JP2021178739A

JP2021178739A - 光学部材、コーティング剤および親水膜形成方法

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Publication number: JP2021178739A
Application number: JP2018144167A
Authority: JP
Inventors: 小百合中川; Sayuri Nakagawa; 貴則加本; Takanori Kamoto; 友啓渡邉; Tomohiro Watanabe; ジェニファートレスダマスコティ; Torres Damascoty Jennifer; 秀塩原; Shu Shiobara; 明典山本; Akinori Yamamoto
Original assignee: Nidec Sankyo Corp; Nidec Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp; Nidec Corp
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2021-11-18
Also published as: WO2020027042A1

Abstract

【課題】耐摩耗性の向上した光学部材を提供する。【解決手段】本発明による光学部材（１００）は、透光性部材（１１０）と、親水膜（１２０）とを備える。親水膜（１２０）は、透光性部材（１１０）を被覆する。親水膜（１２０）は、シリカ粒子（１２０ａ）と、酸化チタン粒子（１２０ｂ）と、ニオブ化合物粒子（１２０ｃ）とを含有する。【選択図】図２

Description

本発明は、光学部材、コーティング剤および親水膜形成方法に関する。

基材の表面にコーティング剤を付与し、基材の表面を光触媒的に親水性にすることが知られている（特許文献１）。特許文献１には、チタニアの粒子とシリカの粒子とを含む懸濁液を基板の表面に塗布した後で焼結して光触媒性被膜を形成することが記載されている。

特許第２７５６４７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように、光触媒性被膜がチタニアの粒子とシリカの粒子とを含有する場合、光触媒性被膜の硬度が充分ではなく、充分な耐摩耗性が得られないことがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐摩耗性を向上させた光学部材、コーティング剤および親水膜形成方法を提供することにある。

本発明の例示的な光学部材は、透光性部材と、親水膜とを備える。前記親水膜は、前記透光性部材を被覆する。前記親水膜は、シリカ粒子と、酸化チタン粒子と、ニオブ化合物粒子とを含有する。

本発明の例示的なコーティング剤は、溶剤と固形成分とを含有する。前記固形成分は、シリカ粒子と、酸化チタン粒子と、ニオブ化合物粒子とを含む。

本発明の例示的な親水膜形成方法は、コーティング剤を透光性部材に塗布する工程と、前記コーティング剤を前記透光性部材に塗布した後、前記コーティング剤から親水膜を形成する工程とを包含する。前記コーティング剤を塗布する工程において、前記コーティング剤は、溶剤と固形成分とを含有する。前記親水膜を形成する工程において、前記コーティング剤の前記溶剤が蒸発するように前記コーティング剤を乾燥させて前記コーティング剤から親水膜を形成する。前記固形成分は、シリカ粒子と、酸化チタン粒子と、ニオブ化合物粒子とを含む。

例示的な本発明によれば、光学部材の耐摩耗性を向上できる。

図１は、本実施形態の光学部材の模式図である。図２は、本実施形態の光学部材における親水膜の模式図である。図３は、本実施形態の光学部材の模式図である。図４は、本実施形態のコーティング剤の模式図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本実施形態のコーティング剤の調製方法を示す模式図である。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本実施形態の親水膜形成方法を説明するための模式図である。図７は、本実施形態の光学部材における親水膜の模式図である。図８は、実施例１〜５および比較例の光学部材における親水膜の硬度を示すグラフである。図９は、実施例１〜６の光学部材の反射率を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

まず、図１および図２を参照して、本実施形態の光学部材１００を説明する。図１は、本実施形態の光学部材１００の模式図である。光学部材１００は、透光性部材１１０と、親水膜１２０とを備える。

透光性部材１１０は透光性を有する。透光性部材１１０は光を透過する。透光性部材１１０は、透明であってもよく、半透明であってもよい。透光性部材１１０は、ガラスを含んでもよい。あるいは、透光性部材１１０は、樹脂を含んでもよい。

また、図１に示すように、透光性部材１１０は、単一部材から構成されてもよい。あるいは、透光性部材１１０は、複数の部材から構成されてもよい。

親水膜１２０は、透光性部材１１０を被覆する。親水膜１２０は、親水性を有する。親水膜１２０は、水に対して高い濡れ性を有する。親水膜１２０に水滴が付着すると、親水膜１２０の表面にほぼ均一な水の膜が形成される。例えば、親水膜１２０の表面にある水滴の接触角は２０°以下であることが好ましく、接触角は１０°以下であることがさらに好ましい。

親水膜１２０は、透光性部材１１０の少なくとも一部を覆う。親水膜１２０は、透光性部材１１０のうちの他の部材によって覆われない部分の全面を覆うことが好ましい。

図２は、本実施形態の光学部材１００における親水膜１２０の模式図である。親水膜１２０は、シリカ粒子１２０ａと、酸化チタン粒子１２０ｂと、ニオブ化合物粒子１２０ｃとを含有する。本実施形態の光学部材１００において、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃは、互いに分散して付着している。本実施形態の光学部材１００において、親水膜１２０は、シリカ粒子１２０ａおよび酸化チタン粒子１２０ｂを含有するため、高い親水性を示す。また、使用によって親水膜１２０の親水性が低下しても、親水膜１２０に光（紫外光）を照射することにより、親水膜１２０の親水性を回復できる。さらに、親水膜１２０はニオブ化合物粒子１２０ｃを含有するため、光学部材１００の耐摩耗性を向上できる。

［シリカ粒子１２０ａ］
シリカ粒子１２０ａは、シリカからなる粒子である。シリカ粒子１２０ａの平均粒径はｎｍオーダーである。

なお、本願明細書において、「平均粒径」は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて親水膜１２０またはその材料を観察することによって求められる。具体的に、粒子の全体を観察できる任意の５０個の粒子について、１個の粒子の最大径および最小径をそれぞれ測定してその平均値を当該１個の粒子の粒径とし、５０個のそれぞれの粒子の粒径の平均値を「平均粒径」とする。

シリカ粒子１２０ａの平均粒径は、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。シリカ粒子１２０ａの粒径が１ｎｍ以上であることにより、シリカ粒子１２０ａのコストを低減できる。また、シリカ粒子１２０ａの粒径が２００ｎｍ以下であることにより、親水膜１２０の透光性を向上できる。

シリカ粒子１２０ａは、中空シリカ粒子またはポーラスシリカ粒子を含むことが好ましい。シリカ粒子１２０ａが中空シリカ粒子またはポーラスシリカ粒子を含むことにより、親水膜１２０に対する水滴の接触角を長期間にわたって１０°以下に維持できる。このように、シリカ粒子１２０ａが中空シリカ粒子またはポーラスシリカ粒子を含むことにより、親水膜１２０の親水性をさらに向上できる。

例えば、中空シリカ粒子は、内部に空間を有する。中空シリカ粒子は、コア粒子をゾルゲル法でシリカコーティングした後でコア粒子を溶解させることで形成できる。一例としては、炭酸カルシウムからなるコア粒子をシリカでコーティングした後で、酸でコア粒子を溶解させることにより、中空シリカ粒子を形成できる。

また、ポーラスシリカ粒子は、メソ孔を有する。メソ孔の大きさは０．１ｎｍ以上１１９ｎｍ以下である。例えば、ポーラスシリカ粒子は、ゾルゲル反応によって形成される。

親水膜１２０に対するシリカ粒子１２０ａの質量比は、３５％以上６０％以下であることが好ましい。シリカ粒子１２０ａの質量比が３５％以上であることにより、親水膜１２０の親水性を向上できる。また、シリカ粒子１２０ａの質量比が６０％以下であることにより、親水膜１２０に、シリカ粒子１２０ａ以外の粒子を有意に含有させることができる。

［酸化チタン粒子１２０ｂ］
酸化チタン粒子１２０ｂは、酸化チタンからなる粒子である。酸化チタン粒子１２０ｂの平均粒径はｎｍオーダーである。酸化チタン粒子１２０ｂにより、親水膜１２０の親水性が低下しても、光（例えば、紫外光）の照射により、親水膜１２０の親水性を回復できる。

酸化チタン粒子１２０ｂの平均粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。酸化チタン粒子１２０ｂの粒径が１ｎｍ以上であることにより、酸化チタン粒子１２０ｂのコストを低減できる。また、酸化チタン粒子１２０ｂの粒径が１００ｎｍ以下であることにより、親水膜１２０の透光性を向上できる。

親水膜１２０に対する酸化チタン粒子１２０ｂの質量比は、１％以上１０％以下であることが好ましい。酸化チタン粒子１２０ｂは光触媒機能を有している。親水膜１２０に対する酸化チタン粒子１２０ｂの質量比が１％以上１０％以下であることにより、親水膜１２０の親水性を回復できるとともに反射率の増加を抑制できる。例えば、光学部材１００を長期間使用すると、親水膜１２０の親水性が低下することがある。酸化チタン粒子１２０ｂの質量比が１％以上であることにより、光学部材１００に紫外光を照射すると、親水膜１２０の親水性を回復できる。また、酸化チタン粒子１２０ｂが多いと、親水膜１２０の透過率が減少し、反射率が増加することがある。しかしながら、親水膜１２０に対する酸化チタン粒子１２０ｂの質量比が１０％以下であることにより、反射率の増加を抑制できる。

酸化チタン粒子１２０ｂは、アナターゼ型、ルチル型およびブルッカイト型のいずれであってもよい。酸化チタン粒子１２０ｂは、光触媒性能の観点から、アナターゼ型であることが好ましい。

［ニオブ化合物粒子１２０ｃ］
ニオブ化合物粒子１２０ｃはニオブ化合物からなる粒子である。ニオブ化合物粒子１２０ｃの平均粒径はｎｍオーダーである。ニオブ化合物は、酸化ニオブまたは窒化ニオブを含む。例えば、ニオブ化合物粒子１２０ｃは酸化ニオブ粒子を含む。ニオブ化合物粒子１２０ｃが酸化ニオブ粒子を含むことにより、光学部材１００の耐摩耗性を向上できる。また、水性溶剤を用いて親水膜１２０を容易に形成できる。さらに、酸化ニオブ粒子は光触媒機能を有する。

親水膜１２０に対するニオブ化合物粒子１２０ｃの質量比は、３０％以上５５％以下であることが好ましい。ニオブ化合物粒子１２０ｃの質量比が３０％以上であることにより、親水膜１２０の硬度および耐摩耗性を向上できる。また、ニオブ化合物粒子１２０ｃが多いと、親水膜１２０の透過率が減少し、反射率が増加することがある。しかしながら、ニオブ化合物粒子１２０ｃの質量比が５５％以下であることにより、反射率の増加を抑制できる。

親水膜１２０に対するニオブ化合物粒子１２０ｃの質量比は、４０％以上５０％以下であることがさらに好ましい。これにより、光学部材１００の耐摩耗性をさらに向上させるとともに反射率の増加をさらに抑制できる。

なお、図１では、透光性部材１１０は１つの部材として示されたが、本実施形態はこれに限定されない。透光性部材１１０は、複数の部材から構成されてもよい。

次に、図３を参照して、本実施形態の光学部材１００を説明する。図３は、本実施形態の光学部材１００の模式図である。図３に示した光学部材１００は、透光性部材１１０が基材１１２および反射防止膜１１４を含む点を除いて、図１を参照して上述した光学部材１００と同様の構成を有している。このため、冗長を避けるために重複する記載を省略する。

光学部材１００において、透光性部材１１０は基材１１２および反射防止膜１１４を含む。反射防止膜１１４は基材１１２を被覆する。反射防止膜１１４は、基材１１２と親水膜１２０との間に位置する。透光性部材１１０が反射防止膜１１４を含むことにより、透光性部材１１０の透光性を向上できる。

基材１１２は透光性を有する。基材１１２は光を透過する。基材１１２は、透明であってもよく、半透明であってもよい。基材１１２は、ガラスを含んでもよい。あるいは、基材１１２は、樹脂を含んでもよい。

反射防止膜１１４は光の反射を防止する。反射防止膜１１４により、光学部材１００において親水膜１２０から透光性部材１１０に進入しようとする光が反射することを抑制できる。

図１および図３に示した光学部材１００は、親水性を有しており、水の付着する環境下において好適に用いられる。例えば、光学部材１００は、屋外で使用される部材に好適に用いられる。一例として、光学部材１００は、車両の周囲をモニタする車載用モニタに好適に用いられる。

本実施形態の光学部材１００において親水膜１２０はコーティング剤ＣＭから形成される。以下に、図４を参照して、本実施形態のコーティング剤ＣＭを説明する。図４は、本実施形態のコーティング剤ＣＭの模式図である。

図４に示すように、コーティング剤ＣＭは、溶剤Ｓと、固形成分Ｐとを含有する。固形成分Ｐは、溶剤Ｓに分散している。固形成分Ｐは、シリカ粒子１２０ａと、酸化チタン粒子１２０ｂと、ニオブ化合物粒子１２０ｃとを含む。

［溶剤Ｓ］
溶剤Ｓは水系溶剤である。例えば、溶剤Ｓは、水に添加物を添加することによって調製される。例えば、添加物は、有機酸、アルコールまたはアンモニア等を含む。溶剤Ｓにおいて水に対する添加物の質量比は２０％以下である。例えば、有機酸は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、クエン酸またはリンゴ酸を含む。例えば、アルコールは、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−プロパノールまたはブタノールを含む。

次に、図５を参照して、本実施形態のコーティング剤ＣＭの調製方法を説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、コーティング剤ＣＭの調製方法を説明するための模式図である。

図５（ａ）に示すように、分散液Ｃ１、分散液Ｃ２および分散液Ｃ３を調製する。分散液Ｃ１、分散液Ｃ２および分散液Ｃ３はそれぞれ異なる容器に入っている。

分散液Ｃ１では、シリカ粒子１２０ａを溶剤Ｓ１に分散して調製される。溶剤Ｓ１は、水系溶剤である。

分散液Ｃ２は、酸化チタン粒子１２０ｂを溶剤Ｓ２に分散して調製される。溶剤Ｓ２は、水系溶剤である。

分散液Ｃ３は、ニオブ化合物粒子１２０ｃを溶剤Ｓ３に分散して調製される。溶剤Ｓ３は、水系溶剤である。ニオブ化合物粒子１２０ｃが酸化ニオブ粒子である場合、ニオブ化合物粒子１２０ｃは溶剤Ｓ３に容易に分散する。なお、溶剤Ｓ１、溶剤Ｓ２および溶剤Ｓ３は互いに同じであってもよく、異なってもよい。

その後、図５（ｂ）に示すように、容器Ｖに、分散液Ｃ１、分散液Ｃ２および分散液Ｃ３を添加する。分散液Ｃ１、分散液Ｃ２および分散液Ｃ３は、任意の順番に容器Ｖに添加されてもよい。あるいは、分散液Ｃ１、分散液Ｃ２および分散液Ｃ３は、同時に容器Ｖに添加されてもよい。容器Ｖに分散液Ｃ１、分散液Ｃ２および分散液Ｃ３を添加した後、容器Ｖ内の混合物を攪拌することが好ましい。

図５（ｃ）に示すように、コーティング剤ＣＭが調製される。上述したように、コーティング剤ＣＭは、溶剤Ｓと、固形成分Ｐとを含有する。溶剤Ｓは、溶剤Ｓ１、溶剤Ｓ２および溶剤Ｓ３を含む。また、固形成分Ｐは、シリカ粒子１２０ａと、酸化チタン粒子１２０ｂと、ニオブ化合物粒子１２０ｃとを含む。

本実施形態の光学部材１００において親水膜１２０はコーティング剤ＣＭから形成される。次に、図５および図６を参照して、本実施形態の親水膜形成方法を説明する。

図６（ａ）に示すように、コーティング剤ＣＭを用意する。上述したように、コーティング剤ＣＭは、溶剤Ｓと固形成分Ｐとを含有する。固形成分Ｐは、シリカ粒子１２０ａと、酸化チタン粒子１２０ｂと、ニオブ化合物粒子１２０ｃとを含む。

図６（ｂ）に示すように、コーティング剤ＣＭを塗布する。例えば、コーティング剤ＣＭは、透光性部材１１０の表面に塗布される。コーティング剤ＣＭの塗布方法は、特に限定されない。例えば、コーティング剤ＣＭは、スピンコーティング、ロールコーティング、バーコーティング、ディップコーティング、または、スプレーコーティングで透光性部材１１０の表面に塗布される。

その後、図６（ｃ）に示すように、コーティング剤ＣＭの溶剤Ｓが蒸発するようにコーティング剤ＣＭを乾燥させてコーティング剤ＣＭから親水膜１２０を形成する。コーティング剤ＣＭの溶剤Ｓが蒸発して固形成分Ｐから親水膜１２０が形成される。このため、親水膜１２０は、シリカ粒子１２０ａと、酸化チタン粒子１２０ｂと、ニオブ化合物粒子１２０ｃとを含有する。親水膜１２０は、シリカ粒子１２０ａおよび酸化チタン粒子１２０ｂを含有するため、高い親水性を示す。また、使用によって親水膜１２０の親水性が低下しても、親水膜１２０に光（紫外光）を照射することにより、親水膜１２０の親水性を回復できる。さらに、親水膜１２０はニオブ化合物粒子１２０ｃを含有するため、光学部材１００の耐摩耗性を向上できる。

なお、コーティング剤ＣＭを塗布した後、コーティング剤ＣＭの乾燥処理を行うことが好ましい。乾燥処理により、親水膜１２０が透光性部材１１０に付着するとともに、親水膜１２０中のシリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃが互いに付着する。

乾燥処理は加熱処理を含んでもよい。加熱処理では、１０分以上１０時間以下にわたって、６０℃以上２００℃以下の温度に加熱される。透光性部材１１０の主面に塗布されたコーティング剤ＣＭの塗膜を乾燥させる方法は特に限定されないが、例えば熱風乾燥によってコーティング剤ＣＭの塗膜を乾燥および硬化して親水膜１２０を形成できる。

なお、コーティング剤ＣＭを塗布する前に、透光性部材１１０の表面に前処理することが好ましい。前処理は、高周波放電プラズマ処理、電子ビーム処理、コロナ処理、大気圧グロー放電プラズマ処理、及びフレーム処理のうちの少なくとも１つである。

なお、図２に示した親水膜１２０では、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃが互いに付着したが、本実施形態はこれに限定されない。親水膜１２０は、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃ以外にバインダをさらに含有してもよい。

次に、図７を参照して、本実施形態の光学部材１００における親水膜１２０を説明する。図７は、光学部材１００における親水膜１２０の模式図である。図７に示した親水膜１２０は、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃに加えてバインダ１２０ｄをさらに含む点を除いて、図２を参照して上述した親水膜１２０と同様の構成を有している。このため、冗長を避けるために重複する記載を省略する。

親水膜１２０は、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃに加えてバインダ１２０ｄをさらに含む。バインダ１２０ｄは、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃを固定する。バインダ１２０ｄにより、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃが固定されるため、光学部材１００の耐摩耗性をさらに向上できる。

例えば、バインダ１２０ｄの体積は、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃの体積よりも大きく、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃはバインダ１２０ｄ内で固定されてもよい。あるいは、バインダ１２０ｄは、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃに対して高い付着機能を有し、バインダ１２０ｄは、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃと付着して固定してもよい。例えば、バインダ１２０ｄは、シリカ粒子１２０ａ、酸化チタン粒子１２０ｂおよびニオブ化合物粒子１２０ｃよりも平均粒径の小さい微粒子であってもよい。一例として、バインダ１２０ｄは、シリカから形成される。

［実施例１］
［コーティング剤ＣＭの調製］
分散液Ｃ１、分散液Ｃ２および分散液Ｃ３を混合してコーティング剤ＣＭを調製した。分散液Ｃ１として、平均粒径２０ｎｍのシリカ粒子を水系溶剤に分散させた分散液を使用した。また、分散液Ｃ２として、平均粒径１０ｎｍのアナターゼ型酸化チタン粒子を水系溶剤に分散させた分散液を使用した。また、分散液Ｃ３として、平均粒径１５ｎｍの酸化ニオブ粒子を水系溶剤に分散させた分散液を使用した。ここでは、コーティング剤ＣＭの固形成分Ｐとして、分散液Ｃ１中のシリカ粒子を８５質量部とし、分散液Ｃ２中の酸化チタン粒子を５質量部とし、分散液Ｃ３中のニオブ化合物粒子を１０質量部とした。

［透光性部材］
基体としてレンズ（組成：ガラス）を用意した。次に、レンズの上に反射防止膜（組成：ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅）を形成した。反射防止膜に対して、前処理としてプラズマ処理を行った。プラズマ処理は、プラズマ表面改質装置を用いて行った。

［塗布］
反射防止膜の上にコーティング剤ＣＭを塗布した。コーティング剤ＣＭを塗布した後、温度１２５℃で３０分間の加熱処理を行い、コーティング剤ＣＭの溶剤Ｓを蒸発させて、実施例１の光学部材を形成した。

［実施例２］
コーティング剤ＣＭにおいて、分散液Ｃ１中のシリカ粒子を７３質量部とし、分散液Ｃ３中のニオブ化合物粒子を２２質量部とする点を除いて、実施例１と同様に、実施例２の光学部材を形成した。

［実施例３］
コーティング剤ＣＭにおいて、分散液Ｃ１中のシリカ粒子を６０質量部とし、分散液Ｃ３中のニオブ化合物粒子を３５質量部とする点を除いて、実施例１と同様に、実施例３の光学部材を形成した。

［実施例４］
コーティング剤ＣＭにおいて、分散液Ｃ１中のシリカ粒子を４５質量部とし、分散液Ｃ３中のニオブ化合物粒子を５０質量部とする点を除いて、実施例１と同様に、実施例４の光学部材を形成した。

［実施例５］
コーティング剤ＣＭにおいて、分散液Ｃ１中のシリカ粒子を２７質量部とし、分散液Ｃ３中のニオブ化合物粒子を６８質量部とする点を除いて、実施例１と同様に、実施例５の光学部材を形成した。

［実施例６］
コーティング剤ＣＭにおいて、分散液Ｃ１中のシリカ粒子を１７質量部とし、分散液Ｃ３中のニオブ化合物粒子を７８質量部とする点を除いて、実施例１と同様に、実施例６の光学部材を形成した。

［比較例］
コーティング剤ＣＭにおいて、分散液Ｃ３を添加することなく、分散液Ｃ１中のシリカ粒子を９５質量部とし、分散液Ｃ２中の酸化チタン粒子を５質量部とする点を除いて、実施例１と同様に、比較例の光学部材を形成した。

［硬度］
実施例１〜５および比較例の光学部材における親水膜の硬度を測定した。親水膜の硬度は、ナノインデンター（株式会社エリオニクス社製）を用いて測定した。図８は、実施例１〜５および比較例の光学部材における親水膜の硬度を示すグラフである。

図８に示すように、比較例の光学部材はニオブ化合物粒子を含有しないため、硬度は２３００Ｎ／ｍｍ²と比較的低かった。一方、実施例１、２の光学部材はニオブ化合物粒子を含有するため、硬度は３０００Ｎ／ｍｍ²を超えた。さらに、ニオブ化合物粒子の質量比が３０％を超える実施例３〜５の光学部材では、硬度は４０００Ｎ／ｍｍ²を超えた。このように、実施例の光学部材では、ニオブ化合物粒子を含有することにより、硬度が大きく増大した。

［反射率］
実施例１〜５の光学部材の反射率を測定した。反射率は、反射率測定器（オリンパス株式会社製）を用いて測定した。

図９は、実施例１〜６の光学部材の反射率を示すグラフである。図９に示すように、実施例１〜４の光学部材はニオブ化合物粒子の質量比が６０％以下であり、反射率は１０％以下であった。一方、ニオブ化合物粒子の質量比が６０％を超える実施例５、６の光学部材では、反射率は１０％を超えた。このように、実施例の光学部材において親水膜のニオブ化合物粒子の質量比が６０％未満にすることにより、反射率を低減できた。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

また、図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、例えば、光学部材、コーティング剤および親水膜形成方法に好適に利用される。本発明の光学部材は、屋外で好適に使用される。例えば、本発明の光学部材は、車両の周囲をモニタする車載用モニタとして好適に用いられる。

１００光学部材
１１０透光性部材
１２０親水膜
１２０ａシリカ粒子
１２０ｂ酸化チタン粒子
１２０ｃニオブ化合物粒子

Claims

透光性部材と、
前記透光性部材を被覆する親水膜と
を備え、
前記親水膜は、
シリカ粒子と、
酸化チタン粒子と、
ニオブ化合物粒子と
を含有する、光学部材。
前記シリカ粒子は、中空シリカ粒子またはポーラスシリカ粒子を含む、請求項１に記載の光学部材。
前記ニオブ化合物粒子は酸化ニオブ粒子を含む、請求項１または２に記載の光学部材。
前記シリカ粒子の平均粒径は、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項１から３のいずれかに記載の光学部材。
前記酸化チタン粒子の平均粒径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、請求項１から４のいずれかに記載の光学部材。
前記親水膜に対する前記シリカ粒子の質量比は、３５％以上６０％以下である、請求項１から５のいずれかに記載の光学部材。
前記親水膜に対する前記酸化チタン粒子の質量比は、１％以上１０％以下である、請求項１から６のいずれかに記載の光学部材。
前記親水膜に対する前記ニオブ化合物粒子の質量比は、３０％以上５５％以下である、請求項１から７のいずれかに記載の光学部材。
前記親水膜に対する前記ニオブ化合物粒子の質量比は、４０％以上５０％以下である、請求項８に記載の光学部材。
前記親水膜は、バインダをさらに含有する、請求項１から９のいずれかに記載の光学部材。
前記透光性部材は、
基材と、
前記基材を被覆する反射防止膜と
を含む、請求項１から１０のいずれかに記載の光学部材。
溶剤と固形成分とを含有するコーティング剤であって、
前記固形成分は、
シリカ粒子と、
酸化チタン粒子と、
ニオブ化合物粒子と
を含む、コーティング剤。
溶剤と固形成分とを含有するコーティング剤を透光性部材に塗布する工程と、
前記コーティング剤を前記透光性部材に塗布した後、前記コーティング剤の前記溶剤が蒸発するように前記コーティング剤を乾燥させて前記コーティング剤から親水膜を形成する工程と
を包含し、
前記固形成分は、シリカ粒子と、酸化チタン粒子と、ニオブ化合物粒子とを含む、親水膜形成方法。