JP6547946B2 - Gas barrier film, and method for producing gas barrier film - Google Patents
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Description
本発明は、水素を含有した酸化アルミニウム膜をガスバリア層として備えるガスバリアフィルム、および、ガスバリアフィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a gas barrier film provided with an aluminum oxide film containing hydrogen as a gas barrier layer, and a method of manufacturing the gas barrier film.
上述したガスバリアフィルムの適用される範囲は、食品の包装材、医薬品類の外装材、インクジェットタンクの外装材、ハードディスクの包装材、半導体モジュールの包装材、太陽電池のバックシートなどに多様化している。ガスバリアフィルムに求められるバリア性もまた、適用の対象に合わせて多様化している。 The scope to which the gas barrier film described above is applied is diversified into food packaging materials, pharmaceutical packaging materials, inkjet tank packaging materials, hard disk packaging materials, semiconductor module packaging materials, solar cell back sheets, etc. . The barrier properties required for gas barrier films are also diversified according to the application target.
例えば、食品の包装材や医薬品類の外装材のバリア性には、内容物を変質させる酸素や水蒸気などを遮断する機能が求められる。医療医薬品の外装材やインクジェットタンクの外装材のバリア性には、高温多湿下において溶剤の蒸散を抑える機能が求められる。太陽電池のバックシートにおけるバリア性には、過酷な屋外環境下において酸素や水蒸気などを遮断する機能、および、その耐久性が求められる。 For example, the barrier properties of food packaging materials and pharmaceutical packaging materials are required to have a function of blocking oxygen, water vapor and the like that alter the contents. The barrier properties of the medical pharmaceutical packaging material and the packaging material of the ink jet tank are required to have a function of suppressing the transpiration of the solvent under high temperature and humidity. The barrier property of the back sheet of a solar cell is required to have a function of blocking oxygen, water vapor and the like in a severe outdoor environment, and its durability.
こうしたガスバリアフィルムの製造方法には、水素を含有した酸化アルミニウム膜であるAlOH膜をガスバリア層としてプラスチックフィルムに形成する方法が知られており、AlOH膜の成膜方法には、ドライコーティングの一例である真空蒸着法が多用されている。真空蒸着法によるAlOH膜の形成には、蒸着材としてアルミニウムが用いられ、酸素などの酸化ガスと、アルミニウムの蒸発粒子との反応によってAlOH膜が得られている。 A method of forming an AlOH film, which is an aluminum oxide film containing hydrogen, as a gas barrier layer on a plastic film is known as a method of manufacturing such a gas barrier film, and a method of forming an AlOH film is an example of dry coating. A certain vacuum deposition method is widely used. Aluminum is used as a deposition material to form an AlOH film by vacuum deposition, and an AlOH film is obtained by the reaction between an oxidizing gas such as oxygen and evaporated particles of aluminum.
AlOH膜が有する光透過性は、内容物の視認性が高められる観点において有用であり、酸化ガスの供給量が大きいほど高い一方で、AlOH膜が有するバリア性は、酸化ガスの供給量が大きいほど低い。そこで、光透過性の向上に伴うバリア性の低下を抑える方法として、アルミニウムの蒸発粒子にプラズマを通過させ、蒸発粒子の有するエネルギーを高めることによって、AlOH膜を緻密化する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The light transmittance of the AlOH film is useful from the viewpoint of enhancing the visibility of the contents, and the larger the supply amount of the oxidizing gas is, the higher the barrier property of the AlOH film is, the larger the supply amount of the oxidizing gas is. So low. Therefore, as a method of suppressing the decrease in the barrier property accompanying the improvement of the light transmittance, there has been proposed a technique of densifying the AlOH film by passing plasma through evaporated particles of aluminum to increase the energy of the evaporated particles. (See, for example, Patent Document 1).
ところで、上述したガスバリアフィルムのバリア性には、ボイル処理、スチーム処理、レトルト処理などの熱水処理に対する耐性である耐熱水性も求められている。この点で、ガスバリア層としてAlOH膜が用いられるガスバリアフィルムでは、AlOH膜と熱水との反応によって酸化アルミニウムがベーマイト(AlOOH)に変質し、ガスバリア層のバリア性が低下するという課題を有している。
本発明の目的は、耐熱水性を高めることの可能なガスバリアフィルム、および、ガスバリアフィルムの製造方法を提供することである。
By the way, the barrier property of the gas barrier film described above is also required to have hot water resistance, which is resistance to hot water treatment such as boiling treatment, steam treatment and retort treatment. From this point of view, in a gas barrier film in which an AlOH film is used as a gas barrier layer, aluminum oxide is denatured to boehmite (AlOOH) by the reaction of the AlOH film and hot water, and the barrier property of the gas barrier layer is lowered. There is.
An object of the present invention is to provide a gas barrier film capable of enhancing the hot water resistance, and a method for producing the gas barrier film.
上記課題を解決するためのガスバリアフィルムは、光透過性を有し、主面を有するプラスチックフィルムと、光透過性を有し、前記主面を覆うガスバリア層とを備えている。そして、前記ガスバリア層は、水素を含有した酸化アルミニウムであるAlOXHYからなる層であり、酸素組成比Xは、1.00<X<2.00を満たし、水素組成比Yは、0.10<Y<1.20を満たし、前記ガスバリア層おける水素量が30.0at%以下である。 The gas barrier film for solving the above-mentioned subject is provided with a plastic film which has optical transparency and has a principal surface, and a gas barrier layer which has optical transparency and covers the principal surface. The gas barrier layer is a layer made of AlO X H Y, which is aluminum oxide containing hydrogen, and the oxygen composition ratio X satisfies 1.00 <X <2.00, and the hydrogen composition ratio Y is 0. 10 <Y <1.20 is satisfied, and the amount of hydrogen in the gas barrier layer is 30.0 at% or less.
上記課題を解決するためのガスバリアフィルムの製造方法は、真空雰囲気下においてアルミニウムを加熱して蒸発させる工程と、蒸発したアルミニウムと酸化ガスとの反応生成物として、水素を含有した酸化アルミニウムであるAlOXHYを生成し、光透過性を有したプラスチックフィルムに前記反応生成物を蒸着させてガスバリア層を形成する工程とを含む。そして、酸素組成比Xは、1.00<X<2.00を満たし、水素組成比Yは、0.10<Y<1.20を満たし、前記ガスバリア層おける水素量が30.0at%以下である。 The method for producing a gas barrier film to solve the above problems comprises the steps of heating and evaporating aluminum in a vacuum atmosphere, and AlO which is aluminum oxide containing hydrogen as a reaction product of evaporated aluminum and an oxidizing gas. generates X H Y, by depositing the reaction product on a plastic film having a light transmitting property and forming a gas barrier layer. The oxygen composition ratio X satisfies 1.00 <X <2.00, the hydrogen composition ratio Y satisfies 0.10 <Y <1.20, and the amount of hydrogen in the gas barrier layer is 30.0 at% or less It is.
上記ガスバリアフィルム、および、ガスバリアフィルムの製造方法によれば、ガスバリア層における光透過性が得られ、かつ、ガスバリア層における耐熱水性が高められる。
上記ガスバリアフィルムにおいて、前記ガスバリア層の厚さは、5nm以上30nm以下であることが好ましい。
According to the gas barrier film and the method for producing a gas barrier film, the light transmission in the gas barrier layer can be obtained, and the heat resistance in the gas barrier layer can be enhanced.
In the gas barrier film, the thickness of the gas barrier layer is preferably 5 nm or more and 30 nm or less.
上記構成によれば、ガスバリア層の厚さが5nm以上であるため、ガスバリア層におけるバリア性が確保される。また、ガスバリア層の厚さが30nm以下であるため、ガスバリア層の形成に要する時間が嵩むことによってガスバリアフィルムの生産性が低下することが抑えられる。 According to the above configuration, since the thickness of the gas barrier layer is 5 nm or more, the barrier property in the gas barrier layer is secured. In addition, since the thickness of the gas barrier layer is 30 nm or less, a decrease in productivity of the gas barrier film due to an increase in time required for forming the gas barrier layer can be suppressed.
上記ガスバリアフィルムの製造方法において、前記反応生成物を蒸着する工程では、前記反応生成物が生成される空間における水分が吸着によって捕集されることが好ましい。 In the method of manufacturing a gas barrier film, in the step of depositing the reaction product, it is preferable that moisture in a space where the reaction product is generated be collected by adsorption.
上記方法によれば、反応生成物が生成される空間における水分量が抑えられるため、30.0at%以下の水素量と、0.10<Y<1.20を満たす水素組成比Yとがガスバリア層において得られやすい。 According to the above method, the water content in the space in which the reaction product is generated is suppressed, so the hydrogen content of 30.0 at% or less and the hydrogen composition ratio Y satisfying 0.10 <Y <1.20 Easy to obtain in the layer.
上記ガスバリアフィルムの製造方法において、前記アルミニウムを加熱する工程では、前記アルミニウムの加熱に、電子ビーム加熱、抵抗加熱、および、高周波誘導加熱からなる群から選択される少なくとも1つを用いてもよい。
上記方法によれば、アルミニウムが蒸発する真空雰囲気においてアルミニウムを確実に加熱することが可能である。
In the method of manufacturing the gas barrier film, in the step of heating the aluminum, at least one selected from the group consisting of electron beam heating, resistance heating, and high frequency induction heating may be used to heat the aluminum.
According to the above method, it is possible to reliably heat the aluminum in a vacuum atmosphere in which the aluminum evaporates.
上記ガスバリアフィルムの製造方法において、前記反応生成物を蒸着する工程では、ICPプラズマ、ヘリコン波プラズマ、マイクロ波プラズマ、ホロカソード放電からなる群から選択される少なくとも1つを前記酸化ガスから生成し、前記酸化ガスから生成されたプラズマとアルミニウムとの反応によって前記反応生成物を生成することが好ましい。
上記方法によれば、蒸発したアルミニウムと酸化ガスとの反応による反応生成物の生成の効率が高められる。
In the method of manufacturing the gas barrier film, in the step of depositing the reaction product, at least one selected from the group consisting of ICP plasma, helicon wave plasma, microwave plasma, and holocathode discharge is generated from the oxidizing gas, Preferably, the reaction product is generated by the reaction of aluminum and a plasma generated from an oxidizing gas.
According to the above method, the efficiency of the production of the reaction product by the reaction between the evaporated aluminum and the oxidizing gas is enhanced.
本発明によれば、ガスバリアフィルムにおける耐熱水性が高められる。 According to the present invention, the hot water resistance of the gas barrier film is enhanced.
図1、および、図2を参照して、一実施形態におけるガスバリアフィルム、および、ガスバリアフィルムの製造方法をこの順に説明する。 With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the manufacturing method of the gas barrier film in one Embodiment, and a gas barrier film is demonstrated in this order.
[ガスバリアフィルム]
図1が示すように、ガスバリアフィルムは、1つの側面である主面を有したプラスチックフィルム10と、プラスチックフィルム10の主面を覆うガスバリア層11とを各別の層として備える積層体である。
[Gas barrier film]
As FIG. 1 shows, a gas barrier film is a laminated body provided with the plastic film 10 which has the main surface which is one side, and the gas barrier layer 11 which covers the main surface of the plastic film 10 as each another layer.
プラスチックフィルム10は、ガスバリア層11を支持する基材として機能する光透過性を有したプラスチック製のフィルムである。プラスチックフィルム10を形成する材料としては、公知のプラスチックが用いられる。 The plastic film 10 is a light-transmissive plastic film which functions as a base for supporting the gas barrier layer 11. A known plastic is used as a material for forming the plastic film 10.
プラスチックフィルム10を形成する材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系ポリマー、ポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系ポリマー、ナイロン‐6やナイロン‐66などのポリアミド系ポリマーが用いられる。また、プラスチックフィルム10を形成する材料としては、ポリスチレン、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネイト、ポリエーテルスルホン、アクリル、トリアセチルセルロースやジアセチルセルロースなどのセルロース系ポリマーが用いられる。 As a material for forming the plastic film 10, for example, a polyolefin-based polymer such as polyethylene and polypropylene, a polyester-based polymer such as polyethylene naphthalate and polyethylene terephthalate, and a polyamide-based polymer such as nylon-6 and nylon-66 are used. Further, as a material for forming the plastic film 10, a cellulose-based polymer such as polystyrene, ethylene vinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyimide, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyether sulfone, acrylic, triacetyl cellulose or diacetyl cellulose is used.
ガスバリアフィルムによって覆われる内容物を外部から視認できる利点から、また、ガスバリアフィルムの外観に制約を与え難い観点から、プラスチックフィルム10は、透明であることが好ましい。プラスチックフィルム10が有する厚さは、ガスバリアフィルムの用途に合わせて適宜設定され、例えば、ガスバリアフィルムを所望の形状に製造する際のフィルムの加工性を考慮すれば、12μm以上100μm以下の範囲であることが好ましい。 It is preferable that the plastic film 10 is transparent from the advantage that the content covered by the gas barrier film can be viewed from the outside and from the viewpoint of hardly giving restriction to the appearance of the gas barrier film. The thickness of the plastic film 10 is appropriately set in accordance with the application of the gas barrier film, and is, for example, in the range of 12 μm to 100 μm in consideration of the processability of the film when producing the gas barrier film into a desired shape. Is preferred.
ガスバリア層11は、光透過性を有したアルミニウム化合物層である。ガスバリア層11は、水素を含有する酸化アルミニウム、水素を含有する窒化アルミニウム、および、水素を含有する酸窒化アルミニウムからなる群から選択される1つのアルミニウム化合物から形成される。
ガスバリア層11を形成する材料が酸化アルミニウムの水素化物であるAlOXHYであるとき、ガスバリア層11は下記3つの条件を満たしている。
(条件1)ガスバリア層11に含まれる水素量は30at%以下である。
(条件2)酸素組成比Xは1.00<X<2.00を満たす。
(条件3)水素組成比Yは0.10<Y<1.20を満たす。
The gas barrier layer 11 is an aluminum compound layer having light transmittance. The gas barrier layer 11 is formed of one aluminum compound selected from the group consisting of hydrogen-containing aluminum oxide, hydrogen-containing aluminum nitride, and hydrogen-containing aluminum oxynitride.
When the material forming the gas barrier layer 11 is AlO X H Y , which is a hydride of aluminum oxide, the gas barrier layer 11 satisfies the following three conditions.
(Condition 1) The amount of hydrogen contained in the gas barrier layer 11 is 30 at% or less.
(Condition 2) The oxygen composition ratio X satisfies 1.00 <X <2.00.
(Condition 3) The hydrogen composition ratio Y satisfies 0.10 <Y <1.20.
プラスチックフィルム10の有するバリア性は、通常、温度に対する依存性が高く、高温や高湿度下においては特に劣化が認められる。それゆえに、例えば、プラスチックフィルム10が食品の包装材に用いられ、ボイル処理、スチーム処理、レトルト処理などの熱水処理がプラスチックフィルム10に施されると、プラスチックフィルム10の有するバリア性は著しく劣化する。なお、ポリ塩化ビニリデン系のプラスチックフィルムであれば、湿度に対するバリア性の低下は抑えられるが、温度に対するバリア性の依存性は依然として高く、例えば、1cc/m2・day・atm以下の高いガスバリア性を得ることは到底望めない。それゆえに、プラスチックフィルム10を備えたガスバリアフィルムにおいては、上述したガスバリア層11に耐熱水性を担保させることが望まれる。 The barrier properties of the plastic film 10 are generally highly dependent on temperature, and deterioration is particularly observed at high temperatures and high humidity. Therefore, for example, when the plastic film 10 is used as a packaging material for food, and the hot water treatment such as boiling treatment, steam treatment, retort treatment is applied to the plastic film 10, the barrier property of the plastic film 10 is significantly deteriorated. Do. In the case of a polyvinylidene chloride plastic film, the decrease in the barrier property against humidity can be suppressed, but the dependence on the barrier property against temperature is still high, for example, a high gas barrier property of 1 cc / m 2 · day · atm or less There is no hope of getting Therefore, in the gas barrier film provided with the plastic film 10, it is desirable that the above-described gas barrier layer 11 ensure hot water resistance.
この点で、ガスバリア層11が条件1から条件3を満たす構成であれば、光透過性が確保された状態でガスバリア層11の耐熱水性が高められる。具体的には、酸素組成比Xが1.00<Xを満たすことによって、ガスバリア層11における光透過性が得られる。酸素組成比XがX<2.00を満たすことによって、ガスバリア層11における水素量が抑えられ、ガスバリア層11の耐熱水性が高められる。水素組成比YがY<1.20を満たすことによって、ガスバリア層11においては十分な膜密度が得られ、これに伴い、ガスバリア層11の耐熱水性やガスバリア性が高められる。 In this respect, if the gas barrier layer 11 is configured to satisfy the conditions 1 to 3, the heat resistance of the gas barrier layer 11 is enhanced in a state where the light transmittance is secured. Specifically, when the oxygen composition ratio X satisfies 1.00 <X, light transmittance in the gas barrier layer 11 is obtained. When the oxygen composition ratio X satisfies X <2.00, the amount of hydrogen in the gas barrier layer 11 is suppressed, and the heat resistance of the gas barrier layer 11 is enhanced. When the hydrogen composition ratio Y satisfies Y <1.20, a sufficient film density is obtained in the gas barrier layer 11, and along with this, the hot water resistance and gas barrier properties of the gas barrier layer 11 are enhanced.
ガスバリア層11における酸素組成比Xは、例えば、ガスバリア層11が成膜される空間において、そこに供給される酸化ガスの供給量の変更によって変えられる。上記条件2や条件3が満たされる範囲においては、成膜空間に供給される酸化ガスの供給量が大きいほど、ガスバリア層11における酸素組成比Xは高まる。なお、こうした酸素組成比Xの変更に際しては、ガスバリア層11における水素組成比Yも酸素組成比Xと共に変わり、酸素組成比Xが高いほど水素組成比Yも高い。 The oxygen composition ratio X in the gas barrier layer 11 is changed, for example, in the space where the gas barrier layer 11 is formed, by changing the supply amount of the oxidizing gas supplied thereto. In the range in which the conditions 2 and 3 are satisfied, the oxygen composition ratio X in the gas barrier layer 11 increases as the supply amount of the oxidizing gas supplied to the film forming space increases. When changing the oxygen composition ratio X, the hydrogen composition ratio Y in the gas barrier layer 11 also changes with the oxygen composition ratio X. The higher the oxygen composition ratio X, the higher the hydrogen composition ratio Y.
ガスバリア層11に含まれる水素量は30at%以下とすることと、ガスバリア層11における水素組成比Yは、例えば、ガスバリア層11が成膜される空間において、そこに残留する水分の量の変更によって変わる。例えば、ガスバリア層11が成膜される空間を排気する排気系に、冷却によって水分を吸着するコールドトラップなどの水分除去装置が組み込まれる。そして、水分除去装置の駆動量が変わることによって、ガスバリア層11における水素組成比Yが変えられる。 The hydrogen amount contained in the gas barrier layer 11 is 30 at% or less, and the hydrogen composition ratio Y in the gas barrier layer 11 is, for example, by changing the amount of water remaining in the space where the gas barrier layer 11 is formed. change. For example, a water removing apparatus such as a cold trap that absorbs water by cooling is incorporated in an exhaust system that exhausts a space where the gas barrier layer 11 is formed. The hydrogen composition ratio Y in the gas barrier layer 11 can be changed by changing the driving amount of the water removing device.
なお、ガスバリア層11において光透過性が確保される観点から、酸素組成比Xは1.40<X<1.70を満たすことが好ましい。さらに、ガスバリア層11において光透過性が確保され、かつ、耐熱水性が確保される観点から、水素組成比Yは0.10<Y<0.60を満たすことが、より好ましい。 From the viewpoint of securing light transmission in the gas barrier layer 11, it is preferable that the oxygen composition ratio X satisfy 1.40 <X <1.70. Furthermore, from the viewpoint of securing light transmission in the gas barrier layer 11 and securing hot water resistance, it is more preferable that the hydrogen composition ratio Y satisfy 0.10 <Y <0.60.
ガスバリア層11の有する膜厚は5nm以上30nm以下であることが好ましい。ガスバリア層11の有する膜厚が5nm以上であることによって、ガスバリア層11におけるガスバリア性能が確保される。また、ガスバリア層11の有する膜厚が30nm以下であることによって、ガスバリア層11の成膜に要する時間の長期化が抑えられ、ガスバリアフィルムの製造に要するコストが抑えられる。 It is preferable that the film thickness which the gas barrier layer 11 has is 5 nm or more and 30 nm or less. By the film thickness which the gas barrier layer 11 has being 5 nm or more, the gas barrier performance in the gas barrier layer 11 is ensured. Moreover, when the film thickness which the gas barrier layer 11 has is 30 nm or less, the prolongation of the time which film-forming of the gas barrier layer 11 requires can be suppressed, and the cost which manufacture of a gas barrier film requires can be held down.
ガスバリア層11の有する透過率は、ガスバリアフィルムの用途に合わせて適宜設定される。例えば、包装材に用いられる場合には、内容物の視認性や、包装材の外観における自由度が高まる観点から、ガスバリア層11の有する透過率は、80%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。 The transmittance of the gas barrier layer 11 is appropriately set in accordance with the application of the gas barrier film. For example, when it is used for a packaging material, the transmittance of the gas barrier layer 11 is preferably 80% or more, from the viewpoint of increasing the visibility of the contents and the freedom in the appearance of the packaging material, 95% It is more preferable that it is more than.
プラスチックフィルム10が有する断面構造は、単層構造であってもよいし多層構造であってもよい。ガスバリア層11が有する断面構造もまた、単層構造であってもよいし多層構造であってもよい。 The cross-sectional structure of the plastic film 10 may be a single layer structure or a multilayer structure. The sectional structure of the gas barrier layer 11 may also be a single layer structure or a multilayer structure.
ガスバリアフィルムが有するバリア性を高めることや、ガスバリアフィルムが有する層間の密着性を高めることなどを目的として、プラスチックフィルム10やガスバリア層11以外の他の機能層を、ガスバリアフィルムが備えてもよい。他の機能層は、ガスバリア層11が有する面のなかでプラスチックフィルム10の主面と対向する対向面に位置してもよいし、対向面とは反対側の面である表面に位置してもよい。また、他の機能層は、プラスチックフィルム10が有する面のなかでガスバリア層と対向する主面に位置してもよいし、主面とは反対側の面である裏面に位置してもよい。 The gas barrier film may include other functional layers other than the plastic film 10 and the gas barrier layer 11 for the purpose of enhancing the barrier properties of the gas barrier film, enhancing the adhesion between the layers of the gas barrier film, and the like. The other functional layer may be located on the opposite surface facing the main surface of the plastic film 10 in the surface of the gas barrier layer 11, or may be located on the surface opposite to the opposite surface. Good. The other functional layer may be located on the main surface facing the gas barrier layer in the surface of the plastic film 10, or may be located on the back surface which is the surface opposite to the main surface.
他の機能層としては、例えば、樹脂材料を主材とするアンカーコート層や、樹脂材料を主材とする保護層が挙げられる。また、他の機能層としては、バリア性を高めることや、プラスチックフィルム10とガスバリア層11との密着性を高めることを目的として、プラスチックフィルム10の有する面やガスバリア層11の有する面に施されたプラズマ処理によるプラズマ処理層などが挙げられる。 As another functional layer, the anchor coat layer which makes a resin material a main material, and the protective layer which makes a resin material a main material are mentioned, for example. Moreover, as another functional layer, it is applied to the surface of the plastic film 10 or the surface of the gas barrier layer 11 for the purpose of enhancing the barrier property and enhancing the adhesion between the plastic film 10 and the gas barrier layer 11. And the like.
保護層の一例としては、金属アルコキシドを用いた塗布によって形成された塗布層、さらには、塗布層とラミネート層との積層体が挙げられる。塗布層の一例としては、例えば、一般式R1(M−OR2)(ただしR1、R2は炭素数1以上8以下の有機基、Mは金属原子)で表される金属アルコキシドが原材料として用いられ、金属原子としてはSi、Ti、Al、Zrなどが用いられる。ラミネート層としては、ナイロンフィルムやポリプロピレンフィルムなどが用いられる。 Examples of the protective layer include a coated layer formed by coating using a metal alkoxide, and a laminate of a coated layer and a laminate layer. An example of a coated layer, for example, the general formula R 1 (M-OR 2) ( provided that R 1, R 2 is 1 to 8 of the organic group having a carbon number, M is a metal atom) raw material metal alkoxide represented by As metal atoms, Si, Ti, Al, Zr, etc. are used. A nylon film, a polypropylene film, etc. are used as a lamination layer.
金属MがSiであるR1(Si−OR2)としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどが挙げられる。金属MがZrであるR1(Zr−OR2)としては、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウムなどが挙げられる。金属MがTiであるR1(Ti−OR2)としては、テトラメトキシチタニウム、テトラエトキシチタニウム、テトライソプロポキシチタニウム、テトラブトキシチタニウムなどが挙げられる。金属MがAlであるR1(Al−OR2)としては、テトラメトキシアルミニウム、テトラエトキシアルミニウム、テトライソプロポキシアルミニウム、テトラブトキシアルミニウムなどが挙げられる。金属アルコキシドは、1種類のみであってもよいし、2種以上の組み合わせであってもよい。また、塗布液としては、上述した金属アルコキシドに加えて、アクリル酸、ポリビニルアルコール、ウレタン化合物、ポリエステル化合物が添加されてもよく、特に、膨潤性の材料が添加されることが望ましい。 As R 1 (Si-OR 2 ) in which the metal M is Si, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxy Silane etc. are mentioned. Examples of R 1 (Zr—OR 2 ) in which the metal M is Zr include tetramethoxyzirconium, tetraethoxyzirconium, tetraisopropoxyzirconium, tetrabutoxyzirconium and the like. Examples of R 1 (Ti—OR 2 ) in which the metal M is Ti include tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetrabutoxytitanium and the like. Examples of R 1 (Al—OR 2 ) in which the metal M is Al include tetramethoxyaluminum, tetraethoxyaluminum, tetraisopropoxyaluminum, tetrabutoxyaluminum and the like. The metal alkoxide may be only one kind or a combination of two or more kinds. Moreover, as a coating liquid, in addition to the metal alkoxide mentioned above, acrylic acid, a polyvinyl alcohol, a urethane compound, and a polyester compound may be added, and it is desirable for especially a swelling material to be added.
なお、ラミネート層が備えられる構成においては、接着剤としてウレタン系の接着剤が用いられることが好ましい。また、ラミネート層が形成される方法としては、ドライラミネーション法、ノンソルベントラミネーション法、押出しラミネーション法、ニーラムラミネーション法などが用いられることが好ましい。 In the configuration in which the laminate layer is provided, it is preferable to use a urethane-based adhesive as the adhesive. Moreover, as a method of forming a laminate layer, it is preferable to use a dry lamination method, a non-solvent lamination method, an extrusion lamination method, a knee ram lamination method, or the like.
[ガスバリアフィルムの製造方法]
図2を参照して、上述したガスバリアフィルムの製造方法を説明する。なお、以下では、ガスバリア層11を形成する材料が、水素を含有した酸化アルミニウムであるAlOXHYであり、アルミニウムを蒸発させるための加熱に電子ビームが用いられる例を示す。
[Method of producing gas barrier film]
With reference to FIG. 2, the manufacturing method of the gas barrier film mentioned above is demonstrated. In the following, the material forming the gas barrier layer 11 is a AlO X H Y is aluminum oxide containing hydrogen, an example in which the electron beam is used to heat for evaporating aluminum.
ガスバリアフィルムの製造方法は、真空雰囲気下においてアルミニウムを加熱して蒸発させる工程と、水素を含有した酸化アルミニウムであるAlOXHYを生成してプラスチックフィルム10にガスバリア層11を形成する工程とを含む。ガスバリア層11を形成する工程においては、蒸発したアルミニウムと酸化ガスとの反応生成物としてAlOXHYを生成し、光透過性を有したプラスチックフィルム10に反応生成物を蒸着させてガスバリア層11を形成する。 The method of manufacturing the gas barrier film includes the steps of heating and evaporating aluminum in a vacuum atmosphere, and forming AlO X H Y , which is aluminum oxide containing hydrogen, to form the gas barrier layer 11 on the plastic film 10 Including. In the step of forming the gas barrier layer 11, AlO X H Y is generated as a reaction product of evaporated aluminum and an oxidizing gas, and the reaction product is deposited on the light transmitting plastic film 10 to form the gas barrier layer 11. Form
図2が示すように、ガスバリアフィルムの製造装置は、電子ビーム蒸着法を用いてガスバリア層11を形成する。ガスバリアフィルムの製造装置は、真空チャンバ20を備え、真空チャンバ20の内部には、巻き出しローラー22、成膜ロール23、および、巻き取りローラー24が収容されている。巻き出しローラー22に巻き付けられたプラスチックフィルム21は、巻き出しローラー22から巻き出された後に、成膜ロール23を経て、巻き取りローラー24に巻き取られる。 As FIG. 2 shows, the manufacturing apparatus of a gas barrier film forms the gas barrier layer 11 using an electron beam vapor deposition method. The apparatus for producing a gas barrier film includes a vacuum chamber 20, and inside the vacuum chamber 20, a unwinding roller 22, a film forming roll 23, and a winding roller 24 are accommodated. The plastic film 21 wound around the unwinding roller 22 is unwound from the unwinding roller 22, passes through the film forming roller 23, and is wound around the winding roller 24.
真空チャンバ20の内部において成膜ロール23と対向する位置には、蒸着源25が配置されている。蒸着源25には、蒸着材であるアルミニウムが収容されている。真空チャンバ20には、直進電子ビーム銃26が搭載されている。直進電子ビーム銃26は、蒸着材を蒸発させるエネルギーを有した電子ビームEBを蒸着材に向けて出力する。電子ビームEBによって加熱された蒸着材は、蒸発粒子29として成膜ロール23に向けて飛行する。こうした電子ビームEBによる加熱によって、アルミニウムを蒸発させる工程が実施される。 A vapor deposition source 25 is disposed at a position facing the film forming roll 23 inside the vacuum chamber 20. The deposition source 25 contains aluminum, which is a deposition material. A straight electron beam gun 26 is mounted on the vacuum chamber 20. The straight electron beam gun 26 outputs an electron beam EB having energy to evaporate the deposition material toward the deposition material. The evaporation material heated by the electron beam EB travels toward the film forming roll 23 as evaporation particles 29. The step of evaporating the aluminum is performed by the heating by the electron beam EB.
真空チャンバ20には、真空チャンバ20とボンベとを接続する供給配管27が連結されている。供給配管27は、酸化ガスを貯留するボンベから、真空チャンバ20の内部へ酸素などの酸化ガスを供給する。真空チャンバ20には、酸化ガスから高密度のプラズマ30を生成するプラズマ源が搭載されている。 A supply pipe 27 connecting the vacuum chamber 20 and the cylinder is connected to the vacuum chamber 20. The supply pipe 27 supplies an oxidizing gas such as oxygen to the inside of the vacuum chamber 20 from a cylinder storing the oxidizing gas. The vacuum chamber 20 is equipped with a plasma source that generates a high density plasma 30 from an oxidizing gas.
真空チャンバ20に生成されるプラズマ30には、例えば、ICPプラズマ、ヘリコン波プラズマ、マイクロ波プラズマ、ホロカソード放電からなる群から選択されるいずれか1つが用いられる。真空チャンバ20の内部に生成される高密度のプラズマ30は、蒸着源25から飛行する蒸発粒子29と、活性化された酸化ガスとを反応させ、反応後の粒子であるAlOXHYを反応生成物としてプラスチックフィルム21に蒸着させる。こうした蒸発粒子29とプラズマ30との反応を通じて、ガスバリア層11を形成する工程が実施される。
なお、真空チャンバ20の内部に供給されるガスは、酸化ガスの他に、高密度のプラズマ30を安定させるための希ガスが含まれてもよい。
For the plasma 30 generated in the vacuum chamber 20, any one selected from the group consisting of ICP plasma, helicon wave plasma, microwave plasma, and holocathode discharge, for example, is used. The high density plasma 30 generated inside the vacuum chamber 20 reacts the evaporation particles 29 flying from the evaporation source 25 with the activated oxidizing gas, and reacts AlO X H Y which is the particles after reaction It is deposited on a plastic film 21 as a product. The process of forming the gas barrier layer 11 is performed through the reaction of the evaporation particles 29 and the plasma 30.
The gas supplied to the inside of the vacuum chamber 20 may contain, in addition to the oxidizing gas, a rare gas for stabilizing the high density plasma 30.
AlOXHYを構成材料とするガスバリア層11の透過率は、通常、酸素組成比Xが高いほど高い傾向を有する。一方で、ガスバリア層11が成膜される空間に供給される酸化ガスの供給量が大きいほど、空間内における粒子間の衝突回数は多く、蒸発粒子の有するエネルギーも多く失われる。結果として、ガスバリア層11の光透過性が酸素組成比Xによって高められるほどガスバリア層11が有するバリア性が低くなってしまう。また、ガスバリア層11の成膜速度の増大を図るために空間内に滞在する蒸発粒子29の数が増加するとなれば、空間内における粒子間の衝突回数がさらに増大し、ガスバリア層11が有するバリア性がさらに低くなってしまう。 The transmittance of the gas barrier layer 11 made of AlO X H Y usually tends to be higher as the oxygen composition ratio X is higher. On the other hand, the larger the supply amount of the oxidizing gas supplied to the space where the gas barrier layer 11 is formed, the more the number of collisions between particles in the space, and the more energy the evaporation particles have. As a result, as the light transmittance of the gas barrier layer 11 is increased by the oxygen composition ratio X, the barrier property of the gas barrier layer 11 is lowered. In addition, if the number of evaporation particles 29 staying in the space increases in order to increase the deposition rate of the gas barrier layer 11, the number of collisions between the particles in the space further increases, and the barrier of the gas barrier layer 11 Sex will be even lower.
この点で、上述したガスバリアフィルムの製造装置によれば、高密度のプラズマ30から蒸発粒子29に対して新たなエネルギーが与えられる。それゆえに、上述した粒子間の衝突によって失われるエネルギーはプラズマ30からの供給によって補われる。また、ガスバリア層11の成膜速度の増大を図るために蒸発粒子29の数が増加するとしても、真空チャンバ20の内部に生成されるプラズマ30が高密度であるため、蒸発粒子29とプラズマ30との反応の機会を確保すること、ひいては、蒸発粒子29にエネルギーを与えることが可能でもある。 In this respect, according to the above-described gas barrier film manufacturing apparatus, new energy is given to the evaporation particles 29 from the high density plasma 30. Therefore, the energy lost due to the particle-to-particle collision described above is compensated by the supply from plasma 30. Further, even if the number of evaporation particles 29 is increased in order to increase the deposition rate of the gas barrier layer 11, the evaporation particles 29 and the plasma 30 are generated because the plasma 30 generated inside the vacuum chamber 20 has a high density. It is also possible to secure the opportunity for a reaction with it and thus to give energy to the evaporation particles 29.
真空チャンバ20の内部には、コールドトラップ31が収容されている。コールドトラップ31は、反応生成物が生成される空間において水分を吸着によって捕集し、真空チャンバ20の内部における水分量を反応生成物が生成される期間において所望の値にまで下げる。 Inside the vacuum chamber 20, a cold trap 31 is accommodated. The cold trap 31 adsorbs moisture by adsorption in a space where a reaction product is generated, and reduces the amount of water inside the vacuum chamber 20 to a desired value during a period when the reaction product is generated.
[実施例]
プラスチックフィルム10として、厚さが12μm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P60)を用いた。図2に記載の製造装置を用い、プラスチックフィルム10の片面に、厚さが5nmの酸化アルミニウム層を形成して、実施例のガスバリアフィルムを得た。
[Example]
As the plastic film 10, a polyethylene terephthalate film (Toray Industries, Inc .: Lumira P60) having a thickness of 12 μm was used. An aluminum oxide layer having a thickness of 5 nm was formed on one side of the plastic film 10 using the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 to obtain the gas barrier film of the example.
この際に、蒸着される材料としてアルミニウムを用い、酸化ガスとして酸素を用い、100Aに電流制御されたホロカソード放電による高密度プラズマを併用した。また、ガスバリアフィルムにおける耐延伸性や耐熱水性を高めるため、成膜空間に設置されたコールドトラップを駆動させた。 At this time, aluminum was used as a material to be deposited, oxygen was used as an oxidizing gas, and high density plasma by holocathode discharge controlled to 100 A was used in combination. In addition, in order to enhance the stretch resistance and the hot water resistance of the gas barrier film, the cold trap installed in the film forming space was driven.
[比較例1]
高密度プラズマを印加することなくプラスチックフィルム10にAlOH膜を形成し、それ以外の点を実施例と同じくして、比較例1のガスバリアフィルムを得た。
Comparative Example 1
An AlOH film was formed on the plastic film 10 without applying high density plasma, and the other points were the same as in the example to obtain the gas barrier film of Comparative Example 1.
[比較例2]
成膜空間に設置されたコールドトラップを駆動させることなくプラスチックフィルム10にAlOH膜を成膜し、それ以外の点を実施例と同じくして、比較例2のガスバリアフィルムを得た。
Comparative Example 2
An AlOH film was formed on the plastic film 10 without driving a cold trap provided in the film formation space, and the gas barrier film of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in the example except for the above.
実施例、比較例1、および、比較例2の各々のガスバリアフィルムに対して、水蒸気透過率(WVTR)、光透過率、および、膜組成を測定した。これら水蒸気透過率、光透過率、および、膜組成の各々の測定結果を表1に示す。 The water vapor transmission rate (WVTR), the light transmission rate, and the film composition of each of the gas barrier films of the example, the comparative example 1 and the comparative example 2 were measured. The measurement results of each of the water vapor transmission rate, the light transmission rate, and the film composition are shown in Table 1.
水蒸気透過率の測定には水蒸気透過度測定装置(モダンコントロール株式会社製:MOCON PERMATRAN 3/21 )を用い、40℃で90%RHの雰囲気における水蒸気透過率を測定した。光透過率の測定には分光光度計(株式会社島津製作所製:UV-2450 )を用い、ベースラインを大気として測定した。なお、プラスチックフィルム10(ルミラP60)の透過率は85.82%Tであった。膜密度、および、膜組成の測定には、高分解能RBS(High Resolution Rutherford Backscattering Spectrometry:HR-RBS)、および、高分解能ERDA(High Resolution Elastic Recoil Detection Analysis:HR-ERDA)によって測定した。 For the measurement of the water vapor transmission rate, the water vapor transmission rate in an atmosphere of 90% RH at 40 ° C. was measured using a water vapor transmission rate measuring apparatus (manufactured by Modern Control Co., Ltd .: MOCON PERMATRAN 3/21). The light transmittance was measured using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation: UV-2450) with the baseline as the atmosphere. The transmittance of the plastic film 10 (Lumira P60) was 85.82% T. The film density and film composition were measured by High Resolution Rutherford Backscattering Spectroscopy (HR-RBS) and High Resolution Elastic Recoil Detection Analysis (HR-ERDA).
表1が示すように、実施例のガスバリアフィルムにおける水蒸気透過率は0.58g/m2・dayである一方で、比較例1のガスバリアフィルムにおける水蒸気透過率は33.04g/m2・dayであり、比較例2における水蒸気透過率も8.47g/m2・dayであった。結果として、高密度プラズマによる反応の促進と、コールドトラップによる水分量の抑制との各々によれば、比較例1,2のガスバリアフィルムよりも耐熱水性が高いガスバリアフィルムを得られることが認められた。 As Table 1 shows, the water vapor transmission rate in the gas barrier film of the example is 0.58 g / m 2 · day, while the water vapor transmission rate in the gas barrier film of comparative example 1 is 33.04 g / m 2 · day The water vapor transmission rate in Comparative Example 2 was also 8.47 g / m 2 · day. As a result, it was found that a gas barrier film having higher water resistance than that of the gas barrier films of Comparative Examples 1 and 2 could be obtained according to the promotion of the reaction by high density plasma and the suppression of the water content by cold trap. .
実施例のガスバリアフィルムにおけるガスバリア層11の膜密度は2.8g/cm3である一方で、比較例1のガスバリアフィルムにおけるガスバリア層11の膜密度は1.5g/m3であり、また、比較例2のガスバリアフィルムにおけるガスバリア層11の膜密度は2.3g/m3であった。結果として、ガスバリア層11の膜密度が高いほどガスバリア層11の耐熱水性は高く、高密度プラズマによる反応の促進と、コールドトラップによる水分量の抑制との各々によれば、高い膜密度を有したガスバリアフィルムを得られることが認められた。なお、上述した結果によれば、ガスバリア層11の膜密度が高いほど、ガスバリア層11に含まれるダングリングボンドの数は少なく、これに伴い、ダングリングボンドに結合し得る水素量もガスバリア層11において少ないことが示唆される。 While the film density of the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of the example is 2.8 g / cm 3 , the film density of the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of comparative example 1 is 1.5 g / m 3 and the comparison The film density of the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of Example 2 was 2.3 g / m 3 . As a result, the higher the film density of the gas barrier layer 11, the higher the hot water resistance of the gas barrier layer 11, and the higher the film density according to the promotion of the reaction by high density plasma and the suppression of the water content by cold trap. It was found that a gas barrier film could be obtained. According to the above-described results, the higher the film density of the gas barrier layer 11, the smaller the number of dangling bonds contained in the gas barrier layer 11, and accordingly, the amount of hydrogen that can be bonded to the dangling bonds is also the gas barrier layer 11 Is suggested to be less.
実施例のガスバリアフィルムにおける透過率は85.58%Tであり、比較例1のガスバリアフィルムにおける透過率は85.09%Tであり、比較例2のガスバリアフィルムにおける透過率は85.41%Tであった。こうした透過率の差異から、高密度プラズマによる反応の促進と、コールドトラップによる水分量の抑制との各々によって、ガスバリア層11の光透過性が低くなることが抑えられ、かつ、ガスバリア層11の耐熱水性が高められることが認められた。 The transmittance of the gas barrier film of the example is 85.58% T, the transmittance of the gas barrier film of comparative example 1 is 85.09% T, and the transmittance of the gas barrier film of comparative example 2 is 85.41% T. Met. From the difference in the transmittance, it is possible to suppress the decrease in the light transmittance of the gas barrier layer 11 by the promotion of the reaction by the high density plasma and the suppression of the water content by the cold trap, and the heat resistance of the gas barrier layer 11 It was observed that aqueous was enhanced.
ここで、実施例のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11に含まれる水素量は11.4at%であった。これに対して、比較例1のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11に含まれる水素量は38.1at%であり、比較例2のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11に含まれる水素量は31.4at%であり、いずれも30.0at%を越える高い値であることが認められた。こうした水素量の差異から、高密度プラズマによる反応の促進と、コールドトラップによる水分量の抑制との各々によれば、ガスバリア層11に含まれる水素量が抑えられることが認められた。そして、これらの併用によって水素量を30.0at%以下に抑えることが可能であることも認められた。 Here, in the gas barrier film of the example, the amount of hydrogen contained in the gas barrier layer 11 was 11.4 at%. On the other hand, the amount of hydrogen contained in the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of Comparative Example 1 is 38.1 at%, and the amount of hydrogen contained in the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of Comparative Example 2 is 31.4 at%. Both were found to be high values exceeding 30.0 at%. From the difference in the amount of hydrogen, it was found that the amount of hydrogen contained in the gas barrier layer 11 can be suppressed according to the promotion of the reaction by the high density plasma and the suppression of the amount of water by the cold trap. And it was also recognized that it is possible to suppress the amount of hydrogen to 30.0 at% or less by these combined use.
また、実施例のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11の水素組成比Yは0.34であった。これに対して、比較例1のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11の水素組成比Yは1.16であり、比較例2のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11の水素組成比Yは1.48であった。こうした水素組成比Yの差異から、水素組成比Yが0.10<Y<1.20を満たし、かつ、水素量が30%at%以下であることによれば、ガスバリア層11の光透過性が低くなることが抑えられ、かつ、ガスバリア層11の耐熱水性が高められることが認められた。 The hydrogen composition ratio Y of the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of the example was 0.34. In contrast, the hydrogen composition ratio Y of the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of Comparative Example 1 is 1.1 6, hydrogen composition ratio Y of the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of Comparative Example 2 was 1.4 8 The From the difference in the hydrogen composition ratio Y, according to the hydrogen composition ratio Y satisfying 0.10 <Y <1.20 and the hydrogen content being 30% at% or less, the light transmittance of the gas barrier layer 11 Is suppressed, and it is recognized that the hot water resistance of the gas barrier layer 11 is enhanced.
なお、実施例のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11の酸素組成比Xは1.53であった。これに対して、比較例1のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11の酸素組成比Xは1.74であり、比較例2のガスバリアフィルムにおいてガスバリア層11の酸素組成比Xは1.69であった。いずれの水準においても、酸素組成比Xは1.00<X<2.00を満たしているため、ホロカソード放電を用いた高密度プラズマによる反応の促進と、コールドトラップを用いた水分量の抑制との各々では、酸素組成比Xが大きく変わることはないことが認められた。
In the gas barrier film of the example, the oxygen composition ratio X of the gas barrier layer 11 was 1.53. In contrast, the oxygen composition ratio X of the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of Comparative Example 1 is 1.7 4, oxygen composition ratio X of the gas barrier layer 11 in the gas barrier film of Comparative Example 2 was 1.6 9 The At any level, since the oxygen composition ratio X satisfies 1.00 <X <2.00, acceleration of the reaction by high density plasma using the holocathode discharge and suppression of the water content using the cold trap In each of the above, it was found that the oxygen composition ratio X did not change significantly.
以上、上記実施形態によれば、以下に列記する効果が得られる。
(1)、ガスバリア層11における光透過性が得られ、かつ、ガスバリア層11における耐熱水性が高められる。
(2)ガスバリア層11の厚さが5nm以上であるため、ガスバリア層11におけるバリア性が確保される。また、ガスバリア層11の厚さが30nm以下であるため、ガスバリア層11の形成に要する時間が嵩むことによってガスバリアフィルムの生産性が低下することが抑えられる。
As mentioned above, according to the said embodiment, the effect listed below is acquired.
(1) The light transmission in the gas barrier layer 11 is obtained, and the hot water resistance in the gas barrier layer 11 is enhanced.
(2) Since the thickness of the gas barrier layer 11 is 5 nm or more, the barrier property in the gas barrier layer 11 is secured. In addition, since the thickness of the gas barrier layer 11 is 30 nm or less, it is possible to suppress the decrease in productivity of the gas barrier film by increasing the time required for forming the gas barrier layer 11.
(3)反応生成物が生成される真空チャンバ20内において水分量が抑えられるため、30.0at%以下の水素量と、0.10<Y<1.20を満たす水素組成比Yとがガスバリア層11において得られやすい。 (3) Since the amount of water can be reduced in the vacuum chamber 20 in which the reaction product is generated, the amount of hydrogen of 30.0 at% or less and the hydrogen composition ratio Y satisfying 0.10 <Y <1.20 It is easy to obtain in the layer 11.
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・蒸着材であるアルミニウムを加熱する方法は、電子ビームEBの照射に限らず、例えば、抵抗加熱であってもよいし高周波誘導加熱であってもよい。また、抵抗加熱による蒸着材の加熱においては、蒸着材が収容された坩堝を抵抗体によって直接加熱する方式であってもよいし、加熱される抵抗体にワイヤー状に成形された蒸着材をフィードする方式であってもよい。
The above embodiment can be modified as follows.
-The method of heating aluminum which is a vapor deposition material is not restricted to irradiation of electron beam EB, For example, resistance heating may be sufficient and high frequency induction heating may be sufficient. Moreover, in the heating of the vapor deposition material by resistance heating, the system which heats the crucible in which the vapor deposition material was accommodated directly may be sufficient with a resistor, and the vapor deposition material shape | molded by the wire shape to the resistor to be heated is fed. May be used.
これら抵抗加熱であれ高周波誘導加熱であれ、いずれの方法によっても、真空雰囲気においてアルミニウムを確実に蒸発させることが可能である。なお、アルミニウムの蒸発量を調整することが容易である観点から、アルミニウムを加熱する方法は、電子ビームの照射であることが好ましい。 Whether it is these resistance heating or high frequency induction heating, aluminum can be reliably evaporated in a vacuum atmosphere by any method. In addition, it is preferable that the method of heating aluminum is irradiation of an electron beam from a viewpoint which is easy to adjust the evaporation amount of aluminum.
・蒸着材を加熱する電子ビーム銃は、直進電子ビーム銃に限らず、偏向電子ビーム銃であってもよい。なお、ガスバリア層11の成膜に際して高い成膜速度が得られる観点から、蒸着材を加熱する電子ビーム銃は、例えば、大電力の投入を可能にしたピアース式平面陰極形電子銃などが好ましい。 The electron beam gun for heating the deposition material is not limited to the straight-forward electron beam gun, but may be a deflection electron beam gun. From the viewpoint of obtaining a high deposition rate when depositing the gas barrier layer 11, the electron beam gun for heating the deposition material is preferably, for example, a Pierce-type flat cathode electron gun capable of supplying a large amount of power.
・ガスバリアフィルムの製造装置は、蒸発粒子29の飛行する経路にプラスチックフィルム10が配置される構成を備えていればよい。例えば、成膜ロール23が省略され、巻き出しローラー22と巻き取りローラー24との間にプラスチックフィルム10が張り渡され、張り渡されたプラスチックフィルム10に向けて蒸発粒子29が飛行する構成であってもよい。 -The manufacturing apparatus of a gas barrier film should just be equipped with the structure by which the plastic film 10 is arrange | positioned in the path which the evaporation particle 29 flies. For example, the film forming roll 23 is omitted, the plastic film 10 is stretched between the unwinding roller 22 and the winding roller 24, and the evaporation particles 29 fly toward the stretched plastic film 10. May be
・蒸発材は、純粋なアルミニウムに限らず、アルミニウムの化合物であってもよい。要は、ガスバリアフィルムの製造方法では、アルミニウムが蒸発し、蒸発したアルミニウムと反応ガスとの反応からAlOXHYが得られる方法であればよい。 The evaporation material is not limited to pure aluminum, but may be a compound of aluminum. In short, in the method of producing a gas barrier film, any method may be used as long as AlO x H Y can be obtained from the reaction of the evaporated aluminum and the reaction gas with the evaporated aluminum.
・ガスバリア層11の成膜に際しては、真空蒸着法以外のドライコーティング方式として、スパッタリング法や化学気相蒸着法が用いられてもよい。なお、スパッタリング法が用いられる場合においては、バリア性が高められる一方で、ガスバリアフィルムの生産速度が大幅に低くなる。また、化学気相蒸着法が用いられる場合においても、真空蒸着法と比べて生産速度は低くなる。それゆえに、バリア性が高められ、かつ、ガスバリアフィルムの生産性が高められる観点において、真空蒸着法が用いられることが好ましい。 In forming the gas barrier layer 11, a sputtering method or a chemical vapor deposition method may be used as a dry coating method other than the vacuum deposition method. In the case where the sputtering method is used, while the barrier property is enhanced, the production rate of the gas barrier film is significantly reduced. In addition, even when the chemical vapor deposition method is used, the production rate is lower than that of the vacuum deposition method. Therefore, it is preferable to use a vacuum evaporation method from the viewpoint that the barrier property is enhanced and the productivity of the gas barrier film is enhanced.
10,21…プラスチックフィルム、11…ガスバリア層、20…真空チャンバ、22…巻き出しローラー、23…成膜ロール、24…巻き取りローラー、25…蒸着源、26…直進電子ビーム銃、27…供給配管、29…蒸発粒子、30…プラズマ、31…コールドトラップ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 21 ... Plastic film, 11 ... Gas barrier layer, 20 ... Vacuum chamber, 22 ... Roll-out roller, 23 ... Film-forming roll, 24 ... Roll-up roller, 25 ... Deposition source, 26 ... Straight-forward electron beam gun, 27 ... Supply Piping, 29: evaporation particles, 30: plasma, 31: cold trap.
Claims (5)
光透過性を有し、前記主面を覆うガスバリア層とを備え、
前記ガスバリア層は、
水素を含有した酸化アルミニウムであるAlOXHYからなる層であり、
酸素組成比Xは、1.00<X<2.00を満たし、
水素組成比Yは、0.10<Y<1.20を満たし、
前記ガスバリア層における水素量が30.0at%以下であり、
前記ガスバリア層の膜密度が2.8g/cm 3 以上である
ガスバリアフィルム。 A plastic film having light transmittance and having a main surface;
And a gas barrier layer having light transmittance and covering the main surface,
The gas barrier layer is
It is a layer consisting of AlO X H Y which is aluminum oxide containing hydrogen,
The oxygen composition ratio X satisfies 1.00 <X <2.00,
The hydrogen composition ratio Y satisfies 0.10 <Y <1.20.
The amount of hydrogen definitive gas barrier layer is Ri der less 30.0at%,
The gas barrier film whose film density of the said gas barrier layer is 2.8 g / cm < 3 > or more .
請求項1に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to claim 1, wherein a thickness of the gas barrier layer is 5 nm or more and 30 nm or less.
蒸発したアルミニウムと酸化ガスとの反応生成物として、水素を含有した酸化アルミニウムであるAlOXHYを生成し、光透過性を有したプラスチックフィルムに前記反応生成物を蒸着させてガスバリア層を形成する工程とを含み、
酸素組成比Xは、1.00<X<2.00を満たし、
水素組成比Yは、0.10<Y<1.20を満たし、
前記ガスバリア層における水素量が30.0at%以下であり、
前記反応生成物を蒸着する工程では、前記反応生成物が生成される空間に残留する水分量を吸着によって所望の値にまで下げ、前記アルミニウムと前記酸化ガスと水分とが反応することで前記反応生成物を生成する
ことを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法。 Heating and evaporating the aluminum in a vacuum atmosphere;
As a reaction product of evaporated aluminum and an oxidizing gas, AlO X H Y , which is an aluminum oxide containing hydrogen, is generated, and the reaction product is deposited on a light transmitting plastic film to form a gas barrier layer. And the step of
The oxygen composition ratio X satisfies 1.00 <X <2.00,
The hydrogen composition ratio Y satisfies 0.10 <Y <1.20.
The amount of hydrogen definitive gas barrier layer is Ri der less 30.0at%,
In the step of depositing the reaction product, the amount of water remaining in the space in which the reaction product is generated is reduced to a desired value by adsorption, and the reaction between the aluminum, the oxidizing gas, and the water causes the reaction to occur. A method of producing a gas barrier film characterized by producing a product .
請求項3に記載のガスバリアフィルムの製造方法。 The method for producing a gas barrier film according to claim 3 , wherein, in the step of heating the aluminum, at least one selected from the group consisting of electron beam heating, resistance heating, and high frequency induction heating is used for heating the aluminum.
請求項3または4に記載のガスバリアフィルムの製造方法。 In the step of depositing the reaction product, at least one selected from the group consisting of ICP plasma, helicon wave plasma, microwave plasma and holocathode discharge is generated from the oxidizing gas, and plasma generated from the oxidizing gas the method of manufacturing a gas barrier film according to claim 3 or 4 by reaction with the aluminum to produce the reaction product.
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