JPH04338901A - Ｃｒｔ用フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐汚染性、耐擦傷性、耐
加工性などに優れた反射防止性を有するＣＲＴ用フィル
ターに関するものであり、さらにはＣＲＴ用の前面板と
して使用される。

【０００２】

【従来の技術】透明材料を通して物を見る場合、反射光
が強く、反射像が明瞭であることはわずらわしく、例え
ば眼鏡用レンズではゴースト、フレアなどと呼ばれる反
射像を生じて眼に不快感を与えたりする。またルッキン
ググラスなどではガラス面上の反射した光のために内容
物が判然としない問題が生ずる。

【０００３】従来より反射防止のために、屈折率が基材
と異なる物質を、真空蒸着法などにより基材上に被膜形
成させる方法が行なわれた。この場合反射防止効果をも
つとも高からしめるためには基材を被覆する物質の厚み
の選択が重要であることが知られている。例えば、単層
被膜においては基材より低屈折率の物質を光学的膜厚を
対象とする光波長の１／４ないしはその奇数倍に選択す
ることが極小の反射率すなわち極大の透過率を与えるこ
とが知られている。

【０００４】ここで、光学的膜厚とは被膜形成材料の屈
折率と該被膜の膜厚の積で与えられるものである。さら
に複層の反射防止層の形成が可能であり、この場合の膜
厚の選択に関していくつかの提案がされている（光学技
術コンタクトＶｏｌ９，　Ｎｏ．８，１７〜２３，（１
９７１））。

【０００５】一方、特開昭５８−４６３０１号公報、特
開昭５９−４９５０１号公報、特開昭５９−５０４０１
号公報には前記の光学的膜厚の条件を満足させる複層か
らなる反射防止膜を液状組成物を用いて形成せしめる方
法について記載されている。近年になって、軽量、安全
性、取り扱いやすさなどの長所を活かして、プラスチッ
クを基材とした反射防止性を有する光学物品が考案され
、実用化されている。その多くはプラスチックの耐熱性
の低さを補う目的で表層膜に二酸化ケイ素を有する膜構
成が採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】蒸着法により形成され
た反射防止膜は被膜形成材料が主として無機酸化物ある
いは無機ハロゲン化物であり、プラスチック基材におい
てはその表層膜は二酸化ケイ素が使用される。これらの
反射防止膜は本質的には高い表面硬度を有する反面、手
垢、指紋、汗、ヘアーリキッド、ヘアースプレーなどに
よる汚れが目立ちやすく、また除れにくいという欠点が
あった。さらには表面のすべりが悪いために傷が太くな
るなどの問題点を有している。また、水に対する濡れ性
が大きいために雨滴、水の飛沫が付着すると大きく拡が
り、眼鏡レンズなどにおいては大面積にわたって物体が
ゆがんで見えるなどの問題点があった。

【０００７】特開昭５８−４６３０１号公報、特開昭５
９−４９５０１号公報、特開昭５９−５０４０１号公報
に記載の反射防止膜においても硬い表面硬度を付与する
ためには最表層膜中にシリカ微粒子などに代表される無
機物を３０重量パーセント以上含まれることが必要であ
るが、このような膜組成から得られる反射防止膜には表
面のすべりが悪く、布などの摩耗によって傷がつき易い
などの問題点を有している。

【０００８】また、これらの問題点を改良する目的で各
種の表面処理剤が提案され、市販されているが、いずれ
も水や各種の溶剤によって溶解するために一時的に機能
を付与するものであり、永続性がなく耐久性に乏しいも
のであった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の問題
点を解決するために鋭意検討した結果、以下に述べる本
発明に到達した。すなわち本発明は下記の構成からなる
。

【００１０】「プラスチック基材上に設けられた表層膜
が主として二酸化ケイ素からなる単層または多層の反射
防止膜の表面に末端シラノール有機ポリシロキサンから
なる物質が被覆され、該光学物品の表面反射率が３パー
セント以下、かつ水に対する静止接触角が６０度以上で
あることを特徴とする反射防止性を有するＣＲＴ用フィ
ルター。」ここで、表層膜が主として二酸化ケイ素から
なる単層または多層の反射防止膜とは各種の組合せが可
能である。とくに表層膜より下層を形成する物質の膜構
成は要求される性能、例えば耐熱性、反射防止性、反射
光色、耐久性、表面硬度などによって実験的に定められ
るべきものである。

【００１１】またこれらの反射防止膜を形成する二酸化
ケイ素を含めた各種無機物の被膜化方法としては、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
どに代表される各種のＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖ
ａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　法）がある。

【００１２】前記ＰＶＤ法に適した無機物としては、Ｓ
ｉＯ２　以外にＡｌ２　Ｏ３　，ＺｒＯ２　，ＴｉＯ２
　，Ｔａ２　Ｏ５　，ＨｆＯ２　，ＳｉＯ，ＴｉＯ，Ｔ
ｉ２　Ｏ３　，Ｙ２　Ｏ３　，Ｙｂ２　Ｏ３　，ＭｇＯ
，ＣｅＯ２　などの無機酸化物が好ましく適用される。

【００１３】以上のＰＶＤ法によって形成されるところ
の反射防止膜の最外表層膜は主として二酸化ケイ素であ
ることが必要である。すなわち、二酸化ケイ素以外の場
合には十分な表面硬度を得られないばかりか、本発明の
目的である耐汚染性、耐擦傷性の向上、さらにはこれら
性能の耐久性が顕著に現われない。

【００１４】また、表層膜の膜厚は反射防止効果以外の
要求性能によってそれぞれ決められるべきものであるが
、とくに反射防止効果を最大限に発揮させる目的には表
層膜の光学的膜厚を対象とする光波長の１／４ないしは
その奇数倍に選択することが極小の反射率すなわち極大
の透過率を与えるという点から好ましい。

【００１５】一方、前記表層膜の下層部については特に
限定されない。すなわち、表層膜を直接基材上に被膜形
成させることも可能であるが、反射防止効果をより顕著
なものとするためには、基材上に表層膜より屈折率の高
い被膜を１層以上被覆することが有効である。これら複
層の反射防止膜の膜厚および屈折率の選択に関してもい
くつかの提案がなされている（光学技術コンタクトＶｏ
ｌ９，　Ｎｏ．８，１７　〜２３，（１９７１））。

【００１６】本発明はこれらの実質的に表層膜が二酸化
ケイ素からなる単層または多層の反射防止膜の表面に末
端シラノール有機ポリシロキサンからなる物質が被覆さ
れるものであるが、ここで末端シラノール有機ポリシロ
キサンとは末端にシラノール基を有するポリジメチルシ
ロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリメチル
ビニルシロキサンなどのポリアルキル、ポリアルケニル
、あるいはポリアリールシロキサンなどがその例として
挙げられる。また、かかる末端シラノール有機ポリシロ
キサンの分子量は特に限定されないが、安定性、取り扱
いやすさなどの点から、数平均分子量で１０００〜１０
０万、さらに好ましくは２０００〜５０万のものが使用
される。

【００１７】さらに前記被膜形成後の光学物品の表面反
射率は３パーセント以下、かつ水に対する静止接触角が
６０度以上であることが必要であるが、ここで表面反射
率とは被膜形成面での全光線における反射率のことであ
り、光学物品の両面にそれぞれ反射防止膜および被膜が
形成されている場合には、その両面での反射率は６パー
セント以下と定義されるものである。被膜形成後の光学
物品の表面反射率が３パーセントを越える場合には、も
はや反射防止効果を期待することができない。光学物品
が無色透明な場合には１００％から光学物品の全光線透
過率を引いた値の半分がその面の表面反射率とも言うこ
とができる。

【００１８】すなわち、表面反射率が３％を越える場合
には、ＣＲＴ用フィルター上の反射した光のために内容
物、表示文字などが判然としないという問題が生ずる。

【００１９】さらに、被膜形成後の光学物品においては
水に対する静止接触角が６０度以上であることが必要で
あるが、ここで水に対する静止接触角とは直径２ミリ以
下の水滴をＣＲＴ用フィルター上に形成させ、その時の
接触角を測定するところの液滴法による静止接触角のこ
とである。水に対する静止接触角が６０度未満の場合に
は耐汚染性の効果が小さく、表面すべりが悪いという問
題がある。また撥水効果を期待する場合には７５度以上
が好ましい。

【００２０】末端シラノール有機ポリシロキサンからな
る被膜の膜厚についてはとくに限定されるものではない
が、反射防止性と水に対する静止接触角とのバランスお
よび表面硬度との関係から０．５μｍから０．００１μ
ｍ、さらに好ましくは０．３μｍから０．００５μｍが
好ましい。

【００２１】次に塗布方法としては通常のコーティング
作業で用いられる方法が適用可能であるが、反射防止効
果の均一性、さらには反射干渉色のコントロールという
観点からスピン塗装、浸漬塗装、カーテンフロー塗装な
どが好ましく用いられる。また作業性の点から紙、布な
どの材料に液を含浸させて塗布流延させる方法も好まし
く使用される。

【００２２】これらの有機物含有硬化性物質は通常揮発
性溶媒に希釈して塗布される。溶媒として用いられるも
のは、特に限定されないが、使用にあたっては組成物の
安定性、二酸化ケイ素膜に対する濡れ性、揮発性などを
考慮して決められるべきである。また溶媒は１種のみな
らず２種以上の混合物として用いることも可能である。

【００２３】本発明においてプラスチック基材とは、有
機高分子からなる基材であればいかなるものでも良いの
であるが、透明性、屈折率、分散などの光学特性、さら
には耐衝撃性、耐熱性、耐久性などの諸物性からみてと
くにポリメチルメタクリレートおよびその共重合体、ポ
リカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート（ＣＲ−３９）、（臭素化）ビスフェノールＡ
のジ（メタ）アクリレート重合体およびその共重合体、
（臭素化）ビスフェノールＡのモノ（メタ）アクリレー
トのウレタン変性モノマーの重合体およびその共重合体
、ポリエステルとくにポリエチレンテレフタレート、お
よび不飽和ポリエステル、アクリロニトリル−スチレン
共重合体、塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂な
どが好ましい。

【００２４】さらにハードコートなどの被膜材料で被覆
された上記のプラスチックを基体とした反射防止膜にも
好ましく適用できる。とくに本発明の無機物からなる反
射防止膜の下層にある被膜材料によって付着性、硬度、
耐薬品性、耐久性、染色性などの諸物性を向上させるこ
とができる。

【００２５】また、硬度向上のためにはこれまでプラス
チックの表面高硬度化被膜として知られる各種の材料を
適用したものを用いることができる（特公昭５０−２８
０９２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、特開昭５２−１１２６９８号公報、特公昭５７−２
７３５号公報）。さらには、（メタ）アクリル酸とペン
タエリスリトールなどから得られるアクリル系架橋物で
あってもよい。

【００２６】本発明における末端シラノール有機ポリシ
ロキサン物質の塗布にあたっては、塗布されるべき反射
防止膜の表面は清浄化されていることが好ましく、清浄
化に際しては界面活性剤による汚れ除去、さらには有機
溶剤による脱脂、フレオンによる蒸気洗浄などが適用さ
れる。また密着性、耐久性の向上を目的として各種の前
処理を施すことも有効な手段であり、とくに好ましく用
いられる方法としては活性化ガス処理、酸、アルカリな
どによる薬品処理などが挙げられる。

【００２７】本発明によって得られる反射防止性を有す
るＣＲＴ用フィルターは通常の反射防止膜より汚れにく
く、汚れが目立たない。さらには汚れがとれやすい、あ
るいは表面のすべりが良好なために傷がつきにくいなど
の長所を有し、かつこれらの性能に加えて摩耗に関して
も耐久性があるということから、ＣＲＴ用フィルターと
して使用される。

【００２８】本発明の特徴を明瞭にするため次に実施例
を挙げるが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。なお実施例中の部数は重量部を表わす。

【００２９】

【実施例】

実施例１、比較例１ （１）　コーティング用塗料の作成 γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン１２
８．７部をビーカーに入れ、液温を１０℃に保ちながら
０．０５規定塩酸水溶液１８．７部を少しずつ滴下し、
加水分解を行なった。滴下終了後この液にγ−クロロプ
ロピルトリメトキシシラン６９．３部を加え、１０℃に
冷却しながらさらに０．０１規定塩酸水溶液１８．９部
を少しずつ滴下し、シランの加水分解物を得た。滴下終
了後この液にメタノール分散シリカゾル（固形分３０％
）４５１．６部、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル３４．４部、メチルアルコール２６３．８部、シリコ
ーン系界面活性剤１．５部、アセチルアセトンアルミニ
ウム塩１３．５部を加え、十分撹拌混合して塗料を得た
。

【００３０】 （２）　コーティングＣＲＴ用フィルターの作成ジエチ
レングリコールビスアリルカーボネート重合体（ＣＲ−
３９）からなるＣＲＴ用フィルター（厚み２ｍｍ、２６
０ｍｍ×３１０ｍｍ）を先ずカセイソーダの水溶液に浸
漬したのち、良く水洗乾燥し、上記（１）　で作成した
コーティング用組成物を引き上げ速度１０ｃｍ／分の条
件でＣＲＴ用フィルター両面に浸漬塗布し、次いで９０
℃で４時間加熱乾燥してコーティングフィルターを得た
。

【００３１】（３）　反射防止膜の作製前記（２）　に
よって得られたコーティングＣＲＴ用フィルターの上に
無機物質のＺｒＯ２　／ＴｉＯ２　／Ｙ２　Ｏ３　、Ｔ
ａ２　Ｏ５　、ＳｉＯ２　を真空蒸着法でこの順序にそ
れぞれ光学的膜厚をλ／４（λは５４０ｎｍ）に設定し
て、ＣＲＴ用フィルターの両面に多層被覆させた。

【００３２】得られた反射防止ＣＲＴ用フィルターの反
射干渉色はグリーンを呈し、全光線透過率は９８．１２
％であった。

【００３３】（４）　末端シラノール有機ポリシロキサ
ン含有コーティング組成物の調製 両末端にシラノール基を有するジメチルポリシロキサン
（数平均分子量２６，０００）０．４部にメチルイソブ
チルケトン２４０部、シクロヘキサノン１６０部をそれ
ぞれ添加混合し、均一な溶液としたのち、さらにろ過精
製を行なってコーティング組成物を得た。

【００３４】（５）　塗布および乾燥 前記（３）　で得た反射防止膜の表面に（４）　で調整
したコーティング組成物を１０ｃｍ／ｍｉｎ　の引き上
げ速度で浸漬塗布した。塗布後は室温条件下で１昼夜放
置して乾燥し、反射防止性を有する光学物品を得た。

【００３５】（６）　性能評価 得られた光学物品の性能は下記の方法に従って試験を行
なった。なお、比較例として末端シラノール有機ポリシ
ロキサンを被覆しないものについても試験した。結果を
第１表に示す。

【００３６】（イ）　　水に対する静止接触角接触角計
（協和界面科学（株）製品、ＣＡ−Ｄ型）を使用し、室
温下で直径１．５ｍｍの水滴を針先に作り、これをレン
ズのとつ面の最上部に触れさせて、液滴を作った。この
時に生ずる液滴と面との角度を測定し、静止接触角とし
た。

【００３７】（ロ）　　外観 肉眼にて反射干渉色およびその均一性、濁りなどを観察
した。

【００３８】（ハ）　　反射防止性 全光線透過率（Ｔｉ）を測定し、下式によって片面の表
面反射率を求めて反射防止性を評価した。片面の表面反
射率が３パーセント以下の場合にはほとんどゴースト、
フレアーが感知できず、実用上問題がなかった。

【００３９】反射防止性（表面反射率）＝（１００−Ｔ
ｉ）／２ （ニ）　　耐汚染性試験 水道水５ｍｌをフィルター面にしたたらせ、室温雰囲気
下で４８時間放置後、布で拭いた時の水垢の残存状態を
観察した。水垢が除去できた時を良好とし、除去できな
かった時を不良とした。

【００４０】（ホ）　　表面すべり性 指の爪でレンズ表面を引っかいた時の引っかかり具合を
評価した。判定方法は次のとおりである。

【００４１】 ○：まったく引っかからない △：強くすると引っかかる ×：弱くしても引っかかる （ヘ）　　耐久性試験 アセトンを含浸させたペーパーで表面を２０回擦った後
に前記（ホ）の表面すべり性を行なった。

【００４２】（ト）　　耐摩耗性試験 レンズ表面を羊毛フェルトで２ｋｇ荷重下で５００回擦
った後に前記（イ）の水に対する静止接触角を測定して
、摩耗に対する耐久性試験を行なった。

【００４３】比較例２ 実施例１においてコーティング組成物のシリコーンをト
リメチルシリルで末端封鎖されたポリジメチルシロキサ
ンを使用する以外はすべて同様に行なった。結果を第１
表に示す。

【００４４】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　第１表　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　試　　　　験　　　
　結　　　　果　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　例Ｎｏ　　　　　　接触角　　外
観　　反射防止　　耐汚染　　表面すべり　　耐久　　
耐摩耗　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
性　　　　　　　　性　　　　　　性　　　　　　　　
　　性　　　　性　　　　　　性　　実施例１　　　１
０１．２　　良好　　　　　１．００　　　　　良好　
　　　　　○　　　　　　良好　　　　９０．０　　比
較例１　　　　４０．１　　良好　　　　　０．９５　
　　　　不良　　　　　　×　　　　　　−　　　　　
　−　　　　比較例２　　　　８６．６　　良好　　　
　　１．００　　　　　良好　　　　　　○　　　　　
　不良　　　　８４．４

【００４５】

【発明の効果】本発明によって得られる反射防止性を有
するＣＲＴ用フィルターは以下のような効果がある。

【００４６】（１）　指紋、手垢などによる汚れがつき
にくく、また目立ちにくい。これらの効果が永続的に保
持される。

【００４７】（２）　水垢などが付着し、乾燥されても
容易に除去することが可能である。

【００４８】（３）　表面すべり性が良好であり、実質
的に傷がつきにくい。

【００４９】（４）　撥水性があるために、雨滴などが
付いても容易に振り落とすことができる。

【００５０】（５）　ほこりなどの汚れがつきにくく、
使用性がよい。

【００５１】（６）　摩耗に対する耐久性がある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチック基材上に設けられた表層膜が
   主として二酸化ケイ素からなる単層または多層の反射防
   止膜の表面に末端シラノール有機ポリシロキサンからな
   る物質が被覆され、該光学物品の表面反射率が３パーセ
   ント以下、かつ水に対する静止接触角が６０度以上であ
   ることを特徴とする反射防止性を有するＣＲＴ用フィル
   ター。
2. 【請求項２】反射防止性を有する光学物品が光学用素子
   であることを特徴とする請求項１記載のＣＲＴ用フィル
   ター。
3. 【請求項３】基材と反射防止膜との間にハードコート層
   を有することを特徴とする請求項（１）　記載の反射防
   止性を有するＣＲＴ用フィルター。