JPH08313705A - 防曇性物品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】眼鏡レンズ・窓ガラスなどの物品に対し、その
表面硬度、反射防止などの光学特性を損なうことなく、
持続性に優れた防曇効果をもたせる。 【構成】物品の表面に酸化チタンを主成分とする層を設
ける。 【効果】酸化チタンを含む層は、薄くても耐摩耗性があ
るため、耐摩耗性を低下させることなく防曇が実現でき
る。また、層が薄いため反射防止の光学特性にも大きな
影響を与えない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防曇性能を有するメガ
ネ・カメラ等のレンズ、または窓ガラス、車のフロント
ガラス、ヘルメットのシールド、水中メガネ等の物品、
または浴室内で使用する鏡等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】物品に防曇性能を付与する方法として、
従来から次に述べる様な種々の方法がとられている。

【０００３】合成樹脂基材自体に界面活性剤を練り込ん
だり、親水性の単量体を共重合して合成樹脂基材を形成
して防曇性能を付与する方法は、特開昭５１−１０７８
４１，特開昭５５−１０２６３２，特公昭５７−３１７
３５，特開昭５８−１６０３２５，特開昭６０−１４１
７２７，特開昭６１−１１４２０１，特開昭６１−１１
４２０２，特開昭６２−２２０２，特開昭６２−２２０
３などに開示されている。

【０００４】物品に防曇性能を有するコーティングを施
す方法も良く知られ、特公昭４５−１８９７２，特公昭
５０−１７１０，特開昭５２−１４６７９１，特開昭５
３−３９３４７，特開昭５５−９９９３０，特開昭５５
−７５０，特開昭５５−１４８２８３，特開昭５７−１
１９９７３，特公昭５８−１６８８，特開昭５９−１５
４７３，特公昭６２−２８９８６，特開平１−２４９８
１８，特開平２−１８０４８，特開平２−１７３０７
８，などに開示されている。

【０００５】以上に示した方法は、基材自体、あるいは
厚いコーティング層に、親水性と吸水性を付与して防曇
性能を達成しようとするものである。

【０００６】吸水性の悪いガラスなどの無機質に、直接
防曇性能を付与する方法として、最表面を処理して親水
性または疎水性を持たせる方法や、無機質を多孔性にし
て吸水性を持たせる方法が知られ、特公昭５２−１１３
２１，特開昭５３−５６１７７，特開昭５４−１０５１
２０，特開昭６０−２１０６４１，特開昭６２−５７４
８４，特公平１−５８４８１，特開平２−２２３４１，
などに開示されている。

【０００７】表面改質の方法としてのグラフト重合は、
特開平１−２３０６４４，特開平２−３８４３１，特開
平４−２２５３０１に開示されている。

【０００８】以上に示した方法も含め、物品に防曇性能
を付与するには、１）基材に吸水性を持たせる。２）基
材表面を親水性にする。３）基材表面を疎水性にする。
４）物品の表面温度を高くし、空気中の水分が表面で凝
結しない様にする。の４点の方法が過去から提案され、
色々な試みがなされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では次に述べる様な問題点を有していた。

【００１０】樹脂基材自体や樹脂コーティング層に防曇
性能を付与する方法は、防曇性能としては十分な性能が
得られるが、親水性・吸水性を持つ樹脂は吸水すると柔
らかくなり、非常に傷がつき易いものとなっていた。こ
れでは眼鏡レンズなど耐摩耗性が要求される部分に使用
した場合、傷によって光学特性が劣化し、実用に耐えら
れない。さらに、空気中の汚れ、例えばタバコの煙など
も吸着し易く、光学物品が着色してしまうなどの欠点も
あった。

【００１１】さらに、これらの方法の最大の欠点は、反
射防止層などの光学的特性を向上する為の表面処理を最
表面に施すことができないことである。現在広く使用さ
れいて、性能の良い反射防止膜は、無機物からなる反射
防止膜であり、酸化ケイ素などの無機物に防曇性能を持
たせなければならない。

【００１２】ガラス表面や無機物表面に防曇性能を付与
する方法としては、一般に用いられている界面活性剤を
表面に塗布する方法があるが、持続性に問題があり、水
によって界面活性剤が容易に脱落してしまう。

【００１３】そのほかに、ガラス表面や無機物表面に親
水性の物質を用いて薄膜を形成し、防曇性能を達成する
方法があるが、従来技術に従うとそれらの物質と表面と
の結合が弱く、簡単にそれらの物質が脱落して長期間防
曇性能が維持できなかった。さらに、従来の様に水酸基
を露出させることによって親水性を付与した場合、耐水
ヤケ性との両立が難しい。

【００１４】逆に疎水性を付与する場合、表面に付着し
た水滴を脱落させるには、水に対する接触角が１８０゜
近く必要である。このような物質としてフッ化グラファ
イトと金属の複合体が知られているが、防曇には今のと
ころ利用できていない。

【００１５】以上に述べた課題を解決する為に、表面を
シランカップリング剤で処理した後、反応性界面活性剤
を反応させる方法も提案されているが、反応性界面活性
剤の構造によっては十分な防曇効果が得られなかった
り、水ヤケ防止との両立が難しかった。

【００１６】そこで、本発明は以上の様な問題点を解決
し、物品の光学特性、耐摩耗性を低下させることなく、
持続性、防汚染性、耐水ヤケ性に優れた防曇性能を有す
る物品を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の防曇性物品は、
物品表面に酸化チタンを主成分とする層を設けたことを
特徴とする防曇性物品。

【００１８】よく知られているように酸化チタンは、光
触媒反応を起こし、光エネルギーを化学エネルギーに変
換できる。４００ｎｍよりも短波長の光が酸化チタンに
吸収されると、酸化チタン表面が強い酸化力を示し、い
ろいろの化合物が分解される。

【００１９】水も例外ではなく分解される。従って、物
品の表面に酸化チタンを主成分とする層を設けると、表
面に小さな水滴が発生しても紫外線の存在によって瞬時
に水滴が分解され、曇の原因となる水滴が成長すること
がない。

【００２０】酸化チタンの層は、酸化チタン単体でもよ
いが白金などの金属を添加して、小さな光電気化学セル
を形成するとより酸化力が増し、防曇の能力も向上す
る。

【００２１】物品表面への層の形成は、色々な方法で行
うことができる。薄膜として層を形成する場合、真空蒸
着、スパッタ、ＣＶＤなどで薄膜を形成しても良いし、
ゾル・ゲル法や超微粒子の酸化チタンを含んだ熱硬化型
ハードコートで薄膜を形成する事もできる。いずれにし
ても、物品の表面に酸化チタンを主成分とする層が形成
されていれば良い。

【００２２】防曇性の付与される物品はどんなものでも
良いが、特にレンズ・鏡・窓・ゴーグル・水中眼鏡など
の光学物品であれば用途上非常に有効である。

【００２３】

【実施例】

〔実施例１〕予め水酸化ナトリウム溶液（０．１Ｎ）に
浸漬し、よく水洗、乾燥し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に以下に示すコーティング
液をディッピング法で、膜厚が２．５μｍになる様塗布
し、１３０℃で２時間加熱硬化した。

【００２４】（コーティング液の調整）攪拌装置を備え
た、反応容器中に、エタノール２０６ｇ，エタノール分
散コロイダルシリカ３９６ｇ（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３１２
ｇ，フローコントロール剤０．２ｇ（日本ユニカー
（株）製“Ｌ−７６０４”）及び０．０５Ｎ酢酸水溶液
８６ｇを加え、室温で３時間攪をし、コーティング液と
した。

【００２５】以上のようにして得られたコーティング済
みレンズを真空槽内にセットし、真空蒸着法により、基
板温度５０℃で、樹脂表面に反射防止処理を行った。膜
構成は、光学膜厚でレンズ側から、二酸化ケイ素層がλ
／４，酸化ジルコニウム層と二酸化ケイ素層の合成膜厚
が、λ／４，酸化ジルコニウム層がλ／４，最上層の二
酸化ケイ素層がλ／４とした。（ここでλは５２０nm）
次にこの反射防止膜上に酸化チタンの層を５ｎｍほど真
空蒸着により設けた。

【００２６】得られた物品の防曇性評価方法は“ＪＩＳ
−Ｓ４０３０ 眼鏡用くもり止め剤試験方法”の低温部
くもり止め性に従って１〜４級で評価した。（１級が一
番防曇性能が良く、４級が一番悪い。）使用した恒温槽
内には自然光が存在するようにした。評価結果は、表１
に実施例と比較例まとめて示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】〔実施例２〕実施例−１でコーティング液
の調整を行う際、エタノール分散コロイダルシリカに酸
化チタン超微粒子（粒子径８ｎｍ）を１ｇ分散させたも
のを使用した。その後、実施例１と同様にジエチレング
リコールビスアリルカーボネート製レンズにコーティン
グ液を塗布し、硬化させた。

【００２９】〔実施例３〕通常のソーダガラス板表面
を、出力４００ＷのＡｒプラズマで処理を行った後、光
ＣＶＤ法を用いてＴｉＣｌ₄を表面と反応させた。Ｔｉ
Ｃｌ₄はガラス表面のＳｉ−ＯＨと固定化反応を示す。
この固定化反応と水処理を５回繰り返して５層のＴｉ−
Ｏ−層を持つ固定化チタン酸化物触媒をソーダガラス表
面に調整した。

【００３０】〔比較例〕実施例１で最上層の酸化チタン
の層を設ける前のサンプルを比較例とした。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、物品表面
に光触媒作用を持つ酸化チタンが存在することになり、
温度差・湿度差によって表面に微小な水滴が付着しても
自然光によってすぐに分解して、曇の原因となる水滴が
成長する事なく防曇が達成できる。また、酸化チタン自
体が樹脂と比較して硬いため、物品の表面に使用しても
物品の耐摩耗性を低下させることがない。さらに、酸化
チタンの層は薄くても光化学反応効果があるため反射防
止の光学特性に大きな影響を与えることなく表面に形成
することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物品表面に酸化チタンを主成分とする層を
   設けたことを特徴とする防曇性物品。
2. 【請求項２】物品表面に、白金が添加された酸化チタン
   を主成分とする層を設けたことを特徴とする防曇性物
   品。
3. 【請求項３】物品表面に真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶ
   Ｄ法またはゾル・ゲル法により、酸化チタンを主成分と
   する層を形成することを特徴とする防曇性物品の製造方
   法。