JP4197472B2 - 防汚性表面層を有するレンズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防汚性及び手垢、指紋等の汚れの拭き取り性に優れた防汚層を有するメガネ用、カメラ用、ルーペ用等のレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種レンズのうち、特に手で取り扱うことが多いものの場合、手垢、指紋、皮脂、汗、唾液、整髪料等の化粧品等による汚れが付着しやすく、その汚れを完全に拭き取り除去するには手間がかかるとの問題があった。
【０００３】
また、メガネ、カメラ等のレンズ表面には、一般的に反射防止膜が設けられていることが多いが、この反射防止膜は、同様に、手垢、指紋、皮脂、汗、唾液、整髪料等の化粧品等による汚れが付着しやすく、しかもその汚れの付着より表面反射率が変化するため、単なる透明板等の場合に比べて汚れが目立ちやすく、また、その汚れが拭き取りにくい等の問題点があり、その解決策が求められていた。
【０００４】
従来、耐汚染性等が向上した反射防止性を有するレンズ等の光学物品としては、基材上に、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等のＰＶＤ法（Physical Vapor Deposition 法）により形成した二酸化ケイ素を主成分とする単層又は多層の無機物層からなる反射防止層の表面に、有機ポリシロキサン系重合物又はパーフルオロアルキル基含有重合物からなる硬化層を有するものが知られている（特許文献１）。しかし、前記硬化層は、手垢、指紋等の汚染物質が付着した場合に、ティッシュペーパー等で拭き取ることが困難であり、単に汚染物質が薄膜状に押し拡げられ、更に強く擦ると反射防止膜が傷つくため満足できる拭き取り除去を達成できないという問題点があった。
【０００５】
また、一般にパーフルオロポリエーテル基含有化合物は、その表面エネルギーが非常に小さいために、撥水撥油性、耐薬品性、潤滑性、離型性、防汚性等を有する。その性質を利用して、工業的には紙、繊維等の撥水撥油防汚剤、磁気記録媒体の滑剤、精密機器の防油剤、離型剤、化粧料、保護膜等に幅広く利用されている。しかし、前記性質は同時に他の基材に対する非粘着性及び非密着性があることを示しており、従来から公知のパーフルオロポリエーテル基含有化合物は、基材表面に塗布することはできても、被膜を形成し、かつ、強固に密着させることはできなかった。
【０００６】
一方、ガラス、布等の基材表面と有機化合物とを結合させるために、シランカップリング剤を用いることがよく知られている。シランカップリング剤は、１分子中に有機官能基と反応性シリル基（一般には、アルコキシシリル基）を有する。例えば、アルコキシシリル基を有するシランカップリング剤は、空気中の水分による加水分解及び縮合反応によりポリシロキサン構造を形成して被膜となる。それと同時に、前記有機官能基が前記反応性シリル基とともに、ガラス、金属等の基材の表面と化学的・物理的に結合することによって、耐久性を有する強固な被膜とすることができる。この性質を利用して、シランカップリング剤は各種基材表面のコーティング剤として幅広く利用されている。
【０００７】
上記パーフルオロポリエーテル基含有化合物及びシランカップリング剤の特性を活かし、基材表面に強固な被膜を形成し、撥水撥油性、防汚性、耐薬品性、潤滑性、離型性等に優れた表面処理剤として、下記式（２）：
【０００８】
【化２】
（式中、Ｒｆは炭素原子数１〜16の直鎖状又は分岐状パーフルオロアルキル基であり、Ｘはヨウ素原子又は水素原子であり、Ｙは水素原子又は低級アルキル基であり、Ｚはフッ素原子又はトリフルオロメチル基であり、Ｒ1は加水分解可能な基、Ｒ2は水素原子又は不活性な一価の有機基であり、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは各々０〜200の整数であり、ｇは０又は１、ｐ及びｑは各々０〜２の整数であり、ｋは１〜10の整数である。）
で表わされる含フッ素シラン化合物を防汚層に用いたレンズが知られている（特許文献２）。
【０００９】
しかし、前記一般式（２）で表わされる含フッ素シラン化合物は、１分子中の加水分解性基の含有割合は比較的多いものの、加水分解性基を分子鎖の片末端にしか有しないことから、特に、基材への密着性が不十分であるため耐久性の点で問題があり、レンズの表面処理剤として利用した場合には、所望の性能を長期間にわたって持続させ得るものではなく適切なものとはいえなかった。
【００１０】
【特許文献１】
特公平６−５３２４号公報
【特許文献２】
特開平９−２５８００３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、撥水撥油性に優れ、手垢、指紋、皮脂、汗、唾液、整髪料等の化粧品等の汚染物質が付着しにくく、また、手垢、指紋等の汚れが付着した場合でもティッシュペーパー等で容易に拭き取って除去することができ、また、表面の滑り性がよいため拭き取り時に表面が傷付きにくく、しかも撥水撥油性、防汚性、汚れの拭き取り除去性、耐擦傷性等の前記性能を長期間にわたって保持することができ、耐久性にも優れた防汚性を示す表面層を有するレンズの開発を目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、
レンズ基材と、表面層と、該表面層の直下にある下地部材とを有し、但し、該下地部材は、前記レンズ基材と同一であるか、又は異なる層であるレンズであって、前記表面層が、下記一般式（１）：
【００１３】
【化３】
（式中、Ｒｆは、式：-(ＣkＦ2k)Ｏ-（前記式中、ｋは１〜６の整数である）で表わされる単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する２価の基であり、Ｒは独立に炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｘは独立に加水分解性基又はハロゲン原子であり、ｎは独立に０〜２の整数であり、mは独立に１〜５の整数であり、ａ及びｂは独立に２又は３である）
で表わされるパーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの加水分解縮合物を含んでなるレンズを提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
【００１５】
［レンズ基材］
レンズ基材の材質としては、レンズとしての機能に適したものであればよく、特に限定されない。後記の液状コーティング法等で基材レンズ上に反射防止層を形成する場合等には、ガラス又はプラスチックからなる基材が好ましく用いられる。
【００１６】
レンズ基材をプラスチックを用いて形成する場合、その種類は適宜なものであってよい。例えば、アクリル系樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレートや不飽和ポリエステルの如きポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース等のアセテート系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
また、レンズ基材の形状も特に限定されず、メガネ、カメラレンズ等の用途に適した形状のものであればよい。
【００１７】
［防汚層形成材料］
本発明のレンズは、上記表面層が、下記一般式（１）：
【００１８】
【化４】
（式中、Ｒｆ、Ｒ、Ｘ、ｎ、ｍ、ａ及びｂは、前記のとおり）
で表わされるパーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの加水分解縮合物を含んでなるものである。前記加水分解縮合物は、前記Ｘの加水分解及び縮合反応によって生じる３次元構造の硬化物である。
【００１９】
ここで、Ｒｆ基は、前記のとおり、式：-(ＣkＦ2kＯ)-（式中、ｋは１〜６、好ましくは１〜４の整数である）で表わされる単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造からなる２価の基である。なお、前記一般式（１）中のｎが各々０である場合、前記一般式（１）中の酸素原子（Ｏ）に結合する前記Ｒｆ基の末端は、酸素原子ではない。
このＲｆ基としては、例えば、下記一般式で示されるものが挙げられる。但し、下記例示に限定されるものではない。
【００２０】
-CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2-
（式中、lは１以上、好ましくは１〜50、より好ましくは10〜40の整数である）
-CF2(OC2F4)p-(OCF2)q-
（式中、ｐ及びｑは、それぞれ、１以上、好ましくは１〜50、より好ましくは10〜40の整数であり、かつｐ＋ｑの和は、10〜100、好ましくは20〜90、より好ましくは40〜80の整数であり、該一般式中の繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである）
【００２１】
上記Ｘが加水分解性基である場合としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基；メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシ基；アリロキシ基、イソプロペノキシ等のアルケニルオキシ基；アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシロキシ基；ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基、ジエチルケトオキシム基、シクロペンタノキシム基、シクロヘキサノキシム基等のケトオキシム基；Ｎ-メチルアミノ基、Ｎ-エチルアミノ基、Ｎ-プロピルアミノ基、Ｎ-ブチルアミノ基、N,N-ジメチルアミノ基、N,N-ジエチルアミノ基、Ｎ-シクロヘキシルアミノ基等のアミノ基；Ｎ-メチルアセトアミド基、Ｎ-エチルアセトアミド基、Ｎ-メチルベンズアミド基等のアミド基；N,N-ジメチルアミノオキシ基、N,N-ジエチルアミノオキシ基等のアミノオキシ基；等を挙げることができる。
また、上記Ｘがハロゲン原子である場合としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
これらの中でも、上記Ｘとしては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロペノキシ基及び塩素原子が好適である。
【００２２】
上記Ｒは、炭素原子数１〜８、好ましくは１〜３の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基等が挙げられる。これらの中でもメチル基が好適である。
【００２３】
ｎは０〜２の整数であり、好ましくは１である。また、ｍは１〜５の整数であり、３であることが好ましい。
ａ及びｂは各々２又は３であり、加水分解及び縮合反応性及び被膜の密着性の観点から、３であることが好ましい。
また、上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの分子量は、特に制限されないが、安定性、取扱い易さ等の点から、数平均分子量で500〜20,000、好ましくは1000〜10,000のものが適当である。
【００２４】
上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの具体例としては、例えば、下記構造式で示されるものが挙げられる。但し、下記例示に限定されるものではない。
【００２５】
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(CH3O)2CH3SiCH2CH2CH2OCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2CH2OCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(CH3O)2CH3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OC2H5)3
（上記各式中、ｌは１〜50、ｐは１〜50、ｑは１〜50、ｐ＋ｑに和は10〜100の整数であり、下４式中の繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである）
これらは１種単独でも２種以上を組合わせても使用することができる。
また、場合により、上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランと該変性シランの部分加水分解縮合物とを組み合わせて使用することができる。
【００２６】
上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの加水分解縮合物を含む表面層は、表面エネルギーが小さいため、手垢、指紋、皮脂、汗、唾液、整髪料等の化粧品等の汚染物質が付着しにくく、また、前記汚染物質が付着した場合であっても容易に拭き取り除去することができる。そして、前記表面層はその表面の滑り性が優れたものであるため、拭き取り時の擦過による防汚性の機能低下が少なく、また、例えば、表面層が後記反射防止層上に形成される場合には、反射防止層表面に傷が付き難く、傷に由来する反射防止層の剥離を防ぐことができる。更に、上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランは両末端に加水分解性の官能基又はハロゲン原子を有していることから下地部材との密着性に優れ、防汚性等の前記性能を長期間にわたって保持させることができる表面層を与える。
【００２７】
［表面層の形成方法等］
上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シラン（以下、「変性シラン」という）の加水分解縮合物を含む表面層は、例えば、上記下地部材上に、変性シランを含む塗布剤を塗布した後に加水分解及び縮合させる方法、変性シランを直接上記下地部材上に真空蒸着した後に加水分解及び縮させる方法等によって形成することができる。
【００２８】
変性シランを含む塗布剤を塗布する方法の場合、変性シランが流体であればそのまま使用してもよいが、適当な溶剤で希釈して用いてもよい。溶剤を用いる場合、１種単独でも２種以上の混合溶剤であってもよく、いずれにせよ変性シランを均一に溶解させるものが望ましい。
【００２９】
使用できる溶剤としては、例えば、パーフルオロヘプタン、パーフルオロオクタン等のフッ素変性脂肪族炭化水素系溶剤；1,3-ジ(トリフルオロメチル)ベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン等のフッ素変性芳香族炭化水素系溶剤；メチルパーフルオロブチルエーテル、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)等のフッ素変性エーテル系溶剤；パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロトリペンチルアミン等のフッ素変性アルキルアミン系溶剤；石油ベンジン、ミネラルスピリッツ、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤；等が挙げられる。これらは１種単独で未２種以上を組み合わせても使用することができる。これらのなかでも、変性シランの溶解性、塗布対象面の濡れ性等の点で、フッ素変性された溶剤が好ましく、特に、1,3-ジ(トリフルオロメチル)ベンゼン、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)、及びパーフルオロトリブチルアミンが好ましい。
【００３０】
塗布方法としては、刷毛塗り、ディッピング、スプレー、スピンコーティング等の公知の塗布方法が採用することができる。処理方法によって最適な処理温度は異なるが、例えば、刷毛塗りおよびディッピングの場合は、室温から１２０℃の範囲で行うことが好ましい。処理湿度条件としては、加湿下で行うことが加水分解及び縮合反応を促進する上で好ましいが、使用する変性シラン化合物の種類、添加剤の使用等によって処理条件は異なるため、その都度最適な条件とすることが好ましい。
【００３１】
また、上記塗布により形成された塗膜は、（溶剤を用いた場合には、溶剤の蒸発後に）大気中の水分により、加水分解されて本発明の表面層を形成するが、必要に応じて、塗布剤に、加水分解性の官能基又はハロゲン原子の加水分解反応を促進するため、触媒を添加してもよい。前記触媒としては、例えば、ジブチル錫ジメトキシド、ジラウリン酸ジブチル錫等の有機錫化合物；テトラｎ-ブチルチタネート等のチタン含有有機化合物；酢酸、メタンスルホン酸等の有機酸；硫酸等の無機酸；等が挙げられる。これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。これらの中でも、特に、酢酸、テトラｎ-ブチルチタネート、及びジラウリン酸ジブチル錫が好ましい。前記触媒を添加する場合、その添加量は特に制限されず、触媒としての有功量であればよいが、通常、前記変性シラン100重量部に対して0.01〜５重量部、好ましくは0.1〜１重量部の範囲とされる。
【００３２】
本発明で用いる変性シランは、真空蒸着、スパッタリング等の乾式薄膜形成方法により、前記変性シランからなる層をレンズ基材等の上に直接形成させることができる。前記方法により形成された変性シランからなる層は、次いで、大気中の水分により、加水分解及び縮合して硬化し、防汚性の表面層を形成する。
【００３３】
上記の各方法によって、形成される防汚性の表面層の膜厚は、基材の種類、光学特性等に適宜設定されるが、通常、0.1ｎｍ〜５μｍ、好ましくは１〜100ｎｍである。
【００３４】
［無機系反射防止層］
本発明のレンズは、下地部材として、レンズ基材とは異なる層を、レンズ基材と表面層の間に有していてもよい。例えば、レンズ基材と表面層の間に無機系反射防止層を有するものであってもよい。
無機系反射防止層の形成には、無機酸化物、無機ハロゲン化物、又はそれらの複合物等よりなる無機物が用いられる。前記無機物の具体例としては、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の無機酸化物；ＭｇＦ2、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＬａＦ2、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＳｒＦ2、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14等の無機ハロゲン化物が挙げられる。これらの無機物は、１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００３５】
無機系反射防止層の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンオレーティング法等で代表される各種のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、あるいはスピンコート法、浸漬コート法、カーテンフローコート法、ロールコート法、スプレーコート法、流し塗り法等で代表される流体塗布法等の適宜な薄膜形成法にて行うことができる。
【００３６】
前記ＰＶＤ法には、上記に例示したＳｉＯ2等の無機酸化物やＭｇＦ2等の無機ハロゲン化物等が好ましく用いられる。特に、複層構造の反射防止層を形成する場合、前記反射防止層の最上層には、硬度の高さ、表面層との密着性等の点から、ＰＶＤ法によりＳｉＯ2を主成分として含有する層に形成したものが好ましい。
【００３７】
反射防止層は、反射防止効果等の点から複層構造とすることが好ましく、特に、最上層のＳｉＯ2系無機層よりも高い屈折率の層を１層又は２層以上内在させた複層構造とすることが好ましい。その場合、各層の厚さや屈折率の設定等については、A.VASICEK著「OPUTICS OF THIN FILMS」（pp.159〜283、北オランダ・パブリッシング・カンパニー発行、アムステルダム(1960)）等の公知技術の如く、従来に準じることができる。
【００３８】
また、前記においてレンズ基材がガラスの場合には、反射防止層にＭｇＦ2、ＣａＦ2、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14等の如き低屈折率を示すものを含ませることが、高い反射効果を得る点等より好ましい。また、レンズ基材がプラスチックの場合には、反射防止層にＳｉＯ2等の如き屈折率が比較的低くて硬度の高いものを含ませることが耐久性等の点より好ましい。
【００３９】
［その他の層］
本発明のレンズは、レンズ基材上にハードコート層を有するものであってもよい。この場合には、レンズ基材と上記表面層又は上記反射防止層との間にハードコート層を有する形態のレンズとなる。
【００４０】
ハードコート層も従来に準じて形成することができる。中でも、有機ケイ素化合物、特に一般式(3)：
Ｒ3 cＲ4 dＳｉ(ＯＲ5)4-c-d (3)
（式中、Ｒ3及びＲ4は各々非置換又は置換の炭素原子数１〜８の１価炭化水素基であり、Ｒ5は１価有機基であり、ｃ及びｄは各々０又は１である）
で表わされる有機ケイ素化合物、その部分加水分解縮合物等の硬化物からなるハードコート層が好ましい。前記式中のＲ3、Ｒ4としては、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基；ビニル基、イソプロペニル基等のアルケニル基；フェニル基等のアリール基；及び、前記の基の水素原子の少なくとも１個が、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、エポキシ基、グリシドキシ基、アミノ基、メルカプト基、メタクリロイルオキシ基、シアノ基等により置換された基が挙げられる。式中のＲ5としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の炭素原子数が１〜８のアルキル基；アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基；フェニル基等のアリール基等が挙げられる。
【００４１】
上記一般式(3)で表わされる有機ケイ素化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、メチルシリケート、エチルシリケート等があげられる。これらは、１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００４２】
ハードコート層は、層を構成する上記有機ケイ素化合物又はその部分加水分解縮合物を必要に応じて溶剤を用いて、コート液とし、適宜硬化触媒をそれに添加し、浸漬法、ハケ塗り、スピンコート法、スプレー塗装、流し塗り等の方法で塗布し、常温又は加熱下（120℃以下が好ましい）で乾燥させる。乾燥後、更に熱処理（120℃以下が好ましい）して前記成分を硬化させてもよい。
【００４３】
上記ハードコート層には、例えばゾル−ゲル法等により平均粒径が0.5〜５μmのシリカ、アルミナ等の金属酸化物等からなる微粒子を含有させてもよい。また、ハードコート層表面を、バフ、コロナ放電、イオンエッチング等の適宜な方法により中心線平均粗さが0.01〜0.5μmのエッチングされた表面となし、防眩機能を付与することもできる。
【００４４】
さらにレンズ基材は、ハードコート層に代えて、あるいはハードコート層と共に、例えば、反射防止層密着性、硬度、耐薬品性、耐久性、染色性等の向上等を目的に、適宜なコート層をするものであってもよく、表面処理されたもの等であってもよい。
【００４５】
ちなみに、レンズ基材がプラスチックである場合に、その表面硬度の向上には、特公昭50-28092号公報、特公昭50-28446号公報、特公昭50-39449号公報、特公昭51-24368号公報、特公昭57-2735号公報、特開昭52-112698号公報等に記載された高硬度化用の適宜な材料を用いることができる。また、チタン、アルミニウム、スズ等の金属；又はＳｉＯ2等からなる酸化物をコーティングする方法や、(メタ)アクリル酸のペンタエリスリトールエステル等の単量体の架橋重合体等からなるアクリル系架橋重合体の使用等も硬度の向上に有効である。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において「部」は重量部を示す。
【００４７】
[実施例１]
厚さ２ｍｍのポリカーボネート樹脂基板（直径：80ｍｍ）に、シリカゾル 135重量部、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシランの部分加水分解縮合物 129重量部、及びγ-クロロプロピルトリメトキシランの部分加水分解縮合物 70重量部を含むエタノール溶液を基板に塗布し、硬化させて、厚さ約３μｍのハードコート層を形成した。その上にスパッタリング方式で、ＳｉＯ2層、ＴｉＯ2層、ＳｉＯ2層、ＴｉＯ2層、ＳｉＯ2層の５層をそれぞれ光学的膜厚をλ／４（λ＝540ｎｍ）に設定して前記のとおりの順序で順次積層して反射防止層を形成した。
【００４８】
次に、下記化合物１のパーフルオロポリアルキレンエーテル変性シラン 0.2ｇをパーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン) 99.8ｇに溶解させ、コーティング溶液を調整した。この溶液を、上記反射防止層上にスピンコート法で塗工し、25℃、湿度70％の雰囲気下で24時間放置して、溶剤を蒸発させて除去し、かつ、硬化させて厚さが約５ｎｍの防汚性の表面層を形成させた。この表面層が形成された試料片を用いて下記（１）から（３）の評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００４９】
・化合物１
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
（式中、ｐ＝22、ｑ＝22、繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである）
【００５０】
［評価手法］
(１)表面特性の評価
▲１▼転落角（deg）
接触角計(協和界面科学社製：ＣＡ−Ａ型)を用いて、直径２mmの大きさからなるオレイン酸液滴の試料片表面に対する転落角を測定した。測定結果は、試料片表面の異なる５ヶ所にて測定し、その平均値で示した。
【００５１】
▲２▼剥離力
防汚層表面にポリエステル粘着テープ（日東電工社製：No.31Ｂ、幅19ｍｍ）を未着端部を残して貼り付けた。未着端部を引張試験機に固定して、１８０度の角度で剥離速度：300ｍｍ/ｍｉｎ．で引張り、テープの剥離に要する力（単位：Ｎ/19ｍｍ）を測定した。
【００５２】
(２)防汚層の耐久性の評価
上記試料片をフッ素系溶剤：AK-225(商品名、旭ガラス社製)に５分間浸漬後取出し乾燥したのち、上記▲１▼及び▲２▼で示した方法で転落角及び剥離力を測定した。これを、前記溶剤浸漬前の数値と比較して、防汚層の耐久性を評価した。
【００５３】
(３)防汚性の評価
上記試料片に人差し指を５秒間押し当てて指紋を付着させた後、その指紋を乾いた布で拭取った時の指紋の拭取りやすさを評価した。評価基準は以下のとおりであり、被験者５人の平均の評価をその表面の評価とした。
指紋の拭取りやすさの評価基準
指紋を軽く拭取ることが出来る場合を良好であると評価し、○で表示した。
指紋は拭取りにくいが、指紋の跡は残らない場合をやや不良であると評価し、△で表示した。
指紋は拭取りにくく、指紋の跡も残る場合を不良であると評価し、×で表示した。
【００５４】
[実施例２]
実施例１で使用した上記化合物１のパーフルオロアルキレンポリアルキレンエーテル変性シラン 20ｇを、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)80ｇに溶解させた溶液0.5ｇを、直径：５mm、高さ：３mmの円筒形状の多孔質セラミックペレットに含浸させ、次いで70℃×60分間の条件でパーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)を蒸発させて除去した。このペレットを抵抗加熱体であるモリブデンボート上に乗せ、真空蒸着機：ＨＳＶ-3-３Ｇ（商品名、佐藤真空社製）内に装着した。また、上記実施例１に記載のものと同一の反射防止層等が形成されているポリカーボネート樹脂基板を前記真空蒸着機内に装着した。次に、前記真空蒸着機内の圧力が５×10−３Torr以下の真空となるように排気した後、前記ボートを500℃以上に加熱して、真空蒸着を行った。
【００５５】
このようにして、反射防止層の表面に、上記化合物１のパーフルオロアルキレンポリアルキレンエーテル変性シランの厚さ約４ｎｍの層を形成することができた。その後、２５℃、湿度７０％の雰囲気下で２４時間放置して、硬化させて表面層を形成させた。この試料片を用いて、実施例１と同様にして、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５６】
［比較例１〜３］
実施例１の化合物１を、下記化合物２〜４に変更したこと以外は、実施例１と同様にして試験片を作成し、同様に評価を行った。その結果を表１に示す。
・化合物２
【００５７】
【化５】
・化合物３
【００５８】
【化６】
【００５９】
・化合物４
(CH3O)3Si(CH2)3HNOCCF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CONH(CH2)3Si(OCH3)3
（式中、ｐ＝22、ｑ＝22、繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである）
【００６０】
【表１】
【００６１】
［評価］
表１記載の結果からみて、加水分解性基であるメトキシ基を片端部のみに有する化合物２及び３を用いた比較例１及び２は、実施例１及び２と比べて撥油性が劣るのみならず、特に溶剤浸漬による性能の劣化が大きく耐久性の点において劣るものであることが分かる。また、メトキシ基を両端部に有するとともにアミド結合を有する化合物４を用いた比較例３は、耐久性の点では特に問題はないが、撥油性、テープ剥離強度及び指紋拭き取り性のいずれにおいても、実施例１及び２のものと比べて劣ることが分かる。
【００６２】
こうしたことから、防汚性の表面層を有する本発明のレンズは、手垢、指紋、皮脂等の汚染物質が付着しにくく、汚染物質が付着しても容易に拭き取り除去することができ、耐久性にも優れているものと評価できる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の防汚性の表面層を形成したレンズは、手垢、指紋等の汚染物質が付着しにくく、汚染物質が付着しても容易に拭き取り除去することができ、しかも表面の滑り性が良好で傷つきにくく、かつ、それらの性能を長期間にわたって保持し、耐久性がよい等の優れた特徴を有する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、防汚性及び手垢、指紋等の汚れの拭き取り性に優れた防汚層を有するメガネ用、カメラ用、ルーペ用等のレンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種レンズのうち、特に手で取り扱うことが多いものの場合、手垢、指紋、皮脂、汗、唾液、整髪料等の化粧品等による汚れが付着しやすく、その汚れを完全に拭き取り除去するには手間がかかるとの問題があった。
【０００３】
また、メガネ、カメラ等のレンズ表面には、一般的に反射防止膜が設けられていることが多いが、この反射防止膜は、同様に、手垢、指紋、皮脂、汗、唾液、整髪料等の化粧品等による汚れが付着しやすく、しかもその汚れの付着より表面反射率が変化するため、単なる透明板等の場合に比べて汚れが目立ちやすく、また、その汚れが拭き取りにくい等の問題点があり、その解決策が求められていた。
【０００４】
従来、耐汚染性等が向上した反射防止性を有するレンズ等の光学物品としては、基材上に、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等のＰＶＤ法（Physical Vapor Deposition 法）により形成した二酸化ケイ素を主成分とする単層又は多層の無機物層からなる反射防止層の表面に、有機ポリシロキサン系重合物又はパーフルオロアルキル基含有重合物からなる硬化層を有するものが知られている（特許文献１）。しかし、前記硬化層は、手垢、指紋等の汚染物質が付着した場合に、ティッシュペーパー等で拭き取ることが困難であり、単に汚染物質が薄膜状に押し拡げられ、更に強く擦ると反射防止膜が傷つくため満足できる拭き取り除去を達成できないという問題点があった。
【０００５】
また、一般にパーフルオロポリエーテル基含有化合物は、その表面エネルギーが非常に小さいために、撥水撥油性、耐薬品性、潤滑性、離型性、防汚性等を有する。その性質を利用して、工業的には紙、繊維等の撥水撥油防汚剤、磁気記録媒体の滑剤、精密機器の防油剤、離型剤、化粧料、保護膜等に幅広く利用されている。しかし、前記性質は同時に他の基材に対する非粘着性及び非密着性があることを示しており、従来から公知のパーフルオロポリエーテル基含有化合物は、基材表面に塗布することはできても、被膜を形成し、かつ、強固に密着させることはできなかった。
【０００６】
一方、ガラス、布等の基材表面と有機化合物とを結合させるために、シランカップリング剤を用いることがよく知られている。シランカップリング剤は、１分子中に有機官能基と反応性シリル基（一般には、アルコキシシリル基）を有する。例えば、アルコキシシリル基を有するシランカップリング剤は、空気中の水分による加水分解及び縮合反応によりポリシロキサン構造を形成して被膜となる。それと同時に、前記有機官能基が前記反応性シリル基とともに、ガラス、金属等の基材の表面と化学的・物理的に結合することによって、耐久性を有する強固な被膜とすることができる。この性質を利用して、シランカップリング剤は各種基材表面のコーティング剤として幅広く利用されている。
【０００７】
上記パーフルオロポリエーテル基含有化合物及びシランカップリング剤の特性を活かし、基材表面に強固な被膜を形成し、撥水撥油性、防汚性、耐薬品性、潤滑性、離型性等に優れた表面処理剤として、下記式（２）：
【０００８】
【化２】
で表わされる含フッ素シラン化合物を防汚層に用いたレンズが知られている（特許文献２）。
【０００９】
しかし、前記一般式（２）で表わされる含フッ素シラン化合物は、１分子中の加水分解性基の含有割合は比較的多いものの、加水分解性基を分子鎖の片末端にしか有しないことから、特に、基材への密着性が不十分であるため耐久性の点で問題があり、レンズの表面処理剤として利用した場合には、所望の性能を長期間にわたって持続させ得るものではなく適切なものとはいえなかった。
【００１０】
【特許文献１】
特公平６−５３２４号公報
【特許文献２】
特開平９−２５８００３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、撥水撥油性に優れ、手垢、指紋、皮脂、汗、唾液、整髪料等の化粧品等の汚染物質が付着しにくく、また、手垢、指紋等の汚れが付着した場合でもティッシュペーパー等で容易に拭き取って除去することができ、また、表面の滑り性がよいため拭き取り時に表面が傷付きにくく、しかも撥水撥油性、防汚性、汚れの拭き取り除去性、耐擦傷性等の前記性能を長期間にわたって保持することができ、耐久性にも優れた防汚性を示す表面層を有するレンズの開発を目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、
レンズ基材と、表面層と、該表面層の直下にある下地部材とを有し、但し、該下地部材は、前記レンズ基材と同一であるか、又は異なる層であるレンズであって、前記表面層が、下記一般式（１）：
【００１３】
【化３】
（式中、Ｒｆは、式：-(ＣkＦ2k)Ｏ-（前記式中、ｋは１〜６の整数である）で表わされる単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する２価の基であり、Ｒは独立に炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｘは独立に加水分解性基又はハロゲン原子であり、ｎは独立に０〜２の整数であり、mは独立に１〜５の整数であり、ａ及びｂは独立に２又は３である）
で表わされるパーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの加水分解縮合物を含んでなるレンズを提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
【００１５】
［レンズ基材］
レンズ基材の材質としては、レンズとしての機能に適したものであればよく、特に限定されない。後記の液状コーティング法等で基材レンズ上に反射防止層を形成する場合等には、ガラス又はプラスチックからなる基材が好ましく用いられる。
【００１６】
レンズ基材をプラスチックを用いて形成する場合、その種類は適宜なものであってよい。例えば、アクリル系樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレートや不飽和ポリエステルの如きポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース等のアセテート系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
また、レンズ基材の形状も特に限定されず、メガネ、カメラレンズ等の用途に適した形状のものであればよい。
【００１７】
［防汚層形成材料］
本発明のレンズは、上記表面層が、下記一般式（１）：
【００１８】
【化４】
（式中、Ｒｆ、Ｒ、Ｘ、ｎ、ｍ、ａ及びｂは、前記のとおり）
で表わされるパーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの加水分解縮合物を含んでなるものである。前記加水分解縮合物は、前記Ｘの加水分解及び縮合反応によって生じる３次元構造の硬化物である。
【００１９】
ここで、Ｒｆ基は、前記のとおり、式：-(ＣkＦ2kＯ)-（式中、ｋは１〜６、好ましくは１〜４の整数である）で表わされる単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造からなる２価の基である。なお、前記一般式（１）中のｎが各々０である場合、前記一般式（１）中の酸素原子（Ｏ）に結合する前記Ｒｆ基の末端は、酸素原子ではない。
このＲｆ基としては、例えば、下記一般式で示されるものが挙げられる。但し、下記例示に限定されるものではない。
【００２０】
-CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2-
（式中、lは１以上、好ましくは１〜50、より好ましくは10〜40の整数である）
-CF2(OC2F4)p-(OCF2)q-
（式中、ｐ及びｑは、それぞれ、１以上、好ましくは１〜50、より好ましくは10〜40の整数であり、かつｐ＋ｑの和は、10〜100、好ましくは20〜90、より好ましくは40〜80の整数であり、該一般式中の繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである）
【００２１】
上記Ｘが加水分解性基である場合としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基；メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシ基；アリロキシ基、イソプロペノキシ等のアルケニルオキシ基；アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等のアシロキシ基；ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基、ジエチルケトオキシム基、シクロペンタノキシム基、シクロヘキサノキシム基等のケトオキシム基；Ｎ-メチルアミノ基、Ｎ-エチルアミノ基、Ｎ-プロピルアミノ基、Ｎ-ブチルアミノ基、N,N-ジメチルアミノ基、N,N-ジエチルアミノ基、Ｎ-シクロヘキシルアミノ基等のアミノ基；Ｎ-メチルアセトアミド基、Ｎ-エチルアセトアミド基、Ｎ-メチルベンズアミド基等のアミド基；N,N-ジメチルアミノオキシ基、N,N-ジエチルアミノオキシ基等のアミノオキシ基；等を挙げることができる。
また、上記Ｘがハロゲン原子である場合としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
これらの中でも、上記Ｘとしては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロペノキシ基及び塩素原子が好適である。
【００２２】
上記Ｒは、炭素原子数１〜８、好ましくは１〜３の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基等が挙げられる。これらの中でもメチル基が好適である。
【００２３】
ｎは０〜２の整数であり、好ましくは１である。また、ｍは１〜５の整数であり、３であることが好ましい。
ａ及びｂは各々２又は３であり、加水分解及び縮合反応性及び被膜の密着性の観点から、３であることが好ましい。
また、上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの分子量は、特に制限されないが、安定性、取扱い易さ等の点から、数平均分子量で500〜20,000、好ましくは1000〜10,000のものが適当である。
【００２４】
上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの具体例としては、例えば、下記構造式で示されるものが挙げられる。但し、下記例示に限定されるものではない。
【００２５】
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(CH3O)2CH3SiCH2CH2CH2OCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2CH2OCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(CH3O)2CH3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2SiCH3(OCH3)2
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
(C2H5O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OC2H5)3
（上記各式中、ｌは１〜50、ｐは１〜50、ｑは１〜50、ｐ＋ｑに和は10〜100の整数であり、下４式中の繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである）
これらは１種単独でも２種以上を組合わせても使用することができる。
また、場合により、上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランと該変性シランの部分加水分解縮合物とを組み合わせて使用することができる。
【００２６】
上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの加水分解縮合物を含む表面層は、表面エネルギーが小さいため、手垢、指紋、皮脂、汗、唾液、整髪料等の化粧品等の汚染物質が付着しにくく、また、前記汚染物質が付着した場合であっても容易に拭き取り除去することができる。そして、前記表面層はその表面の滑り性が優れたものであるため、拭き取り時の擦過による防汚性の機能低下が少なく、また、例えば、表面層が後記反射防止層上に形成される場合には、反射防止層表面に傷が付き難く、傷に由来する反射防止層の剥離を防ぐことができる。更に、上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランは両末端に加水分解性の官能基又はハロゲン原子を有していることから下地部材との密着性に優れ、防汚性等の前記性能を長期間にわたって保持させることができる表面層を与える。
【００２７】
［表面層の形成方法等］
上記パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シラン（以下、「変性シラン」という）の加水分解縮合物を含む表面層は、例えば、上記下地部材上に、変性シランを含む塗布剤を塗布した後に加水分解及び縮合させる方法、変性シランを直接上記下地部材上に真空蒸着した後に加水分解及び縮させる方法等によって形成することができる。
【００２８】
変性シランを含む塗布剤を塗布する方法の場合、変性シランが流体であればそのまま使用してもよいが、適当な溶剤で希釈して用いてもよい。溶剤を用いる場合、１種単独でも２種以上の混合溶剤であってもよく、いずれにせよ変性シランを均一に溶解させるものが望ましい。
【００２９】
使用できる溶剤としては、例えば、パーフルオロヘプタン、パーフルオロオクタン等のフッ素変性脂肪族炭化水素系溶剤；1,3-ジ(トリフルオロメチル)ベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン等のフッ素変性芳香族炭化水素系溶剤；メチルパーフルオロブチルエーテル、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)等のフッ素変性エーテル系溶剤；パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロトリペンチルアミン等のフッ素変性アルキルアミン系溶剤；石油ベンジン、ミネラルスピリッツ、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤；等が挙げられる。これらは１種単独で未２種以上を組み合わせても使用することができる。これらのなかでも、変性シランの溶解性、塗布対象面の濡れ性等の点で、フッ素変性された溶剤が好ましく、特に、1,3-ジ(トリフルオロメチル)ベンゼン、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)、及びパーフルオロトリブチルアミンが好ましい。
【００３０】
塗布方法としては、刷毛塗り、ディッピング、スプレー、スピンコーティング等の公知の塗布方法が採用することができる。処理方法によって最適な処理温度は異なるが、例えば、刷毛塗りおよびディッピングの場合は、室温から１２０℃の範囲で行うことが好ましい。処理湿度条件としては、加湿下で行うことが加水分解及び縮合反応を促進する上で好ましいが、使用する変性シラン化合物の種類、添加剤の使用等によって処理条件は異なるため、その都度最適な条件とすることが好ましい。
【００３１】
また、上記塗布により形成された塗膜は、（溶剤を用いた場合には、溶剤の蒸発後に）大気中の水分により、加水分解されて本発明の表面層を形成するが、必要に応じて、塗布剤に、加水分解性の官能基又はハロゲン原子の加水分解反応を促進するため、触媒を添加してもよい。前記触媒としては、例えば、ジブチル錫ジメトキシド、ジラウリン酸ジブチル錫等の有機錫化合物；テトラｎ-ブチルチタネート等のチタン含有有機化合物；酢酸、メタンスルホン酸等の有機酸；硫酸等の無機酸；等が挙げられる。これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。これらの中でも、特に、酢酸、テトラｎ-ブチルチタネート、及びジラウリン酸ジブチル錫が好ましい。前記触媒を添加する場合、その添加量は特に制限されず、触媒としての有功量であればよいが、通常、前記変性シラン100重量部に対して0.01〜５重量部、好ましくは0.1〜１重量部の範囲とされる。
【００３２】
本発明で用いる変性シランは、真空蒸着、スパッタリング等の乾式薄膜形成方法により、前記変性シランからなる層をレンズ基材等の上に直接形成させることができる。前記方法により形成された変性シランからなる層は、次いで、大気中の水分により、加水分解及び縮合して硬化し、防汚性の表面層を形成する。
【００３３】
上記の各方法によって、形成される防汚性の表面層の膜厚は、基材の種類、光学特性等に適宜設定されるが、通常、0.1ｎｍ〜５μｍ、好ましくは１〜100ｎｍである。
【００３４】
［無機系反射防止層］
本発明のレンズは、下地部材として、レンズ基材とは異なる層を、レンズ基材と表面層の間に有していてもよい。例えば、レンズ基材と表面層の間に無機系反射防止層を有するものであってもよい。
無機系反射防止層の形成には、無機酸化物、無機ハロゲン化物、又はそれらの複合物等よりなる無機物が用いられる。前記無機物の具体例としては、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2等の無機酸化物；ＭｇＦ2、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＬａＦ2、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＳｒＦ2、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14等の無機ハロゲン化物が挙げられる。これらの無機物は、１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００３５】
無機系反射防止層の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンオレーティング法等で代表される各種のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、あるいはスピンコート法、浸漬コート法、カーテンフローコート法、ロールコート法、スプレーコート法、流し塗り法等で代表される流体塗布法等の適宜な薄膜形成法にて行うことができる。
【００３６】
前記ＰＶＤ法には、上記に例示したＳｉＯ2等の無機酸化物やＭｇＦ2等の無機ハロゲン化物等が好ましく用いられる。特に、複層構造の反射防止層を形成する場合、前記反射防止層の最上層には、硬度の高さ、表面層との密着性等の点から、ＰＶＤ法によりＳｉＯ2を主成分として含有する層に形成したものが好ましい。
【００３７】
反射防止層は、反射防止効果等の点から複層構造とすることが好ましく、特に、最上層のＳｉＯ2系無機層よりも高い屈折率の層を１層又は２層以上内在させた複層構造とすることが好ましい。その場合、各層の厚さや屈折率の設定等については、A.VASICEK著「OPUTICS OF THIN FILMS」（pp.159〜283、北オランダ・パブリッシング・カンパニー発行、アムステルダム(1960)）等の公知技術の如く、従来に準じることができる。
【００３８】
また、前記においてレンズ基材がガラスの場合には、反射防止層にＭｇＦ2、ＣａＦ2、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14等の如き低屈折率を示すものを含ませることが、高い反射効果を得る点等より好ましい。また、レンズ基材がプラスチックの場合には、反射防止層にＳｉＯ2等の如き屈折率が比較的低くて硬度の高いものを含ませることが耐久性等の点より好ましい。
【００３９】
［その他の層］
本発明のレンズは、レンズ基材上にハードコート層を有するものであってもよい。この場合には、レンズ基材と上記表面層又は上記反射防止層との間にハードコート層を有する形態のレンズとなる。
【００４０】
ハードコート層も従来に準じて形成することができる。中でも、有機ケイ素化合物、特に一般式(3)：
Ｒ3 cＲ4 dＳｉ(ＯＲ5)4-c-d (3)
（式中、Ｒ3及びＲ4は各々非置換又は置換の炭素原子数１〜８の１価炭化水素基であり、Ｒ5は１価有機基であり、ｃ及びｄは各々０又は１である）
で表わされる有機ケイ素化合物、その部分加水分解縮合物等の硬化物からなるハードコート層が好ましい。前記式中のＲ3、Ｒ4としては、例えば、メチル基、エチル基等のアルキル基；ビニル基、イソプロペニル基等のアルケニル基；フェニル基等のアリール基；及び、前記の基の水素原子の少なくとも１個が、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、エポキシ基、グリシドキシ基、アミノ基、メルカプト基、メタクリロイルオキシ基、シアノ基等により置換された基が挙げられる。式中のＲ5としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の炭素原子数が１〜８のアルキル基；アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基；フェニル基等のアリール基等が挙げられる。
【００４１】
上記一般式(3)で表わされる有機ケイ素化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、メチルシリケート、エチルシリケート等があげられる。これらは、１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００４２】
ハードコート層は、層を構成する上記有機ケイ素化合物又はその部分加水分解縮合物を必要に応じて溶剤を用いて、コート液とし、適宜硬化触媒をそれに添加し、浸漬法、ハケ塗り、スピンコート法、スプレー塗装、流し塗り等の方法で塗布し、常温又は加熱下（120℃以下が好ましい）で乾燥させる。乾燥後、更に熱処理（120℃以下が好ましい）して前記成分を硬化させてもよい。
【００４３】
上記ハードコート層には、例えばゾル−ゲル法等により平均粒径が0.5〜５μmのシリカ、アルミナ等の金属酸化物等からなる微粒子を含有させてもよい。また、ハードコート層表面を、バフ、コロナ放電、イオンエッチング等の適宜な方法により中心線平均粗さが0.01〜0.5μmのエッチングされた表面となし、防眩機能を付与することもできる。
【００４４】
さらにレンズ基材は、ハードコート層に代えて、あるいはハードコート層と共に、例えば、反射防止層密着性、硬度、耐薬品性、耐久性、染色性等の向上等を目的に、適宜なコート層をするものであってもよく、表面処理されたもの等であってもよい。
【００４５】
ちなみに、レンズ基材がプラスチックである場合に、その表面硬度の向上には、特公昭50-28092号公報、特公昭50-28446号公報、特公昭50-39449号公報、特公昭51-24368号公報、特公昭57-2735号公報、特開昭52-112698号公報等に記載された高硬度化用の適宜な材料を用いることができる。また、チタン、アルミニウム、スズ等の金属；又はＳｉＯ2等からなる酸化物をコーティングする方法や、(メタ)アクリル酸のペンタエリスリトールエステル等の単量体の架橋重合体等からなるアクリル系架橋重合体の使用等も硬度の向上に有効である。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において「部」は重量部を示す。
【００４７】
[実施例１]
厚さ２ｍｍのポリカーボネート樹脂基板（直径：80ｍｍ）に、シリカゾル 135重量部、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシランの部分加水分解縮合物 129重量部、及びγ-クロロプロピルトリメトキシランの部分加水分解縮合物 70重量部を含むエタノール溶液を基板に塗布し、硬化させて、厚さ約３μｍのハードコート層を形成した。その上にスパッタリング方式で、ＳｉＯ2層、ＴｉＯ2層、ＳｉＯ2層、ＴｉＯ2層、ＳｉＯ2層の５層をそれぞれ光学的膜厚をλ／４（λ＝540ｎｍ）に設定して前記のとおりの順序で順次積層して反射防止層を形成した。
【００４８】
次に、下記化合物１のパーフルオロポリアルキレンエーテル変性シラン 0.2ｇをパーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン) 99.8ｇに溶解させ、コーティング溶液を調整した。この溶液を、上記反射防止層上にスピンコート法で塗工し、25℃、湿度70％の雰囲気下で24時間放置して、溶剤を蒸発させて除去し、かつ、硬化させて厚さが約５ｎｍの防汚性の表面層を形成させた。この表面層が形成された試料片を用いて下記（１）から（３）の評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００４９】
・化合物１
(CH3O)3SiCH2CH2CH2OCH2CF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CH2OCH2CH2CH2Si(OCH3)3
（式中、ｐ＝22、ｑ＝22、繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである）
【００５０】
［評価手法］
(１)表面特性の評価
▲１▼転落角（deg）
接触角計(協和界面科学社製：ＣＡ−Ａ型)を用いて、直径２mmの大きさからなるオレイン酸液滴の試料片表面に対する転落角を測定した。測定結果は、試料片表面の異なる５ヶ所にて測定し、その平均値で示した。
【００５１】
▲２▼剥離力
防汚層表面にポリエステル粘着テープ（日東電工社製：No.31Ｂ、幅19ｍｍ）を未着端部を残して貼り付けた。未着端部を引張試験機に固定して、１８０度の角度で剥離速度：300ｍｍ/ｍｉｎ．で引張り、テープの剥離に要する力（単位：Ｎ/19ｍｍ）を測定した。
【００５２】
(２)防汚層の耐久性の評価
上記試料片をフッ素系溶剤：AK-225(商品名、旭ガラス社製)に５分間浸漬後取出し乾燥したのち、上記▲１▼及び▲２▼で示した方法で転落角及び剥離力を測定した。これを、前記溶剤浸漬前の数値と比較して、防汚層の耐久性を評価した。
【００５３】
(３)防汚性の評価
上記試料片に人差し指を５秒間押し当てて指紋を付着させた後、その指紋を乾いた布で拭取った時の指紋の拭取りやすさを評価した。評価基準は以下のとおりであり、被験者５人の平均の評価をその表面の評価とした。
指紋の拭取りやすさの評価基準
指紋を軽く拭取ることが出来る場合を良好であると評価し、○で表示した。
指紋は拭取りにくいが、指紋の跡は残らない場合をやや不良であると評価し、△で表示した。
指紋は拭取りにくく、指紋の跡も残る場合を不良であると評価し、×で表示した。
【００５４】
[実施例２]
実施例１で使用した上記化合物１のパーフルオロアルキレンポリアルキレンエーテル変性シラン 20ｇを、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)80ｇに溶解させた溶液0.5ｇを、直径：５mm、高さ：３mmの円筒形状の多孔質セラミックペレットに含浸させ、次いで70℃×60分間の条件でパーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)を蒸発させて除去した。このペレットを抵抗加熱体であるモリブデンボート上に乗せ、真空蒸着機：ＨＳＶ-3-３Ｇ（商品名、佐藤真空社製）内に装着した。また、上記実施例１に記載のものと同一の反射防止層等が形成されているポリカーボネート樹脂基板を前記真空蒸着機内に装着した。次に、前記真空蒸着機内の圧力が５×10−３Torr以下の真空となるように排気した後、前記ボートを500℃以上に加熱して、真空蒸着を行った。
【００５５】
このようにして、反射防止層の表面に、上記化合物１のパーフルオロアルキレンポリアルキレンエーテル変性シランの厚さ約４ｎｍの層を形成することができた。その後、２５℃、湿度７０％の雰囲気下で２４時間放置して、硬化させて表面層を形成させた。この試料片を用いて、実施例１と同様にして、評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５６】
［比較例１〜３］
実施例１の化合物１を、下記化合物２〜４に変更したこと以外は、実施例１と同様にして試験片を作成し、同様に評価を行った。その結果を表１に示す。
・化合物２
【００５７】
【化５】
【００５８】
【化６】
・化合物４
(CH3O)3Si(CH2)3HNOCCF2(OC2F4)p(OCF2)qOCF2CONH(CH2)3Si(OCH3)3
（式中、ｐ＝22、ｑ＝22、繰り返し単位 (OC2F4) 及び (OCF2) の配列はランダムである）
【００６０】
【表１】
［評価］
表１記載の結果からみて、加水分解性基であるメトキシ基を片端部のみに有する化合物２及び３を用いた比較例１及び２は、実施例１及び２と比べて撥油性が劣るのみならず、特に溶剤浸漬による性能の劣化が大きく耐久性の点において劣るものであることが分かる。また、メトキシ基を両端部に有するとともにアミド結合を有する化合物４を用いた比較例３は、耐久性の点では特に問題はないが、撥油性、テープ剥離強度及び指紋拭き取り性のいずれにおいても、実施例１及び２のものと比べて劣ることが分かる。
【００６２】
こうしたことから、防汚性の表面層を有する本発明のレンズは、手垢、指紋、皮脂等の汚染物質が付着しにくく、汚染物質が付着しても容易に拭き取り除去することができ、耐久性にも優れているものと評価できる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の防汚性の表面層を形成したレンズは、手垢、指紋等の汚染物質が付着しにくく、汚染物質が付着しても容易に拭き取り除去することができ、しかも表面の滑り性が良好で傷つきにくく、かつ、それらの性能を長期間にわたって保持し、耐久性がよい等の優れた特徴を有する。
Claims (9)
- レンズ基材と、表面層と、該表面層の直下にある下地部材とを有し、但し、該下地部材は、前記レンズ基材上の有機ケイ素化合物および／又はその加水分解縮合物の硬化物からなるハードコート層と、前記レンズ基材とは異なる無機系反射防止層とからなるレンズであって、前記表面層が、下記一般式（１）：
（式中、Ｒｆは、式：-(ＣkＦ2k)Ｏ-（前記式中、ｋは１〜６の整数である）で表わされる単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する２価の基であり、Ｒは独立に炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、Ｘは独立に加水分解性基又はハロゲン原子であり、ｎは独立に０〜２の整数であり、mは独立に１〜５の整数であり、ａ及びｂは独立に２又は３である）
で表わされるパーフルオロポリアルキレンエーテル変性シランの加水分解縮合物を含んでなるレンズ。 - 請求項１に係るレンズであって、前記一般式（１）中のＲｆが、下記一般式：
-CF2CF2O(CF2CF2CF2O)lCF2CF2-
（式中、ｌは１以上の整数である）
で表わされるパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する２価の基であるレンズ。 - 請求項１に係るレンズであって、前記一般式（１）中のＲｆが、下記一般式：
-CF2(OC2F4)p-(OCF2)q-
（式中、ｐ及びｑは、それぞれ１以上の整数であり、かつｐ＋ｑの和は、10〜100の整数であり、該一般式中の繰り返し単位(OC2F4)及び(OCF2)の配列はランダムである）
で表わされるパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する２価の基であるレンズ。 - 請求項１〜３の何れか１項に係るレンズであって、前記一般式（１）中のＸが、独立に、メトキシ基、エトキシ基、イソプロペノキシ基、又は塩素原子であるレンズ。
- 請求項１〜４の何れか１項に係るレンズであって、前記表面層の厚さが0.1ｎｍ〜５μｍであるレンズ。
- 請求項１〜５の何れか１項に係るレンズであって、前記下地部材が、前記レンズ基材と前記無機系反射防止層との間に、下記一般式（３）で表される有機ケイ素化合物および／又はその加水分解縮合物の硬化物からなるハードコート層を有するレンズ。
Ｒ 3 c Ｒ 4 d Ｓｉ ( ＯＲ 5 ) 4-c-d (3)
（式中、Ｒ 3 及びＲ 4 は各々非置換又は置換の炭素原子数１〜８の１価炭化水素基であり、Ｒ 5 は１価有機基であり、ｃ及びｄは各々０又は１である） - 請求項１〜６の何れか１項に係るレンズであって、前記表面層が、前記パーフルオロポリエーテル変性シランを、前記下地部材上に直接真空蒸着させた後に、加水分解縮合させて得られたレンズ。
- 請求項１〜６の何れか１項に係るレンズであって、前記表面層が、前記パーフルオロポリエーテル変性シラン、又は該変性シランと該変性シランの部分加水分解縮合物との組み合わせを含むコーティング剤を、前記下地部材上に塗布した後に、加水分解縮合させて得られたレンズ。
- 請求項８に係るレンズであって、前記コーティング剤が、前記パーフルオロポリエーテル変性シラン、又は該変性シランと該変性シランの部分加水分解縮合物との組み合わせ100重量部に対して、加水分解触媒を0.01〜５重量部含むレンズ。
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