(57)【要約】      （修正有）【課題】透明な樹脂基板の耐摩耗性を改善する積層膜、又は混合硬質膜を形成する技術を提供する。【解決手段】図１の符号１は、窓ガラス代替物を形成する混合硬質膜を形成する混合硬質膜形成装置であって、蒸着室１２内に、ＴｉＯから成る第一蒸着源２１とＳｉＯ2から成る第二蒸着源２２が成膜対象物の移動方向の真下に離間して並べて配置されている。この混合硬質膜形成装置１を用いて、蒸着室１２内に酸素ガスを導入し、ＴｉＯから成る第一蒸着源２１とＳｉＯ2から成る第二蒸着源２２を加熱して蒸発させながら、ＳｉＯ2よりＴｉＯ2が多い位置から、ＴｉＯ2が徐々に少なくなり、ＳｉＯ2が増加する位置までの領域を形成し、その領域内で透明な樹脂基板を通過させて混合硬質膜を形成させる。【選択図】図１
2010247426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基板と、
ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3の少なくともいずれかを含む硬質膜と、
前記樹脂基板と前記硬質膜の間に紫外線吸収膜とを有し、
前記紫外線吸収膜はＴｉＯ2を含む、硬質化樹脂基板。
【請求項２】
樹脂基板と、
前記樹脂基板の表面に形成される混合硬質膜とを有し、
前記混合硬質膜は、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3の少なくともいずれかと、ＴｉＯ2を含む
硬質化樹脂基板。
【請求項３】
請求項２に記載の硬質化樹脂基板において、
前記混合硬質膜は、膜厚の厚み方向で、前記ＴｉＯ2の含有率が前記樹脂基板に近い方から遠い方へ徐々に小さくなる
硬質化樹脂基板。
【請求項４】
透明な樹脂基板と、積層膜とを有する窓ガラス代替物であって、
前記積層膜は、前記樹脂基板上に配置され、ＴｉＯ2から成る紫外線吸収膜と、
前記紫外線吸収膜の上に配置され、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3のいずれかを含む硬質膜とを有する窓ガラス代替物。
【請求項５】
前記紫外線吸収膜は、厚さ０．０５μｍ以上０．５μｍ以下である請求項４記載の窓ガラス代替物。
【請求項６】
前記硬質膜は厚さ３μｍ以上８μｍ以下である請求項４または５記載の窓ガラス代替物。
【請求項７】
前記樹脂基板と、前記紫外線吸収膜との間に配置され、厚さ１．５μｍ以上３μｍ以下のＳｉＯ2から成る密着膜とを有する請求項４乃至６記載の窓ガラス代替物。
【請求項８】
透明な樹脂基板と、
前記樹脂基板上に配置され、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3を主成分とし、ＴｉＯ2を含有する混合硬質膜とを有し、
前記混合硬質膜の全体を１００ｍｏｌ％としたときに、前記混合硬質膜は、前記ＴｉＯ2を５ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％未満含有する窓ガラス代替物。
【請求項９】
前記混合硬質膜は、厚さ３μｍ以上８μｍ以下である請求項８記載の窓ガラス代替物。
【請求項１０】
膜厚の厚み方向で、前記ＴｉＯ2の含有率が前記樹脂基板に近い方から遠い方へ徐々に小さくなる請求項８記載の窓ガラス代替物。
【請求項１１】
前記樹脂基板が、ポリカーボネート、アクリル樹脂、又はポリエチレンテレフタレートのいずれか一つである請求項４乃至請求項１０記載の窓ガラス代替物。
【請求項１２】
樹脂基板上に形成される混合硬質膜形成方法であって、
減圧雰囲気の蒸着室内に、ＴｉＯ2を蒸着させる第一蒸着源とＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3を蒸着させる第二蒸着源が成膜対象物の移動経路の下方に離間して並べて配置された蒸着装置を用いて、前記第一蒸着源と前記第二蒸着源を加熱して蒸発させながら、前記樹脂基板を前記第一蒸着源の上方の位置から前記第二蒸着源の上方の位置まで通過させて、前記樹脂基板の表面から前記ＴｉＯ2が徐々に減少し、前記ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3が徐々に増加する傾斜混合硬質膜を形成させる混合硬質膜形成方法。
【請求項１３】
前記蒸着室内に酸素ガスを導入しながら前記傾斜混合硬質膜を形成する請求項１２記載の傾斜混合硬質膜形成方法。
【請求項１４】
真空排気可能な蒸着室と、
前記蒸着室内に設置され、ＴｉＯ2を蒸着させる第一蒸着源と、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3を蒸着させる第二蒸着源と、
前記第一蒸着源の蒸着範囲から前記第二蒸着源の蒸着範囲へ成膜対象物を搬送する搬送機構と、を有し、
前記第一蒸着源の蒸着範囲と前記第二蒸着源の蒸着範囲は少なくとも一部が重複し、前記成膜対象物が、前記第一蒸着源の蒸着範囲から前記第二蒸着源の蒸着範囲へ移動する間に、前記成膜対象物の表面から前記ＴｉＯ2が徐々に減少し、前記ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3が徐々に増加する傾斜混合硬質膜を形成する
成膜装置。
【請求項１５】
前記蒸着室内に酸素ガスを導入する酸素導入手段を有する請求項１４記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリカーボネート樹脂基板にＳｉＯ2酸化物からなる耐摩耗性被膜、Ａｌ2Ｏ3酸化物からなる耐摩耗性被膜、又はＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の複合酸化物からなる耐摩耗性被膜を密着性良く形成する被膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリカーボネート樹脂は透明で機械的強度が高いことから、窓用の材料として適するが、硬度が低いために、傷が付きやすいことが車両用の窓材として応用する上で大きな障害となっている。また、高分子材料であるため、耐熱性が低く、樹脂表面に耐摩耗性材料を被覆する方法が限られる。例えば、スパッタ法は成膜レートが遅いために数μｍのＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3を短時間で成膜することは困難である。また、成膜レートが高いプラズマＣＶＤ法は基板温度が上昇するため、樹脂基板への成膜には適さない。
さらに、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などを成膜した樹脂基板を屋外で使用すると紫外線によって樹脂基板が分解されるために、樹脂基板の上に成膜したＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3が剥離する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５３９００４号公報
【特許文献２】特開２００４−３３１６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、ポリカーボネート樹脂基板の耐摩耗性を改善するために、ＳｉＯ2酸化物、Ａｌ2Ｏ3酸化物又はＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の複合酸化物を厚さ３μｍ以上形成する。
【０００５】
また、紫外線照射による膜剥離を防ぐために、ポリカーボネート樹脂と硬質膜との界面、または、硬質膜の中間に厚さ０．０５μｍ以上のＴｉＯ2膜を積膜する。
紫外線吸収膜としてＴｉＯ2の単膜を形成する代わりに、ＴｉＯ2を５ｍｏｌ％以上含む硬質膜をポリカーボネート樹脂基板に形成する。
さらに、ポリカーボネート樹脂基板に紫外線吸収膜と硬質膜を連続的に形成する硬質膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、樹脂基板と、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3の少なくともいずれかを含む硬質膜と、前記樹脂基板と前記硬質膜の間に紫外線吸収膜とを有し前記紫外線吸収膜はＴｉＯ2を含む、硬質化樹脂基板である。
ＴｉＯ2により樹脂基板と、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3の剥離が抑制される。
また、本発明は、樹脂基板と、前記樹脂基板の表面に形成される混合硬質膜とを有し、前記混合硬質膜は、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3の少なくともいずれかと、ＴｉＯ2を含む硬質化樹脂基板である。
ＴｉＯ2を含む混合膜とすることで、膜の剥離を抑制することができ、さらに、膜界面の反射の問題を低減できる。  
また、本発明は、硬質化樹脂基板において、前記混合硬質膜は、膜厚の厚み方向で、前記ＴｉＯ2の含有率が前記樹脂基板に近い方から遠い方へ徐々に小さくなる硬質化樹脂基板である。
膜の表面のＴｉＯ2の割合が下がり、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3の割合が上がるので、表面のより硬質な膜が形成できる。
また、本発明は、透明な樹脂基板と、積層膜とを有する窓ガラス代替物であって、前記積層膜は、前記樹脂基板上に配置され、ＴｉＯ2から成る紫外線吸収膜と、前記紫外線吸収膜の上に配置され、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3のいずれかを含む硬質膜とを有する窓ガラス代替物である。
また、本発明は、前記紫外線吸収膜は、厚さ０．０５μｍ以上０．５μｍ以下である窓ガラス代替物である。
本発明は、前記硬質膜は厚さ３μｍ以上８μｍ以下である窓ガラス代替物である。
また、本発明は、前記樹脂基板と、前記紫外線吸収膜との間に配置され、厚さ１．５μｍ以上３μｍ以下のＳｉＯ2から成る密着膜とを有する窓ガラス代替物である。
本発明は、透明な樹脂基板と、前記樹脂基板上に配置され、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3を主成分とし、ＴｉＯ2を含有する混合硬質膜とを有し、前記混合硬質膜の全体を１００ｍｏｌ％としたときに、前記混合硬質膜は、前記ＴｉＯ2を５ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％未満含有する窓ガラス代替物である。
また、本発明は、前記混合硬質膜は、厚さ３μｍ以上８μｍ以下である窓ガラス代替物である。
本発明は、膜厚の厚み方向で、前記ＴｉＯ2の含有率が前記樹脂基板に近い方から遠い方へ徐々に小さくなる窓ガラス代替物である。
本発明は、前記樹脂基板が、ポリカーボネート、アクリル樹脂、又はポリエチレンテレフタレートのいずれか一つである窓ガラス代替物である。
また、本発明は、樹脂基板上に形成される混合硬質膜形成方法であって、減圧雰囲気の蒸着室内に、ＴｉＯ2を蒸着させる第一蒸着源とＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3を蒸着させる第二蒸着源が成膜対象物の移動経路の下方に離間して並べて配置された蒸着装置を用いて、前記第一蒸着源と前記第二蒸着源を加熱して蒸発させながら、前記樹脂基板を前記第一蒸着源の上方の位置から前記第二蒸着源の上方の位置まで通過させて、前記樹脂基板の表面から前記ＴｉＯ2が徐々に減少し、前記ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3が徐々に増加する傾斜混合硬質膜を形成させる混合硬質膜形成方法である。
また、本発明は、前記蒸着室内に酸素ガスを導入しながら前記傾斜混合硬質膜を形成する傾斜混合硬質膜形成方法である。
また、本発明は、真空排気可能な蒸着室と、前記蒸着室内に設置され、ＴｉＯ2を蒸着させる第一蒸着源と、ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3を蒸着させる第二蒸着源と、前記第一蒸着源の蒸着範囲から前記第二蒸着源の蒸着範囲へ成膜対象物を搬送する搬送機構と、を有し、前記第一蒸着源の蒸着範囲と前記第二蒸着源の蒸着範囲は少なくとも一部が重複し、前記成膜対象物が、前記第一蒸着源の蒸着範囲から前記第二蒸着源の蒸着範囲へ移動する間に、前記成膜対象物の表面から前記ＴｉＯ2が徐々に減少し、前記ＳｉＯ2もしくはＡｌ2Ｏ3が徐々に増加する傾斜混合硬質膜を形成する成膜装置である。
また、本発明は、前記蒸着室内に酸素ガスを導入する酸素導入手段を有する、成膜装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、ポリカーボネート樹脂基板に対して耐摩耗性に優れ、かつ、密着性に優れた耐摩耗性被膜の作製が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に用いられる混合硬質膜形成装置の断面図
【図２】ＳｉＯ2を３μｍ蒸着したポリカーボネート樹脂基板の透過率測定結果
【図３】スチールウール耐傷性試験試料の透過率測定結果
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜装置構成＞
図１の符号１は、成膜対象物２０上に薄膜を形成する混合硬質膜形成装置である。混合硬質膜形成装置１は、搬入室１１と蒸着室１２と搬出室１３とを有しており、各室１１〜１３は、開閉自在なゲートバルブ１５1、１５2によってこの順序で接続されている。
【００１０】
蒸着室１２内には、不図示の移動機構が配置されており、蒸着室１２内部に位置する搬送キャリア１９に装着された成膜対象物２０を成膜面が下に向いた状態を維持しながら搬入室１１側から搬出室１３側への移動、又は搬出室１３から搬入室１１側への移動ができるように構成されている。
【００１１】
搬入室１１と、搬出室１３は、それぞれ開閉自在な入口用扉１６と、出口用扉１７を有しており、各ゲートバルブ１５1、１５2を閉じて入出口用扉１６、１７を開けると、蒸着室１２の内部を所望圧力のガス雰囲気を維持しながら、搬入室１１の内部雰囲気と搬出室１３の内部雰囲気とを、大気雰囲気に接続して大気雰囲気との間で成膜対象物２０の搬出、又は搬入ができるようになっている。
【００１２】
入出口用扉１６、１７を閉じると、各室１１〜１３の内部雰囲気を大気雰囲気と遮断することができる。
搬入室１１と、蒸着室１２と、搬出室１３には、それぞれ真空排気系３６1〜３６3が接続されており、真空排気系３６1〜３６3を動作させると各室１１〜１３内部を真空雰囲気にすることができ、搬入室１１と、蒸着室１２と、搬出室１３とを真空雰囲気にすると、搬入室１１から蒸着室１２への成膜対象物２０の搬入と、搬出室１３への蒸着室１２からの成膜対象物２０の搬出を行うことができる。
【００１３】
蒸着室１２内にはＴｉＯを蒸着源とする第一蒸着源２１とＳｉＯ2を蒸着源とする第二蒸着源２２が、成膜対象物２０の移動方向の真下に、並んで離間して配置されている。
蒸着室１２の側面には、第一、第二の電子銃３１、３２が、気密に挿通されており、第一、第二の電子銃３１、３２から電子ビームをそれぞれ第一、第二蒸着源２１、２２に向けて照射し、蒸着室１２内部に酸素ガスを導入しながら、第一、第二蒸着源２１、２２を蒸発させ、成膜対象物２０が第一、第二蒸着源２１、２２の上に位置すると、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、又はＴｉＯ2とＳｉＯ2の混合蒸気が成膜対象物２０の成膜面に到達できるように構成されている。
【００１４】
第一、第二蒸着源２１、２２から蒸気が到達する蒸着範囲は重複しており、第一蒸着源２１に近い位置では第一蒸着源からの蒸気の割合が多く、第二蒸着源２２に近い位置では第二蒸着源からの蒸気の割合が多く成膜される。
第一、第二蒸着源２１、２２には、それぞれ第一、第二のモーター４１、４２が接続されており、第一、第二のモーター４１、４２を動作させ第一、第二蒸着源２１、２２を回転させると、それぞれ、第一、第二の電子銃３１、３２により電子ビームが第一、第二蒸着源２１、２２上に均一に照射されるように構成されている。図１の符号５１、５２はそれぞれ、第一、第二の電子銃３１、３２により照射された電子ビームを表している。
【００１５】
蒸着室１２には、ガス導入系３５が接続されており、ガス導入系３５を動作させると蒸着室１２内を所望圧力のガス雰囲気にすることができる。本件ではガス導入系３５から酸化ガス、例えば酸素を導入する。蒸着源から蒸発したＴｉＯは、酸素と反応して、成膜対象物２０にＴｉＯ2が成膜される。
なお、第一、第二蒸着源２１、２２の間に仕切りを設ければ、第一蒸着源２１の蒸着材料と第二蒸着源２２の蒸着材料を個別に積層することもできる。
【００１６】
＜プロセス＞
上記混合硬質膜形成装置１を用いて、透明な樹脂基板としてポリカーボネート基板の上に積層膜を成膜して本発明の窓ガラス代替物を形成する際には、真空排気系３６2により蒸着室１２内を真空雰囲気にして、蒸着室１２内に樹脂基板を搬入する。
【００１７】
ガス導入系３５により蒸着室１２内に酸素ガスを導入して、ＴｉＯを蒸発させる第一蒸着源２１と、ＳｉＯ2を蒸発させる第二蒸着源２２とを加熱して蒸発させながら、樹脂基板を第一蒸着源２１に近づける。第一蒸着源２１の蒸着範囲内で、かつ第二蒸着源２２の蒸着範囲外では、ほぼＴｉＯ2の蒸気だけが樹脂基板上に到達し、樹脂基板の表面に濃度が略１００％のＴｉＯ2から成る紫外線吸収膜が形成される。
【００１８】
樹脂基板を第二蒸着源２２に近づくように移動させると、第一蒸着源２１の蒸着範囲と第二蒸着源２２の蒸着範囲が重複した範囲に入る。この範囲で、樹脂基板上にＳｉＯ2の蒸気が到達し始め、樹脂基板が第一蒸着源２１から離れ第二蒸着源２２に近づくに従い、樹脂基板に到達するＳｉＯ2が徐々に多くなり、ＴｉＯ2が徐々に少なくなる。これにより、樹脂基板に到達するＳｉＯ2の濃度が徐々に高くなり、ＴｉＯ2の濃度が徐々に低くなる傾斜混合硬質膜が形成される。
樹脂基板が、第一蒸着源２１の蒸着範囲から外れると、第二蒸着源２２の蒸着範囲でほぼＳｉＯ2の蒸気だけが到達し、樹脂基板の表面には濃度が略１００％のＳｉＯ2から成る硬質膜が形成される。
【００１９】
このように順に樹脂基板を移動させることで、紫外線吸収膜と傾斜混合硬質膜と硬質膜から成る積層膜が形成される。
紫外線吸収膜と傾斜混合硬質膜との境が無く、傾斜混合硬質膜と硬質膜との境がないので膜間の応力も緩和でき、剥離を防止することができる。さらに、混合膜にすることで透過率を高くすることができる。ＴｉＯ2／ＳｉＯ2の界面の反射が低減するためである。
【００２０】
上記では、ＴｉＯ2を成膜するために、酸素を導入しながらＴｉＯを蒸発させ、反応したＴｉＯ2を成膜したが、ＴｉＯ2のみを蒸発させてもよいし、酸素が欠損するようであれば、酸素を導入しながらＴｉＯ2を蒸発させてもよい。
【００２１】
また、上記ではガス導入系３５により酸素ガスを蒸着室１２内に導入してＴｉＯ蒸気と酸素ガスを反応させてＴｉＯ2から成る紫外線吸収膜を形成したが、第二蒸着源２２のＳｉＯ2から放出された酸素ガスがＴｉＯ蒸気と反応してＴｉＯ2から成る紫外線吸収膜が形成できる場合は、ガス導入系３５により蒸着室１２内に酸素ガスを導入しなくてもよい。
【００２２】
また、樹脂基板の上にＴｉＯ2とＳｉＯ2から成る積層膜を作製する場合は、第一蒸着源２１と第二蒸着源２２の間に、ＴｉＯ2の蒸気とＳｉＯ2の蒸気を混合させないための仕切り板を配置して、樹脂基板表面にＴｉＯ2から成る膜を成膜後に、ＳｉＯ2からなる膜を成膜する。
【００２３】
樹脂基板の上に、樹脂基板表面からＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2の順序で積層させた積層膜を作製する場合は、蒸着室１２内に、搬入室１１側からＳｉＯ2から成る第二蒸着源２２と、ＴｉＯ2から成る第一蒸着源２１とをこの順序で離間して配置し、各蒸着源の間に仕切を配置して樹脂基板表面からＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2の順序で成膜して積層膜を形成し、積層膜が成膜された樹脂基板を搬入室１１に戻し、搬入室１１から大気へ搬出する。
【００２４】
上述した例では積層膜、又は混合硬質膜をＳｉＯ2とＴｉＯ2を組み合わせた場合について述べたが、ＳｉＯ2の代わりにＡｌ2Ｏ3を用いてもよく、Ａｌ2Ｏ3とＴｉＯ2との組み合わせおよびＳｉＯ2/Ａｌ2Ｏ3複合酸化物とＴｉＯ2との組み合わせでもよい。
【００２５】
また、上述した例では、混合硬質膜を真空蒸着による成膜によって形成したが、スパッタリングやプラズマスプレーガンを用いたＣＶＤにより混合硬質膜、又は積層膜を形成してもよい。
なお、上記では、透明な樹脂基板を例に記載したが、透明な樹脂基板に限定されない。例えば、車の車体用の樹脂基板、もしくは非透明の建材用の樹脂基板に成膜することで、紫外光が照射されても剥離しない硬質膜を形成することができる。
【００２６】
表１にＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2-ＴｉＯ2混合膜の成膜条件を示す。
【００２７】
【表１】
2010247426.tif 000003
【００２８】
＜実施例＞
（1）耐摩耗性の改善
図２に樹脂基板としてポリカーボネート樹脂（ＰＣ）基板のみの試料、ＰＣ基板に３μｍのＳｉＯ2を蒸着した試料、ＰＣ基板に３μｍのＳｉＯ2とＴｉＯ2の混合膜を蒸着した試料、ＰＣ基板に０．２μｍのＴｉＯ2と３μｍのＳｉＯ2の積層膜を蒸着した試料の透過率測定結果を示す。ＳｉＯ2を蒸着した試料、ＰＣ基板に３μｍのＳｉＯ2とＴｉＯ2の混合膜を蒸着した試料は、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）基板のみの試料と概ね同等の透過率であった。
０．２μｍのＴｉＯ2と３μｍのＳｉＯ2をＰＣ基板からこの順序で積層させた積層膜ではやや透過率が下がり、波長により干渉縞が出る場合があった。また、ＴｉＯ2とＳｉＯ2の順序を変えてＳｉＯ2とＴｉＯ2を積層した場合も同様の傾向があった。
【００２９】
次に、図３に耐摩耗性の試験結果を示す。ＰＣ基板と、片面に厚さ３μｍのＳｉＯ2硬質膜を形成したＰＣ基板の成膜面をスチールウール（日本スチールウール（株）ボンスター  No.OOOO）を用いて、荷重１ｋｇで４００往復擦り、成膜面が白濁や膜が剥離しないかどうか調べた。テスト後の透過率測定結果を図３に示す。ＳｉＯ2が成膜されていないポリカーボネート樹脂の表面は細かな傷が無数に付き、透過率が大きく低下して白濁したが、ＳｉＯ2を成膜したサンプルは磨耗テスト前と変わらない透明性が確認出来た。ＳｉＯ2とＴｉＯ2をＰＣ基板からこの順序で積層させた積層膜では、表面のＴｉＯ2に傷が付き透過率が低下した。ＴｉＯ2とＳｉＯ2をＰＣ基板からこの順序で積層させた積層膜（図示なし）では、硬質のＳｉＯ2が表面に成膜されているため、ＳｉＯ2硬質膜だけの場合と同様、透過率は低下しなかった。
【００３０】
（2）紫外線照射を原因とする剥離問題対策
ＳｉＯ2のみを３μｍ蒸着したポリカーボネート樹脂基板と、膜厚を変えてＴｉＯ2を積層した上にＳｉＯ2のみを３μｍ蒸着したポリカーボネート樹脂基板の密着性試験の結果を表２に示す。試験方法は、上記の基板に中心波長２５４ｎｍの紫外線を連続的に照射して碁盤目テープテストにより密着性の変化を調べた。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
ＴｉＯ2から成る紫外線吸収膜を積層しなかったＰＣ基板は紫外線を１８時間照射しただけでＳｉＯ2から成る硬質膜が全面にわたり剥難した。一方、ＴｉＯ2からなる紫外線吸収膜を成膜したＰＣ基板はＴｉＯ2膜厚５０ｎｍで効果が現れ、ＳｉＯ2から成る硬質膜の上にＴｉＯ2から成る紫外線吸収膜を２００ｎｍ以上を成膜した積層膜では、１２０時間の紫外線照射を受けても密着性が低下しないことが確認できた。
次に、試料の膜構成と各試料の紫外線照射後の密着性試験結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
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【００３４】
ＰＣ基板に、ＳｉＯ2＋ＴｉＯ2の順で形成した膜では、密着性は問題ないが、ＴｉＯ2の硬度が低いため表面の耐傷性で問題があった。
ＴｉＯ2から成る紫外線吸収膜を個別に形成する場合、耐傷性を満たすためには、試料の表面、ＳｉＯ2から成る密着膜とＳｉＯ2から成る硬質膜の中間、およびＰＣとＳｉＯ2から成る硬質膜との間に形成することが好ましい。
【００３５】
ＳｉＯ2とＴｉＯ2の積層膜でなく、ＳｉＯ2とＴｉＯ2の混合膜の場合、ＳｉＯ2膜中に５ｍoｌ％以上のＴｉＯ2を含む混合硬質膜であれば、１５０時間以上の紫外線遮蔽効果があった。但し、ＴｉＯ2が７０ｍoｌ％以上となると耐傷性が低下するので、ＴｉＯ2は５ｍoｌ％以上７０ｍoｌ％未満であることが好ましい。
【００３６】
さらに、目視検査においては、ＳｉＯ2とＴｉＯ2の積層膜では、各層の膜厚により膜界面での反射が確認される場合があった。ＳｉＯ2とＴｉＯ2の混合膜の場合は、膜の界面の数が少ないため反射の問題が抑制できることが確認できた。このため、混合膜とすることで透過率を高くすることができた。
【００３７】
さらに、本発明の窓ガラス代替物においては、紫外線吸収膜は、厚さ０．０５μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。０．０５μｍ未満では紫外線遮蔽効果がなく、０．５μｍを超えると透過率が低下するためである。さらに、硬質膜は厚さ３μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。３μｍ未満では耐傷性が不十分となり、８μｍを超えると膜の内部応力により密着性が低下する恐れがあるためである。
なお、ＳｉＯ2の代わりにＡｌ2Ｏ3を用いた場合、ＳｉＯ2/Ａｌ2Ｏ3の複合酸化物をもちいた場合でも、ＴｉＯ2と組み合わせることで同様の効果が確認できた。
【符号の説明】
【００３８】
１……混合硬質膜形成装置    １１……搬入室    １２……蒸着室    １３……搬出室    １５1〜１５2……ゲートバルブ    １６……入口用扉    １７……出口用扉    １９……搬送キャリア    ２０……成膜対象物     ２１、２２……第一、第二蒸着源    ３１、３２……第一、第二の電子銃    ３５……ガス導入系    ３６1〜３６3……真空排気系    ４１、４２……第一、第二のモーター    ５１、５２……第一、第二の電子銃から照射された電子ビーム
【図１】
2010247426.tif 000006
【図２】
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【図３】
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