(57)【要約】  １５質量％以上６５質量％以下の水、３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマーを有する水性配合物およびその配合物から紫外線遮断コーティングを製造する方法。筐体、レンズ素子、そのレンズ素子と筐体との間に位置する注封材料、およびレンズ素子と注封材料との間に位置する紫外線遮断コーティングを備えた光学機器。その紫外線遮断コーティングは、３０質量％以上９０質量％以下の金属酸化物粒子および１０質量％以上７０質量％以下のシルセスキオキサンを有する。
2020514441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線遮断コーティングの水性配合物であって、
１５質量％以上６５質量％以下の水、
３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および
５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマー、
を含む水性配合物。
【請求項２】
前記金属酸化物粒子が、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、およびその組合せからなる群より選択され、
前記アミノアルキルシルセスキオキサンが、アミノメチルシルセスキオキサン、アミノエチルシルセスキオキサン、アミノプロピルシルセスキオキサン、アミノブチルシルセスキオキサン、およびその組合せからなる群より選択され、好ましくはアミノプロピルシルセスキオキサンである、請求項１記載の水性配合物。
【請求項３】
前記金属酸化物粒子が、１．５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の平均粒径を有する、請求項１または２記載の水性配合物。
【請求項４】
紫外線遮断コーティングを調製する方法であって、
１５質量％以上６５質量％以下の水、
３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および
５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマー、
を混合することによって、請求項１から３いずれか１項記載の水性配合物を形成する工程；
前記水性配合物を基体に施す工程；および
前記基体に施された水性配合物を硬化させる工程；
を有してなる方法。
【請求項５】
前記水性配合物が、１００℃以上１５０℃以下の温度で、好ましくは１００℃以上１２５℃以下の温度で硬化される、請求項４記載の方法。
【請求項６】
光学機器であって、
筐体；
前記筐体内に位置する少なくとも１つのレンズ素子；
前記少なくとも１つのレンズ素子の少なくとも一部と前記筐体との間に位置する注封材料；および
前記少なくとも１つのレンズ素子と前記注封材料との間に位置する紫外線遮断コーティング；
を備え、
前記紫外線遮断コーティングは、３０質量％以上９０質量％以下の金属酸化物粒子および１０質量％以上７０質量％以下のシルセスキオキサンを含む、光学機器。
【請求項７】
前記金属酸化物粒子が、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、およびその組合せからなる群より選択される、請求項６記載の光学機器。
【請求項８】
前記紫外線遮断コーティングが、１０質量％以上２５質量％以下のシルセスキオキサンおよび４０質量％以上６０質量％以下の金属酸化物粒子を含む、請求項６または７記載の光学機器。
【請求項９】
前記紫外線遮断コーティングが、２６６ｎｍ以下の波長を有する光について、５％以下の透過率を有する、請求項６から８いずれか項記載の光学機器。
【請求項１０】
前記紫外線遮断コーティングが、２６６ｎｍ以下の波長を有する光について、１％以下の透過率を有する、請求項６から９いずれか１項記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１６年１２月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／４３７４１４号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、紫外線遮断コーティングに関し、より詳しくは、レンズアセンブリ内のレンズ素子に容易に施せる紫外線遮断コーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
接着剤を使用して材料を互いに結合する必要があり、硬化後に接着剤が揮発性有機材料を放出することが望ましくない用途が数多くある。硬化後に揮発性有機材料を放出する過程は、しばしば、ガス放出(outgassing)またはオフガス生成(offgassing)と呼ばれる。ガス放出された化合物は、光学面上で凝縮し、光の透過に悪影響を与え得る。
【０００４】
多くの接着剤またはレンズ注封用途について、熱膨張係数が異なる材料（基体）を互いに結合する必要がある。これらの用途において、その接着剤または注封材料は、温度が変化するときに２つの異なる基体の伸縮を可能にし、それでも、２つの基体の互いの接着を維持しなければならない。これには、軟質で、低モジュラスの、低Ｔｇのゴム類材料を使用する必要がある。軟質で柔軟なゴム状固体に硬化し、それでも、硬化後にガス放出の少ない材料を配合することは、非常に難しい。このことは、硬化した材料が、優れた熱安定性、酸化安定性、および加水分解安定性も有さなければならない場合、特に当てはまる。
【０００５】
注封材料の上記基準を満たす材料には、時間の経過と共に劣化する傾向がある。特に、注封材料は、一般に、高分子から形成されており、時間の経過と共に、注封材料中の高分子結合が分解し、オリゴマーを形成し、そのオリゴマーは、高分子注封材料の有益な性質を持たないことが分かっている。高分子注封材料のこの分解は、レンズアセンブリにおいて、特にリソグラフィー装置におけるレンズアセンブリにおいて著しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、高分子注封材料の分解を防ぐ材料が依然として必要とされている。特に、リソグラフィー装置におけるレンズアセンブリなどのレンズ素子に容易に施せる高分子注封材料の分解を防ぐ材料が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施の形態によれば、紫外線遮断コーティングの水性配合物は、１５質量％以上６５質量％以下の水、３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマーを含む。
【０００８】
別の実施の形態において、紫外線遮断コーティングを調製する方法は、１５質量％以上６５質量％以下の水、３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマーを混合することによって、水性配合物を形成する工程を有してなる。この水性配合物は基体に施され、その基体に施された水性配合物は硬化される。
【０００９】
さらに別の実施の形態において、光学機器は、筐体；その筐体内に位置する少なくとも１つのレンズ素子；その少なくとも１つのレンズ素子の少なくとも一部と筐体との間に位置する注封材料；および少なくとも１つのレンズ素子と注封材料との間に位置する紫外線遮断コーティングを備える。その紫外線遮断コーティングは、３０質量％以上９０質量％以下の金属酸化物粒子および１０質量％以上７０質量％以下のシルセスキオキサンを含む。
【００１０】
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することによって認識されるであろう。
【００１１】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、様々な実施の形態を記載しており、請求項の主題の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されているのが理解されよう。その添付図面は、様々な実施の形態のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、ここに記載された様々な実施の形態を示しており、説明と共に、請求項の主題の原理および作動を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ここに開示され記載された実施の形態による光学機器のレンズアセンブリの概略図
【図２】ここに開示され記載された実施の形態による光学機器の第２のレンズアセンブリの概略図
【図３】ここに開示され記載された実施の形態による光学機器のレンズ積層体の概略図
【図４Ａ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＣｕＯを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図４Ｂ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＣｕＯを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図４Ｃ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＣｕＯを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図４Ｄ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＣｕＯを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図５Ａ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｆｅ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図５Ｂ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｆｅ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図５Ｃ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｆｅ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図５Ｄ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｆｅ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図６Ａ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｍｎ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図６Ｂ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｍｎ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図６Ｃ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｍｎ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図６Ｄ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｍｎ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図７Ａ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＣｅＯ２を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図７Ｂ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＣｅＯ２を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図７Ｃ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＣｅＯ２を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図７Ｄ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＣｅＯ２を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図８Ａ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＮｉＯを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図８Ｂ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＮｉＯを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図８Ｃ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＮｉＯを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図８Ｄ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＮｉＯを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図９Ａ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＺｒＯ２を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図９Ｂ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＺｒＯ２を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図９Ｃ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＺｒＯ２を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図９Ｄ】ここに開示され記載された実施の形態による、ＺｒＯ２を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図１０Ａ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｎｂ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図１０Ｂ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｎｂ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図１０Ｃ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｎｂ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図１０Ｄ】ここに開示され記載された実施の形態による、Ｎｂ２Ｏ３を含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図１１Ａ】アミノプロピルシルセスキオキサンを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図１１Ｂ】アミノプロピルシルセスキオキサンを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図１１Ｃ】アミノプロピルシルセスキオキサンを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【図１１Ｄ】アミノプロピルシルセスキオキサンを含む紫外線遮断コーティングを通る、１９０ｎｍから８００ｎｍの波長を有する光の透過率を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、紫外線遮断コーティング、紫外線遮断コーティングを施す方法、および紫外線遮断コーティングを備えた機器の実施の形態を詳しく参照し、その実施の形態が添付図面に示されている。できるときはいつでも、同じまたは同様の部分を称するために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。
【００１４】
先に述べたように、レンズアセンブリに使用される注封材料に関する問題は、時間の経過による注封材料の劣化である。高分子注封材料は、紫外線などの短波長エネルギーへの暴露の際に劣化を受けやすいであろうと考えられる。詳しくは、注封材料の基準を満たす材料の多くは高分子であり、紫外線などの短波長エネルギーへの継続的な暴露により、これらの高分子における結合が分解し得、これにより、時間の経過と共にオリゴマーが形成される。例えば、その材料は、レンズアセンブリがリソグラフィー過程に使用されるときの通常の作動条件下で徐々に劣化する。その劣化は、レンズ素子内で散乱する紫外線によって生じると考えられている。
【００１５】
紫外線により生じるこの劣化に対処するために、ここに開示された実施の形態は、レンズアセンブリ内で生じる紫外線が注封材料に達するのを遮断するためにレンズ素子と注封材料との間に施されるものなど、レンズアセンブリ内に容易に施せる紫外線遮断コーティングを提供する。この目的を満たすために、ここに開示された紫外線遮断コーティングの組成は、注意深く決定され、上記目的を念頭に置いてバランスが取られる。例えば、２６６ｎｍ以下の波長など、ＵＶ帯域幅内の波長でのフォトンのエネルギーは、４．６６ｅＶ以上である。しかしながら、Ｃ−Ｃ結合のエネルギーは、３．６０ｅＶから３．６９ｅＶである。それゆえ、そのような短波長エネルギーに暴露されたどの有機系コーティングも劣化する。したがって、実施の形態において、そのコーティング材料は、本来は無機であろう。それに加え、いくつかの実施の形態において、そのコーティング材料は、紫外線を反射するよりむしろ、それを遮断することができ、これにより、レンズアセンブリ内の紫外線の散乱が低下する。実施の形態において、紫外線を遮断する紫外線遮断コーティングを形成するために、水性配合物に金属酸化物が添加され、これにより、水性コーティング配合物の利益が与えられる。
【００１６】
紫外線遮断コーティングの上記性質および構成に加え、レンズ素子へのコーティングの堆積に要求される精度およびレンズ面の清浄度も、考慮すべきである。これらの様相に鑑みて、紫外線遮断コーティングの実施の形態は、湿式化学を使用して形成される。これにより、大気圧および大気温度でコーティングが施される。対照的に、従来の紫外線遮断コーティングは、金属酸化物のゾルゲル材料から作られ、ここで、そのゾルゲルは、水分反応性金属酸化物前駆体およびしばしば制御するのが難しい一連の複雑な加水分解および縮合反応を使用して形成される（Kaneko等、２０１２年）。金属酸化物前駆体を低ガス放出性の金属酸化物に完全に転化するために、３００℃超の高温が必要なので、これらの従来のコーティングの性質および反応性のために、作業するのが難しくなる。敏感な光学成分を汚染なく高温に暴露するのが決してささいではないだけでなく、コーティングと基体との熱膨張の不一致により、コーティングの剥離および亀裂の形成がもたらされ得る。
【００１７】
高分子注封材料をレンズ素子内に生じる散乱紫外線から保護するために、紫外線を遮断するための水性化学および金属酸化物を使用することにより、実施の形態の紫外線遮断コーティングは、レンズ素子に、そしてそのレンズ素子と注封材料との間に容易かつ正確に施されるであろう。
【００１８】
実施の形態において、前記コーティング配合物は、水と、アミノアルキルおよびシラノール官能基を含有するシルセスキオキサンオリゴマーとを含む。いくつかの実施の形態において、そのコーティング配合物は、例えば、メタノールなどのアルコール、または水とアルコールの混合物と、アミノアルキルおよびシラノール官能基を含有するシルセスキオキサンオリゴマーとを含む。ここに用いられているように、アミノアルキルシルセスキオキサンおよび下記に記載されたアミノアルキルシルセスキオキサンの全ての部分集合は、アミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマーを称する。それゆえ、ここに用いられているように、「アミノアルキルシルセスキオキサン」およびアミノアルキルシルセスキオキサンの任意の部分集合は、「アミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマー」と同義である。いくつかの実施の形態において、そのアミノアルキルシルセスキオキサンは、アミノメチルシルセスキオキサン、アミノプロピルシルセスキオキサン、アミノブチルシルセスキオキサン、およびその組合せから選択される。実施の形態において、より小さいアミノアルキル官能基が使用される。硬化したコーティングにおいて、これらのより小さいアミノアルキル官能基はまだ、紫外線の下で、または強力な酸化剤、例えば、オゾンの存在下で、劣化を受け得る。より小さい基の劣化は、コーティングにおけるより小さい質量損失およびその後、より小さい応力をもたらす。コーティングにおける応力の蓄積は、亀裂の発生をもたらし、コーティングの剥離を生じ得る。アミノアルキル官能基に加え、前記シルセスキオキサンは、他の有機基、例えば、メチル、ビニル、ヒドリド、エポキシプロピル、メタクリルオキシプロピルなどを含有し得る。シラノール基は、アルコキシ、アセトキシなどの加水分解可能な基、またはハロゲンにより、部分的にまたは完全に置換され得る。さらに他の実施の形態において、そのアミノアルキルシルセスキオキサンは、アミノプロピルシルセスキオキサンである。アミノアルキルシルセスキオキサンは、一般に、水中によく分散され得、紫外線遮断コーティング配合物を、ゾルゲル系の複雑さを要求しない水性配合物にし、その配合物は、有機溶媒の使用を必要としない。どの特定の理論によっても束縛されないが、アミノアルキルシルセスキオキサンにおけるアミノ基は、水中でイオン化されており、それにより、そのアミノアルキルシルセスキオキサンが正に帯電される。同様の（正の）電荷を有することによって、個々のアミノアルキルシルセスキオキサンは、互いに反発し、水性配合物中で均一に分散すると考えられる。
【００１９】
実施の形態において、前記アミノアルキルシルセスキオキサンは、前記水性配合物の１０質量％以上３５質量％以下、前記水性配合物の１５質量％以上３５質量％以下、前記水性配合物の２０質量％以上３５質量％以下、前記水性配合物の２５質量％以上３５質量％以下、または前記水性配合物の３０質量％以上３５質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲など、前記水性配合物の５質量％以上３５質量％以下を占める。他の実施の形態において、そのアミノアルキルシルセスキオキサンは、前記水性配合物の５質量％以上２５質量％以下、前記水性配合物の５質量％以上２０質量％以下、前記水性配合物の５質量％以上１５質量％以下、または前記水性配合物の５質量％以上１０質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲など、前記水性配合物の５質量％以上３０質量％以下を占める。したがって、実施の形態において、その水性配合物は、１０質量％以上３０質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサン、１５質量％以上２５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサン、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲など、５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンを含むことがある。
【００２０】
前記アミノアルキルシルセスキオキサンに加え、水性紫外線遮断コーティング配合物の実施の形態は、紫外線を遮断する１種類以上の金属酸化物粒子も含む。その金属酸化物粒子は、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＮｉＯ、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ３、およびその組合せから選択してよい。その金属酸化物粒子は、先に開示された水性配合物中に粒子として存在することがある。実施の形態において、前記コーティングの紫外線遮断能力は、多くの異なるサイズの粒子で達成できるので、その粒子はどのサイズを有してもよい。しかしながら、そのコーティングの加工性は、粒子サイズが大きくなり過ぎると、影響を受けるであろう。したがって、いくつかの実施の形態において、金属酸化物は、１．５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の平均粒径を有する粒子など、ナノ粒子であることがある。実施の形態において、その金属酸化物粒子は、１．５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、２０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、２５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、３０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、３５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、４０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、４５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、５０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、５５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、６０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、６５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、７０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、７５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、８５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、９０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、または９５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の粒径を有することがある。他の実施の形態において、その金属酸化物粒子は、１．５ｎｍ以上１１．５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上１１０ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上１０５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上９５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上９０ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上８５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上８０ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上７５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上７０ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上６５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上６０ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上５５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上５０ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上４０ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上３５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上３０ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上２５ｎｍ以下、１．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の粒径を有することがある。
【００２１】
前記金属酸化物粒子は、実施の形態において、その金属酸化物が前記水性配合物の３０質量％以上７０質量％以下および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲を占めるような量でその水性配合物に加えられることがある。いくつかの実施の形態において、その金属酸化物は、前記水性配合物の３５質量％以上７０質量％以下、前記水性配合物の４０質量％以上７０質量％以下、前記水性配合物の４５質量％以上７０質量％以下、前記水性配合物の５０質量％以上７０質量％以下、前記水性配合物の５５質量％以上７０質量％以下、前記水性配合物の６０質量％以上７０質量％以下、または前記水性配合物の６５質量％以上７０質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲を占める。他の実施の形態において、その金属酸化物は、前記水性配合物の３０質量％以上６５質量％以下、前記水性配合物の３０質量％以上６０質量％以下、前記水性配合物の３０質量％以上５５質量％以下、前記水性配合物の３０質量％以上５０質量％以下、前記水性配合物の３０質量％以上４５質量％以下、前記水性配合物の３０質量％以上４０質量％以下、または前記水性配合物の３０質量％以上３５質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲を占める。
【００２２】
前記水性配合物中のアミノアルキルシルセスキオキサンおよび金属酸化物粒子の総質量パーセントは、その水性配合物の成分として水が存在するように、１００質量％未満、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲であるべきである。実施の形態において、水は、その水性配合物の１５質量％以上６５質量％以下を占める。いくつかの実施の形態において、水は、その水性配合物の２０質量％以上６０質量％以下、その水性配合物の２５質量％以上５５質量％以下、その水性配合物の３０質量％以上５０質量％以下、またはその水性配合物の３５質量％以上４５質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲を占める。
【００２３】
１種類以上の金属酸化物、アミノアルキルシルセスキオキサン、および水の量は、紫外線遮断コーティングの所望の紫外線遮断特徴および物理的特徴に基づいて、バランスをとることができる。例えば、より多量の金属酸化物がより多くの紫外線を遮断するが、１種類以上の金属酸化物の量が多すぎると、紫外線遮断コーティングの水性配合物をレンズなどの基体に施すのが難しくなる。あるいは、１種類以上の金属酸化物の量が少なすぎると、紫外線遮断コーティングが紫外線を十分に遮断しなくなる。
【００２４】
異なる金属酸化物は、異なる波長の光を遮断する傾向にある。したがって、特定の波長の光を遮断する紫外線遮断コーティングを生成するために、前記水性配合物に特定の金属酸化物を添加することができる。例えば、ＣｕＯは、概して、波長が約８００ｎｍ未満の光を遮断し、Ｆｅ２Ｏ３は、概して、波長が約５６０ｎｍ未満の光を遮断し、Ｍｎ２Ｏ３は、概して、波長が約８００ｎｍ未満の光を遮断し、ＣｅＯ２は、概して、波長が約３５０ｎｍ未満の光を遮断し、ＮｉＯは、概して、波長が約８００ｎｍ未満の光を遮断し、ＺｒＯ２は、概して、波長が約２４５ｎｍ未満の光を遮断し、Ｎｂ２Ｏ３は、概して、波長が約３８０ｎｍ未満の光を遮断する。それゆえ、様々な実施の形態において、特定の波長の光を選択的に遮断するために、水性配合物にこれらの金属酸化物粒子の内の１種類以上を添加することができる。非限定例として、波長が約３５０ｎｍ未満の光だけを遮断したい場合、水性配合物にＣｅＯ２を加えることができる。
【００２５】
先に開示したように、異なる金属酸化物は異なる波長の光を遮断するので、金属酸化物粒子を含む紫外線遮断コーティングは、それが施される基体に異なる色を与えるであろう。この着色は、紫外線遮断コーティングの塗布の場所および品質を容易に決定できるように、紫外線遮断コーティングの塗布の目視観測が可能になるので、基体に紫外線遮断コーティングを施す場合に有用であり得る。実施の形態において、ＣｕＯは概して黒色を呈し、Ｆｅ２Ｏ３は概して赤またはオレンジ色を呈し、Ｍｎ２Ｏ３は概して黒色を呈し、ＣｅＯ２は概して黄色または半透明色を呈し、ＮｉＯは概して灰または黒色を呈し、ＺｒＯ２は概して白色を呈し、Ｎｂ２Ｏ３は概して白色を呈する。したがって、実施の形態において、特定の金属酸化物粒子は、所望の色を有する紫外線遮断コーティングを配合するために、水性配合物に添加されることがある。
【００２６】
紫外線遮断コーティングにアミノアルキルシルセスキオキサンを使用すると、他の成分で与えられない恩恵が与えられる。例えば、アミノアルキルシルセスキオキサンは、硬化の際に、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する高分子構造を形成する。これにより、その高分子構造は、ガラスまたは高純度溶融シリカのレンズ素子などの基体と共有結合することができ、これにより、コーティングが良好に接着する。ヒドロキシル官能化シルセスキオキサンは、金属酸化物粒子の表面上のヒドロキシル基と相互作用／反応し、それゆえ、コーティング中の市販の金属酸化物粒子の均一な分布を促進する。
【００２７】
実施の形態の紫外線遮断コーティングの追加の利点は、基体に施せる容易さである。この塗布の容易さの理由の１つは、紫外線遮断コーティングは、最初に水性配合物として形成され、塗布後に除去する必要のある、有機溶媒などの他の液体を配合物中に含まないことである。すなわち、実施の形態において、紫外線遮断コーティングの水性配合物は、アミノアルキルシルセスキオキサン、金属酸化物粒子、および水以外の成分を含まない。つまり、言い換えると、いくつかの実施の形態の紫外線遮断コーティングは、アミノアルキルシルセスキオキサン、水、および１種類以上の金属酸化物からなる、または代わりの実施の形態において、それらから実質的になる。
【００２８】
上述したコーティング組成のために、紫外線遮断コーティングの水性配合物は、大気温度および大気圧で基体に容易に施されるであろう。例えば、その紫外線遮断コーティングの水性配合物は、以下に限られないが、例えば、吹き付け塗り、回転塗布、浸漬被覆、ブラシ／モップ塗り、印刷などの物理的堆積を含む従来の被覆方法によって、基体に施すことができる。他の被覆方法も使用してよい。
【００２９】
先に加え、実施の形態の紫外線遮断コーティングは、最初に水性配合物であるので、その紫外線遮断コーティングは、大気圧および比較的低い温度で施される基体上で硬化させることができる。実施の形態において、その紫外線遮断コーティングの水性配合物は、１００℃以上１５０℃以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の温度で硬化されることがある。いくつかの実施の形態において、紫外線遮断コーティングの水性配合物は、１０５℃以上１５０℃以下、１１０℃以上１５０℃以下、１１５℃以上１５０℃以下、１２０℃以上１５０℃以下、１２５℃以上１５０℃以下、１３０℃以上１５０℃以下、１３５℃以上１５０℃以下、１４０℃以上１５０℃以下、または１４５℃以上１５０℃以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の温度で硬化されることがある。他の実施の形態において、その紫外線遮断コーティングの水性配合物は、１００℃以上１４５℃以下、１００℃以上１４０℃以下、１００℃以上１３５℃以下、１００℃以上１３０℃以下、１００℃以上１２５℃以下、１００℃以上１２０℃以下、１００℃以上１１５℃以下、１００℃以上１１０℃以下、または１００℃以上１０５℃以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の温度で硬化されることがある。その基体および／またはコーティングは、例えば、対流加熱、伝導加熱、および赤外線加熱など、どの適切な加熱過程によって、硬化温度に加熱されてもよい。いくつかの実施の形態において、その紫外線遮断コーティングは、硬化される前に乾燥される。
【００３０】
前記紫外線遮断コーティングは、一旦硬化されると、シルセスキオキサンおよび金属酸化物粒子のみを含む。硬化の際に、シルセスキオキサンは、三次元の−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−構造を形成し、これは、紫外線による劣化を受けにくい。この耐劣化性は、有機系コーティングを上回る明白な利点を与え、レンズアセンブリにおける注封材料に適切な紫外線保護を与える。
【００３１】
実施の形態において、前記シルセスキオキサンは、前記紫外線遮断コーティングの１５質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの２０質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの２５質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの３０質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの３５質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの４０質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの４５質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの５０質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの５５質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの６０質量％以上７０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの６５質量％以上７０質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲など、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上７０質量％以下を占める。他の実施の形態において、前記アミノアルキルシルセスキオキサンは、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上６０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上５５質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上５０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上４５質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上４０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上３５質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上３０質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上２５質量％以下、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上２０質量％以下、または前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上１５質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲など、前記紫外線遮断コーティングの１０質量％以上６５質量％以下を占める。したがって、実施の形態において、その紫外線遮断コーティングは、１５質量％以上６５質量％以下のシルセスキオキサン、２０質量％以上６０質量％以下のシルセスキオキサン、２５質量％以上５５質量％以下のシルセスキオキサン、３０質量％以上５０質量％以下のシルセスキオキサン、または３５質量％以上４５質量％以下のシルセスキオキサン、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲など、１０質量％以上７０質量％以下のシルセスキオキサンを含むことがある。
【００３２】
前記金属酸化物粒子は、実施の形態において、その金属酸化物が紫外線遮断コーティングの３０質量％以上９０質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲を占めるような量で紫外線遮断コーティングに加えられることがある。いくつかの実施の形態において、その金属酸化物は、その紫外線遮断コーティングの３５質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの４０質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの４５質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの５０質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの５５質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの６０質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの６５質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの７０質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの７５質量％以上９０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの８０質量％以上９０質量％以下、またはその紫外線遮断コーティングの８５質量％以上９０質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲を占める。他の実施の形態において、その金属酸化物は、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上８５質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上８０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上７５質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上７０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上６５質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上６０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上５５質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上５０質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上４５質量％以下、その紫外線遮断コーティングの３０質量％以上４０質量％以下、またはその紫外線遮断コーティングの３０質量％以上３５質量％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲を占める。
【００３３】
実施の形態による紫外線遮断コーティングは、２６６ｎｍ以下の波長の光を、これらの波長の光が、４．５％以下、４．０％以下、３．５％以下、３．０％以下、２．５％以下、２．０％以下、１．５％以下、または１．０％以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲など、５．０％以下の透過率を有するように遮断する。いくつかの実施の形態において、その紫外線遮断コーティングは、２６６ｎｍ以下の波長の光を、これらの波長の光が、０．８％以下、０．７％以下、０．６％以下、０．５％以下、０．４％以下、０．２％以下、０．１％以下、またさらには０．０％、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲など、０．９％以下の透過率を有するように遮断する。
【００３４】
先に述べたように、前記紫外線遮断コーティングの水性配合物に加えられる金属酸化物の量は、光の遮断に影響し、これは、次に、その特定の金属酸化物により遮断される波長の光の透過率を減少させる。したがって、紫外線遮断コーティング中の金属酸化物の量を増加させると、２６６ｎｍ以下の波長の光の透過率が減少する。しかしながら、先に開示したように、その紫外線遮断コーティングに加える金属酸化物の量が多すぎると、紫外線遮断コーティングの加工性が低下するであろう。紫外線遮断コーティングにおける光の透過率を、そのコーティングに多くの金属酸化物を加えずに減少させる追加の方法は、基体に施される紫外線遮断コーティングの厚さを増加させることである。先に述べたように、実施の形態の紫外線遮断コーティングは、リソグラフィー装置などの、レンズアセンブリを備えた装置に使用されることがある。そのような装置において、レンズアセンブリにおける各レンズは、レンズ上に堆積され、そのレンズと装置の筐体との間に位置する注封材料を使用して、装置内で安定化される。実施の形態において、その注封材料は、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリエチレンプロピレンゴム、およびその組合せから選択される官能化材料である、光または電子線硬化性材料成分であることがあり、その材料は、完全に水素化されているかまたは実質的に完全に水素化されており、炭素−炭素二重結合と三重結合がないかまたは実質的にない。いくつかの実施の形態において、その光または電子線硬化性材料成分は、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、マレイミド、チオアクリレート、チオメタクリレート、ビニルスルフィド、イタコネート、クロトネート、スチレンおよびＮ−ビニルアミド、ヒドロキシル、チオール、エポキシ、オキセタン、エピスルフィド、ビニルエーテル、プロペニルエーテル、アリルエーテル、およびその適合混合物および／または組合せから選択される少なくとも１つの重合性末端またはペンダント基により官能化されている。他の実施の形態において、その光または電子線硬化性材料成分は、アクリレート、メタクリレートおよびエポキシから選択される少なくとも１つの重合性末端またはペンダント基により官能化されている。そのような注封材料は、例えば、その内容がここに全て引用される、米国特許第７２３２５９５号明細書に開示されている。
【００３５】
ここで、図１〜３を参照して、例示のレンズアセンブリ１００を説明する。図１において、１０１はステンレス鋼製レンズ筐体であり、１０３はレンズ素子であり、１０５はレンズ注封材料である。多くの注封材料が市販されており、当業者に公知である。レンズ素子１０３と注封材料１０５との間に、紫外線遮断コーティング１０９の薄層がある。同様に注封された３つのレンズ素子を積層して、レンズ素子を形成した（図３に示されるように）。いくつかの実施の形態において、積層体における最後のレンズ素子２００は、図２に示されるように、レンズ素子の表面に施された注封材料１０７の層を有する。そのような実施の形態において、レンズ素子１０３と注封材料１０７との間に紫外線遮断コーティング１１１の層が施されることがある。最後のレンズ素子上の注封材料層１０７は、注封の前にレンズ素子に施した。次に、３つの注封されたレンズ層を、図３に示されるように、積層体３００に組み立てた。光源の方向（図３の矢印により示される）が、光源の経路に直接的に第３のレンズ素子上に注封材料層１０７を配置する。その光源は、紫外線を含み、レンズ素子１０３中に透過され、そこで、紫外線の一部が散乱され、注封材料１０５と１０７に透過される。従来のレンズアセンブリにおいて、紫外線により、注封材料１０５と１０７は、時間の経過と共に、継続的な使用により、劣化するであろう。しかしながら、レンズ素子１０３と注封材料１０５および１０７との間、並びに注封材料１０７上に、実施の形態の紫外線遮断コーティング１０９および１１１を配置することによって、その紫外線遮断コーティングが、紫外線（例えば、以下の範囲の内の１つの光：１９０から２６６ｎｍ、およびいくつかの実施の形態において、１９０ｎｍから３５０ｎｍ、または１９０から３００ｎｍ、または１９０ｎｍから２７０ｎｍ、または２７０から３００ｎｍ、または１７０ｎｍから３００ｎｍ）のほとんど（すなわち、９５％以上、またさらには９９％以上）が注封材料１０５と１０７に触れるのを防ぐ。いくつかの実施の形態において、紫外線遮断コーティングは、２６６ｎｍ以下、例えば、２００ｎｍと２６６ｎｍの間、または１９０ｎｍから２６６ｎｍ、または１７０ｎｍから２６６ｎｍの範囲の波長を有する光について、１％以下の透過率を有する。したがって、紫外線遮断コーティング１０９および１１１は、レンズ積層体３００またはアセンブリ１００内の注封材料１０５と１０７の有用寿命を長くする。
【００３６】
第１の条項において、紫外線遮断コーティングの水性配合物は、１５質量％以上６５質量％以下の水、３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマーを含む。
【００３７】
第２の条項は、前記金属酸化物粒子が、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、およびその組合せからなる群より選択される、第１の条項の水性配合物を含む。
【００３８】
第３の条項は、前記アミノアルキルシルセスキオキサンが、アミノメチルシルセスキオキサン、アミノエチルシルセスキオキサン、アミノプロピルシルセスキオキサン、アミノブチルシルセスキオキサン、およびその組合せからなる群より選択される、第１および第２の条項の水性配合物を含む。
【００３９】
第４の条項は、前記アミノアルキルシルセスキオキサンがアミノプロピルシルセスキオキサンである、第１から第３の条項の水性配合物を含む。
【００４０】
第５の条項は、前記金属酸化物粒子が、１．５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の平均粒径を有する、第１から第４の条項の水性配合物を含む。
【００４１】
第６の条項は、前記水性配合物が有機溶媒を含まない、第１から第５の条項の水性配合物を含む。
【００４２】
第７の条項は、前記水性配合物が、４０質量％以上６０質量％以下の金属酸化物粒子を含む、第１から第６の条項の水性配合物を含む。
【００４３】
第８の条項は、前記水性配合物が、５質量％以上２０質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマーを含む、第１から第７の条項の水性配合物を含む。
【００４４】
第９の条項は、紫外線遮断コーティングを調製する方法であって、１５質量％以上６５質量％以下の水、３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマーを混合することによって、水性配合物を形成する工程；その水性配合物を基体に施す工程；およびその基体に施された水性配合物を硬化させる工程を有してなる方法を含む。
【００４５】
第１０の条項は、その被覆溶液が、１００℃以上１５０℃以下の温度で硬化される、第９の条項の方法を含む。
【００４６】
第１１の条項は、その被覆溶液が、１００℃以上１２５℃以下の温度で硬化される、第９および第１０の条項の方法を含む。
【００４７】
第１２の条項は、前記金属酸化物粒子が、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、およびその組合せからなる群より選択される、第９から第１１の条項の方法を含む。
【００４８】
第１３の条項は、前記アミノアルキルシルセスキオキサンが、アミノメチルシルセスキオキサン、アミノエチルシルセスキオキサン、アミノプロピルシルセスキオキサン、アミノブチルシルセスキオキサン、およびその組合せからなる群より選択される、第９から第１２の条項の方法を含む。
【００４９】
第１４の条項は、前記アミノアルキルシルセスキオキサンがアミノプロピルシルセスキオキサンである、第９から第１３の条項の方法を含む。
【００５０】
第１５の条項は、光学機器であって、筐体；その筐体内に位置する少なくとも１つのレンズ素子；その少なくとも１つのレンズ素子の少なくとも一部と筐体との間に位置する注封材料；および少なくとも１つのレンズ素子と注封材料との間に位置する紫外線遮断コーティングを備え、その紫外線遮断コーティングは、３０質量％以上９０質量％以下の金属酸化物粒子および１０質量％以上７０質量％以下のシルセスキオキサンを含む、光学機器を含む。
【００５１】
第１６の条項は、前記金属酸化物粒子が、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、およびその組合せからなる群より選択される、第１５の条項の光学機器を含む。
【００５２】
第１７の条項は、前記紫外線遮断コーティングが１０質量％以上２５質量％以下のシルセスキオキサンを含む、第１５から１６の条項の光学機器を含む。
【００５３】
第１８の条項は、前記紫外線遮断コーティングが４０質量％以上６０質量％以下の金属酸化物粒子を含む、第１５から１７の条項の光学機器を含む。
【００５４】
第１９の条項は、前記紫外線遮断コーティングが、２６６ｎｍ以下の波長を有する光について、５％以下の透過率を有する、第１５から１８の条項の光学機器を含む。
【００５５】
第２０の条項は、前記紫外線遮断コーティングが、２６６ｎｍ以下の波長を有する光について、１％以下の透過率を有する、第１５から１９の条項の光学機器を含む。
【実施例】
【００５６】
以下の実施例により、実施の形態をさらに明白にする。
【００５７】
下記の表１に示されたように、アミノプロピルシルセスキオキサンオリゴマーおよび水を含む水性混合物を様々な金属酸化物の粒子と混合することによって、被覆配合物を製造した。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
試料１〜７を調製するために、Ｇｅｌｅｓｔにより製造されたアミノプロピルシルセスキオキサン（２０質量％の水溶液）（カタログ番号ＷＳＡ−９９１１）を、以下のようなＡｌｄｒｉｃｈから入手した金属酸化物粒子と混合した：ＣｕＯ（カタログ番号５４４８６８）、Ｆｅ２Ｏ３（カタログ番号５４４８８４）、Ｍｎ２Ｏ３（カタログ番号３７７４５７）、ＣｅＯ２（カタログ番号５４４８４１）、ＮｉＯ（カタログ番号６３７１３０）、ＺｒＯ２（カタログ番号５４４７６０）、およびＮｂ２Ｏ３（カタログ番号２０８５１５）。水性アミノプロピルシルセスキオキサンを、混合物が５０質量％の水性アミノプロピルシルセスキオキサンおよび５０質量％の金属酸化物粒子を含むように金属酸化物粒子と混合した。ピペットを使用して、数ミリリットルのＷＳＡ−９９１１を２０ｍＬのガラスバイアルに移し、次いで、その液体に乾燥した金属酸化物粒子を加え、均質な混合物が得られるまで、ステンレス鋼製スパチュラを使用して混合した。試料８は、どのような金属酸化物粒子も混合されていない水性アミノプロピルシルセスキオキサンであった。
【００６０】
試料配合物の各々を、ＡｄＶａｌｕｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから得た２インチ×１インチ（約５ｃｍ×２．５ｃｍ）の高純度溶融シリカ（ＨＰＦＳ）スライド上にブラシで塗布した。次に、試料を周囲温度で続けて乾燥させ、次いで、ＰＦ３０対流式オーブン（Ｃａｒｂｏｌｉｔｅ）を使用して、１５分間に亘り１５０℃で硬化させた。８種類の試料の各々について、２つのスライドを調製した（合計で１６のスライド）。
【００６１】
図４Ａ〜１１Ｄは、試料１〜８の各々に関する光透過率の百分率（％Ｔ）を示しており、試料当たり２回の試験を行った。被覆試料の各々について、ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃにより製造されたＧｅｎｅｓｙｓ  １０Ｓ  ＵＶ−Ｖｉｓ分光光度計を使用して、１７０ｎｍから８００ｎｍの波長で％Ｔを測定した。
【００６２】
表１に列挙された金属酸化物粒子を使用して、コーティングを配合した。どのような粒子も添加していないアミノプロピルシルセスキオキサン膜である、対照試料８に関する光透過率データが、図１１Ａ〜１１Ｄに示されている。アミノプロピルシルセスキオキサン膜の光透過率（試料８；図１１Ａ〜１１Ｄ）は、約２４０ｎｍで急激に減少し、約２１０ｎｍで０．２％までさらに低下する。この光吸収度は、材料中のアミノプロピル基の残留物によるものであり、これは、徐々に酸化し、シルセスキオキサンのＳｉ−Ｏ−Ｓｉ網目構造をそのままにしつつ、紫外線暴露の際に分解して、非凝縮性副生成物を生成する。このように、金属酸化物粒子を含有するコーティングに関する２１０ｎｍを上回るどの吸収度も、金属酸化物粒子によるものであり、アミノプロピルシルセスキオキサンに起因するものではない。したがって、試料１のＣｕＯ、試料３のＭｎ２Ｏ３、および試料５のＮｉＯなどの黒色の金属酸化物粒子は、それぞれ、図４Ａ〜４Ｄ、６Ａ〜６Ｄ、および８Ａ〜８Ｄに示されるような、測定波長の全範囲（すなわち、１７０ｎｍから８００ｎｍ）における完全な遮光を示す。試料２のＦｅ２Ｏ３粒子を含有するコーティングは、図５Ａ〜５Ｄに示されるように、約５００ｎｍまでの波長での完全な光吸収を示す。試料４のＣｅＯ２および試料７のＮｂ２Ｏ３を有するコーティングは、それぞれ、図７Ａ〜７Ｄおよび１０Ａ〜１０Ｄに示されるように、それぞれ、約３５０ｎｍまで、および約３７０ｎｍまでの光を遮断した。試料６のＺｒＯ２粒子を有するコーティングは、図９Ａ〜９Ｄに示されるような、一桁までの光透過率の劇的な減少を示し、２５０ｎｍ未満の波長について、１％未満の％Ｔを示した。
【００６３】
請求項の主題の精神および範囲から逸脱せずに、ここに記載された実施の形態に様々な改変および変更を行えることが当業者に明白であろう。それゆえ、本明細書は、ここに記載された様々な実施の形態の改変および変更を、それらが、付随の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内に入るという条件で、包含することが意図されている。
【００６４】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６５】
実施形態１
紫外線遮断コーティングの水性配合物であって、
１５質量％以上６５質量％以下の水、
３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および
５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマー、
を含む水性配合物。
【００６６】
実施形態２
前記金属酸化物粒子が、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、およびその組合せからなる群より選択される、実施形態１に記載の水性配合物。
【００６７】
実施形態３
前記アミノアルキルシルセスキオキサンが、アミノメチルシルセスキオキサン、アミノエチルシルセスキオキサン、アミノプロピルシルセスキオキサン、アミノブチルシルセスキオキサン、およびその組合せからなる群より選択される、実施形態１または２に記載の水性配合物。
【００６８】
実施形態４
前記アミノアルキルシルセスキオキサンがアミノプロピルシルセスキオキサンである、実施形態１に記載の水性配合物。
【００６９】
実施形態５
前記金属酸化物粒子が、１．５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の平均粒径を有する、実施形態１から４いずれか１つに記載の水性配合物。
【００７０】
実施形態６
前記水性配合物が有機溶媒を含まない、実施形態１から５いずれか１つに記載の水性配合物。
【００７１】
実施形態７
前記水性配合物が、４０質量％以上６０質量％以下の金属酸化物粒子を含む、実施形態１から６いずれか１つに記載の水性配合物。
【００７２】
実施形態８
前記水性配合物が、５質量％以上２０質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマーを含む、実施形態１から７いずれか１つに記載の水性配合物。
【００７３】
実施形態９
紫外線遮断コーティングを調製する方法であって、
１５質量％以上６５質量％以下の水、
３０質量％以上７０質量％以下の金属酸化物粒子、および
５質量％以上３５質量％以下のアミノアルキルシルセスキオキサンオリゴマー、
を混合することによって、水性配合物を形成する工程；
前記水性配合物を基体に施す工程；および
前記基体に施された水性配合物を硬化させる工程；
を有してなる方法。
【００７４】
実施形態１０
前記水性配合物が、１００℃と１５０℃の間の温度で硬化される、実施形態９に記載の方法。
【００７５】
実施形態１１
前記水性配合物が、１００℃と１２５℃の間の温度で硬化される、実施形態９に記載の方法。
【００７６】
実施形態１２
前記金属酸化物粒子が、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、およびその組合せからなる群より選択される、実施形態９から１１いずれか１つに記載の方法。
【００７７】
実施形態１３
前記アミノアルキルシルセスキオキサンが、アミノメチルシルセスキオキサン、アミノエチルシルセスキオキサン、アミノプロピルシルセスキオキサン、アミノブチルシルセスキオキサン、およびその組合せからなる群より選択される、実施形態９から１２いずれか１つに記載の方法。
【００７８】
実施形態１４
前記アミノアルキルシルセスキオキサンがアミノプロピルシルセスキオキサンである、実施形態９から１２いずれか１つに記載の方法。
【００７９】
実施形態１５
光学機器であって、
筐体；
前記筐体内に位置する少なくとも１つのレンズ素子；
前記少なくとも１つのレンズ素子の少なくとも一部と前記筐体との間に位置する注封材料；および
前記少なくとも１つのレンズ素子と前記注封材料との間に位置する紫外線遮断コーティング；
を備え、
前記紫外線遮断コーティングは、３０質量％以上９０質量％以下の金属酸化物粒子および１０質量％以上７０質量％以下のシルセスキオキサンを含む、光学機器。
【００８０】
実施形態１６
前記金属酸化物粒子が、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、およびその組合せからなる群より選択される、実施形態１５に記載の光学機器。
【００８１】
実施形態１７
前記紫外線遮断コーティングが１０質量％以上２５質量％以下のシルセスキオキサンを含む、実施形態１５または１６に記載の光学機器。
【００８２】
実施形態１８
前記紫外線遮断コーティングが４０質量％以上６０質量％以下の金属酸化物粒子を含む、実施形態１５から１７いずれか１つに記載の光学機器。
【００８３】
実施形態１９
前記紫外線遮断コーティングが、２６６ｎｍ以下の波長を有する光について、５％以下の透過率を有する、実施形態１５から１８いずれか１つに記載の光学機器。
【００８４】
実施形態２０
前記紫外線遮断コーティングが、２６６ｎｍ以下の波長を有する光について、１％以下の透過率を有する、実施形態１５から１８いずれか１つに記載の光学機器。
【符号の説明】
【００８５】
１００    レンズアセンブリ
１０１    ステンレス鋼製レンズ筐体
１０３、２００    レンズ素子
１０５、１０７    レンズ注封材料
１０９、１１１    紫外線遮断コーティング
３００    レンズ積層体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
2020514441.tif 000011
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
2020514441.tif 000015
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2020514441.tif 000028
【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【国際調査報告】
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