JP2024038311A - Optical member and protection method thereof - Google Patents

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純二 川▲崎▼
Junji Kawasaki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical member having an adhesive film pasted thereon and being capable of suppressing deterioration of hydrophilicity on a surface thereof even when stored under a high-temperature, high-humidity environment.
SOLUTION: An optical member comprises, on a substrate, a lower-layer hydrophilic film, a hydrophilic polymer, and an upper-layer silica particle film in this order, where the upper-layer silica particle film contains silica particles formed of silicon dioxide, has a refractive index of 1.22 to 1.23 for light having a wavelength of 500 nm, and has a film thickness of 400 nm to 800 nm.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は親水性シリカ多孔質膜を用いた光学部材および光学部材の保護方法に関する。 The present invention relates to an optical member using a hydrophilic porous silica membrane and a method for protecting the optical member.

現在、店舗、ホテル、銀行、駅などの様々な場所において防犯等の目的により監視カメラが使用されている。監視カメラ本体には様々な環境からの保護を目的としてカメラカバーが取り付けられている。カメラカバーには透明性や耐衝撃性の観点からアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の材料が用いられている。 Currently, surveillance cameras are used for crime prevention purposes in various places such as stores, hotels, banks, and stations. A camera cover is attached to the surveillance camera body for the purpose of protection from various environments. Materials such as acrylic resin and polycarbonate resin are used for camera covers from the viewpoint of transparency and impact resistance.

監視カメラは、屋外に設置される場合も多く、雨天時は水滴が球状にカメラカバーに付着し撮影画像に悪影響を及ぼす。そのため、カメラカバー表面に親水膜を形成し、水滴が付着した際にも水滴を液膜化させることで、雨天時の撮影画像への悪影響を軽減する技術が知られている。 Surveillance cameras are often installed outdoors, and during rainy weather, water droplets adhere to the camera cover in the form of spheres, adversely affecting captured images. Therefore, a technique is known in which a hydrophilic film is formed on the surface of a camera cover to turn water droplets into a liquid film even when water droplets adhere to the camera cover, thereby reducing the adverse effect on captured images in rainy weather.

上記のカメラカバーのような表面に親水膜を形成した製品は、工場での製造後から屋外に設置されるまでの間、梱包して保管される。保管時には、カメラカバーの表面にシロキサン化合物などの疎水性汚染物が吸着することにより、親水性が低下することが知られている。また、屋外に設置されるまでの間における取扱いによって、製品の表面に傷が生じた場合には、生じた傷によって光の散乱が増加し、製品の光学性能が低下する。 Products with a hydrophilic film formed on their surfaces, such as the camera cover described above, are packaged and stored from the time they are manufactured at a factory until they are installed outdoors. It is known that during storage, hydrophobic contaminants such as siloxane compounds are adsorbed onto the surface of the camera cover, resulting in a decrease in hydrophilicity. Furthermore, if the surface of the product is scratched due to handling before being installed outdoors, the scratches will increase light scattering and reduce the optical performance of the product.

特許文献1には、保管時における表面の親水性の低下や、傷の発生から親水性部材を保護するために、親水性部材の上に保護膜として水溶性コーティング剤を塗布する方法が記載されている。また、特許文献1にはさらに、親水性部材の上の保護膜を上質紙などの保護フィルムで覆う発明が記載されている。 Patent Document 1 describes a method of applying a water-soluble coating agent as a protective film on a hydrophilic member in order to protect the hydrophilic member from deterioration of surface hydrophilicity and generation of scratches during storage. ing. Moreover, Patent Document 1 further describes an invention in which a protective film on a hydrophilic member is covered with a protective film such as high-quality paper.

特開2002-46225号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-46225

特許文献1に記載の保護膜および保護フィルムでは、高温高湿環境下で保管した場合において、親水性部材の表面における疎水性汚染物の吸着や傷の発生を十分に防止できないという課題があった。 The protective film and protective film described in Patent Document 1 have a problem in that they cannot sufficiently prevent the adsorption of hydrophobic contaminants and the occurrence of scratches on the surface of the hydrophilic member when stored in a high temperature and high humidity environment. .

本発明は、光学部材の上に保護フィルムとしての粘着フィルムを貼り付け、高温高湿環境下で保管した場合においても、光学部材の表面における親水性の低下を抑制することが可能な光学部材を提供することを目的とする。また、製造後の光学部材を高温高湿環境下で保管した場合においても、光学部材の表面における親水性の低下を抑制することが可能な光学部材の保護方法を提供することを目的とする。 The present invention provides an optical member that can suppress a decrease in hydrophilicity on the surface of the optical member even when an adhesive film is attached as a protective film on the optical member and the optical member is stored in a high-temperature, high-humidity environment. The purpose is to provide. Another object of the present invention is to provide a method for protecting an optical member that can suppress a decrease in hydrophilicity on the surface of the optical member even when the manufactured optical member is stored in a high-temperature, high-humidity environment.

上記課題は、以下の本発明によって解決される。すなわち、本発明に係る光学部材は、基材の上に下層親水膜、親水性ポリマー層、および上層シリカ粒子膜をこの順に有し、該上層シリカ粒子膜は二酸化ケイ素からなるシリカ粒子を含有し、該上層シリカ粒子膜が有する500nmの波長を有する光に対する屈折率は1.22以上1.23以下であり、該上層シリカ粒子膜の膜厚は400nm以上800nm以下であることを特徴とする。 The above problems are solved by the following invention. That is, the optical member according to the present invention has a lower hydrophilic film, a hydrophilic polymer layer, and an upper silica particle film in this order on a base material, and the upper silica particle film contains silica particles made of silicon dioxide. The upper silica particle film has a refractive index of 1.22 or more and 1.23 or less for light having a wavelength of 500 nm, and the upper silica particle film has a thickness of 400 nm or more and 800 nm or less.

また、本発明に係る光学部材の保護方法は、上記光学部材の上に、保護フィルムとしての粘着フィルムを貼ることを含むことを特徴とする。 Moreover, the method for protecting an optical member according to the present invention is characterized in that it includes pasting an adhesive film as a protective film on the optical member.

本発明の一態様によれば、光学部材の上に保護フィルムとしての粘着フィルムを貼り付け、高温高湿環境下で保管した場合においても、光学部材の表面における親水性の低下を抑制することが可能な光学部材を提供することができる。また、本発明の他の態様によれば、製造後の光学部材を高温高湿環境下で保管した場合においても、光学部材の表面における親水性の低下を抑制することが可能な光学部材の保護方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in hydrophilicity on the surface of the optical member even when an adhesive film is attached as a protective film on the optical member and stored in a high temperature and high humidity environment. A possible optical member can be provided. In addition, according to another aspect of the present invention, protection of an optical member that can suppress a decrease in hydrophilicity on the surface of the optical member even when the manufactured optical member is stored in a high temperature and high humidity environment. method can be provided.

本発明に係る光学部材の一実施形態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an optical member according to the present invention. 粘着フィルムが密着した領域における、光学部材の表面の水に対する接触角と、上層シリカ粒子膜の膜厚との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the contact angle of the surface of the optical member with water and the thickness of the upper layer silica particle film in a region in close contact with the adhesive film. 粘着フィルムが密着していない領域における、光学部材の表面の水に対する接触角と、上層シリカ粒子膜の膜厚との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the contact angle of the surface of the optical member with water and the thickness of the upper layer silica particle film in a region where the adhesive film is not in close contact with the surface of the optical member.

特許文献1には、親水性部材を、親水性を有するポリマーでコーティングすることが記載されている。これにより、製造後の親水性部材を保管する期間において、親水性ポリマーの層がバリアとなり、疎水性汚染物の親水性部材への吸着が抑制される。また、親水性ポリマーの上にさらに保護フィルムを貼り付けて親水性部材を保管することで、親水性部材の表面における傷の発生を抑制することができる。 Patent Document 1 describes coating a hydrophilic member with a polymer having hydrophilic properties. As a result, during the storage period of the hydrophilic member after manufacture, the hydrophilic polymer layer acts as a barrier, and adsorption of hydrophobic contaminants to the hydrophilic member is suppressed. Further, by further pasting a protective film on the hydrophilic polymer and storing the hydrophilic member, it is possible to suppress the occurrence of scratches on the surface of the hydrophilic member.

しかし、保護フィルムは、平坦でない部材、例えば、カメラカバー等のドーム形状やリブがある形状の部材に隙間なく貼ることができず、部材の表面と保護フィルムとの間に空間を含む部分が生じる。そのため、部材の表面と保護フィルムとの間に空間を含む部分において、親水性ポリマーで形成された保護膜が外気と触れることになる。 However, protective films cannot be applied without gaps to parts that are not flat, such as dome-shaped or ribbed parts such as camera covers, and there are spaces between the surface of the part and the protective film. . Therefore, the protective film formed of a hydrophilic polymer comes into contact with the outside air in a portion including a space between the surface of the member and the protective film.

本発明者らの検討によれば、高温高湿環境下において親水性ポリマーの流動性が高くなり、保護膜が外気と触れる部分では親水性ポリマーで形成された保護膜の膜厚ムラが発生する場合があった。そのため、膜厚が薄くなった個所では、親水性部材の表面に対する疎水性汚染物の吸着を十分に防止できない場合があった。 According to studies conducted by the present inventors, the fluidity of hydrophilic polymers increases in high temperature and high humidity environments, and uneven thickness of the protective film formed from hydrophilic polymers occurs in areas where the protective film comes into contact with the outside air. There was a case. Therefore, in areas where the film thickness is reduced, adsorption of hydrophobic contaminants to the surface of the hydrophilic member may not be sufficiently prevented in some cases.

さらに、簡便性の観点から、保護フィルムは粘着材を介して貼り付ける粘着フィルムであることが好ましいが、親水性ポリマーの層が薄い場合には、粘着フィルムから発せられる疎水性物質や粘着材による親水性部材の汚染を十分に防止することができない。また、親水性ポリマーの層が厚い場合には、高温高湿環境下では粘着フィルムが剥がれてしまう場合があった。 Furthermore, from the viewpoint of simplicity, it is preferable that the protective film be an adhesive film that is pasted through an adhesive material, but if the hydrophilic polymer layer is thin, it may be difficult to protect the film from hydrophobic substances emitted from the adhesive film or from the adhesive material. Contamination of the hydrophilic member cannot be sufficiently prevented. Furthermore, when the hydrophilic polymer layer is thick, the adhesive film may peel off in a high temperature and high humidity environment.

本発明者らは、鋭意検討の結果、本発明に係る光学部材を用いることで、光学部材の上に保護フィルムとしての粘着フィルムを貼り付け、高温高湿環境下で保管した場合においても、光学部材の表面における親水性の低下を抑制できることを見出した。 As a result of extensive studies, the present inventors have found that by using the optical member according to the present invention, an adhesive film as a protective film is pasted on the optical member, and even when stored in a high temperature and high humidity environment, the optical member It has been found that the decrease in hydrophilicity on the surface of the member can be suppressed.

以下、本発明について詳細に説明する。
[光学部材]
図1は、本発明に係る光学部材の一実施形態を示す模式図である。本発明に係る光学部材10は、基材14の上に、下層親水膜1、親水性ポリマー層15、および上層シリカ粒子膜2をこの順に有している。
The present invention will be explained in detail below.
[Optical member]
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of an optical member according to the present invention. The optical member 10 according to the present invention has a lower hydrophilic film 1, a hydrophilic polymer layer 15, and an upper silica particle film 2 on a base material 14 in this order.

図1に示すように、本発明においては、光学部材は親水性ポリマー層15の上に、さらに上層シリカ粒子膜2を有する。そのため、高温高湿環境下において親水性ポリマーの流動性が上昇し、それに伴って膜厚ムラが発生することを抑制することができる。 As shown in FIG. 1, in the present invention, the optical member further has an upper layer silica particle film 2 on a hydrophilic polymer layer 15. As shown in FIG. Therefore, the fluidity of the hydrophilic polymer increases in a high-temperature, high-humidity environment, and it is possible to suppress the occurrence of film thickness unevenness due to this increase.

光学部材10に保護フィルムとしての粘着フィルムを貼り付けて保管する際には、上層シリカ粒子膜2に粘着フィルムが密着する部分は、粘着フィルムから発せられる疎水性汚染物や粘着材によって汚染される。しかし、粘着フィルムをはがして光学部材10を使用する際には、疎水性汚染物や粘着材によって汚染された上層シリカ粒子膜2の一部分は、粘着フィルムと共に除去される。これにより光学部材10の表面を親水性が高い状態で維持することができる。 When an adhesive film as a protective film is attached to the optical member 10 and stored, the portion where the adhesive film is in close contact with the upper silica particle film 2 is contaminated by hydrophobic contaminants and adhesive material emitted from the adhesive film. . However, when the adhesive film is peeled off and the optical member 10 is used, a portion of the upper silica particle film 2 contaminated by hydrophobic contaminants and adhesive material is removed together with the adhesive film. Thereby, the surface of the optical member 10 can be maintained in a highly hydrophilic state.

上層シリカ粒子膜2の膜厚は400nm以上800nm以下である。膜厚が400nm以上であることで、粘着フィルムを貼り付けて光学部材10を保管した場合においても、粘着フィルムから発せられる疎水性汚染物や粘着材が下層親水膜1を汚染することを防止できる。また膜厚が800nm以下であることで、上層シリカ粒子膜2を設けることによる光学部材10のヘイズの上昇を抑制できる。 The thickness of the upper layer silica particle film 2 is 400 nm or more and 800 nm or less. By having a film thickness of 400 nm or more, even when the optical member 10 is stored with the adhesive film attached, it is possible to prevent hydrophobic contaminants and adhesive material emitted from the adhesive film from contaminating the lower hydrophilic film 1. . Further, by having a film thickness of 800 nm or less, an increase in haze of the optical member 10 due to the provision of the upper layer silica particle film 2 can be suppressed.

また、上層シリカ粒子膜2の500nmの波長を有する光に対する屈折率は1.22以上1.23以下である。屈折率は、上層シリカ粒子膜2が含有する空隙(ボイド)13の割合と相関する。空隙13に含まれる空気(屈折率1.0)はシリカ粒子12の屈折率よりも低いため、空隙の割合が小さく、上層シリカ粒子膜2が有するシリカ粒子12同士およびバインダー11が密に結合しているほど、上層シリカ粒子膜2の屈折率は高くなる。上層シリカ粒子膜2の500nmの波長を有する光に対する屈折率が1.22以上であれば、上層シリカ粒子膜2の密度が十分に高く、高温高湿環境下において親水性ポリマーの流動性が上昇することによる膜厚ムラの発生を抑制することができる。また、上層シリカ粒子膜2の500nmの波長を有する光に対する屈折率が1.23以下であれば、上層シリカ粒子膜2の密度が高くなり過ぎない。そのため、粘着フィルムをはがす際に、疎水性汚染物や粘着材によって汚染された上層シリカ粒子膜2の一部分を、粘着フィルムと共に除去することができる。 Further, the refractive index of the upper layer silica particle film 2 for light having a wavelength of 500 nm is 1.22 or more and 1.23 or less. The refractive index correlates with the proportion of voids 13 contained in the upper silica particle film 2. Since the air contained in the voids 13 (refractive index of 1.0) is lower than the refractive index of the silica particles 12, the percentage of voids is small, and the silica particles 12 of the upper silica particle film 2 and the binder 11 are tightly bonded to each other. The higher the refractive index of the upper silica particle film 2 becomes. If the refractive index of the upper layer silica particle film 2 for light having a wavelength of 500 nm is 1.22 or more, the density of the upper layer silica particle film 2 is sufficiently high, and the fluidity of the hydrophilic polymer increases in a high temperature and high humidity environment. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of film thickness unevenness. Moreover, if the refractive index of the upper layer silica particle film 2 for light having a wavelength of 500 nm is 1.23 or less, the density of the upper layer silica particle film 2 will not become too high. Therefore, when the adhesive film is peeled off, a portion of the upper silica particle film 2 contaminated by hydrophobic contaminants and adhesive can be removed together with the adhesive film.

上でも述べたように、粘着フィルムは、平坦でない光学部材、例えば、カメラカバー等のドーム形状やリブがある形状の光学部材に、全面に隙間なく貼ることができない。そのため、光学部材に粘着フィルムを貼り付けて高温高湿環境下で保管するに際し、光学部材の表面における粘着フィルムが密着した領域と密着していない領域のいずれにおいても、親水性の低下を抑制する必要がある。 As mentioned above, an adhesive film cannot be applied to an optical member that is not flat, for example, an optical member that has a dome shape or a shape with ribs, such as a camera cover, without any gaps over the entire surface. Therefore, when an adhesive film is attached to an optical component and stored in a high-temperature, high-humidity environment, the decrease in hydrophilicity is suppressed both in areas where the adhesive film is in close contact with the surface of the optical component and in areas where it is not. There is a need.

そこで本発明者らは、光学部材の表面に粘着フィルムを貼り付けて高温高湿環境下で保管した後、光学部材の表面におけるフィルムが密着した領域と、フィルムが浮いていて密着していない領域のそれぞれについて親水性を評価する試験を実施した。 Therefore, the present inventors applied an adhesive film to the surface of an optical member and stored it in a high-temperature, high-humidity environment, and then identified areas on the surface of the optical member where the film was in close contact and areas where the film was floating and not in close contact. A test was conducted to evaluate the hydrophilicity of each of these.

試験においては、粘着フィルムを表面に貼り付けた光学部材を60℃90%の高温高湿環境下で286時間保管した。続いて粘着フィルムを剥離した後、光学部材の表面の水に対する接触角を測定することにより親水性を評価した。具体的には、光学部材の表面の水に対する接触角は30度以下であることが好ましい。 In the test, the optical member with the adhesive film attached to the surface was stored for 286 hours in a high temperature and high humidity environment of 60° C. and 90%. Subsequently, after peeling off the adhesive film, hydrophilicity was evaluated by measuring the contact angle of the surface of the optical member with respect to water. Specifically, the contact angle of the surface of the optical member with water is preferably 30 degrees or less.

図2は、粘着フィルムが密着した領域における、光学部材の表面の水に対する接触角と、上層シリカ粒子膜の膜厚との関係を示す図である。図2には、基材の上に、下層親水膜、親水性ポリマー層、および上層シリカ粒子膜をこの順に有し、上層シリカ粒子膜が有する屈折率がそれぞれ1.22、1.23および1.24である光学部材について試験した結果を示す。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the contact angle of the surface of the optical member with water and the thickness of the upper layer silica particle film in the area where the adhesive film is in close contact. FIG. 2 shows a substrate having a lower hydrophilic film, a hydrophilic polymer layer, and an upper silica particle film in this order, and the upper silica particle film has a refractive index of 1.22, 1.23, and 1, respectively. .24 is shown.

屈折率が1.22である光学部材および屈折率が1.23である光学部材においては、膜厚の増大に伴って接触角が減少した。特に、屈折率が1.22である光学部材では、膜厚が300nm以上で接触角は30度以下を示した。また、屈折率が1.23である光学部材では、膜厚が150nm以上であるとき、接触角は30度以下を示した。一方で、屈折率が1.24である光学部材では、膜厚に拠らず接触角は60度程度であった。 In the optical member with a refractive index of 1.22 and the optical member with a refractive index of 1.23, the contact angle decreased as the film thickness increased. In particular, for an optical member with a refractive index of 1.22, the contact angle was 30 degrees or less when the film thickness was 300 nm or more. Further, in an optical member having a refractive index of 1.23, the contact angle was 30 degrees or less when the film thickness was 150 nm or more. On the other hand, in the case of an optical member having a refractive index of 1.24, the contact angle was approximately 60 degrees regardless of the film thickness.

粘着フィルムが密着した領域では、高温高湿環境下での保管時に粘着フィルムの粘着剤が流動し、上層シリカ粒子膜の凹凸や空隙を埋める。結果として粘着フィルムと上層シリカ粒子膜の密着力は増加する。そして、先に述べたように粘着フィルム剥離時には、粘着剤や粘着フィルムからの疎水性汚染物が浸透した領域のシリカ粒子も一緒に剥離する。結果として粘着剤および疎水性汚染物が浸透していないシリカ粒子が表面に現れるため、光学部材表面の親水性を維持できると考えられる。 In areas where the adhesive film is in close contact, the adhesive of the adhesive film flows during storage in a high temperature and high humidity environment, filling the irregularities and voids in the upper silica particle film. As a result, the adhesion between the adhesive film and the upper silica particle film increases. As described above, when the adhesive film is peeled off, the silica particles in the area where the hydrophobic contaminants from the adhesive and the adhesive film have permeated are also peeled off. As a result, silica particles that have not penetrated the adhesive and hydrophobic contaminants appear on the surface, and it is thought that the hydrophilicity of the surface of the optical member can be maintained.

しかし、屈折率が1.24である上層シリカ粒子膜を有する光学部材では、屈折率がそれぞれ1.22および1.23である上層シリカ粒子膜を有する光学部材に比べて粒子間結合力が大きい。そのため、粘着フィルム剥離時に粘着剤が吸着した粒子膜が粘着フィルムと共に剥がれずそのまま残り、結果として光学部材表面の水に対する接触角が大きくなったと考えられる。 However, in an optical member having an upper layer silica particle film with a refractive index of 1.24, the interparticle bonding force is greater than in an optical member having an upper layer silica particle film with a refractive index of 1.22 and 1.23, respectively. . Therefore, when the adhesive film was peeled off, the particle film to which the adhesive was adsorbed was not peeled off together with the adhesive film and remained as it was, and as a result, the contact angle with water on the surface of the optical member became large.

また、屈折率がそれぞれ1.22および1.23である上層シリカ粒子膜を有する光学部材においても、上層シリカ粒子膜の膜厚が小さい場合には、接触角の値が大きくなる。これは、膜厚が小さい場合には、粘着フィルムからの粘着剤および疎水性汚染物が上層シリカ粒子膜を透過し、親水性ポリマー層および下層親水膜にまで到達することに起因すると考えられる。すなわち、粘着フィルムと共に薄い上層シリカ粒子膜が除去されたとき、親水性ポリマー層もしくは、流動性の高い親水性ポリマー層の膜厚ムラにより部分的に下層親水膜が、光学部材の表面に現れると考えられる。このとき、上層シリカ粒子膜の膜厚が小さい場合には、親水性ポリマー層および下層親水膜が、粘着剤や疎水性汚染物により汚染されているため、結果として粘着フィルム剥離後の光学部材表面における接触角の値が大きくなったと考えられる。 Furthermore, even in optical members having upper layer silica particle films with refractive indexes of 1.22 and 1.23, respectively, when the thickness of the upper layer silica particle film is small, the value of the contact angle becomes large. This is considered to be due to the fact that when the film thickness is small, the adhesive and hydrophobic contaminants from the adhesive film permeate the upper silica particle film and reach the hydrophilic polymer layer and the lower hydrophilic film. That is, when the thin upper silica particle film is removed together with the adhesive film, the lower hydrophilic film partially appears on the surface of the optical member due to uneven thickness of the hydrophilic polymer layer or highly fluid hydrophilic polymer layer. Conceivable. At this time, if the thickness of the upper layer silica particle film is small, the hydrophilic polymer layer and the lower layer hydrophilic film are contaminated with adhesive and hydrophobic contaminants, resulting in the surface of the optical component after the adhesive film is peeled off. It is thought that the value of the contact angle at was increased.

図3は、粘着フィルムが密着していない領域における、光学部材の表面の水に対する接触角と、上層シリカ粒子膜の膜厚との関係を示す図である。図3には、基材の上に、下層親水膜、親水性ポリマー層、および上層シリカ粒子膜をこの順に有し、上層シリカ粒子膜が有する屈折率がそれぞれ1.22および1.23である光学部材について試験した結果を示す。また、図3にはさらに、親水性ポリマー層を有しなく、基材の上に、下層親水膜および上層シリカ粒子膜をこの順に有し、上層シリカ粒子膜が有する屈折率が1.22である光学部材について試験した結果も合わせて示す。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the contact angle of the surface of the optical member with water and the thickness of the upper layer silica particle film in a region where the adhesive film is not in close contact with the surface of the optical member. In FIG. 3, a lower hydrophilic film, a hydrophilic polymer layer, and an upper silica particle film are provided in this order on a base material, and the upper silica particle film has refractive indexes of 1.22 and 1.23, respectively. The results of tests on optical members are shown. Further, FIG. 3 further shows that the substrate does not have a hydrophilic polymer layer, but has a lower hydrophilic film and an upper silica particle film in this order on the base material, and the upper silica particle film has a refractive index of 1.22. The results of testing a certain optical member are also shown.

いずれの光学部材においても、上層シリカ粒子膜の膜厚に対する接触角の値の変化は小さかった。図1に示す構成を有する光学部材では、いずれも接触角は30度未満であったのに対し、親水性ポリマー層を有しない光学部材では、接触角が40度より大きい値であった。 In all optical members, the change in contact angle value with respect to the film thickness of the upper layer silica particle film was small. In all of the optical members having the configuration shown in FIG. 1, the contact angle was less than 30 degrees, whereas in the optical member without a hydrophilic polymer layer, the contact angle was greater than 40 degrees.

粘着フィルムが浮いている非密着領域では、高温高湿環境下での保管時に、粘着フィルムから発生するシロキサン化合物などの疎水性汚染物が光学部材表面に吸着し、親水性を低下させる原因となる。シロキサン化合物などの疎水性汚染物は、特にシリカに吸着しやすい性質を有する。 In non-adhesive areas where the adhesive film is floating, hydrophobic contaminants such as siloxane compounds generated from the adhesive film will be adsorbed to the surface of the optical component during storage in high temperature and high humidity environments, causing a decrease in hydrophilicity. . Hydrophobic contaminants such as siloxane compounds have a tendency to be particularly easily adsorbed onto silica.

図1に示す構成を有する光学部材と、図1に示す構成のうち親水性ポリマー層15を有しない光学部材とはいずれも、表面に上層シリカ粒子膜2を有する。そのため、いずれの光学部材に対しても、疎水性汚染物質が吸着する程度は同じであるように思われる。しかし、試験結果によれば親水性ポリマー層15を有する光学部材では、親水性ポリマー層15を有しない光学部材に比べて接触角の値が小さかった。この理由は以下のように考えられる。 Both the optical member having the configuration shown in FIG. 1 and the optical member having the configuration shown in FIG. 1 that does not have the hydrophilic polymer layer 15 have the upper layer silica particle film 2 on the surface. Therefore, it seems that the degree to which hydrophobic contaminants are adsorbed to any optical member is the same. However, according to the test results, the contact angle value of the optical member having the hydrophilic polymer layer 15 was smaller than that of the optical member not having the hydrophilic polymer layer 15. The reason for this is thought to be as follows.

図1に示す構成を有する光学部材の作製において、親水性ポリマー層15の上に上層シリカ粒子膜2を形成する際、親水性ポリマーの一部が、上層シリカ粒子膜内に拡散する。疎水性汚染物質は、シリカ粒子には吸着しやすいが、親水性ポリマーには吸着しにくい。そのため、上層シリカ粒子膜内に拡散した親水性ポリマーの一部が、光学部材表面に対する疎水性汚染物質の吸着を抑制したと考えられる。 In manufacturing the optical member having the configuration shown in FIG. 1, when forming the upper layer silica particle film 2 on the hydrophilic polymer layer 15, a portion of the hydrophilic polymer diffuses into the upper layer silica particle film. Hydrophobic contaminants are easily adsorbed on silica particles, but are less adsorbed on hydrophilic polymers. Therefore, it is considered that a portion of the hydrophilic polymer diffused into the upper layer silica particle film suppressed the adsorption of hydrophobic contaminants to the surface of the optical member.

以下、光学部材10の各構成要素について詳細に説明する。
(基材)
基材14の材料は、アクリル樹脂およびポリカーボネート樹脂などを含むことが好ましい。また基材14の形状は限定されることはなく、平面、曲面、ドーム形状であっても良い。
Each component of the optical member 10 will be described in detail below.
(Base material)
The material of the base material 14 preferably includes acrylic resin, polycarbonate resin, and the like. Further, the shape of the base material 14 is not limited, and may be a flat surface, a curved surface, or a dome shape.

(親水膜)
親水膜は、基材14の上に下層親水膜1、親水性ポリマー層15、および上層シリカ粒子膜2がこの順に積層されて形成されている。
(hydrophilic membrane)
The hydrophilic film is formed by laminating a lower hydrophilic film 1, a hydrophilic polymer layer 15, and an upper silica particle film 2 in this order on a base material 14.

上層シリカ粒子膜2は二酸化ケイ素(シリカ)からなるシリカ粒子12を含有する。また、下層親水膜1は、二酸化ケイ素(シリカ)からなるシリカ粒子12を含有することが好ましい。シリカ粒子12とシリカ粒子12の接点は、シリカ粒子12同士が直接結合した部分でもよく、またはバインダー11を介して結合した部分でもよい。 The upper layer silica particle film 2 contains silica particles 12 made of silicon dioxide (silica). Moreover, it is preferable that the lower hydrophilic film 1 contains silica particles 12 made of silicon dioxide (silica). The contact point between the silica particles 12 may be a portion where the silica particles 12 are directly bonded to each other, or may be a portion where the silica particles 12 are bonded to each other via the binder 11.

また、上層シリカ粒子膜2および、下層親水膜1がシリカ粒子12を含有する場合、下層親水膜1は、シリカ粒子12とシリカ粒子12の間に空隙(ボイド)13を有している。空隙13に含まれる空気(屈折率1.0)によって膜の屈折率は、空隙以外の膜の構成材料より低くなる。空隙13は単独の孔であったり、連通孔であったりしてもよい。下層親水膜1および上層シリカ粒子膜2中の空隙13の割合は、シリカ粒子12とバインダー11との比により決定される。 Further, when the upper silica particle film 2 and the lower hydrophilic film 1 contain silica particles 12, the lower hydrophilic film 1 has voids 13 between the silica particles 12. Due to the air (refractive index 1.0) contained in the voids 13, the refractive index of the film is lower than that of the constituent material of the film other than the voids. The void 13 may be a single hole or a communicating hole. The proportion of voids 13 in the lower hydrophilic film 1 and the upper silica particle film 2 is determined by the ratio of the silica particles 12 to the binder 11.

下層親水膜1の厚さは、350nm以上900nm以下であることが好ましい。また、下層親水膜1における、500nmの波長を有する光の屈折率は1.23以上1.26以下であることが好ましい。下層親水膜1の厚さおよび屈折率が上記範囲内であれば、光学部材10を野外等で使用し、水濡れにより親水性ポリマー層15が流されて除去された場合でも、光学部材を保護する親水膜として良好に機能する。 The thickness of the lower hydrophilic film 1 is preferably 350 nm or more and 900 nm or less. Further, the refractive index of the lower hydrophilic film 1 for light having a wavelength of 500 nm is preferably 1.23 or more and 1.26 or less. If the thickness and refractive index of the lower hydrophilic film 1 are within the above ranges, the optical member 10 will be protected even if the hydrophilic polymer layer 15 is washed away and removed due to water wetting when the optical member 10 is used outdoors. It functions well as a hydrophilic membrane.

親水性ポリマー層15は、親水基を有するアクリルモノマーの重合体の片末端にシラノール基を有するアクリルポリマー(以下「水溶性ポリマー」とも称する。)を含有することが好ましい。 The hydrophilic polymer layer 15 preferably contains an acrylic polymer (hereinafter also referred to as "water-soluble polymer") having a silanol group at one end of a polymer of an acrylic monomer having a hydrophilic group.

親水性ポリマー層15の形成において、下層親水膜1の上に水溶性ポリマーを含む水溶液をコートし、焼成することで、末端のシラノール基がシリカ粒子のシラノールと縮合し、ポリマーが固定化されて親水性ポリマーブラシとなる。また、上層シリカ粒子膜を形成する際に、水溶性ポリマーの一部が上層シリカ粒子膜内に拡散し、上層シリカ粒子膜内においても親水ポリマーブラシを形成する。これにより上層シリカ粒子膜に対する疎水性汚染物の吸着が抑制される。 In forming the hydrophilic polymer layer 15, an aqueous solution containing a water-soluble polymer is coated on the lower hydrophilic film 1 and baked, so that the terminal silanol groups are condensed with the silanol of the silica particles, and the polymer is immobilized. It becomes a hydrophilic polymer brush. Furthermore, when forming the upper layer silica particle film, a portion of the water-soluble polymer diffuses into the upper layer silica particle film, forming a hydrophilic polymer brush also within the upper layer silica particle film. This suppresses adsorption of hydrophobic contaminants to the upper silica particle film.

水溶性ポリマーは、両イオン性の親水基を有することが好ましい。両イオン性の親水基としてはスルホベタイン基、カルボキシベタイン基およびホスホベタイン基などが挙げられる。 The water-soluble polymer preferably has an amphoteric hydrophilic group. Examples of the amphoteric hydrophilic group include a sulfobetaine group, a carboxybetaine group, and a phosphobetaine group.

親水性ポリマー層15の厚さは5nm以上100nm以下であることが好ましい。
厚さが5nm以上であれば、疎水性汚染物の付着を抑制する効果を高く得ることができ、厚さが100nm以下であれば、高温高湿環境下における親水性ポリマーの流動性の増大に伴う上層シリカ粒子膜の剥離等の不具合を抑制することができる。
The thickness of the hydrophilic polymer layer 15 is preferably 5 nm or more and 100 nm or less.
If the thickness is 5 nm or more, it can be highly effective in suppressing the adhesion of hydrophobic contaminants, and if the thickness is 100 nm or less, it can increase the fluidity of hydrophilic polymers in high temperature and high humidity environments. Concomitant problems such as peeling of the upper silica particle film can be suppressed.

親水性ポリマー層の厚さは、親水性ポリマーのみからなる部分の厚さと、親水性ポリマーが浸透し、親水性ポリマー層と、下層親水膜および上層シリカ粒子膜とが重複した部分の厚さとを合わせたものである。なお、図3に示される結果から、親水性ポリマーの一部は、表面に達するまで上層シリカ粒子膜内を拡散していると考えられる。しかし、表層に達するまで拡散している親水性ポリマーの量はごく微量であると考えられる。すなわち、上層シリカ粒子膜は、親水性ポリマーが濃密に浸透し、親水性ポリマー層の厚さとして含まれる部分と、そこからさらにごく微量に拡散した親水性ポリマーを含むが、親水性ポリマー層の厚さには含まれない部分との2つの部分を含むと考えられる。 The thickness of the hydrophilic polymer layer is defined as the thickness of the part consisting only of the hydrophilic polymer and the thickness of the part where the hydrophilic polymer penetrates and the hydrophilic polymer layer overlaps with the lower hydrophilic film and the upper silica particle film. It is a combination. In addition, from the results shown in FIG. 3, it is considered that a part of the hydrophilic polymer diffuses within the upper silica particle film until reaching the surface. However, it is thought that the amount of hydrophilic polymer that has diffused to reach the surface layer is extremely small. In other words, the upper layer silica particle film contains a part where the hydrophilic polymer is densely permeated and is included as the thickness of the hydrophilic polymer layer, and a part where the hydrophilic polymer is further diffused in a very small amount from there, but the part of the hydrophilic polymer layer is It is considered that the thickness includes two parts: a part that is not included in the thickness.

上層シリカ粒子膜2の厚さは、先にも述べたように400nm以上800nm以下である。また、上層シリカ粒子膜2が有する、500nmの波長を有する光に対する屈折率は1.22以上1.23以下である。この上層シリカ粒子膜の屈折率とは、実製品とは別に用意した上層シリカ粒子膜の屈折率確認用のシリコン基板に上層シリカ粒子膜を実製品と同じコート条件で膜形成した後で、分光エリプソメータで計測した値である。 As mentioned above, the thickness of the upper layer silica particle film 2 is 400 nm or more and 800 nm or less. Further, the refractive index of the upper silica particle film 2 for light having a wavelength of 500 nm is 1.22 or more and 1.23 or less. The refractive index of the upper layer silica particle film is determined by spectroscopy after forming the upper layer silica particle film on a silicon substrate for checking the refractive index of the upper layer silica particle film prepared separately from the actual product under the same coating conditions as the actual product. This is a value measured with an ellipsometer.

上層シリカ粒子膜、親水性ポリマー層および下層親水膜の厚さは、次のようにして測定することができる。 The thicknesses of the upper silica particle film, the hydrophilic polymer layer, and the lower hydrophilic film can be measured as follows.

まず、親水膜の断面を走査型透過電子顕微鏡(S-TEM)により観察し、明視野像(BF像)におけるコントラストの違いから、上層シリカ粒子膜、親水性ポリマー層および下層親水膜の領域を認定する。上層シリカ粒子膜および下層親水膜については、それぞれ認定された領域の厚さを計測することで求めることができる。 First, a cross section of the hydrophilic film was observed using a scanning transmission electron microscope (S-TEM), and the areas of the upper silica particle film, hydrophilic polymer layer, and lower hydrophilic film were determined from the contrast differences in bright field images (BF images). Certify. The upper silica particle film and the lower hydrophilic film can be determined by measuring the thickness of each certified area.

親水性ポリマー層の厚さについては、まず上記のコントラストの違いから、親水性ポリマーのみを含む部分の領域(暗い領域)の厚さを計測する。また、下層親水膜および上層シリカ粒子膜それぞれの断面についてエネルギー分散型X線分光法(TEM-EDS)によりC元素のマッピングを行い、C元素を含む領域の厚さを計測する。これにより親水性ポリマー層と、下層親水膜および上層シリカ粒子膜とが重複した部分の厚さを求める。続いて、上記により求められた親水性ポリマーのみを含む部分の厚さと、親水性ポリマー層と、下層親水膜および上層シリカ粒子膜とが重複した部分の厚さとを合算し、親水性ポリマー層の厚さとする。 Regarding the thickness of the hydrophilic polymer layer, first, based on the above-mentioned difference in contrast, the thickness of the region (dark region) containing only the hydrophilic polymer is measured. In addition, the C element is mapped on each cross section of the lower hydrophilic film and the upper silica particle film by energy dispersive X-ray spectroscopy (TEM-EDS), and the thickness of the region containing the C element is measured. Thereby, the thickness of the portion where the hydrophilic polymer layer overlaps with the lower hydrophilic film and the upper silica particle film is determined. Next, the thickness of the portion containing only the hydrophilic polymer determined above and the thickness of the portion where the hydrophilic polymer layer overlaps with the lower hydrophilic film and the upper silica particle film are added up to determine the thickness of the hydrophilic polymer layer. Thickness.

(シリカ粒子)
上層シリカ粒子膜2が含有するシリカ粒子12の平均粒径は10nm以上20nm以下であることが好ましい。シリカ粒子12の平均粒径が10nm以上20nm以下であることで、上層シリカ粒子膜2の密度を好適に調整することができる。
(Silica particles)
The average particle diameter of the silica particles 12 contained in the upper layer silica particle film 2 is preferably 10 nm or more and 20 nm or less. The density of the upper layer silica particle film 2 can be suitably adjusted because the average particle diameter of the silica particles 12 is 10 nm or more and 20 nm or less.

また、下層親水膜1がシリカ粒子12を含有するとき、シリカ粒子12の平均粒径は、10nm以上60nm以下であることが好ましい。シリカ粒子12の平均粒径が10nm以上であれば、粒子が緻密に配列されることがなく、所望の空隙率を実現でき、屋外暴露時に疎水性汚染物を膜内に拡散(吸収)させることで親水性を長期に亘り維持することできる。また、シリカ粒子12の平均粒径が60nm以下であれば、粒子間の空隙が大きくなり過ぎず、また粒子自体に起因する光の散乱を抑制することができる。 Moreover, when the lower hydrophilic film 1 contains the silica particles 12, the average particle diameter of the silica particles 12 is preferably 10 nm or more and 60 nm or less. If the average particle size of the silica particles 12 is 10 nm or more, the particles will not be densely arranged, a desired porosity can be achieved, and hydrophobic contaminants can be diffused (absorbed) into the film during outdoor exposure. Hydrophilicity can be maintained for a long period of time. Furthermore, if the average particle size of the silica particles 12 is 60 nm or less, the voids between the particles will not become too large, and light scattering caused by the particles themselves can be suppressed.

シリカ粒子12の形状は球状または鎖状(平均で2から8個の球状粒子が不規則に連なったもの)であってよい。シリカ粒子12が鎖状である場合は、鎖状を形成する球状粒子が、上記の好ましい範囲内の平均粒径を有すればよい。シリカ粒子12としては、例えば、IPA-ST-30(登録商標)、IPA-ST-O(登録商標)、スノーテックス(登録商標)-UP、IPA-ST-UP(登録商標)、MEK-ST-UP(登録商標)(いずれも日産化学株式会社製)などが挙げられる。 The shape of the silica particles 12 may be spherical or chain-like (an average of 2 to 8 spherical particles connected irregularly). When the silica particles 12 are chain-shaped, the spherical particles forming the chain may have an average particle diameter within the above-mentioned preferred range. Examples of the silica particles 12 include IPA-ST-30 (registered trademark), IPA-ST-O (registered trademark), Snowtex (registered trademark)-UP, IPA-ST-UP (registered trademark), and MEK-ST. -UP (registered trademark) (all manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), etc.

シリカ粒子の平均粒径、および鎖状のシリカ粒子がいくつの球状粒子が連なって構成されているかは、次のようにして求めることができる。すなわち、まず、透過型電子顕微鏡像の視野において、50個以上のシリカ粒子12について、粒子径および球状粒子の連なった数を計測する。続いて、計測された値の平均値を求める。 The average particle diameter of the silica particles and how many spherical particles are made up of chain-like silica particles can be determined as follows. That is, first, the particle diameter and the number of consecutive spherical particles are measured for 50 or more silica particles 12 in the field of view of a transmission electron microscope image. Next, the average value of the measured values is determined.

(バインダー)
下層親水膜1はバインダー11を含む。また、上層シリカ粒子膜2はバインダー11を含んでいても良い。上層シリカ粒子膜2がバインダー11を含むとき、シリカ粒子12とシリカ粒子12の接点が、バインダー11で結合されている接点を含むことが好ましい。シリカ粒子12に対するバインダー11の割合を上げると、膜中の空隙率が減り、膜密度が上昇する。
(binder)
The lower hydrophilic film 1 includes a binder 11. Further, the upper layer silica particle film 2 may contain a binder 11. When the upper layer silica particle film 2 contains the binder 11 , it is preferable that the contact points between the silica particles 12 include contacts bonded by the binder 11 . Increasing the ratio of binder 11 to silica particles 12 reduces the porosity in the film and increases the film density.

バインダー11には、シリカ粒子12との間でシロキサン結合を形成して、シリカ粒子12同士を結合する材料を用いることが好ましい。シリカ粒子12との間でシロキサン結合を形成する材料として、アルコキシシランの加水分解縮合物を含む溶液を用いることができる。アルコキシシランの加水分解縮合物を含む溶液は、アルコキシシランを加水分解した後に縮合することにより調製できる。 It is preferable to use a material for the binder 11 that forms a siloxane bond with the silica particles 12 to bond the silica particles 12 together. As a material that forms siloxane bonds with the silica particles 12, a solution containing a hydrolyzed condensate of alkoxysilane can be used. A solution containing a hydrolyzed condensate of alkoxysilane can be prepared by hydrolyzing alkoxysilane and then condensing it.

アルコキシシランの加水分解縮合物の前駆体であるアルコキシシランは水に相溶しないため、反応初期はアルコキシシランと水の二層が分離した状態である。反応が進むと、アルコキシ基の加水分解によりアルコキシシランがシラノール化し、水層に溶解するため、均一に混合する。 Since alkoxysilane, which is a precursor of a hydrolyzed condensate of alkoxysilane, is not compatible with water, two layers of alkoxysilane and water are separated at the initial stage of the reaction. As the reaction progresses, the alkoxysilane becomes silanol due to hydrolysis of the alkoxy group and is dissolved in the aqueous layer, so that it is mixed uniformly.

アルコキシシランの加水分解縮合物を含む溶液の調製のためには、アルコキシシランに対して水を5から20当量用いることが好ましい。加水分解を進めるために触媒として酸または塩基を加えてもよい。触媒としては硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、アンモニア、ホスフィン酸、ホスフォン酸からなる群より選択される1種または2種以上の酸または塩基を含む触媒を1質量%以下の濃度で用いることが好ましい。 In order to prepare a solution containing a hydrolyzed condensate of alkoxysilane, it is preferable to use 5 to 20 equivalents of water relative to the alkoxysilane. An acid or base may be added as a catalyst to promote hydrolysis. As the catalyst, a catalyst containing one or more acids or bases selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, ammonia, phosphinic acid, and phosphonic acid may be used at a concentration of 1% by mass or less. preferable.

アルコキシシランの加水分解と縮合反応の進行度は、アルコキシシランの加水分解縮合物の平均粒径で評価することができる。アルコキシシランと水を含む反応溶液を、動的光散乱法で測定した際の、アルコキシシランの加水分解縮合物の平均粒径は8nm以上30nm以下であることが好ましい。また、平均粒径は、8nm以上15nm以下であることがより好ましい。 The degree of progress of the hydrolysis and condensation reaction of alkoxysilane can be evaluated based on the average particle size of the hydrolyzed condensate of alkoxysilane. The average particle diameter of the hydrolyzed condensate of alkoxysilane is preferably 8 nm or more and 30 nm or less when a reaction solution containing alkoxysilane and water is measured by a dynamic light scattering method. Further, the average particle diameter is more preferably 8 nm or more and 15 nm or less.

[光学部材の製造方法]
次に、本発明に係る光学部材の製造方法についてその一例を説明する。
始めに、基材14の上に下層親水膜1を形成する。下層親水膜1の形成においては、まず、基材14の上に、バインダー11を形成するために必要な成分を含む溶液とシリカ粒子と溶媒とを含有する分散液を塗布する。その後、分散液を塗布した前記基材を乾燥させる。これにより、シリカ粒子12間をバインダー11で結合させた下層親水膜1を形成する。
[Method for manufacturing optical members]
Next, an example of a method for manufacturing an optical member according to the present invention will be described.
First, the lower hydrophilic film 1 is formed on the base material 14. In forming the lower hydrophilic film 1, first, a dispersion containing a solution containing components necessary for forming the binder 11, silica particles, and a solvent is applied onto the base material 14. Thereafter, the base material coated with the dispersion liquid is dried. As a result, the lower hydrophilic film 1 in which the silica particles 12 are bound together by the binder 11 is formed.

次に、下層親水膜1の上に、親水性ポリマー層を形成するための塗工液を塗布し乾燥させる。 Next, a coating liquid for forming a hydrophilic polymer layer is applied onto the lower hydrophilic film 1 and dried.

続いて、乾燥させた親水性ポリマー層を形成するための塗工液の層の上に、シリカ粒子と溶媒と、必要に応じてバインダー11を形成するために必要な成分を含む溶液とを含有する分散液を塗布する。その後、分散液を塗布した前記基材を乾燥させる。これにより、上層シリカ粒子膜を形成し、本発明に係る光学部材を得る。 Subsequently, on the layer of the coating liquid for forming the dried hydrophilic polymer layer, a solution containing silica particles, a solvent, and, if necessary, components necessary for forming the binder 11 is added. Apply the dispersion liquid. Thereafter, the base material coated with the dispersion liquid is dried. Thereby, an upper layer silica particle film is formed and an optical member according to the present invention is obtained.

シリカ粒子を含む分散液および、親水性ポリマー層を形成するための塗工液は、ディップコート法、スピンコート法、スプレーコート法、スリットコート法、印刷法など、公知の手法を用いて塗布することができる。乾燥は乾燥機、ホットプレート、電気炉などを用いることができる。シリカ粒子を含む分散液の乾燥条件は、基材に影響を与えず且つ下層親水膜1および上層シリカ粒子膜2に含まれるシリカ粒子に配位していない溶媒を気化できる程度の温度と時間とする。一般的には150℃以下の温度を用いることが好ましい。また、親水性ポリマー層を形成するための塗工液の乾燥は、例えば熱風循環オーブン中で90℃15分間加熱することで行うことができる。 The dispersion containing silica particles and the coating liquid for forming the hydrophilic polymer layer are applied using known methods such as dip coating, spin coating, spray coating, slit coating, and printing. be able to. For drying, a dryer, hot plate, electric furnace, etc. can be used. The drying conditions for the dispersion containing silica particles are such that the temperature and time are such that the solvent not coordinated with the silica particles contained in the lower hydrophilic film 1 and the upper silica particle film 2 can be vaporized without affecting the base material. do. Generally, it is preferable to use a temperature of 150° C. or lower. Further, the coating solution for forming the hydrophilic polymer layer can be dried by heating at 90° C. for 15 minutes in a hot air circulating oven, for example.

[光学部材の保護方法]
本発明の他の態様に係る光学部材の保護方法は、これまで述べてきた光学部材の上に、保護フィルムとしての粘着フィルムを貼ることを含む。
[How to protect optical components]
A method for protecting an optical member according to another aspect of the present invention includes applying an adhesive film as a protective film on the optical member described above.

粘着フィルムが有する粘着剤はエラストマー、ゴム系、アクリル系、シリコーン系でもよい。また粘着フィルムのフィルム基材はポリプロピレンやポリエチレンであってもよい。 The adhesive included in the adhesive film may be elastomer-based, rubber-based, acrylic-based, or silicone-based. Further, the film base material of the adhesive film may be polypropylene or polyethylene.

保護フィルムとしての粘着フィルムとしては、例えば、アプトテック AF-012R(登録商標)(四国化工製)、EC-755(登録商標)(スミロン製)、ハイシボペタックM-11(登録商標)(林一二製)等が挙げられる。 Examples of the adhesive film used as a protective film include Aptec AF-012R (registered trademark) (manufactured by Shikoku Kako), EC-755 (registered trademark) (manufactured by Sumilon), and Hishibopetak M-11 (registered trademark) (Ichiji Hayashi). ), etc.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
シリカ粒子を含む分散液と、親水性ポリマー層を形成するための塗工液をそれぞれ以下の方法で調製した。
Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples. However, the present invention is not limited to such embodiments.
A dispersion containing silica particles and a coating solution for forming a hydrophilic polymer layer were prepared in the following manner.

(a)シリカ粒子を含む分散液の調製
(分散液1)
シリカの球状粒子が鎖状につながったシリカ粒子の2-プロパノール(IPA)分散液からエバポレーターによりIPAを除去し、その後シリカ粒子を溶媒の1-エトキシ-2-プロパノールに分散した。これにより、シリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液(固形分濃度31.07wt%)を調製した。シリカ粒子のIPA分散液には、動的光散乱法による粒子径が40~100nm、固形分濃度15wt%のIPA-ST-UP(登録商標)(日産化学株式会社製)を用いた。
(a) Preparation of dispersion containing silica particles (Dispersion 1)
IPA was removed by an evaporator from a 2-propanol (IPA) dispersion of silica particles in which spherical silica particles were connected in a chain, and then the silica particles were dispersed in 1-ethoxy-2-propanol as a solvent. In this way, a 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles (solid content concentration 31.07 wt%) was prepared. As the IPA dispersion of silica particles, IPA-ST-UP (registered trademark) (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) with a particle diameter of 40 to 100 nm as measured by dynamic light scattering and a solid content concentration of 15 wt% was used.

ケイ酸エチル62.6gと1-エトキシ-2-プロパノール36.8gの溶液に、0.01mol/Lの希塩酸54gを徐々に加え、室温で5時間攪拌し、固形分濃度11.8質量%のバインダー溶液を調製した。 54 g of 0.01 mol/L diluted hydrochloric acid was gradually added to a solution of 62.6 g of ethyl silicate and 36.8 g of 1-ethoxy-2-propanol, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours to give a solid concentration of 11.8% by mass. A binder solution was prepared.

シリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液9.01gに1-エトキシ-2-プロパノール8.90gを追加し、さらに上記バインダー溶液2.37gを徐々に加えた後、室温で2時間攪拌してシリカ粒子の分散液1を調製した。 8.90 g of 1-ethoxy-2-propanol was added to 9.01 g of the 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles, and 2.37 g of the above binder solution was gradually added, followed by stirring at room temperature for 2 hours. A dispersion liquid 1 of silica particles was prepared.

(分散液2)
球状のシリカ粒子のIPA分散液からエバポレーターによりIPAを除去し、その後シリカ粒子を溶媒の1-エトキシ-2-プロパノールに分散した。これにより、シリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液(固形分濃度31.07wt%)を調製した。シリカ粒子のIPA分散液には、平均粒径12nm、固形分濃度15wt%のIPA-ST-30(登録商標)(日産化学株式会社製)を用いた。
(Dispersion liquid 2)
IPA was removed from the IPA dispersion of spherical silica particles using an evaporator, and then the silica particles were dispersed in 1-ethoxy-2-propanol as a solvent. In this way, a 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles (solid content concentration 31.07 wt%) was prepared. IPA-ST-30 (registered trademark) (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 12 nm and a solid content concentration of 15 wt% was used as the IPA dispersion of silica particles.

得られたシリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液5.79gに1-エトキシ-2-プロパノール14.21gを追加し、室温で2時間攪拌してシリカ粒子の分散液2を調製した。 14.21 g of 1-ethoxy-2-propanol was added to 5.79 g of the obtained 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to prepare a silica particle dispersion 2.

(分散液3)
球状のシリカ粒子のIPA分散液からエバポレーターによりIPAを除去し、その後シリカ粒子を溶媒の1-エトキシ-2-プロパノールに分散した。これにより、シリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液(固形分濃度31.07wt%)を調製した。シリカ粒子のIPA分散液には、平均粒径12nm、固形分濃度15wt%のIPA-ST-30(登録商標)(日産化学株式会社製)を用いた。
(Dispersion liquid 3)
IPA was removed from the IPA dispersion of spherical silica particles using an evaporator, and then the silica particles were dispersed in 1-ethoxy-2-propanol as a solvent. In this way, a 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles (solid content concentration 31.07 wt%) was prepared. IPA-ST-30 (registered trademark) (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 12 nm and a solid content concentration of 15 wt% was used as the IPA dispersion of silica particles.

得られたシリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液9.98gに1-エトキシ-2-プロパノール10.02gを追加し、室温で2時間攪拌してシリカ粒子の分散液3を調製した。 10.02 g of 1-ethoxy-2-propanol was added to 9.98 g of the obtained 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to prepare a dispersion 3 of silica particles.

(分散液4)
球状のシリカ粒子のIPA分散液からエバポレーターによりIPAを除去し、その後シリカ粒子を溶媒の1-エトキシ-2-プロパノールに分散した。これにより、シリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液(固形分濃度31.07wt%)を調製した。球状粒子のIPA分散液には、平均粒径12nm、固形分濃度15wt%のIPA-ST-30(登録商標)(日産化学株式会社製)を用いた。
(Dispersion liquid 4)
IPA was removed from the IPA dispersion of spherical silica particles using an evaporator, and then the silica particles were dispersed in 1-ethoxy-2-propanol as a solvent. In this way, a 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles (solid content concentration 31.07 wt%) was prepared. IPA-ST-30 (registered trademark) (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 12 nm and a solid content concentration of 15 wt% was used as the IPA dispersion of spherical particles.

得られたシリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液5.79gに1-エトキシ-2-プロパノール13.67gを追加し、さらにバインダー溶液0.61gを徐々に加えた後、室温で2時間攪拌してシリカ粒子の分散液4を調製した。 13.67 g of 1-ethoxy-2-propanol was added to 5.79 g of the obtained 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles, and 0.61 g of the binder solution was gradually added, followed by 2 hours at room temperature. A dispersion liquid 4 of silica particles was prepared by stirring.

ここで用いたバインダー溶液は次のようにして調製した。すなわち、ケイ酸エチル62.6gと1-エトキシ-2-プロパノール36.8gの溶液に、0.01mol/Lの希塩酸54gを徐々に加え、室温で5時間攪拌し、固形分濃度11.8質量%のバインダー溶液を調製した。 The binder solution used here was prepared as follows. That is, 54 g of 0.01 mol/L dilute hydrochloric acid was gradually added to a solution of 62.6 g of ethyl silicate and 36.8 g of 1-ethoxy-2-propanol, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours to obtain a solid concentration of 11.8 mass. % binder solution was prepared.

(分散液5)
球状のシリカ粒子のIPA分散液からエバポレーターによりIPAを除去し、その後シリカ粒子を溶媒の1-エトキシ-2-プロパノールに分散した。これにより、シリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液(固形分濃度31.07wt%)を調製した。シリカ粒子のIPA分散液には、平均粒径12nm、固形分濃度15wt%のIPA-ST-30(登録商標)(日産化学株式会社製)を用いた。
(Dispersion liquid 5)
IPA was removed from the IPA dispersion of spherical silica particles using an evaporator, and then the silica particles were dispersed in 1-ethoxy-2-propanol as a solvent. In this way, a 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles (solid content concentration 31.07 wt%) was prepared. IPA-ST-30 (registered trademark) (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 12 nm and a solid content concentration of 15 wt% was used as the IPA dispersion of silica particles.

得られたシリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液9.98gに1-エトキシ-2-プロパノール9.10gを追加し、さらにバインダー溶液1.05gを徐々に加えた後、室温で2時間攪拌してシリカ粒子の分散液5を調製した。 9.10 g of 1-ethoxy-2-propanol was added to 9.98 g of the obtained 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles, and 1.05 g of the binder solution was gradually added, followed by 2 hours at room temperature. A dispersion liquid 5 of silica particles was prepared by stirring.

ここで用いたバインダー溶液は次のようにして調製した。すなわち、ケイ酸エチル62.6gと1-エトキシ-2-プロパノール36.8gの溶液に、0.01mol/Lの希塩酸54gを徐々に加え、室温で5時間攪拌し、固形分濃度11.8質量%のバインダー溶液を調製した。 The binder solution used here was prepared as follows. That is, 54 g of 0.01 mol/L dilute hydrochloric acid was gradually added to a solution of 62.6 g of ethyl silicate and 36.8 g of 1-ethoxy-2-propanol, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours to obtain a solid concentration of 11.8 mass. % binder solution was prepared.

(分散液6)
球状のシリカ粒子のIPA分散液からエバポレーターによりIPAを除去し、その後シリカ粒子を溶媒の1-エトキシ-2-プロパノールに分散した。これにより、シリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液(固形分濃度31.07wt%)を調製した。シリカ粒子のIPA分散液には、平均粒径12nm、固形分濃度15wt%のIPA-ST-30(登録商標)(日産化学株式会社製)を用いた。
(Dispersion liquid 6)
IPA was removed from the IPA dispersion of spherical silica particles using an evaporator, and then the silica particles were dispersed in 1-ethoxy-2-propanol as a solvent. In this way, a 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles (solid content concentration 31.07 wt%) was prepared. IPA-ST-30 (registered trademark) (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 12 nm and a solid content concentration of 15 wt% was used as the IPA dispersion of silica particles.

得られたシリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液11.26gに1-エトキシ-2-プロパノール8.74gを追加し、室温で2時間攪拌してシリカ粒子の分散液6を調製した。 8.74 g of 1-ethoxy-2-propanol was added to 11.26 g of the obtained 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours to prepare silica particle dispersion 6.

(分散液7)
球状のシリカ粒子のIPA分散液からエバポレーターによりIPAを除去し、その後シリカ粒子を溶媒の1-エトキシ-2-プロパノールに分散した。これにより、シリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液(固形分濃度31.07wt%)を調製した。シリカ粒子のIPA分散液には、平均粒径12nm、固形分濃度15wt%のIPA-ST-30(登録商標)(日産化学株式会社製)を用いた。
(Dispersion liquid 7)
IPA was removed from the IPA dispersion of spherical silica particles using an evaporator, and then the silica particles were dispersed in 1-ethoxy-2-propanol as a solvent. In this way, a 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles (solid content concentration 31.07 wt%) was prepared. IPA-ST-30 (registered trademark) (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 12 nm and a solid content concentration of 15 wt% was used as the IPA dispersion of silica particles.

得られたシリカ粒子の1-エトキシ-2-プロパノール分散液5.79gに1-エトキシ-2-プロパノール13.13gを追加し、さらにバインダー溶液1.22gを徐々に加えた後、室温で2時間攪拌してシリカ粒子の分散液7を調製した。 13.13 g of 1-ethoxy-2-propanol was added to 5.79 g of the obtained 1-ethoxy-2-propanol dispersion of silica particles, and 1.22 g of the binder solution was gradually added, followed by 2 hours at room temperature. A dispersion liquid 7 of silica particles was prepared by stirring.

ここで用いたバインダー溶液は次のようにして調製した。すなわち、ケイ酸エチル62.6gと1-エトキシ-2-プロパノール36.8gの溶液に、0.01mol/Lの希塩酸54gを徐々に加え、室温で5時間攪拌し、固形分濃度11.8質量%のバインダー溶液を調製した。 The binder solution used here was prepared as follows. That is, 54 g of 0.01 mol/L dilute hydrochloric acid was gradually added to a solution of 62.6 g of ethyl silicate and 36.8 g of 1-ethoxy-2-propanol, and the mixture was stirred at room temperature for 5 hours to obtain a solid concentration of 11.8 mass. % binder solution was prepared.

(b)親水性ポリマー層を形成するための塗工液の調製
スルホベタイン基を有したアクリルポリマーの水溶液であるLAMBIC-771W(大阪有機化学工業社製)50gに純水50gを加えて希釈し、室温で10分間撹拌することにより親水性ポリマー層形成用塗工液を調製した。
(b) Preparation of coating liquid for forming a hydrophilic polymer layer Add 50 g of pure water to 50 g of LAMBIC-771W (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), which is an aqueous solution of an acrylic polymer having a sulfobetaine group, to dilute it. A coating solution for forming a hydrophilic polymer layer was prepared by stirring at room temperature for 10 minutes.

上述した分散液および親水性ポリマー層形成用塗工液を用いて、以下の実施例および比較例にかかる光学部材を作製した。 Optical members according to the following Examples and Comparative Examples were produced using the above-mentioned dispersion liquid and coating liquid for forming a hydrophilic polymer layer.

(実施例1)
基板は、直径(φ)50mm厚さ4mmのポリカーボネート基板(nd=1.58、νd=30.2)および直径3インチのシリコン基板の2つの基板を用いた。ポリカーボネート基板を用いて作製した光学部材は、高温高湿環境下で保管した後の光学部材表面の親水性およびヘイズの評価に用いた。また、シリコン基板には上層シリカ粒子膜のみを形成し、これにより得られた部材を上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率の測定に用いた。
(Example 1)
Two substrates were used: a polycarbonate substrate (nd=1.58, vd=30.2) with a diameter (φ) of 50 mm and a thickness of 4 mm, and a silicon substrate with a diameter of 3 inches. Optical members fabricated using polycarbonate substrates were used to evaluate the hydrophilicity and haze of the optical member surfaces after being stored in a high-temperature, high-humidity environment. Further, only the upper layer silica particle film was formed on the silicon substrate, and the resulting member was used to measure the film thickness and refractive index of the upper layer silica particle film.

ポリカーボネート基板に、分散液1を0.4mL滴下し、1500rpmで30秒スピンコートを行った。その後、熱風循環オーブン中で90℃15分間加熱した。親水性ポリマー層形成用塗工液を0.4mL滴下し、2000rpmで20秒間スピンコートを行った。その後、熱風循環オーブン中で90℃15分間加熱した。続いて分散液2を0.4mL滴下し1500rpmで30秒スピンコートを行った。その後、熱風循環オーブン中で90℃15分間加熱し、光学部材を作製した。 0.4 mL of dispersion liquid 1 was dropped onto a polycarbonate substrate, and spin coating was performed at 1500 rpm for 30 seconds. Thereafter, it was heated at 90° C. for 15 minutes in a hot air circulation oven. 0.4 mL of a coating solution for forming a hydrophilic polymer layer was dropped, and spin coating was performed at 2000 rpm for 20 seconds. Thereafter, it was heated at 90° C. for 15 minutes in a hot air circulation oven. Subsequently, 0.4 mL of dispersion liquid 2 was dropped and spin coating was performed at 1500 rpm for 30 seconds. Thereafter, it was heated at 90° C. for 15 minutes in a hot air circulation oven to produce an optical member.

またシリコン基板に分散液2を0.4mL滴下し1500rpmで30秒スピンコートを行った。その後、熱風循環オーブン中で90℃15分間加熱し、上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板を作製した。 Further, 0.4 mL of dispersion liquid 2 was dropped onto the silicon substrate and spin coating was performed at 1500 rpm for 30 seconds. Thereafter, it was heated in a hot air circulation oven at 90° C. for 15 minutes to prepare a substrate for measuring the thickness and refractive index of the upper silica particle film.

(実施例2)
分散液2の代わりに分散液3を用いた以外は実施例1と同様にして光学部材および上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板を作製した。
(Example 2)
An optical member and a substrate for measuring the thickness and refractive index of the upper silica particle film were prepared in the same manner as in Example 1, except that Dispersion 3 was used instead of Dispersion 2.

(実施例3)
分散液2の代わりに分散液4を用いた以外は実施例1と同様にして光学部材および上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板を作製した。
(Example 3)
An optical member and a substrate for measuring the thickness and refractive index of the upper silica particle film were prepared in the same manner as in Example 1, except that Dispersion 4 was used instead of Dispersion 2.

(実施例4)
分散液2の代わりに分散液5を用いた以外は実施例1と同様にして光学部材および上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板を作製した。
(Example 4)
An optical member and a substrate for measuring the thickness and refractive index of the upper silica particle film were prepared in the same manner as in Example 1, except that Dispersion 5 was used instead of Dispersion 2.

(比較例1)
親水ポリマー膜を形成しなかった以外は実施例1と同様にして光学部材および上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板を作製した。
(Comparative example 1)
An optical member and a substrate for measuring the thickness of the upper silica particle film and the refractive index were prepared in the same manner as in Example 1 except that the hydrophilic polymer film was not formed.

(比較例2)
親水ポリマー膜を形成しなかった以外は実施例2と同様にして光学部材および上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板を作製した。
(Comparative example 2)
An optical member and a substrate for measuring the thickness of the upper silica particle film and the refractive index were prepared in the same manner as in Example 2, except that the hydrophilic polymer film was not formed.

(比較例3)
分散液2の代わりに分散液6を用いた以外は実施例1と同様にして光学部材および上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板を作製した。
(Comparative example 3)
An optical member and a substrate for measuring the thickness and refractive index of the upper silica particle film were prepared in the same manner as in Example 1, except that Dispersion 6 was used instead of Dispersion 2.

(比較例4)
分散液2の代わりに分散液7を用いた以外は実施例1と同様にして光学部材および上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板を作製した。
(Comparative example 4)
An optical member and a substrate for measuring the thickness and refractive index of the upper silica particle film were prepared in the same manner as in Example 1, except that Dispersion 7 was used instead of Dispersion 2.

[光学部材の評価]
上記実施例および比較例で得られた光学部材および上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板について、以下の方法により評価した。
[Evaluation of optical members]
The optical members and the thickness of the upper silica particle film and the substrate for measuring the refractive index obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated by the following method.

(1)膜厚および屈折率の測定
分光エリプソメータ(商品名:VASE(登録商標)、ジェー・エー・ウーラム・ジャパン製)を用い、上層シリカ粒子膜の膜厚および屈折率測定用基板について、波長380nmから800nmまでの光を用いた測定を行った。得られた結果より、上層シリカ粒子膜を単層のCauchyモデルと仮定して解析を行い、波長500nmでの膜厚と屈折率を求めた。
(1) Measurement of film thickness and refractive index Using a spectroscopic ellipsometer (product name: VASE (registered trademark), manufactured by JA Woollam Japan), the film thickness of the upper silica particle film and the substrate for refractive index measurement were measured at wavelength Measurements were performed using light from 380 nm to 800 nm. Based on the obtained results, analysis was performed assuming that the upper silica particle film was a single layer Cauchy model, and the film thickness and refractive index at a wavelength of 500 nm were determined.

また、親水性ポリマー層および下層親水膜の厚さは、上で述べた方法により求めた。ただし、比較例1および2については、親水膜の断面のS-TEMから確認された親水膜全体の厚さから、屈折率測定用基板について分光エリプソメータを用いて測定された上層シリカ粒子膜の厚さを差し引くことで下層親水膜の厚さを求めた。 Further, the thicknesses of the hydrophilic polymer layer and the lower hydrophilic film were determined by the method described above. However, for Comparative Examples 1 and 2, the thickness of the upper silica particle film was measured using a spectroscopic ellipsometer on the substrate for refractive index measurement based on the thickness of the entire hydrophilic film confirmed by S-TEM of the cross section of the hydrophilic film. The thickness of the lower hydrophilic film was determined by subtracting the .

(2)高温高湿耐環境下での保管後の光学部材表面の親水性およびヘイズの評価
上記実施例および比較例で得られた光学部材のそれぞれの上に、保護用の粘着フィルムとしてEC-755(スミロン製)を貼り付けた。このとき、粘着フィルムを全面的に密着させたものと、粘着フィルムの一部を浮かせて密着させない部分を有するものの2通りを用意した。続いて、それぞれの光学部材を60℃90%の環境下で286時間保管した。その後、粘着フィルムを剥がし、各光学部材表面の水に対する接触角およびヘイズを測定した。
(2) Evaluation of hydrophilicity and haze on the surface of optical members after storage in a high-temperature, high-humidity environment. 755 (manufactured by Sumilon) was attached. At this time, two types were prepared: one in which the adhesive film was adhered to the entire surface, and one in which a part of the adhesive film was lifted and was not brought into close contact. Subsequently, each optical member was stored in an environment of 60°C and 90% for 286 hours. Thereafter, the adhesive film was peeled off, and the contact angle and haze of the surface of each optical member with respect to water were measured.

ヘイズ値の測定はヘイズメーター(商品名:NDH2000、日本電色工業株式会社製)を用いて行った。また、水に対する接触角には全自動接触角計(商品名:DM-701、共和界面科学株式会社製)を用い、23℃50%RHで純水2μlの液滴を接触した時の接触角を測定した。なお、測定値は、粘着フィルム密着部および粘着フィルム浮き部の両方を含んだ平均値である。
結果を表1に示す。
The haze value was measured using a haze meter (trade name: NDH2000, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). In addition, the contact angle with water was measured using a fully automatic contact angle meter (product name: DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). was measured. Note that the measured value is an average value that includes both the adhesive film contact area and the adhesive film floating area.
The results are shown in Table 1.

Figure 2024038311000002
Figure 2024038311000002

表1に示す結果から、次のことが確認できた。
上層シリカ粒子膜の500nmの波長を有する光に対する屈折率が1.22以上1.23以下であり、さらに膜厚が400nm以上800nm以下であるとき、粘着フィルムが密着した領域および浮いている領域のいずれにおいても接触角は30度未満、ヘイズは2.5以下であった。
From the results shown in Table 1, the following was confirmed.
When the refractive index of the upper layer silica particle film for light having a wavelength of 500 nm is 1.22 or more and 1.23 or less, and the film thickness is 400 nm or more and 800 nm or less, the area where the adhesive film is in close contact with and the area where it is floating. In all cases, the contact angle was less than 30 degrees and the haze was 2.5 or less.

屈折率が1.22であっても膜厚が900nmである場合(比較例3)はヘイズが3.5と悪化した。 Even if the refractive index was 1.22, when the film thickness was 900 nm (Comparative Example 3), the haze deteriorated to 3.5.

また、上層シリカ粒子膜の500nmの波長を有する光に対する屈折率が1.22以上1.23以下であり、膜厚が400nm以上800nm以下であっても親水性ポリマー層がない場合(比較例1および2)は粘着フィルムが浮いている領域で接触角が30度を超えた。 In addition, when the refractive index of the upper layer silica particle film for light having a wavelength of 500 nm is 1.22 or more and 1.23 or less and the film thickness is 400 nm or more and 800 nm or less but there is no hydrophilic polymer layer (Comparative Example 1 and 2), the contact angle exceeded 30 degrees in the area where the adhesive film was floating.

さらに、上層シリカ粒子膜の屈折率が1.23を超える場合(比較例4)は、粘着フィルムが密着した領域および浮いている領域のいずれにおいても接触角が30度を超え、特に粘着フィルムが密着した領域での接触角は60度となり、親水性が大きく低下した。 Furthermore, when the refractive index of the upper layer silica particle film exceeds 1.23 (Comparative Example 4), the contact angle exceeds 30 degrees both in the area where the adhesive film is in close contact with the adhesive film and in the area where it is floating. The contact angle in the close contact area was 60 degrees, and the hydrophilicity was greatly reduced.

1:下層親水膜
2:上層シリカ粒子膜
10:光学部材
11:シリカ粒子
12:バインダー
13:空隙(ボイド)
14:基材
15:親水ポリマー
1: Lower layer hydrophilic film 2: Upper layer silica particle film 10: Optical member 11: Silica particles 12: Binder 13: Voids
14: Base material 15: Hydrophilic polymer

上記課題は、以下の本発明によって解決される。すなわち、本発明に係る光学部材は、基材の上に下層親水膜、親水性ポリマー層、および上層をこの順に有し、前記上層は、複数のシリカ粒子を含有し、500nmの波長を有する光に対する屈折率1.22以上1.23以下であり、膜400nm以上800nm以下であることを特徴とする。 The above problems are solved by the following invention. That is, the optical member according to the present invention has a lower hydrophilic film, a hydrophilic polymer layer, and an upper layer in this order on a base material, and the upper layer contains a plurality of silica particles and has a wavelength of 500 nm. It is characterized by having a refractive index for light of 1.22 or more and 1.23 or less , and a film thickness of 400 nm or more and 800 nm or less.

さらに、簡便性の観点から、保護フィルムは粘着を介して貼り付ける粘着フィルムであることが好ましいが、親水性ポリマーの層が薄い場合には、粘着フィルムから発せられる疎水性物質や粘着による親水性部材の汚染を十分に防止することができない。また、親水性ポリマーの層が厚い場合には、高温高湿環境下では粘着フィルムが剥がれてしまう場合があった。 Furthermore, from the viewpoint of simplicity, it is preferable that the protective film be an adhesive film that is pasted through an adhesive, but if the hydrophilic polymer layer is thin, it may be difficult to protect the protective film from hydrophobic substances emitted from the adhesive film or from the adhesive . Contamination of the hydrophilic member cannot be sufficiently prevented. Furthermore, when the hydrophilic polymer layer is thick, the adhesive film may peel off in a high temperature and high humidity environment.

光学部材10に保護フィルムとしての粘着フィルムを貼り付けて保管する際には、上層シリカ粒子膜2に粘着フィルムが密着する部分は、粘着フィルムから発せられる疎水性汚染物や粘着によって汚染される。しかし、粘着フィルムをはがして光学部材10を使用する際には、疎水性汚染物や粘着によって汚染された上層シリカ粒子膜2の一部分は、粘着フィルムと共に除去される。これにより光学部材10の表面を親水性が高い状態で維持することができる。 When an adhesive film as a protective film is attached to the optical member 10 and stored, the portion where the adhesive film is in close contact with the upper silica particle film 2 is contaminated by hydrophobic contaminants and adhesive emitted from the adhesive film. . However, when the adhesive film is peeled off and the optical member 10 is used, a portion of the upper silica particle film 2 contaminated by hydrophobic contaminants and adhesive is removed together with the adhesive film. Thereby, the surface of the optical member 10 can be maintained in a highly hydrophilic state.

上層シリカ粒子膜2の膜厚は400nm以上800nm以下である。膜厚が400nm以上であることで、粘着フィルムを貼り付けて光学部材10を保管した場合においても、粘着フィルムから発せられる疎水性汚染物や粘着が下層親水膜1を汚染することを防止できる。また膜厚が800nm以下であることで、上層シリカ粒子膜2を設けることによる光学部材10のヘイズの上昇を抑制できる。 The thickness of the upper layer silica particle film 2 is 400 nm or more and 800 nm or less. By having a film thickness of 400 nm or more, even when the optical member 10 is stored with the adhesive film attached, hydrophobic contaminants and adhesive emitted from the adhesive film can be prevented from contaminating the lower hydrophilic film 1. . Further, by having a film thickness of 800 nm or less, an increase in haze of the optical member 10 due to the provision of the upper layer silica particle film 2 can be suppressed.

また、上層シリカ粒子膜2の500nmの波長を有する光に対する屈折率は1.22以上1.23以下である。屈折率は、上層シリカ粒子膜2が含有する空隙(ボイド)13の割合と相関する。空隙13に含まれる空気(屈折率1.0)はシリカ粒子12の屈折率よりも低いため、空隙の割合が小さく、上層シリカ粒子膜2が有するシリカ粒子12同士およびバインダー11が密に結合しているほど、上層シリカ粒子膜2の屈折率は高くなる。上層シリカ粒子膜2の500nmの波長を有する光に対する屈折率が1.22以上であれば、上層シリカ粒子膜2の密度が十分に高く、高温高湿環境下において親水性ポリマーの流動性が上昇することによる膜厚ムラの発生を抑制することができる。また、上層シリカ粒子膜2の500nmの波長を有する光に対する屈折率が1.23以下であれば、上層シリカ粒子膜2の密度が高くなり過ぎない。そのため、粘着フィルムをはがす際に、疎水性汚染物や粘着によって汚染された上層シリカ粒子膜2の一部分を、粘着フィルムと共に除去することができる。
Further, the refractive index of the upper layer silica particle film 2 for light having a wavelength of 500 nm is 1.22 or more and 1.23 or less. The refractive index correlates with the proportion of voids 13 contained in the upper silica particle film 2. Since the air contained in the voids 13 (refractive index of 1.0) is lower than the refractive index of the silica particles 12, the percentage of voids is small, and the silica particles 12 of the upper silica particle film 2 and the binder 11 are tightly bonded to each other. The higher the refractive index of the upper silica particle film 2 becomes. If the refractive index of the upper layer silica particle film 2 for light having a wavelength of 500 nm is 1.22 or more, the density of the upper layer silica particle film 2 is sufficiently high, and the fluidity of the hydrophilic polymer increases in a high temperature and high humidity environment. By doing so, it is possible to suppress the occurrence of film thickness unevenness. Moreover, if the refractive index of the upper layer silica particle film 2 for light having a wavelength of 500 nm is 1.23 or less, the density of the upper layer silica particle film 2 will not become too high. Therefore, when the adhesive film is peeled off, a portion of the upper silica particle film 2 contaminated by hydrophobic contaminants and adhesive can be removed together with the adhesive film.

Claims (9)

基材の上に下層親水膜、親水性ポリマー層、および上層シリカ粒子膜をこの順に有し、
該上層シリカ粒子膜は二酸化ケイ素からなるシリカ粒子を含有し、
該上層シリカ粒子膜が有する500nmの波長を有する光に対する屈折率は1.22以上1.23以下であり、
該上層シリカ粒子膜の膜厚は400nm以上800nm以下である、ことを特徴とする光学部材。
having a lower hydrophilic film, a hydrophilic polymer layer, and an upper silica particle film in this order on the base material,
The upper layer silica particle film contains silica particles made of silicon dioxide,
The upper layer silica particle film has a refractive index of 1.22 or more and 1.23 or less for light having a wavelength of 500 nm,
An optical member characterized in that the thickness of the upper layer silica particle film is 400 nm or more and 800 nm or less.
前記シリカ粒子の平均粒径が10nm以上20nm以下である請求項1に記載の光学部材。 The optical member according to claim 1, wherein the silica particles have an average particle size of 10 nm or more and 20 nm or less. 前記親水性ポリマー層が、親水基を有するアクリルモノマーの重合体の片末端にシラノール基を有するアクリルポリマーを含有する請求項1または2に記載の光学部材。 3. The optical member according to claim 1, wherein the hydrophilic polymer layer contains an acrylic polymer having a silanol group at one end of a polymer of an acrylic monomer having a hydrophilic group. 前記親水性ポリマー層の厚さが、5nm以上100nm以下である請求項1~3のいずれか一項に記載の光学部材。 The optical member according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness of the hydrophilic polymer layer is 5 nm or more and 100 nm or less. 前記下層親水膜が、二酸化ケイ素からなるシリカ粒子を含有する請求項1~4のいずれか一項に記載の光学部材。 The optical member according to any one of claims 1 to 4, wherein the lower hydrophilic film contains silica particles made of silicon dioxide. 前記シリカ粒子と前記シリカ粒子の接点が、バインダーで結合されている接点を含む請求項1~5のいずれか一項に記載の光学部材。 The optical member according to any one of claims 1 to 5, wherein the contact point between the silica particle and the silica particle includes a contact point bonded with a binder. 前記バインダーが、シロキサン結合を含んでいる請求項6に記載の光学部材。 The optical member according to claim 6, wherein the binder contains a siloxane bond. 前記基材の材料がポリカーボネート樹脂を含む請求項1~7のいずれか一項に記載の光学部材。 The optical member according to any one of claims 1 to 7, wherein the material of the base material contains polycarbonate resin. 請求項1~8のいずれか一項に記載の光学部材の上に保護フィルムとしての粘着フィルムを貼ることを含む光学部材の保護方法。 A method for protecting an optical member, comprising applying an adhesive film as a protective film on the optical member according to any one of claims 1 to 8.
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