亲水性蒸镀膜以及蒸镀材料制造技术

提供一种耐水性高、还能够形成在曲率大的基材上、复杂形状的基材上或难以加热至高温的基材上的亲水性蒸镀膜。此外，提供一种能够进行精密的膜厚控制且折射率稳定的亲水性蒸镀膜。提供一种亲水性蒸镀膜，其特征在于，作为构成元素，至少含有磷、氧以及可成为3价或6价的金属元素。

Hydrophilic evaporated film and evaporated material

The invention provides a hydrophilic evaporation coating with high water resistance, which can also be formed on a substrate with large curvature, a substrate with complex shape or a substrate difficult to be heated to high temperature. In addition, a hydrophilic evaporation coating capable of precise film thickness control and stable refractive index is provided. A hydrophilic evaporated coating is provided, which is characterized in that, as a constituent element, it contains at least phosphorus, oxygen and metal elements that can become valence 3 or 6.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】亲水性蒸镀膜以及蒸镀材料
本专利技术涉及一种亲水性蒸镀膜以及用于制作该亲水性蒸镀膜的蒸镀材料。
技术介绍
蒸镀法是用于在基材的表面上制作薄膜的方法，可在透镜、透镜盖、汽车部件、薄膜等所有形状的基材上成膜。由于可进行纳米级的严密的膜厚控制，因此易于制作反射防止膜、镜片等光学多层膜。而且，即使不进行基材的加热等也能够形成牢固的膜，因此是可以在多种产业领域中使用的成膜方法。由于磷酸化合物对人体的伤害小且对生物体亲和性高，因此可广泛用作人造骨、食品添加剂之类的面向生物体的材料，另外也可灵活运用材料所具有的亲水性能来用作亲水膜。作为亲水性膜，已知应用了氧化钛的光催化效应的示例，但是由于光催化是需要紫外线的，因而效应在室内或夜间会下降。因此可认为，由无此限制的磷酸化合物形成的亲水性膜可使用的用途广。此外，由于磷酸化合物在低温下会熔融、且粘度小，因此也可以用作玻璃材料。专利文献1中记载了涂覆由磷酸或其衍生物和硼酸或其衍生物以及溶剂组成的表面处理剂之后进行热处理的亲水膜的成膜方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-283042号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题由于磷酸化合物其自身所具有的亲水性能的高度是优点，而同时具有耐水性低的缺点，因此期待在实用方面是适于扩大到室外的使用等用途而耐久性提升。专利文献1中记载了涂覆由磷酸或其衍生物和硼酸或其衍生物以及溶剂组成的表面处理剂之后进行热处理的亲水膜的成膜方法，以提升磷酸膜的耐久性。然而，难以将表面处理剂膜厚均等地涂覆在如被用于网络摄像机的塑料盖那样的曲率大的形状的基材上，无法用作需要控制膜厚的光学薄膜。此外，在涂覆后还需要进行热处理，因此针对如塑料那样的不耐热的基材上的成膜是无法进行的。本专利技术的目的在于提供一种也能够形成在耐水性高、曲率大的基材上、复杂形状的基材上或难以加热至高温的基材上的亲水性蒸镀膜。此外，还提供一种可控制精密的膜厚且折射率稳定的亲水性蒸镀膜。用于解决课题的手段本专利技术涉及一种亲水性蒸镀膜，其特征在于，作为构成元素，至少含有磷、氧以及可成为3价或6价的金属元素。此外，本专利技术涉及一种蒸镀材料，其特征在于，作为构成元素，至少含有磷、氧以及可成为3价或6价的金属元素，其特征在于，含有前述可成为3价或6价的金属的化合物为选自铈化合物、钨化合物、铁化合物、镓化合物以及铋化合物中的至少一个。专利技术效果根据本专利技术，可提供一种耐水性高、还能够形成在曲率大的基材上、复杂形状的基材上或难以加热至高温的基材上的亲水性蒸镀膜。此外，还能够提供一种可控制精密的膜厚且折射率稳定的亲水性蒸镀膜。附图说明图1为在最表面具有亲水性蒸镀膜的光学镜片的概念图。图2为表示在最表面使用了亲水性蒸镀膜的17层光学镜片的光学特性的图。具体实施方式本专利技术中，表示数值范围“○○以上××以下”、“○○～××”的记载，除非另有说明，则意味着包含端点的下限及上限的数值范围。以下详细叙述本专利技术的亲水性蒸镀膜及用于将其成膜的蒸镀材料的关于亲水性能和耐水性的影响。由于磷酸是水溶性物质，因此与水的亲和性高，是具有亲水性的物质。在由磷酸制作薄膜的情况下，仅磷酸对水的溶解性高。因此，由磷酸制得的薄膜在刚刚成膜后就保持着亲水性能，但若在室外暴露于雨中等时，磷酸逐渐溶出至附着于亲水膜的表面的水分中，会变得无法维持亲水性能。因此，本专利技术人认为磷酸在水中成为PO43-的3价的离子，因此通过使磷酸和与磷酸的结合力大的可成为3价或6价的金属一起存在于由蒸镀法获得的亲水性膜中，来使膜中的磷酸与金属结合，从而能够抑制磷酸向水分的溶出，进而可提升亲水性蒸镀膜的耐水性。此外还发现，使用含有磷酸和可成为3价或6价的金属的混合材料来进行蒸镀而形成薄膜的方法时，可在所有形状、材质的基材上成膜。而且还发现因无需将基材加热至高温等，所以可扩大亲水性蒸镀膜可使用的对象基材。通过蒸镀法进行的成膜，可使用周知的方法。例如，向真空装置内投入欲形成膜的基材和用于形成膜的蒸镀材料，在真空排气后，加热蒸镀材料而使蒸镀材料气化，并使该蒸气堆积在基材上，从而可获得膜。本专利技术的亲水性蒸镀膜的制造方法优选为，包括使蒸镀材料气化并使其堆积在基材上的工序。在本专利技术中可成膜的基材不管玻璃、塑料成型体、薄膜等材质、形状，由其他薄膜成膜的某物体也可用作基材。此外，本专利技术是在基材上含有亲水性蒸镀膜的多层膜，作为在最表面形成有该亲水性蒸镀膜的多层膜来使用是较理想的方式。已成膜的薄膜可纳米级控制膜厚，作为光学薄膜，可制作镜片等多层膜。例如，亲水性蒸镀膜的膜厚优选为5～200nm，更优选为25～100nm。即使材料是混合物，也可以通过蒸镀法成膜，但不限于所有物质同时蒸发，根据已构成的物质固有的融点、蒸发温度，有加热材料而立刻蒸发的物质、或不加热至高温则不太蒸发的物质。可用于本专利技术的蒸镀材料至少含有磷、氧以及可成为3价或6价的金属元素以作为构成元素。作为蒸镀材料的原料，优选使用磷酸化合物。作为发挥亲水性的成分的磷酸在常温下以液体形式存在，无法以此形式作为蒸镀材料来使用。此外，混合磷酸和其他材料时会成为糊状而难以从混合容器中取出，而且还存在成型性恶化等缺点。除此之外，在烧成时，伴随着磷酸的缩合而产生大量的水蒸气，因此会担心烧成装置的损耗。因而，作为本专利技术中所使用的磷酸材料，优选为，磷酸钙、磷酸铝之类的在常温下以固体形式存在的磷酸化合物。磷酸化合物无特别限制，可使用各式各样的磷酸化合物。例如，可列举出磷酸铝、羟基磷灰石所代表的磷酸钙、磷酸铈、磷酸镁、磷酸钠、磷酸钾、磷酸氨、磷酸钡、磷酸钴、磷酸锂、磷酸硼、磷酸钇、磷酸铁等磷酸化合物。可认为在使用磷酸铝来制作蒸镀材料并使其在真空中成膜的情况下，铝为3价的金属，因此与磷酸的结合力大而能够提升耐水性。然而，若加热磷酸铝时，从1450℃附近开始分解成五氧化磷和氧化铝。由于五氧化磷在常压的大气氛围中具有在360℃附近升华的性质，因此在真空装置内由加热所产生的五氧化磷迅速挥发而难以堆积在基材上。另一方面，同时产生的氧化铝在真空氛围(1.0×10-3Pa)中的蒸发温度在2000～2200℃附近，不挥发而持续停留在材料内。因此，在已成膜的亲水性蒸镀膜中不含铝，而成为由磷和氧组成的亲水性蒸镀膜。如前所述，仅为磷酸的亲水性蒸镀膜无法维持在室外的亲水性能，因此仅为磷酸铝无法获得耐久性优异的亲水性蒸镀膜。此外，在使用羟基磷灰石作为原料来制作蒸镀材料并使其在真空中成膜的情况下，可获得含有磷、氧、钙的亲水性的蒸镀膜。但是，该亲水性蒸镀膜与由磷酸组成的膜同样对水的溶解性高，且在刚刚成膜后具有亲水性能，但若在室外暴露于雨中时，磷酸以及氧化钙两者均逐渐溶出至水分中。其结果，亲水膜逐渐损失而变得无法维持亲水性能。因此，本专利技术人根据前述的关于磷酸的固定的考察来制作如下蒸镀材料，即，在以作为蒸镀材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亲水性蒸镀膜，其特征在于，作为构成元素，至少含有磷、氧、以及可成为3价或6价的金属元素。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170315 JP 2017-0504481.一种亲水性蒸镀膜，其特征在于，作为构成元素，至少含有磷、氧、以及可成为3价或6价的金属元素。


2.根据权利要求1所述的亲水性蒸镀膜，其特征在于，
以磷及含有金属元素的合计为基准，所述可成为3价或6价的金属元素的含量为0.7～80.0质量％。


3.根据权利要求1或2所述的亲水性蒸镀膜，其特征在于，
所述可成为3价或6价的金属元素选自铈、钨、铁、镓、以及铋中的至少一个。


4.一种蒸镀材料，其特征在于，作为构成元素，至少含有磷、氧、以及可成为3价或6价的金属元素，
含有所述可成为3价或6价的金属的化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡会孝典，为国孝洋，上岛聡一郎，沼泽广斗，堀江幸弘，
申请(专利权)人：佳能奥普特龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP