JP2015530298A - 防曇性のナノ織目加工された表面及び同表面を含有する物品 - Google Patents

Abstract

本明細書に開示されているのは、透明な基体用の防曇性で透明なナノ織目加工された表面である。また開示されているのは、その上に形成された防曇性で透明なナノ織目加工された表面を有する基体を含む物品である。

Description

関連出願
本出願は、「防曇性のナノ織目加工された表面及び同表面を含有する物品」という題名で２０１３年３月１４日に出願された米国仮特許出願第１３／８２８，０７３号に対する優先権及び該仮特許出願の利益を主張し、該仮特許出願の全記載を参考のために本明細書に引用する。

本開示は防曇性で透明なナノ織目加工（ｎａｎｏｔｅｘｔｕｒｅｄ）された表面に関する。本開示はまた、その上に形成された、かかる表面を有する透明な基体を含有する物品にも関する。

眼科用レンズ、ゴーグル、遮光保護面、ヘルメット用面板、自動車のフロントガラス、太陽電池パネル保護板等のような透明な基体にとって、曇りは煩わしいことがあるが、それは曇りが該基体を貫く澄明性及び透明性を減少させるからである。曇りは、湿気が該基体の表面上に凝縮する時に現れて、光を散乱させる極めて小さな小滴中に取込まれる。これは、該基体がその周囲の環境の温度よりも低い温度にある場合に、起こる。眼科用レンズや他の透明な基体に対しては、曇りを減少させるか除去するために、曇り止め塗膜を塗布することができる。かかる曇り止め塗膜は典型的に本来親水性であり、「湿潤」（“ｗｅｔｔｉｎｇ”）と呼ばれる効果で該基体の表面の全域で水を広げるか薄板状にする作用をする。

親水性タイプの曇り止め塗膜は、典型的に、該基体上における水の表面張力を低下させる作用をする、該配合物に存在する表面活性剤（「界面活性剤」としても知られている）のような化学薬品を有し、それにより、小滴状に凝縮させる代りに、該表面の全域で水を薄板状にさせる、即ち、該表面を「湿潤させる」。その結果得られる水を薄板状にする効果は、光を散乱させる水小滴の形成、従って曇りの発生を最小にし、その結果、透明な基体を通しての可視度が改良される。該表面の全域で水を薄板状にさせる曇り止め親水性表面は典型的に、９０°より低い、より典型的には約１０°の水との接触角を示す。ある場合には、親水性塗膜又は親水性表面は、水を該塗膜又は表面それ自体中に吸収することにより、水小滴の形成を防ぐこともできる。

典型的に、これらのタイプの曇り止め塗膜は、該基体上に長く続く曇り止め効果を付与するために大量の界面活性剤を必要とする。これは、かかる塗膜における界面活性剤は一般に該塗膜と唯物理的に結びついているに過ぎず、即ち、該塗膜のポリマー網状組織内に物理的に捕捉されていて、時間が経つと洗い流されるか浸出し、その結果該塗膜の表面に対する防曇性が一時的となるからである。更に、大量の界面活性剤を使用すると、該塗膜の機械的強度に悪い影響を与える可能性がある。

米国特許第５，０８１，１９２号 米国特許第５，７６３，０６１号 米国特許第６，１８３，８７２号 米国特許第５，７３９，６３９号 米国特許第５，９２２，７８７号 米国特許第６，３３７，２３５号 米国特許第６，２７７，４８５号 欧州特許０９３３３７７ 米国特許第８，２９８，６４９号

Ｘｉａ等の「Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ＮａｎｏＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（ナノ構造を製作し模様化する斬新な方法）」、Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．（１９９９），９９，１８２３−１８４８頁 Ｃｈｏｕ等の「Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ナノ刷り込み技術）」、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｂ．（１９９６），１４（６），４１２９−４１３３頁 Ｇｕｏの「Ｒｅｃｅｎｔ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（ナノ刷り込み技術における最近の進歩及びその応用）」、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ．：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ．（２００４），３７，Ｒ１２３−Ｒ１４１

本明細書に開示されているのは、透明な基体用の防曇性で透明なナノ織目加工された表面である。また開示されているのは、その上に形成された防曇性で透明なナノ織目加工された表面を有する透明な基体を含む物品である。

本開示の態様に従えば、該防曇性で透明なナノ織目加工された表面は垂直な柱の配列を含む。該垂直な柱の配列は、１４％〜６５％の該配列の表面割合（Ｏ_ｓ）、４５〜１２５ｎｍの該配列の平均ピッチ、５０〜１５０ｎｍの該柱の平均高さ、及び２．５〜７．５の粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を含む。ある態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は超疎水性である。

他の態様に従えば、物品は、透明な基体及び該基体上に形成された本明細書に開示されているナノ織目加工された表面の少なくとも一部分を含む。

本明細書に開示されたナノ織目加工された表面の態様に従う、円形断面を有する垂直な柱の配列の一部分を示す斜視図である。 本明細書に開示されたナノ織目加工された表面の態様に従う、正方形断面を有する垂直な柱の配列の一部分を示す斜視図である。 図３Ａは、実施例１に従う、ナノ織目加工された表面の電子顕微鏡検査像を取込んだ平面図である。 図３Ｂは、比較例１に従う、ナノ織目加工された表面の電子顕微鏡検査像を取込んだ平面図である。 本明細書に開示された態様に従う、透明な基体及び該基体上に形成されたナノ織目加工された表面を含む物品の一部分の断面を示す。 本明細書に開示されたナノ織目加工された表面の態様に従う、丸い先端を有する垂直な柱の配列の一部分を示す側面断面図である。 実施例１Ｂ、比較例１Ｂ、及び対照標準実験Ｂに従う、反射率スペクトル、即ち、波長対反射率パーセントを示す。

詳細な説明
本明細書に開示されているのは、透明な基体用の防曇性で透明なナノ織目加工された表面である。また開示されているのは、その上に形成された防曇性で透明なナノ織目加工された表面を有する透明な基体を含む物品である。

本明細書に開示された態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、垂直な柱、即ち、垂直なナノ柱の配列を含む。該配列の垂直な柱は５０〜１５０ｎｍの範囲である平均高さ（「ｈ_ａｖｇ」）及び４５〜１２５ｎｍの範囲である平均ピッチ（「ｐ_ａｖｇ」）を有する。一般に、用語「ピッチ」は該配列における柱間の中心から中心までの距離を表す。かくして、該配列の平均ピッチ（ｐ_ａｖｇ）は該配列におけるすべての柱に対する平均的な中心から中心までの距離である。ある態様に従えば、該配列における柱間の個々のピッチは、実質的に同じであっても良いし、或いは、個々のピッチにわたって求められた平均ピッチが前述の値、即ち、４５〜１２５ｎｍの範囲であるｐ_ａｖｇを満たす限り、該配列にわたって変動しても良い。本明細書で特に断りのない限り、「実質的に同じ」という言い回しは、製造上の許容範囲及び製造過程に起因する小さな差異を有するか、さもなければ同じ意図の設計パラメーターを有する寸法又はパラメーターを表す。典型的に、実質的に同じ個々のピッチを有する配列は、該配列における柱に関して、規則正しい周期性、即ち、横列及び縦列の配置を有する。反対に、異なる個々のピッチを有する配列は、少なくとも、該柱に関して実質的に同じ個々のピッチを有する配列と比較して、該配列内の垂直な柱に関して不規則な周期性を有する可能性がある。或る態様に従えば、好ましくは、該配列は該配列における垂直な柱間で実質的に同じ個々のピッチを有する。更に、先立つ或る態様に従えば、該配列は該配列における柱に関して規則正しい周期性を有する。

該配列の垂直な柱は、該配列内で実質的に同じ形状を有する。該垂直な柱の形状は、該柱の高さ及び横断面形を特徴とする。本明細書に特に断りのない限り、「実質的に同じ形状」という言い回しは、同一の設計パラメーター、即ち、該柱に関する、高さについての同じ設計パラメーター並びに横断面についての同じ設計パラメーターを有する柱を表すが、製造上の許容範囲及び製造過程に起因して、実際の形状では小さな差異を有する。本明細書に開示された態様による垂直な柱の適切な形状の限定されない例には、円形又は等角多角形横断面を有する柱が含まれる。本明細書で使用される場合、用語「等角多角形」（“ｅｑｕｉａｎｇｕｌａｒ ｐｏｌｙｇｏｎａｌ”）は、すべての頂角が等しい多角形形状を表す。本明細書に開示された柱の横断面に適切な等角多角形形状の限定されない例には、等角三角形、長方形及び正方形のような等角四角形、等角五角形、等角六角形などが含まれる。本明細書で使用される場合、該柱の横断面の形状、例えば、円形、又は正方形、長方形のような等角多角形などは、該断面に対する設計パラメーターを表す。当業者は製造上の許容範囲及び製造過程に起因することを理解するであろうが、実際の横断面は実際の円形及び等角多角形（例えば、正方形及び多角形）から外れているかも知れず、例えば、実際の製造された断面形は円形を楕円形にさせる小さな狂いを有しているかも知れず、正方形及び長方形のような等角多角形について、実際の断面は台形又は非正方形／非長方形平行四辺形などであるかも知れない。好ましくは、本明細書に開示された配列における個々の柱の横断面は円形、長方形、又は正方形である。更に、本明細書に開示された態様に従えば、好ましくは、該垂直な柱の上部表面、たとえば、先端又は頂点は丸い、例えば、半球状の形状を有する。本明細書に特に断りのない限り、該柱の丸い上部表面は該柱の「丸い先端」と言及される。

図１、２、及び５は、本明細書に開示されたナノ織目加工された表面の態様に従う配列の異なる図を示す。図１は、円形横断面を有する垂直な柱１１を含有する配列１０の一部分の斜視図を示す。柱１１は、上部表面１２及び基部（ｂａｓｅ：底面、底）１３を有する。本明細書に開示された態様に従えば、該垂直な柱が円形横断面を有する場合、例えば、図１に示されているように、柱１１は一般に高さ「ｈ」、直径「ｄ」、及びピッチ「ｐ」を有する。

図２は、正方形横断面を有する垂直な柱２１を含有する配列２０の一部分の斜視図を示す。柱２１は上部表面２２及び基部（底面）２３を有する。本明細書に開示された態様に従えば、該柱が正方形横断面を有する場合、例えば、柱２１は一般に高さ「ｈ」、一片の長さ「ａ」、及びピッチ「ｐ」を有する。

図５は、柱５１の配列５０の一部分を示す、垂直な、すなわち、側面から見た断面図である。柱５１は丸い先端、即ち、上部表面５２を有する。もしも該配列における垂直な柱が丸い先端５２を有しているならば、該柱５１の高さ「ｈ」は、図５に示されているように、該先端の基部（底）５４から該柱の基部５３までの間で測定される。

本明細書に特に断りのない限り、本明細書に開示された垂直な柱の「横断面」という用語は、図１、２、及び５に示された垂直な柱の軸Ａ−Ａのような該柱の横軸に沿って取られた断面を表す。本明細書に開示された態様に従えば、各々の垂直な柱１１、２１、又は５１の横断面積は、該柱の高さ（ｈ）に沿って実質的に均一であり、例えば、該柱１１、２１、又は５１の横断面積は、もしも該柱１１又は２１が平らな表面を有しているならば、該柱の基部１３又は２３から該柱の高さ（ｈ）に沿って上部表面１２又は２２まで、或いは、もしも該柱５１が丸い先端５２を有しているならば、該先端の基部５４まで、実質的に同じ横断面積を有する。

実施例１に従うナノ織目加工された表面の走査型電子顕微鏡検査像である図３Ａは、本明細書に開示された態様に従う配列の平面図から、該柱の周期性例を顕著に示した、該柱の配置例を図解している。

本明細書に開示された態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、１３％より大きく、１４％〜６５％を含み、好ましくは１９％〜６５％で、より好ましくは２４％〜６５％の表面割合（Ｏ_ｓ）を有する配列を有する。該表面割合（Ｏ_ｓ）は、該柱群の横断面積対該配列における柱群の下及び間の面積を含む、該柱群を支える全面積（具体的に、該柱群を支える全面積はｐ_ａｖｇ ^２である）の比率である。該表面割合は一般に、開示されたナノ織目加工された表面の、後に極めて詳細に検討される、「キャシー・バックスター（Ｃａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒ）」（托鉢僧としても知られている）状態で液体小滴と接触している全表面積を表す。

例えば、本明細書に開示された或る態様に従えば、円形横断面を有する配列の表面割合は、下の式（Ｉ）により決定される。

上式中、「ｄ_ａｖｇ」は、該配列における柱の円形横断面の平均直径であり、「ｐ_ａｖｇ」は、該配列の平均ピッチ、即ち、該配列における柱間の平均的な中心から中心までの距離である。

他の態様に従えば、正方形横断面を有する柱を含む配列の表面割合は、下の式（ＩＩ）により決定される。

上式中、「ａ_ａｖｇ」は該配列における柱群の、正方形横断面の一辺の平均長さであり、「ｐ_ａｖｇ」は上記した平均ピッチである。当業者は、円形又は正方形とは異なる横断面形状を有する本明細書に開示された態様により、配列の表面割合を決定することができる。

本明細書に開示された態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、２．５〜７．５の範囲である粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を備えた配列を有する。該粗さは、或る表面の、その理想的な形状、即ち、滑らかな形状からの垂直な狂い（ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ：変動）の尺度を表す。本明細書で使用される場合、該粗さは、理想的表面積（即ち、該柱群を支える全面積：ｐ_ａｖｇ ^２）に対する、該柱群を支える全面積（即ち、ｐ_ａｖｇ ^２）及び該柱群の垂直表面積（即ち、該柱の高さ（ｈ）に沿った表面積）の合計の比率である。

例えば、本明細書に開示された或る態様に従えば、円形横断面を有する配列の粗さは、下の式（ＩＩＩ）により決定される。

上式中、「ｄ_ａｖｇ」は上記した平均直径であり、「ｐ_ａｖｇ」は上記した平均ピッチであり、「ｈ_ａｖｇ」は該配列における柱群の平均高さである。他の態様に従えば、該配列の柱群が正方形横断面を有する場合、該配列の粗さは式（ＩＶ）により決定される。

上式中、「ａ_ａｖｇ」は、上述したように、該配列における柱群の、正方形横断面の一辺の平均長さであり、「ｈ_ａｖｇ」は、上述したように、該柱群の平均高さであり、「ｐ_ａｖｇ」は上記した平均ピッチである。当業者は、円形又は正方形とは異なる横断面形状を有する本明細書に開示された態様により、配列の粗さを決定することができる。

本明細書に開示された或る態様に従えば、配列の平均ピッチは、４５〜１２５ｎｍ、好ましくは６０〜１２５ｎｍ、より好ましくは７５〜１２５ｎｍの範囲である。該配列における柱群の平均高さは、５０〜１５０ｎｍ、好ましくは５０〜１２５ｎｍ、より好ましくは７５〜１００ｎｍの範囲である。該配列の柱群が円形横断面を有する或る態様において、該配列における柱群の平均直径は、２５〜１００ｎｍ、好ましくは５０〜１００ｎｍ、より好ましくは５０〜７５ｎｍである。該配列の柱群が正方形横断面を有する或る態様において、該柱群の、正方形横断面の一辺の平均長さは、２５〜１００ｎｍ、好ましくは５０〜１００ｎｍ、より好ましくは５０〜７５ｎｍの範囲である。

典型的に、該配列における垂直な柱のピッチは、該表面の反射性に影響を有する。本明細書に開示されたナノ織目加工された表面の大きさ、即ち、４５〜１２５ｎｍの範囲である値を有する平均ピッチは、大体４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲である可視光線の波長の大きさ、の半分よりかなり小さいので、本明細書に開示されたナノ織目加工された表面から反射が起こることは最小限に抑えられる。本明細書に開示された或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、該ナノ織目加工された表面と同じ物質であるが本明細書に開示された該ナノ織目なしの比較用表面の反射率パーセントに等しいかそれよりも低い反射率パーセントを有する。

本明細書に開示された或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、超疎水性（ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ）である。「超疎水性」表面は、本明細書で使用される場合、その上の水滴が１３０°〜１６５°以上の範囲である接触角を有する球形形状を取る表面を表す。本明細書に記載された表面のナノ織目は、該表面に超疎水性を供与することを促進する。水小滴より下の表面のすき間、例えば、本明細書に記載された寸法に従う柱間のすき間におけるエア・ポケットの存在は、水小滴における高い超疎水性接触角、例えば、１３０°〜１６５°の範囲である接触角の形成を促進する。この状態、即ち、水小滴が該表面織目の粗さ中のエア・ポケット上に位置する状態は、「キャシー・バックスター」（“Ｃａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒ”）又は「托鉢僧」（“ｆａｋｉｒ”）状態と言われる。本明細書に開示された超疎水性のナノ織目加工された表面は、１３０°〜１５０°の範囲である接触角を含む、１３０°から１５０°超までの範囲の接触角を有する表面を提供し、それにより該表面上の静水小滴は、もしあれば、キャシー・バックスター（Ｃａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒ）状態で存在することを示している。

上述したように、或る表面がその環境より低い温度を有する場合、湿気が該表面上に凝縮し、該湿気が光を散乱させる水小滴中に取込まれる結果として、曇りが現れる。従来の曇り止め塗膜、即ち、曇り止め表面は、典型的に本来親水性であり、該表面を「湿潤させること」、即ち、該水小滴の表面張力を低下させることにより正常に機能し、それにより該水を該表面の全域で薄板状にする。その代りに又は更に、該親水性表面は該水を該表面それ自体中に吸収することにより水小滴の形成を防ぐことができる。対照的に、超疎水性表面は、該表面上における水小滴の形成を促進することにより、曇り止め親水性表面とは異なる様式で水と相互に作用する、即ち、要するに、超疎水性は該表面を「湿潤させること」とは反対である。雨のような大きな水小滴、例えば、０．５〜８ｍｍの直径を有する小滴に関して、キャシー・バックスター（Ｃａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒ）状態を供与するものを含む超疎水性表面が、撥水性表面として機能することは周知である。特に、撥水性の超疎水性表面は、該表面上の大きな小滴形状として高い接触角を有する比較的大きな水小滴が容易に転がり落ちることを促進する。しかしながら、キャシー・バックスター（Ｃａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒ）状態を供与するものを含む撥水性の超疎水性表面は、必ずしも曇り止め表面としては機能しない、何故なら、曇りを引き起こす水小滴は、撥水性表面と結び付いた前述の比較的大きな小滴よりもずっと小さな大きさで存在するからである。具体的には、曇りを引き起こす小滴は、数等級小さい直径を有する。例えば、約０．１〜８ミクロン（即ち、１×１０^−４〜８×１０^−３ｍｍ）の直径を有する曇りを引き起こす小滴は、撥水性効果と関連する水小滴、例えば、０．５〜８ｍｍよりもはるかに小さい。本明細書に開示された超疎水性のナノ織目加工された表面に関して、該超疎水性表面が曇りに対して抵抗性があることは驚くべきである。

本明細書に開示された或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、硬化された組成物の少なくとも一つの層を含む。適切な硬化された組成物の例は、石英、ガラス、珪素、二酸化珪素、窒化珪素、金属、サファイア、ダイヤモンド膜、セラミック等を含むがそれらに限定されない。本明細書で使用される場合、用語「硬化された」（“ｈａｒｄｅｎｅｄ”）は、最初から硬い又は堅い組成物、そしていくつかの態様ではポリマーのように既に硬化されている組成物を表す。本明細書に開示された或る態様に従えば、硬化された組成物の少なくとも一つの層を含むナノ織目加工された表面は、ナノ織目金型用マスクとして使用される。

本明細書に開示された或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、硬化性組成物の少なくとも一つの層を含む。本明細書で使用される場合、用語「硬化性」（“ｈａｒｄｅｎａｂｌｅ”）は、最初は軟らかいか或るやり方で軟化性であるが、硬化するかさもなければ最終的な硬化された形状に固まる組成物を表す。本明細書に開示された或る態様に従う硬化性組成物は成型することができる。これらの態様のいくつかにおいて、該ナノ織目加工された表面は、硬化性組成物の少なくとも一つの層から形成、例えば、成型される。適切な硬化性組成物の例は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリウレタン・アクリレート等のような有機ポリマー；オルガノシロキサン、例えば、ポリジメチルシロキサン等のような有機・無機混成ポリマー；水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）のようなレジスト樹脂；ジアゾナフトキノン（ＤＮＱ）・ノボラック樹脂のようなノボラック樹脂；エポキシ・ベースのレジスト樹脂等；及び、弗素化エチレン・シクロオキシ脂肪族置換エチレン共重合体（デラウェア州のＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ ＣｏｍｐａｎｙからＴＥＦＬＯＮ ＡＦ２４００として市販されている）、エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ ＣｏｍｐａｎｙからＴＥＦＺＥＬとして市販されている）等のようなフルオロポリマーの少なくとも一つの層を含むが、それらに限定されない。或る態様において、該フルオロポリマーは以下で検討されるフルオロシラン疎水性層と同じであるか又は相違する。本明細書に開示された或る態様に従えば、硬化性組成物の少なくとも一つの層を含むナノ織目加工された表面は、ナノ織目金型として使用される。

本明細書に開示された或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、金属酸化物の少なくとも一つの層を含む。本明細書に開示されたナノ織目加工された表面に有用な適切な金属酸化物の限定されない例には、シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化タンタル、酸化ネオジム、酸化プラセオジム、それらの組合せ等が含まれる。これらの態様のいくつかにおいて、少なくとも一つの金属酸化物層は蒸着により形成される。或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は少なくとも一つの金属酸化物層を含み、好ましくは、該ナノ織目加工された表面は少なくとも一つのシリカ層を含む。

本明細書に開示された或る態様に従えば、本明細書に開示されたナノ織目加工された表面は、その上にデポジット（堆積）された少なくとも一つの疎水性層を所望により有することができる。かかる態様に従えば、該ナノ織目加工された表面の少なくとも一部分は、その上にデポジットされた少なくとも一つの疎水性層を有する。前の態様のいくつかに従えば、その上にデポジットされた少なくとも一つの疎水性層を夫々有する本明細書に開示されたナノ織目加工された表面は、超疎水性である。当業者は、適切な厚みの該少なくとも一つの疎水性層を選択することができるであろう。該随意的な少なくとも一つの疎水性層を含む、本明細書に開示された態様のいくつかに従えば、該少なくとも一つの層の厚みは１〜１０ｎｍ、好ましくは１〜５ｎｍである。

該疎水性層に使用するための適切な化合物の例は、フルオロシラン化合物である。この態様に従えば、該フルオロシラン層又は塗膜は、分子当り少なくとも二つの加水分解性基を含むフルオロシラン前駆物質をデポジットさせることにより、該ナノ織目加工された表面に適用することができる。該フルオロシラン前駆物質は、好ましくはフルオロポリエーテル部分を、より好ましくはペルフルオロポリエーテル部分を有する。フルオロシラン塗膜は周知であり、例えば、米国特許第５，０８１，１９２号、５，７６３，０６１号、６，１８３，８７２号、５，７３９，６３９号、５，９２２，７８７号、６，３３７，２３５号、６，２７７，４８５号、及び欧州特許０９３３３７７を参照されたいが、それらのすべての全内容を参考のために本明細書に引用する。

本明細書に開示された疎水性塗膜として使用される適切なフルオロシラン化合物の制限されない例は、下の式（Ｖ）により表わされるものを含む。

上式中、Ｒ_ｐは一価又は二価のペルフルオロポリエーテル基であり、Ｒ^１は二価のアルキレン、アリーレン又はこれら二つの組合せであり、またＲ^１は２〜１６個の炭素原子を含有し、所望により更に１個又は数個のヘテロ原子又は官能基を含有し、又は所望により更にハロゲンにより置換されており、Ｒ^２は１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基であり、Ｙはハロゲン原子、１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基、好ましくはメトキシもしくはエトキシ、又は−ＯＣ（Ｏ）Ｒ_３（式中、Ｒ_３は１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基である）により表わされるアシロキシ基であり、ｎは０，１，又は２であり、ｍは１（Ｒ_ｐが一価である場合）又は２（Ｒ_ｐが二価である場合）である。或る態様において、該フルオロシラン化合物は少なくとも１０００の数平均分子量を有する。好ましくは、或る態様において、Ｙは１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基であり、Ｒ_ｐはペルフルオロポリエーテル基である。

他の適切なフルオロシランの例は、式（ＶＩ）により表わされるものを含む。

上式中、ｎは５，７，９又は１１であり、Ｒは１〜１０個の炭素原子を含有するアルキル基である。他の例は、ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３；（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロ）オクチル−トリエトキシシラン；ＣＦ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣｌ_３；トリクロロ−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルシラン（ＦＤＴＳ）；ＣＦ_３ＣＦ_２（ＣＨ_２ＣＨ_２）_ｎＳｉＣｌ_３（式中、ｎは５，７，９又は１１である）；及びＣＦ_３ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_２（ＳｉＣｌ_２Ｒ‘）（式中、Ｒ‘は１〜１０個の炭素原子を含有するアルキル基である）を含む。

更に、本明細書に開示された疎水性層用の他の適切なフルオロシランは、式（ＶＩＩ）により表わされる５００〜１×１０^５の平均分子量を有するフルオロポリマーを含む。

上式中、Ｒ_ｆはペルフルオロアルキル基であり、Ｚはフルオロ又はトリフルオロメチル基であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅという合計が１以上であるという条件で、且つ、ａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅと印を付けられた括弧間における繰返し単位の順序が表わされた順序に限定されないという条件で、各々お互いから独立して、０又は１以上の整数であり、ＹはＨ又は１〜４個の炭素原子を含有するアルキル基であり、Ｘは水素、臭素又はヨウ素原子であり、Ｒ^１はヒドロキシル基又は加水分解性基であり、Ｒ^２は水素原子又は一価炭化水素基であり、ｍは０，１又は２であり、ｎは１，２又は３で、好ましくは２である。

本明細書に開示された或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、その上にデポジットされた少なくとも一つの薄い金属層を所望により有することができる。該薄い金属層をデポジットさせる適切な方法の限定されない例には、イオンビーム蒸着、スパッタ堆積、及び蒸着が含まれる。該随意的な少なくとも一つの薄い金属層を含む、本明細書に開示された態様に従えば、該層の厚みは０．５〜９ｎｍである。

他の態様に従えば、本開示は物品を提供する。本明細書に開示された物品は、透明な基体及び該基体上に形成された本明細書に開示されているナノ織目加工された表面の少なくとも一部分を含む。好ましくは、該透明な基体は光学的に澄明である、即ち、該基体を透過した光線はその光学的明澄度を実質的に維持する。その代りに又は更に、該透明な基体は、光学的に澄明であるが低い光線透過率を有し、例えば、薄い色のついた基体（ｔｉｎｔｅｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ）である。本明細書に開示された或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、該基体上に直接に形成される。他の態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、該基体と該ナノ織目加工された表面との間で該基体上に配置された他の層上に形成される。かかる他の層の例は、下塗層、耐磨耗性層（硬質塗膜層としても知られている）、反射防止層、金属層、鏡面被膜層等を含むが、それらに限定されない。当業者は、該基体と該ナノ織目加工された表面との間で、基体のタイプ、例えば、軟質基体か硬質基体かに基づいて、また、該基体の意図した用途、例えば、眼科用レンズかフロントガラスかに基づいて、適切なタイプ及び量のかかる層を選択することができるであろう。本明細書に開示された或る態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は該物品の外層である。

先の態様のいくつかに従えば、該ナノ織目加工された表面は該基体上における他の層の少なくとも一部を形成する。例えば、この態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、該基体上に配置された層、例えば、硬質塗膜層又は反射防止層の外表面として形成することができる。

適切な基体の例には、ポリカーボネート、偏光ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビスアリルカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフテネート、ポリウレタン、ポリスルフィド、及びポリチオウレタンのような透明なプラスチックが含まれる。他の基体は、種々のポリオレフィン、弗素化ポリマー、及びガラス、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、他のタイプのガラス中ではアクリルガラスを含み、必要なら、適当な前処理と共に使用される。或る態様において、該基体及び該基体の少なくとも一部分上に形成されたナノ織目加工された表面は、多種多様の用途で使用される。例えば、該基体は、眼鏡又はサングラスに使用される眼科用又は光学用レンズ、保護用アイウェアに使用されるレンズ等のような眼科用基体を含むことができる。これらは、（自動車、商用車、及びオートバイを含む）自動車用の用途、例えば、フロントガラス、窓、計器用覆い、ヘッドランプの内面、車内灯の内面等に使用することができる。該基体は、平らで、例えば、平面的であっても良く、湾曲して、例えば、凸状又は凹形であっても良く、またそれらの組合せであっても良い。先の態様のいくつかにおいて、該基体は少なくとも部分的に球形であっても良く、例えば、半球状の、半球の、又は完全に球状の形状を有する基体であっても良い。該基体は、曇りを引起こす傾向があるであろう湿度又は温度条件をしばしば受けるか又は常に受ける用途に使用することができる。かかる条件を有する用途の制限されない例は、手洗所の鏡用保護物、店頭窓、太陽電池パネル、及び、食料雑貨品店又はスーパーマーケットで使用されている透明な冷凍器又は冷凍室用ドアのような冷凍ユニットである。

図４は、本明細書に開示された態様に従う、透明な基体４１及び該基体上に形成されたナノ織目加工された表面４５を含む物品４０の一部分の断面の制限されない例を示す。上述したように、当業者は、該基体４１と該ナノ織目加工された表面４５との間で、もしあれば、基体のタイプに基づいて、並びに該基体の意図した用途に基づいて、適切なタイプ及び量の層を選択することができるであろう。例えば、図４に示された、異なる層は、眼科用レンズ基体４１の典型的な層であり、それらは、上でかなり詳細に検討されている透明なプラスチックから選択することができる。図４を参照すると、典型的にポリウレタンに基づく層である下塗層４２は、基体４１と耐磨耗性硬質塗膜層４３との間に配置されている。硬質塗膜層は典型的にシロキサンに基づく層である。多層の反射防止塗膜４４が次の層であっても良い。該ナノ織目加工された表面４５は、該多層反射防止塗膜４４の最高層形成部分であっても良いし、或いは該表面４５は該反射防止塗膜４４に対して完全に独立した追加層であっても良い。多層反射防止塗膜４４は典型的に、低屈折率物質の層及び高屈折率物質の層を交互に入れ替えながら、少なくとも一つの低屈折率層及び少なくとも一つの高屈折率層を含む。かくして、図４における層４４ａ及び４４ｃは典型的に低屈折率物質（例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３等）からできており、一方、層４４ｂ及び４４ｄは高屈折率を有する物質（例えば、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｄ_２Ｏ_５、Ｐｒ_２Ｏ_５等）である。もしも該ナノ織目加工された表面４５が該反射防止層４４の一部分を形成する層であるならば、該ナノ織目加工された表面層４５は典型的に低屈折率物質（例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３等）からできているであろう。当業者は、物品４０が、図４に示されていない随意的な層又は処理、例えば、硬質塗膜層４３と反射防止層４４との間、並びに４４ａ−ｄ層のいずれかとナノ織目加工された表面４５との間で使用されるプラズマ処理を更に含むことができることを、理解するであろう。該ナノ織目加工された表面４５は、本明細書に開示された随意的な疎水性層４６で被覆されていても良い。

本明細書に開示された態様に従えば、該ナノ織目加工された表面は、本明細書に開示されたナノ織目を製造することができる当業者に知られた任意の適切な方法により、製造することができる。例えば、該表面は、電子ビームリソグラフィー（ｅビームリソグラフィーとも言及される）、光リソグラフィー、ナノ刷り込みリソグラフィー、Ｘ線リソグラフィー、極紫外線リソグラフィー、荷電粒子リソグラフィー、中性粒子リソグラフィー、走査型熱化学リソグラフィー、つけペンナノリソグラフィー等を含むがそれらに限定されない公知のナノリソグラフィー法を用いて、製造することができる。本明細書に開示された或る態様において、該ナノ織目加工された表面を含有するマスクを使用して該ナノ織目模様を堅い又は可撓性の金型に移動させることが出来、その後で該金型を次に用いて該ナノ織目模様を該基体の表面、又は該基体と該表面との間に位置する任意の層上に移動させることが出来、それにより該ナノ織目加工された表面を製造することができる。

本明細書に開示された態様に従えば、Ｘｉａ等の「Ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ ＮａｎｏＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（ナノ構造を製作し模様化する斬新な方法）」、Ｃｈｅｍ． Ｒｅｖ． （１９９９），９９，１８２３−１８４８頁；Ｃｈｏｕ等の「Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ナノ刷り込み技術）」、Ｊ． Ｖａｃ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈ． Ｂ． （１９９６），１４（６），４１２９−４１３３頁；及びＧｕｏの「Ｒｅｃｅｎｔ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（ナノ刷り込み技術における最近の進歩及びその応用）」、Ｊ． Ｐｈｙｓ． Ｄ．： Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ． （２００４），３７，Ｒ１２３−Ｒ１４１に記載された方法を含む、ナノ構造を移動させる任意の適切な公知方法を使用することができるが、それら文献のすべての全内容を参考のために本明細書に引用する。

更に、疎水性の層又は塗膜を含む、本明細書に開示された態様においては、該ナノ織目加工された表面が、該基体上に直接か又は該基体上に配置された他の層上で、先ず該基体上に形成され、続いて該ナノ織目加工された表面上に該疎水性塗膜をデポジットさせる。その代りに又は更に、もしも金型が使用されるならば、該ナノ織目を該表面に該金型により移動させる前に、該金型を先ず疎水性塗膜で被覆することができる。次に該疎水性層は、該金型から放出される際に該ナノ織目加工された表面に移動する。当業者は、本明細書に開示されたナノ織目加工された表面を、該ナノ織目加工された表面上にデポジットされた任意の疎水性層又は塗膜と一緒に、該基体上に形成する適切な方法を選択することができるであろう。

該ナノ織目加工された表面の曇り止め効果は、該表面の実際の物理的な織目に起因して奏される。実施例に示されているように、本明細書に開示された態様に従って製造された該織目加工された表面は、曇り止め作用を示した（例えば、実施例１Ａ，１Ｂ，及び１Ｃ）が、一方織目加工されなかった同じ基体の一部分（例えば、対照標準Ａ及びＢ）は、いかなる曇り止め作用も示さなかった。更に、本明細書に開示されたナノ織目加工された表面の防曇性は、従来の親水性曇り止め塗膜からの防曇性よりも長く持続する傾向があり、後者の防曇性は、親水性ポリマー塗膜のポリマー網状組織に只物理的に捕えられているに過ぎない界面活性剤が使用を延長するに従って洗い流されるか浸出するので、時間が経つと衰える傾向がある。更に、本明細書に開示されたナノ織目加工された表面の防曇性は、該表面がそのナノ織目を維持する限り持続する或る水準の性能を示す。

本発明及び添付した特許請求の範囲の記載で使用する場合、単数形、「ａ」、「ａｎ」、及び「該」（“ｔｈｅ”）は、該文脈が特に明示していない限り、複数形をも含むことが意図されている。参考のために本明細書に引用されたすべての参考文献は、特に明記しない限り、それらの全体が引用される。

特に明示して（例えば、用語「正確に」を用いて）いない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用されている、量、分子量のような性質、反応条件等を表わすすべての数は、すべての場合、用語「約」により修飾されていると解釈されるべきである。従って、特に明示されていない限り、以下の明細書及び特許請求の範囲に記述された数で示される性質は、本発明の態様で求める所望の性質に依って変化するかも知れない近似値である。

以下の実施例は、説明の目的だけのためにあり、本明細書に添付される特許請求の範囲を限定することは意図されていない。

諸例
該ナノ織目加工された表面の製造

該ナノ織目は、ｅビームリソグラフィーを用いて（テキサス州、Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｃｋの）Ｔｏｐｐａｎ Ｐｈｏｔｏｍａｓｋｓ Ｉｎｃ．で石英基体上に製造された。石英基体上にクロムの薄い層をデポジットさせた。該クロムは特定のナノ織目模様用の硬質マスクとしての役目をした。次にフォトレジスト層を該クロム層の上にデポジットさせた。このフォトレジスト層を用いて、該ナノ織目模様をｅビームリソグラフィーの使用により該クロム中に移動させた。該クロム硬質マスクを用いて、該ナノ織目模様を異方性のＲＩＥ（反応性イオン蝕刻）技術の使用により石英基体中に蝕刻（エッチング）した。

同じ石英基体中に二つの異なるナノ織目模様を蝕刻した。該ナノ織目模様は各々、表１に示された設計パラメーターによる円形横断面を有する垂直な柱の配列を含む。実施例１に使用された設計パラメーターは、本明細書の発明に従っている。比較例１に使用された設計パラメーターは、米国特許第８，２９８，６４９号に開示されているナノ織目加工された配列、例えば、３〜１３％の表面割合（Ｏ_ｓ）を有する垂直な柱のナノ織目加工された周期的配列について教示されたものに含まれるパラメーターである。実施例１及び比較例１についてのナノ織目模様は、各々、該石英基体上の０．６３ｃｍの直径を有する円形領域中に蝕刻した。

それらの配列の平均的大きさは走査型電子顕微鏡検査を用いて測定し、これらの測定結果は表２に示されている。特に、各例の配列における実際の大きさを表わす平均的大きさは、実施例１については、本明細書に開示された発明の大きさに従っている。比較例１については、該平均的大きさは、米国特許第８，２９８，６４９号におけるナノ織目加工された配列に対して教示された範囲に入る。

図３Ａ及び３Ｂは両方とも、該ナノ織目加工された表面の走査型電子顕微鏡検査像を１００，０００ｘ倍率で示している。図３Ａは、実施例１のナノ織目の像を示す。図３Ｂは比較例１の像を示す。同じレベルの倍率で、図３Ａ及び３Ｂは、該柱間の距離がずっと大きいことを示しており、即ち、該平均的ピッチは、実施例１と比べて比較例１の方が大きい。それらの像はＴｏｐｐａｎ Ｐｈｏｔｏｍａｓｋｓ， Ｉｎｃ．により提供された。

該配列の平均的大きさの測定に続いて、実施例１及び比較例１の両方を含有するナノ織目加工された石英基体は、次に疎水性化を受けて、（カリフォルニア州Ｓａｎ ＪｏｓｅのＡｐｐｌｉｅｄ ＭｉｃｒｏＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｉｎｃ．から市販されている）Ａｐｐｌｉｅｄ ＭＳＴ ＭＶＤ １００機械装置中で分子蒸着によりトリクロロ−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルシラン（ＦＤＴＳ）の層を加えた。この層を加えるために、該基体は疎水性化の前に１５０ｓｃｃｍ、２００Ｗで６０秒間プラズマＯ_２流を用いて先ず活性化した。６サイクルの蒸着について疎水性化の処理を繰返してＦＤＴＳの層を生成させた。蒸着の各サイクルは、９０℃で１分間の脱イオン水（ＤＩ水）を用いた処理、続いて５５℃で３０分間のＦＤＴＳを用いた処理を含んでいた。この一巡の疎水性化に続いて、実施例１に対応する疎水性化された表面、即ち、デポジットされた疎水性ＦＤＴＳ層を有する実施例１は、本明細書において実施例１Ａと言及される。比較例１に対応する疎水性化された表面、即ち、デポジットされた疎水性ＦＤＴＳ層を有する比較例１は、本明細書において比較例１Ａと言及される。該石英基体上の疎水性化された織目加工されていない表面、即ち、デポジットされた疎水性ＦＤＴＳ層を有する石英表面の指定された織目加工されていない部分は、本明細書において対照標準Ａと言及される。

実施例１Ａ、比較例１Ａ、及び対照標準Ａについて、以下に記載される、接触角の測定、防曇性の試験、及び防曇性性能の試験に続いて、該疎水性層をこれら表面含有の全石英基体から剥ぎ取った、即ち、実施例１Ａ、比較例１Ａ、及び対照標準Ａの表面はすべて該疎水性ＦＤＴＳ層が剥ぎ取られた。詳しく言うと、該石英基体は剥ぎ取られてから、２００ｓｃｃｍ、２５０Ｗで４５分間プラズマＯ_２流を用いて活性化された。次に上記したＦＤＴＳの分子蒸着によるこの疎水性化処理を６サイクル繰返して、該剥ぎ取られた石英基体上に新しいＦＤＴＳ層を生成させた。具体的に言うと、蒸着の各サイクルは、９０℃で１分間のＤＩ水を用いた処理、続いて５５℃で３０分間のＦＤＴＳを用いた処理を含んでいた。この一巡の疎水性化に続いて、実施例１に対応する該基体上の疎水性化されたナノ織目加工表面、即ち、デポジットされた疎水性ＦＤＴＳ層を有する実施例１は、本明細書において実施例１Ｂと言及される。比較例１に対応する疎水性化されたナノ織目加工表面、即ち、デポジットされた疎水性ＦＤＴＳ層を有する比較例１は、本明細書において比較例１Ｂと言及される。該石英基体上の疎水性化された織目加工されていない表面（先に対照標準Ａと表示された部分）、即ち、（対照標準Ａの剥ぎ取られた部分上に適用された）デポジットされた疎水性ＦＤＴＳ層を有する石英表面の指定された織目加工されていない部分は、本明細書において対照標準Ｂと言及される。

実施例１Ｂ、比較例１Ｂ、及び対照標準Ｂについて、以下に記載される、接触角の測定、防曇性の試験、及び反射率の試験に続いて、該疎水性層をこれら表面含有の全石英基体から剥ぎ取った、即ち、実施例１Ｂ、比較例１Ｂ、及び対照標準Ｂはすべて該疎水性ＦＤＴＳ層が剥ぎ取られた。詳しく言うと、該石英基体上の疎水性ＦＤＴＳ層は、２００ｓｃｃｍ、２５０Ｗで６０秒間プラズマＯ_２流を用いて、剥ぎ取られた。実施例１に対応する、剥ぎ取られた石英表面は、本明細書において実施例１Ｃと言及される。比較例１に対応する、剥ぎ取られた石英表面は、本明細書において比較例１Ｃと言及される。先に対照標準Ｂに対応した基体の剥ぎ取られた部分は、本明細書において対照標準Ｃと言及される。

接触角の測定

接触角は、実施例１Ａ−１Ｃ及び比較例１Ａ−１Ｃ，並びに対照標準Ａ−Ｃ、即ち、該石英基体のナノ織目加工されていない部分の各々に対して、液滴法を用いて測定された。詳しくは、該接触角は、（マサチューセッツ州ＢｉｌｌｅｒｉｃａのＡＳＴ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ， Ｉｎｃ．から市販されている）ＶＣＡ Ｏｐｔｉｍａ側角器（ｇｏｎｉｏｍｅｔｅｒ：ゴニオメータ）上で２μｌの水滴を用いて、測定された。該結果は表３に示されている。

表３に示されているように、実施例１Ａのナノ織目は超疎水性であった。特に、ナノ織目加工されていない対照標準Ａは、実施例１Ａ及び比較例１Ａと一緒に疎水性化された。該対照標準は９０°より低い接触角を有する（即ち、親水性表面を示している）ので、該石英基体の疎水性化は、一般に、即ち、実施例１Ａ、比較例１Ａ、及び対照標準Ａに適用された時、部分的であったか、または不成功であったと思われる、何故なら、当業者は対照標準Ａの接触角が該疎水性層の適用に従って９０°より大きくなると予想するであろうから。上述の記載及び以下に記載される防曇性の試験を考慮して、当業者は、本明細書に開示された疎水性層が該ナノ織目加工された表面の防曇性性能に関しては随意的であることを理解するであろう。より強烈なＯ_２プラズマ活性化（即ち、より高いＯ_２プラズマ流速及びより高い電力における）後に疎水性化処理を繰返したら、対照標準Ｂの織目加工されていない領域で測定された接触角は１１６°に増加した。特に、実施例１Ｂ及び比較例１Ｂについて接触角の各々は、夫々１５０°及び１３６°に増加した。更に、疎水性ＦＤＴＳ層の除去に従って、該接触角は夫々の表面について顕著に減少した。具体的には、対照標準Ｃの接触角は再び６０°となり、実施例１Ｃ及び比較例１Ｃの接触角は夫々１２０°及び８５°に落ちた。

防曇性の試験

１０００ｍｌのガラスビーカー中で、８００ｍｌの脱イオン水を攪拌しながら異なる温度（５０°、６０°、及び７０℃）に加熱した。該ビーカーは、該加熱処理の間、時計皿で覆っておいた。所望の温度に到達し安定化してから、該加熱を止めた。すぐに、該時計皿を除去して該石英基体で置換えた。該石英基体は、該熱水と面して、実施例１及び比較例１のナノ織目加工された表面並びに対照標準の表面を取り付けておいた。該石英基体上における曇りの発生を３分以上の間可視的に記録した。

この試験においては、或る表面は、該水蒸気に曝されても曇り無しのままでいたら、防曇性を有すると決定された。一般には、該水が加熱される温度が高くなるに従って、造り出される曇りは次第に濃密となるであろう。かくして、この試験の下では、より高い温度に加熱された水を用いた試験で曇り無しのままでいる表面は、より良い防曇性を有すると決定される。５０℃、６０℃、及び７０℃の水を用いた防曇性試験を受けた石英基体の性能を、試験時間３分、１０分及び３０分後で、表４に示してある。

表４に示されているように、実施例１Ａ及び１Ｂは、５０℃の水を用いて行われた防曇性試験の全３０分期間を通して清澄のままでいた。対照的に、比較例１Ａ及び１Ｂの防曇性はより悪かった。比較例１Ａは、最初の２０秒間清澄のままでいたが、その後曇った。該領域はそれから１０−１５秒後に清澄になったが、再び曇った。この散発的な曇り及び除曇は約３分間観察された。同様な性能は、表４に示されているように、６０℃の水を用いて観察された。しかしながら、表４に示されているように、該二つのナノ織目加工された表面の防曇性における７０℃での相違はより顕著である。実施例１Ａ及び１Ｂは７０℃において３０分の試験期間を通じて完全に清澄なままであったが、比較例１Ａは瞬間的に曇り、それから３分間散発的な曇り及び除曇を示し、続いて７０℃で３分を超えて不変の曇りを示した。比較例１Ｂは、５０℃、６０℃、及び７０℃の水を用いて行われた夫々の防曇試験の間、すぐに曇った。

実施例１Ｃ、比較例１Ｃ、及び対照標準Ｃに関しては、該防曇試験を該疎水性ＦＤＴＳ層の完全な除去後の基体についても行った。実施例１Ｃは該防曇試験の間、曇りを発生しなかったけれども、約１分後における水層の形成による光学的ひずみ（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）が観察された。しかしながら、該防曇性は比較例１Ｃ及び対照標準Ｃのそれよりも依然として優れていた。比較例１Ｃは、５０℃で行われた防曇試験の間、散発的な曇り及び除曇を示した。比較例１Ｃに関しては、５０℃における試験期間の１分後に水層の形成も観察された。比較例１Ｃは、６０℃、及び７０℃の水を用いた試験ですぐに曇った。対照標準Ｃは、あらゆる試験条件下ですぐに曇った。

防曇性性能の試験

実施例１Ａ、比較例１Ａ、及び対照標準Ａについて防曇性性能を試験するために以下の工程を行った。
１．該ナノ織目加工された石英基体の防曇性を、前述の手順を用いて６０℃で３分間試験した。
２．その後、該基体を、圧縮空気を吹くことにより乾燥させた。
３．該乾燥させた基体を用いて、該防曇試験を繰返した。
４．工程１〜３を２回繰返した。

この試験の結果は表５に示されている。

表５に示されているように、実施例１Ａは、３回すべての防曇試験の間、曇り無しを維持したので、防曇性の永久性を示している。対照的に、比較例１Ａは、最初の防曇試験（即ち、防曇試験−１）で最初の２０秒間だけ曇り無しを維持したが、第２及び第３の防曇試験（即ち、防曇試験−２及び防曇試験−３）の間、比較例１Ａはすぐに曇って曇ったままであった。該石英基体上の織目加工されてない対照標準Ａの領域は、この試験でいかなる防曇性をも示さなかった。

全体的に見れば、本明細書に開示された本発明に従って製造された実施例１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃのナノ織目加工された表面は、表４に示されているように、５０℃、６０℃、及び７０℃の水温で全く曇りを示さなかった（しかし実施例１Ｃは水層の形成を示したけれども）ばかりでなく、表５に示されているように実施例１Ａに関しては防曇性の永久性を示した。

反射率の試験

正反射率は、世界共通の反射率付属品（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ Ａｃｃｅｓｓｏｒｙ：ＵＲＡ）を装備したＰＥＲＫＩＮＥＬＭＥＲ Ｌａｍｂｄａ １０５０分光光度計（マサチューセッツ州ＷａｌｔｈａｍのＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｉｎｃ．から市販されている）を用いて、該石英基体の、ナノ織目加工された表面、即ち、実施例１Ｂ及び比較例１Ｂ、及び織目加工されてない表面、即ち、対照標準Ｂにおけるいくつかの位置で走査することにより測定された。該走査のすべてについて、８°の入射角を使用した。図６は、実施例１Ｂ、比較例１Ｂ、及び対照標準Ｂについて、絶対正反射率と２００〜１２００ｎｍ範囲の波長との関係を示す図表を示している。図６に示されているように、実施例１Ｂ及び比較例１Ｂの反射率は、２００〜１２００ｎｍの波長範囲における対照標準Ｂの反射率と匹敵するものであった。明白に、実施例１Ｂの反射率は、この波長範囲にわたって、対照標準Ｂの反射率よりも実際のところ約０．５〜１．５％低かった。かくして、図６に示された反射率スペクトルに基づいて、当業者は、実施例１Ｂに開示されたナノ織目加工された表面は、非反射性であり、該石英基体の反射率に貢献しないと理解するであろう。

本明細書に記載されているものに限定されると考えられるべきでない本発明の範囲から離れることなく、種々の変更をすることができると理解される。

Claims (15)

1. 透明な基体用の防曇性で透明なナノ織目加工された表面であって、該ナノ織目加工された表面が垂直な柱の配列を含み、
   該垂直な柱の配列が
   １４％〜６５％の、該配列の表面割合（Ｏ_ｓ）、
   ４５〜１２５ｎｍの、該配列の平均ピッチ、
   ５０〜１５０ｎｍの、該柱の平均高さ、及び
   ２．５〜７．５の粗さ
   を含む、前記のナノ織目加工された表面。
2. 該配列における個々の柱の横断面が円形又は等角多角形である、請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
3. 該配列が円形の横断面を有する柱を含む場合、該柱は２５〜１００ｎｍの平均直径を有し、或いは
   該配列が正方形の横断面を有する柱を含む場合、該柱は２５〜１００ｎｍの平均の一辺の長さを有する、
   請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
4. 該配列の表面割合（Ｏ_ｓ）が１９％〜６５％の範囲である、請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
5. 該配列の表面割合（Ｏ_ｓ）が２４％〜６５％の範囲である、請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
6. 該表面が硬化された組成物、硬化性組成物、及び金属酸化物から成る群から選択された少なくとも一つの層を含む、請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
7. 該表面がシリカの少なくとも一つの層を含む、請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
8. 該表面が、該表面と同じ物質であるが該ナノ織目なしの比較用表面の反射率パーセントに等しいかそれよりも低い反射率パーセントを有する、請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
9. 該ナノ織目加工された表面の少なくとも一部分がその上にデポジットされた少なくとも一つの疎水性層を有する、請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
10. 該少なくとも一つの疎水性層の厚みが１〜１０ｎｍの範囲である、請求項９に記載のナノ織目加工された表面。
11. 該配列における個々のピッチが変動する、請求項１に記載のナノ織目加工された表面。
12. 透明な基体及び該基体上に形成された請求項１に記載のナノ織目加工された表面の少なくとも一部分を含む物品。
13. 該ナノ織目加工された表面の該少なくとも一部分が該物品の外層である、請求項１２に記載の物品。
14. 該基体と該ナノ織目加工された表面との間にデポジットされた下塗層、耐摩耗性層、反射防止層及びそれらの組合せから成る群から選択された層を更に含む、請求項１２に記載の物品。
15. 該基体が眼科用レンズである、請求項１２に記載の物品。