JPH0356661A

JPH0356661A - 金属酸化物被覆プラスチック

Info

Publication number: JPH0356661A
Application number: JP3314590A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Uehara; 剛上原; Yoshiyuki Fukumoto; 福本　義行; Tomoshige Tsutao; 友重蔦尾
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1991-03-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は金属酸化物層が被覆されたプラスチックに関す
る。

（従来の技術）酸化ジルコニウム（ＺｒＣｈ）！膜は、酸化アルミニウ
ム（Ａｈ○，）や二酸化ケイ素（Ｓｉｎ，）などと積層
することによって、反射防止膜として利用されている（
例えば、特開昭６２−４３６０１号公報、特開昭６１−
２５１８０１号公報、特開昭６０−１８９４３０号公報
、特開昭６０−　１５１６０２号公報）。

上記文献では、光の屈折率を調整する目的で所定厚さの
金属酸化物薄膜を積層しており、ＺｒＯ．は高屈折率物
質として用いられている。

ブラスチンク基仮と反射防止膜との間には、それらの密
着力を上げるために有機バインダー層や金属蒸着膜層が
施されており、ジルコニウムの酸化物膜はプラスチック
と膜の密着力とは何ら関係していない．更に、プラスチ
ック上に直接ジルコニウムの酸化？１層を設けている反
射防止膜は現在のところ無い．また、プラスチック上への二酸化ケイ素（Ｓ　ｉＯ．）
のコーティングにおいては、バインダー層としてシリコ
ン系有機塗料の塗布や一酸化ケイ素（Ｓ　ｉＯ）の蒸着
膜が用いられている　（例えば、特公昭６０−１２６０
１号公報）．シかし、ＳｉＯ蒸着膜は耐湿性に劣り、そ
の上にＳｔｏｗ層を設けても高温高湿の雰囲気中に放置
した場合、プラスチンクとＳｉＯ層との界面において剥
離が生じやすい。

上記のように、ＳｉＯｆｉｉをプラスチックと金属酸化
物被覆層との接着層として用いた場合、高温高湿下でプ
ラスチックとＳｌＯ層との密着力に間題を有している．（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、プラスチック上に第１層目としてジル
コニウムの酸化物層を設けることにより、さらにその上
に設けた金属酸化物層膜の高温高湿下での耐久性を向上
させることにある．（課題を解決するための手段〉本発明で使用される基材はプラスチックであり、たとえ
ばボリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリル
カーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等があげられる。

本発明においてはプラスチック基材の一面にジルコニウ
ム酸化物を主成分とする層が積層されている。

この層の最小膜厚は、ジルコニウムの酸化物膜が連続膜
となる膜厚以上であればよく、好ましくは１５０人以上
である。最大膜厚は、好ましくは１μ鵬以下がよい．１
μ一以上だとクラックが入りやすくなる．形威されたジルコニウム酸化物の膜組成は、ＺｒＯｚを
主成分とし、残部はＭｇ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｚｎ，ＡＩ，Ｓｔ，Ｓｒ，Ｍｏ，　　Ｉｎ，　Ｓｎ
，　Ｂａ，　Ｈｆ，　Ｔａ，　Ｗ，　Ｐｂなどの金属ま
たは金属酸化物の１種以上が含まれていてもよい．Ｚｒ
Ｏ！成分は、好ましくは８０ｗ　ｔ％以上である．又、ジルコニウム酸化物を主威分とする層の上には、さ
らに金属酸化物層が一層以上積層されている．この層を
形成する金属酸化物は特に限定されることはなく、たと
えばＳｉＯ、ＳｉＯ！，Ａ１ｚＯｉ　、ＭｇＯ、ＴｉＯ
，、ＺｎＯ等があげられる。また、金属酸化物は上記の
ような単一成分でもよいし、これらの混合物を用いても
よい。膜構或および蒸発原料は、用途によって適宜決め
ればよい。例えば、耐摩耗性が要求されるようであれば
最上層としてＡ１．０３層が好ましい。

これら金属酸化物層の膜厚は用途によって適宜決定され
ればよいが、一般に１〜３０μ個である。

又、プラスチック基板の熱変形温度以上で積層すれば、
膜にクラックや剥離が生じやすくなるので、基板の熱変
形温度以下で積層されるのが好ましい．次に、金属酸化物層を積層する方法を図面を参照して説
明する．第１図は、本発明の真空蒸着装置の一例を示す
模式図である。図中１は真空槽であり、排気口８に直結
される排気装置（図示せず）によって高真空に排気され
るようになっている．真空槽ｌ内には、蒸発物質５、５
ｌ、５２が供給された冷却装置付きの銅ハース６、６ｌ
、６２と電子銃フィラメント７が配置されている．なお
、銅ハース６、６１と６２は任意に位置の交換が可能で
ある．ｗ４ハース６の上方には、所望膜厚で蒸発物を遮
るためのシャッター４が設置されている．また、シャッ
ター４の上方には、プラスチック基板３を固定するため
の基板取付治具２が設けられている．なお、９は膜厚モ
ニター、ｌＯは酸素ガス導入口である．蒸着するには、真空槽ｌ内のガス圧を５Ｘ１０−’Ｔｏ
ｒｒ以下に減圧させ、銅ハース６に蒸発物質５として酸
化ジルコニウムを供給し、蒸発物質５を電子銃フィラメ
ント７によって加熱溶解させ酸化ジルコニウムを蒸発さ
せて、プラスチック上に厚さ２５０〜２５００人程度の
膜を形戒する。次に、蒸発物質５１として、例えば二酸
化ケイ素が供給された銅ハース６１と銅ハース６の位置
を交代させ、銅ハース６１の二酸化ケイ素を加熱蒸発さ
せ、酸化ジルコニウム層上に二酸化ケイ素膜を形成する
。さらに、３層目を形成するときには、例えば蒸発物′
Ｒ５２として酸化アル累ニウムが供給された銅ハース６
２と銅ハース６ｌの位置を交代させ、電子ビーム加熱に
より酸化アルミニウムを蒸発させ、二酸化ケイ素層上に
酸化アルξニウム層を形戒する。

真空を破ると蒸着膜表面に水の吸着やゴミの付着が起こ
り易くなるため、減圧状態を維持しながら連続して第２
層や第３層目を形成するのが好ましい。

上記作製方法は、電子ビーム加熱方式による真空蒸着法
を示したが、作製方法としては、スパンタリング、イオ
ンブレーティング、真空蒸着法などの物理蒸着法を用い
ることができるが、好ましくはイオンプレーティングま
たは真空蒸着法である。

（実施例）次に本発明の実施例を説明する。

実施例１プラスチック基板は、６０ａａ　Ｘ　７０ｍｎ　Ｘ　２
　ｃｍのポリカーボネート　（商品名：レキサン（旭硝
子■））を用いた．金属酸化物層の形或は、第１図に示
す真空蒸着装置を用いて行った．蒸発物質の加熱は電子
ビーム加熱弐であり、電子銃は日電アネルバ■製の２　
ｋＷ３連Ｅ型電子銃（型名ｉ　　９８０−７１０４）で
ある。

作製手順は、まず基仮３を蒸発物質５から上方３０Ｃ１
１の位置に取り付けた後、３　ＸＩＯ−’Ｔ　ｏ　ｒ　
ｒ以下に排気し、電子ビーム加熱により蒸発物質５を加
熱して、第１表に示した条件でジルコニウムの酸化物膜
を形威した。さらに、真空を破ることなく続いてＳｉＯ
ｔ層を形威した．蒸発原料は第２表に示したように、ジ
ルコニウム酸化物層の蒸発原料は高純度二酸化ジルコニ
ウムの蒸着用ペレ・ノトを、Ｓｌｏｔ層の蒸発原料には
特級の二酸化ケイ素をそれぞれ用いた。

実施例２〜４．７ジルコニウム酸化物層の蒸発原料として分析用二酸化ジ
ルコニウムを使用した以外は、無機化合物層の蒸発原料
、使用した装置、プラスチック基板および作製手順は実
施例１と同じである．実施例５実施例２と同様にして作製した　酸化ジルコニウムＪｉ
／二酸化ケイ素層　の上に最上層としてＡｌｔＯｓ層を
１μｓ蒸着した，ＡｌｚＯｓＪＩの蒸発原料は、第２表
に示すように９９．９％酸化アルミニウムの粒を用いた
。

実施例６装置およびプラスチック基板は、実施例ｌと同じである
．作製手順は、まず基板３を蒸発物質５から上方３０Ｃ１
１の位置に取り付けた後、３　ＸＩＯ−’Ｔ　ｏ　ｒ　
ｒ以下に排気し、電子ビーム加熱により蒸発物質５を加
熱して、第１表に示した条件でジルコニウムの酸化物膜
を形威した。さらに、真空を破ることなく続いてＭｇＯ
層およびＳｉｎ．層を順に形威した．蒸発原料は第２表
に示したように、ジルコニウム酸化物層の蒸発原料とし
て分析用二酸化ジルコニウムを、ＭｇＯ層の蒸発原料と
して９９．９％酸化マグネシウムの蒸着用ペレントを、
Ｓｔｏｗ層の蒸発原料には特級の二酸化ケイ素をそれぞ
れ用いた。

比較例ｌ使用した装置およびプラスチック基板は実施例ｌと同じ
である。作製手順は、真空槽内を３×１０−’Ｔ　ｏ　
ｒ　ｒ以下に排気し、電子ビーム加熱により蒸発物ｆ４
を加熱して第１表に示した条件で基板上に直接二酸化ケ
イ素（ＳｉＯｚ）を３μｍ蒸着した．Ｓｉｎｇ層の蒸発
原料は、第２表に示したように特級の二酸化ケイ素を用
いた．比較例２使用した装置及びプラスチック基板は実施例と同じであ
る．作製手順は、真空槽内を３Ｘ１０−’Ｔｏｒｒ以下
に排気した後、酸素ガスを真空槽内に導入してガス圧を
２　ＸＩＯ−’Ｔ　ｏ　ｒ　ｒにし、酸素ガスを導入し
ながら電子ビーム加熱により第１表に示した条件で一酸
化ケイ素（Ｓｉ○）を１５００人蒸着した．その後、酸
素ガスの導入をやめ、再び３　ＸＩＯ−’Ｔ　ｏ　ｒ　
ｒ以下に排気して、二酸化ケイ素（Ｓｉｎ！）を３μ鴎
蒸着した．蒸発原料は、第２表に示したように高純度一
酸化ケイ素と特級の二酸化ケイ素を用いた．プラスチックと蒸着層との密着性は、次に述べる方法で
評価した． ■温水浸漬６０、８０，　１００″Ｃの温水中に試料を浸漬して９
０分間保持する．温水から取り出した後、表面の水分を
自然乾燥させ、ＪＩＳ　Ｄ−０２０２に準じてクロスヵ
ットテープ試験を行った．すなわち、剃刀刃を用い蒸着
膜表面にｌｍ間隔に切り目を入れ、ｌｍ”の枡目を１０
０個形威させる．次に、その上にセロファン粘着テープ
を強く押し付けた後、表面から９ｏ゜Ｃ方向へ引っ張り
剥離した後、蒸着膜の残ってぃる枡目の数をもって密着
性の指標とした。

■恒温・恒湿槽内装置６０”Ｃ、９６゜ＣＲＨの恒温恒湿槽内に７日間放置し
た後、温水浸漬と同様にクロスカットテープ試験を行っ
た．膜の耐擦傷性の評価は、次の方法で評価した。

■スチールウールテスト＃０のスチールウールを無機化合物で被覆されたプラス
チック試料表面にある圧力で押し当てた状態で、試料を
２０回転させる．その後の膜の表面状態を目視で観察し
、膜表面に傷が付かないときの最大圧力をもって耐擦傷
性の指標とした。

以上の評価結果を第４表に示した。

（　以下余白　）第１表Ｗ４２表１）　’ｒＡＭＡＩＩＡＫＡ＆η１α關朋ゴ四Ｌ和．電
子ビーム蒸着用ペレットつキシダ｛ｎ■　鉄鋼イオウ分
析用３）キシダイＶ杓一４）ｉｌ＠ｉｔイヒ字１斤ｙロか脅鴫　　５００μ一の
粒励フルウチ｛ｌＪｆ−　電子ビーム蒸着用ベレット６
）　ＱＳＡＫＡ　ＴＩＴＡＮＩＩＪＭ■．．ＬＴＤ．第
３表注）ＩＣＰ発光分光分析装置により定量第４表（発明の効果）プラスチック上に第一層目としてジルコニウムの酸化物
を主成分とする層を設けることによって、さらにその上
に設けた金属酸化物層とプラスチンクとの密着力が優れ
、膜厚の自由度が大きい金属酸化物被覆プラスチックを
えることができる。また、用途に応じた金属酸化物の膜
構成を選択することにより、広範囲で利用することがで
きる，

【図面の簡単な説明】

第１図は真空蒸着装置の一例を示す模式図である。１−・真空槽、２一基板取付治具、３・一基板、５蒸発
物質、６一銅ハース

Claims

【特許請求の範囲】

１．プラスチック基板の一面に、ジルコニウム酸化物を
主成分とする層が積層され、さらにその上に金属酸化物
が一層以上積層されていることを特徴とする金属酸化物
被覆プラスチック。