JPH09173192A - 高撥水性鏡 - Google Patents

高撥水性鏡

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JPH09173192A
JPH09173192A JP33489095A JP33489095A JPH09173192A JP H09173192 A JPH09173192 A JP H09173192A JP 33489095 A JP33489095 A JP 33489095A JP 33489095 A JP33489095 A JP 33489095A JP H09173192 A JPH09173192 A JP H09173192A
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JP
Japan
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mirror
carbon film
water
waterdrop
repellent
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Withdrawn
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JP33489095A
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English (en)
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Takahiro Nakahigashi
孝浩 中東
Yoshihiro Izumi
吉浩 和泉
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3634Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer one layer at least containing carbon, a carbide or oxycarbide
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    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/70Properties of coatings
    • C03C2217/76Hydrophobic and oleophobic coatings

Abstract

(57)【要約】 【課題】長期にわたり高い撥水性が維持され、また低コ
ストで製造できるとともにランニングコストがかからな
い高撥水性鏡を提供する。 【解決手段】鏡基体Sの外表面(鏡表面)に炭素膜Mが
形成されている高撥水性鏡。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水滴が付着する環
境下で用いる高撥水性鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、サイドミラー等の自動車の車外
に備えられる鏡や浴室の鏡等の水滴が付着する環境下で
用いる鏡では、それへの水滴の付着を防止するために、
次のような手段が講じられている。すなわち、車載用の
鏡では、撥水性を有する高分子コーティングを鏡表面に
施したり、鏡自体を超音波で振動させたりすること等が
行われ、また、鏡表面に付着した水滴を高圧エアーで吹
き飛ばすこと等が試みられている。また、浴室の洗面台
の鏡では、鏡にヒータを付設して該鏡を暖めることで表
面の結露を防止すること等が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
撥水性コーティングを施す方法では、その後の時間の経
過と共にコーティングが剥離して、撥水効果が低下す
る。また、鏡自体を超音波振動させる方法及び鏡表面に
付着した水滴を高圧エアーで吹き飛ばす方法では、水滴
を除去するための装置がコスト高につく。さらに、鏡に
ヒータを付設する方法はランニングコストがかかる。
【0004】そこで本発明は、長期にわたり高い撥水性
が維持され、また低コストで製造できるとともにランニ
ングコストがかからない高撥水性鏡を提供することを課
題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、鏡表面に撥水性を有する炭素膜が形成され
ていることを特徴とする高撥水性鏡を提供する。本発明
の高撥水性鏡によると、鏡表面に撥水性に優れる炭素膜
が形成されているため、該膜形成面に水滴が接触して
も、或いは該膜形成面に結露が生じて水滴に成長して
も、水滴は該面に付着することなく直ぐに落下する。ま
た、本発明の高撥水性鏡は、低コストで製造できるとと
もにランニングコストがかからない。さらに、前記炭素
膜は従来の撥水性コーティングを施した鏡におけるコー
ティング膜に比べて剥離し難いため、長期にわたり高い
撥水性が維持される。
【0006】前記炭素膜としては、代表的にはDLC
(Diamond Like Carbon)膜を挙げることができる。DL
C膜は、高い撥水性を示し、また、低温で形成できる等
成膜を簡単に行うことができる。前記炭素膜の膜厚は鏡
表面に密着性良く形成できる範囲内で、しかも光を反射
する鏡本体の機能に影響を及ぼさない範囲内とする。
【0007】また、本発明の高撥水性鏡は、前記炭素膜
が形成される前の鏡表面が、酸素ガス、水素ガス又は該
両者の混合ガスのプラズマに曝されて前処理されたもの
であることが考えられる。前記鏡表面は、前記ガスのプ
ラズマに曝されることにより、清浄化され、又はさらに
表面粗度が向上する。これらは、炭素膜の密着性向上に
寄与する。
【0008】酸素ガスプラズマを採用するときは、鏡表
面に付着した有機物等の汚れを特に効率良く除去でき、
これによりその後形成する炭素膜と前記鏡表面との密着
性は良好なものとなる。また、水素ガスプラズマを採用
するときはこれによって鏡表面が水素終端される。水素
−炭素結合は安定であるため、このように終端処理する
ことで膜中の炭素原子が鏡表面部分の水素原子と安定に
結合を形成する。そしてこれらのことから、その後形成
する炭素膜と鏡表面との密着性は良好なものとなる。
【0009】本発明の高撥水性鏡において、前記炭素膜
が形成される前の鏡表面は、同種類の又は異なる種類の
前記前処理用ガスプラズマに複数回曝されたものであっ
ても構わない。例えば、鏡表面を酸素ガスプラズマに曝
した後、水素ガスプラズマに曝し、さらにその上に炭素
膜を形成するときには、鏡表面がクリーニングされた
後、該面が水素終端されて、その後形成する炭素膜と該
鏡表面との密着性は非常に良好なものとなる。
【0010】また、本発明の高撥水性鏡における炭素膜
は、熱CVD法、プラズマCVD法、真空蒸着法、スパ
ッタ蒸着法、イオンプレーティング法等の各種の方法に
より形成されたものであってよいが、特にプラズマCV
D法により形成されたものである場合は、鏡表面のプラ
ズマによる前処理と炭素膜形成とを同一の装置で行うこ
とができる。
【0011】プラズマCVD法により炭素膜を形成する
場合のプラズマ原料ガスとしては、炭素膜形成に一般に
用いられるメタン(CH4 )、エタン(C2 6 )、プ
ロパン(C3 8 )、ブタン(C4 10)、アセチレン
(C2 2 )、ベンゼン(C 6 6 )等の炭化水素化合
物ガス、及び必要に応じて、これらの炭化水素化合物ガ
スにキャリアガスとして水素ガス、不活性ガス等を混合
したものを用いることができる。
【0012】なお、炭素膜を形成しようとする鏡本体は
透明ガラス板等の透明板の片面に光反射膜を形成したも
の、金属板の表面が鏡面となっているもの等種々考えら
れ、鏡表面となる面に炭素膜を形成できるものであれば
よい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明に係る高撥水性鏡
の1例の拡大断面図である。この高撥水性鏡は、鏡基体
S(ここでは透明ガラス板)の裏面に光反射面Srを形
成してなる鏡本体Aの該鏡基体Sの、面Srとは反対側
の外表面、すなわち鏡表面に炭素膜Mが形成されている
ものである。
【0014】この高撥水性鏡は、鏡表面に撥水性に優れ
る炭素膜Mが形成されているため、膜M上に水滴が接触
したり、或いは膜M上に結露が生じて水滴に成長して
も、水滴は付着することなく直ぐに落下する。また、こ
の高撥水性鏡は安価であるとともに、ランニングコスト
がかからない。さらに、炭素膜Mは、鏡本体Aから容易
に剥離しないため、この高撥水性鏡は長期にわたりその
撥水性が維持される。
【0015】本発明に係る高撥水性鏡は、例えば図2に
その概略構成を示す装置を用いて製造することができ
る。この装置は、排気装置11が付設された真空チャン
バ1を有し、チャンバ1内には鏡本体ホルダを兼ねる電
極2及びこれに対向する位置に電極3が設置されてい
る。電極3は接地され、電極2にはマッチングボックス
22を介して高周波電源23が接続されている。また、
電極2にはヒータ21が付設されており、電極2に支持
される鏡本体を所定の成膜温度に加熱することができ
る。また、チャンバ1にはガス供給部4が付設されて、
内部にプラズマ原料ガスを導入できるようになってい
る。ガス供給部4には、マスフローコントローラ41
1、412・・・及び弁421、422・・・を介して
接続された1又は2以上のプラズマ原料ガスのガス源4
31、432・・・が含まれる。
【0016】この装置を用いて本発明に係る高撥水性
鏡、例えば前記の鏡を製造するにあたっては、反射面S
rが形成された鏡基体Sからなる鏡本体Aを真空チャン
バ1内に搬入し、基体Sの反射面Srとは反対側の表面
が電極3と相対するようにして基体ホルダ2に支持さ
せ、排気装置11の運転にてチャンバ1内部を所定の真
空度にする。次いで、ガス供給部4からチャンバ1内に
酸素ガス及び水素ガスのうち1種以上のガスを前処理用
ガスとして導入するとともに高周波電源23からマッチ
ングボックス22を介して電極2に高周波電力を供給
し、これにより前記導入した前処理用ガスをプラズマ化
し、該プラズマの下で基体Sの表面処理(鏡表面の前処
理)を行う。
【0017】次いで、必要に応じてチャンバ1内を再び
真空引きした後、ガス供給部4からチャンバ1内に成膜
用原料ガスとして炭化水素化合物ガスを導入するととも
に高周波電源23から電極2に高周波電力を供給し、こ
れにより前記導入した炭化水素化合物ガスをプラズマ化
し、該プラズマの下で鏡基体Sの表面(鏡表面)に撥水
性を有する炭素膜を形成する。
【0018】以上説明した方法によると、成膜に先立ち
基体S表面を酸素ガスプラズマ及び水素ガスプラズマの
1以上に曝すことで、基体S表面のクリーニングが行わ
れたり、基体S表面粗度が向上したりすると共に、酸素
ガスプラズマを採用するときには基体S表面に付着した
有機物等の汚れが特に効率良く除去され、水素ガスプラ
ズマを採用するときには基体S表面の水素終端が行わ
れ、これらにより炭素膜と基体S表面(鏡表面)との密
着性は良好なものとなる。
【0019】なお、ここでは、予め反射面Srが形成さ
れた鏡基体S上に炭素膜Mを形成する例を説明したが、
炭素膜M形成後に反射面Srを形成してもよい。次に、
図2の装置を用いて、片面に光反射面Srを予め形成し
た鏡基体Sからなる鏡本体A上にDLC膜を形成した、
本発明に係る高撥水性鏡の製造の具体例を説明する。 実施例1 前述した、図2の装置を用いた高撥水性鏡の製造におい
て、ガスプラズマによる鏡基体S表面(鏡表面)の前処
理を行わず、基体S表面に直接DLC膜を形成した。
【0020】 被成膜鏡本体Aの基体S材質 ソーダガラス サイズ 厚さ2mm×100mm×100mm 高周波電極2サイズ 直径280mm 成膜条件 成膜用原料ガス メタン(CH4 ) 50sccm 高周波電力 周波数13.56MHz、200W 成膜真空度 0.1Torr 鏡本体Aの温度 室温 成膜速度 50Å/min 成膜時間 10min 実施例2 前記実施例1において、成膜に先立ち、基体Sに次の条
件で酸素ガスプラズマによる前処理を施した。成膜条件
は前記実施例1と同様とした。
【0021】 前処理条件 前処理用ガス 酸素(O2 ) 50sccm 高周波電力 周波数13.56MHz、200W 処理真空度 0.1Torr 処理時間 5min 実施例3 前記実施例1において、成膜に先立ち、基体Sに次の条
件で水素ガスプラズマによる前処理を施した。成膜条件
は前記実施例1と同様とした。
【0022】 前処理条件 前処理用ガス 水素(H2 ) 50sccm 高周波電力 周波数13.56MHz、200W 処理真空度 0.1Torr 処理時間 5min 次に、前記実施例1、2、3による高撥水性鏡、及び炭
素膜を形成していない未処理の鏡のそれぞれについて、
その表面の撥水性を、水の接触角を測定することで評価
した。接触角は、空気中にある固体面上に液体があると
きの、固体、液体、気体の3相の接触点で液体に引いた
切線と固体面のなす角のうち、液体を含むほうの角であ
り、図3において角θで表した角である。
【0023】結果を次表に示す。 このように、水の接触角は、本発明実施例1、2及び3
による高撥水性鏡に対する方が未処理鏡に対するより大
きく、鏡表面に炭素膜を形成することで撥水性が向上し
ていることが分かる。
【0024】次に、前記実施例1、2及び3により得ら
れた高撥水性鏡における各DLC膜と鏡基体との密着性
を評価した。膜密着性は、円柱状部材を接着剤を用いて
膜表面に接合させ、該円柱状部材を膜に対して垂直方向
に引っ張って該膜を基体Sから剥離させ、剥離に要した
力を測定する引っ張り法により評価した。結果を次表に
示す。
【0025】 このように、本発明の各実施例による高撥水性鏡におけ
るDLC膜の密着強度は、DLC膜形成に先立ち、基体
に対しプラズマによる前処理を施した実施例2、3の高
撥水性鏡の方が前処理を施さない実施例1の高撥水性鏡
より大きかった。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によると、長期にわ
たり高い撥水性が維持され、また低コストで製造できる
とともにランニングコストがかからない高撥水性鏡を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高撥水性鏡の1例の拡大断面図で
ある。
【図2】本発明に係る高撥水性鏡の製造に用いることが
できる成膜装置の1例の概略構成を示す図である。
【図3】撥水性の程度を示す水の接触角θを説明する図
である。
【符号の説明】
1 真空チャンバ 11 排気装置 2 基体ホルダ兼高周波電極 21 ヒータ 22 マッチングボックス 23 高周波電源 3 接地電極 4 プラズマ原料ガス供給部 A 鏡本体 S 鏡基体 Sr 反射面 M 炭素膜 θ 接触角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C30B 29/04 C30B 29/04 P

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鏡表面に撥水性を有する炭素膜が形成さ
    れていることを特徴とする高撥水性鏡。
  2. 【請求項2】 前記鏡表面が、前記炭素膜形成前に酸素
    (O2 )ガス、水素(H2 )ガス又は該両者の混合ガス
    のプラズマに曝されたものである請求項1記載の高撥水
    性鏡。
  3. 【請求項3】 前記炭素膜が、プラズマCVD法により
    形成されたものである請求項1又は2記載の高撥水性
    鏡。
  4. 【請求項4】 前記炭素膜がDLC膜である請求項1、
    2又は3記載の高撥水性鏡。
JP33489095A 1995-12-22 1995-12-22 高撥水性鏡 Withdrawn JPH09173192A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6136386A (en) * 1996-06-27 2000-10-24 Nissin Electric Co., Ltd. Method of coating polymer or glass objects with carbon films
JP2003514746A (ja) * 1999-11-18 2003-04-22 ガーディアン・インダストリーズ・コーポレーション 基材上にdlcを含む疎水性コーティング
US6893720B1 (en) 1997-06-27 2005-05-17 Nissin Electric Co., Ltd. Object coated with carbon film and method of manufacturing the same
JP2008159336A (ja) * 2006-12-22 2008-07-10 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 氷結防止除去装置

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US6893720B1 (en) 1997-06-27 2005-05-17 Nissin Electric Co., Ltd. Object coated with carbon film and method of manufacturing the same
JP2003514746A (ja) * 1999-11-18 2003-04-22 ガーディアン・インダストリーズ・コーポレーション 基材上にdlcを含む疎水性コーティング
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Effective date: 20030304