JPH05194769A - 表面被覆プラスチックス製品 - Google Patents
表面被覆プラスチックス製品Info
- Publication number
- JPH05194769A JPH05194769A JP4006838A JP683892A JPH05194769A JP H05194769 A JPH05194769 A JP H05194769A JP 4006838 A JP4006838 A JP 4006838A JP 683892 A JP683892 A JP 683892A JP H05194769 A JPH05194769 A JP H05194769A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- atmosphere
- film
- sputtering
- sio
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- Pending
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- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐擦傷性、耐摩耗性、耐候性、耐薬品性等に
優れた、表面被覆されたプラスチック製品を提供する。 【構成】 プラスチック表面とＳｉＯ層との間に水素含
有雰囲気下においてスパッターされたＳｉＯ層を介在さ
せたもの。
優れた、表面被覆されたプラスチック製品を提供する。 【構成】 プラスチック表面とＳｉＯ層との間に水素含
有雰囲気下においてスパッターされたＳｉＯ層を介在さ
せたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面被覆プラスチック
ス製品に関する。詳しくは、プラスチックス表面をＳｉ
Ｏ層で被覆した耐擦傷性、耐摩耗性、耐候性、耐薬品性
等に優れたプラスチックス製品に関する。
ス製品に関する。詳しくは、プラスチックス表面をＳｉ
Ｏ層で被覆した耐擦傷性、耐摩耗性、耐候性、耐薬品性
等に優れたプラスチックス製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックス製品、とりわけポリカー
ボネート、ポリメチルメタクリレート等の透明なプラス
チックス材料よりなる成形物は、車両、船舶、航空機建
築等の分野において装飾用或いは無機ガラス代替材料と
して、またその透明性を生かしプラスチックス製ミラ
ー、レンズ、その他各種光学材料や光記録材料等として
広く用いられるようになってきている。
ボネート、ポリメチルメタクリレート等の透明なプラス
チックス材料よりなる成形物は、車両、船舶、航空機建
築等の分野において装飾用或いは無機ガラス代替材料と
して、またその透明性を生かしプラスチックス製ミラ
ー、レンズ、その他各種光学材料や光記録材料等として
広く用いられるようになってきている。
【０００３】ところで、一般にプラスチックス材料は、
表面が傷つき易く、前記透明なプラスチックス材料は傷
による美観の低下や透明性の低下を防止するために、そ
の表面にハードコート処理、すなわち硬度の高い透明コ
ートが行われている。
表面が傷つき易く、前記透明なプラスチックス材料は傷
による美観の低下や透明性の低下を防止するために、そ
の表面にハードコート処理、すなわち硬度の高い透明コ
ートが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらのハードコート
を施す手法には大別して２つの方法が知られている。１
つは真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ
法、プラズマ重合法等に代表されるドライコート法であ
る。もう一つは、溶液塗布後、熱硬化或いは光硬化させ
るウェットコート法で、有機系（メラミン樹脂系、ウレ
タン樹脂系、アルキド樹脂系、ＵＶ硬化アクリレート系
等）とシリコン系（オルガノシロキサン系）のものがあ
る。
を施す手法には大別して２つの方法が知られている。１
つは真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ
法、プラズマ重合法等に代表されるドライコート法であ
る。もう一つは、溶液塗布後、熱硬化或いは光硬化させ
るウェットコート法で、有機系（メラミン樹脂系、ウレ
タン樹脂系、アルキド樹脂系、ＵＶ硬化アクリレート系
等）とシリコン系（オルガノシロキサン系）のものがあ
る。
【０００５】スパッター法においては膜自体に十分な硬
度を賦与する事が可能であるが、膜自体の固有応力が大
きいため厚い膜を形成すると十分な接着強度を得る事が
できずまた膜厚が薄いと、基材であるプラスチックス表
面硬度の影響を受けるため、膜自体の硬度が高くても傷
つき防止機能に劣る。プラズマ重合法やプラズマＣＶＤ
法においては成膜条件によってはプラスチックス表面に
かなり密着性の良い膜を得る事が可能であるが、膜の硬
度や緻密性等膜質においてスパッター法に劣る。
度を賦与する事が可能であるが、膜自体の固有応力が大
きいため厚い膜を形成すると十分な接着強度を得る事が
できずまた膜厚が薄いと、基材であるプラスチックス表
面硬度の影響を受けるため、膜自体の硬度が高くても傷
つき防止機能に劣る。プラズマ重合法やプラズマＣＶＤ
法においては成膜条件によってはプラスチックス表面に
かなり密着性の良い膜を得る事が可能であるが、膜の硬
度や緻密性等膜質においてスパッター法に劣る。
【０００６】真空蒸着法においては、元素組成比をコン
トロールしＳｉＯ2 組成とする事が難しい事、スパッタ
ー法に比べ膜の緻密性やプラスチックス表面に対する接
着性に劣る等の問題がある。一方ウェット法においては
膜の固有応力は小さく、プラスチックス表面に対する接
着性は良いが膜密度が低く、従来用いられていたガラス
に比較すると耐擦傷性において劣り、例えば自動車の昇
降式ガラス窓での使用は、実用上十分なものではなかっ
た。
トロールしＳｉＯ2 組成とする事が難しい事、スパッタ
ー法に比べ膜の緻密性やプラスチックス表面に対する接
着性に劣る等の問題がある。一方ウェット法においては
膜の固有応力は小さく、プラスチックス表面に対する接
着性は良いが膜密度が低く、従来用いられていたガラス
に比較すると耐擦傷性において劣り、例えば自動車の昇
降式ガラス窓での使用は、実用上十分なものではなかっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、プラス
チックス表面をＳｉＯ層で被覆した表面被覆プラスチッ
クス製品において、該プラスチックス表面とＳｉＯ層の
間に、水素含有雰囲気下においてスパッターされたＳｉ
Ｏ層を介在させた事を特徴とする表面被覆プラスチック
ス製品にある。
チックス表面をＳｉＯ層で被覆した表面被覆プラスチッ
クス製品において、該プラスチックス表面とＳｉＯ層の
間に、水素含有雰囲気下においてスパッターされたＳｉ
Ｏ層を介在させた事を特徴とする表面被覆プラスチック
ス製品にある。
【０００８】本発明者等は、前記技術課題を解決するた
め鋭意検討を行ったところ、以下の発見をなすに到っ
た。なお、本発明でＳｉＯとは酸化ケイ素を意味し、化
学量論的な一酸化珪素のみを言うものではない。スパッ
ター法とは、Ａｒ等の希ガスをグロー放電によってイオ
ン化し、このイオンを電界により加速し十分な運動エネ
ルギーを与えた後ターゲットに衝突させることによって
スパッタリングを行い、目的とする物質を基板上に成膜
する方法である。この際、成膜される膜中に大きな固有
応力が発生する。その原因は主にＡｒイオンの基板衝撃
であり、絶縁性基板上に成膜する場合には避けられない
問題となっている。被膜と基板の接着性が比較的小さい
場合、例えばプラスチックス基板上に無機質薄膜を成膜
するような場合には、この固有応力がしばしば接着力を
上回る程になり、剥離の原因となる。
め鋭意検討を行ったところ、以下の発見をなすに到っ
た。なお、本発明でＳｉＯとは酸化ケイ素を意味し、化
学量論的な一酸化珪素のみを言うものではない。スパッ
ター法とは、Ａｒ等の希ガスをグロー放電によってイオ
ン化し、このイオンを電界により加速し十分な運動エネ
ルギーを与えた後ターゲットに衝突させることによって
スパッタリングを行い、目的とする物質を基板上に成膜
する方法である。この際、成膜される膜中に大きな固有
応力が発生する。その原因は主にＡｒイオンの基板衝撃
であり、絶縁性基板上に成膜する場合には避けられない
問題となっている。被膜と基板の接着性が比較的小さい
場合、例えばプラスチックス基板上に無機質薄膜を成膜
するような場合には、この固有応力がしばしば接着力を
上回る程になり、剥離の原因となる。
【０００９】本発明者等は鋭意検討した結果、プラスチ
ックス基板上にＳｉＯを成膜する場合において、スパッ
ター雰囲気中に水素原子を含ませる事により膜の固有応
力を低減化し、膜の基板に対する接着強度を著しく向上
させ得る事を発見した。水素含有雰囲気下において基板
上にＳｉＯ層をスパッターする場合、水素を含有する雰
囲気であれば良いが、その他Ｃ，Ｎ，Ｓ等の元素を含ん
でいても良い。スパッター雰囲気中Ａｒ原子数に対する
Ｈ原子含有量は原子数にして通常０．０５〜２倍程度で
あり、好ましくは０．２〜１倍程度である。０．０５倍
に満たない場合には十分な接着強度が得られず、２倍を
越える場合には十分な成膜速度が得られない。
ックス基板上にＳｉＯを成膜する場合において、スパッ
ター雰囲気中に水素原子を含ませる事により膜の固有応
力を低減化し、膜の基板に対する接着強度を著しく向上
させ得る事を発見した。水素含有雰囲気下において基板
上にＳｉＯ層をスパッターする場合、水素を含有する雰
囲気であれば良いが、その他Ｃ，Ｎ，Ｓ等の元素を含ん
でいても良い。スパッター雰囲気中Ａｒ原子数に対する
Ｈ原子含有量は原子数にして通常０．０５〜２倍程度で
あり、好ましくは０．２〜１倍程度である。０．０５倍
に満たない場合には十分な接着強度が得られず、２倍を
越える場合には十分な成膜速度が得られない。
【００１０】Ｈ原子含有雰囲気下スパッター成膜される
ＳｉＯ層の厚みは、通常０．０５〜３μｍ、好ましくは
０．１〜２μｍである。０．０５μｍに満たないと十分
な接着強度を得る事ができず、３μｍを越えるとクラッ
クが入りやすくなる。このＨ原子含有雰囲気下スパッタ
ー成膜されるＳｉＯ層にＳｉＯ層を形成する方法として
は、例えばスパッタリング法が挙げられる。ＳｉＯ層の
厚みは０．１〜３μｍ、好ましくは０．２〜２μｍであ
る。０．１μｍに満たない場合には、耐擦傷性不十分と
なり、また３μｍを越えるとＳｉＯ層にクラックが生じ
易くなる。
ＳｉＯ層の厚みは、通常０．０５〜３μｍ、好ましくは
０．１〜２μｍである。０．０５μｍに満たないと十分
な接着強度を得る事ができず、３μｍを越えるとクラッ
クが入りやすくなる。このＨ原子含有雰囲気下スパッタ
ー成膜されるＳｉＯ層にＳｉＯ層を形成する方法として
は、例えばスパッタリング法が挙げられる。ＳｉＯ層の
厚みは０．１〜３μｍ、好ましくは０．２〜２μｍであ
る。０．１μｍに満たない場合には、耐擦傷性不十分と
なり、また３μｍを越えるとＳｉＯ層にクラックが生じ
易くなる。
【００１１】層構成としては、プラスチックス基板の上
にＨ原子含有雰囲気下スパッター成膜されるＳｉＯ層、
Ｈ原子を含有しない雰囲気下スパッター成膜されるＳｉ
Ｏ層の順に成膜しても良いが、Ｈ原子を含有しない雰囲
気下スパッター成膜されるＳｉＯ層がＨ原子含有雰囲気
下スパッター成膜されるＳｉＯ層を挟む層構成として
も、Ｈ原子含有雰囲気下スパッター成膜されるＳｉＯ層
による膜の固有応力低下効果は有効である。後者の場
合、プラスチックス基板上に成膜されるＨ原子を含有し
ない雰囲気下スパッター成膜されるＳｉＯ層の好ましい
厚さの範囲は、最表層のＨ原子を含有しない雰囲気下ス
パッター成膜されるＳｉＯ層の好ましい厚さの範囲と同
じ範囲である。
にＨ原子含有雰囲気下スパッター成膜されるＳｉＯ層、
Ｈ原子を含有しない雰囲気下スパッター成膜されるＳｉ
Ｏ層の順に成膜しても良いが、Ｈ原子を含有しない雰囲
気下スパッター成膜されるＳｉＯ層がＨ原子含有雰囲気
下スパッター成膜されるＳｉＯ層を挟む層構成として
も、Ｈ原子含有雰囲気下スパッター成膜されるＳｉＯ層
による膜の固有応力低下効果は有効である。後者の場
合、プラスチックス基板上に成膜されるＨ原子を含有し
ない雰囲気下スパッター成膜されるＳｉＯ層の好ましい
厚さの範囲は、最表層のＨ原子を含有しない雰囲気下ス
パッター成膜されるＳｉＯ層の好ましい厚さの範囲と同
じ範囲である。
【００１２】
【実施例】本発明を実施例により具体的に説明する。 実施例１ ポリカーボネート基板（筒中プラスチック工業（株）製
ＥＣＷ−１００）上にＳｉＯ2 をターゲットとして以下
の層構成で成膜を行った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１０００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚１１０００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚２４００Å スパッターは、ＲＦプレーナーマグネトロン型スパッタ
ー装置（日本真空技術（株）製ＳＭＨ−２３０６）を用
い、ＳｉＯ2 をターゲットとし、ＲＦ（１３．５６ＭＨ
ｚ）スパッターを行った。スパッター条件は以下のとお
りである。 放電電力（Ｗ／ｃｍ2 ） ２．３ 放電電流（ｍＡ／ｃｍ2 ） ２．２ 放電圧力（ｍＴｏｒｒ） １０ 基板温度（℃） ８０
ＥＣＷ−１００）上にＳｉＯ2 をターゲットとして以下
の層構成で成膜を行った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１０００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚１１０００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚２４００Å スパッターは、ＲＦプレーナーマグネトロン型スパッタ
ー装置（日本真空技術（株）製ＳＭＨ−２３０６）を用
い、ＳｉＯ2 をターゲットとし、ＲＦ（１３．５６ＭＨ
ｚ）スパッターを行った。スパッター条件は以下のとお
りである。 放電電力（Ｗ／ｃｍ2 ） ２．３ 放電電流（ｍＡ／ｃｍ2 ） ２．２ 放電圧力（ｍＴｏｒｒ） １０ 基板温度（℃） ８０
【００１３】この様にして得られたＳｉＯ2 被覆ポリカ
ーボネートに対してクロスカット密着性試験を行った。
クロスカット密着性試験とは、先ずＳｉＯ被覆面に鋼ナ
イフにて１ｍｍ間隔で基板に達する碁盤目を入れ次にセ
ロハンテープ（ニチバン（株）製、巾２４ｍｍ）を良く
密着させ、９０°方向に急速に引き剥し剥離の有無を見
る試験方法である。各サンプルに付き３回ずつ試験を行
った結果（未剥離数／碁盤目数）を表１に示した。
ーボネートに対してクロスカット密着性試験を行った。
クロスカット密着性試験とは、先ずＳｉＯ被覆面に鋼ナ
イフにて１ｍｍ間隔で基板に達する碁盤目を入れ次にセ
ロハンテープ（ニチバン（株）製、巾２４ｍｍ）を良く
密着させ、９０°方向に急速に引き剥し剥離の有無を見
る試験方法である。各サンプルに付き３回ずつ試験を行
った結果（未剥離数／碁盤目数）を表１に示した。
【００１４】実施例２ 実施例１と同装置、同条件で以下の膜構成にて成膜を行
った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１０００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚７３００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚６１００Å
った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１０００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚７３００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚６１００Å
【００１５】実施例３ 実施例１と同装置、同条件で以下の膜構成にて成膜を行
った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１０００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚３５００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚９９００Å クロスカット密着性試験の結果を表１に示す。
った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１０００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚３５００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚９９００Å クロスカット密着性試験の結果を表１に示す。
【００１６】比較例１ 実施例１と同装置、同条件でＡｒ１００％雰囲気下１４
０００Åの膜厚で成膜を行った。クロスカット密着性試
験の結果を表１に示す。
０００Åの膜厚で成膜を行った。クロスカット密着性試
験の結果を表１に示す。
【００１７】実施例４ 実施例１と同装置で以下の膜構成にて成膜を行った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚１５００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚５００Å スパッター条件は以下のとおりである。 放電電力（Ｗ／ｃｍ2 ） ２．３ 放電電流（ｍＡ／ｃｍ2 ） ２．２ 放電圧力（ｍＴｏｒｒ） ２ 基板温度（℃） ８０ クロスカット密着性試験の結果を表１に示す。
気下、膜厚１５００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚５００Å スパッター条件は以下のとおりである。 放電電力（Ｗ／ｃｍ2 ） ２．３ 放電電流（ｍＡ／ｃｍ2 ） ２．２ 放電圧力（ｍＴｏｒｒ） ２ 基板温度（℃） ８０ クロスカット密着性試験の結果を表１に示す。
【００１８】実施例５ 実施例４と同装置、同条件で以下の膜構成にて成膜を行
った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚９００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１１００Å クロスカット密着性試験の結果を表１に示す。
った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚９００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１１００Å クロスカット密着性試験の結果を表１に示す。
【００１９】実施例６ 実施例４と同装置、同条件で以下の膜構成にて成膜を行
った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚４００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１６００Å クロスカット密着性試験の結果を表１に示す。
った。 第１層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１００Å 第２層 Ｈ2 ／Ａｒ＝５０／１００（分子数比）雰囲
気下、膜厚４００Å 第３層 Ａｒ１００％雰囲気下、膜厚１６００Å クロスカット密着性試験の結果を表１に示す。
【００２０】比較例２ 実施例４と同装置、同条件でＡｒ１００％雰囲気下２１
００Åの膜厚で成膜を行った。クロスカット密着性試験
の結果を表１に示す。
００Åの膜厚で成膜を行った。クロスカット密着性試験
の結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】ＳｉＯ層とプラスチックス基板の間に、
水素含有雰囲気中においてスパッターされたＳｉＯ層を
設ける事によりＳｉＯ層のプラスチック基板に対する接
着性を格段に向上させ得る。
水素含有雰囲気中においてスパッターされたＳｉＯ層を
設ける事によりＳｉＯ層のプラスチック基板に対する接
着性を格段に向上させ得る。
Claims (1)
- 【請求項１】 プラスチックス表面をＳｉＯ層で被覆し
た表面被覆プラスチックス製品において、該プラスチッ
クス表面とＳｉＯ層の間に、水素含有雰囲気下において
スパッターされたＳｉＯ層を介在させた事を特徴とする
表面被覆プラスチックス製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006838A JPH05194769A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 表面被覆プラスチックス製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006838A JPH05194769A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 表面被覆プラスチックス製品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05194769A true JPH05194769A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=11649385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4006838A Pending JPH05194769A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 表面被覆プラスチックス製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05194769A (ja) |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP4006838A patent/JPH05194769A/ja active Pending
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