WO2024053382A1 - 防曇性及び滑り性に優れた表面を有する固形物、表面形成用材料、光学部材、及び眼鏡 - Google Patents

防曇性及び滑り性に優れた表面を有する固形物、表面形成用材料、光学部材、及び眼鏡 Download PDF

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WO2024053382A1
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optical member
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fatty acid
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学 小長井
盛忠 戸松
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キヤノンオプトロン株式会社
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    • G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses

Definitions

  • the present disclosure relates to a solid material having a surface with excellent antifogging properties and slipperiness, an optical member made of the solid material, and eyeglasses including the optical member.
  • the present disclosure also relates to a surface forming material that forms a surface with excellent antifogging properties and slipperiness, a solid having a surface formed using the surface forming material, an optical member having the surface, and the optical member.
  • the present invention relates to eyeglasses having the following features.
  • Most eyeglass lenses have a water-repellent thin film formed on their outermost layer in order to prevent and easily remove stains such as fingerprints, sebum, sweat, and cosmetics (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 By providing such a water-repellent thin film, the surface free energy of the eyeglass lens is low, the slipperiness is improved, and dirt on the eyeglass lens can be easily wiped off.
  • conventional eyeglass lenses formed with water-repellent thin films have a problem in that when moisture such as steam or exhaled air adheres to them, they form minute droplets that cover the surface and become cloudy.
  • Patent Document 3 describes the speed of development of antifogging properties and the sustained antifogging effect of this film, but does not mention slipperiness.
  • Patent Documents 1 to 3 are not sufficient in terms of achieving both anti-fog properties and slip properties, and a surface that is excellent in both anti-fog properties and slip properties is desired. That is, an object of the present disclosure is to provide a solid material, an optical member, and eyeglasses that are excellent in both anti-fogging properties and slip properties. Another object of the present disclosure is to provide a surface forming material that forms a surface that has both antifogging properties and slipperiness.
  • the present disclosure relates to a solid material having a surface containing at least component A and component B, wherein component A is a silicon compound having a silanol group, and component B has an alkyl group having 18 or more carbon atoms in the main chain. and a composition ratio R B /R A of the component B to the component A on the surface of the solid material is 0.23 or more and 8.89 or less. Furthermore, the present disclosure provides an optical member made of the solid material, and eyeglasses including the optical member.
  • the present disclosure also provides a surface forming material containing at least component A' and component B, where component A' is a silicon compound having an alkoxy group, and component B has a main chain having 18 or more carbon atoms.
  • component A' is a silicon compound having an alkoxy group
  • component B has a main chain having 18 or more carbon atoms.
  • a surface forming material which is a compound having an alkyl group and has a mass ratio of the component B to the component A' of 0.01 or more and 0.41 or less.
  • the present disclosure provides an optical member having a surface formed using the surface forming material, and eyeglasses having the optical member.
  • the present disclosure it is possible to provide a solid material having a surface that is both antifogging and slippery, and an optical member and eyeglasses having the surface. Further, the present disclosure can provide a surface forming material that forms a surface that has both antifogging properties and slipperiness.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a solid material in a first embodiment. Schematic diagram showing the configuration of a solid material in a second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an optical member in a first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of an optical member in a second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of eyeglasses.
  • the present disclosure it is possible to prevent fogging caused by exposure to breath or steam when using a base material or an optical member, and to prevent the surface of the base material or optical member from becoming cloudy when a user uses the base material or optical member on a daily basis.
  • the frictional force becomes low and antifogging properties can be exhibited.
  • a surface forming material that imparts the above characteristics to a surface layer.
  • a form for carrying out the present disclosure is a solid having a surface containing at least component A and component B, wherein component A is a silicon compound having a silanol group, and component B has a main chain of 18 carbon atoms. It is a compound having the above alkyl group, and is a solid material characterized in that the composition ratio R B /R A of the component B to the component A on the surface is 0.23 or more and 8.89 or less.
  • the inventors have considered the mechanism by which the solid material and the optical member according to the present disclosure achieve both anti-fog properties and slip properties as follows.
  • Component A contained on the surface of the solid material or optical member according to the present disclosure is selected from a silicon compound having a silanol group, and component B on the surface of the solid material or optical member according to the present disclosure has a carbon number in the main chain. Compounds with 18 or more alkyl groups are selected.
  • component A Since component A has a silanol group, it exhibits antifogging properties, but the surface made of component A has a high frictional force when a load is applied.
  • component B since component B is a compound having an alkyl group having 18 or more carbon atoms in its main chain, the surface made of component B has a lower resistance when a load is applied than the surface made of component A. The object tends to be slippery and the frictional force is low.
  • a surface made of a compound having an alkyl group having less than 18 carbon atoms in its main chain does not exhibit sufficient slipperiness when a load is applied.
  • component B tends to bring about a lower frictional force with the object than component A, and the object in contact with the surface
  • the higher the proportion of component B in contact with the object the lower the frictional force with the object.
  • composition ratio of component B to component A on the surface within a predetermined range, high antifogging properties can be obtained when moisture such as steam or exhaled air adheres.
  • Surface refers to the surface that forms the outside of an object.
  • matrix refers in particular to a substrate or article provided with an anti-fog or slippery surface, for example made of glass, ceramic, resin, metal or mixtures thereof. , refers to the base material or article.
  • a solid substance refers to something that has a specific shape, and the solid substance in the present disclosure particularly refers to something that has been provided with an antifogging or slippery surface, or a part thereof.
  • the solid material here may or may not contain a base material. That is, the solid substance of the present disclosure may refer to a thin layer to be provided with antifogging properties or slip properties, or may refer to a substance containing both the thin layer and a base material.
  • the solid may include the base material 11, the base layer 12, and the surface 13, may refer to the base layer 12 and the surface 13, or may refer to only the surface 13. You can also point.
  • a solid having a surface containing component A and component B means that component A and component B are present on the surface of the solid, and more specifically, the surface is measured by X-ray photoelectron spectroscopy.
  • an element derived from component A or an element derived from component B is detected, or the surface of a solid object contains component A or a precursor of component A, component B or a precursor of component B. It means that it is formed from a material.
  • the material of the base material is not limited, and the base material may be glass, ceramic, resin, metal, glass, resin, or the like.
  • Optical members include optical filters, optical lenses, eyeglass lenses, photographic lenses, cover glasses for displays, touch panels for displays, various films, etc.
  • the optical member of the present disclosure particularly has a surface having antifogging properties or slipperiness. Refers to a given optical member, and is an optical member that includes the solid material or is the solid material.
  • the eyeglasses of the present disclosure include the optical member described above.
  • the glasses include all devices worn around the eyes, and are not limited to normal vision correction glasses, but include fancy glasses, protective goggles, head-mounted displays, sunglasses, smart glasses, and the like.
  • Component A is a silicon compound having silanol groups.
  • the silanol group refers to a group consisting of a Si atom and -OH bonded to it.
  • the silicon compound is preferably silicon monoxide or silicon dioxide, more preferably silicon dioxide.
  • Component B is a compound having an alkyl group having 18 or more carbon atoms in its main chain.
  • the main chain refers to a molecular chain that forms the backbone of the molecular structure of the compound.
  • component B contains at least one selected from polyolefins and fatty acid salts.
  • Polyolefins are polyethylene, polypropylene, and copolymers of polyethylene and polypropylene.
  • the polyethylene may include, for example, low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE) or medium density polyethylene (MDPE).
  • the fatty acid salt is preferably a salt formed from at least one metal element selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals, and saturated fatty acid or unsaturated fatty acid, and more preferably These are cerium stearate, aluminum stearate, and calcium stearate.
  • Component B preferably contains at least one selected from the group consisting of a copolymer of polyethylene and polypropylene, and cerium stearate.
  • the polyolefin and fatty acid salt may contain a substituent.
  • the molecular weight of the polyolefin is preferably 900 or more and 7,200 or less, more preferably 900 or more and 4,000 or less, and even more preferably 900 or more and 2,000 or less.
  • Component B does not contain Si in its chemical formula.
  • Component B specifically includes polyethylene (Mitsui Chemicals Hiwax 100P (B-6)), ethylene-propylene copolymer (Mitsui Chemicals Hiwax 110P (B-4), Hiwax 210P (B-7)) , Hiwax 720P (B-8)), oxides of ethylene-propylene copolymers (Mitsui Chemicals Hiwax 4202E (B-2), Hiwax 220MP (B-3)), ethylene-propylene copolymers Anhydrous maleic oxide (Mitsui Chemicals Hiwax 1105A (B-1)), styrene graft of ethylene propylene copolymer (Mitsui Chemicals Hiwax 1120H (B-5)), cerium stearate (B-9) , aluminum stearate (B-10), and calcium stearate (B-11).
  • polyethylene Mitsubishi Chemicals Hiwax 100P (B-6)
  • ethylene-propylene copolymer
  • composition ratio of component B to component A of the solid is R when the value derived from component A is R A and the value derived from component B is R B when the surface is measured by X-ray photoelectron spectroscopy. It is expressed as B / RA .
  • R B /R A on the surface of the solid material of the present disclosure can range from 0.23 to 8.89.
  • composition ratio R B /R A of component B to component A in the surface of the present disclosure can be adjusted by the mass ratio of component B to component A' in the surface forming material used to form the surface.
  • the mass ratio of component B to component A' in the surface forming material is 0.01 or more and 0.41 or less.
  • the solid material may be difficult to use, such as a cloth getting caught when wiping off dirt. Further, when the composition ratio of component B to component A is greater than 8.89, the solid material is suitable for wiping off dirt, but the antifogging performance is reduced.
  • the surface of the solid may contain other components other than component A and component B. However, the ratio of components A and B to the surface composition is preferably 95% or more, more preferably 98% or more. In other words, if components other than component A and component B are other components, the surface of the solid object is composed of component A, component B, and other components, and the sum of component A and component B on the surface is equal to component A and component B.
  • the total composition ratio R (A+B) /R( A+B+others ) of component B and other components is preferably 0.95 or more, more preferably 0.98 or more.
  • other components are not limited, for example, Al 2 O 3 can be mentioned.
  • composition ratio of component B to component A on the surface of the solid material, the total composition ratio of component A and component B, and the total composition ratio of component A, component B, and other components can be determined by the following method.
  • the determination of the composition ratio of component B to component A is not limited to the following method.
  • a region of the surface to be measured by X-ray photoelectron spectroscopy is determined based on the output of the X-ray irradiation device attached to the device and the X-ray irradiation diameter.
  • the determined area will also be referred to as a "measurement area.”
  • the measurement region is irradiated with X-rays, and a spectrum of the binding energies of the elements is obtained from the kinetic energy of the generated photoelectrons.
  • the measurement conditions can be as follows.
  • the elemental composition ratio of the measurement region is calculated from the C1s, Si2p, and B1s spectra.
  • S C be the carbon concentration calculated from the C1s spectrum
  • S Si be the silicon concentration
  • S B be the boron concentration.
  • the atomic concentrations of each element calculated from the Si2p and B1s spectra measured only for the base material are defined as B Si and B B .
  • the value RA derived from component A and the value RB derived from component B are determined by the following calculation formula, and the composition ratio of component B to component A is determined by dividing RB by RA.
  • the composition ratio R (A+B) /R ( A+B+others ) of the sum of component A and component B and the sum of component A, component B, and other components is determined in the same manner as the composition ratio of component B to component A. be able to. That is, when there are n types of other components, similarly to R A and R B for the k-th other component (other k-th), calculate R and other k-th based on the element derived from the other k-th , R and others are determined as the sum of n values. However, the oxygen atom is not included in the other components and is not included in the calculation of R (A+B) /R ( A+B+others ).
  • the surface of the solid product of the present disclosure may contain any compound other than component A and component B within a range that does not impair the effects of the present disclosure.
  • Component A' is a component containing a silicon compound having an alkoxy group, and is preferably an alkoxysilane.
  • Alkoxysilane is represented by the general formula H 2n+1 C n O(Si(OC n H 2n+1 ) 2 O) m C n H 2n+1 .
  • n is preferably 1 or more and 4 or less, and m is preferably 1 or more and 100 or less.
  • Preferable examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.
  • m is more preferably 4 or more and 50 or less, further preferably 6 or more and 10 or less.
  • silicon compounds having an alkoxy group include methyl polysilicate (Methyl Silicate 53A (A'-1) manufactured by Colcoat), butyl polysilicate (A'-2), and ethyl polysilicate (Ethyl Silicate 48 (manufactured by Colcoat)).
  • A'-3 methyl polysilicate
  • Component A is obtained by allowing the hydrolysis reaction of component A' to proceed in an acidic aqueous solution.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a first embodiment of the solid material of the present disclosure, and shows an example of a structure in which a base layer is formed on a base material and a surface is formed on the base layer.
  • a base layer 12 exists on a base material 11, and a surface 13 is formed on the base layer 12.
  • the solid material may include the base material 11, the base layer 12, and the surface 13, may be the base layer 12 and the surface 13, or may be the surface 13.
  • FIG. 1 is a simulated representation of a structure having a surface, and does not represent the actual thicknesses of the base material 11, the base layer 12, and the surface 13 in accurate ratios.
  • the base material 11 may be any material as long as it is solid and capable of forming the base layer 12, the surface 13, or the intermediate layer 14 or hard coat layer 15 described below, such as glass, ceramic, resin, metal, glass, or resin. Examples include films made from When the above material is used as the base material of the optical member having the surface of the present disclosure, the base material is not particularly limited. The thickness of the base material is not particularly limited and can be set as appropriate depending on the application.
  • the base layer 12 is a layer that serves as a base for forming the surface 13 and improves the adhesion between the base material 11 and the surface 13.
  • the base layer 12 is formed on the base material 11, and the surface 13 is formed on the base layer 12.
  • the method for forming the base layer is not particularly limited, and examples thereof include a vapor deposition method, a dipping method, a coating method, a spray method, and a spin coating method.
  • the thickness of the base layer 12 is not particularly limited, but is 2 nm to 150 nm, preferably 5 nm to 125 nm.
  • the base layer 12 has a hydroxyl group on the surface.
  • the material for the base layer 12 include metal oxides such as SiO 2 and Al 2 O 3 that have hydroxyl groups on their surfaces, and alkyl compounds that have hydroxyl groups.
  • Surface 13 is the surface of the solid object of the present disclosure. There is no particular restriction on the thickness of the surface 13, but it is preferably 3 nm to 20 nm. When the thickness is 3 nm or more, sufficient antifogging properties are obtained, and when the thickness is 20 nm or less, transparency is good.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of the solid material of the present disclosure, in which an intermediate layer 14 is formed on a base material, a base layer 12 is formed on the intermediate layer, An example of a configuration having a surface 13 on the base layer 12 is shown.
  • an intermediate layer 14 is formed on a base material 11, in which intermediate layers 14a and 14c having a low refractive index material and intermediate layers 14b and 14d having a high refractive index material are alternately deposited.
  • the solid may include the base material 11, the intermediate layer 14, the base layer 12, and the surface 13, each layer (14, 12) except the base material and the surface 13, or the surface 13. It's okay.
  • FIG. 2 is a simulated representation of a structure having a surface, and does not represent the actual thicknesses of the base material 11, intermediate layer 14, base layer 12, and surface 13 in accurate ratios.
  • the odd-numbered intermediate layers 14a and 14c laminated from the base material 11 side are made of a low refractive index material, and the even-numbered intermediate layers 14b and 14d are laminated from a low refractive index material.
  • the intermediate layer can have an antireflection function.
  • the base layer 12 is also made of a low refractive index material, is laminated on the intermediate layer 14, and exhibits an antireflection function together with the intermediate layer 14.
  • the intermediate layer 14 has four layers, and since the base layer 12 is formed on the intermediate layer 14d having a high refractive index material, the base layer 12 can be made of a low refractive index material. preferable.
  • intermediate layer 14 in this embodiment shows an example of a four-layer configuration
  • the present disclosure is not limited to this at all, and the number of layers may be any number. Further, layers made of medium refractive index material may be laminated as appropriate.
  • the low refractive index material examples include SiO 2 (silicon dioxide), Al 2 O 3 -doped SiO 2 (alumina-doped silicon dioxide), and the like. However, the low refractive index material is not limited to these materials.
  • high refractive index materials include alumina-containing titanium oxide-lanthanum oxide mixed materials, titanium oxide, other mixed oxides containing titanium oxide as the main component, zirconium oxide, mixed materials containing zirconium oxide as the main component, niobium oxide, Examples include a mixed material containing niobium oxide as a main component, tantalum oxide, a mixed material containing tantalum oxide as a main component, tungsten oxide, and a mixed material containing tungsten oxide as a main component.
  • the high refractive index material is not limited to these.
  • medium refractive index materials include aluminum oxide, other mixtures containing aluminum oxide as a main component, magnesium oxide, other mixed compounds containing magnesium oxide as a main component, yttrium fluoride, cerium fluoride, and the like.
  • the medium refractive index material is not limited to this.
  • the thickness of the intermediate layer 14 and each layer constituting the intermediate layer 14 may be 10 nm to 200 nm.
  • the intermediate layer 14 can be constructed by laminating a required number of layers.
  • the intermediate layer 14 is provided as a part of the antireflection film formed by laminating the low refractive index layer and the high refractive index layer alternately, but the present disclosure does not include the intermediate layer 14. It is not limited in any way. For example, at least one layer having a function selected from other filters, mirrors, antistatic hard coats, anti-scratch hard coats, etc. may be formed between the base material 11 and the intermediate layer 14.
  • base material 11, base layer 12, and surface 13 in the second embodiment of the surface may be the same as those in the first embodiment of the surface.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the optical member in the first embodiment.
  • the optical member is used as a spectacle lens or for other purposes.
  • the optical member in FIG. 3 includes a base material 11 made of resin, a hard coat layer 15 for scratch prevention, an intermediate layer 14 having an antireflection function as described in the second embodiment of the solid material, and a base layer. 12 and a surface 13.
  • the intermediate layer 14 the odd-numbered intermediate layer 14a laminated from the base material 11 side is made of a low refractive index material, and the even-numbered intermediate layer 14b laminated is a two-layer layer made of a high refractive index material.
  • the structure is not limited to this, and the number of layers may be any number. Further, layers made of medium refractive index material may be laminated as appropriate.
  • the hard coat layer 15 for example, melamine resin, urethane resin, acrylic resin, a mixture of the above resins, a silane compound, etc. can be used.
  • the material used for the hard coat layer 15 is not limited to this.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the optical member in the second embodiment.
  • the optical member is used as an optical lens used in a camera, an optical filter, a touch panel for a display, various films, or other uses, and is particularly preferably used as an optical lens for a camera.
  • the optical member in FIG. 4 includes a base material 11 made of glass, an intermediate layer 14 having an antireflection function as described in the second embodiment of the solid material, a base layer 12, and a surface 13.
  • the intermediate layer 14 the odd-numbered intermediate layer 14a laminated from the base material 11 side is made of a low refractive index material, and the even-numbered intermediate layer 14b laminated is a two-layered layer made of a high refractive index material.
  • the structure is not limited to this, and the number of layers may be any number. Further, layers made of medium refractive index material may be laminated as appropriate.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of eyeglasses using the optical member of the present disclosure. This embodiment is composed of a spectacle lens 31, which is the optical member of the present disclosure described above, and a spectacle frame 32.
  • Example 1 (Preparation of surface forming material) Table 1-1 shows the combination of component A' and component B and the mass ratio of component B to component A'. Table 1-2 shows the substance names and product names corresponding to the symbols in Table 1-1.
  • methyl polysilicate manufactured by Colcoat Co., Ltd., product name: methyl silicate 53A, average molecular weight 789.2) (A'-1) was used as component A', and anhydrous ethylene-propylene copolymer was used as component B.
  • a base layer 12 made of SiO 2 and having a thickness of 10 nm was formed on a 3 mm thick borosilicate glass serving as the base material 11 by a vapor deposition method using a vacuum vapor deposition apparatus (dome diameter ⁇ 900 mm, vapor deposition distance 890 mm).
  • the thickness of the base layer 12 was measured using spectroscopic ellipsometry (manufactured by JA WOOLLAM - ESM300).
  • the surface forming material of Manufacturing Example 1 was deposited on the base layer 12 using a vacuum deposition apparatus (dome diameter ⁇ 900 mm, deposition distance 890 mm).
  • the base material 11 on which the surface forming material of Production Example 1 was vapor-deposited on the base layer 12 was immersed in 50 ml of hydrochloric acid with a concentration of 0.01 mol/L for 16 hours to promote the hydrolysis reaction of methyl polysilicate.
  • a surface 13 made of SiO 2 and anhydrous maleic oxide of ethylene-propylene copolymer was formed to obtain a solid material. After the solid matter was removed from hydrochloric acid, it was dried with air blow, and an optical member was produced using the solid matter.
  • the thickness of the surface 13 was measured using spectroscopic ellipsometry (manufactured by JA WOOLLAM - ESM300) and was found to be 6 nm. Further, the composition ratio of component B to component A on the obtained surface was measured by X-ray photoelectron spectroscopy and was found to be 2.26.
  • the haze difference on the surface of the produced optical member was measured according to the following method.
  • a CM-5 spectrophotometer manufactured by Konica Minolta, Inc. was used as a haze difference measuring device. Steam at about 100° C. was sprayed onto the optical member using a humidifier, and the haze difference was measured after 3 seconds. Based on the measured haze difference, the antifogging properties were evaluated in four grades from A to D shown below. The results are shown in Table 2.
  • C Haze difference 15 to less than 35
  • D Haze difference 35 or more
  • the surface friction force of the produced optical member was measured according to the method described below.
  • a device for measuring the frictional force an automatic friction and wear analysis device Triboster 500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used.
  • the test was conducted by adjusting the load applied by the device so that the load applied to the surface was 0.49 kgf.
  • the friction speed was 2.5 mm/sec. The results are shown in Table 2.
  • Example 2 to 27 The compound listed in Table 1-1 used as component A', the compound listed in Table 1-1 used as component B, and the composition ratio of component B to component A after surface formation are listed in Table 2.
  • the materials for surface formation were prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the ingredients were mixed in a metal container. Using the surface forming materials of Production Examples 2 to 27, solid materials of Examples 2 to 27 were obtained in the same manner as in Example 1, and optical members were produced. Further, in the same manner as in Example 1, frictional force and antifogging performance were evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Example 28 The mixture was prepared in a metal container in the same manner as in Example 1 to produce a surface forming material (Manufacturing Example 1). Thereafter, Production Example 1 and Al 2 O 3 were deposited on the base layer 12 using a vacuum deposition apparatus. The ratio of the surface forming material and Al 2 O 3 was adjusted so that R (A + B) / R ( A + B + others ) was 0.99.
  • the solid material of Example 28 was obtained by immersing it in hydrochloric acid to accelerate the hydrolysis reaction in the same manner as in Example 1, and an optical member was produced. In the same manner as in Example 1, frictional force and antifogging performance were evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Methyl polysilicate manufactured by Colcoat Co., Ltd., product name: Methyl Silicate 53A, average molecular weight 789.2
  • component A' aluminum laurate was used as component B
  • component B aluminum laurate was used as component B
  • the mass ratio of component B to SiO 2 of component A was 0. 10 in a metal container to produce a surface forming material (Manufacturing Comparative Example 5).
  • the surface forming material of Comparative Manufacturing Example 5 was deposited on the base layer.
  • the solid material of Comparative Example 5 was obtained by immersing it in hydrochloric acid to accelerate the hydrolysis reaction in the same manner as in Example 1, and an optical member was produced. Further, in the same manner as in Example 1, frictional force and antifouling performance were evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Example 29 The optical member (glass lens) obtained in Example 1 was processed and attached to a commercially available frame to create eyeglasses.
  • the antifogging properties of the glass lenses of the produced glasses were evaluated in the same manner as in Example 1, and the evaluation result was "B".
  • a solid having a surface comprising at least component A and component B
  • the component A is a silicon compound having a silanol group
  • the component B is a compound having an alkyl group having 18 or more carbon atoms in the main chain
  • a solid material characterized in that the composition ratio R B /R A of the component B to the component A on the surface is 0.23 or more and 8.89 or less.
  • the surface consists of the component A, the component B, and other components, and the composition of the surface is the sum of the component A and the component B, and the total of the component A, the component B, and the other component.
  • the component B contains at least one selected from polyolefins and fatty acid salts.
  • the polyolefin includes at least one selected from the group consisting of polyethylene (for example, LDPE, HDPE, or MDPE), polypropylene, and a copolymer of polyethylene and polypropylene.
  • the fatty acid salt is a salt formed from at least one metal element selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals, and saturated fatty acids or unsaturated fatty acids (3) or (4). ).
  • a surface forming material containing at least component A' and component B The component A' is a silicon compound having an alkoxy group, The component B is a compound having an alkyl group having 18 or more carbon atoms in the main chain, A surface forming material in which the mass ratio of the component B to the component A' is 0.01 or more and 0.41 or less.
  • the polyolefin includes at least one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, and a copolymer of polyethylene and polypropylene.
  • the fatty acid salt is a salt formed from at least one metal element selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals, and saturated fatty acids or unsaturated fatty acids (11) or (12). ) The surface forming material described in ). (14) The surface forming material according to any one of (11) to (13), wherein the fatty acid salt includes at least one selected from the group consisting of cerium stearate, aluminum stearate, and calcium stearate. (15) The surface forming material according to any one of (10) to (14), wherein the component A' is an alkoxysilane.
  • Base material 12 Base layer 13 Surface 14 Intermediate layer 15 Hard coat layer 31 Eyeglass lens 32 Eyeglass frame

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Abstract

防曇性と滑り性の両方に優れた固形物、光学部材、及び眼鏡を提供すること。 少なくとも成分Ａ及び成分Ｂを含む表面を有する固形物であって、該成分Ａはシラノール基を有するケイ素化合物であり、該成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であり、該表面における、該成分Ａに対する該成分Ｂの組成比ＲＢ／ＲＡが０．２３以上８．８９以下であることを特徴とする固形物を提供する。

Description

防曇性及び滑り性に優れた表面を有する固形物、表面形成用材料、光学部材、及び眼鏡
　本開示は、防曇性及び滑り性に優れた表面を有する固形物、該固形物からなる光学部材及び該光学部材を有する眼鏡に関する。
　また、本開示は防曇性及び滑り性に優れた表面を形成する表面形成用材料、該表面形成用材料を用いて形成された表面を有する固形物、該表面を有する光学部材及び該光学部材を有する眼鏡に関する。
　眼鏡レンズの多くは指紋、皮脂、汗、化粧品などの汚れの付着防止と除去を容易にするために、その最表層に撥水性薄膜が形成されている（特許文献１）。この様な撥水性薄膜を設けることで、眼鏡レンズの表面自由エネルギーが低く、滑り性が良くなり、眼鏡レンズの汚れの拭き取りがしやすくなる。しかし、従来の撥水性薄膜を形成した眼鏡レンズは、湯気や呼気のような水分が付着すると、微小な液滴となって表面を覆い、曇ってしまうという課題があった。
　いくつかのレンズの曇り防止技術が提案されている。レンズ表面をシラノール基（Ｓｉ－ＯＨ）などの親水性基を有する化合物で被覆することで、付着した水滴を均一に濡れ広げて、曇りを防止する技術が知られている（特許文献２）。しかし、この様な親水性表面を有するレンズは防曇性能を有するが、滑り性が低く、汚れの拭き取りには適していないという課題があった。
　また、メタロセン触媒により共重合して得られる、エチレン－α－オレフィン共重合樹脂と高密度ポリエチレン樹脂が配合された樹脂組成物からなる層から構成されてなる基体ポリオレフィン系樹脂フィルムが知られている（特許文献３）。特許文献３は、このフィルムの防曇性の発現速さと防曇持続効果について説明するが、滑り性については言及していない。
特許第５９５６８４３号 特許第３４３５１３６号 特開２００９－１４８２６７号公報
　特許文献１から３に記載された解決手段では、防曇性と滑り性の両立という面では十分とは言えず、防曇性と滑り性の両方に優れた表面が望まれている。すなわち、本開示の課題は、防曇性と滑り性の両方に優れた固形物、光学部材、及び眼鏡を提供することにある。また、本開示は、防曇性と滑り性を両立した表面を形成する表面形成用材料を提供することにある。
　本開示は、少なくとも成分Ａ及び成分Ｂを含む表面を有する固形物であって、該成分Ａはシラノール基を有するケイ素化合物であり、該成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であり、該表面における、該成分Ａに対する該成分Ｂの組成比ＲＢ／ＲＡが０．２３以上８．８９以下であることを特徴とする固形物を提供する。さらに、本開示は、該固形物からなる光学部材、及び、該光学部材を有する眼鏡を提供する。
　また、本開示は、少なくとも成分Ａ´及び成分Ｂを含む表面形成用材料であって、該成分Ａ´はアルコキシ基を有するケイ素化合物であり、該成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であり、該表面形成用材料における、該成分Ａ´に対する該成分Ｂの質量比が０．０１以上０．４１以下である表面形成用材料を提供する。
　さらには、本開示は、該表面形成用材料を用いて形成された表面を有する光学部材、及び該光学部材を有する眼鏡を提供する。
　本開示によれば、防曇性と滑り性を両立した表面を有する固形物、該表面を有する光学部材及び眼鏡を提供することができる。また、本開示は防曇性と滑り性を両立した表面を形成する表面形成用材料を提供することができる。
固形物の第１の実施形態における構成を示す概略図。 固形物の第２の実施形態における構成を示す概略図。 光学部材の第１の実施形態における構成を示す概略図。 光学部材の第２の実施形態における構成を示す概略図。 眼鏡の一実施形態における構成を示す概略図。
　以下、好適な実施の形態を挙げて、本開示にかかる表面を有する固形物、表面形成用材料、該表面を有する光学部材、及び該光学部材を有する眼鏡の実施形態を説明する。また、本開示は下記実施形態に限定されるわけではない。
　また、本開示において、数値範囲を表す「ＸＸ以上ＹＹ以下」や「ＸＸ～ＹＹ」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。さらに、数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。
　本開示によれば、母材又は光学部材の使用時に呼気や湯気が当たることによる曇りを防止し、かつ使用者が日常で母材又は光学部材を使用する際に母材又は光学部材の表面にかかる荷重の範囲での摩擦力が低くなり、かつ防曇特性を発現することができる。その結果、防曇性と滑り性を両立した表面を有する固形物、該表面を有する光学部材、該光学部材を有する眼鏡を提供することができる。また、上記特性を表面層に付与する表面形成用材料を提供することができる。
　本開示を実施するための形態は少なくとも成分Ａ及び成分Ｂを含む表面を有する固形物であって、該成分Ａはシラノール基を有するケイ素化合物であり、該成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であり、該表面における、該成分Ａに対する該成分Ｂの組成比ＲＢ／ＲＡが０．２３以上８．８９以下であることを特徴とする固形物である。
　本開示に係る固形物、及び光学部材が防曇性と滑り性とを両立しているメカニズムについて、発明者らは以下のように考察している。
　本開示に係る固形物又は光学部材の表面が含む成分Ａは、シラノール基を有するケイ素化合物が選択され、また、本開示に係る固形物又は光学部材の表面の成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物が選択される。
　成分Ａはシラノール基を有しているため、防曇特性を発現するが、成分Ａからなる表面は、荷重がかかった際の摩擦力は高くなる。一方、成分Ｂは主鎖に炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であることから、成分Ｂからなる表面は、成分Ａからなる表面に比べて荷重がかかった際に、荷重をかけた対象が滑りやすく、摩擦力が低い傾向にある。一方で主鎖の炭素数が１８未満のアルキル基を有する化合物からなる表面は、荷重がかかった際に十分な滑り性を発揮しない。
　そのため、少なくとも成分Ａと成分Ｂとを含む表面を有する固形物が物体と接触する際に、成分Ａに比べて成分Ｂは物体との間に低い摩擦力をもたらしやすく、表面と接触する物体に対して成分Ｂが接触する割合が高くなることで、物体との間の摩擦力が低くなる。
　そのうえで、表面における成分Ａに対する成分Ｂの組成比を所定の範囲内に調整することで、湯気や呼気の様な水分が付着する際は高い防曇特性が得られる。
　表面とは物の外側をなす面をいう。本明細書において用いられる用語である母材とは、特に、防曇性あるいは滑り性を有する表面を与えられる基材あるいは物品を指し、例えば、ガラス、セラミック、樹脂、金属あるいはこれらの混合物からなる、基材あるいは物品を指す。
　固形物とは、特定の形を有するものをいい、本開示における固形物は特に防曇性あるいは滑り性を有する表面を与えられたもの、あるいは、その一部を指す。ここでいう固形物は、母材を含んでもよいし、含まなくてもよい。すなわち、本開示の固形物とは、防曇性あるいは滑り性を施されるための薄層を指してもよいし、該薄層と母材の両方を含むものを指してもよい。例えば、後述する図１の例において、固形物は、母材１１，下地層１２、及び表面１３を含んでもよいし、下地層１２、及び表面１３を指してもよいし、あるいは表面１３のみを指してもよい。
　成分Ａと及び成分Ｂとを含む表面を有する固形物とは、固形物の表面に成分Ａと成分Ｂが存在することをいい、より具体的には該表面をＸ線光電子分光法で測定したときに成分Ａに由来する元素、成分Ｂに由来する元素が検出されることをいうか、あるいは、固形物の表面が成分Ａあるいは成分Ａの前駆体、成分Ｂあるいは成分Ｂの前駆体を含む材料から形成されることをいう。固形物は表面に成分Ａと成分Ｂを含めば、母材の材質は限定されず、母材は、ガラス、セラミック、樹脂又は金属若しくはガラスや樹脂などであり得る。
　光学部材は光学フィルター、光学レンズ、眼鏡レンズ、写真用レンズ、ディスプレイ用カバーガラス、ディスプレイ用タッチパネル及び各種フィルムなどを含み、本開示の光学部材は、特に、防曇性あるいは滑り性を有する表面を与えられた光学部材を指し、前記固形物を含むか、あるいは前記固形物である光学部材である。
　本開示の眼鏡は、上記光学部材を有する眼鏡である。該眼鏡としては目の周辺に装着する器具全般が包含されるものであり、通常の視力矯正用眼鏡に限定されず、伊達眼鏡、保護ゴーグル、ヘッドマウントディスプレイ、サングラス及びスマートグラスなどを含む。
　本開示に係る成分Ａを説明する。
　成分Ａはシラノール基を有するケイ素化合物である。シラノール基とは、Ｓｉ原子と、それに結合する－ＯＨからなる基を指す。ケイ素化合物は一酸化ケイ素、二酸化ケイ素であることが好ましく、より好ましくは二酸化ケイ素である。
　本開示に係る成分Ｂを説明する。
　成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物である。主鎖とは、その化合物の分子構造の骨格をなす分子鎖をいう。成分Ｂはポリオレフィン、脂肪酸塩から選択される少なくともいずれかを含むことが好ましい。ポリオレフィンとはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンとポリプロピレンの共重合物である。前記ポリエチレンとして、例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又は中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）を挙げることができる。脂肪酸塩は、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属からなる群より選択される少なくともいずれかの金属元素と、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸から形成される塩であり、さらには好ましくはステアリン酸セリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウムである。成分Ｂは好ましくはポリエチレンとポリプロピレンの共重合体、ステアリン酸セリウムからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む。ポリオレフィン、脂肪酸塩は置換基を含んでもよい。ポリオレフィンの分子量は９００以上７２００以下が好ましく、９００以上４０００以下がより好ましく、９００以上２０００以下がさらに好ましい。成分Ｂは化学式にＳｉを含まない。
　成分Ｂは具体的には、ポリエチレン（三井化学製ハイワックス１００Ｐ（Ｂ－６））、エチレン・プロピレン共重合物（三井化学製ハイワックス１１０Ｐ（Ｂ－４）、ハイワックス２１０Ｐ（Ｂ－７）、ハイワックス７２０Ｐ（Ｂ－８））、エチレン・プロピレン共重合物の酸化物（三井化学製ハイワックス４２０２Ｅ（Ｂ－２）、ハイワックス２２０ＭＰ（Ｂ－３））、エチレン・プロピレン共重合物の無水マレイン酸化物（三井化学製ハイワックス１１０５Ａ（Ｂ－１））、エチレン・プロピレン共重合物のスチレングラフト物（三井化学製ハイワックス１１２０Ｈ（Ｂ－５））、ステアリン酸セリウム（Ｂ－９）、ステアリン酸アルミニウム（Ｂ－１０）、ステアリン酸カルシウム（Ｂ－１１）が挙げられる。
　固形物の成分Ａに対する成分Ｂの組成比は、該表面をＸ線光電子分光法で測定したときの成分Ａに由来する値をＲＡ、成分Ｂに由来する値をＲＢとしたときのＲＢ／ＲＡで表される。本開示の固形物の表面においてＲＢ／ＲＡは０．２３～８．８９の範囲で示すことができる。
　また、本開示の表面における成分Ａに対する成分Ｂの組成比ＲＢ／ＲＡは該表面を形成する際に用いられる表面形成用材料における、成分Ａ´に対する成分Ｂの質量比によって調整することができ、表面形成用材料における、成分Ａ´に対する成分Ｂの質量比は０．０１以上０．４１以下である。
　成分Ａに対する成分Ｂの組成比が０．２３よりも小さい場合、固形物は、汚れを拭き取る際にクロスが引っかかるなど使い心地に難点が生じる。また、成分Ａに対する成分Ｂの組成比が８．８９よりも大きい場合、固形物は、汚れの拭き取りには適しているが、防曇性能が低下する。
　固形物の表面には成分Ａと成分Ｂ以外の別の成分を含んでいてもよい。ただし、表面の組成に対する成分ＡとＢの割合は９５％以上が好ましく、９８％以上がより好ましい。すなわち、成分Ａと成分Ｂ以外の成分をその他の成分とすると、固形物の表面は、成分Ａ、成分Ｂ及びその他の成分からなり、表面における、成分Ａと成分Ｂの合計と、成分Ａと成分Ｂとその他の成分との合計の組成比Ｒ（Ａ＋Ｂ）／Ｒ（Ａ＋Ｂ＋その他）が０．９５以上であることが好ましく、０．９８以上であることがより好ましい。その他の成分は限定されないが、例えば、Ａｌ２Ｏ３を挙げることができる。
　固形物の表面における成分Ａに対する成分Ｂの組成比、および成分Ａと成分Ｂの合計と、成分Ａと成分Ｂとその他成分の合計の組成比は、以下の方法により求めることができる。ただし、成分Ａに対する成分Ｂの組成比の決定は、以下の方法に限定されるものではない。
　まず、表面のうち、Ｘ線光電子分光法で測定する対象となる領域を装置に付属のＸ線照射装置の出力、及びＸ線照射径により決定する。以下、決定された当該領域を「測定領域」ともいう。
　次に、測定領域について、Ｘ線を照射し、発生した光電子の運動エネルギーから、元素の結合エネルギーのスペクトルを得る。測定条件は以下の通りとすることができる。
・測定装置：ＵＬＶＡＣ－ＰＨＩ製Ｘ線光電子分光装置　Ｑｕａｎｔｅｒａ　ＳＸＭ
・Ｘ線出力：Ａｌ－Ｋα線（Ｅ＝１４８６．６ｅＶ）、１５ｋＶ、５０Ｗ
・測定領域：２００μｍφ
・基材　　：ホウケイ酸ガラス
　得られたスペクトルのうち、Ｃ１ｓ、Ｓｉ２ｐ、Ｂ１ｓスペクトルから測定領域の元素組成比を算出する。Ｃ１ｓスペクトルから計算した炭素濃度をＳＣ、同様にシリコン濃度をＳＳｉ、ホウ素濃度ＳＢとする。次に基材のみを測定したＳｉ２ｐ、Ｂ１ｓスペクトルから計算した各元素の原子濃度を、ＢＳｉ、ＢＢとする。成分Ａに由来する値ＲＡ及び成分Ｂに由来する値ＲＢは下記計算式にて決定され、ＲＢをＲＡで除して該成分Ａに対する該成分Ｂの組成比が求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　成分Ａと成分Ｂの合計と、成分Ａと成分Ｂとその他の成分との合計の組成比Ｒ（Ａ＋Ｂ）／Ｒ（Ａ＋Ｂ＋その他）については、成分Ａに対する成分Ｂの組成比の決定にならい行うことができる。すなわち、その他の成分がｎ種類ある場合、第ｋ番目のその他成分（その他第ｋ）についてＲＡ、ＲＢと同様に、その他第ｋに由来する元素に基づいて、Ｒその他第ｋを求め、Ｒその他は、それらのｎ個の合計として求められる。ただし、酸素原子については、その他の成分とはせず、Ｒ（Ａ＋Ｂ）／Ｒ（Ａ＋Ｂ＋その他）の計算に酸素原子は含めない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　本開示の固形物の表面は、本開示の効果を損なわない範囲で、成分Ａ及び成分Ｂ以外の任意の化合物を含有してもよい。
　本開示の表面形成用材料に係る成分Ａ´について説明する。成分Ａ´はアルコキシ基を有するケイ素化合物を含む成分であり、好ましくはアルコキシシランである。アルコキシシランは一般式Ｈ２ｎ＋１ＣｎＯ（Ｓｉ（ＯＣｎＨ２ｎ＋１）２Ｏ）ｍＣｎＨ２ｎ＋１で表される。ｎは１以上４以下、ｍは１以上１００以下が好ましい。アルコキシ基は、好ましくは、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、及びブトキシ基を挙げることができる。ｍは４以上５０以下がより好ましく、さらに６以上１０以下がさらに好ましい。アルコキシ基を有するケイ素化合物として、具体的には、メチルポリシリケート（コルコート製メチルシリケート５３Ａ（Ａ´－１））、ブチルポリシリケート（Ａ´－２）、エチルポリシリケート（コルコート製エチルシリケート４８（Ａ´－３））が挙げられる。成分Ａ´を酸性水溶液中で加水分解反応を進行させることで、成分Ａが得られる。
≪第１の実施形態≫
　図１は、本開示の固形物の第１の実施形態における構成を示す概略図であって、母材の上に下地層が形成され、該下地層の上に表面を有する構成例を示す。図１においては、母材１１上に下地層１２が存在し、下地層１２の上に表面１３が形成された構成となっている。固形物は、母材１１，下地層１２、及び表面１３を含んでもよいし、下地層１２、及び表面１３であってもよいし、あるいは表面１３であってもよい。なお、図１は表面を有する構成を模擬的に表したものであり、母材１１、下地層１２及び表面１３の実際の厚みを正確な比率で表したものではない。
（母材１１）
　母材１１は、固形であり、かつ下地層１２、表面１３又は後述する中間層１４若しくはハードコート層１５を形成可能なものであればよく、例えば、ガラス、セラミック、樹脂又は金属若しくはガラスや樹脂などから作られたフィルムなどが挙げられる。本開示の表面を有する光学部材の母材として上記の材質のものを使用する場合、該母材は特に限定されない。
　母材の厚みは特に制限されず、用途に応じて適宜設定することができる。
（下地層１２）
　必要に応じて、下地層を形成してもよい。下地層１２は、表面１３を形成する下地となる層であり、母材１１と表面１３との密着性を良好ならしめるものである。
　本実施形態では、母材１１と表面１３の密着性をより向上させるために、母材１１の上に下地層１２を形成し、当該下地層１２の上に表面１３を形成している。なお、下地層の形成方法としては特に制限されないが、蒸着法、ディッピング法、塗布法、スプレー法、スピンコート法などが挙げられる。
　下地層１２の厚みについては特に制限はないが、２ｎｍ～１５０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ～１２５ｎｍである。
　下地層１２は、表面にヒドロキシ基を有することが好ましい。下地層１２の材料として、例えば、表面にヒドロキシ基を有するＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などの金属酸化物や、ヒドロキシ基を有するアルキル化合物などが挙げられる。
（表面１３）
　表面１３は、本開示の固形物の表面である。
　表面１３の厚みについては特に制限はないが、３ｎｍ～２０ｎｍであることが好ましい。厚みが３ｎｍ以上であると十分な防曇性が得られ、厚み２０ｎｍ以下であると透明性が良好である。
≪第２の実施形態≫
　図２は、本開示の固形物の第２の実施形態における構成を示す概略図であって、母材の上に中間層１４が形成され、該中間層の上に下地層１２が形成され、該下地層１２の上に表面１３を有する構成例を示す。
　図２においては、母材１１上に、低屈折率材料を有する中間層１４ａ，１４ｃと高屈折率材料を有する中間層１４ｂ，１４ｄが交互に堆積された中間層１４が形成されている。固形物は、母材１１，中間層１４，下地層１２、及び表面１３を含んでもよいし、母材を除く各層（１４，１２）及び表面１３であってもよいし、あるいは表面１３であってもよい。
　なお、図２は表面を有する構成を模擬的に表したものであり、母材１１、中間層１４、下地層１２及び表面１３の実際の厚みを正確な比率で表したものではない。
（中間層１４）
　図２に示すように、中間層１４は、母材１１側から数えて奇数番目に積層された中間層１４ａ，１４ｃが低屈折率材料からなり、偶数番目に積層された中間層１４ｂ，１４ｄが高屈折率材料からなる。中間層は反射防止の機能を有することができる。
　なお、本実施形態では下地層１２も低屈折率材料からなり、中間層１４上に積層され、中間層１４と共に反射防止機能を発揮することが好ましい。本実施形態では一例として中間層１４を４層としており、高屈折率材料を有する中間層１４ｄの上に下地層１２が形成されているので、該下地層１２は低屈折率材料とすることが好ましい。
　なお、本実施形態における中間層１４は４層構成の例を示すが、本開示はこれに何ら限定されるものではなく、層数は何層であってもよい。また、中屈折率材料からなる層が適宜積層されてもよい。
　低屈折率材料としては、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３添加ＳｉＯ２（アルミナ添加二酸化ケイ素）などが挙げられる。ただし、低屈折率材料はこれらに限定されるものではない。
　高屈折率材料としては、アルミナ含有酸化チタン－酸化ランタン系混合材料、酸化チタン、酸化チタンを主成分とする他の混合酸化物、酸化ジルコニウム、酸化ジルコニウムを主成分とする混合材料、酸化ニオブ、酸化ニオブを主成分とする混合材料、酸化タンタル、酸化タンタルを主成分とする混合材料、酸化タングステン、酸化タングステンを主成分とする混合材料などが挙げられる。ただし、高屈折率材料はこれらに限定されるものではない。
　中屈折率材料としては、酸化アルミニウム、酸化アルミニウムを主成分とする他の混合物、酸化マグネシウム、酸化マグネシウムを主成分とする他の混合化合物、フッ化イットリウム、フッ化セリウムなどが挙げられる。ただし、中屈折率材料はこれに限定されるものではない。
　中間層１４及び中間層１４を構成する各層（図２では１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、及び１４ｄ）の厚みについては特に制限はないが、例えば、中間層１４を構成する各層の厚みを１０ｎｍ～２００ｎｍとし、必要な数を積層して中間層１４を構成することができる。
　また、本実施形態では上述のように低屈折率層と高屈折率層とを交互に積層して形成された反射防止膜の一部としての中間層１４を備えてなるが、本開示はこれに何ら限定されるものではない。例えば、他のフィルターやミラー、帯電防止、傷防止用ハードコートなどから選ばれる機能を有する少なくとも１つの層を母材１１と中間層１４との間に形成してもよい。
　なお、表面の第２の実施形態における母材１１、下地層１２及び表面１３としては、表面の第１の実施形態と同様のものとすることができる。
≪光学部材≫
　図３は光学部材の第１の実施形態における構成を示す概略図である。
　本実施形態において、光学部材は眼鏡レンズ、あるいはその他の用途に用いられる。
　図３の光学部材は、樹脂からなる母材１１と傷防止のためのハードコート層１５と、上記、固形物の第２の実施形態で述べた反射防止機能を有する中間層１４と、下地層１２と、表面１３とからなる。図３では中間層１４として、母材１１側から数えて奇数番目に積層された中間層１４ａが低屈折率材料からなり、偶数番目に積層された中間層１４ｂが高屈折率材料からなる２層構成としているが、これに限定されず、層数は何層であってもよい。また、中屈折率材料からなる層が適宜積層されてもよい。
　また、ハードコート層１５としては、例えばメラミン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、又は上記樹脂の混合物、シラン化合物などを用いることが出来る。ただし、ハードコート層１５に使用する材料はこれに限定されるものではない。
　図４は光学部材の第２の実施形態における構成を示す概略図である。
　本実施形態において、光学部材はカメラなどに用いられる光学レンズ、光学フィルター、ディスプレイ用タッチパネル、各種フィルム、あるいはその他の用途に用いられ、特に好ましくはカメラ用光学レンズとして用いられる。
　図４の光学部材は、ガラスからなる母材１１と、上記、固形物の第２の実施形態で述べた反射防止機能を有する中間層１４と、下地層１２と、表面１３とを有する。図４では中間層１４として、母材１１側から数えて奇数番目に積層された中間層１４ａが低屈折率材料からなり、偶数番目に積層された中間層１４ｂが高屈折率材料からなる２層構成としているが、これに限定されず、層数は何層であってもよい。また、中屈折率材料からなる層が適宜積層されてもよい。
≪眼鏡≫
　図５は本開示の光学部材を使用した眼鏡の一実施形態における構成を示す概略図である。本実施形態は、上述した本開示の光学部材である眼鏡レンズ３１と、メガネフレーム３２から構成されている。
　以下に実施例を挙げて本開示をより具体的に説明するが、本開示は、以下の実施例により限定されるものではない。
［実施例１］
（表面形成用材料の作製）
　表１－１に成分Ａ´と成分Ｂの組み合わせ、及び成分Ａ´に対する成分Ｂの質量比を示す。表１－１中の記号に対応する物質名と製品名を表１－２に示す。実施例１では、成分Ａ´としてメチルポリシリケート（コルコート株式会社製、製品名：メチルシリケート５３Ａ、平均分子量７８９．２）（Ａ´－１）と、成分Ｂとしてエチレン・プロピレン共重合物の無水マレイン酸化物（三井化学株式会社製、製品名：ハイワックス酸変性タイプ１１０５Ａ、分子量１５００）（Ｂ－１）を、成分Ａに対する成分Ｂの質量比が０．１０になるように金属製容器の中で調合し、表面形成用材料（製造実施例１）を得た。
（下地層の作製）
　母材１１である厚さ３ｍｍのホウケイ酸ガラス上に、ＳｉＯ２からなる厚さ１０ｎｍの下地層１２を真空蒸着装置（ドーム径Φ９００ｍｍ、蒸着距離８９０ｍｍ）を用いて、蒸着法によって形成した。下地層１２の厚みは分光エリプソメトリー（ＪＡ　ＷＯＯＬＬＡＭ社製－ＥＳＭ３００）を用いて測定した。
（表面の形成）
　下地層１２の上に、前記製造実施例１の表面形成用材料を真空蒸着装置（ドーム径Φ９００ｍｍ、蒸着距離８９０ｍｍ）を用いて、蒸着した。下地層１２の上に製造実施例１の表面形成用材料が蒸着された母材１１を濃度０．０１ｍｏｌ／Ｌの塩酸５０ｍｌに１６時間浸漬することで、メチルポリシリケートの加水分解反応を促進させ、ＳｉＯ２とエチレン・プロピレン共重合物の無水マレイン酸化物からなる表面１３を形成し、固形物を得た。固形物を塩酸より引き上げた後にエアブローで乾燥させ、これを用いて光学部材を作製した。表面１３の厚さを分光エリプソメトリー（ＪＡ　ＷＯＯＬＬＡＭ社製－ＥＳＭ３００）を用いて測定したところ、６ｎｍであった。また、得られた表面における成分Ａに対する成分Ｂの組成比をＸ線光電子分光法にて測定したところ、２．２６であった。
（防曇特性の評価）
　作製した光学部材の表面について、下記の方法に従いヘイズ差を測定した。
　ヘイズ差の測定装置として、コニカミノルタ株式会社製ＣＭ－５型分光測色計を使用した。加湿器を使用して約１００℃の蒸気を光学部材に噴霧し、３秒後にヘイズ差を測定した。測定したヘイズ差から、防曇特性を以下に示すＡからＤの４段階で評価した。結果を表２に示す。
Ａ：ヘイズ差１未満
Ｂ：ヘイズ差１～１５未満
Ｃ：ヘイズ差１５～３５未満
Ｄ：ヘイズ差３５以上
（摩擦力の評価）
　作製した光学部材の表面について、下記の方法に従い表面の摩擦力を測定した。
　摩擦力の測定装置として、協和界面科学株式会社製自動摩擦摩耗解析装置Ｔｒｉｂоｓｔｅｒ５００を使用した。摩擦力を測定するための接触子として１ｃｍ２にカットしたクリント紙（ユニチカ株式会社製コットンワイパークリントＵＷ－１Ａ）を使用し、該クリント紙を光学部材の表面に接触させて摩擦力の測定を行った。このとき、表面にかかる荷重が０．４９ｋｇｆになるように装置の印加荷重を調整して試験を行った。摩擦速度は２．５ｍｍ／秒の条件で実施した。結果を表２に示す。
［実施例２～２７］
　成分Ａ´として用いる表１－１に記載された化合物、成分Ｂとして用いる表１－１に記載された化合物、及び、表面形成後の成分Ａに対する成分Ｂの組成比をそれぞれ表２に記載の通りになるよう変更したこと以外は製造実施例１と同様にして金属製容器の中で調合し、表面形成用材料（製造実施例２～２７）を作製した。製造実施例２～２７の表面形成用材料を用いて、実施例１と同様に、実施例２～２７の固形物を得、光学部材を作製した。また、実施例１と同様に摩擦力の評価と防曇性能の評価を行った。結果を表２に示す。
［実施例２８］
　実施例１と同様にして金属製容器の中で調合し、表面形成用材料（製造実施例１）を作製した。その後、下地層１２の上に、前記製造実施例１及びＡｌ２Ｏ３を真空蒸着装置を用いて、蒸着した。表面形成用材料とＡｌ２Ｏ３の割合は、Ｒ（Ａ＋Ｂ）／Ｒ（Ａ＋Ｂ＋その他）が０．９９なるよう調整した。実施例１と同様に塩酸に浸漬し、加水分解反応を促進し、実施例２８の固形物を得、光学部材を作製した。実施例１と同様に摩擦力の評価と防曇性能の評価を行った。結果を表２に示す。
［比較例１］
　メチルポリシリケート（コルコート株式会社製、製品名：メチルシリケート５３Ａ、平均分子量７８９．２）のみを金属製容器の中に注入し、表面形成用材料（製造比較例１）を作製した。実施例１と同様に下地層の上に製造比較例１の表面形成用材料を蒸着した。実施例１と同様に塩酸に浸漬し、加水分解反応を促進し、比較例１の固形物を得、光学部材を作製した。また、実施例１と同様に摩擦力の評価と防汚性能の評価を行った。結果を表２に示す。
［比較例２］
　エチレン・プロピレン共重合物の無水マレイン酸化物（三井化学株式会社製、製品名：ハイワックス酸変性タイプ１１０５Ａ、分子量１５００）のみを金属製容器の中に注入し、表面形成用材料（製造比較例２）を作製した。実施例１と同様に下地層の上に製造比較例２の表面形成用材料を蒸着し、比較例２の固形物を得、光学部材を作製した。また、実施例１と同様に摩擦力の評価と防汚性能の評価を行った。結果を表２に示す。
［比較例３］
　エチレン・プロピレン共重合物のスチレングラフト物（三井化学株式会社製、製品名：ハイワックス特殊モノマー変性タイプ１１２０Ｈ）のみを金属製容器の中に注入し、表面形成用材料（製造比較例３）を作製した。実施例１と同様に下地層の上に製造比較例３の表面形成用材料を蒸着し、比較例３の固形物を得、光学部材を作製した。また、実施例１と同様に摩擦力の評価と防汚性能の評価を行った。結果を表２に示す。
［比較例４］
　ステアリン酸セリウムのみを金属製容器の中に注入し、表面形成用材料（製造比較例４）を作製した。実施例１と同様に下地層の上に製造比較例４の表面形成用材料を蒸着し、固形物を得、光学部材を作製した。また、実施例１と同様に摩擦力の評価と防汚性能の評価を行った。結果を表２に示す。
［比較例５］
　成分Ａ´としてメチルポリシリケート（コルコート株式会社製、製品名：メチルシリケート５３Ａ、平均分子量７８９．２）と、成分Ｂとしてラウリン酸アルミニウムを、成分ＡのＳｉＯ２対する成分Ｂの質量比が０．１０になるように金属製容器の中で調合し、表面形成用材料（製造比較例５）を作製した。実施例１と同様に下地層の上に製造比較例５の表面形成用材料を蒸着した。実施例１と同様に塩酸に浸漬し、加水分解反応を促進し、比較例５の固形物を得、光学部材を作製した。また、実施例１と同様に摩擦力の評価と防汚性能の評価を行った。結果を表２に示す。
［比較例６～１０］
　成分Ａ´として用いる表１－１に記載された化合物、成分Ｂとして用いる表１－１に記載された化合物、及び、表面形成後の成分Ａに対する成分Ｂの組成比をそれぞれ表２に記載の通りになるよう変更したこと以外は実施例１と同様にして金属製容器の中で調合し、表面形成用材料（製造比較例６～１０）を作製した。実施例１と同様に下地層の上に各製造比較例の表面形成用材料を蒸着した。実施例１と同様に塩酸に浸漬し、加水分解反応を促進し、各比較例の固形物を得、光学部材を作製した。また、実施例１と同様に摩擦力の評価と防曇性能の評価を行った。結果を表２に示す。
［実施例２９］
　実施例１で得られた光学部材（ガラスレンズ）を加工し、市販のフレームに装着して眼鏡を作成した。作成した眼鏡のガラスレンズについて、実施例１と同様に防曇特性の評価を行ったところ、評価結果は「Ｂ」であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　本開示は以下の実施形態を含む。
（１）
　少なくとも成分Ａ及び成分Ｂを含む表面を有する固形物であって、
　該成分Ａはシラノール基を有するケイ素化合物であり、
　該成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であり、
　該表面における、該成分Ａに対する該成分Ｂの組成比ＲＢ／ＲＡが０．２３以上８．８９以下であることを特徴とする固形物。
（２）
前記表面は、前記成分Ａ、前記成分Ｂ及びその他の成分からなり、前記表面における、前記成分Ａと前記成分Ｂの合計と、前記成分Ａと前記成分Ｂと該その他の成分との合計の組成比Ｒ（Ａ＋Ｂ）／Ｒ（Ａ＋Ｂ＋その他）が０．９５以上である（１）の固形物。
（３）
　前記成分Ｂは、ポリオレフィン及び脂肪酸塩から選ばれる少なくともいずれかを含む（１）又は（２）に記載の固形物。
（４）
　前記ポリオレフィンは、ポリエチレン（例えばＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ又はＭＤＰＥ）、ポリプロピレン、及びポリエチレンとポリプロピレンの共重合物からなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む（３）に記載の固形物。
（５）
　前記脂肪酸塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属からなる群より選択される少なくともいずれかの金属元素と、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸から形成される塩である（３）又は（４）に記載の固形物。
（６）
　前記脂肪酸塩は、ステアリン酸セリウム、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む（３）から（５）のいずれかに記載の固形物。
（７）
　前記成分Ａはさらに二酸化ケイ素を含む（１）から（６）のいずれかに記載の固形物。
（８）
　（１）～（７）のいずれかに記載の固形物からなる光学部材。
（９）
　（１）～（７）のいずれかに記載の固形物あるいは（８）に記載の光学部材を有する眼鏡。
（１０）
　少なくとも成分Ａ´及び成分Ｂを含む表面形成用材料であって、
　該成分Ａ´はアルコキシ基を有するケイ素化合物であり、
　該成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であり、
　該表面形成用材料における、該成分Ａ´に対する該成分Ｂの質量比が０．０１以上０．４１以下である表面形成用材料。
（１１）
　前記成分Ｂは、ポリオレフィン及び脂肪酸塩から選ばれる少なくともいずれかを含む（１０）に記載の表面形成用材料。
（１２）
　前記ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリエチレンとポリプロピレンの共重合物からなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む（１１）に記載の表面形成用材料。
（１３）
　前記脂肪酸塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属からなる群より選択される少なくともいずれかの金属元素と、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸から形成される塩である（１１）又は（１２）に記載の表面形成用材料。
（１４）
　前記脂肪酸塩は、ステアリン酸セリウム、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む（１１）から（１３）のいずれかに記載の表面形成用材料。
（１５）
　前記成分Ａ´はアルコキシシランである（１０）から（１４）のいずれかに記載の表面形成用材料。
（１６）
　前記アルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、及びブトキシ基からなる群より選ばれるいずれかである（１０）から（１５）のいずれかに記載の表面形成用材料。
（１７）
　（１０）～（１６）のいずれかに記載の表面形成用材料を用いて形成された表面を有する光学部材。
（１８）
　（１７）に記載の光学部材を有する眼鏡。
　本願は、２０２２年９月９日提出の日本国特許出願である特願２０２２－１４４０１６を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。
１１　母材
１２　下地層
１３　表面
１４　中間層
１５　ハードコート層
３１　眼鏡レンズ
３２　メガネフレーム

Claims (18)

  1. 　少なくとも成分Ａ及び成分Ｂを含む表面を有する固形物であって、
    　該成分Ａはシラノール基を有するケイ素化合物であり、
    　該成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であり、
    　該表面における、該成分Ａに対する該成分Ｂの組成比ＲＢ／ＲＡが０．２３以上８．８９以下であることを特徴とする固形物。
  2. 　前記表面は、前記成分Ａ、前記成分Ｂ及びその他の成分からなり、前記表面における、前記成分Ａと前記成分Ｂの合計と、前記成分Ａと前記成分Ｂと該その他の成分との合計の組成比Ｒ（Ａ＋Ｂ）／Ｒ（Ａ＋Ｂ＋その他）が０．９５以上である請求項１に記載の固形物。
  3. 　前記成分Ｂは、ポリオレフィン及び脂肪酸塩から選ばれる少なくともいずれかを含む請求項１に記載の固形物。
  4. 　前記ポリオレフィンは、ポリエチレン（例えばＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ又はＭＤＰＥ）、ポリプロピレン、及びポリエチレンとポリプロピレンの共重合物からなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む請求項３に記載の固形物。
  5. 　前記脂肪酸塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属からなる群より選択される少なくともいずれかの金属元素と、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸から形成される塩である請求項３に記載の固形物。
  6. 　前記脂肪酸塩は、ステアリン酸セリウム、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む請求項３に記載の固形物。
  7. 　前記成分Ａはさらに二酸化ケイ素を含む請求項１に記載の固形物。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の固形物からなる光学部材。
  9. 　請求項８に記載の光学部材を有する眼鏡。
  10. 　少なくとも成分Ａ´及び成分Ｂを含む表面形成用材料であって、
    　該成分Ａ´はアルコキシ基を有するケイ素化合物であり、
    　該成分Ｂは主鎖の炭素数が１８以上のアルキル基を有する化合物であり、
    　該表面形成用材料における、該成分Ａ´に対する該成分Ｂの質量比が０．０１以上０．４１以下である表面形成用材料。
  11. 　前記成分Ｂは、ポリオレフィン及び脂肪酸塩から選ばれる少なくともいずれかを含む請求項１０に記載の表面形成用材料。
  12. 　前記ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリエチレンとポリプロピレンの共重合物からなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む請求項１１に記載の表面形成用材料。
  13. 　前記脂肪酸塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属からなる群より選択される少なくともいずれかの金属元素と、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸から形成される塩である請求項１１に記載の表面形成用材料。
  14. 　前記脂肪酸塩は、ステアリン酸セリウム、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくともいずれかを含む請求項１１に記載の表面形成用材料。
  15. 　前記成分Ａ´はアルコキシシランである請求項１０に記載の表面形成用材料。
  16. 　前記アルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、及びブトキシ基からなる群より選ばれるいずれかである請求項１０に記載の表面形成用材料。
  17. 　請求項１０～１６のいずれか１項に記載の表面形成用材料を用いて形成された表面を有する光学部材。
  18. 　請求項１７に記載の光学部材を有する眼鏡。
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