DE3701654A1

DE3701654A1 - Verfahren zur behandlung anorganischer ueberzuege

Info

Publication number: DE3701654A1
Application number: DE19873701654
Authority: DE
Inventors: Etsuo Okaue; Mikito Nakajima; Satoshi Kubota; Takao Mogami
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1987-07-23
Also published as: US5622784A; DE3701654C2; FR2598520A1; FR2598520B1

Description

Die Erfindung betrifft Massen zur Behandlung anorganischer Überzüge und insbesondere ein Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit von anorganischen Überzügen.

Nach unterschiedlichen Verfahren hergestellte anorganische Überzüge, beispielsweise durch Abscheidung aus der Dampfphase, Ionenplattierung, Sputtering und dergl., finden breite Anwendungsgebiete als Antireflexionsschichten, harte Überzüge und funktionelle Überzüge für optische Materialien, wie Linsen und Anzeigefelder für Anzeigevorrichtungen. Insbesondere ist die Anwendung von SiO₂-Schichten weit verbreitet, da sie gut auf der Unterlage haften sowie hart und leicht handhabbar sind.

Herkömmliche anorganische Beschichtungen haben verschiedene entscheidende Nachteile. Insbesondere wenn Wassertropfen auf der Oberfläche der Überzüge eintrocknen, führt dies zur Bildung von Wasserflecken ähnlich den Flecken auf optischen Gläsern. Diese Flecken beeinträchtigen das Aussehen und die optischen Eigenschaften des Überzugs. (Wasserflecken und Flecken seien hier als eine Vergilbung oder Verfärbung auf optischem Glas bzw. auf einem anorganischen Überzug definiert). Insbesondere besteht bei optischen Linsen die Gefahr, dass Wassertropfen auf der Oberfläche beim Schleifen der Kanten oder beim praktischen Einsatz verbleiben. Lässt man die Linsen kurzzeitig mit den Wasserstropfen stehen, so kommt es zur Bildung von Wasserflecken.

Im allgemeinen wird angenommen, dass für die Fleckenbildung auf optischen Gläsern folgende Prozesse verantwortlich sind:

Zunächst gehen Glasionen, wie Na⁺, Ba²⁺, Pb²⁺ und dergl., in den auf der Oberfläche befindlichen Wassertropfen in Lösung, so dass aus dem Wassertropfen eine alkalische Lösung entsteht. Diese Lösung reagiert mit sauren Gasen in der Atmosphäre, wie CO₂ und SO₂. Infolgedessen werden Verbindungen wie Na₂CO₃, NaHCO₃, Na₂SO₄, BaCO₃, PbCO₃, BaSO₄, PbSO₄ und dergl. gebildet. Diese Verbindungen verbleiben auf der Oberfläche und verursachen die Fleckenbildung.

Demgegenüber weisen anorganische Überzugsschichten, z. B. aus SiO₂, die auf Kunstharzen ausgebildet sind, keine positiven Ionen auf. Der Grund für die Bildung von Wasserflecken auf derartigen Schichten ist daher bisher nicht bekannt gewesen. Aufgrund erfindungsgemässer Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Ursache derartiger Flecken darin zu suchen ist, dass Verdampfungsrückstände, vorwiegend aus Si-Verbindungen, die aus an der Oberfläche befindlichen Wassertropfen verbleiben, stark an der Schichtoberfläche haften. Dies wird durch folgende Befunde belegt:

(1) Beim Aufbringen von besonders reinem Wasser auf die Oberfläche von derartigen Schichten kommt es nicht zur Fleckenbildung (im Fall von optischen Gläsern verursacht auch besonders reines Wasser Flecken);
(2) bei Betrachtung des Bereichs der Schichtoberfläche, in dem Wasserflecken auftreten, mit einem transmittierenden Elektronenmikroskop (TEM) lassen sich Niederschläge auf der Oberfläche feststellen; und
(3) als Hauptelement dieser Niederschläge läßt sich Si nachweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Schwierigkeiten des Stands der Technik zu überwinden und verbesserte Massen Massen zur Behandlung anorganischer Überzüge bereitzustellen, mit denen es gelingt, die Schwierigkeiten mit Wasserflecken zu vermeiden.

Gegenstand der Erfindung sind Massen zur Behandlung anorganischer Überzüge, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie ein Material umfassen, das nach Umsetzung oder Adsorption an der zu beschichtenden Oberfläche eine Wasserabstossende Wirkung erzeugt.

Wie vorstehend erläutert, besteht die Ursache für Wasserflecken auf der Oberfläche von anorganischen Schichten darin, dass im Wassertropfen enthaltene Elemente beim Verdampfen des Tropfens auf der Oberfläche verbleiben und sich dort abscheiden. Als Hauptbestandteile für derartige Verdampfungsrückstände kommen vorwiegend Si-Verbindungen in Frage, die eine starke Affinität für anorganische Schichten, wie SiO₂, aufweisen. Diese Rückstände haften fest auf der Oberfläche der Schichten. Um somit das Auftreten von Wasserflecken zu vermeiden, ist es erforderlich, die Oberflächenbeschaffenheit der anorganischen Überzugsschicht so zu verbessern, dass die Haftung zwischen der Schichtoberfläche und dem Verdampfungsrückstand vermindert wird.

Umfangreiche Untersuchungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben ergeben, dass durch eine wasserabstossende Ausrüstung der Schichtoberfläche die Festigkeit der Haftung zwischen dem Verdampfungsrückstand und der Oberfläche der anorganischen Überzugsschicht verringert wird und dass eventuell auf der Oberfläche verbleibende Rückstände leicht mit einem Tuch oder dergl. abgewischt werden können. Ferner hat es sich herausgestellt, dass durch die wasserabstossende Ausrüstung der Oberfläche die Neigung zum Verbleib von Wassertropfen stark verringert wird, was das Auftreten von Wasserflecken auf den Schichten vermindert. Für einen zufriedenstellenden Wasserabstossungsgrad beträgt der Kontaktwinkel zwischen reinem Wasser und der Schichtoberfläche vorzugsweise 70° oder mehr.

Vor Durchführung der Behandlung der anorganischen Überzugsschicht ist Sorge dafür zu tragen, dass die Eigenschaften, wie Haftung und Dauerhaftigkeit, von bereits auf der Unterlage bestehenden Schichten nicht beeinträchtigt werden. Insbesondere bei der Behandlung von anorganischen Überzugsschichten auf Kunstharzunterlagen kann es bei hohen Behandlungstemperaturen dazu kommen, dass die anorganische Überzugsschicht reisst und das Aussehen und die Dauerhaftigkeit des Überzugs erheblich beeinträchtigt werden. Demgemäß ist es erforderlich, dass die Behandlungsschicht dünn genug ist, um eine Beeinträchtigung der vor der Behandlung vorliegenden Eigenschaften, wie Haftfähigkeit, Dauerhaftigkeit und Aussehen, sowie spektrale Eigenschaften von Antireflexionsschichten, zu vermeiden. Die Behandlung ist in einem solchen Temperaturbereich und unter solchen Bedingungen durchzuführen, dass diese Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.

Als Materialien, die erfindungsgemäss auf der Oberfläche von anorganischen Überzugsschichten umgesetzt oder an diesen adsorbiert werden, kommen Materialien in Frage, die einen breiten Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu hohen Temperaturen aufweisen und den vorstehenden Anforderungen genügen.

Nachstehend sind Beispiele für derartige Verbindungen aufgeführt:

(1) Halogensilanverbindungen:
Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Chlormethyltrichlorsilan, Methyldichlorsilan, 1,2- Dibromäthyltrichlorsilan, Vinyltrichlorsilan, 1,2-Dichloräthyltrichlorsilan, 1-Chloräthyltrichlorsilan, 2-Chloräthyltrichlorsilan, Chlormethylmethyldichlorsilan, Äthyltrichlorsilan, Äthyldichlorsilan, Dimethylchlorsilan, 3,3,3-Trifluorpropyltrichlorsilan, 2-Cyanoäthyltrichlorsilan, Allyltrichlorsilan, 3-Brompropyltrichlorsilan, Methylvinyldichlorsilan, 3-Chlorpropyltrichlorsilan, Dichlormethyldimethylchlorsilan, n-Propyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Äthylmethyldichlorsilan, Äthoxymethyldichlorsilan, Dimethoxymethylchlorsilan, Divinyldichlorsilan, 3-Cyanopropyltrichlorsilan, Methyl-3,3,3-trifluorpropyldichlorsilan, Allylmethyldichlorsilan, Dimethylvinylchlorsilan, n-Butyltrichlorsilan. 3-Chlorpropylmethyldichlorsilan, Isobutyltrichlorsilan, Methylpropyldichlorsilan, Diäthoxydichlorsilan, 3-Cyanopropylmethyldichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Phenyltrichlorsilan, 3-Chlorpropyldimethylchlorsilan, Butylmethyldichlorsilan, Dimethylpropylchlorsilan, Dimethylisopropylchlorsilan, 3,3,4- 4,5,5,6,6,6-Nonafluorhexyltrichlorsilan, 4-Chlorphenyltrichlorsilan, Phenyltrichlorsilan, Phenoxytrichlorsilan, Phenyldichlorsilan, Diallyldichlorsilan, Cyclohexyltrichlorsilan, 3-Cycanopropyldimethylchlorsilan, Hexyltrichlorsilan, Methylpentyldichlorsilan, tert.-Butyldimethylchlorsilan, Triäthylchlorsilan, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-Nonafluorhexylmethyldichlorsilan, Benzyltrichlorsilan, p-Tolyltrichlorsilan, Methylphenyldichlorsilan, Methylphenylchlorsilan, 6-Trichlorsilyl-2-norbornan, 2-Trichlorsilylnorbornan, Cyclohexylmethyldichlorsilan, Heptyltrichlorsilan, Hexylmethyldichlorsilan, Phenylvinyldichlorsilan, β-Phenäthyltrichlorsilan, Dimethylphenylchlorsilan, 2-(4-Cyclohexenyläthyl)- trichlorsilan, 2-Methyldichlorsilylnorbornan, 3-Methacryloxypropylmethyldichlorsilan, Octyltrichlorsilan, Heptylmethyldichlorsilan, Dibutyldichlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Chlormethylphenyläthyltrichlorsilan, Methylphenylvinylchlorsilan, 3-Chlorpropylphenyldichlorsilan, 2-Phenylpropyltrichlorsilan, Methyl-β-phenethyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Nonyltrichlorsilan, Methyloctyldichlorsilan, Tripropylchlorsilan, tert.-Butylphenyldichlorsilan, Decyltrichlorsilan, Dimethyloctylchlorsilan, Decylmethyldichlorsilan, Diphenyldichlorsilan, Diphenyldifluorsilan, Diphenylchlorsilan, Dodecyltrichlorsilan, Dihexyldichlorsilan, Tributylchlorsilan, Diphenylmethylchlorsilan, Dodecylmethyldichlorsilan, Diphenylvinylchlorsilan, Tetradecyltrichlorsilan, Triphenylchlorsilan, Trihexylchlorsilan, Methyloctadecyldichlorsilan, Eicosyltrichlorsilan, Dimethyloctadecylchlorsilan, Tribenzylchlorsilan, Docosyltrichlorsilan, Docosylmethyldichlorsilan, 1,2-Bis-(trichlorsilyl)-äthan, 1,2-Bis-(methyldichlorsilyl)- äthan, 1,1,3,3-Tetramethyl-1,3-dichlorsiloxan, 1,2-Bis-(dimethylchlorsilyl)-äthan, 1,4-Bis-(dimethylchlorsilyl)- benzol, 1,3-Dichlortetraisopropyldisiloxan, 1,1,3,3,5,5-Hexamethyl-1,5-dichlortrisiloxan und 1,2- Dichloroctamethyltetrasiloxan.

Die Erfindung ist selbstverständilich nicht auf die vorstehend aufgeführten Verbindungen beschränkt, vielmehr können beliebige Verbindungen mit der Gruppierung Si-X (X bedeutet Halogen) erfindungsgemäss eingesetzt werden.

(2) Silanverbindungen mit wenigstens einer der Strukturen Si-H, Si-OH, Si-OR, Si-SH und Si-SR (R bedeutet einen organischen Rest):
Trimethylsilanol, Dimethoxymethylsilan, Trimethoxysilan, Chlormethylmethoxydimethylsilan, Chlormethyltrimethoxysilan, Diäthylsilan, Dimethyläthoxysilan, Methoxytrimethylsilan, Dimethoxydimethylsilan, Diäthoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Mercaptomethyltrimethoxysilan, Tetramethoxysilan, Methylthiotrimethylsilan, Dimethyldimethylaminosilan, Trifluoracetoxytrimethylsilan, Diacetoxymethylsilan, Allyldimethylsilan, 3-Chloräthoxychlormethyldimethylsilan, Bis-(2-chloräthoxy)-methylsilan, Trimethylvinyloxysilan, Methoxydimethylvinylsilan, Acetoxymethylsilan, 2-Chloräthoxymethylsilan, Chlormethyldimethyläthoxysilan, Diäthylmethylsilan, Äthoxytrimethylsilan, Diäthoxymethylsilan, Äthyltrimethoxysilan, Bis-(dimethylamino)- methylsilan, Phenylsilan, 2-Propinyloxytrimethylsilan, Dimethyläthoxyäthinylsilan, Diacetoxydimethylsilan, Allyloxychlormethylsilan, Tris-(2-chloräthoxy)-silan, Dimethoxymethyl- 3,3,3-trifluorpropylsilan, 3,3,3-Trifluorpropyltrimethoxysilan, 2-Cyanoäthyltrimethoxysilan, Allyltrimethylsilan, 1-Chlormethyl-2-chloräthoxytrimethylsilan, Allyloxytrimethylsilan, Äthoxymethylvinylsilan, Isopropenoxytrimethylsilan, 1-Chlormethyläthoxytrimethylsilan, 3-Chlorpropoxytrimethylsilan, 3-Chlorpropyldimethoxymethylsilan, Chlormethyldiäthoxymethylsilan, 3-Chlorpropyltrimethoxysilan, Dimethylketoximtrimethylsilan, Triäthylsilan, Butyldimethylsilan, Trimethylisopropoxysilan, Triäthylsilanol, Diäthoxymethylsilan, Dimethoxy-3-mercaptopropylmethylsilan, Triäthoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, Diäthylaminodimethylsilan, 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 2-Aminoäthylaminomethyltrimethoxysilan, Tris- (dimethylamino)-silan, Methylphenylsilan, Diacetoxymethylvinylsilan, Methyltriacetoxysilan, Allyloxydimethylvinylsilan, 1-Chlormethyläthoxydimethylvinylsilan, Dimethylketoximdimethylvinylsilan, Methylsilaran, Diäthoxymethylvinylsilan, Chlormethyltriäthoxysilan, Äthylmethylketoximtrimethylsilan, Dimethoxyäthylmethylketoximmethylsilan, tert.-Butoxytrimethylsilan, 1-Methylpropoxytrimethylsilan, Butoxytrimethylsilan, Butyltrimethoxysilan, Methyltriäthoxysilan, Diäthylaminoxytrimethylsilan, 3-Aminopropyldimethyläthoxysilan, Methyltris-(2-aminoäthoxy)-silan, Dimethylphenylsilan, Triacetoxyvinylsilan, Tetraacetoxysilan, Furfuryloxytrimethylsilan, Äthyltriacetoxysilan, 3-Trifluoracetoxypropyltrimethoxysilan, Äthinyldimethyl-2-nitrobutoxysilan, 1,1-Dimethylpropinyloxytrimethylsilan, Diäthoxydivinylsilan, Dimethyläthylmethylketoximvinylsilan, Dimethyl- 2-nitrobutoxyvinylsilan, Dimethylisobutoxyvinylsilan, Acetoxytriäthylsilan, Tetrahydrofurfuryloxytrimethylsilan, Triäthoxyvinylsilan, Octylsilan, Allyloxy-2- aminoäthylaminomethyldimethylsilan, Trimethylpentyloxysilan, Isopentyloxytrimethylsilan, Diäthoxydiäthylsilan, Dimethyldipropoxysilan, Äthyltriäthoxysilan, Tetraäthoxysilan, 3-Aminopropyldiäthoxymethylsilan, 3-(2-Aminoäthylaminopropyl)- dimethoxymethylsilan, 3-(2-Aminoäthylaminopropyl)- trimethoxysilan, 2,4,5-Trichlorphenoxytrimethylsilan, Methylphenylvinylsilan, Chlormethyldimethyl-m-nitrophenylsilan, Chlormethyldimethyl-p-nitrophenylsilan, 2,4- Dichlorphenoxytrimethylsilan, 4-Bromphenoxytrimethylsilan, Chlormethyldimethylphenoxysilan, 2-Chlorphenoxytrimethylsilan, 2-Chlorphenoxytrimethoxysilan, 4-Chlorphenyltrimethoxysilan, 4-Chlorphenoxytrimethylsilan, Phenoxytrimethylsilan, 3-Hydroxyphenoxytrimethylsilan, Dimethoxymethylphenylsilan, Dimethylfurfurylvinylsilan, 2-Hydroxyphenoxytrimethylsilan, Phenyltrimethoxysilan, 1-Cyclohexenyloxytrimethylsilan, Chlormethylcyclohexyloxydimethylsilan, 2-Cyanoäthyltriäthoxysilan, Cyclohexyloxytrimethylsilan, Dimethylisopentyloxyvinylsilan, Allyltriäthoxysilan, 3-Allylthiopropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 3-Brompropyltriäthoxysilan, Chlormethyldimethyl- 2-[(2-äthoxyäthoxy)-äthoxy]-silan, 3-Chlorpropyltriäthoxysilan, 3-Allylaminopropyltrimethoxysilan, Diäthoxyäthylmethylketoximmethylsilan, Triproplysilan, Hexyloxytrimethylsilan, 2-(2-Äthoxyäthoxy)-äthoxytrimethylsilan, Propyltriäthoxysilan, Hexyltrimethoxysilan, 2-(2-Aminomethylthioäthyl)- diäthoxymethylsilan, 3-Aminopropyltriäthoxysilan, O,O′-Diäthyl-S-(2-trimethylsilyläthyl)-dithiophosphat, 2,4-Dichlorphenoxyäthinyldimethylsilan, Trimethylsilylbenzoat, Benzyloxychlormethyldimethylsilan, 4-Aminophenoxydimethylvinylsilan, Dimethyläthoxyphenylsilan, Benzyloxytrimethylsilan, Methyltrisisopropoxysilan, 3-Methacryloxypropyldimethyloxymethylsilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-(3-Cyanopropylthiopropyl)-dimethoxymethylsilan, Bis-(äthylmethylketoxim)-methoxymethylsilan, Dimethyläthoxy- 3-glycidoxypropylsilan, Dimethyl-2-[(2-äthoxyäthoxy)- äthoxy]-vinylsilan, Dimethoxymethyl-2-piperidino- äthylsilan, 3-Morpholinopropyltrimethoxysilan, Dimethoxymethyl- 3-piperazinopropylsilan, N-(3-Triäthoxysilylpropyl)- harnstoff, Methoxytripropylsilan, Dibutoxydimethylsilan, Methyltripropoxysilan, Methyltriisopropoxysilan, Dimethoxy-3-(2-äthoxyäthylthiopropyl)-methylsilan, Methyltris- (2-methoxyäthoxy)-silan, 3-Dimethylaminopropyldiäthoxymethylsilan, 2-(2-Aminoäthylthioäthyl)-triäthoxysilan, 3-[2-(2-Aminoäthylaminoäthylamino)-propyl]-trimethoxysilan, Dimethyläthinyl-2-nitro-4-methylphenoxysilan, Diacetoxymethylphenylsilan, Dimethyl-3-methyl-4-chlorphenoxyvinylsilan, Dimethyl-2-methyl-4-chlorphenoxyvinylsilan, Chlormethyldimethyl-2-phenyläthoxysilan, Benzyldimethyläthoxysilan, Diäthoxymethylphenylsilan, Tris-(1-methylvinyloxy)- vinylsilan, 2-(3,4-Epoxycyclohexyläthyl)-trimethoxysilan, Dimethyl-2-piperidinoäthoxyvinylsilan, Bis-(äthylmethylketoxim)-äthoxymethylsilan, Trisisopropoxyvinylsilan, Diäthoxy-3-glycidoxypropylmethylsilan, 3-(3- Acetoxypropylthio)-propyldimethoxymethylsilan, Tris-(2- methoxyäthoxy)-vinylsilan, Dimethoxymethyl-3-piperidinopropylsilan, Dipropoxyäthylmethylketoximmethylsilan, Diisopropoxyäthylmethylketoximmethylsilan, 3-Piperidinopropyltrimethoxysilan, 2-Äthylhexyloxymethylsilan, Octyloxytrimethylsilan, Pentyltriäthoxysilan, Diäthyl-2-(2- trimethylsilyläthylthioäthyl)-phosphat, Diphenylsilandiol, Phenylsilatran, 4-Chlorphenyltriäthoxysilan, Phenyltriäthoxysilan, Tetraallyloxysilan, 3-Phenylaminopropyltrimethoxysilan, 2-Aminoäthylaminomethylbenzyloxydimethylsilan, N-(3-Diäthoxymethylsilylpropyl)-succinimid, Bis- (äthylmethylketoxim)-methylpropoxysilan, Bis-(äthylmethylketoxim)- methylisopropoxysilan, Bis-(äthylketoxim)-2- methoxymethylsilan, Dimethoxymethyl-3-(4-methylpiperidinopropyl)- silan, 3-(2-Methylpiperidinopropyl)-trimethoxysilan, 3-Cyclohexylaminopropyltrimethoxysilan, Tetrapropoxysilan, Tetraisopropoxysilan, Tetrakis-(2-methoxyäthoxy)-silan, O,O′-Diäthyl-S-(2-triäthoxysilyläthyl)-dithiophosphat, Diphenylmethylsilan, Triäthylsilylbenzoat, Benzyltriäthoxysilan, 6-Triäthoxysilyl-2-norbornan, Diäthoxy-2-piperidinoäthoxyvinylsilan, 3-Benzylaminopropyltrimethoxysilan, Methyltris-(äthylketoxim)-silan, Bis-(äthylmethylketoxim)- butoxymethylsilan, Dibutoxymethyläthylmethylketoximsilan, Methyltris-(N,N-diäthylaminoxy)-silan, Dimethoxydiphenylsilan, Benzyliden-3-äthoxydimethylsilylpropylamin, Octyltriäthoxysilan, Diphenyläthoxymethylsilan, Dimethoxyphenyl- 2-piperdidinoäthoxysilan, Phenyltris-(2-methoxyäthoxy)- silan, 3-(Vinylbenzylaminopropyl)-trimethoxysilan, Dodecyloxytrimethylsilan, Triphenyloxysilan, Diacetoxydiphenylsilan, Diphenyläthoxyvinylsilan, Diäthoxydiphenylsilan, N-(3- Triäthoxysilylpropyl)-p-nitrobenzamid, Tetrabutoxysilan, Bis-(1,1-dimethyl-2-propinyloxy)-methylphenylsilan, Diäthoxydodecylmethylsilan, Triphenylsilan, Triphenylsilanol, 3-(Vinylbenzylaminopropyl)-triäthoxysilan, Trihexylsilan, Dodecyltriäthoxysilan, Acetoxyphenyltrisilan, Äthoxytriphenylsilan, Diphenylmethyl-2-piperidinoäthoxysilan, Diphenylmethoxy-2-piperidinoäthoxysilan, Diäthoxymethyloctadecylsilan, Tetraphenoxysilan, Octadecyltriäthoxysilan, Tetrakis-(2-äthylbutoxy)-silan, Dimethyloctadecyl-3- trimethoxysilylpropylammoniumchlorid, Tetrakis-(2-äthylhexyloxy)- silan, 1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan, Pentamethyldisiloxan, 1,3-Dimethoxymethyldisiloxan, N,O-Bis-(trimethylsilyl)- trifluoracetoamid, N,O-Bis-(trimethylsilyl)-acetoamin, 1,3-Diäthoxytetramethyldisiloxan, Bis-(trimethylsilyl)-6- azauracil, 1,4-Bis-(dimethylsilyl)-benzol, 1,4-(Hydroxydimethylsilyl)- benzol, Bis-(trimethylsilyl)-uracil, Bis- (trimethylsilyl)-cytosin, O,O′-Bis-(trimethylsilyl-diacetyldioxim, N,O-Bis-(trimethylsilyl)-hypoxanthin, O,O′- Bis-(trimethylsilyl)-tymin, 4-Trimethylsiloxyphenyltrimethylsilan, 1,2- oder 1,3- oder 1,4-Bis-(trimethylsiloxy)- benzol, Bis-(trimethylsilyl)-adipat, Trimethylsilyl-2- trimethylsilylthiobenzoat, 1,1,3,3,5,5-Hexamethyltrisiloxan, 1,1,1,3,5,5,5-Heptamethyltrisiloxan, Octamethyltrisiloxan, 3-Äthoxyheptamethyltrisiloxan, Octamethyltrisiloxan, 3-Äthoxyheptamethyltrisiloxan, 1,3,5,7-Tetramethylcyclotetrasiloxan, 1,1,1,3,5,7,7,7-Octamethyltetrasiloxan, Tris- (trimethylsiloxy)-silan, 1,7-Diacetoxyoctamethyltetrasiloxan, 1,3,5,7-Tetraäthoxy-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxan, 1,3,5,7-Tetramethyl-1,3,5,7-tetrapropoxy-cyclotetrasiloxan, 1,3,5,7-Tetraisopropoxy-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxan, 2-Piperidinoäthoxytris-(trimethylsiloxy)-silan, 1,3-Bis-(3-trimethylsiloxypropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan, 1,3,5,7-Tetrabutoxy-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxan, Tetrakis-(dimethylvinylsiloxymethyl)-methan, 1,3,5,7,9-Pentamethylcyclopentasiloxan, 1,3,5,7,9-Pentamethoxy- 1,3,5,7,9-pentamethylcyclopentasiloxan und 1,3,5,7,9-Pentaisobutoxy-1,3,5,7,9-pentamethylcyclopentasiloxan.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehenden Verbindungen beschränkt, vielmehr können beliebige Verbindungen mit den Gruppierungen -SiH, -Si-OH, -Si-SH, -Si-OR und -Si-SR erfindungsgemäss eingesetzt werden.

(3) Silanverbindungen mit wenigstens einer der Strukturen (R₁, R₂ und R₃ bedeuten Wasserstoff oder organische Reste)
Dimethyldimethylaminosilan, 1-Trimethylsilyl-1,2,4-triazol, 2-Trimethylsilyl-1,2,3-triazol, N-Trimethylsilylacetoamid, Dimethylaminotrimethylsilan, Bis-(dimethylamino)-methylsilan, 1-Trimethylsilylimidazol, Allylaminotrimethylsilan, N-Methyl-N-trimethylsilylacetoamid, Diäthylaminodimethylsilan, Bis-(äthylamino)-dimethylsilan, Bis-(dimethylamino)- dimethylsilan, Tris-(dimethylamino)-silan, 1-Trimethylsilylpyrrol, 1-Trimethylsilylpyrrolydien, Bis-(dimethylamino)- methylvinylsilan, Diäthylaminotrimethylsilan, Methyltris-(dimethylamino)-silan, Piperidinotrimethylsilan, Anilinotrimethylsilan, Bis-(diäthylamino)-dimethylsilan, Bis-(butylamino)-dimethylsilan, Phenyltris-(dimethylamino)- silan, Dipiperidinomethylvinylsilan, N,N′-Diphenyl- N-trimethylsilylharnstoff, Bis-(dimethylamino)-diphenylsilan, Methyltriperidinosilan, Tetrakis-(diäthylamino)- silan, Dipiperidinomethyl-2-piperidinoäthylsilan, Methyltris- (cyclohexylamino)-silan, Dianilinodiphenylsilan, 1,1,3,3-Tetramethyldisilazan, 1,3-Bis-(chlormethyl)-1,1,3,3- tetramethyldisilazan, Hexamethyldisilazan, Heptamethyldisilazan, 1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazan, Tris-(trimethylsilyl)- amin, 1,1,3,3,5,5,7,7-Octamethylcyclotetrasilazan, sowie die Verbindungen der Formeln

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend aufgeführten Verbindungen beschränkt, vielmehr können beliebige Verbindungen mit den Gruppierungen -SI-N oder Si-N-Si erfindungsgemäss eingesetzt werden.

(4) Reaktive organische Verbindungen mit fluorhaltigen Gruppen, Fluorwasserstoff oder Metallfluoride:
Acylhalogenide der Formel: in der Rf einen partiell durch Fluor substituierten organischen Rest und X Halogen bedeutet;
Ammoniumsalze der Formel

RfR₃N⁺Y^-

in der R einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeutet und Y^- ein Anion, beispielsweise ein Halogenion, Sulfation oder Carboxylation bedeutet;
Isocyansäureester der Formel Rf-N=C=O und Thioisocyansäureester der Formel Rf-N=C=S, wobei Rf einen partiell durch Fluor substituierten organischen Rest bedeutet.

Typische Beispiele für Rf sind Verbindungen der Formel I, II und III: wobei A ein Fluor- oder Wasserstoffatom bedeutet, n eine ganze Zahl von 1 bis 18 ist, a den Wert 1 oder 2 hat, b den Wert 0 oder 1 hat und c eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist; wobei m eine ganze Zahl von 0 bis 17 ist, d eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist und R′ einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet; wobei l eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist;
Metallfluoride, wie NaF, NaHF₂, CaF₂, AlF₃, ZnF₂, SbF₃, SbF₅, CrF₂, CrF₃, KF, CoF₂, CoF₃, MgF₂, TlF, FeF₂, FeF₃, NiF₂ und BaF₂.

Erfindungsgemäss besteht keine Beschränkung auf die vorstehend erwähnten Materialien (1) bis (4), vielmehr können beliebige andere Materialien verwendet werden, die nach Umsetzung oder Adsorption an der Oberfläche der Gegenstände eine wasserabstossende Wirkung erzeugen.

Die Materialien gemäss den vorstehenden Aufzählungen (1) bis (4) werden vermutlich auf folgende Weise an der Oberfläche von anorganischen Überzugsschichten mit starker Polarität umgesetzt oder adsorbiert:

(i) Bei Vorliegen einer halogenierten Silanverbindung in Gegenwart von Hydroxylgruppen erfolgt eine Elimination von Halogenwasserstoff, insbesondere Chlorwasserstoff gemäss folgender Reaktionsgleichung. Demgemäss erweisen sich halogenierte Silanverbindungen als besonders wirksam zur Behandlung von Oberflächen, auf denen Hydroxylgruppen vorliegen. worin R eine beliebige Substituentengruppe bedeutet.
(ii) Wird eine Silanverbindung der vorstehenden Gruppe (2) auf eine anorganische Überzugsschicht mit Hydroxylgruppen gebracht, so kommt es zur dehydratisierung, Dealkoholisierung, Dehydrogenisierung und dergl. Somit sind diese Silanverbindungen ebenfalls sehr wirksam zur Behandlung von Oberflächen, in denen Hydroxylgruppen vorliegen. Beispielsweise kommen im Bereich der Oberfläche von SiO₂- Schichten folgende Reaktionen in Frage: worin R und R′ willkürliche Substituentengruppen bedeuten.
(iii) Im Fall von Silanverbindungen der vorstehenden Gruppe (3) kommen folgende Reaktionen in Frage oder es kann zu einer starken Adsorption der stickstoffhaltigen Gruppe kommen: wobei R eine willkürliche Substituentengruppe bedeutet.
(iv) (a) Carbonsäurehalogenid
- (b) Ammoniumsalz
- (c) Isocyansäureester und Thioisocyansäureester
- wobei Z die Bedeutung O oder S hat.
  (d) Fluorwasserstoff und Metallfluorid (Die Wirkung dieser Verbindungen ist in Kombination mit konzentrierter Schwefelsäure stärker.
- wobei M ein Metall bedeutet.

Ausserdem kommen erfindungsgemässe Kombinationen von vorstehend erwähnten Materialien in Frage.

Um eine Umsetzung oder Adsorption der Silanverbindungen an der Oberfläche der anorganischen Überzugsschicht zu bewerkstelligen, gibt es allgemein zwei Verfahren. Ein Verfahren besteht in einer Beschichtung mit der Verbindung durch Tauchen, Schleuderbeschichten, Spritzen und dergl., um eine Umsetzung oder Adsorption an der Oberfläche herbeizuführen. Das andere Verfahren besteht darin, die Verbindung direkt in gasförmigem Zustand unter Vakuum oder unter atmosphärischen Bedingungen an der Oberfläche zur Reaktion oder Adsorption zu bringen.

Beim erstgenannten Verfahren lässt sich durch Einstellung der Umgebungsbedingungen, wie Feuchtigkeit und Temperatur, während des Beschichtungsverfahrens die Reaktionsgeschwindigkeit regeln. Durch Einstellen von Eintauchzeit, Lösungstemperatur und Dichte der Silanverbindung lässt sich die gewünschte bearbeitete Schicht erhalten. Ferner kann man zur Beschleunigung der Umsetzung so erwärmen oder belichten, dass die Eigenschaften der Überzugsschicht nicht beeinträchtigt werden.

Beispielsweise wird beim letztgenannten Verfahren die anorganische Überzugsschicht in einer Vakuumkammer gebildet und anschliessend eine gasförmige Silanverbindung zur Durchführung der Reaktion in die Kammer eingeführt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, nach Ausbildung der anorganischen Überzugsschicht die gasförmige Silanverbindung in die Plasmaatmosphäre, wie Argon oder Sauerstoff, einzuführen und eine Reaktivdampfabscheidung, eine reaktive Ionenplattierung und dergl. durchzuführen.

Um die Reaktivität der Oberfläche der organischen Überzugsschicht mit der Silanverbindung zu erhöhen, ist gelegentlich eine Vorbehandlung der Oberfläche, z. B. durch Waschen, chemische Behandlung und Plasmabehandlung, wünschenswert. Die umzusetzende Silanverbindung kann entweder einzeln oder in Kombination von mehreren derartigen Verbindungen eingesetzt werden. Ausserdem ist die Verwendung einer Silanverbindung möglich, die mit einem geeigneten Lösungsmittel verdünnt oder mit Säuren oder Basen vorbehandelt worden ist.

Nach beendeter Umsetzung wird der Anteil der Silanverbindung, die mit dem Wasser in der Atmosphäre reagiert hat und nicht an der Umsetzung mit der Oberfläche der Überzugsschicht teilgenommen hat, abgewaschen, wobei die vor der Behandlung bestehenden Antireflexionseigenschaften, das äussere Aussehen und dergl. der Überzugsschicht erhalten bleiben.

Zur Umsetzung von Fluorwasserstoff mit der anorganischen Überzugsschicht stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Beispielsweise wird gasförmiger Fluorwasserstoff direkt mit der Oberfläche unter vermindertem Druck oder unter atmosphärischen Bedingungen umgesetzt oder die Oberfläche wird in Fluorwasserstoffsäure oder in ein Lösungsgemisch aus Fluorwasserstoffsäure und konzentrierter Schwefelsäure getaucht.

Zur Umsetzung mit Metallfluoriden wird das pulverisierte Metallfluorid zu konzentrierter Sulfatsäure gegeben, und der die anorganische Überzugsschicht aufweisende Gegenstand wird in die Lösung getaucht.

Da Fluorwasserstoff und Metallfluoride sehr reaktiv sind, kann es bei der Umsetzung zu einer Erhitzung der Überzugsschicht und somit zu einer Beeinträchtigung von deren Eigenschaften kommen. Daher sollen bei Verwendung von Fluorwasserstoff oder Metallfluoriden kurze Reaktionszeiten eingehalten werden.

Die anorganische Überzugsschicht, beispielsweise eine SiO₂- Schicht weist an ihrer Oberfläche OH-Gruppen von relativ starker Polarität auf. Die Wahrscheinlichkeit ist gross, dass diese OH-Gruppen Verunreinigungen in den Wassertropfen adsorbieren. Dies kann als Ursache für die Bildung von Wasserflecken auf der Überzugsoberfläche angesehen werden. Um das Auftreten von Wasserflecken zu verhindern, wird als erfindungsgemässe wirksame Massnahme eine Beschichtung der Oberfläche der anorganischen Überzugsschicht mit Gruppen, die eine geringe Polarität oder eine wasserabstossende Wirkung aufweisen, vorgesehen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Eine aus Diäthylenglykol-bis-(allylcarbonat) hergestellte Kunstharzlinse wird mit Aceton gewaschen und anschliessend auf der Oberfläche mit einer Antireflexionsschicht bei einer Schichtträgertemperatur von 50°C durch Abscheidung aus der Dampfphase unterworfen. Die Beschichtung besteht - in der angegebenen Reihenfolge von der Linsenoberfläche aus - aus einer SiO₂-Schicht von λ/4, einer ZrO-Schicht und SiO₂- Schicht von insgesamt λ/4, einer ZrO₂-Schicht von λ/4 und einer SiO₂-Deckschicht von λ/4 (λ = 520 nm).

Anschliessend wird die Linse mit Isopropylalkohol gewaschen, ausreichend getrocknet und 1 Minute in eine 98-prozentige Lösung von Dimethyldichlorsilan von 15°C getaucht. Nach der Tauchbehandlung wird die Linse mit einer Geschwindigkeit von 1 cm/sec in eine Atmosphäre von 60 Prozent Luftfeuchtigkeit und 25°C gezogen. Anschliessend wird die Linse 30 Minuten bei 60°C an der Atmosphäre belassen und mit Trichloräthylen gewaschen. Nach dem letzten Waschvorgang wird eine Beobachtung wahrnehmbarer Veränderungen im äusseren Aussehen und in den Antireflexionseigenschaften durchgeführt. Die Qualität der erhaltenen Überzugsschicht wird folgendermassen ermittelt:

(1) Tendenz zur Bildung von Wasserflecken: Auf die Oberfläche der Überzugsschicht wird Leitungswasser getropft. Der Rückstand wird mit einem Tuch weggewischt. Das Ergebnis wird folgendermassen bewertet: A = rückstandsfreies Abwischen, B = partielle Rückstandsbildung und C = Rückstandbildung.
(2) Kontaktwinkel: Der Kontaktwinkel zwischen dem Wassertropfen und der Oberfläche wird mit einer Kontaktwinkel- Messvorrichtung (CA-D der Firma Kyowa Kagaku Kabushiki Kaisha) unter Anwendung des Tropfverfahrens (reines Wasser) gemessen.

Beispiel 2

Auf die Oberfläche einer Linse aus Crownglas wird Aluminiumoxid vom Brechungsindex 1,60 in einer Dicke von 1 µm unter Argonplasma nach dem Ionenplattierungsverfahren aufgebracht.

Die erhaltene Linse wird mit reinem Wasser gewaschen und gründlich getrocknet. Anschliessend wird die Linse etwa 1 Minute in eine Lösung von Diäthyldichlorsilan, die mit Methylenchlorid auf 10 Prozent verdünnt worden ist, getaucht. Sodann wird die Linse mit einer Geschwindigkeit von 10 cm/sec in eine Umgebung von 80 Prozent relativer Feuchtigkeit und einer Temperatur von 25°C gezogen. Die Linse wird mit Methylenchlorid gewaschen.

Das äussere Aussehen der Linse nach dem Waschen zeigt keinen Unterschied zum Zustand vor dieser Behandlung.

Beispiel 3

Gemäss Beispiel 1 wird eine Antireflexionsschicht gebildet. Die Oberfläche der SiO₂-Deckschicht wird 1 Minute mit Argongasplasma behandelt. Anschliessend wird 2 Minuten lang Methyl-3,3,3-trifluorpropyldichlorsilan in die Vakuumkammer mit einer Geschwindigkeit von 5 cm³/min eingeleitet. Die Oberflächentemperatur der Linse wird dabei auf 55°C gehalten. Sodann wird die Linse an die Atmosphäre gebracht und mit Tetrahydrofuran gewaschen.

Nach dem Waschen lassen sich fast keine Änderungen des äusseren Aussehens der Linse feststellen.

Beispiel 4

Gemäss Beispiel 1 wird eine Antireflexionsschicht auf der Oberfläche der Kunstharzlinse gebildet, und die Linse wird in eine Vakuumkammer gebracht. Ein Gasgemisch aus Argon und Wasser wird in einem Verhältnis von 100 : 5 in die Vakuumkammer eingeleitet, bis der Druck in der Kammer 0,1 Torr beträgt. Die Atmosphäre wird unter Einsatz eines elektrischen Hochfrequenzfelds von 13,56 MHz in ein Plasma verwandelt. Die Linse wird 30 Sekunden in dieser Atmosphäre bei einer Plasmaleistung von 300 W behandelt.

Sodann wird die Linse in die Vakuumkammer gebracht und an der Oberfläche mit 1,7-Dichloroctamethyltetrasiloxan beschichtet. Anschließend wird die Linse mit 1,2,2-Trichlor- 1,2,2-trifluoräthan gewaschen.

Nach dem Waschen lässt sich keine Veränderung des äusseren Aussehens der Linse feststellen.

Beispiel 5

Eine aus Diäthylenglykol-bis-(allylcarbonat) hergestellte Linse wird mit Isopropylalkohol gewaschen und anschliessend 5 Minuten bei Raumtemperatur mit einer 5-prozentigen wässrigen Natriumhydroxidlösung behandelt. Anschliessend wird die vorstehend beschriebene Beschichtungslösung auf die Linsenoberfläche nach dem Tauchverfahren aufgebracht, wobei die Lösungstemperatur 5°C und die Entnahmegeschwindigkeit 40 cm/min beträgt. Sodann wird die Linse erwärmt und mit einem Heisslufttrockner 30 Minuten bei 80°C und 2 Stunden bei 130°C gehärtet.

Die Beschichtungslösung wird auf folgende Weise hergestellt: 206 g Äthanol, 396 g einer Äthanoldispersion von kolloidalem Siliciumdioxid (Oscal 1232, Produkt der Firma Shokubai Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha, Feststoffgehalt 30 Prozent), 312 g partiell hydrolysiertes γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 0,2 g Fliesshilfsmittel (L-7604, Produkt der Firma Nippon Unicar Kabushiki Kaisha) und 8,6 g einer 0,05 n wässrigen Essigsäurelösung werden in einen mit einer Rührvorrichtung ausgerüsteten Reaktionsbehälter gegeben und zur Herstellung einer Beschichtungslösung 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt.

Die Linsenoberfläche wird gemäss Beispiel 1 einer Antireflexionsbehandlung unterzogen. Anschliessend wird ebenfalls mit Dimethyldichlorsilan behandelt.

Beispiel 6

Gemäss Beispiel 1 stellt man eine Linse mit einer Antireflexionsbeschichtung her, wäscht mit Isopropylalkohol und trocknet ausreichend. Anstelle der Behandlung mit Dimethyldichlorsilan wird die Linse 3 Minuten bei 10°C in ein Lösungsgemisch aus 50 g Dimethyldiäthoxysilan, 450 g Isopropylalkohol und 20 g 0,05 n Salzsäure getaucht. Nach der Tauchbehandlung wird die Linse 15 Minuten in einer Atmosphäre von 75 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur von 50°C belassen und sodann mit Aceton gewaschen.

Nach dem Waschen lassen sich keine bemerkenswerten Änderungen des äusseren Aussehens und der Antireflexionseigenschaften der Linse feststellen.

Beispiel 7

Gemäss dem Verfahren von Beispiel 1 wird eine Linse hergestellt, wobei jedoch anstelle der Behandlung mit der Silanverbindung die Linse auf folgende Weise behandelt wird:

Die Linse wird 30 Sekunden bei 20°C in ein Lösungsgemisch aus 100 g Diphenylsilan und 300 g Tetrahydrofuran getaucht, 1 Minute in Diäthylamindampf belassen und mit Wasser gewaschen.

Die Eigenschaften der erhaltenen Überzugsschicht werden gemäss Beispiel 1 bestimmt.

Beispiel 8

Man verfährt wie in Beispiel 2 und stellt eine Glaslinse her. Anstelle der Behandlung mit der Silanverbindung wird die Glaslinse 1 Minute bei 10°C in ein Lösungsgemisch aus 10 g 1,1,3,3,5,5-Hexamethyltrisiloxan, 5 g Äthylalkohol und 200 g N,N-Dimethylformamid getaucht und anschliessend 5 Minuten in einer Atmosphäre von 80 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur von 60°C belassen. Sodann wird die Linse mit Aceton gewaschen.

Beispiel 9

Gemäss Beispiel 1 wird eine Linse hergestellt. Nach Bildung der SiO₂-Deckschicht wird die Oberfläche dieser SiO₂-Schicht 1 Minute mit einem Argonplasma behandelt. Sodann wird in die Vakuumkammer 2 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 5 cm/min Trimethylsilanol eingeführt. Die Oberflächentemperatur zu diesem Zeitpunkt beträgt 60°C. Sodann wird die Linse aus der Kammer an die Atmosphäre gebracht.

Nach der Behandlung lässt sich fast keine Veränderung des äusseren Aussehens der Linse feststellen.

Die Eigenschaften der erhaltenen Linse werden gemäss Beispiel 1 ermittelt.

Beispiel 10

Eine mit Isopropylalkohol gewaschene Acrylplatte wird durch Tauchbeschichtung mit der nachstehend angegebenen Überzugslösung beschichtet, wobei die Lösungstemperatur 50°C und die Entnahmegeschwindigkeit 20 cm/min betragen Anschliessend wird die Platte erwärmt und mit einem Heisslufttrockner 5 Stunden bei 70°C gehärtet. Sodann wird sie mit einer Entkeimungslampe (GL-10, Produkt der Firma Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha) 30 Sekunden bestrahlt, wobei der Abstand zwischen Acrylplatte und Lampe 10 cm beträgt.

Die Beschichtungslösung wird auf folgende Weise hergestellt: 200 g Äthanol, 180 g einer Äthanoldispersion von kolloidalem Siliciumdioxid (Oscal 1232, Produkt der Firma Shokubai Kasai Kogyo Kabushiki Kaisha), 45 g γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 30 g γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 0,5 g Fliessregelungsmittel und 40 g 0,05 n Salpetersäure werden in einen mit einer Rührvorrichtung versehenen Reaktionsbehälter gebracht und zur Bildung der Beschichtungslösung 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt.

Die erhaltene Acrylplatte wird gemäss Beispiel 1 einer Antireflexionsbehandlung unterzogen.

Sodann wird die Platte 2 Minuten bei 10°C in ein Lösungsgemisch aus 15 g Dimethoxyäthyl-3,3,3-trifluorpropylsilan, 5 g 3,3,3-Trifluorpropyltrimethoxysilan, 240 g Methylcellosolve und 10 g 0,05 n Salzsäure getaucht und anschliessend 10 Minuten in einer Atmosphäre von 70 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und 40°C belassen. Sodann wird die Linse mit Wasser und Aceton gewaschen.

Nach dem Waschen lassen sich keine bemerkenswerten Veränderungen des äusseren Aussehens der Linse feststellen.

Die Eigenschaften der Linse werden gemäss Beispiel 1 ermittelt.

Beispiel 11

Gemäss Beispiel 1 wird eine Linse hergestellt. Die Linse wird mit Isopropylalkohol gewaschen und ausreichend getrocknet. Anschliessend wird die Linse 5 Minuten bei 20°C in eine Lösung von Bis-(dimethylamino)-methylsilan getaucht. Nach der Tauchbehandlung wird die Linse 10 Minuten in einer Atmosphäre von 50 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und 25°C belassen und sodann mit Aceton gewaschen.

Nach dem Waschen lassen sich keine bemerkenswerten Veränderungen des äusseren Aussehens und der Antireflexionseigenschaften der Linse feststellen.

Beispiel 12

Gemäss Beispiel 1 wird eine Linse hergestellt. Anstelle der Behandlung mit der Silanverbindung wird folgende Behandlung durchgeführt: Die Linse wird 10 Minuten in eine Hexamethyldisilazan-Lösung getaucht und 30 Minuten in einer Atmosphäre von 50°C belassen. Sodann wird die Linse mit Aceton gewaschen.

Die Eigenschaften der erhaltenen Überzugsschicht werden gemäss Beispiel 1 ermittelt.

Beispiel 13

Gemäss Beispiel 2 wird eine Linse aus Crownglas hergestellt und mit Isopropylalkohol gewaschen. Sodann wird die Linse 10 Minuten in eine Lösung von 1,1,3,3,5,5,7,7- Octamethylcyclotetrasilazan, die mit 1,2,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan auf 30 Prozent verdünnt worden ist, getaucht. Sodann wird die Linse 1 Stunde in einer Atmosphäre von 40 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und 150°C belassen und mit 1,3,3-Trifluortrichloräthan gewaschen.

Nach dem Waschen lassen sich keine Veränderungen des äusseren Aussehens der Linse feststellen.

Beispiel 14

Eine Linse wird gemäss Beispiel 1 hergestellt, mit der Abänderung, dass die SiO₂-Deckschicht auf folgende Weise gebildet wird:

Mittels einer Elektronenkanone geschmolzenes SiO₂ wird in einer Kammer mit einem Gasgemisch aus Alkohol und Methylaminotrimethylsilan in einem Verhältnis von 9 : 1 bis zu einem druck von 0,01 Torr versetzt. Anschliessend wird die Atmosphäre in der Kammer durch Anlegen eines elektrischen Hochfrequenzfelds und 13,56 MHz in ein Plasma verwandelt. An die Basisplatte wird eine Spannung von 300 V angelegt. Durch reaktives Ionenplattieren mit einer Hochfrequenzleistung von 300 W wird eine SiO₂-Schicht gebildet.

Beispiel 15

Gemäss dem Verfahren von Beispiel 5 wird eine Linse hergestellt, die 30 Minuten bei Raumtemperatur in eine Lösung von Bis-(diäthylamino)-dimethylsilan getaucht wird. Anschliessend wird die Linse 1 Stunde in einer Atmosphäre von 50°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 40 Prozent belassen und mit Tetrahydrofuran gewaschen. Nach dem Waschen lassen sich fast keine Veränderungen des äusseren Aussehens der Linse beobachten.

Beispiel 16

Gemäss Beispiel 1 wird eine Linse hergestellt, mit Isopropylalkohol gewaschen und gründlich getrocknet. Die Linse wird sodann in eine 5-prozentige Hexanlösung von 3,3,4,4,5,5,5- Heptafluorpentylisocyanat, die 30 Sekunden bei 10°C entwässert worden ist, getaucht. Anschliessend wird die Linse 1 Minute in trockener Luft von 30°C belassen, sodann in Isopropylalkohol getaucht und von nicht-umgesetztem Isocyanat durch Waschen befreit. Sodann wird der Isopropylalkohol von der Linse abgedampft.

Nach dem Waschen und Trocknen lassen sich keine bemerkenswerten Veränderungen des äusseren Aussehens und der Antireflexionseigenschaften der Linse feststellen.

Beispiel 17

Gemäss Beispiel 2 wird eine Linse hergestellt, die mit Äthylalkohol gewaschen und sodann 1 Minute bei 25°C in eine 10-prozentige Tetrahydrofuranlösung von 3,3,4,4,5,5,6,6,6- Nonafluorhexylmethylammoniumjodid getaucht wird. Die Linse wird aus dem Tauchbad entnommen und 10 Minuten in getrockneter Luft von 60°C belassen. Sodann wird die Linse ausreichend mit reinem Wasser gewaschen und getrocknet.

Nach dieser Behandlung lassen sich fast keine Veränderungen des äusseren Aussehens der Linse feststellen.

Beispiel 18

Gemäss Beispiel 1 wird eine Linse hergestellt, wobei die SiO₂-Deckschicht mit Argongasplasma behandelt wird. Anschliessend wird die Linse sofort 2 Minuten bei 50°C in einer Tetrahydrofuranlösung mit einem Gehalt an 10 Prozent Perfluor-(2-methyl-3-oxohexanoylfluorid) getaucht, mit Tetrahydrofuran getrocknet.

Anschliessend lassen sich keine Veränderungen des äusseren Aussehens der Linse feststellen.

Beispiel 19

Gemäss Beispiel 5 wird eine Linse hergestellt und 3 Sekunden bei 35°C in 96-prozentige konzentrierte Schwefelsäure mit einem Gehalt an 20 Prozent CaF₂ von 250 bis 300 mesh getaucht. Anschliessend wird die Linse in der angegebenen Reihenfolge mit Wasser, einer gesättigten wässrigen NaHCO₃- Lösung und reinem Wasser gewaschen und getrocknet.

Es lassen sich fast keine Veränderungen des äusseren Aussehens der Linse feststellen.

Beispiel 20

Gemäss Beispiel 1 wird eine Linse hergestellt. Nach Bildung der SiO₂-Deckschicht wird die Linse 5 Sekunden bei 10°C in 15-prozentiger Fluorwasserstoffsäure getaucht. Sodann wird die Linse in der angegebenen Reihenfolge mit Wasser, gesättigter wässriger NaHCO₃-Lösung und reinem Wasser gewaschen und getrocknet.

Vergleichsbeispiel 1

Gemäss Beispiel 1 wird eine Kunstharzlinse mit einer Antireflexionsbeschichtung hergestellt, wobei die Behandlung mit der Silanverbindung unterbleibt.

Vergleichsbeispiel 2

Gemäss Beispiel 2 wird eine Glaslinse mit einer Aluminiumoxidbeschichtung hergestellt, wobei die Behandlung mit der Silanverbindung unterbleibt.

Vergleichsbeispiel 3

Gemäss Beispiel 10 wird eine Acrylplatte mit einer Antireflexionsbeschichtung hergestellt, wobei die Behandlung mit der Silanverbindung unterbleibt.

Die Eigenschaften der Produkte der Beispiele 1 bis 20 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Wie vorstehend bereits ausgeführt, wird erfindungsgemäss eine wasserabstossende Ausrüstung der Oberfläche von anorganischen Überzugsschichten erzielt. Die Oberflächenenergie sowie die Affinität sowohl zwischen Wasser und der Oberfläche als auch zwischen Verunreinigungen im Wasser und der Oberfläche werden vermindert, wodurch die Bildung von Wasserflecken verhindert wird. Ausserdem wird es in Verbindung mit der Verringerung der Oberflächenenergie leicht möglich, Schmutzflecken, die durch organische Materialien, wie Schweiss, Fett, Speiseöl und dergl., verursacht werden, leicht mit Seidenpapier abzuwischen.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit von anorganischen Überzugsschichten kann in breitem Umfang auf Gegenstände mit anorganischen Beschichtungen angewandt werden, z. B. Linsen aus Kunstharz und Glas, optische Gläser für Präzisionsmaschinen, Anzeigetafeln, Uhrendeckgläser, Glasfenster und dergl. Es ist zu erwarten, dass sich die Anwendung der Erfindung auch auf zahlreiche andere Gebiete ausdehnen lässt.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung eines anorganischen Überzugs, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Material behandelt wird, das nach Umsetzung oder Adsorption an der zu behandelnden Oberfläche eine wasserabstoßende Wirkung erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material

(1) eine Halogensilanverbindung,
(2) eine Silanverbindung mit wenigestens einer der Strukturen Si-H, Si-OH, Si-OR, Si-SH und Si-SR (R bedeutet einen organischen Rest),
(3) eine Silanverbindung mit wenigstens einer der Strukturen (R₁, R₂ und R₃ bedeuten Wasserstoff oder organische Reste) oder
(4) eine reaktive organische Verbindung mit einer fluorhaltigen Gruppe, Fluorwasserstoff oder einem Metallfluorid

enthält.

3. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Behandlung anorganischer Überzüge auf optischen Materialien.

4. Anorganischer Überzug, behandelt mit einem Material, das nach Umsetzung oder Adsorption eine wasserabstoßende Wirkung der behandelten Oberfläche erzeugt.