説明

光学物品およびその製造方法

【課題】十分な撥水性能と耐久性を有する防汚膜を備える光学物品を効率よく製造する方法を提供すること。
【解決手段】本発明の光学物品の製造方法は、光学基材と、前記光学基材上に防汚膜を有する光学物品の製造方法であって、数平均分子量が800以上8000以下の範囲である第1のフッ素シラン化合物と、数平均分子量が100以上800未満の範囲である第2のフッ素シラン化合物とを含有し、且つ前記第1のフッ素シラン化合物の含有量が前記第1および第2のフッ素シラン化合物の合計量に対して15質量%以上85質量%以下である混合物を、前記光学基材を活性化処理することなく、蒸着させることにより前記防汚膜を形成する防汚膜形成工程、を備えることを特徴とする方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学物品およびその製造方法に関し、より詳しくは、眼鏡レンズ、光ディスクなどの光学物品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
眼鏡レンズや光ディスクなど、表面における光の反射が好ましくない光学物品については、反射を抑制するための反射防止層が形成されている。そのような反射防止層を有する光学物品において、反射防止層が手垢、指紋、汗、化粧品等で汚染されてしまうと、反射防止層の機能が損なわれる。このため、反射防止層を有する製品においては、多くの場合、反射防止層に重ねて撥水性の防汚膜が形成されている。
【0003】
例えば、表面に、少なくとも1種以上が含フッ素シラン化合物であり、単独成分として用いたときのレンズ表面の動摩擦係数が異なる、2種以上のシラン化合物により防汚膜を形成することが提案されている(特許文献1参照)。また、窒化ケイ素含有有機ケイ素層を含む反射防止層の表面上に防汚膜を形成することが提案されている(特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−3817号公報
【特許文献2】特開2008−180795号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献などに記載の防汚膜の形成方法は、防汚膜を形成する前に反射防止層の表面に活性化処理を施しているため、防汚膜の形成時間が長くなるという点で十分な方法ではなかった。
そこで、本発明は、十分な撥水性能と耐久性を有する防汚膜を備える光学物品を効率よく製造することができる光学物品の製造方法、並びにその製造方法により得られる光学物品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような光学物品およびその製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明の光学物品の製造方法は、光学基材と、前記光学基材上に防汚膜を有する光学物品の製造方法であって、数平均分子量が800以上8000以下の範囲である第1のフッ素シラン化合物と、数平均分子量が100以上800未満の範囲である第2のフッ素シラン化合物とを含有し、且つ前記第1のフッ素シラン化合物の含有量が前記第1および第2のフッ素シラン化合物の合計量に対して15質量%以上85質量%以下である混合物を、前記光学基材を活性化処理することなく、蒸着させることにより前記防汚膜を形成する防汚膜形成工程、を備えることを特徴とする方法である。
また、本発明の光学物品は、前記光学物品の製造方法により得られるものであることを特徴とするものである。
【0007】
本発明の光学物品の製造方法においては、前記光学基材上の最外層が反射防止層であり、前記反射防止層の最表層が酸化ケイ素からなる層であることが好ましい。
本発明の光学物品の製造方法においては、前記第1のフッ素シラン化合物が、下記一般式(1)により表されるフッ素シラン化合物および下記一般式(2)により表されるフッ素シラン化合物からなる群から選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
【0008】
【化1】

【0009】
前記一般式(1)において、Rfは、パーフルオロアルキル基である。Zは、フッ素またはトリフルオロメチル基である。a、b、c、d、eは、それぞれ独立して、0または1以上の整数であり、a+b+c+d+eは、少なくとも1であり、a、b、c、d、eで括られた各繰り返し単位の存在順序は、式中において限定されない。Yは、水素または炭素数1から4までのアルキル基である。Xは、水素、臭素またはヨウ素である。Rは、水酸基または加水分解可能な置換基である。Rは、水素または1価の炭化水酸基である。pは、0、1または2である。qは、1、2または3である。rは、1以上の整数である。
【0010】
【化2】

【0011】
前記一般式(2)において、Rfは、構造式(A):−(C2k)O−(前記構造式(A)中、kは1から6までの整数である)で表される単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する2価の基である。RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1から8までの1価の炭化水素基である。XおよびXは、それぞれ独立して、加水分解性基またはハロゲン原子である。sおよびtは、それぞれ独立して、0から2までの整数である。uおよびvは、それぞれ独立して、1から5までの整数である。hおよびiは、それぞれ独立して、2または3である。
【0012】
なお、本発明の光学物品の製造方法においては、前記光学基材を活性化処理することなく蒸着することにより防汚膜を形成しているが、従来においては、防汚膜の材料と反射防止層などの材料とは密着性が悪いことから、前記防汚膜を形成する前に前記反射防止層の表面に活性化処理を施すことが一般常識であった。これに対し、本発明者は、従来の技術常識を覆し、前記第1および第2のフッ素シラン化合物の混合物を蒸着材料として用い、乾式法(蒸着法)により防汚膜を形成すれば、驚くべきことに、前記反射防止層の表面に活性化処理を施さない場合であっても、十分な撥水性能と耐久性を有する防汚膜を形成することができ、しかも防汚膜と反射防止層との間の密着性も確保できることを見出した。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、十分な撥水性能と耐久性を有する防汚膜を備える光学物品を効率よく製造することができる光学物品の製造方法、並びにその製造方法により得られる光学物品を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の光学物品の製造方法は、光学基材と、前記光学基材上に防汚膜を有する光学物品の製造方法であって、数平均分子量が800以上8000以下の範囲である第1のフッ素シラン化合物と、数平均分子量が100以上800未満の範囲である第2のフッ素シラン化合物とを含有し、且つ前記第1のフッ素シラン化合物の含有量が前記第1および第2のフッ素シラン化合物の合計量に対して15質量%以上85質量%以下である混合物を、前記光学基材を活性化処理することなく、蒸着させることにより前記防汚膜を形成する防汚膜形成工程、を備えることを特徴とする方法である。
また、本発明の光学物品は、前記光学物品の製造方法により得られるものであることを特徴とするものである。
【0015】
防汚膜形成工程においては、後述する混合物を、光学基材を活性化処理することなく、蒸着させることにより前記防汚膜を形成する。ここで、活性化処理とは、イオンクリーニング、プラズマ処理、エッチング処理などにより光学基材の表面を活性化する処理のことをいう。そして、本発明においては、防汚膜を形成する際に、このような活性化処理を施さない。そのため、防汚膜形成にかかる時間を短縮し、製造効率の向上を図ることができる。また、このように活性化処理を施さない場合であっても、十分な撥水性能と耐久性を有する防汚膜を形成することができる。
【0016】
防汚膜形成工程における蒸着方法としては、特に限定されず、適宜公知の方法を採用することができる。また、蒸着条件についても特に限定されないが、例えば、以下のような条件を採用することができる。真空度は、通常1×10−3Pa以上5Pa以下の範囲内である。蒸着源の温度は、通常400℃以上650℃以下の範囲内である。蒸着時の雰囲気温度は、通常30℃以上80℃以下の範囲内である。蒸着時間は、通常2分間以上15分間以下の範囲内である。
【0017】
本発明に用いる光学基材は、その用途に応じて、その材質や形状を適宜選択することができる。また、前記光学基材上には、ハードコート層、反射防止層などの各種機能層が形成されていてもよい。
【0018】
前記光学基材の材質としては、無機ガラス、プラスチックのいずれでも差し支えない。プラスチックとしては、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート(CR−39)樹脂、ポリウレタン樹脂、チオウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などを挙げることができる。
【0019】
本発明にかかる防汚膜は、前記光学基材がガラスレンズの場合にはガラスレンズに直接形成することも可能であるが、通常は、反射防止層を形成した後に防汚膜を形成することが好ましい。また、前記光学基材がプラスチックレンズの場合には、ハードコート層および反射防止層を形成した後、防汚膜を形成することが好ましい。
【0020】
前記ハードコート層は、プラスチックレンズに耐擦傷性を付与すると共に、一般的にプラスチックレンズに対する反射防止層の密着性が良くないため、プラスチックレンズと反射防止層の間に介在させて反射防止層の密着性を良好にして剥離を防止する働きを有する。
【0021】
前記ハードコート層の形成方法としては、ハードコート層を形成できる硬化性組成物をプラスチックレンズの表面に塗布し、塗膜を硬化させる方法が一般的である。プラスチックレンズが熱可塑性樹脂である場合、熱硬化型よりも紫外線などの電磁波や電子ビームなどの電離放射線で硬化するものが好ましく用いられる。このような硬化性組成物としては、例えば、紫外線の照射によりシラノール基を生成するシリコーン化合物とシラノール基と縮合反応するハロゲン原子やアミノ基等の反応基を有するオルガノポリシロキサンとを主成分とする光硬化性シリコーン組成物;三菱レイヨン(株)製のUK−6074などのアクリル系紫外線硬化型モノマー組成物;SiO、TiOなどの粒径1nm以上100nm以下の無機微粒子を、ビニル基、アリル基、アクリル基またはメタクリル基などの重合性基とメトキシ基などの加水分解性基とを有するシラン化合物やシランカップリング剤中に分散させた無機微粒子含有熱硬化性組成物などが挙げられる。
【0022】
ここで、塗膜の形成方法としては、ディッピング法、スピンコート法、スプレー法、フロー法、ドクターブレード法などを採用することができる。
なお、塗膜を形成する前に、密着性を向上させるため、プラスチックレンズ表面を、コロナ放電やマイクロ波などの高電圧放電などで表面処理をすることが好ましい。
その後、形成した塗膜を熱、紫外線、電子ビームなどで硬化させてハードコート層を形成することができる。
【0023】
前記ハードコート層の厚みとしては、通常0.05μm以上30μm以下の範囲である。薄くなりすぎると基本的な性能が発現しない場合があり、一方厚すぎると、光学的歪みが発生する場合がある。
【0024】
前記反射防止層は、無機被膜、有機被膜の単層または多層で構成される。無機被膜の材質としては、SiO、SiO、ZrO、TiO、TiO、Ti、Ti、Al、Ta、CeO、MgO、Y、SnO、MgF、WOなどの無機物が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。プラスチックレンズの場合は、低温で真空蒸着が可能なSiO、ZrO、TiO、Taが好ましい。また、多層膜構成とした場合は、最表層はSiOとすることが好ましい。このように最表層がSiOである反射防止層の表面上に本発明にかかる防汚膜を形成すれば、得られる光学物品における防汚膜の耐久性をより向上させることができる。
【0025】
このような無機被膜の多層膜の一例としては、例えば、合計光学的膜厚がλ/4のZrO層とSiO層、光学的膜厚がλ/2のZrO層、および光学的膜厚がλ/4のSiO層をレンズ側から順次積層した4層構造を例示することができる。ここで、λは設計波長であり、通常520nmが用いられる。
また、無機被膜の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、CVD法、飽和溶液中での化学反応により析出させる方法などを採用することができる。
【0026】
有機被膜としては、プラスチックレンズやハードコート層の屈折率を考慮して選定され、真空蒸着法の他、スピンコート法、ディップコート法などの量産性に優れた塗装方法で成膜することができる。
【0027】
本発明にかかる防汚膜は、以下説明する第1のフッ素シラン化合物、および以下説明する第2のフッ素シラン化合物を含有し、且つ前記第1のフッ素シラン化合物の含有量が前記第1および第2のフッ素シラン化合物の合計量に対して15質量%以上85質量%以下(より好ましくは、20質量%以上80質量%以下)である混合物を用いて形成される。前記第1のフッ素シラン化合物の含有量が前記下限未満では、得られる光学物品における撥水性能の耐アルカリ性が不足する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる光学物品における撥水性能の耐アルカリ性を含めた耐久性が不足する傾向にある。
【0028】
本発明に用いる第1のフッ素シラン化合物の一例としては、例えば、下記一般式(1)により表されるフッ素シラン化合物が挙げられる。下記一般式(1)により表されるフッ素シラン化合物には、ダイキン工業(株)製の商品名「オプツールDSX」が含まれる。
【0029】
【化3】

【0030】
前記一般式(1)において、Rfは、パーフルオロアルキル基である。Zは、フッ素またはトリフルオロメチル基である。a、b、c、d、eは、それぞれ独立して、0または1以上の整数であり、a+b+c+d+eは、少なくとも1であり、a、b、c、d、eで括られた各繰り返し単位の存在順序は、式中において限定されない。Yは、水素または炭素数1から4までのアルキル基である。Xは、水素、臭素またはヨウ素である。Rは、水酸基または加水分解可能な置換基である。Rは、水素または1価の炭化水素基である。pは、0、1または2である。qは、1、2または3である。rは、1以上の整数である。
【0031】
前記一般式(1)中のRfは、通常、有機含フッ素ポリマーを構成するパーフルオロアルキル基であれば、特に限定されない。Rfとしては、例えば、炭素数1から16までの直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキル基を挙げることができる。Rfは、好ましくは、CF3−、C25−、C37−である。
【0032】
前記一般式(1)中のZは、フッ素でもよく、トリフルオロメチル基でもよい。前記一般式(1)中のa、b、c、d、eは、フッ素シラン化合物の主骨格を構成するパーフルオロポリエーテル鎖の繰り返し単位数を表し、それぞれ独立して、0または1以上の整数である。a、b、c、d、eは、a+b+c+d+eが1以上であれば特に限定されないが、それぞれ独立して、0から200までの範囲が好ましい。さらに、フッ素シラン化合物の数平均分子量を考慮すれば、a、b、c、d、eは、より好ましくは、それぞれ独立して、0から50までの範囲である。a+b+c+d+eは、好ましくは、1から100までの範囲である。また、a、b、c、d、eで括られた各繰り返し単位の存在順序は、前記一般式(1)中においてはこの順に記載したが、通常のパーフルオロポリエーテル鎖の構成の範囲において、これらの各繰り返し単位の結合順序は、この順に限定されるものではない。
【0033】
前記一般式(1)中のYは、水素または炭素数1から4までのアルキル基である。前記炭素数1から4までのアルキル基は、特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等を挙げることができる。前記炭素数1から4までのアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。前記一般式(1)中のXは、水素、臭素またはヨウ素を表す。Xが臭素またはヨウ素である場合には、前記一般式(1)により表されるフッ素シラン化合物は、ラジカル反応性が高くなる。したがって、化学結合により他の化合物と結合させるのには好都合である。
【0034】
前記一般式(1)中のpは、パーフルオロポリエーテル鎖を構成する炭素とこれに結合するケイ素との間に存在するアルキレン基の炭素数を表し、0、1または2であるが、より好ましくは、0である。
【0035】
前記一般式(1)中のqは、ケイ素に結合する置換基Rの結合数を表し、1、2または3である。置換基Rが結合していない部分には、このようなケイ素にはRが結合する。
【0036】
前記Rは、水酸基または加水分解可能な置換基である。前記加水分解可能な置換基は、特に限定されず、好ましいものとしては、例えば、ハロゲン、−OR11、−OCOR11、−OC(R11)=C(R12、−ON=C(R11、−ON=CR13などを挙げることができる。ただし、R11は、脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基であり、R12は、水素または炭素数1から4までの脂肪族炭化水素基であり、R13は、炭素数3から6までの2価の脂肪族炭化水素基である。より好ましくは、前記Rは、塩素、−OCH、−OCである。
【0037】
前記Rは、水素または1価の炭化水素基である。前記1価の炭化水素基は、特に限定されず、好ましいものとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などを挙げることができる。前記1価の炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。
【0038】
前記一般式(1)中のrは、1以上の整数を表し、特に上限はないが、1から10までの整数であることが好ましい。前記rは、一般式(1)中においては整数を表すが、前記一般式(1)により表されるフッ素シラン化合物は、このような整数rを有する一般式(1)で表されるポリマーの混合物であってもよい。したがって、前記一般式(1)と類似の表記により平均的な組成を示す場合は、式中のrなどの値は、整数には限定されない。他の整数としている値、および他の一般式において整数としている値も同様である。
【0039】
前記第1のフッ素シラン化合物の他の例としては、例えば、下記一般式(2)で表されるフッ素シラン化合物(パーフルオロポリアルキレンエーテル変性シラン)が挙げられる。下記一般式(2)により表されるフッ素シラン化合物には、信越化学工業(株)製の商品名「KY−130」が含まれる。
【0040】
【化4】

【0041】
前記一般式(2)において、Rfは、構造式(A):−(C2k)O−(構造式(A)中、kは1から6までの整数である)で表される単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する2価の基である。RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1から8までの1価の炭化水素基である。XおよびXは、それぞれ独立して、加水分解性基またはハロゲン原子である。sおよびtは、それぞれ独立して、0から2までの整数である。uおよびvは、それぞれ独立して、1から5までの整数である。hおよびiは、それぞれ独立して、2または3である。
【0042】
前記一般式(2)中のRf2は、前記のとおり、構造式(A):−(C2k)O−(構造式(A)中、kは1から6までの整数である)で表わされる単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造からなる2価の基である。なお、前記一般式(2)中のsおよびtが各々0である場合、前記一般式(2)中の酸素原子に結合するRfの末端は、酸素原子ではない。
【0043】
前記Rfとしては、特に限定されないが、例えば、−CF2CF2O(CF2CF2CF2O)CFCF−(式中、jは1以上、好ましくは1から50まで、より好ましくは10から40までの整数である。)、−CF(OCp´−(OCFq´−(式中、p´およびq´は、それぞれ、1以上、好ましくは1から50まで、より好ましくは10から40までの整数であり、かつp´+q´は、10から100まで、好ましくは20から90まで、より好ましくは40から80までの整数であり、式中の繰り返し単位の(OC)、および(OCF2)の配列はランダムである。)で表される2価の基が挙げられる。
【0044】
前記一般式(2)中のXおよびXのうちの少なくともいずれか一方が加水分解性基である場合、XおよびX3としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基;メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基などのアルコキシアルコキシ基;アリロキシ基、イソプロペノキシ基などのアルケニルオキシ基;アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのアシロキシ基;ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基、ジエチルケトオキシム基、シクロペンノキシム基、シクロヘキサノキシム基などのケトオキシム基;N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N−プロピルアミノ基、N−ブチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N−シクロヘキシルアミノ基などのアミノ基;N−メチルアセトアミド基、N−エチルアセトアミド基、N−メチルベンズアミド基などのアミド基;N,N−ジメチルアミノオキシ基、N,N−ジエチルアミノオキシ基などのアミノオキシ基が挙げられる。
一方、前記一般式(2)中のXおよびXのうちの少なくともいずれか一方がハロゲン原子である場合、XおよびXとしては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。これらの中でも、XおよびXとしては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロペノキシ基および塩素原子が好ましい。
【0045】
前記一般式(2)中のRおよびRは、それぞれ、炭素数1から8まで、好ましくは1から3までの1価の炭化水素基である。RおよびRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などのアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基などのアリール基;ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などのアルケニル基が挙げられる。これらの中でも、RおよびRとしては、メチル基が好ましい。
【0046】
前記一般式(2)中のsおよびtは、それぞれ独立に、0から2までの整数である。sおよびtは、それぞれ1であることが好ましい。また、前記一般式(2)中のuおよびvは、それぞれ独立に、1から5までの整数である。uおよびvは、それぞれ3であることが好ましい。前記一般式(2)中のhおよびiは、それぞれ独立に、2または3である。加水分解、縮合反応性および被膜の密着性の観点から、hおよびiは、3であることが好ましい。
【0047】
本発明に用いる第2のフッ素シラン化合物としては、例えば、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、n−トリフルオロ(1,1,2,2−テトラヒドロ)プロピルシラザン、n−ヘプタフルオロ(1,1,2,2−テトラヒドロ)ペンチルシラザン、n−ノナフルオロ(1,1,2,2−テトラヒドロ)ヘキシルシラザン、n−トリデカフルオロ(1,1,2,2−テトラヒドロ)オクチルシラザン、n−ヘプタデカフルオロ(1,1,2,2−テトラヒドロ)デシルシラザン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ヘプチルメチルジクロロシラン、イソブチルトリクロロシラン、オクタデシルメチルジメトシキシラン、ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。
【0048】
前記第2のフッ素シラン化合物には、信越化学工業(株)製のKP−801、同LS−1090、同LS−4875、同LS−4480、同LS−2750、同LS−1640、同LS−410、同LS−7150など;GE東芝シリコーン(株)製のTSL−8257、同TSL−8233、同TSL−8185、同TSL−8186、同TSL−8183、同XC95−A9715などの市販されているものが含まれる。
【実施例】
【0049】
次に、本発明を実施例および比較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。なお、実施例および比較例で用いたフッ素シラン化合物としては以下に示すものを使用した。
第1のフッ素シラン化合物1:信越化学工業株式会社製のフッ素含有有機ケイ素化合物(製品名「KY−130」)
第1のフッ素シラン化合物2:ダイキン工業製のフッ素含有有機ケイ素化合物(製品名「オプツールDSX」)
第2のフッ素シラン化合物1:信越化学工業株式会社製のフッ素含有有機ケイ素化合物(製品名「KP−801M」)
第2のフッ素シラン化合物2:CF(CFCHCHSi(OCH
【0050】
[実施例1]
光学基材として、プラスチック基材の上にプライマー層を介してハードコート層が形成された眼鏡用プラスチックレンズ(セイコーエプソン株式会社製、商品名「セイコースーパーソブリン」)を使用し、凹面を下にして、支持装置のドームにセットした。
次に、真空度を2×10−2Pa、チャンバー内温度を60℃に設定した脱ガス用チャンバーで脱ガスした後、クリーニング処理用チャンバーにおいて、加速電圧500V、加速電流250mA、バイアス電流380mA、酸素ガスの導入ガス流量20sccmの条件でイオンクリーニングを2分間行った。このクリーニング処理は、光学基材上のハードコート層と反射防止層の密着性を向上させるために、ハードコート層の表面を清浄化することを目的としている。引き続き、次のようにしてハードコート層の表面上に反射防止層を形成した。すなわち、先ず、真空度が6.0×10−4Paになるまで高真空にした。そして、第1層として酸化ケイ素、第2層として酸化ジルコニウム層、第3層として酸化ケイ素層、第4層として酸化ジルコニウム層、および第5層として酸化ケイ素層を順次真空蒸着して、5層構造の反射防止層を形成した(反射防止層形成工程)。
【0051】
その後、反射防止層形成工程後の光学基材がセットされた支持装置を、真空度を2×10−2Pa、チャンバー内温度を60℃に設定した防汚膜形成用チャンバーに移動して、ハロゲンランプを加熱ヒーターとして使用し、蒸着源を600℃に加熱して、反射防止層の表面上に防汚膜を形成し、その後冷却した(防汚膜形成工程)。なお、蒸着時間は3分である。また、蒸着源として、第2のフッ素シラン化合物として信越化学工業株式会社製の「KP−801M」を固形分量で10mgと、第1のフッ素シラン化合物として信越化学工業株式会社製の「KY−130」を固形分量で10mgとを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用している。
防汚膜形成工程後の光学基材がセットされた支持装置をチャンバーから取り出し、レンズを反転して凸面を下にして支持装置のドームにセットし、再び上記と同様にして反射防止層形成工程および防汚膜形成工程を行うことによって、レンズ両面に防汚膜を有する光学物品を得た。
なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。ここでいう防汚膜形成工程に要する時間は、蒸着源の加熱時間、蒸着時間、冷却時間、大気開放時間の総計である。
【0052】
[実施例2]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:5mg)と、KY−130(固形分量:15mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
[実施例3]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:15mg)と、KY−130(固形分量:5mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
[実施例4]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:10mg)と、ダイキン工業製の「オプツールDSX」(固形分量:10mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
【0053】
[実施例5]
蒸着源として、CF(CFCHCHSi(OCH(固形分量:10mg)と、KY−130(固形分量:10mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
[実施例6]
蒸着源として、CF(CFCHCHSi(OCH(固形分量:10mg)と、オプツールDSX(固形分量:10mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
【0054】
[比較例1]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:20mg)を含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
[比較例2]
蒸着源として、CF(CFCHCHSi(OCH(固形分量:20mg)を含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
[比較例3]
蒸着源として、KY−130(固形分量:20mg)を含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
【0055】
[比較例4]
蒸着源として、オプツールDSX(固形分量:20mg)を含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
[比較例5]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:18mg)と、KY−130(固形分量:2mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
[比較例6]
蒸着源として、CF(CFCHCHSi(OCH(固形分量:18mg)と、オプツールDSX(固形分量:2mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
【0056】
[比較例7]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:2mg)と、KY−130(固形分量:18mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
[比較例8]
蒸着源として、CF(CFCHCHSi(OCH(固形分量:2mg)と、オプツールDSX(固形分量:18mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は7分である。
【0057】
[比較例9]
防汚膜形成工程において、反射防止層形成工程後の光学基材に、加速電圧500V、加速電流250mA、バイアス電流380mA、酸素ガスの導入ガス流量20sccmの条件でイオンクリーニングを3分間行った後に、防汚膜を形成した以外は実施例1と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は、反射防止形成後の光学基材にイオンクリーニングする時間が3分追加されたことにより、10分になっている。
[比較例10]
蒸着源として、KY−130(固形分量:20mg)を含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は比較例9と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は10分である。
[比較例11]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:10mg)と、KY−130(固形分量:10mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は比較例9と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は10分である。
【0058】
[比較例12]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:5mg)と、KY−130(固形分量:15mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は比較例9と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は10分である。
[比較例13]
蒸着源として、KP801−M(固形分量:15mg)と、KY−130(固形分量:5mg)とを混合させたものを含浸させた多孔質ペレットを使用した以外は比較例9と同様にして、光学物品を得た。なお、片面あたりの防汚膜形成工程に要する時間は10分である。
【0059】
[光学物品の性状および生産性の評価]
光学物品の性状(耐払拭性、耐候性、耐アルカリ性)および生産性を以下に示す方法により評価した。得られた結果を表1に示す。また、実施例および比較例における防汚膜の構成成分の組成、並びに、実施例および比較例における防汚膜形成工程での活性化処理の有無を表1に示す。
(i)耐払拭性
試料に木綿布を用いて200gの荷重をかけ、5000回往復させた後の試料の表面の純水の接触角を測定し、その接触角の測定値に基づいて光学物品の耐払拭性を評価した。そのときの接触角が90°以上であれば「○」と判定し、80°超90°未満であれば「△」と判定し、80°以下であれば「×」と判定した。なお、接触角の測定には接触角計(協和科学株式会社製、製品名「CA−D型」)を使用した。
(ii)耐候性
サンシャインスーパーロングライフウェザーメーター(スガ社製、製品名「試験機WEL−SUN−HC」)を用い、構内温度を40℃、1時間あたりの降雨時間を15分/1時間に設定し、試料を120時間暴露したときの純水の接触角を測定し、その接触角の測定値に基づいて光学物品の耐候性を評価した。そのときの接触角が90°以上であれば「○」と判定し、80°超90°未満であれば「△」と判定し、80°以下であれば「×」と判定した。なお、接触角の測定には接触角計(協和科学株式会社製、製品名「CA−D型」)を使用した。
(iii)耐アルカリ性
温度20℃のpH13の水酸化ナトリウム水溶液に試料を3時間浸漬した後の試料の純水の接触角を測定し、その接触角の測定値に基づいて光学物品の耐アルカリ性を評価した。そのときの接触角が90°以上であれば「○」と判定し、80°超90°未満であれば「△」と判定し、80°以下であれば「×」と判定した。なお、接触角の測定には接触角計(協和科学株式会社製、製品名「CA−D型」)を使用した。
(iv)生産性
防汚膜形成工程に要する時間に基づいて光学物品の生産性を評価した。防汚膜形成工程に要する時間が7分間以下であれば「○」と判定し、7分間超9分間未満であれば「△」と判定し、9分間以上であれば「×」と判定した。
【0060】
【表1】

【0061】
表1に示す結果からも明らかなように、本発明の光学物品の製造方法(実施例1から実施例6まで)により得られた光学物品は、耐払拭性、耐候性および耐アルカリ性に優れており、十分な撥水性能と耐久性を有するものであることが確認された。また、本発明の光学物品の製造方法(実施例1から実施例6まで)によれば、防汚膜形成工程に要する時間が短いことから、十分な撥水性能と耐久性を有する光学物品を効率よく製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【0062】
本発明は、眼鏡レンズ、光ディスクなどの光学物品に使用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学基材と、前記光学基材上に防汚膜を有する光学物品の製造方法であって、
数平均分子量が800以上8000以下の範囲である第1のフッ素シラン化合物と、数平均分子量が100以上800未満の範囲である第2のフッ素シラン化合物とを含有し、且つ前記第1のフッ素シラン化合物の含有量が前記第1および第2のフッ素シラン化合物の合計量に対して15質量%以上85質量%以下である混合物を、前記光学基材を活性化処理することなく、蒸着させることにより前記防汚膜を形成する防汚膜形成工程、
を備えることを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載の光学物品の製造方法であって、
前記光学基材上の最外層が反射防止層であり、前記反射防止層の最表層が酸化ケイ素からなる層である
ことを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の光学物品の製造方法であって、
前記第1のフッ素シラン化合物が、下記一般式(1)により表されるフッ素シラン化合物および下記一般式(2)により表されるフッ素シラン化合物からなる群から選択される少なくとも一種を含む
ことを特徴とする光学物品の製造方法。
【化1】

(一般式(1)中、Rfは、パーフルオロアルキル基である。Zは、フッ素またはトリフルオロメチル基である。a、b、c、d、eは、それぞれ独立して、0または1以上の整数であり、a+b+c+d+eは、少なくとも1であり、a、b、c、d、eで括られた各繰り返し単位の存在順序は、式中において限定されない。Yは、水素または炭素数1から4までのアルキル基である。Xは、水素、臭素またはヨウ素である。Rは、水酸基または加水分解可能な置換基である。Rは、水素または1価の炭化水酸基である。pは、0、1または2である。qは、1、2または3である。rは、1以上の整数である。)
【化2】

(一般式(2)中、Rfは、構造式(A):−(C2k)O−(前記構造式(A)中、kは1から6までの整数である)で表される単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する2価の基である。RおよびRは、それぞれ独立して、炭素数1から8までの1価の炭化水素基である。XおよびXは、それぞれ独立して、加水分解性基またはハロゲン原子である。sおよびtは、それぞれ独立して、0から2までの整数である。uおよびvは、それぞれ独立して、1から5までの整数である。hおよびiは、それぞれ独立して、2または3である。)
【請求項4】
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の光学物品の製造方法により得られるものであることを特徴とする光学物品。

【公開番号】特開2011−225916(P2011−225916A)
【公開日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−94766(P2010−94766)
【出願日】平成22年4月16日(2010.4.16)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】