JPH11256339A - 撥水性コーティング膜、防汚性物品、及び撥水性コーティング膜の製造方法 - Google Patents
撥水性コーティング膜、防汚性物品、及び撥水性コーティング膜の製造方法Info
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- JPH11256339A JPH11256339A JP8024998A JP8024998A JPH11256339A JP H11256339 A JPH11256339 A JP H11256339A JP 8024998 A JP8024998 A JP 8024998A JP 8024998 A JP8024998 A JP 8024998A JP H11256339 A JPH11256339 A JP H11256339A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 撥水性が付与されたＳｉＯ2 膜からなるコー
ティング膜及びその製造方法と、撥水性が付与されたＳ
ｉＯ2 膜を防汚性表面として持つ物品を提供する。 【解決手段】 ＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を残すよ
うにＣＶＤ法でＳｉＯ2 膜を形成すると撥水性コーティ
ング膜となる。望ましくは、膜厚が１０Å以上であり、
且つ水に対する接触角が９０°以上である。Ｓｉ原子と
ＣＨ3 基またはＣ2 Ｈ5 基を含むモノマー材料と、酸素
ガスを含む混合ガスを、モノマー材料１００重量部に対
して酸素ガスが１０重量部〜１０００重量部の割合で、
真空槽内に導入し、ＣＶＤ法によりＣＨ3 基及び／又は
Ｃ2 Ｈ5 基が残存したＳｉＯ2膜の薄膜を基材上に形成
する。
ティング膜及びその製造方法と、撥水性が付与されたＳ
ｉＯ2 膜を防汚性表面として持つ物品を提供する。 【解決手段】 ＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を残すよ
うにＣＶＤ法でＳｉＯ2 膜を形成すると撥水性コーティ
ング膜となる。望ましくは、膜厚が１０Å以上であり、
且つ水に対する接触角が９０°以上である。Ｓｉ原子と
ＣＨ3 基またはＣ2 Ｈ5 基を含むモノマー材料と、酸素
ガスを含む混合ガスを、モノマー材料１００重量部に対
して酸素ガスが１０重量部〜１０００重量部の割合で、
真空槽内に導入し、ＣＶＤ法によりＣＨ3 基及び／又は
Ｃ2 Ｈ5 基が残存したＳｉＯ2膜の薄膜を基材上に形成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ＳｉＯ2 膜に撥水性を付与し
てなるコーティング膜、防汚性を物品表面に付与するた
めの撥水性コーティング膜及びその製造方法に関する。
特に、光学物品の光学特性に対して影響を及ぼさない撥
水性コーティング膜の製造方法に関する。
てなるコーティング膜、防汚性を物品表面に付与するた
めの撥水性コーティング膜及びその製造方法に関する。
特に、光学物品の光学特性に対して影響を及ぼさない撥
水性コーティング膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、物品の表面に撥水性を付与するた
めのコーティング膜はフッ素系樹脂をウェットコーティ
ングにより形成する方式が一般的であり、いわゆる撥水
性コーティング膜と呼ばれている。撥水性を付与した表
面は、汚れが着きにくいことから防汚性表面としての機
能を有する。
めのコーティング膜はフッ素系樹脂をウェットコーティ
ングにより形成する方式が一般的であり、いわゆる撥水
性コーティング膜と呼ばれている。撥水性を付与した表
面は、汚れが着きにくいことから防汚性表面としての機
能を有する。
【０００３】従来の撥水性コーティングを行うための材
料としてのフッ素系樹脂材料は高価なため、付加価値の
高い製品、たとえばコンピュータディスプレイの上位機
種に装備される反射防止フィルムの最表面に形成される
防汚コートなどに使用されてきた。特に、コンピュータ
ディスプレイのような光学物品の表面に使用される反射
防止フィルムの最表面に形成する防汚コートにおいて
は、積層型反射防止層の光学特性に影響を与えないよう
にするために、非常に薄い膜を均一に成膜する必要があ
り、高度な技術を必要とし、また歩留まりも高くなかっ
た。
料としてのフッ素系樹脂材料は高価なため、付加価値の
高い製品、たとえばコンピュータディスプレイの上位機
種に装備される反射防止フィルムの最表面に形成される
防汚コートなどに使用されてきた。特に、コンピュータ
ディスプレイのような光学物品の表面に使用される反射
防止フィルムの最表面に形成する防汚コートにおいて
は、積層型反射防止層の光学特性に影響を与えないよう
にするために、非常に薄い膜を均一に成膜する必要があ
り、高度な技術を必要とし、また歩留まりも高くなかっ
た。
【０００４】また、ウェットコーティングで形成するフ
ッ素系樹脂は環境に対して悪い影響を与えるフッ素系溶
媒を使用する必要があり、溶媒の回収処理のために高価
な装置を導入する必要があったり、また将来にわたって
はフッ素系溶媒の使用が制限される可能性もあり、フッ
素系溶媒を使用しない撥水性コーティングが望まれてい
る。
ッ素系樹脂は環境に対して悪い影響を与えるフッ素系溶
媒を使用する必要があり、溶媒の回収処理のために高価
な装置を導入する必要があったり、また将来にわたって
はフッ素系溶媒の使用が制限される可能性もあり、フッ
素系溶媒を使用しない撥水性コーティングが望まれてい
る。
【０００５】また、反射防止フィルムの処理工程におい
ては、ＣＶＤ法や蒸着法等の真空成膜工程によって反射
防止層が形成されることが一般的であることから、その
後に、ウェットコーティングを施すとなると段取り替え
の製造ロスが大きいという問題があった。
ては、ＣＶＤ法や蒸着法等の真空成膜工程によって反射
防止層が形成されることが一般的であることから、その
後に、ウェットコーティングを施すとなると段取り替え
の製造ロスが大きいという問題があった。
【０００６】一般にＳｉＯX 膜は親水性である。また、
従来のＣＶＤ法により作製したＳｉＯx 膜は均一性や安
全性に優れているものの、撥水性は高くなかった。
従来のＣＶＤ法により作製したＳｉＯx 膜は均一性や安
全性に優れているものの、撥水性は高くなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の第一の
目的は撥水性が付与されたＳｉＯ2 膜からなるコーティ
ング膜を提供すること、本発明の第二の目的は撥水性が
付与されたＳｉＯ2 膜からなるコーティング膜を防汚性
表面として持つ物品を提供すること、及び本発明の第三
の目的は撥水性が付与されたＳｉＯ2 膜からなるコーテ
ィング膜の製造方法を提供することである。
目的は撥水性が付与されたＳｉＯ2 膜からなるコーティ
ング膜を提供すること、本発明の第二の目的は撥水性が
付与されたＳｉＯ2 膜からなるコーティング膜を防汚性
表面として持つ物品を提供すること、及び本発明の第三
の目的は撥水性が付与されたＳｉＯ2 膜からなるコーテ
ィング膜の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記第一の目的を達成す
るための本発明は、ＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を残
すようにＣＶＤ法で形成した撥水性を示すＳｉＯ2 膜で
あることを特徴とする撥水性コーティング膜である。本
発明の撥水性コーティング膜は、望ましくは、膜厚が１
０Å以上であり、且つ水に対する接触角が９０°以上で
ある。
るための本発明は、ＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を残
すようにＣＶＤ法で形成した撥水性を示すＳｉＯ2 膜で
あることを特徴とする撥水性コーティング膜である。本
発明の撥水性コーティング膜は、望ましくは、膜厚が１
０Å以上であり、且つ水に対する接触角が９０°以上で
ある。
【０００９】前記第二の目的を達成するための本発明
は、ＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を含んだ撥水性の増
大しているＳｉＯ2 膜をコーティング膜として持つ防汚
性物品である。
は、ＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を含んだ撥水性の増
大しているＳｉＯ2 膜をコーティング膜として持つ防汚
性物品である。
【００１０】前記第三の目的を達成するための本発明
は、Ｓｉ原子とＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を含むモ
ノマー材料と、酸素ガスを含む混合ガスを、モノマー材
料１００重量部に対して酸素ガスが１０重量部〜１００
０重量部である割合で、真空槽内に導入し、ＣＶＤ法に
よりＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基が残存したＳｉＯ2
膜の薄膜を基材上に形成することを特徴とする撥水性コ
ーティング膜の製造方法である。メチル基又はエチル基
を含む材料を用い、これをＣＶＤ法で製膜しなければ、
メチル基又はエチル基を膜中に導入することはできな
い。
は、Ｓｉ原子とＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を含むモ
ノマー材料と、酸素ガスを含む混合ガスを、モノマー材
料１００重量部に対して酸素ガスが１０重量部〜１００
０重量部である割合で、真空槽内に導入し、ＣＶＤ法に
よりＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基が残存したＳｉＯ2
膜の薄膜を基材上に形成することを特徴とする撥水性コ
ーティング膜の製造方法である。メチル基又はエチル基
を含む材料を用い、これをＣＶＤ法で製膜しなければ、
メチル基又はエチル基を膜中に導入することはできな
い。
【００１１】
【発明の実施の形態】ＣＶＤ法によりメチル基及び／又
はエチル基を導入する条件は、前記した材料を使用する
ことに加え、Ｓｉ原子とＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基
を含むモノマー材料と、酸素ガスを含む混合ガスの組成
比を、モノマー材料１００重量部に対して酸素ガス１０
重量部〜１０００重量部とすることである。酸素ガスが
１０重量部未満だとＳｉＯ2 膜を形成することができ
ず、また酸素ガスが１０００重量部を超えるとＳｉＯ2
膜の中にメチル基又はエチル基が含まれなくなり、撥水
性が失われるので好ましくない。また、撥水性が発揮さ
れるためには、少なくとも１０Å以上の撥水性コーティ
ング膜の厚みが必要である。撥水性コーティング膜の厚
みが１０Å未満だと連続膜として存在しなくなる。
はエチル基を導入する条件は、前記した材料を使用する
ことに加え、Ｓｉ原子とＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基
を含むモノマー材料と、酸素ガスを含む混合ガスの組成
比を、モノマー材料１００重量部に対して酸素ガス１０
重量部〜１０００重量部とすることである。酸素ガスが
１０重量部未満だとＳｉＯ2 膜を形成することができ
ず、また酸素ガスが１０００重量部を超えるとＳｉＯ2
膜の中にメチル基又はエチル基が含まれなくなり、撥水
性が失われるので好ましくない。また、撥水性が発揮さ
れるためには、少なくとも１０Å以上の撥水性コーティ
ング膜の厚みが必要である。撥水性コーティング膜の厚
みが１０Å未満だと連続膜として存在しなくなる。
【００１２】撥水性の効果について：本発明に従って撥
水性が付与されたＳｉＯ2 コーティング膜は、表面エネ
ルギーが低く、指紋などの汚れの主成分である油脂分を
はじきやすく、汚れにくい。特に、水に対する接触角が
９０°以上であるとＳｉＯ2 コーティング膜の防汚効果
が高くなる。
水性が付与されたＳｉＯ2 コーティング膜は、表面エネ
ルギーが低く、指紋などの汚れの主成分である油脂分を
はじきやすく、汚れにくい。特に、水に対する接触角が
９０°以上であるとＳｉＯ2 コーティング膜の防汚効果
が高くなる。
【００１３】防汚性が必要とされる製品について：本発
明の撥水性が付与されたＳｉＯ2 コーティング膜は、コ
ンピュータディスプレイのような表示部材では汚れがあ
ると目立つ表面に防汚性コーティングが好ましく使用で
きる。特に、反射防止のために反射防止層が形成されて
いるコンピュータディスプレイのような表示部材は、特
に防汚コートが必要とされる。また、眼鏡やカメラのレ
ンズなど光学物品は、表面の汚れが嫌われるので、防汚
コートが必要とされる。その他の分野では、タイルや化
粧版などの内装部材、外装部材、自動車の車体、屋外標
識、外灯のカバーなど様々な分野で、防汚性表面が必要
とされる。本発明の撥水性コーティング膜は防汚性表面
膜として有効である。防汚性、すなわち撥水性は表面の
性質であるので、防汚コートの膜厚は厚い必要はなく、
少なくとも膜厚が１０Å以上であればよい。また膜厚を
制御する必要もない。ところが、上記の光学部材、特に
反射防止処理を施している部材の場合にはその光学特性
に影響を与えないように１００Å以下の膜厚に制御する
ことが好ましい。また、摩耗が激しい部材の場合には比
較的膜厚を厚くして、耐久性を上げてもよい。
明の撥水性が付与されたＳｉＯ2 コーティング膜は、コ
ンピュータディスプレイのような表示部材では汚れがあ
ると目立つ表面に防汚性コーティングが好ましく使用で
きる。特に、反射防止のために反射防止層が形成されて
いるコンピュータディスプレイのような表示部材は、特
に防汚コートが必要とされる。また、眼鏡やカメラのレ
ンズなど光学物品は、表面の汚れが嫌われるので、防汚
コートが必要とされる。その他の分野では、タイルや化
粧版などの内装部材、外装部材、自動車の車体、屋外標
識、外灯のカバーなど様々な分野で、防汚性表面が必要
とされる。本発明の撥水性コーティング膜は防汚性表面
膜として有効である。防汚性、すなわち撥水性は表面の
性質であるので、防汚コートの膜厚は厚い必要はなく、
少なくとも膜厚が１０Å以上であればよい。また膜厚を
制御する必要もない。ところが、上記の光学部材、特に
反射防止処理を施している部材の場合にはその光学特性
に影響を与えないように１００Å以下の膜厚に制御する
ことが好ましい。また、摩耗が激しい部材の場合には比
較的膜厚を厚くして、耐久性を上げてもよい。
【００１４】本発明に使用されるモノマー材料につい
て：本発明のＣＶＤ法により撥水性を有するＳｉＯ2 膜
を形成するモノマー材料には、メチル基或いはエチル基
を含み、且つＳｉを主鎖とする、次のようなモノマー材
料、例えば、ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサ
ン）、ＴＭＤＳＯ（テトラメチルジシロキサン）、オク
タメチルシクロテトラシロキサン、ＴＥＯＳ（テトラエ
トキシシラン）、ＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）、
ＭＴＭＯＳ （メチルトリメトキシシラン）、メチルシ
ラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチ
ルシラン、エチルシランなどが、好ましく使用される。
て：本発明のＣＶＤ法により撥水性を有するＳｉＯ2 膜
を形成するモノマー材料には、メチル基或いはエチル基
を含み、且つＳｉを主鎖とする、次のようなモノマー材
料、例えば、ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサ
ン）、ＴＭＤＳＯ（テトラメチルジシロキサン）、オク
タメチルシクロテトラシロキサン、ＴＥＯＳ（テトラエ
トキシシラン）、ＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）、
ＭＴＭＯＳ （メチルトリメトキシシラン）、メチルシ
ラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチ
ルシラン、エチルシランなどが、好ましく使用される。
【００１５】しかしながら、撥水性を有するＳｉＯ2 膜
を形成するモノマー材料には、上記の例に関わらず、Ｓ
ｉ原子とＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を含む有機化合
物で、常温で適当な蒸気圧を持ち、ＣＶＤ法を実施する
ことが可能な材料であれば、どのような材料でも構わな
い。
を形成するモノマー材料には、上記の例に関わらず、Ｓ
ｉ原子とＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を含む有機化合
物で、常温で適当な蒸気圧を持ち、ＣＶＤ法を実施する
ことが可能な材料であれば、どのような材料でも構わな
い。
【００１６】Ｃ3 Ｈ8 基などの炭素数３以上の官能基を
もつ材料を用いて、該官能基を含むＳｉＯ2 膜をＣＶＤ
法により形成することは理論的に可能であると考えられ
るが、現実にはこれらの材料の蒸気圧が非常に低いた
め、ＳｉＯ2 膜の作製は非常に困難である。
もつ材料を用いて、該官能基を含むＳｉＯ2 膜をＣＶＤ
法により形成することは理論的に可能であると考えられ
るが、現実にはこれらの材料の蒸気圧が非常に低いた
め、ＳｉＯ2 膜の作製は非常に困難である。
【００１７】上記のモノマー材料のうちでも、ＨＭＤＳ
Ｏ、ＴＭＤＳＯ、オクタメチルシクロテトラシロキサン
が撥水性のＳｉＯ2 膜を形成する材料としては特に望ま
しい。その理由は、これらのシロキサン材料は撥水性を
発現するＣＨ3 基が、結合が切れやすいＳｉ−Ｏ結合や
Ｏ−Ｃ結合を介してでなく、直接Ｓｉ原子と結合してお
り、膜中に安定して取り込まれやすいからである。
Ｏ、ＴＭＤＳＯ、オクタメチルシクロテトラシロキサン
が撥水性のＳｉＯ2 膜を形成する材料としては特に望ま
しい。その理由は、これらのシロキサン材料は撥水性を
発現するＣＨ3 基が、結合が切れやすいＳｉ−Ｏ結合や
Ｏ−Ｃ結合を介してでなく、直接Ｓｉ原子と結合してお
り、膜中に安定して取り込まれやすいからである。
【００１８】ＣＶＤ法により撥水性が付与されたＳｉＯ
2 膜を形成するためには、上記のモノマー材料のほかに
酸素ガスを導入する必要がある。酸素ガスの代わりに酸
化性を持つガス、例えばオゾンガスや笑気ガス（Ｎ
2 Ｏ）などを使用することも可能であるが、成膜効率や
コストの面から酸素ガスが最も好ましい。
2 膜を形成するためには、上記のモノマー材料のほかに
酸素ガスを導入する必要がある。酸素ガスの代わりに酸
化性を持つガス、例えばオゾンガスや笑気ガス（Ｎ
2 Ｏ）などを使用することも可能であるが、成膜効率や
コストの面から酸素ガスが最も好ましい。
【００１９】また、モノマーガスと酸素ガスのほかに、
モノマー蒸気を効率よく真空槽内に導入するためのガス
（キャリアーガス）やプラズマを発生させたり、プラズ
マを増強させたりする目的のガスを増強して導入するこ
とも必要に応じて使用される。
モノマー蒸気を効率よく真空槽内に導入するためのガス
（キャリアーガス）やプラズマを発生させたり、プラズ
マを増強させたりする目的のガスを増強して導入するこ
とも必要に応じて使用される。
【００２０】ＣＶＤ法の実施方法：本発明で用いるＣＶ
Ｄ法には熱ＣＶＤ法や光ＣＶＤ法などいくつかの方法が
あるが、撥水性が付与されたＳｉＯ2 膜を形成する方法
としては、低温成膜が可能な点や、材料の利用効率が高
い点からプラズマＣＶＤ法が最適である。
Ｄ法には熱ＣＶＤ法や光ＣＶＤ法などいくつかの方法が
あるが、撥水性が付与されたＳｉＯ2 膜を形成する方法
としては、低温成膜が可能な点や、材料の利用効率が高
い点からプラズマＣＶＤ法が最適である。
【００２１】プラズマＣＶＤ法としてもっとも一般的な
方法は、平行平板電極間に１３．５６ＭＨｚの電界を印
加する方式である。すなわち、真空チャンバー内に原料
ガスを導入することで一定圧力（例えば、５０ｍＴｏｒ
ｒ）に維持し、真空槽内に設置した平板電極と該平板電
極と平行に対向して設置したアース電極との間に１３．
５６ＭＨｚのＲＦ交流電圧を印加する（例えば、５００
ｃｍ2 の電極面積に対して３００Ｗの電力を投入する）
ことで、グロー放電プラズマを発生させ、そのプラズマ
流を利用することで原料ガスを化学的に反応させ、撥水
性が付与されたＳｉＯ2 膜を形成させる。該膜を堆積さ
せるための基材は通常アース電極表面に設置するが、Ｒ
Ｆ電力を印加する平板電極側に設置することも可能であ
る。
方法は、平行平板電極間に１３．５６ＭＨｚの電界を印
加する方式である。すなわち、真空チャンバー内に原料
ガスを導入することで一定圧力（例えば、５０ｍＴｏｒ
ｒ）に維持し、真空槽内に設置した平板電極と該平板電
極と平行に対向して設置したアース電極との間に１３．
５６ＭＨｚのＲＦ交流電圧を印加する（例えば、５００
ｃｍ2 の電極面積に対して３００Ｗの電力を投入する）
ことで、グロー放電プラズマを発生させ、そのプラズマ
流を利用することで原料ガスを化学的に反応させ、撥水
性が付与されたＳｉＯ2 膜を形成させる。該膜を堆積さ
せるための基材は通常アース電極表面に設置するが、Ｒ
Ｆ電力を印加する平板電極側に設置することも可能であ
る。
【００２２】上記撥水性が付与されたＳｉＯ2 膜の製造
方法において、印加するＲＦ交流電圧について１３．５
６ＭＨＺの代わりにもっと低い周波数（４０ｋＨｚや５
０ｋＨｚなど）を印加したり、もっと高い周波数（２．
４５ＧＨｚなど）を印加することも可能である。また、
直流電圧を印加することも可能である。平板電極の代わ
りに、ガスの吹出しによりプラズマ流を発生させるよう
なホローカソード電極を利用したり、外部コイルから誘
導プラズマを発生させたりすることも可能である。磁場
を用いたり、ＥＣＲ共鳴現象（電場と磁場を適切に調節
することで、プラズマ中の電子をサイクロトロン共鳴さ
せる現象）を用いたりしてプラズマ密度を高めたりする
ことも可能である。
方法において、印加するＲＦ交流電圧について１３．５
６ＭＨＺの代わりにもっと低い周波数（４０ｋＨｚや５
０ｋＨｚなど）を印加したり、もっと高い周波数（２．
４５ＧＨｚなど）を印加することも可能である。また、
直流電圧を印加することも可能である。平板電極の代わ
りに、ガスの吹出しによりプラズマ流を発生させるよう
なホローカソード電極を利用したり、外部コイルから誘
導プラズマを発生させたりすることも可能である。磁場
を用いたり、ＥＣＲ共鳴現象（電場と磁場を適切に調節
することで、プラズマ中の電子をサイクロトロン共鳴さ
せる現象）を用いたりしてプラズマ密度を高めたりする
ことも可能である。
【００２３】ＣＶＤ法の成膜条件について：ＣＶＤ法の
成膜条件には、ＣＶＤ法の方式（投入電力周波数や電極
構造など）以外にも、投入電力、ガス流量、成膜圧力、
電極間距離など様々なパラメータがあるが、撥水性に影
響を持つのは、モノマーと酸素ガスの流量比である。す
なわち、モノマーが酸素に対して多い場合には、反応し
きれないＣＨ3 基が膜中に残存するため、高い撥水性を
発現するが、十分な酸素が供給された場合にはＣＨ3基
がすべて分解され、膜中ＣＨ3 基が存在しなくなり、水
に対する接触角が低い状態になる。
成膜条件には、ＣＶＤ法の方式（投入電力周波数や電極
構造など）以外にも、投入電力、ガス流量、成膜圧力、
電極間距離など様々なパラメータがあるが、撥水性に影
響を持つのは、モノマーと酸素ガスの流量比である。す
なわち、モノマーが酸素に対して多い場合には、反応し
きれないＣＨ3 基が膜中に残存するため、高い撥水性を
発現するが、十分な酸素が供給された場合にはＣＨ3基
がすべて分解され、膜中ＣＨ3 基が存在しなくなり、水
に対する接触角が低い状態になる。
【００２４】たとえば、原料としてＨＭＤＳＯを用いた
場合に、原料がすべてＳｉＯ2 とＣＯ2 、Ｈ2 Ｏになっ
てしまう理想状態の場合、ＨＭＤＳＯが１００重量部に
対して酸素ガスが１２００重量部必要である。しかしな
がら、このような量比でＣＶＤ法を実施しても、現実的
には、中間的な反応物（例えばＣＨ3 ＯＨやＨＣＨＯな
ど）が生成されたり、材料自体が排気されたりするの
で、また、逆に反応できなかった酸素が排気される場合
もあるので、ＣＶＤ法に必要とされるモノマー材料と酸
素ガスの比は化学式通りにはならない。
場合に、原料がすべてＳｉＯ2 とＣＯ2 、Ｈ2 Ｏになっ
てしまう理想状態の場合、ＨＭＤＳＯが１００重量部に
対して酸素ガスが１２００重量部必要である。しかしな
がら、このような量比でＣＶＤ法を実施しても、現実的
には、中間的な反応物（例えばＣＨ3 ＯＨやＨＣＨＯな
ど）が生成されたり、材料自体が排気されたりするの
で、また、逆に反応できなかった酸素が排気される場合
もあるので、ＣＶＤ法に必要とされるモノマー材料と酸
素ガスの比は化学式通りにはならない。
【００２５】本発明では種々の実験結果から、モノマー
材料と酸素ガスの流量比はモノマー材料が１００重量部
に対して、酸素ガスが１０００重量部である場合におい
て、水に対する接触角が約９０度の防汚性を出すのに必
要な撥水性コーティング膜となる。酸素ガスの流量をこ
れより増加させれば、水に対する接触角は減少し、酸素
ガスの流量をこれより減少させれば接触角は上昇する。
材料と酸素ガスの流量比はモノマー材料が１００重量部
に対して、酸素ガスが１０００重量部である場合におい
て、水に対する接触角が約９０度の防汚性を出すのに必
要な撥水性コーティング膜となる。酸素ガスの流量をこ
れより増加させれば、水に対する接触角は減少し、酸素
ガスの流量をこれより減少させれば接触角は上昇する。
【００２６】これらの結果を得るにあたって、モノマー
材料と酸素ガスの流量比に関連して得られたＳｉＯ2 の
水に対する接触角について、実験した結果、下記の表１
の関係を得た。
材料と酸素ガスの流量比に関連して得られたＳｉＯ2 の
水に対する接触角について、実験した結果、下記の表１
の関係を得た。
【００２７】
【表１】 ＣＨ3 基の確認について：ＩＲ分光法によりＳｉ原子に
結合したＣＨ3 基の存在を確認することができる。すな
わち、ＩＲ分光スペクトルで１２８０ｃｍ-1付近に現れ
るピークは、Ｓｉ−ＣＨ3 伸縮振動に起因するものであ
り、このピークの存在でＣＨ3 基の存在を確認できる。
測定方法は、ＩＲを透過するシリコンウエハー上にＳｉ
Ｏ2 膜を１０００〜２０００Åの膜厚で形成し、ＩＲ分
光測定器で測定する。
結合したＣＨ3 基の存在を確認することができる。すな
わち、ＩＲ分光スペクトルで１２８０ｃｍ-1付近に現れ
るピークは、Ｓｉ−ＣＨ3 伸縮振動に起因するものであ
り、このピークの存在でＣＨ3 基の存在を確認できる。
測定方法は、ＩＲを透過するシリコンウエハー上にＳｉ
Ｏ2 膜を１０００〜２０００Åの膜厚で形成し、ＩＲ分
光測定器で測定する。
【００２８】図１は成膜時の原料ガスのモノマー酸素の
比が１：５、図２は１：１０、図３は１：２０である場
合のそれぞれのＩＲ分光スペクトル示すグラフである。
図１では１２８０ｃｍ-1付近のピークは非常に大きい
が、図２では小さく、図３ではスペクトルから１２８０
ｃｍ-1付近のピークは確認できない。
比が１：５、図２は１：１０、図３は１：２０である場
合のそれぞれのＩＲ分光スペクトル示すグラフである。
図１では１２８０ｃｍ-1付近のピークは非常に大きい
が、図２では小さく、図３ではスペクトルから１２８０
ｃｍ-1付近のピークは確認できない。
【００２９】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、以下の説明で示される実施例は本発明の範囲
内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下に示す実
施例にのみ限定されるものではない。
る。なお、以下の説明で示される実施例は本発明の範囲
内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下に示す実
施例にのみ限定されるものではない。
【００３０】〔実施例１〕撥水性の確認 平行平板型プラズマＣＶＤ装置ＰＥ４０１（アネルバ
（株）製）内に基材として、シリコンウエハー（４イン
チφ、Ｐ型０．２Ωｃｍ）を載置し、成膜前の到達真空
度を０．０２ｍＴｏｏｒとし、Ａｒガスをキャリアーガ
スとし、原料ガスとして酸素、ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチ
ルジシロキサン）を室温でバブリングし、該装置内に供
給した。
（株）製）内に基材として、シリコンウエハー（４イン
チφ、Ｐ型０．２Ωｃｍ）を載置し、成膜前の到達真空
度を０．０２ｍＴｏｏｒとし、Ａｒガスをキャリアーガ
スとし、原料ガスとして酸素、ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチ
ルジシロキサン）を室温でバブリングし、該装置内に供
給した。
【００３１】酸素ガスの流量は、３０ｓｃｃｍ、また、
モノマーの流量が６ｓｃｃｍとなるようにＡｒガス流量
を調節した。成膜圧力が５０ｍＴｏｒｒとなるように、
コンダクタンスバルブを調節した。
モノマーの流量が６ｓｃｃｍとなるようにＡｒガス流量
を調節した。成膜圧力が５０ｍＴｏｒｒとなるように、
コンダクタンスバルブを調節した。
【００３２】１００Ｗ、１３．５６ＭＨｚの電力を上部
平板電極と下部アース電極の間に印加することによりプ
ラズマを生成した。基材は下部アース電極上に設置し、
ＳｉＯｘ膜を成膜した。成膜時間は１０分とした。エリ
プソメトリーにより約１０００ÅのＳｉＯｘ膜ができた
ことを確認した。
平板電極と下部アース電極の間に印加することによりプ
ラズマを生成した。基材は下部アース電極上に設置し、
ＳｉＯｘ膜を成膜した。成膜時間は１０分とした。エリ
プソメトリーにより約１０００ÅのＳｉＯｘ膜ができた
ことを確認した。
【００３３】ＣＨ3 基の存在はＩＲ分光法により確認し
た。評価方法は水に対する接触角を用いて評価した。比
較のために、酸素ガス流量３０ｓｃｃｍ、モノマー流量
を１．５ｓｃｃｍとし、ＣＨ3 基がない膜を作製して評
価した。その結果、前者の接触角は１１０度であるのに
対して、後者の接触角は５５度であった。
た。評価方法は水に対する接触角を用いて評価した。比
較のために、酸素ガス流量３０ｓｃｃｍ、モノマー流量
を１．５ｓｃｃｍとし、ＣＨ3 基がない膜を作製して評
価した。その結果、前者の接触角は１１０度であるのに
対して、後者の接触角は５５度であった。
【００３４】〔実施例２〕反射防止膜上への撥水層の形成 基材として、ＰＥＴフィルム（東レ、ルミラーＴ−６
０、厚さ１００μｍ、幅６６０ｍｍ）上に、下記に示す
４層構成の反射防止層を真空巻取りスパッタ法により成
膜した。
０、厚さ１００μｍ、幅６６０ｍｍ）上に、下記に示す
４層構成の反射防止層を真空巻取りスパッタ法により成
膜した。
【００３５】第１層ＩＴＯ：１２５Å； 第２層ＳｉＯ2 ：２５０Å； 第３層ＩＴＯ：１０００Å； 第４層ＳｉＯ2 ：８００Å。
【００３６】ここで形成されるＳｉＯ2 膜はスパッタ法
で形成されるため、親水性が強く、撥水性を持たず、防
汚性はない。このようにして準備された原反上に、防汚
性を持つＳｉＯ2 膜をＣＶＤ法により形成した。該ＣＶ
Ｄ法に使用された装置には、真空巻取り装置（ＣＶＤ）
を用いた。チヤンバーの到達圧力は０．０５ｍＴｏｒｒ
とし、ここに酸素ガス及びＨＭＤＳＯからなる原料ガス
を導入し、４５ｍＴｏｒｒの圧力にした。導入した原料
ガスの流量は、酸素ガスが１０ｓｌｍ、ＨＭＤＳＯが２
ｓｌｍであった。
で形成されるため、親水性が強く、撥水性を持たず、防
汚性はない。このようにして準備された原反上に、防汚
性を持つＳｉＯ2 膜をＣＶＤ法により形成した。該ＣＶ
Ｄ法に使用された装置には、真空巻取り装置（ＣＶＤ）
を用いた。チヤンバーの到達圧力は０．０５ｍＴｏｒｒ
とし、ここに酸素ガス及びＨＭＤＳＯからなる原料ガス
を導入し、４５ｍＴｏｒｒの圧力にした。導入した原料
ガスの流量は、酸素ガスが１０ｓｌｍ、ＨＭＤＳＯが２
ｓｌｍであった。
【００３７】ＨＭＤＳＯは、８０度に加熱したガス供給
系を使用し、キャリアーガスを使用しなかった。成膜ド
ラムはフィルム基材の熱ダメージをなくすため、−１０
度に冷却した。成膜ドラムに対向した位置にある平板電
極（成膜ドラムからの距離３ｃｍ、電極の面積 ７０ｃ
ｍ×２０ｃｍ）に１３．５６ＭＨｚのＲＦ交流電圧を印
加し（１．５ｋＷ）、電気的にアースされた成膜ドラム
との間で、プラズマを生成し、基材上に成膜を行なっ
た。フィルムの走行速度は３０ｍ／分であった。
系を使用し、キャリアーガスを使用しなかった。成膜ド
ラムはフィルム基材の熱ダメージをなくすため、−１０
度に冷却した。成膜ドラムに対向した位置にある平板電
極（成膜ドラムからの距離３ｃｍ、電極の面積 ７０ｃ
ｍ×２０ｃｍ）に１３．５６ＭＨｚのＲＦ交流電圧を印
加し（１．５ｋＷ）、電気的にアースされた成膜ドラム
との間で、プラズマを生成し、基材上に成膜を行なっ
た。フィルムの走行速度は３０ｍ／分であった。
【００３８】このようにして作製した防汚コート付き反
射防止フィルムを、防汚コートのない反射防止フィル
ム、すなわちＣＶＤ成膜を行なわない以外は本実施例２
と同一の条件として製造したフィルムと反射防止特性に
ついて比較したが、両者に差がなかた。すなわち、反射
防止フィルム上に防汚コートをＣＶＤ法で形成しても反
射防止特性が損なわれることがなかった。
射防止フィルムを、防汚コートのない反射防止フィル
ム、すなわちＣＶＤ成膜を行なわない以外は本実施例２
と同一の条件として製造したフィルムと反射防止特性に
ついて比較したが、両者に差がなかた。すなわち、反射
防止フィルム上に防汚コートをＣＶＤ法で形成しても反
射防止特性が損なわれることがなかった。
【００３９】本実施例２で得られた防汚コート付き反射
防止フィルムは、汚れがつきにくく、指紋等の汚れも簡
単に拭き取ることが出来たのに対し、防汚処理を施して
いないフィルムは、指紋がつきやすく、拭き取っても汚
れを除去することは出来なかった。
防止フィルムは、汚れがつきにくく、指紋等の汚れも簡
単に拭き取ることが出来たのに対し、防汚処理を施して
いないフィルムは、指紋がつきやすく、拭き取っても汚
れを除去することは出来なかった。
【００４０】
【発明の効果】本発明の撥水性コーティング膜は、ＣＶ
Ｄ法で作製されているので、従来のフッ素系樹脂やシリ
コン樹脂の撥水性膜に比べて、均一性があり、且つ製造
時に有害物質を発生しないため、安全性がある。また副
次的効果として、通常の成膜、例えば蒸着法と比較して
高い成膜速度を実現している。
Ｄ法で作製されているので、従来のフッ素系樹脂やシリ
コン樹脂の撥水性膜に比べて、均一性があり、且つ製造
時に有害物質を発生しないため、安全性がある。また副
次的効果として、通常の成膜、例えば蒸着法と比較して
高い成膜速度を実現している。
【００４１】本発明により得られた撥水性コーティング
膜は、撥水性ＳｉＯ2 膜のみならず、ＣＶＤ法によるＳ
ｉＯ2 膜であるためハードコート膜となる。したがっ
て、従来の有機高分子化合物の撥水性膜に比べてＳｉＯ
2 膜は硬いので、傷の着きにくい、防汚表面が可能であ
る。
膜は、撥水性ＳｉＯ2 膜のみならず、ＣＶＤ法によるＳ
ｉＯ2 膜であるためハードコート膜となる。したがっ
て、従来の有機高分子化合物の撥水性膜に比べてＳｉＯ
2 膜は硬いので、傷の着きにくい、防汚表面が可能であ
る。
【図１】成膜時の原料ガスのモノマー酸素の比が１：５
である場合のＩＲ分光スペクトル示すグラフである。
である場合のＩＲ分光スペクトル示すグラフである。
【図２】成膜時の原料ガスのモノマー酸素の比が１：１
０である場合のＩＲ分光スペクトル示すグラフである。
０である場合のＩＲ分光スペクトル示すグラフである。
【図３】成膜時の原料ガスのモノマー酸素の比が１：２
０である場合のＩＲ分光スペクトル示すグラフである。
０である場合のＩＲ分光スペクトル示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 ＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基を残すよ
うにＣＶＤ法で形成した撥水性を示すＳｉＯ2 膜である
ことを特徴とする撥水性コーティング膜。 - 【請求項２】 前記撥水性コーティング膜の膜厚が１０
Å以上であり、且つ水に対する接触角が９０°以上であ
る請求項１記載の撥水性コーティング膜。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の撥水性コーティン
グ膜を表面に持つ防汚性物品。 - 【請求項４】 Ｓｉ原子とＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5
基を含むモノマー材料と、酸素ガスを含む混合ガスを、
モノマー材料１００重量部に対して酸素ガスが１０重量
部〜１０００重量部である割合で、真空槽内に導入し、
ＣＶＤ法によりＣＨ3 基及び／又はＣ2 Ｈ5 基が残存し
たＳｉＯ2 膜の薄膜を基材上に形成することを特徴とす
る撥水性コーティング膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08024998A JP3938431B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 撥水性コーティング膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08024998A JP3938431B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 撥水性コーティング膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11256339A true JPH11256339A (ja) | 1999-09-21 |
| JP3938431B2 JP3938431B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=13713057
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08024998A Expired - Fee Related JP3938431B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 撥水性コーティング膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3938431B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002210859A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Dainippon Printing Co Ltd | セラミックコンデンサ−製造用離型フィルムおよびその製造法 |
| WO2002092875A1 (fr) * | 2001-05-11 | 2002-11-21 | Toyo Seikan Kaisha,Ltd. | Membrane en oxyde de silicone |
| JP2008510887A (ja) * | 2004-08-26 | 2008-04-10 | サン−ゴバン グラス フランス | 機能性有機分子を透明な基体上へ移す方法 |
| JP2008545037A (ja) * | 2005-07-01 | 2008-12-11 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | 低濡れヒステリシスポリシロキサン系材料およびその堆積方法 |
| JP2011152691A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Dainippon Printing Co Ltd | フレキシブルフラットケーブル（ｆｆｃ）製造用撥水性離型フィルム |
| JP2012021201A (ja) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Dainippon Printing Co Ltd | 撥水性皮膜の製造方法、及び離型紙 |
| JP2012045795A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Dainippon Printing Co Ltd | 繊維強化プラスチック成形加工用フィルム及びその製造方法 |
| JP2022516943A (ja) * | 2019-02-11 | 2022-03-03 | コリア インスティテュート オブ ファション エナジー | 窒化ホウ素粉末の撥水処理方法及び撥水コーティングされた窒化ホウ素 |
| JP2022162775A (ja) * | 2021-04-13 | 2022-10-25 | 尾池工業株式会社 | 機能性素材 |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP08024998A patent/JP3938431B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002210859A (ja) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Dainippon Printing Co Ltd | セラミックコンデンサ−製造用離型フィルムおよびその製造法 |
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| EP1302560A1 (en) * | 2001-05-11 | 2003-04-16 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Silicon oxide membrane |
| US6818310B2 (en) | 2001-05-11 | 2004-11-16 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Silicon oxide film |
| EP1302560A4 (en) * | 2001-05-11 | 2006-10-04 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | SILICONE OXIDE MEMBRANE |
| AU2002308940B2 (en) * | 2001-05-11 | 2007-02-08 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd | Silicon oxide membrane |
| JP2008510887A (ja) * | 2004-08-26 | 2008-04-10 | サン−ゴバン グラス フランス | 機能性有機分子を透明な基体上へ移す方法 |
| JP2008545037A (ja) * | 2005-07-01 | 2008-12-11 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | 低濡れヒステリシスポリシロキサン系材料およびその堆積方法 |
| JP2011152691A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Dainippon Printing Co Ltd | フレキシブルフラットケーブル（ｆｆｃ）製造用撥水性離型フィルム |
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| JP2022162775A (ja) * | 2021-04-13 | 2022-10-25 | 尾池工業株式会社 | 機能性素材 |
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|---|---|
| JP3938431B2 (ja) | 2007-06-27 |
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