JPH0335031A - 防曇性付与法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａの 本発明は透明なプラスチック素材およびガラス素材表面
の防曇性付与方法に関するものである。更に詳しくは、
有機ケイ素化合物のモノマーおよびポリマー（例えば、
ポリオルガノシロキサンなど〉を主成分とするケイ索鎖
系化合物でコーティングされた、透明なプラスチック素
材およびガラス素材表面を低温プラズマ処理することに
よって素材両表面に防曇性機能を付与する方法に間する
ものである。

ええ且遣 光学機器に使われるレンズおよび鏡なとの欠点は、その
表面温度がその環境の露点以下となる場合、空気中の水
蒸気がレンズ表面上に結露し、曇りを生じて透明性その
ものが失われ大きな不便を感しることがある０例えば、
ダイパーが使用する水中眼鏡や水泳の時に使用するスイ
ミングゴーグルおよびスキーの時に用いるスキーゴーグ
ルは、外面が水および雪に冷やされており、内面は発汗
により高濯多温となるため、内面に結露が生し、いわゆ
る曇り状態となってしまう欠点がある。同様な現象が高
温多温である浴室の鏡にも生し、不便を感じた経験があ
る。

この欠点を解消する方法としては、　ｌ）接触角を小さ
くし、表面の水濡れ性を良好にし、結露した水滴が容易
に頗集、涜延して表面上に薄膜をなすようにする。２）
接触角を大きくし、表面のｌＪｉ水性を強力にし、結露
した水滴をころげ落とす、３）［水性の膜を被覆し水分
を吸収して露点になるのを防ぐ。なとの方ｌ去がある。

この様な処理方法としては数多くの方法がｔ是寓され、
試みられてきたが、　ｌ）の方法が主である０例えば、
■特公昭５２−４７４２７、特開昭５８−３２６６４で
は親水性であるポリビニルアルコールを主成分と　して
防曇性を付与しているが、親水性樹脂を塗布した表面は
、樹脂の硬度が低いために耐摩耗性などに乏しく実用上
問題がある。これに対しで、■耐摩耗性、耐熱水性、耐
候性を有する処理方法　としては、有機ケイ素化合物を
導入させた特開昭６０−２０９７０１、酸化ケイ素膜を
形成させる特開昭６３−８８０２なとの方法がある。

上記した従来の処理方法によると、■では防！塗膜や防
温膜なとが基を才の表面に強く付着していないので、水
洗や摩擦なとにより容易に取れてその効力を失う欠点が
あり、また経時変化が生じやすく、寿命が短く、耐摩耗
性も劣るなとの問題点がある。■では耐摩耗性、耐熱水
性、耐候性等を有するが、ポリビニルアルコールなとの
親水性樹脂に有機ケイ素化合物を虜人させろことによる
防曇性の低下および処理液のｔ１４！１等の問題点、お
よび酸化ケイ素膜を形成させる処理方法（真空蒸着法あ
るいはスパッタリング法なと〉の煩−雑性等の問題点が
ある。

本発明は、このような従来の問題点を解決するための方
法であり、■酸化ケイ素膜を形成させろ処理方法で、低
温プラズマ処理による親水性防曇性付与法を提供するこ
とを目的とする。

本発明者らは上記の点に着目し、さらに矯正用プラスチ
ックレンズの将来性などに着目し、透明なガラス素材お
よびプラスチック素を才の防曇性４Ｉ！能付与について
鋭意広範囲な系統的研究を行った結果、有機ケイ素化合
物（一般式■）のモノマーおよびポリマー（例えば、ポ
リオルガノシロキサンなと）を主成分とするケイ索鎖系
化合物でコーティングされた、透明なプラスチック素材
およびガラス素材表面を低温プラズマ処理することによ
って素材両表面に酸化ケイ素膜を形成させ、所間の防曇
性機能付与効果が得られることを見い出し、本発明を完
成した。

本発明は素材表面に無機物（Ｓｉ０２など）を蒸着する
のでなく、また素材表面を有機ケイ素化合物でコーティ
ングすることのみによって防曇性を得る方法でもない。

低塩プラズマによって素材表面領域数ｔンク゛２）０ン
〜数千Ｉシク゛ストロンの［！回内でエツチングされ、
分解され、導入ガスと容易に反応することＢ、？既知の
如くである。この現象に注目し、表面領域で架構された
有機ケイ素化合物（一般式■）のポリマーいわゆるシリ
コン系ハードコーティング材をエツチングし、分解する
ことによってＳ　ｉｏ、　　Ｓ　ｉｏ　２などの酸化ケ
イ素膜による親水性で、多孔質層の防曇性機能を付与す
ることに成功した。

本発明の目的は、従来の技術である金属類の真空蒸着法
などを用いずに、操作が簡単な低；＝プラズマ処理法に
より、透明なプラスチックおよびガラス素材表面置載に
、親水性防曇性機能膜として知られているケイ素酸化化
合物く例えば、Ｓｉｎ、ＳｉＯ２なと）の多孔質層を形
成し、防曇性機能を付与する方法を提供することにある
。

他の目的は、耐摩耗性、耐熱水性、耐候性、被染色性お
よび反射防止性の利点を同時に提供することにある。

すなわち、有機ケイ素化合物からなるコーティング材に
よって処理された素材を低温プラズマ処理し、素を才両
表面に防曇性機能を付与することを特徴とした防曇性付
与方法である。

虻棗立盈１ 本発明の透明なプラスチック素材およびガラス素材とは
無色および有色のレンズを意味しているのであって、そ
れらの板状素材をも意味する。

本発明で用いられる有機ケイ素化合物（一般式Ｉ）とし
ては、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメト
キシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルメチ
ルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリ
アセトキシシラン、γ−グリシドキシブロビルトリメト
キシシラン、ポリジメチルシロキサン、テトラメチルジ
ビニルジシロキサン、ジメチル−ジフェニルシロキサン
、テトラメチルジクロルジシロキサンなどがある。

本発明で用いられるコーティング材としては、有機ケイ
素化合物（一般式夏〉のモノマーおよびポリマーで、オ
ルガノシリコン化学に基礎を置くポリオルガノシロキサ
ン系コーティング剤のケイ索鎖系の詩材料でもある。

本発明の有機ケイ素化合物（一般式りのモノマーおよび
ポリマーからなるコーティングを才によって処理された
、透明なプラスチック素材およびガラス素材を低塩プラ
ズマ処理し、素材表面領域をエツチングし、分解するこ
とによってＳｉｎ、Ｓｉｎｇなどの酸化ケイ素膜による
親水性で、多孔質層の防曇性機能が付与される。

この素材表面領域の活性化を行うプラズマ処理条件の決
定要素はガスの成分、圧力、流量であり、さらに出力、
処理時間であり、これらにより防曇性機能を有する酸化
ケイ素膜形成の可能性が決定される。

本発明のプラズマガスは窒素、酸素、水素、アルゴン、
ネオン、ヘリウム、空気、水蒸気、塩素、アンモニア、
−酸化炭素、二酸化炭素、亜酸化窒素、二酸化窒素、二
酸化イオウ、フロン等が有り、これらは単独または混合
して使用可能であるが、特に酸化ケイ素膜形成の可能性
から酸素ガスが有効である。一方、酸素を含まないガス
でも低温プラズマ処理によってラジカル化し、大気中に
取り出すとき酸素と結合するか、あるいはコート材中の
酸素と結合して酸化ケイ素膜を形成すると考えられ、防
曇性効果はあ　る。

本発明の目的を達成するには、低塩プラズマ処理ガスの
分圧５０トル以下、より好ましくは５Ｘ１０−’トル以
下の雰囲気とすることが望ましい、２０トルを越える分
圧をもつプラズマ雰囲ス中では、プラズマ処理の効果が
急激に低下する。プラズマガスの流量は反応器の容積お
よびプラズマガスの分圧により決定されろ。

出力は一般に５００ワツト以下で使用される場合が多い
が、処理時間との組合せにより目的の性能をうろことが
可能である。

プラズマ処理時間は素材の種類や形状および処理装置な
どによって異なるが、通常数秒から数分間であり、好ま
しくは１分〜５分間程度であ　る。

プラズマガスを、コーティングされたプラスチック素材
およびガラス素材の表面に作用させる場合、多くの組合
せが考えられろ、すなわち、反応器の構造、電源の種類
、周波数、放電形式および電極の位置などさまざまの通
訳が可能であ　る。

プラズマ処理にあたり、電源としては高周波（Ｉ３，５
６Ｍ）（Ｚ）、マイクロ波（２，４５０Ｈｚ）、低周波
（数Ｋ　Ｈｚ　）などがある、放電方式としてはグロー
放電が有効である。また、電極の位置については内部式
および外部式等があるが、効果の均一性を考えれば内部
式の方が操作が容易である。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが
、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

なお、防曇性能の評価法は次の通りである。

レンズ、鏡等を２３℃、５０％ＲＨの室内に１昼夜放置
した後、呼気を吹き付けたときの曇りの発生の有無につ
いて評価した。

実施例１ オルガノシロキサン系化合物（市販名ＴＳ−５６−Ｔ：
　　徳山ソーダ１ＩＩｌ！りのコーティング材で処理さ
れた透明なプラスチックレンズ（ＣＲ−３９）およびガ
ラスレンズを下記の条件で低温プラズマ処理した。

［プラズマ処理条件］ 雰囲気ガス：　　　０２　２０ｍ１／ｍｉｎ減圧度　　
：　　　０．２ｔｏｒｒ 出力　　　：　　　３００Ｗ 処理時間　二　　２分 なお、比較のために上記のコーティング材で処理されて
いない同様の素材、プラスチックレンズ（ＣＲ−３９）
およびガラスレンズについても同一の条件で低温プラズ
マ処理した。

防曇性能の評価結果を第１表に示す。

第　　　１　　　表 その結果、コーティングされたガラスレンズ、プラスチ
ックレンズのいずれの素材もケイ素酸化化合物（Ｓｉｎ
、　　ＳｉＯ２なと〉の多孔質層を形成し、防曇性機能
を付与したが、コーティングされていないガラスレンズ
およびプラスチックレンズについては、低温プラズマ処
理の有無に関係なく、それらの防曇性は非常に弱かった
。

なお、プラズマ処理されていないコーティングプラスチ
ックレンズ（ｍｉｔ料Ｎｏ１Ｉ［）およびプラズマ処理
されたコーティングプラスチックレンズ（試料Ｎｏ■）
について、ＥＳＣＡによる表面分析結果（第２表）を示
す。

第２表、　ＥＳＣＡによるフゝラス゛マ処理前後の表面
状態分析低温プラズマ処理によって、素材表面が鋭くエ
ツチングされ、多孔質層となった。第２表では、０／Ｓ
　ｉの比が変わらないのに対してＳｉ／Ｃの比が大きく
なっていることより５ｉ−Ｃ結合が分解され５ｉ−０結
合になっている。また反射率は非常に小さくなり反射防
止効果をも同時にそれぞれ著しく改良させることができ
た。

先見旦１」 本発明の特徴は金ｒ！Ａ類の真空蒸着法と言った従来の
技術を用いないで、素材表面ｍ域の有機ケイ索鎖系化合
物が低温プラズマ処理によって表面活性化され、次いで
防曇性機能を有するＳｉｎ、５Ｉ０２なとの酸化ケイ素
膜が素材表面に容易に形成されるので真空蒸着の高１！
！やイオンブレーティングの高真空と言った必要もない
。

そのため、装置の複雑化と操作の煩雑化がなく、熟練を
要しない。

また、耐摩耗性、耐熱水性、耐候性、被東色性および反
射防止性の利点を同時に向上させることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機ケイ素化合物からなるコーティング材によって
   処理された素材を低温プラズマ処理し、素材両表面に防
   曇性機能を付与することを特徴とした防曇性付与方法。 ２、有機ケイ素化合物が下記の一般式（ I ）▲数式、
   化学式、表等があります▼ （式中Ｒ＾１は炭素数１〜６の炭化水素基、ビニル基、
   メタクリロキシ基またはエポキ シ基を有する有機基、Ｒ＾２は炭素数１〜６の炭化水素
   基、Ｒ＾３は炭素数１〜６の炭化水素基、アルコキシル
   アルキル基または水 素原子で、ｍは０または１を表す。） で示される１種もしくは２種以上である特許請求の範囲
   第１項記載の防曇性付与法。 ３、コーティング材が有機ケイ素化合物（一般式 I ）
   のモノマーおよびポリマー（例えば、ポリオルガノシロ
   キサン）を主成分とするケイ素鎖系化合物である特許請
   求の範囲第１項記載の防曇性付与法。 ４、素材が透明なプラスチックおよびガラスである特許
   請求の範囲第１項記載の防曇性付与法。 ５、低温プラズマ処理がガス圧０．０１〜１０トルの無
   機および有機ガスの低温プラズマ照射である特許請求の
   範囲第１項記載の防曇性付与法。