JPH0762087B2 - 二酸化珪素被覆ポリカーボネート成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は二酸化珪素被覆ポリカーボネート成形体の製造
方法に係り、特に表面に微細な凹凸を持った光ディスク
基板用ポリカーボネート円盤等のポリカーボネート成形
体表面に、該表面凹凸を維持することができ、かつ、耐
久性に優れた均一厚さの二酸化珪素被膜を形成すること
ができる二酸化珪素被膜の製造方法に関する。

［従来の技術］ 光を利用したメモリ材の使用基板には、透明性が要求さ
れる。透明なディスク素材としては、ガラス又は透明プ
ラスチックが使用される可能性が高い。ディスク材料と
してのガラス、プラスチックは、それぞれ長所、欠点を
持ち、材料選定が困難であるが、成形加工性、安全性、
製造コストの面で、プラスチックがより優れているとみ
なされる。

ただし、PMMA、PC等のプラスチックは、通気性や透水性
が良好であるため、反りの原因となったり、ディスク基
板として使用した場合、基板裏面から侵入したO₂,H₂Oが
記録膜層に拡散し、記録層の酸化に伴なう性能低下をも
たらす。そこで、これを防ぐために、一般に基板と記録
層の間には、Si₃N₄,SiO,SiO₂等の下地膜を設ける処理が
なされている。これら下地膜は、通常、蒸着、スパッタ
等の真空法により成膜されている。

一方、二酸化珪素被膜の製造方法としては、これら蒸
着、スパッタ等の手段の他に、二酸化珪素の過飽和状態
にある珪弗化水素酸溶液に基材を浸漬している基材表面
に二酸化珪素膜を形成する方法（以後「析出法」と略称
する。）が知られている（例えば特開昭62−20876）。

特に、プラスチック成形体に析出法によって二酸化珪素
被膜を形成する方法に関しては、プラスチック成形体に
有機珪素化合物、それらの加水分解物及びコロイダルシ
リカ等の珪素化合物を被覆硬化させて第１次被膜とした
後、析出法で第１次被膜上に二酸化珪素被膜を形成させ
る方法が知られている（例えば、特開昭61−12734）。

［発明が解決しようとする問題点］ プラスチック成形体の表面に従来の蒸着、スパッタ等の
真空法によって二酸化珪素膜を成膜する場合、 成膜中に基板からガスが発生するため良質な膜が得
られにくい。

光ディスク基板、グレーティングレンズ等の表面に
形成されている、トラッキング用の溝状の凹凸形状に追
従した膜を成膜することがで困難である。

得られた膜は樹脂基板との密着性に乏しく、温湿度
負荷により剥離しやすい。

等の問題点があった これに対し、析出法によれば、真空法による二酸化珪素
成膜法に比較して 低温成膜が可能である。

異型表面への均一成膜が可能である。

等の効果が奏され、光ディスク基板の下地膜を二酸化珪
素膜に限定した場合、先述のスパッタ或いは蒸着法の問
題点をある程度解決し得ることが期待できる。

しかしながら、析出法でプラスチック成形体に均一透明
で強固な付着力を持つ二酸化珪素被膜を得るためには、
有機珪素化合物、それらの加水分解物及びコロイダルシ
リカ等の珪素化合物を被覆硬化させて得られる第１次被
膜を0.5〜30μｍと厚くすることが必要である。このた
め、光ディスク基板、グレーティングレンズ等の微細な
凹凸表面を有するプラスチック基板に応用した場合、こ
のような第１次被膜を形成することによって、表面の凹
凸形状が消失するため、該第１次被膜上に析出法によっ
て二酸化珪素を被覆しても実用に適した光ディスク基
板、グレーティングレンズ等が作成できないという問題
点があった。

［問題点を解決するための手段及び作用］ 本発明は、上記従来の問題点を解決し、プラスチック成
形体として特にポリカーボネート成形体に、表面凹凸を
維持し得る、かつ耐久性に優れた均一厚さの二酸化珪素
被膜を製造する方法を提供するものである。

本発明は、 ポリカーボネート成形体に有機珪素化合物を被覆硬化さ
せて第１次被膜とした後、該第１次被膜につきポリカー
ボネート成形体と二酸化珪素の過飽和状態の珪弗化水素
酸溶液とを接触させて第１次被膜上に二酸化珪素被膜を
成形させる二酸化珪素被覆ポリカーボネート成形体の製
造方法において、 該第１次被膜は、アミノ基を有する珪素化合物と、下記
一般式（Ｉ）で示される珪素化合物、その加水分解物の
少なくとも１種を含有する塗布液であって、アミノ基を
有する珪素化合物の含有量が0.2重量％以上で、珪素化
合物の総濃度が５重量％以下である塗布液を塗布し、乾
燥させることにより形成されることを特徴とする二酸化
珪素被覆ポリカーボネート成形体の製造方法、 を要旨とするものである。

▲Ｒ¹ _n▼Si（R²）_4-n …（Ｉ） （式中、R¹はエチル基、ビニル基等炭素数２以下の炭化
水素基或はメルカプト基、ヒドロキシル基を有する炭素
数３以下の有機基であり、R²はアルコキシ基、アルコキ
シアルコキシ基、アセトキシ基及び塩素元素から選ばれ
る１種もしくは複数の結合基であり、ｎは０又は１であ
る。） 析出法によって直接プラスチック成形体表面に二酸化珪
素膜を被覆する場合、珪弗化水素酸溶液とプラスチック
の反応性や濡れ性が悪いため、付着力が弱く、また、ム
ラのある膜しか得られないが、プラスチックが成形体に
予め有機珪素化合物を被覆硬化させておけば、表面のシ
ラノール基が珪弗化水素酸溶液中の珪素成分との結合の
場合となるため、析出法によって得られる二酸化珪素膜
の付着力及びムラを改善することが可能である。

しかし、有機珪素化合物を被覆硬化させて得られる第１
次被膜の膜厚を数百オングストローム以下と薄くする場
合には、析出法によってムラのない均一な膜であって、
付着力の強固な二酸化珪素被膜を得るには、プラスチッ
クの種類によって有機珪素化合物を選択する必要があ
る。

本発明者らは、ポリカーボネート成形体に対して好適
な、第１次被膜形成のための有機珪素化合物について鋭
意研究を重ねた結果、アミノ基を有する珪素化合物と、
前記一般式（Ｉ）で示される珪素化合物及びその加水分
解物よりなる群から選ばれる少なくとも１種の特定割合
の混合系が最適であることを見出し、本発明を完成させ
た。

以下に本発明を詳細に説明する。

本発明において、第１次被膜の形成に用いられる珪素化
合物のうち、アミノ基を有する珪素化合物としては、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチル
ジメトキシシラン等が上げられる。これらの珪素化合物
は、析出法によって付着力の強固な二酸化珪素被膜を得
るために有効である。

また、一般式（Ｉ）で示される珪素化合物としては、メ
チルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエ
トキシ）シラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−ヒドロキシ
プロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの
一般式（Ｉ）で表される珪素化合物の加水分解物として
は、該珪素化合物中のアルコキシ基、アルコキシアルコ
キシ基、アシルオキシ基、塩素元素の一部又は全部が水
酸基に置換されたもの、更に置換された水産基同志が一
部自然に縮合したものを含んでいる。これらの加水分解
物は、例えば水及びアルコールの様な混合溶媒中で酸の
存在下、加水分解することによって容易に得ることがで
きる。

これらの珪素化合物は、析出法によるい二酸化珪素被膜
の成膜性を向上させ、ムラのない均一な二酸化珪素被膜
を得るために有効である。

即ち、アミノ基を有する珪素化合物だけで第１次被膜を
形成すると、場合によっては析出法によって得られる二
酸化珪素被膜にムラや白濁を生じることがある。このよ
うな欠点は、アミノ基を有する珪素化合物と一般式
（Ｉ）で示される珪素化合物（又はその加水分解物）を
混合して用いることによって防ぐことができる。

ただし、一般式（Ｉ）で示される珪素化合物（又はその
加水分解物）だけで析出法によって第１次被膜を形成し
ても、均一ではあるが、付着力に乏しい二酸化珪素被膜
しか与えないので、必ずアミノ基を有する珪素化合物と
混合する必要がある。

前記一般式（Ｉ）で示される珪素化合物（又はその加水
分解物）としては１種を単独で用いても２種以上を併用
してもよい。またアミノ基を有する珪素化合物も同様に
１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

本発明においては、前記アミノ基を有する珪素化合物
と、前記一般式（Ｉ）で示される珪素化合物及びその加
水分解物よりなる群から選ばれる１種以上とを含む塗布
液を、ポリカーボネート成形体に塗布、乾燥することに
より、第１図被膜を形成するが、この塗布液は、液中の
アミノ基を有する珪素化合物含有量が0.2重量％以上、
全珪素化合物濃度が５重量％以下となるように各種溶媒
に溶かして調製する。

ここで使用する溶媒は、基板の溶解性や基板と濡れ性を
考慮に入れて選択する必要がある。従って、ポリカーボ
ネートを溶解するトルエン、キシレン等の溶媒は使用す
べきではない。また、基板との濡れ性の悪い水の単一使
用も避けるべきである。ただし、界面活性剤を添加し、
基板との濡れ性が改良されたものについては、この限り
ではない。

塗布方法としては、浸漬塗布法が好適であり、乾燥硬化
方法としては、熱、紫外線、或いは電子線を用いる方法
等、いずれも採用可能である。

形成される第１次被膜は、塗布液中の珪素化合物の濃
度、浸漬塗布の際の引き上げ速度などの塗布条件を設定
することによって、ガラス基板（例えば通常の板ガラ
ス、ソーダライムガラス等）上に、同様な条件で被膜の
作成を行なった場合に、その膜厚が５〜100nm好ましは1
0〜50nm厚の被膜が作成されるような条件で成膜される
ことが望ましい。

ここで、ポリカーボネート基板上に作成された第１次被
膜は、相当する珪素化合物が内部に浸透するためガラス
基板上に作成される第１次被膜の膜厚よりも薄くなる。
従って、第１次被膜が、ガラス基板上に100nm程度まで
の膜厚の被膜が形成される条件で作成された被膜であれ
ば、光ディスク基板の表面凹凸形状を保持した塗膜が得
られる。ガラス基板上に作成した場合に100nmより厚く
なる条件で第１次被膜を作成すると、形状追従性の悪化
を招く場合がある。また、ガラス基板上で膜厚が5nmよ
り薄くなるような条件では、析出法によって得られる二
酸化珪素被膜の付着強度の低下を招くため適当ではな
い。

本発明において、このような膜厚の第１次被膜を形成す
るためには、塗布液中の珪素化合物濃度が0.2〜５重量
％、特に0.5〜２重量％であることが好ましい。ただ
し、析出法によって得られる二酸化珪素被膜の付着力の
低下を防ぐためには、塗布液中のアミノ基を有する珪素
化合物の濃度は0.2重量％以上であって、特に0.5重量％
以上であることが好ましい。

なお、上記のように、第１次被膜の膜厚形成条件をガラ
ス基板をモニターとして表すのは、ポリカーボネート基
板上の第１次被膜の膜厚を直接測定する場合、 ポリカーボネート基板は表面の平滑性が悪く、接触
針式膜厚測定機での膜厚測定が困難である。

ポリカーボネート基板に塗布された珪素化合物が次
第にポリカーボネート基板内部に拡散するため、ポリカ
ーボネート基板と珪素化合物との界面が不明瞭であり、
電子顕微鏡等の観察によっても膜厚測定が不可能であ
る。

という２つの問題があるからである。

このようにして、ポリカーボネート基板上に作成された
第１次被膜は、アミノ基を有する珪素化合物及び一般式
（Ｉ）で示される珪素化合物又はその加水分解物がポリ
カーボネート基板内部には浸透するため、ある程度の膜
厚以下であれば、光ディスク基板の形状を保持し得る。
また、アミノ基を有する珪素化合物により、高い二酸化
珪素被膜の付着力が得られる。

本発明においては、第１次被膜を形成したポリカーボネ
ート基板を、次いで、二酸化珪素の過飽和状態の珪弗化
水素酸溶液と接触させて、第１次被膜上に二酸化珪素被
膜を形成させる。

二酸化珪素の飽和状態の珪弗化水素酸溶液（以下、「処
理液」と略称する。）としては、珪弗化水素酸溶液に二
酸化珪素（シリカゲル、エアロゲル、シリカガラス、そ
の他二酸化珪素含有物など）を溶解させた後、水又は試
薬（ホウ酸、塩化アルミニウム、金属アルミニウム、そ
の他）を添加するか処理液温度を上昇させる等の手段
で、二酸化珪素の過飽和状態としたものが使用される。

本発明において、第１次被膜つきポリカーボネート成形
体の基板と接触させる処理液中の珪弗化水素の濃度とし
ては、１〜３モル／が好ましく、特に３モル／より
濃い珪弗化水素酸水溶液に二酸化珪素を飽和させた後、
水で稀釈して１〜３〜モル／の濃度としたものが被膜
形成速度が速く、効率良く被膜形成が行なえるので望ま
しい。

また、該処理液は （イ） 該成形体との接触時においても、連続的に硼
酸や塩化アルミニウム等の添加剤水溶液が添加、混合さ
れている、アルミニウム等の金属が溶解混合されてい
る、温度を一時冷却して二酸化珪素を飽和させ、その
後再び温度を上昇させる等の手段によって常時過飽和度
が維持されている処理液であり、 （ロ） １分間あたり処理液全量の３％以上の処理液が
フィルターで濾過され戻される処理液である、 ことが好ましい。

ここで、接触時において、連続的に硼酸等の水溶液を
添加混合したり、アルミニウム等の金属を溶解混合す
るのは、被膜の形成速度を向上させるために好ましい。
硼酸の場合、その添加量は、処理液中の珪弗化水素酸１
モルに対して５×10^-4モル/Hr〜1.0×10^-3モル/Hrの範
囲が好ましく、また、金属アルミニウムを溶解させる場
合その溶解量は、処理液中の珪弗化水素酸１モルに対し
て１×10^-3モル/hr〜４×10^-3モル/hrの範囲が好まし
い。

また、３％以上の処理液を循環させることは均質な被膜
を連続的に得るために効果的であり、フィルターで処理
液を濾過することは凹凸形状のない被膜を得るために好
ましい。

処理液を浸漬槽に入れて該成形体と接触させる場合に
は、浸漬中の成形体表面において該処理液が層流となっ
て流れるようにすることがムラのない均質な被膜を得る
ために効果的である。

なお、このような析出法によって得られる二酸化珪素被
膜中には、吸着水やシラノール基が含まれており、これ
らを除去するためには、該被膜に高周波等による加熱処
理を施すことが好ましい。

なお、アミノ基を有する珪素化合物がプラスチック成形
体の表面に二酸化珪素被膜を形成する際の第１図被膜形
成のための珪素化合物として有効であることは特開昭61
−12734に開示されているが、後掲の参考例の通り、こ
のアミノ基を有する珪素化合物は特にポリカーボネート
成形体に第１次被膜の薄膜を形成するのに極めて有効で
あることが認められた。

［実施例］ 以下、実施例、比較例及び参考例を挙げて本発明を詳細
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。

実施例１ Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン0.5gとビニルトリス（β−メトキシエトキ
シ）シラン1.2gの混合物をエタノール：イソプロピルア
ルコール:n−ブチルアルコール＝5:3:2（体積比）の混
合溶媒250mlに溶解した溶液（珪素化合物濃度約0.9重量
％）に、縦、横100mm、厚さ1mmのポリカーボネート平板
を浸漬し、15cm/minの速度で引き上げた後、100℃の熱
風乾燥炉で１時間乾燥した。上記操作と全く同様の条件
でガラス基板に第１次被膜を成形したところ、その膜厚
はおよそ10nmであった。

得られた第１次被膜付きポリカーボネート平板に、第１
図に示す二酸化珪素被膜製造装置に用いて、二酸化珪素
被膜を作成した。

第１図において、浸漬槽は外槽１と内槽２から成り、内
槽２と外槽１の間には水３が満たしてある。この水は温
度40℃となるようヒーター４で加熱され、かつ、温度分
布均一化のため撹拌されている。内槽２は前部６、中部
７、後部８、から成り、各部には工業用シリカゲル粉末
を二酸化珪素の供給源として、二酸化珪素を溶解・飽和
させた2.5mol/の珪弗化水素酸水溶液6.5が満たして
ある。

このような装置により、まず循環ポンプ10を作動させて
内槽後部８の反応液を一定量づつ汲出して、フィルター
11で濾過し、内槽前部６へ戻す処理液循環を開始した。

その後、縦、横50mm、厚さ3mmのAl板12 ３枚の内槽後
部８に浸漬し、10時間保持した。この状態で反応液は適
度なSiO₂過飽和度を有する処理液となった。ここでフィ
ルター11の絶対除去率を1.5μｍ、処理液循環流量を520
ml/min（処理液全量が約6.5であるので、循環流量は
８％/minである）に調整した。そして、前記珪素化合物
により第１次被膜を形成したポリカーボネート平板９を
内槽中部７に垂直に浸漬し、前記条件、（即ち、Al板３
枚を浸漬したまま８％/minの循環を行ない、1.5μｍの
フィルターで濾過する）で、120分間保持した。

上記処理で得られた二酸化珪素被膜の膜厚は、約90nmで
あった。この成膜部を、ESCA（Electron Spectroscopy
for Chemical Analysis）を用いて分析した結果、殆
どがSiO₂からなることが確認された。

得られた二酸化珪素被膜は、セロハン粘着テープを貼り
付けて引き剥すテストでは、全く剥れない強固な付着力
を有するものであった。また、上記二酸化珪素被膜付き
ポリカーボネート基板を、沸騰水中に１時間浸漬した
が、被膜に変化はみられず、密着性良好な被膜であるこ
とがわかった。

実施例２ 表面平坦なポリカーボネート平板の代りにポリカーボネ
ート製光ディスク基板（深さ0.07μｍ、幅0.8μｍ、ピ
ッチ1.6μｍの溝を有する）を用いたこと以外は、実施
例１と同様にして、二酸化珪素被膜（約80nm）を作成し
た。

電子顕微鏡による観察の結果、二酸化珪素被膜がポリカ
ーボネート製光ディスク基板の微細形状にそって均一に
成膜していることが認められた。

参考例１ γ−アミノプロピルトリエトキシシラン2gをエタノー
ル：イソプロピルアルコール:n−プタノール＝5:3:2
（体積比）の混合溶媒250mlに溶解した溶液（ケイ素化
合物濃度約１重量％）にポリカーボネート製光ディスク
基板（深さ0.07μｍ幅0.8μｍピッチ1.6μｍの溝を有す
る。）を浸漬し、15cm/minの速度で引き上げた後、100
℃の熱風乾燥炉で１時間乾燥した。なお、上記操作と全
く同様の条件で、ガラス基板に第１次被膜を形成したと
ころ、その膜厚はおよそ10nmであった。

上記のシラン化合物処理したポリカーボネート製光ディ
スク基板に実施例１と同様にして二酸化珪素被膜を形成
した。

形成された二酸化珪素被膜の膜厚は約80nmであった。こ
の上記成膜部をESCAを用いて分析した結果、殆どがSiO₂
からなることが確認された。また電子顕微鏡による観察
で酸化珪素被膜がポリカーボネート製光ディスク基板の
微細形状にそって均一に成膜していることが認められ
た。

参考例２ 表面平坦なポリカーボネート平板（縦、横100mm、厚さ1
mm）について上記参考例１と全く同様の処理を行なって
二酸化珪素被膜（約80nm）を作成した。

得られた二酸化珪素被膜はセロハン粘着テープをはりつ
けて引き剥すテストでは全く剥れない強固な付着力を有
するものであった。また上記二酸化珪素膜付きポリカー
ボネート基板を沸騰中に１時間浸漬したが被膜に変化は
みられず密着性良好な被膜であることが認められた。

参考例３ 珪素化合物としてＮ−（β−アミノエチル）−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン2gを用いたこと以外は、
参考例２と同様にして、二酸化珪素被膜（90nm厚）を形
成した。

得られた二酸化珪素被膜はセロハン粘着テープをはりつ
けて引き剥すテストでは全く剥れない強固な付着力を有
するものであった。また上記二酸化珪素膜付きポリカー
ボネート基板を沸騰中に１時間浸漬したが、被膜に変化
はみられず、密着性良好な被膜であることが認められ
た。

参考例１、２、３の結果から、アミノ基を有する珪素化
合物を用いてポリカーボネートに被膜を形成するときに
は、このアミン基を有する珪素化合物を単独で用いた場
合においても、極めて良好な被膜が得られることが明ら
かである。

比較例1,2,3 以下の４種類の縦、横100mm、厚さ1mmのポリカーボネー
ト平板を用意した。

参考例３で得られたもの（参考例３） 参考例３において、第１次被膜だけ形成したもの
（比較例１） スパッタ法により表裏両面に二酸化珪素被膜（100n
m厚）を被覆したもの（比較例２） 未処理のもの（比較例３） これらを60mmφの大きさに切断してJISZ−0208（25℃,9
0％RH）により透湿度を測定した。結果を第１表に示
す。

第１表より明らかなように、析出法による二酸化珪素被
膜は水蒸気を遮断する効果を充分に有しており、その効
果はスパッタ法による二酸化珪素被膜以上であることが
判明した。

実施例3,比較例4,参考例４ 以下の２種類の縦、横50mm、厚さ1mmのポリカーボネー
ト平板を用意した。

実施例１と同様の処理により二酸化珪素被膜（90nm
厚）を被覆したもの（実施例４） スパッタ法により、片面に二酸化珪素膜（100nm
厚）を被覆したもの（比較例４） 参考例３と同様の処理により二酸化珪素被膜（90nm
厚）を被覆したもの（参考例４） これらを60℃、相対湿度90±５％に保った恒温恒湿槽に
３週間放置した後、外観及び被膜の密着性を調べた。ス
パッタ法（比較例４）による二酸化珪素は完全に剥離
し、消失にしていたのに対し、析出法（実施例３、参考
例４）による二酸化珪素膜は、外観に変化はなく強固な
密着力を有する被膜であった。

実施例４〜６ 珪素化合物の混合系を第２表に示すものとしたこと以外
は、実施例１と同様にして二酸化珪素被膜（90nm厚）を
形成した。

得られた二酸化珪素被膜は、いずれもセロハン粘着テー
プを貼り付けて引き剥すテストでは全く剥れない強固な
付着力を有するものであった。また、各々の二酸化珪素
膜付きポリカーボネート基盤を沸騰水中に１時間浸漬し
たが、被膜に変化はみられず、密着性良好な被膜である
ことがわかった。

比較例５（特開昭61−12734 実施例１参照） γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン350部、
水分散コロイダルシリカ（日産化学（株）製、商品名ス
ノーテックス−Ｃ、固形分20％）14部、蒸留水９部及び
1.2規定塩酸水溶液３部を混合し、80℃で４時間還流
後、57部の溶媒を溜出温度80〜90℃で溜出した。このよ
うにして得られたコロイダルシリカを含むγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシランの加水分解物溶液66部
にエチルセロソルブ100部及び硬化触媒、フローコント
ロール剤を少々添加し塗料とした。この塗料をポリカー
ボネート製光ディスク基板（深さ0.07μｍ、幅0.8μ
ｍ、ピッチ1.6μｍの溝を有する）に浸漬法で塗布し、1
00℃の熱風乾燥炉で60分間熱処理した。上記第１次被膜
を形成した光ディスク基板を電子顕微鏡によって観察し
た結果、第１次被膜の膜厚は約３μｍであり、ディスク
基板表面の凹凸形状は完全に消失していた。

比較例６ 比較例５で得られたγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランの加水分解物１部にエチルセロソルブ100部
及び硬化触媒、フローコントロール剤を少々添加し塗料
とした。この塗料をポリカーボネート平板に浸漬法で塗
布したが、ハジキが発生し、全面に均一な第１次被膜を
得ることはできなかった。

比較例７ 比較例５で得られたγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランの加水分解物１部にエチルアルコール：イソ
プロピルアルコール:n−ブチルアルコール＝5:3:2（体
積比）の混合溶媒100部及び硬化触媒、フローコントロ
ール剤を少々添加し塗料とした。この塗料をポリカーボ
ネート平板に浸漬法で塗布したが、ハジキが発生し、全
面に均一な第１次被膜を得ることはできなかった。

比較例8,9,10 以下の３種類の有機珪素化合物をそれぞれエチルアルコ
ール：イソプロピルアルコール:n−ブチルアルコール＝
5:3:2（体積比）の混合溶媒に溶解した。

γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（比
較例８） γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
（比較例９） ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン（比
較例10） なお、各溶液の有機珪素化合物の濃度はすべて１重量％
とした。

各溶液に、それぞれ、縦、横100nm、厚さ1mmのポリカー
ボネート平板を浸漬し、15ccm/minで引き上げた後、100
℃の熱風乾燥炉で１時間熱処理した。

上記３種類の１次被膜つきポリカーボネート平板に、実
施例１と同様の操作で珪弗化水素酸の二酸化珪素過飽和
溶液を用いて二酸化珪素被膜（約1500Å）を形成した。

γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（比較例
８）及びγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン（比較例９）を使用した場合、得られた二酸化珪素被
膜は白濁したムラの多いものであり、電子顕微鏡観察の
結果、二酸化珪素が粒子状にまばらに付着していること
がわかった。

一方、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン
（比較例10）を使用した場合、得られた二酸化珪素被膜
は透明かつ均一であるが、セロハン粘着テープを貼り付
けて引き剥すテストで容易に剥離する密着性に乏しいも
のであった。

以上のように第１次被膜が数百オングストローム以下と
薄い場合、析出法によって付着力の強力な耐久性に優れ
た二酸化珪素被膜を得るためには、第１次被膜形成の際
アミノ基を有する珪素化合物を含む混合系を使用しなけ
ればならないことが明らかである。

実施例7,比較例11 Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン1gとテトラエトキシシラン1gの混合物
を、エタノール：イソプロピルアルコール:n−ブチルア
ルコール＝5:3:2（体積比）の混合溶媒250mlに溶解した
溶液（珪素化合物濃度約１重量％）に、縦、横100mm、
厚さ1mmのポリカーボネート基板を浸漬し、15cm/minの
速度で引き上げた。このポリカーボネート基板を100℃
の熱風乾燥炉で１時間乾燥して、第１次被膜を形成した
（実施例３）。

珪素化合物としてＮ−（β−アミノエチル）−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン2gを用いた（珪素化
合物濃度約１重量％）他は実施例７と同様の操作を行な
い、ポリカーボネート平板上に第１次被膜を作成した
（比較例11）。

上記２種類の第１次被膜付きポリカーボネート基板に析
出法によって６時間かけて1200Åの二酸化珪素被膜を作
成した。

その結果、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシランとテトラエトキシシランの混合
物を第１次被膜形成用に使用した場合（実施例７）に
は、析出法によって均一な二酸化珪素被膜が得られたの
に対し、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシランを単独で用いた場合（比較例11）
には、白濁したムラの多いものが得られた。この白濁部
分を電子顕微鏡で観察したところ、二酸化珪素が粒子状
にまばらに付着していることが判明した。

実施例７、比較例11の結果から、テトラエトキシシラン
が析出法による二酸化珪素被膜の成膜性を良好なものに
していることが明らかである。テトラエトキシシランに
限らず、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β
−メトキシエトキシ）シラン等の一般式（Ｉ）で示され
る珪素化合物は析出法による二酸化珪素被膜の成膜性に
好結果を与えた。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の二酸化珪素被覆ポリカーボ
ネート成形体の製造方法は、ポリカーボネート成形体表
面にアミノ基を有する珪素化合物と前記一般式（Ｉ）で
示される珪素化合物又はその加水分解物とを、特定割合
で含む塗布液を塗布して乾燥硬化させることにより、非
常に薄い、付着性良好な珪素含有被膜を第１次被膜とし
て被覆し、更にその上に該第１被膜と付着性良好な二酸
化珪素被膜を作成するものであって、本発明の方法によ
れば、 蒸着、スパッタ法で直接ポリカーボネート成形体表
面に形成された二酸化珪素被覆に比較して、はるかに耐
久性の良い被膜を形成することができる。

第１次被膜形成のための塗布法において、使用する
塗布液として珪素化合物の希薄溶液を用いることがで
き、更に該珪素化合物がポリカーボネート内部へ拡散す
るため微細な凹凸形状をもつ光ディスク基板へもその形
状を損なう事なく薄膜被覆する事ができる。

第１次被膜形成後、溶液と接触させることによって
二酸化珪素を析出させ膜状にするものであるため、ポリ
カーボネート製光ディスク基板等の表面の凹凸形状に追
従した二酸化珪素被膜を形成できる。

表裏両面の同時成膜が可能であり、得られた二酸化
珪素被膜は、水蒸気、酸素等の透過を遮断する効果を有
するだけでなく、光ディスクのレーザー入射側表面の耐
摩耗性を向上させる効果も備えている。

等の優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例において使用した二酸化珪素被膜製造装
置の系統説明図である。 １……外槽、２……内槽、 ３……水、４……ヒーター、 ５……撹拌器、６……内槽前部、 ７……内槽中部、８……内槽後部、 ９……ポリカーボネート成形体、 10……循環ポンプ、11……フィルター、 12……金属アルミニウム板、 13……撹拌器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリカーボネート成形体に有機珪素化合物
   を被覆硬化させて第１次被膜とした後、該第１次被膜つ
   きポリカーボネート成形体と二酸化珪素の過飽和状態の
   珪化水素酸溶液とを接触させて第１次被膜上に二酸化珪
   素被膜を成形させる二酸化珪素被覆ポリカーボネート成
   形体の製造方法において、 該第１次被膜は、下記一般式（Ｉ）で示される珪素化合
   物及びその加水分解物よりなる群より選ばれた少なくと
   も１種の珪素化合物と、アミノ基を有する珪素化合物と
   を含有する塗布液であって、アミノ基を有する珪素化合
   物の含有量が0.2重量％以上で、珪素化合物の総濃度が
   ５重量％以下である塗布液を塗布し、乾燥させることに
   より形成されることを特徴とする二酸化珪素被覆ポリカ
   ーボネート成形体の製造方法。 ▲Ｒ¹ _n▼Si（R²）_4-n …（Ｉ） （式中、R¹はエチル基、ビニル基等炭素数２以下の炭化
   水素基或はメルカプト基、ヒドロキシル基を有する炭素
   数３以下の有機基であり、R²はアルコキシ基、アルコキ
   シアルコキシ基、アセトキシ基及び塩素元素から選ばれ
   る１種もしくは複数の結合基であり、ｎは０又は１であ
   る。）
2. 【請求項２】該第１次被膜作成の条件が、ガラス基板上
   に同様の条件で被膜の作成を行なった場合に、５〜100n
   m厚の被膜が作成される条件である特許請求の範囲第１
   項に記載の二酸化珪素被覆ポリカーボネート成形体の製
   造方法。
3. 【請求項３】アミノ基を有する珪素化合物が、γ−アミ
   ノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチ
   ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びＮ−
   （β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルジメトキシ
   シランよりなる群から選ばれる１種又は２種以上である
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の二酸化珪素被
   覆ポリカーボネート成形体の製造方法。