å, a so-called island structure is formed in the thin film. The metal compound thin film 6 having the island structure does not transmit water droplets attached to the surface, but water droplets of a micro size such as water vapor can sufficiently pass through the film 5 below the metal compound thin film 6. . Therefore,
Water droplets such as water vapor are not condensed on the surface of the metal compound thin film 6 and are absorbed by the film 5 and do not impair the anti-fogging effect. When the film thickness is less than 10 angstroms, the film 5
When swells, it is difficult to form a film exhibiting sufficient durability. Therefore, the thickness is preferably 10 Å or more.

【0020】ところで、この様な金属化合物薄膜6に真
空蒸着法で形成したフッ化マグネシウムを用いた場合、
耐久性と防曇性の両立がしやすく、より効果的である。
さらに、フッ化マグネシウムは屈折率が低いために、反
射防止膜としての効果を得られる利点もある。また、通
常の使用において、表面に付着した汚れを取るために、
ティッシュペーパー、ハンカチ等で拭くことが予想され
る。この拭きに対して、皮膜5だけでは傷がついてしま
うが、金属化合物薄膜6を皮膜5の上に成膜することに
よって、全く傷はつかなくなり、耐擦傷性効果も上が
る。
By the way, when magnesium fluoride formed by a vacuum deposition method is used for such a metal compound thin film 6,
It is easy to achieve both durability and anti-fogging property, and it is more effective.
Further, since magnesium fluoride has a low refractive index, there is an advantage that an effect as an antireflection film can be obtained. Also, in normal use, to remove dirt attached to the surface,
It is expected to wipe with tissue paper, handkerchief, etc. This wiping will damage the film 5 alone, but by forming the metal compound thin film 6 on the film 5, it will not be damaged at all and the abrasion resistance effect will be improved.

【0021】なお、この様に皮膜5と金属化合物薄膜6
が設けられた光学素子としては、カメラのアイピースレ
ンズなどが良い。また、カメラレンズの鏡筒の内部にも
設けることで、レンズの内側の曇りも抑えること出来
る。特に鏡筒内で摺動する部分に防曇性の膜を形成した
い場合に、本発明の実施の形態で説明したように皮膜5
と金属化合物薄膜6を設ければ、レンズの内側の曇りを
抑えつつ、その効果を持続させることができる。なお、
レンズの鏡筒に皮膜5や金属化合物薄膜6を形成する場
合、基板はレンズ鏡筒となる。
The film 5 and the metal compound thin film 6
As an optical element provided with, an eyepiece lens of a camera or the like is preferable. Also, by providing the lens inside the lens barrel of the camera lens, it is possible to suppress the fogging inside the lens. In particular, when it is desired to form an anti-fog film on a portion that slides in the lens barrel, as described in the embodiment of the present invention, the film 5
When the metal compound thin film 6 is provided, the effect can be maintained while suppressing the fogging inside the lens. In addition,
When the film 5 or the metal compound thin film 6 is formed on the lens barrel, the substrate is a lens barrel.

【0022】なお、本発明では、上述に記載した混合液
により吸水性を有する皮膜を形成したが、本発明はこれ
だけに限られず、異なる材料から得られる吸水性を有す
る皮膜に金属化合物からなる薄膜を形成することで、耐
薬品性や耐水性、耐擦傷性を得ることでも構わない。以
下、実施例によって、本発明を更に詳しく説明する
In the present invention, a water-absorbing film is formed by the above-mentioned mixed solution. However, the present invention is not limited to this, and a water-absorbing film obtained from a different material may be used as a thin film made of a metal compound. May be used to obtain chemical resistance, water resistance, and scratch resistance. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0023】[0023]

【実施例】次に実施例によって、具体的に本発明に係る
防曇性皮膜について説明する。まず、最初に基板1に防
曇性を有する皮膜を形成する。その為に皮膜を形成する
ことのできるコーティング液を作製した。まず、最初
に、ポリビニルアルコール(和光純薬工業製、重合度約
900〜1,100、ケン化度86.0〜90.0mo
l%)を60g秤量し、ビーカーに純水を加えて600
gの溶液を作製した。この溶液を、摂氏80〜90度の
湯に漬けてスターラーで約2時間攪拌し、無色透明なポ
リビニルアルコール10%水溶液を得た。
EXAMPLES Next, the antifogging film according to the present invention will be specifically described with reference to examples. First, a film having antifogging properties is formed on the substrate 1. For this purpose, a coating liquid capable of forming a film was prepared. First, polyvinyl alcohol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, polymerization degree: about 900 to 1,100, saponification degree: 86.0 to 90.0 mo)
1%), weigh 60 g, add pure water to a beaker, and add 600 g
g of solution was prepared. This solution was immersed in hot water of 80 to 90 degrees Celsius and stirred with a stirrer for about 2 hours to obtain a colorless and transparent 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol.

【0024】次に、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランを20gビーカーに秤量し、スターラーで攪
拌しながら0.01規定の塩酸4.57gを徐々に添加
し加水分解を行った。加水分解終了後、冷蔵庫に一日保
管し加水分解物を得て、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシランの加水分解物を得た。そして、作製した
ポリビニルアルコール水溶液600g中へ、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシランの加水分解物1gと
メタノールシリカゾル(固形分30〜31%、平均粒子
径10〜20nm)を30g添加した。この液にアルミ
ニウムアセチルアセトナート0.24g加え十分攪拌混
合し、3μフィルターでろ過を行いガラス基板にコート
するコーティング液を得た。
Next, 20 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was weighed into a beaker, and 4.57 g of 0.01 N hydrochloric acid was gradually added thereto while stirring with a stirrer to effect hydrolysis. After completion of the hydrolysis, the product was stored in a refrigerator for one day to obtain a hydrolyzate, and a hydrolyzate of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was obtained. Then, 1 g of a hydrolyzate of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 30 g of methanol silica sol (solid content 30 to 31%, average particle diameter 10 to 20 nm) were added to 600 g of the produced polyvinyl alcohol aqueous solution. 0.24 g of aluminum acetylacetonate was added to this solution, mixed well with stirring, and filtered with a 3 μ filter to obtain a coating solution for coating a glass substrate.

【0025】次に、予め洗浄済みのガラス基板をスピン
コーターにセットし、泡が入らないように注意しながら
コーティング液を滴下する。回転数1,300r.p.
mで15秒間回転し、ガラス基板全面にコーティングを
施した。その後、コーティングされたガラス基板を、ク
リーンオーブン中で摂氏130度で30分加熱した。加
熱後、オーブンから取り出し、室温冷却して無色透明な
防水性を有する皮膜5を得た。
Next, the glass substrate which has been washed in advance is set on a spin coater, and the coating liquid is dropped while paying attention not to cause bubbles. 1,300 rpm. p.
m for 15 seconds to coat the entire surface of the glass substrate. Thereafter, the coated glass substrate was heated in a clean oven at 130 degrees Celsius for 30 minutes. After the heating, the film was taken out of the oven and cooled at room temperature to obtain a colorless and transparent waterproof film 5.

【0026】このようにしてできた皮膜5の膜厚は約
1.5μmであった。また、この皮膜5の防曇性は、摂
氏0度の恒温槽に30分保持後に摂氏25度の相対湿度
85%の恒温槽に移しても曇りは発生しなかった。次
に、皮膜5が形成されたガラス基板1を、真空蒸着装置
上部の回転ドームにセットする。抵抗加熱の蒸発源であ
るモリブデンボート上に又は電子加熱用ハース上に粒状
のフッ化マグネシウムをセットする。
The thickness of the film 5 thus formed was about 1.5 μm. The anti-fogging property of the film 5 was not fogged even when the film 5 was kept in a thermostat at 0 ° C. for 30 minutes and then transferred to a thermostat at 25 ° C. and 85% relative humidity. Next, the glass substrate 1 on which the film 5 is formed is set on a rotating dome above the vacuum evaporation apparatus. Granular magnesium fluoride is set on a molybdenum boat, which is an evaporation source for resistance heating, or on a hearth for electronic heating.

【0027】次に、蒸着装置内部を真空ポンプで排気
し、1.33×10−3Paまで減圧する。回転ドーム
上部に設置してあるヒーターの電源を入れ、皮膜5が形
成されたガラス基板1を250℃まで加熱する。温度が
達したところで、蒸着を開始し、40オングストローム
付着したところでシャッターを閉じると同時にヒーター
の電源を切る。5分程度冷却した後、徐々にバルブを開
けて蒸着装置内部を大気に戻す。真空蒸着装置からとり
だすことで、皮膜5の上にフッ化マグネシウム膜が形成
されたガラス基板を得た。
Next, the inside of the evaporation apparatus is evacuated with a vacuum pump, and the pressure is reduced to 1.33 × 10 −3 Pa. The power of the heater provided above the rotating dome is turned on, and the glass substrate 1 on which the film 5 is formed is heated to 250 ° C. When the temperature reaches, vapor deposition is started, and when 40 Å is adhered, the shutter is closed and the power of the heater is turned off. After cooling for about 5 minutes, the valve is gradually opened to return the inside of the evaporation apparatus to the atmosphere. By taking out from the vacuum evaporation apparatus, a glass substrate having a magnesium fluoride film formed on the film 5 was obtained.

【0028】この様にして、得られたガラス基板につい
て、以下の試験を試みた。 防曇性:上記でできた防曇皮膜を、摂氏0度の恒温槽に
30分保持後に、摂氏25度の相対湿度85%の恒温槽
に移したところ、全く曇りを生じなかった。 耐薬品性:メタノール、エーテル等で拭いたところ、全
く問題はなかった。 耐水性:スポイトで水滴を垂らし、ティッシュペーパー
で拭いたところ、全く問題はなかった。
The following tests were attempted on the obtained glass substrates. Antifogging property: The antifogging film formed above was kept in a thermostat at 0 ° C. for 30 minutes and then transferred to a thermostat at 25 ° C. and a relative humidity of 85%. As a result, no fogging occurred. Chemical resistance: When wiped with methanol, ether or the like, there was no problem at all. Water resistance: When a drop of water was dropped with a dropper and wiped with tissue paper, there was no problem at all.

【0029】耐擦傷性:京花紙を用いて、500gの荷
重で20回擦ったところ、傷は観察されなかった。
Scratch resistance: When rubbed 20 times with a 500 g load using Kyoka Paper, no scratch was observed.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、吸水性
を有する皮膜の上に金属化合物薄膜を形成することで耐
水性、耐擦傷性などに優れた防曇性を有する皮膜が形成
できる。さらに金属化合物薄膜として、フッ化マグネシ
ウム薄膜を用いるとより良い耐擦傷性に優れた皮膜が形
成される。
As described above, according to the present invention, a metal compound thin film is formed on a water-absorbing film to form a film having excellent anti-fog properties such as water resistance and scratch resistance. it can. Further, when a magnesium fluoride thin film is used as the metal compound thin film, a film having better scratch resistance is formed.

【0031】また、金属化合物薄膜の膜厚を10オング
ストローム以上200オングストローム以下に制御する
ことで、島状構造を有する薄膜層が形成され、下地にあ
る吸水性を有する皮膜の吸水性能を損なうことなく、基
板上に形成された皮膜全体の耐久性を向上することが出
来た。
Further, by controlling the thickness of the metal compound thin film to 10 Å or more and 200 Å or less, a thin film layer having an island structure is formed without impairing the water absorption performance of the underlying water-absorbing film. Thus, the durability of the entire film formed on the substrate could be improved.

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

【図1】:本発明の実施の形態にかかる光学素子の概略
断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical element according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ ガラス基板 2・・・ 吸水性ポリマー 3・・・ 無機ポリマー 4・・・ 粒状シリカ 5・・・ 皮膜 6・・・ 金属化合物薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate 2 ... Water-absorbing polymer 3 ... Inorganic polymer 4 ... Granular silica 5 ... Coating 6 ... Metal compound thin film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の表面に形成される皮膜におい
て、前記基板上に形成され吸水性を有する皮膜と、前記
皮膜の上に形成された金属化合物からなる薄膜とを有す
ることを特徴とする防曇性皮膜。
1. A coating film formed on a surface of a substrate, comprising: a coating film formed on the substrate and having water absorbency; and a thin film made of a metal compound formed on the coating film. Anti-fog coating.
【請求項2】 前記薄膜の膜厚は、10オングストロー
ム以上200オングストローム以下であることを特徴と
する請求項1に記載の防曇性皮膜。
2. The antifogging film according to claim 1, wherein the thickness of the thin film is not less than 10 angstroms and not more than 200 angstroms.
【請求項3】 前記薄膜は、フッ化マグネシウムからな
ることを特徴とする請求項1に記載の防曇性皮膜。
3. The antifogging film according to claim 1, wherein the thin film is made of magnesium fluoride.
【請求項4】 光学素子の表面に、吸水性ポリマーを有
する皮膜と、前記皮膜上に形成された金属化合物からな
る薄膜とを有する光学部品。
4. An optical component comprising, on a surface of an optical element, a film having a water-absorbing polymer and a thin film made of a metal compound formed on the film.
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