JPH11256339A - Water-repellent coating film, antifouling article, and method for producing water-repellent coating film - Google Patents
Water-repellent coating film, antifouling article, and method for producing water-repellent coating filmInfo
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- JPH11256339A JPH11256339A JP8024998A JP8024998A JPH11256339A JP H11256339 A JPH11256339 A JP H11256339A JP 8024998 A JP8024998 A JP 8024998A JP 8024998 A JP8024998 A JP 8024998A JP H11256339 A JPH11256339 A JP H11256339A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 撥水性が付与されたSiO2 膜からなるコー
ティング膜及びその製造方法と、撥水性が付与されたS
iO2 膜を防汚性表面として持つ物品を提供する。
【解決手段】 CH3 基及び/又はC2 H5 基を残すよ
うにCVD法でSiO2 膜を形成すると撥水性コーティ
ング膜となる。望ましくは、膜厚が10Å以上であり、
且つ水に対する接触角が90°以上である。Si原子と
CH3 基またはC2 H5 基を含むモノマー材料と、酸素
ガスを含む混合ガスを、モノマー材料100重量部に対
して酸素ガスが10重量部〜1000重量部の割合で、
真空槽内に導入し、CVD法によりCH3 基及び/又は
C2 H5 基が残存したSiO2膜の薄膜を基材上に形成
する。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating film comprising an SiO 2 film provided with water repellency, a method for producing the same, and S provided with water repellency.
An article having an iO 2 film as an antifouling surface is provided. SOLUTION: When a SiO 2 film is formed by a CVD method so as to leave a CH 3 group and / or a C 2 H 5 group, a water-repellent coating film is obtained. Desirably, the film thickness is 10 mm or more,
And the contact angle with water is 90 ° or more. A monomer material containing a Si atom and a CH 3 group or a C 2 H 5 group, and a mixed gas containing an oxygen gas are mixed at a ratio of 10 parts by weight to 1000 parts by weight of an oxygen gas with respect to 100 parts by weight of the monomer material.
It is introduced into a vacuum chamber, and a thin film of an SiO 2 film in which CH 3 groups and / or C 2 H 5 groups remain is formed on a substrate by a CVD method.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】SiO2 膜に撥水性を付与し
てなるコーティング膜、防汚性を物品表面に付与するた
めの撥水性コーティング膜及びその製造方法に関する。
特に、光学物品の光学特性に対して影響を及ぼさない撥
水性コーティング膜の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coating film obtained by imparting water repellency to an SiO 2 film, a water repellent coating film for imparting antifouling property to an article surface, and a method for producing the same.
In particular, the present invention relates to a method for producing a water-repellent coating film that does not affect the optical properties of an optical article.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、物品の表面に撥水性を付与するた
めのコーティング膜はフッ素系樹脂をウェットコーティ
ングにより形成する方式が一般的であり、いわゆる撥水
性コーティング膜と呼ばれている。撥水性を付与した表
面は、汚れが着きにくいことから防汚性表面としての機
能を有する。2. Description of the Related Art Conventionally, a coating film for imparting water repellency to the surface of an article is generally formed by wet coating a fluororesin, which is called a so-called water repellent coating film. The surface imparted with water repellency has a function as an antifouling surface because dirt is difficult to reach.
【0003】従来の撥水性コーティングを行うための材
料としてのフッ素系樹脂材料は高価なため、付加価値の
高い製品、たとえばコンピュータディスプレイの上位機
種に装備される反射防止フィルムの最表面に形成される
防汚コートなどに使用されてきた。特に、コンピュータ
ディスプレイのような光学物品の表面に使用される反射
防止フィルムの最表面に形成する防汚コートにおいて
は、積層型反射防止層の光学特性に影響を与えないよう
にするために、非常に薄い膜を均一に成膜する必要があ
り、高度な技術を必要とし、また歩留まりも高くなかっ
た。[0003] Conventional fluorine-based resin materials as materials for water-repellent coating are expensive, and are formed on the outermost surface of a high-value-added product, for example, an antireflection film provided in a high-end model of a computer display. It has been used for antifouling coats. In particular, in an antifouling coat formed on the outermost surface of an antireflection film used on the surface of an optical article such as a computer display, in order not to affect the optical properties of the laminated antireflection layer, a very Therefore, it was necessary to form a thin film uniformly, requiring a high technology, and the yield was not high.
【0004】また、ウェットコーティングで形成するフ
ッ素系樹脂は環境に対して悪い影響を与えるフッ素系溶
媒を使用する必要があり、溶媒の回収処理のために高価
な装置を導入する必要があったり、また将来にわたって
はフッ素系溶媒の使用が制限される可能性もあり、フッ
素系溶媒を使用しない撥水性コーティングが望まれてい
る。In addition, it is necessary to use a fluorine-based solvent which has a bad influence on the environment as a fluorine-based resin formed by wet coating, and it is necessary to introduce an expensive apparatus for a solvent recovery treatment. Further, the use of a fluorine-based solvent may be restricted in the future, and a water-repellent coating that does not use a fluorine-based solvent is desired.
【0005】また、反射防止フィルムの処理工程におい
ては、CVD法や蒸着法等の真空成膜工程によって反射
防止層が形成されることが一般的であることから、その
後に、ウェットコーティングを施すとなると段取り替え
の製造ロスが大きいという問題があった。[0005] In the processing step of the antireflection film, the antireflection layer is generally formed by a vacuum film forming step such as a CVD method or a vapor deposition method. In such a case, there is a problem that the production loss of the setup change is large.
【0006】一般にSiOX 膜は親水性である。また、
従来のCVD法により作製したSiOx 膜は均一性や安
全性に優れているものの、撥水性は高くなかった。Generally, a SiO X film is hydrophilic. Also,
The SiO x film produced by the conventional CVD method has excellent uniformity and safety, but does not have high water repellency.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の第一の
目的は撥水性が付与されたSiO2 膜からなるコーティ
ング膜を提供すること、本発明の第二の目的は撥水性が
付与されたSiO2 膜からなるコーティング膜を防汚性
表面として持つ物品を提供すること、及び本発明の第三
の目的は撥水性が付与されたSiO2 膜からなるコーテ
ィング膜の製造方法を提供することである。Accordingly, a first object of the present invention is to provide a coating film comprising a water-repellent SiO 2 film. A second object of the present invention is to provide a water-repellent coating film. To provide an article having a coating film made of a SiO 2 film as an antifouling surface, and a third object of the present invention is to provide a method for producing a coating film made of a SiO 2 film provided with water repellency. is there.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記第一の目的を達成す
るための本発明は、CH3 基及び/又はC2 H5 基を残
すようにCVD法で形成した撥水性を示すSiO2 膜で
あることを特徴とする撥水性コーティング膜である。本
発明の撥水性コーティング膜は、望ましくは、膜厚が1
0Å以上であり、且つ水に対する接触角が90°以上で
ある。In order to achieve the first object, the present invention provides a water repellent SiO 2 film formed by a CVD method so as to leave a CH 3 group and / or a C 2 H 5 group. It is a water-repellent coating film characterized by the following. The water-repellent coating film of the present invention preferably has a thickness of 1
0 ° or more, and the contact angle with water is 90 ° or more.
【0009】前記第二の目的を達成するための本発明
は、CH3 基及び/又はC2 H5 基を含んだ撥水性の増
大しているSiO2 膜をコーティング膜として持つ防汚
性物品である。In order to achieve the second object, the present invention provides an antifouling article having as a coating film a SiO 2 film containing CH 3 groups and / or C 2 H 5 groups and having increased water repellency. It is.
【0010】前記第三の目的を達成するための本発明
は、Si原子とCH3 基及び/又はC2 H5 基を含むモ
ノマー材料と、酸素ガスを含む混合ガスを、モノマー材
料100重量部に対して酸素ガスが10重量部〜100
0重量部である割合で、真空槽内に導入し、CVD法に
よりCH3 基及び/又はC2 H5 基が残存したSiO2
膜の薄膜を基材上に形成することを特徴とする撥水性コ
ーティング膜の製造方法である。メチル基又はエチル基
を含む材料を用い、これをCVD法で製膜しなければ、
メチル基又はエチル基を膜中に導入することはできな
い。[0010] In order to achieve the third object, the present invention provides a method for producing a mixture of a monomer material containing a Si atom and a CH 3 group and / or a C 2 H 5 group, and a mixed gas containing an oxygen gas with 100 parts by weight of the monomer material. 10 parts by weight to 100 parts by weight of oxygen gas
In a proportion of 0 part by weight, SiO 2 which is introduced into a vacuum chamber, CH 3 groups and / or C 2 H 5 group remained by CVD
A method for producing a water-repellent coating film, comprising forming a thin film on a substrate. If a material containing a methyl group or an ethyl group is used and this is not formed by the CVD method,
No methyl or ethyl groups can be introduced into the membrane.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】CVD法によりメチル基及び/又
はエチル基を導入する条件は、前記した材料を使用する
ことに加え、Si原子とCH3 基及び/又はC2 H5 基
を含むモノマー材料と、酸素ガスを含む混合ガスの組成
比を、モノマー材料100重量部に対して酸素ガス10
重量部〜1000重量部とすることである。酸素ガスが
10重量部未満だとSiO2 膜を形成することができ
ず、また酸素ガスが1000重量部を超えるとSiO2
膜の中にメチル基又はエチル基が含まれなくなり、撥水
性が失われるので好ましくない。また、撥水性が発揮さ
れるためには、少なくとも10Å以上の撥水性コーティ
ング膜の厚みが必要である。撥水性コーティング膜の厚
みが10Å未満だと連続膜として存在しなくなる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The conditions for introducing a methyl group and / or an ethyl group by the CVD method are as follows. In addition to using the above-mentioned materials, a monomer containing a Si atom and a CH 3 group and / or a C 2 H 5 group is used. The composition ratio of the material and the mixed gas containing the oxygen gas is set such that the oxygen gas 10
Parts by weight to 1,000 parts by weight. Oxygen gas with less than 10 parts by weight can not form a SiO 2 film, and the oxygen gas is more than 1,000 parts by weight SiO 2
It is not preferable because a methyl group or an ethyl group is not contained in the film and water repellency is lost. Further, in order to exhibit water repellency, the thickness of the water repellent coating film must be at least 10 ° or more. If the thickness of the water-repellent coating film is less than 10 °, it does not exist as a continuous film.
【0012】撥水性の効果について:本発明に従って撥
水性が付与されたSiO2 コーティング膜は、表面エネ
ルギーが低く、指紋などの汚れの主成分である油脂分を
はじきやすく、汚れにくい。特に、水に対する接触角が
90°以上であるとSiO2 コーティング膜の防汚効果
が高くなる。 Regarding the effect of water repellency : The SiO 2 coating film provided with water repellency according to the present invention has a low surface energy, is easy to repel oils and fats which are main components of stains such as fingerprints, and does not easily stain. In particular, when the contact angle with water is 90 ° or more, the antifouling effect of the SiO 2 coating film increases.
【0013】防汚性が必要とされる製品について:本発
明の撥水性が付与されたSiO2 コーティング膜は、コ
ンピュータディスプレイのような表示部材では汚れがあ
ると目立つ表面に防汚性コーティングが好ましく使用で
きる。特に、反射防止のために反射防止層が形成されて
いるコンピュータディスプレイのような表示部材は、特
に防汚コートが必要とされる。また、眼鏡やカメラのレ
ンズなど光学物品は、表面の汚れが嫌われるので、防汚
コートが必要とされる。その他の分野では、タイルや化
粧版などの内装部材、外装部材、自動車の車体、屋外標
識、外灯のカバーなど様々な分野で、防汚性表面が必要
とされる。本発明の撥水性コーティング膜は防汚性表面
膜として有効である。防汚性、すなわち撥水性は表面の
性質であるので、防汚コートの膜厚は厚い必要はなく、
少なくとも膜厚が10Å以上であればよい。また膜厚を
制御する必要もない。ところが、上記の光学部材、特に
反射防止処理を施している部材の場合にはその光学特性
に影響を与えないように100Å以下の膜厚に制御する
ことが好ましい。また、摩耗が激しい部材の場合には比
較的膜厚を厚くして、耐久性を上げてもよい。 For products requiring antifouling property : The water repellent SiO 2 coating film of the present invention is preferably provided with an antifouling coating on a surface which is conspicuous when a display member such as a computer display is contaminated. Can be used. In particular, a display member such as a computer display on which an antireflection layer is formed for antireflection requires an antifouling coat. Further, optical articles such as glasses and camera lenses dislike surface dirt, and thus require an antifouling coat. In other fields, antifouling surfaces are required in various fields such as interior members such as tiles and decorative plates, exterior members, automobile bodies, outdoor signs, and covers for outdoor lights. The water-repellent coating film of the present invention is effective as an antifouling surface film. Since antifouling property, that is, water repellency is a property of the surface, the film thickness of the antifouling coat does not need to be thick,
It is sufficient that the film thickness is at least 10 ° or more. Also, there is no need to control the film thickness. However, in the case of the above-described optical member, particularly a member subjected to an antireflection treatment, it is preferable to control the film thickness to 100 ° or less so as not to affect the optical characteristics. Further, in the case of a member that is severely worn, the film thickness may be made relatively thick to increase the durability.
【0014】本発明に使用されるモノマー材料につい
て:本発明のCVD法により撥水性を有するSiO2 膜
を形成するモノマー材料には、メチル基或いはエチル基
を含み、且つSiを主鎖とする、次のようなモノマー材
料、例えば、HMDSO(ヘキサメチルジシロキサ
ン)、TMDSO(テトラメチルジシロキサン)、オク
タメチルシクロテトラシロキサン、TEOS(テトラエ
トキシシラン)、TMOS(テトラメトキシシラン)、
MTMOS (メチルトリメトキシシラン)、メチルシ
ラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチ
ルシラン、エチルシランなどが、好ましく使用される。About the monomer material used in the present invention,
Te: the monomeric material for forming the SiO 2 film having water repellency by the CVD method of the present invention includes a methyl group or an ethyl group, and the Si as the main chain, monomeric materials such as the following, for example, HMDSO ( Hexamethyldisiloxane), TMDSO (tetramethyldisiloxane), octamethylcyclotetrasiloxane, TEOS (tetraethoxysilane), TMOS (tetramethoxysilane),
MTMOS (methyltrimethoxysilane), methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, tetramethylsilane, ethylsilane and the like are preferably used.
【0015】しかしながら、撥水性を有するSiO2 膜
を形成するモノマー材料には、上記の例に関わらず、S
i原子とCH3 基及び/又はC2 H5 基を含む有機化合
物で、常温で適当な蒸気圧を持ち、CVD法を実施する
ことが可能な材料であれば、どのような材料でも構わな
い。However, irrespective of the above-mentioned example, the monomer material forming the water repellent SiO 2 film includes S
Any material may be used as long as it is an organic compound containing an i atom, a CH 3 group and / or a C 2 H 5 group, has an appropriate vapor pressure at room temperature, and is capable of performing a CVD method. .
【0016】C3 H8 基などの炭素数3以上の官能基を
もつ材料を用いて、該官能基を含むSiO2 膜をCVD
法により形成することは理論的に可能であると考えられ
るが、現実にはこれらの材料の蒸気圧が非常に低いた
め、SiO2 膜の作製は非常に困難である。Using a material having a functional group having 3 or more carbon atoms such as a C 3 H 8 group, an SiO 2 film containing the functional group is subjected to CVD.
It is thought that it is theoretically possible to form them by the method. However, in practice, the vapor pressure of these materials is very low, so that it is very difficult to form a SiO 2 film.
【0017】上記のモノマー材料のうちでも、HMDS
O、TMDSO、オクタメチルシクロテトラシロキサン
が撥水性のSiO2 膜を形成する材料としては特に望ま
しい。その理由は、これらのシロキサン材料は撥水性を
発現するCH3 基が、結合が切れやすいSi−O結合や
O−C結合を介してでなく、直接Si原子と結合してお
り、膜中に安定して取り込まれやすいからである。Among the above monomer materials, HMDS
O, TMDSO, and octamethylcyclotetrasiloxane are particularly desirable as materials for forming the water-repellent SiO 2 film. The reason is that in these siloxane materials, the CH 3 group that expresses water repellency is directly bonded to Si atoms, not through Si—O bonds or OC bonds that are apt to be broken. This is because they are easily taken in stably.
【0018】CVD法により撥水性が付与されたSiO
2 膜を形成するためには、上記のモノマー材料のほかに
酸素ガスを導入する必要がある。酸素ガスの代わりに酸
化性を持つガス、例えばオゾンガスや笑気ガス(N
2 O)などを使用することも可能であるが、成膜効率や
コストの面から酸素ガスが最も好ましい。SiO 2 provided with water repellency by CVD
In order to form the two films, it is necessary to introduce oxygen gas in addition to the above monomer material. Instead of oxygen gas, an oxidizing gas such as ozone gas or laughing gas (N
Although 2 O) and the like can be used, oxygen gas is most preferable in terms of film forming efficiency and cost.
【0019】また、モノマーガスと酸素ガスのほかに、
モノマー蒸気を効率よく真空槽内に導入するためのガス
(キャリアーガス)やプラズマを発生させたり、プラズ
マを増強させたりする目的のガスを増強して導入するこ
とも必要に応じて使用される。In addition to the monomer gas and oxygen gas,
A gas (carrier gas) for efficiently introducing the monomer vapor into the vacuum chamber, a plasma, or a gas for the purpose of enhancing the plasma may be enhanced and introduced as needed.
【0020】CVD法の実施方法:本発明で用いるCV
D法には熱CVD法や光CVD法などいくつかの方法が
あるが、撥水性が付与されたSiO2 膜を形成する方法
としては、低温成膜が可能な点や、材料の利用効率が高
い点からプラズマCVD法が最適である。A method of performing the CVD method : CV used in the present invention
There are several methods such as a thermal CVD method and a photo CVD method in the method D. The method of forming a water repellent SiO 2 film is that low-temperature film formation is possible and material utilization efficiency is low. The plasma CVD method is optimal from the point of view.
【0021】プラズマCVD法としてもっとも一般的な
方法は、平行平板電極間に13.56MHzの電界を印
加する方式である。すなわち、真空チャンバー内に原料
ガスを導入することで一定圧力(例えば、50mTor
r)に維持し、真空槽内に設置した平板電極と該平板電
極と平行に対向して設置したアース電極との間に13.
56MHzのRF交流電圧を印加する(例えば、500
cm2 の電極面積に対して300Wの電力を投入する)
ことで、グロー放電プラズマを発生させ、そのプラズマ
流を利用することで原料ガスを化学的に反応させ、撥水
性が付与されたSiO2 膜を形成させる。該膜を堆積さ
せるための基材は通常アース電極表面に設置するが、R
F電力を印加する平板電極側に設置することも可能であ
る。The most general method of the plasma CVD method is a method of applying a 13.56 MHz electric field between parallel plate electrodes. That is, a constant pressure (for example, 50 mTorr) is introduced by introducing a source gas into the vacuum chamber.
r), between the plate electrode placed in the vacuum chamber and the ground electrode placed parallel to and opposed to the plate electrode.
An RF AC voltage of 56 MHz is applied (for example, 500
300 W of power is applied to the electrode area of 2 cm 2 )
As a result, glow discharge plasma is generated, and the source gas is chemically reacted by using the plasma flow to form a SiO 2 film having water repellency. The substrate for depositing the film is usually placed on the surface of the earth electrode.
It is also possible to install it on the plate electrode side to which F power is applied.
【0022】上記撥水性が付与されたSiO2 膜の製造
方法において、印加するRF交流電圧について13.5
6MHZの代わりにもっと低い周波数(40kHzや5
0kHzなど)を印加したり、もっと高い周波数(2.
45GHzなど)を印加することも可能である。また、
直流電圧を印加することも可能である。平板電極の代わ
りに、ガスの吹出しによりプラズマ流を発生させるよう
なホローカソード電極を利用したり、外部コイルから誘
導プラズマを発生させたりすることも可能である。磁場
を用いたり、ECR共鳴現象(電場と磁場を適切に調節
することで、プラズマ中の電子をサイクロトロン共鳴さ
せる現象)を用いたりしてプラズマ密度を高めたりする
ことも可能である。In the method of manufacturing a water repellent SiO 2 film, the applied RF AC voltage is 13.5.
Lower frequency (40 kHz or 5
0 kHz) or a higher frequency (2.
45 GHz or the like can be applied. Also,
It is also possible to apply a DC voltage. Instead of the flat plate electrode, a hollow cathode electrode that generates a plasma flow by blowing gas may be used, or induction plasma may be generated from an external coil. It is also possible to increase the plasma density by using a magnetic field or by using an ECR resonance phenomenon (a phenomenon in which electrons in the plasma undergo cyclotron resonance by appropriately adjusting the electric and magnetic fields).
【0023】CVD法の成膜条件について:CVD法の
成膜条件には、CVD法の方式(投入電力周波数や電極
構造など)以外にも、投入電力、ガス流量、成膜圧力、
電極間距離など様々なパラメータがあるが、撥水性に影
響を持つのは、モノマーと酸素ガスの流量比である。す
なわち、モノマーが酸素に対して多い場合には、反応し
きれないCH3 基が膜中に残存するため、高い撥水性を
発現するが、十分な酸素が供給された場合にはCH3基
がすべて分解され、膜中CH3 基が存在しなくなり、水
に対する接触角が低い状態になる。 Regarding the film forming conditions of the CVD method, the film forming conditions of the CVD method include input power, gas flow rate, film forming pressure, and the like in addition to the CVD method (input power frequency, electrode structure, etc.).
Although there are various parameters such as the distance between the electrodes, it is the flow rate ratio between the monomer and oxygen gas that has an effect on the water repellency. That is, when the monomer is large relative to the oxygen, because the CH 3 group which can not react to remain in the film, but exhibits high water repellency, the CH 3 group if sufficient oxygen is supplied All are decomposed, and the CH 3 group is not present in the film, and the contact angle with water becomes low.
【0024】たとえば、原料としてHMDSOを用いた
場合に、原料がすべてSiO2 とCO2 、H2 Oになっ
てしまう理想状態の場合、HMDSOが100重量部に
対して酸素ガスが1200重量部必要である。しかしな
がら、このような量比でCVD法を実施しても、現実的
には、中間的な反応物(例えばCH3 OHやHCHOな
ど)が生成されたり、材料自体が排気されたりするの
で、また、逆に反応できなかった酸素が排気される場合
もあるので、CVD法に必要とされるモノマー材料と酸
素ガスの比は化学式通りにはならない。For example, when HMDSO is used as a raw material, in an ideal state where all the raw materials are SiO 2 , CO 2 and H 2 O, 1200 parts by weight of oxygen gas is required for 100 parts by weight of HMDSO. It is. However, even if the CVD method is performed with such a quantitative ratio, an intermediate reactant (for example, CH 3 OH or HCHO) is actually generated, or the material itself is exhausted. Conversely, oxygen that could not react may be exhausted, so that the ratio between the monomer material and the oxygen gas required for the CVD method does not follow the chemical formula.
【0025】本発明では種々の実験結果から、モノマー
材料と酸素ガスの流量比はモノマー材料が100重量部
に対して、酸素ガスが1000重量部である場合におい
て、水に対する接触角が約90度の防汚性を出すのに必
要な撥水性コーティング膜となる。酸素ガスの流量をこ
れより増加させれば、水に対する接触角は減少し、酸素
ガスの流量をこれより減少させれば接触角は上昇する。According to various experimental results in the present invention, the flow rate ratio between the monomer material and the oxygen gas is such that when the amount of the oxygen gas is 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer material, the contact angle with water is about 90 degrees. It becomes a water-repellent coating film necessary for exhibiting antifouling properties. If the flow rate of oxygen gas is further increased, the contact angle with water decreases, and if the flow rate of oxygen gas is further reduced, the contact angle increases.
【0026】これらの結果を得るにあたって、モノマー
材料と酸素ガスの流量比に関連して得られたSiO2 の
水に対する接触角について、実験した結果、下記の表1
の関係を得た。In obtaining these results, the contact angle of SiO 2 to water obtained in relation to the flow rate ratio between the monomer material and oxygen gas was tested.
Got a relationship.
【0027】[0027]
【表1】 CH3 基の確認について:IR分光法によりSi原子に
結合したCH3 基の存在を確認することができる。すな
わち、IR分光スペクトルで1280cm-1付近に現れ
るピークは、Si−CH3 伸縮振動に起因するものであ
り、このピークの存在でCH3 基の存在を確認できる。
測定方法は、IRを透過するシリコンウエハー上にSi
O2 膜を1000〜2000Åの膜厚で形成し、IR分
光測定器で測定する。[Table 1] Confirmation of CH 3 group : The presence of a CH 3 group bonded to a Si atom can be confirmed by IR spectroscopy. That is, the peak appearing around 1280 cm -1 in the IR spectroscopy spectrum is attributable to the Si—CH 3 stretching vibration, and the presence of this peak confirms the presence of the CH 3 group.
The measurement method is as follows.
An O 2 film is formed with a thickness of 1000 to 2000 ° and measured by an IR spectrometer.
【0028】図1は成膜時の原料ガスのモノマー酸素の
比が1:5、図2は1:10、図3は1:20である場
合のそれぞれのIR分光スペクトル示すグラフである。
図1では1280cm-1付近のピークは非常に大きい
が、図2では小さく、図3ではスペクトルから1280
cm-1付近のピークは確認できない。FIG. 1 is a graph showing the IR spectrum when the ratio of the monomer oxygen of the source gas at the time of film formation is 1: 5, FIG. 2 is 1:10 and FIG. 3 is 1:20.
In FIG. 1, the peak around 1280 cm −1 is very large, but in FIG. 2, it is small, and in FIG.
No peak near cm -1 can be confirmed.
【0029】[0029]
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、以下の説明で示される実施例は本発明の範囲
内の好適例に過ぎない。従って、本発明は以下に示す実
施例にのみ限定されるものではない。The present invention will be described below in detail with reference to examples. The embodiments described in the following description are merely preferred examples within the scope of the present invention. Therefore, the present invention is not limited only to the embodiments described below.
【0030】〔実施例1〕撥水性の確認 平行平板型プラズマCVD装置PE401(アネルバ
(株)製)内に基材として、シリコンウエハー(4イン
チφ、P型0.2Ωcm)を載置し、成膜前の到達真空
度を0.02mToorとし、Arガスをキャリアーガ
スとし、原料ガスとして酸素、HMDSO(ヘキサメチ
ルジシロキサン)を室温でバブリングし、該装置内に供
給した。Example 1 Confirmation of Water Repellency A silicon wafer (4 inch φ, P type 0.2 Ωcm) was placed as a base material in a parallel plate type plasma CVD apparatus PE401 (manufactured by Anelva Co., Ltd.). The ultimate degree of vacuum before film formation was set to 0.02 mTorr, Ar gas was used as a carrier gas, and oxygen and HMDSO (hexamethyldisiloxane) were bubbled at room temperature as source gases and supplied into the apparatus.
【0031】酸素ガスの流量は、30sccm、また、
モノマーの流量が6sccmとなるようにArガス流量
を調節した。成膜圧力が50mTorrとなるように、
コンダクタンスバルブを調節した。The flow rate of the oxygen gas is 30 sccm, and
The Ar gas flow rate was adjusted so that the flow rate of the monomer was 6 sccm. So that the film forming pressure is 50 mTorr,
The conductance valve was adjusted.
【0032】100W、13.56MHzの電力を上部
平板電極と下部アース電極の間に印加することによりプ
ラズマを生成した。基材は下部アース電極上に設置し、
SiOx膜を成膜した。成膜時間は10分とした。エリ
プソメトリーにより約1000ÅのSiOx膜ができた
ことを確認した。Plasma was generated by applying a power of 100 W and 13.56 MHz between the upper plate electrode and the lower ground electrode. The substrate is placed on the lower ground electrode,
An SiOx film was formed. The deposition time was 10 minutes. It was confirmed by ellipsometry that a SiOx film of about 1000 ° was formed.
【0033】CH3 基の存在はIR分光法により確認し
た。評価方法は水に対する接触角を用いて評価した。比
較のために、酸素ガス流量30sccm、モノマー流量
を1.5sccmとし、CH3 基がない膜を作製して評
価した。その結果、前者の接触角は110度であるのに
対して、後者の接触角は55度であった。The presence of the CH 3 group was confirmed by IR spectroscopy. The evaluation method was evaluated using a contact angle with water. For comparison, an oxygen gas flow rate of 30 sccm, a monomer flow rate of 1.5 sccm, and a film having no CH 3 group were prepared and evaluated. As a result, the former contact angle was 110 degrees, while the latter contact angle was 55 degrees.
【0034】〔実施例2〕反射防止膜上への撥水層の形成 基材として、PETフィルム(東レ、ルミラーT−6
0、厚さ100μm、幅660mm)上に、下記に示す
4層構成の反射防止層を真空巻取りスパッタ法により成
膜した。Example 2 As a base material for forming a water-repellent layer on an antireflection film , a PET film (Toray, Lumirror T-6) was used.
0, a thickness of 100 μm, and a width of 660 mm), the following four-layered antireflection layer was formed by vacuum winding sputtering.
【0035】第1層ITO:125Å; 第2層SiO2 :250Å; 第3層ITO:1000Å; 第4層SiO2 :800Å。The first layer ITO: 125 Å; a second layer SiO 2: 250 Å; third layer ITO: 1000 Å; fourth layer SiO 2: 800 Å.
【0036】ここで形成されるSiO2 膜はスパッタ法
で形成されるため、親水性が強く、撥水性を持たず、防
汚性はない。このようにして準備された原反上に、防汚
性を持つSiO2 膜をCVD法により形成した。該CV
D法に使用された装置には、真空巻取り装置(CVD)
を用いた。チヤンバーの到達圧力は0.05mTorr
とし、ここに酸素ガス及びHMDSOからなる原料ガス
を導入し、45mTorrの圧力にした。導入した原料
ガスの流量は、酸素ガスが10slm、HMDSOが2
slmであった。Since the SiO 2 film formed here is formed by a sputtering method, it has a strong hydrophilicity, does not have water repellency, and has no antifouling property. An antifouling SiO 2 film was formed on the thus prepared raw material by a CVD method. The CV
The apparatus used in the method D includes a vacuum winding device (CVD)
Was used. The ultimate pressure of the chamber is 0.05 mTorr
Then, a raw material gas composed of oxygen gas and HMDSO was introduced therein, and the pressure was set to 45 mTorr. The flow rate of the introduced raw material gas was 10 slm for oxygen gas and 2 for HMDSO.
slm.
【0037】HMDSOは、80度に加熱したガス供給
系を使用し、キャリアーガスを使用しなかった。成膜ド
ラムはフィルム基材の熱ダメージをなくすため、−10
度に冷却した。成膜ドラムに対向した位置にある平板電
極(成膜ドラムからの距離3cm、電極の面積 70c
m×20cm)に13.56MHzのRF交流電圧を印
加し(1.5kW)、電気的にアースされた成膜ドラム
との間で、プラズマを生成し、基材上に成膜を行なっ
た。フィルムの走行速度は30m/分であった。For HMDSO, a gas supply system heated to 80 ° C. was used, and no carrier gas was used. The film forming drum is -10 to eliminate thermal damage to the film substrate.
Cooled down every time. A flat plate electrode at a position facing the film forming drum (a distance of 3 cm from the film forming drum, an electrode area of 70 c)
An RF AC voltage of 13.56 MHz was applied (1.5 kW) to the film forming drum, and plasma was generated between the film and the electrically grounded film forming drum to form a film on the substrate. The running speed of the film was 30 m / min.
【0038】このようにして作製した防汚コート付き反
射防止フィルムを、防汚コートのない反射防止フィル
ム、すなわちCVD成膜を行なわない以外は本実施例2
と同一の条件として製造したフィルムと反射防止特性に
ついて比較したが、両者に差がなかた。すなわち、反射
防止フィルム上に防汚コートをCVD法で形成しても反
射防止特性が損なわれることがなかった。The antireflection film with an antifouling coat prepared in this manner was used in Example 2 except that the antireflection film without the antifouling coat, that is, the CVD film was not formed.
A comparison was made between the film produced under the same conditions and the antireflection properties, but there was no difference between the two. That is, even if an antifouling coat was formed on the antireflection film by the CVD method, the antireflection characteristics were not impaired.
【0039】本実施例2で得られた防汚コート付き反射
防止フィルムは、汚れがつきにくく、指紋等の汚れも簡
単に拭き取ることが出来たのに対し、防汚処理を施して
いないフィルムは、指紋がつきやすく、拭き取っても汚
れを除去することは出来なかった。The antireflection film with an antifouling coat obtained in Example 2 was hardly stained, and dirt such as fingerprints could be easily wiped off. Fingerprints were easily formed and dirt could not be removed by wiping.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明の撥水性コーティング膜は、CV
D法で作製されているので、従来のフッ素系樹脂やシリ
コン樹脂の撥水性膜に比べて、均一性があり、且つ製造
時に有害物質を発生しないため、安全性がある。また副
次的効果として、通常の成膜、例えば蒸着法と比較して
高い成膜速度を実現している。The water-repellent coating film of the present invention has a CV
Since it is manufactured by the method D, it is more uniform than conventional water-repellent films made of a fluorine-based resin or a silicon resin and does not generate harmful substances at the time of manufacture, so that it is safe. As a secondary effect, a higher film forming speed is realized as compared with normal film forming, for example, a vapor deposition method.
【0041】本発明により得られた撥水性コーティング
膜は、撥水性SiO2 膜のみならず、CVD法によるS
iO2 膜であるためハードコート膜となる。したがっ
て、従来の有機高分子化合物の撥水性膜に比べてSiO
2 膜は硬いので、傷の着きにくい、防汚表面が可能であ
る。The water-repellent coating film obtained by the present invention is not only a water-repellent SiO 2 film but also a S
Since it is an iO 2 film, it becomes a hard coat film. Therefore, compared to the conventional water repellent film of an organic polymer compound, SiO 2
2. The film is hard, so it is hard to be scratched and can have an antifouling surface.
【図1】成膜時の原料ガスのモノマー酸素の比が1:5
である場合のIR分光スペクトル示すグラフである。FIG. 1 shows that the ratio of monomer oxygen in a source gas during film formation is 1: 5.
It is a graph which shows IR spectrum when it is.
【図2】成膜時の原料ガスのモノマー酸素の比が1:1
0である場合のIR分光スペクトル示すグラフである。FIG. 2 shows that the ratio of monomer oxygen in the source gas during film formation is 1: 1.
It is a graph which shows IR spectrum when it is 0.
【図3】成膜時の原料ガスのモノマー酸素の比が1:2
0である場合のIR分光スペクトル示すグラフである。FIG. 3 shows that the ratio of monomer oxygen in the source gas during film formation is 1: 2.
It is a graph which shows IR spectrum when it is 0.
Claims (4)
うにCVD法で形成した撥水性を示すSiO2 膜である
ことを特徴とする撥水性コーティング膜。1. A water-repellent coating film which is a water-repellent SiO 2 film formed by a CVD method so as to leave a CH 3 group and / or a C 2 H 5 group.
Å以上であり、且つ水に対する接触角が90°以上であ
る請求項1記載の撥水性コーティング膜。2. The water-repellent coating film having a thickness of 10
The water-repellent coating film according to claim 1, wherein the contact angle with water is 90 ° or more.
グ膜を表面に持つ防汚性物品。3. An antifouling article having the water-repellent coating film according to claim 1 on its surface.
基を含むモノマー材料と、酸素ガスを含む混合ガスを、
モノマー材料100重量部に対して酸素ガスが10重量
部〜1000重量部である割合で、真空槽内に導入し、
CVD法によりCH3 基及び/又はC2 H5 基が残存し
たSiO2 膜の薄膜を基材上に形成することを特徴とす
る撥水性コーティング膜の製造方法。4. A Si atom and a CH 3 group and / or C 2 H 5
A monomer material containing a group and a mixed gas containing an oxygen gas,
Oxygen gas is introduced into the vacuum chamber at a ratio of 10 parts by weight to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer material,
A method for producing a water-repellent coating film, wherein a thin film of an SiO 2 film having a CH 3 group and / or a C 2 H 5 group remaining thereon is formed on a substrate by a CVD method.
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002210859A (en) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Dainippon Printing Co Ltd | Release film for ceramic capacitor production and method for producing the same |
| WO2002092875A1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-21 | Toyo Seikan Kaisha,Ltd. | Silicon oxide membrane |
| JP2008510887A (en) * | 2004-08-26 | 2008-04-10 | サン−ゴバン グラス フランス | Method for transferring functional organic molecules onto a transparent substrate |
| JP2008545037A (en) * | 2005-07-01 | 2008-12-11 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | Low wetting hysteresis polysiloxane-based material and deposition method thereof |
| JP2011152691A (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Dainippon Printing Co Ltd | Water repellent release film for manufacturing flexible flat cable (ffc) |
| JP2012021201A (en) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for producing water-repellent coating film and releasing paper |
| JP2012045795A (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Film for molding fiber-reinforced plastics, and manufacturing method thereof |
| JP2022516943A (en) * | 2019-02-11 | 2022-03-03 | コリア インスティテュート オブ ファション エナジー | Water-repellent treatment method for boron nitride powder and water-repellent coated boron nitride |
| JP2022162775A (en) * | 2021-04-13 | 2022-10-25 | 尾池工業株式会社 | Functional material |
| WO2024262642A1 (en) * | 2023-06-23 | 2024-12-26 | 日清オイリオグループ株式会社 | Silicon oxide vapor-deposited film and molded article including the same |
| WO2024262641A1 (en) * | 2023-06-23 | 2024-12-26 | 日清オイリオグループ株式会社 | Molded article coated with silicon oxide vapor deposition film and method for producing same |
| WO2025159157A1 (en) * | 2024-01-25 | 2025-07-31 | 日清オイリオグループ株式会社 | Silicon oxide vapor-deposited film and molded article including same |
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1998
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002210859A (en) * | 2001-01-17 | 2002-07-31 | Dainippon Printing Co Ltd | Release film for ceramic capacitor production and method for producing the same |
| WO2002092875A1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-21 | Toyo Seikan Kaisha,Ltd. | Silicon oxide membrane |
| US6818310B2 (en) | 2001-05-11 | 2004-11-16 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Silicon oxide film |
| EP1302560A4 (en) * | 2001-05-11 | 2006-10-04 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | Silicon oxide membrane |
| AU2002308940B2 (en) * | 2001-05-11 | 2007-02-08 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd | Silicon oxide membrane |
| JP2008510887A (en) * | 2004-08-26 | 2008-04-10 | サン−ゴバン グラス フランス | Method for transferring functional organic molecules onto a transparent substrate |
| JP2008545037A (en) * | 2005-07-01 | 2008-12-11 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | Low wetting hysteresis polysiloxane-based material and deposition method thereof |
| JP2011152691A (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Dainippon Printing Co Ltd | Water repellent release film for manufacturing flexible flat cable (ffc) |
| JP2012021201A (en) * | 2010-07-16 | 2012-02-02 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for producing water-repellent coating film and releasing paper |
| JP2012045795A (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Film for molding fiber-reinforced plastics, and manufacturing method thereof |
| JP2022516943A (en) * | 2019-02-11 | 2022-03-03 | コリア インスティテュート オブ ファション エナジー | Water-repellent treatment method for boron nitride powder and water-repellent coated boron nitride |
| JP2022162775A (en) * | 2021-04-13 | 2022-10-25 | 尾池工業株式会社 | Functional material |
| WO2024262642A1 (en) * | 2023-06-23 | 2024-12-26 | 日清オイリオグループ株式会社 | Silicon oxide vapor-deposited film and molded article including the same |
| WO2024262641A1 (en) * | 2023-06-23 | 2024-12-26 | 日清オイリオグループ株式会社 | Molded article coated with silicon oxide vapor deposition film and method for producing same |
| WO2025159157A1 (en) * | 2024-01-25 | 2025-07-31 | 日清オイリオグループ株式会社 | Silicon oxide vapor-deposited film and molded article including same |
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