JPH06248434A - 表面処理方法及び表面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】物体の蒸着・撥水処理において、生産効率を向
上しかつ高品質高歩留を実現できる方法及び装置を提供
する。 【構成】予備排気、蒸着処理、リーク取り出しという工
程順で、少なくとも蒸着室と撥水処理室が独立し、その
間を真空状態のままで移動できるようにした一連のプロ
セスで、表面に被膜を形成することを特徴とする。 【効果】本発明により、蒸着処理のみとほぼ同じ時間及
び人員で撥水処理までが可能になり、かつ故障、品質低
下、品質のばらつきの原因となる蒸着処理室内の汚染及
び処理工程内でのコート膜の汚染が防止でき、高品質、
高歩留が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体特に眼鏡レンズ等
の光学部材の表面処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、眼鏡レンズ等に撥水性、撥油性、
防汚性、潤滑性等を付与するための撥水処理の方法とし
ては、蒸着処理により反射防止膜等の無機コート膜を形
成した後に次のような方法がとられていた。

【０００３】（１）撥水性等を有する物質（以下撥水性
物質）を溶液に希釈し、その溶液を浸漬法、スプレー法
等でレンズ等の無機コート膜表面に塗布・乾燥させる。

【０００４】（２）撥水性物質を真空中で気化し、真空
槽内にセットしたレンズ等の無機コート膜表面に固着さ
せる。（ＣＶＤ法あるいはプラズマＣＶＤ法） （３）撥水性物質を蒸着処理室内で電子銃または抵抗加
熱等により加熱、蒸発させ、レンズ等の無機コート膜表
面に固着させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には次のような問題点があった。まず（１）、（２）
のような方法では、蒸着処理を終えてから撥水等処理を
行なうまでの間の保管及び移動により無機コート膜表面
が汚染され、その結果所望の品質例えば撥水性、耐久性
等が得られないか、品質がばらついてしまうという問題
があった。このような不良品の発生を防止するためには
蒸着処理から撥水処理まで厳重な環境管理をするが必要
があるが、現実には無機コート膜表面の汚染を完全に防
止することは実質的に不可能であった。

【０００６】また（３）のような方法では蒸着処理と撥
水処理が同一の部屋で行われるため、前記のような問題
は発生しない。しかし、撥水処理によって蒸着処理室内
壁に撥水性物質が固着して残留する。その結果蒸着処理
を繰り返した場合、残留している撥水性物質が蒸着処理
室壁面から剥離して蒸着処理室内を汚染し、無機コート
膜を形成するための蒸着物質に混入して無機コート膜品
質を悪化させたり、機械故障の原因となっていた。この
ようなトラブル防止のためには、撥水性物質蒸着後、基
材を蒸着処理室から移動させた後、酸素、アルゴン等の
ガスを導入してプラズマを発振させ、蒸着処理室内壁に
固着した撥水性物質を分解除去するという新たな作業が
必要となり、生産性が大きく低下してしまうという問題
があった。

【０００７】そこで、本発明は従来方法の問題点を解決
し、レンズ等の蒸着、撥水処理の生産性向上、合理化、
高品質、高歩留等を実現する表面処理方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の表面処理方法
は、真空状態の蒸着処理室で物体の表面に蒸着処理を施
した後、該物体を真空状態のままで前記蒸着処理室とは
別の処理室に移動させ、撥水性、撥油性、防汚性および
／または潤滑性を付与するための撥水処理を施すことを
特徴とする。

【０００９】また、前記撥水処理を真空状態またはで不
活性ガス雰囲気中行なうことを特徴とする。

【００１０】また本発明の表面処理装置は、前記表面処
理を行なうための装置であって、それぞれ独立した蒸着
処理室および撥水処理室を有し、かつ該蒸着処理室と撥
水処理室との間を真空状態のままで物体を移動させる手
段を有することを特徴とする。

【００１１】さらに本発明の表面処理装置は、予備排気
室、蒸着処理室および取り出しリーク室を有する３槽式
の蒸着処理装置であって、該取り出しリーク室に撥水処
理手段を設けたことを特徴とする。

【００１２】またさらに、前記予備排気室、蒸着処理室
および取り出しリーク室をゲートバルブを介して一体化
したことを特徴とする。

【００１３】またさらに、前記蒸着処理、物体の移動お
よび撥水処理の一連の工程を自動的に制御する制御手段
を有することを特徴とする。

【００１４】本発明は、特に無機コート膜からなる反射
防止膜を有する眼鏡レンズに、撥水性、撥油性、防汚性
および／または潤滑性を付与するための撥水処理を施す
表面処理に適用した場合に顕著な効果が得られるが、特
にこれに限定されるものではなく、無機コート膜の表面
に撥水処理を施す表面処理なら、同様に適用できるもの
である。

【００１５】また本発明に用いられる表面処理装置は、
市販の二槽式または三槽式の蒸着処理装置に若干の改良
を加えることにより実現できる。すなわち、従来の取り
出しリーク室に撥水処理を行なうための手段を付加する
か、それとは独立して撥水処理室を設け、それに応じて
装置の作動を制御する制御装置の制御条件を一部変更す
ればよい。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する
が、これらに限定されるものではない。

【００１７】（実施例１）図１は本発明の三槽式表面処
理装置の一例を示す構成図であり、市販の三槽式蒸着処
理装置の取り出しリーク室に撥水処理手段を付加した例
を示す。

【００１８】まず、プラスチックレンズ（ＣＲ−３９）
を常温で５分間、５％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し
ディッピング法により以下に述べるコーティング液を、
液温５℃、引き上げ速度４０ｃｍ／ｍｉｎの条件で塗布
した。次に熱風乾燥炉中で８０℃で３０分、１３０℃で
２時間加熱硬化させハードコートレンズを得た。

【００１９】ここでハードコーティング液は以下のよう
にして作成した。

【００２０】攪拌装置を備えた反応容器中に２−メトキ
シエタノール２０６部、イソプロピルアルコール分散コ
ロイダルシリカ３９６部（触媒化成工業（株）製 オス
カル１４３２ 固形分３０％）γ−グリシドキシプロピ
ルメトキシシランの部分加水分解物３１２部、フローコ
ントロール剤０．２部（日本ユニカー（株）製 Ｌ−７
６０４ ）及び０．０５Ｎ塩酸水溶液８６部を加え、常
温で２時間攪拌しコーティング液とする。得られたハー
ドコートレンズ５を凹面を下方に蒸着用ドーム２１にセ
ットし、予備排気室１１で所定の真空度まで排気され
る。次に蒸着処理室１２で反射防止加工を行い、蒸着用
ドーム２１が取り出しリーク室１４に移動しゲートバル
ブ１１が閉まった後、蒸着用ドーム２１を１５０ｒ／ｍ
で２回転させた。次に取り出しリーク室１３の底面に、
ジルコニア焼結体（φ１８×７ｍｍ）を撥水性物質の溶
液（信越化学（株）製ＫＰ−８０１Ｍ）に５分間浸漬し
た後２４時間常温乾燥した撥水処理用ペレット３２をホ
ットプレート３１上にセットする。このホットプレート
３１を３００℃に加熱し、撥水性物質をハードコートレ
ンズ凹面に蒸着させることにより撥水処理を行った。蒸
着用ドーム２１を取り出した後、ハードコートレンズを
反転し凸面を下方に蒸着用ドーム２１にセットし、凹面
と同様の操作を行った。

【００２１】得られたレンズの外観は良好であった。

【００２２】また、以上一連のプロセスをハードコート
レンズを交換して１００回繰り返して実施したが、蒸着
処理室２及び取り出しリーク室３の内部は清浄であっ
た。また一連の作業に要する時間は通常の反射防止加工
と同様平均約２０分であった。

【００２３】得られたコート膜は以下に示す方法で品質
評価し結果を表１に示す。得られたレンズ１００枚を評
価した結果、接触角は１０５度〜１０８度で殆どばらつ
きなく分布し、十分な撥水性を示した。又、耐摩耗性は
Ａランクで密着性試験では全くはがれが発生しなかっ
た。

【００２４】(1) 密着性 ：３０℃の純水に１週間浸漬
した後、コート膜の密着性を調べた。密着性はＪＩＳＤ
−０２０２に準じてクロスカットテープ試験によって行
った。即ちナイフを用い、基盤表面に１ｍｍ間隔に切り
目を入れ、１ｍｍ² のマス目を形成させる。次にその上
にセロファンテープ（日東化学（株）製セロテープ）を
強く押し付けた後、表面から９０度方向へ急に引っ張り
剥離した後、コート被膜の残っているマス目をもって密
着性の指標とした。

【００２５】(2) 耐摩耗性：コート膜表面を布で１Ｋｇ
の荷重をかけて１０００回摩擦した。傷のついた度合を
以下の３段階に分けて評価した。

【００２６】Ａ：全く傷がつかない Ｂ：１〜１０本細かい傷がつく Ｃ：細かく無数に傷がつく (3) 撥水性 ：接触角計（協和化学（株）製ＣＡ−Ｄ
型）を用いて、蒸留水による液滴法により測定した接触
角をもって撥水性を評価した。

【００２７】（実施例２）図２に市販の三槽式自動蒸着
処理装置の取り出しリーク室１３に、アルゴンガス６２
及びメチル−３，３，５−トリフロロプロピルシクロロ
シラン６１を導入する手段を付加した本発明の三槽式表
面処理装置の他の例を示す。６５はプラズマ発振用アン
テナである。

【００２８】以上のような装置に実施例１と同様の方法
でハードコートレンズを蒸着用ドーム２１にセットし、
凹面に通常の反射防止加工を行った後、レンズを反転し
再び予備排気、蒸着処理を行い、蒸着用ドーム２１が取
り出しリーク室１３に移動し、ゲートバルブ１１が閉ま
った後、アルゴンガスプラズマで１分間表面処理を行っ
た後に、メチル−３，３，５−トリフロロプロピレンジ
クロロシランをバルブ６３を開放し、５ｃｃ／分の割合
で取り出しリーク室１３に導入し、撥水処理を行った。
得られたレンズは、テトラヒドロフランにより洗浄し
た。洗浄後のレンズの外観は良好であった。以上一連の
プロセスをハードコートレンズを交換して１００回繰り
返し実施したが蒸着処理室１２及び取り出しリーク室１
３の内部は清浄であった。又、得られたレンズ１００枚
に対して実施例１と同様の品質評価を行ったが、接触角
は９１度〜９４度で殆どばらつきなく分布し、十分な撥
水性を示した。又、耐摩耗性はＡランクで密着性試験で
は全くはがれなかった。結果をまとめて表１に示す。一
連の作業に要する時間は通常の反射防止加工と同様平均
約２０分であった。

【００２９】（実施例３）図３は、本発明の二槽式表面
処理装置の一例を示す構成図であり、この反射防止加工
プロセスは次の通りである。

【００３０】レンズ２０は、蒸着用ドーム２１にセット
され、予備排気兼取り出しリーク室１５で所定の真空度
まで排気される。次に蒸着処理室１２で反射防止加工さ
れた後、再び予備排気室兼取り出しリーク室１５に戻
り、真空破壊され取り出される。図中５１はゲートバル
ブである。

【００３１】以上の構成の二槽式蒸着機に実施例１と同
様にホットプレート３１と撥水処理用ペレット３２をセ
ットし、蒸着処理が終了し蒸着用ドームが閉まってか
ら、実施例１と同条件で撥水処理を行った。得られたレ
ンズの外観は良好であった。以上一連のプロセスをハー
ドコートレンズを交換して１００回繰り返して実施した
が蒸着処理室１２及び予備排気兼取り出しリーク室１の
内部は清浄であった。又、得られたレンズ１００枚に対
して実施例１と同様の品質評価を行ったが、全く問題の
ないレベルであった。品質評価結果をまとめて表１に示
す。又一連のプロセスに要する平均時間は約２０分間で
あった。 （実施例４）図４は、本発明の撥水処理専用室１４を持
つ四槽式表面処理装置の一例を示す構成図である。

【００３２】この表面処理プロセスは次の通りである。
レンズ２０を蒸着用ドーム２１にセットし、予備排気室
１１で所定の真空度まで排気する。次に蒸着処理室１２
で反射防止加工した後、撥水処理専用室１４で実施例１
と同様の方法で撥水処理する。その後取り出しリーク室
１３に送り、真空破壊し、取り出す。図中５１、５２、
５３はゲートバルブである。

【００３３】以上のプロセスを実施例１と同様の方法で
得られたハードコートレンズを用いて、凹面、凸面に撥
水処理を行った。得られたレンズの外観は良好であっ
た。また以上の一連のプロセスをハードコートレンズを
交換して１００回繰り返して実施したが、蒸着処理室１
２及び撥水処理専用室１４の内部は清浄であった。又、
得られたレンズ１００枚に対して、実施例１と同様の品
質評価を行ったが全く問題のないレベルであった。品質
評価結果をまとめて表１に示す。又一連のプロセスの１
回の平均所用時間は約２０分間であった。

【００３４】（比較例１）市販の三槽式蒸着処理装置に
おいて、図５に示すように蒸着処理室１２の底面に実施
例１と同様の方法で作成した撥水処理用ペレット３２を
ホットプレート３１の上にセットした。

【００３５】実施例１と同様にして得られたハードコー
トレンズを蒸着用ドーム２１に凹面を下方にセットし
た。これを予備排気室１１で所定の真空度に排気した
後、蒸着処理室１２で反射防止加工し、加工後蒸着用ド
ーム２１を移動せずそのままの位置でホットプレート３
１を３００℃に加熱し、撥水性物質をハードコートレン
ズ凹面に蒸着した。蒸着用ドーム２１を取り出した後、
ハードコートレンズを反転し凸面を下方にして再び蒸着
用ドーム２１にセットし、以上と同様のプロセスにより
蒸着・撥水処理した。

【００３６】得られたレンズの外観は良好であった。ま
た、以上のプロセスをハードコートレンズを交換して繰
り返し実施したところ２０回目から蒸着処理室１２の内
壁に蒸着物質のはがれが発生し始め５０回目でその一部
が蒸着材融解電子銃のフィラメント上に落下し、フィラ
メントを破壊し、実験継続不可能となった。実験不可能
となるなるまでに得られた５０枚のレンズを評価した結
果、実施例１と同様全く問題のないレベルであった。品
質評価結果をまとめて表１に示す。

【００３７】（比較例２）比較例１と同様の三槽式蒸着
処理装置を用いて、実施例１と同様の方法で得られたレ
ンズをアセトンで洗浄した後、図６に示したような撥水
処理装置の撥水処理専用真空槽内１５にセットし、所定
の真空度まで排気した。その後アルゴンガスをバルブ６
４を開放し導入しながら約１分間プラズマ処理を行った
後、バルブ６３を開放し、メチル−３，３，５−トリフ
ロロプロピルジクロロシラン６１を５ｃｃ／分の割合で
２分間導入し、撥水処理を行った。以上の操作は、実施
例２における蒸着処理室１２で行った反射防止加工及び
取り出しリーク室１３で行った撥水処理加工を別々のプ
ロセスで行っていることになる。

【００３８】得られたレンズの外観は良好であったが、
得られたレンズ１００枚に対して実施例１と同様の品質
評価を行ったところ、接触角が７０度から１０８度まで
大きくばらつき、約５０％のレンズに十分な撥水性を得
られなかった。但し、耐摩耗性はＡランクで密着性テス
トでは全くはがれが発生しなかった。品質評価結果をま
とめて表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、予備
排気、蒸着処理、撥水処理及びリーク取り出しという工
程順で、少なくとも蒸着処理と撥水処理の部屋が独立
し、その間を真空状態のままで移動できるようにした一
連のプロセスとすることで、蒸着（反射防止）加工のみ
を実施する場合とほぼ同じ加工時間及び人員で撥水処理
等の処理まで行え、且つ機械故障及び品質低下の原因と
なる蒸着処理室内の汚染及び処理工程内でのコート膜表
面の汚染・劣化がなく、高品質で品質のばらつきが極め
て小さいコート膜を得ることが出来る。本発明はプラス
チックレンズ、ガラスレンズ、表示用パネル、時計用カ
バーガラス、窓ガラス等の表面処理に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三槽式表面処理装置の一例を示す構成
図。

【図２】本発明の三槽式表面処理装置の他の例を示す構
成図。

【図３】本発明の二槽式表面処理装置の一例を示す構成
図。

【図４】本発明の四槽式表面処理装置の一例を示す構成
図。

【図５】従来の三槽式蒸着処理装置の構成図。

【図６】従来の撥水処理装置の構成図。

【符号の説明】

１１ 予備排気室 １２ 蒸着処理室 １３ 取り出しリーク室 １４ 撥水処理専用室 １５ 撥水処理用真空槽 ２０ レンズ ２１ 蒸着用ドーム ２２ レンズカゴ ３１ ホットプレート ３２ 撥水処理含浸ペレット ５１ ゲートバルブ ５２ ゲートバルブ ５３ ゲートバルブ ６１ メチル−３，３，５−トリフロロプロピルジ
クロロシランのタンク ６２ アルゴンガスのタンク ６３ バルブ ６４ バルブ ６５ 高周波発振用アンテナ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空状態の蒸着処理室で物体の表面に蒸着
   処理を施した後、該物体を真空状態のままで前記蒸着処
   理室とは別の処理室に移動させ、撥水性、撥油性、防汚
   性および／または潤滑性を付与するための撥水処理を施
   すことを特徴とする表面処理方法。
2. 【請求項２】前記撥水処理を真空状態で行なうことを特
   徴とする請求項１記載の表面処理方法。
3. 【請求項３】前記撥水処理を不活性ガス雰囲気中で行な
   うことを特徴とする請求項１記載の表面処理方法。
4. 【請求項４】請求項１記載の表面処理を行なうための装
   置であって、それぞれ独立した蒸着処理室および撥水処
   理室を有し、かつ該蒸着処理室と撥水処理室との間を真
   空状態のままで物体を移動させる手段を有することを特
   徴とする表面処理装置。
5. 【請求項５】予備排気室、蒸着処理室および取り出しリ
   ーク室を有する３槽式の蒸着処理装置であって、該取り
   出しリーク室に撥水処理手段を設けたことを特徴とする
   請求項４記載の表面処理装置。
6. 【請求項６】前記予備排気室、蒸着処理室および取り出
   しリーク室をゲートバルブを介して一体化したことを特
   徴とする請求項５記載の表面処理装置。
7. 【請求項７】前記蒸着処理、物体の移動および撥水処理
   の一連の工程を自動的に制御する制御手段を有すること
   を特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の表面
   処理装置。