JPH10332903A - Water-repellent optical member and its production - Google Patents

Water-repellent optical member and its production

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JPH10332903A
JPH10332903A JP9142087A JP14208797A JPH10332903A JP H10332903 A JPH10332903 A JP H10332903A JP 9142087 A JP9142087 A JP 9142087A JP 14208797 A JP14208797 A JP 14208797A JP H10332903 A JPH10332903 A JP H10332903A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon atoms
group
water
alkyl group
optical member
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9142087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Ota
宏 太田
Kazuo Sakamoto
和夫 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10332903A publication Critical patent/JPH10332903A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an optical member low in cost and having a hardened film excellent in water repellency, film hardness, adhesion property and transparency by applying a fluorinated porous thin film on the surface of a plastic substrate on which the hardened film is formed. SOLUTION: After a hardened film is formed on a plastic material, a hydrolysate of an alcohol soln. containing an org. silicone compd. expressed by formula (R<3> )b Si(OR<4> )4-b , an org. polymer compd. and a hardening agent is applied and hardened by heating. Then the org. polymer compd. in the hardened film is removed by using a polar solvent to form a porous thin film. Then the surface of the porous thin film is subjected to fluoridation with a fluoroalkylsilane compd. soln. In the formula, R<3> is 1 to 10C alkyl group, 2 to 10C alkenyl group, etc., R<4> is 1 to 10C alkyl group, 2 to 10C acyl group, etc., and b is an integer of 0 to 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は撥水性光学部材およ
びその製造方法に関し、さらに詳しくは、撥水性、膜硬
度、密着性および透明性に優れる硬化被膜を有するプラ
スチック製光学部材、およびこのものを効率よく製造す
る方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water-repellent optical member and a method for producing the same, and more particularly, to a plastic optical member having a cured film having excellent water-repellency, film hardness, adhesion and transparency, and a plastic optical member. The present invention relates to a method for efficiently manufacturing.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板上に撥水性被膜を形成させるため
に、これまで様々な方法、例えばフッ素系のシランカッ
プリング剤を塗布する方法やフルオロカーボン系の樹脂
を塗布する方法、さらには固体表面を凹凸化するといっ
た構造的処理により撥水性を高める方法などが試みられ
ている。
2. Description of the Related Art In order to form a water-repellent film on a substrate, various methods have been used so far, for example, a method of applying a fluorine-based silane coupling agent, a method of applying a fluorocarbon-based resin, and a method of coating a solid surface. Attempts have been made to increase the water repellency by a structural treatment such as making the surface uneven.

【0003】具体的には、(1)ガラス基板上にフッ素
系のシランカップリング剤で撥水処理する方法(特開平
8−319136号公報、特開平8−231247号公
報)、(2)フルオロカーボン系の樹脂で撥水化処理す
る方法(特開平8−239242号公報)、(3)固体
表面を凹凸化して撥水性を高める方法(特開平7−20
6475号公報)などが提案されている。
Specifically, (1) a method of performing a water-repellent treatment on a glass substrate with a fluorine-based silane coupling agent (JP-A-8-319136 and JP-A-8-231247), and (2) a fluorocarbon (Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-239242), (3) A method of increasing the water repellency by making the solid surface uneven (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-20)
No. 6475) has been proposed.

【0004】しかしながら、前記(1)のガラス表面上
を撥水化処理する方法は、プラスチック基板に適用した
場合、基板表面との密着性が得られず、また撥水化処理
する際の硬化温度が200℃以上であるため、基板自体
がこの処理方法には耐えられないなどの問題が生じる。
また、前記(2)のフルオロカーボン系の樹脂で処理す
る方法は、撥水性については良好であるものの、プラス
チック基板表面に対しての密着性及び膜硬度が得られ
ず、しかも光学的にも透明性が損なわれるなどの欠点を
有している。一方、前記(3)の固体表面を凹凸化する
方法は、フォトリソグラフィーを利用するため、煩雑か
つ大がかりな工程を必要とし、コスト高になるのを免れ
ない上、プラスチック製の光学部材では充分な密着性が
得られないという欠点がある。
However, the method of (1) for making the glass surface water-repellent does not provide adhesion to the substrate surface when applied to a plastic substrate, and also has a hardening temperature for the water-repellent treatment. Is higher than 200 ° C., there arises a problem that the substrate itself cannot withstand this processing method.
In the method (2) of treating with a fluorocarbon resin, the water repellency is good, but the adhesion to the plastic substrate surface and the film hardness are not obtained, and the optical transparency is high. However, it has disadvantages such as impairment. On the other hand, the method of (3) for making the solid surface uneven, requires the use of photolithography, which requires a complicated and large-scale process, inevitably increases the cost, and is sufficient for a plastic optical member. There is a drawback that adhesion cannot be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術がもつ欠点を克服し、撥水性、膜硬度、密着性
及び透明性に優れる硬化被膜を有し、かつ安価なプラス
チック製光学部材を提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the drawbacks of the prior art and has an inexpensive plastic optical material having a cured film having excellent water repellency, film hardness, adhesion and transparency. An object is to provide a member.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の優
れた特性を有するプラスチック製光学部材を開発すべく
鋭意研究を重ねた結果、特定の硬化被膜を有するプラス
チック基板表面に、特定の構造の有機ケイ素化合物及び
有機高分子化合物などを含む溶液の加水分解物を塗布硬
化させたのち、溶剤を用いて硬化膜中の有機高分子化合
物を除去して多孔質薄膜を形成させ、さらにその表面を
特定のフッ素化合物で処理することにより得られた光学
部材が、その目的に適合しうることを見出し、この知見
に基づいて本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to develop a plastic optical member having the above-mentioned excellent characteristics, and as a result, a plastic substrate having a specific cured film has a specific surface. After applying and curing a hydrolyzate of a solution containing an organosilicon compound and an organic polymer compound having a structure, the organic polymer compound in the cured film is removed using a solvent to form a porous thin film, and furthermore, The present inventors have found that an optical member obtained by treating the surface with a specific fluorine compound is suitable for the purpose, and have completed the present invention based on this finding.

【0007】すなわち、本発明は、硬化被膜を形成した
プラスチック基板表面上に、フッ素化処理を施した多孔
質薄膜を有することを特徴とする撥水性光学部材を提供
するものである。
That is, the present invention provides a water-repellent optical member comprising a fluorinated porous thin film on the surface of a plastic substrate on which a cured film is formed.

【0008】また、前記撥水性光学部材は、本発明に従
えば、硬化被膜を形成したプラスチック基板表面に、
(a)一般式(II) (R3bSi(OR44-b (II) (式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2
〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基ま
たは炭素数7〜10のアラルキル基、R4は炭素数1〜
10のアルキル基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数
6〜10のアリール基または炭素数7〜10のアラルキ
ル基を示し、bは0〜2の整数を示す。R3が複数ある
場合、複数のR3はたがいに同一でも異なっていてもよ
く、また複数のOR4はたがいに同一でも異なっていて
もよい。)で表される有機ケイ素化合物、(b)有機高
分子化合物および(c)硬化促進剤を含有するアルコー
ル溶液の加水分解物を塗布し、加熱硬化させたのち、極
性溶剤を用いて硬化膜中の有機高分子化合物を除去して
多孔質薄膜を形成させ、次いでこの多孔質薄膜の表面を
フルオロアルキルシラン系化合物含有溶液でフッ素化処
理することにより、製造することができる。
According to the invention, the water-repellent optical member is provided on the surface of the plastic substrate on which the cured film is formed.
(A) General formula (II) (R 3 ) b Si (OR 4 ) 4-b (II) (wherein, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 2 carbon atoms)
10 alkenyl group, an aryl group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms having 6 to 10 carbon atoms, R 4 is 1 to carbon atoms
It represents an alkyl group having 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and b represents an integer of 0 to 2. If there are a plurality of R 3, a plurality of R 3 may be the same with or different from each other, and a plurality of OR 4 may be the same with or different from each other. ), A hydrolyzate of an alcohol solution containing (b) an organic polymer compound and (c) a curing accelerator is applied, cured by heating, and then cured in a cured film using a polar solvent. The organic polymer compound is removed to form a porous thin film, and then the surface of the porous thin film is fluorinated with a solution containing a fluoroalkylsilane-based compound.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の撥水性光学部材において
は、基板として、硬化被膜を形成したプラスチック基板
が用いられる。このプラスチック基板としては、光学的
透明性を有するもの、例えばメチルメタクリレート単独
重合体、メチルメタクリレートと他のモノマー1種との
共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネー
ト単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネートと他のモノマー1種以上との共重合体、ポリカー
ボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリ
エステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタ
ン、ポリチオウレタンなどが挙げられるが、これらに限
定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the water-repellent optical member of the present invention, a plastic substrate having a cured film formed thereon is used as the substrate. As the plastic substrate, those having optical transparency, for example, methyl methacrylate homopolymer, a copolymer of methyl methacrylate and one other monomer, diethylene glycol bisallyl carbonate homopolymer, diethylene glycol bisallyl carbonate and other Examples include, but are not limited to, copolymers with one or more monomers, polycarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, unsaturated polyester, polyethylene terephthalate, polyurethane, and polythiourethane.

【0010】プラスチック基板表面上に設けられる硬化
被膜は膜硬度及び多孔質薄膜との密着性を向上させるた
めの金属酸化物と、基板との密着性を向上させるための
有機ケイ素化合物が用いられる。
As the cured film provided on the surface of the plastic substrate, a metal oxide for improving film hardness and adhesion to the porous thin film and an organosilicon compound for improving adhesion to the substrate are used.

【0011】通常、金属酸化物には金属酸化物コロイド
粒子が好ましく用いられる。この際用いられる金属酸化
物コロイド粒子としては、例えば酸化タングステン(W
3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ケイ素(SiO2)、
酸化アルミニウム(Al23)、酸化チタニウム(Ti
2)、酸化ジルコニウム(ZnO2)、酸化スズ(Sn
2)、酸化ベリリウム(BeO)、酸化アンチモン
(Sb25)などのコロイド粒子が挙げられる。これら
のコロイド粒子は単独で用いてもよいし、2種以上を組
み合わせて用いてもよい。
Usually, metal oxide colloid particles are preferably used as the metal oxide. As the metal oxide colloid particles used at this time, for example, tungsten oxide (W
O 3 ), zinc oxide (ZnO), silicon oxide (SiO 2 ),
Aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (Ti
O 2 ), zirconium oxide (ZnO 2 ), tin oxide (Sn
Colloid particles such as O 2 ), beryllium oxide (BeO), and antimony oxide (Sb 2 O 5 ). These colloid particles may be used alone or in combination of two or more.

【0012】一方、有機ケイ素化合物としては、一般式
(I) (R1aSi(OR24-a (I) で表される化合物が好ましく用いられる。
On the other hand, as the organosilicon compound, a compound represented by the general formula (I) (R 1 ) a Si (OR 2 ) 4-a (I) is preferably used.

【0013】上記一般式(I)において、R1は炭素数
1〜10のアルキル基、アルキル基の炭素数が1〜10
の置換アルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭
素数6〜10のアリール基または炭素数7〜10のアラ
ルキル基を示す。ここで炭素数1〜10のアルキル基は
直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、具体例
としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソ
プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブ
チル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げら
れる。アルキル基の炭素数が1〜10の置換アルキル基
のアルキル基は直鎖状、分岐状、環状のいずれであって
もよく、その種類としては、上記例示のアルキル基を挙
げることができる。これらのアルキル基に導入される置
換基としては、例えばハロゲン基、グリシドキシ基、エ
ポキシシクロヘキシル基、アミノ基、置換アミノ基、メ
ルカプト基、シアノ基、メタクリロキシ基などが挙げら
れる。炭素数2〜10のアルケニル基は、直鎖状、分岐
状のいずれであってもよく、具体例としては、ビニル
基、プロペニル基、アリル基などが挙げられる。炭素数
6〜10のアリール基の例としては、フェニル基、トリ
ル基、ナフチル基などが挙げられ、炭素数7〜10のア
ラルキル基の例としては、ベンジル基、フェネチル基な
どが挙げられる。
In the general formula (I), R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the alkyl group has 1 to 10 carbon atoms.
A substituted alkyl group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms. Here, the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic, and specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, and an n-butyl group. , Isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, cyclopentyl, cyclohexyl and the like. The alkyl group of the substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include the alkyl groups exemplified above. Examples of the substituent introduced into these alkyl groups include a halogen group, a glycidoxy group, an epoxycyclohexyl group, an amino group, a substituted amino group, a mercapto group, a cyano group, and a methacryloxy group. The alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms may be linear or branched, and specific examples include a vinyl group, a propenyl group, and an allyl group. Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group, and examples of the aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms include a benzyl group and a phenethyl group.

【0014】一方、R2は炭素数1〜10のアルキル
基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数6〜10のアリ
ール基または炭素数7〜10のアラルキル基を示す。こ
れらの基の中で、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数
6〜10のアリール基及び炭素数7〜10のアラルキル
基は、前記R1で示したものと同じである。炭素数2〜
10のアシル基は、直鎖状、分岐状のいずれであっても
よく、具体例としては、アセチル基、プロピオン基、ブ
チリル基などが挙げられる。、aは0〜2の整数であ
り、R1が複数ある場合には、複数のR1はたがいに同一
でも異なっていてもよく、また複数のOR2はたがいに
同一でも異なっていてもよい。
On the other hand, R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms. Among these groups, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms are the same as those described for R 1 . 2 carbon atoms
The acyl group of 10 may be linear or branched, and specific examples include an acetyl group, a propion group, and a butyryl group. , A is an integer of 0 to 2, if R 1 is plural, a plurality of R 1 may be the same with or different from each other, and a plurality of OR 2 may be the same with or different from each other .

【0015】前記一般式(I)で表される有機ケイ素化
合物としては、例えばメチルシリケート、エチルシリケ
ート、n−プロピルシリケート、i−プロピルシリケー
ト、n−ブチルシリケート、sec−ブチルシリケート、
t−ブチルシリケート、テトラアセトキシシラン、メチ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メ
チルトリプロポキシシラン、メチルトリアセトキシシラ
ン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキシ
シラン、メチルトリアミロキシシラン、メチルトリフェ
ノキシシラン、メチルトリベンジルオキシシラン、メチ
ルトリフェネチルオキシシラン、グリシドキシメチルト
リメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシ
ラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β
−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β−グリシ
ドキシエチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピル
トリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルトリフェノキシシラン、α−グリシドキシ
ブチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシブチルト
リエトキシシラン、β−グリシドキシブチルトリメトキ
シシラン、β−グリシドキシブチルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ−グリシド
キシブチルトリメトキシシラン、δ−グリシドキシブチ
ルトリエトキシシラン、
Examples of the organosilicon compound represented by the general formula (I) include methyl silicate, ethyl silicate, n-propyl silicate, i-propyl silicate, n-butyl silicate, sec-butyl silicate,
t-butyl silicate, tetraacetoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriacetoxysilane, methyltributoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriamyloxysilane, methyltriphenoxysilane, Methyltribenzyloxysilane, methyltriphenethyloxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, α-glycidoxyethyltriethoxysilane, β
-Glycidoxyethyltrimethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, α-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltriethoxysilane, β-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β -Glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ
-Glycidoxypropyltripropoxysilane, γ-glycidoxypropyltributoxysilane, γ-glycidoxypropyltriphenoxysilane, α-glycidoxybutyltrimethoxysilane, α-glycidoxybutyltriethoxysilane, β -Glycidoxybutyltrimethoxysilane, β-glycidoxybutyltriethoxysilane, γ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, γ-
Glycidoxybutyltriethoxysilane, δ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, δ-glycidoxybutyltriethoxysilane,

【0016】(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチ
ルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキ
シル)メチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキ
シシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エ
チルトリプロポキシシラン、β−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリブトキシシラン、β−(3,
4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリフェノキシシ
ラン、γ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピ
ルトリメトキシシラン、γ−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)プロピルトリエトキシシラン、δ−(3,4
−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリメトキシシラ
ン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルト
リエトキシシラン、グリシドキシメチルメチルジメトキ
シシラン、グリシドキシメチルメチルジエトキシシラ
ン、α−グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、
α−グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、β−
グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、β−グリ
シドキシエチルメチルジエトキシシラン、α−グリシド
キシプロピルメチルジメトキシシラン、α−グリシドキ
シプロピルメチルジエトキシシラβ−グリシドキシプロ
ピルメチルジメトキシシラン、β−グリシドキシプロピ
ルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチル
ジフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチル
ジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジ
エトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエト
キシシラγ−グリシドキシプロピルフェニルジメトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジエトキシ
シラン、
(3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) methyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β-
(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltripropoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltributoxysilane, β- (3,
4-epoxycyclohexyl) ethyltriphenoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, γ- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltriethoxysilane, δ- (3,4
-Epoxycyclohexyl) butyltrimethoxysilane, δ- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltriethoxysilane, glycidoxymethylmethyldimethoxysilane, glycidoxymethylmethyldiethoxysilane, α-glycidoxyethylmethyldimethoxysilane ,
α-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, β-
Glycidoxyethylmethyldimethoxysilane, β-glycidoxyethylmethyldiethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, α-glycidoxypropylmethyldiethoxysila β-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β -Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldipropoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldisilane Butoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiphenoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldimethoxysilane, γ-glycid Xypropylvinyldiethoxysila γ-glycidoxypropylphenyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylphenyldiethoxysilane,

【0017】エチルトリメトキシシラン、エチルトリエ
トキシシラビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセ
トキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、フ
ェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラ
ン、フェニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピ
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−クロロプロピルトリアセトキシシラン、
3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、
γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリエトキシシラン、β−シアノエチルト
リエトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、
クロロメチルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエ
チル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−
(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、N−(β−アミノエチル)γ−アミノ
プロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシ
シラン、フェニルメチルジメトキシシラン、ジメチルジ
エトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、γ
−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロ
プロピルメチルジエトキシシラン、ジメチルジアセトキ
シシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシ
ラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジ
エトキシシラン等が挙げられる。これらは単独で用いて
もよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilavinyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxyethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane , Γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-chloropropyltriacetoxysilane,
3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane,
γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ
-Mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, β-cyanoethyltriethoxysilane, chloromethyltrimethoxysilane,
Chloromethyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-
(Β-aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) γ-aminopropyl Methyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, γ
-Chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldiethoxysilane, dimethyldiacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ- Mercaptopropylmethyldiethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

【0018】プラスチック基板上に、金属酸化物を含む
硬化被膜を形成させるには、例えば低級アルコールなど
の溶媒中に、前記金属酸化物コロイド粒子と前記一般式
(I)で表される有機ケイ素化合物とを、通常重量比
1:100〜10:1の割合で加え、さらに適当な量の
酸及び所望により硬化促進剤や界面活性剤など添加して
コーティング液を調製したのち、基板上に塗布して、硬
化させればよい。
In order to form a cured film containing a metal oxide on a plastic substrate, the metal oxide colloid particles and the organosilicon compound represented by the general formula (I) are mixed in a solvent such as a lower alcohol. Is added usually in a weight ratio of 1: 100 to 10: 1, and further, an appropriate amount of an acid and, if desired, a curing accelerator or a surfactant are added to prepare a coating solution, and then the solution is applied onto a substrate. And harden.

【0019】この際、所望により用いられる硬化促進剤
としては、例えばアリルアミン、エチルアミン等のアミ
ン類、またルイス酸、ルイス塩基を含む各種塩または塩
基、例えば有機カルボン酸、クロム酸、次亜塩素酸、ホ
ウ酸、過塩素酸、臭素酸、亜セレン酸、チオ硫酸、オル
トケイ酸、チオシアン酸、亜硝酸、アルミン酸、炭酸な
どを有する塩、または金属塩、更にはアルミニウム、ジ
ルコニウム、チタニウムを有する金属アルコキシドまた
はこれらの金属キレート化合物などが挙げられる。
At this time, as a curing accelerator optionally used, for example, amines such as allylamine and ethylamine, and various salts or bases including Lewis acids and Lewis bases, such as organic carboxylic acids, chromic acids and hypochlorous acids , Boric acid, perchloric acid, bromic acid, selenous acid, thiosulfuric acid, salts containing orthosilicic acid, thiocyanic acid, nitrous acid, aluminate, carbonic acid, or metal salts, and also metals containing aluminum, zirconium, and titanium Alkoxides or metal chelate compounds thereof are exemplified.

【0020】また、基板上への塗布方法としてはディッ
ピング法、スピン法、スプレー法等が通常行われる方法
として適用されるが、面精度の面からディッピング法、
スピン法が望ましい。なお、コーティング液を基板上に
塗布硬化する前に、プラスチック基板に対し酸、アルカ
リ、各種有機溶媒による化学処理、プラズマ、紫外線等
による物理的処理、各種洗剤を用いる洗浄処理、更には
各種樹脂を用いたプライマー処理を行うこともできる。
As a method of coating on a substrate, a dipping method, a spin method, a spray method or the like is generally applied.
The spin method is preferred. Before coating and curing the coating liquid on the substrate, the plastic substrate is subjected to a chemical treatment with an acid, an alkali, and various organic solvents, a physical treatment with plasma, ultraviolet light, and the like, a cleaning treatment with various detergents, and a variety of resins. The used primer treatment can also be performed.

【0021】さらに、基板上にコーティング液を塗布後
の硬化処理は、熱風乾燥、または活性化エネルギー線照
射などによって行うことができる。熱風乾燥による硬化
は90〜150℃の熱風中で行うことが適当であり、好
ましくは100〜120℃の熱風中が望ましい。活性化
エネルギー線としては例えば遠赤外線等を挙げることが
でき、活性化エネルギー線照射による硬化は熱による損
傷を低く抑えることができるという利点がある。
Further, the curing treatment after the application of the coating liquid on the substrate can be carried out by hot-air drying or irradiation of activation energy rays. Curing by hot air drying is suitably performed in hot air at 90 to 150 ° C, and preferably in hot air at 100 to 120 ° C. Examples of the activation energy ray include far infrared rays, and curing by irradiation with the activation energy ray has an advantage that damage due to heat can be suppressed to a low level.

【0022】この硬化被膜の厚さは、通常0.1〜10
μm、好ましくは1〜5μmの範囲である。
The thickness of the cured film is usually 0.1 to 10
μm, preferably in the range of 1 to 5 μm.

【0023】本発明の撥水性光学部材は、このようにし
て形成された金属酸化物を含む硬化被膜を有するプラス
チック基板上に、フッ素化処理を施した多孔質薄膜が設
けられたものである。フッ素化処理した多孔質薄膜は、
これに限定されるものではないが、後記するような成分
(a)、(b)および(c)並びにフルオロアルキルシ
ラン系化合物を用いる方法により形成するのが好まし
い。この撥水性光学部材は、表面の水に対する接触角が
150度以上であるものが好適である。
The water-repellent optical member of the present invention is obtained by providing a fluorinated porous thin film on a plastic substrate having a cured film containing a metal oxide formed in this manner. The fluorinated porous thin film is
Although not limited thereto, it is preferably formed by a method using components (a), (b) and (c) and a fluoroalkylsilane-based compound as described below. The water-repellent optical member preferably has a surface whose contact angle with water is 150 degrees or more.

【0024】この本発明の撥水性光学部材の製造方法と
しては、特に制限はないが、以下に示す本発明の方法に
従えば、効率よく所望の撥水性光学部材を製造すること
ができる。
The method for producing the water-repellent optical member of the present invention is not particularly limited. According to the method of the present invention described below, a desired water-repellent optical member can be efficiently produced.

【0025】本発明の方法においては、まず、(a)有
機ケイ素化合物、(b)有機高分子化合物および(c)
硬化促進剤を含有するアルコール溶液の加水分解物から
なるコーティング液を調製し、前記のようにして得られ
た金属酸化物を含む硬化被膜を有するプラスチック基板
上に該コーティング液を塗布し、加熱硬化させ、硬化膜
を形成する。
In the method of the present invention, (a) an organosilicon compound, (b) an organic polymer compound and (c)
A coating solution comprising a hydrolyzate of an alcohol solution containing a curing accelerator is prepared, and the coating solution is applied on a plastic substrate having a cured film containing the metal oxide obtained as described above, and cured by heating. To form a cured film.

【0026】前記(a)成分の有機ケイ素化合物として
は、一般式(II) (R3bSi(OR44-b (II) で表される化合物が好ましく用いられる。
As the organosilicon compound of the component (a), a compound represented by the general formula (II) (R 3 ) b Si (OR 4 ) 4-b (II) is preferably used.

【0027】上記一般式(II)において、R3は炭素数
1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル
基、炭素数6〜10のアリール基または炭素数7〜10
のアラルキル基を示し、R4は炭素数1〜10のアルキ
ル基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数6〜10のア
リール基または炭素数7〜10のアラルキル基を示す。
これらの基の具体例は、前記一般式(I)におけるR1
およびR2において、説明したとおりである。
In the above general formula (II), R 3 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or a 7 to 10 carbon atoms.
R 4 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms.
Specific examples of these groups include R 1 in the above general formula (I).
And R 2 are as described above.

【0028】bは0〜2の整数を示す。R3が複数ある
場合、複数のR3はたがいに同一でも異なっていてもよ
く、また複数のOR4はたがいに同一でも異なっていて
もよい。
B represents an integer of 0 to 2. If there are a plurality of R 3, a plurality of R 3 may be the same with or different from each other, and a plurality of OR 4 may be the same with or different from each other.

【0029】前記一般式(II)で表される有機ケイ素化
合物としては、例えばメチルシリケート、エチルシリケ
ート、n−プロピルシリケート、i−プロピルシリケー
ト、n−ブチルシリケート、sec−ブチルシリケート、
t−ブチルシリケート、テトラアセトキシシラン、メチ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メ
チルトリプロポキシシラン、メチルトリアセトキシシラ
ン、メチルトリブトキシシラン、メチルトリプロポキシ
シラン、メチルトリアミロキシシラン、メチルトリフェ
ノキシシラン、メチルトリベンジルオキシシラン、メチ
ルトリフェネチルオキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシ
シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメト
キシエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フ
ェニルトリエトキシシラン、フェニルトリアセトキシシ
ラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジメ
トキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルメ
チルジエトキシシランなどが挙げられる。これらは単独
で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよ
い。
Examples of the organosilicon compound represented by the general formula (II) include, for example, methyl silicate, ethyl silicate, n-propyl silicate, i-propyl silicate, n-butyl silicate, sec-butyl silicate,
t-butyl silicate, tetraacetoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriacetoxysilane, methyltributoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriamyloxysilane, methyltriphenoxysilane, Methyltribenzyloxysilane, methyltriphenethyloxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxyethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane Acetoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenylmethyldiethoxy Such as emissions, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0030】また、(b)成分の有機高分子化合物とし
ては、例えばポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸
ナトリウム、ポリエチレングリコールなどが挙げられ、
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせ
て用いてもよい。本発明においては、前記(a)成分の
有機ケイ素化合物と(b)成分の有機高分子化合物は、
有機高分子化合物/有機ケイ素化合物重量比が0.01
〜5の範囲になるように用いるのが望ましい。この重量
比が0.01未満では多孔質化の効果が充分に発揮され
ないおそれがあるし、5を超えると硬化被膜が白化する
傾向がみられる。
Examples of the organic polymer compound as the component (b) include polyacrylic acid, sodium polystyrene sulfonate, and polyethylene glycol.
These may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, the organosilicon compound of the component (a) and the organic polymer compound of the component (b) are
The organic polymer compound / organosilicon compound weight ratio is 0.01
It is desirable to use it so as to be in the range of 5 to 5. If the weight ratio is less than 0.01, the effect of making porous may not be sufficiently exhibited, and if it exceeds 5, the cured coating tends to whiten.

【0031】さらに、(c)成分の硬化促進剤として
は、例えばアリルアミン、エチルアミン等のアミン類、
またルイス酸、ルイス塩基を含む各種塩または塩基、例
えば有機カルボン酸、クロム酸、次亜塩素酸、ホウ酸、
過塩素酸、臭素酸、亜セレン酸、チオ硫酸、オルトケイ
酸、チオシアン酸、亜硝酸、アルミン酸、炭酸などを有
する塩、または金属塩、更にはアルミニウム、ジルコニ
ウム、チタニアムを有する金属アルコキシドまたはこれ
らの金属キレート化合物などが挙げられる。これらは単
独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いても
よい。またその使用量は、前記(a)成分の有機ケイ素
化合物の種類や量に応じて適宜選定される。
Further, as the curing accelerator of the component (c), for example, amines such as allylamine and ethylamine;
Lewis acids, various salts or bases including Lewis bases, such as organic carboxylic acids, chromic acid, hypochlorous acid, boric acid,
Perchloric acid, bromic acid, selenous acid, thiosulfuric acid, orthosilicic acid, thiocyanic acid, nitrous acid, aluminate, a salt having carbonic acid, or a metal salt, and further a metal alkoxide having aluminum, zirconium, titanium or a metal alkoxide thereof Metal chelate compounds and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The amount used is appropriately selected according to the type and amount of the organosilicon compound as the component (a).

【0032】前記(a)成分、(b)成分および(c)
成分を含有するアルコール溶液の加水分解物からなるコ
ーティング液の調製は、例えば適当なアルコール系溶媒
中に、前記(a)成分の有機ケイ素化合物、(b)成分
の有機高分子化合物、(c)成分の硬化促進剤および所
望により界面活性剤を加え、さらに適当量の酸を加えた
のち、通常室温にて、5〜30時間程度加水分解処理す
ることにより行われる。加水分解処理時間が5時間未満
では有機ケイ素化合物の加水分解が不充分であるため、
充分な膜硬度が得られないおそれがあるし、30時間を
越えとる膜が白化する傾向がみられる。
The components (a), (b) and (c)
The preparation of a coating solution comprising a hydrolyzate of an alcohol solution containing the components is carried out, for example, by preparing the above-mentioned organosilicon compound as the component (a), the organic polymer compound as the component (b), and (c) in a suitable alcohol-based solvent. The reaction is carried out by adding a curing accelerator of a component and, if desired, a surfactant, and further adding an appropriate amount of an acid, followed by hydrolysis at room temperature for about 5 to 30 hours. If the hydrolysis treatment time is less than 5 hours, the hydrolysis of the organosilicon compound is insufficient,
There is a possibility that sufficient film hardness may not be obtained, and a film that takes more than 30 hours tends to be whitened.

【0033】本発明の方法においては、このようにして
調製されたコーティング液を、金属酸化物を含む硬化被
膜が形成されたプラスチック基板上に塗布し、加熱硬化
させて、硬化膜を形成させる。基板への塗布方法として
はディッピング法、スピン法、スプレー法等が通常行わ
れる方法として適用されるが、面精度の面からディッピ
ング法、スピン法が望ましい。また硬化処理は、好まし
くは150℃以下の温度において、熱風乾燥または活性
化エネルギー線照射などによって行われる。熱風乾燥に
よる硬化処理は90〜150℃の熱風中で行うことが適
当であり、好ましくは100〜120℃の熱風中が望ま
しい。90℃よりも低いと、硬化が充分に行われず、1
50℃よりも高いと、プラスチック基板やその上の硬化
被膜にダメージを与える恐れがあるからである。活性化
エネルギー線としては例えば遠赤外線等を挙げることが
でき、活性化エネルギー線照射による硬化は熱による損
傷を低く抑えることができるという利点がある。
In the method of the present invention, the coating liquid thus prepared is applied to a plastic substrate on which a cured film containing a metal oxide has been formed, and cured by heating to form a cured film. As a method of coating the substrate, a dipping method, a spin method, a spray method or the like is applied as a usual method, but a dipping method and a spin method are preferable in terms of surface accuracy. The curing treatment is preferably performed at a temperature of 150 ° C. or lower by hot air drying or activation energy ray irradiation. The curing treatment by hot air drying is suitably performed in hot air at 90 to 150 ° C, preferably in hot air at 100 to 120 ° C. If the temperature is lower than 90 ° C., curing is not sufficiently performed, and 1
If the temperature is higher than 50 ° C., the plastic substrate and the cured film thereon may be damaged. Examples of the activation energy ray include far infrared rays, and curing by irradiation with the activation energy ray has an advantage that damage due to heat can be suppressed to a low level.

【0034】次に、このようにして形成された硬化膜中
の有機高分子化合物を、極性溶剤を用いて除去すること
により、多孔質薄膜を形成する。この際使用する極性溶
剤としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコールなどのアルコール類、アセトンなどのケ
トン類および水などが挙げられる。
Next, a porous thin film is formed by removing the organic polymer compound in the cured film thus formed using a polar solvent. Examples of the polar solvent used at this time include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, ketones such as acetone, and water.

【0035】硬化膜中の有機高分子化合物の除去は、上
記極性溶剤中に、該硬化膜が形成された基板を単に浸漬
するだけで可能であるが、この際、超音波を照射すれ
ば、効果的に除去され、多孔質薄膜が形成される。この
多孔質薄膜の厚さは、通常0.01〜5μm、好ましく
は0.1〜1μmの範囲である。
The removal of the organic polymer compound from the cured film can be achieved by simply immersing the substrate on which the cured film has been formed in the above-described polar solvent. It is effectively removed and a porous thin film is formed. The thickness of the porous thin film is usually in the range of 0.01 to 5 μm, preferably 0.1 to 1 μm.

【0036】本発明の方法においては、このようにして
形成された多孔質薄膜の表面をフルオロアルキルシラン
系化合物含有溶液を用いてフッ素化処理する。この際、
使用するフルオロアルキルシラン系化合物としては特に
限定はないが、例えばCF3CH2CH2Si(OCH3
3、CF3(CF25CH2CH2Si(OCH33、CF
3(CF27CH2CH2Si(OCH33、CF3CH2
CH2SiCl3、CF3(CF25CH2CH2SiC
3、CF3(CF27CH2CH2SiCl3等が挙げら
れる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み
合わせて用いてもよい。また、溶剤としては、上記化合
物の溶解性などの点からフッ素系有機溶剤が好適であ
る。
In the method of the present invention, the surface of the porous thin film thus formed is fluorinated using a solution containing a fluoroalkylsilane compound. On this occasion,
The fluoroalkylsilane compound to be used is not particularly limited, but for example, CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 )
3 , CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF
3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , CF 3 CH 2
CH 2 SiCl 3 , CF 3 (CF 2 ) 5 CH 2 CH 2 SiC
l 3, CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 SiCl 3 , and the like. These may be used alone or in combination of two or more. As the solvent, a fluorinated organic solvent is preferable from the viewpoint of the solubility of the above compound.

【0037】多孔質薄膜表面をフッ素化処理する際に
は、できる限り単層膜にすることが望ましく、あまり厚
すぎると多孔質化の効果が減少し、撥水性もあまり向上
しない。単層膜に近づけるには、表面に付着している過
剰のフルオロアルキルシラン系化合物をフッ素系有機溶
剤を用いて除去するのがよい。
When the surface of the porous thin film is subjected to the fluorination treatment, it is desirable to form the film as a single layer as possible. If it is too thick, the effect of making the film porous is reduced, and the water repellency is not significantly improved. In order to approach a single-layer film, it is preferable to remove excess fluoroalkylsilane-based compound adhering to the surface using a fluorine-based organic solvent.

【0038】具体的には、フルオロアルキルシラン系化
合物を含有するフッ素系有機溶剤溶液中に、多孔質薄膜
が設けられた基板を適当な時間浸漬したのち、取り出
し、加熱硬化後、フッ素系有機溶剤中に浸漬して超音波
洗浄する方法が好ましく用いられる。
Specifically, the substrate provided with the porous thin film is immersed in a fluorine-based organic solvent solution containing a fluoroalkylsilane-based compound for an appropriate time, taken out, cured by heating, and then cured with a fluorine-containing organic solvent. A method of immersion in the substrate and ultrasonic cleaning is preferably used.

【0039】このようにして撥水性、膜硬度、密着性お
よび透明性に優れる硬化被膜を有する本発明のプラスチ
ック製光学部材が、効率よく得られる。
As described above, the plastic optical member of the present invention having a cured film having excellent water repellency, film hardness, adhesion and transparency can be obtained efficiently.

【0040】[0040]

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0041】なお、撥水性硬化被膜を有するプラスチッ
ク基板の物性は下記の要領に従って評価した。
The physical properties of the plastic substrate having the water-repellent cured film were evaluated according to the following procedures.

【0042】(1)耐擦傷性試験 スチールウール#0000でプラスチック表面を擦って
傷のつき難さを目視にて判定した。判定基準は以下の通
りとした。 A:強く擦っても殆ど傷がつかない B:強く擦るとかなり傷がつく C:プラスチック基板と同等の傷がつく (2)密着性試験 1mm間隔で100目クロスカットし、粘着テープ[商
品名“セロテープ”、ニチバン(株)]を強く貼り付け
急速に剥がし、硬化被膜の剥離の有無を調べた。 (3)外観 室内、目視にて透明性、表面性状を調べた。 (4)接触角測定 Wilhelmy法を利用したK12自動表面張力計
(KRUESS社製)で測定を行った。
(1) Scratch resistance test The plastic surface was rubbed with steel wool # 0000, and the scratch resistance was visually determined. The criteria were as follows. A: Hardly scratched even when strongly rubbed B: Scratched considerably when strongly rubbed C: Scratched as well as plastic substrate (2) Adhesion test 100 cross-cuts at 1 mm intervals, adhesive tape [trade name] "Cellotape, Nichiban Co., Ltd.] was strongly adhered and quickly peeled off, and the presence or absence of peeling of the cured film was examined. (3) Appearance Transparency and surface properties were examined indoors and visually. (4) Contact angle measurement The contact angle was measured with a K12 automatic surface tensiometer (manufactured by KRUESS) using the Wilhelmy method.

【0043】実施例1 まず、マグネティックスターラーを備えた硝子製の容器
に、メタノール分散コロイダルシリカ(固形分30重量
%、平均粒子径15ミリミクロン)250重量部を仕込
み撹拌しながら、これにγ−グリシドキシプロピルメト
キシシラン100重量部を滴下した。滴下終了後、1規
定塩酸20重量部、更にシリコーン系界面活性剤0.1
重量部、硬化促進剤としてアルミニウムアセチルアセト
ネート3重量部を加え、十分に撹拌した後、濾過を行っ
て、コーティグ液(1)を調製した。
Example 1 First, 250 parts by weight of methanol-dispersed colloidal silica (solid content: 30% by weight, average particle size: 15 millimicrons) was charged into a glass container equipped with a magnetic stirrer, and γ- 100 parts by weight of glycidoxypropylmethoxysilane was added dropwise. After completion of the dropping, 20 parts by weight of 1 N hydrochloric acid, and 0.1% of a silicone surfactant are further added.
After adding 3 parts by weight of aluminum acetylacetonate as a curing accelerator and sufficiently stirring, the mixture was filtered to prepare a coating solution (1).

【0044】ジエチレンビスアリルカーボネート単独重
合体を45℃、10重量%の水酸化ナトリウム水溶液中
に5分間浸漬して十分に乾燥を行った後、上記方法で調
製されたコーティング液(1)を用いて、ディッピング
法(引き上げ速度15cm/min)でコーティングを
行い、120℃、2時間加熱硬化することで、硬化被膜
担持基板を得た。
The diethylene bisallyl carbonate homopolymer was immersed in a 10% by weight aqueous solution of sodium hydroxide at 45 ° C. for 5 minutes to dry sufficiently, and then the coating liquid (1) prepared by the above method was used. Then, coating was performed by a dipping method (with a pulling rate of 15 cm / min), followed by heating and curing at 120 ° C. for 2 hours to obtain a cured film-carrying substrate.

【0045】次に、マグネティックスターラーを備えた
硝子製の容器に、エチルシリケート100重量部、エタ
ノール300重量部、エチレングリコール100重量部
を仕込み、撹拌しながら、ポリアクリル酸(平均分子量
2000)を30重量部添加し、更にシリコーン系界面
活性剤1重量部、硬化促進剤であるアルミニウムアセチ
ルアセトネート5重量部を加え、十分に撹拌した後、
0.1規定塩酸70重量部を滴下して20℃、15時間
反応を行った。反応終了後、濾過を行って、コーティン
グ液(2)を得た。
Next, 100 parts by weight of ethyl silicate, 300 parts by weight of ethanol and 100 parts by weight of ethylene glycol were charged into a glass container equipped with a magnetic stirrer, and 30 parts of polyacrylic acid (average molecular weight: 2,000) was added with stirring. 1 part by weight of a silicone-based surfactant, and 5 parts by weight of aluminum acetylacetonate as a curing accelerator.
70 parts by weight of 0.1 N hydrochloric acid was added dropwise and reacted at 20 ° C. for 15 hours. After completion of the reaction, the mixture was filtered to obtain a coating liquid (2).

【0046】上記硬化被膜担持のプラスチック基板を上
記コーティング液(2)を用いて、ディッピング法(引
き上げ速度10cm/min)で処理を行い、120
℃、2時間加熱硬化した。処理基板をエタノール中で3
時間、蒸留水中で30分間、最後にイソプロピルアルコ
ール中にて30分間超音波洗浄を行うことで、硬化被膜
中のポリアクリル酸を除去することで多孔質シリカ薄膜
担持プラスチック基板を得た。
The plastic substrate carrying the cured film was treated with the coating liquid (2) by dipping (with a pulling rate of 10 cm / min) to obtain
C. for 2 hours. Treated substrate in ethanol 3
Ultrasonic cleaning was performed in distilled water for 30 minutes and finally in isopropyl alcohol for 30 minutes to remove the polyacrylic acid in the cured film, thereby obtaining a porous silica thin film-carrying plastic substrate.

【0047】マグネティックスターラーを備えた硝子製
の容器に、CF3(CF27CH2CH2SiCl310重
量部、m−キシレンヘキサフルオライド100重量部を
仕込み、十分に撹拌した後、この溶液中に上記多孔質シ
リカ薄膜担持基板を1時間浸漬した。1時間経過後、基
板を取り出し、100℃、30分間加熱硬化した。最後
にm−キシレンヘキサフルオライド中で15分間超音波
洗浄することで撥水性被膜担持のプラスチック基板を得
た。得られた硬化被膜は表1に示した通り、膜硬度、密
着性、透明性に優れた接触角150度以上の撥水性を示
す硬化被膜であった。
A glass container equipped with a magnetic stirrer was charged with 10 parts by weight of CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 SiCl 3 and 100 parts by weight of m-xylene hexafluoride. The porous silica thin film-carrying substrate was immersed in the solution for 1 hour. After one hour, the substrate was taken out and heated and cured at 100 ° C. for 30 minutes. Finally, ultrasonic cleaning was performed in m-xylene hexafluoride for 15 minutes to obtain a plastic substrate carrying a water-repellent film. As shown in Table 1, the obtained cured film was a cured film which was excellent in film hardness, adhesion and transparency and exhibited water repellency with a contact angle of 150 ° or more.

【0048】比較例1 実施例1のコーティング液(2)において、ポリアクリ
ル酸を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にし
て実施した。得られた被膜は多孔質薄膜ではなく、表1
に示した通り、接触角が120度の硬化被膜であった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 The same procedure as in Example 1 was carried out except that polyacrylic acid was not added to the coating liquid (2) of Example 1. The resulting coating was not a porous thin film,
As shown in Table 2, the cured film had a contact angle of 120 degrees.

【0049】比較例2 実施例1において、プラスチック基板をコーティング液
(1)で処理しなかったこと以外は、実施例1と同様に
して実施した。得られた被膜は表1に示した通り、膜硬
度及び基板との密着性が不充分なものであった。
Comparative Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that the plastic substrate was not treated with the coating liquid (1). As shown in Table 1, the obtained coating film had insufficient film hardness and adhesion to the substrate.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、撥水性、膜硬度、密着
性および透明性に優れる硬化被膜を有するプラスチック
製光学部材が効率よく得られる。本発明の光学部材は、
例えば眼鏡レンズ、カメラ用レンズ、パーソナルコンピ
ューター用ディスプレイに付設する光学フィルター等に
使用することが可能である。
According to the present invention, a plastic optical member having a cured film excellent in water repellency, film hardness, adhesion and transparency can be efficiently obtained. The optical member of the present invention,
For example, it can be used for eyeglass lenses, camera lenses, optical filters attached to personal computer displays, and the like.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 硬化被膜を形成したプラスチック基板表
面上に、フッ素化処理を施した多孔質薄膜を有すること
を特徴とする撥水性光学部材。
1. A water-repellent optical member comprising a fluorinated porous thin film on a surface of a plastic substrate on which a cured film is formed.
【請求項2】 硬化被膜が、金属酸化物コロイド粒子
と、一般式(I) (R1aSi(OR24-a (I) (式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、アルキル
基の炭素数が1〜10の置換アルキル基、炭素数2〜1
0のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基または
炭素数7〜10のアラルキル基、R2は炭素数1〜10
のアルキル基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数6〜
10のアリール基または炭素数7〜10のアラルキル基
を示し、aは0〜2の整数を示す。R1が複数ある場
合、複数のR1はたがいに同一でも異なっていてもよ
く、また複数のOR2はたがいに同一でも異なっていて
もよい。)で表される有機ケイ素化合物からなる請求項
1に記載の撥水性光学部材。
2. The cured coating is composed of a metal oxide colloid particle and a compound represented by the following general formula (I) (R 1 ) a Si (OR 2 ) 4-a (I) (wherein R 1 has 1 to 10 carbon atoms) An alkyl group, a substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group, and 2 to 1 carbon atoms
An alkenyl group having 0, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 2 has 1 to 10 carbon atoms.
Alkyl group, acyl group having 2 to 10 carbon atoms, 6 to
It represents 10 aryl groups or aralkyl groups having 7 to 10 carbon atoms, and a represents an integer of 0 to 2. When R 1 is a plurality, the plurality of R 1 may be the same with or different from each other, and a plurality of OR 2 may be the same with or different from each other. The water-repellent optical member according to claim 1, comprising an organosilicon compound represented by the formula:
【請求項3】 多孔質薄膜が、金属酸化物を含む硬化被
膜を形成したプラスチック基板表面に、(a)一般式
(II) (R3bSi(OR44-b (II) (式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2
〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基ま
たは炭素数7〜10のアラルキル基、R4は炭素数1〜
10のアルキル基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数
6〜10のアリール基または炭素数7〜10のアラルキ
ル基を示し、bは0〜2の整数を示す。R3が複数ある
場合、複数のR3はたがいに同一でも異なっていてもよ
く、また複数のOR4はたがいに同一でも異なっていて
もよい。)で表される有機ケイ素化合物、(b)有機高
分子化合物および(c)硬化促進剤を含有するアルコー
ル溶液の加水分解物を塗布し、加熱硬化させたのち、極
性溶剤を用いて硬化膜中の有機高分子化合物を除去して
形成されたものである請求項1または2に記載の撥水性
光学部材。
3. A plastic thin film having a cured film containing a metal oxide on a surface of a plastic substrate, wherein (a) a general formula (II) (R 3 ) b Si (OR 4 ) 4-b (II) ( In the formula, R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, 2 carbon atoms.
10 alkenyl group, an aryl group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms having 6 to 10 carbon atoms, R 4 is 1 to carbon atoms
It represents an alkyl group having 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and b represents an integer of 0 to 2. If there are a plurality of R 3, a plurality of R 3 may be the same with or different from each other, and a plurality of OR 4 may be the same with or different from each other. ), A hydrolyzate of an alcohol solution containing (b) an organic polymer compound and (c) a curing accelerator is applied, cured by heating, and then cured in a cured film using a polar solvent. The water-repellent optical member according to claim 1, wherein the water-repellent optical member is formed by removing the organic polymer compound.
【請求項4】 フッ素化処理がフルオロアルキルシラン
系化合物を用いて行われたものである請求項1〜3のい
ずれか一項に記載の撥水性光学部材。
4. The water-repellent optical member according to claim 1, wherein the fluorination treatment is performed using a fluoroalkylsilane-based compound.
【請求項5】 表面の水に対する接触角が150度以上
である請求項1〜4のいずれか一項に記載の撥水性光学
部材。
5. The water-repellent optical member according to claim 1, wherein a contact angle of the surface with water is 150 degrees or more.
【請求項6】 硬化被膜を形成したプラスチック基板表
面に、(a)一般式(II) (R3bSi(OR44-b (II) (式中、R3は炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2
〜10のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基ま
たは炭素数7〜10のアラルキル基、R4は炭素数1〜
10のアルキル基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数
6〜10のアリール基または炭素数7〜10のアラルキ
ル基を示し、bは0〜2の整数を示す。R3が複数ある
場合、複数のR3はたがいに同一でも異なっていてもよ
く、また複数のOR4はたがいに同一でも異なっていて
もよい。)で表される有機ケイ素化合物、(b)有機高
分子化合物および(c)硬化促進剤を含有するアルコー
ル溶液の加水分解物を塗布し、加熱硬化させたのち、極
性溶剤を用いて硬化膜中の有機高分子化合物を除去して
多孔質薄膜を形成させ、次いでこの多孔質薄膜の表面を
フルオロアルキルシラン系化合物含有溶液でフッ素化処
理することを特徴とする撥水性光学部材の製造方法。
6. A plastic substrate surface to form a cured coating film, (a) the general formula (II) (R 3) b Si (OR 4) 4-b (II) ( wherein, R 3 is 1 to carbon atoms 10 alkyl groups, 2 carbon atoms
10 alkenyl group, an aryl group or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms having 6 to 10 carbon atoms, R 4 is 1 to carbon atoms
It represents an alkyl group having 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and b represents an integer of 0 to 2. If there are a plurality of R 3, a plurality of R 3 may be the same with or different from each other, and a plurality of OR 4 may be the same with or different from each other. ), A hydrolyzate of an alcohol solution containing (b) an organic polymer compound and (c) a curing accelerator is applied, cured by heating, and then cured in a cured film using a polar solvent. A method for producing a water-repellent optical member, comprising: removing the organic polymer compound of (1) to form a porous thin film; and then fluorinating the surface of the porous thin film with a solution containing a fluoroalkylsilane-based compound.
【請求項7】 硬化被膜が、金属酸化物コロイド粒子
と、一般式(I) (R1aSi(OR24-a (I) (式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基、アルキル
基の炭素数が1〜10の置換アルキル基、炭素数2〜1
0のアルケニル基、炭素数6〜10のアリール基または
炭素数7〜10のアラルキル基、R2は炭素数1〜10
のアルキル基、炭素数2〜10のアシル基、炭素数6〜
10のアリール基または炭素数7〜10のアラルキル基
を示し、aは0〜2の整数を示す。R1が複数ある場
合、複数のR1はたがいに同一でも異なっていてもよ
く、また複数のOR2はたがいに同一でも異なっていて
もよい。)で表される有機ケイ素化合物からなる請求項
6に記載の撥水性光学部材の製造方法。
7. The cured film is composed of metal oxide colloid particles and a compound represented by the following general formula (I) (R 1 ) a Si (OR 2 ) 4-a (I) (wherein R 1 has 1 to 10 carbon atoms) An alkyl group, a substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the alkyl group, and 2 to 1 carbon atoms
An alkenyl group having 0, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 2 has 1 to 10 carbon atoms.
Alkyl group, acyl group having 2 to 10 carbon atoms, 6 to
It represents 10 aryl groups or aralkyl groups having 7 to 10 carbon atoms, and a represents an integer of 0 to 2. When R 1 is a plurality, the plurality of R 1 may be the same with or different from each other, and a plurality of OR 2 may be the same with or different from each other. 7. The method for producing a water-repellent optical member according to claim 6, comprising an organosilicon compound represented by the formula:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009525498A (en) * 2006-02-02 2009-07-09 エシロール アテルナジオナール カンパニー ジェネラーレ デ オプティック Product comprising a mesoporous coating layer having a refractive index profile and method for producing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009525498A (en) * 2006-02-02 2009-07-09 エシロール アテルナジオナール カンパニー ジェネラーレ デ オプティック Product comprising a mesoporous coating layer having a refractive index profile and method for producing the same

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