JP4687009B2 - 防曇性物品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、各種基材の表面に防曇性に優れた被膜を形成した防曇性物品及びその製造方法に関するものである。
物品の表面は、細かい水滴の付着や、キズ等により表面に凹凸があると、光の散乱により曇りが発生する。本発明は、光学物品表面に細かい水滴が付着することにより発生する曇りの防止、所謂防曇性能の付与に関する。
従来、物品表面に防曇性能を付与する方法として、表面に吸水性を付与して水滴を吸収する方法、多孔質膜を用いて水滴を吸収する方法、表面の水に対する静止接触角を上げて、水滴をつきにくくする方法、光学物品を加熱して、水滴を蒸散させる、あるいは表面での露点を上げる方法等があげられる。
この中で、表面に親水性を付与し、水に対する表面の静止接触角を低下させ、水滴を広げる方法では、物品表面への界面活性剤の塗布や、表面に界面活性剤を含む膜を形成する方法（例えば、特許文献１参照）が開示されている。
また、物品表面に対して、特に薄い膜に防曇性能を持たせる場合、防曇性能を発現、維持する目的で、物品表面に親水性が高いスルホン酸基または硫酸基をもつオルガノシランまたは／及びその加水分解物を用いる方法（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）が開示されている。
また、物品表面に対して、特に薄い膜に防曇性能を持たせる場合、防曇性能を発現、維持する目的で、物品表面に親水性が高いスルホン酸基または硫酸基をもつオルガノシランまたは／及びその加水分解物を用いる方法（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）が開示されている。
物品での水滴による曇りの現象は、大気中に含まれる水蒸気が露点以下になった場合に、水蒸気が物品表面に凝結することによって発生する。水蒸気の凝結は物品表面の任意で多数の場所が核となり、そこから水滴が成長し、成長する過程で隣り合う水滴が結合を繰り返しながら発生する。
物品の表面に防曇性能を付与するためには、この水滴が成長する過程で隣り合う水滴の結合を早め、水滴を広げることで曇りを発生させない方法が効果的である。つまり、表面に親水性を持たせる方法が効果的である。しかし、一般的に知られている界面活性剤の塗布や、表面に界面活性剤を含む膜を形成する構成では、初期の防曇効果は優れているが、水が付着することにより界面活性剤の脱落が起き、防曇効果の持続性に課題がある。よって、防曇効果を持続させるため、物品表面に対する親水成分の固定化が重要である。
しかし、これまでに採られている方法では、物品表面に親水成分を固定化するための部位、及び／または、膜内で架橋する部位をもたせると、膜内の親水性基の密度が低くなり、充分な防曇性能が得られなかった。また、物品表面に親水成分を固定化するための部位、及び／または、膜内で架橋する部位が充分でなければ、膜自体の耐久性がないという欠点があった。
具体的には、特許文献１で示されるような、物品表面への界面活性剤の塗布や、表面に界面活性剤を含む膜を形成する構成では、水が付着することにより界面活性剤の脱落が起き、防曇効果の持続性に課題がある。また、物品が光学用途に用いられる場合、表面に形成する膜の膜厚によっては表面の反射特性が変化して、光線反射率及び透過率が変化してしまい、光学特性が変化してしまうという課題がある。
特許文献２で示されるスルホン酸変性オルガノシランの処理により得られる親水性物品は、同時に用いている多量の界面活性剤の効果から、処理直後は充分な防曇性能が得られるものの、洗浄などによる界面活性剤の脱落により持続性がほとんどない。
特許文献３で示されるスルホン酸またはスルホン酸前駆体を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物を親水性有機溶剤に希釈した防曇コーティング液により得られる親水性物品は、親水性基の密度が不足し、処理直後においても、高い防曇性能が得られないという課題がある。
本発明は、このような従来の課題をすべて解消し、光学性能を損なうことなく防曇性能を付与し、更にいかなる使用環境でも細かい水滴による曇りが防止でき、さらに防曇性能に持続性を有する処理液を用いた防曇性物品とその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは精力的に研究を重ねた結果、以下に示すように、縮合度が異なる親水性物質を用いることにより、物品表面の親水性基密度を低下させることなく充分な膜強度をもたせる、すなわち、優れた防曇特性を持ち、いかなる使用環境でも細かい水滴による曇りが防止でき、さらに防曇性能に持続性を有する防曇性物品の作製が可能であることを見出し、本発明を完成した。
以上の課題を解決するために本発明の防曇性物品は、基材表面に、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物による防曇性能膜を形成しており、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満であることを特徴とする。
上記によれば、充分な防曇性能および膜自体の耐久性を持つ防曇性物品の提供が可能である。つまり、単体で存在する非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物は、基材と膜の固定化に加え、２量体以上の縮合物間、２量体以上の縮合物と単体分子間及び、単体分子間で反応し、隙間を埋める糊の役目を果たす。これにより、物品表面に親水成分を固定化するための部位、及び、膜内で架橋する部位が存在し、充分な防曇性能、及び、膜自体の耐久性を持つ膜を有する防曇性物品が得られる。
また、本発明の防曇性物品は、処理膜に界面活性剤を含むことを特徴とする。
上記によれば、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液が、界面活性剤を含有することにより、これを物品に処理した場合、防曇特性を阻害することなく、外観が良好である均一な膜が作製でき、さらに、防曇特性を向上させた防曇性物品が得られる。
上記によれば、充分な防曇性能および膜自体の耐久性を持つ防曇性物品の提供が可能である。つまり、単体で存在する非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物は、基材と膜の固定化に加え、２量体以上の縮合物間、２量体以上の縮合物と単体分子間及び、単体分子間で反応し、隙間を埋める糊の役目を果たす。非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランの２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満、それ以外の非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランが単体である場合、物品表面に親水成分を固定化するための部位、及び、膜内で架橋する部位がバランスよく存在し、充分な防曇性能、及び、膜自体の耐久性を持つ膜を有する防曇性物品が得られる。
また、本発明の防曇性物品は、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物が、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホン酸基から選ばれる１種以上の官能基を含有することを特徴とする。
上記によれば、良好な親水性を示す、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホン酸基を少なくとも１種以上非カップリング部位に少なくとも１個以上含有することで、良好な性能を有する防曇性物品が得られる。
また、本発明の防曇性物品は、基材がレンズであることを特徴とする。
上記によれば、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液により、形成した防曇性能膜は、光学特性を損なうことなく、防曇性能を持ったレンズが作製できる。物品が光学用途に用いられる場合、表面に形成する膜の膜厚によっては表面の反射特性が変化して、光線反射率及び透過率が変化してしまい、光学特性が変化してしまうおそれがあるが、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液により形成した防曇性能膜は、非常に薄いため、光学特性に影響しない。よって、良好な防曇性能を持つレンズが得られる。
また、本発明の防曇性物品の製造方法は、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液が塗布された基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、を含み、加熱処理して乾燥硬化する工程が、５０℃以上３００℃以下の温度範囲で、１分以上２４時間以下であることを特徴とする。
上記によれば、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である処理液を基材表面に塗布し、これを加熱処理して塗布された処理液中の溶媒を除去し、乾燥硬化することで、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物のカップリング部位の反応を完結させ、充分な防曇性能、及び、膜自体の耐久性を有する防曇性物品が得られる。
また、本発明の防曇性物品の製造方法は、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である処理液に含有されるスルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に転化する工程と、前記官能基をスルホン酸基に転化する工程後の前記処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、を含み、加熱処理して乾燥硬化する工程が、５０℃以上３００℃以下の温度範囲で、１分以上２４時間以下であることを特徴とする。
上記によれば、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基は、更に良好な親水性を示すスルホン酸基に置換することで、更に良好な防曇性能を持たせることができる。さらに、この処理液を基材表面に塗布し、これを加熱処理して塗布された処理液中の溶媒を除去し、乾燥硬化することで、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物のカップリング部位の反応を完結させ、充分な防曇性能、及び、膜自体の耐久性を有する防曇性物品が得られる。
また、本発明の防曇性物品の製造方法は、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、非カップリング部位に含有される、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に転化する工程と、を含み、加熱処理して乾燥硬化する工程が、５０℃以上３００℃以下の温度範囲で、１分以上２４時間以下であることを特徴とする。
上記によれば、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である処理液を基材表面に塗布し、これを加熱処理して塗布された処理液中の溶媒を除去し、乾燥硬化することで、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物のカップリング部位の反応を完結させ、防曇性能、及び、膜自体の耐久性を持つ膜を作製し、さらに、非カップリング部位に含有される、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に変換することで、更に良好な防曇性能を有する防曇性物品が得られる。
また、本発明の防曇性物品の製造方法は、前記処理液を基材表面に塗布する方法がディップコーティング法であることを特徴とする。
上記によれば、ディップコーティング法を用いることにより、外観が良好である均一な膜を有する防曇性物品が得られる。
また、本発明の防曇性物品の製造方法は、前記処理液を基材表面に塗布する方法がスピンコーティング法であることを特徴とする。
上記によれば、スピンコーティング法を用いることにより、外観が良好である均一な膜を有する防曇性物品が得られる。
以下、本発明の防曇処理液および防曇性物品の製造方法の実施形態について説明する。先ず、本発明において用いる語句の意義、本発明の概要、および防曇性能膜を形成するために使用される処理液について説明する。
本発明に用いる処理液中の非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランは、単体及び２量体以上の縮合物を含有する。２量体以上の縮合物は、膜内の親水性基の密度を向上させる。また、単体で存在するオルガノシランは、基材と膜の固定化に加え、２量体以上の縮合物間、２量体以上の縮合物と単体分子間及び、単体分子間で反応し、隙間を埋める糊の役目を果たす。これにより、膜強度及び、物品表面との高い密着性を発現する作用がある。さらに、糊として働く単体には親水性基が含有されるため、膜における親水性基の密度を低下させず、優れた防曇特性を示すことが可能である。
また、本発明に用いる処理液中の非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランの２量体以上の縮合物は、２量体以上であれば充分な親水性基の密度が得られる。より高い親水性基の密度を得るため、２量体以上の様々な縮合度の縮合物を含むことが望ましく、さらに好ましくは、様々な２量体以上の縮合物のうち、縮合度の小さいものを大きいものよりも多く含み、膜内の充填率が低下しないことが好ましい。
本発明に用いる処理液で用いられる適当な親水性有機溶剤とは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、グリセリン、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、水などである。親水性有機溶剤は、１種のみでも、２種以上を混合溶媒でも良い。
非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシラン含有量は０．１ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下とすることが好ましい。０．１ｗｔ％以下では、防曇性能膜が薄くなり、耐久性に問題がある。２５ｗｔ％以上の濃度で用いても、防曇性能膜の膜厚、性能に変化が見られず、経済的にもデメリットとなってしまう。物品が光学用途に用いられる場合、表面に形成する膜の膜厚によっては表面の反射特性が変化して、光線反射率及び透過率が変化してしまい、光学特性が変化してしまうことのない膜でなければならず、この場合、含有量は０．１ｗｔ％以上２ｗｔ％以下とすることが好ましい。
さらに、本発明に用いる処理液は、防曇性能膜の均一性、外観向上のため、界面活性剤を混合することが可能である。アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両面界面活性剤などの界面活性剤類、およびその反応性誘導体などがあげられるが、オルガノシラン側の硫黄を含む基との相互作用から、好ましくはアニオン性のものが良く、更に好ましくはアニオン性基が硫酸または硫酸塩またはスルホン酸またはスルホン酸塩であるアニオン性界面活性剤が好ましい。用いられる界面活性剤は特定の一種または二種類以上を混合して使用しても良い。界面活性剤は、防曇性能膜強度を阻害しない範囲で混合可能である。よって、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物に対して、１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の範囲で混合が可能である。
具体的には、アニオン性界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン等のアルキル硫酸エステル塩；ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩；アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム等のアルキルナフタレンスルホン酸塩；ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム等のアルキルスルホコハク酸塩；アルキルジフエニルエーテルジスルホン酸ナトリム等のアルキルジフエニルエーテルジスルホン酸塩；アルキルリン酸カリウム等のアルキルリン酸塩；ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキル（またはアルキルアリル）硫酸エステル塩；特殊反応型アニオン界面活性剤；特殊カルボン酸型界面活性剤；β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩等のナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物；特殊ポリカル；ボン酸型高分子界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル等がある。
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル；ポリオキシエチレン誘導体；ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタンジステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル；テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット等のポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル；グリセロールモノステアレート、グリセロールモノオレエート、自己乳化型グリセロールモノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル；ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート等のポリオキシエチレン脂肪酸エステル：ポリオキシエチレンアルキルアミン；ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油；アルキルアルカノールアミド等がある。
カチオン性界面活性剤および両面界面活性剤としては、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルペンジルジメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩：ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等のアルキルベタイン；ラウリルジメチルアミンオキサイド等のアミンオキサイドがある。
また、本発明に用いる処理液中の非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の２量体以上の縮合物は、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である。１ｗｔ％未満である場合、膜内の親水性基密度が低くなり、充分な防曇特性が得られない。また、７０ｗｔ％以上である場合、単体のオルガノシランが糊としての充分な役割を果たせず、充分な膜強度が得られない。より高い防曇性能及び膜強度を得るためには、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物単体と、２量体以上の縮合物の存在比が重要である。しかし、用いるオルガノシランの種類によって、最適比率が存在するため、限定はできないが、２量体以上の縮合物が５ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であることがなお好ましい。
また、本発明に用いる処理液中には、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物は、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホン酸基から選ばれる１種以上の官能基を含有する。スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基は、酸化してスルホン酸基または硫酸基とすることが好ましい。
スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基はオルガノシランまたは／及びその加水分解物のどの位置に存在しても良いが、親水性が発現し易いためには、スルホン酸または硫酸基に変換したときに末端にあることが好ましい。オルガノシランの反応部位は、クロロシランやアルコキシシラン、シラザンの様にシラノールに変換し、縮合及び、物品表面の活性基と反応することが可能な基である。
非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の例として、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、２−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルメチルジメトキシシラン、２−メルカプトエチルジメチルメトキシシラン、２−（２−クロロエチルチオエチル）トリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、ジメトキシ−３−メルカプトプロピルメチルシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）ジエトキシメチルシラン、ジメトキシメチル−３−（３−フェノキシプロピルチオプロピル）シラン、３−（２−アセトキシエチルチオプロピル）ジメトキシメチルシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）トリエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロパンスルホン酸イソプロピルエステル、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］テトラスルフィド、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド、ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］スルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルスルホン酸などがあげられる。
また、本発明に用いる処理液中の非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランのカップリング部位は、親水性有機溶剤中で低温ではゆっくりと、高温になるほどはやく加水分解および縮合が進む。０℃未満では縮合が非常に遅く、２量体以上の縮合物を作製するのに非常に長い時間がかかり、作業性が良くない。７０℃を超える温度では縮合が非常に速く進むため、制御が難しい。よって、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物を親水性有機溶剤に希釈した後、０℃以上７０℃以下で０．１時間以上２００時間以下保持することが好ましい。さらに、より縮合度の制御を安定的に行うためには、０℃以上４０℃以下で２時間以上２００時間以下保持するのが好ましい。
非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランの２量体以上の縮合物を作製する際、保管環境によって制御する方法とともに、酸触媒、アルカリ触媒、アミン系触媒、金属化合物触媒から選ばれる１種以上の触媒を用いる方法を組み合わせても良い。
また、本発明に用いる処理液中の非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物のカップリング部位の縮合および加水分解を酸触媒、アルカリ触媒、アミン系触媒、金属化合物触媒から選ばれる１種以上の触媒によって制御することで、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランの２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である防曇処理液の作製が更に容易に行うことが可能である。
酸触媒として、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、蟻酸、酒石酸、クエン酸、炭酸があげられる。塩酸、硫酸、硝酸、炭酸等のカルボキシル基を持たない酸については、オルガノシランの加水分解を促進する効果があり、カルボキシル基を持つ酸は、オルガノシランに対し、配位するため、縮合を抑える効果がある。よって、カルボキシル基を持たない酸と、カルボキシル基を混合して用いると、より縮合度の制御が容易に行うことが可能である。
アルカリ触媒として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニウム化合物等があげられる。アミン系触媒は、具体的には、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、グアニジンなどのアミン、グリシンなどのアミノ酸、２−メチルイミダゾール、２，４−ジエチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのイミダゾールのいずれでもよいが、加水分解、及び縮合物に対し、水素結合を作り、縮合反応を制御する効果から、ヒドロキシル基を含有するアミンが好ましい。
金属化合物触媒として、アルミニウムアセチルアセトネート、チタンアセチルアセトネート、クロムアセチルアセトナートなどの金属アセチルアセトネート、酢酸ナトリウム、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸スズなどの有機酸金属塩、ＳｎＣｌ4、ＴｉＣｌ4、ＺｎＣｌ2などのルイス酸、過塩素酸マグネシウムなどがあげられる。３級アミン、有機錫化合物触媒については、その効果を高めるために混合して用いても良いことが一般的に知られている。触媒の量は、それぞれの触媒によって効果が異なるため、一概にはいえないが、膜の防曇特性を阻害しないで用いるのが望ましく、具体的には、処理液中の固形分に対して、７５％以下で混合するのが好ましい。
また、本発明に用いる処理液中の非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液により、表面に防曇性能膜を形成した防曇性物品は、ガラス、プラスチック、酸化物、金属、木材、セラミック、セメント、コンクリート、繊維、紙、石、及び皮革等の素材から選ばれたものであれば何でもよい。カップリング成分との反応を鑑みた場合、ガラスを含む酸化物表面であることがより好ましい。
また、防曇性物品が光学用途に用いられる場合、表面に形成する膜の膜厚によっては表面の反射特性が変化して、光線反射率及び透過率と共に光学特性が変化してしまうおそれがある。しかし、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液により形成した防曇性能膜は、非常に薄いため、光学特性に影響しない。よって、基材はガラスを含む酸化物表面をもつレンズであることがさらに好ましい。
本発明における防曇性物品の作製方法は、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程とを含む。なお、この防曇性物品の製造工程フロー図を図１（ａ）に示す。
塗布工程において、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液を基材表面に塗布する。塗布方法はディップコーティング法、スピンコーティング法、バーコードコーティング法、スプレーコーティング法等があげられるが、生産性、塗布後の均一性を重視した場合、ディップコーティング法、スピンコーティング法が好ましい。
非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液を 物品表面に塗布する前に、処理液に含まれるオルガノシランと物品表面の反応性を高める工程を行っても良い。具体的には、プラズマ処理、アルカリ処理等で、物品表面を活性化する。
処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程は、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物を親水性有機溶剤に希釈した処理液内の溶媒を除去し、オルガノシランの反応を完結させるために行う。
加熱処理の条件については、溶媒が蒸散し、オルガノシランの反応が好適に起こる条件で、かつ、物品自体に影響がない範囲で有れば、特に限定しない。好ましくは、５０℃以上３００℃以下の温度範囲で１分以上２４時間以下の加熱処理を行う。反応速度が温度に依存することから、加熱温度が低いほど長時間の処理が好ましい。加熱温度が３００℃を越える場合、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物が分解するなどの影響があるため、避けた方が良い。５０℃以上１５０℃以下で１分以上１２時間以下の加熱処理であれば、工程を設計する上でなお好ましい。
加熱処理の条件については、溶媒が蒸散し、オルガノシランの反応が好適に起こる条件で、かつ、物品自体に影響がない範囲で有れば、特に限定しない。好ましくは、５０℃以上３００℃以下の温度範囲で１分以上２４時間以下の加熱処理を行う。反応速度が温度に依存することから、加熱温度が低いほど長時間の処理が好ましい。加熱温度が３００℃を越える場合、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物が分解するなどの影響があるため、避けた方が良い。５０℃以上１５０℃以下で１分以上１２時間以下の加熱処理であれば、工程を設計する上でなお好ましい。
また、本発明における第２の防曇性物品の作製方法は、図１（ｂ）の防曇性物品の製造工程フロー図に示すように、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物を親水性有機溶剤に希釈した処理液の、非カップリング部位に含有される、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に変換する工程と、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に変換した処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程とを含んでもよい。
本発明に用いる処理液中の非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基は、更に良好な親水性を示すスルホン酸基に変換することで、更に良好な防曇性能をたせることが可能である。酸化は、一般的に用いられている、酸化反応（過マンガン酸ナトリウム、過酸化水素水、塩酸、臭化水素、オゾン含有ガス等による酸化）によって行われる。
また、本発明における第３の防曇性物品の作製方法は、図１（ｃ）の防曇性物品の製造工程フロー図に示すように、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、物品表面に形成された、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランの非カップリング部位に含有される、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に変換する工程とを含んでもよい。
本発明における防曇性物品の表面に、さらに防曇特性を向上する目的で、界面活性剤を塗布しても良い。塗布する界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両面界面活性剤などがあげられる。具体的には、前述に記載した界面活性剤を用いることが可能である。界面活性剤は特定の一種または二種類以上を混合して使用しても良い。界面活性剤は、防曇性物品表面に付与される方法で有ればいかなる塗布方法を用いても良い。
スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基の酸化は、オルガノシランまたは／及びその加水分解物を縮合する前でも、縮合した後でも構わないが、より効率的に酸化を行うため、オルガノシランまたは／及びその加水分解物を縮合する前に行うことが好ましい。
次に、本発明への理解を更に容易にすべく、本発明の特徴を以下に説明する。
まず、本発明の第１の特徴は、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液を物品表面に処理することにより、充分な親水性基の密度が得られ、優れた防曇性能膜が形成された防曇性物品の作製が可能である。
さらに、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の２量体以上の縮合物は、オルガノシラン総量の０．５ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満であることにより、膜内に効率的に親水性基を配置し、膜強度および物品表面との密着性が向上された防曇性物品の作製が可能である。さらに、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液は、界面活性剤を含んでも良い。
第２の特徴は、前記基材がレンズである、防曇性物品である。非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液により、形成した防曇性能膜は、非常に薄いため、光学特性を損なうことなく、防曇性能を持ったレンズが作製できる。
第３の特徴は、防曇性物品の製造方法が、図１（ａ）の防曇性物品の製造工程フロー図に示すように、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、を含む。
また、図１（ｂ）の防曇性物品の製造工程フロー図に示すように、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液に含有される、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に転化する工程と、前記処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、を含む。
さらに、図１（ｃ）の防曇性物品の製造工程フロー図に示すように、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、非カップリング部位に含有される、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に転化する工程と、を含む。
以下、本発明の実施例を説明する。なお、各実施例は、処理液の作製から防曇性物品の製造方法までを一貫して示す。
（処理液の作製）
３−トリメトキシシリルプロパンスルホン酸イソプロピルエステル０．０１ｍｏｌを氷酢酸６０ｍｌに溶解し、ここに、３０％過酸化水素水３５ｇを、液温を２５〜３０℃に保った状態で１時間かけて滴下した。滴下終了後、２５℃で一昼夜攪拌した。この液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、スルホン酸エステル基が酸化、メトキシ基が加水分解され、トリシロキシプロパンスルホン酸が合成されていることがわかった。また、トリシロキシプロパンスルホン酸溶液の固形分濃度を測定したところ、４ｗｔ％であった。
３−トリメトキシシリルプロパンスルホン酸イソプロピルエステル０．０１ｍｏｌを氷酢酸６０ｍｌに溶解し、ここに、３０％過酸化水素水３５ｇを、液温を２５〜３０℃に保った状態で１時間かけて滴下した。滴下終了後、２５℃で一昼夜攪拌した。この液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、スルホン酸エステル基が酸化、メトキシ基が加水分解され、トリシロキシプロパンスルホン酸が合成されていることがわかった。また、トリシロキシプロパンスルホン酸溶液の固形分濃度を測定したところ、４ｗｔ％であった。
このトリシロキシプロパンスルホン酸溶液をエタノールにて０．２％に希釈し、１５０ｇとした。ここにＮ−アミノエチルエタノールアミン０．１ｇを混合し、３０℃で２時間攪拌した（Ａ−１液）。このＡ−１液の一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全化合物量中の４０ｗｔ％であることを確認した。次にＡ−１液にラウリル硫酸ナトリウムを処理液総量に対し、５０ｐｐｍ加え、処理液Ａとした。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品を処理液Ａに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて１０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品を処理液Ａに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて１０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ａを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料１）。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ａを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料１）。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
（処理液の作製）
３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン０．０１ｍｏｌをエタノール１．１９ｍｌに溶解し、ここに、０．２Ｎ硫酸を０．２３８ｇ添加し、３０℃で２時間攪拌し、メトキシ基の加水分解を行った。ここに７．６％過酸化水素水７７．５４ｇを加え、６０℃の環境下で２４Ｈ攪拌し、チオール基の酸化反応とシラノール基の縮合反応をおこなった。
３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン０．０１ｍｏｌをエタノール１．１９ｍｌに溶解し、ここに、０．２Ｎ硫酸を０．２３８ｇ添加し、３０℃で２時間攪拌し、メトキシ基の加水分解を行った。ここに７．６％過酸化水素水７７．５４ｇを加え、６０℃の環境下で２４Ｈ攪拌し、チオール基の酸化反応とシラノール基の縮合反応をおこなった。
この液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、メルカプト基が酸化、メトキシ基が加水分解され、トリシロキシプロパンスルホン酸が合成されていることがわかった。この液の一部を純水で２００倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全固形分量中の４２ｗｔ％であることを確認した。また、トリシロキシプロパンスルホン酸溶液の固形分濃度を測定したところ、２．４ｗｔ％であった。
このトリシロキシプロパンスルホン酸溶液をエタノールにて固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるよう希釈し、１５０ｇの希釈液を得た。この希釈液に、ジラウリルスルホコハク酸ナトリウム（日光ケミカルズ株式会社製ニッコールＯＴＰ−１００）を処理液総量に対して１００ｐｐｍ加え、処理液Ｂとした。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
レンズ材料として、ハードコート膜、反射防止膜（最外層がＳｉＯ２膜）の層を有する眼鏡用プラスチックレンズ（「セイコースーパーソブリン」セイコーエプソン株式会社製）を準備した。その眼鏡用プラスチックレンズの表面を洗浄するためにプラズマ処理を行った。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：１５ｓｅｃとした。
レンズ材料として、ハードコート膜、反射防止膜（最外層がＳｉＯ２膜）の層を有する眼鏡用プラスチックレンズ（「セイコースーパーソブリン」セイコーエプソン株式会社製）を準備した。その眼鏡用プラスチックレンズの表面を洗浄するためにプラズマ処理を行った。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：１５ｓｅｃとした。
プラズマ処理した眼鏡用プラスチックレンズを処理液Ｂに浸漬して、等速引き上げ装置で２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｂを塗布した眼鏡用プラスチックレンズを熱風循環式恒温槽内で、６０℃で４時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇メガネレンズを得た（試料２）。得られた防曇メガネレンズの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。また、反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ｂを塗布した眼鏡用プラスチックレンズを熱風循環式恒温槽内で、６０℃で４時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇メガネレンズを得た（試料２）。得られた防曇メガネレンズの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。また、反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
（処理液の作製）
ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド０．０１ｍｏｌ（４．７５ｇ）をｔ−ブタノール４７．５ｇに溶解し、０．１Ｎ硝酸１．７ｇを加えて２５℃で２時間攪拌した。これをＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、エトキシ基が加水分解され、ビス［３−（トリシロキシシリル）プロピル］ジスルフィドとなっていることがわかった。
ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド０．０１ｍｏｌ（４．７５ｇ）をｔ−ブタノール４７．５ｇに溶解し、０．１Ｎ硝酸１．７ｇを加えて２５℃で２時間攪拌した。これをＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、エトキシ基が加水分解され、ビス［３−（トリシロキシシリル）プロピル］ジスルフィドとなっていることがわかった。
この溶液１．５ｇをエタノールで１００倍に希釈し、全量１５０ｇとした。さらに、ここに、１Ｎ水酸化ナトリウム溶液０．１ｇ混合し、室温で３０分攪拌した（Ｃ−１液）。このＣ−１液の一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全化合物量中の３０％であることを確認した。次にＣ−１液にラウリル硫酸ナトリウムを処理液総量に対し、５０ｐｐｍ加え、処理液Ｃとした。
（スピンコーティングにより基材表面に塗布する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品に、スピンコーターを用いて以下の方法で処理液Ｃを塗工した。プロジェクター用光学部品の中心部付近を真空チャックし、回転数５００ｒｐｍで回転させた状態で処理液５ｍｌを吐出し、回転数２５００ｒｐｍで１０秒間回転させ、余剰な処理液を振り切った。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品に、スピンコーターを用いて以下の方法で処理液Ｃを塗工した。プロジェクター用光学部品の中心部付近を真空チャックし、回転数５００ｒｐｍで回転させた状態で処理液５ｍｌを吐出し、回転数２５００ｒｐｍで１０秒間回転させ、余剰な処理液を振り切った。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｃを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させた。
処理液Ｃを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させた。
（官能基をスルホン酸基に転化する工程）
オゾンガスを酸素ガスで希釈したオゾン含有ガス（オゾン含有量２００ｇ／ｍ3）を、９０℃で１０分間接触させ酸化処理することにより、スルフィド基をスルホン酸基に置換し、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料３）。スルホン酸基の存在の確認は、メチレンブルーによる染色によって行った。メチレンブルーはスルホン酸に対し、イオン的に非常に強く結合するため、スルホン酸基が存在する場合、青く染色されることが知られている。得られた防曇プロジェクター用光学部品の一部を１ｍＭメチレンブルー水溶液（ｐＨ４）に２５℃にて１分間浸漬したあと、純水を満たした超音波洗浄機（槽容量２．６リットル、発振周波数：４５ｋＨｚ、出力：１２０Ｗ）で３分間洗浄を行ったところ、青色に染色されていることが認められ、スルホン酸基の存在が確認された。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
オゾンガスを酸素ガスで希釈したオゾン含有ガス（オゾン含有量２００ｇ／ｍ3）を、９０℃で１０分間接触させ酸化処理することにより、スルフィド基をスルホン酸基に置換し、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料３）。スルホン酸基の存在の確認は、メチレンブルーによる染色によって行った。メチレンブルーはスルホン酸に対し、イオン的に非常に強く結合するため、スルホン酸基が存在する場合、青く染色されることが知られている。得られた防曇プロジェクター用光学部品の一部を１ｍＭメチレンブルー水溶液（ｐＨ４）に２５℃にて１分間浸漬したあと、純水を満たした超音波洗浄機（槽容量２．６リットル、発振周波数：４５ｋＨｚ、出力：１２０Ｗ）で３分間洗浄を行ったところ、青色に染色されていることが認められ、スルホン酸基の存在が確認された。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
（処理液の作製）
ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド０．０２ｍｏｌ（４．７５ｇ）をｔ−ブタノール４０．５ｇに溶解し、０．１Ｎ硝酸１．２ｇを加えて３０℃で５時間攪拌した。これをＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、エトキシ基が加水分解され、ビス［３−（トリシロキシシリル）プロピル］ジスルフィドとなっていることを確認した。
ビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド０．０２ｍｏｌ（４．７５ｇ）をｔ−ブタノール４０．５ｇに溶解し、０．１Ｎ硝酸１．２ｇを加えて３０℃で５時間攪拌した。これをＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、エトキシ基が加水分解され、ビス［３−（トリシロキシシリル）プロピル］ジスルフィドとなっていることを確認した。
この溶液２．２５ｇをエタノールで１００倍に希釈し、全量１５０ｇとしたものを処理液Ｄとした。この液の一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全化合物量中の２９ｗｔ％であることを確認した。
（スピンコーティングにより基材表面に塗布する工程）
このようにして得られた処理液Ｄを、４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品を準備した。そのプロジェクター用光学部品にスピンコーターを用いて処理液Ｄを塗工した。スピンコーターを用いた処理液の塗工は、プロジェクター用光学部品の中心部付近を真空チャックし、回転数５００ｒｐｍで回転させた状態で処理液３ｍｌを吐出し３秒間回転を保持し、さらに回転数２５００ｒｐｍで１０秒間回転させ、余剰な処理液を振り切った。
このようにして得られた処理液Ｄを、４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品を準備した。そのプロジェクター用光学部品にスピンコーターを用いて処理液Ｄを塗工した。スピンコーターを用いた処理液の塗工は、プロジェクター用光学部品の中心部付近を真空チャックし、回転数５００ｒｐｍで回転させた状態で処理液３ｍｌを吐出し３秒間回転を保持し、さらに回転数２５００ｒｐｍで１０秒間回転させ、余剰な処理液を振り切った。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｄを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させた。
処理液Ｄを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させた。
（官能基をスルホン酸基に転化する工程）
オゾンガスを溶解したオゾン水（オゾン含有量７０〜８０ｐｐｍ）を常温で２０分間接触させ酸化処理することにより、スルフィド基をスルホン酸基に置換し、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料４）。スルホン酸基の存在の確認は、メチレンブルーによる染色によって行った。メチレンブルーはスルホン酸に対し、イオン的に非常に強く結合するため、スルホン酸基が存在する場合、青く染色されることが知られている。得られた防曇プロジェクター用光学部品の一部を１ｍＭメチレンブルー水溶液（ｐＨ４）に２５℃にて１分間浸漬したあと、純水を満たした超音波洗浄機（槽容量２．６リットル、発振周波数：４５ｋＨｚ、出力：１２０Ｗ）で３分間洗浄を行ったところ、青色に染色されていることが認められ、スルホン酸基の存在が確認された。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
オゾンガスを溶解したオゾン水（オゾン含有量７０〜８０ｐｐｍ）を常温で２０分間接触させ酸化処理することにより、スルフィド基をスルホン酸基に置換し、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料４）。スルホン酸基の存在の確認は、メチレンブルーによる染色によって行った。メチレンブルーはスルホン酸に対し、イオン的に非常に強く結合するため、スルホン酸基が存在する場合、青く染色されることが知られている。得られた防曇プロジェクター用光学部品の一部を１ｍＭメチレンブルー水溶液（ｐＨ４）に２５℃にて１分間浸漬したあと、純水を満たした超音波洗浄機（槽容量２．６リットル、発振周波数：４５ｋＨｚ、出力：１２０Ｗ）で３分間洗浄を行ったところ、青色に染色されていることが認められ、スルホン酸基の存在が確認された。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
本実施形態は、処理液Ｄ（実施例４参照）を用いて、眼鏡用レンズを作製した実施例である。処理液の作製については、実施例４と同様であり説明を省略する。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
レンズ材料として、ハードコート膜、反射防止膜（最外層がＳｉＯ２膜）の層を有する眼鏡用プラスチックレンズ（「セイコースーパーソブリン」セイコーエプソン株式会社製）を準備した。その眼鏡用プラスチックレンズの表面を洗浄するためにプラズマ処理を行った。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：１５ｓｅｃとした。
レンズ材料として、ハードコート膜、反射防止膜（最外層がＳｉＯ２膜）の層を有する眼鏡用プラスチックレンズ（「セイコースーパーソブリン」セイコーエプソン株式会社製）を準備した。その眼鏡用プラスチックレンズの表面を洗浄するためにプラズマ処理を行った。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：１５ｓｅｃとした。
プラズマ処理した眼鏡用プラスチックレンズを処理液Ｄに浸漬して、等速引き上げ装置で２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｄを塗布した眼鏡用プラスチックレンズを熱風循環式恒温槽内で、６０℃で４時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇メガネレンズを得た（試料５）。得られた防曇メガネレンズの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。また、反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ｄを塗布した眼鏡用プラスチックレンズを熱風循環式恒温槽内で、６０℃で４時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇メガネレンズを得た（試料５）。得られた防曇メガネレンズの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。また、反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
（処理液の作製）
処理液Ｄ（実施例４参照）と同様に、ビス［３−（トリシロキシシリル）プロピル］ジスルフィド溶液をエタノール／水（５０／５０ｖｏｌ％）溶媒で１０倍に希釈し、これにオゾンガスを酸素ガスで希釈したオゾン含有ガス（オゾン含有量２００ｇ／ｍ3）を２．５ｌ／ｍｉｎ．で３０分間通じ酸化した。この液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、ジスルフィド基が酸化され、トリシロキシプロパンスルホン酸が合成されていることを確認した。こうして得られたトリシロキシプロパンスルホン酸溶液の固形分濃度を測定したところ２．０％であった。
処理液Ｄ（実施例４参照）と同様に、ビス［３−（トリシロキシシリル）プロピル］ジスルフィド溶液をエタノール／水（５０／５０ｖｏｌ％）溶媒で１０倍に希釈し、これにオゾンガスを酸素ガスで希釈したオゾン含有ガス（オゾン含有量２００ｇ／ｍ3）を２．５ｌ／ｍｉｎ．で３０分間通じ酸化した。この液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、ジスルフィド基が酸化され、トリシロキシプロパンスルホン酸が合成されていることを確認した。こうして得られたトリシロキシプロパンスルホン酸溶液の固形分濃度を測定したところ２．０％であった。
このトリシロキシプロパンスルホン酸溶液をエタノールにて固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるよう希釈し、１５０ｇの希釈液を得、処理液Ｅとした。この液の一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全固形分量中の３０ｗｔ％であることを確認した。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品を準備した。そのプロジェクター用光学部品を処理液Ｅに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品を準備した。そのプロジェクター用光学部品を処理液Ｅに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｅを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料６）。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ｅを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料６）。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
（処理液の作製及び官能基をスルホン酸基に転化する工程）
３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン溶液（０．０２ｍｏｌをアセトン６０ｍｌに溶解）を氷冷した０．４ｍｏｌ／ｌ過酸化マンガン水溶液２００ｍｌ中に氷冷したまま１時間かけて滴下した。滴下終了後、氷冷からはずし、２５℃で２時間攪拌し、未反応の過マンガン酸を二酸化マンガンにした。この反応液から、二酸化マンガンを濾別し、わずかに黄みがかった濾液を得た。この濾液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、チオール基が酸化、メトキシ基が加水分解され、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウムが合成されていることがわかった。また、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液の固形分濃度を測定したところ、３ｗｔ％であった。
３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン溶液（０．０２ｍｏｌをアセトン６０ｍｌに溶解）を氷冷した０．４ｍｏｌ／ｌ過酸化マンガン水溶液２００ｍｌ中に氷冷したまま１時間かけて滴下した。滴下終了後、氷冷からはずし、２５℃で２時間攪拌し、未反応の過マンガン酸を二酸化マンガンにした。この反応液から、二酸化マンガンを濾別し、わずかに黄みがかった濾液を得た。この濾液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、チオール基が酸化、メトキシ基が加水分解され、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウムが合成されていることがわかった。また、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液の固形分濃度を測定したところ、３ｗｔ％であった。
このトリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液をエタノールにて０．２％に希釈し、１５０ｇとした。ここに濃塩酸（３５％）を０．０５ｇ、酢酸０．０２５ｇを混合し、０℃で７２時間攪拌した（Ｇ−１液）。このＧ−１液の一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全化合物量中の１５％であることを確認した。次にＧ−１液にジラウリルスルホコハク酸ナトリウムを処理液総量に対し、５０ｐｐｍ加え、処理液Ｇとした。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したカメラ用アイピースを処理液Ｇに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて１０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したカメラ用アイピースを処理液Ｇに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて１０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｇを塗布したカメラ用アイピースを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇カメラ用アイピースを得た（試料７）。得られた防曇カメラ用アイピースの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ｇを塗布したカメラ用アイピースを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇カメラ用アイピースを得た（試料７）。得られた防曇カメラ用アイピースの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
（処理液の作製及び官能基をスルホン酸基に転化する工程）
実施例７と同様に、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液を作製し、強酸性陽イオン交換樹脂（アンバーライト ＩＲ−１２０Ｎａ）１００ｍｌ中を通薬速度ＳＶ４にて通過させた。トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液のｐＨが１０．５であったのに対し、イオン交換した溶液はｐＨが１．３であり、スルホン酸カリウムがスルホン酸にイオン交換され、トリストリシロキシプロパンルホン酸溶液となっていることが確認された。トリシロキシプロパンスルホン酸溶液の固形分濃度を測定したところ、１．５ｗｔ％であった。
実施例７と同様に、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液を作製し、強酸性陽イオン交換樹脂（アンバーライト ＩＲ−１２０Ｎａ）１００ｍｌ中を通薬速度ＳＶ４にて通過させた。トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液のｐＨが１０．５であったのに対し、イオン交換した溶液はｐＨが１．３であり、スルホン酸カリウムがスルホン酸にイオン交換され、トリストリシロキシプロパンルホン酸溶液となっていることが確認された。トリシロキシプロパンスルホン酸溶液の固形分濃度を測定したところ、１．５ｗｔ％であった。
このトリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液をエタノールにて０．１５％に希釈し、１５０ｇとした。この希釈液を０℃で７２時間保管した（Ｈ−１液）。このＨ−１液の一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全化合物量中の１０％であることを確認した。次にＨ−１液にジラウリルスルホコハク酸ナトリウムを処理液総量に対し、１００ｐｐｍ加え、処理液Ｈとした。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
レンズ材料として、ハードコート膜、反射防止膜（最外層がＳｉＯ２膜）の層を有する眼鏡用プラスチックレンズ（「セイコースーパーソブリン」セイコーエプソン株式会社製）を用意し、その表面を洗浄するためにプラズマ処理を行った。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：１５ｓｅｃとした。
レンズ材料として、ハードコート膜、反射防止膜（最外層がＳｉＯ２膜）の層を有する眼鏡用プラスチックレンズ（「セイコースーパーソブリン」セイコーエプソン株式会社製）を用意し、その表面を洗浄するためにプラズマ処理を行った。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：１５ｓｅｃとした。
プラズマ処理したレンズを処理液Ｈに浸漬して、等速引き上げ装置で２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｈを塗布したレンズを熱風循環式恒温槽内で、６０℃で４時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇メガネレンズを得た（試料８）。得られた防曇メガネレンズの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ｈを塗布したレンズを熱風循環式恒温槽内で、６０℃で４時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇メガネレンズを得た（試料８）。得られた防曇メガネレンズの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
（処理液の作製）
アセトン６０ｍｌに３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン０．０２ｍｏｌを溶解し、これを氷冷した０．４ｍｏｌ／ｌ過マンガン酸カリウム水溶液２００ｍｌ中に氷冷したまま１時間かけて滴下した。滴下終了後、２５℃で２時間攪拌し、未反応の過マンガン酸カリウムを二酸化マンガンとした。この反応液を０℃で一昼夜保管し、二酸化マンガン微粒子を沈降させ、これを濾別した。この濾液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、メルカプト基が酸化、メトキシ基が加水分解され、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウムが合成されていることがわかった。また、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液の固形分濃度を測定したところ、３ｗｔ％であった。
アセトン６０ｍｌに３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン０．０２ｍｏｌを溶解し、これを氷冷した０．４ｍｏｌ／ｌ過マンガン酸カリウム水溶液２００ｍｌ中に氷冷したまま１時間かけて滴下した。滴下終了後、２５℃で２時間攪拌し、未反応の過マンガン酸カリウムを二酸化マンガンとした。この反応液を０℃で一昼夜保管し、二酸化マンガン微粒子を沈降させ、これを濾別した。この濾液をＦＴ−ＮＭＲにて分析したところ、メルカプト基が酸化、メトキシ基が加水分解され、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウムが合成されていることがわかった。また、トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液の固形分濃度を測定したところ、３ｗｔ％であった。
得られたトリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液を、再生した強酸性陽イオン交換樹脂（オルガノ株式会社製アンバーライトＩＲ−１２０Ｎａ）１００ｍｌ中を通薬速度ＳＶ４にて通過させた。トリシロキシプロパンスルホン酸カリウム溶液のｐＨが１０．５であったのに対し、イオン交換した溶液はｐＨが１．３であり、スルホン酸カリウムがスルホン酸にイオン交換され、トリシロキシプロパンスルホン酸溶液となっていることが確認された。トリシロキシプロパンスルホン酸溶液の固形分濃度を測定したところ、１．５ｗｔ％であった。
このトリシロキシプロパンスルホン酸溶液をエタノールにて固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるよう希釈し、１５０ｇの希釈液を得た。この希釈液を０℃で７２時間保管し縮合物を生成した後、ジラウリルスルホコハク酸ナトリウム（日光ケミカルズ株式会社製ニッコールＯＴＰ−１００）を処理液総量に対して１００ｐｐｍ加え、処理液Ｉとした。
この処理液Ｉの一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全固形分量中の１５ｗｔ％であることを確認した。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄した白板ガラスを準備した。その白板ガラスを処理液Ｉに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄した白板ガラスを準備した。その白板ガラスを処理液Ｉに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｉを塗布した白板ガラスを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇白板ガラスを得た（試料９）。得られた防曇白板ガラスの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。また、反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ｉを塗布した白板ガラスを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇白板ガラスを得た（試料９）。得られた防曇白板ガラスの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。また、反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
（処理液の作製）
トリシロキシプロパンスルホン酸溶液を作製し、これを固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるようエタノールで希釈し、１５０ｇの希釈液を得た。ここにＮ−アミノエチルエタノールアミンを０．３ｇ混合し、４０℃で２時間保持し縮合物を生成した後、ジラウリルスルホコハク酸ナトリウム（日光ケミカルズ株式会社製ニッコールＯＴＰ−１００）を処理液総量に対して１００ｐｐｍ加え、処理液Ｊとした。
トリシロキシプロパンスルホン酸溶液を作製し、これを固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるようエタノールで希釈し、１５０ｇの希釈液を得た。ここにＮ−アミノエチルエタノールアミンを０．３ｇ混合し、４０℃で２時間保持し縮合物を生成した後、ジラウリルスルホコハク酸ナトリウム（日光ケミカルズ株式会社製ニッコールＯＴＰ−１００）を処理液総量に対して１００ｐｐｍ加え、処理液Ｊとした。
この処理液Ｊの一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全固形分量中の６２ｗｔ％であることを確認した。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
プラズマ処理を６０秒間行ったカメラ用アイピースを基材として準備した。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：６０ｓｅｃとした。このプラズマ処理を行ったカメラ用アイピースを処理液Ｊに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
プラズマ処理を６０秒間行ったカメラ用アイピースを基材として準備した。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：６０ｓｅｃとした。このプラズマ処理を行ったカメラ用アイピースを処理液Ｊに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｊを塗布したカメラ用アイピースを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇カメラ用アイピースを得た（試料１０）。得られた防曇カメラ用アイピースの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ｊを塗布したカメラ用アイピースを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇カメラ用アイピースを得た（試料１０）。得られた防曇カメラ用アイピースの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
〔比較例１〕
（処理液の作製）
処理液Ｉ（実施例９参照）を調製する際と同様に、トリシロキシプロパンスルホン酸溶液を調製し、これをエタノールにて固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるよう希釈し、１５０ｇの希釈液を得た。この希釈直後の液を、処理液Ｋとした。
（処理液の作製）
処理液Ｉ（実施例９参照）を調製する際と同様に、トリシロキシプロパンスルホン酸溶液を調製し、これをエタノールにて固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるよう希釈し、１５０ｇの希釈液を得た。この希釈直後の液を、処理液Ｋとした。
この処理液の一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全固形分量中の０．６ｗｔ％であることを確認した。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程及び加熱処理して乾燥硬化する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄した白板ガラスを処理液Ｋに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄した白板ガラスを処理液Ｋに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
これを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持することにより乾燥硬化を行い、防曇白板ガラスを得た（試料１１）。また、得られた防曇白板ガラスの純水に対する接触角は１０°であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
〔比較例２〕
（処理液の作製）
処理液Ｊ（実施例１０参照）の調製と同様に、固形分濃度が０．１５ｗｔ％のトリシロキシプロパンスルホン酸のエタノール溶液にＮ−アミノエチルエタノールアミンを０．３ｇ混合し、７５℃で２００時間保持し縮合物を生成、処理液Ｌとした。
（処理液の作製）
処理液Ｊ（実施例１０参照）の調製と同様に、固形分濃度が０．１５ｗｔ％のトリシロキシプロパンスルホン酸のエタノール溶液にＮ−アミノエチルエタノールアミンを０．３ｇ混合し、７５℃で２００時間保持し縮合物を生成、処理液Ｌとした。
この処理液Ｌの一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全固形分量中の７９ｗｔ％であることを確認した。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品を処理液Ｊに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄したプロジェクター用光学部品を処理液Ｊに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｊを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持することにより乾燥硬化を行い、基材との反応を完結させ、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料１２）。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は１２°であり、外観上若干の白濁が確認された。片面反射率は処理前５％であったのに対し、８％に増加していた。
処理液Ｊを塗布したプロジェクター用光学部品を熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持することにより乾燥硬化を行い、基材との反応を完結させ、防曇プロジェクター用光学部品を得た（試料１２）。得られた防曇プロジェクター用光学部品の純水に対する接触角は１２°であり、外観上若干の白濁が確認された。片面反射率は処理前５％であったのに対し、８％に増加していた。
〔比較例３〕
（処理液の作製）
処理液Ｄ（実施例４参照）でビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィドのかわりに、ｎ−ヘキシルトリエトキシシランを４．９６ｇ用いた以外は同様に、加水分解、縮合を行い、エタノールにて固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるよう希釈し、１５０ｇの処理液Ｍを得た。
（処理液の作製）
処理液Ｄ（実施例４参照）でビス［３−（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィドのかわりに、ｎ−ヘキシルトリエトキシシランを４．９６ｇ用いた以外は同様に、加水分解、縮合を行い、エタノールにて固形分濃度が０．１５ｗｔ％となるよう希釈し、１５０ｇの処理液Ｍを得た。
この処理液Ｍの一部を純水で２０倍に希釈し、ＬＣ／ＭＳで分析したところ、２量体以上の縮合物の存在が確認され、その比率は全化合物量中の５２ｗｔ％であることを確認した。
（スピンコーティングにより基材表面に塗布する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄した白板ガラスに、スピンコーターを用いて以下の方法で塗工した。白板ガラスの中心部付近を真空チャックし、回転数５００ｒｐｍで回転させた状態で処理液３ｍｌを吐出し３秒間保持し、さらに回転数２５００ｒｐｍで１０秒間回転させ、余剰な処理液を振り切った。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄した白板ガラスに、スピンコーターを用いて以下の方法で塗工した。白板ガラスの中心部付近を真空チャックし、回転数５００ｒｐｍで回転させた状態で処理液３ｍｌを吐出し３秒間保持し、さらに回転数２５００ｒｐｍで１０秒間回転させ、余剰な処理液を振り切った。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｍを塗布した白板ガラスを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させた（試料１３）。
処理液Ｍを塗布した白板ガラスを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させた（試料１３）。
得られた処理液Ｍで処理した防曇白板ガラスの純水に対する接触角は４３°であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。メチレンブルー染色法により、この防曇白板ガラスの染色を行ったが、染色されなかった。
〔比較例４〕
（処理液の作製及び官能基をスルホン酸基に転化する工程）
処理液Ｍ（比較例３参照）を用いた。
（処理液の作製及び官能基をスルホン酸基に転化する工程）
処理液Ｍ（比較例３参照）を用いた。
（スピンコーティングにより基材表面に塗布する工程）
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄した白板ガラスに、スピンコーターを用いて以下の方法で処理液Ｍを塗工した。白板ガラスの中心部付近を真空チャックし、回転数５００ｒｐｍで回転させた状態で処理液３ｍｌを吐出し３秒間回転を保持し、さらに回転数２５００ｒｐｍで１０秒間回転させ、余剰な処理液を振り切った。
４０℃の１．６Ｎ水酸化カリウム液に３分浸漬し、純水で充分に洗浄した白板ガラスに、スピンコーターを用いて以下の方法で処理液Ｍを塗工した。白板ガラスの中心部付近を真空チャックし、回転数５００ｒｐｍで回転させた状態で処理液３ｍｌを吐出し３秒間回転を保持し、さらに回転数２５００ｒｐｍで１０秒間回転させ、余剰な処理液を振り切った。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｍを塗布した白板ガラスを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させた（試料１４）。
処理液Ｍを塗布した白板ガラスを熱風循環式恒温槽内で、１２０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させた（試料１４）。
（官能基をスルホン酸基に転化する工程）
オゾンガスを酸素ガスで希釈したオゾン含有ガス（オゾン含有量２００ｇ／ｍ3）を、９０℃で１０分間接触させ酸化処理することにより、スルフィド基をスルホン酸基に置換し、防曇白板ガラスを得た。スルホン酸基の存在の確認は、メチレンブルーによる染色によって行った。得られた防曇白板ガラスの一部を１ｍＭメチレンブルー水溶液（ｐＨ４）に２５℃にて１分間浸漬したあと、純水を満たした超音波洗浄機（槽容量２．６リットル、発振周波数：４５ｋＨｚ、出力：１２０Ｗ）で３分間洗浄を行ったところ、青色に染色されていることが認められ、スルホン酸基の存在が確認された。得られた防曇白板ガラスの純水に対する接触角は７°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
オゾンガスを酸素ガスで希釈したオゾン含有ガス（オゾン含有量２００ｇ／ｍ3）を、９０℃で１０分間接触させ酸化処理することにより、スルフィド基をスルホン酸基に置換し、防曇白板ガラスを得た。スルホン酸基の存在の確認は、メチレンブルーによる染色によって行った。得られた防曇白板ガラスの一部を１ｍＭメチレンブルー水溶液（ｐＨ４）に２５℃にて１分間浸漬したあと、純水を満たした超音波洗浄機（槽容量２．６リットル、発振周波数：４５ｋＨｚ、出力：１２０Ｗ）で３分間洗浄を行ったところ、青色に染色されていることが認められ、スルホン酸基の存在が確認された。得られた防曇白板ガラスの純水に対する接触角は７°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
〔比較例５〕
（処理液の作製）
処理液Ｉ（実施例９参照）を用いた。
（処理液の作製）
処理液Ｉ（実施例９参照）を用いた。
（ディップコーティングにより基材表面に塗布する工程）
プラズマ処理を６０秒間行ったカメラ用アイピースを基材として準備した。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：６０ｓｅｃとした。このプラズマ処理を行ったカメラ用アイピースを処理液Ｉに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
プラズマ処理を６０秒間行ったカメラ用アイピースを基材として準備した。プラズマ処理の条件としては、処理圧力：０．１Ｔｏｒｒ、導入ガス：乾燥ａｉｒ、電極間距離２４ｃｍ：電源出力：ＤＣ１ＫＶ、処理時間：６０ｓｅｃとした。このプラズマ処理を行ったカメラ用アイピースを処理液Ｉに浸漬し、等速引き上げ装置を用いて２０ｃｍ／分の引き上げ速度で塗工した。
（加熱処理して乾燥硬化する工程）
処理液Ｉを塗布したカメラ用アイピースを熱風循環式恒温槽内で、４０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇カメラ用アイピースを得た（試料１５）。得られた防曇カメラ用アイピースの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。また、反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
処理液Ｉを塗布したカメラ用アイピースを熱風循環式恒温槽内で、４０℃で１時間保持し、基材との反応を完結させ、防曇カメラ用アイピースを得た（試料１５）。得られた防曇カメラ用アイピースの純水に対する接触角は５°以下であり、白濁等の外観上の不具合は確認されなかった。また、反射率は処理前と後で変化が見られなかった。
以上の各実施例及び比較例における防曇性物品（試料１〜１５）の作製条件を表１に示す。
〔評価方法〕
初期防曇性：２０℃に保管したサンプルを、温度４０℃、湿度９０％に保った環境中に移し、表面の曇り発生を目視観察した。この曇り方を、つぎの３段階に分けて評価した。即ち、○…ぜんぜん曇らないもの。△…２分後に曇りが消える（実用上問題あり）。×…２分たっても曇りが消えない。
防曇耐久性：物品表面を布（木綿）で５００ｇの荷重をかけ１０００回摩擦したあと、純水でよく洗浄、乾燥する。これを２０℃に保管したサンプルを、温度４０℃、湿度９０％に保った環境中に移し、表面の曇り発生を目視観察する。この曇り方を、つぎの３段階に分けて評価する。即ち、○…ぜんぜん曇らないもの。△…２分後に曇りが消える（実用上問題あり）。×…２分たっても曇りが消えない。
耐擦傷性：光学物品表面を＃００００のスチールウールで１ｋｇの荷重をかけ５０回摩擦した。キズのついた度合いを以下の３段階に分けて評価した。即ち、○…まったくキズがつかない。△…１〜１０本、細かいキズがつく（実用上問題はない）。×…細かく無数に傷がつく。
水やけ試験：水道水を光学物品表面にたらし、乾燥させた後、布で残留物を拭き取った。拭き取り度合いを以下の３段階に分けて評価した。即ち、○…完全に拭き取れる。△…一部残留物が残る（実用上問題あり）。×…残留物がほとんど残る。
染色試験：スルホン酸基の存在の確認を、メチレンブルーによる染色によって行った。メチレンブルーはスルホン酸に対し、イオン的に非常に強く結合するため、スルホン酸基が存在する場合、青く染色されることが知られている。得られた防曇白板ガラスの一部を１ｍＭメチレンブルー水溶液（ｐＨ４）に２５℃にて１分間浸漬したあと、純水を満たした超音波洗浄機（槽容量２．６リットル、発振周波数：４５ｋＨｚ、出力：１２０Ｗ）で３分間洗浄を行い、青色に染色されているか確認した。染色性を以下の２段階で評価した。即ち、○…染色されている。×…染色されていない。
初期防曇性：２０℃に保管したサンプルを、温度４０℃、湿度９０％に保った環境中に移し、表面の曇り発生を目視観察した。この曇り方を、つぎの３段階に分けて評価した。即ち、○…ぜんぜん曇らないもの。△…２分後に曇りが消える（実用上問題あり）。×…２分たっても曇りが消えない。
防曇耐久性：物品表面を布（木綿）で５００ｇの荷重をかけ１０００回摩擦したあと、純水でよく洗浄、乾燥する。これを２０℃に保管したサンプルを、温度４０℃、湿度９０％に保った環境中に移し、表面の曇り発生を目視観察する。この曇り方を、つぎの３段階に分けて評価する。即ち、○…ぜんぜん曇らないもの。△…２分後に曇りが消える（実用上問題あり）。×…２分たっても曇りが消えない。
耐擦傷性：光学物品表面を＃００００のスチールウールで１ｋｇの荷重をかけ５０回摩擦した。キズのついた度合いを以下の３段階に分けて評価した。即ち、○…まったくキズがつかない。△…１〜１０本、細かいキズがつく（実用上問題はない）。×…細かく無数に傷がつく。
水やけ試験：水道水を光学物品表面にたらし、乾燥させた後、布で残留物を拭き取った。拭き取り度合いを以下の３段階に分けて評価した。即ち、○…完全に拭き取れる。△…一部残留物が残る（実用上問題あり）。×…残留物がほとんど残る。
染色試験：スルホン酸基の存在の確認を、メチレンブルーによる染色によって行った。メチレンブルーはスルホン酸に対し、イオン的に非常に強く結合するため、スルホン酸基が存在する場合、青く染色されることが知られている。得られた防曇白板ガラスの一部を１ｍＭメチレンブルー水溶液（ｐＨ４）に２５℃にて１分間浸漬したあと、純水を満たした超音波洗浄機（槽容量２．６リットル、発振周波数：４５ｋＨｚ、出力：１２０Ｗ）で３分間洗浄を行い、青色に染色されているか確認した。染色性を以下の２段階で評価した。即ち、○…染色されている。×…染色されていない。
さらに、実施例１〜１０（処理液Ａ〜Ｊ）の初期防曇性能及び防曇耐久性、耐擦傷性は良好であり、比較例１（処理液Ｋ）及び比較例２（処理液Ｌ）の初期防曇性能及び防曇耐久性、耐擦傷性が不良であることから、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の２量体以上の縮合物は、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満であることにより、膜内に効率的に親水性基を配置し、膜強度および物品表面との密着性が向上された防曇性能膜を形成する防曇処理液が得られる。
また、実施例１〜１０（処理液Ａ〜Ｊ）の初期防曇性能及び防曇耐久性が良好であることから、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液は、界面活性剤を含んでも良いといえる。界面活性剤を含有することにより、物品に処理した場合、防曇特性を阻害することなく、外観が良好である均一な膜が作製でき、さらに、防曇特性を向上させることができる。
また、実施例１〜１０（処理液Ａ〜Ｊ）において外観上不具合が見られないことから非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液により、形成した防曇性能膜は、非常に薄いため、光学特性を損なうことなく、防曇性能を持った防曇白板ガラス（光学物品）が作製できるといえる。比較例２（処理液Ｌ）で外観上不具合が生じたのは、縮合物の含有量が多く、膜構成物質が膜内に均一に配置されなかったためと考えられる。
また、実施例１〜１０（処理液Ａ〜Ｊ）において防曇耐久性、耐水やけ性、耐擦傷性は良好であり、比較例５（処理液Ｉ、加熱処理して乾燥硬化する工程が４０℃で１時間保持）の防曇耐久性、耐水やけ性、耐擦傷性が不良である。よって、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の単体及び２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した処理液を塗布した基材を、５０℃以上３００℃以下の温度範囲で、１分以上２４時間以下で加熱処理して乾燥硬化する工程とにより、優れた防曇性能膜が形成された防曇性物品の作製が可能である。
Claims (9)
- 基材表面に、非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物による防曇性能膜を形成しており、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である防曇性物品。
- 前記処理膜に界面活性剤を含むことを特徴とする請求項１記載の防曇性物品。
- 前記非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物が、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホン酸基から選ばれる１種以上の官能基を含有する請求項１〜２のいずれか１つに記載の防曇性物品。
- 前記基材がレンズである、請求項１〜３のいずれか１つに記載の防曇性物品。
- 非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である処理液を基材表面に塗布する工程と、
前記処理液が塗布された基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、
を含み、前記加熱処理して乾燥硬化する工程が、５０℃以上３００℃
以下の温度範囲で、１分以上２４時間以下である防曇性物品の製造方法。 - 非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である処理液に含有されるスルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に転化する工程と、
前記官能基をスルホン酸基に転化する工程後の前記処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、
を含み、前記加熱処理して乾燥硬化する工程が、５０℃以上３００℃以下の温度範囲で、１分以上２４時間以下である、防曇性物品の製造方法。 - 非カップリング部位に少なくとも１個以上の硫黄を含むオルガノシランまたは／及びその加水分解物の、単体及び前記単体から成る２量体以上の縮合物を親水性有機溶剤に希釈した、前記２量体以上の縮合物が、オルガノシラン総量の１ｗｔ％以上７０ｗｔ％未満である処理液を基材表面に塗布する工程と、前記処理液を塗布した基材を加熱処理して乾燥硬化する工程と、
非カップリング部位に含有される、スルホン酸エステル基、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基から選ばれる１種以上の官能基をスルホン酸基に転化する工程と、
を含み、前記加熱処理して乾燥硬化する工程が、５０℃以上３００℃以下の温度範囲で、１分以上２４時間以下である、防曇性物品の製造方法。 - 前記処理液を基材表面に塗布する方法がディップコーティング法である、請求項５〜７のいずれか１つに記載の防曇性物品の製造方法。
- 前記処理液を基材表面に塗布する方法がスピンコーティング法である、請求項５〜７のいずれか１つに記載の防曇性物品の製造方法。
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