JPH11256338A - ガスバリア性フィルムの製造方法 - Google Patents
ガスバリア性フィルムの製造方法Info
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- JPH11256338A JPH11256338A JP5946498A JP5946498A JPH11256338A JP H11256338 A JPH11256338 A JP H11256338A JP 5946498 A JP5946498 A JP 5946498A JP 5946498 A JP5946498 A JP 5946498A JP H11256338 A JPH11256338 A JP H11256338A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスバリア性に優れ、透明性も高く、さらに
安定した品質のガスバリア性フィルムを、大気圧下のプ
ロセスで操作性よく容易に製造することができるガスバ
リア性フィルムの製造方法を提供すること。 【解決手段】 高分子フィルム上に、２０〜１５０℃の
温度域において液体である有機珪素化合物を原料とし
て、６００〜１５２０Ｔｏｒｒの圧力下で発生するプラ
ズマを用いたＣＶＤ法により、ＳｉＯｘ（ｘ＝１．０〜
２．０）で表される酸化珪素を主成分とする薄膜を形成
させることを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方
法。
安定した品質のガスバリア性フィルムを、大気圧下のプ
ロセスで操作性よく容易に製造することができるガスバ
リア性フィルムの製造方法を提供すること。 【解決手段】 高分子フィルム上に、２０〜１５０℃の
温度域において液体である有機珪素化合物を原料とし
て、６００〜１５２０Ｔｏｒｒの圧力下で発生するプラ
ズマを用いたＣＶＤ法により、ＳｉＯｘ（ｘ＝１．０〜
２．０）で表される酸化珪素を主成分とする薄膜を形成
させることを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスバリア性フィル
ム、特に酸素バリア性及び／又は水蒸気バリア性に優れ
たガスバリア性フィルムの製造方法に関する。
ム、特に酸素バリア性及び／又は水蒸気バリア性に優れ
たガスバリア性フィルムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガスバリア性に優れたフィルムと
して、各種フィルム上にアルミニウムを積層したもの、
ポリビニリデン樹脂やポリビニリデンポリアクリル酸共
重合体樹脂をコーティングしたもの、あるいはＳｉＯｘ
等の薄膜をコーティングしたものなどが知られている。
これらのうちＳｉＯｘ等の薄膜を形成させたガスバリア
性フィルムの製造方法としては、各種フィルム上に真空
蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、減圧プ
ラズマＣＶＤ等の方法が挙げられる。真空蒸着法による
高分子フィルム上への酸化珪素薄膜の好ましい製造方法
としては、金属を加熱して気相で酸素と反応させる反応
蒸着法、電子線により酸化珪素を蒸着源とする電子ビー
ム蒸着法、珪素又は酸化珪素を加熱し、必要に応じて気
相で酸素と反応させる電子ビーム反応蒸着法がある。ま
た、減圧プラズマＣＶＤ法によるガスバリア性フィルム
の製造方法としては、原料の有機珪素化合物をプラズマ
中に導入することにより無機の酸化珪素とする方法がよ
く知られている。このとき原料として使用される有機珪
素化合物として具体的には、テトラエトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、
テトラメトキシシラン、メトキシトリメチルシラン、テ
トラメチルシラン、トリフェニルシラン、ヘキサメチル
トリシロキサン、テトラクロロシラン、トリクロロメチ
ルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロ
シラン、ジメチルクロロシランなどが挙げられる。
して、各種フィルム上にアルミニウムを積層したもの、
ポリビニリデン樹脂やポリビニリデンポリアクリル酸共
重合体樹脂をコーティングしたもの、あるいはＳｉＯｘ
等の薄膜をコーティングしたものなどが知られている。
これらのうちＳｉＯｘ等の薄膜を形成させたガスバリア
性フィルムの製造方法としては、各種フィルム上に真空
蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、減圧プ
ラズマＣＶＤ等の方法が挙げられる。真空蒸着法による
高分子フィルム上への酸化珪素薄膜の好ましい製造方法
としては、金属を加熱して気相で酸素と反応させる反応
蒸着法、電子線により酸化珪素を蒸着源とする電子ビー
ム蒸着法、珪素又は酸化珪素を加熱し、必要に応じて気
相で酸素と反応させる電子ビーム反応蒸着法がある。ま
た、減圧プラズマＣＶＤ法によるガスバリア性フィルム
の製造方法としては、原料の有機珪素化合物をプラズマ
中に導入することにより無機の酸化珪素とする方法がよ
く知られている。このとき原料として使用される有機珪
素化合物として具体的には、テトラエトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、
テトラメトキシシラン、メトキシトリメチルシラン、テ
トラメチルシラン、トリフェニルシラン、ヘキサメチル
トリシロキサン、テトラクロロシラン、トリクロロメチ
ルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロ
シラン、ジメチルクロロシランなどが挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術のうち
真空蒸着、スパッタリング又はイオンプレーティングに
よる方法はいずれも固体の原料を使用するため、操作性
が悪かったり、原料が高価で経済性が悪いという問題点
を有している。また、いずれの方法も１０-1Ｔｏｒｒ以
上の高い真空度を要する真空プロセスであるため、減圧
用の真空設備が必要であったり、真空度に見合ったシー
ル性を確保する必要があるため、設備コスト（イニシャ
ルコスト）やランニングコストが高いという問題点があ
る。本発明はこのような従来技術の問題点を解決し、酸
素ガスバリア性及び水蒸気バリア性に優れ、透明性も高
く、さらに安定した品質のガスバリア性フィルムを、高
度の真空設備を必要としない大気圧下のプロセスで操作
性よく容易に製造することができるガスバリア性フィル
ムの製造方法を提供することを目的とする。
真空蒸着、スパッタリング又はイオンプレーティングに
よる方法はいずれも固体の原料を使用するため、操作性
が悪かったり、原料が高価で経済性が悪いという問題点
を有している。また、いずれの方法も１０-1Ｔｏｒｒ以
上の高い真空度を要する真空プロセスであるため、減圧
用の真空設備が必要であったり、真空度に見合ったシー
ル性を確保する必要があるため、設備コスト（イニシャ
ルコスト）やランニングコストが高いという問題点があ
る。本発明はこのような従来技術の問題点を解決し、酸
素ガスバリア性及び水蒸気バリア性に優れ、透明性も高
く、さらに安定した品質のガスバリア性フィルムを、高
度の真空設備を必要としない大気圧下のプロセスで操作
性よく容易に製造することができるガスバリア性フィル
ムの製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は高分子フィルム
上に、２０〜１５０℃の温度域において液体である有機
珪素化合物を原料として、６００〜１５２０Ｔｏｒｒの
圧力下で発生するプラズマを用いたＣＶＤ法により、Ｓ
ｉＯｘ（ｘ＝１．０〜２．０）で表される酸化珪素を主
成分とする薄膜を形成させることを特徴とするガスバリ
ア性フィルムの製造方法である。
上に、２０〜１５０℃の温度域において液体である有機
珪素化合物を原料として、６００〜１５２０Ｔｏｒｒの
圧力下で発生するプラズマを用いたＣＶＤ法により、Ｓ
ｉＯｘ（ｘ＝１．０〜２．０）で表される酸化珪素を主
成分とする薄膜を形成させることを特徴とするガスバリ
ア性フィルムの製造方法である。
【０００５】本発明の方法においては、酸化珪素を主成
分とする薄膜を形成させるに先立ち、高分子フィルム
に、該高分子フィルム表面に付着した汚れ物質の除去、
表面活性化のための前処理としてオゾン処理、紫外線処
理、コロナ放電やＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2 、Ｏ2 等の単一又は
混合雰囲気下でのプラズマ処理を単独で又は複数種組み
合わせて施すのが好ましい。中でもＯ2 プラズマ処理が
好適である。また、酸化珪素を主成分とする薄膜を形成
させた後に、後処理としてＯ2 プラズマ処理を行うこと
により未反応原料の酸化を促進させ、コーティング膜の
組成をさらに均一化させることができる。
分とする薄膜を形成させるに先立ち、高分子フィルム
に、該高分子フィルム表面に付着した汚れ物質の除去、
表面活性化のための前処理としてオゾン処理、紫外線処
理、コロナ放電やＡｒ、Ｈｅ、Ｎ2 、Ｏ2 等の単一又は
混合雰囲気下でのプラズマ処理を単独で又は複数種組み
合わせて施すのが好ましい。中でもＯ2 プラズマ処理が
好適である。また、酸化珪素を主成分とする薄膜を形成
させた後に、後処理としてＯ2 プラズマ処理を行うこと
により未反応原料の酸化を促進させ、コーティング膜の
組成をさらに均一化させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の方法において、ガスバリ
ア性を有するコーティング膜の原料として使用する２０
〜１５０℃の温度域において液体である有機珪素化合物
とは、２０〜１５０℃の範囲内の少なくとも一部で液体
である化合物を意味し、具体的な化合物の例としてはテ
トラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ヘキ
サメチルジシロキサン、テトラメトキシシラン、メトキ
シトリメチルシラン、テトラメチルシラン、ヘキサメチ
ルトリシロキサン、テトラクロロシラン、トリクロロメ
チルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロ
ロシラン、ジメチルクロロシランなどを挙げることがで
きるが、特に好ましい化合物としてヘキサメチルジシロ
キサン（ＨＭＤＳＯ：Ｃ6 Ｈ18ＯＳｉ2 ：沸点１００
℃）がある。
ア性を有するコーティング膜の原料として使用する２０
〜１５０℃の温度域において液体である有機珪素化合物
とは、２０〜１５０℃の範囲内の少なくとも一部で液体
である化合物を意味し、具体的な化合物の例としてはテ
トラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ヘキ
サメチルジシロキサン、テトラメトキシシラン、メトキ
シトリメチルシラン、テトラメチルシラン、ヘキサメチ
ルトリシロキサン、テトラクロロシラン、トリクロロメ
チルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロ
ロシラン、ジメチルクロロシランなどを挙げることがで
きるが、特に好ましい化合物としてヘキサメチルジシロ
キサン（ＨＭＤＳＯ：Ｃ6 Ｈ18ＯＳｉ2 ：沸点１００
℃）がある。
【０００７】本発明で基材として使用する高分子フィル
ムの例としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ナイロン−６、ナイロン−６
６、ポリビニルアルコール等が挙げられる。これらの高
分子フィルムには添加剤、例えば可塑剤、帯電防止剤、
滑剤、紫外線吸収剤等が含まれていてもよい。
ムの例としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ナイロン−６、ナイロン−６
６、ポリビニルアルコール等が挙げられる。これらの高
分子フィルムには添加剤、例えば可塑剤、帯電防止剤、
滑剤、紫外線吸収剤等が含まれていてもよい。
【０００８】次に、本発明の方法によるガスバリア性フ
ィルムの一般的な製造方法を示す。先ず必要により、プ
ラズマＣＶＤ法による薄膜の形成に先立って、真空容器
中で高分子フィルムにコロナ放電処理、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ
2 、Ｏ2 などによるプラズマ処理等の前処理を施し、高
分子フィルムの汚れ物質の除去や表面の活性化を行う。
これによって、高分子フィルムとコーティング膜との接
着性を向上させることができる。処理条件は、それぞれ
の処理方法について、それぞれ最適条件を設定すればよ
いが、最も一般的な方法であるＯ2 プラズマ処理の標準
的な例を表１に示す。
ィルムの一般的な製造方法を示す。先ず必要により、プ
ラズマＣＶＤ法による薄膜の形成に先立って、真空容器
中で高分子フィルムにコロナ放電処理、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ
2 、Ｏ2 などによるプラズマ処理等の前処理を施し、高
分子フィルムの汚れ物質の除去や表面の活性化を行う。
これによって、高分子フィルムとコーティング膜との接
着性を向上させることができる。処理条件は、それぞれ
の処理方法について、それぞれ最適条件を設定すればよ
いが、最も一般的な方法であるＯ2 プラズマ処理の標準
的な例を表１に示す。
【０００９】次いで、必要により前処理を施した高分子
フィルムに、前記の有機珪素化合物をＡｒ、Ｈｅなどの
不活性ガスをキャリアガスとして供給し、６００〜１５
２０Ｔｏｒｒ、好ましくは７６０±１０Ｔｏｒｒの大気
圧又はその近傍の圧力下で行う大気圧プラズマＣＶＤ法
によりコーティングを行い、高分子フィルム上にＳｉＯ
ｘ（ｘ＝１．０〜２．０）で表される酸化珪素を主成分
とする薄膜を形成させる。
フィルムに、前記の有機珪素化合物をＡｒ、Ｈｅなどの
不活性ガスをキャリアガスとして供給し、６００〜１５
２０Ｔｏｒｒ、好ましくは７６０±１０Ｔｏｒｒの大気
圧又はその近傍の圧力下で行う大気圧プラズマＣＶＤ法
によりコーティングを行い、高分子フィルム上にＳｉＯ
ｘ（ｘ＝１．０〜２．０）で表される酸化珪素を主成分
とする薄膜を形成させる。
【００１０】本発明の方法における大気圧プラズマＣＶ
Ｄ法は、マッチングボックスを通して交流電源と接続さ
れる放電電極と接地電極を兼ねるロール型電極との間に
交流電界を印加し、６００〜１５２０Ｔｏｒｒの大気圧
又はその近傍の圧力下でグロー放電を発生させることが
可能な大気圧プラズマ処理装置を使用して、高分子フィ
ルム表面に操作性よく簡単にガスバリア性コーティング
膜を形成させる方法である。前記放電電極は導電体表面
に誘電体を被覆して形成したもので、誘電体としてはＡ
ｌ2 Ｏ3 が好適である。
Ｄ法は、マッチングボックスを通して交流電源と接続さ
れる放電電極と接地電極を兼ねるロール型電極との間に
交流電界を印加し、６００〜１５２０Ｔｏｒｒの大気圧
又はその近傍の圧力下でグロー放電を発生させることが
可能な大気圧プラズマ処理装置を使用して、高分子フィ
ルム表面に操作性よく簡単にガスバリア性コーティング
膜を形成させる方法である。前記放電電極は導電体表面
に誘電体を被覆して形成したもので、誘電体としてはＡ
ｌ2 Ｏ3 が好適である。
【００１１】ガスバリア性コーティング膜である酸化珪
素を主成分とする薄膜の厚み範囲は５〜２００ｎｍ、好
ましくは２０〜１３０ｎｍ、さらに好ましくは４０〜６
０ｎｍである。厚みが５ｎｍ未満ではガスバリア効果が
十分ではなく、また、２００ｎｍを超えると表面にクラ
ックを生じやすくなりバリア性が低下する。
素を主成分とする薄膜の厚み範囲は５〜２００ｎｍ、好
ましくは２０〜１３０ｎｍ、さらに好ましくは４０〜６
０ｎｍである。厚みが５ｎｍ未満ではガスバリア効果が
十分ではなく、また、２００ｎｍを超えると表面にクラ
ックを生じやすくなりバリア性が低下する。
【００１２】さらに、大気圧プラズマＣＶＤ法による薄
膜の形成後に、後処理としてＯ2 プラズマ処理を行うこ
とにより未反応原料の酸化を促進させ、コーティング膜
の組成をさらに均一化させることができる。本発明にお
ける前処理、コーティング処理及び後処理の標準的な条
件を表１に示す。
膜の形成後に、後処理としてＯ2 プラズマ処理を行うこ
とにより未反応原料の酸化を促進させ、コーティング膜
の組成をさらに均一化させることができる。本発明にお
ける前処理、コーティング処理及び後処理の標準的な条
件を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【実施例】以下実施例により本発明の方法をさらに具体
的に説明する。 （実施例１）図１は本発明方法を実施するための大気圧
プラズマ処理装置の概要を示す説明図である。幅１５０
ｍｍ、厚さ３０μｍの二軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）フィルムを供試体として図１に示す形式
の試験装置を使用し、表２の条件でコーティングフィル
ムを作製し、性能評価を行った。作製した試料は表３に
示す試料Ｎｏ．１〜１０の１０種類である。
的に説明する。 （実施例１）図１は本発明方法を実施するための大気圧
プラズマ処理装置の概要を示す説明図である。幅１５０
ｍｍ、厚さ３０μｍの二軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）フィルムを供試体として図１に示す形式
の試験装置を使用し、表２の条件でコーティングフィル
ムを作製し、性能評価を行った。作製した試料は表３に
示す試料Ｎｏ．１〜１０の１０種類である。
【００１５】
【表２】
【００１６】試験は先ず図１に示した装置のフィルム送
りロール９に処理を行う基材フィルム１６を装着し、フ
ィルム端部を張力調整用ロール１１、ロール型接地電極
４、張力調整用ロール１１を介してフィルム巻き取りロ
ール１０に固定する。放電電極３と冷却水により冷却し
ているロール型接地電極４（冷却系統は図示省略）との
距離を０．５〜２０ｍｍに各部での距離が等しくなるよ
うに調整した後、チャンバ５内を排気用の真空ポンプ６
を用いて０．１Ｔｏｒｒ程度まで排気した。次いでチャ
ンバ５内にＨｅガス導入管１７からＨｅガスを大気圧に
なるまで導入した。
りロール９に処理を行う基材フィルム１６を装着し、フ
ィルム端部を張力調整用ロール１１、ロール型接地電極
４、張力調整用ロール１１を介してフィルム巻き取りロ
ール１０に固定する。放電電極３と冷却水により冷却し
ているロール型接地電極４（冷却系統は図示省略）との
距離を０．５〜２０ｍｍに各部での距離が等しくなるよ
うに調整した後、チャンバ５内を排気用の真空ポンプ６
を用いて０．１Ｔｏｒｒ程度まで排気した。次いでチャ
ンバ５内にＨｅガス導入管１７からＨｅガスを大気圧に
なるまで導入した。
【００１７】図２は図１の大気圧プラズマ処理装置のプ
ラズマ処理部の拡大図である。図２に示すように放電電
極３は絶縁体２１に挟まれた導電体１９の表面を誘電体
２０で被覆した構造であり、電極間の距離が変わらない
ようロール型接地電極４に沿って湾曲した形状とし、導
入したガスが放電部に効率よく供給されるようなスリッ
ト部２２が形成されている。また、図示していないが冷
却水を通水できる構造となっている。
ラズマ処理部の拡大図である。図２に示すように放電電
極３は絶縁体２１に挟まれた導電体１９の表面を誘電体
２０で被覆した構造であり、電極間の距離が変わらない
ようロール型接地電極４に沿って湾曲した形状とし、導
入したガスが放電部に効率よく供給されるようなスリッ
ト部２２が形成されている。また、図示していないが冷
却水を通水できる構造となっている。
【００１８】その後、放電電極３とロール型接地電極４
にマッチングボックス１を介して１３．５６ＭＨｚの高
周波を所定の電力で供給し、先ずＨｅ雰囲気下でグロー
プラズマを発生させた。次いで原料である有機珪素化合
物としてヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を使
用し、所定量のＨｅ及びＯ2 ガスとともに７６０Ｔｏｒ
ｒの圧力下に、スリット部２２からプラズマ内に供給し
た。液体であるＨＭＤＳＯの供給はＨＭＤＳＯを入れた
容器１２にキャリアガス導入管１５からＨｅガスを導入
してバブリングさせ、このＨｅガスをキャリアガスとし
てＨＭＤＳＯを搬送させるようにした。処理中のＨｅガ
スとＯ2 ガスの比率はＨｅガス導入管１７からのＨｅガ
スとＯ2 ガス導入管１４からのＯ2 ガスにより調整し
た。また、フィルム処理の際のフィルム送り速度は０．
１〜０．５ｍ／ｍｉｎとした。
にマッチングボックス１を介して１３．５６ＭＨｚの高
周波を所定の電力で供給し、先ずＨｅ雰囲気下でグロー
プラズマを発生させた。次いで原料である有機珪素化合
物としてヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を使
用し、所定量のＨｅ及びＯ2 ガスとともに７６０Ｔｏｒ
ｒの圧力下に、スリット部２２からプラズマ内に供給し
た。液体であるＨＭＤＳＯの供給はＨＭＤＳＯを入れた
容器１２にキャリアガス導入管１５からＨｅガスを導入
してバブリングさせ、このＨｅガスをキャリアガスとし
てＨＭＤＳＯを搬送させるようにした。処理中のＨｅガ
スとＯ2 ガスの比率はＨｅガス導入管１７からのＨｅガ
スとＯ2 ガス導入管１４からのＯ2 ガスにより調整し
た。また、フィルム処理の際のフィルム送り速度は０．
１〜０．５ｍ／ｍｉｎとした。
【００１９】前処理は次のように行った。すなわち、コ
ーティング処理を行う前の基材フィルム１６を、コーテ
ィングのときと同様にフィルム送りロール９に装着し、
張力調整用ロール１１、ロール型接地電極４、張力調整
用ロール１１を介してフィルム巻き取りロール１０に固
定し、チャンバ５内を０．１Ｔｏｒｒ程度まで十分排気
した。次いでＯ2 ガス導入管１４からＯ2 ガスを１０ミ
リリットル／ｍｉｎの流量で導入し、１３．５６ＭＨｚ
の高周波を１００Ｗの電力で供給しプラズマを発生さ
せ、フィルム送り速度０．５ｍ／ｍｉｎとして１秒間Ｏ
2 プラズマ処理した。
ーティング処理を行う前の基材フィルム１６を、コーテ
ィングのときと同様にフィルム送りロール９に装着し、
張力調整用ロール１１、ロール型接地電極４、張力調整
用ロール１１を介してフィルム巻き取りロール１０に固
定し、チャンバ５内を０．１Ｔｏｒｒ程度まで十分排気
した。次いでＯ2 ガス導入管１４からＯ2 ガスを１０ミ
リリットル／ｍｉｎの流量で導入し、１３．５６ＭＨｚ
の高周波を１００Ｗの電力で供給しプラズマを発生さ
せ、フィルム送り速度０．５ｍ／ｍｉｎとして１秒間Ｏ
2 プラズマ処理した。
【００２０】後処理は、コーティング処理後のフィルム
を前処理と同様の方法でＯ2 プラズマ処理することによ
って行った。なお本実施例においては、フィルム巻き取
りロール１０に巻き取られた前処理後のフィルムは、フ
ィルム送りロール９、フィルム巻き取りロール１０を逆
方向回転させて再度フィルム送りロール９に巻き取った
あと、前記によりコーティング処理を行った。また、後
処理も同様に行った。
を前処理と同様の方法でＯ2 プラズマ処理することによ
って行った。なお本実施例においては、フィルム巻き取
りロール１０に巻き取られた前処理後のフィルムは、フ
ィルム送りロール９、フィルム巻き取りロール１０を逆
方向回転させて再度フィルム送りロール９に巻き取った
あと、前記によりコーティング処理を行った。また、後
処理も同様に行った。
【００２１】作製したガスバリア性フィルムの試料につ
いて、酸素透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−Ｔ
ＲＡＮ１００）を使用して酸素透過量を測定し酸素ガス
バリア性を評価するとともに、ＪＩＳ−Ｚ０２０８に準
拠して水蒸気透過量の測定を行い水蒸気バリア性を評価
した。また、透明性については全光線透過率を測定し、
透過率が６０％以上のものを透明性◎、４０％以上６０
％未満のものを○、４０％未満のものを×として評価し
た。
いて、酸素透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−Ｔ
ＲＡＮ１００）を使用して酸素透過量を測定し酸素ガス
バリア性を評価するとともに、ＪＩＳ−Ｚ０２０８に準
拠して水蒸気透過量の測定を行い水蒸気バリア性を評価
した。また、透明性については全光線透過率を測定し、
透過率が６０％以上のものを透明性◎、４０％以上６０
％未満のものを○、４０％未満のものを×として評価し
た。
【００２２】作製した試料の作製条件等を表３に、性能
評価試験結果を表４、図３及び図４に示す。表４の試料
Ｎｏ．０は比較のため未処理のＰＥＴフィルムのガスバ
リア性を示したものである。図３は前処理及び後処理の
効果を比較したものであり、Ｎｏ．１〜３を比較する
と、前処理を行わないでコーティング処理を施した場合
（Ｎｏ．１）、ガスバリア性の向上が認められるもの
の、その効果は小さく、前処理を行ったＮｏ．２と比較
するとガスバリア性が劣ることがわかる。このことか
ら、前処理がガスバリア性の向上に有効な処理であるこ
とが確認できる。また、後処理を施したＮｏ．３ではさ
らにガスバリア性が向上している。
評価試験結果を表４、図３及び図４に示す。表４の試料
Ｎｏ．０は比較のため未処理のＰＥＴフィルムのガスバ
リア性を示したものである。図３は前処理及び後処理の
効果を比較したものであり、Ｎｏ．１〜３を比較する
と、前処理を行わないでコーティング処理を施した場合
（Ｎｏ．１）、ガスバリア性の向上が認められるもの
の、その効果は小さく、前処理を行ったＮｏ．２と比較
するとガスバリア性が劣ることがわかる。このことか
ら、前処理がガスバリア性の向上に有効な処理であるこ
とが確認できる。また、後処理を施したＮｏ．３ではさ
らにガスバリア性が向上している。
【００２３】次に他の条件は一定として印加電力を変化
させた場合（Ｎｏ．３〜５）では、５０Ｗで処理を行っ
たＮｏ．４のガスバリア性が低いが、これは膜厚が２０
ｎｍと薄いためである。また、処理時間を変化させた例
（Ｎｏ．３、７、８）では、処理時間の長いＮｏ．７及
び８のガスバリア性が悪いが、これは膜厚が厚すぎて、
表面にクラックが生じやすくなったためである。
させた場合（Ｎｏ．３〜５）では、５０Ｗで処理を行っ
たＮｏ．４のガスバリア性が低いが、これは膜厚が２０
ｎｍと薄いためである。また、処理時間を変化させた例
（Ｎｏ．３、７、８）では、処理時間の長いＮｏ．７及
び８のガスバリア性が悪いが、これは膜厚が厚すぎて、
表面にクラックが生じやすくなったためである。
【００２４】次に、導入するＯ2 ガス流量を変化させた
場合（Ｎｏ．３、９、１０）、ガス流量の変化によって
バリア性に大きな変化は見られず、いずれも良好なガス
バリア性を示した。図４はＮｏ．３〜１０の試料につい
て、コーティングした膜厚に対してＯ2 及び水蒸気のバ
リア性を比較したものである。膜厚が４０〜６０ｎｍの
場合、良好なガスバリア性を示しているが、膜厚がそれ
以上厚くなるとバリア性が低下する。これは膜が厚いた
め表面にクラックを生じやすくなりバリア性が低下する
ためであると思われる。以上の結果より、ガスバリア性
が効果的に作用する膜厚みは４０〜６０ｎｍ近辺であ
る。
場合（Ｎｏ．３、９、１０）、ガス流量の変化によって
バリア性に大きな変化は見られず、いずれも良好なガス
バリア性を示した。図４はＮｏ．３〜１０の試料につい
て、コーティングした膜厚に対してＯ2 及び水蒸気のバ
リア性を比較したものである。膜厚が４０〜６０ｎｍの
場合、良好なガスバリア性を示しているが、膜厚がそれ
以上厚くなるとバリア性が低下する。これは膜が厚いた
め表面にクラックを生じやすくなりバリア性が低下する
ためであると思われる。以上の結果より、ガスバリア性
が効果的に作用する膜厚みは４０〜６０ｎｍ近辺であ
る。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】
【発明の効果】本発明の方法によれば、高分子フィルム
上に液体の有機珪素化合物を原料として大気圧及びその
近傍の圧力で発生させたグロープラズマを用いたＣＶＤ
法により酸化珪素膜を比較的簡単に操作性よく形成させ
ることができる。また、適切な前処理及び／又は後処理
を行うことにより、さらにガスバリア性に優れたフィル
ムを製造することが可能であり、これらのフィルムのガ
スバリア性は時間経過による性能の低下もみられない。
上に液体の有機珪素化合物を原料として大気圧及びその
近傍の圧力で発生させたグロープラズマを用いたＣＶＤ
法により酸化珪素膜を比較的簡単に操作性よく形成させ
ることができる。また、適切な前処理及び／又は後処理
を行うことにより、さらにガスバリア性に優れたフィル
ムを製造することが可能であり、これらのフィルムのガ
スバリア性は時間経過による性能の低下もみられない。
【図１】本発明方法を実施するための大気圧プラズマ処
理装置の概要を示す説明図。
理装置の概要を示す説明図。
【図２】図１の大気圧プラズマ処理装置のプラズマ処理
部の拡大図。
部の拡大図。
【図３】実施例における前処理及び後処理の有無とガス
バリア性との関係を示す図。
バリア性との関係を示す図。
【図４】実施例におけるコーティング膜厚とガスバリア
性との関係を示す図。
性との関係を示す図。
Claims (4)
- 【請求項１】 高分子フィルム上に、２０〜１５０℃の
温度域において液体である有機珪素化合物を原料とし
て、６００〜１５２０Ｔｏｒｒの圧力下で発生するプラ
ズマを用いたＣＶＤ法により、ＳｉＯｘ（ｘ＝１．０〜
２．０）で表される酸化珪素を主成分とする薄膜を形成
させることを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方
法。 - 【請求項２】 酸化珪素を主成分とする薄膜を形成させ
るに先立ち、高分子フィルムに、該高分子フィルム表面
に付着した汚れ物質の除去、表面活性化のための前処理
を施すことを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性
フィルムの製造方法。 - 【請求項３】 酸化珪素を主成分とする薄膜を形成させ
た後に、後処理としてＯ2 プラズマ処理を行うことを特
徴とする請求項１又は２に記載のガスバリア性フィルム
の製造方法。 - 【請求項４】 前記薄膜の厚みが５〜２００ｎｍの範囲
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載のガスバリア性フィルムの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP05946498A JP4012620B2 (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | ガスバリア性フィルムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05946498A JP4012620B2 (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | ガスバリア性フィルムの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11256338A true JPH11256338A (ja) | 1999-09-21 |
| JP4012620B2 JP4012620B2 (ja) | 2007-11-21 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-03-11 JP JP05946498A patent/JP4012620B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4012620B2 (ja) | 2007-11-21 |
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