JP2500152B2 - 防汚性光学部材およびその製造方法 - Google Patents
防汚性光学部材およびその製造方法Info
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として防汚性、撥水
撥油性に優れた光学部材及びその製造方法に関するもの
である。さらに詳しくは、ディスプレー式タッチパネル
スイッチ、複写機のフェイスプレート、オーバーヘッド
プロジェクター用フレネルプレート、ディスプレー用ガ
ラス、ディスプレー用光学フィルター、ハロゲンラン
プ、水銀ランプ、ナトリウムランプ、電球、シャンデリ
ア、各種レンズ等で代表される撥水撥油防汚効果の高い
高性能防汚性光学部材に関するものである。
撥油性に優れた光学部材及びその製造方法に関するもの
である。さらに詳しくは、ディスプレー式タッチパネル
スイッチ、複写機のフェイスプレート、オーバーヘッド
プロジェクター用フレネルプレート、ディスプレー用ガ
ラス、ディスプレー用光学フィルター、ハロゲンラン
プ、水銀ランプ、ナトリウムランプ、電球、シャンデリ
ア、各種レンズ等で代表される撥水撥油防汚効果の高い
高性能防汚性光学部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディスプレー式タッチパネルスイ
ッチ、複写機のフェイスプレート、ＯＨＰのフレネルプ
レート、ハロゲンランプ、水銀ランプ、ナトリウムラン
プ、電球、シャンデリア、レンズ等のガラスやプラスチ
ック表面は人が手で触れたりすると、汗や垢で汚れてし
まい性能が大幅に劣化する問題があった。またレンズな
どにおいては、水が付着して乾くと汚れが残り（水焼け
現象という）、なかなかとれないという課題もあった。
ッチ、複写機のフェイスプレート、ＯＨＰのフレネルプ
レート、ハロゲンランプ、水銀ランプ、ナトリウムラン
プ、電球、シャンデリア、レンズ等のガラスやプラスチ
ック表面は人が手で触れたりすると、汗や垢で汚れてし
まい性能が大幅に劣化する問題があった。またレンズな
どにおいては、水が付着して乾くと汚れが残り（水焼け
現象という）、なかなかとれないという課題もあった。
【０００３】この問題を解決するため、γーグリシドキ
シプロピルトリメトキシシランなどのオリゴマー及び／
またはこれにシリカ、アンチモン等の微粒子を加えて基
材表面に塗布し、硬化させて薄くコーティングする技術
が知られている。別の例としては、シラザン化合物で基
材表面を処理することが提案されている。
シプロピルトリメトキシシランなどのオリゴマー及び／
またはこれにシリカ、アンチモン等の微粒子を加えて基
材表面に塗布し、硬化させて薄くコーティングする技術
が知られている。別の例としては、シラザン化合物で基
材表面を処理することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ガ
ラス表面やプラスチック表面の汚れを防止する公知技術
は、防汚性、撥水撥油性がそれ程優れているわけではな
く、また耐久性に問題があるという課題があった。
ラス表面やプラスチック表面の汚れを防止する公知技術
は、防汚性、撥水撥油性がそれ程優れているわけではな
く、また耐久性に問題があるという課題があった。
【０００５】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、汚れが付着しないか、付着しても簡単に除去され
るような防汚効果の高い高性能光学部材であって、しか
も耐久性にも優れたコーティング薄膜を有する光学部材
及びその製造方法を提供する。
ため、汚れが付着しないか、付着しても簡単に除去され
るような防汚効果の高い高性能光学部材であって、しか
も耐久性にも優れたコーティング薄膜を有する光学部材
及びその製造方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の防汚性光学部材は、表面に薄膜が形成され
た光学部材であって、前記薄膜は光学部材本来の光学特
性を損なうことがない厚さのフッ化炭素基を含む化学吸
着単分子膜からなり、かつ前記薄膜は部材と化学結合に
よって形成されているとともに、前記薄膜を構成する分
子は配向した状態で形成されていることを特徴とする防
汚性光学部材。
め、本発明の防汚性光学部材は、表面に薄膜が形成され
た光学部材であって、前記薄膜は光学部材本来の光学特
性を損なうことがない厚さのフッ化炭素基を含む化学吸
着単分子膜からなり、かつ前記薄膜は部材と化学結合に
よって形成されているとともに、前記薄膜を構成する分
子は配向した状態で形成されていることを特徴とする防
汚性光学部材。
【０００７】前記構成においては、フッ化炭素基を含む
化学吸着単分子膜が、少なくともシロキサン系単分子膜
を介して表面に形成されてなることが好ましい。
化学吸着単分子膜が、少なくともシロキサン系単分子膜
を介して表面に形成されてなることが好ましい。
【０００８】また前記構成においては、光学部材の基材
がガラスまたはプラスチック材料からなり、前記光学部
材は、ディスプレー式タッチパネルスイッチ、複写機の
フェイスプレート、オーバーヘッドプロジェクター用フ
レネルプレート、ディスプレー用ガラス、ディスプレー
用光学フィルター、ハロゲンランプ、水銀ランプ、ナト
リウムランプ、電球、シャンデリア、光学レンズで代表
されるものである。
がガラスまたはプラスチック材料からなり、前記光学部
材は、ディスプレー式タッチパネルスイッチ、複写機の
フェイスプレート、オーバーヘッドプロジェクター用フ
レネルプレート、ディスプレー用ガラス、ディスプレー
用光学フィルター、ハロゲンランプ、水銀ランプ、ナト
リウムランプ、電球、シャンデリア、光学レンズで代表
されるものである。
【０００９】次に本発明の第１番目の製造方法は、光学
部材の基材を洗浄した後、一端にクロルシリル基（−Ｓ
ｉＣｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を有
し、他の一端にフッ化炭素基を有するクロロシラン系界
面活性剤を溶かした有機溶媒に前記基材を接触させ、基
材本来の光学特性を損なうことがない厚さで、かつ構成
する分子は配向した状態の前記活性剤よりなる化学吸着
単分子膜を基材表面全体に亘り形成することを特徴とす
る。
部材の基材を洗浄した後、一端にクロルシリル基（−Ｓ
ｉＣｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を有
し、他の一端にフッ化炭素基を有するクロロシラン系界
面活性剤を溶かした有機溶媒に前記基材を接触させ、基
材本来の光学特性を損なうことがない厚さで、かつ構成
する分子は配向した状態の前記活性剤よりなる化学吸着
単分子膜を基材表面全体に亘り形成することを特徴とす
る。
【００１０】次に本発明の第２番目の製造方法は、光学
部材の基材を洗浄した後、クロル基を複数個含むシリル
化合物を混合した非水系溶媒に接触させ、前記基材表面
の水酸基と前記クロル基とを反応させて前記シリル化合
物を前記基材表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒
を用い前記基材上に残った未反応シリル化合物を洗浄除
去した後、水と反応させて、前記基材上にシラノール基
を複数個含む物質よりなる単分子膜を形成する工程と、
一端にクロルシリル基（ＳｉＣｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、
２、３、Ｘは官能基）を有し他の一端に直鎖状フッ化炭
素基を含むクロロシラン系界面活性剤を基材上の前記シ
ラノール系単分子膜に化学吸着し単分子吸着膜を累積す
る工程とを含むことを特徴とする。
部材の基材を洗浄した後、クロル基を複数個含むシリル
化合物を混合した非水系溶媒に接触させ、前記基材表面
の水酸基と前記クロル基とを反応させて前記シリル化合
物を前記基材表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒
を用い前記基材上に残った未反応シリル化合物を洗浄除
去した後、水と反応させて、前記基材上にシラノール基
を複数個含む物質よりなる単分子膜を形成する工程と、
一端にクロルシリル基（ＳｉＣｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、
２、３、Ｘは官能基）を有し他の一端に直鎖状フッ化炭
素基を含むクロロシラン系界面活性剤を基材上の前記シ
ラノール系単分子膜に化学吸着し単分子吸着膜を累積す
る工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】前記第２番目の製造方法においては、クロ
ル基を複数個含むシリル化合物としてＳｉＣｌ4 、Ｓｉ
ＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、Ｃｌ−（ＳｉＣｌ2 Ｏ）n
−ＳｉＣｌ3 （ｎは整数）を用いる請求項５に記載の防
汚性光学部材の製造方法。
ル基を複数個含むシリル化合物としてＳｉＣｌ4 、Ｓｉ
ＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、Ｃｌ−（ＳｉＣｌ2 Ｏ）n
−ＳｉＣｌ3 （ｎは整数）を用いる請求項５に記載の防
汚性光学部材の製造方法。
【００１２】また前記両製造方法においては、一端にク
ロルシリル基を有し他の一端に直鎖状フッ化炭素基を含
むクロロシラン系界面活性剤としてＣＦ3 −（ＣＦ2 ）
n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ｎは０または整数、Ｒはア
ルキレン基、エチレン基、アセチレン基（エチニレン基
と同一）、ＳｉＯ−、または酸素原子を含む置換基を表
わすがなくとも良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換
基、ｐは０または１または２）を用いることが好まし
い。
ロルシリル基を有し他の一端に直鎖状フッ化炭素基を含
むクロロシラン系界面活性剤としてＣＦ3 −（ＣＦ2 ）
n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ｎは０または整数、Ｒはア
ルキレン基、エチレン基、アセチレン基（エチニレン基
と同一）、ＳｉＯ−、または酸素原子を含む置換基を表
わすがなくとも良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換
基、ｐは０または１または２）を用いることが好まし
い。
【００１３】
【作用】前記本発明の構成によれば、基材表面に薄膜が
形成された光学部材であって、前記薄膜はフッ化炭素基
を含む化学吸着単分子膜を少なくとも含み、かつ前記薄
膜は基材と化学結合によって分子が並んだ状態（配向状
態）で形成されてなるので、汚れが付着しないか、付着
しても簡単に除去されるような防汚効果の高い高性能光
学部材とすることができる。また耐久性も高い。さら
に、薄膜の最外表面にフッ素が存在するので、光学部材
表面の滑り性が向上し擦過傷が付きにくくなる。
形成された光学部材であって、前記薄膜はフッ化炭素基
を含む化学吸着単分子膜を少なくとも含み、かつ前記薄
膜は基材と化学結合によって分子が並んだ状態（配向状
態）で形成されてなるので、汚れが付着しないか、付着
しても簡単に除去されるような防汚効果の高い高性能光
学部材とすることができる。また耐久性も高い。さら
に、薄膜の最外表面にフッ素が存在するので、光学部材
表面の滑り性が向上し擦過傷が付きにくくなる。
【００１４】また本発明においては、きわめて薄いナノ
メータレベルの膜厚（薄膜）のフッ化炭素系単分子膜を
光学部材表面に形成するため、光学部材本来の光透過性
などの機能を全く損なうことがない。また、この膜は配
向したフッ化炭素系単分子膜であるので撥水撥油性にも
優れており、表面の防汚効果を高めることが可能とな
る。従って、人間の汗や垢に対する防汚効果の高い高性
能光学部材とすることができる。
メータレベルの膜厚（薄膜）のフッ化炭素系単分子膜を
光学部材表面に形成するため、光学部材本来の光透過性
などの機能を全く損なうことがない。また、この膜は配
向したフッ化炭素系単分子膜であるので撥水撥油性にも
優れており、表面の防汚効果を高めることが可能とな
る。従って、人間の汗や垢に対する防汚効果の高い高性
能光学部材とすることができる。
【００１５】さらに前記した本発明の製造方法は、本発
明の薄膜を合理的に効率よく製造することができる。
明の薄膜を合理的に効率よく製造することができる。
【００１６】
【実施例】前記した光学部材の用途で使用される一例と
してのガラスは、酸化物であるため表面に水酸基を含
む。そこで、一端にクロルシリル基（ＳｉＣｌn Ｘ3-n
基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を有する直鎖状炭素
鎖を含む分子、例えばフッ化炭素基及びクロロシリル基
を含むクロロシラン系界面活性剤混ぜた非水系溶媒に接
触させて前記ガラス表面の水酸基と前記クロロシリル基
を複数個含む物質のクロロシリル基を反応させて前記物
質よりなる単分子膜を前記ガラス表面に析出させる、あ
るいはクロロシリル基を複数個含む物質を混ぜた非水系
溶媒に接触させて前記ガラス表面の水酸基と前記クロロ
シリル基を複数個含む物質のクロロシリル基を反応させ
て前記物質を前記ガラス表面に析出させる工程と、非水
系有機溶媒を用い前記ガラス表面に残った余分なクロロ
シリル基を複数個含む物質を洗浄除去し、前記ガラス上
にクロロシリル基を複数個含む物質よりなるシロキサン
系単分子膜を形成する工程と、一端にクロルシリル基を
有する直鎖状炭素鎖を含むシラン系界面活性剤をガラス
上に化学吸着し単分子吸着膜を累積する工程とにより、
ガラス表面にフッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を形成
できる。
してのガラスは、酸化物であるため表面に水酸基を含
む。そこで、一端にクロルシリル基（ＳｉＣｌn Ｘ3-n
基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を有する直鎖状炭素
鎖を含む分子、例えばフッ化炭素基及びクロロシリル基
を含むクロロシラン系界面活性剤混ぜた非水系溶媒に接
触させて前記ガラス表面の水酸基と前記クロロシリル基
を複数個含む物質のクロロシリル基を反応させて前記物
質よりなる単分子膜を前記ガラス表面に析出させる、あ
るいはクロロシリル基を複数個含む物質を混ぜた非水系
溶媒に接触させて前記ガラス表面の水酸基と前記クロロ
シリル基を複数個含む物質のクロロシリル基を反応させ
て前記物質を前記ガラス表面に析出させる工程と、非水
系有機溶媒を用い前記ガラス表面に残った余分なクロロ
シリル基を複数個含む物質を洗浄除去し、前記ガラス上
にクロロシリル基を複数個含む物質よりなるシロキサン
系単分子膜を形成する工程と、一端にクロルシリル基を
有する直鎖状炭素鎖を含むシラン系界面活性剤をガラス
上に化学吸着し単分子吸着膜を累積する工程とにより、
ガラス表面にフッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を形成
できる。
【００１７】また、プラスチック基材の様な表面に酸化
膜を持たない基材であれば、予め表面を酸素を含むプラ
ズマ雰囲気中で、例えば１００Ｗで２０分程度の処理を
して親水性化即ち表面に水酸基を導入しておけばよい。
膜を持たない基材であれば、予め表面を酸素を含むプラ
ズマ雰囲気中で、例えば１００Ｗで２０分程度の処理を
して親水性化即ち表面に水酸基を導入しておけばよい。
【００１８】以下に本発明に関する光学基材として、デ
ィスプレー式タッチパネルスイッチ、複写機のフェイス
プレート、ＯＨＰのフレネルプレート、ハロゲンラン
プ、水銀ランプ、ナトリウムランプ、電球、シャンデリ
ア、各種レンズ等で代表される防汚効果の高い高性能ガ
ラス・プラスチックがあるが、代表例として陰極管（Ｃ
ＲＴ）ディスプレー式タッチパネルスイッチとＯＨＰの
フレネルプレートを取り上げ順に説明する。なお以下の
実施例において、％はとくに表示しない限り重量％を意
味する。
ィスプレー式タッチパネルスイッチ、複写機のフェイス
プレート、ＯＨＰのフレネルプレート、ハロゲンラン
プ、水銀ランプ、ナトリウムランプ、電球、シャンデリ
ア、各種レンズ等で代表される防汚効果の高い高性能ガ
ラス・プラスチックがあるが、代表例として陰極管（Ｃ
ＲＴ）ディスプレー式タッチパネルスイッチとＯＨＰの
フレネルプレートを取り上げ順に説明する。なお以下の
実施例において、％はとくに表示しない限り重量％を意
味する。
【００１９】実施例１ まず、加工の終了したガラス製ディスプレー式タッチパ
ネルスイッチ用ＣＲＴを用意し（組み立て前のフェース
プレートでもよい）、有機溶媒で洗浄した後、フッ化炭
素基及びクロロシリル基を含む物質を混ぜた非水系の溶
媒、例えば、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ
3 を用い、１％程度の濃度で溶かした８０％ｎ−ヘキサ
デカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシルでもよ
い）、１２％四塩化炭素、８％クロロホルム溶液を調整
し、前記ＣＲＴを２時間程度浸漬すると、ＣＲＴの表面
には水酸基が多数含まれているので、フッ化炭素基及び
クロロシリル基を含む物質のＳｉＣｌ基と前記水酸基が
反応し脱塩酸反応が生じＣＲＴ表面全面に亘り、ＣＦ3
（ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（Ｏ−）3 の結合が生成
され、フッ素を含む単分子膜２がＣＲＴの表面と化学結
合した状態で約１５オングストローム（１．５ｎｍ）の
膜厚で形成できた（図１）。なお、単分子膜はきわめて
強固に化学結合しているので全く剥離することがなかっ
た。
ネルスイッチ用ＣＲＴを用意し（組み立て前のフェース
プレートでもよい）、有機溶媒で洗浄した後、フッ化炭
素基及びクロロシリル基を含む物質を混ぜた非水系の溶
媒、例えば、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ
3 を用い、１％程度の濃度で溶かした８０％ｎ−ヘキサ
デカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシルでもよ
い）、１２％四塩化炭素、８％クロロホルム溶液を調整
し、前記ＣＲＴを２時間程度浸漬すると、ＣＲＴの表面
には水酸基が多数含まれているので、フッ化炭素基及び
クロロシリル基を含む物質のＳｉＣｌ基と前記水酸基が
反応し脱塩酸反応が生じＣＲＴ表面全面に亘り、ＣＦ3
（ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（Ｏ−）3 の結合が生成
され、フッ素を含む単分子膜２がＣＲＴの表面と化学結
合した状態で約１５オングストローム（１．５ｎｍ）の
膜厚で形成できた（図１）。なお、単分子膜はきわめて
強固に化学結合しているので全く剥離することがなかっ
た。
【００２０】このＣＲＴを用い実使用を試みたが、処理
しないものに比べ汚物の付着を大幅に低減できた、また
たとえ付着した場合にもティッシュでこする程度で簡単
に指紋等の油脂分を除去できた。また、このとき、傷は
全く付かなかった。
しないものに比べ汚物の付着を大幅に低減できた、また
たとえ付着した場合にもティッシュでこする程度で簡単
に指紋等の油脂分を除去できた。また、このとき、傷は
全く付かなかった。
【００２１】実施例２ 親水性ではあるが水酸基を含む割合が少ない強化ガラ
ス、例えばＯＨＰのフレネルプレートの場合、トリクロ
ロシリル基を複数個含む物質（例えば、ＳｉＣｌ4 、ま
たはＳｉＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、Ｃｌ−（ＳｉＣｌ
2 Ｏ）n −ＳｉＣｌ3 （ｎは整数）。特に、ＳｉＣｌ4
を用いれば、分子が小さく水酸基に対する活性も大きい
ので、プレート表面を均一に親水化する効果が大きい）
を混ぜた非水系溶媒、例えばクロロホルム溶媒に１重量
パーセント溶解した溶液に３０分間程度浸漬すると、プ
レート表面１１には親水性のＯＨ基１２が多少とも存在
する（図２）ので表面で脱塩酸反応が生じトリクロロシ
リル基を複数個含む物質のクロロシラン単分子膜が形成
される。
ス、例えばＯＨＰのフレネルプレートの場合、トリクロ
ロシリル基を複数個含む物質（例えば、ＳｉＣｌ4 、ま
たはＳｉＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、Ｃｌ−（ＳｉＣｌ
2 Ｏ）n −ＳｉＣｌ3 （ｎは整数）。特に、ＳｉＣｌ4
を用いれば、分子が小さく水酸基に対する活性も大きい
ので、プレート表面を均一に親水化する効果が大きい）
を混ぜた非水系溶媒、例えばクロロホルム溶媒に１重量
パーセント溶解した溶液に３０分間程度浸漬すると、プ
レート表面１１には親水性のＯＨ基１２が多少とも存在
する（図２）ので表面で脱塩酸反応が生じトリクロロシ
リル基を複数個含む物質のクロロシラン単分子膜が形成
される。
【００２２】例えば、トリクロロシリル基を複数個含む
物質としてＳｉＣｌ4 を用いれば、プレート表面１１に
は少量の親水性のＯＨ基が露出されているので、表面で
脱塩酸反応が生じ、下記［化１］の様に分子が−ＳｉＯ
−結合を介して表面に固定される。
物質としてＳｉＣｌ4 を用いれば、プレート表面１１に
は少量の親水性のＯＨ基が露出されているので、表面で
脱塩酸反応が生じ、下記［化１］の様に分子が−ＳｉＯ
−結合を介して表面に固定される。
【００２３】
【化１】 その後、非水系の溶媒例えばクロロホルムで洗浄して、
さらに水で洗浄すると、器と反応していないＳｉＣｌ4
分子は除去され、プレート表面に下記［化２］等のシロ
キサン単分子膜１３が得られる（図３）。
さらに水で洗浄すると、器と反応していないＳｉＣｌ4
分子は除去され、プレート表面に下記［化２］等のシロ
キサン単分子膜１３が得られる（図３）。
【００２４】
【化２】 なお、このときできた単分子膜１３はプレートとは−Ｓ
ｉＯ−の化学結合を介して完全に結合されているので剥
がれることが全く無い。また、得られた単分子膜は表面
にＳｉＯＨ結合を数多く持つ。当初の水酸基の約３倍程
度の数が生成される。
ｉＯ−の化学結合を介して完全に結合されているので剥
がれることが全く無い。また、得られた単分子膜は表面
にＳｉＯＨ結合を数多く持つ。当初の水酸基の約３倍程
度の数が生成される。
【００２５】そこでさらに、フッ化炭素基及びクロロシ
リル基を含む物質を混合した非水系の溶媒、例えば、Ｃ
Ｆ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 を用い、１０
％程度の濃度で溶かした８０％ｎ−ヘキサデカン、１２
％四塩化炭素、８％クロロホルム溶液を調整し、前記表
面にＳｉＯＨ結合を数多く持つ単分子膜の形成されたプ
レートを１時間程度浸漬すると、プレート表面に ＣＦ
3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（Ｏ−）3 の結合が生
成され、フッ素を含む単分子膜１４が下層のシロキサン
単分子膜と化学結合した状態でプレート表面全面に亘り
約１５オングストローム（１．５ｎｍ）の膜厚で形成で
きた（図４）。なお、単分子膜は剥離試験を行なっても
全く剥離することがなかった。
リル基を含む物質を混合した非水系の溶媒、例えば、Ｃ
Ｆ3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 を用い、１０
％程度の濃度で溶かした８０％ｎ−ヘキサデカン、１２
％四塩化炭素、８％クロロホルム溶液を調整し、前記表
面にＳｉＯＨ結合を数多く持つ単分子膜の形成されたプ
レートを１時間程度浸漬すると、プレート表面に ＣＦ
3 （ＣＦ2 ）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（Ｏ−）3 の結合が生
成され、フッ素を含む単分子膜１４が下層のシロキサン
単分子膜と化学結合した状態でプレート表面全面に亘り
約１５オングストローム（１．５ｎｍ）の膜厚で形成で
きた（図４）。なお、単分子膜は剥離試験を行なっても
全く剥離することがなかった。
【００２６】さらにまた、上記実施例では、フッ化炭素
系界面活性剤としてＣＦ3 （ＣＦ2）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓ
ｉＣｌ3 を用いたが、アルキル鎖部分にエチレン基やエ
チニレン基を付加したり組み込んでおけば、単分子膜形
成後５メガラド程度の電子線照射で架橋できるのでさら
に単分子膜の硬度を向上させることも可能である。
系界面活性剤としてＣＦ3 （ＣＦ2）7 （ＣＨ2 ）2 Ｓ
ｉＣｌ3 を用いたが、アルキル鎖部分にエチレン基やエ
チニレン基を付加したり組み込んでおけば、単分子膜形
成後５メガラド程度の電子線照射で架橋できるのでさら
に単分子膜の硬度を向上させることも可能である。
【００２７】なお、フッ化炭素系界面活性剤として上記
のもの以外にもＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣ
ｌ3 、ＣＦ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）
15ＳｉＣｌ3 、Ｆ（ＣＦ2 ）8 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ
3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 ＣＯＯ（Ｃ
Ｈ2 ）15ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2
ＳｉＣｌ3 等が利用できる。
のもの以外にもＣＦ3 ＣＨ2 Ｏ（ＣＨ2 ）15ＳｉＣ
ｌ3 、ＣＦ3 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ3 ）2 （ＣＨ2 ）
15ＳｉＣｌ3 、Ｆ（ＣＦ2 ）8 （ＣＨ2 ）2 Ｓｉ（ＣＨ
3 ）2 （ＣＨ2 ）9 ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 ＣＯＯ（Ｃ
Ｈ2 ）15ＳｉＣｌ3 、ＣＦ3 （ＣＦ2 ）5 （ＣＨ2 ）2
ＳｉＣｌ3 等が利用できる。
【００２８】以上説明したように本発明の実施例によれ
ば、きわめて薄いナノメータレベルの膜厚のフッ化炭素
系単分子膜を基材表面に形成するため、光学基材本来の
光学特性を損なうことが全くない。また、この膜はフッ
化炭素系単分子膜は撥水撥油性にも優れており、表面の
防汚効果を高めることが可能となる。従って、人間の汗
や垢に対してきわめて防汚効果の高い高性能光学部材を
提供することができる。さらにこのことにより、洗浄回
数を大幅に削減できる効果も大きい。
ば、きわめて薄いナノメータレベルの膜厚のフッ化炭素
系単分子膜を基材表面に形成するため、光学基材本来の
光学特性を損なうことが全くない。また、この膜はフッ
化炭素系単分子膜は撥水撥油性にも優れており、表面の
防汚効果を高めることが可能となる。従って、人間の汗
や垢に対してきわめて防汚効果の高い高性能光学部材を
提供することができる。さらにこのことにより、洗浄回
数を大幅に削減できる効果も大きい。
【００２９】
【発明の効果】前記した通り本発明によれば、きわめて
薄いナノメータレベルの膜厚のフッ化炭素系単分子膜を
光学基材の表面に配向して形成するため、光学部材本来
の光学特性を損なうことがなく、表面の防汚効果を高め
ることが可能となる。また、このフッ化炭素系単分子膜
は撥水撥油性にも優れている。従って、きわめて防汚効
果の高い高性能光学部材を提供することができる。さら
にこのことにより、メンテナンスを大幅に削減できる効
果も大きい。
薄いナノメータレベルの膜厚のフッ化炭素系単分子膜を
光学基材の表面に配向して形成するため、光学部材本来
の光学特性を損なうことがなく、表面の防汚効果を高め
ることが可能となる。また、このフッ化炭素系単分子膜
は撥水撥油性にも優れている。従って、きわめて防汚効
果の高い高性能光学部材を提供することができる。さら
にこのことにより、メンテナンスを大幅に削減できる効
果も大きい。
【図１】本発明のＣＲＴの表面を分子レベルまで拡大し
た断面概念図である。
た断面概念図である。
【図２】本発明のガラスの第２の実施例を説明するため
にＯＨＰのフレネルプレートの表面を分子レベルまで拡
大した処理工程前の断面概念図である。
にＯＨＰのフレネルプレートの表面を分子レベルまで拡
大した処理工程前の断面概念図である。
【図３】本発明のガラスの第２の実施例を説明するため
にＯＨＰのフレネルプレートの表面を分子レベルまで拡
大した処理工程中の断面概念図である。
にＯＨＰのフレネルプレートの表面を分子レベルまで拡
大した処理工程中の断面概念図である。
【図４】本発明のガラスの第２の実施例を説明するため
にＯＨＰのフレネルプレートの表面を分子レベルまで拡
大した処理後の断面概念図である。
にＯＨＰのフレネルプレートの表面を分子レベルまで拡
大した処理後の断面概念図である。
１ ＣＲＴ表面 １１ ＯＨＰプレート表面 ２，１４ 単分子膜 １２ 水酸基 １３ シロキサン単分子膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−9652（ＪＰ，Ａ) 「1990年（平成２年）第37会応用物理 学関係連合講演会予稿集第３分冊」応用 物理学会（1990年３月28日）第1048頁
Claims (7)
- 【請求項１】 表面に薄膜が形成された光学部材であっ
て、前記薄膜は光学部材本来の光学特性を損なうことが
ない厚さのフッ化炭素基を含む化学吸着単分子膜からな
り、かつ前記薄膜は部材と化学結合によって形成されて
いるとともに、前記薄膜を構成する分子は配向した状態
で形成されていることを特徴とする防汚性光学部材。 - 【請求項２】 フッ化炭素基を含む化学吸着単分子膜
が、少なくともシロキサン系単分子膜を介して表面に形
成されてなる請求項１に記載の防汚性光学部材。 - 【請求項３】 光学部材の基材がガラスまたはプラスチ
ック材料からなり、前記光学部材は、ディスプレー式タ
ッチパネルスイッチ、複写機のフェイスプレート、オー
バーヘッドプロジェクター用フレネルプレート、ディス
プレー用ガラス、ディスプレー用光学フィルター、ハロ
ゲンランプ、水銀ランプ、ナトリウムランプ、電球、シ
ャンデリア、光学レンズから選ばれる請求項１または２
に記載の防汚性光学部材。 - 【請求項４】 光学部材の基材を洗浄した後、一端にク
ロルシリル基（−ＳｉＣｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、２、
３、Ｘは官能基）を有し、他の一端にフッ化炭素基を有
するクロロシラン系界面活性剤を溶かした有機溶媒に前
記基材を接触させ、基材本来の光学特性を損なうことが
ない厚さで、かつ構成する分子は配向した状態の前記活
性剤よりなる化学吸着単分子膜を基材表面全体に亘り形
成することを特徴とする防汚性光学部材の製造方法。 - 【請求項５】 光学部材の基材を洗浄した後、クロル基
を複数個含むシリル化合物を混合した非水系溶媒に接触
させ、前記基材表面の水酸基と前記クロル基とを反応さ
せて前記シリル化合物を前記基材表面に析出させる工程
と、非水系有機溶媒を用い前記基材上に残った未反応シ
リル化合物を洗浄除去した後、水と反応させて、前記基
材上にシラノール基を複数個含む物質よりなるシラノー
ル系単分子膜を形成する工程と、一端にクロルシリル基
（ＳｉＣｌn Ｘ3-n 基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）
を有し他の一端に直鎖状フッ化炭素基を含むクロロシラ
ン系界面活性剤を前記シラノール系単分子膜に化学吸着
し単分子吸着膜を累積する工程とを含むことを特徴とす
る防汚性光学部材の製造方法。 - 【請求項６】 クロル基を複数個含むシリル化合物とし
てＳｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、Ｃｌ−
（ＳｉＣｌ2 Ｏ）n −ＳｉＣｌ3 （ｎは整数）を用いる
請求項５に記載の防汚性光学部材の製造方法。 - 【請求項７】 一端にクロルシリル基を有し他の一端に
直鎖状フッ化炭素基を含むクロロシラン系界面活性剤と
してＣＦ3 −（ＣＦ2 ）n −Ｒ−ＳｉＸp Ｃｌ3-p （ｎ
は０または整数、Ｒはアルキレン基、エチレン基、アセ
チレン基、ＳｉＯ−、または酸素原子を含む置換基を表
わすがなくとも良い、ＸはＨまたはアルキル基の置換
基、ｐは０または１または２）を用いる請求項４または
５に記載の防汚性光学部材の製造方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038135A JP2500152B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 防汚性光学部材およびその製造方法 |
| DE1991629145 DE69129145T2 (de) | 1990-12-25 | 1991-12-20 | Transparentes Substrat mit aufgebrachtem monomolekularem Film und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP91122017A EP0492545B1 (en) | 1990-12-25 | 1991-12-20 | Transparent substrate with monomolecular film thereon and method of manufacturing the same |
| CA002058341A CA2058341C (en) | 1990-12-25 | 1991-12-23 | Transparent substrate and method of manufacturing the same |
| US08/431,578 US5580605A (en) | 1990-12-25 | 1995-05-01 | Transparent substrate and method of manufacturing the same |
| US09/570,264 US6521334B1 (en) | 1990-12-25 | 2000-05-12 | Transparent substrate and method of manufacturing the same |
| US09/804,854 US6503567B2 (en) | 1990-12-25 | 2001-03-13 | Transparent substrate and method of manufacturing the same |
| US10/085,248 US20020094375A1 (en) | 1990-12-25 | 2002-02-26 | Transparent substrate and method of manufacturing the same |
| US10/126,835 US20020127331A1 (en) | 1990-12-25 | 2002-04-19 | Transparent substrate and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038135A JP2500152B2 (ja) | 1991-02-06 | 1991-02-06 | 防汚性光学部材およびその製造方法 |
| US08/431,578 US5580605A (en) | 1990-12-25 | 1995-05-01 | Transparent substrate and method of manufacturing the same |
| JP7229102A JP2690876B2 (ja) | 1995-05-01 | 1995-09-06 | 透光性基体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255345A JPH04255345A (ja) | 1992-09-10 |
| JP2500152B2 true JP2500152B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=27289712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038135A Expired - Lifetime JP2500152B2 (ja) | 1990-12-25 | 1991-02-06 | 防汚性光学部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500152B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2732777B2 (ja) * | 1992-05-27 | 1998-03-30 | 松下電器産業株式会社 | 化学吸着膜の製造方法 |
| JP4967361B2 (ja) * | 2006-02-09 | 2012-07-04 | パナソニック株式会社 | 樹脂基体およびその製造方法 |
| JP5920683B2 (ja) * | 2009-04-10 | 2016-05-18 | 国立大学法人 香川大学 | 表示装置用フェースプレートの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS559652A (en) * | 1978-07-05 | 1980-01-23 | Dainichi Nippon Cables Ltd | Water repellent |
-
1991
- 1991-02-06 JP JP3038135A patent/JP2500152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「１９９０年（平成２年）第３７会応用物理学関係連合講演会予稿集第３分冊」応用物理学会（１９９０年３月２８日）第１０４８頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04255345A (ja) | 1992-09-10 |
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