JP2678592B2 - 光学物品 - Google Patents

光学物品

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JP2678592B2
JP2678592B2 JP61021381A JP2138186A JP2678592B2 JP 2678592 B2 JP2678592 B2 JP 2678592B2 JP 61021381 A JP61021381 A JP 61021381A JP 2138186 A JP2138186 A JP 2138186A JP 2678592 B2 JP2678592 B2 JP 2678592B2
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antireflection film
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聡 久保田
隆夫 最上
悦男 岡上
幹人 中島
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、表面状態を改質した反射防止性を有する光
学物品に関する。 【従来の技術】 真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリン
グ法などのいわゆる物理気相堆積法(PVD法)によって
得られる無機コート膜は眼鏡、レンズ等光学材料の反射
防止膜、ハードコート膜、各種機能性膜などに広く用い
られている。特にSiO2膜は、その基板との付着力、硬
度、取扱易さなどの点で幅広く使用されている。 【発明が解決しようとする課題】 しかし、SiO2等の無機コート膜は、Si,Na,Ca等の不純
物を含む水滴が付着した場合、乾燥する過程に於て不純
物が無機コート膜表面に残り、いわゆるヤケ現象を起こ
す。特に反射防止膜に於いては、外観上の問題となるの
に加えて、光学性能にも重大な支障をきたす。 また、蒸着による膜はバルクに比べ一般に密度が小さ
く、膜内での水分子の移動も容易であると考えられる。
その為、水分子が膜の表面に吸着、その後拡散により膜
と基材の界面に達し、膜の密着性に悪影響を及ぼすな
ど、耐久性の低下を招いていた。 本発明は、このような問題点を解決するものでその目
的とするところは、主としてSiO2からなる単層または多
層の反射防止膜の表面状態を改質し、上記に挙げた種々
の問題を解決でき得る機能を表面に持たせることにあ
る。 【課題を解決するための手段】 本発明は、『プラスチック基材の上方に設けられ、か
つ、最表層が物理気相堆積法により形成されたSiO2から
なる単層又は多層の、反射防止膜の表面に、 −OH基と反応可能な官能基及びフッ素置換基を含む有
機化合物(但し、ハロゲン化シランを除く。)を、 前記反射防止膜の反射防止特性を実質的に変動させな
いように反応させて得られることを特徴とする光学物
品』である。 本発明における『−OH基と反応可能な官能基及びフッ
素置換基を含む有機化合物』とは、−OH基と反応可能な
官能基を含むことにより、最表層が物理気相堆積法によ
り形成されたSiO2からなる単層又は多層の、反射防止膜
の表面に反応可能な有機化合物である。さらに、フッ素
置換基を含むことにより、上記反射防止膜の表面エネル
ギーの低減可能な有機化合物である。該反射防止膜表面
の−OH基と反応可能な官能基を有する化合物は数々あ
り、特に限定されない。たとえば、 (以下Rfは全体または部分的にフッ素置換された有機基
を表し、Xはハロゲンを表す)で示されるカルボン酸ハ
ロゲン化物、RfR3N+Y-(Rは炭素数1〜3のアルキル基
を表し、Y-はハロゲンイオン・硫酸イオン・カルボン酸
イオン等のアニオンを表す)で示されるアンモニウム
塩、Rf−N=C=Oで示されるイソシアン酸エステル、
Rf−N=C=Sで示されるイソチオシアン酸エステルな
どが代表例であり、次の様な反応により該反射防止膜表
面に結合していると考えられる。すなわちSiO2膜を例に
とれば、まず、カルボン酸ハロゲン化物は、 のように脱ハロゲン化水素反応を伴い、エステル化反応
により、Rf基が導入されるものと考えられる。 また、アンモニウム塩との反応では、 となり、イオン結合と考えられる。 イソシアン酸エステルおよびイソチオシアン酸エステ
ルは類似の反応であり、 の反応によりウレタン結合によってRf基が導入されてい
ると考えられる。 ここで用いられるRf基は、フッ素を含有する有機基で
あり、次の一般式で示されるものが、その一例としてあ
げられる。 (ただし、Aはフッ素原子または水素原子、nは1から
18の整数、aは1または2、bは0または1、cは0か
ら2の整数を表す) (ただし、mは0から17の整数、dは0から5の整数、
R1は炭素数1から5のアルキル基を表す) (ただし、1は0から5の整数を表す) フッ素置換基を有する反応性有機化合物を該反射防止
膜表面に反応させるには、原液のままあるいは有機溶剤
に溶解して、浸漬法、スピナー法、スプレー法等により
塗布する方法、または、真空雰囲気中あるいは大気中
で、フッ素置換基を有する反応性有機化合物ガスと反応
させる方法などを用いることができる。また、反応を促
進するためには熱を加えることが効果的であり、塗布中
あるいは塗布後に、反射防止膜の特性に影響を与えない
程度の熱を加えることが望ましい。さらに、官能基の種
類によっては反応を促進するために、適当な触媒を使用
するのが効果的である。 また、該反射防止膜表面の反応性を高めるために、前
処理として該反射防止膜表面に対して洗浄、薬品処理あ
るいはプラズマ処理等を行なうと、より効果的である。 反応が終了後、過剰の反応液は水または有機溶剤で洗
浄することによって、処理前と外観、光学特性の変わら
ない反射防止膜を得ることができる。 以上はSiO2膜を代表例として述べたが、本発明は、反
射防止膜の表層膜が純粋なSiO2であってもSiO2を主とし
て含む膜であっても、その表面に施すことが可能であ
る。 【作用】 無機コート膜、特に表層膜が主としてSiO2からなる膜
などでは、その表面に極性の大きな−OH基が露出してお
りこれが水中に含まれる不純物を吸着し易いため、ヤケ
が起こると説明できる。したがって、無機コート膜表面
を極性の小さなあるいは疎水性の基で置換することによ
り、ヤケの防止、さらに水浸透防止によって、膜の密着
性・耐久性を向上できる。一般に、フッ素原子は電子密
度が高く低表面エネルギーであるため、高度の撥水撥油
性を示すことが知られている。本発明は、表層膜が主と
してSiO2からなる反射防止膜の表面にフッ素置換基を有
する有機基を導入することによって、反射防止性能等の
光学特性を損なうことなく、ヤケの防止、膜の密着性の
向上が可能となり、表面の摩擦係数が低下するため、耐
摩耗性もアップする。 以下実施例に基づき本発明を詳細に説明するが本発明
はこれらに限定されるものではない。 【実施例】 実施例−1 ジエチレングリコールビス(アリルカーボネート)樹
脂からなる合成樹脂製レンズをアセトンで洗浄し、その
後真空蒸着法により基板温度50℃で合成樹脂製レンズ表
面に反射防止処理を行った。膜構成はレンズ側からSiO2
層がλ/4,ZrO2層とSiO2層の合計膜厚がλ/4,ZrO2層がλ
/4,最上層のSiO2層がλ/4とした(ただし、λ=520n
m)。次にこのレンズをイソプロピルアルコールで洗浄
し、充分乾燥させた後、脱水された5%の3,3,4,4,5,5,
5−ヘプタフルオロイソシアネートのヘキサン溶液に、1
0℃で30秒間浸漬した。その後、該レンズを30℃の乾燥
窒素中に1分間放置した後、イソプロパノール中に浸漬
して未反応のイソシアネートを洗い流し、さらにイソプ
ロパノールの蒸気洗浄により、乾燥した。洗浄・乾燥後
のレンズの外観、反射防止特性に大きな変化はみられな
かった。 得られた反射防止膜の評価方法は以下に示す方法を用
いた。 ヤケ性:水道水を反射防止膜表面にたらし乾燥させ
たのち、布で残留物を拭き取った。残留物が残ればC、
完全に拭き取れればA、一部残ればBと評価した。 耐摩耗性:反射防止膜表面を布で1kgの荷重をかけ1
000回摩耗した。傷のついた度合を以下の3段階に分け
て評価した。 A:全く傷がつかない B:1〜10本、細かい傷がつく C:細かく無数に傷がつく 密着性:37℃の純水に1週間浸漬した後の、反射防
止膜の密着性を調べた。反射防止膜の密着性は、JIS
D−0202に準じてクロスカットテープ試験によった。即
ち、ナイフを用い、レンズ表面に1mm間隔に11本ずつの
直交する切れ目を入れ、1mm2のマス目を100個形成させ
る。次に、その上にセロファン粘着テープ(日東化学
(株)製“セロテープ”)を強く押しつけた後、表面か
ら垂直方向へ急に引っ張り剥離し、反射防止膜の残って
いるマス目の数をもって密着性指標とした。 接触角:接触角(協和化学(株)製CA−D型)を用
いて、液滴法により測定した。 各試験の結果を表−1に示した。 実施例−2 実施例−1で最上層のSiO2層を形成後、その表面をア
ルゴンガスプラズマで1分間処理を行った後、該レンズ
を直ちに10%のパーフルオロ(2−メチル−3−オキソ
ヘキサノイルフロライド)を含むTHF溶液中に、50℃で
2分間浸漬した。引き上げ後、THFおよび純水により洗
浄し、乾燥したが、外観上の変化は見られなかった。 実施例−3 イソプロピルアルコールで洗浄されたジエチレングリ
コールビス(アリルカーボネート)製レンズを室温で5
分間、5%水酸化ナトリウム水溶液で処理を行い、以下
に述べるコーティング液を、ディピング法により、液温
5℃、引き上げ速度40cm/minの条件で塗布した。次に熱
風乾燥炉中で80℃で30分,130℃で2時間加熱硬化させ
た。 コーティング液は次の様にして作成した。 撹拌装置を備えた反応容器中に、エタノール206部、
エタノール分散コロイダルシリカ396部(触媒化成工業
株式会社製“オスカル1232"固形分30%)、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシランの部分加水分解物31
2部、フローコントロール剤0.2部(日本ユニカー(株)
製“L−7604")及び0.05N酢酸水溶液86部を加え、室温
で3時間撹拌をし、コーティング液とした。 上記のようにして得られたレンズに実施例−1と同様
の反射防止処理を施した。それ以降の操作は実施例−1
と全て同様に行なった。その結果、外観上の変化はほと
んど見られなかった。 比較例 実施例1および3で得られたイソシアネート処理前の
レンズを、それぞれ比較例−1および3とした。 【発明の効果】 以上のように、本発明は、『プラスチック基材の上方
に設けられ、かつ、最表層が物理気相堆積法により形成
されたSiO2からなる単層又は多層の、反射防止膜の表面
に、 −OH基と反応可能な官能基及びフッ素置換基を含む有
機化合物(但し、ハロゲン化シランを除く。)を、 前記反射防止膜の反射防止特性を実質的に変動させな
いように反応させて得られることを特徴とする光学物
品』であるから、表面の親水性が低下して、ヤケ現象が
防止され、膜の耐水性・密着性を向上することができ
た。さらに、表面エネルギーが低減されたため、人体か
ら分泌される汗・脂肪又は食用油などの有機物による汚
れも、ティッシュペーパーなどで拭くだけで簡単に取り
除くことができた。また、表面の摩擦係数が下がり、耐
磨耗性を向上させる効果をも有している。 すなわち、本発明は、『プラスチック基材の上方に設
けられ、かつ、最表層が物理気相堆積法により形成され
たSiO2からなる単層又は多層の、反射防止膜』の表面に
『−OH基と反応可能な官能基及びフッ素置換基を含む有
機化合物(但し、ハロゲン化シランを除く。)』を、
『前記反射防止膜の反射防止特性を実質的に変動させな
いように』反応させることによって、反射防止特性の水
ヤケ防止特性の2つの特性を両立させた光学物品を提供
することが可能となるという効果を有する。 本発明は、合成樹脂製およびガラス製眼鏡レンズ、精
密機器用光学レンズ、表示パネル、時計用カバーガラ
ス、窓ガラス等表層膜が主としてSiO2からなる単層また
は多層の反射防止膜を施した製品に広く適用できる方法
であり、その用途はさらに拡大されるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡上 悦男 諏訪市大和3丁目3番5号 セイコーエ プソン株式会社内 (72)発明者 中島 幹人 諏訪市大和3丁目3番5号 セイコーエ プソン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−172245(JP,A) 特開 昭59−13201(JP,A) 特開 昭54−23557(JP,A) 特開 昭62−148902(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.プラスチック基材の上方に設けられ、かつ、最表層
    が物理気相堆積法により形成されたSiO2からなる単層又
    は多層の、反射防止膜の表面に、 −OH基と反応可能な官能基及びフッ素置換基を含む有機
    化合物(但し、ハロゲン化シランを除く。)を、 前記反射防止膜の反射防止特性を実質的に変動させない
    ように反応させて得られることを特徴とする光学物品。
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US08/183,105 US5622784A (en) 1986-01-21 1994-01-18 Synthetic resin ophthalmic lens having an inorganic coating
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