(57)【要約】【課題】基材表面に、複数のＣＶＤ膜を、それら複数のＣＶＤ膜間の密着性を高めつつ、低コストに且つ効率的に形成し得る方法を提供する。【解決手段】真空状態の反応室２８内に導入した第一の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させることによって、基材表面に第一のＣＶＤ膜を形成した後、反応室２８内に導入した第二の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させることによって、第一のＣＶＤ膜１８上に第二のＣＶＤ膜２０を積層形成する。そして、反応室２８内への第二の成膜用ガスの導入開始から、反応室２８内に導入される第一の成膜用ガス中の少なくとも一部のガス成分の導入量を減少させることにより、該少なくとも一部のガス成分の反応室２８内での量がゼロとなるまで、第一の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応と第二の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応とを同時に実施するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に、第一のＣＶＤ膜を積層形成した後、該第一のＣＶＤ膜に対して、第二のＣＶＤ膜を更に積層形成するための方法であって、
（ａ）前記基材を反応室内に収容すると共に、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｂ）該真空状態とされた反応室内に、前記第一のＣＶＤ膜を形成するための第一の成膜用ガスを導入し、該第一の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該反応室内に収容された前記基材の表面に、該第一のＣＶＤ膜を積層形成する工程と、（ｃ）該第一のＣＶＤ膜が積層形成された前記基材を収容している前記反応室内に、前記第二のＣＶＤ膜を形成するための第二の成膜用ガスを導入し、該第二の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該第一のＣＶＤ膜に対して、該第二のＣＶＤ膜を積層形成する工程とを実施すると共に、
前記反応室内に導入される前記第一の成膜用ガス中の少なくとも一部のガス成分の導入量を、前記反応室内への前記第二の成膜用ガスの導入開始から漸減させて、ゼロとすることにより、該反応室内への該第二の成膜用ガスの導入開始から、該反応室内における該少なくとも一部のガス成分の量がゼロとなるまでの間、該第一の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応と、該第二の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応とを同時に実施することを特徴とするＣＶＤ膜の形成方法。
【請求項２】
基材の表面に、第一のＣＶＤ膜を積層形成した後、該第一のＣＶＤ膜に対して、第二のＣＶＤ膜を更に積層形成するための方法であって、
前記基材を反応室内に収容すると共に、該反応室内を真空状態とする工程と、
該真空状態とされた反応室内に、前記第一のＣＶＤ膜を形成するための第一の成膜用ガスを導入し、該第一の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該反応室内に収容された前記基材の表面に、該第一のＣＶＤ膜を積層形成する工程と、
前記第一のＣＶＤ膜が積層形成された前記基材を収容している前記反応室内に、該基材の表面への該第一のＣＶＤ膜の形成後も、前記第一の成膜用ガスを継続的に導入しながら、該第一の成膜用ガスには含まれていないガス成分を更に導入することにより、該第一の成膜用ガスに含まれるガス成分と該第一の成膜用ガスに含まれていないガス成分とからなる、前記第二のＣＶＤ膜を形成するための第二の成膜用ガスを該反応室内に導入し、該第二の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該第一のＣＶＤ膜に対して、該第二のＣＶＤ膜を積層形成する工程と、
を含むことを特徴とするＣＶＤ膜の形成方法。
【請求項３】
基材の表面に積層形成された第一のＣＶＤ膜に対して、第二のＣＶＤ膜が更に積層形成されてなる積層構造体であって、
前記第一のＣＶＤ膜と前記第二のＣＶＤ膜との間に、該第一のＣＶＤ膜を構成する化合物と該第二のＣＶＤ膜を構成する化合物とが混在する中間層が形成されていると共に、該第一のＣＶＤ膜を構成する化合物の該中間層内での含有率が、該第一のＣＶＤ膜側から該第二のＣＶＤ膜側に向かって漸減する一方、該第二のＣＶＤ膜を構成する化合物の該中間層内での含有率が、該第一のＣＶＤ膜側から該第二のＣＶＤ膜側に向かって漸増していることを特徴とする積層構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ膜の形成方法と積層構造体とに係り、特に、基材の表面に複数のＣＶＤ膜を有利に積層形成する方法と、基材表面に複数のＣＶＤ膜を積層形成してなる積層構造体の改良とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基材表面に薄膜を形成する方法の一種として、ＣＶＤ法を利用して、ＣＶＤ膜からなる薄膜を形成する方法が知られている。このＣＶＤ膜の形成方法によれば、成膜速度が十分に速められるだけでなく、使用される装置規模に対して、基材表面の処理面積も大きくでき、しかも、凹凸のある基材表面に対しても、薄膜を均一な厚さで満遍なく形成できるといった数々のメリットが得られる。そのため、近年では、そのようなＣＶＤ法を利用したＣＶＤ膜の形成方法が、基材表面に各種の機能性膜を形成する方法として、様々な分野で採用されるようになってきている。
【０００３】
例えば、特開２０１０−４９０５０号公報（特許文献１）には、無機ガラスの代替品として利用される樹脂ガラス（公報中には、透明樹脂基材と称されている）の表面上に、耐傷付き性能を有する保護膜としてのＳiＯ2薄膜をプラズマＣＶＤ法によって形成する手法が、明らかにされている。また、特開２００８−３１１５４３号公報（特許文献２）には、半導体装置の半導体基板上に、複数の酸化膜をプラズマＣＶＤ法を利用して形成する方法が、提案されている。更に、特許第３６２９７６５号公報（特許文献３）には、磁気記録媒体の支持体上に、防錆性能と潤滑性能とをそれぞれ有する２種類の保護膜をプラズマＣＶＤ法によって形成する方法が、開示されている。
【０００４】
ところで、上記した特開２００８−３１１５４３号公報や特許第３６２９７６５号公報に記載されるように、基材表面上に、複数のＣＶＤ膜を積層形成する場合がある。また、従来の樹脂ガラスにおいても、その表面に、保護膜として、複数のＣＶＤ膜を積層形成することが、一部で行われている。そして、そのように、基材表面に、複数のＣＶＤ膜を積層形成する場合には、一般に、以下のようにして、その作業が進められる。
【０００５】
すなわち、先ず、反応室内に基材を収容配置して、反応室内を真空状態とした後、かかる反応室内に、複数のＣＶＤ膜のうち、基材表面に直接に積層されるＣＶＤ膜を形成するための成膜用ガスを導入し、この成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、反応室内の基材の表面にＣＶＤ膜を形成する。その後、基材表面に積層されたＣＶＤ膜、つまり一番目のＣＶＤ膜を形成する成膜用ガスを、反応室内から完全に排出した後、反応室内に、一番目のＣＶＤ膜上に積層される二番目のＣＶＤ膜を形成するための成膜用ガスを導入し、この成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、反応室内の基材表面に形成された一番目のＣＶＤ膜上に、二番目のＣＶＤ膜を更に積層形成するのである。そして、それと同様にして、三番目以降のＣＶＤ膜を、順次、積層形成してゆくのである。
【０００６】
ところが、そのような従来のＣＶＤ膜の形成方法について、本発明者が様々な角度から検討を加えたところ、かかる従来手法には、以下の如き問題が内在していることが明らかとなった。即ち、例えば、熱膨張係数が互いに大きく異なる複数のＣＶＤ膜を従来手法によって形成する場合には、互いに隣り合うＣＶＤ膜同士の界面での密着性が不充分なものとなってしまう恐れがあり、そのため、従来手法によって複数のＣＶＤ膜が積層形成されてなる積層構造体を周囲の温度変化が大きな環境下で使用したときに、互いに隣り合うＣＶＤ膜同士の界面において剥がれが生ずる可能性があることが判明したのである。
【０００７】
また、従来手法では、互いに積層されるＣＶＤ膜のうちの一方のＣＶＤ膜を形成した後、他方のＣＶＤ膜の形成操作を開始する前に、反応室内に残存する、一方のＣＶＤ膜を形成するための成膜用ガスを反応室内から完全に除去する作業が、一般に行われる。そのため、そのような従来手法においては、成膜用ガスの除去作業のために余分な手間と時間が掛かるだけでなく、反応室内から除去される成膜用ガスが無駄となり、それが複数のＣＶＤ膜の形成コストを圧迫するといった問題が惹起されることも、判明したのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−４９０５０号公報
【特許文献２】特開２００８−３１１５４３号公報
【特許文献３】特許第３６２９７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、基材の表面に、複数のＣＶＤ膜を、順次、積層形成するに際して、複数のＣＶＤ膜間の密着性の向上と、それら複数のＣＶＤ膜の形成コストの削減、更には基材表面への複数のＣＶＤ膜の形成作業の効率化とが、共に有利に図られ得るように改良されたＣＶＤ膜の形成方法を提供することにある。また、本発明は、複数のＣＶＤ膜が互いに強固に密着した状態で、基材の表面に積層形成されてなる積層構造体を提供することをも、その解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、本発明は、かかる課題の解決のために、その要旨とするところは、基材の表面に、第一のＣＶＤ膜を積層形成した後、該第一のＣＶＤ膜に対して、第二のＣＶＤ膜を更に積層形成するための方法であって、（ａ）前記基材を反応室内に収容すると共に、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｂ）該真空状態とされた反応室内に、前記第一のＣＶＤ膜を形成するための第一の成膜用ガスを導入し、該第一の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該反応室内に収容された前記基材の表面に、該第一のＣＶＤ膜を積層形成する工程と、（ｃ）該第一のＣＶＤ膜が積層形成された前記基材を収容している前記反応室内に、前記第二のＣＶＤ膜を形成するための第二の成膜用ガスを導入し、該第二の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該第一のＣＶＤ膜に対して、該第二のＣＶＤ膜を積層形成する工程とを実施すると共に、前記反応室内に導入される前記第一の成膜用ガス中の少なくとも一部のガス成分の導入量を、前記反応室内への前記第二の成膜用ガスの導入開始から漸減させて、ゼロとすることにより、該反応室内への該第二の成膜用ガスの導入開始から、該反応室内における該少なくとも一部のガス成分の量がゼロとなるまでの間、該第一の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応と、該第二の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応とを同時に実施することを特徴とするＣＶＤ膜の形成方法にある。
【００１１】
また、基材の表面に、第一のＣＶＤ膜を積層形成した後、該第一のＣＶＤ膜に対して、第二のＣＶＤ膜を更に積層形成するための方法は、（ａ）前記基材を反応室内に収容すると共に、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｂ）該真空状態とされた反応室内に、前記第一のＣＶＤ膜を形成するための第一の成膜用ガスを導入し、該第一の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該反応室内に収容された前記基材の表面に、該第一のＣＶＤ膜を積層形成する工程と、（ｃ）該第一のＣＶＤ膜が積層形成された前記基材を収容している前記反応室内に、前記第二のＣＶＤ膜を形成するための第二の成膜用ガスを導入し、該第二の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該第一のＣＶＤ膜に対して、該第二のＣＶＤ膜を積層形成する工程と、（ｄ）前記反応室内に導入される前記第一の成膜用ガス中の少なくとも一部のガス成分の導入量を、前記反応室内への前記第二の成膜用ガスの導入開始から漸減させて、ゼロとすることにより、該反応室内への該第二の成膜用ガスの導入開始から、該反応室内における該少なくとも一部のガス成分の量がゼロとなるまでの間、該第一の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応と、該第二の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応とを同時に実施して、前記第一のＣＶＤ膜に前記第二のＣＶＤ膜を積層形成する前に、該第一のＣＶＤ膜上に、該第一のＣＶＤ膜を構成する化合物と該第二のＣＶＤ膜を構成する化合物とが混在する中間層を形成する工程とを含むことをも、特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明は、前記した課題を解決するために、基材の表面に、第一のＣＶＤ膜を積層形成した後、該第一のＣＶＤ膜に対して、第二のＣＶＤ膜を更に積層形成するための方法であって、（ａ）前記基材を反応室内に収容すると共に、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｂ）該真空状態とされた反応室内に、前記第一のＣＶＤ膜を形成するための第一の成膜用ガスを導入し、該第一の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該反応室内に収容された前記基材の表面に、該第一のＣＶＤ膜を積層形成する工程と、（ｃ）前記第一のＣＶＤ膜が積層形成された前記基材を収容している前記反応室内に、該基材の表面への該第一のＣＶＤ膜の形成後も、前記第一の成膜用ガスを継続的に導入しながら、該第一の成膜用ガスには含まれていないガス成分を更に導入することにより、該第一の成膜用ガスに含まれるガス成分と該第一の成膜用ガスに含まれていないガス成分とからなる、前記第二のＣＶＤ膜を形成するための第二の成膜用ガスを該反応室内に導入し、該第二の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該第一のＣＶＤ膜に対して、該第二のＣＶＤ膜を積層形成する工程とを含むことを特徴とするＣＶＤ膜の形成方法をも、その要旨とするものである。
【００１３】
また、基材の表面に、第一のＣＶＤ膜を積層形成した後、該第一のＣＶＤ膜に対して、第二のＣＶＤ膜を更に積層形成するための方法は、（ａ）前記基材を反応室内に収容すると共に、該反応室内を真空状態とする工程と、（ｂ）該真空状態とされた反応室内に、前記第一のＣＶＤ膜を形成するための第一の成膜用ガスを導入し、該第一の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させて、該反応室内に収容された前記基材の表面に、該第一のＣＶＤ膜を積層形成する工程と、（ｃ）前記第一のＣＶＤ膜が積層形成された前記基材を収容している前記反応室内に、該基材の表面への該第一のＣＶＤ膜の形成後も、前記第一の成膜用ガスを継続的に導入しながら、該第一の成膜用ガスには含まれていないガス成分を更に導入して、該第一の成膜用ガスに含まれるガス成分と該第一の成膜用ガスに含まれていないガス成分とからなる、前記第二のＣＶＤ膜を形成するための第二の成膜用ガスを、該反応室内に、該第一の成膜用ガスと同時に導入することにより、該第一の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応と、該第二の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応とを同時に実施して、該第一のＣＶＤ膜上に、該第一のＣＶＤ膜を構成する化合物と該第二のＣＶＤ膜を構成する化合物とが混在する中間層を積層形成する工程と、（ｄ）前記第一のＣＶＤ膜と前記中間層とが積層形成された前記基材を収容している前記反応室内に、該中間層の形成後も、前記第二の成膜用ガスを導入して、該第二の成膜用ガスをプラズマＣＶＤ法により反応させることにより、該中間層上に、前記第二のＣＶＤ膜を積層形成することをも、特徴としている。
【００１４】
なお、本発明の好ましい態様に一つによれば、前記第一の成膜用ガスに含まれていないガス成分が、前記第二の成膜用ガスの反応ガスであり、かかる第二の成膜用ガスの反応ガスの前記反応室内への導入が、該反応室内への導入量を漸増させるように実施される一方、該第二の成膜用ガスの反応ガスの該反応室内への導入開始から、該第一の成膜用ガスの反応ガスの該反応室内への導入量が漸減させられることとなる。
【００１５】
なお、本発明の好ましい態様の一つによれば、前記基材が、ポリカーボネート製の樹脂成形品にて構成される。
【００１６】
そして、本発明は、基材の表面に積層形成された第一のＣＶＤ膜に対して、第二のＣＶＤ膜が更に積層形成されてなる積層構造体であって、前記第一のＣＶＤ膜と前記第二のＣＶＤ膜との間に、該第一のＣＶＤ膜を構成する化合物と該第二のＣＶＤ膜を構成する化合物とが混在する中間層が形成されていると共に、該第一のＣＶＤ膜を構成する化合物の該中間層内での含有率が、該第一のＣＶＤ膜側から該第二のＣＶＤ膜側に向かって漸減する一方、該第二のＣＶＤ膜を構成する化合物の該中間層内での含有率が、該第一のＣＶＤ膜側から該第二のＣＶＤ膜側に向かって漸増していることを特徴とする積層構造体をも、また、その要旨とするものである。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様の一つによれば、前記基材が、ポリカーボネート製の樹脂成形品にて構成される。また、有利には、積層構造体が、樹脂ガラスにて構成される。
【発明の効果】
【００１８】
すなわち、本発明に従うＣＶＤ膜の形成方法では、第一の成膜用ガスだけをプラズマＣＶＤ法により反応させる工程と、その後に実施される第二の成膜用ガスだけをプラズマＣＶＤ法により反応させる工程との間に、第一の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応と第二の成膜用ガスのプラズマＣＶＤ法による反応とを同時に実施する工程が行われる。このため、かかる本発明手法によれば、基材表面に、第一のＣＶＤ膜が、また、この第一のＣＶＤ膜上に、第二のＣＶＤ膜が、それぞれ積層形成されると共に、それら第一のＣＶＤ膜と第二のＣＶＤ膜との間に、第一のＣＶＤ膜を構成する化合物と第二のＣＶＤ膜を構成する化合物とが混在する中間層が形成される。それによって、第一のＣＶＤ膜と第二のＣＶＤ膜との間に、それらを明確に区分けする界面が無くされ、その結果、第一のＣＶＤ膜と第二のＣＶＤ膜との間の密着性が、極めて効果的に高められ得る。
【００１９】
また、本発明に係るＣＶＤ膜の形成方法では、第二のＣＶＤ膜を構成する化合物と第一のＣＶＤ膜を構成する化合物とが混在する中間層が、基材表面に対する第一のＣＶＤ膜の積層形成後に、反応室内に残存する第一の成膜用ガスを利用して形成される。それ故、従来手法とは異なって、基材表面に対する第一のＣＶＤ膜の積層形成後に、第一のＣＶＤ膜を形成するための第一の成膜用ガスを反応室内から除去する作業を行う必要が有利に解消され、それによって、そのような第一の成膜用ガスの除去作業に掛かる余分な手間や時間が有利に省かれ得る。しかも、反応室内に残存する第一の成膜用ガスが無駄に廃棄されることもない。
【００２０】
従って、かくの如き本発明に従うＣＶＤ膜の形成方法によれば、複数のＣＶＤ膜を、基材の表面に対して、互いに高い密着性をもって、低コストに、しかも効率的に積層形成することが可能となるのである。
【００２１】
そして、本発明に従う積層構造体にあっては、基材表面に積層形成される複数のＣＶＤ膜間の密着性が、効果的に高められ得るのである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に従う構造を有する積層構造体の一例を示す部分断面説明図である。
【図２】図１に示された積層構造体を得る際に用いられるプラズマＣＶＤ装置を示す、断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００２４】
先ず、図１には、本発明に従う構造を有する積層構造体の一実施形態として、自動車のリヤウインドウ用の樹脂ガラス１０が、その部分断面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、樹脂ガラス１０は、樹脂基材１２を有し、この樹脂基材１２の両面には、アンダーコート層１４が、それぞれ積層形成されている。また、それら各アンダーコート層１４，１４の樹脂基材１２側とは反対側の面上には、トップコート層１６が、それぞれ、更に積層形成されている。
【００２５】
より具体的には、樹脂基材１２は、透明な平板形態を呈し、ポリカーボネートを用いて射出成形された樹脂成形品にて構成されている。なお、樹脂基材１２は、射出成形以外の手法で成形されたものであっても良い。
【００２６】
アンダーコート層１４は、樹脂ガラス１０に対して、紫外線耐性等に基づいた耐候性を付与すること等を目的として、樹脂基材１２表面に積層されるもので、薄膜形態を呈している。このようなアンダーコート層１４は、一般に、液状のアクリル樹脂やポリウレタン樹脂を樹脂基材１２表面上に塗布して、塗膜を形成した後、加熱や紫外線照射等を行って、かかる塗膜を硬化させることにより形成される。なお、このようなアンダーコート層１４は、形成工程の簡略化や形成に要する設備コストの低減等を図る上において、紫外線硬化膜にて構成されていることが、望ましい。また、アンダーコート層１４は、上記例示以外の樹脂材料や硬化手法を採用して、形成することもできる。更に、かかるアンダーコート層１４は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。
【００２７】
アンダーコート層１４の厚さは、特に限定されるものではないものの、一般には、単層構造であっても、複層構造であっても、全体の厚さが８〜１２μｍ程度とされる。何故なら、アンダーコート層１４の厚さが、８μｍよりも薄いと、余りに薄いために、樹脂ガラス１０に対して十分な耐候性を付与することが困難となる恐れがあるからであり、また、アンダーコート層１４の厚さを１２μｍよりも厚くしても、樹脂ガラス１０の耐候性を更に向上させることは難しく、却って、材料費の無駄となる可能性があるからである。
【００２８】
トップコート層１６は、アンダーコート層１４側に位置する第一のＣＶＤ膜１８と、この第一のＣＶＤ膜１８上に積層された第二のＣＶＤ膜２０とを有している。そして、第一のＣＶＤ膜１８が、プラズマＣＶＤ法によって形成された、ＳiＯ2からなるプラズマＣＶＤ膜にて構成されており、また、第二のＣＶＤ膜２０が、プラズマＣＶＤ法によって形成された、Ｓi3Ｎ4 からなるプラズマＣＶＤ膜にて構成されている。
【００２９】
すなわち、ここでは、トップコート層１６の表面の全面を含む表層部分を形成する第二のＣＶＤ膜２０が、非常に硬質であるＳi3Ｎ4 にて構成されている。これにより、トップコート層１６の表面の硬度が十分に高められて、樹脂ガラス１０に対して、より一層優れた耐摩耗性や耐傷付き性が付与されている。
【００３０】
また、トップコート層１６のアンダーコート層１４との界面の全面を含むアンダーコート層１４側部分を形成する第一のＣＶＤ膜１８が、硬度においてはＳi3Ｎ4 に劣るものの、Ｓi3Ｎ4 よりは、アンダーコート層１４を構成するアクリル樹脂やポリウレタン樹脂の熱膨張係数に近似した熱膨張係数を有するＳiＯ2にて構成されている。これによって、トップコート層１６のアンダーコート層１４側の硬度も確保しつつ、アンダーコート層１４との熱膨張差応力等に起因したトップコート層１６の割れやアンダーコート層１４からの剥離の発生が可及的に防止されて、トップコート層１６のアンダーコート層１４に対する密着性の向上が図られている。なお、そのような第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０は、それらの両方が、無機珪素化合物にて構成されていても良く、或いはそれらの両方が有機珪素化合物にて構成されていても良く、若しくはそれらのうちの何れか一方が無機珪素化合物にて構成される一方、それらのうちの何れか他方が有機珪素化合物にて構成されていても良い。
【００３１】
そして、そのようなトップコート層１６のうち、第一のＣＶＤ膜１８の厚さは、１〜２０μｍ程度とされていることが望ましい。何故なら、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜１８の厚さが１μｍよりも薄いと、余りに薄いために、アンダーコート層１４に対する密着性が不充分となる可能性があるからである。また、第一のＣＶＤ膜１８の厚さが２０μｍよりも厚いと、第一のＣＶＤ膜１８の形成に要する時間が長くなり、樹脂ガラス１０の生産性が低下する恐れがあるからである。また、第二のＣＶＤ膜２０の厚さも、好適には１〜２０μｍ程度とされる。何故なら、ＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜２０の厚さが１μｍよりも薄いと、余りに薄いために、樹脂ガラス１０の耐摩耗性や耐傷付き性の向上効果が不充分なものとなる恐れがあるからである。また、第二のＣＶＤ膜２０の厚さが２０μｍよりも厚いと、第二のＣＶＤ膜２０の形成に要する時間が長くなり、樹脂ガラス１０の生産性が低下する恐れがあるからである。
【００３２】
そして、本実施形態においては、特に、そのような第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間に、プラズマＣＶＤ膜からなる中間層２２が設けられている。即ち、トップコート層１６が、第一のＣＶＤ膜１８と中間層２２と第二のＣＶＤ膜２０とを有する複層構造とされている。
【００３３】
中間層２２には、第一のＣＶＤ膜１８を構成するＳiＯ2と第二のＣＶＤ膜２０を構成するＳi3Ｎ4 とが混在している。つまり、中間層２２は、プラズマＣＶＤ法によって形成された、ＳiＯ2からなる部分とＳi3Ｎ4 からなる部分とを有するプラズマＣＶＤ膜にて構成されているのである。そして、かかる中間層２２にあっては、ＳiＯ2の含有率が、第一のＣＶＤ膜１８側から第二のＣＶＤ膜２０側に向かって徐々に小さくなっている一方、Ｓi3Ｎ4 の含有率が、第一のＣＶＤ膜１８側から第二のＣＶＤ膜２０側に向かって徐々に大きくなっている。つまり、中間層２２におけるＳiＯ2の含有率とＳi3Ｎ4 の含有率が、第一のＣＶＤ膜１８側から第二のＣＶＤ膜２０側に向かって傾斜的に変化しているのである。
【００３４】
このように、本実施形態では、上記の如き構造を有する中間層２２が、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜１８とＳi3Ｎ4 からなる第二のＣＶＤ膜２０との間に設けられていることによって、それら第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間に、明確な界面が無くされ得るようになっている。そして、その結果として、例えば、周囲の熱環境の変化等によって、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との界面での剥離等の発生が可及的に防止されて、それら第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との密着性が効果的に高められているのである。
【００３５】
なお、そのような中間層２２の厚さも、何等限定されるものではないものの、好適には０．１〜１０μｍ程度とされる。何故なら、中間層２２の厚さが０．１μｍよりも薄いと、余りに薄いために、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間の密着性の向上効果が十分に望めなくなる恐れがあるからであり、また、中間層２２の厚さが１０μｍよりも厚いと、トップコート層１６全体の形成時間が冗長化し、そのために、樹脂ガラス１０の生産性の低下や生産コストの高騰が生ずる可能性があるからである。
【００３６】
ところで、上記の如き構造を有する樹脂ガラス１０は、例えば、以下の手順に従って製造される。
【００３７】
すなわち、先ず、ポリカーボネート製の樹脂基材１２を射出成形等により成形する。その後、この樹脂基材１２の両面に、アクリル樹脂やポリウレタン樹脂等の塗膜が熱硬化や紫外線硬化されたアンダーコート層１４，１４をそれぞれ積層形成して、中間製品２４（図２参照）を得る。
【００３８】
次に、図２に示される如き構造を有するプラズマＣＶＤ装置２６を用いて、中間製品２４のアンダーコート層１４，１４上に、トップコート層１６を更に積層形成する。
【００３９】
図２に示されるように、ここで用いられるプラズマＣＶＤ装置２６は、平行平板方式を採用した従来のプラズマＣＶＤ装置と同様な基本構造を備えている。より具体的には、プラズマＣＶＤ装置２６は、反応室としての真空チャンバ２８を有している。この真空チャンバ２８は、チャンバ本体３０と蓋体３２とを更に含んで構成されている。チャンバ本体３０は、筒状の側壁部３４と、かかる側壁部３４の下側開口部を閉塞する下側底壁部３６とを備えた有底筒状乃至は筐体状を呈している。蓋体３２は、チャンバ本体３０の上側開口部３８の全体を覆蓋可能な大きさを有する平板にて構成されている。そして、かかる蓋体３２が、チャンバ本体３０の上側開口部３８を覆蓋した状態で、図示しないロック機構にてロックされることによって、チャンバ本体３０内が気密に密閉されるようになっている。
【００４０】
また、蓋体３２の下面には、上側ホルダ４０，４０が、一体的に立設されている。それら上側ホルダ４０，４０には、支持突起４２，４２が一体的に突設されている。そして、チャンバ本体３０内に収容されたカソード電極４４が、かかる支持突起４２，４２にて支持されて、上側ホルダ４０，４０に保持されている。また、カソード電極４４には、給電線４６の一端が接続され、この給電線４６の他端は、真空チャンバ２８外に設置された高周波電源４８に接続されている。
【００４１】
チャンバ本体３０の下側底壁部３６上には、下側ホルダ５０，５０が、一体的に立設されている。それら下側ホルダ５０，５０には、上側支持突起５２，５２と下側支持突起５４，５４とが、上下に離間して、それぞれ一体的に突設されている。そして、チャンバ本体３０内に収容されたアノード電極５６が、上側ホルダ４０，４０にて保持されたカソード電極４４と上下方向に所定距離を隔てて対向した状態で、下側支持突起５４，５４にて支持されて、下側ホルダ５０，５０に保持されている。このアノード電極５６は、アース接地されている。また、下側ホルダ５０，５０の上側支持突起５２，５２は、中間製品２４を支持可能とされている。
【００４２】
チャンバ本体３０の側壁部３４の下端部における周上の一箇所には、排気パイプ５８が、チャンバ本体３０の内外を連通するように側壁部３４を貫通して、設置されている。また、かかる排気パイプ５８上には、真空ポンプ６０が設けられている。そして、この真空ポンプ６０の作動によって、チャンバ本体３０内の気体が排気パイプ５８を通じて外部に排出されて、チャンバ本体３０が減圧されるようになっている。
【００４３】
また、側壁部３４の上端側部位には、第一、第二及び第三の３個の導入パイプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃが、側壁部３４を貫通して、設置されている。そして、それら第一、第二及び第三導入パイプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃにおいては、チャンバ本体３０内に突入して開口する一端側開口部が、それぞれ、第一、第二、及び第三ガス導入口６４ａ，６４ｂ，６４ｃとされている。また、第一導入パイプ６２ａのチャンバ本体３０外への延出側の他端部には、珪素化合物ガスを収容する第一ボンベ６６ａが接続されている。第二導入パイプ６２ｂのチャンバ本体３０外への延出側の他端部には、酸素ガスを収容する第二ボンベ６６ｂが接続されている。第三導入パイプ６２ｃのチャンバ本体３０外への延出側の他端部には、窒素ガスを収容する第三ボンベ６６ｃが接続されている。更に、第一乃至第三ボンベ６６ａ，６６ｂ，６６ｃの第一乃至第三導入パイプ６２ａ，６２ｂ，６２ｃとの接続部には、第一乃至第三開閉バルブ６８ａ，６８ｂ，６８ｃが、それぞれ設けられている。
【００４４】
なお、後述するように、第一ボンベ６６ａ内に収容される珪素化合物ガスは、第一のＣＶＤ膜１８を形成するための第一の成膜用ガスを構成する原料ガスとして、また、第二のＣＶＤ膜２０を形成するための第二の成膜用ガスを構成する原料ガスとして、それぞれ利用されるものである。第二ボンベ６６ｂ内に収容される酸素ガスは、第一のＣＶＤ膜１８を形成するための第一の成膜用ガスを構成する反応ガスとして利用されるものである。第三ボンベ６６ｃ内に収容される窒素ガスは、第二のＣＶＤ膜２０を形成するための第二の成膜用ガスを構成する反応ガスとして利用されるものである。また、それら珪素化合物ガスと酸素ガスと窒素ガスは、第一乃至第三ボンベ６６ａ，６６ｂ，６６ｃ内に、大気圧を超える圧力で収容されている。
【００４５】
そして、かくの如き構造とされたプラズマＣＶＤ装置２６を用いて、樹脂基材１２の両面に積層されたアンダーコート層１４，１４上に、トップコート層１６をそれぞれ積層形成する際には、先ず、図２に示されるように、樹脂基材１２の両面にアンダーコート層１４がそれぞれ積層形成されてなる中間製品２４を、チャンバ本体３０内に設けられた下側ホルダ５０，５０の上側支持突起５２，５２に支持させて、下側ホルダ５０，５０に保持させる。
【００４６】
次いで、上側開口部３８を蓋体３２にて覆蓋した後、図示しないロック機構にて、蓋体３２をチャンバ本体３０にロックする。これにより、真空チャンバ２８内を気密に密閉する。そして、その後、真空ポンプ６０を作動させて、真空チャンバ２８内を減圧する。この減圧操作により、真空チャンバ２８内の圧力を、例えば１０-5〜１０-3Ｐａ程度とする。
【００４７】
そして、真空チャンバ２８内の圧力が所定の値となったら、真空ポンプ６０を作動させたままで、第一導入パイプ６２ａと第二導入パイプ６２ｂとにそれぞれ接続された第一ボンベ６６ａの第一開閉バルブ６８ａと第二ボンベ６６ｂの第二開閉バルブ６８ｂとを各々開作動する。これにより、第一ボンベ６６ａ内の珪素化合物ガスを、第一導入パイプ６２ａ内に流通させて、第一ガス導入口６４ａから真空チャンバ２８内に導入する。また、それと共に、第二ボンベ６６ｂ内の酸素ガスを、第二導入パイプ６２ｂ内に流通させて、第二ガス導入口６４ｂから真空チャンバ２８内に導入する。かくして、珪素化合物ガスと酸素ガスとからなる、第一のＣＶＤ膜１８を形成するための第一の成膜用ガスを真空チャンバ２８内に導入して、充満させる。
【００４８】
なお、真空チャンバ２８内に導入される珪素化合物ガスを構成する珪素化合物は、公知のものの中から適宜に選択されて用いられる。具体的には、かかる珪素化合物としては、一般に、モノシラン（ＳiＨ4）やジシラン（Ｓi2Ｈ6 ）等の無機珪素化合物が、それぞれ単独で、或いはそれらが組み合わされて使用される。また、真空チャンバ２８内に導入される珪素化合物ガスを構成する珪素化合物として、有機珪素化合物を使用することも可能である。かかる有機珪素化合物としては、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン等のシロキサン類や、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、トリメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、トリメトキシエチルシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシジメチルシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のシラン類、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等のシラザン類等が、例示される。そして、それらのうちの１種が単独で、或いは２種類以上が組み合わされて、用いられる。
【００４９】
真空チャンバ２８内に珪素化合物ガスと酸素ガスが充満して、真空チャンバ２８の内圧が所定の値となったら、高周波電源４８をＯＮ作動して、真空チャンバ２８内に配置されたカソード電極４４に対して、高周波電流を給電線４６を介して供給する。これにより、カソード電極４４とアノード電極５６との間で放電現象を惹起させて、真空チャンバ２８内に充満した珪素化合物ガスと酸素ガスとをそれぞれプラズマ化し、珪素化合物ガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとを、真空チャンバ２８内に、比較的に低温の状態で発生させる。
【００５０】
そして、真空チャンバ２８内の空間や中間製品２４の表面上において、珪素化合物ガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとの反応を生じさせて、ＳiＯ2を生成すると共に、それを中間製品２４の全表面に堆積させる。以て、中間製品２４のアンダーコート層１４，１４上に、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜１８を、比較的に低い温度下で、しかも十分に速いスピードで積層形成する。
【００５１】
なお、本工程では、第一ボンベ６６ａの第一開閉バルブ６８ａと第二ボンベ６６ｂの第二開閉バルブ６８ｂの開作動が、その開放量を何等変化させることなく、一定の量において、予め設定された一定の時間だけ実施される。これによって、珪素化合物ガスと酸素ガスの真空チャンバ２８内への単位時間当たりの導入量がそれぞれ一定の量とされて、真空チャンバ２８内の珪素化合物ガス量と酸素ガス量の比率が一定の割合に維持される。そうして、真空チャンバ２８の内圧が一定に維持される。
【００５２】
アンダーコート層１４，１４上に積層形成される第一のＣＶＤ膜１８の厚さは、珪素化合物ガスと酸素ガスとが、真空チャンバ２８内に一定の導入量で導入される時間、つまり、珪素化合物ガスと酸素ガスとをプラズマＣＶＤ法によって反応させる時間に応じて、適宜に調節される。換言すれば、第一ボンベ６６ａの第一開閉バルブ６８ａと第二ボンベ６６ｂの第二開閉バルブ６８ｂの一定量での開作動時間は、予め設定された、第一のＣＶＤ膜１８の厚さの設定値等に応じて、適宜に決定されるのである。
【００５３】
そして、第一及び第二ボンベ６６ａ，６６ｂの第一及び第二開閉バルブ６８ａ，６８ｂを開作動してから予め設定された時間が経過した時点で、第二開閉バルブ６８ｂを、その開放量が徐々に小さくなるように閉作動し、閉作動開始から予め設定された時間が経過したときに、第二開閉バルブ６８ｂを完全に閉鎖する。即ち、ここでは、第一のＣＶＤ膜１８を形成するために真空チャンバ２８内に導入される第一の成膜用ガスのうちの酸素ガスの真空チャンバ２８内への導入量を漸減させていき、やがてゼロとする。このように、珪素化合物ガスと酸素ガスの真空チャンバ２８内への導入開始から予め設定された時間が経過して、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量がゼロとなり、真空チャンバ２８内に収容される酸素ガスの量がゼロとなった時点で、ＳiＯ2の生成を終了するのである。
【００５４】
また、第二開閉バルブ６８ｂの閉作動の開始と同時に、或いはその直前又は直後において、第三ボンベ６６ｃの第三開閉バルブ６８ｃを開作動する。このとき、第二開閉バルブ６８ｂの開放量が小さくなるに従って、第三開閉バルブ６８ｃの開放量が徐々に大きくなるように、第三開閉バルブ６８ｃの開作動を行う。そして、第二開閉バルブ６８ｂが完全に閉鎖された時点からは、第三開閉バルブ６８ｃの開放量を増加させずに一定の量とする。これにより、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量を減少させ始めてから、窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入を開始すると共に、その導入量を徐々に増やしていく。そして、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量がゼロとなってからは、窒素ガスの真空チャンバ２８内への単位時間当たりの導入量を一定とする。そうして、真空チャンバ２８内の圧力を一定に維持する。
【００５５】
なお、第三開閉バルブ６８ｃの開作動の開始のタイミング、つまり、真空チャンバ２８内への窒素ガスの導入開始のタイミングは、必ずしも、第二開閉バルブ６８ｂの閉作動の開始による真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量の減少開始と厳密に同時とされている必要はなく、かかる酸素ガス導入量の減少開始のタイミングに対して、その前後に多少ずれていても良い。また、真空チャンバ２８内への導入量が漸減される酸素ガスの単位時間当たりの減少量と、真空チャンバ２８内への導入量が漸増される窒素ガスの単位時間当たりの増加量は、それぞれ、特に限定されるところではないものの、好ましくは、真空チャンバ２８内の圧力が一定に維持されるように、それら酸素ガスの単位時間当たりの減少量と窒素ガスの単位時間当たりの増加量が、それぞれ調節されることとなる。
【００５６】
一方、第一開閉バルブ６８ａは、第二開閉バルブ６８ｂの閉作動や第三開閉バルブ６８ｃの開作動が開始されてからも、一定の開放量での開作動状態が維持される。つまり、真空チャンバ２８内への酸素ガスや窒素ガスの導入量の増減に拘わらず、珪素化合物ガスを、真空チャンバ２８内に、一定の量で導入し続けるのである。また、カソード電極４４への高周波電流の供給も継続する。
【００５７】
かくして、窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入の開始から、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量がゼロとされて、真空チャンバ２８内の酸素ガスが完全に無くなるまでの間において、真空チャンバ２８内の酸素ガスと窒素ガスと珪素化合物ガスとを、それぞれプラズマ化して、それら酸素ガスと窒素ガスと珪素化合物ガスのそれぞれのプラズマを、真空チャンバ２８内に発生させる。このとき、真空チャンバ２８内での酸素ガスのプラズマの単位時間当たりの発生量は、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量の減少に伴って漸減していくが、真空チャンバ２８内での窒素ガスのプラズマの単位時間当たりの発生量は、真空チャンバ２８内への窒素ガスの導入量の増加に伴って漸増していく。また、珪素化合物ガスのプラズマの単位時間当たりの発生量は、一定量に維持される。
【００５８】
これにより、窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入の開始から、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量がゼロとなり、更に、真空チャンバ２８内における酸素ガスの量がゼロとなるまでの間、真空チャンバ２８内の空間や中間製品２４の表面上において、珪素化合物ガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとの反応（珪素化合物ガスと酸素ガスのプラズマＣＶＤ法による反応）を実施して、ＳiＯ2を生成する一方、それと並行して、珪素化合物ガスのプラズマと窒素ガスのプラズマとの反応（珪素化合物ガスと窒素ガスのプラズマＣＶＤ法による反応）も実施して、Ｓi3Ｎ4 を生成する。このとき、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量の減少に伴って、ＳiＯ2の生成量が徐々に減少していく一方、真空チャンバ２８内への窒素ガスの導入量の増加に伴って、Ｓi3Ｎ4 の生成量が徐々に増加していく。なお、ＳiＯ2とＳi3Ｎ4 を生成する反応の進行と同時に、珪素化合物ガスのプラズマと酸素ガスのプラズマと窒素ガスのプラズマとの反応が生じて、ＳiＯＮが生成されることもある。
【００５９】
かくして、中間製品２４のアンダーコート層１４に積層形成された、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜１８上に、ＳiＯ2とＳi3Ｎ4 を堆積させ、以て、かかる第一のＣＶＤ膜１８上に、ＳiＯ2とＳi3Ｎ4 とが混在してなる中間層２２を、比較的に低い温度下で、しかも十分に速いスピードで積層形成する。
【００６０】
なお、上記したように、窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入の開始から、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量がゼロとされて、真空チャンバ２８内における酸素ガスの量がゼロとなるまでの間、ＳiＯ2の生成量が徐々に減少していく一方、Ｓi3Ｎ4 の生成量が徐々に増加していく。それ故、中間層２２は、第一のＣＶＤ膜１８側（アンダーコート層１４側）からそれとは反対側に向かって、ＳiＯ2の含有率が徐々に減少する一方、Ｓi3Ｎ4 の含有率が徐々に増加するものとなる。つまり、中間層２２内でのＳiＯ2の含有率とＳi3Ｎ4 の含有率とが、第一のＣＶＤ膜１８側から第二のＣＶＤ膜２０側に向かって傾斜的に変化するようになっている。また、中間層２２の形成時に、ＳiＯＮが、ＳiＯ2とＳi3Ｎ4 に混じって生成される場合には、中間層２２内に ＳiＯＮが含有されるようになる。
【００６１】
そして、真空チャンバ２８内への酸素ガスの導入量がゼロとなって、真空チャンバ２８内に珪素化合物ガスと窒素ガスだけが導入されるようになり、また、真空チャンバ２８内の酸素ガスの残存量がゼロとなってからは、真空チャンバ２８内の空間や中間製品２４の表面上（第一のＣＶＤ膜１８上）において、珪素化合物ガスのプラズマと窒素ガスのプラズマとの反応のみが進行する。
【００６２】
これによって、Ｓi3Ｎ4 のみを生成すると共に、それを中間製品２４に積層された中間層２２上に堆積させる。そして、窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入開始からの経過時間が、予め設定された時間に達した時点で、第一及び第三開閉バルブ６８ａ，６８ｃをそれぞれ閉作動して、珪素化合物ガスと窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入を停止する。以て、中間層２２上に、Ｓi3Ｎ4 からなる所定厚さの第二のＣＶＤ膜２０を、比較的に低い温度下で、しかも十分に速いスピードで形成する。
【００６３】
かくして、中間製品２４のアンダーコート層１４上に、第一のＣＶＤ膜１８と中間層２２と第二のＣＶＤ膜２０とが、その順番で積層されてなる複層構造を有するトップコート層１６を積層形成する。そうして、図１に示される如き構造を備えた、目的とする樹脂ガラス１０を得るのである。
【００６４】
なお、Ｓi3Ｎ4 からなる第二のＣＶＤ膜２０の厚さは、第二及び第三開閉バルブ６８ｂ，６８ｃの上記の如き開閉作動により、窒素ガスの真空チャンバ２８内への単位時間当たりの導入量が一定とされ、且つ真空チャンバ２８内の酸素ガスの残存量がゼロとなったときから、窒素ガスと珪素化合物ガスの真空チャンバ２８内への導入が停止されるまでの時間によって、適宜に調節されることとなる。換言すれば、第三ボンベ６６ｃの第三開閉バルブ６８ｃの一定の開放量での開作動時間は、予め設定された、第二のＣＶＤ膜２０の厚さの設定値等に応じて、適宜に決定されるのである。
【００６５】
このように、本実施形態では、樹脂基材１２の表面にアンダーコート層１４が積層形成されてなる中間製品２４を一つの真空チャンバ２８内に収容配置したままで、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０とを有する複層構造のトップコート層１６を、プラズマＣＶＤ法を利用した一連の操作によって、アンダーコート層１４上に、形成することができる。
【００６６】
また、第一のＣＶＤ膜１８の形成操作から第二のＣＶＤ膜２０の形成操作に切り換える際に、第一のＣＶＤ膜１８の成膜用ガス（第一の成膜用ガス）が、真空チャンバ２８内から排出されることがなく、それ故、かかる成膜用ガスを真空チャンバ２８内から排出するための面倒で時間のかかる作業から開放され得る。
【００６７】
しかも、第一のＣＶＤ膜１８の成膜用ガスに原料ガスとして含まれる珪素化合物ガスは、第二のＣＶＤ膜２０の形成操作において、第二のＣＶＤ膜２０の成膜用ガス（第二の成膜用ガス）に含まれる原料ガスとして、そのまま利用される。また、第一のＣＶＤ膜１８の成膜用ガスに反応ガスとして含まれる酸素ガスは、第一のＣＶＤ膜１８の形成操作から第二のＣＶＤ膜２０の形成操作に切り換える際に、真空チャンバ２８内への導入が停止されるものの、かかる導入停止後に真空チャンバ２８内に残存する酸素ガスが、その残存量がゼロとなるまで、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間に介装される中間層２２の形成のために有効利用される。それ故、第一のＣＶＤ膜１８の成膜用ガスが無駄に廃棄されることがない。
【００６８】
従って、本実施形態によれば、樹脂基材１２のアンダーコート層１４上に、トップコート層１６を、簡便な作業により、効率的に、しかも低コストに形成することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間に、それらを構成するＳiＯ2とＳi3Ｎ4 とが混在する中間層２２を形成して、トップコート層１６が構成されている。そのため、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間に明確な界面が形成されず、それによって、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との界面での剥離等の発生が可及的に防止され、以て、それら第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との密着性が効果的に高められ得るのである。
【００７０】
そして、それらの結果として、本実施形態によれば、優れた耐摩耗性や耐傷付き性が、使用環境の変化等にも拘わらず、より長期に亘って安定的に発揮される樹脂ガラス１０を、簡便な作業により、効率的に、しかも低コストに得ることができるのである。
【００７１】
ところで、上記した第一の実施形態では、第一のＣＶＤ膜１８の形成操作から第二のＣＶＤ膜２０の形成操作に切り換える際に、第一のＣＶＤ膜１８を形成するための成膜用ガスのうちの一部のガス成分たる酸素ガスの真空チャンバ２８内への導入が停止される一方、それに代えて、第二のＣＶＤ膜２０を形成するための成膜用ガスのうちの一部のガス成分たる窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入が開始されるようになっていた。しかしながら、例えば、第一のＣＶＤ膜１８がＳiＯ2からなる一方、第二のＣＶＤ膜２０がＳiＯＮ からなる場合等のように、第一のＣＶＤ膜１８を形成するための成膜用ガスに含まれるガス成分と、それには含まれないガス成分とを含むガスが第二のＣＶＤ膜２０を形成するための成膜用ガスとして用いられる場合には、前記第一の実施形態で行われる操作とは一部異なった操作が実施されて、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０と中間層２２とが、それぞれ形成されることとなる。
【００７２】
すなわち、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜１８とＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜２０とを有する複層構造のトップコート層１６を樹脂基材１２のアンダーコート層１４上に積層形成する場合には、先ず、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜１８を、上記と同様にして、中間製品２４のアンダーコート層１４上に形成する。
【００７３】
具体的には、図２に示されるように、先ず、樹脂基材１２にアンダーコート層１４が積層形成されてなる中間製品２４を真空チャンバ２８内に収容配置する。その後、真空チャンバ２８内を所定の真空状態とした後、第一ボンベ６６ａ内の珪素化合物ガスと第二ボンベ６６ｂ内の酸素ガスとを、単位時間当たりに一定の導入量で、真空チャンバ２８内に導入して、それら珪素化合物ガスと酸素ガスとからなる、第一のＣＶＤ膜１８を形成するための成膜用ガスを真空チャンバ２８内に充満させる。
【００７４】
次いで、真空チャンバ２８内に設置されたカソード電極４４とアノード電極５６との間に電圧を印加して、真空チャンバ２８内の珪素化合物ガスと酸素ガスとをそれぞれプラズマ化する。これにより、真空チャンバ２８内で、珪素化合物ガスと酸素ガスとをプラズマＣＶＤ法によって反応させて、中間製品２４のアンダーコート層１４上に、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜１８を形成する。
【００７５】
そして、珪素化合物ガスと酸素ガスの真空チャンバ２８内への導入開始からの経過時間が、予め設定された時間（第一のＣＶＤ膜１８の膜厚に応じて設定された時間）に達した時点で、第三ボンベ６６ｃ内の窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入を開始する。これによって、第二のＣＶＤ膜２０を形成するための成膜用ガスを構成する珪素化合物ガスと酸素ガスと窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入を開始するのである。
【００７６】
なお、珪素化合物ガスと酸素ガスと、新たに導入される窒素ガスのそれぞれの真空チャンバ２８内への単位時間当たりの導入量を、それぞれ、一定の値としても良いが、望ましくは、珪素化合物ガスの単位時間当たりの導入量を一定に維持する一方で、酸素ガスの単位時間当たりの導入量を徐々に減らしつつ、窒素ガスの単位時間当たりの導入量を徐々に増加させて、所定の時間の経過後に、酸素ガスの単位時間当たりの導入量と窒素ガスの単位時間当たりの導入量とが１：１の比率となるように調節される。また、珪素化合物ガスと酸素ガスと窒素ガスとが真空チャンバ２８内に導入されているときには、酸素ガスと窒素ガスのそれぞれの単位時間当たりの導入量の合計と、珪素化合物ガスの単位時間当たりの導入量との比率が、珪素化合物ガスと酸素ガスだけが真空チャンバ２８内に導入されているときの酸素ガスの単位時間当たりの導入量と珪素化合物ガスの単位時間当たりの導入量との比率と同じ比率とされていることが、より望ましい。これらにより、真空チャンバ２８内への窒素ガスの新たな導入によって真空チャンバ２８内の圧力が高められることが可及的に防止されることとなる。なお、第二のＣＶＤ膜２０を形成するために、真空チャンバ２８内に新たに導入されるガス成分の導入量と、第一のＣＶＤ膜１８の形成時に真空チャンバ２８内に導入される成膜用ガスの各ガス成分の導入量の比率は、第一のＣＶＤ膜１８を構成する化合物と第二のＣＶＤ膜２０を構成する化合物のそれぞれの種類によって、適宜に変更されるものであることは、勿論である。
【００７７】
そして、珪素化合物ガスと酸素ガスに加えて、窒素ガスの真空チャンバ２８内に導入が開始されると、かかる窒素ガスの導入開始当初は、真空チャンバ２８内に存在する全てのガスのうちで窒素ガスが占める割合が少ないため、珪素化合物ガスと酸素ガスとのプラズマＣＶＤ法による反応が優先的に生じ、それによって、ＳiＯ2が多く生成される。また、真空チャンバ２８内への窒素ガスの導入開始からある程度の時間が経過してくると、真空チャンバ２８内に存在する全てのガスのうちで窒素ガスが占める割合が徐々に増大し、それに伴って、珪素化合物ガスと酸素ガスとのプラズマＣＶＤ法による反応と並行して、珪素化合物ガスと酸素ガスと窒素ガスとのプラズマＣＶＤ法による反応が生ずるようになる。それにより、ＳiＯ2とＳiＯＮ とが同時に生成されるようになる。そして、更に時間が経過して、真空チャンバ２８内での窒素ガス量が増大すると、珪素化合物ガスと酸素ガスとのプラズマＣＶＤ法による反応よりも、珪素化合物ガスと酸素ガスと窒素ガスとのプラズマＣＶＤ法による反応が優先的に進行するようになり、以て、ＳiＯＮ の生成量が、ＳiＯ2の生成量を上回るようになる。
【００７８】
このように、珪素化合物ガスと酸素ガスに加えて、窒素ガスの真空チャンバ２８内に導入が開始されることによって、第一のＣＶＤ膜１８上に、ＳiＯ2とＳiＯＮ とが混在する中間層２２が形成されることとなる。また、かかる中間層２２は、第一のＣＶＤ膜１８側からそれとは反対側に向かって、ＳiＯ2の含有率が徐々に減少する一方、ＳiＯＮ の含有率が徐々に増加するものとなる。
【００７９】
その後、更に時間が経過して、真空チャンバ２８内の窒素ガス量が十分な量に達すると、珪素化合物ガスと酸素ガスと窒素ガスとのプラズマＣＶＤ法による反応のみが進行するようになり、ＳiＯＮ のみが生成されるようになる。そして、窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入開始からの経過時間が、予め設定された時間に達したときに、第一、第二、及び第三開閉バルブ６８ａ，６８ｂ，６８ｃを全て閉作動して、珪素化合物ガスと酸素ガスと窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入を停止する。これによって、中間層２２上に、ＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜２０を所定の厚さで形成する。かくして、図１に示される如き構造を備えた、目的とする樹脂ガラス１０を得るのである。
【００８０】
なお、上記したように、第一のＣＶＤ膜１８の厚さは、珪素化合物ガスと酸素ガスの真空チャンバ２８内への導入開始から、窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入開始までの時間に応じて決定される。また、第二のＣＶＤ膜２０の厚さは、窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入開始から、珪素化合物ガスと酸素ガスと窒素ガスの真空チャンバ２８内への導入終了までの時間に応じて決定される。
【００８１】
このように、本実施形態にあっても、中間製品２４を一つの真空チャンバ２８内に収容配置した状態で、トップコート層１６を、プラズマＣＶＤ法を利用した一連の操作によってアンダーコート層１４上に形成することができる。また、第一のＣＶＤ膜１８の形成操作から第二のＣＶＤ膜２０の形成操作に切り換える際に、真空チャンバ２８内のガスを、一旦、全て排出させる操作が何等行われず、真空チャンバ２８内に導入されたガスの全てが、プラズマＣＶＤ法による反応に有効に利用される。
【００８２】
従って、本実施形態にあっても、樹脂基材１２のアンダーコート層１４上に、トップコート層１６を、簡便な作業により、効率的に、しかも低コストに形成することができるのである。
【００８３】
また、本実施形態では、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間に、それらを構成するＳiＯ2とＳiＯＮ とが混在し、且つそれらの含有率が第一のＣＶＤ膜１８側から第二のＣＶＤ膜２０側に向かって傾斜的に変化する中間層２２を形成して、トップコート層１６が構成されている。そのため、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間に明確な界面が形成されず、それによって、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０との間の密着性を効果的に高めることができるのである。
【００８４】
そして、それらの結果、本実施形態によれば、優れた耐摩耗性や耐傷付き性がより長期に亘って安定的に確保され得る樹脂ガラス１０を、極めて有利に得ることができるのである。
【実施例】
【００８５】
以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。
【００８６】
先ず、市販のポリカーボネート樹脂を用いて、公知の射出成形を行って、縦×横×厚さが１００×１００×５ｍｍの矩形平板からなる２個の透明な樹脂基材を得た。
【００８７】
次いで、それら２個の樹脂基材のそれぞれの表面の全面に、市販のアクリル樹脂を塗布し、これに紫外線を照射して硬化させた。これにより、２個の樹脂基材のそれぞれの表面の全面に、アクリル樹脂の塗膜からなるアンダーコート層を形成した。それら２個の樹脂基材表面上のアンダーコート層の厚さは、何れも１０μｍとした。
【００８８】
そして、表面にアンダーコート層が形成された２個の樹脂基材のうちの１個を、図２に示される如き構造を有するプラズマＣＶＤ装置の真空チャンバ内に収容した後、真空チャンバ内を真空状態とした。このときの真空チャンバの内圧を１０-4Ｐａとした。
【００８９】
その後、真空チャンバ内に、酸素ガスと珪素化合物ガスたるモノシランガスとを、単位時間当たりの導入量が一定となるように導入して、充満させた後、高周波電源からカソード電極に高周波電流を供給し、酸素ガスのプラズマとモノシランガスのプラズマを発生させて、それらのプラズマガスを反応させることにより、アンダーコート層上に、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜を形成した。なお、この第一のＣＶＤ膜の形成操作を、３０秒間、継続して実施した。また、真空チャンバ内へのモノシランガスの導入量は３０ｍｌ／ｓｅｃ、真空チャンバ内への酸素ガスの導入量は４０ｍｌ／ｓｅｃとした。更に、高周波電源の出力値を２０００Ｗとした。かくして形成された第一のＣＶＤ膜の厚さは０．５μｍであった。
【００９０】
そして、酸素ガスとモノシランガスの真空チャンバ内への導入の開始（第一のＣＶＤ膜の形成操作の開始）から３０秒経過した後、窒素ガスを、真空チャンバ内に、単位時間当たりの導入量が５０ｍｌ／ｓｅｃだけ増加するように導入した。酸素ガスとモノシランガスは、第一のＣＶＤ膜の形成時と同じ単位時間当たりの導入量で、継続的に導入した。
【００９１】
モノシランガスと酸素ガスと窒素ガスとを真空チャンバ内に導入している間、高周波電源の出力値を２０００Ｗとしたままで、カソード電極に高周波電流を継続に供給することにより、モノシランガスと酸素ガスと窒素ガスをそれぞれプラズマ化して、モノシランガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとを反応させる一方、それと並行して、モノシランガスのプラズマと酸素ガスのプラズマと窒素ガスのプラズマとを反応させた。これにより、第一のＣＶＤ膜上に、ＳiＯ2とＳiＯＮ とが混在する中間層を形成した。かくして形成された中間層の厚さは０．５μｍであった。
【００９２】
そして、更に高周波電源の出力値を２０００Ｗとしたままで、カソード電極に高周波電流を継続に供給して、モノシランガスのプラズマと酸素ガスのプラズマと窒素ガスのプラズマとを発生させて、それらのプラズマガスを互いに反応させることにより、中間層上にＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜を形成した。この第二のＣＶＤ膜の形成操作を、６０秒間、継続して実施した。形成された第二のＣＶＤ膜の厚さは１μｍであった。
【００９３】
かくして、図１に示されるように、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面にアンダーコート層が形成されると共に、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜と、ＳiＯ2とＳiＯＮ が混在する中間層と、ＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜の複層構造を有するトップコート層が、アンダーコート層上に積層形成されてなる透明な樹脂ガラスを得た。そして、この樹脂ガラスを試験例１とした。
【００９４】
一方、比較のために、表面にアンダーコート層が形成された、残りの１個の樹脂基材を、試験例１の樹脂ガラスの製造の際に用いられたプラズマＣＶＤ装置の真空チャンバ内に収容した後、真空チャンバ内を真空状態とした。このときの真空チャンバの内圧を１０-4Ｐａとした。
【００９５】
その後、真空チャンバ内に、酸素ガスとモノシランガスとを、単位時間当たりの導入量が一定となるように導入して、充満させた後、高周波電源からカソード電極に高周波電流を供給し、酸素ガスのプラズマとモノシランガスのプラズマを発生させて、それらのプラズマガスを反応させることにより、アンダーコート層上に、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜を形成した。なお、この第一のＣＶＤ膜の形成操作を、６０秒間、継続して実施した。このとき、真空チャンバ内へのモノシランガスの導入量を５０ｍｌ／ｓｅｃとし、真空チャンバ内への酸素ガスの導入量を４０ｍｌ／ｓｅｃとした。また、高周波電源の出力値を２０００Ｗとした。形成された第二のＣＶＤ膜の厚さは１μｍであった。
【００９６】
次に、酸素ガスとモノシランガスの真空チャンバ内への導入開始（第一のＣＶＤ膜の形成開始）から６０秒後に、酸素ガスとモノシランガスの真空チャンバ内への導入を停止し、その後、真空ポンプの作動により、真空チャンバ内に残存する酸素ガスとモノシランガスとを、全て、真空チャンバ内から排出した。
【００９７】
その後、内圧が１０-4Ｐａとされた真空チャンバ内に、窒素ガスと酸素ガスとモノシランガスとを、単位時間当たりの導入量が一定となるように導入して、充満させた後、高周波電源からカソード電極に高周波電流を供給し、窒素ガスのプラズマとモノシランガスのプラズマを発生させて、それらのプラズマガスを反応させることにより、第一のＣＶＤ膜上に、ＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜を積層形成した。なお、この第二のＣＶＤ膜の形成操作を、３０秒間、継続して実施した。また、真空チャンバ内へのモノシランガスの導入量を３０ｍｌ／ｓｅｃ、真空チャンバ内への窒素ガスと酸素ガスの導入量を、それぞれ４０ｍｌ／ｓｅｃとした。更に、高周波電源の出力値を２０００Ｗとした。かくして形成された第二のＣＶＤ膜の厚さは０．５μｍであった。
【００９８】
かくして、ポリカーボネート製の樹脂基材の表面にアンダーコート層が形成されると共に、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜とＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜の複層構造を有するトップコート層が、アンダーコート層上に積層形成されてなる透明な樹脂ガラスを得た。この樹脂ガラスを試験例２とした。
【００９９】
そして、上記のようにして得られた試験例１及び試験例２の２種類の透明な樹脂ガラスを用いて、各樹脂ガラスの耐摩耗性と、トップコート層を構成する第一のＣＶＤ膜と第二のＣＶＤ膜との間の密着性とに関する評価試験を以下のようにして実施した。その結果を、下記表１に示す。
【０１００】
＜耐摩耗性試験＞
ＪＩＳ  Ｒ３２１１に準拠したテーバー摩耗試験の実施前後におけるヘイズ値の差：ΔＨを、ＪＩＳ  Ｒ３２１２に基づいて測定した。そして、その測定値：ΔＨが２．０％以下のものを、耐摩耗性に優れたものとして、評価結果を○で示し、ΔＨが２．０％を超えるものを、耐摩耗性に劣るものとして、評価結果を×で示した。なお、テーバー摩耗試験の実施に際しては、型番：ＣＳ−１０Ｆ（テーバー社製）の摩耗輪を使用した。また、ヘイズ値の測定には、ヘイズ値測定機［型番：ＨＺ−２Ｐ（スガ試験機株式会社製）］を使用した。ここで、ΔＨの値が２．０％以下のものの評価結果を○としたのは、以下の理由による。即ち、自動車用のフロントガラスに使用される樹脂ガラスには、ＪＩＳ  Ｒ３２１１に準拠したテーバー摩耗試験の実施前後におけるヘイズ値の差：ΔＨが２．０％以下であることが要求される。それ故、ここでは、ΔＨの値が２．０％以下のものの耐摩耗性に関する評価結果を○としたのである。
【０１０１】
＜密着性試験＞
ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−６に準拠して実施した。そして、密着性試験の結果、剥離がなかったものを、密着性に優れたものとして、評価結果を○で示し、剥離が軽微であったものを、密着性に僅かに劣るものとして、評価結果を△で示した。
【０１０２】
【表１】
2013227626.tif 000003
【０１０３】
かかる表１の結果から明らかなように、トップコート層が、ＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜と、ＳiＯ2とＳiＯＮ が混在する中間層と、ＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜とを、その順番で積層した三層構造とされた試験例１の樹脂ガラスと、トップコート層がＳiＯ2からなる第一のＣＶＤ膜とＳiＯＮ からなる第二のＣＶＤ膜とを直接に積層した二層構造とされた試験例２の樹脂ガラスとを比較した場合、それらの２種類の樹脂ガラスは、耐摩耗性試験の評価結果が、何れも○となっている。しかしながら、試験例１の樹脂ガラスの密着性試験の評価結果が○となっているものの、試験例２の樹脂ガラスは、密着性試験の評価結果が△となっている。これは、本発明手法に従ってトップコート層が形成されてなる樹脂ガラスが、耐摩耗性と密着性の両方において優れた特性を発揮するものであることを、如実に示している。
【０１０４】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【０１０５】
例えば、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０の材質は、何れも、何等限定されるものではない。また、それら第一及び第二のＣＶＤ膜１８，２０を形成するための成膜用ガスに含まれるガス成分の種類も、第一及び第二のＣＶＤ膜１８，２０の材質に応じて、適宜に決定されるものである。
【０１０６】
そして、第一のＣＶＤ膜１８を形成するための第一の成膜用ガスに含まれるガス成分と、第二のＣＶＤ膜２０を形成するための第二の成膜用ガスに含まれるガス成分とが、全く異なるものである場合、即ち、第一の成膜用ガスと第二の成膜用ガスのそれぞれに含まれる原料ガスや反応ガスが互いに全く異なる場合には、第一のＣＶＤ膜１８の形成工程から第二のＣＶＤ膜２０の形成工程に切り換える際に、反応室内に導入される第一の成膜用ガス（第一のＣＶＤ膜１８を形成するための成膜用ガス）の全てのガス成分が、反応室内への第二の成膜用ガス（第二のＣＶＤ膜２０を形成するための成膜用ガス）の導入開始から、徐々に減少させられ、やがてゼロとされることとなる。
【０１０７】
また、第一及び第二のＣＶＤ膜１８，２０の形成に際して用いられるプラズマＣＶＤ装置は、例示された構造を有するもの以外にも、公知の構造を有するものが、適宜に採用可能である。例えば、誘導結合方式やアークを発生するプラズマガンを用いた方式の構造を採用することもできる。
【０１０８】
さらに、基材の一方の面のみに、第一のＣＶＤ膜１８と第二のＣＶＤ膜２０とを設けるようにしても良い。また、アンダーコート層１４は省略可能である。
【０１０９】
加えて、前記実施形態では、本発明を、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる樹脂基材の表面に形成されたアンダーコート層上に、第一のＣＶＤ膜と第二のＣＶＤ膜とを積層形成する方法と自動車のリヤウインドウ用の樹脂ガラスに適用したものの具体例を示したが、本発明は、ポリカーボネート製以外の樹脂基材、或いは樹脂以外の材質の基材に対して、第一のＣＶＤ膜と第二のＣＶＤ膜とを積層形成する方法と、基材に第一のＣＶＤ膜と第二のＣＶＤ膜とが積層形成されてなる積層構造体の何れに対しても、有利に適用され得るものであることは、勿論である。
【０１１０】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  樹脂ガラス                      １２  樹脂基材
１４  アンダーコート層                １６  トップコート層
１８  第一のＣＶＤ膜                  ２０  第二のＣＶＤ膜
２２  中間層                          ２４  中間製品
２６  プラズマＣＶＤ装置
【図１】
2013227626.tif 000004
【図２】
2013227626.tif 000005