(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空蒸着法によってロール状被処理基材の表面に防汚性薄膜を形成する防汚性薄膜の製造方法であって、
下記の化学式１で表されるフッ素材料もしくは下記の化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンからなる防汚性材料をロール状被処理基材の表面に真空蒸着した後、ロール状被処理基材をロール状のままエージング処理をし、且つ、
前記真空蒸着にてロール状被処理基材を巻取る際に、被処理基材間に間隙を設けるためのリボンを被処理基材の両端部に挟持して巻取ることを特徴とする防汚性薄膜の製造方法。
Ｒｆ−ＯＨ      ・・・化学式１
（Ｒｆ：数平均分子量５００〜１００００のフッ素を有する置換基）
ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ（ＣＨ２）ｍＳｉ（ＮＨ）１．５      ・・・化学式２
（ｎは正の整数、ｍは０以上の整数を表す。）
【請求項２】
前記エージング処理にて、ロール状被処理基材の巻き端部（外側）に、ロール状被処理基材の幅より狭いノズルにより湿度７０〜９０％のエアーを強制的に吹き込むことによりエージング処理をすることを特徴とする請求項１記載の防汚性薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記エージング処理にて、ロール状被処理基材の片側端部にエアー吹き込み口を装着し、反対側端部に吸い込み口を装着し、該吹き込み口より温度２５〜４０℃、湿度５０〜９０％のエアーを強制的に送り込むことによりエージング処理をすることを特徴とする請求項１記載の防汚性薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記真空蒸着にて、ロール状被処理基材を巻取る際に、通気のための孔のある巻芯を用い、前記エージング処理にて、該巻芯の内部より温度２５℃以上、湿度５０〜９０％のエアーを強制的に送り込むことによりエージング処理をすることを特徴とする請求項１記載の防汚性薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は偏光板などの光学部材で防汚性を必要とする各種基材の表面に、防汚性薄膜を形成する製造方法に関するもので、特に、防汚性が優れた防汚性薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レンズ等の反射防止膜付き光学部材では、汗・指紋等による汚れが付着しやすく一度付着した汚れを除去することは困難であった。
【０００３】
これらの問題を解決する手段として防汚性あるいは撥水性のあるフルオロアルキルシランの薄膜を形成する方法が考案されている。例えば、特開平５−２１５９０５号公報には、フルオロアルキルシランの撥水性薄膜を形成する方法が開示されている。
また、特開平６−１２２７７８号公報にはプラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いてフルオロアルキルシランの撥水性薄膜を形成する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の方法はメガネ等の被処理基材にバッチ処理で防汚性薄膜を形成するために開発された方法であって、被処理基材としてポリエステルフィルムやトリアセチルロースフィルム等のロールフィルムを用い、巻き取り処理方法で連続処理をおこなう場合には、蒸着源の安定性、制御性が悪く、ロールフィルム表面の状態に大きく影響されていた。特に被処理基材が反射防止膜付き光学部材である場合には、厚みムラは光学特性ムラの原因となるため致命的問題であった。
【０００５】
また、プラズマＣＶＤ法でフルオロアルキルシランの撥水性薄膜を形成する方法は巻き取り方式での連続処理にも適するが、もともとメガネレンズ等の水やけ防止のために開発された撥水性薄膜なので防汚性が不十分であった。
防汚性の優れた材料は概して、分子量が大きく、蒸気圧が低く、反応性が高くなる傾向にあるが、上記のＣＶＤ法ではこのような材料の薄膜化は不向きであって、上記提案の材料にも防汚性の点で問題があった。
【０００６】
本発明は、防汚性の優れた分子量が大きく、蒸気圧が低く、反応性が高い材料あるいは多元系の材料混合物をロールフィルム上に巻き取り蒸着で連続処理して防汚性薄膜を製造する方法において、防汚性能が優れた防汚性薄膜の製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明においては、真空蒸着法によってロール状被処理基材の表面に防汚性薄膜を形成する防汚性薄膜の製造方法であって、下記の化学式１で表されるフッ素材料もしくは下記の化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンからなる防汚性材料をロール状被処理基材の表面に真空蒸着した後、ロール状被処理基材をロール状のままエージング処理をし、且つ、前記真空蒸着にてロール状被処理基材を巻取る際に、被処理基材間に間隙を設けるためのリボンを被処理基材の両端部に挟持して巻取ることを特徴とする防汚性薄膜の製造方法としたものである。
Ｒｆ−ＯＨ      ・・・化学式１
（Ｒｆ：数平均分子量５００〜１００００のフッ素を有する置換基）
ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ（ＣＨ２）ｍＳｉ（ＮＨ）１．５      ・・・化学式２
（ｎは正の整数、ｍは０以上の整数を表す。）
【００１０】
また、請求項２記載の発明においては、前記エージング処理にて、ロール状被処理基材の巻き端部（外側）に、ロール状被処理基材の幅より狭いノズルにより湿度７０〜９０％のエアーを強制的に吹き込むことによりエージング処理をすることを特徴とする請求項１記載の防汚性薄膜の製造方法としたものである。
【００１１】
また、請求項３記載の発明においては、前記エージング処理にて、ロール状被処理基材の片側端部にエアー吹き込み口を装着し、反対側端部に吸い込み口を装着し、該吹き込み口より温度２５〜４０℃、湿度５０〜９０％のエアーを強制的に送り込むことによりエージング処理をすることを特徴とする請求項１記載の防汚性薄膜の製造方法としたものである。
【００１２】
また、請求項４記載の発明においては、前記真空蒸着にて、ロール状被処理基材を巻取る際に、通気のための孔のある巻芯を用い、前記エージング処理にて、該巻芯の内部より温度２５℃以上、湿度５０〜９０％のエアーを強制的に送り込むことによりエージング処理をすることを特徴とする請求項１記載の防汚性薄膜の製造方法としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における防汚性材料としては、化学式１で表されるフッ素系材料と、化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンである。
Ｒｆ−ＯＨ                                        ‥‥化学式１
（Ｒｆ：数平均分子量５００〜１００００のフッ素を有する置換基）
ＣＦ3 （ＣＦ2 ）n （ＣＨ2 ）m Ｓｉ（ＮＨ）1.5     ‥‥化学式２
（ｎは正の整数、ｍは０以上の整数を表す。）
これらの防汚性材料をメタキシレンヘキサフロライドなどのフッ素系溶媒で０．１〜５０重量％に希釈したのち蒸着用基材となるものに含浸させて用いる。
【００１４】
被処理基材に用いる光学部材には、液晶ディスプレー用の偏光板、あるいは偏光板貼り付け用反射防止フィルムや、テレビモニター貼り付け用反射防止フィルムがある。どちらの場合でも真空蒸着やスパッタリング法などのドライコートあるいはディップコートやスピンコートなどのウエットコートなどを用いてハードコート付きポリエステルフィルムやトリアセチルセルロースフィルム等のロールフィルム上に反射防止膜を積層したものを用いる。
【００１５】
反射防止膜はＭｇＦ2 、ＬｉＦ2 、ＴｈＦ4 、ＳｉＯ、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 などのフッ化物、酸化物を単層あるいは積層したものを用いる。
【００１６】
巻取り真空蒸着装置に上述の被処理基材と蒸着用基材をセットし、１Ｅ−４Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、真空蒸着装置によりロールフィルム上に防汚性薄膜を形成させる。
蒸着装置としては、ランプヒーター加熱のような非接触加熱あるいはロールヒーター加熱のような接触加熱を用いたり、マイクロ波誘導加熱、電子ビーム加熱などの利用もある。
【００１７】
【実施例】
なお、＜実施例１＞及び＜実施例２＞は参考例である。
＜実施例１＞
前記化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンをメタキシレンヘキサフロライドで希釈した溶液（信越化学工業製：ＫＰ８０１Ｍ）を含浸体となる焼結体（例えば、石膏焼結体やスチール製焼結体など）に染み込ませたものを蒸着用基材とした。被処理基材としては、幅５００ｍｍ・厚み８０μｍ・長さ５００ｍのトリアセチルセルロースフィルム上にハードコート層と反射防止膜を積層したものを用いた。
【００１８】
巻き取り式蒸着装置に上述の被処理基材と蒸着用基材をセットし、１Ｅ−４Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、被処理基材であるロールフィルムを走行速度５ｍ／分で巻き取りを開始する。上記蒸着用基材を非接触加熱であるランプヒーターにて蒸発させ、被処理基材表面に防汚性薄膜を形成させる。
【００１９】
形成させた後、ロールフィルムを温度２５〜４０℃、湿度３０〜９０％の範囲内に調整された密閉した保管室に５〜１０時間放置した。
この結果、防汚性薄膜と被処理基材表面とを強固に結合させることができた。純水の接触角は、上記処理を行わないものに比べ２０〜３０度程度高くなり１０９度から１１８度の非常に高い接触角値であり、１００往復以上の拭き上げ処理をしても接触角値の低下は２度程度であった。また、得られた防汚性薄膜は均一に形成されていた。
更にまた、防汚性薄膜が形成の前後における分光特性の変化は無く、幅方向・長さ方向ともに色ムラは見られず良好であった。
【００２０】
＜実施例２＞
前記化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンをメタキシレンヘキサフロライドで希釈した溶液（信越化学工業製：ＫＰ８０１Ｍ）を含浸体となる焼結体（例えば、石膏焼結体やスチール製焼結体など）に染み込ませたものを蒸着用基材とした。被処理基材としては、幅５００ｍｍ・厚み８０μｍ・長さ５００ｍのトリアセチルセルロースフィルム上にハードコート層と反射防止膜を積層したものを用いた。
【００２１】
巻き取り式蒸着装置に上述の被処理基材と蒸着用基材をセットし、１Ｅ−４Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、被処理基材であるロールフィルムを走行速度５ｍ／分で巻き取りを開始する。上記蒸着用基材を非接触加熱であるランプヒーターにて蒸発させ、被処理基材表面に防汚性薄膜を形成させる。
【００２２】
形成させた後、ロール状被処理基材（１７）を真空室（１１）に入れ、圧力０．１〜０．５Ｔｏｒｒ程度の高い圧力で加圧させ、３〜５分間放置した。その後、真空室を大気にする為のリーク（排気減圧）を行うが、その際、真空室に湿度４０〜９０％のエアーを給気して減圧させた。（図１）。
【００２３】
この結果、防汚性薄膜と被処理基材表面とを強固に結合させることができた。純水の接触角は、上記処理を行わないものに比べ２０〜３０度程度高くなり１１２度から１１９度の非常に高い接触角値であり、１００往復以上の拭き上げ処理をしても接触角値の低下は２度程度であった。また、得られた防汚性薄膜は均一に形成されていた。
更にまた、防汚性薄膜が形成の前後における分光特性の変化は無く、幅方向・長さ方向ともに色ムラは見られず良好であった。
【００２４】
＜実施例３＞
前記化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンをメタキシレンヘキサフロライドで希釈した溶液（信越化学工業製：ＫＰ８０１Ｍ）を含浸体となる焼結体（例えば、石膏焼結体やスチール製焼結体など）に染み込ませたものを蒸着用基材とした。被処理基材としては、幅５００ｍｍ・厚み８０μｍ・長さ５００ｍのトリアセチルセルロースフィルム上にハードコート層と反射防止膜を積層したものを用いた。
【００２５】
巻き取り式蒸着装置に上述の被処理基材と蒸着用基材をセットし、１Ｅ−４Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、被処理基材であるロールフィルムを走行速度５ｍ／分で巻き取りを開始する。上記蒸着用基材を非接触加熱であるランプヒーターにて蒸発させ、被処理基材表面に防汚性薄膜を形成させる。
【００２６】
図２は、被処理基材であるロールフィルムの両端部に被処理基材間に間隙を設けるためのリボンを巻取ったロール状被処理基材の平面図である。また、図３は、図２に示すロール状被処理基材のＡ−Ａ’断面のロール内部を拡大して示す断面図である。
図２、及び図３に示すように、ロール状被処理基材は巻芯（１６）に被処理基材であるロールフィルム（２）が巻取られているが、このロールフィルムの両端部にリボン（１５）を挟持して巻取られているものである。従って、ロールフィルムの間にはリボンの厚み分の間隙ができている。
【００２７】
このリボンは、例えば、材料としてナイロンであり、ナイロン糸を布状に織った表面が粗く、且つ通気性のあるものである。被処理基材が上記のような幅５００ｍｍ・厚み８０μｍ・長さ５００ｍのトリアセチルセルロースフィルムの際に用いるリボンは、幅１０〜２５ｍｍ・厚み２０〜１００μｍ程度のものが好適である。
【００２８】
真空蒸着にて、上記のように防汚性薄膜を形成し被処理基材を巻取る際に、被処理基材間に間隙を設けるためのリボンを被処理基材の両端部に挟持して巻取る。次に、ロール状被処理基材の巻き端部（外側）に、例えば、ロールフィルム幅より５０〜１００ｍｍ幅の狭いノズルをロール一巻き分程度差し込み、ノズルより強制的に湿度７０〜９０％のエアーを吹き込むことにより巻芯側までエアーが流入し、吹き込まれたエアーはロールフィルム両端部のリボン側を伝わって５０〜１００ｍｍのノズル幅外の部分から排出する。（図４）。
【００２９】
この結果、防汚性薄膜と被処理基材表面とを強固に結合させることができた。純水の接触角は、上記処理を行わないものに比べ２０〜３０度程度高くなり１１０度から１２０度の非常に高い接触角値であり、１００往復以上の拭き上げ処理をしても接触角値の低下は２度程度であった。また、得られた防汚性薄膜は均一に形成されていた。
更にまた、防汚性薄膜が形成の前後における分光特性の変化は無く、幅方向・長さ方向ともに色ムラは見られず良好であった。
【００３０】
＜実施例４＞
前記化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンをメタキシレンヘキサフロライドで希釈した溶液（信越化学工業製：ＫＰ８０１Ｍ）を含浸体となる焼結体（例えば、石膏焼結体やスチール製焼結体など）に染み込ませたものを蒸着用基材とした。被処理基材としては、幅５００ｍｍ・厚み８０μｍ・長さ５００ｍのトリアセチルセルロースフィルム上にハードコート層と反射防止膜を積層したものを用いた。
【００３１】
巻き取り式蒸着装置に上述の被処理基材と蒸着用基材をセットし、１Ｅ−４Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、被処理基材であるロールフィルムを走行速度５ｍ／分で巻き取りを開始する。上記蒸着用基材を非接触加熱であるランプヒーターにて蒸発させ、被処理基材表面に防汚性薄膜を形成させる。
【００３２】
真空蒸着にて、上記のように防汚性薄膜を形成し被処理基材を巻取る際に、被処理基材間に間隙を設けるためのリボンを被処理基材の両端部に挟持して巻取る。次に、ロール状被処理基材の片側端部にエアー吹き込み口（４）を装着し、反対側端部に吸い込み口（５）を装着し、吹き込み口より温度２５〜４０℃、湿度５０〜９０％のエアーを強制的に送り込む。矢印はエアーの流れを示している。（図５）。
【００３３】
この結果、防汚性薄膜と被処理基材表面とを強固に結合させることができた。純水の接触角は、上記処理を行わないものに比べ２０〜３０度程度高くなり１１０度から１２０度の非常に高い接触角値であり、１００往復以上の拭き上げ処理をしても接触角値の低下は２度程度であった。また、得られた防汚性薄膜は均一に形成されていた。
更にまた、防汚性薄膜が形成の前後における分光特性の変化は無く、幅方向・長さ方向ともに色ムラは見られず良好であった。
【００３４】
＜実施例５＞
前記化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンをメタキシレンヘキサフロライドで希釈した溶液（信越化学工業製：ＫＰ８０１Ｍ）を含浸体となる焼結体（例えば、石膏焼結体やスチール製焼結体など）に染み込ませたものを蒸着用基材とした。被処理基材としては、幅５００ｍｍ・厚み８０μｍ・長さ５００ｍのトリアセチルセルロースフィルム上にハードコート層と反射防止膜を積層したものを用いた。
【００３５】
巻き取り式蒸着装置に上述の被処理基材と蒸着用基材をセットし、１Ｅ−４Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、被処理基材であるロールフィルムを走行速度５ｍ／分で巻き取りを開始する。上記蒸着用基材を非接触加熱であるランプヒーターにて蒸発させ、被処理基材表面に防汚性薄膜を形成させる。
【００３６】
真空蒸着にて、上記のように防汚性薄膜を形成し被処理基材を巻取る際に、直径３〜１０ｍｍ程度の通気孔（１３）のある、片側が閉鎖された、例えば、アルミ製の巻芯（６）を用い、被処理基材間に間隙を設けるためのリボンを被処理基材の両端部に挟持して巻取る。そして、ロール状被処理基材の巻芯の内部より温度２５℃以上、湿度５０〜９０％のエアーを強制的に送り込む。（図６）。
【００３７】
この結果、防汚性薄膜と被処理基材表面とを強固に結合させることができた。純水の接触角は、上記処理を行わないものに比べ２０〜３０度程度高くなり１１０度から１２０度の非常に高い接触角値であり、１００往復以上の拭き上げ処理をしても接触角値の低下は２度程度であった。また、得られた防汚性薄膜は均一に形成されていた。
更にまた、防汚性薄膜が形成の前後における分光特性の変化は無く、幅方向・長さ方向ともに色ムラは見られず良好であった。
【００３８】
＜比較例１＞
フルオロアルキルシラザンをスチールウールに含浸させた市販品の蒸着源を総計４５０個をリング状に２列に並べて，送り速度は１．５度／分で回転させながら電子ビームガンを用いて、加速電圧１０ｋＶ、エミッション電流１５ｍＡの条件で加熱蒸着した。被処理基材は上述実施例と同一物を用い被処理基材の走行速度は５ｍ／分であった。
この結果、純水の接触角で１０８度〜１１０度の防汚性薄膜が形成されたが、長さ３０ｃｍ程度の範囲で接触角９０度前後の部分が周期的に発生した。また、１００往復以上の拭き上げ処理を行うと、接触角値の低下は１０度近くまで低下した。この部分では、防汚性薄膜の形成前後における分光特性の変化は無く、幅方向・長さ方向の色ムラは見られなかったものの防汚性薄膜の膜性能ムラが発生した。
【００３９】
＜比較例２＞
前記化学式２で表されるフルオロアルキルシラザンをメタキシレンヘキサフロライドで希釈した溶液（信越化学工業製：ＫＰ８０１Ｍ）を含浸体となる焼結体（例えば、石膏焼結体やスチール製焼結体など）に染み込ませたものを蒸着用基材とした。被処理基材としては、幅５００ｍｍ・厚み８０μｍ・長さ５００ｍのトリアセチルセルロースフィルム上にハードコート層と反射防止膜を積層したものを用いた。
【００４０】
巻き取り式蒸着装置に上述の被処理基材と蒸着用基材をセットし、１Ｅ−４Ｔｏｒｒ以下に真空排気した後、被処理基材であるロールフィルムを走行速度５ｍ／分で巻き取りを開始する。上記蒸着用基材を非接触加熱であるランプヒーターにて蒸発させ、被処理基材表面に防汚性薄膜を形成させる。
【００４１】
形成させた後、自然放置とした。得られた防汚性薄膜は、純水の接触角で１００〜１１０度の防汚性薄膜であったが、１００往復以上の拭き上げ処理を行うと、接触角値の低下は１０度近くまで低下した。また防汚性薄膜が形成される前後における分光特性の変化は無く、幅方向・長さ方向の色ムラは見られなかった。
【００４２】
上記実施例１〜実施例５、及び、比較例１〜比較例２の純水の接触角値と、１００往復以上の拭き上げ処理後の純水の接触角値を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0004244417.tif 000002
【００４４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明による防汚性薄膜の製造方法は、真空蒸着法によって被処理基材の表面に防汚性薄膜を形成する際に、フルオロアルキルシラン等の防汚性材料を被処理基材の表面に真空蒸着した後に、エージング処理を行うので、防汚性の優れた分子量が大きく、蒸気圧が低く、反応性が高い材料あるいは多元系の材料混合物をロールフィルム上に巻き取り蒸着で連続処理して防汚性薄膜を製造する方法において、防汚性能が優れた防汚性薄膜の製造方法となる。
【００４５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による防汚性薄膜の製造方法を説明する真空室の概略図である。
【図２】被処理基材とリボンを巻取ったロール状被処理基材の平面図である。
【図３】図２に示すロール状被処理基材のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】本発明による防汚性薄膜の製造方法を説明するノズルによるエアー吹き込みの概略図である。
【図５】本発明による防汚性薄膜の製造方法を説明するロール状被処理基材の片側端部からのエアー吹き込みの概略図である。
【図６】本発明による防汚性薄膜の製造方法を説明する巻芯へのエアー吹き込みの概略図である。
【符号の説明】
１：エアー吹き込み
２：ロールフィルム
３：エアー吹き込みノズル
４、８：エアー吹き込み口
５：エアー吸い込み口
７：排気口
９：エアー調整バルブ
１０：リークバルブ
１１：真空室
１２：真空ポンプ
１３：通気孔
１５：リボン
１６：巻芯
１７：ロール状被処理基材
【図１】
0004244417.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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