JPS58147431A - プラズマ重合による保護膜形成方法 - Google Patents

プラズマ重合による保護膜形成方法

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JPS58147431A
JPS58147431A JP57030175A JP3017582A JPS58147431A JP S58147431 A JPS58147431 A JP S58147431A JP 57030175 A JP57030175 A JP 57030175A JP 3017582 A JP3017582 A JP 3017582A JP S58147431 A JPS58147431 A JP S58147431A
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JP
Japan
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plasma polymerization
protective film
silicon compound
undercoating
plastic
Prior art date
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Pending
Application number
JP57030175A
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English (en)
Inventor
Shinzo Morita
慎三 森田
Hajime Kawamura
河村 一
Shintaro Ishibashi
石橋 新太郎
Akio Takigawa
滝川 章雄
Motoaki Yoshida
元昭 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62Plasma-deposition of organic layers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

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】 本発明は、プラスチックの表面硬度、耐薬品性などの表
面状態を改善するためにプラスチック表面上へのプラズ
マ重合による保護膜形成方法に関する。
ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリカーボネート及びポリジエチレングリコール
ビスアリルカーボネート(以下0R−39と略1)など
のプラスチックは1、その透明性軽量性、易加工性、耐
衝撃性などにすぐれているが、耐魔耗性、耐溶剤性に乏
しく、表面に傷がつきやすくまた有機溶剤に侵されやす
いという欠点がある。
これらの欠点をプラズマ重合コーティングによって解消
する試みとして特開昭32−63373にビニルトリク
ロロシラン等のオルガノシラン化合物のプラズマ重合コ
ーティングが開示されている。
またこれらのプラズマ重合膜とプラスチックとの付着性
を向上する方法として三7フ化ホウ素のアンダーフーテ
ィングが特開昭Sダーツ11フ’1lIC開示されてい
る。
本発明者らは、プラスチックの上記欠点を解消する目的
で研究を重ねた結果、前記の開示されている方法とQコ
異なる下記の本発明に到った。
本発明は、プラスチック表面上に芳香族化合物のプラズ
マ重合によりアンダーコーティングを施し引き続き下記
一般式(1)で示されるケイ素化合物のプラズマ重合に
よりトップコートを施す保護膜形成方法に関するもので
ある。
R1n5iR24−n     (1)(式中R1は炭
素数/−1のアルキル基、フェニル基、アルケニル基か
ら選ばれる1種もしくは一種°以上、R2はメトキシ、
エトキシ、プロポキシ。
アセトキシ基及び塩素元素から選ばれる1種もしくは2
種以上、n !10−ゲ) 本発明におけるトップコートで用いる一般式(1)で示
されるケイ素化合物としては、テトラメトキシシラン、
テシラアセトキシシラン、テトラエトキシシラン、テト
ラクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルト
リアセトキシシラン、アリルトリクロロシラン、アリル
トリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェ
ニルトリメトキシシラン、メチルトリクロロシラン。
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジロロシラン、ト
リメチルメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、テ
トラメチルシラン等を挙げることができる。これらのケ
イ素化合物は単独で用いてもよく、また一種以上併用し
ても良い。#気圧の比較的小さな珪素化合物たとえばフ
ェニルトリメトキシシランを用いるときには、これを加
熱して気化を促進することが好ましい。更に必要に応じ
、酸素、窒素、アルゴン、アンモニアから選@2れる7
種以上のガスとの混合ガスとしてプラズマ重合を行なう
こともできる◇ 特に上記ケイ素化合物を酸素との混合ガスとして用いプ
ラズマ重合を行なうと耐擦傷性が向上する傾向があるの
で好ましい。
ケイ素化合物を、酸素、窒素、アルゴン、アンモニアか
ら選ばれる7種以上のガスとの混合ガスとしてプラズマ
重合を行なう場合のケイ素化合物と酸素などのガスとの
混合比は流量ガス比(標準状#5TP)T / : 0
.j 〜/ : 30. よ’)好*しくは/:λ〜/
:20でありケイ素化合物の流動は醸素、窒素、アルゴ
ン、アンモニアから選ばれる7種以上のガスの流量より
少ない方が通常、耐擦傷性が良好な被膜が得られる。
次に前記のケイ素化合物を有するプラズマ重合膜とプラ
スチック基板との付着性向上に寄与するアンダーコーテ
ィングについて記載する〇用いるプラズマ重合装置、プ
ラズマ重合条件及び被覆されるプラスチックの種類にも
起因するが、一般に本発明のプラスチック基板上に前記
ケイ素化合%のプラズマ重合コーティングを実施する場
合、プラスチック基板のエツチングとプラズマ重合膜形
成の競争反応が生じ、ケイ素化合物のプラズマ重合膜形
゛成反応が抑制され、ひいてはプラスチック基板に対す
る付着性が良好な被膜が得られない事がしばしばある。
本発明者らはプラスチック基板n工、チングを抑え、ケ
イ素化合物のプラズマ重合膜の付着性を向上させる方法
として芳香族化合物のプラズマ重合アンダーコーティン
グを前もって形成することが効果的であることを見いだ
した。アンダーコーティングに用いうる芳香族化合物と
してベンゼン、トルエン、オルトキシレン、メタキシレ
ン、バラキシレン、メシチレン。
スチレン、ヘーメチルスチレン、アリルベンゼン等の単
票芳香族炭゛化水素化合物、クロルベンゼン。
クロルトルエン、塩化ベンジル等のハロゲン置換体、ピ
リジン、ビニルピリジン、チオフェン等の複素環芳香族
化合物、ジフェニル、ナフタリン等の多環芳香族化合物
を挙げることができる。これらの芳香族化合物は7種ま
たは一種以上併用して用いることもできる。蒸気圧が比
較的に小さい芳香族化合物たとえばジフェニル、ナフタ
リンなどを用いるときには、これに加熱してその気化を
促進することが好ましい。
これら芳香族化合物のプラズマ重合速度は、一般に大き
く、またそのプラズマ重合膜は、耐プラズマエツチング
性が高い。それ故にプラスチック基板の好ましくないエ
ツチングが生じる前にプラスチック基板を芳香族化合物
のプラズマ重合膜で被覆し、アンダーコーティングを形
成する。
従って引き続き実施するケイ素化合物のプラズマ重合の
トップコーティングをプラスチック基板のエツチングが
生じない条件下で実施することができ、その結果付着性
良好な保護膜を形成することができる。
次にアンダーコートおよびトップコートに用いるプラズ
マ重合条件について説明する。用いるプラズマ重合装置
は、公知のものでよく、例えばジャーナルーオプψアプ
ライドーポリマー・サイエ> X (Journal 
of Applied polymer 5cienc
e)第17巻、rts頁(/973) K記載されたペ
ルジャー型内部電極方式、同誌第13巻、2コ7フ頁(
/97/)に記載された管型無電極方式等の装置を用い
ることができる。本発明を実施するに特に適するプラズ
マ重合装置を図に示した。プラズマ重合条件は、用いる
装置の大きさ、用いるモノマ一種、放電電力等に依存す
るが、図記載の装置を用いた場合の適した条件は下記の
様であった。
すなわち、まず芳香族化合物のアンダーコーティングは
、芳香族化合物モノマー流量0.1〜/ 0CC(ST
P)/分、ガス圧力0./〜7.0トリチェリー放電電
力10−50ワツトが適していた。
次いでトップフートのために実施するケイ素化合物のプ
ラズマ重合は、放電電力S〜30ワット、ガス圧力0.
6− /、0 ) !jチェリー、クイ素化合物モノマ
ー流量0./〜toQC(STP)/分また酸素。
窒素、アルゴン、アンモニアから選ばれる7種以上のガ
スを併用する場合、併用ガスの流量はケイ素化合物モ/
マーのそれの0.5〜!O倍、特に−〜20倍、たとえ
ば約70倍が適していた。更に必要に応じ、プラスチッ
ク基板を冷却してもよい。
この様にしてプラスチック基板上に形成されるアンダー
コーティング層及びケイ素化合物からなるトップコーテ
ィング層の膜厚は、各々0.0/〜1ミクロン及び7〜
10ミクロンが好ましい。アンダーコーティング層の膜
厚が1ミクロンを越えると、着色の傾向を示しまた付着
性も低下する。
上層の膜厚が7ミクロン未満だと耐擦傷性が不充分とな
り、また10ミクロンを越えると被膜にクランクが生じ
やすくなる。
以下実施例により説明する。
実施例1 図面に示すような円筒型平行平板電極方式プラズマ重合
装置/を用い、0R−jデ平板を基材2として用いる。
なお図において、Ml *’M2およびM3はそれぞれ
スチレンモノマー、テトラメチルシランモノマー、およ
び酸素の供給容器、FitF2tF3 は各供給容器M
le M2 r M3に連結された流量計、vl。
V3+V5はニードルパルプ、v2t V4 v V6
はストップパルプ、v7 は圧力調節パルプ、vGは真
空計。
Eは電極、Tはトラップ、Pはポンプ、 OSaは高周
波発振器、 AMPは増巾器、IMCは同調回路。
CWは冷却水である。
まずスチレンのアンダーコーティングを下記条件で行な
った。
スチレンモノマーガス流量  、FCC(STP)/発
ガス圧力         0.3トリチエリー[1周
波11k        l!、3;tMHz放電電力
        10ワット 放電時間        5分 この様にしてスチレンの約011ミクロン厚みのアンダ
ーコーテイング後、引き続きテトラメチルシランと酸素
の混合ガスにて下記条件でプラズマ重合コーティング(
厚み約3ミクロン)を実施した。
テトラメチルシランモノマーガス流量 7 (EC(STP) /分 酸素ガス流量      乙oCC(STP)/分ガス
圧力        Ooざトリチェリー放電周波数 
      73.j乙MH2放電電力       
  10ワット放電時間        30分 この様にして得られた0R−39平板上の保護膜は無色
透明で耐擦傷性及び付着性が良好で、保護膜としての機
能を有していた。
実施例2 実施例/と同様KCR−39平板上にスチレンのアンダ
ーコーテイング後、酸素ガスニ換えアルゴンガスを用い
た他は実施例1ζ同様にプラズマ重合コーティングを行
なった。得られた保護膜の耐擦傷性及び付着性は共に良
好であった。
実施例3 実施例/と同様KCR−39平板上にスチレンのアンダ
ーコーテイング後、酸素ガスを併用せず、放電電力20
ワツト、放電時間60分の他は、実施例1と同様にプラ
ズマ重合コーティングを実施した。得られた保護膜の耐
擦傷性及び付着性は共に良好であった。
実施例ダ 図面に示すプラズマ重合装置を用いポリカーボネート平
板を基材として、実施例/と同様にスチレンのアンダー
コーティングを行なった〇続いてシランモノマーとして
ジメチルジメトキシシランを用いた他は、実施例1とほ
ぼ同様に実施した。この様にして得られた保護膜のポリ
カーボネート基材に対する付着性は良好で、また耐擦傷
性も保護膜として効果的であった。
実施例S 実施例/におけるスチレンに換えてバラキシレンをアン
ダーコーティングとして用いた他は、実施例/と同様に
実施した。この様にして得られた保護膜は、実施例/と
同様で耐擦傷性及び付着性とも良好であった。
比較例/ 実m例/及びコでスチレンのアンダーコーティングを施
さなかった他は、各々実施例1及び−と同様に実施した
が、基板表面のエソチンク°力;激しく、保護膜を基板
上に形成すること力(できな力)つたO
【図面の簡単な説明】
図面は本発明を実施するために用し・る装置の概略を示
す側面図である。 l・・・・・・・・プラズマ重合装置。 ノ・・・・・・・・プラスチック基材 [続  補  正  書 昭和57年3月9日 ! 発明の名称 プラズマ重合による保護膜形成方法 3 補II:、をする者 事件との関係 特許出願人 住  市  大阪府大阪市東区道修町q丁目!番地名 
 称  <goo)日本板硝子株式会社代表者 菅 沼
 俊 彦 q代理人 住 山 東京都港区新橋1丁目/l II#号日生新橋
ピルjF

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  プラスチック表面上に、芳香族化合物のプラ
    ズマ重合によりアンダーコーティングを施し、引き続き
    下記一般式(1)で示されるケイ素化合物のプラズマ重
    合によりトップコーティングを施こす保護膜形成方法。 R1n5iR24−41(/ ) (式中R1は炭素数/〜ダのアルキル基、フェニル基、
    アルケニル基から選ばれる7種もしくは2種以上、R2
    はメトキシ、エトキシ、プロポキシ。 アセトキシ基及び塩素元素から選ばれる7種もしくは2
    種以上、nは0−4/)
  2. (2)前記芳香族化合物が、ベンゼン、トルエン、キシ
    レン、スチレン、ナフタリン及びこれらの置換体である
    特許請求の範囲第1項記載の保護膜形成方法。
  3. (3)前記一般式(1)で示されるケイ素化合物のプラ
    ズマ重合はこのケイ素化合物のガスと酸素、窒素。 アルゴン、アンモニアから選ばれる7種以上のガス”と
    の混合ガスを用いる特許請求の範囲第1項記載の保護膜
    形成方法。
  4. (4)  前記プラスチックがポリメチルメタクリレー
    ト。 ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート及び
    ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネートから
    選ばれるプラスチックである特許請求の範囲第1項記載
    の保護膜形成方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0590467A1 (de) * 1992-09-26 1994-04-06 Röhm Gmbh Verfahren zum Erzeugen von siliciumoxidischen kratzfesten Schichten auf Kunststoffen durch Plasmabeschichtung
WO1996025243A1 (de) * 1995-02-17 1996-08-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur herstellung eines schichtsystems auf substraten und das mit diesem verfahren hergestellte schichtsystem
WO1997035912A3 (de) * 1996-03-27 1997-11-20 Leica Mikroskopie & Syst Verfahren zur erzeugung einer haftfesten beschichtung auf polymethylmetacrylat (pmma)-substratoberflächen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0590467A1 (de) * 1992-09-26 1994-04-06 Röhm Gmbh Verfahren zum Erzeugen von siliciumoxidischen kratzfesten Schichten auf Kunststoffen durch Plasmabeschichtung
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US6284326B1 (en) * 1996-03-27 2001-09-04 Rainer Goetzelmann Process for producing an adhesive coating on polymethyl methacrylate (PMMA) substrate surfaces

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