JPH10500609A

JPH10500609A - 柔軟な基体のための高い耐摩耗性及び柔軟なコーティング

Info

Publication number: JPH10500609A
Application number: JP7523566A
Authority: JP
Inventors: ルドルフヒューゴピートルミークル; ブラッドリージェイナップ; フレッドエムキーモック; ブライアンケニスダニエルス
Original assignee: モンサントカンパニー
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1998-01-20
Also published as: EP0748259B1; DE69533546T2; ATE276835T1; DE69533546D1; EP0748259A4; WO1995024275A3; EP0748259A1; US5679413A; WO1995024275A2; US5618619A

Abstract

(57)【要約】基体と、炭素、水素、ケイ素及び酸素を含む耐摩耗性コーティング材料を含有する耐摩耗性の被覆基体製品が記載される。耐摩耗性コーティング材料は、約２〜約５ＧＰａの範囲のナノインデンテーション硬度、約１％より大きいひずみ対微小割れ、及び可視スペクトルにおいて８５％を超える透明度を有する。本発明の被覆製品は、眼科用レンズ又はレーザーバーコードスキャナーウィンドウ等の光学的応用への利用に適する。製品の製造方法においては、汚染物質を除去するため、第１に基体を化学洗浄する。第２の工程で、基体を真空チャンバーに挿入し、該チャンバーを脱気する。第３の段階で、残りの炭化水素及び表面酸化物の除去を完全にして表面を活性化するために、基体表面を強力イオン及び／又は反応種で攻撃する。基体表面をエッチングした後、保護さら、耐摩耗性のコーティングをプラズマ又はイオンビーム蒸着によって蒸着する。コーティングの厚みの選択が行われるようになったら、基体上の蒸着工程を終了し、真空チャンバーの圧力を大気圧まで上昇させ、耐摩耗性の向上したコーティングされた製品を真空チャンバーから取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】柔軟な基体のための高い耐摩耗性及び柔軟なコーティング発明の属する分野本発明は、一般に、すりへり及び摩耗から基体を保護するコーティングに関する。特に、本発明は、プラスチック製サングラスレンズ、眼科用レンズ及びバーコードスキャナーウインドウ等の基体をひっかき傷及び摩耗から保護するのに有用なコーティング、及び該コーティングの製造方法に関する。発明の背景基体の性能、例えば、耐用年数及び耐摩損性等を向上させるための基体のコーティング方法に関する先行技術は多数存在する。例えば、プラスチック製サングラスレンズ又はプラスチック製処方アイウェアが考えられる。プラスチックの傷つきやすさのため、プラスチックレンズの表面を保護し、有用な耐用年数を延長する、耐摩耗性のコーティングが要求されている。そのようなコーティングのために要求される性質は、可視光線の高い伝達、光度の透明度、色の全体的な不存在、ガラスと同程度か又はより良い摩耗の保護、安全ガラスの場合の化学的な保護、及び湿気に耐える能力、熱、UV照射である。可撓性に関係する非脆性は、レンズの衝撃抵抗における劣化を回避でき、且つ深いひっかき傷がそれほど目立たないようにするために望ましい。他の光透過性の用途は、完全な可撓性を必要とするかもしれない。可撓性、又は逆の脆い性質は、凸状の表面にコーティングを有するサンプルを伸ばすか曲げ、コーティングが折れるときの％伸張（１００ΔＬ／Ｌ）を測定することによって数量化することができる。これは、ひずみ対微小割れ(strain to microcracking)としてここで言及する。例えば、航空機の窓のためのコーティングは、少なくとも１％のひずみ対微小割れを有しなければならない。同様に航行する船又は頂上が帰られる自動車の窓は、それらが永久的な損傷を被ることなしに折りたたまれるほど、充分可撓性であるべきである。そのようなコーティングを売れるようにするために、蒸着の処理は、安く、信頼でき、再生可能に急速でなければならない。眼科用のレンズ市場で得られたプラスチック製レンズは、アクリル製かポリシロキサンのディップコーティング又はスピンコーティングによって大部分がコーティングされている。これらのコーティングは、コーティングされていないレンズに比べ、コーティングされたレンズの耐摩耗性を非常に改善している。これは、大変に摩耗されやすいポリカーボネートの場合に特に当てはまる。けれども、コーティングされたレンズの耐摩耗性は、未だに眼科用レンズの産業においては重要な問題である。産業の目標は、ガラスレンズと同様の耐摩耗性を示すプラスチックレンズを得ることである。現在の商業的なプラスチックレンズは、ガラスと比べると乏しい耐摩耗性の特質を有する。従って、レンズを購入する時、人は耐摩耗性は良いが重いガラスか、軽いが耐摩耗性に劣るプラスチックとから選ばなければならない。プラズマ蒸着が、上記の湿式化学的方法によって製造されるコーティングよりも、優れた耐摩耗性、化学的不活性等を供給するコーティングを製造することは知られている。例えば、高周波原子炉で容量結合〔動力(powered)〕電極上に基体を置き、基体を強力で低圧のメタンプラズマにさらすことによって、非常に硬い、非晶質のコーティングが容易に製造される。一般にダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）と言われるコーティングは、同様に、基体を、イオン源中で非常に低圧で生成される強力な炭化水素イオンの光線にさらすことによって製造される。高周波プラズマ中でイオンビーム工程において、動力が供給された電極上の陰のバイアス電圧の存在のために基体はプラズマからのエネルギーに満ちたイオンにも照らされる。基体が、動力が供給された電極から離れて置かれる場合は、それらは低イオン放射（２０ｅＶ未満）のみを経験する。コーティングの性質はイオンのエネルギー、即ち、バイアス電圧に依存して敏感であり、高周波の力及び圧力の調製によって制御される。低いバイアス電圧は、一般に柔軟で黄色の重合体性コーティングを製造し、５％を超えるひずみ対微小割れの変形を有し、低い内部ストレスを有する。一方、高いバイアス電圧の下では、コーティングは大変固く（それ故、ダイヤモンド様という用語）、黒く、脆く、高い内部圧縮応力を有する。強力なイオン照射なしで蒸着を生じさせる多くの技術が存在する。いわゆる、プラズマ重合処理において、硬度のようなコーティングの性質の制御は、第一に適当な前駆ガス化学物質、基体温度及びＷ／ＦＭパラメーターを選択することによって達成される。Ｗ／ＦＭパラメーターは、単量体の単位質量当たりのプラズマエネルギーであり、Ｗは力、Ｆは容積で表した流速であり、Ｍは前駆物質の分子量である。Sharma A及びYasuda H.，J．Appl．Polym．Sci.，Vol.38，page741 (1980)参照。一方、イオン補助プロセスは、コーティングの性質に対する多くの制御及びプロセス状態のより広い選択を供給するイオン照射の追加のパラメーターを有する。イオン照射は、密度及び硬度に影響を及ぼすだけでなく、光学上の透明さを決定するコーティングの形態、即ち、光を散乱し、濁りを帯びて見える程度にも影響を及ぼす。細かい砂によって生じた摩耗から柔軟な基体を保護することは、摩耗性試験で用いられるCS10Fテーバー車輪が１ミクロン（１μｍ）を超える厚みを要求することに見られるように、一般に知られている。高い圧縮応力のために、ポリカーボネートのような柔軟なプラスチックの上に、ストレスによるひびなしで0.5ミクロン以上の厚みでＤＬＣを沈殿させることは困難である。柔軟なプラズマ重合体がより厚い厚みで蒸着できる間、炭化水素前駆ガスから製造されたこのタイプのコーティングは、透明性を要求する応用に使うことができない。もし、有機ケイ素フィードガスが炭化水素の代わりに用いられるなら、コーティングの色が大きく低下することはよく知られている。けれども、それぞれSi-O -S又はSi-NH-Si結合を有するアルキルシロキサン又はアルキルシラザンフィードガスを用いる場合は、湿式化学ポリシロキサンコーティングよりも耐摩耗性はよくない。一方、これらの単量体が酸素と混合されると、コーティングの硬度は増加することも良く知られている。アルコキシシラン（Si-O-C結合を有する）の利用も、硬いコーティングを製造することが知られている。ガラス様の耐摩耗性を達成するためにガラスのように硬いコーティングが必要であると一般的に信じられているので、先行技術における重要性は酸素中でシラン又は有機シロキサンの薄い混合物を用いること、又はアルコキシ置換基中で有機ケイ素前駆体を豊富に用いることである。先行技術の多くは、基体バイアスなしでプラズマ重合技術によって実施される。蒸着した種の表面移動を向上させ、より滑らかな、より少ない曇ったコーティングになるので、イオン照射は有益である。マイクロ波のようなプラズマ重合技術においては、基体温度を上昇させることにより同じ効果がえられる。しかし、これは基体の温度安定性によって制限される。更に、プラズマ重合による硬度のコーティングは、高いＷ／ＦＭ及び低圧条件を必要とし、従って、一般的に蒸着速度はイオン補助法よりも低い速度となる。マイクロ波蒸着がイオン補助法と同じ速度を生じることができる間、高い放電力密度はプラズマ中においてサブミクロン粒子を生成することができ、それは曇ったコーティングを引き起こすことができる。A．M．Kryszewski，M.，Prog r．Colloid Polym．Sci.，vol．85，page 91(1991)参照。下記の文献は、コーティング工程及び耐摩耗性コーティングの先行技術を示す。 Zehendeの米国特許第4,085,248号明細書は、第１に、蒸発したＡ１を反射物にコーティングし、次いで、電気放電によって生じた厚いフィラメントから有機ケイ素層を蒸着させる、光学反射物の保護コーティングのためのプラズマ重合法を開示する。 Kubachiの米国特許第4,096,315号明細書は、有機ケイ素ガスのプラズマ重合と、それに続く非蒸着プラズマへの架橋及び緊張緩和とを含む光学重合体基体の上に保護コーティングを生成する方法を開示する。Kubachは、コーティング固有の緊張が、プラスチック上の厚みを３μｍを超えて制限しないことを教示する。 Kaganowiczの米国特許第4,168,330号明細書は、環状シロキサン及び酸素の混合物を活性化することにより（グロー放電により基体のまわりで）基体の上に二酸化ケイ素層の蒸着させる工程を開示する。このプラズマ重合法は、オーディオ／ビデオディスク上の薄い誘電層の蒸着の設計であることが教示される。 Letterの米国特許第4,217,038号明細書は、ポリシロキサンレンズ及び厚さが８０００Å未満の高周波スパッター蒸着されたSiO₂層を有する、酸素透過性で軟らかく柔軟なコンタクトレンズを開示し、クレームしている。Letterは、このコーティングされたレンズが、壊れることなしで、折りたたまれ、曲げられることを教示する。蒸着の工程において、レンズは偏向しておらず、浸透性のあるコーティングは明らかに密集していない。いずれにしても、このような薄いコーティングはわずかな耐摩耗性を供給することが知られている。 Tajimaらの米国特許第4,649,071号明細書は、コーティングの基体側に接着成分を有し、他の側に保護成分を有する、部類分けされた単層の二成分又は多層構造の基体を開示し、クレームしている。このプラズマ重合工程において、コーティングの性質の変化は、フィードガスの組成を変えることにより達成される。 Kieserらの米国特許第4,661,409号明細書は、接着力を改善するためにシロキサン又はシラザンを用いて、大きい表面部位上の硬性のＤＬＣコーティングを引き起こすマイクロ波蒸着法を開示する。 Enkeらの米国特許第4,762,730号明細書は、光学上のプラスチック基体上に透明な保護コーティングを蒸着させるバイアス高周波プラズマ法を開示し、クレームしている。シロキサン又はシラザン単量体、及び酸素の混合物が作られ、酸素の部分圧は、単量体のそれよりも少なくとも５倍大きく、この工程は、本質的に石英と同じ位硬いか又はより硬い二酸化ケイ素コーティングを生成する。 Ovshinskyらの米国特許第4,777,090号明細書は、本質的に基体における炭素及び基体から離れたSiO_x（xは1.6〜2.0）からなる柔軟な基質において組成的に等級分けされたコーティングのマイクロ波蒸着法を開示する。炭素中間層の役割は、接着性を向上させることである。データは、どちらのコーティングが５％のレベルで曇ることができるかを示す。 Sliemeraらの米国特許第4,778,721号明細書は、アルコキシ置換シラン、又は３０％又はそれより少ない酸素とそれらの混合物への単量体を制限することによる、耐摩耗性プラズマコーティングの製造法を開示する。それは、それらのコーティングが、ヘキサメチルジシロキサン等の従来の有機ケイ素から得られたものより硬いことを教示する。この教示によれば、それらのコーティングは、様々な従来のプラズマリアクター中で製造することができるが、その発明は、明らかに、基体にバイアスをかえる設備を有しない、Fletcherらの米国特許第3,847,652 号明細書のリアクターに言及する。 Custerらの米国特許第4,783,374号明細書は、耐摩耗性を生じるコーティングされた粒子、及びシラン、アルケン及び酸素の混合ガス前駆物質から製造された実質的に透明のコーティングを開示する。高周波蒸着及びマイクロ波蒸着の両方が論じられている。この技術によれば、「高周波力の２００Ｗ未満（0.6W/in²陰極面積）への減少は、黄色度数を減少させる」。従って、本明細書におけて証明された「ガラス様」摩耗の実績は、黄色のコーティングをもって達成された。 Benzらの米国特許第4,830,873号明細書は、有機組成物の単量体蒸気を塗布し、放射線の援助により蒸気段階から重合によって電気的ガス放電から保護する層を形成し、次いで、層硬度を改善する基体を添加することにより、薄い透明なコーティングを製造する方法を開示し、クレームしている。。これは、有機ケイ素及び酸素混合物の好ましい範囲が、硬度の二酸化ケイ素様材料を製造する１：８〜１：１６であることを教示する。 Devinsらの米国特許第4,842,941号明細書は、湿った化学品が製造した中間層を用い、二酸化ケイ素等の無機上層をプラズマ蒸着することによってポリカーボネートの上に耐摩耗性コーティングの製造方法を開示しクレームしている。 Reedらの米国特許第4,927,704号明細書は、基体表面上から、有機ケイ素材料を耐摩耗性無機材料へと変化させる、等級分けされた構造で耐摩耗性コーティングを製造するプラズマ法を開示し、クレームしている。微小割れする緊張が、本発明の２度塗り(two coatings)のために測定された。ポリカーボネート上の蒸着、及び有機シリコン及び二酸化ケイ素層のプラズマ蒸着は、両方のコーティングは、緊張のため少なくとも0.5％未満まで落ちた。 Brochotらの米国特許第5,061,567号明細書は、薄い有機ケイ素コーティングが、腐食の保護のためのプラズマ蒸着である、金属又は金属酸化物層を有するガラス製のオブジェクトを開示し、クレームしている。 Bonetらの米国特許第5,093,152号明細書は、プラズマの残光中に基体を置き、基体表面の近くにシリコン含有材料を送りこむことによって、プラスチック基体上に、組成SiC_0-5N_0.3-0.8O_1.3-2.5H_0.5-1.2のコーティングを製造するプラズマ重合を開示する。 Kimockらの米国特許第5,135,808号明細書、同第5,190,807号明細書及び同第5, 268,217号明細書は、光学レンズ、サングラスレンズ、及びバーコードスキャナーウィンドウ等の商業的に役立つ物品である、実質的に光学的に透明なダイヤモンド様炭素（ＤＬＣ）の硬度な外側被覆基体を有する摩損耐性製品を製造するための、炭化水素ガス又は炭素蒸気を用いる、直接イオンビーム蒸着法を開示する。 Lopataらの欧州特許第0299754号明細書は、基体をシステムから電気的に分離し、有機ケイ素化合物、酸素及び不活性ガスを含むプラズマと感光させることによる、シリコン酸化物を基本とするコーティングの蒸着のためのプラズマ重合法を開示する。 Schmidt及びAngusの欧州特許第0395198号明細書は、少量のケイ素、ホウ素、酸素及びフッ素を含有する水素化された又は水素化されていないＤＬＣである、材料組成物を開示する。特許権者は、硬度、滑らかさ、密度、電気伝導性、透過性、接着性及びストレスをどのように制御するかについて詳細に教示するが、伸張性等の光学的性質も、他の機械的性質についても論じていない。 d'Agostinoらの欧州特許第0528540号明細書は、フッ化環状シロキサンから耐摩耗性コーティングを製造する高周波プラズマ法を開示する。プラスチックのための光学的応用に関する上述された先行技術は下記の１又はそれより多くの欠点を有する。 (1)可視域における高くない透過率 (2)水白(water white)でない (3)澄明でない（曇っている） (4)ガラスよりも耐摩耗性が低い (5)高いストレスを受け（＞５×１０⁹dyne/cm²）、コーティングの厚みを制限し、基体中で曲がる (6)非常に柔軟である（＜２ＧＰａ） (7)非常に架橋され、従って、硬くて脆く、ガラスと同等又はそれ以上の硬度（〜６ＧＰａ）を有し、１％未満の微小割れを起こすひずみを有する。非常に粗雑な摩耗でのもろさの欠乏は、ひっかき傷に沿った広い微小割れした区域を生じ、高い、不愉快な光散乱を引き起こす。 (8)耐候性の欠如、特にＵＶ照射に対する不安定発明の概要本発明は、従来技術の欠点を克服する、柔軟な基体上の耐摩耗性の改良されたコーティングを提供する。特に、本発明は、接着力が高く、向上した耐摩耗性、可撓性及び環境耐久性を示す、基体表面上のコーティングを含有する。本発明の製品は、炭素、ケイ素、水素及び酸素原子を含有する、非晶質かつ等角(conformal)相似の耐摩耗性を有するコーティングからなる。コーティングは、窒素を含んでいてもよい。コーティングは、少なくともコーティングが含んでいる分子を含む前駆体ガスから蒸着される。硬度、ストレス及びコーティングの化学は、特定の基体における必要条件及びコーティング製品の性能必要条件に合わせることができる。これらの性質は、本発明のコーティングを、理想的に、サングラス及び眼科用レンズ等のプラスチック基体に適合させる。ガラス様耐摩耗性を有しながら、高い伸張性を示すコーティングが、下記に示す工程によって製造される。本発明のコーティングは、さらなる耐摩耗性、化学抵抗性、バリヤー性を与え、表面摩擦を減少させるために、ダイヤモンドカーボンで上端又は外表面が覆われる。「ダイヤモンド様カーボン」なる用語は、ダイヤモンドと性質が似ているが同じではない、炭素及び水素を含有する非晶質材料を含むことを意味する。これらの性質のいくつかは、高硬度（ＨＶ＝約1000〜5000kg/mm²）、低摩擦係数（約0.1）、電磁スペクトルの大部分に対する透明度、及び化学的に不活性である。ＤＬＣ中の炭素原子の少なくともいくつかは、長い範囲の結晶オーダーを有するものではないが、ダイヤモンドと同様の化学構造で結合している。このＤＬＣ材料は、５０原子％までの水素を含むことができる。ＤＬＣコーティングは硬度で、化学的に不活性であり、滑りやすく、非光学的応用と同様に光学的用途にとって理想的である。本発明のコーティングは、以下に示す物理的性質を示す。 (1)Nanoinstrument，Inc製、ナノインデンター(nanoindentor)で約５０〜約２００ｎｍの範囲の置換で測定した硬度が約２〜約５ＧＰａ； (2)１％より多いひずみ対微小割れ； (3)可視スペクトルにおける８５％を超える透明度。図面の簡単な説明更なる特徴及び利点が、添付図面に示されたように、以下の、本発明の好ましい具体例の詳細な記載より明らかになるだろう。図１は、本発明の被覆基体の製造に用いられるイオンビーム装置を図解する線図であり；図２は、本発明の被覆基体の製造に用いられる高周波プラズマ蒸着装置を図解する線図であり；図３は、硬度と、いくつかの本発明のコーティングのひずみ対微小割れとの関係のグラフであり；図４は、いくつかの本発明のコーティングの硬度の機能としてのテーバー摩耗のグラフである。発明の詳細な説明本発明の製品は、下記(1)〜(4)を提供することにより、従来技術に関連する不都合及び欠点を実質的に減少又は除去する。 (1)多様な可撓性の基体における、高い耐摩耗性、可撓性及び伸張性； (2)レンズ等の光学的に透明なプラスチック基体における、高い光学的透明性の高い耐摩耗性コーティング； (3)大きい面積について容易に測定することができ、大量生産のための高い処理能力を有する工程によって製造することができる被覆基体；及び (4)特定の材料又は幾何学のいずれにも限定されていない基体に蒸着することができるコーティング。本発明の方法は、下記工程からなる：基体を、先ず、汚染物質を除去するために化学洗浄する。第２の工程では、基体を真空チャンバー内に配置し、チャンバー内を脱気する。チャンバー内が真空になった後、炭化水素及び表面酸化物等の残りの汚染物質の除去できるように、表面を活性化するために、基体表面を強力なイオン、又は他の反応性種でエッチングする。基体表面をエッチングした後、Ｃ、Ｈ、Ｓｉ及びＯを含有する、保護耐摩耗性コーティングを、Ｃ、Ｈ、Ｓｉ及びＯを含有する蒸着フラックスを用いることにより蒸着される。蒸着の条件は、コーティングにおいて所望される特性を生じるように調製される。コーティングは、１又はそれ以上の層を含む。ダイヤモンド様炭素は、コーティングの最上層に用いることができる。コーティングの厚みを選択したら、基体上の蒸着工程を終了し、真空チャンバー内の圧力を大気圧まで上昇させ、耐摩耗性が向上した被覆基体をチャンバーから取り出す。本発明の好ましい具体例においては、有機ケイ素又は有機シラザン前駆体ガス及び酸素の混合物が真空チャンバー内に導入され、蒸着条件は、下記の７つの物理的性質を生じるように調整され、下記７つの物理的性質の結合は、先行技術と対比して顕著である。 (1)可視スペクトルにおける透明度が８５％より大きい； (2)ＡＳＴＭＤ１９２５で定義される黄色度指数が５未満、好ましくは2.5未満； (3)ＡＳＴＭＤ１００３で定義される曇り度が、２％未満； (4)Nanoinstrument Inc.製のナノインデンターで約５０〜約２００ｎｍの範囲の置換で測定した硬度が約２〜約５ＧＰａ； (5)ＡＳＴＭＤ１０４４によるテーバー摩耗の際の曇り度の変化が２％未満； (6)ひずみ対微小割れが１％より大きく、好ましくは２％より大きい； (7)圧縮応力が５×１０⁹dynes/cm²未満。可視スペクトルにおける８５％より大きい透明度、５未満の黄色度指数、及びＡＳＴＭＤ１００３により測定した２％未満の曇り度の結合は、本発明のコーティングが眼科用レンズ又はレーザーバーコードスキャナーウィンドウ等の光学的応用への利用に適することを確実にする。２ＧＰａより大きい硬度、１％より大きいひずみ対微小割れ、及び優れた接着性の結合は、テーバー摩耗に関して上記(5)に示されたように、多様な柔軟な基質に優れた接着性を供給する。優れた接着性とともに、５×１０⁹dynes/cm²未満のコーティングの内部圧縮応力を保持する能力によって、多様性ある基体に厚いコーティングを蒸着することができる。柔軟な基体において、優れた摩耗保護をえるためには、コーティングの厚み１ミクロンより大きいことが必要である。コーティングの厚みは、約１〜約１００ミクロンであることが好ましい。保護蒸着層の優れた接着性は、コーティングの蒸着に先んじて表面を原子的にきれいにすることにより製造される。コーティングは、基体への最大の接着性を達成するためのエッチング工程の完成のすぐ後に蒸着するのが好ましい。エッチング工程の達成のすぐ後のコーティング層の蒸着は、真空チャンバー内の残りのガス又は他の汚染物質による、エッチングした表面の再汚染の可能性を最小にする。本発明の好ましい具体例を製造するためのイオンビーム装置を概略的に図１に示す。図１に示したイオンビーム装置を用いた、好ましいコーティング法は、同日出願の同時係属出願、Ser．No. (Docket No．6051/52637)に詳細に示されており、その詳細は本明細書において参考文献として組み込まれる。この方法は、高度の真空チャンバーの内部で実行され、この分野において周知の技術によって組み立てられる。真空チャンバー１は、間に合わせの真空ポンプ（図示せず）による第１のポンプ、及びそれに続く高度の真空ポンプ２によるポンプ輸送により、高度な真空にされる。ポンプ２は拡散ポンプ、ターボモレキュラーポンプ(turbomolecular pump)、低温ポンプ(cryopump)、又はこの分野で周知の高度真空ポンプであることができる。極低温に冷却されたコイルと共に拡散ポンプを用いることは、本発明の製品を生産するための高い真空ポンプ輸送にとって好ましい。炭素吸着剤と共に低温ポンプを用いることは、他の高度真空ポンプよりも、いくぶん不利である。なぜなら、このような低温ポンプは、本発明の製品を製造するために用いられるイオンビーム源による水素の発生能力が低いからである。水素の低能力は、頻繁に、低温ポンプ中に吸着剤を再生させる必要とする結果となる。コーティングすべき基体を基体ホルダー３上に配置して傾け、簡単に回転させ、惑星運動をさせるか、又はそれらを同時に行う。コーティングレンズの製造においては、半球形惑星ホルダーが用いられる。基体ホルダーは、垂直方向又は水平方向、又はそれらの間の何れの角度にも置かれる。基体表面が下に向く垂直方向は、基体の粒子汚染を最小にするので好ましいが、もし、真空ポンプの低い混乱及び注意深いチャンバーの保守等の特別の予防措置が行われるなら、基体は水平方向に配置され、重力によって支えられる。水平方向の配置は、容易に固定することができない小さい基体を容易に固定できるという観点から有利である。この水平方向の幾何学は、最も容易に、図１のイラストを１〜９０°で回転させることによって目に見ることができる。蒸着に先んじて、基体について、イオンビーム源４から生じた強力イオンビームでエッチングを行う。イオンビーム源４は、この分野で周知のいかなるイオンビーム源でもよく、Kaufman型直流放電イオン源、高周波又はプラズマ放電イオン源、マイクロ波電子サイクロトロン共鳴イオン源が含まれ、それぞれは、１、２又は３のグリッドを有し、又は、米国特許第４,８６２,０３２号明細書のHall Accelerator and End Hallイオン源等のグリッドのないものが含まれる。記述されたものは、本明細書において参考文献として組み込まれる。イオンビームは、典型的にはニュートラライザー(neutralizer)（図示せず）中へ電子を導入することにより中性に荷電しており、熱電子フィラメント、プラズマ橋、くぼみ陰極又はこの分野で周知の他の型のものである。イオンビーム源４は、イオン源プラズマチャンバー内に直接ガスを導入するための入り口５及び６を供給される。５は、スパッターエッチングに用いられるアルゴン、クリプトン及びキセノン等の不活性ガスの導入のために用いられる。更に、スパッターエッチングの段階において、酸素は、入口６に導入されるかもしれず、独立に用いられるか、化学的に補助的なスパッターエッチング、例えばプラスチック基体を供給するために不活性ガスと混合される。入口６は、コーティング蒸着に用いられる炭化水素（メタン、アセチレン、シクロヘキサン）、シロキサン、シラザン、酸素、窒素、アンモニア、及び同様のガスの導入のために用いられる。コーティング蒸着に際し、活性ガスは、得られたコーティングの性質を修飾しイオン源の安定性を向上させるために、不活性ガスと混合される。活性ガスも、また、イオン源プラズマチャンバーから離れて導入されるが、入口７によってイオンビームに導入することもできる。入口７は、反応ガスの導入のための多数の穴を含有するか、または、ガス分布輪になっていることもできる。最後に、例えば、酸素及びアンモニア等の蒸着に用いる活性ガスは、入口８によって基体上に、又は基体の近くに、又は入口９によってチャンバー内に導入される。入口８によって導入された活性ガスは、蒸着の際のコーティング表面における化学反応によってコーティングの性質を修飾する。更に、蒸着速度及びコーティング機の処理能力を向上させるため、多数のイオン源４が利用され、同時に操作される。イオン源の操作は、異なるコーティング材料がそれぞれのイオン源から蒸着されるように、そのケースによって配列することができる。米国特許第４，４９０，２２９明細書に記述されたように、付加的なイオン源（図示せず）を、フィルムの性質を変化させるために、コーティング蒸着の際に基質をいっしょに攻撃させるために用いることができる。イオン補助プラズマ蒸着装置の例を、図２に図示した。コーティングは、当業界において周知の技術によって組み立てられた真空チャンバー２１内で行われる。真空チャンバー２１は、真空ポンプ(図示せず)に結合した真空ポンプ排気口２２を用いて、真空にされる。ポンプは、メカニカルポンプ又はメカニカルポンプ／ルートブロアーポンプシステムであることができる。示したシステムにおいては、基体は、設置されたチャンバー２１の付加的な電極（図示せず）及び又は壁が帰路の部分である間、高周波電源２４の活性アウトプットに結合したバイアス電極２３上に直接置かれる。本発明の製品の生産に用いられる、電極及びチャンバーの外形は、多種類ある。プラズマ蒸着によるコーティングに先がけ、基体を強力イオン及び／又はプラズマ２６中で生じた反応種でエッチングする。プラズマは、典型的には、コーティングすべき基体により、不活性ガス（例えば、アルゴン）又は活性ガス（例えば、水素又は酸素）を用いて製造される。エッチング工程に用いられるガスは、ガス導入システム２５を通して導入される。基体のエッチングの後、蒸着工程が開始する。前駆体ガスが、当業界において周知の多数の方法によってチャンバー内に導入される。例えば、揮発性前駆体は、種々のタイプの容器内で加熱され、容量を測定しながら、又は、特別の流量制御装置によって、真空チャンバー内に直接導入される。前駆体ガスは、ガス導入システム２５を通してプラズマ２６内に導入される。操作圧力は、典型的には、約１０^-3Torr〜約１Torrの範囲であり、それは、ガスの流れ及びポンプの速度によって決定される。ポンプの速度は、ポンプ排気口中の調節できる絞りによって調節できるかもしれない。低温トラップ（図示せず）が、濃縮前駆体の速度を向上し、ポンプを汚染物質からほごするために、ポンプシステムに含まれる。この具体例においては、ガス分子、及び高周波電界中で振動する自由電子が衝突することによって、プラズマが開始し維持される。プラズマ維持の他の方法は、マイクロ波又は直流放電等として知られている。コンデンサーを通じて電源２４と結合する容量性結合電極２３は、地面に比例して、直流電位を発達させることができる。こ電位の相違は、バイアス電圧に関係し、外部回路によって測定することができる。電極表面積に多いな相違のある、高度の非対称容量性結合電極システムにおいては、バイアス電圧は、より小さい電極に衝突する、イオンのエネルギーの近似の測定である。もし、伝導体が電極２３の上に置かれるなら、それは、実際には電極２３の部分になって、少しの限界をもって、その形状にかかわらず、一様に覆うことができる。プラスチックのシート又はフィルムは、それを、電極２３と密接に接触させることにより容易にコーティングすることができる。本発明の製品の好ましい製造方法は、バッチタイプの真空蒸着システム、ロードロック蒸着システム又はインライン工程真空蒸着チャンバーで実施することができる。上記バッチタイプの真空蒸着システムにおいては、主要な真空チャンバーが脱気され、一群の部品の蒸着後にチャンバーは大気圧にもどされる。上記ロードロック蒸着システムにおいては、主要な真空蒸着チャンバーは常時減圧下に維持されるが、被覆されるべき一群の部品が真空−空気ロードロックを通じて蒸着ゾーンの中及び外を往復する。上記インライン工程真空蒸着チャンバーにおいては、一群の部品が、異なるポンプゾーンを通じて大気から蒸着チャンバーに流入し、異なるポンプゾーンを通じて大気圧に戻る。本発明のコーティングの好ましい蒸着法においては、残留炭化水素及び他の好ましくない材料等の汚染物質を、製造し処理すべき基体から除去するために、先ず、基体を化学洗浄する。超音波洗浄、又はこの分野で知られている水性洗剤が効果的である。洗浄操作の詳細は、製造及びそれに続く処理の後に残る汚染の性質に依存する。化学洗浄工程が、表面の汚染物質及び残留物を取り除くことに効果的であること、また、コーティングの結果として生じる接着性が乏しいことは重大である。工程の第２段階において、基体を真空チャンバー内に挿入し、チャンバー内の空気を脱気する。イオンビーム蒸着の場合は、典型的には、真空チャンバー内を１×１０^-5Torr以下の圧力にまで真空とし、チャンバー内の水蒸気及び他の汚染物質の除去を確実にする。けれども、次の工程の開始に先んじて達成すべき必要な真空の程度は、実験によって決定されるべきである。高周波プラズマ蒸着の場合は、５×１０^-3Torr以下の圧力まで真空にする。真空の正確な程度は、基体材料の性質、スパッターエッチングの速度、真空チャンバー内の残留ガスの構成、及びコーティング処理に依存する。必要以上に低圧まで真空とするのは好ましくなく、処理を遅くし、コーティングシステムの処理能力を減少させる。工程の第３段階において、基体表面は、例えば、炭化水素、表面酸化物及び第１段階で除去されない好ましくない材料等の残留汚染物質を除去するため、及び表面を活性化するために、強力イオンに衝撃を加えられるか、又は反応種にさらされる。この基体表面のエッチングは、基体表面及びコーティング層の間の高い接着力を達成するために必要である。エッチングは、アルゴン、キセノン及びクリプトン等の不活性ガスで行われる。更に、エッチングを行い、表面を活性化するために、水素及び酸素を不活性ガスに加えるか、又は独立に用いることができる。典型的には、能率的且つ迅速なイオンスパッターエッチングを達成するためには、イオンエネルギーは２０ｅＶより大きい。２０００ｅＶのような高いイオンエネルギーが用いられるが、５００ｅＶ未満のイオンエネルギーは表面に、最小量の原子スケールの損傷を生じる。基体表面をエッチンク化た直後に、強力イオン、及びＣ、Ｓｉ、Ｈ、Ｏ及び任意にＮを含有する蒸着溶媒によって、基体上にコーティング層を蒸着させる。蒸着溶媒は、原子Ｃ、Ｓｉ、Ｈ、Ｏ及び任意にＮを含有する前駆体ガスを導入することによって形成される。前駆体ガスは、例えば、他の不活性ガス（例えば、アルゴン）と混合されてもよい。前駆体ガスは、プラズマ又はイオンビーム中で活性化される。活性化の例は、単純な電子剌激、イオン化、他の種との化学反応、電子的に剌激されるイオン及び中性原子、電子的に剌激される単純なイオン種又は中性種への分解を含むが、それらに限定されない。イオンはプラズマ又はイオン源から抽出され、約１０〜約１５００ｅＶのエネルギーによってコーティングされる表面を攻撃する。イオン衝突エネルギーは、イオンの起源点及び試料の間の電界、基体上のイオンの衝突に先立つイオン及び他のイオン性又は中性種との間に生ずる衝突によるエネルギーの消失に依存する。他の活性化種も基体表面で濃縮されるかもしれない。中性種は、中性起源に依存する、多種のエネルギー（熱から１００ｅＶまで）によって、表面を攻撃するだろう。高度の強力蒸着工程は、高度の接着力、高密度及び硬度のコーティングを基体表面上に生じさせる。密度、硬度及びコーティングの他の性質は、全て、使用した前駆体ガスと同様に、蒸着工程のエネルギーに依存する。イオンビーム工程において、主要なコントロールパラメーターは、ケイ素前駆体ガス流量、酸素ガス流量、ポンプの速度、ビームエネルギー及び電流密度である。イオン補助プラズマ工程において、主要なコントロールパラメーターは、酸素とケイ素との流量比、バイアス電圧及び基体温度である。けれども、後者の実用的な範囲は、プラスチックのような敏感な基体では温度に制限される。コーティングの性質に影響を及ぼす他の工程パラメーターは、全流量比、放電力、圧力、電極の大きさ及び形態、及び外部磁界の存在である。好適なケイ素前駆体の例は、以下のものである：ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン及びそれらの混合物。好ましい実施例においては、これらのシロキサン及びシラザン前駆体ガスが酸素と混合され、プラズマ又はイオンビーム条件が本発明のコーティング材料を達成するように調製される。本発明の領域におけるコーティングの性質の例を図３に示し、ひずみ対微小割れと硬度との関係が、ポリカーボネート基体上に高周波プラズマ法によって蒸着されたコーティングのシリーズとして示される。コーティングは、多種の酸素／ヘキサメチルジシロキサン混合物、及び高い酸素／ヘキサメチルジシロキサン流量比で製造される硬い材料から製造される。工程の条件の詳細は実施例Ａによって供給される。これらのデータは、硬度と可撓性との逆相関を示す：柔軟な材料は可撓性の傾向があり、硬度な材料は一般的にそうでない。しかし、驚くべきことに、General Electric's Margar MR5（商業的に得られるポリシロキサンコーティング）は柔軟で、且つ脆い。ＭＲ５のひずみ対微小割れ／硬度の性能を図３に示す。他の化学的ポリシロキサンコーティングは同様に行われることが分かった。予備的固体核磁気共鳴の特性及び密度の測定は、高度の架橋結合したMargard MR 5は、まだ低い密度を有するが、下記の実施例Ａに示されるコーティングは高度に架橋結合していないが高い密度であることを示している。これは、なぜ、MR 5が柔軟だが脆く、本発明のコーティングがより硬く可撓性であるかを説明するかもしれない。図３に示される結果は、高いＯ₂／有機ケイ素流量比を用いた高密度有機SiO₂ のイオン補助蒸着が硬度で脆い材料を形成することを示唆する。これらのデータに基づき、テトラメトキシシラン等の酸素リッチな有機ケイ素前駆体も高度に架橋結合し脆い材料を形成する（特に、コーティングがプラズマ重合工程により製造される場合）ことが議論される。イオン衝突が生じない場合は、温度感受性基体上の高密度コーティング蒸着は、単量体断片の高い度合いを引き起こし、従って、高い架橋密度を有する、高度のＷ／ＦＭ条件を要求する。図４には、下記の実施例Ａに示される、高周波プラズマ蒸着したコーティングのテーバー耐摩耗性能(CS10 wheels，300 cycles，500g/wheel)が、コーティングの高度の機能として表示される。図４には、ＭＲ５及び板ガラス（Ｓ−３１）のデータも示した。全体として予期しないことに、２ＧＰａと同じくらい低い硬度の本発明のＲＦプラズマ蒸着したコーティングが、より硬度の板ガラス（６ＧＰａの硬度を有する）よりも小さいか又はより少ない損傷として、この厳しい摩耗試験を経験することが見出された。２ＧＰａより大きい硬度を有するコーティングは、明らかに、ＭＲ５よりもよい耐摩耗性保護を供給する。更に、これらのコーティングは大変良い光学的性質を有し、図３に示すように柔軟である。事実、驚くべき耐摩耗性能がこれらのコーティングのひずみ対微小割れの高いひずみに起因している。柔軟な基体は、すり減った隆起部分の侵入に対するコーティングのための少量の機械的支持を供給する。被覆基体の境界面でのテンシル破断によって開始する、コーティングの失敗の始まりは、もろいコーティングの侵入度で生じる。更に、脆いコーティング中の深いひっかき傷は、通常、全てが光を散乱する傾向がある残骸、ぎざぎざの縁、及び広いひっかき傷の溝を形成するために目立っている。これらの結果は、Nano Instruments nanoindentorを用いたスクラッチ試験によって立証される。このスクラッチ試験において、本発明のコーティング上のひっかき傷の幅は、ガラス及び他の商業的に得られる重合体基体上のコーティングに比べ、最も小さいものであった。以下は、耐摩耗性コーティングのいくつかの異なる形態を記述する。最も簡単なケースでは、コーティング工程中に蒸着条件を変化させず、結果として単層コーティングとなる。単層コーティングは、必要とされる耐摩耗性を供給するために、約１〜約１００ミクロンの厚さである。異なる基体材料の多様性は、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アクリル、「ＣＲ−３９」として知られているポリ（アリルジグリコールカーボネート）、それらの共重合体、それらの混合物、銅、しんちゅう及びアルミニウム等の柔軟な金属等でコーティングされるが、それらに限定されない。このコーティングから得られる製品は、サングラスレンズ（プラノレンズ及び眼科用）、安全レンズ、眼科用レンズ、バーコードスキャナーウィンドウ及びしんちゅうスイッチプレート等の装飾的なハードウエア等を含むがそれらに限定されない。重合体基体は、アクリル又はポリシロキサン重合体等の材料（これらに限定されない）からなる１０ミクロン未満の厚みの接着が向上した層によってコーティングされる。第２のケースでは、最上層としてＤＬＣを有する多層コーティングが蒸着される。ＤＬＣは最高の耐摩耗性材料である。従って、本発明のコーティングは、ＤＬＣのために優れた接着層である。ＤＬＣ層の蒸着前に基体上に蒸着されるケイ素原子を含有する材料の中間層の蒸着が、最高の耐摩耗性を有し、高い接着性を有するＤＬＣ層となることが見出された。中間層材料中のケイ素原子とＤＬＣ層中の炭素原子との反応が、優れた接着性を示すのに重要であると一般的に信じられている。従って、本発明のコーティングはＤＬＣのために優れた接着性を有する。真空チャンバーの残留ガス又は他の汚染物質で中間層表面の再汚染の可能性を最小にする接着促進層の蒸着の直後にＤＬＣ層を蒸着させるのは好都合である。ＤＬＣ層の厚みは約５０Å〜約１００ミクロンの間であることができる。５０Å オーダーの、薄いＤＬＣコーティングはＤＬＣ層の主要な機能が低摩擦表面又は化学保護を供給するのに有用である。窒化ホウ素、酸化スズ、インジウム酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の他の低摩擦層が本発明において用いられる。厳格な摩耗からの保護が必要な場合は、厚いＤＬＣ層が有用である。本発明のＤＬＣコーティング層の形成には、米国特許第４,３８２,１００号明細書に記載された直接イオンビーム蒸着、高周波プラズマ蒸着等の種々の蒸着法が用いられるがこれらに限定されない。メタン又はシクロヘキサンは炭化水素源ガスとして好ましいが、アセチレン、ブタン及びベンゼン等の他の炭化水素ガスも同様に用いられる。水素、及びアルゴン、クリプトン及びキセノン等の不活性ガスが、ＤＬＣフィルムの性質を修飾するためにイオン源に導入される。ＤＬＣ蒸着工程に用いられるイオン衝撃エネルギーは、約２０ｅＶ〜約１０００ｅＶの範囲である。約２０ｅＶ〜約３００ｅＶの範囲のイオンエネルギーは、蒸着の際の基体の加熱を最小限にするために最も好ましい。他のケースでは、耐摩耗性コーティングは、少なくとも２つの異なる屈折率の材料からなる複数の層を含有する。本発明のコーティングは、例えば、約1.5の屈折率、又は高い屈折率の層の何れをも用いることができる。更に、二酸化チタン、及び酸化ジルコニウム等の、この分野で知られている屈折率の高い光学材料が高い屈折率の層として用いられる。もし、先行技術において知られているように、適切にデザインされ、蒸着されると、コーティングは可視スペクトルにおいて非反射的である。更に、高い反射コーティングは、先行技術に知られているのと同様の方法でデザインされ、蒸着することができる。異なる屈折率の材料は、例えば、前駆体ガス、圧力等の蒸着条件を変えることにより製造することができる。いったん、最上コーティング層の厚みの選択が行われると、基体上の蒸着工程が終了し、真空チャンバーの圧力が大気圧まで上昇し、コーティングされた基体が真空チャンバーから取り出される。以下に示す実施例は、本発明の方法の優れた性能を説明する。実施例は、説明のためだけであって、どんな場合でも、請求の範囲を制限することを意味しない。実施例Ａ本実施例においては、一連のコーティングを、Plasmalab 80高周波ダイオードリアクターの動力電極にセットした直径17.78cm(7 インチ)の光学的グレードのポリカーボネートディスク〔0.3175cm(1/81／8インチ)厚み〕上に蒸着した。基体は、ポンプを留める前に最後のステップとして除去される保護ラップ付きのものを購入した。それぞれの作業において、真空チャンバーを５×１０^-3Torr未満の圧力まで脱気した。それぞれの基体を、酸素プラズマ中(100mTorr、50ワット( W))で２分間プラズマ洗浄した。これによって、ポリカーボネートのほとんど３０００Åを除去した。酸素プラズマを消火し、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）及び酸素の混合物を真空系の中に入れた。パワーを３００Ｗにセットした。蒸着の最初の３０秒間、圧力を５×１０^-2Torrに維持し、蒸着の残りの１０分間は、１×１０^-1Torrで行った。５×１０^-2Torrにおいては、−４５０Ｖのバイアスが測定される（電極がさらされた状態で）が、１×１０^-1Torrでは−４００Ｖであった。電極温度を２０℃に維持した。チャンバーを排気し、基体を取り除出した。圧入硬度の測定をNanoinstrumentsナノインデンターを用いて行った。ひずみ対微小割れの測定は、各々の試料の１ｃｍ×１０ｃｍに切られた切片を、４点曲げ固定具上で曲げることによって実行し、微小割れ開始を視覚的に決定した。ひずみ対微小割れの値は、半径から計算した。試料は５００ｇの重さを用い３００サイクルのＣＳ１０ハンドルでテーバー摩耗を測定した。曇り度は、ガードナーハーズメーターを用いてＡＳＴＭＤ１００３に従って得た。黄色度指数の値(Y₁)はＡＳＴＭＤ１９２５に従って可視範囲の透過スペクトルから計算した。ひずみ対微小割れ及びテーバー摩耗の結果を、圧入硬度の機能として、それぞれ図３及び図４に示し、他の性質を下記表１に示した。ＨＭＤＳＯ及び酸素から製造した３種類のコーティングは、ガラスよりも可撓性で且つ軟らかいものであるが、優れた耐摩耗性を示した。それらは、可視領域において高い透過度を示し、黄色度指数及び曇り度ががそれぞれ５及び２％であるという点で優れた光学的性質を示した。。黄色度指数は、試料を製造してから数日後に得た。この研究の間、視認識できる黄色度（２.５より大きい黄色度指数を有する）を有する生産された、高周波蒸着有機ケイ素試料、特に有機シロキサンフィードガスから製造される試料は、周囲の状態にさらされる時、有意な色の減少は観察されなかった。実施例Ｂ２枚の５.０８ｃｍ（２インチ）×５.０８ｃｍ（２インチ）×０.３１７５ｃｍ（０.１２５インチ）の平らなＣＲ−３９基体、ＣＲ−３９レンズ、５.０８ｃｍ（２インチ）×５.０８ｃｍ（２インチ）×０.３１７５ｃｍ（０.１２５インチ）のポリカーボネート基体、及び７.６２ｃｍ（３インチ）直径のＳｉ（００１）ウェハーをイソプロパノール中で超音波洗浄し、窒素ガスで乾燥させた。試料をカプトンテープ(Kapton tape)で４５.７２ｃｍ（１８インチ）の直径のアルミニウム板上にのせ、次いで、該板をステンレス鋼真空チャンバーに取り付け、次いで、２５.４ｃｍ（１０インチ）直径の拡散ポンプにより４.４×１０^-5Torr の圧力に減圧した。試料をEnd Hallイオン源(Markll Commonwealth Scientific として製造されたもの）中で生成したアルゴンイオンビームで、イオン源のプラズマチャンバーに直接導入された１０ｓｃｃｍのアルゴンガスを用いて、５分間スパッター蒸着させた。陽極電位は３０Ｖで、電流は５.８アンペアであった（イオンビーム電流は約１.１５アンペア）。End Hallイオン源の電源は、３ｓｃｃｍのアルゴンガスで作動する中空陰極であった。基体のスパッターエッチング後、約１６ｓｃｃｍのオクタメチルテトラシロキサンを、イオン源から約２.５４ｃｍ（１インチ）下流に位置するノズルを通じてアルゴンビーム中に導入した。陽極電位は、５８Ｖであり、陽極電流は５.８アンペアであった（イオンビーム電流は約１.５アンペア）。上記条件で３.５分の操作後、１０ｓｃｃｍの酸素ガスを導入した。更に３０秒の操作後、酸素流量を３０ｓｃｃｍに増加した。更に３０秒後、酸素流量を５０ｓｃｃｍに増加した。更に３０秒後、酸素流量を７０ｓｃｃｍに増加し、アルゴンガスを留めた。陽極電位は５６Ｖであり、陽極電流は５.７２アンペアであった（イオンビーム電流は約１.５アンペア）。チャンバー圧力は１.４５ ×１０^-3Torrであった。最初にオクタメチルシクロテトラシロキサンを導入してから４０分後、イオン源プラズマ及びイオンビームを止めた。チャンバーを大気圧にし、試料を取り出した。コーティングされた試料は、可視光で見ると、透明であった。約５.５ミクロンのコーティングが蒸着された。コーティングの応力は７.７×１０⁸dynes/cm²であった。ＣＲ−３９試料上で測定した曇り度は０.４％未満であった。コーティングされたＣＲ−３９の５.０８ｃｍ（２インチ）×５.０８ｃｍ（２インチ）×０.３１７５ｃｍ（０.１２５インチ）片をＣＳ−１０Ｆハンドル（全量１ｋｇ）で５００ｇ荷重を用いたテーバー摩耗機で試験を行った。５００サイクル後、曇り度の変化は０.６５％と決定された。同一の方法におけるガラス試験は５００サイクル後０.６９％の曇り度の変化を有した。コーティングは、炭素、ケイ素、酸素及び水素を含有していた。実施例Ｃ２枚のＣＲ−３９レンズ、及び５.０８ｃｍ（２インチ）×５.０８ｃｍ（２インチ）×０.３１７５ｃｍ（０.１２５インチ）のＣＲ−３９辺をイソプロパノール中で超音波洗浄し、窒素ガスで乾燥した。試料をカプトンテープで４５.７２ｃｍ（１８インチ）の直径のアルミニウムディスクにのせた。該ディスクは、２５.４ｃｍ（１０インチ）の拡散ポンプで吸入排出されるステンレスは鋼真空チャンバーに取り付けた。チャンバーは１.６×１０^-5Torrの圧力に減圧した。試料をEnd Hallイオン源中で生成したアルゴンイオンビームで、イオン源のプラズマチャンバーに直接導入される、１７.５ｓｃｃｍのアルゴンガスと、実施例Ｂで使用したEnc Hallイオン源において発生したアルゴンイオンビームを使用して、８００Ｖの陽極電位と４.２２アンペアの陽極電流(イオンビーム電流は約０. ８５アンペア)とともに、５分間スパッターエッチングさせた。End Hallイオン源の電源は中空陰極であった。イオンビームを遮断するため、イオン源と基体との間にシャッターが置かれ、イオン源のプラズマチャンバー中に１００ｓｃｃｍの酸素ガスを流し、アルゴンガスを止め、オクタメチルテトラシロキサンを、イオン源から約２ .５４ｃｍ（１インチ）下流に位置するノズルを通じてチャンバー内に導入した。陽極電位は７２Ｖであり、陽極電流は５.５７アンペアであった（イオンビーム電流は約１.２アンペア）。工程中の圧力は１.２５×１０^-3Torrであった。上記条件で７２分操作した後、イオン源プラズマ及びイオンビームを止め、チャンバー圧力を大気圧にし、試料を取り出した。試料は、可視光で見ると、水白であった。コーティングの厚みは７.６ミクロンであり、圧縮応力は５.７×１０⁸/cy nes/cm²であった。コーティングの硬度（ナノインデンテーションで測定した）は３.４ＧＰａであった。参考のために、同じ技術で測定した石英の硬度は１０ＧＰａであった。実施例Ｄ薄いＰＥＴフィルム〔０.５１５ｃｍ（０.００５インチ）〕をPlasmalab 80リアクター中で、殆ど平らで、わずかに曲がったサドル型電極上で張架した。１分間のＯ₂プラズマ前処理(0.1Torr，50w)後、ヘキサメチルジシロキサン：酸素の１：１混合物（それぞれ１００ｓｃｃｍ）を、チャンバー内に導入し、０.１５T orrの圧力の下で、２５０Ｗの電力及び２０℃の電極温度で、蒸着を４分間行った。無色清澄な約４μm被覆が製造された。この試料のＰＥＴ側を０.０７６２ｃｍ（０.０３インチ）の柔軟なＰＶＣフィルムにラミネートした。得られた物品は大変柔軟で、損傷なしで曲率半径０.３ｃｍ未満まで曲げられ、積層物のコーティングされた側は、スチールウールの＃０までの耐引っかき性を有していた。ＰＥＴフィルム基体上の同様のコーティングは、テーバー耐摩耗性においてガラス様耐摩耗性を示した。実施例Ｅ２枚の５.０８ｃｍ（２インチ）×５.０８ｃｍ（２インチ）×０.３１７５ｃｍ（０.１２５インチ）の平らなＣＲ−３９基体、ＣＲ−３９レンズ、５.０８ｃｍ（２インチ）×５.０８ｃｍ（２インチ）×０.３１７５ｃｍ（０.１２５インチ）のポリカーボネート基体、及び２０.３２ｃｍ（８インチ）直径のＳｉ（００１）ウェハーをイソプロパノール中で超音波洗浄し、窒素ガスで乾燥した。試料をカプトンテープで２１.５９ｃｍ（８.５インチ）の直径のディスク上にのせ、次いで、該ディスクをプラネタリードライブ上のステンレス鋼真空チャンバーに取り付け、次いで、２５.４ｃｍ（１０インチ）直径の拡散ポンプにより５×１０^-6Tor rの圧力に減圧した。試料をEnd allイオン源（上記実施例で用いた）中で生成したアルゴンイオンビームで、イオン源のプラズマチャンバーに直接導入された３ｓｃｃｍのアルゴンガスを用いて、２分間スパッターエッチングした。陽極電位は５０Ｖであり、電流は５.６アンペアであった。End Hallイオン源の電源は、３ｓｃｃｍのアルゴンガスで作動する中空陰極であった。基体のスパッターエッチング後、約１６ｓｃｃｍのオクタメチルテトラシロキサンを、イオン源から約２.５４ｃｍ（１インチ）下流に位置するノズルを通じてアルゴンビーム中に導入した。陽極電位は５９Ｖであり、陽極電流は５.８アンペアであった（イオンビーム電流は約１.５アンペア）。上記条件で３.０分操作した後、７０ｓｃｃｍの酸素をイオン源のプラズマチャンバー内に導入し、アルゴンの流量を０.０ｓｃｃｍに減少した。陽極電位は５８Ｖであり、陽極電流は５.７９アンペアであった（イオンビーム電流は約１.５アンペア）。チャンバー圧力は１.４５×１０^-3 Torrであった。最初にオクタメチルシクロテトラシロキサンを導入してから４０分後、イオン源プラズマ及びイオンビームを止めた。チャンバーを大気圧にし、試料を取り出した。被覆された試料は、可視光で見ると、透明であった。試料上には、約４.８ミクロンのコーティングが蒸着した。コーティングの応力は６.４×１０⁸dynes/cm²であった。コーティングの引張ひずみ対微小割れは、４点曲げ技術を用いて測定した。即ち、１ｃｍ×１０ｃｍの被覆されたポリカーボネート片を、２０.３２ｃｍ（８インチ）の直径円板に切断し、曲げ装置の４点にのせた。試料を、コーティングの微小割れが観察されるまで曲げた。曲率半径を測定し、ひずみを計算した。結果は、ひずみ対微小割れが２.１〜２.２％であることを示す。全ての実施例は、ケイ素、炭素、酸素及び水素を含有する、高い光学的透明ど、透明、低いひずみ、接着性、硬度及び耐摩耗性を有するコーティングを示し、その被覆は、高い蒸着速度でプラスチック基体に蒸着できた。これらのコーティングは湿式化学的に製造されたポリシロキサンコーティングとガラスとの間の硬度を示した。ケイ素、炭素、酸素及び水素を含有するコーティングをプラスチック基体上に設けると、テーバー耐摩耗性試験の結果はガラスと均等になった。これらのコーティングは、向上した接着性を要求する光学的プラスチック基体（例えば、プラスチック製サングラス又は眼科用レンズ）の用途に特に有用である。窒素を含有する同様なコーティングも製造できる。これらの材料を製造するイオンビーム法の利用のユニークな利点は、ひずみ及び硬度の関係である。この分野においては、ひずみと硬度とがしばしば強い関係を有することが知られている。一般には、圧縮応力が大きいほど、材料は硬くなる。酸素イオンビームにシロキサン前駆体を導入することによって製造されたＳｉ、Ｃ、Ｏ、Ｈ材料の場合は、シロキサン前駆体に対する酸素の比を増加することによってコーティングの硬度が増加し、同時に圧縮応力が減少することが見出された。この方法によれば、引張応力の下、又はストレスのない状態で硬く且つ耐摩耗性を有するコーティングを製造することが可能となる。これは、強力な蒸着工程の意外な結果、及びイオンビーム工程の重要な技術的利点である。硬度を増加させると圧縮応力が減少することは、酸素イオンにより成長する表面から炭素がエッチングされること、又はイオンビーム中の活性化酸素からの炭素のエッチングのためであると信じられている。蒸着されたコーティング中の炭素信号が、シロキサン前駆体の流量に対する酸素流量を増加させることによって減少することがEnergy Dispersive Spectroscopyによって観察された。硬度を増加させる圧縮応力の減少は、本発明のイオンビーム工程に特有である。本発明のコーティングを蒸着するために、高周波プラズマ又はイオンビーム工程を用いると、基体温度を低く維持しながら早い蒸着速度が達成される。コーティングは非常に接着性であり且つ最高の耐摩耗性を有する。例えば、ガラスと同等の耐摩耗性を有するレンズ等のコーティングプラスチック基体を製造することができる。得られる高いコーティングの蒸着速度のために、本発明は経済的な製造方法を提供する。上記の記載から、この分野の通常の熟練者は、容易に、本発明が、光学的プラスチック等の多様な基体上に高い保護及び耐摩耗性のコーティングを製造する改良方法を提供することを確認できる。本発明の高度に重要な利点は、コーティングの高度の接着性、高度の耐摩耗性、高度の透明性、高度のひずみ対微小割れ、及び大量生産の容易さ及び適応性を含有する。本発明の精神及び範囲から離れないで、この分野の通常の熟練者が、種々の利用及び条件に適合するように種々の変化及び修飾をすることができる。そのような、これらの変化及び修正が適切であって、そして、以下の請求の範囲の完全な範囲を意図する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者キーモックフレッドエムアメリカ合衆国ペンシルバニア州 18062 マックンギーマグノリアサークル 2961 (72)発明者ダニエルスブライアンケニスアメリカ合衆国ペンシルバニア州 18049−4233 エーマウスクレストウェイ 915 【要約の続き】り出す。

Claims

【特許請求の範囲】１．基体と、炭素、水素、ケイ素及び酸素を含む耐摩耗性コーティング材料とを含有する耐摩耗性の被覆基体製品であって、上記耐摩耗性コーティング材料が、約２〜約５ＧＰａの範囲のナノインデンテーション硬度及び約１％より大きいひずみ対微小割れを有することを特徴とする、製品。２．耐摩耗性コーティング材料が可視スペクトルにおいて８５％を超える透明度を有する、請求項１記載の製品。３．上記耐摩耗性コーティング材料が、ＡＳＴＭＤ１０４４に記載されたテーバー摩耗性を測定する間、ＡＳＴＭＤ１００３によって記載された曇り度の変化が２％未満である、請求項１記載の被覆基体製品。４．耐摩耗性コーティングの厚みが、約１μｍ〜約１００μｍの範囲である、請求項１記載の製品。５．被覆基体製品が、視覚矯正眼科用レンズである、請求項１記載の製品。６．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項５記載の製品。７．被覆基体製品が、プラノレンズである、請求項１記載の製品。８．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項７記載の製品。９．被覆基体製品が、サングラスレンズである、請求項１記載の製品。 10．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項９記載の製品。 11．被覆基体製品が、安全レンズである、請求項１記載の製品。 12．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項１１記載の製品。 13．被覆基体製品が、バーコードスキャナーウインドウである、請求項１記載の製品。 14．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項１２記載の製品。 15．上記基体が金属及び重合体を含む群から選択された材料を含有する、請求項１記載の方法。 16．上記基体が重合体であり、上記被覆基体製品が、更に、上記基体と上記耐摩耗性コーティングとの間に、接着力を改良する重合体層を含有する、請求項１記載の製品。 17．上記重合体基体がポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アクリル、ＣＲ−３９、それらの共重合体及び混合物からなる群から選択される、請求項１６記載の製品。 18．接着力を改良する重合体層が、アクリル重合体及びポリシロキサン重合体からなる群から選択される、請求項１７記載の製品。 19．上記接着力を改良する重合体層が約１０μｍ未満の厚みである、請求項１６記載の製品。 20．上記耐摩耗性コーティングの厚みが、約１μｍ〜約１００μｍの範囲である、請求項１６記載の製品。 21．上記被覆基体製品が、視覚矯正眼科用レンズである、請求項１６記載の製品。 22．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項２１記載の製品。 23．上記被覆基体製品が、プラノレンズである、請求項１６記載の製品。 24．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項２３記載の製品。 25．上記被覆基体製品が、サングラスレンズである、請求項１６記載の製品。 26．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項２５記載の製品。 27．上記被覆基体製品が、安全レンズである、請求項１６記載の製品。 28．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項２７記載の製品。 29．上記被覆基体製品が、バーコードスキャナーウインドウである、請求項１６記載の製品。 30．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項２９記載の製品。 31．上記耐摩耗性材料材料が、窒素をも含有する、請求項１記載の製品。 32．基体と、炭素、水素、ケイ素及び酸素を含む耐摩耗性コーティング材料とを含有する、光学的に透明な耐摩耗性の被覆基体製品であって、上記耐摩耗性コーティング材料が、約２〜約５ＧＰａの範囲のナノインデンテーション硬度及び約１％より大きいひずみ対微小割れを有し、可視スペクトルにおいて８５％を超える透明度を有し、黄色指数が５未満であり、且つ曇り度が２％未満であることを特徴とする、被覆基体製品。 33．上記耐摩耗性コーティング材料が、ＡＳＴＭＤ１０４４に記載されたテーバー摩耗を測定する間、ＡＳＴＭＤ１００３によって記載された曇り度の変化が２％未満である、請求項３２記載の製品。 34．上記基体が金属及び重合体を含む群から選択された材料を含有する、請求項３２記載の製品。 35．上記耐摩耗性コーティング材料が、窒素をも含有する、請求項３２記載の製品。 36．上記耐摩耗性コーティングの厚みが、約１μｍ〜約１００μｍの範囲である、請求項３２記載の製品。 37．被覆基体製品が、視覚矯正眼科用レンズである、請求項３２記載の製品。 38．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項３７記載の製品。 39．被覆基体製品が、プラノレンズである、請求項３２記載の製品。 40．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項３９記載の製品。 41．被覆基体製品が、サングラスレンズである、請求項３２記載の製品。 42．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項４１記載の製品。 43．被覆基体製品が、安全レンズである、請求項３２記載の製品。 44．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項４３記載の製品。 45．被覆基体製品が、バーコードスキャナーウインドウである、請求項３２記載の製品。 46．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項４５記載の製品。 47．上記基体が重合体であり、上記被覆基体製品が、更に、上記基体と上記耐摩耗性コーティングとの間に、接着力を改良する重合体層を含有する、請求項３２記載の製品。 48．上記重合体基体がポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アクリル、ＣＲ−３９、それらの共重合体及び混合物からなる群から選択される、請求項４７記載の製品。 49．接着力を改良する重合体層が、アクリル重合体及びポリシロキサン重合体からなる群から選択される、請求項４７記載の製品。 50．上記接着力を改良する重合体層が約１０μm未満の厚みである、請求項４７記載の製品。 51．上記耐摩耗性コーティングの厚みが、約１μｍ〜約１００μｍの範囲である、請求項４７記載の製品。 52．上記被覆基体製品が、視覚矯正眼科用レンズである、請求項４７記載の製品。 53．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項５２記載の製品。 54．上記被覆基体製品が、プラノレンズである、請求項４７記載の製品。 55．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項５４記載の製品。 56．上記被覆基体製品が、サングラスレンズである、請求項４７記載の製品。 57．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項５６記載の製品。 58．上記被覆基体製品が、安全レンズである、請求項４７記載の製品。 59．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項５８記載の製品。 60．上記被覆基体製品が、バーコードスキャナーウインドウである、請求項４７記載の製品。 61．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項６０記載の製品。 62．基体と、炭素、水素、ケイ素及び酸素を含む耐摩耗性コーティング材料とを含有する耐摩耗性の被覆基体製品であって、上記耐摩耗性コーティング材料が、約２〜約５ＧＰａの範囲のナノインデンテーション硬度及び約１％より大きいひずみ対微小割れを有し、外層がダイヤモンド様炭素であることを特徴とする、製品。 63．ダイヤモンド様炭素の外層が、５０Åから１０ミクロンの厚みである、請求項６２記載の製品。 64．上記耐摩耗性コーティング材料が、ＡＳＴＭＤ１０４４に記載されたテーバー摩耗を測定する間、ＡＳＴＭＤ１００３によって記載された曇り度の変化が２％未満である、請求項３２記載の製品。 65．上記基体が金属及び重合体を含む群から選択された材料を含有する、請求項６２記載の方法。 66．上記耐摩耗性コーティング材料が、窒素をも含有する、請求項６２記載の製品。 67．上記耐摩耗性コーティングの厚みが、約１μｍ〜約１００μｍの範囲である、請求項６２記載の製品。 68．被覆基体製品が、視覚矯正眼科用レンズである、請求項６２記載の製品。 69．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項６８記載の製品。 70．被覆基体製品が、プラノレンズである、請求項６２記載の製品。 71．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項７０記載の製品。 72．被覆基体製品が、サングラスレンズである、請求項６２記載の製品。 73．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項７２記載の製品。 74．被覆基体製品が、安全レンズである、請求項６２記載の製品。 75．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項７４記載の製品。 76．被覆基体製品が、バーコードスキャナーウインドウである、請求項６２記載の製品。 77．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項７６記載の製品。 78．上記基体が重合体であり、上記被覆基体製品が、更に、上記基体と上記耐摩耗性コーティングとの間に、接着力を改良する重合体層を含有する、請求項６２記載の製品。 79．上記重合体基体がポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アクリル、ＣＲ−３９、それらの共重合体及び混合物からなる群から選択される、請求項７８記載の製品。 80．接着力を改良する重合体層が、アクリル重合体及びポリシロキサン重合体からなる群から選択される、請求項７８記載の製品。 81．上記接着力を改良する重合体層が約１０μｍ未満の厚みである、請求項７８記載の製品。 82．上記耐摩耗性コーティングの厚みが、約１μｍ〜約１００μｍの範囲である、請求項７８記載の製品。 83．上記被覆基体製品が、視覚矯正眼科用レンズである、請求項７８記載の製品。 84．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項８３記載の製品。 85．上記被覆基体製品が、プラノレンズである、請求項７８記載の製品。 86．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項８５記載の製品。 87．上記被覆基体製品が、サングラスレンズである、請求項７８記載の製品。 88．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項８７記載の製品。 89．上記被覆基体製品が、安全レンズである。請求項７８記載の製品。 90．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項８９記載の製品。 91．上記基被覆基体製品が、バーコードスキャナーウインドウである、請求項９０記載の製品。 92．上記耐摩耗性コーティングが、所定の波長で反射を減少する、少なくとも２種類の異なる屈折率の多層を含有する、請求項９１記載の製品。 93．下記工程からなる、出発基体上に、Ｃ、Ｈ、Ｓｉ及びＯを含有する耐摩耗性材料を蒸着する方法。 (a)汚染物質を除去するために、上記基体の表面を化学洗浄し、 (b)上記基体を蒸着真空チャンバー内に配置し、該チャンバー内を脱気して、 (c)残りの汚染物質を更に除去し、表面を活性化するために、強力なイオン、反応性種及びそれらの混合物からなる群から選択される材料で上記基体の表面をエッチングし、 (d)上記基体表面を炭素、水素、ケイ素及び酸素を含有し、プラズマによって生成される蒸着フラックスにさらすことによって、上記基体の表面に上記耐摩耗性材料を蒸着させ、上記蒸着フラックスは上記プラズマで活性化され、上記基体は蒸着の間、強力なイオンによって衝撃を受け、 (e)真空チャンバー内の圧力を大気圧まで上昇させ、 (f)約２〜５ＧＰＡの範囲のナノインデンテーション硬度及び約１％より大きいひずみ対微小割れを有する、上記耐摩耗性材料でコーティングされた製品を回収する。 94．上記蒸着フラックスが窒素をも含有し、且つ上記耐摩耗性コーティング材料が窒素をも含有する、請求項９３記載の方法。 95．上記蒸着フラックスが、高周波プラズマによって活性化される、請求項９３記載の方法。 96．上記蒸着フラックスが、マイクロ波プラズマによって活性化される、請求項９３記載の方法。 97．上記蒸着フラックスが、直流プラズマによって活性化される、請求項９３記載の方法。 98．上記蒸着フラックスのための化学前駆体が、シロキサン、シラン、シラザン及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項９３記載の方法。 99．上記蒸着フラックスのための化学前駆体が、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項９３記載の方法。 100.下記工程からなる、出発基体上に、Ｃ、Ｈ、Ｓｉ及びＯを含有する耐摩耗性材料を蒸着する方法。 (a)汚染物質を除去するために、上記基体の表面を化学洗浄し、 (b)上記基体を蒸着真空チャンバー内に配置、外チャンバー内を脱気し、 (c)残りの汚染物質を更に除去し、表面を活性化するために、強力なイオン、反応性種及びそれらの混合物からなる群から選択される材料で上記基体の表面をエッチングし、 (d)上記基体表面を、炭素、水素、ケイ素及び酸素を含有し、約２〜約５ＧＰａの範囲のナノインデンテーション硬度及び約１％より大きいひずみ対微小割れを有し、プラズマによって生成される蒸着フラックスにさらすことによって、上記基体の表面に上記耐摩耗性材料の中間層を蒸着させ、上記蒸着フラックスは上記プラズマで活性化され、上記基体は蒸着の間、強力なイオンによって衝撃を受け、 (e)上記中間層の上にダイヤモンド様炭素の外層を蒸着させ、 (f)真空チャンバー内の圧力を大気圧まで上昇させ、 (g)上記耐摩耗性材料でコーティングされた製品を回収する。 101.上記蒸着フラックスが、高周波プラズマによって活性化される、請求項１００記載の方法。 102.上記蒸着フラックスが、マイクロ波プラズマによって活性化される、請求項１００記載の方法。 103.上記蒸着フラックスが、直流プラズマによって活性化される、請求項１００記載の方法。 104.上記蒸着フラックスである化学前駆体が、シロキサン、シラン、シラザン及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１００記載の方法。 105.上記蒸着フラックスのための化学前駆体が、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１００記載の方法。 106.上記非晶ダイヤモンド様炭素層が、５０Å〜１００ミクロンの厚さを有する、請求項１００記載の方法。 107.上記蒸着フラックスが窒素をも含有し、且つ上記耐摩耗性コーティング材料が窒素をも含有する、請求項１００記載の方法。 108.上記耐摩耗性材料が、可視スペクトルにおいて８５％を超える透明度を有する、請求項１００記載の方法。