(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ケーシング内に、合成樹脂製の複数のリフレクタまたはエクステンションリフレクタを該リフレクタまたはエクステンションリフレクタの背面に位置した冶具によって固定する基材収容ケースを備えた回動ユニットが設けられ、前記回動ユニットの回転に伴い、前記合成樹脂製のリフレクタまたはエクステンションリフレクタの表面にプラズマ処理工程、アルミニウム蒸着処理工程及び保護膜形成工程に順次移動させて保護膜形成を行う保護膜形成方法であって、
前記リフレクタまたはエクステンションリフレクタと正対し、前記リフレクタまたはエクステンションリフレクタと略同等の面積で、蒸気状シリコーン系オイルが導入される複数の高周波誘導放電式プラズマ源を並設し、該高周波誘導放電式プラズマ源によって、前記蒸気状シリコーン系オイルをプラズマ化して前記リフレクタまたはエクステンションリフレクタに向けて放出して、アルミニウム蒸着膜の上にシリコーンプラズマ重合膜を形成することを特徴とする保護膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製基材の表面に形成されたアルミニウム蒸着膜の上にシリコーン系保護被膜を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用ヘッドランプ等の自動車用灯具に使用されるリフレクタは、最近では、軽量化および製造の容易化という点から、図９，１０に示すように、合成樹脂製のリフレクタ基材１の表面に、反射面を構成するアルミニウム蒸着膜３が形成され、さらに、アルミニウム蒸着膜３の上には、耐候性を確保するためのシリコーン系保護膜４が形成された構造となっている。なお、符号２は、リフレクタ基材１の表面に形成されたアンダーコート層で、基材１表面の平滑性を確保するとともに、アルミニウム蒸着膜３の密着性を高めるためのものである。
【０００３】
そして、リフレクタ基材１に反射面を形成する従来の方法としては、まず、図１１（ａ），（ｂ）に示されるように、所定形状に成形されたリフレクタ基材１の内側に、スプレーガン５ａによりアンダーコート塗装を行なう。次に、図１１（ｃ）に示されるように、アンダーコート層２が硬化すると、図１１（ｄ）に示されるように、蒸着チャンバ６内にリフレクタ基材１を入れ、抵抗加熱式蒸着処理を行なって、リフレクタ基材１の表面にアルミニウム蒸着膜３を形成する。そして、最後に、図１１（ｅ）に示されるように、スプレーガン５ｂによりトップコート塗装を行ない、図１１（ｆ）に示されるように、トップコート層４を硬化させることで、図９，１０に示すリフレクターが完成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、リフレクタの反射面を形成する前記した従来の方法では、アルミニウム蒸着膜３の上に形成する保護膜（トップコート層）４をスプレー等の塗装により形成するため、次のような問題があった。
【０００５】
まず、塗装時に、空気中の塵埃が取込まれて保護膜（トップコート層）４に付着し、外観を損ねる。さらに、リフレクタは平坦な形状ではなく、一般に容器状であるため、塗装後、塗料が自重で垂れ、膜厚差が生じたり、垂れ跡ができることで、外観を損ねる。
【０００６】
また、塗装し易くするために有機溶剤を使用しており、環境上、好ましくないことに加え、溶剤の揮散および塗装膜の硬化に時間がかかる。
【０００７】
また、塗装により形成した保護膜４の膜厚が薄い（例えば、２ミクロン以下）と、塗料の表面張力により膜が剥がれて、適正な反射面の形成ができないため、一定以上の厚さに塗装する必要があり、それだけ作業時間がかかる。さらに、保護膜の膜厚が厚いため、それだけ光の透過率が低く、光の損失も大きい。
【０００８】
また、保護膜４は、スプレーガン５ｂに正対する基材の前面１ａに形成されているものの、側縁端面１ｂや側縁背面１ｃにまで回り込んでおらず、それだけアルミニウム蒸着膜３が酸化されたり、腐食されるおそれがあり、また剥離し易いという問題もあった。
【０００９】
また、アルミニウム蒸着膜３の形成はチャンバ６内で行い、保護膜の形成工程は、チャンバ６から取り出して行なうため、作業効率が悪いという問題もあった。
【００１０】
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、広範囲なアルミニウム蒸着膜の上に均一厚の保護膜を形成できる保護膜形成方法を提供することであり、その第２の目的は、アルミニウム蒸着膜を形成したチャンバ内で引きつずき保護膜を形成できる保護膜形成方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明においては、固定ケーシング内に、合成樹脂製の複数のリフレクタまたはエクステンションリフレクタを該リフレクタまたはエクステンションリフレクタの背面に位置した冶具によって固定する基材収容ケースを備えた回動ユニットが設けられ、前記回動ユニットの回転に伴い、前記合成樹脂製のリフレクタまたはエクステンションリフレクタの表面にプラズマ処理工程、アルミニウム蒸着処理工程及び保護膜形成工程に順次移動させて保護膜形成を行う保護膜形成方法であって、前記リフレクタまたはエクステンションリフレクタと正対し、前記リフレクタまたはエクステンションリフレクタと略同等の面積で、蒸気状シリコーン系オイルが導入される複数の高周波誘導放電式プラズマ源を並設し、該高周波誘導放電式プラズマ源によって、前記蒸気状シリコーン系オイルをプラズマ化して前記リフレクタまたはエクステンションリフレクタに向けて放出して、アルミニウム蒸着膜の上にシリコーンプラズマ重合膜を形成することを特徴とする。
これにより、プラズマ源に正対する保護膜形成領域内に配置されたリフレクタまたはエクステンションリフレクタのアルミニウム蒸着膜の上に、保護膜であるシリコーンプラズマ重合膜が短時間の内に形成される。
また、並設された複数の高周波誘導放電式プラズマ源は、チャンバ内におけるプラズマ状態の保護膜形成領域を拡大するとともに、保護膜形成領域に導入された蒸気状シリコーン活性物質の密度分布を均一化し、リフレクタまたはエクステンションリフレクタに形成される保護膜の膜厚を均一化するべく作用する。
また、１つの固定ケーシング内でシリコーン系保護膜を形成するので、従来の塗装による方法に比べ、空気中の塵埃が保護膜に付着するおそれがない。
また、従来の塗装方法のように、有機溶剤を一切使用しないので、環境問題が生ずるおそれがなく、形成された保護膜を硬化させるために時間がかかることもない。
さらに、保護膜であるシリコーンプラズマ重合膜の形成は、合成樹脂製のリフレクタまたはエクステンションリフレクタの表面を活性化するためのプラズマ処理を施した後、アルミスパッタリング蒸着処理により、その表面にアルミニウム蒸着膜を形成し、さらに同じ固定ケーシング内において、プラズマ処理工程、アルミニウム蒸着処理工程および保護膜形成工程に順次移動させるようにすることで、アルミニウム蒸着膜の形成から保護膜の形成までを連続して行なうことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図８は、本発明方法の一実施例を示すもので、図１は本発明方法を実施するための装置の全体構成を示す水平断面図、図２は基材表面を活性化するためのプラズマ処理工程におけるチャンバの水平断面図、図３はアルミニウム蒸着処理工程におけるチャンバの水平断面図、図４はプラズマ重合膜形成工程におけるチャンバの水平断面図、図５はシリコーンプラズマ重合膜形成工程におけるチャンバ内のプラズマ源とリフレクタ基材の配置を示す図、図６は並設されたプラズマ源により形成されるシリコーンプラズマ重合膜の合成膜厚を示す図（図５に示す線ＶＩ−ＶＩ位置における合成膜厚を示す図）、図７は図１に示す装置により反射面の形成されたリフレクタの水平断面図、図８は同リフレクタの一部拡大断面図である。
【００１４】
これらの図において、符号１０は、合成樹脂製のリフレクタ基材Ｗにプラズマ処理を施し、次に、プラズマ処理した基材Ｗの前面にアルミニウム蒸着処理を施し、さらに、アルミニウム蒸着処理面にシリコーン系保護膜を形成するという一連の処理を行なうリフレクタの反射面形成装置である。なお、リフレクタ基材Ｗは、放物面形状に形成され、その中央部には、バルブ挿着孔Ｈが形成されている。
【００１５】
同装置１０は、装置外壁を構成する固定ケーシング１２内に、半径方向外方に開口する容器状の基材収容ケース２２を周方向等分４ヵ所に備えた回動ユニット２０が設けられた構造で、回動ユニット２０が９０度の角度で間欠水平回動し、周方向等分４ヵ所のＰ1 〜Ｐ4 位置において、各収容ケース２２が固定ケーシング構成壁１３と協働して、それぞれ密閉されたチャンバＣを構成するようになっている。符号１１は、回動ユニット２０の回動中心である。
【００１６】
符号Ｐ1 位置のチャンバＣは、基材取付取外し用のチャンバで、固定ケーシング１２側に設けられているスライド式ドア１４を開けて、反射面を形成しようとするリフレクタ基材Ｗを収容ケース２２内に収容したり、一連の処理が施されて反射面が形成されたリフレクタ基材Ｗをケース２２から取り出すためのチャンバである（図１参照）。なお、リフレクタ基材Ｗの収容ケース２２内への固定は、治具１５を使って行い、基材Ｗの前面開口部がケース２２の開口側に向くように配置する。
【００１７】
符号Ｐ2 位置のチャンバＣは、プラズマ処理用のチャンバで、固定ケーシング１２側には、収容ケース２２内の基材Ｗに正対するように電極１６が設けられており、真空状態下のチャンバＣ内に不活性ガスを導入し、電極１６に通電し、チャンバＣ内をプラズマ状態にして、基材Ｗの表面を物理的，化学的に活性化するためのチャンバである（図１，２参照）。
【００１８】
このプラズマ処理用のチャンバＣ内でプラズマ処理された基材Ｗの表面（電極１６に正対した面）には、図８符号３０に示すように、ＯＨ基やＣＯ基等の酸素系官能基が付与された活性化層が形成されて、次工程において形成されるアルミニウム蒸着膜の密着性が高められている。なお、このプラズマ処理に要す時間は短く、例えば、基材がポリプロピレンの場合は、１５〜２０秒、基材がＡＢＳの場合は、５〜１０秒、基材がポリカーボネイトの場合は、５〜１５秒、基材がＢＭＣの場合は、５〜１５秒である。
【００１９】
符号Ｐ3 位置のチャンバＣは、アルミスパッタリング蒸着処理用のチャンバで、固定ケーシング１２側には、図３に示すように、収容ケース２２内の基材Ｗに正対するようにアルミニウムターゲット１８が設けられており、真空状態下のチャンバＣ内に不活性ガス（Ａｒガス）が導入され、チャンバ内においてターゲット１８を担持する電極１９に通電されることで、チャンバＣ内には、誘導放電によりプラズマが生成される。プラズマ中のイオンはターゲット１８をスパッタし、ターゲット１８から飛び出したスパッタ粒子であるアルミニウム粒子が基材Ｗの表面に付着し、図７符号３２に示すように、ターゲット１８と正対する基材の前面全体にアルミニウム蒸着膜が形成される。
【００２０】
なお、アルミニウム蒸着膜３２の膜厚は、厚い程、光の透過率が減少し、光の反射率が高くなるが、自動車用ヘッドランプに使用されるリフレクタでは、光の反射率が８５％以上であることが望まれ、アルミニウム蒸着膜３２の膜厚は１００ｎｍ以上必要である。
【００２１】
符号Ｐ4 位置のチャンバＣは、保護膜形成用のチャンバで、固定ケーシング１２側には、収容ケース２２内の基材Ｗに正対するように高周波誘導放電式プラズマ源４０が設けられており、蒸気状シリコーン系オイルがプラズマ状態のチャンバＣ内に導入されることで、図７，図８符号３４に示されるように、基材Ｗのアルミニウム蒸着膜３２上に保護膜であるシリコーンプラズマ重合膜が形成される。
【００２２】
即ち、固定ケーシング１２側には、収容ケース２２内の基材Ｗに正対するようにプラズマ室４１が設けられ、高周波コイル４２が巻回されたプラズマ室４１には、シリコーンモノマーガスが導入されるようになっている。そして、高周波コイル４２からプラズマ室４１に高周波が導入されると、プラズマ室４１で放電が起こり、プラズマ室４１内に導入されたシリコーンモノマーガスがプラズマ状態となり、このプラズマ状態のシリコーンモノマーガスが基材Ｗに向けて放出され、基材Ｗのアルミニウム蒸着膜３２上にシリコーンプラズマ重合膜３４が形成される。符号４４は、ガス導入用のパイプである。
【００２３】
プラズマ源４０は、図４，５に示されるように、左右に２列、上下に３列、合計６個並設されることで、チャンバＣ内において、各プラズマ源４０による膜厚２０ｎｍ以上のシリコーンプラズマ重合膜形成領域Ａ1 が符号Ａで示す領域（図５斜線で示す）まで拡大されるとともに、この拡大されたプラズマ重合膜形成領域Ａに供給されるシリコーンラジカルの密度分布が均一化されて、基材Ｗの表面に形成されるシリコーンプラズマ重合膜３４の膜厚が均一となるように構成されている。
【００２４】
即ち、図５，６における符号Ａ1 は、各プラズマ源４０それぞれによって２０ｎｍ以上の膜厚のシリコーンプラズマ重合膜を形成できる領域を示し、符号Ａは、並設された６個のプラズマ源によって２０ｎｍ以上の膜厚のシリコーンプラズマ重合膜を形成できる領域を示しており、この領域Ａ内において、２つのワークＷがそれぞれプラズマ源４０に正対するように配置されている。
【００２５】
図４に示す斜線部は、チャンバＣ内におけるシリコーンモノマーガスの導入領域を示しており、シリコーンは、基材Ｗの側縁端部およびバルブ挿着孔Ｈから基材裏面側にも回り込む。このため、図７に示されるように、シリコーンプラズマ重合膜３４は、プラズマ源４０に正対する基材前面Ｗ1 は勿論、基材の内外側縁端面Ｗ2 ，Ｗ3 から基材裏面の内外周縁部Ｗ4 ，Ｗ5 に至る連続した領域に形成されて、アルミニウム蒸着膜３２が保護膜３４で確実に覆われて、それだけ耐候性（耐酸化性，耐腐食性）および耐久性に優れた反射面構造となっている。
【００２６】
そして、リフレクタとして適切な保護膜３４としては、アルミニウム蒸着膜の酸化や腐食を防止するためには、膜厚が２０ｎｍ以上であることが望ましく、また、光の損失を少なくし光の透過率を９５％以上とするには、膜厚が４００ｎｍ以下であることが望ましい。
【００２７】
なお、保護膜を形成する方式としては、チャンバ内に電極を対設し、電極間に基材を配置し、グロー放電により基材表面にプラズマ重合膜を形成する電極間グロー放電方式も可能である。しかし、電極間グロー放電方式では、保護膜の形成に時間がかかりすぎるとか、特に、電極の面積より大きな面積をもつ基材に対しては膜厚を均一にできないとか、基材が直接プラズマ状態下にさらされるため、基材が劣化し易い等の問題がある。しかるに、本実施例に示す高周波誘導放電式プラズマ源方式では、１０〜２０秒という短時間の内に均一な膜厚の保護膜を形成できることから、電極間グロー放電方式に比べて優れているといえる。
【００２８】
このように、Ｐ1 位置で収容ケース２２に収容された基材Ｗは、回動ユニット２０を９０度の角度で間欠回動すると、Ｐ2 位置においてプラズマ処理され、Ｐ3 位置においてアルミニウム蒸着膜３２が形成され、Ｐ4 位置においてシリコーンプラズマ重合膜３４が形成され、そしてＰ1 位置に戻ると、反射面の形成された基材Ｗを取り出すことができる。なお、各位置Ｐ1 〜Ｐ4 において必要な最大時間は、プラズマ重合処理が１５秒であることから、真空排気時間等を含め基材Ｗを２５秒で処理することとなる。また、Ｐ1 〜Ｐ4 位置における各チャンバＣでは、それぞれの処理が同時に行なわれるので、短時間の内に大量の基材を処理できることになる。
【００２９】
なお、前記した実施例では、リフレクタの反射面を形成する方法について説明したが、本発明は、ランプボディとリフレクタ間やランプボディと投射レンズ間の隙間を隠すために使用されるエクステンションリフレクタについても同様に適用できる。なお、エクステンションリフレクターの場合には、リフレクターにおけるバルブ挿着孔の代わりに、リフレクターや投射レンズに対応する孔が設けられている。
【００３０】
さらに、本発明方法は、リフレクタやエクステンションリフレクタの反射面の形成に限られるものではなく、表面にアルミニウム蒸着膜の形成されている、例えば枠形状のリムその他の自動車用灯具構成部材の表面処理にも適用できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る保護膜形成方法によれば、固定ケーシング内で高周波誘導放電式プラズマ源方式によりシリコーン系保護膜を形成するので、従来の塗装方法に比べ、空気中の塵埃が付着するおそれがなく、外観良好な反射面を形成できる。
また、従来の塗装方法のように、有機溶剤を一切使用しないので、環境問題が生ずるおそれがなく、しかも短時間で保護膜を形成できるので、大量処理に適している。
また、高周波誘導放電式プラズマ源方式により、シリコーン系保護膜の膜厚を２００〜４００ｎｍと非常に薄く形成することで、光の高透過率が得られ、光の損失を極めて少なくできるので、高効率の反射面を形成できる。
また、複数の高周波誘導放電式プラズマ源を並設することで、保護膜形成領域を拡大し、単一のプラズマ源では形成困難な多数のリフレクタまたはエクステンションリフレクタの表面のアルミニウム蒸着膜の上に均一な膜厚のシリコーン系保護膜を形成することができる。また、単一の固定ケーシング内において、アルミニウム蒸着膜の形成から保護膜の形成までを連続して行なうことができるので、反射面の形成工程が簡潔となる上に、大量処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するための装置の全体構成を示す水平断面図
【図２】基材表面を活性化するためのプラズマ処理工程におけるチャンバの水平断面図
【図３】  アルミニウム蒸着処理工程におけるチャンバの水平断面図
【図４】プラズマ重合膜形成工程におけるチャンバの水平断面図
【図５】プラズマ重合膜形成工程におけるチャンバ内のプラズマ源とリフレクタ基材の配置を示す図
【図６】並設されたプラズマ源により形成されるプラズマ重合膜の合成膜厚を示す図
【図７】図１に示す装置における反射面の形成されたリフレクタの水平断面図
【図８】同リフレクタの一部拡大断面図
【図９】従来のリフレクタの断面図
【図１０】リフレクタの一部拡大断面図
【図１１】リフレクタの反射面を形成する工程説明図
【符号の説明】
１２    チャンバの一部を構成する固定ケーシング
１３    固定ケーシング構成壁
２０    回動ユニット
２２    チャンバの一部を構成する基材収容ケース
３０    活性化層
３２    アルミニウム蒸着膜
３４    シリコーン系保護膜であるシリコーンプラズマ重合膜
４０    高周波誘導放電式プラズマ源
４１    プラズマ室
４２    高周波コイル
４４    シリコーンモノマーガス導入パイプ
Ｗ    自動車用灯具構成部材である合成樹脂製リフレクタ基材
Ｗ1   基材前面
Ｗ2 ，Ｗ3   基材側縁端面
Ｗ4 ，Ｗ5   基材裏面周縁部
Ｈ    バルブ挿着孔
Ａ1   各プラズマ源におけるシリコーンプラズマ重合膜形成領域
Ａ    プラズマ源全体におけるシリコーンプラズマ重合膜形成領域
Ｃ    チャンバ
Ｐ1   基材取付取外し用チャンバ位置
Ｐ2   プラズマ処理用チャンバ位置
Ｐ3   アルミスパッタリング蒸着処理用チャンバ位置
Ｐ4   保護膜形成用チャンバ位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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