JPS5948017B2 - プラスチツク表面の保護方法 - Google Patents

プラスチツク表面の保護方法

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JPS5948017B2
JPS5948017B2 JP51134026A JP13402676A JPS5948017B2 JP S5948017 B2 JPS5948017 B2 JP S5948017B2 JP 51134026 A JP51134026 A JP 51134026A JP 13402676 A JP13402676 A JP 13402676A JP S5948017 B2 JPS5948017 B2 JP S5948017B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ここに述べられた本発明はＮＡＳＡ約定に基づく研究の
実行により作製されており公法８５−５６８（７２Ｓｔ
ａｔ３４３５； ４２Ｕ、Ｓ、Ｃ２４５７）、１９５８
年制定の国営航空宇宙局法３０５節の規定に従属する。
本発明の光学的に透明な耐磨耗性被覆物を適用するため
に利用されるプラズマ重合、もしくはグロー放電重合の
ための装置は、１９７４−年１１月１２日出願の米国特
許第３、８４７、６５２号（米国特許出願第４０２、８
６６号）に記載されている。
本発明は、プラズマ重合された際に、すぐれた耐磨耗性
被覆物を提供する一群のオルガノシラン化合物に、プラ
ズマ重合、もしくは、グロー放電重合方法を適用させる
ことに関する。このオルガノシラン耐磨耗性被覆物は、
プラズマ重合された際、プラスチック及びプラスチック
製光学部品に対して均一且つ光学的に透明な（４、００
０から８、０００オングストローム）保護層を形成する
。更に詳しくは、本発明は、ビニルトリクロロシラン、
テトラエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、テ
トラビニルシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ヘキ
サメチルジシラザン、テトラメチルシラン、ビニルジメ
チルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、及び
メチルトリメトキシシランから成る群から選ばれた少な
くとも１種のオルガノシラン化合物のプラズマ重合によ
り、耐久性の低いプラスチツク表面に耐磨耗性保護被覆
物を提供するために、前記オルガノシラン化合物の新し
い一群に対して、プラズマ重合方法を適用することに関
する。本発明の化合物と共に、プラズマ重合方法は、プ
ラスチツク基体用の、光学的に透明且つ耐引掻性被覆物
を提供するだけでなく、プラスチツク基体の被覆物にお
いて遭遇する方向性の要求を伴う諸問題をも排除する。
本発明に従つて被覆されたプラスチツク基体は、耐磨耗
性及び均一な被覆厚を有する光学的に透明な表面が要求
される、写真、その他の用途に有用な、均一且つ光学的
に透明な被覆物を提供する。合成プラスチツク製光学部
品は、一般的に、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボ
ネート、ポリメチルメタアクリレート、プレキシグラス
． 、８ （Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）、レキサン （Ｌｅｘａｎ）及
びその他の同様な合成樹脂のような種々の有機樹脂より
製造されている。
透明な合成樹脂より製造された光学部品は、低生産価格
および熱による衝撃や機械的応力に対する抵抗性などの
ような、ガラスや結晶性光学材料よりも多くのすぐれた
利点を有している。しかしながら、上記プラスチツク製
光学部品は磨耗、引掻き、及び光学的性能が完全に破壊
される程ではなくともその性能の損失を導くような環境
条件により特に傷つけられやすい。含浸被覆、電子ビー
ム被覆、紫外線重合及び溶剤を被覆用組成物より蒸発さ
せることによつて被覆を形成する溶剤乾燥技術による被
覆物の適用等、一連の方法による種々の型式の耐引掻性
被覆物の適用により、透明プラスチツク製光学部品の光
学的性能低下の排除、または、防止のために種々の努力
が行なわれてきた。これら被覆用組成物及びその方法は
、一般的には透明な合成樹脂を保護する有効な方法とは
ならず、上記方法では、被覆物の均一性、被覆物と基体
間の不均一な接着、配向、及び基体と被覆組成物間の方
向性の要求等に関する追加的な問題を生ずる。従来の方
法は、被覆費用が高価であること、及び被覆プラスチツ
ク製品の耐引掻用の品質及び均一性に対して広く変動す
る結果を招く。若干の例では、従来技術の被覆用組成物
、及び方法においては、プラスチツク基体と被覆用組成
物間の界面における光学的透過性能を阻害する原因とな
る。
被覆用材料と基体との適合性の問題を生ずる。従来の方
法で利用された、その他の被覆技術及び化合物は、より
良好な耐磨耗性表面を得るために、プラスチツク基体の
光学的性質を犠性にしていた。加えて、従来の方法で使
用された被覆用組成物およびそれを適用するための技術
では、４，０００から８，０００オングストロームの波
長範囲を透過する均一、且つ光学的に透明な耐磨耗性被
覆物を製造する方法を提供できなかつた。従来技術の不
都合及びその限界は、透明合成樹脂が磨耗的状態に付さ
れる環境条件及び系列に対して特に抵抗性を有するオル
ガノシラン被覆用組成物の新規、且つ有用な一群に、プ
ラズマ重合、またはグロー放電重合方法を適用すること
を提供する本発明により克服出来る。本発明のオルガノ
シラン被覆用組成物の耐磨耗性は、プラズマ重合の利用
による有効な適用の利点と組合され、４，０００から８
，０００オングストローム範囲にある、接着力の良い、
均一、且つ光学的に透明な被覆物を提供する。この新規
且つ有用な被覆用組成物は、アクリル、ポリスチレン、
ポリカーボネート、及びその他の合成樹脂表面と適合し
、かつ本発明のプラズマ重合方法に、良く適応して、均
一な耐磨耗性表面を提供する。プラズマ重合により、プ
ラスチツク表面に対して光学的に透明な被覆物を提供す
るのに、特に有用なことが見出された本オルガノシラン
被覆用組成物は、このオルガノシラン被覆用組成物の少
なくとも一つの成分が、ビニルトリクロロシラン、テト
ラエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、テトラ
ビニルシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ヘキサメ
チルジシラザン、テトラメチルシラン、ビニルジメチル
エトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及びメチル
トリメトキシシランから成る群から選ばれた、オルガノ
シラン化合物である。耐磨耗性被覆物を提供するために
、オルガノシラン化合物に対して適用されたプラズマ重
合、またはグロー放電重合方法の準備及び機械的操作方
表は、米国特許第３，８４７，６５２号、及び米国特許
出願第４０２，８６６号に記載されており、これらの文
献は、本発明の詳細な説明の中の好ましい具体例の一部
として、本明細書に組み入れられる。
本発明は、プラズマ重合された時に、プラスチツク表面
に、秀れた耐磨耗性及び光学的な透明性を有する被覆物
を提供する、特別な種類のオルガノシラン化合物を適用
するに際して、プラズマ重合方法を利用している。本発
明のオルガノシラン化合物は、アクリル、ポリスチレン
、ポリカーボネート、プレキシグラス゜（Ｐｌｅｘｉｇ
ｌａｓ゜）（ポリメチルメタクリレ、８８ート）、レキ
サノ （Ｌｅｘａｎ）及びその他の同様な合成樹脂のよ
うな、耐久性の低いプラスチツク表面に耐磨耗性被覆物
を適用するためのプラズマ重合方法の利点と共に、プラ
スチツク製光学部品に対して極めて有用な耐磨耗性被覆
物を提供する。
このオルガノシラン被覆用組成物は、プラスチツク基体
と極めてよく適合し、かつプラズマ重合方法は、不規則
なプラスチツク基体を含む該基体によく適合して接着す
る靭性のあるオルガノシラン被覆物にする。このオルガ
ノシラン化合物は、更に、プラスチツク樹脂状基体を有
する光学部品に対して、４，０００から８，０００オン
グストローム波長範囲の光学的に透明且つ耐磨擦性被覆
物を提供する。このオルガノシラン化合物を適用するた
めのプラズマ重合方法は、更に、基体と被覆材料間の方
向性の要求に、影響を及ぼさないという利点を有する。
本発明のオルガノシラン化合物にプラズマ重合を適用す
ることは、重合を促進し、秀れた機械的強度と均一な被
覆付着を有する被覆物を提供するのに用いられる、高エ
ネルギーの投与の結果として、重合方法に応答して重合
されるべき単量体のより大きな配列を可能にする。
従つて、この重合方法は、多様な望ましい光学的性質を
有する広範囲の光学被覆物を造るのに容易に適用される
有用な被覆合成物を提供するために結合しかつ重合され
る化合物からオルガソシラン被覆物を製造するために用
いることができる。本発明のオルガノシラン組成物は、
合成プラスチツク基体と高度に一体化しかつ適合し、そ
れによつて、印刷回路板及びマイクロエレクトロニツク
部品のようなミクロ構造を有する基体に該組成物を適用
しかつ使用することを可能にする。
一度重合したオルガノシラン化合物は、プラスチツク表
面を湿気及びその他の環境よりの影響から密封する、秀
れた耐磨耗性被覆物を提供する。本発明のオルガノシラ
ン組成物は、プラスチツク表面上に光学的に透明な被覆
物を提供するために、単一重合でも複合して用いた共重
合でも可能であり、以下の如く表Ｉに例示する。本発明
のオルガノシラン組成物は、プラズマ重合方法によつて
重合され、プラスチツク基体に秀れた耐磨耗性を付与す
る。
オルガノシラン化合物、例えばビニルトリメトキシシラ
ンが、プラズマ重合によりプラスチツク表面に被覆物と
して付着される代表的な条件を、以下の表に示す。マ重
合にはアルゴンが使用されるが、その他のガス及び混合
ガスを使用することもできる０また、表記載の条件は、
表１記載の他のオルガノシラン化合物のプラズマ重合に
も使用され、プラスチツク基体に、光学的に透明な耐磨
耗性被覆物を提供することができる。
付着時間、電力及び雰囲気は、所望する被覆の厚さまた
は使用された単量体の種類またはその配合に適応させる
ために適当に変えることができる。更に、ガス雰囲気も
、以下により詳しく検討されるように、被覆物に対して
種々の性質を付与するために変えることができる。本発
明を、本発明の条件及び操作をより便宜よく示している
以下の実施例により、更に詳しく説明する。しかし、こ
れは本発明の範囲、または適応性を制限するものではな
い。実施例 １ ビニルトリメトキシシランの耐磨耗性且つ光学的に透明
な被覆物を、プラズマ重合によりレキサン （Ｌｅｘａ
ｎ）の一部分に適用する。
レキサ８ 一 、、−ン
の一部分上におけるビニルトリメトキシシラン被覆の
プラズマ重合は、全体圧力０．２６０トリチエリ一のア
ルゴン雰囲気中で電力を３０ワツトに調整し１，３００
秒間付着する。前記条件は便宜よく以下のように要約さ
れる。８ 一 レキサン 基体の一部分上にビニルトリメトキシシラン
を付着後、ビニルトリメトキシシラン被覆の耐磨耗性を
試験するために、レキサン８基体の被覆部分及び未被覆
部分上に、ダイヤモンド針、または画線器で線を引く。
針は、ダイヤモンド片がレキサン 表面に接触するよう
に装置し、針は、自由に動く中心点のまわりに４５度の
角度におく。一方、レキサン 試料に、ダイヤモンド片
での投射圧力が７から１０ｆ１で、針により線を引く。
レ８０、８キサン 試料は、レキサン の未被覆部分上
では引掻線を呈し、レキサン のビニルトリメトキシシ
ラン被覆部分上では引掻線を呈さない０ビニルトリメト
キシシラン被覆は、均一且つ光学的に透明で、光学用途
に特に適用される、レンズ、プリズム、及びその他の部
品及び素材のようなプラスチツク製光学素材の保護のた
めの秀れた被覆物を提供する。
上記例においては、アルゴンのような不活性ガス雰囲気
の利用について述べているが、一方、本発明の望ましい
具体化においては、酸素、窒素、アンモニア、水蒸気、
二酸化硫黄、及びそれらの混合体雰囲気のような種々の
その他のガスも、プラズマ重合中に使用出来る。
上記ガスの存在下におけるプラズマ重合においては、オ
ルガノシラン化合物を重合させるばかりでなく、不溶解
性で被覆用組成物に付加的強度を与えるものとして知ら
れているＳｉ−０，Ｓｉ−Ｎ，及びＳｉ−Ｓ結合の付加
的結合を提供するためのガスの一部分が導入するという
結果をもたらす。添加ガスの利用及び選択は、所望の光
学的性質及び耐久性を有する、光学的に透明なプラスチ
ツク被覆用組成物の選択をより高度にするための、また
、更には、本発明のオルガノシラン組成物の耐磨耗性を
補うための所望のオルガノシラン結合に基づいてなされ
る。種々のオルガノシラン化合物の混合によるばかりで
はなく、杢発明のプラズマ重合工程を実行する際の種々
のガス雰囲気の利用により、オルガノシラン化合物は、
特殊な要求に適合するため修正された、高度な被覆の物
理的強度、及び均一性を呈する、秀れた耐磨耗性被覆物
を提供する。光学的被覆用組成物及びプラスチツク基体
材料の選択及び結合を通して、付与されるべき多様な所
望の光学的性質の選択を可能にする巾広い範囲の電力に
より、更に、該プラズマ重合工程において重合されるべ
き単量体の使用が可能になる。本発明は、本発明の範囲
内にあり、且つ添付された請求の範囲に含まれる、特殊
な要求に適合するための、本分野におけるこれら技術に
よる異なる方法においても、適用されることを正しく認
識されるであろう。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ オルガノシラン被覆用組成物のプラズマ重合により
    、プラスチック基体に、被覆物を適用することからなり
    、かつ、前記組成物の少なくとも一成分は、ビニルトリ
    クロロシラン、テトラエトキシシラン、ビニルトリエト
    キシシラン、テトラビニルシラン、ビニルトリアセトキ
    シシラン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルシラ
    ン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルトリメトキ
    シシランおよびメチルトリメトキシシランから成る群か
    ら選ばれていることを特徴とする、プラスチック表面の
    保護方法。 ２ 酸素、窒素、アンモニア、二酸化硫黄及びそれらの
    混合物から成る群から選ばれたガスを、オルガノシラン
    被覆用組成物のプラズマ重合中に使用することを特徴と
    する、上記第１項記載の方法。 ３ 圧力が約０．０５から約０．０６トリチエリーの不
    活性ガス雰囲気中に於いてプラズマ重合が開始される、
    上記第１項記載の方法。 ４ 不活性ガス雰囲気がアルゴンである、上記第３項記
    載の方法。 ５ オルガノシラン化合物がビニルトリメトキシシラン
    である上記第１項記載の方法。 ６ プラスチック基体が光学的に透明な基体である上記
    第１項記載の方法。 ７ 光学的に透明な基体がポリカーボネイトである上記
    第６項記載の方法。 ８ 被覆が約４，０００〜８，０００オングストローム
    波長範囲を透過する上記第６項記載の方法。 ９ オルガノシラン化合物がビニルトリメトキシシラン
    である上記第６項記載の方法。
JP51134026A 1975-11-21 1976-11-08 プラスチツク表面の保護方法 Expired JPS5948017B2 (ja)

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