JP2000308846A

JP2000308846A - 防汚層の形成方法

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Publication number: JP2000308846A
Application number: JP11118824A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Ihashi; 紀孝伊橋; Koichi Ohata; 浩一大畑; Noritoshi Tomikawa; 典俊富川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2000-11-07
Anticipated expiration: 2019-04-26
Also published as: JP4672095B2

Abstract

(57)【要約】【課題】各種光学部材などの被処理基材の表面を前処理
を行うことによって、耐防汚性、耐擦傷性、耐溶剤性等
に優れた防汚層を短時間に形成することが叫ばれてお
り、この課題の解決を目的とする。【解決手段】被処理基材上の少なくとも片面に、防汚剤
を用いて防汚層を形成する方法であって、前記防汚層を
形成する前に、前記被処理基材上の少なくとも片面を前
処理し、この前処理した表面に防汚層を成膜する方法を
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防汚性を必要とする各
種の被処理基材の表面に、防汚層を形成する方法に関す
るものである。さらに詳しくは、各種の被処理基材上に
防汚層を速やかに定着させる方法である。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラ
や双眼鏡などのレンズには、光の反射を減らし、光の透
過性を高めるために、通常、その表面に反射防止処理が
施されている。これらの光学部材を人が使用することに
よって、指紋、皮脂、汗、化粧品などの汚れが付着する
場合が多い。

【０００３】一般に、反射防止膜の表面エネルギーは約
６０Ｊ／ｍ² と大きいために、そのような汚れが付着し
やすく、かつ、微細な凹凸があるため除去することが容
易ではない。また、そのような汚れが付着した部分だけ
高反射となり、汚れが目立つため問題があった。

【０００４】そこで、これら汚れの問題を解決する手段
として、汚れが付着しにくく、付着しても拭き取りやす
い性能を持つ防汚層を設ける工夫が考案されている。

【０００５】例えば、特開昭６４−８６１０１号公報に
は、基材の表面に、主として二酸化珪素からなる反射防
止膜を設け、更にその表面に有機珪素置換基を含む化合
物で処理した耐汚染性、耐擦傷性の反射防止膜物品が提
案されている。

【０００６】特開平４−３３８９０１号公報には、同様
に基材表面に末端シラノール有機ポリシロキサンを被膜
した耐汚染性、耐擦傷性のＣＲＴフィルターが提案され
ている。

【０００７】また、特公平６−２９３３２号公報には、
プラスチック表面にポリフルオロアルキル基を含むモノ
およびジシラン化合物およびハロゲン、アルキルまたは
アルコキシのシラン化合物とからなる反射防止膜を有す
る低反射率および防汚性のプラスチックが提案されてい
る。

【０００８】更に、特開平７−１６９４０号公報には、
パーフルオロアルキル（メタ）アクリレートとアルコキ
シシラン基を有する単量体との共重合体を二酸化珪素を
主とする光学薄膜上に形成した光学物品が提案されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の防汚層の形成技術において、防汚層を成膜後、その
耐防汚性、耐摩耗性、耐溶剤性等を最大限にするまで数
時間、場合によっては数日という長時間を要し、その間
では汚れや傷が入りやすく、また、他の物品と接触する
と、防汚層の一部が転写し、防汚層が剥離してしまうと
いう問題があった。

【００１０】本発明は、前述のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、本発明の目的は、各種光
学部材などの被処理基材の表面を前処理を行うことによ
って、耐防汚性、耐擦傷性、耐溶剤性等に優れた防汚層
を短時間に形成することができ防汚層の形成方法を提供
することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１の発明は、被処理基材上の少なくとも片面に、
防汚剤を用いて防汚層を形成する方法であって、前記防
汚層を形成する前に、前記被処理基材上の少なくとも片
面を前処理し、この前処理した表面に防汚層を成膜する
ことを特徴とする防汚層の形成方法である。

【００１２】請求項２の発明は、高周波放電プラズマ
法、電子ビーム法、イオンビーム法、蒸着法、スパッタ
リング法、アルカリ処理法、酸処理法、コロナ処理法、
大気圧グロー放電プラズマ法の何れかであることを特徴
とする、請求項１記載の防汚層の形成方法である。

【００１３】請求項３の発明は、前記被処理基材が、光
学部材であることを特徴とする請求項１または２記載の
防汚層の形成方法である。

【００１４】請求項４の発明は、光学部材が、光学レン
ズ、眼鏡レンズ、カメラや双眼鏡、または他の光学装置
のレンズ、ビーム・スプリッタ、プリズム、鏡、窓ガラ
ス、反射防止膜、光学フィルターのうち何れかであるこ
とを特徴とする請求項３記載の防汚層の形成方法であ
る。

【００１５】請求項５の発明は、前記防汚層を成膜する
ための防汚剤としては、パーフルオロポリエーテル基を
含有する有機シラン化合物であることを特徴する請求項
１〜４何れか記載の防汚層の形成方法である。

【００１６】請求項６の発明は、前記防汚剤が一般式
（１）で示される有機シラン化合物からなることを特徴
とする請求項１〜５何れか記載の防汚層の形成方法であ
る。Ｒ_f―（ＯＣ₃ Ｆ₆ ）_n―Ｏ―（ＣＦ₂ ）_m―（ＣＨ₂ ）_l―Ｏ―（ＣＨ₂ ） _s ―Ｓｉ（Ｒ）₃ …（１）（但し、Ｒ_fは炭素数１〜１６の直鎖状または分岐状パ
ーフルオロアルキル基、ｎは１〜５０の整数、ｍは０〜
３の整数、ｌは０〜３の整数、ｓは０〜６の整数、但
し、６≧ｍ＋ｌ＞０、Ｒは加水分解基を示す。）

【００１７】請求項７の発明は、前記防汚剤を真空中に
おいて、加熱し、蒸発させ、被処理基材上に成膜するこ
とを特徴とする請求項１〜６何れか記載の防汚層の形成
方法である。

【００１８】請求項８の発明は、前記防汚剤を蒸発させ
る為の加熱方法としは、抵抗加熱法、電子線加熱法、光
加熱法、イオンビーム加熱法、高周波加熱法であること
を特徴とする請求項１〜７記載の防汚層の形成方法であ
る。

【００１９】請求項９の発明は、請求項３〜８何れか記
載の方法により防汚層を形成する事を特徴とする防汚層
付き光学部材の製造方法である。

【００２０】請求項１０の発明は、光学部材材上の少な
くとも片面が前処理した表面である事を特徴とする防汚
層付き光学部材である。

【００２１】請求項１１の発明は、光学部材が、光学レ
ンズ、眼鏡レンズ、カメラや双眼鏡、または他の光学装
置のレンズ、ビーム・スプリッタ、プリズム、鏡、窓ガ
ラス、反射防止膜、光学フィルターのうち何れかである
ことを特徴とする請求項１０記載の防汚層付き光学部材
である。

【００２２】請求項１２の発明は、前記防汚剤として
は、パーフルオロポリエーテル基を含有する有機シラン
化合物であることを特徴する請求項１０〜１１何れか記
載の防汚層付き光学部材である。

【００２３】請求項１３の発明は、前記防汚剤が一般式
（１）で示される有機シラン化合物からなることを特徴
とする請求項１０〜１２何れか記載の防汚層付き光学部
材である。Ｒ_f―（ＯＣ₃ Ｆ₆ ）_n―Ｏ―（ＣＦ₂ ）_m―（ＣＨ₂ ）_l―Ｏ―（ＣＨ₂ ） _s ―Ｓｉ（Ｒ）₃ …（１）（但し、Ｒ_fは炭素数１〜１６の直鎖状または分岐状パ
ーフルオロアルキル基、ｎは１〜５０の整数、ｍは０〜
３の整数、ｌは０〜３の整数、ｓは０〜６の整数、但
し、６≧ｍ＋ｌ＞０、Ｒは加水分解基を示す。）

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する。

【００２５】防汚層を被処理基材上に成膜する場合、パ
ーフルオロポリエーテル基を含有する有機シラン化合物
からなる防汚剤が使用される。前記有機シラン化合物
は、下記一般式（１）で表される化合物またはその重合
体が好適である。Ｒ_f−（ＯＣ₃ Ｆ₆ ）_n−Ｏ−（ＣＦ₂ ）_m−（ＣＨ₂ ）_l−Ｏ−（ＣＨ₂ ） _s −Ｓｉ（Ｒ）₃ …（１）

【００２６】一般式（１）において、Ｒ_fは炭素数１〜
１６の直鎖状または分岐状パーフルオロアルキル基であ
り、特に、ＣＦ₃ ―、Ｃ₂ Ｆ₅ ―、Ｃ₃ Ｆ₇ ―が好まし
い。Ｒは加水分解基であり、―Ｃｌ、―Ｂｒ、―Ｉ、―
ＯＲ¹ 、―ＯＯＣＲ¹ 、―ＯＣ（Ｒ¹ ）Ｃ＝Ｃ（Ｒ² ）
₂ 、―ＯＮ＝Ｃ（Ｒ¹ ）₂ 、―ＯＮ＝ＣＲ³ 、―Ｎ（Ｒ
² ）₂ 、―Ｒ² ＮＯＣＲ¹ 等が好ましい。

【００２７】但し、Ｒ¹ はアルキル基等の炭素数１〜１
０の脂肪族炭化水素基、またはフェニル基等の炭素数６
〜２０の芳香族炭化水素基、Ｒ² は水素原子またはアル
キル基等の炭素数１〜５の脂肪族炭化水素基、Ｒ³ はア
ルキリデン基等の炭素数３〜６の二価の脂肪族炭化水素
基である。

【００２８】上記の有機シラン化合物中の加水分解基
は、１種類のみならず、２種類以上の混合系として用い
ることも可能である。特に、―ＯＣＨ₃ 、―ＯＣ₂ Ｈ
₅ 、―ＯＯＣＣＨ₃ 、―ＮＨ₂ が好ましい。また、ｎは
１〜５０の整数、ｍは０〜３の整数、ｌは０〜３の整
数、ｓは０〜６の整数、但し、６≧ｍ＋ｌ＞０である。

【００２９】作業環境や、膜厚の制御の点から、防汚層
形成時には希釈溶媒を用いないＰＶＤ法によることが好
ましく、特に真空蒸着法によることが好ましい。該方法
では、前記防汚剤を１Ｐａ以下の圧力において加熱し、
蒸発させ、被処理基材上に形成する。

【００３０】加熱方法としては抵抗加熱法、電子線加熱
法、光加熱法、イオンビーム加熱法、高周波加熱法のよ
うな方法が有効である。ＰＶＤ法によると、従来困難で
あった防汚層の膜厚をオングストロームオーダーで正確
に制御することができる。

【００３１】前記有機シラン化合物を含有する防汚剤
は、被処理基材表面のＯＨ基と有機シラン化合物の加水
分解可能な基が反応して加水分解を起こし、化学結合を
形成すると考えられている。しかし、一般的に防汚層と
被処理基材表面との間の加水分解反応は遅く、防汚層が
完全に定着し、最大限の耐防汚性、耐擦傷性、耐溶剤性
等が生じるまでに数時間から数十日という時間を要す
る。

【００３２】一方、本発明の前処理方法である高周波放
電プラズマ法、電子ビーム法、イオンビーム法、蒸着
法、スパッタリング法、アルカリ処理法、酸処理法、コ
ロナ処理法、大気圧グロー放電プラズマ法等は、被処理
基材表面をクリーニングするだけではなく、表面の分子
同士の結合を切り離し、活性な表面を作り出すことがで
きるため、有機シラン化合物を含有する防汚剤からなる
防汚層が容易に定着しやすい被処理基材表面を作り出す
ことができる。

【００３３】被処理基材は、光学レンズ、眼鏡レンズ、
カメラや双眼鏡、または他の光学装置のレンズ、ビーム
・スプリッタ、プリズム、鏡、窓ガラス、反射防止膜、
光学フィルターなどの光学部材に対して特に有効であ
る。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、これら
に限定されるものではない。

【００３５】＜実施例１＞反射防止膜を平行平板型高周
波放電装置内に設置し、該装置内を１．０×１０ ^-3Ｐａ
にまで排気した。該装置内に水素ガスを１０ｓｃｃｍ／
ｍｉｎ．の流量で導入して圧力を１．０×１０^-1Ｐａに
調節した。該装置内に高周波（周波数＝１３．５６ＭＨ
ｚ）を印可し、発生された１００Ｗのプラズマに該反射
防止膜を１分間さらすことにより該反射防止膜の表面の
前処理を行った。

【００３６】次に、一般式（２）で表される有機シラン
化合物をモリブデンボート上に入れ、真空蒸着法（抵抗
加熱法）により、該反射防止膜上に防汚層を作製した。
真空蒸着機内を１．０×１０^-3Ｐａ以下に排気した後、
ボートを４００℃に加熱し、該有機シラン化合物を蒸発
させた。ＣＦ₃ −（ＯＣ₃ Ｆ₆ ）₂₄−Ｏ−（ＣＦ₂ ）₂ −（ＣＨ₂ ）₂ −Ｏ−ＣＨ₂ − Ｓｉ（ＯＣＨ₃ ）₃ …（２）

【００３７】＜実施例２＞反射防止膜の表面を大気圧中
で発生された５０Ｗ／ｍ² ・ｍｉｎ．のコロナ放電にさ
らすことにより前処理を行った。次に、実施例１と同様
にして前記反射防止膜上に防汚層を形成した。

【００３８】＜比較例１＞前記有機シラン化合物を用い
て実施例１と同様にして前処理を行っていない反射防止
膜上に防汚層を形成した。上記の実施例１及び２並びに
比較例において、各種物性評価方法と結果を（表１）を
以下に示す。

【００３９】（ａ）接触角測定：接触角計［ＣＡ−Ｘ型：協和界面科学（株）製］を用い
て、乾燥状態（２０℃−６５％ＲＨ）で直径１．０ｍｍ
の液滴を針先に作り、これを基材（固体）の表面に接触
させて液滴を作った。接触角とは、固体液体が接する点
における液体表面に対する接線と固体表面がなす角で、
液体を含む方の角度で定義した。液体には蒸留水を使用
した。

【００４０】（ｂ）耐摩耗性：基材表面をセルロース製
不織布［ベンコットＭ−３：旭化成（株）製］で荷重５
００ｇｆ／ｍ² で１００回こすった後に前記物性評価を
行った。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、各種光学部材
（光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラや双眼鏡、または他
の光学装置のレンズ、ビーム・スプリッタ、プリズム、
鏡、窓ガラス、反射防止膜、光学フィルターなど）の表
面に、各種光学特性を損なわせることがなく、指紋、皮
脂、汗、化粧品などの汚れが付着しにくく、付着しても
拭き取りやすい性能を持ち、また、定着性の高く、耐久
性のある防汚層を形成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学部材を示す断面図である。

【符号の説明】

１透明基材２防汚層３処理面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 183/00 Ｃ０９Ｄ 183/00 Ｃ０９Ｋ 3/00 １１２Ｃ０９Ｋ 3/00 １１２Ｆ 3/18 １０４ 3/18 １０４Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｇ０２Ｂ 1/10 ＺＦターム(参考） 2K009 BB01 CC42 DD03 DD08 EE05 3B117 AA08 4D075 BB21X BB47X BB49X BB81X BB85X CA34 DA06 DB13 DC24 EA05 EB42 EB52 4H020 BA36 4J038 DF041 GA02 GA15 NA04 NA05 NA11 PB08 PC03 PC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理基材上の少なくとも片面に、防汚剤
を用いて防汚層を形成する方法であって、前記防汚層を
形成する前に、前記被処理基材上の少なくとも片面を前
処理し、この前処理した表面に防汚層を成膜することを
特徴とする防汚層の形成方法。
【請求項２】前処理が、高周波放電プラズマ法、電子ビ
ーム法、イオンビーム法、蒸着法、スパッタリング法、
アルカリ処理法、酸処理法、コロナ処理法、大気圧グロ
ー放電プラズマ法の何れかであることを特徴とする請求
項１記載の防汚層の形成方法。
【請求項３】前記被処理基材が、光学部材であることを
特徴とする請求項１または２記載の防汚層の形成方法。
【請求項４】光学部材が、光学レンズ、眼鏡レンズ、カ
メラや双眼鏡、または他の光学装置のレンズ、ビーム・
スプリッタ、プリズム、鏡、窓ガラス、反射防止膜、光
学フィルターのうち何れかであることを特徴とする請求
項３記載の防汚層の形成方法。
【請求項５】前記防汚剤としては、パーフルオロポリエ
ーテル基を含有する有機シラン化合物であることを特徴
する請求項１〜４何れか記載の防汚層の形成方法。
【請求項６】前記防汚剤が一般式（１）で示される有機
シラン化合物からなることを特徴とする請求項１〜５何
れか記載の防汚層の形成方法。Ｒ_f―（ＯＣ₃ Ｆ₆ ）_n―Ｏ―（ＣＦ₂ ）_m―（ＣＨ₂ ）_l―Ｏ―（ＣＨ₂ ） _s ―Ｓｉ（Ｒ）₃ …（１）（但し、Ｒ_fは炭素数１〜１６の直鎖状または分岐状パ
ーフルオロアルキル基、ｎは１〜５０の整数、ｍは０〜
３の整数、ｌは０〜３の整数、ｓは０〜６の整数、但
し、６≧ｍ＋ｌ＞０、Ｒは加水分解基を示す。）
【請求項７】前記防汚剤を１Ｐａ以下の圧力において、
加熱し、蒸発させ、被処理基材上に成膜することを特徴
とする請求項１〜６何れか記載の防汚層の形成方法。
【請求項８】前記防汚剤を蒸発させる為の加熱方法とし
ては、抵抗加熱法、電子線加熱法、光加熱法、イオンビ
ーム加熱法、高周波加熱法であることを特徴とする請求
項１〜７何れか記載の防汚層の形成方法。
【請求項９】請求項３〜８何れか記載の方法により防汚
層を形成する事を特徴とする防汚層付き光学部材の製造
方法。
【請求項１０】光学部材材上の少なくとも片面が前処理
した表面である事を特徴とする防汚層付き光学部材。
【請求項１１】光学部材が、光学レンズ、眼鏡レンズ、
カメラや双眼鏡、または他の光学装置のレンズ、ビーム
・スプリッタ、プリズム、鏡、窓ガラス、反射防止膜、
光学フィルターのうち何れかであることを特徴とする請
求項１０記載の防汚層付き光学部材。
【請求項１２】前記防汚剤としては、パーフルオロポリ
エーテル基を含有する有機シラン化合物であることを特
徴する請求項１０〜１１何れか記載の防汚層付き光学部
材。
【請求項１３】前記防汚剤が一般式（１）で示される有
機シラン化合物からなることを特徴とする請求項１０〜
１２何れか記載の防汚層付き光学部材。Ｒ_f―（ＯＣ₃ Ｆ₆ ）_n―Ｏ―（ＣＦ₂ ）_m―（ＣＨ₂ ）_l―Ｏ―（ＣＨ₂ ） _s ―Ｓｉ（Ｒ）₃ …（１）（但し、Ｒ_fは炭素数１〜１６の直鎖状または分岐状パ
ーフルオロアルキル基、ｎは１〜５０の整数、ｍは０〜
３の整数、ｌは０〜３の整数、ｓは０〜６の整数、但
し、６≧ｍ＋ｌ＞０、Ｒは加水分解基を示す。）