(57)【要約】【課題】    光学器材の表面に、耐久性及び光透過性を損なうことなく優れた帯電防止効果を有する薄層を簡易に形成できる光学器材用液剤、該液剤を使用した光学器材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】酸化ニオブを含有する光学器材用液剤であって、前記酸化ニオブの動的光散乱法による平均粒径が１〜１００ｎｍである光学器材用液剤である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ニオブを含有する光学器材用液剤であって、前記酸化ニオブの動的光散乱法による平均粒径が１〜１００ｎｍである光学器材用液剤。
【請求項２】
請求項１記載の光学器材用液剤を塗布する工程を有する光学器材の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法により製造された光学器材であって、光学器材用液剤の塗布により形成される膜のヘイズ値が０〜５％である光学器材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡用レンズ、カメラ用レンズ、ＣＲＴ用フィルター、光記録用基体などの光学器材のコーティング剤として好適な光学器材用液剤、該液剤を使用する光学器材、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化ニオブは、従来から、セラミックス原料、電子材料等に使用されており、光学器材用としては、近年、蒸着組成物の成分として応用することが報告されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０５３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、光学器材の表面に、耐久性及び光透過性を損なうことなく優れた帯電防止効果を有する薄層を簡易に形成できる光学器材用液剤、該液剤を使用した光学器材、及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、酸化ニオブを含有する光学器材用液剤であって、前記酸化ニオブの動的光散乱法による平均粒径が１〜１００ｎｍである光学器材用液剤、該液剤を塗布する工程を有する光学器材の製造方法、及び上記製造方法により製造された光学器材に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の光学器材用液剤により、光学系器材の表面に、耐久性及び光透過性を損なうことなく帯電防止効果に優れた薄層を形成でき、また、該薄層を有する光学器材の簡易な製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、酸化ニオブが、光学器材に用いられている金属酸化物の中では、相対的に高い導電性を有する点に着目し、酸化ニオブ粒子を分散した分散液を使用し、これを光学器材にコーティングする方法により、その表面に、耐久性及び光透過性を損なうことなく帯電防止効果に優れた薄層を簡易に形成しうることを見出したものである。
【０００８】
本発明に係る酸化ニオブの平均粒径は、動的光散乱法により測定され、１〜１００ｎｍの範囲にあり、良好な光透過性を確保し帯電防止性を向上する観点から、好ましくは２〜５０ｎｍ、更に好ましくは２〜２０ｎｍ、特に好ましくは２〜１０ｎｍの範囲である。
【０００９】
上記動的光散乱法による平均粒径は、以下の条件で測定する。
（１）測定機
HORIBA LB-500,Dynamic Light Scattering Particle Size Analyzer（堀場製作所社製）を使用する。
（２）酸化ニオブ懸濁液の調製
イオン交換水中に酸化ニオブが分散した懸濁液であって、酸化ニオブの濃度が、前記測定機で測定されるサンプル濃度相当の表示値が０．０１〜１６Ｖである酸化ニオブ懸濁液を超音波により分散させたものを調整液とする。
【００１０】
（３）測定条件
屈折率：酸化ニオブの屈折率を２．３３、水の屈折率を1.３３３、エタノールの屈折率を１.３６１として入力した。
データ取り込み回数：６４回
粒子径基準：体積中位粒径（Ｄ５０）を本発明の動的光散乱法による平均粒径とする
【００１１】
酸化ニオブには一酸化ニオブ（ＮｂＯ）、二酸化ニオブ（ＮｂＯ2）、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）等があるが、本発明においては、透明性の要求される光学器材用途という観点から、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）が好ましい。
【００１２】
本発明の光学器材用液剤には、上記酸化ニオブ以外に酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化鉄、酸化珪素、酸化チタン等の無機微粒子を１種または２種以上含有してもよい。また、分散剤として非イオン界面活性剤等を１種または２種以上含有してもよい。非イオン性界面活性剤としては、酸化ニオブに金属不純物を残留させないために、金属成分を含まない界面活性剤が好ましい。非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体等を挙げることができる。
【００１３】
光学器材用液剤中の固形分に占める酸化ニオブの割合については特に制限はないが、酸化ニオブ由来の高屈折率や耐久性を得る観点から好ましくは９５重量％以上、更に好ましくは９８重量％以上、特に好ましくは９９重量％以上である。
【００１４】
上記光学器材用液剤中の固形分の含有量について特に制限はないが、含有量が低すぎる場合は作業効率および経済性が低く、高すぎる場合は保存安定性が悪化したり粘度上昇により作業性が悪化することなどから、上記固形分含有量としては、液剤中、好ましくは１〜５０重量％、更に好ましくは２〜４０重量％、特に好ましくは５〜３０重量％である。
【００１５】
本発明の光学器材用液剤の分散媒としては、水及び／又は有機溶剤の１種または２種以上を用いることができる。本発明においては、水、又はこれと水混和性の有機溶剤１種または２種以上とからなる水系媒体を用いることが好ましく、特に、イオン交換水等の水を用いることが好ましい。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、モノエチレングリコールなどが用いられる。上記分散媒は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。
【００１６】
酸化ニオブが分散した分散液は、公知の方法を用いて製造することができるが、例えば、特開平６−３２１５４３号公報に開示される、活性な水酸化ニオブ化合物を使用し、ニオブ化合物としゅう酸とを特定の割合で反応させることによって得られる分散液が好ましく、更に、活性な水酸化ニオブ化合物（五酸化ニオブの水和物）に、（ＨＣＯＯ）2／Ｎｂ2Ｏ5モル比を０．９〜２．０の範囲となるようにしゅう酸を加え、温度９０℃以上で４時間以上の加熱反応を行って得られる分散液が好ましい。
【００１７】
上記分散液は、そのまま用いてもよいが、電解質が夾雑している場合は電解質を除去してから使用することが好ましい。電解質の除去は、イオン交換や限外濾過および電気透析等により行うことができる。
水性分散液からオルガノ分散液への変換は、該分散液の分散媒を、常法に従い、水から有機溶媒に置換することで行われ、その場合の有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アセトン、モノエチレングリコールなどが使用可能である。
【００１８】
本発明の光学器材用液剤には、必要に応じ、硬化剤を、種々の基材、例えばレンズとの屈折率をあわせるために微粒子金属酸化物を、また塗布時における濡れ性を向上させ、硬化膜の平滑性を向上させる目的で各種の有機溶剤や界面活性剤を含有させることもできる。さらに、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等も含有させることができる。
【００１９】
上記硬化剤としては、例えば、アリルアミン、エチルアミンなどのアミン類、ルイス酸やルイス塩基を含む各種酸や塩基、例えば有機カルボン酸、クロム酸、次亜塩素酸、ホウ酸、過塩素酸、臭素酸、亜セレン酸、チオ硫酸、オルトケイ酸、チオシアン酸、亜硝酸、アルミン酸、炭酸などを有する塩または金属塩、さらにアルミニウム、ジルコニウム、チタニウムを有する金属アルコキシドまたはこれらの金属キレート化合物などが挙げられる。
【００２０】
また、微粒子状金属酸化物としては、従来公知のもの、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化セリウム、酸化鉄などの微粒子がいずれも用いられる。
【００２１】
本発明の光学器材用液剤の硬化は、前記硬化剤を使用する場合、通常熱風乾燥または活性エネルギー線照射によって行われ、硬化条件としては、７０〜２００℃の熱風中にて行うのが好ましく、特に９０〜１５０℃で行うことが好ましい。なお活性エネルギー線としては遠赤外線などが好ましく用いられ、熱による損傷を低く抑えることができる。
【００２２】
光学器材の基材上に酸化ニオブを含有する薄層を形成する方法としては、上述した本発明の光学器材用液剤を基材に塗布する方法が挙げられる。塗布手段としてはディッピング法、スピンコーティング法、スプレー法など通常行われる方法がいずれも適用できるが、面精度の面からディッピング法、又はスピンコーティング法が特に望ましい。
【００２３】
上記塗布膜は、一層であっても多層からなるものであってもよいが、本発明においては、薄層の耐久性の観点から多層であることが好ましい。得られる薄層は、光透過性や耐久性などの観点から、全体で２〜１０層からなることが好ましい。
【００２４】
さらに上述した光学器材用液剤からなるコーティング組成物を基材に塗布する前に、基材に酸、アルカリ、各種有機溶剤による化学的処理、プラズマ、紫外線などによる物理的処理、各種洗剤を用いる洗剤処理、サンドブラスト処理、更には各種樹脂を用いたプライマー処理を施すことができ、これにより、基材と硬化膜との密着性などを向上させることができる。
【００２５】
得られる薄層は、その透明度がヘイズ値で０〜５％の膜であることが好ましく、透明性の観点からヘイズ値は０〜２％がより好ましく、０〜１％が更に好ましく、０〜０．５％が特に好ましい。
本発明の光学器材用液剤を用いてなる硬化被膜を有する光学部材は、眼鏡レンズの他、カメラ用レンズ、自動車の窓ガラス、ワードプロセッサーのディスプレイに付設する光学フィルタなどに使用することができる。
【実施例】
【００２６】
製造例１
酸化ニオブ（スタルク社製）４００ｇを、フッ化水素酸（ＨＦ１０％）４．２Ｌに溶解した。この溶液をアンモニア水（ＮＨ3１５％）２．８Ｌに６０分間で添加した後、フィルタープレスでろ過、洗浄し、酸化ニオブが分散されたスラリーを得た。この活性な酸化ニオブのスラリーの組成分析を行った結果、Ｎｂ2Ｏ5は２５．０％であった。この酸化ニオブスラリー４００ｇに、（ＨＣＯＯ）2／Ｎｂ2Ｏ5モル比が１．２となるようにしゅう酸二水和物（関東化学製試薬）５７ｇを添加し、次いで水を添加して全量１ｋｇとした。この溶液を攪拌しながら還流条件下９５℃で８時間の熟成を行った。スラリー液は均一な分散液状態を呈していた。動的光散乱法よるＤ５０は１０ｎｍであった。
【００２７】
実施例１
製造例１で得たＤ５０が１０ｎｍの酸化ニオブ分散液（２０重量％）をコーティング液として用い、表面の汚れを２−プロパノールで充分洗浄したマイクロスライドガラス（ＭＡＴＳＵＮＡＭＩ社製、タテ×ヨコ×厚さ＝７６ｍｍ×５２ｍｍ×１．３ｍｍ）をディップコーターに装着し、その分散液にスライドガラスを４０ｃｍ／ｍｉｎ．で全面を浸漬し、１０秒間静置したのち、４０ｃｍ／ｍｉｎ．で引き上げた。次いで、２００℃で２時間乾燥した後、下記の方法で鉛筆硬度、耐擦傷性、密着性、透明性、帯電防止能をそれぞれ評価した。
その結果、鉛筆硬度：６Ｈ、耐擦傷性：Ａ、密着性：良好、透明度：１％（ヘイズ値）、帯電防止能：帯電防止効果有り（表面抵抗値：1×１０11Ω/sq）のコート膜が得られた。
【００２８】
比較例１
分散液に酸化チタンゾル（Ｍ６、多木化学製、Ｄ５０が１０ｎｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にしてコート膜を得た。
得られたコート膜を実施例１と同様に評価したところ、鉛筆硬度：２Ｈ、耐擦傷性：Ｂ、密着性：良好、透明度：１％（ヘイズ値）、帯電防止能：帯電防止効果なし（表面抵抗値：1×１０14Ω/sq）であった。
【００２９】
（１）帯電防止能
表面抵抗計（横河ヒューレットパッカード社製、ハイレジスタンスメーターＡ−３９２１型）で、塗布膜の表面抵抗を測定し、以下の基準で判定した。
表面抵抗が１０12Ω/sq以上：帯電防止効果なし
表面抵抗が１０12Ω/sq以下：帯電防止効果有り
（２）鉛筆硬度試験法
ＪＩＳ  Ｋ−５４００に従い、傷の付かない最高の鉛筆硬度で示した。
【００３０】
（３）耐擦傷性試験法（スチールウール）
＃００００のスチールウールにより表面を擦り、以下の基準で判定した。
Ａ：ほとんど傷が付かない
Ｂ：少しの傷が付く
Ｃ：多くの傷が付く
（４）密着性（クロスカット法／碁盤目試験）
塗布面に１ｍｍの基材に達する碁盤目を塗膜の上から新品のカッターナイフで１００個入れ、セロハン粘着テープ（ニチバン製）を強く貼り付けた後、急速に剥がし、残った碁盤目の数で評価した。塗膜に剥離が起こらなければ良好として、剥離の発生するものは不良とした。
（５）透明性
膜の透明性は、ヘイズメーター（村上色材研究所製、反射透過計ＨＲ−１００）を用いてヘイズ値（％）により評価した。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、眼鏡用レンズ、カメラ用レンズ、ＣＲＴ用フィルター、光記録用基体などの光学器材に好適に適用することができる。