JP2006284855A - 薄膜及び光学部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 下記一般式(I)で示されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含む溶液を減圧下、加熱して、基材上に該有機ケイ素化合物を蒸着させる薄膜の製造方法であって、該有機ケイ素化合物は、電子銃にて加熱され、加熱温度が、該有機ケイ素化合物の蒸発開始温度から該有機ケイ素化合物の分解温度までの温度範囲であり、該有機ケイ素化合物の蒸発開始後、蒸着完了まで、該有機ケイ素化合物の温度が分解温度を超えることがなく、かつ、該有機ケイ素化合物の加熱開始から90秒以内に該有機ケイ素化合物の加熱蒸発を完結させることを特徴とする薄膜の製造方法。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明は、下記一般式(I)で示されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含む溶液を減圧下、加熱して、基材上に該有機ケイ素化合物を蒸着させる薄膜の製造方法であって、該有機ケイ素化合物は、電子銃にて加熱され、加熱温度が、該有機ケイ素化合物の蒸発開始温度から該有機ケイ素化合物の分解温度までの温度範囲であり、該有機ケイ素化合物の蒸発開始後、蒸着完了まで、該有機ケイ素化合物の温度が分解温度を超えることがなく、かつ、該有機ケイ素化合物の加熱開始から90秒以内に該有機ケイ素化合物の加熱蒸発を完結させることを特徴とする薄膜の製造方法を提供するものである。
−CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2−
(式中、lは1以上、好ましくは1〜50、より好ましくは10〜40の整数である。)
−CF2(OC2F4)p−(OCF2)q−
(式中、p及びqは、それぞれ、1以上、好ましくは1〜50、より好ましくは10〜40の整数であり、かつp+qの和は、10〜100、好ましくは20〜90、より好ましくは40〜80の整数であり、該一般式中の繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである。)
また、上記Xがハロゲン原子である場合としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
これらの中で、メトキシ基、エトキシ基、イソプロペノキシ基及び塩素原子が好適である。
次に、a及びbは各々2又は3であり、加水分解及び縮合反応性、及び被膜の密着性の観点から、3であることが好ましい。
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(CH3O)2CH3SiCH2CH2CH2OCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2CH2OCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(CH3O)2CH3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OC2H5)3
(上記各式中、lは1〜50、pは1〜50、qは1〜50、p+qは10〜100の整数であり、下4式中の繰り返し単位(OC2F4)及び(OCF2)の配列はランダムである。)これらは1種単独でも2種以上を組合わせても使用することができる。また、場合により、上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランと該変性シランの部分加水分解縮合物とを組み合わせて使用することができる。
なお、本発明において光学部材とは、眼鏡レンズのみならず、カメラレンズ、ワードプロセッサーのディスプレー等に付設する光学フィルター、自動車の窓ガラス等に用いられる広義の光学部材を意味する。
1.反射防止膜付プラスチックレンズの作成
プラスチックレンズとして、ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト重合体系レンズ(HOYA(株)製Hi−Lux(商品名)、屈折率1.499、度数0.00)を用い、かかるプラスチックレンズ基材上に、特開昭63−10640号公報に開示されている硬化膜を施した。具体的には、SiO2濃度40%のコロイダルシリカ(スノーテックス−40、水分散シリカ、日産化学(株)製)240質量部に、0.5N塩酸2.0質量部、酢酸20質量部を加えた溶液を、35℃にして攪拌しながら、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(3官能有機ケイ素化合物)95質量部を滴下し、室温にて8時間攪拌し、室温にて16時間放置した。この加水分解溶液に、メチルセロソルブ80質量部、イソプロピルアルコール120質量部、ブチルアルコール40質量部、アルミニウムアセチルアセトン16質量部、シリコーン系界面活性剤(NUCシルウェットY−7006(商品名)、日本ウニカ(株)製)0.2質量部、紫外線吸収剤(チヌビンP(商品名)、チバガイギー製)0.1質量部を加えて、8時間攪拌後、室温にて24時間熟成させコーティング組成物を得た。該組成物を、引き上げ速度15cm/minで浸漬法により塗布、室温にて15分放置後、120℃で2時間加熱硬化して硬化膜を施した。
次に、前記硬化膜上に真空蒸着法(真空度2.67×10‐3Pa(2×10-5Torr))により、二酸化ケイ素からなる下地層〔屈折率1.46、膜厚0.5λ(λは550nmである)〕を形成し、該下地層の上に、プラスチックレンズに酸素イオンビームを照射するイオンビームアシスト法で得られる二酸化チタンからなる層(膜厚0.06λ)、真空蒸着法で得られる二酸化ケイ素からなる層(膜厚0.12λ)、さらにイオンビームアシスト法で得られる二酸化チタンからなる層(膜厚0.06λ)よりなる3層等価膜である第1層〔屈折率1.70、膜厚0.24λ〕を形成した。この第1層の上に、イオンビームアシスト法により二酸化チタンからなる第2層(屈折率2.40、膜厚0.5λ)を形成し、該第2層の上に、真空蒸着法(真空度2.67×10‐3Pa(2×10-5Torr))により二酸化ケイ素からなる第3層〔屈折率1.46、膜厚0.25λ〕を形成して、反射防止膜付きプラスチックレンズを得た。このレンズの視感反射率は0.4%であった。
(1)撥水処理剤-1
撥水処理剤-1として、以下の構造を有する有機ケイ素化合物を用いた。
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(式中、p=22、q=22、繰り返し単位(OC2F4)及び(OCF2)の配列はランダムである。)
得られる薄膜は、上記撥水処理剤の加水分解縮合物であり、一般式(I)におけるX(CH3O)の加水分解及び縮合反応によって生じる3次元構造の硬化物である。
(2)撥水処理剤-2
単位式C8F17CH2CH2Si(NH2)3で表されるフッ素含有有機ケイ素化合物をm−キシレンヘキサクロライドで3重量%に希釈した溶液(商品名:KP−801,信越化学工業(株)製)を撥水処理剤-2とした。
本実施例及び比較例で得られたプラスチックレンズは以下に示す評価方法により諸物性を評価した。
(1)水に対する静止接触角
接触角計(協和界面科学(株)製品、CA−D型)を使用し、25℃において直径2mmの水滴を針先に作り、これをレンズの凸面の最上部に触れさせて、液滴を作った。この時に生ずる液滴と面との角度を測定し静止接触角とした。静止接触角θは水滴の半径(水滴がレンズ表面に接触している部分の半径)をrとし、水滴の高さをhとしたときに、以下の式で求められる。
θ=2×tan‐1(h/r)
なお、静止接触角の測定は水の蒸発による測定誤差を最小限にするために水滴をレンズに触れさせた後10秒以内に行った。
(2)外観
目視にて干渉色の色ムラ及び干渉色変化があるかどうかを調べ、眼鏡レンズとして使用できる外観かどうか評価した。
(3)耐久性
レンズクリーニング布(商品名:HOYA Clearcloth)で500gの荷重をかけて撥水膜を有するプラスチックレンズ表面を3600回、前後に擦り(25℃、相対湿度50〜60%)、その後(1)に記載した方法で水に対する静止接触角を測定した。
(4)動摩擦係数
新東科学(株)製の連続加重式表面性測定機TYPE:22Hを使用し、移動距離20mmの平均動摩擦係数を各々3回測定し、平均値を出した。
撥水処理剤-1を0.30mlしみ込ませたステンレス製焼結フィルター(細孔径80〜100μm、直径18mmφ、厚さ3mm)を真空蒸着装置内にセットし、以下の条件で電子銃を用いて該焼結フィルター全体を加熱して、上記反射防止膜付プラスチックレンズに撥水膜を形成した。このレンズの視感反射率は0.4%であった。評価結果を表1に示す。
(1)真空度:3.1×10-4 〜 8.0×10-4Pa(2.3×10-6 〜 6.0×10-6Torr)
(2)電子銃の条件
加速電圧:6kV、印加電流:15mA、照射面積:3.5×3.5cm2、蒸着時間:30秒
撥水処理剤-1を0.30mlしみ込ませたステンレス製焼結フィルター(細孔径80〜100μm、直径18mmφ、厚さ3mm)を真空蒸着装置内にセットし、ハロゲンヒーターにて550℃まで1.5分で上昇させ、さらに550℃から650℃まで5分で上昇させ、上記反射防止膜付プラスチックレンズに撥水膜を形成した。このレンズの視感反射率は0.4%であった。評価結果を表1に示す。
撥水処理剤-1をフッ素系溶媒にて重量ハ゜ーセント 0.2重量%となるように希釈し、上記反射防止膜付プラスチックレンズをこの希釈溶液中に1分間浸し、その後 200mm/分の速度で引き上げ、該レンズ表面に塗布した。塗布後、室温にて1時間乾燥させた。評価結果を表1に示す。
撥水処理剤-2を0.2mlしみ込ませたステンレス製焼結フィルターの加熱方法としてハロゲンヒ−タを用い、蒸着時間を360秒としたこと以外は実施例1と同様に撥水膜を形成した。このレンズの視感反射率は0.4%であった。評価結果を表1に示す。
2:レンズクリーニング布
3:六面体板
Claims (3)
- 下記一般式(I)で示されるフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を含む溶液を減圧下、加熱して、基材上に該有機ケイ素化合物を蒸着させる薄膜の製造方法であって、該有機ケイ素化合物は、電子銃にて加熱され、加熱温度が、該有機ケイ素化合物の蒸発開始温度から該有機ケイ素化合物の分解温度までの温度範囲であり、該有機ケイ素化合物の蒸発開始後、蒸着完了まで、該有機ケイ素化合物の温度が分解温度を超えることがなく、かつ、該有機ケイ素化合物の加熱開始から90秒以内に該有機ケイ素化合物の加熱蒸発を完結させることを特徴とする薄膜の製造方法。
一般式(I)
- 請求項1に記載の方法で得られた薄膜を、プラスチック基材上に真空蒸着法によって作製された多層反射防止膜上に施す光学部材の製造方法。
- 前記多層反射防止膜の基材からみた最外層は二酸化ケイ素を主成分とする層である請求項2記載の光学部材の製造方法。
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