JPH0450884B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成樹脂物品または合成樹脂の被覆層
からなる合成樹脂製品の製造に適当なマトリツク
スに関する。この場合、マトリツクスをシリカガ
ラスから作るかまたはシリカガラスの上層から形
成し、マトリツクスのシリカガラス表面に合成樹
脂との接触に剥離剤を設けている。シリカガラス
はSiO₂の高含有量を有するガラスである。また、
シリカガラスは溶融シリカまたはアモルフアスシ
リカとして知られている。シリカガラスの表面は
ヒドロキシルイオンからなる。

シリカガラスのマトリツクスは、特に製造すべ
き合成樹脂製品に高い要求条件を加える場合、お
よび特に製造すべき合成樹脂物品が極めて容易に
規定された表面を有する場合に用いられる。かか
るガラス物品としては、例えばレンズ、特に非球
形または球形レンズの如き光学部品、ビームスプ
リツター、赤外ミラーの如きミラーなどである。
高い要求条件は、例えば極めて精密な輪郭または
超滑らかな表面（ultrasmooth surface）の如き
かかる物品の表面に要求される。極めて精密にす
る必要のある合成樹脂物品または合成樹脂の被覆
層からなる物品は情報キヤリヤとして用いられ、
特に光学的に読取ることのできる情報キヤリヤは
光学的構造を構成する。通常、光学的構造は高い
レベルと低いレベルとて交互に位置する情報区域
の光学的に読取ることのできる情報トラツクから
構成されている。区域の寸法は極めて小さく
（ullrasmall）、例えば区域間の高さの差は0.1〜
0.2μｍである。区域の長さは蓄積情報により変化
し、例えば0.2〜3μｍである。

シリカガラスのまたはシリカガラスの上層から
なるマトリツクスの表面は研磨によつて所望の輪
郭に正確に磨くことができる。更に、シリカガラ
スのマトリツクスは、例えば金属マトリツクスの
温度挙動より著しく優れた温度挙動を示す。

アクリレート、メタアクリレート、ポリカーボ
ネート、ポリスルホンなどの合成樹脂はシリカガ
ラス面から剥し難い。この事は、剥す際に、製造
された合成樹脂物品の残部がシリカガラス面に粘
着することを意味する。この結果として、シリカ
ガラス表面が汚染され、このために良質の合成樹
脂物品を製造することができない。これに対し
て、本発明においては、この剥離剤を多くの主要
件に満すようにしている。第１に、剥離剤を極め
て薄い層の状態で使用する必要がある。第２に、
剥離剤をシリカガラス表面に固定しやすくする必
要がある。第３に、剥離剤を製造すべき物品の合
成樹脂材料に対して十分な不活性にする必要があ
る。この事は剥離剤と使用する合成樹脂との間の
相互作用を起さないようにすることを意味してい
る。なぜならば、この関係は最適状態で生ぜず、
マトリツクスを汚染するためである。

剥離剤としてガラスプレート上に高分子化合物
の層を用いることは知られている。ポリシロキサ
ン被覆を有するガラスプレートからなるマトリツ
クスは知らている。このポリシロキサンはガラス
プレートの表面に設け、次いで少なくとも150℃
で加熱してポリシロキサンを硬化している。メタ
アクリレート合成樹脂のプレートおよびレンズは
マトリツクスにより作られ、ポリシロキサンから
剥すことができる。この従来のガラスマトリツク
スは、ポリシロキサン層が比較的に厚く、このた
めに製造すべき合成樹脂物品の表面を精密に形成
することができない欠点を有している。更に、か
かるポリシロキサンを被着することによつて、最
初のガラス表面がSiO表面に添加する。このSiO
表面は若干極性を示し、このために例えばポリア
クリレート、ポリメタアクリレート、ポリカルボ
ネートなどの如き合成樹脂はSiO表面とある相互
作用を有する。合成樹脂は剥することができ、す
なわち、SiO表面から除去できるけれども、ある
合成樹脂材料が長時間作用中にマトリツクス表面
に残留する。しかしながら、この材料は極めて少
量でも、表面の組織がかすみ、このために良質の
物品が製造できなくなる。

本発明の目的は上述する欠点を除去した優れた
マトリツクスを提供することである。

本発明は、トマリツクスをシリカガラスから作
るか、またシリカガラスの上層から形成し、マト
リツクスのシリカガラス表面に合成樹脂との接触
に剥離剤を用いる合成樹脂物品製造用マトリツク
スにおいて、剥離剤としてマトリツクスのシリカ
ガラス表面に結合する脂肪族アルコールの単分子
層を用いることを特徴とする。

脂肪族アルコールの分子はシリカガラス表面に
結合し、この場合シリカガラス表面のSiOH基は
脂肪族アルコールのOH基とエステル化する。こ
の場合、アルコールをシリカガラス表面との間に
化学結合が存在する。アルコールの脂肪族炭化水
素基はシリカガラス表面から外方に突出する。

本発明のマトリツクスの好ましい形状におい
て、アルキルアルコール（アルカノール）の単分
子層のアルキル基は少なくとも８個の炭素原子を
有しており、この他に分子層はシリカガラス表面
に結合する。一般に、アルキル基は19個以上の炭
素原子を含有しないようにする。適当なアルコー
ルとしては、例えばデカノール、ドデシルアルコ
ール、ヘキサデシルアルコールおよびオクタデシ
ルアルコールを挙げることができる。

本発明のマトリツクスの更に好適な例では脂肪
族炭化水素基が弗素置換アルキル基である脂肪族
アルコールの単分子層を用いる。例２−12の場合
適当なフルオロアルキルアルコールの１例として
はヘキサフルオロエタノールを示すことができ
る。

脂肪族アルコールの単分子層を用いることによ
つて、本発明のマトリツクスのシリカガラス表面
は脂肪族炭素基、特にアルキル基またはフルオロ
アルキル基により形成する不動性の全く不活性な
表面に変える（modiied）ことができる。極性ま
たは反応性成分が生成層に存在しないために、第
２または順次層を、例えばアルキルアルコールま
たはフルオロアルコールの第１層に結合すること
ができる。かかるアルキルアルコールまたはフル
オロアルキルアルコールの層は真実単分子層であ
り、その厚さは分子の大きさに相当する。ヘキサ
デシルを用いる場合には、例えば単に分子層は約
3nｍ（16個の炭素原子）の厚さを有している。

脂肪族アルコールの単分子層はシリカガラス表
面をアルコールと反応させて設ける。この反応
は、例えばマトリツクスをアルコール中に数時間
浸漬することによつて行うことができる。反応は
高い温度、例えば50〜200℃で生じさせるのが好
ましい。好ましい脂肪族アルコールは比較的に少
量の酸、例えば１％硫酸を含む。酸は触媒として
作用し、この結果、シリカガラス表面のSiOH基
とアルコール分子のOH基との間のエステル化反
応を促進する。この処理後、マトリツクスまたは
マトリツクスの処理シリカガラス表面を有機溶
剤、例えばトルエンでゆすぐ。従来のポリシロキ
サン化合物と比較して、本発明において用いる脂
肪族アルコールの分子は比較的に小さく、かつ比
較的に大きい移動度を有している。この結果、上
述する単分子層は緻密な分子充填率を有してお
り、このためシリカガラス表面を最適に変えるこ
とができる。

好適例においては、本発明のマトリツクスのシ
リカガラス表面を極め滑らかにすることができ、
または表面に脂肪族アルコールを結合させて精密
な光学輪郭を形成することができる。

極めて精密な表面を有する光学部品および光学
情報キヤリヤはかかるマトリツクスによつて製造
することができる。脂肪族アルコールの単分子層
は極めて薄いために、合成樹脂から製造される物
品または合成樹脂の被覆層からなる物品の表面は
マトリツクスのシリカガラス表面の精密なコピー
である。シリカガラス表面は、例えば研磨方法を
用いて極めて注意して作る。使用する合成樹脂、
例えばアクリレートまたはメタアクリレート合成
樹脂は単分子層の不活性表面から極めて容易に剥
することができる。不活性表面は合成樹脂と相互
作用しない。この結果、マトリツクスはコピーの
品質に悪影響を与える合成樹脂の残留物によつて
汚染されることがない。単分子層はマトリツクス
に緊密に固定するので、マトリツクスの寿命を長
くすることができる。

更に、本発明は合成樹脂物品または合成樹脂の
被覆層からなる物品を製造する方法に関するもの
で、本発明は、液体合成樹脂組成物をマトリツク
スのシリカガラス表面に被着し、好ましくは支持
部材合成樹脂組成物上に配置し、液体合成樹脂組
成物を固体合成樹脂層に転化し、マトリツクス表
面をコピーする合成樹脂層をマトリツクスから除
去し、支持部材が存在する場合には合成樹脂層を
支持部材に被着する合成樹脂物品または合成樹脂
被覆層からなる物品の製造方法において、マトリ
ツクスのシリカガラス表面をこのガラス表面に結
合する脂肪族アルコールの単分子層から形成する
ことを特徴とする。適当な方法としては押出成形
法または加圧成形法を用いることができる。これ
らの方法によつて液体合成樹脂を１または２個以
上のマトリツクスからなる型内で高温および圧力
で圧縮する。圧力を開放し、冷却した後、固体合
成樹脂物品が得られ、その表面がマトリツクスの
表面のコピーとなる。

興味ある他の方法としては実質的に圧力を作用
しない重合方法であり、この場合架橋合成樹脂の
物品を得ることができる。この方法によれば、液
体熱硬化性または光硬化性単量体組成物をマトリ
ツクスの表面に被着する。必要に応じて、支持部
材、例えばガラス部材、またはポリメチルメタア
クリレートまたはポリカーボネートの如き透明な
合成樹脂の部材を層上に設けることができる。単
量体組成物の層は、例えば単量体組成物をその上
にマトリツクスまたは支持部材を介して焦点を合
せる紫外線に曝すことによつて硬化させる。架橋
（重合）後、支持部材およびマトリツクスの表面
をコピーする該部材に被着した硬化層をマトリツ
クス表面から除去する。適当な単量体組成物はア
クリレートおよび光開始剤（photoinitiator）、例
えばイソブチルベンゾインエーテルの混合物から
なる。

重合方法は光学部品または光学的に読取できる
情報キヤリヤの製造に適当である。

例えば、レンズを製造する場合に、表面が精密
でないガラスレンズ部材を支持部材として用い
る。かかるレンズ部材にはマトリツクスおよび重
合方法を用いることによつて所望表面品質を与え
ることができる硬化合成樹脂の上層を設ける。

次に本発明を添付図面について説明する。

第１図において、シリカガラスから作り、かつ
１側面に光学輪郭２（optical profik）（シユミ
ツト−コレクタ−プロフイル
（Schmidtcorrector profile）を有する超滑らか
な研磨表面を有するマトリツクス部材を１で示
す。マトリツクス部材１において輪郭２の側面に
厚さ3nｍのヘキサデシルアルコールの単分子層
３を設ける。単分子層は、１容量％の硫酸を添加
したヘキサデシルアルコールでマトリツクスの表
面を100℃の温度で６時間処理することによつて
形成する。この処理の結果シリカガラス表面上に
存在するSiOH基をヘキサデシルアルコール処理
剤でエステル化する。次いで、マトリツクス表面
をトルエンで３回ゆすぐ。合成樹脂レプリカまた
は合成樹脂の被覆層を有するレプリカを第２図に
示すように生成したマトリツクスから製造するこ
とができる。

第２図において、第１図におけると相当する部
分を同じ符号で示している。液体の硬化性単量体
組成物の層４をヘキサトデシルアルコールの単分
子層３上に設ける。単量体組成物は、例えば光、
特に紫外線で硬化させる。単量体組成物は、例え
ばアクリレートとイソブチルベンゾインエーテル
の如き開始剤との混合物からなる。ガラス支持部
材５の表面には単量体組成物の層４上に位置する
輪郭２のネガテイブである輪郭を有している。単
量体組成物の層４にマトリツクス１または支持部
材５を介して紫外線を曝す。支持部材５およびこ
れに被着する硬化合成樹脂層４をマトリツクス表
面から除去する。この場合、何んら困難なく容易
に剥離することができた。合成樹脂の残留物はマ
トリツクス上に残留しなかつた。生成したリプリ
カはマリツクスの表面の正確なコピーである硬化
合成樹脂の表面を有していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマトリツクスの断面図、第２
図はレンズを有するマトリツクスの断面図であ
る。 １……マトリツクス、２……光学輪郭、３……
単分子層、４……硬化合成樹脂層（硬化性単量体
組成物層）、５……支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マトリツクスをシリカガラスから作るか、ま
   たはシリカガラスの上層から形成し、マトリツク
   スのシリカガラス表面に合成樹脂との接触に剥離
   剤を設ける合成樹脂物品または合成樹脂被覆層か
   らなる物品の製造に用いるマトリツクスにおい
   て、剥離剤としてマトリツクスのシリカガラス表
   面に結合する脂肪族アルコールの単分子層を用い
   ることを特徴とする合成樹脂物品製造用マトリツ
   クス。 ２ 使用するアルキルアルコールの単分子層は少
   なくとも８個の炭素原子を有する特許請求の範囲
   第１項記載の合成樹脂物品製造用マトリツクス。 ３ 使用する脂肪族アルコールの単分子層の脂肪
   族炭化水素基は弗素置換アルキル基とする特許請
   求の範囲第１項記載の合成樹脂物品製造用マトリ
   ツクス。 ４ マトリツクスのシリカガラスを超滑らかにす
   るかまたは精密な光学輪郭から形成し、その表面
   上に脂肪族アルコールの単分子層を固定して合成
   樹脂光学物品または合成樹脂被覆層からなる光学
   物品を製造する特許請求の範囲第１、２または３
   項記載の合成樹脂物品製造用マトリツクス。 ５ 液体合成樹脂組成物をマトリツクスのシリカ
   ガラス表面に被着し、好ましくは支持部材を合成
   樹脂組成物上に配置し、液体合成樹脂組成物を固
   体合成樹脂層に転化し、マトリツクス表面をコピ
   ーする合成樹脂層をマトリツクスから除去し、支
   持部材が存在する場合には合成樹脂層を支持部材
   に被着する合成樹脂物品または合成樹脂被覆層か
   らなる物品の製造方法において、マトリツクスの
   シリカガラス表面を、この表面に結合する脂肪族
   アルコールの単分子層から形成することを特徴と
   する合成樹脂物品の製造方法。