树脂制光学部件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及具有树脂制的基材(2)、形成于其表面的含有金属氧化物的被膜(3)和将基材(2)与被膜(3)之间连结的连结分子链(4)的树脂制光学部件(1)及其制造方法。连结分子链(4)具有式1所示的特定结构。在制造树脂制光学部件(1)时，使含有连结分子的表面处理剂附着于树脂制的基材(2)，照射紫外线，所述连结分子具有键合有烷氧基甲硅烷基或硅烷醇基和叠氮基的三嗪环。接着，在附着面上形成含有金属氧化物的被膜(3)。在上述式1中，A表示任意的2价的连结基团或表示直接键合，R

Resin optical components and their manufacturing methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】树脂制光学部件及其制造方法相关申请的交叉引用本申请基于2017年6月19日申请的日本申请号2017-119873号而完成，将其记载内容援引于此。
本专利技术涉及具有树脂制的基材和形成在其上的被膜的树脂制光学部件及其制造方法。
技术介绍
透镜、反射镜等光学部件例如由玻璃基材和形成在该基材上的功能性被膜构成。近年来，为了形状自由度的提高、轻型化、原料成本的减少等，研究了从玻璃基材更换为树脂基材。作为具有树脂基材和形成在其上的被膜的光学部件，例如专利文献1公开了在基材膜的表面形成了含有二氧化硅系微粒的层等的多个层的防反射膜。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-198863号公报。
技术实现思路
然而，具有树脂基材和形成在其表面的被膜的现有光学部件并不能说基材与被膜的粘接性是充分的。换言之，树脂与玻璃相比线膨胀系数高，因此树脂基材容易在高温区域变形。因此，如果在树脂基材上形成被膜，则高温环境下对被膜施加大的热应力，可能会产生裂纹。另外，在高湿环境下，树脂基材可能吸水而溶胀。因此，因树脂基材的溶胀导致被膜局部承受拉伸应力，被膜可能随着树脂基材的收缩而剥离。本公开鉴于上述课题而完成，提供一种树脂制的基材与被膜的密合性高、能够防止被膜的剥离、裂纹的产生的树脂制光学部件及其制造方法。本公开的一个方式涉及一种树脂制光学部件，其具有：树脂制的基材，形成在上述基材的表面的、含有金属氧化物的被膜，将上述基材与上述被膜之间连结的连结分子链；上述连结分子链具有下述式1所示的结构，下述式1中的N末端与上述基材中的烃骨架的碳原子形成共价键，下述式1中的O末端与上述被膜中的金属原子形成共价键。上述式1中A表示任意的2价的连结基团或表示直接键合，R1表示氢或碳原子数1～6的烷基。本公开的另一方式涉及一种树脂制光学部件的制造方法，其包括如下步骤：使含有连结分子的表面处理剂附着于树脂制的基材，所述连结分子具有键合有碳原子数1～6的烷氧基甲硅烷基或硅烷醇基和叠氮基的三嗪环，对上述表面处理剂的附着面照射紫外线，在上述附着面上形成含有金属氧化物的被膜。上述树脂制光学部件具有将基材与被膜之间连结的连结分子链，连结分子链与基材和被膜分别形成共价键。换言之，介由连结分子链基材与被膜通过共价键这样的牢固的化学键而键合。因此，树脂制光学部件的基材与被膜的密合性高。因此，例如即使暴露于高温环境、高湿环境下，也能够防止被膜的剥离、裂纹的产生。上述制造方法中，使含有具有上述特定结构的连结分子的表面处理剂附着于树脂制的基材。此时，连结分子容易充分接近于基材的烃骨架，能够吸附于基材的表面。连结分子的三嗪环含有吸电子性的氮原子，且为以环平面的中心垂直线作为轴的非对称的结构，因此认为在分子周边具有复合的电子的不均匀分布状态。接着，对表面处理剂的附着面照射紫外线。由此，氮分子从键合于三嗪环的叠氮基脱离而生成氮烯。生成氮烯时，如上所述连结分子吸附于基材表面，因此在来自于连结分子的叠氮基的氮烯与基材的烃骨架之间形成共价键。接下来，在上述附着面形成含有金属氧化物的被膜。由此，在连结分子的硅烷醇基或烷氧基甲硅烷基中的硅与金属氧化物中的金属原子M之间形成称为Si-O-M的共价键。这样，在上述制造方法中，能够使基材和被膜介由连结分子链利用共价键而键合。因此，能够制造基材与被膜的密合性优异、能够防止被膜的剥离、裂纹的产生的树脂制光学部件。如上所述，根据上述方式，能够提供一种树脂制的基材与被膜的密合性高且能够防止被膜的剥离、裂纹的产生的树脂制光学部件及其制造方法。附图说明图1是实施方式1的树脂制光学部件的截面图。图2是实施方式1的树脂制光学部件的主要部分放大截面图。图3是表示实施方式1的树脂制光学部件中的将基材和被膜连结的连结分子链的说明图。图4是实施方式1的(a)附着有表面处理剂的基材的主要部分放大截面图，(b)表示对基材的附着面照射紫外线的情况的说明图。图5是实施方式1的(a)表示吸附有连结分子的基材的说明图，(b)表示利用共价键键合有连结分子的基材的说明图。图6是实施方式1的(a)表示连结分子中叠氮基的电子的不均匀分布状态的一个方式的图，(b)表示连结分子中叠氮基的电子的不均匀分布状态的其它方式的图，(c)表示由连结分子中的叠氮基生成的氮烯的图。图7是实施方式2中的树脂制光学部件的截面图。具体实施方式(实施方式1)参照图1～图6对树脂制光学部件及其制造方法的实施方式进行说明。如图1和图2所例示，树脂制光学部件1具有基材2和被膜3。基材2为树脂制，具有烃骨架。基材2例如含有环状烯烃树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯等。基材2可以含有1种树脂，也可以含有2种以上的树脂。基材2的形状没有特别限定，可以具有适合于各种光学部件用途的形状。被膜3形成于基材2的表面。被膜3可以覆盖基材2的表面整体，也可以部分覆盖基材2的表面。被膜3例如为能够对基材2赋予特定功能或提高功能的功能膜等。被膜3含有金属氧化物。被膜3可以具有1层，也可以如后述的实施方式2所例示具有2层以上的多层结构。在为2层以上的情况下，例如可以形成为材质相互不同的层，也可以含有材质相同的层。如图3所例示，树脂制光学部件1具有将基材2和被膜3之间连结的连结分子链4。换言之，连结分子链4将基材2和被膜3交联。连结分子链4可以具有图3所例示的结构，也可以具有下述的式1所示的结构。式1中，R1表示氢或碳原子数1～6的烷基。R1的碳原子数超过6时制造变得困难。另外，在该情况下制造时可能难以使后述的连结分子溶解于例如醇那样的溶剂中。R1取决于在制造时使连结分子溶解的溶剂。例如在使用乙醇作为溶剂的情况下R1为乙基，例如在使用丙醇作为溶剂的情况下R1为丙基。式1中，A表示任意的2价的连结基团或直接键合。A为直接键合时，式1由以下的式1a表示。作为连结基团，例如有亚烷基。亚烷基可以为直链也可以具有支链。另外，亚烷基可以含有醚、胺、羧基、硫醚基、酮等。式(1)中的A优选为下述式2。此时连结分子的合成变得容易。-NHR2-···(式2)式2中，R2为碳原子数1～6的亚烷基。亚烷基可以是直链，也可以具有支链。亚烷基优选为碳原子数是3的亚丙基。此时，连结分子的合成变得更容易。图3中示出了式1所示的连结分子链的例子。如图3所例示，树脂制光学部件1中，式1所示的连结分子链4的N末端与基材2中的烃骨架的碳原子形成共价键。N末端为连结到三嗪环的氨基中的氮原子。该氨基来自于例如叠氮基。另外，树脂制光学部件1中，式1所示的连结分子链4的O末端与被膜3中的Si等的金属原子形成共价键。O末端为直接或间接键合到三嗪环的硅烷醇基或烷氧基甲硅烷基中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂制光学部件(1)，具有：/n树脂制的基材(2)，/n形成于所述基材的表面的含有金属氧化物的被膜(3)，/n将所述基材与所述被膜之间连结的连结分子链(4)；/n所述连结分子链具有下述式1所示的结构，下述式1的N末端与所述基材中的烃骨架的碳原子形成共价键，下述式1的O末端与所述被膜中的金属原子形成共价键，/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170619 JP 2017-1198731.一种树脂制光学部件(1)，具有：
树脂制的基材(2)，
形成于所述基材的表面的含有金属氧化物的被膜(3)，
将所述基材与所述被膜之间连结的连结分子链(4)；
所述连结分子链具有下述式1所示的结构，下述式1的N末端与所述基材中的烃骨架的碳原子形成共价键，下述式1的O末端与所述被膜中的金属原子形成共价键，



所述式1中，A表示任意的2价的连结基团或表示直接键合，R1表示氢或碳原子数1～6的烷基。


2.根据权利要求1所述的树脂制光学部件，其中，所述式1中的A为下述式2，
-NHR2-…(式2）
所述式2中的R2为碳原子数1～6的亚烷基。


3.根据权利要求2所述的树脂制光学部件，其中，所述式2中的亚烷基为亚丙基。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的树脂制光学部件，其中，所述被膜中的所述金属氧化物含有Si和Ti中的至少一方，所述连结分子链的所述O末端与所述金属氧化物的Si原子或Ti原子形成共价键。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的树脂制光学部件，其中，所述被膜含有防反射膜和增反射膜中的至少一方。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的树脂制光学部件，其中，所述被膜具有多层结构。


7.根据权利要求6所述的树脂制光学部件，其中，所述被膜至少具有含有氧化硅或氧化钛且与所述基材面对的第一层(31)和含有氧化钽的第二层(32)。


8.根据权利要求1～7中任一项所述的树脂制光学部件，其中，所述树脂制光学部件为车载用的透镜或反射镜。


9.一种树脂制光学部件(1)的制造方法，其特征在于，
使含有连结分子(401)的表面处理剂(40...

【专利技术属性】
技术研发人员：中尾茂树，近藤宏司，宫野博宇，都外川真志，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP