JPH05193057A - 表面が硬化された透明樹脂基板 - Google Patents

表面が硬化された透明樹脂基板

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JPH05193057A
JPH05193057A JP4007532A JP753292A JPH05193057A JP H05193057 A JPH05193057 A JP H05193057A JP 4007532 A JP4007532 A JP 4007532A JP 753292 A JP753292 A JP 753292A JP H05193057 A JPH05193057 A JP H05193057A
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JP
Japan
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film
transparent resin
amorphous
resin substrate
gas
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JP4007532A
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English (en)
Inventor
Masato Shinoda
真人 篠田
Riichi Nishide
利一 西出
Toshikazu Nagashima
敏和 長嶋
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Central Glass Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明樹脂基板に対する表面硬化膜の密着性を
改善し、もって表面が硬化された透明樹脂基板を得る。 【構成】 表面硬化膜により表面が硬化された透明樹脂
基板であって、表面硬化膜と透明樹脂基板との間に少な
くとも一層がアモルファス状Si膜である中間層が存在す
る、表面が硬化された透明樹脂基板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面硬化膜の密着性を
向上させたことを特徴とする、表面が硬化された透明樹
脂基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の表面が硬化された透明樹脂基板と
しては、表面硬化膜としてイオンプレーティング、真空
蒸着、スパッタリングなどのPVD(Physical Vapor D
eposition)法によりSiO2膜を形成したもの(例えば特開
昭63−114957号公報) 、プラズマCVD法によりSiO
2膜、TiN 膜などを形成したもの(特開昭64−4343号公
報)があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の表面が硬化された透明樹脂基板にあっては透明
樹脂基板と表面硬化膜との密着性改善のために中間層を
設けているが、この中間層材料としてアクリル系コーテ
ィング液を単独で用いるか、あるいはアクリル系コーテ
ィング液とシロキサン結合を有したシリコン系コーティ
ング液を順次塗布して2層構造として使用している。中
間層材料としてアクリル系コーティング液を単独で用い
た場合には必ずしも表面硬化膜の密着性は改善されず、
またアクリル系コーティング液とシロキサン結合を有し
たシリコン系コーティング液を順次塗布して2層構造と
した場合には表面硬化膜を含めると全体としては3層構
造になってしまい、しかもこの中間層はスプレー法、デ
ィッピッグ法、スピンコート法などによりそれぞれ1層
ずつ独立に形成した後に、最後の表面硬化膜のみをプラ
ズマCVD装置内へ装入して形成するという構成となっ
ているため、全体的に製造プロセスが複雑となり製造コ
ストが上昇してしまい、実用化するには難しいという問
題点があった。従って、本発明の目的は、上記問題点を
解決し、表面硬化膜の密着性を向上させた、表面が硬化
された透明樹脂基板を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、表
面硬化膜と透明樹脂基板との間に少なくとも一層がアモ
ルファス状Si膜である中間層を設けることにより達成さ
れた。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて用いられる透明樹脂基板としては、透明な樹脂基
板から任意に選択されるが、好ましくはポリカーボネー
ト、アクリル樹脂基板などである。表面硬化膜及び中間
層を構成するアモルファス状Si膜は、プラズマCVD法
により形成する。プラズマCVD法とは、原料ガスをエ
ネルギー密度の高いプラズマ状態中に導入して分解さ
せ、化学反応によって基板へ目的の材料を被覆させる方
法であり、用いる装置は通常使用されるいずれのもので
もよく、例えば平行平板電極型、容量結合型または誘導
結合型などが使用可能である。装置内圧力は10 -2〜1To
rrの範囲が好ましいが、2 ×10-1Torr程度が特に好まし
い。また、電源周波数としてはオーディオ波からマイク
ロ波領域まで幅広く使用することができる。
【0006】アモルファス状Siとは、Si原子からなり、
格子定数と同程度の距離で格子が既に乱れ全体として3
次元網目構造で不規則配列をしている物質のことであ
る。このアモルファス状Siは、EPMA、XPS 、SIMSなどの
組成分析法から薄膜中にSi原子のみの存在を確認した
後、X線回折、電子線回折法などの結晶性評価法により
特定の結晶による回折パターンがシャープなピークとし
て現われないことから同定可能である。
【0007】アモルファス状Si膜を形成する場合の原料
としては、シランガスが好ましい。シランガスにはSi
H4, Si2H6, Si3H8等があり、いずれも好適に用いられ
る。また、シランガス濃度が濃い場合は、Ar, N2ガスな
どの不活性ガスを希釈ガスとして併用してもさしつかえ
ない。
【0008】表面硬化膜としては、 SiOx (x≦2)
膜、Siy z (y≦3、z≦4)膜、アモルファス状炭
素膜が好ましい。表面硬化膜として SiOx (x≦2)膜
を形成する場合、シリコン原料としてはシランガスある
いは有機シリコン化合物が好適に用いられるが、シラン
ガスを用いる場合には酸素原料としてN2O ガスを、また
有機シリコン化合物を用いる場合には酸素原料としてN2
O ガスまたはO2、O3ガスをそれぞれ組合せで用いるのが
好ましい。
【0009】本発明において用いることができる有機シ
リコン化合物は、珪素に炭素を含む基が結合しているも
のから任意に選択される。好ましい有機シリコン化合物
としては、テトラエトキシシラン、テトラメチルジシロ
キサン、ジメトキシジメチルシラン、メチルトリメトキ
シシラン、テトラメトキシシラン、エチルトリメトキシ
シラン、ジエトキシジメチルシラン、メチルトリエトキ
シシラン、オクタメチルシクロテトラシラン等が例示で
きる。これらの有機シリコン化合物は、その一種類を単
独で用いてもよく、二種類以上を併用してもよい。
【0010】使用する有機シリコン化合物が常温で液体
である場合は、有機シリコン化合物の入った容器全体を
加熱して気化させて所定の流量で制御して装置へ導入す
る(直接気化導入方式)か、または一定量のArガスをキ
ャリヤーガスとして用い、有機シリコン化合物の入って
いる温度制御可能な容器中でバブリングさせて有機シリ
コン化合物蒸気と一緒に装置へ導入する( キャリアーガ
スによりバブリング導入方式) いずれの方法でも好適に
行うことができる。
【0011】表面硬化膜としてSiy z (y≦3、z≦
4)膜を形成する場合、シリコン原料としてはシランガ
ス、窒素原料としてはN2またはNH3 ガスが好適に用いら
れる。
【0012】表面硬化膜としてアモルファス状炭素膜を
形成する場合、炭素原料としては炭化水素ガスが好適に
用いられる。炭化水素ガス濃度が濃い場合には、H2ガス
を同時に導入して希釈してもさしつかえない。
【0013】上述のアモルファス状Si膜は透明樹脂基板
上へ直接形成してもさしつかえないが、アモルファス状
Si膜と透明樹脂基板との間に中間層の一部分としてプラ
イマー層が存在していてもさしつかえない。この様なプ
ライマー層としては、有機高分子から無機高分子まで幅
広く任意のものが使用できる。
【0014】有機高分子としては、アクリル系(例えば
東芝シリコーン社製PH−91、固形分:熱可塑性アクリル
ポリマー、溶剤:エチルセロソルプ、セロソルプアセテ
ート)ウレタン系およびポリエステル系等の高分子が用
いられ、これ等をコーティング液として、いずれも好適
に用いられる。
【0015】無機高分子としては、例えば主鎖にNとP
を含んだ構造を有している環状フォスファゼン前駆体を
重合させることにより得られるポリフォスファゼン(例
えば出光石油化学社製PPZ)などがあり、好適に用い
られる。
【0016】製造方法については以下のとおりである。
透明樹脂基板は、まず、イソプロピルアルコールによる
脱脂処理を行った後に純水リンスおよび窒素ブロー乾燥
して洗浄する。洗浄終了後、この基板をプラズマCVD
装置内へセットした後に装置内を排気し、真空度2x10-5
Torrで基板の脱ガスのために基板温度を100 ℃に上げて
5分間保持する。その後に室温に戻し、真空度が2x10-6
Torrになるまで排気を続ける。
【0017】真空度が2x10-6Torrになった際、まず原料
としてシランガスを装置内へ導入する。ガスの流量が安
定したところで電力を印加してプラズマを発生させ、透
明樹脂基板上へアモルファス状Si膜を形成させる。アモ
ルファス状Si膜の膜厚は1μm 以下が良いが、特に100
〜5000オングストロームの範囲にあるのが好ましい。
【0018】所定厚さのアモルファス状Siを形成した後
に電力を落として、装置内に存在しているシランガスを
充分に排気する。真空度が2x10-6Torrになったら、続い
て表面硬化膜の形成準備に入る。表面硬化膜を形成する
ための原料ガスを装置内へ導入し、ガスの流量が安定し
たところで電力を印加してプラズマを発生させて表面硬
化膜を形成させる。表面硬化膜の膜厚は1μm 以上が良
いが、特に1〜8μmの範囲にあるのが好ましい。
【0019】アモルファス状Si膜と透明樹脂基板との間
に中間層を構成するプライマー層を設ける場合、プライ
マー層として有機高分子化合物を用いる場には、基板の
洗浄終了後に、流し塗り法、スプレー法、ディッピング
法、スピンコート法のいずれかの方法で塗布する。いず
れの方法でも好ましく、また膜厚は1μm 以上であれば
よい。塗布後任意の時間放置して風乾させて形成する。
プライマー層として無機高分子化合物を用いる場合に
は、基板の洗浄終了後に、流し塗り法、スプレー法、デ
ィッピング法、スピンコート法のいずれかの方法で塗布
する。いずれの方法でも好ましく、また膜厚は1μm 以
上であれば好ましい。塗布後任意の時間放置して風乾
し、所定時間、所定温度で加熱保持するか、あるいは所
定時間、所定強度で紫外線照射を行って形成する。
【0020】原料としてシランガスを使用し、プラズマ
CVD法により形成したアモルファス状Si膜が表面硬化
膜と下地材料とを強固に密着させることは従来の知見か
らは予想もつかないことであり、この様な強固な密着性
が得られるのは極めて驚くべきことである。
【0021】この様にして得られた表面硬化膜の密着性
は、ごばん目剥離法によって評価することができる。こ
の方法は以下のとおりである。カッターで表面硬化膜に
幅1mmのメッシュを例えば100 個作製し、次にここへ粘
着テープを貼付けて良く密着させる。この後テープを一
気に剥がして、剥がれずに残ったメッシュの数を数え
る。メッシュの数が多ければ多いほど密着性は良好であ
ると言える。
【0022】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に限定されるものではな
い。
【0023】比較例1 ポリカーボネート基板上へ、表面硬化膜としてSiO2
を、原料としてSiH4、H2O ガスを使用して、プラズマC
VD法により5μm 形成した。この様にして得られた表
面硬化膜の密着性は、ごばん目剥離法による評価で密着
数0個であることを確かめた。
【0024】実施例1 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてアクリルポリマー(PH91、東芝シリコン社製、商
標名) をスプレー法により1.3 μm 形成した上に、表面
硬化膜としてSiO2膜を、原料としてSiH4、H2O ガスを使
用してプラズマCVD法により6μm 形成した。この様
にして得られた表面硬化膜の密着性は、ごばん目剥離法
による評価で密着数80個であった。一方、ポリカーボネ
ート基板上へ上述のアクリルポリマーの代りにアモルフ
ァス状Si膜を1000オングストローム形成した後に、表面
硬化膜としてSiO2膜を6μm 形成した。この様にして得
られた表面硬化膜の密着性は、ごばん目剥離法による評
価で密着数100 個であった。
【0025】実施例2 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてアクリルポリマー(PH91、東芝シリコン社製、商
標名)をスプレー法により1.3 μm 形成した上に、表面
硬化膜としてSi3N4 膜を、原料としてSiH4、NH3 ガスを
使用してプラズマCVD法により5μm 形成した。この
様にして得られた表面硬化膜の密着性は、ごばん目剥離
法による評価で密着数75個であった。一方、ポリカーボ
ネート基板上へ上述のアクリルポリマーの代りにアモル
ファス状Si膜を2000オングストローム形成した後に、表
面硬化膜としてSi3N4 膜を5μm 形成した。この様にし
て得られた表面硬化膜の密着性は、ごばん目剥離法によ
る評価で密着数100 個であった。
【0026】実施例3 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてアクリルポリマー(PH91、東芝シリコン社製、商
標名)をスプレー法により1.3 μm 形成した上に、表面
硬化膜としてアモルファス状炭素膜を、原料としてC
H4 、H2ガスを使用してプラズマCVD法により7μm
形成した。この様にして得られた表面硬化膜の密着性
は、ごばん目剥離法による評価で密着数70個であった。
一方、ポリカーボネート基板上へ上述のアクリルポリマ
ーの代りにアモルファス状Si膜を3000オングストローム
形成した後に、表面硬化膜としてアモルファス状炭素膜
を7μm 形成した。この様にして得られた表面硬化膜の
密着性は、ごばん目剥離法による評価で密着数100 個で
あった。
【0027】実施例4 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてアクリルポリマー(PH91、東芝シリコン社製、商
標名)をスプレー法により1.3 μm 形成した上に、表面
硬化膜としてSiO2膜を、原料としてSiH4、N2O ガスを使
用してプラズマCVD法により6μm 形成した。この様
にして得られた表面硬化膜の密着性は、ごばん目剥離法
による評価で密着数80個であった。一方、ポリカーボネ
ート基板上へプライマー層としてアクリルポリマー(PH
91、東芝シリコン社製、商標名)をスプレー法により1.
3 μm 形成した上に、更にアモルファス状Si膜を1000オ
ングストローム形成して、続いて表面硬化膜としてSiO2
膜を6μm 形成した。この様にして得られた表面硬化膜
の密着性は、ごばん目剥離法による評価で密着数100 個
であった。
【0028】実施例5 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてアクリルポリマー(PH91、東芝シリコン社製、商
標名)をスプレー法により1.3 μm 形成した上に、表面
硬化膜としてSi3N4 膜を、原料としてSiH4、NH3 ガスを
使用してプラズマCVD法により5μm 形成した。この
様にして得られた表面硬化膜の密着性は、ごばん目剥離
法による評価で密着数75個であった。一方、ポリカーボ
ネート基板上へプライマー層としてアクリルポリマー
(PH91、東芝シリコン社製、商標名)をスプレー法によ
り1.3 μm 形成した上に、更にアモルファス状Si膜を10
00オングストローム形成して、続いて表面硬化膜として
Si3N4 膜を5μm 形成した。この様にして得られた表面
硬化膜の密着性は、ごばん目剥離法による評価で密着数
100 個であった。
【0029】実施例6 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてアクリルポリマー(PH91、東芝シリコン社製、商
標名)をスプレー法により1.3 μm 形成した上に、表面
硬化膜としてアモルファス状炭素膜を、原料としてC
H4 、H2ガスを使用してプラズマCVD法により7μm
形成した。この様にして得られた表面硬化膜の密着性
は、ごばん目剥離法による評価で密着数70個であった。
一方、ポリカーボネート基板上へプライマー層としてア
クリルポリマー(PH91、東芝シリコン社製、商標名)を
スプレー法により1.3 μm 形成した上に、更にアモルフ
ァス状Si膜を1000オングストローム形成して、続いて表
面硬化膜としてアモルファス状炭素膜を7μm 形成し
た。この様にして得られた表面硬化膜の密着性は、ごば
ん目剥離法による評価で密着数100 個であった。
【0030】実施例7 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてポリフォスファゼンをスピンコート法により8μ
m 形成した上に、表面硬化膜としてSiO2膜を、原料とし
てSiH4、N2O ガスを使用してプラズマCVD法により7
μm 形成した。この様にして得られた表面硬化膜の密着
性は、ごばん目剥離法による評価で密着数70個であっ
た。一方、ポリカーボネート基板上へプライマー層とし
てポリフォスファゼンを8μm 形成した上に、更にアモ
ルファス状Si膜を1000オングストローム形成して、続い
て表面硬化膜としてアモルファス状炭素膜を7μm 形成
した。この様にして得られた表面硬化膜の密着性は、ご
ばん目剥離法による評価で密着数100 個であった。
【0031】実施例8 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてポリフォスファゼンをスピンコート法により6μ
m 形成した上に、表面硬化膜としてSi3N4 膜を、原料と
してSiH4、NH3 ガスを使用してプラズマCVD法により
8μm 形成した。この様にして得られた表面硬化膜の密
着性は、ごばん目剥離法による評価で密着数70個であっ
た。一方、ポリカーボネート基板上へプライマー層とし
てポリフォスファゼンを6μm 形成した上に、更にアモ
ルファス状Si膜を1000オングストローム形成して、続い
て表面硬化膜としてSi3N4 膜を8μm 形成した。この様
にして得られた表面硬化膜の密着性は、ごばん目剥離法
による評価で密着数100 個であった。
【0032】実施例9 比較例として、ポリカーボネート基板上へプライマー層
としてポリフォスファゼンをスピンコート法により8μ
m 形成した上に、表面硬化膜としてアモルファス状炭素
膜を、原料としてCH4 、H2ガスを使用してプラズマCV
D法により5μm 形成した。この様にして得られた表面
硬化膜の密着性は、ごばん目剥離法による評価で密着数
70個であった。一方、ポリカーボネート基板上へプライ
マー層としてポリフォスファゼンを8μm 形成した上
に、更にアモルファス状Si膜を1000オングストローム形
成し、続いて表面硬化膜としてアモルファス状炭素膜を
58μm 形成した。この様にして得られた表面硬化膜の密
着性は、ごばん目剥離法による評価で密着数100 個であ
った。
【0033】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、表面硬化膜と透明樹脂基板との間に少なくとも一層
がアモルファス状Si膜である中間層が存在することによ
り表面硬化膜の密着性が著しく向上した透明樹脂基板が
得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長嶋 敏和 三重県松阪市大口町1510番地 セントラル 硝子テクニカルセンター内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面硬化膜により表面が硬化された透明
    樹脂基板において、 表面硬化膜と透明樹脂基板との間に少なくとも一層がア
    モルファス状Si膜である中間層が、存在することを特徴
    とする表面が硬化された透明樹脂基板。
JP4007532A 1992-01-20 1992-01-20 表面が硬化された透明樹脂基板 Pending JPH05193057A (ja)

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JP4007532A JPH05193057A (ja) 1992-01-20 1992-01-20 表面が硬化された透明樹脂基板

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JP4007532A JPH05193057A (ja) 1992-01-20 1992-01-20 表面が硬化された透明樹脂基板

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008504994A (ja) * 2004-07-02 2008-02-21 レーアウ アクチエンゲゼルシヤフト ウント コンパニー ポリマーのための多重層の層構造体
JP2014511285A (ja) * 2011-01-27 2014-05-15 エリコン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト,トリュープバッハ レーダー透過性を有するコーティング

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