JPH04328701A - 光学防曇基材 - Google Patents
光学防曇基材Info
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- JPH04328701A JPH04328701A JP3098906A JP9890691A JPH04328701A JP H04328701 A JPH04328701 A JP H04328701A JP 3098906 A JP3098906 A JP 3098906A JP 9890691 A JP9890691 A JP 9890691A JP H04328701 A JPH04328701 A JP H04328701A
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- monomolecular film
- glass
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Composite Materials (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学材料の基材表面が
親水性化された防曇基材に関する。さらに詳しくは、浴
室用鏡や化粧用鏡、窓ガラス、あるいは乗り物のウイン
ドガラスやバックミラー、眼鏡などの光学レンズの表面
に親水性の単分子膜を形成した防曇性の基材に関する。
親水性化された防曇基材に関する。さらに詳しくは、浴
室用鏡や化粧用鏡、窓ガラス、あるいは乗り物のウイン
ドガラスやバックミラー、眼鏡などの光学レンズの表面
に親水性の単分子膜を形成した防曇性の基材に関する。
【0002】
【従来の技術】天候などの影響でとくに湿度が高いとき
や温度の低い冬期などにおいては、たとえば自動車のウ
インドガラスは走行中に曇りが生じ視界が悪くなったり
、浴室の鏡が曇って見えなくなったりする。これは、一
般にウインドガラスや鏡などの光学基材の熱導伝性が悪
いため、気温が急に上昇したり、一方の面が冷却された
状態で他の面が温度の高い空気雰囲気に触れると表面で
空気中の水分が結露して、いわゆる曇が生じてしまう。 あるいは梅雨のときなどは、空気中の湿度が飽和状態に
あるため、人間の呼吸する息や汗などで簡単に結露によ
る曇りが生ずる。
や温度の低い冬期などにおいては、たとえば自動車のウ
インドガラスは走行中に曇りが生じ視界が悪くなったり
、浴室の鏡が曇って見えなくなったりする。これは、一
般にウインドガラスや鏡などの光学基材の熱導伝性が悪
いため、気温が急に上昇したり、一方の面が冷却された
状態で他の面が温度の高い空気雰囲気に触れると表面で
空気中の水分が結露して、いわゆる曇が生じてしまう。 あるいは梅雨のときなどは、空気中の湿度が飽和状態に
あるため、人間の呼吸する息や汗などで簡単に結露によ
る曇りが生ずる。
【0003】従来この曇を防ぐため、光学材料の表面に
たとえばポリビニルアルコール、ポリエチレングリコー
ルなどの親水性化合物を含む薬品や樹脂を塗布したり、
親水性のフィルムを張りつけたりする方法が知られてい
る。
たとえばポリビニルアルコール、ポリエチレングリコー
ルなどの親水性化合物を含む薬品や樹脂を塗布したり、
親水性のフィルムを張りつけたりする方法が知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学材
料の表面に親水性の樹脂を塗布したり親水性のフィルム
を張りつける方法では、透明性が劣る上、剥離や傷が付
き易いなどの欠点があった。また、親水性の薬品や樹脂
を塗布する方法では、コストは低いが、耐久性が低いと
いうの面で問題があった。
料の表面に親水性の樹脂を塗布したり親水性のフィルム
を張りつける方法では、透明性が劣る上、剥離や傷が付
き易いなどの欠点があった。また、親水性の薬品や樹脂
を塗布する方法では、コストは低いが、耐久性が低いと
いうの面で問題があった。
【0005】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ために、光学材料の表面に透明性や耐久性が高く、かつ
所望の防曇性を有する親水性コ−ティング膜を設けた防
曇基材を提供することを目的とする。
ために、光学材料の表面に透明性や耐久性が高く、かつ
所望の防曇性を有する親水性コ−ティング膜を設けた防
曇基材を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の防曇基材は基材表面に化学吸着単分子膜を
設けた光学材料であって、前記単分子膜は親水性基を含
む直鎖状分子をシロキサン結合を介して化学結合させた
コ−ティング膜を設けたことを特徴とする。前記構成に
おいては、親水性基が−OH、−COOH、−NH2
、−N+ R3 X− (Rはアルキル基、Xはハロゲ
ン原子を示す)、−NO2 、または−SO3 H基か
ら選ばれる少なくとも1つの官能基であることが好まし
い。
に、本発明の防曇基材は基材表面に化学吸着単分子膜を
設けた光学材料であって、前記単分子膜は親水性基を含
む直鎖状分子をシロキサン結合を介して化学結合させた
コ−ティング膜を設けたことを特徴とする。前記構成に
おいては、親水性基が−OH、−COOH、−NH2
、−N+ R3 X− (Rはアルキル基、Xはハロゲ
ン原子を示す)、−NO2 、または−SO3 H基か
ら選ばれる少なくとも1つの官能基であることが好まし
い。
【0007】また前記構成においては、−COOH、ま
たは−SO3 H基のHがアルカリ金属またはアルカリ
土類金属で置換されていることが好ましい。
たは−SO3 H基のHがアルカリ金属またはアルカリ
土類金属で置換されていることが好ましい。
【0008】
【作用】前記本発明の防曇基材の構成によれば、親水性
の官能基を含む直鎖状分子がシロキサン結合を介して光
学材料の基材表面に固定されるため、たとえ表面で結露
が生じても、水滴は基材表面を濡らし表面全面に広がる
曇りが生じない。また、化学吸着しているため剥離する
こともない。しかもこの単分子膜は膜厚がナノメーター
レベルであるため、透過性に優れており基材の光学的性
能を妨げること無く、耐久性にも優れたものとすること
ができる。
の官能基を含む直鎖状分子がシロキサン結合を介して光
学材料の基材表面に固定されるため、たとえ表面で結露
が生じても、水滴は基材表面を濡らし表面全面に広がる
曇りが生じない。また、化学吸着しているため剥離する
こともない。しかもこの単分子膜は膜厚がナノメーター
レベルであるため、透過性に優れており基材の光学的性
能を妨げること無く、耐久性にも優れたものとすること
ができる。
【0009】また親水性基が−OH、−COOH、−N
H2 、−N+ R3 X− (Rはアルキル基、Xは
ハロゲン原子を示す)、−NO2 、または−SO3
H基から選ばれる少なくとも一つの官能基であるという
本発明の好ましい構成によれば、さらに優れた防曇効果
を発揮できる。また−COOH、または−SO3 H基
のHがアルカリ金属またはアルカリ土類金属で置換され
ているという本発明の好ましい構成によれば、とくに優
れた防曇効果を発揮できる。
H2 、−N+ R3 X− (Rはアルキル基、Xは
ハロゲン原子を示す)、−NO2 、または−SO3
H基から選ばれる少なくとも一つの官能基であるという
本発明の好ましい構成によれば、さらに優れた防曇効果
を発揮できる。また−COOH、または−SO3 H基
のHがアルカリ金属またはアルカリ土類金属で置換され
ているという本発明の好ましい構成によれば、とくに優
れた防曇効果を発揮できる。
【0010】
【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。本発明に用いられる基材としては、浴室や洗
面所の鏡、化粧用鏡、窓ガラス、天窓のガラス、あるい
は乗り物のウインドガラスやバックミラー、眼鏡などの
光学レンズ、温室ガラス(透明プラスチックを含む)、
農業用フィルムなどである。また前記の基材としては、
ガラスのみならず、プラスチックなどであってもよい。 またプラスチック材料の場合、プレート、シート、フィ
ルムなどであってもよい。これら基材表面に水酸基がき
わめて少ない場合は、プラズマ処理すること、またはシ
ロキサン層を形成することなどによって表面に水酸基を
露出することができる。
説明する。本発明に用いられる基材としては、浴室や洗
面所の鏡、化粧用鏡、窓ガラス、天窓のガラス、あるい
は乗り物のウインドガラスやバックミラー、眼鏡などの
光学レンズ、温室ガラス(透明プラスチックを含む)、
農業用フィルムなどである。また前記の基材としては、
ガラスのみならず、プラスチックなどであってもよい。 またプラスチック材料の場合、プレート、シート、フィ
ルムなどであってもよい。これら基材表面に水酸基がき
わめて少ない場合は、プラズマ処理すること、またはシ
ロキサン層を形成することなどによって表面に水酸基を
露出することができる。
【0011】本発明の防曇基材は一例として次のように
して製造する。まず、前記基材、例えばガラスを用意し
、その表面にクロロシリル基を分子末端に含む物質、た
とえばA−(B)l −SiXq Cl3−q (ただ
し、Aはブロモ基、ヨード基、シアノ基、チオシアノ基
、クロロシリル基、またはエステル結合から選ばれる少
なくとも一つの官能基、qは0または1または2、lは
30以下の自然数、Bは含む官能基)を混ぜた非水系溶
媒に接触させ、前記基材表面の水酸基と前記クロロシリ
ル基を分子末端に含む物質のクロロシリル基とを反応さ
せて、前記物質を前記表面に析出させる工程と、非水系
有機溶媒を用い前記基材表面上に残った余分なクロロシ
リル基を複数個含む物質を洗浄除去した後、前記物質の
ブロモ基、ヨード基、シアノ基、チオシアノ基、クロロ
シリル基、またはエステル結合から選ばれる少なくとも
一つの官能基を化学反応させて−OH、−COOH、−
NH2 、−N+ R3 X− (Xはハロゲン原子を
示す)、−NO2 、または−SO3 H基から選ばれ
る少なくとも一つの官能基に変換させる工程とにより化
学吸着単分子膜を基材表面に形成する。あるいは、−C
OOH、または−SO3 H基に変換後、−COOH、
または−SO3H基の官能基内のHをアルカリ金属また
はアルカリ土類金属と置換した単分子膜を形成する。
して製造する。まず、前記基材、例えばガラスを用意し
、その表面にクロロシリル基を分子末端に含む物質、た
とえばA−(B)l −SiXq Cl3−q (ただ
し、Aはブロモ基、ヨード基、シアノ基、チオシアノ基
、クロロシリル基、またはエステル結合から選ばれる少
なくとも一つの官能基、qは0または1または2、lは
30以下の自然数、Bは含む官能基)を混ぜた非水系溶
媒に接触させ、前記基材表面の水酸基と前記クロロシリ
ル基を分子末端に含む物質のクロロシリル基とを反応さ
せて、前記物質を前記表面に析出させる工程と、非水系
有機溶媒を用い前記基材表面上に残った余分なクロロシ
リル基を複数個含む物質を洗浄除去した後、前記物質の
ブロモ基、ヨード基、シアノ基、チオシアノ基、クロロ
シリル基、またはエステル結合から選ばれる少なくとも
一つの官能基を化学反応させて−OH、−COOH、−
NH2 、−N+ R3 X− (Xはハロゲン原子を
示す)、−NO2 、または−SO3 H基から選ばれ
る少なくとも一つの官能基に変換させる工程とにより化
学吸着単分子膜を基材表面に形成する。あるいは、−C
OOH、または−SO3 H基に変換後、−COOH、
または−SO3H基の官能基内のHをアルカリ金属また
はアルカリ土類金属と置換した単分子膜を形成する。
【0012】以下、本発明に関する防曇を目的とした親
水性を有する化学吸着膜の作製には、単分子膜に防曇効
果を有する官能基として−OH、−COOH、−NH2
、−N+ R3 X− (Rはアルキル基、Xはハロ
ゲン原子を示す)、−NO2 、または−SO3 H基
等を導入する方法があるが、以下順に説明する。 実施例1(−OH基の導入) まず、加工の終了した鏡用ガラス11を用意し(図1(
a))、有機溶媒で洗浄した後、表面をエステル結合(
R−CO−OCH2 −(Rは官能基))を含む官能基
及びクロロシラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、
例えば、CH3 OOC(CH2 )7 SiCl3
を用い、2wt%程度の濃度で溶かした80wt%n−
ヘキサデカン(トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル
でもよい)、12wt%四塩化炭素、8wt%クロロホ
ルム溶液を調整し、前記鏡用ガラス表面を5時間程度浸
漬すると、鏡用ガラス表面には水酸基12が多数含まれ
ているので、エステル結合及びクロロシラン基を含む物
質のSiCl基と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ
鏡用ガラスの表面全面に亘り、下記(化1)に示す結合
が生成され、エステル結合を含む単分子膜13が鏡用ガ
ラス表面と化学結合した状態でおよそ20オングストロ
ームの膜厚で形成できた(図1(b))。
水性を有する化学吸着膜の作製には、単分子膜に防曇効
果を有する官能基として−OH、−COOH、−NH2
、−N+ R3 X− (Rはアルキル基、Xはハロ
ゲン原子を示す)、−NO2 、または−SO3 H基
等を導入する方法があるが、以下順に説明する。 実施例1(−OH基の導入) まず、加工の終了した鏡用ガラス11を用意し(図1(
a))、有機溶媒で洗浄した後、表面をエステル結合(
R−CO−OCH2 −(Rは官能基))を含む官能基
及びクロロシラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、
例えば、CH3 OOC(CH2 )7 SiCl3
を用い、2wt%程度の濃度で溶かした80wt%n−
ヘキサデカン(トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル
でもよい)、12wt%四塩化炭素、8wt%クロロホ
ルム溶液を調整し、前記鏡用ガラス表面を5時間程度浸
漬すると、鏡用ガラス表面には水酸基12が多数含まれ
ているので、エステル結合及びクロロシラン基を含む物
質のSiCl基と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ
鏡用ガラスの表面全面に亘り、下記(化1)に示す結合
が生成され、エステル結合を含む単分子膜13が鏡用ガ
ラス表面と化学結合した状態でおよそ20オングストロ
ームの膜厚で形成できた(図1(b))。
【0013】
【化1】
【0014】次に、この鏡用ガラス表面を数wt%のリ
チウムアルミニウムハイドライド(LiAlH4 )を
含むエーテル溶液中で室温下で20分反応させて、末端
に親水性の水酸基に変換し、次の化学式で表わされる単
分子膜14を形成した(図1(c))。
チウムアルミニウムハイドライド(LiAlH4 )を
含むエーテル溶液中で室温下で20分反応させて、末端
に親水性の水酸基に変換し、次の化学式で表わされる単
分子膜14を形成した(図1(c))。
【0015】
【化2】
【0016】なお、この単分子膜14はきわめて強固に
鏡用ガラス表面に化学結合しているので全く剥離するこ
とがなかった。さらに、ここでアルカリ金属の有機化合
物、例えばLi(CH2 )3 CH3 (NaOCH
3 でもよい)を5wt%程度溶解したヘキサン溶液に
鏡用ガラス表面を浸漬すると
鏡用ガラス表面に化学結合しているので全く剥離するこ
とがなかった。さらに、ここでアルカリ金属の有機化合
物、例えばLi(CH2 )3 CH3 (NaOCH
3 でもよい)を5wt%程度溶解したヘキサン溶液に
鏡用ガラス表面を浸漬すると
【0017】
【化3】
【0018】で表わされるきわめて親水性の高い膜15
が形成できた(図1(d))。この単分子膜の水に対す
る濡れ角度はおよそ70度であり、空気中の水蒸気を吸
着し結露条件下でもガラス表面が曇ることはなかった。 なお、この実施例においては、反射層形成前のガラスに
吸着を行なったが、鏡面を形成した後本発明の化学吸着
膜を形成してもよい。 実施例2(−COOH基の導入) 例えば、ウインドガラス21を用意し(図2(a))、
よく洗浄した後、エステル結合(R−CO−OCH2
−(Rは官能基))をもつ官能基とクロロシラン基を含
む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えば、CH3 OOC
(CH2 )10SiCl3 を用い、2wt%程度の
濃度で溶かした80wt%n−ヘキサデカン(トルエン
、キシレン、ジシクロヘキシルでもよい)、12wt%
四塩化炭素、8wt%クロロホルム溶液を調整し、前記
ウインドガラスを5時間程度浸漬すると、ウインドガラ
ス表面には水酸基22が多数含まれているので、エステ
ル結合及びクロロシラン基を含む物質のSiCl基と前
記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ基板表面全面に亘り
、下記(化4)に示す結合が生成され、エステル結合を
含む単分子膜23がウインドガラス表面と化学結合した
状態でおよそ20オングストロームの膜厚で形成できた
(図2(b))。
が形成できた(図1(d))。この単分子膜の水に対す
る濡れ角度はおよそ70度であり、空気中の水蒸気を吸
着し結露条件下でもガラス表面が曇ることはなかった。 なお、この実施例においては、反射層形成前のガラスに
吸着を行なったが、鏡面を形成した後本発明の化学吸着
膜を形成してもよい。 実施例2(−COOH基の導入) 例えば、ウインドガラス21を用意し(図2(a))、
よく洗浄した後、エステル結合(R−CO−OCH2
−(Rは官能基))をもつ官能基とクロロシラン基を含
む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えば、CH3 OOC
(CH2 )10SiCl3 を用い、2wt%程度の
濃度で溶かした80wt%n−ヘキサデカン(トルエン
、キシレン、ジシクロヘキシルでもよい)、12wt%
四塩化炭素、8wt%クロロホルム溶液を調整し、前記
ウインドガラスを5時間程度浸漬すると、ウインドガラ
ス表面には水酸基22が多数含まれているので、エステ
ル結合及びクロロシラン基を含む物質のSiCl基と前
記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ基板表面全面に亘り
、下記(化4)に示す結合が生成され、エステル結合を
含む単分子膜23がウインドガラス表面と化学結合した
状態でおよそ20オングストロームの膜厚で形成できた
(図2(b))。
【0019】
【化4】
【0020】次に、この表面を塩酸(HCl)の36w
t%溶液中で65℃で30分反応させて、下記(化5)
に示すような末端に親水性のカルボキシル基を形成した
。
t%溶液中で65℃で30分反応させて、下記(化5)
に示すような末端に親水性のカルボキシル基を形成した
。
【0021】
【化5】
【0022】なお、この単分子膜24(図2(c))も
きわめて強固にウインドガラス表面に化学結合している
ので全く剥離することがなかった。また、この単分子膜
は空気中の水蒸気を吸着し、結露条件下でもガラス表面
が曇ることはなかった。さらに、ここでアルカリ金属や
アルカリ土類金属の有機化合物、例えばNaOH(別の
ものとしてCa(OH)2 でもよい)を1wt%程度
溶解した水溶液にウインドガラス表面を浸漬すると、下
記(化6)で表わされるきわめて親水性の高い単分子膜
25が形成できた(図2(d))。
きわめて強固にウインドガラス表面に化学結合している
ので全く剥離することがなかった。また、この単分子膜
は空気中の水蒸気を吸着し、結露条件下でもガラス表面
が曇ることはなかった。さらに、ここでアルカリ金属や
アルカリ土類金属の有機化合物、例えばNaOH(別の
ものとしてCa(OH)2 でもよい)を1wt%程度
溶解した水溶液にウインドガラス表面を浸漬すると、下
記(化6)で表わされるきわめて親水性の高い単分子膜
25が形成できた(図2(d))。
【0023】
【化6】
【0024】この単分子膜は水に対する濡れ角度が55
度であり、ウインドガラス表面にきわめて防曇効果の高
い単分子膜を形成できた。 実施例3(−NH2 基の導入) まず、組み立て前のウインドガラス31を用意し(図3
(a))、重クロム酸を含む水溶液で80℃で30分程
度洗浄し、その後水洗してシアノ基及びクロロシラン基
を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えば、NC(CH
2 )17SiCl3 を用い、1wt%程度の濃度で
溶かした80wt%n−ヘキサデカン(トルエン、キシ
レン、ジシクロヘキシルでもよい)、12wt%四塩化
炭素、8wt%クロロホルム溶液を調整し、前記ガラス
を2時間程度浸漬すると、ガラス表面には水酸基32が
多数含まれているので、シアノ基を含む物質のSiCl
基と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ表面全面に亘
り、下記(化7)に示す結合が生成され、シアノ基を含
む単分子膜33が表面と化学結合した状態で形成できた
(図3(b))。
度であり、ウインドガラス表面にきわめて防曇効果の高
い単分子膜を形成できた。 実施例3(−NH2 基の導入) まず、組み立て前のウインドガラス31を用意し(図3
(a))、重クロム酸を含む水溶液で80℃で30分程
度洗浄し、その後水洗してシアノ基及びクロロシラン基
を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えば、NC(CH
2 )17SiCl3 を用い、1wt%程度の濃度で
溶かした80wt%n−ヘキサデカン(トルエン、キシ
レン、ジシクロヘキシルでもよい)、12wt%四塩化
炭素、8wt%クロロホルム溶液を調整し、前記ガラス
を2時間程度浸漬すると、ガラス表面には水酸基32が
多数含まれているので、シアノ基を含む物質のSiCl
基と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ表面全面に亘
り、下記(化7)に示す結合が生成され、シアノ基を含
む単分子膜33が表面と化学結合した状態で形成できた
(図3(b))。
【0025】
【化7】
【0026】次に、リチウムアルミニウムハイドライド
の溶解したエーテル(10mg/ml)にガラスを浸漬
し、一晩反応させる。その後、溶液から取り出しエーテ
ル、続いてエーテルと同容量の10wt%の塩酸を加え
る。その後、さらにトリエチルアミン溶液に入れて、2
時間反応を行わせた後、クロロホルム溶液で洗浄すると
、下記(化8)で表わせる防曇効果の高い単分子膜を得
た。なお、この単分子膜33(図3(c))もきわめて
強固にガラス表面に化学結合しているので全く剥離する
ことがなかった。
の溶解したエーテル(10mg/ml)にガラスを浸漬
し、一晩反応させる。その後、溶液から取り出しエーテ
ル、続いてエーテルと同容量の10wt%の塩酸を加え
る。その後、さらにトリエチルアミン溶液に入れて、2
時間反応を行わせた後、クロロホルム溶液で洗浄すると
、下記(化8)で表わせる防曇効果の高い単分子膜を得
た。なお、この単分子膜33(図3(c))もきわめて
強固にガラス表面に化学結合しているので全く剥離する
ことがなかった。
【0027】
【化8】
【0028】また、他の−NH2 基の導入実施例とし
て、次のようなものがある。まず、ガラスよく水洗浄し
た後、ブロモ基またはヨード基とクロロシラン基を含む
物質を混ぜた非水系の溶媒、例えばBr(CH2 )1
7SiCl3 を用い、1wt%程度の濃度で溶かした
80wt%n−ヘキサデカン(トルエン、キシレン、ジ
シクロヘキシルでもよい)、12wt%四塩化炭素、8
wt%クロロホルム溶液を調整し、前記ガラスを2時間
程度浸漬すると、表面には水酸基が多数含まれているの
で、ブロモ基を含む物質のSiCl基と前記水酸基が反
応し脱塩酸反応が生じ表面全面に亘り、下記(化9)に
示す結合が生成され、ブロモ基を含む単分子膜が表面と
化学結合した状態で形成できた。
て、次のようなものがある。まず、ガラスよく水洗浄し
た後、ブロモ基またはヨード基とクロロシラン基を含む
物質を混ぜた非水系の溶媒、例えばBr(CH2 )1
7SiCl3 を用い、1wt%程度の濃度で溶かした
80wt%n−ヘキサデカン(トルエン、キシレン、ジ
シクロヘキシルでもよい)、12wt%四塩化炭素、8
wt%クロロホルム溶液を調整し、前記ガラスを2時間
程度浸漬すると、表面には水酸基が多数含まれているの
で、ブロモ基を含む物質のSiCl基と前記水酸基が反
応し脱塩酸反応が生じ表面全面に亘り、下記(化9)に
示す結合が生成され、ブロモ基を含む単分子膜が表面と
化学結合した状態で形成できた。
【0029】
【化9】
【0030】次に、ナトリウムアミドの溶解したN,N
ジメチルホルムアミド溶液(8mg/ml)にガラスを
入れ一晩反応を行わせと、下記(化10)で表わせる単
分子膜を得た。
ジメチルホルムアミド溶液(8mg/ml)にガラスを
入れ一晩反応を行わせと、下記(化10)で表わせる単
分子膜を得た。
【0031】
【化10】
【0032】さらに、リチウムアルミニウムハイドライ
ドの溶解したエーテル(10mg/ml)にガラスを浸
漬し、一晩反応させた後取り出し、空の容器に入れて、
エーテル、続いてエーテルと同容量の10wt%の塩酸
を加える。その後トリエチルアミン溶液に入れて、2時
間反応を行わせた後、クロロホルム溶液で洗浄すると、
下記(化11)で表わせる水に対する濡れ角度が65度
の防曇性の単分子膜を得た。
ドの溶解したエーテル(10mg/ml)にガラスを浸
漬し、一晩反応させた後取り出し、空の容器に入れて、
エーテル、続いてエーテルと同容量の10wt%の塩酸
を加える。その後トリエチルアミン溶液に入れて、2時
間反応を行わせた後、クロロホルム溶液で洗浄すると、
下記(化11)で表わせる水に対する濡れ角度が65度
の防曇性の単分子膜を得た。
【0033】
【化11】
【0034】なお、この単分子膜もきわめて強固にガラ
ス表面に化学結合しているので全く剥離することがなか
った。 実施例4(−N+ R3 X− 基(Xはハロゲン原子
を示す)の導入) まず、プラスチック製レンズ41(例えば、ポリカーボ
ネイト樹脂やアクリル樹脂の場合には、酸素を含む雰囲
気中で300W20分程度のプラズマ処理を行なうか、
重クロム酸混液で80℃で30分程度を処理して表面に
少しOH基を形成できた。)を用意し(図4(a))、
有機溶媒で洗浄した後、一端にクロロシラン基及び他の
一端にもクロロシラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶
媒、例えば、SiCl4 を用い、2wt%程度の濃度
で溶かした(トルエン、キシレン、ジシクロヘキシルで
もよい)溶液を調整し、前記レンズ基材表面41を1時
間程度浸漬し、その後フレオン系溶剤で洗浄しさらに水
洗すると、レンズ基材表面には水酸基が多少含まれてい
るので、表面に(HO)3 SiO−が形成されて、表
面に水酸基42が並んだ状態で多数形成される。
ス表面に化学結合しているので全く剥離することがなか
った。 実施例4(−N+ R3 X− 基(Xはハロゲン原子
を示す)の導入) まず、プラスチック製レンズ41(例えば、ポリカーボ
ネイト樹脂やアクリル樹脂の場合には、酸素を含む雰囲
気中で300W20分程度のプラズマ処理を行なうか、
重クロム酸混液で80℃で30分程度を処理して表面に
少しOH基を形成できた。)を用意し(図4(a))、
有機溶媒で洗浄した後、一端にクロロシラン基及び他の
一端にもクロロシラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶
媒、例えば、SiCl4 を用い、2wt%程度の濃度
で溶かした(トルエン、キシレン、ジシクロヘキシルで
もよい)溶液を調整し、前記レンズ基材表面41を1時
間程度浸漬し、その後フレオン系溶剤で洗浄しさらに水
洗すると、レンズ基材表面には水酸基が多少含まれてい
るので、表面に(HO)3 SiO−が形成されて、表
面に水酸基42が並んだ状態で多数形成される。
【0035】そこで、一端にクロロシラン基及び他の一
端にもクロロシラン基を含む物質を含む物質を混ぜた非
水系の溶媒、例えば、ClSi(CH3 )2 (CH
2 )10SiCl3 を用い、2wt%程度の濃度で
溶かした80wt%n−ヘキサデカン(トルエン、キシ
レン、ジシクロヘキシルでもよい)、12wt%四塩化
炭素、8wt%クロロホルム溶液を調整し、前記レンズ
基材表面41を5時間程度浸漬すると、レンズ表面には
水酸基42が多数含まれているので、一端のSiCl基
と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ、下記(化12
)に示すような結合が生成され、クロロシラン基を含む
単分子膜43が基材表面と化学結合した状態で形成でき
る(図4(b))。
端にもクロロシラン基を含む物質を含む物質を混ぜた非
水系の溶媒、例えば、ClSi(CH3 )2 (CH
2 )10SiCl3 を用い、2wt%程度の濃度で
溶かした80wt%n−ヘキサデカン(トルエン、キシ
レン、ジシクロヘキシルでもよい)、12wt%四塩化
炭素、8wt%クロロホルム溶液を調整し、前記レンズ
基材表面41を5時間程度浸漬すると、レンズ表面には
水酸基42が多数含まれているので、一端のSiCl基
と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ、下記(化12
)に示すような結合が生成され、クロロシラン基を含む
単分子膜43が基材表面と化学結合した状態で形成でき
る(図4(b))。
【0036】
【化12】
【0037】そこで10wt%(CH3 )2 NC2
H4 OHのクロロホルム溶液に基材を浸漬し脱塩酸
反応を生じさせた後、クロロホルムで洗浄すると、下記
(化13)で表わせる単分子膜44が得られた(図4(
c))。
H4 OHのクロロホルム溶液に基材を浸漬し脱塩酸
反応を生じさせた後、クロロホルムで洗浄すると、下記
(化13)で表わせる単分子膜44が得られた(図4(
c))。
【0038】
【化13】
【0039】そこで、さらにハロゲン原子としてヨウ素
を含むCH3 Iを溶解させたクロロホルム溶液に浸漬
し2時間還流すると、下記(化14)で示される4級ア
ミノ基を表面に有するきわめて親水性の高い単分子膜4
5が得られた(図4(d))。
を含むCH3 Iを溶解させたクロロホルム溶液に浸漬
し2時間還流すると、下記(化14)で示される4級ア
ミノ基を表面に有するきわめて親水性の高い単分子膜4
5が得られた(図4(d))。
【0040】
【化14】
【0041】また、この単分子膜は水に対する濡れ角度
が50度のきわめて防曇効果の高いものであった。 実施例5(−NO2 基の導入) まず、ガラス基材51を用意し(図5(a))、有機溶
媒で洗浄した後、ブロモあるいはヨード基及びクロロシ
ラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えば、下記
(化15)に示す化合物を用いた。
が50度のきわめて防曇効果の高いものであった。 実施例5(−NO2 基の導入) まず、ガラス基材51を用意し(図5(a))、有機溶
媒で洗浄した後、ブロモあるいはヨード基及びクロロシ
ラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えば、下記
(化15)に示す化合物を用いた。
【0042】
【化15】
【0043】前記化合物を2wt%程度の濃度で溶かし
た80wt%n−ヘキサデカン(トルエン、キシレン、
ジシクロヘキシルでもよい)、12wt%四塩化炭素、
8wt%クロロホルム溶液を調整し、前記ガラス基材表
面51を5時間程度浸漬すると、基材表面には水酸基が
多数含まれているので、ブロモ基を含む物質のSiCl
基と前記水酸基52が反応し脱塩酸反応が生じ基材表面
全体に亘り、下記(化6)に示す結合が生成され、ブロ
モ基を含む単分子膜53が基材表面と化学結合した状態
でおよそ25オングストロームの膜厚で形成できた(図
5(b))。
た80wt%n−ヘキサデカン(トルエン、キシレン、
ジシクロヘキシルでもよい)、12wt%四塩化炭素、
8wt%クロロホルム溶液を調整し、前記ガラス基材表
面51を5時間程度浸漬すると、基材表面には水酸基が
多数含まれているので、ブロモ基を含む物質のSiCl
基と前記水酸基52が反応し脱塩酸反応が生じ基材表面
全体に亘り、下記(化6)に示す結合が生成され、ブロ
モ基を含む単分子膜53が基材表面と化学結合した状態
でおよそ25オングストロームの膜厚で形成できた(図
5(b))。
【0044】
【化16】
【0045】次に、このガラス基材表面を5wt%Ag
NO3 を含むアルカリ性水溶液中で80℃、2時間反
応させると、下記(化17)で示される防曇性の単分子
膜54(図5(c))が得られた。
NO3 を含むアルカリ性水溶液中で80℃、2時間反
応させると、下記(化17)で示される防曇性の単分子
膜54(図5(c))が得られた。
【0046】
【化17】
【0047】この単分子膜も水に対する濡れ角度は70
度であり、空気中の水蒸気を吸着し、結露条件下でもガ
ラス表面が曇ることはなかった。 実施例6(−SO3 H基の導入) まず、眼鏡レンズ61を用意し(図6(a))、有機溶
媒で洗浄した後、チオシアノ基(−SCN)及びクロロ
シラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、たとえば、
NCS(CH2 )10SiCl3 を用い、2wt%
程度の濃度で溶かした80wt%n−ヘキサデカン(ト
ルエン、キシレン、ジシクロヘキシルでもよい)、12
wt%四塩化炭素、8wt%クロロホルム溶液を調整し
、前記レンズ基材表面61を5時間程度浸漬すると、基
材表面には水酸基62が多数含まれているので、チオシ
アノ基及びクロロシラン基を含む物質のSiCl基と前
記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ基材表面に亘り、下
記(化18)に示す結合が生成され、チオシアノ基を含
む単分子膜63がレンズ基材の表面と化学結合した状態
でおよそ25オングストロームの膜厚で形成できた(図
6(b))。
度であり、空気中の水蒸気を吸着し、結露条件下でもガ
ラス表面が曇ることはなかった。 実施例6(−SO3 H基の導入) まず、眼鏡レンズ61を用意し(図6(a))、有機溶
媒で洗浄した後、チオシアノ基(−SCN)及びクロロ
シラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、たとえば、
NCS(CH2 )10SiCl3 を用い、2wt%
程度の濃度で溶かした80wt%n−ヘキサデカン(ト
ルエン、キシレン、ジシクロヘキシルでもよい)、12
wt%四塩化炭素、8wt%クロロホルム溶液を調整し
、前記レンズ基材表面61を5時間程度浸漬すると、基
材表面には水酸基62が多数含まれているので、チオシ
アノ基及びクロロシラン基を含む物質のSiCl基と前
記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ基材表面に亘り、下
記(化18)に示す結合が生成され、チオシアノ基を含
む単分子膜63がレンズ基材の表面と化学結合した状態
でおよそ25オングストロームの膜厚で形成できた(図
6(b))。
【0048】
【化18】
【0049】次に、リチウムアルミニウムハイドライド
の溶解したエーテル(10mg/ml)に基材を入れ、
4時間反応させると、下記(化19)で示される防曇性
の単分子膜64(図6(c))が得られた。
の溶解したエーテル(10mg/ml)に基材を入れ、
4時間反応させると、下記(化19)で示される防曇性
の単分子膜64(図6(c))が得られた。
【0050】
【化19】
【0051】次に、10wt%の過酸化水素水と10w
t%の酢酸が容量比で1対5の混合溶液中に入れ、40
℃から50℃の間で30分反応させると、下記(化20
)で示される防曇効果の高い単分子膜65(図6(d)
が得られた。
t%の酢酸が容量比で1対5の混合溶液中に入れ、40
℃から50℃の間で30分反応させると、下記(化20
)で示される防曇効果の高い単分子膜65(図6(d)
が得られた。
【0052】
【化20】
【0053】さらに、ここでアルカリ金属やアルカリ土
類金属の有機化合物、例えばNaOH(別のものとして
Ca(OH)2 でもよい)を2wt%程度溶解した水
溶液にレンズ基材を浸漬すると、下記(化21)で表わ
されるきわめて防曇効果の大きな膜66が形成できた(
図6(e))。
類金属の有機化合物、例えばNaOH(別のものとして
Ca(OH)2 でもよい)を2wt%程度溶解した水
溶液にレンズ基材を浸漬すると、下記(化21)で表わ
されるきわめて防曇効果の大きな膜66が形成できた(
図6(e))。
【0054】
【化21】
なお、この膜の水に対する濡れ角度は、およそ45度で
あった。
あった。
【0055】
【発明の効果】以上述べてきたように、本願発明の方法
を用いれば、防曇を目的とした親水性官能基がガラスな
どの基材表面に化学吸着された分子を介して化学結合で
固定された基材を作製できる。従って、たとえ表面で結
露が生じても、水滴は基材表面を濡らし表面全面に広が
る。また、この膜は、化学結合で表面に固定されている
ため、傷ついたり剥離することもない。しかも、この単
分子膜は、膜厚がナノメーターレベルであるため、基材
の透明度を劣化させるおそれも無い。従って、基材の光
学的性能を妨げることなく表面の曇を排除できる効果が
ある。
を用いれば、防曇を目的とした親水性官能基がガラスな
どの基材表面に化学吸着された分子を介して化学結合で
固定された基材を作製できる。従って、たとえ表面で結
露が生じても、水滴は基材表面を濡らし表面全面に広が
る。また、この膜は、化学結合で表面に固定されている
ため、傷ついたり剥離することもない。しかも、この単
分子膜は、膜厚がナノメーターレベルであるため、基材
の透明度を劣化させるおそれも無い。従って、基材の光
学的性能を妨げることなく表面の曇を排除できる効果が
ある。
【図1】本発明の第1の実施例である鏡用ガラス表面に
防曇性単分子薄膜を形成する工程を説明するために、ガ
ラス表面を分子レベルまで拡大した工程断面図である。
防曇性単分子薄膜を形成する工程を説明するために、ガ
ラス表面を分子レベルまで拡大した工程断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例であるウインドガラス表
面に防曇性単分子薄膜を形成する工程を説明するために
、ガラス表面を分子レベルまで拡大した工程断面図であ
る。
面に防曇性単分子薄膜を形成する工程を説明するために
、ガラス表面を分子レベルまで拡大した工程断面図であ
る。
【図3】本発明の第3の実施例であるウインドガラスに
防曇性性単分子薄膜を形成する工程を説明するために、
ガラス表面を分子レベルまで拡大した工程断面図である
。
防曇性性単分子薄膜を形成する工程を説明するために、
ガラス表面を分子レベルまで拡大した工程断面図である
。
【図4】本発明の第4の実施例であるプラスチック製レ
ンズ表面に防曇性単分子薄膜を形成する工程を説明する
ために、レンズ表面を分子レベルまで拡大した工程断面
図である。
ンズ表面に防曇性単分子薄膜を形成する工程を説明する
ために、レンズ表面を分子レベルまで拡大した工程断面
図である。
【図5】本発明の第5の実施例であるガラス表面に防曇
性単分子薄膜を形成する工程を説明するために、ガラス
表面を分子レベルまで拡大した工程断面図である。
性単分子薄膜を形成する工程を説明するために、ガラス
表面を分子レベルまで拡大した工程断面図である。
【図6】本発明の第6の実施例である眼鏡レンズ表面に
防曇性単分子薄膜を形成する工程を説明するために、レ
ンズ表面を分子レベルまで拡大した工程断面図である。
防曇性単分子薄膜を形成する工程を説明するために、レ
ンズ表面を分子レベルまで拡大した工程断面図である。
11 鏡用ガラス
21、31、51 ガラス
41 プラスチックレンズ
61 眼鏡レンズ
12、22、32、42、52、62 水酸基1
3、14、15、23、24、25、33、34、43
、44、45、53、54、63、64、65、66
単分子膜
3、14、15、23、24、25、33、34、43
、44、45、53、54、63、64、65、66
単分子膜
Claims (3)
- 【請求項1】 基材表面に化学吸着単分子膜を設けた
光学材料であって、前記単分子膜は親水性基を含む直鎖
状分子をシロキサン結合を介して化学結合させたコ−テ
ィング膜を設けたことを特徴とする防曇基材。 - 【請求項2】 親水性基が−OH、−COOH、−N
H2 、−N+ R3 X− (Rはアルキル基、Xは
ハロゲン原子を示す)、−NO2 、または−SO3
H基から選ばれる少なくとも1つの官能基である請求項
1記載の防曇基材。 - 【請求項3】 −COOH、または−SO3 H基の
Hがアルカリ金属またはアルカリ土類金属で置換されて
いる請求項2記載の防曇基材。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09890691A JP3273617B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 光学防曇基材 |
| EP19920107319 EP0511657B1 (en) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophilic chemically adsorbed film and method of manufacturing the same |
| EP19970110150 EP0799688B1 (en) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophilic chemically adsorbed film & method of manufacturing the same |
| DE69228143T DE69228143T2 (de) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophiler chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE69232804T DE69232804T2 (de) | 1991-04-30 | 1992-04-29 | Hydrophiler chemisch adsorbierter Film und Verfahren zu dessen Herstellung |
| KR1019920007354A KR960014112B1 (ko) | 1991-04-30 | 1992-04-30 | 친수성화학흡착막 및-그 제조방법- |
| US08/250,943 US5466523A (en) | 1991-04-30 | 1994-05-31 | Hydrophilic chemically adsorbed film |
| US08/443,328 US5614263A (en) | 1991-04-30 | 1995-05-17 | Hydropillic chemically adsorbed film and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09890691A JP3273617B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 光学防曇基材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04328701A true JPH04328701A (ja) | 1992-11-17 |
| JP3273617B2 JP3273617B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=14232176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09890691A Expired - Lifetime JP3273617B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 光学防曇基材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3273617B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0689962A3 (en) * | 1994-06-29 | 1997-01-15 | Murakami Kaimeido Kk | Vehicle mirror |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3416217B2 (ja) | 1992-11-12 | 2003-06-16 | 松下電器産業株式会社 | 親水性薄膜及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP09890691A patent/JP3273617B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0689962A3 (en) * | 1994-06-29 | 1997-01-15 | Murakami Kaimeido Kk | Vehicle mirror |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3273617B2 (ja) | 2002-04-08 |
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