(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂板の表面に金属酸化物膜を形成したものを処理対象物とし、この処理対象物を硬質化させる硬質化装置であって、
互いに連設される少なくとも２以上の真空処理室と、これら真空処理室の間で樹脂板を移送する移送手段とを備え、
移送方向上流側に位置する真空処理室に、処理対象物に対してプラズマから酸素イオンを引き出し加速して照射するイオンガンを設け、
移送方向下流側に位置する真空処理室に、酸素ガスと不活性ガスのプラズマを形成するプラズマ形成手段を設け、金属酸化物膜側から酸素イオンを照射した処理対象物を、酸素ガスと不活性ガスのプラズマに曝すように構成したことを特徴とする硬質化装置。
【請求項２】
前記移送方向上流側に位置する真空処理室の更に上流側の真空処理室に、金属酸化物膜を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の硬質化装置。
【請求項３】
前記加熱手段を設けた真空処理室の更に上流側の真空処理室に、樹脂板の表面に金属酸化物膜を成膜する成膜手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の硬質化装置。
【請求項４】
処理対象物を表面に金属酸化物膜が形成された樹脂板とし、この金属酸化物膜を硬質化する金属酸化物膜の硬質化方法であって、
減圧下の処理室内で金属酸化物膜に対してプラズマから酸素イオンを引き出し加速して照射する第１工程と、
減圧下の処理室内に酸素ガスと不活性ガスを導入してプラズマを形成し、この形成したプラズマに、前記第１工程にて酸素イオンが照射された金属酸化物膜を曝す第２工程と、を含むことを特徴とする金属酸化物膜の硬質化方法。
【請求項５】
前記第２工程において、酸素ガスと不活性ガスとの総流量に対する不活性ガスの流量比を、１５％〜４０％の範囲内に設定することを特徴とする請求項４記載の金属酸化物膜の硬質化方法。
【請求項６】
前記第１工程の前に、減圧下の処理室内で金属酸化物膜を加熱する工程を更に含むことを特徴とする請求項４又は５記載の金属酸化物膜の硬質化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質化装置及び金属酸化物膜の硬質化方法に関し、より詳しくは、樹脂板表面に形成された金属酸化物膜を硬質化させ、輸送機械用の窓材に適したものとするものに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や自動車等の輸送機械の窓材には、硬質の材料たるガラス材が一般に用いられてきたが（例えば特許文献１参照）、軽量化を図るには限界があり、しかも、水洗を繰り返すと、ガラス中のカルシウム成分の影響で白濁するという問題がある。そこで、新幹線やリニアモーターカーといった、速度アップ等のために軽量化の要請が特に強い高速鉄道車両や軽量化による更なる燃費向上が求められる自動車における窓材として、より軽量なポリカーボネート等からなる樹脂板を用いる開発が進められている。このように窓材を樹脂板から構成すれば、上記白濁の問題も同時に解消することができる。
【０００３】
他方、樹脂板はガラス材と比較して硬度（強度）が低く、傷もつきやすい。このため、樹脂板を輸送機械の窓材として用いるには、樹脂板の厚みを、ガラス材を用いる場合と比較して厚くして、強度を持たせると共に、その表面を硬質化する必要がある。然し、厚い樹脂板をその表面の平滑性よく硬質化することは困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１０３９２号公報
【特許文献２】特開平９−０２５１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、厚い樹脂板であっても、その表面の平滑性よく硬質化することができる量産性に優れた硬質化装置及び金属酸化物膜の硬質化方法を提供することをその課題とする。
【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、樹脂板の表面に金属酸化物膜を形成したものを処理対象物とし、この処理対象物を硬質化させる本発明の硬質化装置は、互いに連設される少なくとも２以上の真空処理室と、これら真空処理室の間で樹脂板を移送する移送手段とを備え、移送方向上流側に位置する真空処理室に、処理対象物に対してプラズマから酸素イオンを引き出し加速して照射するイオンガンを設け、移送方向下流側に位置する真空処理室に、酸素ガスと不活性ガスのプラズマを形成するプラズマ形成手段を設け、樹脂板表面の酸素イオンを照射した金属酸化物膜を、酸素ガスと不活性ガスのプラズマに曝すように構成したことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、移送方向上流側の真空処理室に処理対象物を移送し、酸素イオン照射手段から樹脂板に対して酸素イオンを照射する。この場合、酸素イオン照射手段としては、漏洩磁場域で発生させたプラズマからイオンを引き出して照射するイオンガン等の公知のものを用いることができる。ここで、金属酸化物膜を構成する原子は規則正しく配列されておらず、特に、塗布液を塗布する液相法により形成されたものは規則性が悪い。本発明では、酸素イオンを照射することで、金属酸化物膜の構成原子が再配列し、再配列した原子がより大きな集合体（クラスター）となって結晶化する。これにより、金属酸化物膜を硬質化できるものの、その金属酸化物膜の表面には、硬質化の間に起こる偏析により微細な凹凸が形成される。そこで、本発明者らは鋭意研究し、下流側の真空処理室に処理対象物を移送し、この真空処理室内に酸素ガスと不活性ガスのプラズマを形成し、このプラズマに樹脂板表面の上記酸素イオンを照射した金属酸化物膜を曝すことで、金属酸化物膜の表面がエッチングされ、金属酸化物膜の表面平滑性が飛躍的に向上することを知見した。本発明者らの実験によれば、金属酸化物膜表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍより小さく、最大粗さ（Ｒｐ−ｐ）が０．２μｍより小さくなることが確認された。従って、厚い樹脂板であっても、表面平滑性に優れた硬質の金属酸化物膜が得られるため、この金属酸化物膜を具備する樹脂板を輸送機械の窓材として利用できる。
【０００８】
本発明において、金属酸化物膜には、金属酸化物膜の前駆体膜であって、例えば、金属アルコキシド、金属錯体又は金属水酸化物で構成されるものが含まれるものとする。この場合、前駆体に酸素イオンが照射されると酸化して金属酸化物膜となり、その後、上記構成原子の再配列が起こる。樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂板、アクリル樹脂板又はエポキシ樹脂板を好適に用いることができる。また、不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガス、ヘリウムガス等の希ガスを用いることができ、そのうちのアルゴンガスを好適に用いることができる。
【０００９】
本発明において、前記移送方向上流側に位置する真空処理室の更に上流側の真空処理室に、金属酸化物膜を加熱する加熱手段を設けることが好ましい。これによれば、酸素イオンを照射する際に金属酸化物膜から放出されるガスの量を低減できるため、金属酸化物膜の硬質化をより一層効率良く行うことができる。
【００１０】
本発明において、前記加熱手段を設けた真空処理室の更に上流側の真空処理室に、樹脂板の表面に金属酸化物膜を成膜する成膜手段を設けることが好ましい。これによれば、金属酸化物膜の成膜から硬質化までを連続して行うことができるため、量産性をより一層向上できる。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、処理対象物を表面に金属酸化物膜が形成された樹脂板とし、この金属酸化物膜を硬質化する金属酸化物膜の硬質化方法であって、減圧下の処理室内で金属酸化物膜に対してプラズマから酸素イオンを引き出し加速して照射する第１工程と、減圧下の処理室内に酸素ガスと不活性ガスを導入してプラズマを形成し、この形成したプラズマに、前記第１工程にて酸素イオンが照射された金属酸化物膜を曝す第２工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、第１工程では、金属酸化物膜が形成された樹脂板を処理室内に配置し、この処理室を所定圧力まで真空引きし、減圧下の処理室内で金属酸化物膜に対して酸素イオンを照射する。このとき、樹脂板表面の金属酸化物膜がその前駆体膜である場合、酸素イオンにより前駆体膜が酸化して金属酸化物膜となる。金属酸化物膜に酸素イオンを照射することで、金属酸化物膜の構成粒子が再配列し、再配列した粒子がより大きな集合体（クラスター）となって結晶化する。これにより、金属酸化物膜が硬質化される。ここで、金属酸化物膜の膜厚は、２０〜３００ｎｍの範囲内に設定することが好ましい。３００ｎｍより厚いと、金属酸化物膜の表面では十分に結晶化されるものの、金属酸化物膜の全体を効率よく硬質化できないという不具合が生じる虞がある。
【００１３】
上述したように、第１工程で酸素イオンを照射した後の金属酸化物膜表面には微細な凹凸が存在する。本発明では、第２工程にて、減圧下の処理室内に酸素ガスと不活性ガスを導入してプラズマを形成し、このプラズマ雰囲気に上記第１工程にて酸素イオンが照射された金属酸化物膜を曝すことにより、金属酸化物膜表面がエッチングされ、その結果、金属酸化物膜の表面平滑性が飛躍的に向上する。このように、表面平滑性に優れた硬質の金属酸化物膜が得られるため、この金属酸化物膜を具備する樹脂板を輸送機械の窓材として利用できる。
【００１４】
第２工程において、酸素ガスと不活性ガスとの総流量に対する不活性ガスの流量比を、１５％〜４０％の範囲内に設定することが好ましい。不活性ガスの流量比が４０％を超えると、スパッタエッチング効果が大きくなり、偏析した凹凸部分のみを効率良くエッチングできず、硬質化した金属酸化物膜のエッチング量が多くなるという不具合がある一方で、１５％より小さいと、金属酸化物膜表面の凹凸部分がエッチングされないかエッチング速度が遅くなるという不具合がある。また、第２工程では、３×１０−３Ｐａ以下の圧力に減圧してから酸素ガスと不活性ガスを導入してプラズマを形成することが好ましい。これによれば、プラズマにて水分が分解されることを抑制でき、その水分の分解により生じる水酸化物イオンや水素イオンによって金属酸化物膜の表面が還元されることが防止できる。
【００１５】
本発明において、第１工程の前に、減圧下の処理室内で金属酸化物膜を加熱する工程を更に含むことが好ましい。これによれば、第１工程で金属酸化物膜から放出されるガス量を低減でき、金属酸化物膜を硬質化できる。尚、加熱温度は、樹脂板が熱変形しない範囲内で設定でき、例えば、樹脂板がポリカーボネート樹脂で構成される場合、１００〜１８０℃の範囲内、好ましくは、１１０〜１４０℃の範囲内で設定できる。
【００１６】
本発明は、樹脂板表面に形成される金属酸化物膜が、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、タンタル、ルテニウム及びマンガンの中から選択される少なくとも１種の金属を含むものである場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の硬質化装置の構成例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、処理対象物を樹脂板の表面に金属酸化物膜を形成したものとし、この処理対象物を水平に移送し、イオンガンから金属酸化物膜に酸素イオンを照射し、ＥＣＲプラズマ源で生成した酸素ガスと不活性ガスのプラズマに金属酸化物膜を曝す場合を例に、本発明の実施形態の硬質化装置及び金属酸化物膜の硬質化方法を説明する。
【００１９】
図１を参照して、Ｍは、本実施形態の硬質化装置であり、硬質化装置Ｍは、インライン式に構成されたものであり、例えば、図示省略の真空ポンプで真空引きされ、互いに連設される真空処理室１０ａ，１０ｂ，１０ｃを画成する直方体形状の真空チャンバ１を備えている。真空処理室１０ａの上流側（左側）及び真空処理室１ｃの下流側（右側）には、図示省略の真空ポンプで真空引きされる、上流側の真空補助室２ａを画成する補助真空チャンバ（ロードチャンバ）２と、下流側の真空補助室３ａを画成する補助真空チャンバ（アンロードチャンバ）３とがゲートバルブＧＶを介して夫々連設されている。以下においては、図１を基準に、補助真空チャンバ２から真空チャンバ１を介して補助真空チャンバ３に向かう方向を移送方向とし、上、下、右、左といった方向と示す用語を用いるものとする。
【００２０】
真空処理室１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、両真空補助室２ａ，３ａとの底部には、移送方向に線状にのびるように一対のレール部材４，４が設けられている。レール部材４には、スライダ５がスライド自在に係合し、このスライダ５上にステージ６が設けられている。ステージ６は、スライダ５に固定された本体６０と、本体６０に設けられた駆動部６１と、駆動部６１により回転駆動される駆動軸６２と、駆動軸６２の上端に固定された回転テーブル６３とを備えている。このような構成を採用することにより、樹脂板を移送しながら回転できる。レール部材４、スライダ５及びステージ６は、移送手段を構成する。
【００２１】
真空チャンバ１の上壁には、その下方へと延出する仕切り板１１ａ，１１ｂが設けられ、３つの真空処理室１０ａ，１０ｂ，１０ｃが画成されている。最上流側の真空処理室（脱ガス室）１０ａの上部空間には、加熱手段７が設けられ、樹脂板表面の金属酸化物膜を加熱できるようになっている。加熱手段７は、例えば、ハロゲンランプユニットやエキシマランプユニット等の公知の構造のものを用いることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２２】
真空処理室１０ａよりも下流側の真空処理室（イオン照射室）１０ｂの上部空間には、イオンガン８が設けられている。イオンガン８は、例えば、スリット状の開口部８１ａが形成されたステンレス鋼で構成される陰極８１と、開口部８１ａの幅方向に漏洩磁場を発生させる磁石８２と、この漏洩磁場に対して略直交方向に電界を生じさせるように陰極８１の裏面（上面）から離間して配置された強磁性体又は弱磁性体で構成される陽極８３と、これら磁石８２及び陽極８３を囲む枠状のヨーク８４と、冷却媒体の流路８５とを備える。そして、ヨーク８４により区画される４つの空間（漏洩磁場域）に酸素ガスを導入し、図外の電源から陰極８１と陽極８３との間に電力を印加することにより、開口部８１ａから引き出された酸素イオンをシャワー状に金属酸化物膜に照射できるようになっている。このとき、処理対象物Ｗを回転させることで、金属酸化物膜に対して酸素イオンを均一に照射できる。酸素イオン照射時間は、金属酸化物膜の硬質化が行われるのに十分な時間に設定でき、例えば、２０〜６０秒の範囲内で設定できる。金属酸化物膜の硬質化を効率よく行うために、イオンガン８と金属酸化物膜との間の距離は、例えば、５ｃｍ〜１５ｃｍの範囲内で設定することが好ましい。
【００２３】
真空処理室１０ｂよりも下流側の真空処理室（プラズマ処理室）１０ｃの上部には、ＥＣＲプラズマ源９が設けられている。ＥＣＲプラズマ源９は、例えば、プラズマ発生室９０と、プラズマ発生室９０の上部に接続されるマイクロ波導波管９１と、プラズマ発生室９０の周囲に配置され、図示省略の電源に接続された電磁石９２と、プラズマ発生室９０に接続され、酸素と不活性ガスを導入するガス導入管９３とを備える。マイクロ波導波管は、図外のマグネトロンに連通し、このマグネトロンは、図示省略のマイクロ波電源に接続されている。不活性ガスとしては、窒素ガスやアルゴンガス、ヘリウムガス等の希ガスを用いることができ、そのうちのアルゴンガスを好適に用いることができる。そして、プラズマ発生室９０に酸素と不活性ガスのプラズマＰを発生させ、このプラズマＰが処理対象物Ｗへと流れることで、金属酸化物膜をプラズマに曝すことができるようになっている。ＥＣＲプラズマ源９と金属酸化物膜との間の距離は、例えば、７ｃｍ〜１５ｃｍの範囲内で設定することが好ましい。
【００２４】
上記硬質化装置Ｍは、マイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた図示省略の制御手段を有し、この制御手段により加熱手段７、イオンガン８及びＥＣＲプラズマ源９の作動やゲートバルブＧＶ及び移送手段の作動等が統括制御されるようになっている。以下、上記硬質化装置Ｍを用いて、本実施形態の硬質化方法を、処理対象物をポリカーボネート樹脂板の表面に塗布法により酸化チタン膜が形成されたものとし、この酸化チタン膜を硬質化する場合を例に説明する。
【００２５】
ここで、ポリカーボネート樹脂板のほかに、アクリル樹脂板やエポキシ樹脂板を用いることができる。また、酸化チタン膜のほかに、アルミニウム、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、タンタル、ルテニウム及びマンガンの中から選択される少なくとも１種の金属を含む金属酸化物膜を用いることができる。
【００２６】
先ず、上流側の補助真空室２ａにて処理対象物Ｗをステージ６上に保持させ、この補助真空室２ａを所定圧力まで真空引きする。そして、上流側のゲートバルブＧＶを開け、スライダ５を介してステージ６を移送方向下流側（図１中、右側）に向けて移動させる。これにより、ステージ６がゲートバルブＧＶを設けた空間を跨いで、所定圧力まで真空引きされた脱ガス室１０ａに移送され、処理対象物Ｗが、加熱手段７に対向する位置に到達する。そして、加熱手段７により処理対象物Ｗの金属酸化物膜が加熱され、加熱された金属酸化物膜から放出されるガスが排気される。加熱温度は、樹脂板が変形しない範囲内で適宜設定でき、例えば、ポリカーボネート樹脂板の場合、１００〜１８０℃の範囲内、好ましくは、１１０〜１４０℃の範囲内で設定できる。加熱時間は、金属酸化物膜から放出されるガスの量に応じて設定でき、例えば、３０分〜１２０分の範囲内で設定できる。
【００２７】
次に、ステージ６を搬送方向下流側に更に移動させることにより、ステージ６が所定圧力まで真空引きされたイオン照射室１０ｂに移送され、処理対象物Ｗが、イオンガン８に対向する位置に到達する。そして、イオンガン８に酸素ガスを導入し、陰極８１と陽極８３との間に所定の電力を印加することにより、イオンガン８から酸化チタン膜に酸素イオンが照射される（第１工程）。このとき、処理対象物Ｗを回転させることで、酸化チタン膜の全体に均一に酸素イオンを照射できる。これにより、酸化チタン膜の構成原子が再配列し、再配列した粒子がより大きな集合体（クラスター）となって結晶化することで、酸化チタン膜が硬質化される。さらに、前工程で脱ガスを行うことで、第１工程で酸化チタン膜から放出されるガス量を低減できるため、硬質化をより一層効率的に行うことができる。イオン照射時間は、酸化チタン膜全体が硬質化されることを考慮して、２０秒〜１２０秒の範囲内、好ましくは、２０秒〜６０秒の範囲内で設定できる。尚、樹脂板表面に形成された膜が酸化チタン膜の前駆体膜である場合、酸素イオンにより前駆体膜が酸化して酸化チタン膜となり、その後、構成原子の再配列が起こる。また、第１工程にて、アルゴン等の不活性ガスのイオンが照射されないため、酸化チタン膜表面がエッチングされて表面荒れを起こすという不具合が生じない。
【００２８】
このように酸化チタン膜が硬質化される間に起こる偏析により、硬質化後の金属酸化物膜表面には微細な凹凸が形成される。この凹凸は、硬質化された酸化チタン膜よりも軟らかい有機物で主に構成されている。
【００２９】
そこで、本発明では、ステージ６を搬送方向下流側に更に移動させることにより、ステージ６が所定圧力まで真空引きされたプラズマ処理室１０ｃに移送され、処理対象物Ｗが、ＥＣＲプラズマ源９に対向する位置に到達する。ＥＣＲプラズマ源９に酸素ガスと不活性ガスたるアルゴンガスを導入し、マイクロ波導波管９１からマイクロ波を導入し、電磁石９２に通電して磁場を発生させることで、プラズマＰを発生させる。そして、この発生させたプラズマＰを処理対象物Ｗに向けて照射することで、酸化チタン膜がプラズマに曝されて酸化チタン膜表面の凹凸がエッチングされ、これにより、酸化チタン膜の表面平滑性が向上する（第２工程）。
【００３０】
第２工程において、酸素ガスと不活性ガスとの総流量に対する不活性ガスの流量比を、１５％〜４０％の範囲内に設定することが好ましい。不活性ガスの流量比が４０％を超えると、スパッタエッチング効果が大きくなり、偏析した凹凸部分のみを効率良くエッチングできず、硬質化した金属酸化物膜のエッチング量が多くなるという不具合がある一方で、１５％より小さいと、金属酸化物膜表面の凹凸部分がエッチングされないかエッチング速度が遅くなるという不具合がある。また、第２工程では、３×１０−３Ｐａ以下の圧力に減圧してから酸素ガスと不活性ガスを導入してプラズマを形成することが好ましい。これによれば、プラズマにて水分が分解されることを抑制でき、その水分の分解により生じる水酸化物イオンや水素イオンによって酸化チタン膜の表面が還元されることが防止できる。
【００３１】
上記実施形態によれば、樹脂板表面に形成した金属酸化物膜を表面平滑性よく硬質化できるため、厚い樹脂板であっても、その表面の平滑性よく硬質化できる。そして、硬質化された酸化チタン膜を具備するポリカーボネート樹脂板を輸送機械の窓材として利用できる。しかも、硬質化装置Ｍをインライン式に構成して、処理対象物Ｗに対して脱ガス処理、酸素イオン照射処理、プラズマ処理を減圧下で連続して行うことができるため、量産性に優れている。
【００３２】
以上の効果を確認するために、上記硬質化装置を用いて次の実験を行った。即ち、処理対象物Ｗとして、鉄道車両用の厚みが５ｍｍで１辺１００ｍｍのポリカーボネート樹脂板の表面に、酸化チタン（酸化チタンナノシート）を含むコロイド溶液をディップコート法により塗布して酸化チタン膜を約２０ｎｍの厚みで形成したものとした。この処理対象物Ｗを図１に示す硬質化装置Ｍの真空処理室１０ａに移送し、加熱手段７により酸化チタン膜を１２０℃で６０分加熱する。加熱後の処理対象物Ｗを真空処理室１０ｂに移送し、酸化チタン膜に対してイオンガン８から酸素イオン照射を行うことで硬質化した。酸素イオンの照射条件は、供給電力を２００Ｗ（ＤＣ１ｋＶ、０．２Ａ）、酸素ガス流量を２００ｓｃｃｍ、照射時間を６０秒とした。酸素イオン照射後の処理対象物Ｗを真空処理室１０ｃに移送し、ＥＣＲプラズマ源９で生成した酸素ガスとアルゴンガスのプラズマに曝した。このプラズマによる処理条件は、酸素ガス流量を１００ｓｃｃｍ、アルゴンガス流量を２００ｓｃｃｍ（このとき、総流量基準でのアルゴンガス流量比は６７％）、マイクロ波電力を２．４５ＧＨｚ、８００Ｗとした。プラズマ処理後の酸化チタン膜に対して鉛筆引っかき試験を、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４に記載の方法に準拠して実施したところ、９Ｈ以上の鉛筆硬度を示し、酸化チタン膜が硬質化されていることが確認された。そして、プラズマ処理後の酸化チタン膜表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．０３μｍ、最大粗さ（Ｒｐ−ｐ）が０．１８μｍであり、優れた表面平滑性が達成できることが確認された。また、硬質化した酸化チタン膜に対して、テーバー摩耗試験を実施した。このテーバー摩耗試験は、ＪＩＳ−Ｒ３２１２「自動車安全ガラス試験方法」の中に定められた耐摩耗性の試験方法に準拠し、ＣＳ−１０Ｆ摩耗輪２個を４．９Ｎの荷重で１０００回転させて摩耗試験を行い、試験前後の曇価を測定しその増加量ΔＨｚを算出した。テーバー磨耗試験を行ったところ、磨耗前後での曇価の変化量（ΔＨｚ）の平均値は０．１３となり、耐摩耗性に優れていることも確認された。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、インライン式に構成された硬質化装置を例に説明したが、所謂クラスターツールとして構成された硬質化装置にも本発明を適用することができる。上記実施形態では、イオンガンを用いて酸素イオンを照射する場合について説明したが、イオン源で発生させた複数種のイオンから酸素イオンを質量分離して照射するイオン注入装置を用いることもできる。
【００３４】
また、上記実施形態では、処理対象物Ｗを水平に保持した状態で移送する場合を例に説明したが、処理対象物を垂直に保持した状態で移送するように構成してもよい。この場合、処理対象物の金属酸化物膜に対向して加熱手段７、イオンガン８及びＥＣＲプラズマ源９を配置すればよい。
【００３５】
真空処理室１０ａの上流側に、この真空処理室１０ａと同一構成の真空処理室を更に連設してもよい。これによれば、移送速度を落とすことなく、加熱時間を長く確保できるため、金属酸化物膜からのデガス量が多い場合に適している。また、真空処理室１０ａの上流側に、金属酸化物膜の成膜を行う真空処理室（例えばスパッタ室）を更に連設してもよい。これによれば、金属酸化物膜の成膜から硬質化までを真空下で連続して行うことができるため、量産性をより一層向上できる。
【００３６】
上記実施形態では、ＥＣＲ式でプラズマを発生させているが、容量結合式又は誘導結合式等の公知の構造のものを用いてプラズマを発生させることができる。但し、処理時間を短くできる観点から、ＥＣＲ式のものを用いることが好ましい。
【００３７】
樹脂板表面の平均粗さ（Ｒａ）は０．０５μｍより小さいことが好ましく、０．０３μｍより小さいことがより好ましい。樹脂板表面の最大粗さ（Ｒｐ−ｐ）は０．１μｍより小さいことが好ましく、０．０８μｍより小さいことが好ましい。これによれば、樹脂板と金属酸化物膜との間で優れた密着性が得られる。
【００３８】
上記金属酸化物膜の形成方法としては、金属酸化物膜を樹脂板表面に直接成膜する、ＰＶＤ法（例えばスパッタリング法）やＣＶＤ法等の気相法だけでなく、樹脂板表面に塗布液を塗布して金属酸化物膜を形成する液相法を用いることができる。本発明は、液相法を用いて金属酸化物膜を形成（成膜）する場合に特に適している。塗布液の塗布方法としては、ディップコート法、スピンコート法、フローコート法、スプレーコート法、ブレードコート法、シルクスクリーン法など公知の方法を用いることができ、特に、室温プロセスであるディップコート法が好適に用いられる。塗布液としては、金属酸化物（例えば、鱗片状の粒子である酸化チタンナノシートや酸化ニオブナノシート）又は金属水酸化物を含むコロイド溶液、金属アルコキシドを含むゾルゲル溶液、金属錯体溶液等を用いることができる。これらの塗布液は、公知の製造方法を用いて製造できるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００３９】
Ｍ…硬質化装置、Ｗ…処理対象物、Ｐ…プラズマ、４…レール部材（移送手段）、５…スライダ（移送手段）、６…ステージ（移送手段）、７…加熱手段、８…イオンガン（酸素イオン照射手段）、９…ＥＣＲプラズマ源（プラズマ形成手段）、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…真空処理室。
【図１】
0006043506.tif 000002