JPH03188263A - 金属酸化物被覆プラスチック - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は金属酸化物層が被覆されたプラスチックに関す
る。

（従来の技術） プラスチック基材上にジルコニウム、アルミニウム、ケ
イ素等の金属の酸化物を蒸着等の方法により積層するこ
とが広く研究されているが、プラスチック基材と金属酸
化物の密着性が悪く実用上問題となっていた。

この密着性を改良するため、たとえば特開昭６１−２５
１８０１号公報には両層の間に有機バインダー層を形成
することが記載され、特公昭６０−１２６０１号公報に
は、両層の間に一酸化物ケイ素の層を形成することが記
載されている。

しかし、前者の方法では有機バインダーを塗布する工程
と金属酸化物を蒸着する工程の２工程が必要であり、か
つバインダー中の溶剤を揮散させるために加熱処理する
必要があるが、基材がプラスチックであるため高温にす
ることができず作業性が悪い。又、溶剤がバインダー中
に残存していると金属酸化物を蒸着する際に溶剤が揮発
し、プラスチック基材と金属酸化物層の密着が妨げられ
る。

又、後者の方法では一酸化ケイ素の層は耐湿性が悪く、
特に高温高湿下ではプラスチック基材と一酸化ケイ素の
層の間ですぐに剥離してしまう。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は上記欠点に鑑み、プラスチック基材と金
属酸化物層とが強固に密着した金属酸化物被覆プラスチ
ックを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明で使用される基材はプラスチックであり、たとえ
ばポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリル
カーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等があげられる。

本発明においてはプラスチック基材の一面にニッケル酸
化物を主成分とする層が積層されている。

この層の最小膜厚は、ニッケルの酸化物膜が連続膜とな
る膜厚以上であればよく、好ましくは１５０Å以上であ
る。最大膜厚は、好ましくは１８ｍ以下がよい。１μｍ
以上だとクラ・ンクが入りやすくなる。

この層の作製にあたっては、原料として酸化ニッケルを
使用してもよいし、ニッケルと酸素ガスを反応蒸着して
もよい。又、蒸着は高真空下で行うのが好ましく、好ま
しくは２　Ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒ以下であり、より好
ましくは５　Ｘ　１０”’Ｔｏｒｒ以下である。

形成されたニッケル酸化物の膜組成は、ニッケル酸化物
を主成分とし、残部はＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ。

Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎ、ＡＩ、Ｓｔ、Ｓｒ。

Ｍｏ、　　ｌｎ、　　Ｓｎ、　　Ｂａ、　　Ｈｆ、Ｔａ
、Ｗ、　　Ｐｂなどの金属または金属酸化物の１種以上
が含まれていてもよい。ニッケル酸化物成分は、好まし
くは８０ｗｔ％以上である。

又、ニッケル酸化物を主成分とする層の上には、さらに
金属酸化物層が一層以上積層されている。

この層を形成する金属酸化物は特に限定されることはな
く、たとえばＳｉＯ，ＳｉＯ□、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ，
ＺｒＯ，、Ｔｔｏ、　、ＺｎＯ等があげられる。また、
金属酸化物は上記のような単一成分でもよいし、これら
の混合物を用いてもよい。膜構成および蒸発原料は、用
途によって適宜法めればよい。例えば、耐摩耗性が要求
されるようであれば最上層としてＡｌｚＯｚ層が好まし
い。

これら金属酸化物層の膜厚は、用途によって適宜法めれ
ば良いが、一般に１〜３０μｍである。

又、プラスチック基板の熱変形温度以上で積層すれば、
クラックや剥離が生じやすくなるので、基板の熱変形温
度以下で積層されるのが好ましい。

次に、金属酸化物層を積層する方法を図面を参照して説
明する。第１図は、本発明の真空蒸着装置の一例を示す
模式図である。図中１は真空槽であり、排気口８に直結
される排気袋Ｗ（図示せず）によって高真空に排気され
るようになっている。

真空槽ｌ内には、蒸発物質５．５１．５２が供給された
冷却装置付きの銅ハース６．６１．６２と電子銃フィラ
メント７が配置されている。なお、銅ハース６．６１と
６２は任意に位置の交換が可能である。銅ハース６の上
方には、所望膜厚で蒸発物を遮るためのシャッター４が
設置されている。また、シャッター４の上方には、プラ
スチック基板３を固定するための基板取付治具２が設け
られている。なお、９は膜厚モニター、１０は酸素ガス
導入口である。

蒸着するには、真空槽１内のガス圧を５Ｘ１０−’Ｔｏ
ｒｒ以下に減圧させ、銅ハース６に蒸発物質５として酸
化ニッケルを供給し、蒸発物質５を電子銃フィラメント
７によって加熱溶解させ酸化ニッケルを蒸発させて、プ
ラスチック上に厚さ２５０〜２５００人程度の膜を形成
する。次に、蒸発物質５Ｉとして、例えば二酸化ケイ素
が供給された銅ハース６１と銅ハース６の位置を交代さ
せ、銅ハース６１の二酸化ケイ素を加熱蒸発させ、酸化
ニッケル層上に二酸化ケイ素膜を形成する。さらに、３
層目を形成するときには、例えば蒸発物質５２として酸
化アルミニウムが供給された銅ハース６２と銅ハース６
１の位置を交代させ、電子ビーム加熱により酸化アルミ
ニウムを蒸発させ、二酸化ケイ素層上に酸化アルミニウ
ム層を形成する。

真空を破ると蒸着膜表面に水の吸着やゴミの付着が起こ
り易くなるため、減圧状態を維持しながら連続して第２
層や第３層目を形成するのが好ましい。

上記作製方法は、電子ビーム加熱方式による真空蒸着法
を示したが、作製方法としては、スパッタリング、イオ
ンブレーティング、真空蒸着法などの物理蒸着法を用い
ることができるが、好ましくはイオンブレーティングま
たは真空蒸着法である。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。尚、密着性は、６０°Ｃ
１９６％Ｒ）ｌの恒温恒湿槽内に７日間放置した後、Ｊ
ＩＳ　Ｄ−０２０２に準じてクロスカットテープ試験を
行った。すなわち剃刀刃を用い蒸着膜表面に１鴫間隔に
切り目を入れ、ｌｌｌｌＩｎ２の枡目を１００個形成さ
せる。次に、その上にセロファン粘着テープを強く押し
付けた後、表面から９０°方向へ引っ張り剥離した後、
蒸着膜の残っている枡目の数をもって密着性の指標とし
た。

実施例１．２ プラスチック基板は、６０ｍｍＸ７０鵬Ｘ２ｍｍのポリ
カーボネート　（商品名ニレキサン（旭硝子■））を用
いた。金属酸化物層の形成は、第１図に示す真空蒸着装
置を用いて行った。蒸発物質の加熱は、電子ビーム加熱
式であり、電子銃は日電アネルバ■製の２ｋＷａ連Ｅ型
電子銃（型名７　９８０−７１０４）である。

作製手順は、まず基板３を蒸発物質５から上方３０ｃｍ
の位置に取り付けた後、３　Ｘ　１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下
に排気し、電子ビーム加熱により蒸発物質５を加熱して
、第１表に示した条件でニッケルの酸化物膜を形成した
。さらに、真空を破ることなく続いてＳｉＯ□層を形成
した。蒸発原料は第２表に示したように、ニッケル酸化
物層の蒸発原料は高純度酸化ニッケルの蒸着用ペレット
を、Ｓｉ０ｇ層の蒸発原料には高純度の二酸化ケイ素を
それぞれ用いた。密着性は１００であった。

実施例３ ニッケル酸化物層の蒸発原料として第２表に示したよう
に、特級ニッケルを使用し真空槽に酸素を導入し、１．
５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒで蒸着した以外は、無機化合
物層の蒸発原料、使用した装置、プラスチック基板およ
び作製手順は実施例１と同じであった。密着性は１００
であった。

比較例１ 使用した装置およびプラスチック基板は実施例１と同じ
である。作製手順は、真空槽内を３×１０−５Ｔｏｒｒ
以下に排気し、電子ビーム加熱により蒸発物質４を加熱
して第１表に示した条件で基板上に直接二酸化ケイ素（
ＳｉＯ□）を３μｍ蒸着した。

ＳｉＯ□層の蒸発原料は、第２表に示したように高純度
の二酸化ケイ素を用いた。密着性はＯであった。

比較例２ 実施例１で用いたのと同じポリカーボネート板をシリコ
ン系有機塗料（トーレ・シリコン社製、５Ｒ２４１０レ
ジン）に浸漬し、ｌＱｃｍ／ｍｉｎの速度で引上げ、室
温で３０分間乾燥した後、８０°Ｃで２４時間乾燥した
。シリコン系有機塗料層の厚さは１．５μｍであった。

次に、真空槽内に供給し、３　Ｘｌ０−’Ｔ。

ｒｒ以下に排気した後、第１表に示した条件で、第２表
に示した高純度二酸化ケイ素を蒸着した。密着性は０で
あった。

第２表 第１表 （以下余白　） １）　ＹＡＭＡＮＡＫＡ　ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＥＲ
ＬＴＤ、製ベレット２）　ＹＡＭＡＮＡＫＡ　ＳＥ台Ｉ
Ｃ０ＮＤυ（ＴＥＲＬＴＤ、製３）キシダ化学■ ０　トーレ・シリコン■製 （発明の効果） プラスチック上に第一層目としてニッケルの酸化物を主
成分とする層を設けることによって、さらにその上に設
けた金属酸化物層とプラスチックとの密着力が優れ、膜
厚の自由度が大きい金属酸化物被覆プラスチックをえる
ことができる。また、用途に応じた金属酸化物の膜構成
を選択することにより、広範囲で利用することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空蒸着装置の一例を示す模式図である。 １・・・真空槽、２一基板取付治具、３・−・・基板、
５・・・蒸発物質、６−・銅ハース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．プラスチック基材の一面に、ニッケル酸化物を主成
   分とする層が積層され、さらにその上に金属酸化物が一
   層以上積層されていることを特徴とする金属酸化物被覆
   プラスチック。