JPH09209158A - フィルムのcvd連続加工装置およびcvd連続加工方法 - Google Patents

フィルムのcvd連続加工装置およびcvd連続加工方法

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JPH09209158A
JPH09209158A JP8045360A JP4536096A JPH09209158A JP H09209158 A JPH09209158 A JP H09209158A JP 8045360 A JP8045360 A JP 8045360A JP 4536096 A JP4536096 A JP 4536096A JP H09209158 A JPH09209158 A JP H09209158A
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Shunroku Toyama
俊六 遠山
Kiyoto Mochizuki
清人 望月
Masayuki Yamashita
正行 山下
Tsutomu Aoyanagi
力 青柳
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Toyo Metallizing Co Ltd
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    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12Chemical modification
    • C08J7/16Chemical modification with polymerisable compounds
    • C08J7/18Chemical modification with polymerisable compounds using wave energy or particle radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62Plasma-deposition of organic layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】CVD方式でフィルム表面に連続的に、撥水
性、防汚性などの機能被膜を付与。 【解決手段】真空容器99、それに連結する真空ポンプ
及び被膜としてプラズマ重合したときに有機化合物被膜
を形成し得る化合物を充填しかつこれを気化する加熱可
能な容器を有し、容器99内に、フィルム10を連続的
に繰出す繰出しロ−ル系、CVD蒸着されたフィルム1
0の巻取ロ−ル系、その両系の間に、連続的に上記繰出
しロ−ル系から繰出し走行するフィルム10面にCVD
蒸着が可能なフィルム走行特定領域12およびそれに隣
接するプラズマ発生領域21を設けるとともに、上記加
熱可能な容器と容器99内部とを結んで、上記加熱可能
な容器内で気化した上記化合物をプラズマ発生領域21
に導入する配管装置を設けてなるフィルムのCVD連続
加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CVD(ケミカル
・ヴェ−パ−・デポジット)方式でフィルム表面に連続
的に、特定の機能をもつ有機化合物の被膜、とくに撥水
性、防汚性などの機能制被膜を付与するための加工装置
と加工方法に関する。
【0002】CVDとは、すでに当技術分野でよく知ら
れ、プラズマ雰囲気下被処理物体の表面に気化した物質
を接触せしめ該物質が重合した被膜を形成させる技術で
あり、工業的にも一部実用化もされているドライプロセ
スによって薄膜を形成する技術手段である。
【0003】本発明は、連続走行するフィルムに、連続
的にこのCVD方式で、特定の機能をもつ有機化合物の
被膜を形成させて長尺のフィルム製品を提供する手段に
関する。
【0004】
【従来の技術】特開平6-122778および特開平6-122776に
は、低表面エネルギ−性物質を気化せしめ、被処理物体
が収納された減圧処理室に導入し、プラズマ雰囲気下に
おいて被処理物体の表面に気化した低表面エネルギ−性
物質を接触せしめ、被処理物体の表面に低表面エネルギ
−性被膜を形成する表面処理の方法とそのための装置が
提案されている。
【0005】また、特開平6-138305には、特殊な構造と
構成をもつ撥水処理処理された光学部材、とくにカメ
ラ、メガネなどのレンズの撥水処理が提案され、そのた
めの処理装置も概念図が示されている。
【0006】しかし上記の例において、いずれの場合も
被処理物体はレンズなど成型物品を真空の処理室の中に
に固定し、被膜を形成する方法とそれによって得られる
部材が提示されているものである。
【0007】特開平2-248480には、基材表面に、ポリフ
ルオロアルキレン基を含有する組成物が形成された透明
基材が提供されており、その被膜の形成方法としては、
ポリフルオロアルキレン基を含有するシラン化合物の有
機溶媒溶液を透明基材に塗布し、加熱乾燥して成膜する
方法すなわち湿式成膜方式が示されている。明細書記載
の範囲では、透明基材としてはガラスあるいはプラステ
ィック成型板が想定されており、連続した長尺のフィル
ムに連続的に被膜形成することはまったく考えられてい
ない。
【0008】特開平3-266801には、透明基材の表面に無
機誘電体薄膜からなる反射防止膜が形成され、さらにそ
の上に弗素樹脂薄膜が形成されてなる反射防止フィルタ
−が提案されている。ここで、弗素樹脂薄膜としては、
ポリテトラフルオロエチレンに代表されるポリマ−の炭
化水素主鎖骨格の水素原子が弗素原子に置換された弗素
樹脂が使われ、その被膜の形成方法としては実施例とし
て抵抗加熱式真空蒸着法が記載されている。しかし、連
続にフィルムに加工することについてはまったく想定
も、言及もされていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
種々の従来技術の範囲での加工プロセスあるいは装置で
は、連続した長尺のフィルムに、CVDの方式によって
高品質の機能性薄膜を高い生産性レベルで連続的に生産
することのできなかった状況に対して、コントロ−ル面
を含めて、高品質の機能性薄膜を高い生産性レベルで連
続的に生産するための必要なプロセスと装置を開発検討
し、具体的なプロセスと装置を提供するものである。よ
り具体的には、反射防止膜を有する連続した長尺のプラ
スティクフィルムの反射防止膜側に、溶液の塗布/乾燥
といういわゆる湿式コ−ティング方式によらないドライ
工程だけで撥水性、防汚性の薄被膜を成膜することが主
な目的の一つである。表面における光の反射というよう
な光学的な特性に関するものであり、また数十オンング
ストロ−ムの極薄の被膜で性能を発現させる必要がある
ので、塗布溶液の乾燥といったような工程は、わずかな
塗布あるいはは乾燥のむらが製品における欠点になりや
すいので極力さけることが望ましい。かかる状況から、
低分子化合物を真空に近い減圧化、反応系に気相状態で
導入し、プラズマ条件下活性化させて、フィルム基板上
に高分子被膜として凝集成膜するCVD方式を、連続的
にプロセス化しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記の本発明によって工業的に有利に達成された。
【0011】[1]真空容器、該真空容器に連結する真
空ポンプ及び被膜としてプラズマ重合したときに有機化
合物被膜を形成し得る化合物を充填しかつこれを気化す
る加熱可能な容器を有し、上記真空容器内に、フィルム
を連続的に繰出す繰出しロ−ル系、CVD蒸着されたフ
ィルムの巻取ロ−ル系、該繰出しロ−ル系と該巻取ロ−
ル系との間に、連続的に上記繰出しロ−ル系から繰出し
走行するフィルム面にCVD蒸着が可能なフィルム走行
特定領域および該走行特定領域に隣接するプラズマ発生
領域を設けるとともに、上記加熱可能な容器と上記真空
容器内部とを結んで、上記加熱可能な容器内で気化した
上記化合物をプラズマ発生領域に導入する配管装置を設
けてなるフィルムのCVD連続加工装置。
【0012】[2]上記[1]の装置を用いて、連続に
走行するフィルムに有機化合物被膜を連続的に形成する
フィルムのCVD連続加工方法。
【0013】[3]有機化合物被膜が、水との接触角が
90℃以上である上記[2]記載のフィルムのCVD連
続加工方法。
【0014】[4]化合物が、パ−フルオロ基を含有す
る反応性シリコン化合物である上記[2]記載のフィル
ムのCVD連続加工方法。
【0015】[5]フィルムが、その片面に多層反射防
止膜が形成されているフィルムであり、多層反射防止膜
が形成されている面に有機化合物被膜被膜を連続的に形
成する上記[2]記載のフィルムのCVD連続加工方
法。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、上記の本発明について技術
内容を詳しく説明する。
【0017】図1に、本発明のプロセスを実現するため
の、設備の基本的装置各部分の構成を加工プロセスに従
って示した。
【0018】真空容器99は、真空ポンプ系98によって真
空に近い所要の減圧状態に調整できる。真空ポンプ系98
は、工程ごとの所要の減圧状態をつくるために、メカニ
カルポンプ、分子ポンプ、拡散ポンプ、クライオポンプ
など適切な、減圧能力グレ−ドの異なる複数の真空ポン
プの直・並列の組み合わせからなる。
【0019】表面に加工を施す連続長尺のフィルム10
は、繰出しロ−ル11に巻かれた状態でセットされ、必要
な搬送ロ−ル系を経て、その片面がCVD蒸着が可能な
走行特定領域12を走行するあいだに、プラズマ発生領域
21に面する方の片面にプラズマで活性化された有機化合
物単体を凝集させて、目的とする有機化合物被膜を成膜
し、巻取ロ−ル13に連続的に巻き取られる。
【0020】有機化合物被膜を形成し得る化合物は、真
空容器99の外に設置した加熱可能な容器51に充填し、途
中にバルブを供えた加熱可能な配管52によって、真空容
器内部のプラズマ発生領域21にコントロ−ルされた流量
で気体供給され、プラズマ状態にさらされる。加熱の温
度は、目的とする有機化合物被膜の機能によって、化合
物を選択することは当然であるが、かかるCVD方式は
数十オングストロ−ムの厚みで機能を適切に発現させる
ことが趣旨であるので、自ずと選択できる化合物は制限
がある。具体的には、減圧状態で気化蒸発して凝集して
成膜できる程度の蒸気圧をもつ化合物であり、かつプラ
ズマ雰囲気で活性化され、基板上に反応・安定化して高
分子被膜を形成できる化合物を選択する。エポキシ基、
アミノ基、ビニル基、アルコシキ基など各種反応基を持
ったアルキルシラン、フルオロアルキルシラン系統のシ
ランカップリング剤といわれる化合物群が好ましく用い
られる。
【0021】本発明では、反射防止膜を有するプラステ
ィックフィルムの、反射防止膜面に撥水性、撥油性の防
汚性能を持つ薄膜をつくることを具体的な目的の一つと
している。この場合、撥水性、撥油性の性能としては、
処理面の濡れ特性によって評価する。具体的には、水と
の接触角が90℃以上であるときに実質的に明らかな効
果が発揮される。
【0022】有機化合物被膜の厚みは、化合物の供給系
の加熱温度、流量、フィルムの搬送速度によってコント
ロ−ルする。
【0023】プラズマ状態は、アルゴン、酸素、窒素、
などを真空容器に導入し、10-4〜10-2Torr程度の圧
力で、真空容器内部に置かれた電極を用いて、50〜6
00ワット程度の電圧で放電することによって達成され
る。アルゴン、酸素、窒素原子あるいは分子が活性化さ
れ、それが近房に接近した化合物を活性化して、反応活
性となり、基板フィルム表面上で反応して、高分子化し
た被膜を形成する。
【0024】上記の主要工程において、とくに具体的に
記述はしていないが上記のほかに、繰出しロ−ル、巻取
ロ−ルを駆動し、フィルムを搬送するためのモ−タ−、
張力を正常に保持して定常的な搬送を保つための駆動コ
ントロ−ル系、化合物の流量計、真空度をモニタ−する
ための圧力計などの種々の機器を付帯させる。
【0025】
【実施例】次に実施例により、本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0026】[実施例1]188μmPETフィルムの
片面に、4μmのハ−ドコ−ト層を設けた長さ100m
の連続長尺フィルムに、第1層から第4層まで、下記4
層からなり、各層の厚みは光学的に設計、計算された光
学厚みからなる、可視光線の波長範囲で平均反射率が1
%以下の高い反射防止性能を有する反射防止膜が片面に
形成されたフィルムを用意した。
【0027】第1層:ITO、第2層:SiO2 、第3
層:ITO、第4層:SiO2 この100m連続長尺フィルムの反射防止膜側に、図1
の装置を用いて、下記条件で、厚み約40オングストロ
−ムのパ−フルオロアルキルシラン縮合物からなる被膜
を形成した。水の接触角は107℃であった。CVD加
工の稼働条件を下記に示した。
【0028】化合物 :(ヘプタデカフロロ−1,
1,2,2,−テトラヒドロデシル)−1−1トリメト
キシシラン 減圧度 :一旦、真空容器を、4×10-5Torrに到達
させた後、化合物を導入し、CVD成膜時定常状態で7
×10-4Torrを保持 放電電圧 :100W高周波電力(周波数13.56M
Hz) 蒸着時間 :12秒(フィルムの搬送速度と暴露長さか
ら計算) 加熱温度 :85℃(容器温度、配管温度)
【0029】
【発明の効果】本発明により、連続走行するフィルム
に、撥水性など特殊機能をもった極薄有機化合被膜をC
VD方式で工業的に安定して形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のCVD連続加工装置の概念図を示す。
【符号の説明】
99 真空容器 98 真空ポンプ系 10 フィルム 11 繰出しロ−ル 12 フィルム走行特定領域 13 巻取ロ−ル 20 プラズマ電極 21 プラズマ発生領域 22 高周波電源 23 プラズママッチングボックス 51 化合物の容器 52 化合物を真空容器に導く配管 53 バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青柳 力 静岡県三島市長伏33の1 東洋メタライジ ング株式会社三島工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空容器、該真空容器に連結する真空ポン
    プ及び被膜としてプラズマ重合したときに有機化合物被
    膜を形成し得る化合物を充填しかつこれを気化する加熱
    可能な容器を有し、上記真空容器内に、フィルムを連続
    的に繰出す繰出しロ−ル系、CVD蒸着されたフィルム
    の巻取ロ−ル系、該繰出しロ−ル系と該巻取ロ−ル系と
    の間に、連続的に上記繰出しロ−ル系から繰出し走行す
    るフィルム面にCVD蒸着が可能なフィルム走行特定領
    域および該走行特定領域に隣接するプラズマ発生領域を
    設けるとともに、上記加熱可能な容器と上記真空容器内
    部とを結んで、上記加熱可能な容器内で気化した上記化
    合物をプラズマ発生領域に導入する配管装置を設けてな
    るフィルムのCVD連続加工装置。
  2. 【請求項2】請求項1の装置を用いて、連続に走行する
    フィルムに有機化合物被膜を連続的に形成するフィルム
    のCVD連続加工方法。
  3. 【請求項3】有機化合物被膜が、水との接触角が90℃
    以上であるような請求項2記載のフィルムのCVD連続
    加工方法。
  4. 【請求項4】化合物が、パ−フルオロ基を含有する反応
    性シリコン化合物である請求項2記載のフィルムのCV
    D連続加工方法。
  5. 【請求項5】フィルムが、その片面に多層反射防止膜が
    形成されているフィルムであり、多層反射防止膜が形成
    されている面に有機化合物被膜被膜を連続的に形成する
    請求項2記載のフィルムのCVD連続加工方法。
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