(57)【要約】【課題】真空中で基質の両面を疎水性層で被覆するための装置は、従来から基質保持体と、疎水性層を形成するための物質を蒸発させるための蒸発器とを備えていた。しかし、従来の装置は、基質保持体の一側に唯１個の蒸発器を備えるだけであったため、基質の両面を被覆するために、基質を装置内で裏返しにする必要があり、そのために装置が複雑となり、また種々の問題を生じていた。【解決手段】この発明は、従来付設されていた蒸発器とは別に第２の蒸発器を設けることとし、第２の蒸発器を基質保持体に対し従来の蒸発器の付設位置と反対側に配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で疎水性層（１８）により基質（１０）の両面を被覆するための装置であって、基質保持体（２６）を備え、さらに基質保持体（２６）の一側に配置されて疎水性層（１８）を形成するための物質を蒸発させるための第１の蒸発器（４８）を備えている真空塗装装置（２０）であって、上記の一側と反対側にある他側に第２の蒸発器（５０）が配置されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第２の蒸発器（５０）が、多数の開口した出口（６０）の付設された容器（５６）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記容器（５６）が取付具（５４）に取外し可能に収容されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
シャッター（５２）が前記第２の蒸発器（５０）と基質保持体（２６）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１−３の何れか１つの項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の蒸発器と第２の蒸発器とが、別々の器具として作られていることを特徴とする、請求項１−４の何れか１つの項に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の蒸発器と第２の蒸発器とが同等に作られていることを特徴とする、請求項１−５の何れか１つの項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の蒸発器（４８）が、電子ビーム蒸発器（４０）の部品であることを特徴とする、請求項１−４の何れか１つの項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の蒸発器（４８）が基質保持体（２６）の下方に配置され、前記第２の蒸発器（５０）が基質保持体（２６）の上方に配置されていることを特徴とする、請求項１−７の何れか１つの項に記載の装置。
【請求項９】
前記基質保持体（２６）が球形キャップの形をしていることを特徴とする、請求項１−８の何れか１つの項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空塗装装置において、基質の両面を疎水性層により被覆するための装置に関するものであり、基質保持体を備え、さらに基質保持体の一側に配置されて疎水性層の形成用物質を蒸発させるための第１の蒸発器を備えた装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの装置は、下記特許文献１によって知られている。
【０００３】
シート状基質の上に設けられた疎水性層、すなわち撥水性の層は、シート状基質の表面上に水滴が沈着し又は水分が付着するのを防ぐ目的で使用される。しかし、この層は水分の付着を防ぐだけでなく、また何らかの埃及び繊維又は毛羽の付着を防ぐことになる。また、この層は基質表面を平滑にする。
【０００４】
疎水性層を備えた基質は、例えば光学レンズ、透明プラスチック製の枠様部品又は眼鏡レンズ、又は反射防止塗装を施された鉱物ガラス製の眼鏡レンズである。
【０００５】
下記特許文献１は、最初にシート状の基質を色々な目的で多くの層で被覆し、最後に疎水性の層で被覆する真空塗装装置を記載している。
【０００６】
例えば透明なプラスチック、例えばジアリルジエチレングリコールカーボネート製の基質を材料として作られた眼鏡レンズは、基質の特性を改良する意図をもって、さらに複数の層が塗布される。そのような層は例えば引掻き抵抗を増大させるための耐摩耗性の層であり、反射防止特性を与えるための反射減少層であり、またこれら付加的に付設された層を覆うための表面層である。
【０００７】
その後に疎水性層が最外層として付設される。
これらの層を付設するための、真空塗装装置は真空にすることのできる部屋を備えており、その部屋内で処理される基質が基質保持体上に収容される。
【０００８】
その基質保持体は、例えば球形のキャップであって、その表面上に個々の基質が分散した状態で配列される。この場合、基質そのものは例えばスプリングのリング中に保持される。
【０００９】
塗装は両面にするのが望ましいから、球形のキャップは基質を裏返しにすることができるように開発されてきた。この目的のために、球形のキャップはピラミッド状に互いに接近して配置されている個々のセグメントに細分割され、そのセグメントはパドルと云われ、パドルは基質を裏返しにするために縦軸の周りに回転される。
そのような標準的な真空装置では、層は電子ビーム蒸発器によって蒸気沈積された。
【００１０】
選択して使用されるプラズマ源は、電子を発生させる陰極を含んでおり、その電子は磁気コイル装置によって加速されて、プラズマ源から丸屋根状の基質保持体の方へ正確に進行する。この加速された電子は真空装置に導入された希ガス、主としてアルゴンによってグロー放電プラズマを発生させる。被覆材料は電子ビーム蒸発器によって蒸発せしめられ、蒸発した材料がプラズマを貫通し、そのとき蒸発した材料はイオン化され活性化される。プラズマ源と蒸発源との間には結合がないから、種々の被覆物を作るために、蒸発させることができるどのような出発材料でも蒸発器内で使用することができる。
【００１１】
最終の疎水性層は、例えばテトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳ）で作ることができる。
基質は両面を被覆される必要があり、またプラズマ源と電子ビーム源とは基質保持体の一側に、通常丸屋根状の基質保持体の下方に配置されているから、基質の一側上に一連の層を完成させ、その後に基質を反転させてもう一度引き続いてこの一連の層を付設することができる。
【００１２】
また、若し反転装置が使用されるならば、初めに一面に第一層を付設し、基質を反転させ、反対面に同じ層を付設することができる。その後に第二層をこの面に付設し、基質をもう一度反転させその後に第二層をこの反対面に付設する。
こうして、その後に個々の層をそれぞれ両面に引き続いて作り上げることができる。
【００１３】
最初に述べた方法、即ち基質の一面上に完全な一連の層を形成し、その後にこうして一面に付設された基質を反転させるという方法を用いると、第二面に付設する間に他面に既に付設された疎水性の最外層を損傷することになって、不都合であることが判明した。
【００１４】
かりに例えば、反射防止層を作るのにイオン源を用いると、又はかりにいわゆるＩＡＤすなわちイオンアシステッドデポジションメソッドを被覆するのに用いると、迷走イオンがまた層の疎水性効果を部分的に消滅させる。
【００１５】
基質がスプリングリング中に設置されると、スプリングリングは基質の周りに隙間を生じるから、この効果はそれだけ多く観察される。
反転装置が反転を可能としている場合に、各層が両面に連続して付設されると、数多くの反転操作が必要となり、とくにまた両面に疎水性層を塗布するために最後の反転操作が必要となる。
【特許文献１】独国特許出願公開第４４３０３６３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、この発明は初めに述べたタイプの装置を改良して、シート状基質の両面に簡単に効率よく疎水性層を設けることができるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明によると、この目的は一面の反対側にある他面上に、第２の蒸発器を配置することによって達成することができる。
【００１８】
この手段は、基質保持体がどのように作られているかに関係なく、基質の両面に疎水性層を付設するために、蒸発器を付設することができる、という利益を持っている。
【００１９】
疎水性層の下に位置する層を生成する間にどのような条件が用いられているかに拘らず、またこれらの層が両面に引き続いて付設されているか、又は最初に各場合に一面にだけ付設されているかに拘らず、両面に疎水性層を作るのに１つの蒸発器をそれぞれ利用することができる。
【００２０】
疎水性層の付設は、例えば反射防止層の付設又は引掻き抵抗層の付設よりも、層の厚みの寸法安定性については重要でなくて、反射防止層及び引掻き抵抗層の場合には層の厚みの許容差と層の厚み構造とを狭い範囲に維持することが絶対必要とされる。疎水性層は、これらの層の付設条件に対して敏感であり、とくにイオンビームに対して敏感であり、従ってこの層にとくに適した最適条件下に完成される。
【００２１】
これら疎水性層を付設するために最終の反転操作を行うべき必要がない。なぜならば、疎水性は互いに反対側にある２つの蒸発器によって付設されるからである。
この発明は別の配置では、第２の蒸発器が多くの開口した出口の付設された容器を備えている。
【００２２】
この構造的に簡単な配置のために、この装置には非常に安い価格で、従って少ない出費で第２の蒸発器を追加して付設することができる。さきに述べたように、厳密な許容差の制限の維持はここでは重要なことでないから、蒸発すべき物質を容器内に収容し、付設の間それを蒸発させ、その後蒸発した物質が開口した出口から出て行くのが適している。
【００２３】
この発明の別の配置では、容器は取付具に取外し可能に収容されている。
この手段により融通のきく取扱いが可能となり、とくに現存装置に第２の蒸発器を補充し又は現存装置を改装しようとするときに融通のきく取扱いが可能となる。
【００２４】
この発明の別の配置では、シャッターが容器と基質保持体との間に配置される。
シャッターはまた簡単な部材を表わしているので、シャッターの付設によって、蒸発器から流出する物質の流れが基質保持体によって収容されている個々の基質上の望ましい方向へ向かい、保護され及び／又は分散されて、一様な層の厚みを達成することが可能となる。
【００２５】
別の配置では、第１の蒸発器と第２の蒸発器とが装置の別々の部品として作られている。
この手段は、この真空塗装装置において局部的な条件に応じて２個の蒸発器を基質保持体の両側に配置することができる、という利点を持っている。
【００２６】
この発明のさらに別の配置では、第１の蒸発器と第２の蒸発器とが同じ構造に作られている。
この手段は、さらに簡単化と費用削減とに貢献する。
この発明のさらに別の配置では、第１の蒸発器が電子ビーム蒸発器の一つの構成部材となっている。
【００２７】
この手段は、標準真空装置では、何れの場合も付設されている電子ビーム蒸発器が第１の蒸発器として働いて、物質を蒸発させて疎水性層を作るのに使用することができる、という利点を持っている。
【００２８】
この発明のさらに別の配置では、第１の蒸発器が基質保持体の下方に配置され、第２の蒸発器が基質保持体の上方に配置される。
この手段は、この配置によって、基質保持体が２つの面の各面で広い表面積にわたって材料に晒されて疎水性層を作り上げることができる、という利点を持っている。
【００２９】
この発明のさらに別の配置では、基質保持体が球形キャップの形状となっている。
この手段は、それ自体は公知であって、従来の丸屋根形の基質保持体を用いることができ、その上に疎水性層下に配置される層を例えばＩＡＤ又はＰＩＡＤ方法によって、所望の品質に作ることができ、その後疎水性層を２つの蒸発器によって両面に付設することができる、という利点を持っている。
【００３０】
上に述べた特徴とこれから以下に説明する特徴とは、ここに特定した組み合わせとして用いることができるだけでなく、他の組み合わせ又はこの発明の範囲から逸脱することなく、それ自体で使用することができることは云うまでもない。
【００３１】
添付図面を参照して個々の選択された例示的な具体例に基づいて、以下にこの発明をさらに詳しく記載し説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１に示されている基質１０は、１対の眼鏡においてプラスチックレンズとして使用されているものである。
基質１０は、例えば、ＣＲ３９の名称をもって眼鏡光学で好ましいとされる熱硬化性材料、ジアリルジエチレングリコールカーボネイトで作られる。
【００３３】
基質を作るための別のプラスチックスは、例えばポリエチレンメタクリレート、ポリスチレン及びポリカーボネイトである。
【００３４】
初めに、耐摩耗性層１２が、例えば上記特許文献１に詳しく記載されているように、例えばプラズマイオンアシステッドデポジションメソッド（ＰＩＡＤ法）によって、基質１０の両面に付設される。
【００３５】
耐摩耗性層１２は、例えば層の厚みが約５００ナノメートルの硼珪酸ガラスで作られている。硼珪酸ガラスはプラスチックよりも１００の係数だけ大きい硬度を持っており、その硬度は１８０から２００Ｎ／ｍｉｎ2の範囲内にある。
【００３６】
反射減少層１４が、また両面の耐摩耗性層１２に付設される。
この反射減少層１４は、例えば、一連の色々な酸化物層例えばＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3及びＳｉＯ2から成るものである。
【００３７】
最後に、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳ）からなる疎水性層１８が両面に付設される。その層の厚みは約１０−１５ｎｍである。疎水性層１８それ自体は、撥水特性を持った三次元に橋かけ結合されたＳｉＯ2構造から成るものである。
【００３８】
図２は全体に参照数字２０が与えられている真空塗装装置を示しており、その中でさきに述べた色々な層１２、１４及び１８が基質１０に付設される。
真空塗装装置２０はハウジング２２を備え、その中に部屋２４が形成されている。
部屋２４内に基質保持体２６が収容されており、基質保持体２６は球形キャップ２８の形をしている。
【００３９】
球形キャップ２８は軸状シャフト３０の下端に付設され、シャフト３０は部屋２４の上壁に付設されたベアリング３２によって案内され、駆動装置３４に接続されている。
基質１０を押し込むことができる多数のスプリングリングが、球形キャップの形をした基質保持体２６上に付設されている。
【００４０】
ここでは相対的な大きさは写実的に示していない。数拾個の基質を基質保持体に収容することができる。
回転手段を用いて作動させようとする場合には、ここに図示したように、球形キャップ２８を個々のほぼ台形のパドル３６で構成し、パドル３６は正確に示していない機構によって縦軸３８の周りに回転可能とされている。
【００４１】
球形キャップ２８の下方には電子ビーム蒸発器４０を配置し、その中で前述の個々の層を形成しようとされる材料を蒸発させることができる。
電子ビーム蒸発器４０によって蒸発せしめられた材料は、矢印４１によって示されるように基質保持体２６の方へジェットとなって排出される。
【００４２】
蒸発を受けることができる出発材料は、例えば酸化物と弗化物であって、粒子として又はシートとして用いることができる。
その材料の蒸発は、部屋２４内に対応する負圧（例えば１０-6ｍｂａｒ）を適用し、電子ビーム蒸発器４０内で材料を加熱することによって達成することができる。
【００４３】
正確な条件は例えば上記特許文献１に記載されているので、ここで明確にこれを引用する。
また、基質保持体４６の下方にプラズマ源４２を配置して、プラズマ源４２に図２中に矢印４３によって示されるようなプラズマ流を発生させる。
【００４４】
プラズマ源４２は、例えば円筒状電子放出ＬａＢ6陰極を備えており、その陰極は円筒状陽極によって包囲されている。この場合、グロー放電プラズマが発生し、希ガス主としてアルゴンが管４４を通って部屋２４内に導入される。陽極を包囲している円筒状の磁気コイルが、プラズマを発生させている電子の移動度を軸方向に著しく増大させ、半径方向に著しく減少させるという効果をもたらす。ここでは正確に表わしてはいない円環状の磁気コイルが、塗装部屋の上壁領域内で基質保持体の上方に配置されている。この円環状コイルの磁界は、陽極を包囲している円筒状コイルの磁界と重ね合わされ、プラズマをもたらし、丸屋根形のプラズマ境界層が丸屋根形の基質保持体の上流に生成される。基材保持体２６がプラズマに対して負の電位にあるために、イオンはプラズマ境界層の外へ加速されて成長するフィルムに衝突し、その結果フィルムは圧密される。電子ビーム蒸発器４０によって蒸発した材料は、同様にイオン化され活性化される。
【００４５】
電子ビーム蒸発器４０とプラズマ源４２の独立した形のために、電子ビーム蒸発器４０にそれぞれ適当な材料、例えば最終の疎水性層１８、即ち例えばテトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳ）を生成させるための材料を充填することが可能となる。
【００４６】
このことは、この場合電子ビーム蒸発器４０が、部屋２４の底に向かっている基質１０の面に疎水性層１８の形成用材料を蒸発させるための第１の蒸発器４８として働くことを意味している。
【００４７】
図２が示しているように、第２の蒸発器５０は基質１０の反対側、すなわち基質保持体２６の上方に配置される。
第２の蒸発器５０は、基質保持体２６の上方で横方向に配置され、部屋２４内に取付具５４によって保持される。
【００４８】
第２の蒸発器５０は図３にさらに詳しく示されている。
第２の蒸発器５０は容器５６を備えており、容器５６はすべての側面が閉じられてボートの形状をしており、取り除くことのできるカバー５８を備えている。
【００４９】
側壁には、とくに基質保持体２６に向かう側壁には、多数の開口６０が付設されており、開口６０は蒸発器５０内に収容されている材料が、蒸発後に矢印６１の示すように、蒸発器５０から出て行けるようにするのに役立っている。
容器５６は底にヒーター６２を備えている。
【００５０】
図２に戻ると、この図は、またシャッター５２が第２の蒸発器５０と基質保持体２６の上側との間に配置されていることを示しており、シャッター５２は第２の蒸発器５０から出て行く蒸発された材料を集中させ、又は遮断するのに役立ち、こうして基質保持体２６の上側にこの材料の同様に望ましい分散を完成させる。
【００５１】
基質保持体２６は、軸状シャフト３０の周りに回転して、シャッター５２の下を同様に徐々に通過するようにされる。
【００５２】
先に説明した例示的な具体例では、下方にある第１の蒸発器４８は電子ビーム蒸発器４０の一部であって、蒸発器４０は層として付着されるべきすべての材料を蒸発させるのに使用される。
【００５３】
ここには示さない別の例示的な具体例では、２個の第２の蒸発器５０が鏡対称に、云いかえると、１つが基質保持体２６の上方にあり、また１つが基質保持体２６の下方にあるように配置される。
【００５４】
この２個の蒸発器は、このとき電子ビーム蒸発器から全く独立して働き、電子ビーム蒸発器はこのとき疎水性層の下にある層を作り上げるのに使用されるだけである。
これは、既存設備に単に第２の蒸発器５０をあとから付設するだけであるという点で、容易な適用性とまた可能性とを示している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】プラスチック材で作られた基質上の層構造を示す。
【図２】基質上に層を付設するための真空塗装装置の極端に模型化した形状を示す。
【図３】図２に示した真空塗装装置中で疎水性層を作るのに用いられる蒸発器の極端に模型化し且つ拡大した形状を示す。
【図１】
2007531825.tif 000003
【図２】
2007531825.tif 000004
【図３】
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【国際調査報告】
2007531825.tif 000006
2007531825.tif 000007
2007531825.tif 000008
2007531825.tif 000009
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