JPH02154201A - 反射防止膜作成法 - Google Patents

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】 の　　′− 本発明は透明なプラスチ・ツク素置オおよびガラス素材
表面の反射率低≧織方法に間するものである。更に詳し
くは、　コーティングされた、透明なプラスチック素材
およびガラス素材を無一物、特に金属類を原着すること
なく、低温プラズマ処理することのみによって素材表面
に反射防止ＩＩ能膿を作成する方法に間するものである
。

１１且遣 光学機器に使われるレンズおよび窓なとは必ずフレネル
反射あるいはゴースト現象（化学と工業　第３４巻１７
１　（１９８１，Ｎｏ８）＠照）が起きるので、反射防
止膜加工を施して使用されている。このような反射防止
技術は主として光学材料の性能白玉を目的に発鳴してき
たが、近年各挿表示装者の視角性の改良や太陽熱ｆ１１
用技両技術の材料による反射ロスの減少等、池の分野に
おいても反射防止の重要性はとｈに高まっている。方法
的には、薄膜コーティングおよびカラスなとの素材表面
変成の２通りある。

これらの方法には、■低屈折率膜、■多層干渉膜、■多
孔質層のいずれかによる必要がある。

■低屈折率膜は光の干渉効果を応用するもので、低屈折
率材料（例えば、Ｍｔ＜Ｆ２、氷晶石ＡＩＦ＋・３Ｎａ
Ｆ）の被膜を行う、他の例としては、低屈折率の含フツ
素ポリマーをレンズ表面にコーティングすることにより
臨界入射角を大きくシ。

反射率を低下する方法がある。ハーフルオロフテン−２
をプラズマ重合法によりレンズ表面にコーティングさせ
、反射防ＩＥ機能を付与している。　　　（４ｐｐｌｉ
ｅｄ　　０ｐｔｉｃｓ、Ｖｏｌ、１５．＋３２．１９７
Ｂ、Ｎｏ１）４ｊ多層干渉詳は光の干渉理論に基つき高
屈折率躾、低犀折率膜を交互に積層したもので、マルチ
コートと言われる由綽である。これは単層膜に比へＩｌ
ｋ低反脣４率が低く、かつその分光特性は層数に応した
広い低ＮＩ４域（波長域）を有している。材料的には、
通常、　低ＰＡ所率膜としてＭｇＦ２．５ｉＯａ（屈折
＄　１．４６）が、高屈折事績としてＴ１０２（ｌａｔ
Ｒ率２．３）がよく用いられろ、この方法が、レンズな
との透明な嚢材表面の反＊４＄低減および増Ｘ！！効果
（反Ｉｔ防１と膜は吸収が少ないので反＠１防止効果と
ともに増透効果をも、もっている）を行う方法として刊
用されている。これには真空蒸着法あるいはスパッタリ
ンク法なとがある。

現在使用されている蒸１オ料として（ｉ、この池にＡｌ
ａＯｒ、ＴｉＯ２ＺｒＯ；なとが用いｉ、れてい■多孔
′Ｍ層は、カラス表面を！Ｉｋ機酸で処理したときに得
られるスケルトン層で代表されろように、　シリカなと
１氏屈ｉ斤５Ｘ誘電１本の針４大またはスホンン秋構造
より成る。

本発明の低温プラズマ処理による方法は→＋１１Ｊ孔質
層によるものであり５本弁明に関する文献なとは皆職て
、全く新規な方法である。

が　　　　゛　する これら■、（■の金嘱蒸看法においては、カラスレンズ
では３００〜４１）　Ｏｔ：の高温下で、慎看しうるの
に対し、プラスチックレンズでは高温処理によるレンズ
の白１嘲・比のために常温に近い低温下でＭＩＦＩ、な
けれはならず、いろいろな工夫が必要となり、装置の複
雑化と操作の煩雑化か問題となっている。また、プラス
チックしンスの場合易染性と言った長所が金Ｉｘ類の薄
膜をレンズ表面にコートするため槽中性になり、反利防
止膜加工堵の染色か不ｉｉＴ能となる。それ故、反１防
市膜加工前に染色しなければならず、プラスチックレン
ズの易染性と言った長所が半減し、この問題点を解決す
るのがＩｌｌ　ｌ今されている。

す　　　　　　　　の 本発明者らは上記の点に着目し、さらに矯正用プラスチ
ックレンズの将来性および太１１１１１利用に看目し、
透明なカラス素材およびプラスチック素Ｉ才のＮ１１防
ＩＪニー能付与について鋭童広範囲な不読的研究を１テ
った結果、コーティングされた、プラスチック素を才お
よびカラス素材を１氏、！フラスマ曜Ｉ４ずろことによ
って所間の効果が躊られろことを見い出し、本発明を完
成した。

低温７ラスマによ７て素材表面Ｓｉ域数しり２）０シ〜
教千イツク”２）０＞のｉ！開内でエツチングされ、分
解されることは既知の如くである。この現象に注目し、
表面領域でシリコン系ハードコートを才をエツチングし
、分解することによってＳｉＯ，ＳｉＯ２の多孔質層の
反射防止膜を作成することに成功した。このことについ
ては特許願６３−２２７３１７に申請した。

そのバートコ−１才中に８１以外の池の金属化合物を導
入したり、−ａの有機コーティング材に、低温プラズマ
処理によって１反射防１Ｆ機能を有する金属１ヒ物（例
えは、　５ｉＯｐ、Ａｌ２Ｏ３なと）になりつる金属化
合物の１つ以上を加えたりすることにより更に反鴫寸防
止機能を上げろと同時に１反１１防＋ｈ　ＩＩＩ特有の
色を目を自由に変えることもできた。

本発明の目的は、従来の技術である金Ｉｘ頚の真空蒸着
法を用いずに、低温プラズマ処理法により透明なプラス
チックおよびカラス素材表面領域に、反射防ＩＪ：ｌｌ
ｌとして知られている金＠酸化（ヒ合物（酬えは、　５
ｉＯａ、Ａｌ２０ｔなと）の多孔質層を形成し、反射防
止４１１１１！膜を作成する方法を提供することにある
。

他の目的は、反射防＋ｈ嗅作成１肴に染色可能な利点を
提供することにある。すなわち、環１防止矯正プラスチ
ックレンズを消費者好みの色相に染色可能な利点にある
。

すなわち、低温プラズマ処理によって、反刺防止機能を
有する金属酸１ヒ物（削えは、Ｓ＋０２１．八１２０：
なと）になりうろ金属化合物の１つ以上を加えたコーテ
ィング１才（金属含有＄１．０重量％以上）によって処
理された、透明なプラスチック素材およびカラス素材を
低温フ゛ラス゛マ処理し、素材表面に反４１防１ヒ８Ｉ
能を１１与することを特徴とした反射防＋ｈ　Ｉｌｌ１
作成法である。

１１立盈ｊ 本発明の透明なフラスナックＷ材およびカラス素材とは
嘴色および有色のレンズを意味しているのであって、そ
れらの板状素材をも意味する。

一般に用いられているハードコーティング争才としては
マルチラジカル架橋アクリル系剤や、７ミノＩｌ詣硬化
系ハードコーティング剤なとの炭素鎖系、およびオルカ
ッシリコン化学に基礎を置くポリオルカッシロキサン系
コーティング剤のケイ索鎖系のＩｔ　を１料か用いられ
て（する。

本発明のコーチインク材とはＬ記の有機系ＦＭ脂、合成
樹脂および天然Ｆ！Ａ詣口こＳｌ、Ａ１、Ｍ　ｇなとの
有機および％ｊｉｌｌｌ金１ヒ台物の１つ以上を加えた
コーティング化　およびＳｌ、Ａ１、ｆＶＩ　ｇなとの
有機金属化合物（例え（ｉ、上記のホリオルカノシロキ
サン系コーティング材）の単独あるいＣｉそれらにＳｉ
、　　ＡＩ、Ｍｇなとの有機および輿晴金属化合物の１
つ以上を加えたコーティング争才をン味するのであって
、これらの金１類はＳｌ。

ＡｌｔｉよひＭ　ｇ金属化合物に限定されるものでなく
、低温プラズマ処理により反喝檀防止機能を有する金Ｉ
Ｘ＃（ヒ物になりうる金１１１ＥＩヒ合物を意味する。

また、そのコート処理法には湿式法および乾式法（ＣＶ
Ｄ法をも含む）があり、いずれの方法も本発明に過用す
る。

本発明のコーティングされた、透明なプラスチック素を
才およびカラス素材を低温プラズマ処理し、素を４表面
領域がエツチングされ、金属酸化物（例えは、　５ｉＯ
５ＳｉＯ２、Ａｌ２０１なと）の多孔′Ｍ層の反射防Ｉ
Ｆ膜が形成される。この素材表面領域の活性１ヒをｌ？
うプラズマ処理条件の決定要素はガスの成分、圧力、流
量であり、さら二こ出力、　　’ＲＦ！時間で６す、　
これらにより反射防ＩＩ：機能を有する金属酸１ヒ物の
多孔質層の反射防上膜形成の可能性が決定される。

本発明の７ラスマカスは窒素、酸素、水素、アルコン、
　ネオン、・ｈリウム、空気、水蒸気、Ｉ！素、アンモ
ニア、−酸化炭素、二酸化炭素。

ｉＩＩ＋酸１ヒ窒素、二酸１ヒ望素、二酸化イオウ、フ
ロン等か有り、ざらに重合性プラズマカスかあり、これ
らは単！！Ｉ！または混合して使用５′ｒ能であるが、
１キに金属酸１ヒ物の多孔Ｎ層の環１１防【Ｌ膜彫銭の
可能性から酸素カスが有７ｈである。−万、酸素を滑ま
ないカスでも低温フラスマ処理によってランカル１ヒし
、大気中に取り出すとき酸素と結合するか、あるいく！
コート材中の酸素と結合して金属酸１ヒ物の多孔質層の
反射防止ＩＩ　Ｉｌｌを形成すると考えられ１反１１防
上勃果はある。

本発明の目的を達成するには、低温プラズマ処理カスの
分圧５０トル以下、より好ましくは５ｘ（ｔ：＋−＋ト
ル以下の雰囲χとする二とが望ましい。　２０トルを越
えろ分圧をもつブ、ラズマ雰囲気中では、プラズマ処理
の幼果が急激に低下する。プラズマガスの流量は反応器
の容積およびプラズマガスの分圧により決定される。

出力は一般に１５００ワツト以下で使用されろ場合が多
いが、処理時間との絹合せにより目的の性能をうること
が可能である。

プラズマ処理時間は素亭才の鏝ＩＩや旧状および％理装
置などによって異なるが、通常数秒から数分間であり、
好ましくは１分〜５分間程度であ　る。

プラズマカスを、コーティングされたプラスチック素亭
オおよびカラス素材の表面に作用させる場合、多くの絹
合せが考えられる。すなわち、反応器の構造、電源の積
ｘｉ、　　ｍ波数、放電旧式および電極の位置なとさま
ざまの選択が可能であ　る。

プラズマ処理にあたり、電源としては高Ｆ＃１波（１３
，５６Ｍ）ｌ　ｚ）、マイクロ−＆（２，４５ＧＨｚ）
、低迎波（数Ｋ　Ｈｚ　）なとがある０放電方式として
はグロー放電が有効である。また、電極の＋ｉ１７　Ｉ
Ｉについては内部式および外部式等があるが、効果の均
一性を考えれＦ、？内部式の方が操作が容易である。

川下、実施例によフて本発明をざらに詳綱に説明ｆるか
、本発明は以下の実Ｋ　１％１に限定されるものてＣｉ
ない。

実施例１ マルチランカル架（ｆ！アクリル系ｌ！ＩＮ￥１にオル
カッシロキサン系化合物（市版名　ＴＳ−５６−Ｔ　應
山ソーダ■製）を５０省置％添加したコーティング材で
処理された透明なフラスナックレンズ（ＣＲ−３９）お
よびカラスレンズを下記の条件で低温プラズマ処理した
。

［プラズマ処理条件］ 雰囲気カス：　　　Ｏｔ　　２０　＋ＴＩ　Ｉ　／　ｍ
　ｉ　　ｎ減圧度　　：０．２ｔｏｒｒ 出力　　　：　　３００〜Ｖ 処理時間　：　　２分 なお、比較のために上記のコーチインク材で処理されて
いない同様の素を才、フラスチックレンス（ＣＲ−３９
）およびカラスレンズについても同一の条件で低温プラ
ズマ処理した。

その結果、コーチインクされたカラスレンズ、フラスナ
ックレンズのいずれの素材もｓｌｏ、５ｉ０２金属酸化
物の多孔Ｍ１特有の反＋１４防１ｈ機＃ｌｉ　（マセン
タの色相）を示していたが、コーチインク　されていな
いカラスレンズ、フラスチソクレンスのいずれの素手オ
も反ｑｔ防１１：横特有の色相を呈していなかった。

なお、プラズマ処理されていないコーティングプラスチ
ックレンズ（拭ＨＮｏ＋）およびプラズマ処理されたコ
ーティングプラスチックレンズ”（試１４　Ｎ　ｏｎ〉
ζこっｔマ・てＳＥＭによるそれらの表面写真（写真ｌ
、２）、ＥＳＣＡによる表面分析結果（表１）および可
視光の反引ｆＳ（表２）および透過率（表３）を示す。

以下余白 試料Ｎｏｔの表面写真 試料Ｎｏ■の表面写真 Ｘ　　ｌ　　００００ ｘｉｏｏｏ。

表、１ Ｅ　Ｓ　Ｃ−１によろフ５ス“７処理前漫の表面状態分
析った０表！では、０／Ｓｉの比が変わらないのに対し
てＳｉ／Ｃの比が大きくなっていることより５ｉ−Ｃ結
合か分解され５ｉ−０結台になっている。また、表２．
３では反射率は非常に小きくなり反射防止効果を、また
透過率は非常に高くなり増＋！ｌ効果を同時にそれぞれ
著しく改良させることかでき　た。

表　　　２　　　反　　射　　５Ｊ（％）低温プラズマ
処理によって、写ｘ１，２では素劃オ表面が鋭く工・フ
チングされ、多孔質層とな表 ；３　　　通 過 ＄　（％　） これらの結果より太陽エネルキー、旦、２日（１９８０
，Ｎｏ２）　ニ記載さＪＬ　Ｔ　ＬｌるＳｉＯおよＵＳ
０２のポーラスな反Ｉｌ櫨防正機能膿を作成ずろことか
てきた。

実施例２ 実＃Ｉｌ！ｍｌと同様なハートコーチインク亭オで処理
された透明なプラスチック板およびカラス板についても
実権例１と同様の条件で低温プラスマク３理した結果、
同様な反１１防ｊヒ鴎能が付与され　た。

また、実施例１の７クリル系樹脂の代わりに天然樹脂あ
るいは曲の合成ｌＳ１詣を用いても同様な革古果が１４
られた。

実１４５！１１のハードコーティング争才にアルミニウ
ム５ｅｅ−フチレート（市販名、へＳＢＤ：　　用研フ
ァインケミカル圏製）を加える二とによって反射防＋ｈ
膜特有の色相を変化させることができた。

なお、実権例１のフラスマ処理条件の１つτあろ’！；
１７ｉｌ気カスをアルゴンにし、、　　＋１１！：、１
実施例１と同様の条件てフラスマ処理を１〒つた結果、
　多少の反射防止効果かえられた。

実権例３ エホキシ系樹脂（平、均讃、子ｔ　：３０００　’）に
エチルアセトアセテートアルミニウムシイソブロヒレー
ト（市販名、入Ｌ（コＨ：　用研ファインケミカル曲％
りを金属含有率が１．０１ｉ　ｔ％以−ヒになるよ″）
二二添加したハードコーティング側オで処理された透明
なプラスチックしンス（ＣＦ−３９）およびカラスレン
スを実施例１と同様の条件で低温フラスマ処理した。

１１Ｉと同様な多孔質層の反１１４　ＧＲＩｔ：機能か
付与されたが、その効果は小さい。

フラスマ処理されていないコーティングプラスチックレ
ンス（試料Ｎｏ−ｌ１ｌ）およびフラズマ処理されたコ
ーティングフラスチソクレンス（試￥ＪＮｏへ・）につ
いて、可現光の反４１率（表４）および透Ｉ／８１ｍ（
表５）を示す。

表　　　４　　　反　　　１１＄（％　）表 透過 墨　（％　） なお、上記のハードコーティングを才にエチルホリシリ
ケート霞縮合物を添加したハードコーティング参オで処
理した場合−層の反噌′ｌ防市効果を与えた。また、こ
のコーティングを才にマグネンウムアルコレートＭｇ（
ＯＲ）；を添加した塙合反射防＋ｈ　ＩＩＩ特有の色相
を変化させることかでき　た。

及」ＬΩＪＩＪ 本発明の持重は金Ｉｘ！Ｉの真空蒸胃法と言ったば来の
技術を用いないで素材表面領楠のケイ業績系化合物およ
び金属化合物が低温フラスマ処理によって表面活性化さ
れ１次いで反射防止機能を有する５ｉＯ１５１０２なと
の金［１ヒ物の膜が素材表面に容易に本代されるので真
空蒸着の高温やイオンブレーティングの高真空と言った
必要もない、そのため、装置の複雑化と操作の煩１ヒが
なく、熟練を要しない。

また、金属の幡寥貢によって反射防止膜の色相が変化す
ることは知られている０例えは、ンリカ系ではマゼンタ
色、１ヒンルコニュ、ラムではグリーン色を呈する。前
記の真空蒸Ｗ法では金属混合物を藺単に蒸胃すにとがて
きないため及側防１ヒ膿の色相を印章に変えろことがで
きない、これに対し本発明法で：ｉ、金属製合物のハー
トコート躾に低温プラズマ処理し、反射防止機能を有す
る様々なＭ属１ヒ合物が生成ずろことによって、反利防
ＩＬ膿の色相を任童に変える二とかできると同時に１反
射防止機能も向りさせることかできる。

また、Ｘ空蒸Ｗ法でｔテった反射防止８Ｉ能付与法では
フラスチック素財の易染性を変え、ｉｌ染性になるのに
対して、本発明法ではプラスチック素側オの易染性を変
えることがないなと多くの特徴を有している。

また素材については、単にＦＪ　ｉＥ用レしスに阻ろも
のてなく、例えはサンシャイン計画の１分野である太Ｆ
４ａ＋ｉａ給、鴎藁熱機器なと、その応用範囲は多岐に
、ドパいる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低温プラズマ処理によって、反射防止機能を有する金属
   酸化物（例えば、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３など）に
   なりうる金属化合物の１つ以上を加えたコーティング材
   （金属含有率１．０重量％以上）によって処理された、
   透明なプラスチック素材およびガラス素材を低温プラズ
   マ処理し、素材表面に反射防止機能を付与することを特
   徴とした反射防止膜作成法。