JP6756148B2 - Laminated film and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、高いガスバリア性が必要とされる食品、医薬品の包装用途や太陽電池、電子ペーパー、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレーなどの電子部材用途に使用される積層フィルムおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a laminated film used for packaging of foods and pharmaceuticals requiring high gas barrier properties and for electronic members such as solar cells, electronic papers, and organic electroluminescence (EL) displays, and a method for producing the same.
フィルム基材の表面に、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム等の無機物(無機酸化物を含む)を使用し、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(PVD法)、または、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(CVD法)等を利用して、その無機物の蒸着層を形成してなるガスバリア性フィルムは、水蒸気や酸素などの各種ガスの遮断を必要とする食品や医薬品などの包装材および電子ペーパー、太陽電池などの電子デバイス部材として用いられている。それらの部材において、水蒸気透過度で1.0×10−4g/m2・24hr・atm以下の高いガスバリア性が求められている。 Physical vapor deposition (PVD method) such as vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, etc. using inorganic substances (including inorganic oxides) such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide on the surface of the film substrate. ) Or, a vapor deposition layer of the inorganic substance is formed by using a chemical vapor deposition method (CVD method) such as a plasma chemical vapor deposition method, a thermochemical vapor deposition method, or a photochemical vapor deposition method. Gas barrier films are used as packaging materials for foods and pharmaceuticals that require blocking of various gases such as water vapor and oxygen, and as electronic device members such as electronic paper and solar cells. In these members, 1.0 × 10 -4 g / m 2 · 24hr · atm or less high gas barrier properties with water vapor permeability has been demanded.
上記のような高いガスバリア性を満たす方法の1つとして、有機層と無機層を交互に多層積層させることで、穴埋め効果により欠陥の発生を防止したガスバリア性フィルムが提案されている(特許文献1)。また、フィルム基材上に欠陥低減を目的として、基材表面を平坦化させた上に無機層を形成したガスバリア性フィルムも提案されている(特許文献2、3)。
As one of the methods for satisfying the high gas barrier property as described above, a gas barrier film in which defects are prevented from occurring due to a hole filling effect by alternately laminating organic layers and inorganic layers has been proposed (Patent Document 1). ). Further, for the purpose of reducing defects on the film substrate, a gas barrier film in which the surface of the substrate is flattened and an inorganic layer is formed has also been proposed (
また、ZnOとSiO2を主成分とするターゲットを用いてスパッタリングすることで、ZnO−SiO2系膜をフィルム基材上に形成した積層シート(特許文献4)や、イオンプレーティング法により、Si:O:Znの原子数比で100:200〜500:2〜100の範囲にあるSi−O−Zn膜を基材上に形成したガスバリア性シート(特許文献5)なども提案されている。 Further, a laminated sheet (Patent Document 4) in which a ZnO-SiO 2 system film is formed on a film substrate by sputtering using a target containing ZnO and SiO 2 as main components, or Si by the ion plating method. A gas barrier sheet (Patent Document 5) in which a Si—O—Zn film having an atomic number ratio of: O: Zn in the range of 100: 200 to 500: 2 to 100 is formed on a substrate has also been proposed.
しかしながら、単に無機膜をフィルム基材上に形成したのみでは、柔軟性に乏しく、フィルムを屈曲させた場合膜割れが発生したり、窒化ケイ素などの屈折率が高く、フィルム基材との屈折率差で反射率が大きくなったりする場合がある。 However, simply forming an inorganic film on a film base material lacks flexibility, and when the film is bent, film cracking occurs, the refractive index of silicon nitride or the like is high, and the refractive index with the film base material is high. The reflectance may increase due to the difference.
しかしながら、有機層と無機層を交互に多層積層させた方法は、数十層の多層積層を施した際の層の形成中にプラズマ輻射熱により高分子フィルム基材がダメージを受け、熱負けによる反りが発生し、後加工にて作業性が悪くなることや、ガスバリア性フィルムの柔軟性が乏しくなり、屈曲に対してガスバリア性が悪くなる等の問題が生じる場合があった。 However, in the method in which the organic layer and the inorganic layer are alternately laminated, the polymer film base material is damaged by plasma radiant heat during the formation of the layer when several tens of layers are laminated, and the polymer film base material is warped due to heat loss. In some cases, the workability is deteriorated in the post-processing, the flexibility of the gas barrier film is poor, and the gas barrier property is deteriorated with respect to bending.
また、ガスバリア層を形成する基材に平滑基材や表面平滑化を目的としたアンカーコート付き基材を用いた方法は、ピンホールやクラックの発生を防止することでガスバリア性の再現性は向上するものの、形成されるガスバリア層の性質は改善されないため、1.0×10−4g/m2・24hr・atm以下の高いガスバリア性の達成は困難であった。 In addition, the method using a smoothing base material or a base material with an anchor coat for the purpose of surface smoothing as the base material forming the gas barrier layer improves the reproducibility of gas barrier properties by preventing the occurrence of pinholes and cracks. to although, since the nature of the gas barrier layer to be formed is not improved, achievement of 1.0 × 10 -4 g / m 2 · 24hr · atm or less high gas barrier properties has been difficult.
また、単に無機膜をフィルム基材上に形成したのみでは、柔軟性に乏しく、フィルムを屈曲させた場合膜割れが発生したり、窒化珪素などの屈折率が高く、フィルム基材との屈折率差で反射率が大きくなったりする場合があった。 Further, if the inorganic film is simply formed on the film base material, the flexibility is poor, and when the film is bent, the film cracks or the refractive index of silicon nitride or the like is high, and the refractive index with the film base material is high. In some cases, the reflectance increased due to the difference.
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、屈曲に対してもガスバリア性が低下しにくく、透明性に優れかつ高度なガスバリア性を発現する積層フィルムおよびその製造方法を提供せんとするものである。 In view of the background of the prior art, it is an object of the present invention to provide a laminated film having excellent transparency and exhibiting a high degree of gas barrier property, in which the gas barrier property is not easily lowered even with bending, and a method for producing the same. ..
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような構成を採る。
(1)フィルム基材の少なくとも片側に、亜鉛化合物と周期律表12族〜14族であって亜鉛以外の元素Aの化合物とを含有するX層を有する積層フィルムであって、該X層における亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるX層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、少なくとも1.15を超えて3.00未満となる値を有する位置が存在し、該位置が表層部および/または界面部に存在することを特徴とする積層フィルム。
(2)前記X層における亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるX層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、1.15を超えて3.00未満となる値を有する膜厚がX層全体の膜厚に占める割合が5〜50%であることを特徴とする(1)に記載の積層フィルム。
(3)前記亜鉛化合物が酸化亜鉛および/または硫化亜鉛であることを特徴とする(1)または(2)に記載の積層フィルム。
(4)前記元素Aとして少なくともケイ素を含み、該ケイ素が酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素および炭化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも1つのケイ素化合物であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の積層フィルム。
(5)前記X層はX線光電子分光法(XPS)により測定される亜鉛(Zn)原子濃度が3〜35atm%、ケイ素(Si)原子濃度が7〜25atm%、アルミニウム(Al)原子濃度が1〜7atm%、酸素(O)原子濃度が50〜70atm%であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の積層フィルム。
(6)フィルム基材の少なくとも片側に、亜鉛化合物と周期律表12族〜14族であって亜鉛以外の元素Aの化合物とを含有するX層を形成する積層フィルムの製造方法であって、フィルム基材表面側より加熱を行うことによって、X層形成時のフィルム基材の最高表面温度を40〜200℃とすることを特徴とする積層フィルムの製造方法。
(7)ランプヒーターによりフィルム基材表面を加熱することを特徴とする(6)に記載の積層フィルムの製造方法。
(8)前記ランプヒーターが0.8〜2.5μmにピーク波長を持つハロゲンランプヒーターであることを特徴とする(7)に記載の積層フィルムの製造方法。
(9)前記X層の形成方法がスパッタリング法であることを特徴とする(6)〜(8)のいずれかに記載の積層フィルムの製造方法。
(10)前記X層を形成するターゲット材料が、亜鉛(Zn)原子濃度が3〜37atm%、ケイ素(Si)原子濃度が5〜20atm%、アルミニウム(Al)原子濃度が1〜7atm%、酸素(O)原子濃度が50〜70atm%の組成であることを特徴とする(6)〜(9)のいずれかに記載の積層フィルムの製造方法。
The present invention adopts the following configuration in order to solve such a problem.
(1) A laminated film having an X layer containing a zinc compound and a compound of an element A other than zinc in
(2) When the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the X layer is divided by the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the X layer in the flat portion, 1.15. The laminated film according to (1), wherein the film thickness having a value of more than 3.00 and less than 3.00 is 5 to 50% of the total film thickness of the X layer.
(3) The laminated film according to (1) or (2), wherein the zinc compound is zinc oxide and / or zinc sulfide.
(4) The element A contains at least silicon, and the silicon is at least one silicon compound selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride and silicon carbide (1) to (1). The laminated film according to any one of 3).
(5) The X layer has a zinc (Zn) atomic concentration of 3 to 35 atm%, a silicon (Si) atomic concentration of 7 to 25 atm%, and an aluminum (Al) atomic concentration measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The laminated film according to any one of (1) to (4), which has an oxygen (O) atom concentration of 50 to 70 atm% and 1 to 7 atm%.
(6) A method for producing a laminated film in which an X layer containing a zinc compound and a compound of an element A other than zinc in
(7) The method for producing a laminated film according to (6), wherein the surface of the film substrate is heated by a lamp heater.
(8) The method for producing a laminated film according to (7), wherein the lamp heater is a halogen lamp heater having a peak wavelength of 0.8 to 2.5 μm.
(9) The method for producing a laminated film according to any one of (6) to (8), wherein the method for forming the X layer is a sputtering method.
(10) The target material forming the X layer has a zinc (Zn) atomic concentration of 3 to 37 atm%, a silicon (Si) atomic concentration of 5 to 20 atm%, an aluminum (Al) atomic concentration of 1 to 7 atm%, and oxygen. (O) The method for producing a laminated film according to any one of (6) to (9), wherein the composition has an atomic concentration of 50 to 70 atm%.
本発明によれば、屈曲に対してもガスバリア性が低下しにくく、透明性に優れかつ高度なガスバリア性を発現する積層フィルムおよびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laminated film having excellent transparency and exhibiting a high degree of gas barrier property, in which the gas barrier property is not easily lowered even when bent, and a method for producing the same.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明するが、本発明は、請求項の内容を満足する積層フィルムおよびその製造方法であればよく、この図に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this figure as long as it is a laminated film satisfying the content of the claims and a method for producing the same.
[積層フィルム]
本発明者らは、屈曲に対してもガスバリア性が低下しにくく、透明性に優れかつ高度なガスバリア性を発現する積層フィルムを得ることを目的として鋭意検討を重ね、フィルム基材の少なくとも片面に、亜鉛化合物と周期律表12族〜14族であって亜鉛以外の元素Aの化合物とを含有するX層を有する積層フィルムであって、該X層における亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるX層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、少なくとも1.15を超えて3.00未満となる値を有する位置が存在し、該位置が表層部および/または界面部に存在する構成としたところ、前記課題を解決することを見出したものである。なお、以下では積層フィルムをガスバリア性フィルムと記載することもある。また、X層をガスバリア層と記載することもある。
[Laminated film]
The present inventors have conducted diligent studies for the purpose of obtaining a laminated film having excellent transparency and exhibiting a high degree of gas barrier property, in which the gas barrier property does not easily decrease even with bending, and on at least one surface of the film substrate. , A laminated film having an X layer containing a zinc compound and a compound of an element A other than zinc in
ガスバリア層に含まれる亜鉛化合物は、酸化亜鉛、硫化亜鉛、窒化亜鉛、それらの混合物等が用いられることが好ましく、ガスバリア性の観点から、酸化亜鉛および/または硫化亜鉛がより好ましい。光学特性の観点から、酸化亜鉛がさらに好ましい。 As the zinc compound contained in the gas barrier layer, zinc oxide, zinc sulfide, zinc nitride, a mixture thereof and the like are preferably used, and zinc oxide and / or zinc sulfide is more preferable from the viewpoint of gas barrier properties. Zinc oxide is more preferred from the viewpoint of optical properties.
ガスバリア層には亜鉛化合物と周期律表12族〜14族であって亜鉛以外の元素Aの化合物とを含有することが好ましい。ガスバリア層に含まれる元素Aは周期律表12族〜14族に属する亜鉛以外の元素であれば特に限定されず、ケイ素、アルミニウム、ガリウム、インジウムおよびスズからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素が含まれていても構わない。ガスバリア層に元素Aが含有される形態としては、酸化物、窒化物、酸化窒化物、炭化物などに限定されないが、ガスバリア性などの観点から、酸化物、窒化物、酸化窒化物として存在することが好ましい。非晶質膜を形成することやガスバリア性の観点から、元素Aは少なくともケイ素を含むことが好ましく、該ケイ素が酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素および炭化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも1つのケイ素化合物として含有されていることがより好ましい。
The gas barrier layer preferably contains a zinc compound and a compound of an element A other than zinc in
上述のとおりガスバリア層は亜鉛化合物と周期律表12族〜14族であって亜鉛以外の元素Aの化合物とを含有していれば、上記以外の無機化合物が含まれていても構わない。例えば、ガスバリア層にチタン,ニオブ,タンタル,ジルコニウム等の元素の酸化物、窒化物、硫化物等、またはそれらの混合物が含まれていても構わない。
As described above, the gas barrier layer may contain an inorganic compound other than the above as long as it contains a zinc compound and a compound of an element A other than zinc in
本発明において、ガスバリア層の最表面を実施例の項に記載の条件でエッチングした後の表面を表層基準面とする。次に、当該表層基準面からフィルム基材方向に実施例の項に記載の条件でエッチングしながら組成分析を行ったとき、はじめてZnの含有比率が1.0atm%以下となった面を界面基準面とする。このとき、表層基準面から界面基準面までの膜厚をガスバリア層全体の膜厚とする。 In the present invention, the surface after etching the outermost surface of the gas barrier layer under the conditions described in the section of Examples is used as the surface reference surface. Next, when the composition was analyzed while etching from the surface reference surface toward the film substrate under the conditions described in the section of Examples, the surface where the Zn content ratio was 1.0 atm% or less for the first time was used as the interface reference. Make it a face. At this time, the film thickness from the surface reference surface to the interface reference surface is defined as the film thickness of the entire gas barrier layer.
また、含有比率を算出する場合には、実施例の項に記載の方法で評価を行った原子数比を用いる。 In addition, when calculating the content ratio, the atomic number ratio evaluated by the method described in the section of Examples is used.
このとき、表層基準面からフィルム基材方向に向かって膜厚がガスバリア層全体の膜厚の0%以上20%以下の部分をガスバリア層の表層部(図27中(A))と規定する。同様に界面基準面からガスバリア層表面方向に向かって膜厚がガスバリア層全体の膜厚の0%以上40%以下の部分をガスバリア層の界面部(図27中(B))と規定する。ここで、ガスバリア層全体の膜厚については上述した通り、表層基準面から界面基準面までの膜厚である。 At this time, a portion having a film thickness of 0% or more and 20% or less of the film thickness of the entire gas barrier layer from the surface reference surface toward the film base material is defined as the surface layer portion ((A) in FIG. 27) of the gas barrier layer. Similarly, a portion having a film thickness of 0% or more and 40% or less of the film thickness of the entire gas barrier layer from the interface reference surface toward the surface of the gas barrier layer is defined as the interface portion of the gas barrier layer ((B) in FIG. 27). Here, as described above, the film thickness of the entire gas barrier layer is the film thickness from the surface reference surface to the interface reference surface.
本発明のガスバリア性フィルムは、フィルム基材の少なくとも片側に、亜鉛化合物と周期律表12族〜14族であって亜鉛以外の元素Aの化合物とを含有するガスバリア層を有するガスバリア性フィルムであって、該ガスバリア層における亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部(図27中および図28(D))におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、少なくとも1.15を超えて3.00未満となる値を有する位置(図27中(C))が存在し、該位置が表層部および/または界面部に存在することが好ましい。該位置が表層部に存在する場合の領域は図27中(E)を、該位置が界面部に存在する場合の領域は図27中(F)を指す。ここで、ガスバリア層における亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、少なくとも1.15を超えて3.00未満となる値を有する位置が存在するとは、ガスバリア層を表層基準面からフィルム基材方向に向かって実施例の項に記載のエッチング条件によって界面基準面までエッチングしながら組成分析を行っていき、得られたガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を後述する平坦部におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、1.15を超えて3.00未満となる値を有する位置が存在することをいう。また、1.15を超えて3.00未満となる値を有する位置が表層部および/または界面部に存在するとは、1.15を超えて3.00未満となる値を有する位置が前述の表層部および/または界面部に存在することをいう。
The gas barrier film of the present invention is a gas barrier film having a gas barrier layer containing a zinc compound and a compound of an element A other than zinc in
以下、ガスバリア層中に周期律表12族〜14族であって亜鉛以外の元素Aとなりうる元素が複数存在する場合は、含有比率の最も多い元素を元素Aとして計算を行うこととする。
Hereinafter, when there are a plurality of elements in the gas barrier layer that can be elements A other than zinc in
このとき、平坦部におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)について以下に説明する。まず、ガスバリア層を表層基準面からフィルム基材方向に向かって実施例の項に記載の条件により界面基準面までエッチングしながら組成分析を行っていき、得られたガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)の各点から、上下に隣り合う2点の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)の平均値が最も小さくなるように連続する3点を選び、その3点の平均値を平坦部(図27および図28中(D))におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)とする。ここで、当該3点はそれぞれの点の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)が3点の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)の平均値±0.1以内を満たすように選ぶこととする。 At this time, the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the gas barrier layer in the flat portion will be described below. First, the composition of the gas barrier layer is analyzed while being etched from the surface reference surface toward the film substrate under the conditions described in the section of Examples to the interface reference surface, and the zinc Zn and element A of the obtained gas barrier layer are analyzed. From each point of the content ratio (Zn / A) of and, select three consecutive points so that the average value of the content ratio (Zn / A) of two adjacent zinc Zn and element A is the smallest. The average value of these three points is taken as the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the gas barrier layer in the flat portion (FIG. 27 and FIG. 28 (D)). Here, at the three points, the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A at each point is ± 0.1, which is the average value of the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A at three points. We will choose to meet the requirements.
表層部および界面部全ての測定点において、亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したときの値が1.15以下である場合、深さ方向の組成が均一に近くなるため屈曲性または色味の向上効果が得られない場合がある。一方、表層部および界面部全ての測定点において、亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したときの値が3.00以上である場合、深さ方向における組成傾斜が大きくなることで所望のガスバリア性が得られない場合がある。 When the content ratio of zinc Zn and element A (Zn / A) is divided by the content ratio of zinc Zn and element A in the gas barrier layer in the flat part (Zn / A) at all the measurement points of the surface layer and the interface. When the value of is 1.15 or less, the composition in the depth direction becomes close to uniform, so that the effect of improving flexibility or color may not be obtained. On the other hand, at all the measurement points of the surface layer portion and the interface portion, the content ratio of zinc Zn and element A (Zn / A) is divided by the content ratio of zinc Zn and element A in the gas barrier layer in the flat portion (Zn / A). When the value is 3.00 or more, the desired gas barrier property may not be obtained due to the large composition gradient in the depth direction.
表層部および/または界面部に、亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、1.15を超えて3.00未満となる値を有する位置が存在すれば、表層部または界面部以外の領域にそれらを満たす値が存在しても構わない。 When the content ratio of zinc Zn and element A (Zn / A) in the surface layer portion and / or the interface portion is divided by the content ratio of zinc Zn and element A in the flat portion (Zn / A), 1.15 is obtained. If there is a position having a value exceeding 3.00 and having a value less than 3.00, a value satisfying them may exist in a region other than the surface layer portion or the interface portion.
また、ガスバリア層における亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、1.15を超えて3.00未満となる値を有する膜厚がガスバリア層全体の膜厚に占める割合が5〜50%であることが好ましい。 Further, when the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the gas barrier layer is divided by the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the gas barrier layer in the flat portion, it exceeds 1.15. The ratio of the film thickness having a value of less than 3.00 to the total film thickness of the gas barrier layer is preferably 5 to 50%.
ここで、ガスバリア層における亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除したとき、1.15を超えて3.00未満となる値を有する膜厚がガスバリア層全体の膜厚に占める割合が5〜50%であるとは、上述した方法により得られたガスバリア層における亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)を平坦部におけるガスバリア層の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)で除した値について、隣り合う2点以上の亜鉛Znと元素Aとの含有比率(Zn/A)がすべて1.15を超えて3.00未満であればそれらの1.15を超えて3.00未満である連続する点を厚み方向に結んだ直線で形成されるガスバリア層の厚みを1.15を超えて3.00未満となる値を有する膜厚とし、当該1.15を超えて3.00未満となる値を有する膜厚がガスバリア層全体の膜厚に占める割合が5〜50%であることをいう。ガスバリア層中に1.15を超えて3.00未満となる値を有する膜厚が複数観察されたときは、それらの複数の膜厚を合計した値を1.15を超えて3.00未満となる膜厚とする。 Here, when the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the gas barrier layer is divided by the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the gas barrier layer in the flat portion, 1.15 is obtained. The ratio of the thickness having a value of more than 3.00 to less than 3.00 to the total thickness of the gas barrier layer is 5 to 50%, that is, zinc Zn and element A in the gas barrier layer obtained by the above method. The content ratio (Zn / A) divided by the content ratio (Zn / A) of zinc Zn and element A in the gas barrier layer in the flat portion is the content ratio (Zn / A) of two or more adjacent zinc Zn and element A. If all Zn / A) is more than 1.15 and less than 3.00, the gas barrier layer formed by a straight line connecting continuous points exceeding 1.15 and less than 3.00 in the thickness direction. The thickness is defined as a film having a value of more than 1.15 and less than 3.00, and the ratio of the film having a value of more than 1.15 and less than 3.00 to the thickness of the entire gas barrier layer is It means that it is 5 to 50%. When a plurality of film thicknesses having a value exceeding 1.15 and less than 3.00 are observed in the gas barrier layer, the total value of these multiple film thicknesses is more than 1.15 and less than 3.00. The film thickness is set to
1.15を超えて3.00未満となる値を有する膜厚がガスバリア層全体の膜厚の5%よりも小さいと深さ方向の組成が均一に近くなるため屈曲性または色味の向上効果が得られない場合がある。また、1.15を超えて3.00未満となる値を有する膜厚がガスバリア層全体の膜厚の50%よりも大きいと深さ方向における組成傾斜が大きくなることで所望のガスバリア性が得られない場合がある。 If the film thickness having a value of more than 1.15 and less than 3.00 is smaller than 5% of the film thickness of the entire gas barrier layer, the composition in the depth direction becomes almost uniform, so that the effect of improving flexibility or color is improved. May not be obtained. Further, when the film thickness having a value exceeding 1.15 and less than 3.00 is larger than 50% of the film thickness of the entire gas barrier layer, the composition gradient in the depth direction becomes large, and the desired gas barrier property is obtained. It may not be possible.
ガスバリア層の厚みは、10〜500nmが好ましく、30〜300nmがより好ましい。ガスバリア層の厚みが10nmよりも薄くなると、十分にガスバリア性が確保できない箇所が生じる場合がある。また、500nmよりも厚くなると、層内に残留する応力が大きくなるため、曲げや外部からの衝撃によってガスバリア層にクラックが発生しやすくなり、ガスバリア性が低下する場合がある。 The thickness of the gas barrier layer is preferably 10 to 500 nm, more preferably 30 to 300 nm. If the thickness of the gas barrier layer is thinner than 10 nm, there may be places where sufficient gas barrier properties cannot be ensured. Further, when the thickness is larger than 500 nm, the stress remaining in the layer becomes large, so that cracks are likely to occur in the gas barrier layer due to bending or an impact from the outside, and the gas barrier property may be deteriorated.
ガスバリア層の組成比率は、亜鉛(Zn)原子濃度が3〜35atm%、ケイ素(Si)原子濃度が7〜25atm%、アルミニウム(Al)原子濃度が1〜7atm%、酸素(O)原子濃度が50〜70atm%の範囲にあることが好ましい。 The composition ratio of the gas barrier layer is as follows: zinc (Zn) atomic concentration is 3 to 35 atm%, silicon (Si) atomic concentration is 7 to 25 atm%, aluminum (Al) atomic concentration is 1 to 7 atm%, and oxygen (O) atomic concentration is. It is preferably in the range of 50 to 70 atm%.
亜鉛原子濃度が3atm%よりも少ない、またはケイ素原子濃度が25atm%よりも多いと、ガスバリア層を柔軟性の高い膜質にする亜鉛原子の割合が少なくなるため、ガスバリア性フィルムの柔軟性が損なわれる場合がある。亜鉛原子濃度が35atm%よりも多い、またはケイ素原子濃度が7atm%よりも少ないと、ケイ素原子の割合が少なくなることでガスバリア層は結晶膜になりやすく、クラックが入りやすくなる場合がある。アルミニウム原子濃度が1atm%よりも少ないと、酸化亜鉛と二酸化ケイ素の親和性が損なわれるため、ガスバリア層には空隙や欠陥が生じやすくなる場合がある。また、アルミニウム原子濃度が7atm%よりも多いと、酸化亜鉛と二酸化ケイ素の親和性が過剰に高くなるため、熱や外部からの応力に対してクラックが生じやすくなる場合がある。酸素原子濃度が50atm%よりも少ないと、亜鉛、ケイ素、アルミニウムは酸化不足となり、光線透過率が低下する場合がある。また、酸素原子濃度が70atm%よりも多いと、酸素が過剰に取り込まれているため、空隙や欠陥が増加し、ガスバリア性が低下する場合がある。 If the zinc atom concentration is less than 3 atm% or the silicon atom concentration is more than 25 atm%, the proportion of zinc atoms that make the gas barrier layer a highly flexible film is reduced, and the flexibility of the gas barrier film is impaired. In some cases. When the zinc atom concentration is higher than 35 atm% or the silicon atom concentration is lower than 7 atm%, the ratio of silicon atoms is reduced, so that the gas barrier layer tends to become a crystal film and cracks may easily occur. If the aluminum atom concentration is less than 1 atm%, the affinity between zinc oxide and silicon dioxide is impaired, so that voids and defects may easily occur in the gas barrier layer. Further, when the aluminum atom concentration is more than 7 atm%, the affinity between zinc oxide and silicon dioxide becomes excessively high, so that cracks may easily occur due to heat or external stress. If the oxygen atom concentration is less than 50 atm%, zinc, silicon, and aluminum may be insufficiently oxidized and the light transmittance may decrease. On the other hand, if the oxygen atom concentration is more than 70 atm%, oxygen is excessively taken in, so that voids and defects increase and the gas barrier property may decrease.
[組成比率の深さ方向分析]
本発明におけるガスバリア層中の組成比率はX線分光法(XPS)やラザフォード後方散乱分析(RBS)等の一般的な組成分析手法により評価することができる。XPSによる深さ方向分析の一例を以下に示す。
[Analysis of composition ratio in depth direction]
The composition ratio in the gas barrier layer in the present invention can be evaluated by a general composition analysis method such as X-ray spectroscopy (XPS) or Rutherford backscatter analysis (RBS). An example of depth direction analysis by XPS is shown below.
アルゴンイオンを用いて実施例の項に記載の条件でスパッタエッチングを行うことにより、ガスバリア層最表面からフィルム基材方向に向けて、組成比率を算出する。Znの組成比率が初めて1.0atm%以下となったところで分析を終了する。 The composition ratio is calculated from the outermost surface of the gas barrier layer toward the film substrate by performing sputtering etching using argon ions under the conditions described in the section of Examples. The analysis is completed when the composition ratio of Zn becomes 1.0 atm% or less for the first time.
[アンカーコート層]
本発明のガスバリア性フィルムおよびその製造方法に適用されるフィルム基材の表面には、ガスバリア層との密着性の向上を目的として図2に示すようにアンカーコート層を形成することが好ましい。
[Anchor coat layer]
It is preferable to form an anchor coat layer on the surface of the gas barrier film of the present invention and the film base material applied to the method for producing the same, as shown in FIG. 2, for the purpose of improving the adhesion to the gas barrier layer.
得られたガスバリア性フィルムのフィルム基材とガスバリア層との間に、アンカーコート層を有することにより、フィルム基材に直接ガスバリア層を形成した場合よりもガスバリア層の平坦性が向上し、ガスバリア性が向上することやフィルム基材上に直接ガスバリア層を施した場合よりもガスバリア性フィルムの柔軟性が向上する。 By having an anchor coat layer between the film base material of the obtained gas barrier film and the gas barrier layer, the flatness of the gas barrier layer is improved as compared with the case where the gas barrier layer is directly formed on the film base material, and the gas barrier property is improved. The flexibility of the gas barrier film is improved as compared with the case where the gas barrier layer is directly applied on the film substrate.
このアンカーコート層に用いられるアンカーコート層の材料としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキルチタネート等が挙げられ、これらを1または2種以上併せて使用することもできる。本発明に用いるアンカーコート層の材料としては耐溶剤性の観点から主剤と硬化剤とからなる二液硬化型樹脂が好ましく、ガスバリア性、耐水性の観点からポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂を主剤として使用することがより好ましい。硬化剤としてはガスバリア性、透明性などの特性を阻害しない範囲内であれば、特に限定されることはなく、イソシアネート系、エポキシ系などの一般的な硬化剤を使用することができる。これらのアンカーコート層には、既知の添加剤を含有させることもできる。 Materials of the anchor coat layer used for this anchor coat layer include polyester resin, isocyanate resin, urethane resin, acrylic resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, modified styrene resin, modified silicon resin, and alkyl titanate. Etc., and one or two or more of these can be used in combination. As the material of the anchor coat layer used in the present invention, a two-component curable resin composed of a main agent and a curing agent is preferable from the viewpoint of solvent resistance, and polyester resin, urethane resin, and acrylic resin are the main agents from the viewpoint of gas barrier property and water resistance. It is more preferable to use as. The curing agent is not particularly limited as long as it does not impair the properties such as gas barrier property and transparency, and general curing agents such as isocyanate-based and epoxy-based can be used. These anchor coat layers can also contain known additives.
本発明に用いるアンカーコート層の厚みは、0.3〜10μmが好ましい。層の厚みが0.3μmより薄くなると、フィルム基材の凹凸の影響を受けて、ガスバリア層の表面粗さが大きくなる可能性があり、ガスバリア性が低下する場合がある。層の厚みが10μmより厚くなると、アンカーコート層の層内に残留する応力が大きくなることによってフィルム基材が反り、ガスバリア層にクラックが発生するため、ガスバリア性が低下する場合がある。従って、アンカーコート層の厚みは0.3〜10μmが好ましい。さらに、フレキシブル性を確保する観点から0.5〜3μmがより好ましい。 The thickness of the anchor coat layer used in the present invention is preferably 0.3 to 10 μm. If the thickness of the layer is thinner than 0.3 μm, the surface roughness of the gas barrier layer may be increased due to the influence of the unevenness of the film base material, and the gas barrier property may be lowered. When the thickness of the layer is thicker than 10 μm, the stress remaining in the layer of the anchor coat layer increases, the film base material warps, and cracks occur in the gas barrier layer, so that the gas barrier property may decrease. Therefore, the thickness of the anchor coat layer is preferably 0.3 to 10 μm. Further, from the viewpoint of ensuring flexibility, 0.5 to 3 μm is more preferable.
フィルム基材の表面にアンカーコート層を形成する方法としては上記のアンカーコート層の材料に溶剤、希釈剤等を加えて塗剤とした後、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の方法によりフィルム基材上にコーティングして塗膜を形成し、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりアンカーコート層を形成することができる。塗膜の乾燥方法は、熱ロール接触法、熱媒(空気、オイルなど)接触法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法等が利用できる。中でも、本発明の好ましいアンカーコート層の厚みである0.3〜10μmの厚みの層を塗工するに好適な手法として、グラビアコート法が好ましい。 As a method of forming the anchor coat layer on the surface of the film base material, a solvent, a diluent, etc. are added to the material of the anchor coat layer to prepare a coating agent, and then a roll coating, a gravure coating, a knife coating, a dip coating, and a spray are applied. An anchor coat layer can be formed by coating on a film substrate by a method such as coating to form a coating film, and drying and removing a solvent, a diluent and the like. As a method for drying the coating film, a heat roll contact method, a heat medium (air, oil, etc.) contact method, an infrared heating method, a microwave heating method, or the like can be used. Above all, the gravure coating method is preferable as a method suitable for coating a layer having a thickness of 0.3 to 10 μm, which is a preferable thickness of the anchor coating layer of the present invention.
[フィルム基材]
本発明で用いられるフィルム基材は、有機高分子化合物を含むフィルム基材であれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートあるいはポリエチレンナフタレート等のポリエステル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体のケン化物、ポリアクリロニトリル、ポリアセタール等の各種ポリマーを含むフィルムなどを使用することができる。フィルム基材を構成するポリマーは、ホモポリマー、コポリマーのいずれでもよいし、また、単独のポリマーであってもよいし複数のポリマーをブレンドして用いてもよい。
[Film substrate]
The film substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is a film substrate containing an organic polymer compound, and for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, and cycloolefin polymers. A film containing various polymers such as cycloolefin copolymer, polyamide, polycarbonate, polystyrene, polyvinyl alcohol, saponified product of ethylene vinyl acetate copolymer, polyacrylonitrile, and polyacetal can be used. The polymer constituting the film substrate may be a homopolymer or a copolymer, or may be a single polymer or a blend of a plurality of polymers.
なお、巻き取り式でフィルム基材表面に連続的に効率良く成膜処理を施すことができる観点から、フィルム基材はロール状であることが好ましい。 The film substrate is preferably in the form of a roll from the viewpoint that the film substrate surface can be continuously and efficiently subjected to the film formation treatment by the winding type.
また、フィルム基材として、単層フィルム、あるいは、2層以上の、例えば、共押し出し法で製膜したフィルムや、一軸方向あるいは二軸方向に延伸されたフィルム等を使用してもよい。薄膜を形成する面には、密着性を良くするために、コロナ処理、イオンボンバード処理、溶剤処理、粗面化処理、および、有機物または無機物あるいはそれらの混合物で構成されるアンカーコート層の形成処理といった前処理が施されていても構わない。また、薄膜を形成する面と反対面には、フィルムの巻き取り時の滑り性の向上および、薄膜を形成した後にフィルムを巻き取る際に薄膜との摩擦を軽減することを目的として、有機物や無機物あるいはこれらの混合物のコーティング層が施されていても構わない。使用するフィルム基材の厚みは特に限定されないが、成膜時のフィルム基材の熱負けやハンドリング等の観点より、10〜200μmであることが好ましい。 Further, as the film base material, a single-layer film, a film having two or more layers, for example, a film formed by a co-extrusion method, a film stretched in a uniaxial direction or a biaxial direction, or the like may be used. The surface on which the thin film is formed is treated with a corona treatment, an ion bombard treatment, a solvent treatment, a roughening treatment, and an anchor coat layer composed of an organic substance, an inorganic substance, or a mixture thereof in order to improve adhesion. Pretreatment such as may be applied. Further, on the surface opposite to the surface on which the thin film is formed, an organic substance or an organic substance is used for the purpose of improving the slipperiness when winding the film and reducing the friction with the thin film when winding the film after forming the thin film. A coating layer of an inorganic substance or a mixture thereof may be applied. The thickness of the film base material used is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 μm from the viewpoint of heat loss and handling of the film base material during film formation.
[ガスバリア性フィルムの製造方法]
本発明におけるガスバリア性フィルムの製造方法は、フィルム基材の少なくとも片側に、亜鉛化合物と周期律表12族〜14族であって亜鉛以外の元素Aの化合物とを含有するガスバリア層を形成するガスバリア性フィルムの製造方法であって、フィルム基材表面側より加熱を行うことによって、ガスバリア層形成時のフィルム基材の最高表面温度を40〜200℃とすることにより形成するものであることが好ましい。
[Manufacturing method of gas barrier film]
In the method for producing a gas barrier film in the present invention, a gas barrier is formed on at least one side of a film substrate by forming a gas barrier layer containing a zinc compound and a compound of an element A other than zinc in
本発明におけるガスバリア層は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法などの膜形成機構を用いることによって形成できる。これらの方法の中でも、安価、簡便かつ所望の層の性質を得られる手法として、スパッタリング法が好ましい。また、スパッタリング法は枚葉式、巻き取り式などいずれの方法で行ってもよいが、所望のガスバリア性フィルムを得やすい方法として、巻き取り式で行うのが好ましい。図3、8にロール・ツー・ロール式スパッタリング装置の一例を示す。以下スパッタリング法を例に記載する。 The gas barrier layer in the present invention can be formed by using a film forming mechanism such as a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, an ion plating method, or a CVD method. Among these methods, the sputtering method is preferable as a method that is inexpensive, simple, and can obtain desired layer properties. The sputtering method may be performed by any method such as a single-wafer method or a winding method, but the winding method is preferable as a method for easily obtaining a desired gas barrier film. FIGS. 3 and 8 show an example of a roll-to-roll sputtering apparatus. The sputtering method will be described below as an example.
本発明におけるガスバリア層は、スパッタリング時にフィルム基材表面側より加熱を行うことによって、フィルム基材の最高表面温度を40〜200℃とすることにより得ることが好ましい。かかる条件を適用することにより、スパッタリングを行う際にガスバリア層を形成するスパッタ粒子がフィルム基材の表面に均一に拡散することにより、ガスバリア層の緻密化を図ることができ、類似構成でこれまで達成不可能であった高いガスバリア性が得られるとともにガスバリア層中の組成を制御することができる。ここで、フィルム基材の表面とは、フィルムにおいてガスバリア層を形成する表面をいう。なお、スパッタリングを行う際にガスバリア層を形成するスパッタ粒子がフィルム基材の表面に均一に拡散することを「粒子の表面拡散性」と略記することもある。 The gas barrier layer in the present invention is preferably obtained by heating the film base material from the surface side during sputtering to set the maximum surface temperature of the film base material to 40 to 200 ° C. By applying such conditions, the sputtered particles forming the gas barrier layer during sputtering can be uniformly diffused on the surface of the film substrate, so that the gas barrier layer can be densified. High gas barrier properties that could not be achieved can be obtained, and the composition in the gas barrier layer can be controlled. Here, the surface of the film base material refers to the surface of the film that forms the gas barrier layer. It should be noted that the fact that the sputtered particles forming the gas barrier layer diffuse uniformly on the surface of the film substrate during sputtering may be abbreviated as "surface diffusivity of the particles".
スパッタリング時にフィルム基材表面側より加熱を行うことによって、フィルム基材の最高表面温度を40〜200℃とすることで、粒子の表面拡散性が向上し、これによりガスバリア層の緻密化を図ることが可能となることから好ましい。フィルム基材の最高表面温度とは、熱電対をフィルム基材表面に貼り付けてデータロガーを用いてガスバリア層形成時におけるフィルム基材の表面温度を測定した際に、最も高い到達温度のことをいう。 By heating from the surface side of the film substrate during sputtering, the maximum surface temperature of the film substrate is set to 40 to 200 ° C., so that the surface diffusivity of the particles is improved, thereby densifying the gas barrier layer. Is preferable because it enables. The maximum surface temperature of the film substrate is the highest temperature reached when the thermocouple is attached to the surface of the film substrate and the surface temperature of the film substrate is measured when the gas barrier layer is formed using a data logger. Say.
フィルム基材の最高表面温度が40℃より低いと、十分な粒子の表面拡散性の向上効果が得られず、ガスバリア性が不十分となる場合がある。一方、フィルム基材の最高表面温度が200℃より高いと、フィルム基材に溶融変形が生じ、ガスバリア性フィルムとして使用することができなくなる場合がある。フィルム基材の最高表面温度は、ガスバリア性やフィルムの熱負けを抑制する観点より、100〜180℃に調節することがより好ましく、100〜150℃であることがさらに好ましい。ガスバリア層の緻密化を効果的に図る観点から、ガスバリア層の界面部成膜時に最高表面温度が現れることが好ましい。 If the maximum surface temperature of the film substrate is lower than 40 ° C., the effect of improving the surface diffusivity of the particles cannot be sufficiently obtained, and the gas barrier property may be insufficient. On the other hand, if the maximum surface temperature of the film substrate is higher than 200 ° C., the film substrate may be melt-deformed and cannot be used as a gas barrier film. The maximum surface temperature of the film substrate is more preferably adjusted to 100 to 180 ° C., and even more preferably 100 to 150 ° C., from the viewpoint of gas barrier properties and suppressing heat loss of the film. From the viewpoint of effectively densifying the gas barrier layer, it is preferable that the maximum surface temperature appears when the interface portion of the gas barrier layer is formed.
フィルム基材表面を加熱する手法としては、例えばランプヒーターにより加熱する手法が挙げられる。加熱する手法としては、フィルム基材をフィルム表面側から加熱することができればランプヒーターに限らないが、粒子の表面拡散性を効果的に向上させることができる観点より、ランプヒーターが好ましい。さらに、フィルム基材をフィルム表面側から加熱する際には、フィルムの熱負けを抑える観点から、フィルム基材の裏面側を冷却することが好ましい。 Examples of the method of heating the surface of the film substrate include a method of heating with a lamp heater. The method for heating is not limited to the lamp heater as long as the film substrate can be heated from the film surface side, but the lamp heater is preferable from the viewpoint of effectively improving the surface diffusivity of the particles. Further, when the film base material is heated from the film front surface side, it is preferable to cool the back surface side of the film base material from the viewpoint of suppressing heat loss of the film.
本発明で用いられるランプヒーターは、0.8〜2.5μmにピーク波長をもつ赤外(IR)ヒーターであることが好ましい。0.8〜2.5μmにピーク波長をもつ赤外ヒーターとは、投入電力の85%以上が赤外線に変換され、900〜2,800℃程度の発熱体から放射する光を利用するヒーターである。0.8μmより小さなピーク波長をもつヒーターであると、照射エネルギーが強く、基材表面にダメージを与える場合がある。一方、2.5μmよりも大きなピーク波長をもつヒーターであると照射エネルギーが小さく、目的温度までフィルム基材が加熱されない場合や効率的にフィルム基材が加熱されない等の場合がある。加熱効率等の観点より、ピーク波長が0.8〜1.8μmのランプヒーターであることがより好ましい。 The lamp heater used in the present invention is preferably an infrared (IR) heater having a peak wavelength of 0.8 to 2.5 μm. An infrared heater having a peak wavelength of 0.8 to 2.5 μm is a heater that uses light emitted from a heating element at about 900 to 2,800 ° C. in which 85% or more of the input power is converted to infrared rays. .. If the heater has a peak wavelength smaller than 0.8 μm, the irradiation energy is strong and the surface of the base material may be damaged. On the other hand, if the heater has a peak wavelength larger than 2.5 μm, the irradiation energy is small, and the film substrate may not be heated to the target temperature, or the film substrate may not be heated efficiently. From the viewpoint of heating efficiency and the like, a lamp heater having a peak wavelength of 0.8 to 1.8 μm is more preferable.
本発明で用いられるランプヒーターは、赤外ヒーターの中でもハロゲンランプヒーターやセラミックヒーター、石英管ヒーター、カーボンヒーター等を用いることができる。ハロゲンランプヒーターは、近赤外領域にピーク波長を有する光源であり、電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、固体の温度を上げて、その温度に相当する放射を利用する熱放射光源である。真空チャンバー内で使用可能、照射エネルギーの立ち上がり、立ち下がりが速い、パーティクルの発生が少ない等の観点よりハロゲンランプヒーターを用いることが好ましい。また、0.8〜2.5μmにピーク波長を持つハロゲンランプヒーターであることがより好ましい。 As the lamp heater used in the present invention, halogen lamp heaters, ceramic heaters, quartz tube heaters, carbon heaters and the like can be used among the infrared heaters. A halogen lamp heater is a light source having a peak wavelength in the near infrared region, and is a thermal radiation light source that converts electrical energy into thermal energy, raises the temperature of a solid, and uses radiation corresponding to that temperature. It is preferable to use a halogen lamp heater from the viewpoints that it can be used in a vacuum chamber, the irradiation energy rises and falls quickly, and the generation of particles is small. Further, it is more preferable that the halogen lamp heater has a peak wavelength of 0.8 to 2.5 μm.
本発明で用いられるランプヒーターは成膜室内に以下のいずれかを満たす形で配置されることが好ましい。
(i)前記膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)を有し、該ランプヒーター(A)が照射角度可変のリフレクター(C)を有する
(ii)前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(B)が照射角度可変のリフレクター(D)を有する
(iii)前記膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)および前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(A)が照射角度可変のリフレクター(C)を有する
(iv)前記膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)および前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(B)が照射角度可変のリフレクター(D)を有する
(v)前記膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)および前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(A)が照射角度可変のリフレクター(C)を有し、該ランプヒーター(B)が照射角度可変のリフレクター(D)を有する。
The lamp heater used in the present invention is preferably arranged in the film forming chamber so as to satisfy any of the following.
(I) The lamp heater (A) is provided on the unwinding side of the film forming mechanism, and the lamp heater (A) has a reflector (C) having a variable irradiation angle. (Ii) On the winding side of the film forming mechanism. It has a lamp heater (B), and the lamp heater (B) has a reflector (D) with a variable irradiation angle (iii). The lamp heater (A) and the film forming mechanism are wound on the unwinding side of the film forming mechanism. The lamp heater (B) is provided on the taking side, and the lamp heater (A) has a reflector (C) having a variable irradiation angle (iv). The lamp heater (A) and the film forming are formed on the unwinding side of the film forming mechanism. The lamp heater (B) is provided on the winding side of the mechanism, and the lamp heater (B) has a reflector (D) having a variable irradiation angle. (V) The lamp heater (A) and the lamp heater (A) are provided on the winding side of the film forming mechanism. The lamp heater (B) is provided on the take-up side of the film forming mechanism, the lamp heater (A) has a reflector (C) having a variable irradiation angle, and the lamp heater (B) has a reflector having a variable irradiation angle (B). Has D).
照射角度可変のリフレクターとは、図4においてマグネトロンスパッタリングカソード18の基準面から、ランプヒーター(A)17に関しては0°≦ΘA≦90°、ランプヒーター(B)19に関しては0°≦ΘB≦90°の角度でそれぞれ照射角度可変可能なリフレクターであることが好ましい。ΘA、ΘBはそれぞれランプヒーター(A)、ランプヒーター(B)の照射角度を表し、マグネトロンスパッタリングカソード18の最表面を0°(基準面)とし、それぞれ図4中の矢印方向に照射角度を可変とするものである。
Irradiation and the variable-angle reflector from a reference plane of the
膜形成機構の巻き出し側に照射角度可変のリフレクター(C)を有するランプヒーター(A)を備えることで、薄膜形成初期の膜組成等の膜構造を制御することが可能となるため好ましい。薄膜形成初期の膜組成等の膜構造を効果的に制御するという観点より、巻き出し側のランプヒーター(A)のリフレクター(C)の照射角度は0°≦ΘA≦45°であることがより好ましい。 It is preferable to provide a lamp heater (A) having a reflector (C) with a variable irradiation angle on the unwinding side of the film forming mechanism because it is possible to control the film structure such as the film composition at the initial stage of thin film formation. From the viewpoint of effectively controlling the film structure such as the film composition at the initial stage of thin film formation, the irradiation angle of the reflector (C) of the lamp heater (A) on the unwinding side is 0 ° ≤ Θ A ≤ 45 °. More preferred.
膜形成機構の巻き取り側に照射角度可変のリフレクター(D)を有するランプヒーター(B)を備えることで、深さ方向の膜質に傾斜を加えることが可能となるため好ましい。これらの観点より、巻き取り側のランプヒーター(B)のリフレクター(D)は0°≦ΘB≦60°であることがより好ましい。 It is preferable to provide a lamp heater (B) having a reflector (D) with a variable irradiation angle on the take-up side of the film forming mechanism because it is possible to add an inclination to the film quality in the depth direction. From these viewpoints, it is more preferable that the reflector (D) of the lamp heater (B) on the take-up side is 0 ° ≤ Θ B ≤ 60 °.
前記膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)および前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(A)が照射角度可変のリフレクター(C)を有する、または該ランプヒーター(B)が照射角度可変のリフレクター(D)を有することで、ランプヒーター(A)により薄膜形成初期の膜構造を制御することが可能となり、さらにランプヒーター(B)により薄膜の深さ方向の膜質制御や薄膜最表層の制御が可能となるため好ましい。 A lamp heater (A) is provided on the unwinding side of the film forming mechanism, a lamp heater (B) is provided on the winding side of the film forming mechanism, and the lamp heater (A) has a reflector (C) having a variable irradiation angle. Alternatively, since the lamp heater (B) has a reflector (D) with a variable irradiation angle, the lamp heater (A) can control the film structure at the initial stage of thin film formation, and the lamp heater (B) further reduces the thin film. This is preferable because it enables control of the film quality in the depth direction and control of the outermost layer of the thin film.
前記膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)および前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(A)が照射角度可変のリフレクター(C)を有る、または該ランプヒーター(B)が照射角度可変のリフレクター(D)を有することで、ランプヒーター(A)により薄膜形成初期の膜構造を制御することが可能となり、さらにランプヒーター(B)により薄膜の深さ方向の膜質制御や薄膜最表層の制御が可能となるうえ、薄膜の深さ方向の膜質制御をより容易に行うことが可能となるため好ましい。 A lamp heater (A) is provided on the unwinding side of the film forming mechanism, a lamp heater (B) is provided on the winding side of the film forming mechanism, and the lamp heater (A) has a reflector (C) having a variable irradiation angle. Alternatively, since the lamp heater (B) has a reflector (D) with a variable irradiation angle, the lamp heater (A) can control the film structure at the initial stage of thin film formation, and the lamp heater (B) further reduces the thin film. It is preferable because it is possible to control the film quality in the depth direction and the outermost layer of the thin film, and it is possible to more easily control the film quality in the depth direction of the thin film.
ランプヒーターに備え付けられているリフレクターは、平行光型リフレクター、集光型リフレクター、パラボラ型リフレクターなどが一般的なものとして考えられるが、フィルム基材が熱負けしにくく加熱できるものであればどのようなタイプのものでも構わない。平行光型リフレクターとは、図5のように、一定面積を均一に照射することが可能なリフレクターである。平行型リフレクターを備えたランプヒーターを複数台並列させることで、広い面積を均一に加熱することが可能となるため好ましい。ただし、図5中では、図の簡略化のため、ランプヒーター21から基材フィルムに直接照射される光は省略している。集光型リフレクターとは、図6のように、光をライン状に集光することが可能なリフレクターであり、フィルム基材の一部分のみを素早く加熱したい場合に適している。ただし、図6中では、図の簡略化のため、ランプヒーター26からフィルム基材に直接照射される光は省略している。また、パラボラ型リフレクターとは、広範囲を均一に照射することが可能なリフレクターであり、平行光型よりも広い範囲を照射することが可能なため、広い範囲を均一に照射する必要があるが、ランプヒーターを設置するスペースが狭く、平行光型リフレクターを備えたランプヒーターを複数台設置することが困難な場合等に適している。大きさの限られた成膜室内でフィルム基材表面を効率的かつ均一に加熱するには、指向性の低い平行光型リフレクターやパラボラ型リフレクターを用いることが好ましい。
The reflectors installed in the lamp heater are generally considered to be parallel light type reflectors, condensing type reflectors, parabola type reflectors, etc., but what if the film base material is resistant to heat loss and can be heated? It doesn't matter what type it is. The parallel light type reflector is a reflector capable of uniformly irradiating a fixed area as shown in FIG. It is preferable to arrange a plurality of lamp heaters equipped with parallel reflectors in parallel because it is possible to uniformly heat a wide area. However, in FIG. 5, for the sake of simplification of the figure, the light directly emitted from the
本発明で使用するターゲット材料の組成比率は、亜鉛(Zn)原子濃度が3〜37atm%、ケイ素(Si)原子濃度が5〜20atm%、アルミニウム(Al)原子濃度が1〜7atm%、酸素(O)原子濃度が50〜70atm%の組成であることが好ましい。亜鉛原子濃度が3atm%よりも少ない、またはケイ素原子濃度が20atm%よりも多いと、ガスバリア層を柔軟性の高い膜質にする亜鉛原子の割合が少なくなるため、ガスバリア層を形成した際にガスバリア性フィルムの柔軟性が損なわれる場合がある。かかる観点から、亜鉛原子濃度は、5atm%以上であることがより好ましい。亜鉛原子濃度が37atm%よりも多い、またはケイ素原子濃度が5atm%よりも少ないと、ケイ素原子の割合が少なくなることで形成されるガスバリア層は結晶膜になりやすく、クラックが入りやすくなる場合がある。かかる観点から、亜鉛原子濃度は、36.5atm%以下であることがより好ましい。また、同様の観点からケイ素原子濃度は、7atm%以上であることがより好ましい。アルミニウム原子濃度が1atm%よりも少ないと、ターゲット材料の導電性が損なわれるため、DCスパッタリングを行うことができなくなる場合がある。また、アルミニウム原子濃度が7atm%よりも多いと、ガスバリア層を形成した際に、酸化亜鉛と二酸化ケイ素の親和性が過剰に高くなるため、熱や外部からの応力に対してクラックが生じやすくなる場合がある。酸素原子濃度が50atm%よりも少ないと、形成されるガスバリア層は酸化不足になりやすく、光線透過率が低下する場合がある。酸素原子濃度が70atm%よりも多いと、ガスバリア層を形成する際に酸素が過剰に取り込まれやすくなるため、空隙や欠陥が増加し、ガスバリア性が低下する場合がある。 The composition ratio of the target material used in the present invention is as follows: zinc (Zn) atomic concentration is 3 to 37 atm%, silicon (Si) atomic concentration is 5 to 20 atm%, aluminum (Al) atomic concentration is 1 to 7 atm%, and oxygen ( O) The composition preferably has an atomic concentration of 50 to 70 atm%. When the zinc atom concentration is less than 3 atm% or the silicon atom concentration is more than 20 atm%, the proportion of zinc atoms that make the gas barrier layer a highly flexible film is small, so that the gas barrier property is obtained when the gas barrier layer is formed. The flexibility of the film may be impaired. From this point of view, the zinc atom concentration is more preferably 5 atm% or more. When the zinc atom concentration is higher than 37 atm% or the silicon atom concentration is lower than 5 atm%, the gas barrier layer formed by reducing the proportion of silicon atoms tends to become a crystal film and cracks may easily occur. is there. From this point of view, the zinc atom concentration is more preferably 36.5 atm% or less. From the same viewpoint, the silicon atom concentration is more preferably 7 atm% or more. If the aluminum atom concentration is less than 1 atm%, the conductivity of the target material is impaired, so that DC sputtering may not be possible. Further, when the aluminum atom concentration is more than 7 atm%, the affinity between zinc oxide and silicon dioxide becomes excessively high when the gas barrier layer is formed, so that cracks are likely to occur due to heat and external stress. In some cases. If the oxygen atom concentration is less than 50 atm%, the formed gas barrier layer tends to be insufficiently oxidized, and the light transmittance may decrease. When the oxygen atom concentration is more than 70 atm%, oxygen is easily taken in excessively when forming the gas barrier layer, so that voids and defects may increase and the gas barrier property may decrease.
[用途]
本発明のガスバリア性フィルムは高いガスバリア性を有するため、食品や電子機器等の包装材料として好適に用いることができる。また、高いガスバリア性を利用して、太陽電池、電子ペーパー、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレーなどの電子部材用途にも好適に用いることができる。
[Use]
Since the gas barrier film of the present invention has a high gas barrier property, it can be suitably used as a packaging material for foods, electronic devices and the like. Further, due to its high gas barrier property, it can be suitably used for electronic member applications such as solar cells, electronic papers, and organic electroluminescent (EL) displays.
[評価方法]
(1)組成比率の深さ方向分析
ガスバリア層の組成分析は、X線光電子分光法(XPS)により行った。アルゴンイオンを用いてスパッタエッチングを行うことにより、ガスバリア層最表面からフィルム基材方向に向けて、1回のエッチングごとに組成比率を分析した。最表面の組成比率を分析した後に、エッチングおよび組成比率の分析を繰り返し行い、Znの組成比率が1.0atm%以下となったところで分析を終了した。なお、各実施例・比較例を以下のエッチング条件でエッチングすると、1回のエッチングあたり約2nmをエッチングすることになった。XPS法の測定条件は下記の通りとした。
・装置 :ESCA 5800(アルバックファイ社製)
・励起X線 :monochromatic AlKα
・X線出力 :300W
・X線径 :800μm
・光電子脱出角度 :45°
・Arイオンエッチング :2.0kV、10mPa
・1回のエッチング時間 :3.0min。
[Evaluation method]
(1) Depth direction analysis of composition ratio The composition analysis of the gas barrier layer was performed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). By performing sputtering etching using argon ions, the composition ratio was analyzed for each etching from the outermost surface of the gas barrier layer toward the film substrate. After analyzing the composition ratio of the outermost surface, etching and analysis of the composition ratio were repeated, and the analysis was completed when the composition ratio of Zn became 1.0 atm% or less. When each Example / Comparative Example was etched under the following etching conditions, about 2 nm was etched per etching. The measurement conditions of the XPS method were as follows.
・ Equipment: ESCA 5800 (manufactured by ULVAC-PHI)
-Excited X-ray: monochromatic AlKα
・ X-ray output: 300W
・ X-ray diameter: 800 μm
・ Photoelectron escape angle: 45 °
-Ar ion etching: 2.0 kV, 10 mPa
・ One etching time: 3.0 min.
(2)水蒸気透過率測定
温度40℃、湿度90%RH、測定面積50cm2の条件で、英国、テクノロックス(Technolox)社製の水蒸気透過率測定装置(機種名:DELTAPERM(登録商標))を使用して測定した。サンプル数は水準当たり2サンプル行った。2サンプルの測定を行い得たデータを平均し、小数点第2位を四捨五入し、当該水準における平均値を求め、その値を水蒸気透過度(g/(m2・24hr・atm))とした。
(2) Water vapor transmittance measurement Under the conditions of
(3)色調
CIE規格(1976年)に基づき、分光測色形CM−2600d(コニカミノルタセンシング(株)製)を用いて、透過色のb*値を測定した。光源はD65を使用し、角度2°の条件で測定した。
(3) Color tone Based on the CIE standard (1976), the b * value of the transmitted color was measured using the spectrophotometric CM-2600d (manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd.). A D65 was used as the light source, and the measurement was performed under the condition of an angle of 2 °.
(4)屈曲試験
縦10cm、横10cmの試験片を切り出し、ガスバリア層を内側にして、曲げ半径3mm、曲げ角度180°にて10,000回屈曲を繰り返し行った。屈曲試験後の試験片の水蒸気透過率を測定した。試験回数は各水準について2枚ずつ行った。
(4) Bending test A test piece having a length of 10 cm and a width of 10 cm was cut out, and bending was repeated 10,000 times with a bending radius of 3 mm and a bending angle of 180 ° with the gas barrier layer inside. The water vapor permeability of the test piece after the bending test was measured. The number of tests was two for each level.
(5)フィルム基材の最高表面温度測定
フィルム基材表面に熱電対をカプトンテープにて貼り付けてガスバリア層の形成を行うことで、フィルム基材の表面温度をデータロガーにて測定した。熱電対は、DATAPAQ社製Kタイプ熱電対(PA0210)を使用した。また、データロガーは、DATAPAQ社製データロガー(DQ1863−S)を使用した。真空中の使用であるため、データロガーはDATAPAQ社製真空プロセス用耐熱ケース(TB7400C)に入れて使用した。測定中に得られた最も高い到達温度をフィルム基材の最高表面温度測定とした。
(5) Measurement of maximum surface temperature of the film substrate The surface temperature of the film substrate was measured by a data logger by attaching a thermocouple to the surface of the film substrate with Capton tape to form a gas barrier layer. As the thermocouple, a K-type thermocouple (PA0210) manufactured by DATAPAQ was used. As the data logger, a data logger manufactured by DATAPAQ (DQ1863-S) was used. Since it is used in a vacuum, the data logger was used in a heat-resistant case for vacuum process (TB7400C) manufactured by DATAPAQ. The highest temperature reached during the measurement was taken as the maximum surface temperature measurement of the film substrate.
(実施例1)
[芳香族環構造を有するポリウレタン化合物の合成]
5リットルの4つ口フラスコに、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物(共栄社化学社製、商品名:エポキシエステル3000A)を300質量部、酢酸エチル710質量部を入れ、内温60℃になるよう加温した。合成触媒としてジラウリン酸ジ−n−ブチル錫0.2質量部を添加し、攪拌しながらジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート(東京化成工業社製)200質量部を1時間かけて滴下した。滴下終了後2時間反応を続行し、続いてジエチレングリコール(和光純薬工業社製)25質量部を1時間かけて滴下した。滴下後5時間反応を続行し、重量平均分子量20,000の芳香族環構造を有するポリウレタン化合物を得た。
(Example 1)
[Synthesis of polyurethane compounds with aromatic ring structure]
300 parts by mass of bisphenol A diglycidyl ether acrylic acid adduct (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., trade name: epoxy ester 3000A) and 710 parts by mass of ethyl acetate are placed in a 5-liter four-necked flask, and the internal temperature reaches 60 ° C. I warmed it up. 0.2 parts by mass of di-n-butyltin dilaurate was added as a synthesis catalyst, and 200 parts by mass of
[アンカーコート層の形成]
フィルム基材として、厚み100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製“ルミラー”(登録商標)U48)を用いた。
[Formation of anchor coat layer]
As the film base material, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 μm (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) was used.
アンカーコート層形成用の塗液として、前記ポリウレタン化合物を150質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学社製、商品名:ライトアクリレートDPE−6A)を20質量部、1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルーケトン(BASFジャパン社製、商品名:IRGACURE 184)を5質量部、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(信越シリコーン社製、商品名:KBM−503)を3質量部、酢酸エチルを170質量部、トルエンを350質量部、シクロヘキサノンを170質量部配合して塗液を調整した。次いで、塗液をフィルム基材上にマイクログラビアコーター(グラビア線番150UR、グラビア回転比100%)で塗布、100℃で1分間乾燥し、乾燥後、下記条件にて紫外線処理を施して厚み1,000nmのアンカーコート層を設けた。
As a coating liquid for forming the anchor coat layer, 150 parts by mass of the polyurethane compound, 20 parts by mass of dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., trade name: light acrylate DPE-6A), 1-hydroxy-
紫外線処理装置:LH10−10Q−G(フュージョンUVシステムズ・ジャパン社製)
導入ガス:N2(窒素イナートBOX)
紫外線発生源:マイクロ波方式無電極ランプ
積算光量:400mJ/cm2
試料温調:室温。
Ultraviolet processing device: LH10-10Q-G (manufactured by Fusion UV Systems Japan)
Introduced gas: N 2 (Nitrogen Inert BOX)
Ultraviolet source: Microwave type electrodeless lamp Integrated light intensity: 400mJ / cm 2
Sample temperature control: room temperature.
[ガスバリア層の形成]
フィルム基材にアンカーコート層を形成した側に、酸化亜鉛/二酸化ケイ素/酸化アルミニウムの質量比が77/20/3であるスパッタリングターゲットを用い、アルゴンガスおよび酸素ガスによるスパッタリングを実施し、ガスバリア層を設けた(ガスバリア層の厚み:50nmとした)。
[Formation of gas barrier layer]
Sputtering with argon gas and oxygen gas was performed using a sputtering target having a mass ratio of zinc oxide / silicon dioxide / aluminum oxide of 77/20/3 on the side where the anchor coat layer was formed on the film substrate, and the gas barrier layer was formed. (Thickness of gas barrier layer: 50 nm).
具体的な操作は以下のとおりである。図3に示す構造の巻き取り式スパッタリング装置4を使用してガスバリア性フィルムを得た。IRヒーターの配置は図4のように設置した。
The specific operation is as follows. A gas barrier film was obtained using the take-up
まず、マグネトロンスパッタリングカソード18上に酸化亜鉛、二酸化ケイ素、酸化アルミニウムを含有する混合物で、酸化亜鉛/二酸化ケイ素/酸化アルミニウムの組成質量比が77/20/3であるスパッタリングターゲットを設置した巻き取り式スパッタリング装置4の巻き取り室の中で、巻き出しロール8にアンカーコート層を設けた前記フィルム基材7をセットし、巻き出した後に張力センサーロール9およびガイドロール10、11を介して、温度0℃の温調ロール12に通した。次に、1.0×10−3Paに達するまで真空引きを行い、その後、減圧度2.0×10−1Paとなるように酸素ガス分圧10%としてアルゴンガスおよび酸素ガスを導入し、前記フィルム基材7をランプヒーター17、19にて加熱を行いながら、直流電源により投入電力3,000Wをマグネトロンスパッタリングカソード18に印加することにより、アルゴン・酸素ガスプラズマを発生させ、スパッタリングにより前記フィルム基材7の表面上にガスバリア層を形成した。ランプヒーターは岩崎電気社平行光型照射器IRE370−Mを用い、図4におけるリフレクターの角度はΘA=12°、ΘB=12°とした。ランプヒーターの出力はフィルム基材7の最高表面温度が150℃となるように調整した。その後、ガイドロール13、14および張力センサーロール15を介して巻き取りロール16に巻き取った。
First, a take-up type in which a sputtering target containing zinc oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide and having a composition mass ratio of zinc oxide / silicon dioxide / aluminum oxide of 77/20/3 is installed on the
続いて、得られたガスバリア性フィルムから試験片を切り出し、XPSによる深さ方向の組成分析、水蒸気透過率、色調、耐屈曲性の評価を実施した。結果を図9、10、表1に示す。 Subsequently, a test piece was cut out from the obtained gas barrier film, and composition analysis in the depth direction by XPS, water vapor transmittance, color tone, and bending resistance were evaluated. The results are shown in FIGS. 9, 10 and 1.
(実施例2)
リフレクターの角度をΘA=45°、ΘB=45°とした以外は実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。結果を図11、12、表1に示す。
(Example 2)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the angle of the reflector was Θ A = 45 ° and Θ B = 45 °. The results are shown in FIGS. 11 and 12, Table 1.
(実施例3)
フィルム基材の最高表面温度が110℃となるようにランプヒーターの出力を調整した以外は実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。結果を図13、14、表1に示す。
(Example 3)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the output of the lamp heater was adjusted so that the maximum surface temperature of the film substrate was 110 ° C. The results are shown in FIGS. 13 and 14, Table 1.
(実施例4)
ランプヒーターの配置を図7のようにし、リフレクターの角度をΘA=12°とした以外は実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。結果を図15、16、表1に示す。
(Example 4)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the lamp heaters were arranged as shown in FIG. 7 and the angle of the reflector was set to Θ A = 12 °. The results are shown in FIGS. 15 and 16, Table 1.
(実施例5)
図8に示す構造の巻き取り式スパッタリング装置30を使用し、ランプヒーターの配置を図5のようにした以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。結果を図17、18、表1に示す。
(Example 5)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the
(比較例1)
図3に示す構造の巻き取り式スパッタリング装置4のランプヒーター17、19を取り外して使用し、温調ロール15の温度を0℃とした以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。結果を図19、20、表1に示す。
(Comparative Example 1)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the
(比較例2)
温調ロールの温度を100℃とした以外は、比較例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。結果を図21、22、表1に示す。
(Comparative Example 2)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the temperature of the temperature control roll was set to 100 ° C. The results are shown in FIGS. 21, 22 and Table 1.
(比較例3)
酸化亜鉛/二酸化ケイ素/酸化アルミニウムの質量比が58/39/4であるスパッタリングターゲットを用いた以外は、比較例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。結果を図23、24、表1に示す。
(Comparative Example 3)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that a sputtering target having a mass ratio of zinc oxide / silicon dioxide / aluminum oxide of 58/39/4 was used. The results are shown in FIGS. 23 and 24, Table 1.
(比較例4)
酸化亜鉛/二酸化ケイ素/酸化アルミニウムの質量比が58/39/4であるスパッタリングターゲットを用いた以外は、比較例2と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。結果を図25、26、表1に示す。
(Comparative Example 4)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that a sputtering target having a mass ratio of zinc oxide / silicon dioxide / aluminum oxide of 58/39/4 was used. The results are shown in FIGS. 25 and 26, Table 1.
実施例1〜5は、屈曲試験前後でガスバリア性は同等であり良好であり、かつ色調も良好である。一方で比較例1,2は屈曲性試験前後のガスバリア性に変化がないものの、色調が高く黄色味が生じる。比較例3,4は、色調は良好であるが、屈曲試験後のガスバリア性は不良である。つまり、本発明の構成を有することで屈曲に対してもガスバリア性が低下しにくく、透明性に優れかつ高度なガスバリア性を発現するガスバリア性フィルムを得ることができる。 In Examples 1 to 5, the gas barrier properties are the same and good before and after the bending test, and the color tone is also good. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, although there is no change in the gas barrier property before and after the flexibility test, the color tone is high and a yellowish color is generated. In Comparative Examples 3 and 4, the color tone is good, but the gas barrier property after the bending test is poor. That is, by having the configuration of the present invention, it is possible to obtain a gas barrier film having excellent transparency and exhibiting a high degree of gas barrier property, in which the gas barrier property is less likely to decrease even with bending.
1、7、22、27、34 フィルム基材
2 ガスバリア層
3 アンカーコート層
4、30 巻き取り式スパッタリング装置
5、31 巻出・巻取室
6、32、33 成膜室
8、35 巻き出しロール
9、15、36、43 張力センサーロール
10、11、13、14、37、38、41、42 ガイドロール
12、39、40 温調ロール
16、44 巻き取りロール
17、45、48 照射角度可変のリフレクター(C)を有するランプヒーター(A)
18、46、49 マグネトロンスパッタリングカソード
19、47、50 照射角度可変のリフレクター(D)を有するランプヒーター(B)
20 平行光型リフレクター
21、26 ランプヒーター
23、28 ランプヒーターの照射光
24、29 リフレクターからの反射光
25 集光型リフレクター
1, 7, 22, 27, 34
18, 46, 49
20 Parallel
Claims (7)
(i)膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)を有し、該ランプヒーター(A)が0°≦ΘA≦45°の角度で照射角度可変なリフレクター(C)を有する
(ii)膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(B)が0°≦ΘB≦60°の角度で照射角度可変なリフレクター(D)を有する
(iii)膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)および前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(A)が0°≦ΘA≦45°の角度で照射角度可変なリフレクター(C)を有する
(iv)膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)および前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(B)が0°≦ΘB≦60°の角度で照射角度可変なリフレクター(D)を有する
(v)膜形成機構の巻き出し側にランプヒーター(A)および前記膜形成機構の巻き取り側にランプヒーター(B)を有し、該ランプヒーター(A)が0°≦ΘA≦45°の角度で照射角度可変なリフレクター(C)を有し、該ランプヒーター(B)が0°≦ΘB≦60°の角度で照射角度可変なリフレクター(D)を有する A method for producing a laminated film in which an X layer containing a zinc compound and a compound of an element A other than zinc in Groups 12 to 14 of the Periodic Table is formed on at least one side of the film base material by a lamp heater. By heating from the surface side of the film base material, the maximum surface temperature of the film base material at the time of forming the X layer is set to 40 to 200 ° C., and the lamp heater is placed in any of the following (i) to (v) in the film forming chamber. A method for producing a laminated film, which is characterized by being arranged in a form that satisfies the above conditions.
The unwinding side of the (i) film forming mechanism having a lamp heater (A), the lamp heater (A) has an irradiation angle variable Li Flector (C) at an angle of 0 ° ≦ ΘA ≦ 45 ° ( ii ) having a lamp heater (B) in the take-up side of the film formation mechanism, the lamp has a heater (B) irradiation angle variable re Flector at an angle of 0 ° ≦ ΘB ≦ 60 ° ( D) (iii) film It has a lamp heater (A) on the unwinding side of the forming mechanism and a lamp heater (B) on the winding side of the film forming mechanism, and the lamp heater (A ) has an irradiation angle of 0 ° ≤ ΘA ≤ 45 °. having a variable re Flector (C) (iv) having a lamp heater (B) to the take-out side of the film forming mechanism to a take-up side of the lamp heater (a) and said film forming mechanism, the lamp heater (B) lamp heater winding side of but 0 ° ≦ ΘB ≦ 60 ° angle in the irradiation angle variable Li having Flector (D) (v) film unwinding side lamp heater forming mechanism (a) and said film forming mechanism (B) has, the lamp has a heater (a) irradiation angle variable Li Flector (C) at an angle of 0 ° ≦ ΘA ≦ 45 °, the lamp heater (B) is 0 ° ≦ ΘB ≦ 60 having a ° angle in the irradiation angle variable Li Flector (D)
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