JPH1036960A - プラズマ形成方法、金属酸化物蒸着方法および酸化アルミニウム蒸着フィルム - Google Patents
プラズマ形成方法、金属酸化物蒸着方法および酸化アルミニウム蒸着フィルムInfo
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- JPH1036960A JPH1036960A JP9089346A JP8934697A JPH1036960A JP H1036960 A JPH1036960 A JP H1036960A JP 9089346 A JP9089346 A JP 9089346A JP 8934697 A JP8934697 A JP 8934697A JP H1036960 A JPH1036960 A JP H1036960A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】電極の内部に磁石を有し、かつ冷却された
電極Ａと該電極Ａを囲む電極Ｂとの空間に、プラズマを
形成させるためのガスを導入し、かつ該電極Ａと該電極
Ｂの間に交流電圧を印加し、該電極Ｂ内に該ガスによる
プラズマを形成させるとともに、該電極Ａまたは該電極
Ｂと該電極Ｂの外側に設けられた第３の電極Ｃとの間に
電圧をかけることによって、該電極Ａまたは該電極Ｂと
該電極Ｃとの間に該電極Ｂの開口部より放出された該ガ
スのプラズマを形成することを特徴とするプラズマ形成
方法。 【効果】飛翔してきた金属蒸気と酸化性ガスのプラズマ
との反応および反応空間を特定したことによって、透明
で、高いバリア性を有する金属酸化物蒸着フィルムが得
られた。
電極Ａと該電極Ａを囲む電極Ｂとの空間に、プラズマを
形成させるためのガスを導入し、かつ該電極Ａと該電極
Ｂの間に交流電圧を印加し、該電極Ｂ内に該ガスによる
プラズマを形成させるとともに、該電極Ａまたは該電極
Ｂと該電極Ｂの外側に設けられた第３の電極Ｃとの間に
電圧をかけることによって、該電極Ａまたは該電極Ｂと
該電極Ｃとの間に該電極Ｂの開口部より放出された該ガ
スのプラズマを形成することを特徴とするプラズマ形成
方法。 【効果】飛翔してきた金属蒸気と酸化性ガスのプラズマ
との反応および反応空間を特定したことによって、透明
で、高いバリア性を有する金属酸化物蒸着フィルムが得
られた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高真空下においてプ
ラズマを形成する方法と、それを用いて基材の表面に金
属酸化物を蒸着する方法、とくに透明で水蒸気バリア性
等の優れた包装用蒸着フィルム、あるいは耐湿性に優れ
たコンデンサ用蒸着フィルムの製造に最適な方法、及び
該方法によって作られた蒸着フィルムに関する。
ラズマを形成する方法と、それを用いて基材の表面に金
属酸化物を蒸着する方法、とくに透明で水蒸気バリア性
等の優れた包装用蒸着フィルム、あるいは耐湿性に優れ
たコンデンサ用蒸着フィルムの製造に最適な方法、及び
該方法によって作られた蒸着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】高分子フィルム、あるいは高分子成型品
は包装材料として優れた特性を有しているが、酸素ガ
ス、あるいは水蒸気に対するバリア性が劣っている。そ
こで、特公平４−２０３８３号公報には、酸素ガス中に
てＡｌを蒸着し、透明でかつ酸素バリア性を有するフィ
ルムを製造する方法が提案されている。また、特開平７
−４１５７９号公報には、有機珪素化合物を酸素の存在
下にプラズマ照射しながら酸化珪素系酸素バリア槽をコ
ーティングした容器が提案されている。
は包装材料として優れた特性を有しているが、酸素ガ
ス、あるいは水蒸気に対するバリア性が劣っている。そ
こで、特公平４−２０３８３号公報には、酸素ガス中に
てＡｌを蒸着し、透明でかつ酸素バリア性を有するフィ
ルムを製造する方法が提案されている。また、特開平７
−４１５７９号公報には、有機珪素化合物を酸素の存在
下にプラズマ照射しながら酸化珪素系酸素バリア槽をコ
ーティングした容器が提案されている。
【０００３】しかしながら、これらの方法はポリエステ
ルフィルムやポリエステル成型品基材とした時には酸素
バリア性と透明性を付与できるが、他の基材、例えばポ
リプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を基材とした場
合には、低光線透過率の場合のみガスバリア性（酸素ガ
スバリア性、あるいは水蒸気バリア性など）を示し、光
線透過率を上げるため蒸着時に酸素ガス供給量を増す
と、急激にガスバリア性が悪化する。このため、これら
の方法では透明性が高く、かつガスバリア性に優れたフ
ィルムを製造することが困難である。
ルフィルムやポリエステル成型品基材とした時には酸素
バリア性と透明性を付与できるが、他の基材、例えばポ
リプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を基材とした場
合には、低光線透過率の場合のみガスバリア性（酸素ガ
スバリア性、あるいは水蒸気バリア性など）を示し、光
線透過率を上げるため蒸着時に酸素ガス供給量を増す
と、急激にガスバリア性が悪化する。このため、これら
の方法では透明性が高く、かつガスバリア性に優れたフ
ィルムを製造することが困難である。
【０００４】さらにポリエステル基材でもバリア特性の
ばらつきが大きいことが問題である。これは酸化性のガ
スが金属蒸気中へ一様に拡散できず、特に金属蒸着部中
央部への酸化性ガスの拡散が悪く、金属酸化物蒸着膜中
に金属が残り、透明性が悪化する。この対策として酸化
性ガス量を多くすると未反応の酸化性ガスが金属酸化物
蒸着膜中に残り、バリア性能を悪化、あるいはばらつき
を生じさせるものと予想している。
ばらつきが大きいことが問題である。これは酸化性のガ
スが金属蒸気中へ一様に拡散できず、特に金属蒸着部中
央部への酸化性ガスの拡散が悪く、金属酸化物蒸着膜中
に金属が残り、透明性が悪化する。この対策として酸化
性ガス量を多くすると未反応の酸化性ガスが金属酸化物
蒸着膜中に残り、バリア性能を悪化、あるいはばらつき
を生じさせるものと予想している。
【０００５】この対策として酸化性ガスを反応性の高い
活性化ガスにすることが好ましいと考えられる。活性化
する方法としてはいろいろな方法があるが、大容量の活
性化ガスを作る好ましい方法としてプラズマがある。
活性化ガスにすることが好ましいと考えられる。活性化
する方法としてはいろいろな方法があるが、大容量の活
性化ガスを作る好ましい方法としてプラズマがある。
【０００６】しかしながら金属を蒸着させる１×１０
−3 〜１×１０−5 Ｔｏｒｒの真空下においてはグロー
放電が開始、維持しにくく、このため、マイクロ波プラ
ズマを用いる方法（ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＢＡＲＲ
ＩＥＲＣＯＡＴＩＮＧＳ ＢＹＲＥＡＣＴＩＶＥ ＥＶ
ＡＰＯＲＡＴＩＯＮ Ｇ．Ｈｏｆｆｍａｎｎ ｅｔａｌ
ＰＲＯＣ．３７．Ａｎｎ．Ｔｅｃｈ．Ｃｏｎｆ．ＳＶ
Ｃ １９９４）、あるいはホローカソードプラズマを用
いる方法（Ｈｏｗ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ Ａｌ2 Ｏ3
Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｏｎ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ｆｉｌｍ
ｓ Ｓ．Ｓｃｈｉｌｌｅｒ ｅｔａｌ ７ｔｈ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｖａｃ
ｃｕｍ Ｗｅｂ ｃｏａｔｉｎｇ １９９３）が提案さ
れているが該マイクロ波プラズマ法でもポリプロピレン
等の基材では良好なバリア性が得られず、また該ホロー
カソードプラズマ法ではポリエステル基材であってもバ
リア性能が得られていない。
−3 〜１×１０−5 Ｔｏｒｒの真空下においてはグロー
放電が開始、維持しにくく、このため、マイクロ波プラ
ズマを用いる方法（ＴＲＡＮＳＰＡＲＥＮＴ ＢＡＲＲ
ＩＥＲＣＯＡＴＩＮＧＳ ＢＹＲＥＡＣＴＩＶＥ ＥＶ
ＡＰＯＲＡＴＩＯＮ Ｇ．Ｈｏｆｆｍａｎｎ ｅｔａｌ
ＰＲＯＣ．３７．Ａｎｎ．Ｔｅｃｈ．Ｃｏｎｆ．ＳＶ
Ｃ １９９４）、あるいはホローカソードプラズマを用
いる方法（Ｈｏｗ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ Ａｌ2 Ｏ3
Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｏｎ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ｆｉｌｍ
ｓ Ｓ．Ｓｃｈｉｌｌｅｒ ｅｔａｌ ７ｔｈ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｖａｃ
ｃｕｍ Ｗｅｂ ｃｏａｔｉｎｇ １９９３）が提案さ
れているが該マイクロ波プラズマ法でもポリプロピレン
等の基材では良好なバリア性が得られず、また該ホロー
カソードプラズマ法ではポリエステル基材であってもバ
リア性能が得られていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属蒸着す
る１×１０−3 〜１×１０−5 Ｔｏｒｒの高真空下にお
いて安定してプラズマを形成し、かつ該プラズマを用い
バリア性能の優れた金属酸化物蒸着膜を形成する方法を
提供するものである。
る１×１０−3 〜１×１０−5 Ｔｏｒｒの高真空下にお
いて安定してプラズマを形成し、かつ該プラズマを用い
バリア性能の優れた金属酸化物蒸着膜を形成する方法を
提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
プラズマ形成方法は、電極の内部に磁石を有し、かつ冷
却された電極Ａと該電極Ａを囲む電極Ｂとの空間に、プ
ラズマを形成させるためのガスを導入し、かつ該電極Ａ
と該電極Ｂの間に交流電圧を印加し、該電極Ｂ内に該ガ
スによるプラズマを形成させるとともに、該電極Ａまた
は該電極Ｂと該電極Ｂの外側に設けられた第３の電極Ｃ
との間に電圧をかけることによって、該電極Ａまたは該
電極Ｂと該電極Ｃとの間に該電極Ｂの開口部より放出さ
れた該ガスのプラズマを形成することを特徴とする方法
からなる。
プラズマ形成方法は、電極の内部に磁石を有し、かつ冷
却された電極Ａと該電極Ａを囲む電極Ｂとの空間に、プ
ラズマを形成させるためのガスを導入し、かつ該電極Ａ
と該電極Ｂの間に交流電圧を印加し、該電極Ｂ内に該ガ
スによるプラズマを形成させるとともに、該電極Ａまた
は該電極Ｂと該電極Ｂの外側に設けられた第３の電極Ｃ
との間に電圧をかけることによって、該電極Ａまたは該
電極Ｂと該電極Ｃとの間に該電極Ｂの開口部より放出さ
れた該ガスのプラズマを形成することを特徴とする方法
からなる。
【０００９】この方法において、該電極Ａまたは該電極
Ｂと該電極Ｃの間にかけられる電圧が、該電極Ａまたは
該電極Ｂと該電極Ｃの間にコンデンサを接続することに
より形成されるプラズマによるセルフバイアスであるこ
とが好ましい。さらには、該電極Ａまたは該電極Ｂと該
電極Ｃとの間にかけられる電圧が直流、または交流を重
畳した直流であることがより好ましい。
Ｂと該電極Ｃの間にかけられる電圧が、該電極Ａまたは
該電極Ｂと該電極Ｃの間にコンデンサを接続することに
より形成されるプラズマによるセルフバイアスであるこ
とが好ましい。さらには、該電極Ａまたは該電極Ｂと該
電極Ｃとの間にかけられる電圧が直流、または交流を重
畳した直流であることがより好ましい。
【００１０】また、もう一つの目的に沿う本発明の金属
酸化物蒸着方法は、蒸発源より蒸発した金属からなる金
属酸化物を、冷却ドラム上に支持された基盤の表面に付
着させるに際し、基盤表面と、基盤表面から少なくとも
１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間の金属蒸気飛翔空間
に、上記の方法によって、少なくとも酸化性のガスを含
むガスからなるプラズマを形成し、該プラズマ中のガス
と該金属蒸気とを反応せしめた後、基盤表面に金属の酸
化物を付着させることを特徴とする方法からなる。該反
応空間のより好ましい空間は、基盤表面と基盤表面から
少なくとも２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の間の空間であ
る。
酸化物蒸着方法は、蒸発源より蒸発した金属からなる金
属酸化物を、冷却ドラム上に支持された基盤の表面に付
着させるに際し、基盤表面と、基盤表面から少なくとも
１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間の金属蒸気飛翔空間
に、上記の方法によって、少なくとも酸化性のガスを含
むガスからなるプラズマを形成し、該プラズマ中のガス
と該金属蒸気とを反応せしめた後、基盤表面に金属の酸
化物を付着させることを特徴とする方法からなる。該反
応空間のより好ましい空間は、基盤表面と基盤表面から
少なくとも２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の間の空間であ
る。
【００１１】この方法においては、基盤表面と基盤表面
から少なくとも１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間の金属
飛翔空間を囲む反応槽を設け、該反応槽内で金属蒸気と
酸化性ガスにより形成されたプラズマ中のガスを反応せ
しめることが好ましい。より好ましい反応槽は、基盤表
面と基盤表面から少なくとも２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以
下の間の金属飛翔空間を囲むものである。
から少なくとも１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間の金属
飛翔空間を囲む反応槽を設け、該反応槽内で金属蒸気と
酸化性ガスにより形成されたプラズマ中のガスを反応せ
しめることが好ましい。より好ましい反応槽は、基盤表
面と基盤表面から少なくとも２０ｍｍ以上１５０ｍｍ以
下の間の金属飛翔空間を囲むものである。
【００１２】さらに該反応槽を電極Ｃとすることによっ
て、反応槽内空間に安定したプラズマが形成され、蒸発
金属の酸化を促進し、よりバリア性能の優れた金属酸化
物を形成できる。
て、反応槽内空間に安定したプラズマが形成され、蒸発
金属の酸化を促進し、よりバリア性能の優れた金属酸化
物を形成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら、本
発明を詳細に説明する。
発明を詳細に説明する。
【００１４】図１は、本発明方法を実施するもののう
ち、プラズマを形成するための一装置例の概略構成図で
あり、電極の内部に磁石８を有し、かつ冷却された電極
Ａ１と、該電極を囲む電極Ｂ２、該電極Ｂ２の外側に設
けられた第３の電極Ｃ３、直流電源４、交流電源５部分
を示している。
ち、プラズマを形成するための一装置例の概略構成図で
あり、電極の内部に磁石８を有し、かつ冷却された電極
Ａ１と、該電極を囲む電極Ｂ２、該電極Ｂ２の外側に設
けられた第３の電極Ｃ３、直流電源４、交流電源５部分
を示している。
【００１５】プラズマにより活性化される少なくとも酸
化性ガスを含むガスは、酸化性ガス導入口６から電極Ａ
１と該電極Ａ１を囲む電極Ｂ２の間の空間に供給され
て、該電極Ａ１と該電極Ｂ２に交流電源５によって交流
が印加されることによりプラズマを形成する。そして該
プラズマ中の活性粒子は、活性粒子放出口より該電極Ａ
１と該電極Ｂ２の間の空間の外部へ放出され、酸化性ガ
ス導入口６’から供給される少なくとも酸化性ガスを含
むガスと共に、該直流電源４によって該電極Ｂ２と該電
極Ｃ３の間に印加された直流電圧によって、該電極Ｂ２
と該電極Ｃ３の間の広い空間にプラズマを形成する。
化性ガスを含むガスは、酸化性ガス導入口６から電極Ａ
１と該電極Ａ１を囲む電極Ｂ２の間の空間に供給され
て、該電極Ａ１と該電極Ｂ２に交流電源５によって交流
が印加されることによりプラズマを形成する。そして該
プラズマ中の活性粒子は、活性粒子放出口より該電極Ａ
１と該電極Ｂ２の間の空間の外部へ放出され、酸化性ガ
ス導入口６’から供給される少なくとも酸化性ガスを含
むガスと共に、該直流電源４によって該電極Ｂ２と該電
極Ｃ３の間に印加された直流電圧によって、該電極Ｂ２
と該電極Ｃ３の間の広い空間にプラズマを形成する。
【００１６】なお、本装置は本発明の一装置例であり、
本発明の方法は本装置に限定されるものではない。
本発明の方法は本装置に限定されるものではない。
【００１７】本発明の特徴は、従来１×１０−3 Ｔｏｒ
ｒ以下の圧力の高真空下では安定した放電の形成が困難
であったのに対し、安定して放電を形成維持できること
であり、さらに直流放電下では困難であった酸化性ガス
においても放電を維持できることである。
ｒ以下の圧力の高真空下では安定した放電の形成が困難
であったのに対し、安定して放電を形成維持できること
であり、さらに直流放電下では困難であった酸化性ガス
においても放電を維持できることである。
【００１８】図２は、本発明のもう一つの目的である金
属酸化物の蒸着を実施する一装置例の概略構成図であ
り、該真空蒸着機（ここでは図示省略している）内に設
けられた蒸発源１４と冷却ドラム１０、及び反応槽９、
反応空間１２部分を示している。金属酸化物が蒸着され
る基盤１１（本実施態様ではプラスチックフィルム）
は、図の左方より供給されて冷却ドラム１０の表面上を
左方より右方に搬送され、反応空間１２にて金属酸化物
を蒸着されたのち、図の右方に送り出されて巻き取られ
る。蒸発源１４はワイヤーフィード方式の加熱ボート、
ルツボ方式の誘導加熱ルツボ、ＥＢ方式のルツボ、スパ
ッタリング方式のターゲット等からなり、ここでは金属
ワイヤー１５が供給されるワイヤーフィード方式の加熱
ボートを示す。１６は溶融金属であり、１３は蒸発金属
の飛翔空間を示している。酸化性ガスの活性粒子放出口
７より放出される活性粒子は、ガス導入部６より導入さ
れた少なくとも酸化性ガスを含むガスが、磁石８を内部
に有する電極Ａ１と電極Ｂ２との間に形成されたプラズ
マにより活性化されたものであり、該電極Ｂ２と反応槽
９からなる電極Ｃ３との間でのプラズマ形成に寄与す
る。空間１２はガス導入部６’より供給される酸化性ガ
ス、および酸化性ガスの活性粒子放出口７より放出され
る活性粒子によって形成されるプラズマと、蒸発源１４
より飛翔してきた蒸発金属が反応する反応空間である。
属酸化物の蒸着を実施する一装置例の概略構成図であ
り、該真空蒸着機（ここでは図示省略している）内に設
けられた蒸発源１４と冷却ドラム１０、及び反応槽９、
反応空間１２部分を示している。金属酸化物が蒸着され
る基盤１１（本実施態様ではプラスチックフィルム）
は、図の左方より供給されて冷却ドラム１０の表面上を
左方より右方に搬送され、反応空間１２にて金属酸化物
を蒸着されたのち、図の右方に送り出されて巻き取られ
る。蒸発源１４はワイヤーフィード方式の加熱ボート、
ルツボ方式の誘導加熱ルツボ、ＥＢ方式のルツボ、スパ
ッタリング方式のターゲット等からなり、ここでは金属
ワイヤー１５が供給されるワイヤーフィード方式の加熱
ボートを示す。１６は溶融金属であり、１３は蒸発金属
の飛翔空間を示している。酸化性ガスの活性粒子放出口
７より放出される活性粒子は、ガス導入部６より導入さ
れた少なくとも酸化性ガスを含むガスが、磁石８を内部
に有する電極Ａ１と電極Ｂ２との間に形成されたプラズ
マにより活性化されたものであり、該電極Ｂ２と反応槽
９からなる電極Ｃ３との間でのプラズマ形成に寄与す
る。空間１２はガス導入部６’より供給される酸化性ガ
ス、および酸化性ガスの活性粒子放出口７より放出され
る活性粒子によって形成されるプラズマと、蒸発源１４
より飛翔してきた蒸発金属が反応する反応空間である。
【００１９】本発明のプラズマ形成法の他の方法は、図
３のごとく該電極Ｂ２と該電極Ｃ３の間にコンデンサ１
８を接続することにより、該電極Ｂ２と該電極Ｃ３の間
にプラズマによって形成されるセルフバイアスがかかる
ことを利用し、該電極Ｂ２と該電極Ｃ３の間の空間に放
電を維持する方法である。また他の方法は該電極Ｂ２と
該電極Ｃ３との間に交流を重畳した直流電圧をかける方
法である。
３のごとく該電極Ｂ２と該電極Ｃ３の間にコンデンサ１
８を接続することにより、該電極Ｂ２と該電極Ｃ３の間
にプラズマによって形成されるセルフバイアスがかかる
ことを利用し、該電極Ｂ２と該電極Ｃ３の間の空間に放
電を維持する方法である。また他の方法は該電極Ｂ２と
該電極Ｃ３との間に交流を重畳した直流電圧をかける方
法である。
【００２０】反応空間１２の基盤表面からの反応空間の
高さｄは、少なくとも１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下が好
ましい。ｄが１０ｍｍ以下および２００ｍｍ以上では、
水蒸気バリア性が悪くなり好ましくない。より好ましい
反応空間の高さは、少なくとも２０ｍｍ以上１５０ｍｍ
以下である。
高さｄは、少なくとも１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下が好
ましい。ｄが１０ｍｍ以下および２００ｍｍ以上では、
水蒸気バリア性が悪くなり好ましくない。より好ましい
反応空間の高さは、少なくとも２０ｍｍ以上１５０ｍｍ
以下である。
【００２１】反応槽９を設けることは、適切に反応空間
１２を形成でき、より効果的にかつ効率的に反応が進
み、酸化性ガス量の減少と真空装置内の汚れの減少が可
能となり、より好ましい。反応槽９がないと未反応の酸
化性ガスが多量に排気系へ流れ、真空度の低下、真空ポ
ンプ用オイルの劣化を引きおこしたり、あるいは装置内
に白い粉末状の金属酸化物が付着すると共に、真空ポン
プの破損を引き起こすトラブルが生じるおそれがあり、
さらに良好なバリア性が得られない。
１２を形成でき、より効果的にかつ効率的に反応が進
み、酸化性ガス量の減少と真空装置内の汚れの減少が可
能となり、より好ましい。反応槽９がないと未反応の酸
化性ガスが多量に排気系へ流れ、真空度の低下、真空ポ
ンプ用オイルの劣化を引きおこしたり、あるいは装置内
に白い粉末状の金属酸化物が付着すると共に、真空ポン
プの破損を引き起こすトラブルが生じるおそれがあり、
さらに良好なバリア性が得られない。
【００２２】酸化性ガスとしては酸素、一酸化炭素、二
酸化炭素、Ｎ2 Ｏ、ＮＯx （x ＝１、２）など、あるい
はこれらの混合ガスが挙げられるが、中でも酸素ガスが
反応性が最も高く、かつ不純物が残らないことから最も
好ましい。なお酸素ガスにＨ2 ガスやＣＯ2 ガス、Ｈ2
Ｏを加えてもよい。更にプラズマ中のガスのイオン化率
を上げる目的で、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを加えるこ
ともできる。
酸化炭素、Ｎ2 Ｏ、ＮＯx （x ＝１、２）など、あるい
はこれらの混合ガスが挙げられるが、中でも酸素ガスが
反応性が最も高く、かつ不純物が残らないことから最も
好ましい。なお酸素ガスにＨ2 ガスやＣＯ2 ガス、Ｈ2
Ｏを加えてもよい。更にプラズマ中のガスのイオン化率
を上げる目的で、Ａｒ、Ｈｅ等の不活性ガスを加えるこ
ともできる。
【００２３】本発明の方法によって、ポリエチレンテレ
フタレート等のポリエステル、ナイロン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン等の高分子基材に良好な透明性と
バリア性を付与できるが、中でも他の方法でこのような
特性を付与しにくいポロプロピレンに適用することによ
って本発明の目的を効果的に達成できる。特に二軸延伸
ポリプロピレン（ＯＰＰ）やキャストポリプロピレン
（ＣＰＰ）等が好ましい。本発明の方法によって二軸延
伸ポリプロピレンに酸化アルミニウムをコーティング
（蒸着）することによって、光線透過率が７０％以上９
０％以下の透明性、および水蒸気透過率が２．０ｇ／ｍ
2 ・２４時間以下０．１ｇ／ｍ2 ・２４時間以上のバリ
ア性を付与できる。
フタレート等のポリエステル、ナイロン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン等の高分子基材に良好な透明性と
バリア性を付与できるが、中でも他の方法でこのような
特性を付与しにくいポロプロピレンに適用することによ
って本発明の目的を効果的に達成できる。特に二軸延伸
ポリプロピレン（ＯＰＰ）やキャストポリプロピレン
（ＣＰＰ）等が好ましい。本発明の方法によって二軸延
伸ポリプロピレンに酸化アルミニウムをコーティング
（蒸着）することによって、光線透過率が７０％以上９
０％以下の透明性、および水蒸気透過率が２．０ｇ／ｍ
2 ・２４時間以下０．１ｇ／ｍ2 ・２４時間以上のバリ
ア性を付与できる。
【００２４】なお図１、図２、図３の電気回路におい
て、直流電源へ入る交流電源を阻止するためのチョーク
コイル等のインダクタンス、あるいはバイパスコンデン
サ、さらに整合回路等は省略している。本方法を実施す
るにあたって、適切な電気回路を設計することは当然の
ことである。
て、直流電源へ入る交流電源を阻止するためのチョーク
コイル等のインダクタンス、あるいはバイパスコンデン
サ、さらに整合回路等は省略している。本方法を実施す
るにあたって、適切な電気回路を設計することは当然の
ことである。
【００２５】
（１）光線透過率 分光光度計を用い波長５５０ｎｍの光線透過率を測定し
た。
た。
【００２６】（２）水蒸気透過率 金属酸化物をコーティング（形成）したロールよりカッ
トシートを切り出し、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ３／３０
（ＭＯＣＯＮ社製）を用い、３８℃、１００％ＲＨの条
件にて測定した。
トシートを切り出し、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ３／３０
（ＭＯＣＯＮ社製）を用い、３８℃、１００％ＲＨの条
件にて測定した。
【００２７】
【実施例】以下、実施例にて本発明をより詳細に説明す
る。なお本発明は本実施例に限定される物ではない。
る。なお本発明は本実施例に限定される物ではない。
【００２８】実施例１ 図２の装置において、１×１０−4 Ｔｏｒｒの高真空下
で、酸素ガスを６００ｃｃ／ｍｉｎ流し、かつ交流電源
５を３００Ｗとし、直流電源４を２００Ｖとした。これ
によって、非常に明るく、安定したプラズマが形成され
ることを確認した。
で、酸素ガスを６００ｃｃ／ｍｉｎ流し、かつ交流電源
５を３００Ｗとし、直流電源４を２００Ｖとした。これ
によって、非常に明るく、安定したプラズマが形成され
ることを確認した。
【００２９】比較例１ 実施例１と同様の高真空下に、１対の金属板を置き、こ
の電極間に直流電圧２００Ｖを印加しながら、酸素ガス
を６００ｃｃ／ｍｉｎ流したが、放電は起きず、プラズ
マは形成されなかった。
の電極間に直流電圧２００Ｖを印加しながら、酸素ガス
を６００ｃｃ／ｍｉｎ流したが、放電は起きず、プラズ
マは形成されなかった。
【００３０】実施例２〜５、比較例２ シンジオポリプロピレンとアイソタクチックポリプロピ
レンを６：４に混合した樹脂を約１μｍの厚さで堆積し
た、合計厚み１８μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィル
ムに、図２の蒸着装置にて、アルミニウムの酸化物を形
成（蒸着）した。アルミニウム蒸着膜として１０ｎｍに
なるようにボート温度、アルミニウムワイヤーのフィー
ド速度、フィルム搬送速度を調整した。
レンを６：４に混合した樹脂を約１μｍの厚さで堆積し
た、合計厚み１８μｍの二軸延伸ポリプロピレンフィル
ムに、図２の蒸着装置にて、アルミニウムの酸化物を形
成（蒸着）した。アルミニウム蒸着膜として１０ｎｍに
なるようにボート温度、アルミニウムワイヤーのフィー
ド速度、フィルム搬送速度を調整した。
【００３１】酸化性ガスとして酸素ガスを用い、真空蒸
着機内に設置している光学モニターにて光線透過率を測
定し、光線透過率が７５％になるよう酸素ガス量を調整
した。酸素ガスはその２／３の量をフィルムの巻出し側
（図２の左方）より供給し、残り１／３を巻取り側（右
方）より供給した。ボート（蒸発源）６と冷却ドラム２
の距離は２５０ｍｍに保ち、反応空間１２を変化させた
（ｄの長さを変えた）。
着機内に設置している光学モニターにて光線透過率を測
定し、光線透過率が７５％になるよう酸素ガス量を調整
した。酸素ガスはその２／３の量をフィルムの巻出し側
（図２の左方）より供給し、残り１／３を巻取り側（右
方）より供給した。ボート（蒸発源）６と冷却ドラム２
の距離は２５０ｍｍに保ち、反応空間１２を変化させた
（ｄの長さを変えた）。
【００３２】条件を表１に示すように変え、各種の酸化
アルミニウム膜を形成したポリプロピレンフィルムを作
成し、その水蒸気バリア性を測定した結果を同じく表１
に示す。なお、プラズマ形成は、交流電源５を３００
Ｗ、直流電源４を２００Ｖの出力で行った。
アルミニウム膜を形成したポリプロピレンフィルムを作
成し、その水蒸気バリア性を測定した結果を同じく表１
に示す。なお、プラズマ形成は、交流電源５を３００
Ｗ、直流電源４を２００Ｖの出力で行った。
【００３３】表１のごとく、反応空間を制限した本発明
品は良好な水蒸気バリア性を示した。特にグロー放電に
て酸素ガスを活性化し、蒸着したものがもっとも良好な
水蒸気バリア性を示した。
品は良好な水蒸気バリア性を示した。特にグロー放電に
て酸素ガスを活性化し、蒸着したものがもっとも良好な
水蒸気バリア性を示した。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、飛翔してきた金属蒸気
と酸化性ガスのプラズマとの反応および反応空間を特定
したことによって、透明で、高いバリア性を有する金属
酸化物蒸着フィルムが得られた。
と酸化性ガスのプラズマとの反応および反応空間を特定
したことによって、透明で、高いバリア性を有する金属
酸化物蒸着フィルムが得られた。
【図１】本発明に係るプラズマ形成方法の実施に使用す
る一実施例の概略構成図である。
る一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明に係る金属酸化物蒸着方法の実施に使用
する一実施例装置の概略構成図である。
する一実施例装置の概略構成図である。
【図３】本発明に係るプラズマ形成方法の実施に使用す
る一実施例の概略構成図である。
る一実施例の概略構成図である。
１：電極Ａ ２：電極Ｂ ３：電極Ｃ ４：直流電源 ５：交流電源 ６、６’：酸化性ガス導入口 ７：活性粒子放出口 ８：磁石 ９：反応槽 １０：冷却ドラム １１：基盤（フィルム） １２：反応空間 １３：蒸発金属の飛翔空間 １４：蒸発源 １５：ワイヤーフィード方式によってボートに供給され
る金属ワイヤー １６：溶融金属 １７：ブロッキングコンデンサ １８：コンデンサ ｄ：反応空間の高さ
る金属ワイヤー １６：溶融金属 １７：ブロッキングコンデンサ １８：コンデンサ ｄ：反応空間の高さ
Claims (14)
- 【請求項１】 電極の内部に磁石を有し、かつ冷却され
た電極Ａと該電極Ａを囲む電極Ｂとの空間に、プラズマ
を形成させるためのガスを導入し、かつ該電極Ａと該電
極Ｂの間に交流電圧を印加し、該電極Ｂ内に該ガスによ
るプラズマを形成させるとともに、該電極Ａまたは該電
極Ｂと該電極Ｂの外側に設けられた第３の電極Ｃとの間
に電圧をかけることによって、該電極Ａまたは該電極Ｂ
と該電極Ｃとの間に該電極Ｂの開口部より放出された該
ガスのプラズマを形成することを特徴とするプラズマ形
成方法。 - 【請求項２】 電極Ａまたは電極Ｂと電極Ｃの間にかけ
られる電圧が、電極Ａまたは電極Ｂと電極Ｃの間にコン
デンサを接続することにより形成されるプラズマによる
セルフバイアスであることを特徴とする請求項１に記載
のプラズマ形成方法。 - 【請求項３】 電極Ａまたは電極Ｂと電極Ｃとの間にか
けられる電圧が直流、または交流を重畳した直流である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ形成方法。 - 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
プラズマ形成方法により、蒸発源より蒸発した金属から
なる金属酸化物を、冷却ドラム上に支持された基盤の表
面に付着させるに際し、基盤表面と、基盤表面から少な
くとも１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間の金属蒸気飛翔
空間に、少なくとも酸化性のガスを含むガスからなるプ
ラズマを形成し、該プラズマ中のガスと該金属蒸気とを
反応せしめた後、基盤表面に金属の酸化物を付着させる
ことを特徴とする金属酸化物蒸着方法。 - 【請求項５】 基盤表面と、基盤表面から少なくとも２
０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の間の金属飛翔空間において
金属蒸気とプラスマ中のガスとを反応せしめることを特
徴とする請求項４に記載の金属酸化物蒸着方法。 - 【請求項６】 基盤表面と、基盤表面から少なくとも１
０ｍｍ以上２００ｍｍ以下の間の金属飛翔空間を囲む反
応槽を設け、該反応槽内で金属蒸気とプラズマ中のガス
とを反応せしめることを特徴とする請求項４に記載の金
属酸化物蒸着方法。 - 【請求項７】 基盤表面と、基盤表面から少なくとも２
０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の間の金属飛翔空間を囲む反
応槽を設け、該反応槽内で金属蒸気とプラズマ中のガス
を反応せしめることを特徴とする請求項４に記載の金属
酸化物蒸着方法。 - 【請求項８】 請求項６または請求項７に記載の反応槽
を第３の電極Ｃとすることを特徴とする金属酸化物蒸着
方法。 - 【請求項９】 酸化性ガスが酸素ガスであることを特徴
とする請求項４〜請求項８のいずれかに記載の金属酸化
物蒸着方法。 - 【請求項１０】 金属蒸気がＡｌの金属蒸気であること
を特徴とする請求項４〜請求項９のいずれかに記載の金
属酸化物蒸着方法。 - 【請求項１１】 基盤がプラスチックフィルムからなる
ことを特徴とする請求項４〜請求項１０のいずれかに記
載の金属酸化物蒸着方法。 - 【請求項１２】 プラスチックフィルムがポリプロピレ
ンからなることを特徴とする請求項１１の金属酸化物蒸
着方法。 - 【請求項１３】 請求項４〜請求項１２のいずれかに記
載の方法により、プラスチックフィルムからなる基盤の
表面に、酸化アルミニウムを蒸着されてなることを特徴
とする酸化アルミニウム蒸着フィルム。 - 【請求項１４】 プラスチックフィルムがポリプロピレ
ンからなり、光線透過率が７０％以上９０％以下で、か
つ、水蒸気透過率が２．０ｇ／ｍ2 ・２４時間以下０．
１ｇ／ｍ2 ・２４時間以上であることを特徴とする請求
項１３に記載の酸化アルミニウム蒸着フィルム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08934697A JP3944941B2 (ja) | 1996-04-10 | 1997-04-08 | プラズマ形成方法、金属酸化物蒸着方法および酸化アルミニウム蒸着フィルム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8824896 | 1996-04-10 | ||
| JP8-88248 | 1996-04-10 | ||
| JP08934697A JP3944941B2 (ja) | 1996-04-10 | 1997-04-08 | プラズマ形成方法、金属酸化物蒸着方法および酸化アルミニウム蒸着フィルム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036960A true JPH1036960A (ja) | 1998-02-10 |
| JP3944941B2 JP3944941B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=26429663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08934697A Expired - Fee Related JP3944941B2 (ja) | 1996-04-10 | 1997-04-08 | プラズマ形成方法、金属酸化物蒸着方法および酸化アルミニウム蒸着フィルム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3944941B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100768374B1 (ko) | 2004-03-22 | 2007-10-18 | 샤프 가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치 |
| JP2007314891A (ja) * | 2001-03-13 | 2007-12-06 | Kiyousera Opt Kk | 金属酸化膜被覆部材 |
| JP2009062597A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 真空成膜装置、樹脂フィルムの真空成膜方法、および樹脂フィルム |
| JP2012041641A (ja) * | 2011-11-29 | 2012-03-01 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 真空成膜装置、樹脂フィルムの真空成膜方法、および樹脂フィルム |
| JP2015062255A (ja) * | 2014-12-15 | 2015-04-02 | 国立大学法人名古屋大学 | 分子線エピタキシー装置 |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP08934697A patent/JP3944941B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007314891A (ja) * | 2001-03-13 | 2007-12-06 | Kiyousera Opt Kk | 金属酸化膜被覆部材 |
| KR100768374B1 (ko) | 2004-03-22 | 2007-10-18 | 샤프 가부시키가이샤 | 플라즈마 처리 장치 |
| JP2009062597A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 真空成膜装置、樹脂フィルムの真空成膜方法、および樹脂フィルム |
| JP2012041641A (ja) * | 2011-11-29 | 2012-03-01 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 真空成膜装置、樹脂フィルムの真空成膜方法、および樹脂フィルム |
| JP2015062255A (ja) * | 2014-12-15 | 2015-04-02 | 国立大学法人名古屋大学 | 分子線エピタキシー装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3944941B2 (ja) | 2007-07-18 |
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