DE60116439T3 - Gassperrfilm - Google Patents

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Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasbarrierefilm, der hauptsächlich als Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel, Medikamente und dergleichen, und als Verpackungsmaterial für elektronische Geräte und dergleichen eingesetzt wird, und betrifft insbesondere einen Gasbarrierefilm mit einem Siliziumoxidfilm, der ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften hat.
  • Ein Gasbarrierefilm wird hauptsächlich als Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel, Medikamente und dergleichen eingesetzt, um sie vor dem Einfluss von Sauerstoff und Wasserdampf und ähnlichem zu schützen, die eine Qualitätsveränderung der Inhalte verursachen können, und als Verpackungsmaterial für elektronische Geräte und dergleichen, um Elemente, die zu Flüssigkristallbildschirmen, EL-Bildschirmen und ähnlichem gebildet sind, vor dem Kontakt mit Sauerstoff und Wasserdampf, und damit davor zu schützen, dass ihre Leistungsfähigkeit gemindert wird. Zudem wurde in den vergangenen Jahren ein Gasbarrierefilm in einigen Bereichen eingesetzt, in denen bisher Glas und dergleichen eingesetzt wurde, damit diese Flexibilität, Stoßfestigkeit und dergleichen erhalten.
  • Ein solcher Gasbarrierefilm hat im Allgemeinen eine Zusammensetzung, bei der ein Kunststofffilm als Basismaterial eingesetzt wird, und eine Gasbarriereschicht auf einer oder beiden Seiten des Basismaterials gebildet wird. Und der Gasbarrierefilm wird mit verschiedenen Verfahren gebildet, einschließlich des CVD-Verfahrens, des PVD-Verfahrens und des Sputter-Verfahrens, aber sogar im Falle der Verwendung irgendeines Verfahrens, haben herkömmliche Gasbarrierefilme nur etwa eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) von 2 cc/m2/Tag und eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) von etwa 2 g/m2/Tag und waren noch unzureichend, wenn sie in Anwendungen eingesetzt wurden, die eine höhere Gasbarriereeigenschaft erforderten.
  • Als Trockenfilmbildungsverfahren eines Films, der eine Gasbarriereeigenschaft auf einem Kunststoff-Basismaterial hat, sind einige Verfahren bekannt, bei denen ein Siliziumoxidfilm (ein Siliziumdioxidfilm) und ein Aluminiumoxidfilm (ein Aluminafilm) gebildet werden kann, indem ein Trockenfilmbildungsverfahren, einschließlich des Plasma-CVD-Verfahrens, eingesetzt wird. Diese Verfahren sind zum Beispiel in den japanischen Patentanmeldungsauslegeschriften mit den Nr. 8-176326 , 11-309815 und 2000-6301 und anderen beschrieben. Insbesondere hat das Plasma-CVD-Verfahren die Vorteile, dass ein Siliziumoxidfilm und ein Aluminiumoxidfilm, die ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften und Flexibilität aufweisen, gebildet werden können, ohne ein Basismaterial aus Hochpolymerharz durch Erwärmung zu beschädigen.
  • Die WO 93/24243 offenbart die Fertigung eines Gasbarrierefilms durch die Verwendung des Plasma-CVD-Verfahrens, um einen Siliziumoxidfilm aus einem siliziumorganischen Dampf und einem Oxidationsdampf zu bilden. Von solchen Filmen ist bekannt, dass sie eine nennenswerte Menge an organischen Rückständen aus der Verwendung der siliziumorganischen Komponente umfassen.
  • Die Gasbarriereeigenschaft eines Gasbarrierefilms wird normalerweise durch die Erhöhung der Dicke der aufgedampften Barriereschicht verbessert. In den letzten Jahren haben jedoch J. T. Felts et al. (34th Annual Technical Conference Proceedings (1991), p. 99 to 104) and J. E. Klemberg-Sapieha et al. (36th Annual Technical Conference Proceedings (1993), p. 445 to 449) in der Society of Vacuum Coaters darauf hingewiesen, dass ein Barrierefilm durch der Spannungsrelaxation innerhalb des Films reißt, aufgrund der steigenden Filmdicke, was in einer Verbesserung seiner Gasübertragungsrate resultiert.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte mit einem Blick auf diese Umstände erreicht und zielt hauptsächlich darauf, einen Gasbarrierefilm bereitzustellen, der eine extrem gute Gasbarriereeigenschaft hat, während der Film eine vorher festgelegte Dicke behält.
  • Um den oben genannten Zweck zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung einen Gasbarrierefilm bereit, der ein Basismaterial und einen Siliziumoxid-Aufdampffilm umfasst, der auf beiden Seiten oder auf einer Seite des Basismaterials gebildet wird, wobei:
    der Siliziumoxidfilm nach dem Plasma-CVD-Verfahren gebildet ist und 170 bis 200 Sauerstoffatome und 30 oder weniger Kohlenstoffatome pro 100 Siliziumatome enthält und des Weiteren basierend auf der Schwingung von Si-O-Si einen IR-Absorptionspeak zwischen 1055 und 1065 cm–1 hat;
    der Abstand zwischen auf der Oberfläche des Siliziumoxidfilms gebildeten Körnern 5 bis 40 nm beträgt;
    die Dicke des Siliziumoxid-Aufdampffilms 5 nm bis 30 nm beträgt; und
    der Siliziumoxidfilm einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,48 hat.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Fläche, durch die ein Gas übertragen wird, klein gehalten werden, und daher kann ein Gasbarrierefilm mit einer extrem ausgezeichneten Gasbarriereeigenschaft gemacht werden, indem der Abstand zwischen den Körnern, die auf der Oberfläche des Aufdampffilms gebildet sind, kontrolliert wird, der als ein Gasbarrierefilm in dem oben erwähnten Umfang agiert.
  • Gemäß der Erfindung ist der oben genannte Aufdampffilm ein Siliziumoxidfilm.
  • Gemäß dieser Erfindung kann der Film als Gasbarrierefilm gemacht werden, der eine extrem gute Gasbarriereeigenschaft aufweist, indem die Eigenschaften kontrolliert werden, die das Verhältnis der Komponenten im Siliziumoxidfilm und der Peakposition des Infrarotabsorptionsbands der Streckschwingung von Si-O-Si, beobachtet im Bereich zwischen 1055 und 1065 cm–1 umfassen. Der Siliziumoxidfilm enthält zwischen 170 und 200 Sauerstoffatome und 30 oder weniger Kohlenstoffatome je 100 Siliziumatome. Ein Siliziumoxidfilm, der diese Eigenschaften aufweist, wird ein SiO2-ähnlicher Film, der dicht ist und eine kleine Menge an Verunreinigungen enthält.
  • Gemäß der Erfindung hat der Siliziumoxidfilm einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,48 in einem Gasbarrierefilm. Daher kann die Gasbarriereeigenschaft noch weiter verbessert werden, indem der Brechungsindex des Siliziumoxidfilms, der als Gasbarrierefilm agiert, in dem oben genannten Bereich kontrolliert wird.
  • Vorzugsweise hat der Siliziumoxidfilm ein E'-Zentrum, das durch eine Messung nach einem Elektronenspinresonanzverfahren (ESR-Verfahren) beobachtet wird.
  • Der Siliziumoxidfilm, der Siliziumatome aufweist, die ein E'-Zentrum, in anderen Worten, ungepaarte Elektronen, enthalten, hat eine Filmstruktur, die stark gestört ist und kann daher als ein Gasbarrierefilm dienen, der eine extrem ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft aufweist.
  • Die Dichte des E'-Zentrums ist vorzugsweise 5 × 1015 Spins/cm3 oder größer.
  • Der Siliziumoxidfilm, der eine Dichte des E'-Zentrums von 5 × 1015 Spins/cm3 oder größer aufweist, kann als ein Film angesehen werden, der sicher eine stark gestörte Filmstruktur hat, denn ein Gasbarrierefilm, der diese Struktur hat, hat eine ganz ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft.
  • Vorzugsweise hat der Siliziumoxidfilm einen Infrarot-Absorbtionspeak, der bei 2341 ± 4 cm–1 vorhanden ist, der auf der Streckschwingung von CO-Molekülen basiert.
  • Gemäß dieser Erfindung kann ein Gasbarrierefilm, der extrem ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften hat, gemacht werden, indem die Eigenschaft kontrolliert wird, die eine IR-Absorption in einem Siliziumoxidfilm umfasst, der als ein Gasbarrierefilm agiert, wie oben erwähnt.
  • In der Erfindung wird bevorzugt, dass die Sauerstoffübertragungsrate 0,5 cc/m2/Tag oder weniger ist, und die Wasserdampfübertragungsrate 0,5 g/m2/Tag oder weniger ist.
  • Denn wenn die Sauerstoffübertragungsrate und die Wasserdampfübertragungsrate eines Gasbarrierefilm innerhalb der oben erwähnten Bereiche kontrolliert werden, dann überträgt der Film kaum Sauerstoff oder Wasserdampf, was eine Qualitätsveränderung der Inhalte verursachen könnte, und kann somit vorzugsweise in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine hohe Gasbarriereeigenschaft erforderlich ist.
  • Gemäß der Erfindung liegt die Dicke des Aufdampffilms innerhalb des Bereichs zwischen 5 und 30 nm.
  • Denn gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Film, sogar in dem Fall, in dem ein extrem dünner Aufdampffilm von 5 bis 30 nm gebildet wird, eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft ausüben, und kann ferner nur schwer gerissen werden. Da ein Gasbarrierefilm, in dem ein Aufdampffilm, dessen Dicke innerhalb des Bereichs liegt, gebildet wird, zusätzlich hinsichtlich seiner Transparenz, Erscheinung und ähnlichem nicht beschädigt wird, und auch ein verstärktes Einrollen des Films verzögert werden kann, resultiert das in einer bevorzugten Produktivität.
  • Außerdem wird in der vorliegenden Erfindung ein geschichtetes Material bereitgestellt, wobei eine durch Wärmeeintrag abdichtbare Harzschicht an der Oberfläche mindestens einer Seite des Gasbarrierefilms gemäß irgendeinem der oben genannten ersten bis vierten Aspekte der Erfindung vorgesehen ist. Wenn ein solches geschichtetes Material eingesetzt wird, kann ein Packmittel durch Wärmeeintrag einer durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht in dem oben erwähnten geschichteten Material zur Herstellung einer Tasche oder eines Behälters erhalten werden, und da dieses Packmittel eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft aufweist, ist das Mittel als Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel und Medikamente und ferner für elektronische Geräte und ähnliches geeignet.
  • Und gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein geschichtetes Material bereitgestellt, wobei eine elektrisch leitfähige Schicht an der Oberfläche mindestens einer Seite des Gasbarrierefilms gemäß irgendeinem der oben genannten ersten bis vierten Aspekte der Erfindung gebildet wird. Wenn ein solches geschichtetes Material eingesetzt wird, dann kann ein Bildanzeigemedium gemacht werden, indem eine Bildanzeigeschicht an der oben erwähnten elektrisch leitfähigen Schicht gebildet wird. Dieses Bildanzeigemedium kann so gemacht werden, dass es über eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und Stoßfestigkeit verfügt, da das Basismaterial, das eingesetzt wird, über ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften und Flexibilität verfügt.
  • Wie oben illustriert, kann der Gasbarrierefilm gemäß der vorliegenden Erfindung als Gasbarrierefilm mit extrem guten Gasbarriereeigenschaften gemacht werden, nicht nur, indem die Dicke des Aufdampffilms herkömmlich angepasst wird, sondern auch, indem die Zusammensetzung des Aufdampffilms, der als Gasbarrierefilm agiert, der Abstand zwischen den Körnern, die auf der Oberfläche gebildet sind, die Gegenwart oder Abwesenheit des E'-Zentrums, beobachtet durch ein Elektronenspinresonanzverfahren (ESR-Verfahren), die Gegenwart und Abwesenheit von absorbierten CO-Molekülen und ähnliches, kontrolliert wird.
  • Ferner hat der Gasbarrierefilm der vorliegenden Erfindung eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) von 0,5 g/m2/Tag oder weniger und kann vorzugsweise eingesetzt werden für Verwendungszwecke, für die zum Beispiel eine hohe Gasbarriereeigenschaft erforderlich ist, und für Verpackungsmaterialien von Vorräten, Arzneimitteln und ähnlichem, für Verpackungsmaterialien für elektronische Geräte und ähnliches.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Schnittdarstellung, die ein Beispiel für die Struktur eines Gasbarrierefilms nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine schematische Schnittdarstellung, die die Körner auf der Oberfläche eines Aufdampffilms in einer zweiten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist eine vergrößerte Ansicht einer Oberfläche des Gasbarrierefilms, der in 2 gezeigt wird.
  • 4 ist eine schematische Schnittdarstellung, die ein Beispiel für ein geschichtetes Material zeigt, das den Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung nutzt.
  • 5 ist eine schematische Schnittdarstellung, die ein anderes Beispiel für ein geschichtetes Material zeigt, das den Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung nutzt.
  • 6 ist eine schematische Schnittdarstellung, die ein anderes Beispiel für ein geschichtetes Material zeigt, das den Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung nutzt.
  • 7 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel für ein Packmittel zeigt, das den Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung nutzt.
  • 8 ist eine schematische Perspektivansicht, die ein anderes Beispiel für ein Packmittel zeigt, das den Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung nutzt.
  • 9 ist eine Draufsicht, die einen Plattenrohling zeigt, der für die Herstellung des Packmittels eingesetzt wird, das in 8 gezeigt wird.
  • 10 ist eine schematische Schnittdarstellung, die ein Beispiel für ein geschichtetes Material zeigt, das den Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung nutzt.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Plasma-CVD-Beschichtungsgeräts zeigt.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Plasma-CVD-Beschichtungsgeräts zeigt, das mit einem Transportmechanismus ausgestattet ist.
  • 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Aufroll-Typ-Hohlkathoden-Ionenplattierungs-Beschichtungsgeräts zeigt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Verwendung der Zeichnungen konkret beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Schnittdarstellung, die ein Beispiel für die Zusammensetzung eines Gasbarrierefilms zeigt. Wie in 1 gezeigt besteht ein Gasbarrierefilm 1 nach der vorliegenden Erfindung aus einem Basismaterial 2 und einem Aufdampffilm 3, der auf beiden Seiten oder auf einer Seite des Basismaterials 2 gebildet wird. Nachfolgend wird dieser Aufdampffilm und das Basismaterial bzw. das Herstellverfahren dieses Gasbarrierefilms beschrieben.
  • A. Aufdampffilm
  • Ein Aufdampffilm in der vorliegenden Erfindung ist ein Siliziumoxidfilm, der durch ein Plasma-CVD-Verfahren gebildet wird. Der Siliziumoxidfilm ist dadurch gekennzeichnet, dass der Film aus einem Verhältnis von Komponenten besteht, bei dem die Anzahl der Sauerstoffatome zwischen 170 und 200, die Anzahl der Kohlenstoffatome bei 30 oder weniger und die Anzahl der Siliziumatome bei 100 liegt, und ferner eine Peakposition des IR-Absorptionsband zwischen 1055 und 1065 cm–1 hat, die auf der Streckschwingung von Si-O-Si basiert. Das heißt, dass die extrem gute Gasbarriereeigenschaft erreicht wurde, indem die Eigenschaften kontrolliert wurden, die das Verhältnis der Komponenten im Siliziumoxidfilm 3, der als ein Gasbarrierefilm agiert, und die Peakposition eines IR-Absorptionsbands innerhalb des oben erwähnten Bereichs umfassen.
  • Der oben erwähnte Siliziumoxidfilm besteht aus einem Verhältnis von Komponenten, wobei die Anzahl der Sauerstoffatome zwischen 170 und 200, die Anzahl der Kohlenstoffatome bei 30 oder weniger und die Anzahl der Siliziumatome bei 100 liegt, und wird so gebildet, dass eine Peakposition des IR-Absorptionsband zwischen 1055 und 1065 cm–1 vorhanden ist, die auf der Streckschwingung von Si-O-Si basiert. Ferner weist der Siliziumoxidfilm gleichzeitig einen Brechungsindex zwischen 1,45 und 1,48 auf. Ein Gasbarrierefilm 1, der einen Siliziumoxidfilm 3 mit solchen Eigenschaften hat, wird eine extrem ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft ausüben.
  • Um das Verhältnis jeder Komponente Si, O und C, so zu machen, dass die Anzahl der Sauerstoffatome zwischen 170 und 200 und die Anzahl der Kohlenstoffatome bei 30 oder weniger zur Anzahl der Siliziumatome von 100 liegt, wird das Strömungsverhältnis des Gases der organischen Siliziumverbindung zum Sauerstoffgas, die Größe der elektrischen Schlussleistung je Einheit der Strömungsmenge des Gases der organischen Siliziumverbindung und andere angepasst. Als Ergebnis kann das Verhältnis innerhalb des oben erwähnten Bereichs kontrolliert werden. Insbesondere ist eine Kontrolle bevorzugt, die das Mischen von C verhindert. Zum Beispiel kann, indem die Strömungsmenge des (Sauerstoffgas/Gas der organischen Siliziumverbindung) innerhalb des Bereichs von etwa 3 bis 50 angepasst wird, ein SiO2-ähnlicher Film gebildet werden, um das Mischen von C zu verhindern, und indem die Größe der elektrischen Schlussleistung (geladene Leistung) je Einheit der Strömungsmenge des Gases der organischen Siliziumverbindung erhöht wird, kann die Si-C-Bindung leicht durchschnitten werden, um das Mischen von C in den Film zu verhindern. Weiters ist die obere Grenze des Strömungsverhältnisses aus Gründen der Vorteilhaftigkeit definiert, und es gibt auch dann kein besonderes Problem, wenn das Strömungsverhältnis über 50 liegt. Da ein Siliziumoxidfilm mit einer Zusammensetzung der Komponenten in diesem Bereich eine geringe Anzahl an Si-C-Bindungen hat, wird der Film ein SiO2-ähnlicher gleichmäßiger Film und weist eine extrem ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft auf. Ein solches Komponentenverhältnis wird durch die Ergebnisse bewertet, die mit einem Gerät gemessen werden, das jede Komponente an Si, O und C quantitativ messen kann. Typische Messgeräte sind jene von ESCA (Elektronenspektroskopie für chemische Analysen), RBS (Rutherford Rückstreuverfahren) und Auger-Elektronenspektroskopieverfahren.
  • Der Fall, bei dem der O-Gehalt unter 170 Atomen je 100 Atomen liegt, ist dann häufig zu sehen, wenn das Strömungsverhältnis von (Sauerstoffgas/Gas der organischen Siliziumverbindung) gering ist (wenn die Strömung des Sauerstoffgases relativ gering ist) und wenn die Menge an elektrischer Schlussleistung je Einheit der Strömungsmenge der organischen Siliziumverbindung gering ist. In der Folge wird das Komponentenverhältnis von C hoch. Als Ergebnis sind viele Si-C-Bindungen im Film enthalten, und der Film ist kein SiO2-ähnlicher gleichmäßiger Film und hat eine hohe Sauerstoffübertragung (Sauerstoffübertragungsrate) und Wasserdampfübertragung (Wasserdampfübertragungsrate). In der Folge kann der Film keine ausreichende Gasbarriereeigenschaft ausüben. Ferner ist es schwierig, dass die Anzahl der Sauerstoffatome 200 pro 100 Si-Atome stöchiometrisch übersteigt. Außerdem wird der Fall, in dem der Gehalt an C über 30 pro 100 Si-Atome ist, unter den gleichen Bedingungen wie in dem Fall, in dem der Gehalt an O unter 170 pro 100 Si-Atome liegt häufig festgestellt, das heißt, in dem Fall, in dem das Strömungsverhältnis von (Sauerstoffgas/Gas der organischen Siliziumverbindung) gering ist (in dem Fall, in dem die Strömung des Sauerstoffgases relativ niedrig ist) und in dem Fall, in dem die Größe der elektrischen Schlussleistung je Einheit der Strömungsmenge des Gases der organischen Siliziumverbindung gering ist, und die Si-C-Bindungen im Film, wie sie sind, erhalten bleiben. Als Ergebnis ist der Film kein SiO2-ähnlicher gleichmäßiger Film, und hat dieser eine hohe Sauerstoffübertragungs- und Wasserdampfübertragungsrate. In der Folge kann der Film keine ausreichende Gasbarriereeigenschaft ausüben. Andererseits ist die untere Grenze des Gehalts von C nicht speziell definiert, aber der untere Grenzwert für den tatsächlichen Filmbildungsprozess kann mit 10 pro 100 Si-Atome definiert werden. Ferner, obwohl es tatsächlich nicht leicht ist, der Gehalt von C auf weniger als 10 pro 100 Si-Atome zu bringen, kann der Gehalt von C unter 10 pro 100 Si-Atome liegen und ein SiO2-ähnlicher gleichmäßiger Film kann erhalten werden.
  • Damit es möglich ist, die Peakposition des Absorptionsband, das auf der Streckschwingung von Si-O-Si basiert, in der IR-Messung auf zwischen 1055 und 1065 cm–1 zu bringen, wird das Strömungsverhältnis des Gases der organischen Siliziumverbindung zum Sauerstoffgas und die Größe der elektrischen Schlussleistung je Einheit der Strömungsmenge des Gases der organischen Siliziumverbindung angepasst, um so einen Siliziumoxidfilm zu machen, der so stark wie möglich einem SiO2-ähnlichen gleichmäßigen Film gleicht. Als Ergebnis kann die Peakposition des Absorptionsbands innerhalb des oben erwähnten Bereichs kontrolliert werden. Zum Beispiel kann, indem die Strömungsmenge von (Sauerstoffgas/Gas der organischen Siliziumverbindung) innerhalb des Bereichs von etwa 3 bis 50 angepasst wird, und indem die Größe der elektrischen Schlussleistung je Einheit der Strömungsmenge des Gases der organischen Siliziumverbindung erhöht wird, damit die Si-C-Bindung leicht durchgeschnitten werden kann, ein SiO2-ähnlicher Film gebildet werden. Weiters ist die obere Grenze der Strömungsmenge aus Gründen der Vorteilhaftigkeit definiert, und es gibt auch dann kein besonderes Problem, wenn die Strömungsmenge über 50 liegt. Ein Siliziumoxidfilm, bei dem die Peakposition des IR-Absorptionsbandes in dem oben beschriebenen Bereich erscheint, übt eine extrem gute Gasbarriereeigenschaft aus, weil der Film Si-O-Bindungen hat, die einem SiO2-ähnlichen gleichmäßigen Film eigen sind. Eine Peakposition des IR-Absorptionsbandes wird mit einem Infrarot-Spektrophotometer für IR-Messung gemessen und bewertet. Es ist bevorzugt, das Infrarot-Absorptionsspektrum mit einem Infrarot-Spektrophotometer zu messen, das mit einer ATR-Messvorrichtung (Mehrfachreflexion) ausgestattet ist. Gleichzeitig ist es bevorzugt, dass ein Germaniumkristall als Prisma eingesetzt wird und die Messung bei einem Einfallswinkel von 45 durchgeführt wird.
  • Der Fall, bei dem keine Peakposition des IR-Absorptionsbandes innerhalb dieses Bereichs liegt, ist häufig zu sehen, wenn das Strömungsverhältnis von (Sauerstoffgas/Gas der organischen Siliziumverbindung) gering ist (wenn die Strömung des Sauerstoffgases relativ gering ist) und wenn die Menge an elektrischer Schlussleistung je Einheit der Strömungsmenge der organischen Siliziumverbindung gering ist. In der Folge wird der Gehalt von C hoch. Als Ergebnis sind die Si-C-Bindungen im Film enthalten und die Anzahl der Si-O-Bindungen, die einem SiO2-ähnlichen gleichmäßigen Film eigen sind, ist relativ verringert. Daher erscheint die Peakposition des IR-Absorptionsbandes nicht in dem oben genannten Bereich. Ein so erhaltener Siliziumoxidfilm hat eine hohe Sauerstoffübertragungs- und Wasserdampfübertragungsrate. In der Folge kann der Film keine ausreichende Gasbarriereeigenschaft ausüben.
  • Um den Brechungsindex des Siliziumoxidfilms auf 1,45 bis 1,48 zu bringen, werden das Strömungsverhältnis des Gases der organischen Siliziumverbindung und die Größe der elektrischen Schlussleistung je Einheit der Strömungsmenge des Gases der organischen Siliziumverbindung angepasst. Als Ergebnis kann der Brechungsindex innerhalb des oben erwähnten Bereichs kontrolliert werden. Der Brechungsindex kann zum Beispiel kontrolliert werden, indem die Strömungsmenge von (Sauerstoffgas/Gas der organischen Siliziumverbindung) innerhalb des Bereichs von etwa 3 bis 50 angepasst wird. Weiters ist die obere Grenze des Strömungsverhältnisses aus Gründen der Vorteilhaftigkeit definiert, und es gibt auch dann kein besonderes Problem, wenn das Strömungsverhältnis über 50 liegt. Ein Siliziumoxidfilm mit einem Brechungsindex innerhalb dieses Bereichs wird ein SiO2-ähnlicher Film, der dicht ist und der eine kleine Menge an Verunreinigungen enthält und eine extrem ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft ausübt. Ein solcher Brechungsindex wird bewertet durch den Brechungsindex bei 633 nm unter Verwendung eines optischen Interferenzverfahrens nach der Messung der Übertragung und des Reflexionsvermögens mit einem optischen Spektroskop.
  • Der Fall, in dem der Brechungsindex unter 1,45 liegt, wurde häufig festgestellt, wenn das Strömungsverhältnis des Gases der organischen Siliziumverbindung zum Sauerstoffgas außerhalb des oben erwähnten Bereichs liegt, und wenn die elektrische Schlussleistung je Einheit der Strömungsmenge des Gases der organischen Siliziumverbindung niedrig ist, und somit ein Siliziumoxidfilm erhalten wird, der eine niedrige Dichte hat und rau ist. Da der aufgedampfte Siliziumoxidfilm rau ist und eine hohe Sauerstoffübertragungs- und Wasserdampfübertragungsrate hat, kann der Film keine ausreichende Gasbarriereeigenschaft ausüben. Andererseits wird der Fall, in dem der Brechungsindex über 1,48 liegt, häufig festgestellt, wenn das Strömungsverhältnis des Gases der organischen Siliziumverbindung zum Sauerstoffgas außerhalb des oben erwähnten Bereichs liegt und wenn Verunreinigungen, einschließlich C (Kohlenstoff), vermischt werden. Und der gebildete Siliziumoxidfilm ist rau und hat eine hohe Sauerstoffübertragungs- und Wasserdampfübertragungsrate. In der Folge kann der Film keine ausreichende Gasbarriereeigenschaft ausüben.
  • Ein Gasbarrierefilm, in dem ein Siliziumoxidfilm, der jeder der oben erwähnten Eigenschaften hat, in einer dünnen Dicke zwischen 5 und 300 nm gebildet wird, kann eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft ausüben und ist nur einer geringen Gefahr ausgesetzt, in dem Siliziumdioxidfilm zu reißen. Im Fall, in dem der Siliziumoxidfilm eine Dicke von weniger als 5 nm hat, kann der Siliziumoxidfilm gelegentlich nicht das gesamte Basismaterial bedecken, und der Gasbarrierefilm kann daher dessen Gasbarriereeigenschaften nicht verbessern. Wenn andererseits die Dicke des Siliziumoxidfilm über 300 nm liegt, können leicht Probleme auftreten, wie etwa, dass der Film leicht reißt, die Transparenz und die äußere Erscheinung vermindert wird, das Einrollen des Films verstärkt wird, und die Massenfertigung schwierig wird, weil die Produktivität sinkt und die Produktionskosten steigen, und ähnliches.
  • Außerdem liegt im Fall, in dem ein Gasbarrierefilm der vorliegenden Erfindung in Anwendungen eingesetzt wird, die Flexibilität erfordern, wie etwa Verpackungsmaterial und ähnliches, die Dicke des Films, unter angemessener Berücksichtigung der mechanischen Eigenschaften und Anwendungen eines zu bildenden Siliziumoxidfilms, zwischen 5 und 30 nm. Indem die Dicke des Siliziumoxidfilm so angepasst wird, dass sie zwischen 5 und 30 nm liegt, kann der Film eine Flexibilität als Verpackungsmaterial haben und kann vor dem Auftreten eines Risses geschützt werden, wenn er geknickt wird.
  • Wenn ein Gasbarrierefilm in einer der oben erwähnten Anwendungen eingesetzt wird, kann der Film dünner sein als jeder andere herkömmliche Film und dabei fast die gleichen Gasbarriereeigenschaften aufweisen.
  • Ein Siliziumoxidfilm der vorliegenden Erfindung wie oben erwähnt ist nicht speziell auf eine oder beide Seiten des oben erwähnten Basismaterials beschränkt, wird jedoch nach einem Plasma-CVD-Verfahren gebildet. Das Plasma-CVD-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem ein Ausgangsgas bei konstantem Druck in einem Plasmazustand durch elektrische Entladung gehalten wird und aktiviete Partikel, die in dem Plasma generiert werden, die chemischen Reaktionen auf der Oberfläche des Basismaterials beschleunigen, um einen Film zu bilden. Das Plasma-CVD-Verfahren kann einen Film auf einem gewünschten Material bei einer so niedrigen Temperatur (im Bereich zwischen etwa –10 und 200°C) bilden, dass kein thermischer Schaden an einem Polymerharz verursacht wird, wobei das Verfahren den Vorteil hat, dass die Art und die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Films durch die Art und die Strömungsmenge eines Ausgangsgases, den filmbildenden Druck, der elektrischen Schlussleistung und ähnliches, kontrolliert werden können.
  • Ein Siliziumoxidfilm 3 wird auf einem Basismaterial gebildet, indem ein organisches Siliziumoxidgas mit einem Gas reagiert, das Sauerstoffatome hat, vor allem mit einem Sauerstoffgas in Plasma, das generiert wird, wenn direkter Strom oder elektrische Leistung, die eine konstante Frequenz im Bereich zwischen niedriger und hoher Frequenz haben, auf Elektroden angewendet wird, während ein Gasgemisch aus einem Gas aus einer organischen Siliziumsverbindung und Sauerstoffgas in einer zuvor festgelegten Strömungsmenge in einer Reaktionskammer für ein Plasma-CVD-Gerät bereitgestellt wird. Der Typ des Plasma-CVD-Geräts, das eingesetzt werden soll, ist nicht speziell beschränkt, und es können verschiedene Typen von Plasma-CVD-Geräten eingesetzt werden. Üblicherweise wird ein langer Polymerharzfilm als Basismaterial eingesetzt und es wird vorzugsweise ein kontinuierlich filmbildendes Gerät eingesetzt, in dem ein Siliziumoxidfilm kontinuierlich durch den stetigen Transport des Basismaterials gebildet werden kann.
  • Zudem kann, obwohl der Siliziumoxidfilm transparent sein kann, eine Schicht mit geringerer Transparenz frei zwischen Basismaterialien und andere geschichtete Materialien geschichtet werden, um alle Arten von Anwendungen bereitzustellen, wobei Transparenz und der in einem Endprodukt erforderliche Grad an Transparenz in einem Gasbarrierefilm mit allen Arten von Anwendungen variieren. Zum Beispiel in dem Fall, in dem ein Gasbarrierefilm, der aus einem Siliziumoxidfilm gemacht wurde, für ein Verpackungsmaterial eingesetzt wird, ist es erlaubt, den Film mit farbiger Tinte und ähnlichem zur Lichtabschirmung zu bedrucken, um den Inhalt vor Licht zu schützen. Es ist auch möglich, eine Schicht zu beschichten, in die irgend einer der Zusatzstoffe, die antistatische Mittel und Füllstoffe einschließen und Faktoren haben, die die Transparenz des gesamten Gasbarrierefilm verschlechtern, beigemischt wird, oder eine nicht transparente Metallfolie und dergleichen zu beschichten. In dem Fall, in dem der Gasbarrierefilm jedoch in Anwendungen eingesetzt wird, die einen Gasbarrierefilm für einen Flüssigkristallbildschirmfilm, einen Gasbarrierefilms für einen organischen EL-Bildschirmfilm oder einen Gasbarrierefilm für einen Solarzellenfilm beinhalten, bei denen die Transparenz des gesamten Gasbarrierefilm erforderlich ist, ist die Wirkung der Transparenz eines Siliziumoxidfilms groß.
  • Ein Aufdampffilm 3 nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Film entweder auf beiden Seiten oder auf einer Seite eines Basismaterials 2 gebildet wird, wie in 2 und 3 gezeigt, und ein Abstand L zwischen zwei Körnern 3a, die auf der Oberfläche des Aufdampffilms 3 gebildet werden, zwischen 5 und 40 nm beträgt.
  • Der Bereich von Korn 3a ist ein Bereich, in dem die Kristallinität im Aufdampffilm 3 hoch ist und durch die die Übertragung von Gas- und Wasserdampf nicht leicht möglich ist. Daher wird die Gasbarriereeigenschaft eines Aufdampffilm verbessert, indem der Abstand L zwischen den Körnern in dem oben erwähnten Bereich gehalten wird, da Flächen, in denen Gas und dergleichen übertragen werden können (außerhalb der Kornflächen) klein werden. In dem Fall, in dem der Abstand L zwischen den Körnern innerhalb des oben erwähnten Bereichs liegt, das heißt zwischen 5 und 40 nm, wird ein Aufdampffilm mit guten Barriereeigenschaften erhalten. Der Abstand L zwischen den Körnern liegt weiter bevorzugt im Bereich zwischen 10 und 30 nm.
  • Hier wird das Korn 3a, das auf der Oberfläche des Aufdampffilms 3 gebildet wird, beschrieben. Ein Korn bezeichnet einen Bereich, der inselförmig zu sein scheint, wenn der Abschnitt eines AFM-Bildes, das bei der Beobachtung der Oberfläche eines Aufdampffilms mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) erhalten wird, wird in einer zuvor festgelegten Höhe geteilt und binarisiert. Das heißt, dass sich auf der Oberfläche des Aufdampffilm 3 eine Unebenheit bildet und die Unebenheit beobachtet wird und ein Bild unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops verarbeitet wird, um die Unebenheit deutlich zu machen, und der inselförmige Bereich, in anderen Worten, der konvexe Bereich, der durch die Bildverarbeitung erhalten wird, ist ein Korn.
  • Zudem bezeichnet der Abstand L zwischen den Körnern den Abstand von dem Peak eines Korns (der Spitze des konvexen Bereichs) zum Peak eines anderen Korns, das neben dem Korn liegt. Aus dem Abstand L zwischen den Körnern wird ersichtlich, wie viele große Körner (konvexe Abschnitte) je Längeneinheit vorhanden sind, und es wird auch die Dichte der Körner, die sich auf der Oberfläche des Aufdampffilm gebildet haben, verstanden.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird im Hinblick auf die Einfachheit der Herstellung, die Universaleigenschaften der Anwendungen und ähnliches ein Siliziumoxidfilm verwendet.
  • Der oben erwähnte Aufdampffilm wird nach dem Plasma-CVD-Verfahren gebildet. Der Grund dafür ist, dass in dem Fall, in dem ein Gasbarrierefilm der vorliegenden Erfindung mittel Plasma-CVD-Verfahren hergestellt wird, der Film als ganzes Flexibilität aufweist und in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden kann.
  • Um den Abstand zwischen den Körnern in einem Film zu messen, der mittels des Plasma-CVD-Verfahrens hergestellt wird, wie nachfolgend beschrieben, ist es auch möglich, dass Kornbereiche mit hoher Kristallinität auf der Oberfläche des Film exponiert werden, indem sie mit einer wässrigen Fluorwasserstoffsäurelösung behandelt wird, und der Abstand zwischen diesen Körnern mit einem Messgerät für die Oberflächenform, einschließlich AFM, gemessen wird.
  • Um einen Gasbarrierefilm der vorliegenden Erfindung herzustellen, ist es, obwohl es notwendig ist, den Abstand zwischen den Körnern anzupassen, die auf der Oberfläche eines Aufdampffilm gebildet werden, im Fall, in dem der Film durch das oben erwähnte Plasma-CVD-Verfahren oder ähnliche gebildet wird, bevorzugt, ein aufdampffilmbildendes Material in einem Zustand zu machen, der eine Energie hat, die die Oberfläche des Basismaterials erreicht, und die elektrische Schlussleistung zu erhöhen, um einen strukturell stabilen und dichten Film zu bilden.
  • Übrigens ist es auch bevorzugt, die Temperatur einer Basisplatte zu erhöhen, da ein strukturell stabiler und dichter Film auch auf eine Weise gebildet werden kann, bei der Moleküle für das Aufdampfen in einen Zustand versetzt werden, in dem sie leicht auf die Oberfläche des Basismaterials migrieren können, wenn ein Aufdampffilm gebildet wird.
  • Ein Aufdampffilm nach der vorliegenden Erfindung ist ein Siliziumoxidfilm, und dieser Siliziumoxidfilm nach der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise ein E'-Zentrum, das durch Messung mit einem Elektronenspinresonanzverfahren (ESR-Verfahren) beobachtet wird.
  • Zunächst wird ein E'-Zentrum beschrieben.
  • Ein E'-Zentrum ist ein ungepaartes Elektron und die folgende [chemische Formel 1] ist eine Strukturformel des Siliziumatoms mit einem E'-Zentrum, in anderen Worten, mit einem ungepaarten Elektron. [Chemische Formel 1]
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  • Ein normales Siliziumatom hat vier Arme, um eine kovalente Bindung mit anderen Atomen zu bilden, und somit ist ein Siliziumatom in einem normalen Siliziumoxidfilm an vier benachbarte Sauerstoffatome gebunden. Jedoch im Fall eines Siliziumatoms, das ein E'-Zentrum hat, in anderen Worten ein ungepaartes Elektron, sind drei von vier Armen an Sauerstoffatome gebunden, und der vierte Arm ist als ungepaartes Elektron vorhanden und nicht an ein Sauerstoffatom gebunden. Aus diesem Grund ist ein Siliziumoxidfilm, der aus einem Siliziumatom besteht, das ein E'-Zentrum hat, eine Konstruktion, in der der Film stark gestört ist. Daher kann ein Siliziumoxidfilm mit einem E'-Zentrum einen Gasbarrierefilm mit einer extrem ausgezeichneten Gasbarriereeigenschaft bilden, da ein Siliziumoxidfilm mit einem E'-Zentrum in einem Zustand ist, in dem mehr Kristalle gefüllt sind (da eine Sauerstoffbindung fehlt, können andere Siliziumatome oder Sauerstoffatome in den fehlenden Teil eindringen), verglichen mit der Kristallkonstruktion eines normalen Siliziumoxidfilms.
  • Hier liegt die Dichte eines E'-Zentrums, das durch Messung mit einem oben beschriebenen Elektronenspinresonanzverfahren (dem ESR-Verfahren) gemessen wird, vorzugsweise bei 5 × 1015 Spins/cm3 oder größer.
  • Da ein Siliziumoxidfilm, bei dem die Dichte des E'-Zentrums 5 × 1015 Spins/cm3 oder größer ist, eine Konstruktion hat, in der der Film sicher stark gestört ist
  • Ferner ist die Dichte des E'-Zentrums vorzugsweise 1 × 1 × 1018 Spins/cm3 oder kleiner. Der Grund dafür ist, dass ein Anstieg der Dichte des E'-Zentrums bedeutet, dass die Anzahl der Bindungen zwischen Siliziumatom und Sauerstoffatom klein wird, und es schwierig wird, einen Film als Kristall zu bilden, wenn die Dichte den oben erwähnten numerischen Wert überschreitet.
  • Als nächstes wird ein Elektronenspinresonanzverfahren (ESR-Verfahren) beschrieben.
  • Eine Substanz mit einem ungepaarten Elektron, wie etwa ein Radikal und ein Übergangsmetallion, die Magnetismus mit dem Spin anzeigt, wird paramagnetische Substanz genannt, und eine Substanz, die kein ungepaartes Elektron hat, wird diamagnetische Substanz genannt. Hier ist ein Elektronenspinresonanzverfahren (ein ESR-Verfahren) ein Absorptionsspektrumverfahren mit einem ungepaarten Elektron in einer paramagnetischen Substanz, und Informationen über den Elektronzustand und dessen Umgebung können mit dem Elektronenspinresonanzverfahren (dem ESR-Verfahren) erhalten werden.
  • Wenn ein Siliziumoxidfilm, der aus einem Gasbarrierefilm in der vorliegenden Erfindung besteht, gemessen wird, ist es möglich, jedes der bekannten Elektronenspinresonanzverfahren einzusetzen, und es ist nicht notwenig, sich auf ein Messgerät und ähnliches zu beschränken, das eingesetzt werden soll.
  • Wo der Film nach dem oben erwähnten Plasma-CVD-Verfahren gebildet wird, ist es bevorzugt, die elektrische Schlussleistung in dem plasmagenerierenden Mittel zu erhöhen. Da ein siliziumoxidfilmbildendes Material mit Energie versorgt wird, indem die elektrische Schlussleistung erhöht wird, können Moleküle als Ausgangsmaterialien in sehr aktivierte Zustände gebracht werden, um die Möglichkeit der Spaltung einer Bindung zu erhöhen, was in der Bildung eines Film resultiert, der ein E'-Zentrum (ein ungepaartes Elektron) hat.
  • Außerdem ist es auch bevorzugt, den Druck zu verringern, unter dem der Film gebildet wird. Die Möglichkeit einer Kollision der Atome (Siliziumatome und Sauerstoffatome) zur Bildung eines Siliziumoxidfilm kann verringert werden, indem der Druck während der Filmbildung reduziert wird, was in der Bildung eines Films resultiert, der ein E'-Zentrum (ein ungepaartes Elektron) hat.
  • Vorzugsweise ist der Siliziumoxidfilm dadurch gekennzeichnet, dass er einen IR-Absorptionspeak bei 2341 ± 4 cm–1 hat, der auf der Streckschwingung von CO-Molekülen basiert.
  • Wenn der Film den oben erwähnten IR-Absorptionspeak hat, ist der Grund, aus dem die Gasbarriereeigenschaft verbessert ist, nicht klar, kann aber folgendermaßen betrachtet werden. Das heißt, dass die Tatsache, dass der Film einen IR-Absorptionspeak hat, wird so betrachtet, dass CO-Moleküle physikalisch adsorbiert, in anderen Worten, in einem Gaszustand in den Film eingebaut werden.
  • Ein herkömmlicher Siliziumoxidfilm umfasst die Bindungen von Siliziumatomen (Si) und Sauerstoffatomen (O), und es gibt eine Menge Hohlräume zwischen dem Siliziumatom und dem Sauerstoffatom. Da jedoch ein Siliziumoxidfilm der vorliegenden Erfindung in einem Zustand ist, in dem die CO-Moleküle in einem Gaszustand in den Film eingebaut werden, das heißt, in dem Zustand, in dem Hohlräume zwischen Siliziumatomen und Sauerstoffatomen, aus denen der Siliziumoxidfilm besteht, wie oben beschrieben, mit CO-Molekülen gefüllt werden, hat der Film einige wenige Hohlräume im Vergleich mit einem herkömmlichen Siliziumoxidfilm, und als Ergebnis wird davon ausgegangen, dass der Film eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft hat.
  • Und in dem Fall, in dem, wie oben erwähnt, CO-Moleküle betrachtet werden, die in der vorliegenden Erfindung physikalisch in den Siliziumoxidfilm adsorbiert werden, das heißt, dass CO-Moleküle, die in den Film eingebaut werden, als durch die Zersetzung (Oxidation) einer organischen Siliziumoxidverbindung gebildet, erachtet werden, die als Ausgangsmaterial eingesetzt wird, wenn der Siliziumoxidfilm mittels Plasma-CVD-Verfahren gebildet wird. Und die oben beschriebenen CO-Moleküle werden gleichzeitig mit der Bildung des Siliziumoxidfilm gebildet; daher kann, wenn der gebildete Siliziumoxidfilm eine Menge Hohlräume hat, natürlich erwartet werden, dass keine physikalische Adsorption stattfindet und die CO-Moleküle als Gas aus dem Film in die Luft emittiert werden, wie sie sind. Im Gegensatz dazu, da der Siliziumoxidfilm der vorliegenden Erfindung einen IR-Absorptionspeak bei 2341 ± 4 cm–1 hat, der auf der Streckschwingung von CO-Molekülen basiert, wird angenommen, dass gasförmige CO-Moleküle, die als so genanntes Nebenprodukt gebildet werden, während der Bildung des Siliziumoxidfilms eindeutig physikalisch in den Film adsorbiert werden. Dies kann als Basis für die Betrachtung angesehen werden, dass der Siliziumoxidfilm nach der vorliegenden Erfindung eine so dichte Konstruktion hat, dass CO-Moleküle nicht aus dem Film emittiert werden können.
  • Außerdem, wie oben erwähnt, erscheint im Fall der Betrachtung eines IR-Absorptionspeaks, der auf der Streckschwingung der CO-Moleküle basiert, dieser normalerweise bei 2341 cm–1, nach der vorliegenden Erfindung ist er aber so festgesetzt, dass der IR-Absorptionspeak bei 2341 ± 4 cm–1 erscheint, unter Berücksichtigung der Auflösung eines Geräts, wenn eine IR-Messung ausgeführt wird.
  • Hier ist es besser, damit ein IR-Absorptionspeak, der auf der Streckschwingung der CO-Moleküle basiert, bei 2341 ± 4 cm–1 in IR-Messung erscheint, die Menge an elektrischer Schlussleistung in einem plasmagenerierenden Mitteln zu erhöhen. Daher kann die Erhöhung der elektrischen Leistung die Spaltung der Bindungen innerhalb der Moleküle einer organischen Siliziumoxidverbindung verbessern, die als Ausgangsmaterial des Siliziumoxidfilms eingesetzt wird, und es einfach machen, CO-Moleküle zu verbinden. Ferner ist es auch akzeptabel, die Bildung von CO-Molekülen zu erleichtern, indem das Strömungsverhältnis einer organischen Siliziumoxidverbindung als Ausgangsmaterial für Sauerstoff kontrolliert wird.
  • Außerdem sollte die Stärke eines IR-Absorptionspeaks, der bei der IR-Messung im Bereich von 2341 ± 4 cm–1 erscheint, der auf der Streckschwingung der CO-Moleküle basiert, vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,3 Absorbanz liegen, da, wenn die Absorbanz innerhalb des oben erwähnten Bereichs bestätigt wird, klar ist, dass gasförmige CO-Moleküle physikalisch in einen Siliziumoxidfilm adsorbiert werden.
  • Es ist bevorzugt, das Infrarot-Absorptionsspektrum mit einem Infrarot-Spektrophotometer zu messen, das mit einer ATR-Messvorrichtung (Mehrfachreflexion) ausgestattet ist. Gleichzeitig ist es bevorzugt, dass ein Germaniumkristall als Prisma eingesetzt wird und die Messung bei einem Einfallswinkel von 45° durchgeführt wird.
  • B. Basismaterial
  • Als nächstes wird ein Basismaterial zur Zusammensetzung eines Gasbarrierefilms der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Wenn ein Basismaterial in einem Gasbarrierefilm der vorliegenden Erfindung ein Film ist, der einen Aufdampffilm halten kann, der die oben erwähnte Barriereeigenschaft aufweist, ist es nicht speziell beschränkt, und es kann jeder Film eingesetzt werden.
  • Beispiel umfassen:
    • • auf Polyolefine(PO)-Harzbasierender Polymerfilm; einschließlich Homopolymere oder Copolymer von Ethylen, Propylen, Buten und ähnliche,
    • • auf amorphem Polyolefinharz (APO) basierender Polymerfilm; einschließlich cyclische Polyolefine,
    • • auf Polyesterharz basierender Polymerfilm; einschließlich Polyethylenterephthalat (PTE) und Polyethylen-2,6-Naphthalat (PEN),
    • • auf Polyamid-(PA)-Harzbasierender Polymerfilm; einschließlich Nylon 6, Nylon 12 und Nyloncopolymere,
    • • auf Polyvinylalkoholharz basierender Polymerfilm; einschließlich Polyvinylalkoholharz (PVA) und Ethylen-vinylalkoholcopolymer (EVOH),
    • • auf Polyimid-(PI)-Harz basierender Polymerfilm,
    • • auf Polyetherimid-(PEI)-Harz basierender Polymerfilm,
    • • auf Polysulfon-(PS)-Harz basierender Polymerfilm,
    • • auf Polyethersulfon-(PES)-Harz basierender Polymerfilm,
    • • auf Polyether-etherketon-(PEEK)-Harz basierender Polymerfilm,
    • • auf Polycarbonat-(PC)-Harz basierender Polymerfilm,
    • • auf Polyvinylbutylat-(PVB)-Harz basierender Polymerfilm,
    • • auf Polyallylat-(PAR)-Harz basierender Polymerfilm,
    • • fluoriniertem Harz basierende Polymerfilm; einschließlich Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE), Trifluorchlorethylen (PFA), Tetrafluorethylenperfluoralkylvinylethercopolymer (FEP), Vinylidenfluorid (PVDF), Vinylfluorid (PVF), Perfluorethylen-perfluorpropylen-perfluorvinylethercopolymer (EPA),
    und andere können eingesetzt werden.
  • Und neben den oben aufgelisteten Harzen ist es möglich, leicht härtende Harze einzusetzen, einschließlich einer harzhaltigen Zusammensetzung, die aus einer Acrylatverbindung besteht, die eine radikalische reaktive ungesättigte Verknüpfung hat, einer harzhaltigen Zusammensetzung, die die oben beschriebene Acrylatverbindung und Mercaptoverbindungen mit einer Thiolgruppe hat, und einer harzhaltigen Zusammensetzung, die irgend eines der Oligomere, wie etwa Epoxidacrylat, Urethanacrylat, Polyesteracrylat, Polyetheracrylat und ähnliche, die in einem multifunktionalen Acrylatmonomer aufgelöst sind, und die Verwendung von Mischungen daraus und andere. Außerdem ist es auch möglich, Materialien als Basisfilm einzusetzen, in welches Material einer oder mehrerer Arten dieser Harze geschichtet werden, durch Schichtung, Beschichtung und ähnliches.
  • Ein Basismaterial nach der vorliegenden Erfindung, das irgendeines der oben aufgelisteten Harze nutzt, kann ein nicht gezogener Film und ein gestreckter Film sein.
  • Ein Basismaterial nach der vorliegenden Erfindung kann mittels eines herkömmlichen bekannten allgemeinen Verfahrens hergestellt werden. Es ist zum Beispiel möglich, ein praktisch amorphes und nicht gestrecktes, nicht gezogenes Basismaterial herzustellen, indem ein Harz geschmolzen wird, das als Material mit einem Extruder eingesetzt werden soll, und indem es dann durch eine Ring- oder T-Düse extrudiert und dann gehärtet wird. Außerdem kann ein gestrecktes Basismaterial hergestellt werden, indem ein ungezogenes Basismaterial in Flussrichtung des Basismaterials (die vertikale Achse) oder im rechten Winkel zur Flussrichtung des Basismaterials (die horizontale Achse) gezogen wird, unter Verwendung eines bekannten Verfahrens, einschließlich uniaxiales Ziehen, aufeinander folgendes biaxiales Ziehen im Tenter-Verfahren, gleichzeitiges biaxiales Ziehen im Tenter-Verfahren und gleichzeitiges biaxiales Ziehen im Röhren-Verfahren. Auch wenn das Zugverhältnis in diesem Fall in Übereinstimmung mit dem als Ausgangsmaterial für das Basismaterial eingesetzte Harz fachgerecht ausgewählt werden kann, ist es bevorzugt, dass das Verhältnis 2 zu 10 Mal in der vertikalen Achse bzw. der horizontalen Achse beträgt.
  • Ferner kann für das Basismaterial nach der vorliegenden Erfindung eine Oberflächenbehandlung, einschließlich Koronabehandlung, Beflammen, Plasmabehandlung, Glimmentladungsbehandlung, Sandstrahlbehandlung und chemische Behandlung durchgeführt werden, bevor ein Aufdampffilm gebildet wird.
  • Zusätzlich kann eine Schicht aus einem Ankerbeschichtungsmittel auf der Oberfläche eines Basismaterials nach der vorliegenden Erfindung gebildet werden, mit dem Ziel, dessen Adhäsion mit einem Aufdampffilm zu verbessern. Als Ankerbeschichtungsmittel, das in der ankerbeschichteten Schicht eingesetzt wird, kann eine Art oder eine Kombination aus zwei Arten von Polyesterharz, Isocyanatharz, Urethanharz, Acrylharz, Ethylenvinylalkoholharz, vinylmodifiziertem Harz, Epoxidharz, modifiziertem Polystyrol, modifiziertem Siliziumharz, Alkyltitanat und anderen eingesetzt werden. Diesem Ankerbeschichtungsmittel kann auch ein herkömmlich bekannter Zusatzstoff zugefügt werden. Und ein Basismaterial kann mit dem oben erwähnten Ankerbeschichtungsmittel durch ein bekanntes Verfahren überzogen werden, wie etwa Walzenstreichen, Gravurbeschichten, Rakelbeschichtung, Tauchbeschichten, Spritzbeschichten und ähnliche, und dann wird das eingesetzte Lösungsmittel, Verdünnungsmittel und dergleichen zum Entfernen getrocknet, woraus die Bildung einer Ankerbschichtung resultiert. Die Menge des oben erwähnten angewendeten Ankerbeschichtungsmittels liegt vorzugsweise bei etwa 0,1 bis 5 g/m2 (im Trockenzustand).
  • Ein Basismaterial ist gut geeignet, wenn es als langes Produkt in Rollenform eingesetzt wird. Die Dicke eines Basismaterials ist unterschiedlich, abhängig von der Anwendung des erhaltenen Gasbarrierefilms, so dass sie nicht unbedingt definiert wird. In dem Fall, in dem der Film für ein allgemeines Verpackungsmaterial und für ein Basismaterial für ein Verpackungsmaterial eingesetzt wird, sollte die Dicke jedoch vorzugsweise zwischen 3 und 188 μm liegen.
  • C. Herstellverfahren
  • Ein Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, besteht aus einem auf einem Basismaterial gebildeten Aufdampffilm der vorliegenden Erfindung. Der Film wird nach einem Plasma-CVD-Verfahren hergestellt.
  • Als bevorzugte Filmbildungsbedingung bei diesem Plasma-CVD-Verfahren liegt, erstens, wenn ein Film gebildet wird, die Temperatur eines Basismaterials im Bereich zwischen –20 und 100°C, vorzugsweise in einem Bereich zwischen –10 und 30°C.
  • Als nächstes werden ein Gas einer organischen Siliziumverbindung und ein Gas, das Sauerstoffatome enthält, als Ausgangsgase eingesetzt, und das Strömungsverhältnis eines Sauerstoffatome enthaltenden Gases zu diesem Gas der organischen Siliziumverbindung liegt im Bereich zwischen 3 und 50, vorzugsweise im Bereich zwischen 3 und 10, wenn das Gas der organischen Siliziumverbindung 1 ist.
  • Und es kann eine größere Wirkung erreicht werden, indem die Menge an elektrischer Schlussleistung je Einheit eines plasmagenerierenden Mittels in einem Plasma-CVD-Gerät auf hoch gesetzt wird, und indem ein Raum wie ein Magnet und ähnliches gebildet wird, um sich im Plasma zu schließen und die Reaktivität zu erhöhen.
  • Ferner kann als ein Gas einer organischen Siliziumverbindung unter den oben erwähnten Ausgangsgasen, Hexamethyldisiloxan (HMDSO),
    1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan (TMDSO),
    Vinyltrimethoxysilan, Vinyltrimethylsilan,
    Tetramethoxysilan (TMOS), Methyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Trimethylmethoxysilan, Tetraethoxysilan (TEOS), Dimethyldiethoxysilan, Methyldimethoxysilan, Kethyldiethoxysilan und Hexamethyldisilazan vorzugsweise eingesetzt werden. Übrigens können eine oder mehrere Arten herkömmlich bekannter Gase, einschließlich Tetramethyldisiloxan und normales Methyltrimethoxysilan eingesetzt werden.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist es jedoch für das Ziel, einen SiO2-ähnlichen Film zu bilden, besonders bevorzugt, eine organische Siliziumverbindung einzusetzen, die innerhalb des Moleküls keine Kohlenstoff-Silizium-Bindung hat. Konkret können Tetramethoxysilan (TMOS), Methyltrimethoxysilan, Methyldimethoxysilan, tetraethoxysilan (TEOS), Methyltriethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Methyldimethoxysilan, Methyldiethoxysilan und andere aufgelistet werden. Unter diesen Verbindungen ist die Verwendung von Tetramethoxysilan (TMOS) und Tetraethoxysilan (TEOS) bevorzugt, die in den Molekülen keine Kohlenstoff-Silizium-Bindung haben.
  • Und als Gas, das Sauerstoffatome enthält, können N2O, Sauerstoff, CO, CO2 und andere aufgelistet werden. Von diesen wird vorzugsweises Sauerstoffgas eingesetzt.
  • Auf diese Weise kann eine organische Siliziumverbindung, die keine Kohlenstoff-Silizium-Bindung hat, als organische Siliziumverbindung unter den Ausgangsgasen eingesetzt werden, und zusätzlich kann, indem die Temperatur eines Basismaterials am Anfang der Filmbildung, das Strömungsverhältnis eines Ausgangsgases und ferner die Menge der elektrischen Schlussladung in einem plasmagenerierenden Mittel in den jeweiligen oben erwähnten Bereichen kontrolliert wird, ein Gasbarrierefilm mit besseren Gasbarriereeigenschaften erhalten werden. Der Grund hierfür ist, dass die Zersetzbarkeit eines Gases einer organischen Siliziumverbindung größer wird, und die Sauerstoff können leichter in einen Film aufgenommen werden, was zur Bildung eines SiO2-ähnlichen Films führt.
  • Es ist ferner bevorzugt, die Wärmebehandlung des so erhaltenen Gasbarrierefilms im Bereich zwischen 50°C und 200°C durchzuführen. Der so erhaltene Siliziumoxidfilm kann durch diese Wärmebehandlung zu einem Siliziumoxidfilm mit einer besseren Gasbarriereeigenschaft gemacht werden.
  • Wenn diese Wärmebehandlung durchgeführt wird, sollte im Falle eines Siliziumoxidfilm mit einem IR-Absorptionspeak bei 2341 ± 4 cm–1, der auf der Streckschwingung der CO-Moleküle vor der Wärmebehandlung basiert, die Wärmebehandlung vorzugsweise solange durchgeführt werden, bis dieser IR-Absorptionspeak, der auf der Streckschwingung der CO-Moleküle basiert, verschwindet.
  • Als Grund, warum die Wärmebehandlung so ausgeführt wird, bis der IR-Absorptionspeak bei 2341 ± 4 cm–1, der auf der Streckschwingung der CO-Moleküle basiert, verschwindet, wird erachtet, dass die Schwingung der Bindungen in einem Molekül durch die Zugabe von Wärmeenergie zum Film stark wird, Räume gebildet werden, in denen die CO-Moleküle übertragen werden, eingefangene CO-Moleküle sich lösen und die Verbindungen enger werden, entsprechend dem Verhältnis der sich lösenden CO-Moleküle, und als Ergebnis ein dichterer Film gebildet wird. In der Folge wird, wenn der Film so lange erwärmt wird, bis der oben erwähnte IR-Absorptionspeak verschwindet, angenommen, dass sich die Gasbarriereeigenschaft des Films verbessert. Nun bedeutet hier ”der Peak verschwindet” nicht mehr als die Nachweisgrenze eines Analysegeräts, das einzusetzen ist.
  • Obwohl die konkrete Erwärmungszeit bis zum Verschwinden des oben erwähnten Peaks in Abhängigkeit von der Temperatur stark schwankt, ist eine Erwärmung für etwa 30 Minuten oder länger bei Temperaturen von 50°C oder höher, und eine Erwärmung für 5 Minuten oder länger bei Temperaturen von 70°C oder höher, notwendig.
  • D. Gasbarrierefilm
  • Ein Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung hat eine extrem gute Gasbarriereeigenschaft von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger an Sauerstoffübertragungsrate und 0,5 g/m2/Tag oder weniger an Wasserdampfübertragungsrate aus, mehr bevorzugt von 0,1 cc/m2/Tag oder weniger an Sauerstoffübertragungsrate und 0,1 g/m2/Tag oder weniger an Wasserdampfübertragungsrate. Da ein Gasbarrierefilm nach der vorliegenden Erfindung kaum Sauerstoff und Wasserstoff überträgt, die Qualitätsveränderungen der Inhalte verursachen können, kann der Gasbarrierefilm vorzugsweise bei solchen Anwendungen eingesetzt werden, die eine hohe Gasbarriereeigenschaft benötigen, zum Beispiel in Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel und Medikamente und anderes und als Verpackungsmaterial für elektronische Geräte und dergleichen. Ferner kann der Gasbarrierefilm als Basismaterial eingesetzt werden für, zum Beispiel, alle Arten von Bildschirmen, da der Film eine hohe Gasbarriereeigenschaft zusammen mit Stoßfestigkeit aufweist. Der Film kann auch in Abdeckfilmen für Solarzellen und dergleichen eingesetzt werden.
  • E. Geschichtetes Material
  • Ein Gasbarrierefilm kann auf verschiedene Arten von Anwendungen ausgedehnt werden, indem im Weiteren andere Schichten auf den oben erwähnten Gasbarrierefilm geschichtet werden, um geschichtete Materialien zu machen. Als andere Schichten, die hier geschichtet werden können, können verschiedene Arten von Schichten eingesetzt werden, abhängig von den Anwendungen für die die Gasbarrierefilme eingesetzt werden, und so sind sie nicht beschränkt. Aber als geschichtete Materialien, die die oben erwähnte Gasbarriereeigenschaft wirksam nutzen können, werden die erste Ausführungsform, bei der eine durch Wärmeeintrag abdichtbare Harzschicht geschichtet wird, und die zweite Ausführungsform, bei der eine elektrisch leitfähige Schicht auf jeden der oben erwähnten Gasbarrierefilm geschichtet wird, nachfolgend beschrieben.
  • 1. Erste Ausführungsform des geschichteten Materials
  • (Geschichtetes Material)
  • 4 ist eine schematische Schnittdarstellung, die die erste Ausführungsform des geschichteten Materials nach der vorliegenden Erfindung zeigt. In 4 wird ein geschichtetes Material 11 einem Gasbarrierefilm 1 angepasst, der eine Aufdampfschicht 3 auf einer Seite eines Basismaterials 2 hat und eine durch Wärmeeintrag abdichtbare Harzschicht 13, die auf der Aufdampfschicht 3 dieses Gasbarrierefilms 1 gebildet wird durch die Vermittlung einer Schicht aus einem Ankerbeschichtungsmittel und/oder einer Adhäsionsschicht 12.
  • Die Schicht aus einem Ankerbeschichtungsmittel 12, aus der das geschichtete Material 11 besteht, kann gebildet werden, indem zum Beispiel Organotitan-Ankerbeschichtungsmittel, wie etwa Alkyltitanat und andere, Isocyanat-Ankerbeschichtungsmittel, Polyethylenimin-Ankerbeschichtungsmittel, Polybutadien-Ankerbeschichtungsmittel und andere eingesetzt werden. Die Bildung der Schicht aus einem Ankerbeschichtungsmittel 12 kann gemacht werden, indem ein Ankerbeschichtungsmittel aufgetragen wird, wie oben erwähnt, mit einem bekannten Verfahren, wie etwa Walzenstreichen, Gravurbeschichten, Rakelbeschichtung, Tauchbeschichten, Spritzbeschichten und ähnliche, und dann indem das eingesetzte Lösungsmittel, Verdünnungsmittel und dergleichen durch Trocknen entfernt wird. Die Menge des oben erwähnten angewendeten Ankerbeschichtungsmittels liegt vorzugsweise bei etwa 0,1 bis 5 g/m2 (im Trockenzustand).
  • Und die Adhäsionsschicht 12, aus dem das geschichtete Material 11 besteht, kann unter Verwendung jeder Art von Kaschierklebstoffen gebildet werden, einschließlich Lösemitteltyp, Wassertyp, lösemittelfreier Typ oder Wärmeschmelztyp, wobei eine Hauptkomponente der Kaschierklebstoffe irgend eines der Vehikel ist, aus zum Beispiel Polyurethanen, Polyester, Polyamiden, Epoxiden, Polymethacrylaten, Polyvinylacetaten, Polyolefinen, Caseinen, Wachsen, Ethylenmethacrylsäurecopolymere, Polybutadiene und anderen. Die Bildung der Adhäsionsschicht 12 kann erfolgen, indem ein Kaschierklebstoff aufgetragen wird, wie oben erwähnt, nach einem Verfahren, wie etwa Walzenstreichen, Gravurbeschichten, Rakelbeschichtung, Tauchbeschichten, Spritzbeschichten und dergleichen, und dann indem das eingesetzte Lösemittel, Verdünnungsmittel und dergleichen durch Trocknen entfernt wird. Die Menge des oben erwähnten angewendeten Kaschierklebstoffs liegt vorzugsweise bei etwa 0,1 bis 5 g/m2 (im Trockenzustand).
  • Als durch Wärmeeintrag abdichtbares Harz, das in der durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 13 eingesetzt wird, aus der das geschichtete Material 11 besteht, können Harze aufgeführt werden, die durch Wärme geschmolzen und miteinander verschweißt werden. Konkret können die folgenden Harze eingesetzt werden; Polyethylen mit niedriger Dichte, Polyethylen mit mittlerer Dichte, Polyethylen mit hoher Dichte, geradkettiges (lineares) Polyethylen mit niedriger Dichte, Polypropylen, Ethylenvinylacetatcopolymer, Ionomerharz, Ethylenacrylsäurecopolymer, Ethylenmethacrylsäurecopolymer, Ethylenmethyl-methacrylatcopolymer, Ethylenpropylencopolymer, Methylpentenpolymer, Polybutenpolymer, säuremodifizierte Polyolefinpolymere, dass Polyolefinharze, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen und andere mit ungesättigter Carbonsäure-ähnlicher Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Maleinanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure und anderen modifiziert werden, Polyvinylacetatharzen, Polymethacrylharze, Polyvinylchloridharze und andere. Die durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 13 kann durch Beschichtung mit einem durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harz, wie oben erwähnt, gebildet werden, oder durch Schichten mit einem Film oder Blatt, das ein durch Wärmeeintrag abdichtbares Harz umfasst, wie oben erwähnt. Die Dicke einer solchen durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 13 kann auf 5 bis 300 μm, vorzugsweise auf 10 bis 100 μm festgelegt werden.
  • 5 ist eine schematische Schnittdarstellung, die ein anderes Beispiel eines geschichteten Materials nach der vorliegenden Erfindung zeigt. In 5 wird ein geschichtetes Material 21 einem Gasbarrierefilm 1 angepasst, der eine Aufdampfschicht 3 auf einer Seite eines Basismaterials 2 hat, eine durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 23, die auf der Aufdampfschicht 3 dieses Gasbarrierefilms 1 gebildet wird durch die Vermittlung einer Schicht aus einem Ankerbeschichtungsmittel und/oder einer Adhäsionsschicht 22, und mit einer Schicht aus Basismaterial 24, die auf die Oberfläche der anderen Seite (die Oberfläche, auf der keine Aufdampfschicht gebildet wird) eines Basismaterials 2 des Gasbarrierefilms 1 angepasst wird.
  • Die Schicht aus einem Ankerbeschichtungsmittel, die Adhäsionsschicht 22 und die durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 23, die das geschichtete Material 21 bilden, können ähnlich wie die Schicht aus Ankerbeschichtungsmittel, die Adhäsionsschicht 12 und die durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 13 gebildet werden, welche das oben erwähnte geschichtete Material 11 bilden. Daher werden die Beschreibungen dazu hier weggelassen.
  • Als die Schicht aus Basismaterial 24, aus der das geschichtete Material 21 besteht, zum Beispiel in dem Fall, in dem ein Verpackungsmittel aus dem geschichteten Material 21 besteht, ist die Schicht aus Basismaterial 24 das wesentliche Ausgangsmaterial; folglich ist es möglich, einen Film oder ein Blatt eines Harzes einzusetzen, das ausgezeichnete mechanische, physikalische, chemische und andere Eigenschaften hat, insbesondere eines, das Stärke hat und zäh ist und zusätzlich resistent gegen Wärme ist. Konkret kann ein (uniaxial oder biaxial) gezogener oder nicht gezogener Film oder ein Blatt aus zähen Harzen aufgeführt werden, wobei die Harze Polyesterharze, Polyamidharze, Polyaramidharze, Polyolefinharze, Polycarbonatharze, Polystyrolharze, Polyacetalharze und fluorinierte Harze beinhalten. Die Dicke dieser Schicht aus Basismaterial 24 liegt wünschenswerterweise zwischen 5 und 100 μm, vorzugsweise zwischen etwa 10 und 50 μm.
  • Ferner kann bei der vorliegenden Ausführungsform Flachdruck oder Konterdruck von gewünschten Druckmustern von, zum Beispiel, Buchstaben, Figuren, Kennzeichen, Muster, Designs und ähnlichem auf der Schicht des Basismaterials 24 mittels eines üblichen Druckverfahrens aufgeführt werden. Da der transparente Barrierefilm 1, aus dem das Schicht aus dem geschichteten Material 21 besteht, über ausgezeichnete Transparenz verfügt, können Buchstaben und ähnliches gut erkannt werden, indem durch diesen transparenten Barrierefilm 1 geschaut wird.
  • Zudem können bei der vorliegenden Ausführungsform zum Beispiel alle Arten von Papier-Basismaterialien, aus der eine Papierschicht besteht, als Schicht aus Basismaterial 24 eingesetzt werden. Konkret kann ein Papierbasismaterial, das eine Formanpassungseigenschaft, Flexibilität, Steifigkeit und ähnliches aufweist, zum Beispiel ein gebleichtes oder ungebleichtes Papierbasismaterial mit starker Kaschiereigenschaft, oder Papierbasismaterial aus reinem weißen Rollenpapier, Kraftpapier, Karton, veredeltes Papier und dergleichen eingesetzt werden. Für ein Papierbasismaterial wie dieses ist es wünschenswert, ein Papiermaterial von etwa 80 bis 600 g/m2 Basisgewicht flächenbezogene Masse, vorzugsweise etwa 100 bis 450 g/m2 flächenbezogene Masse einzusetzen.
  • Ferner können bei der vorliegenden Ausführungsform als Schicht aus Basismaterial 24, der Film oder das Blatt aus einem oben erwähnten Harz und einem oben erwähnten Papierbasismaterial gleichzeitig eingesetzt werden.
  • 6 ist eine schematische Schnittdarstellung, die ein anderes Beispiel von geschichteten Materialien nach der vorliegenden Erfindung zeigt. In 6 wird das geschichtetes Material 31 einem Gasbarrierefilm 1 angepasst, der eine Aufdampfschicht 3 auf einer Seite eines Basismaterials 2 hat, eine durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 33, die auf der Aufdampfschicht 3 dieses transparenten Barrierefilms 1 gebildet wird durch die Vermittlung einer Schicht aus einem Ankerbeschichtungsmittel und/oder einer Adhäsionsschicht 32, und mit einer Schicht aus Basismaterial 34, die auf die Oberfläche der anderen Seite (die Oberfläche, auf der keine Aufdampfschicht gebildet wird) eines Basismaterials 2 des Gasbarrierefilms 1 angepasst wird, und mit einer durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 35, die auf dieser Schicht des Basismaterials 34 gebildet wird.
  • Die Schicht aus einem Ankerbeschichtungsmittel, die Adhäsionsschicht 32 und die durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschichten 33 und 35, die das geschichtete Material 31 bilden, können ähnlich wie die Schicht aus Ankerbeschichtungsmittel, die Adhäsionsschicht 12 und die durch Wärmeeintrag abdichtbaren Harzschicht 13 gebildet werden, welche das oben erwähnte geschichtete Material 11 bilden, ferner kann die Schicht mit dem Basismaterial 34, die die geschichtete Schicht 31 bilden, ähnlich gebildet werden wie die Schicht aus Basismaterial 24, die die oben erwähnte geschichtete Schicht 21 bildet. Daher werden die Beschreibungen dazu hier weggelassen.
  • Weiter können in den geschichteten Materialien der vorliegenden Ausführungsform ferner folgende Filme oder Blätter eingesetzt werden; zum Beispiel Filme oder Blätter von Harzen, die eine Barriereeigenschaft gegenüber Wasserdampf, Wasser und dergleichen haben, einschließlich Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, geradkettiges Polyethylen niedriger Dichte, Polypropylen und Ethylenpropylencopolymer, Filme oder Blätter aus Harzen, die eine Barriereeigenschaft gegenüber Sauerstoff, Wasserdampf und ähnliches haben, einschließlich Polyvinylidenchlorid, Polyvinylalkohol, das verseifte Produkt von Ethylenvinyl, Acetatcopolymer und Filme oder Blätter aus verschiedenen Arten von farbigen Harzen, die eine lichtabschirmende Eigenschaft haben, deren Filme oder Blätter so gemacht sind, dass, nachdem ein Farbstoff eines Pigments und dergleichen und andere gewünschte Zusatzstoffe dem Harz zugegeben wurden, die Mischung geknetet wird und dann ein Film oder Blatt gemacht wird.
  • Diese Materialien können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren Materialien verwendet werden und die Dicke ist optional, liegt aber gewöhnlich zwischen 5 und 300 μm, vorzugsweise etwa zwischen 10 und 100 μm.
  • Wenn ein geschichtetes Material der vorliegenden Ausführungsform zudem in Anwendungen von Packmitteln eingesetzt wird, muss das geschichtete Material auch streng zur Verpackung geeignet sein, da ein Packmittel gewöhnlich rauen physikalischen und chemischen Bedingungen ausgesetzt ist. Konkret sind verschiedene Bedingungen, einschließlich Formänderungsbeständigkeit, Aufprallfestigkeit, Lochfestigkeit, Wärmeresistenz, Abdichtungsleistung, Qualitätsbeständigkeit, Verarbeitbarkeit, Hygieneeigenschaft und ähnliches erforderlich. Daher wird ein Material, das die oben erwähnten Bedingungen erfüllt, willkürlich ausgewählt und als Basismaterial 2, Schicht des Basismaterials 24 und 34, oder als anderer Bestandteil eines geschichteten Material der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt. Konkret ist es möglich, willkürlich Filme oder Blätter bekannter Harze auszuwählen und einzusetzen, einschließlich Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, lineares Polyethylen niedriger Dichte, Polypropylen, Ethylenpropylencopolymer, Ethylenvinylacetatcopolymer, Ionomerharze, Ethylenethylacrylatcopolymer, Ethylenacrylsäure- oder -methacrylsäurecopolymer, Methylpentenpolymer, Polybutenharze, Polyvinylchloridharze, Polyvinylacetatharze, Polyvinylidenchloridharze, Vinylchloridvinylidenchloridcopolymer, Polymethacrylharze, Polyacrylonitrilharze, Polystyrenharze, Acrylonitrilstyrolcopolymer (AS-Harz), Acrylonitrilbutadienstyrolcopolymer (ABS-Harz), Polyesterharze, Polyamidharze, Polycarbonatharze, Polyvinylalkoholharze, das verseifte Produkt des Ethylenvinylacetatcopolymers, fluorinierte Harze, Dienharze, Polyacetalharze, Polyurethanharze und Nitrocellulose. Zusätzlich können zum Beispiel auch Cellophanfilme und dergleichen, synthetisches Papier und anderes eingesetzt werden.
  • Zu den oben erwähnten Filmen oder Blättern können beliebige nicht gezogene, uniaxial oder biaxial gerichtete Filme oder Blätter und andere eingesetzt werden. Ferner ist die Dicke optional, aber es ist möglich, eine Dicke einzusetzen, die ausgewählt ist aus dem Bereich zwischen einigen μm bis zu etwa 300 μm. Die Schichtungsposition ist nicht besonders beschränkt. Und in der vorliegenden Erfindung können Filme oder Blätter ein Film mit einer beliebigen Eigenschaft sein, abhängig von der Filmbildung mittels Extrusion, Aufblasen, Beschichten und dergleichen.
  • Ein geschichtetes Material der vorliegenden Ausführungsform wie das oben erwähnte geschichtete Material 11, 21 und 31 kann hergestellt werden unter Verwendung eines üblichen Verfahrens zur Schichtung von Verpackungsmaterialien; zum Beispiel ein Nassschichtungsverfahren, ein Trockenschichtungsverfahren, ein lösemittelfreies Trockenschichtungsverfahren, eine Extrusionsschichtungsverfahren, ein T-Düsen-Extrudierverfahren, ein Coextrusionsschichtungsverfahren, ein Aufblasverfahren, ein Coextrusionsaufblasverfahren und dergleichen.
  • Ferner kann, wenn die oben erwähnte Schichtung durchgeführt wird, wenn nötig, zum Beispiel eine Vorbehandlung, wie etwa eine Koronabehandlung, eine Ozonbehandlung und dergleichen auf dem Film ausgeführt werden. Und es ist auch möglich, beliebige andere Ankerbeschichtungsmittel, zum Beispiel Isocyanatserien (Urethanserien), Polyethyleniminserien, Polybutadienserien, Organotitanserien und andere einzusetzen, oder beliebige Klebstoffe einzusetzen, die als Klebstoffe zur Schichtung bekannt sind und ähnliche, einschließlich Polyurethanserien, Polyacrylatserien, Polyesterserien, Epoxidserien, Polyvinylacetatserien und Celluloseserien.
  • (Packmittel)
  • Als nächstes wird ein Packmittel, bei dem das oben erwähnte geschichtete Material eingesetzt wird, beschrieben. Dieses Packmittel wird als Tasche oder Behälter unter Verwendung des oben erwähnten geschichteten Materials der vorliegenden Ausführungsform mittels Wärmeeintrag hergestellt.
  • Konkret wird, wenn das Packmittel ein weicher Verpackungsbeutel ist, ein geschichtetes Material der vorliegenden Ausführungsform gefaltet, so dass die Oberfläche von dessen durch Wärmeeintrag abdichtbarer Harzschicht gegenüber liegt, oder zwei Blätter des geschichteten Materials nach der vorliegenden Erfindung werden übereinander gestapelt, dann werden sie im äußeren Bereich durch Wärmeeintrag verklebt mittels einer beliebigen Form des Wärmeverschweißens, zum Beispiel, einem seitlichen Verschweißungstyp, einem zweiseitigen Verschweißungstyp, dreiseitigen Verschweißungstyp, einem allseitigen Verschweißungstyp, einem Umschlagverschluss-Verschweißungstyp, einem Stumpfnaht-Verschweißungstyp, einem Kräusel-Verschweißungstyp, einem Flachboden-Verschweißungstyp, einem Winkelboden-Verschweißungstyp und andere Typen. Auf diese Weise werden durch Wärmeeintrag verklebte Bereiche gebildet, die in der Herstellung verschiedener Arten von Packmitteln gemäß der vorliegenden Erfindung resultieren.
  • In der oben erwähnten Beschreibung kann das Verkleben mittels Wärmeeintrag nach bekannten Verfahren ausgeführt werden, zum Beispiel Stabverschweißen, Rotationsrollenverschweißen, Riemenschweißen, Impulsverschweißen, Hochfrequenzverschweißen, Ultraschallverschweißen und dergleichen.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Packmittels, wie oben erwähnt, zeigt. Ein Packmittel 51, das in 7 gezeigt wird, wird nach einem derartigen Verfahren hergestellt, dass ein Satz eines geschichteten Materials 11 nach der vorliegenden Erfindung so gefaltet wird, dass die durch Wärmeeintrag abdichtbare Harzschicht 13 gegenüber liegt und dann an drei Seiten ihres Umfangs durch Wärmeeintrag verklebt wird, in einem Zustand, um einen verklebten Bereich 52 zu bilden. In diesem Packmittel 51 können Inhalte durch eine Öffnung 53 eingefüllt werden, die an der einen verbliebenen Seite seines Umfangs gebildet wird. Und nachdem die Inhalte eingefüllt wurden, wird die oben erwähnte Öffnung 53 durch Wärmeeintrag verklebt, um einen verklebten Bereich zu bilden, was in einem Packmittel resultiert, in dem Inhalte eingefüllt und verpackt sind.
  • Zusätzlich zu dem oben erwähnten Mittel kann das Packmittel der vorliegenden Erfindung, zum Beispiel eine sich selbst tragende Verpackungstasche (ein stehender Beutel) und ähnliches sein. Und ferner kann ein Röhrenbehälter auch unter Verwendung des geschichteten Materials nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
  • Mehr noch kann nach der vorliegenden Erfindung zum Beispiel ein Einfüllloch vom Einstück- oder Zweistück-Typ und ähnliches, oder ein Reißverschluss zum Öffnen und Schließen und ähnliches willkürlich an das oben erwähnte Packmittel angefügt werden.
  • Außerdem kann, im Fall, in dem ein Packmittel der vorliegenden Erfindung ein Papierbehälter ist, der ein Papierbasismaterial für die Verwendung zum Einfüllen von Flüssigkeiten beinhaltet, zuerst ein Plattenrohling für die Herstellung eines gewünschten Papierbehälters eingesetzt werden, unter Verwendung des geschichteten Materials nach der vorliegenden Erfindung, wobei ein Papierbasismaterial geschichtet wird, und dann kann ein Papierbehälter und ähnliches für Flüssigkeit, der zum Beispiel ein Tetrapack-Typ, ein flacher Typ oder ein Goebel-Top-Typ ist, hergestellt werden, indem dessen Körper, Boden, Kopf und andere Bereiche unter Verwendung dieses Plattenrohlings gebildet werden.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des oben erwähnten Papierbehälters zum Einfüllen von Flüssigkeit zeigt, das heißt ein Packmittel nach der vorliegenden Erfindung, und 9 ist eine Draufsicht, die einen Plattenrohling zeigt, der für ein Packmittel eingesetzt wird, das in 8 gezeigt wird. Zum Beispiel wird unter Verwendung eines geschichteten Materials 31 nach der vorliegenden Erfindung, das in 6 gezeigt wird, ein Plattenrohling 70 hergestellt, indem das geschichtete Material 31 gestanzt wird, um die durch Pressen punktierten Linien m, m ... für das Knicken vorzubereiten, ebenso wie die Formteile 71, 72, 73 und 74, die den Körper 62 eines Behälters 61 bilden, die Kopfteile 71a, 72a, 73a und 74a, die den Kopf 63 eines Behälters 61 bilden, die Bodenteile 71b, 72b, 73b und 74b, die den Boden 64 eines Behälters 61 bilden, und ein durch Wärmeeintrag verklebbares Teil 75 zur Bildung der Schale beim Bilden eines Behälters. Dieser Plattenrohling 70 wird an den durch Pressen gepunkteten Linien m, m ... geknickt, und der innere Bereich des Rand des Formteils 71 wird mit dem äußeren Teil des durch Wärmeeintrag verklebbaren Teils 75 durch Wärmeeintrag verklebt, um die Schale zu bilden, und dann werden die Bodenteile 71b, 72b, 73b und 74b an den durch Pressen gepunkteten Linien m, m ... geknickt und durch Wärmeeintrag verklebt. Schließlich werden, nachdem die Flüssigkeit über die Öffnung oben eingefüllt wurde, die Kopfteile 71a, 72a, 73a und 74a an den durch Pressen gepunkteten Linien m, m ... geknickt und durch Wärmeeintrag verklebt, um ein Packmittel 61 zu bilden, in dem Inhalte eingefüllt und verpackt sind.
  • Ein Packmittel nach der vorliegenden Erfindung wird eingesetzt, um alle Arten von Artikeln einzufüllen und zu verpacken, einschließlich verschiedener Ess- und Trinkwaren, Klebstoffchemikalien, druckempfindlicher Klebstoffe und ähnliches, Kosmetika, Medikamente, Verschiedenes, wie chemische Körperwärmer und dergleichen.
  • 2. Zweite Ausführungsform des geschichteten Materials
  • (Geschichtetes Material)
  • Die zweite Ausführungsform des geschichteten Materials nach der vorliegenden Erfindung ist ein geschichtetes Material, dass durch eine leitfähige Schicht gekennzeichnet ist, die an der Oberfläche mindestens einer Seite des oben erwähnten Gasbarrierefilms gebildet wird. 10 zeigt ein Beispiel der vorliegenden Ausführungsform. Ein geschichtetes Material in der vorliegenden Ausführungsform wird gemacht, indem eine leitfähige Schicht 41 auf einem Gasbarrierefilm 1 gebildet wird, der aus einem Basismaterial 2 und einem Aufdampffilm (einem Siliziumoxidfilm) 3 besteht, gebildet auf dem Basismaterial 2; es kann jedoch, wie in 10 gezeigt, eine Ankerbeschichtungsschicht 42 zwischen der Aufdampfschicht 3 und dem Basismaterial 2 gebildet werden, um die Adhäsion des Aufdampffilms 3 zu verbessern. Und es kann eine Mantelschicht 43 auf der Aufdampfschicht 3 gebildet werden.
  • Ein Gasbarrierefilm 1, der bei der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird, ist der gleiche wie der oben erwähnte Gasbarrierefilm. Daher wird die Beschreibung hier weggelassen.
  • Als leitfähige Schicht 41, die in der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird, kann zum Beispiel ein ITO-Film eingesetzt werden, und sie wird durch das Sputterverfahren, das PVD-Verfahren und das Ionenplattierungsverfahren gebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist vor allem ein ITO-Film, der mittels Sputter-Verfahren erhalten wurde, bevorzugt, um die gleichmäßige Leitfähigkeit auf der Oberfläche zu erhalten.
  • Die Dicke dieser leitfähigen Schicht 41 variiert in großem Umfang, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung, den Anwendungen und ähnlichem, gewöhnlich wird die Schicht jedoch in einem Bereich zwischen 100 nm und 200 nm gebildet.
  • Diese leitfähige Schicht 41 hat vorzugsweise solche Eigenschaften, dass Widerstandswerte zwischen 0 und 50 Ω liegen und die Übertragungsrate aller Lichtstrahlen 85% oder größer ist.
  • Wenn zum Beispiel in einem Flüssigkristallbildschirm eine solche leitfähige Schicht 41 eingesetzt wird, kann sie als transparente Elektrode zur Aktivierung des Flüssigkristalls eingesetzt werden.
  • Ferner kann als Mantelschicht 43 nach der vorliegenden Erfindung ein UV-gehärteter Film eines Epoxidacrylatpräpolymers eingesetzt werden, das einen Schmelzpunkt von 50°C und höher aufweist, oder ein Urethanacrylatpräpolymer, das einen Schmelzpunkt von 50°C und höher aufweist; aber es kann auch ein wärmegehärteter Film eingesetzt werden, der hitzestabiler ist, wenn die Eigenschaften als Anzeigemedium-Anwendung in einem Flüssigkristall und ähnlichem erfüllt sind. Ein UV-härtendes Harz mit einer hohen Produktivität ist jedoch bevorzugt. Natürlich ist die Adhäsion an einem Polymerfilm und einer anorganische Schicht für den Film entscheidend, und der Film muss Flexibilität und chemische Resistenz aufweisen. Zu diesem Zweck kann eine üblicherweise eingesetzte Primärschicht hergestellt werden.
  • (Bildanzeigemedium)
  • Ein Bildanzeigemedium nach der vorliegenden Erfindung ist eine Bildanzeigeschicht, die auf der oben erwähnten leitfähigen Schicht unter Verwendung eines geschichteten Materials gebildet wird, das bei der oben erwähnten zweiten Ausführungsform als Basismaterial dargestellt wurde.
  • Als Bildanzeigegeräte wie diese können nichtleuchtende Anzeigen wie ein Flüssigkristallanzeige genannt werden, bei denen die Anzeige mit Gradation durch Abblenden der Helligkeit eines Hintergrundlichts erfolgt, und eine selbstleuchtende Anzeige, wie etwa eine Plasmaanzeige (PDP), eine Feldemissionsanzeige (FED) und eine Elektroluminiszenzanzeige (EL), bei denen eine Anzeige mittels Leuchten eines fluoreszierenden Materials mit einer bestimmten Art von Energie erfolgt.
  • In dem Fall, in dem das oben erwähnte Bildanzeigemedium eine Flüssigkristallanzeige ist, ist die oben genannte Bildanzeigeschicht eine Flüssigkristallschicht, und in dem Fall, in dem die das oben erwähnte Bildanzeigemedium eine selbstleuchtende Anzeige, wie oben erwähnt, ist, entspricht eine Schicht aus fluoreszierendem Material, die ein fluoreszierendes Material aufweist, der oben erwähnten Anzeigeschicht.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele im folgenden Abschnitt konkreter beschrieben.
  • 1. Bestimmung der bevorzugten Si:O:C-Verhältnisse des Aufdampffilms.
  • (Vergleichsbeispiel 1-1)
  • Wie in 11 gezeigt, wurde ein blattförmiger (30 cm × 21 cm) biaxial gerichteter Polyamidfilm (hergestellt von Toyobo Co., Ltd., N1102, 15 μm Dicke) als Basismaterial 20 hergestellt und auf die Seite der unteren Elektrode 114 innerhalb einer Kammer 102 eines Plasma-CVD-Geräts 101 geladen. Als nächstes wurde der Druck im inneren Bereich der Kammer 102 des CVD-Geräts 101 auf ein äußerstes Vakuum von 3,0 × 10–5 Torr (4,0 × 10–3 Pa) mittels einer Ölrotationspumpe und einer Turbopumpe herabgesetzt. Und als Ausgangsgase 112 wurden Hexamethyldisiloxangas (HMDSO) (Toray Dow Corning Silicon Co., Ltd., SH200, 0,65 cSt) und Sauerstoffgas (Taiyo Toyo Sanso Co., Ltd., mit einer Reinheit von 99,9999% oder höher) vorbereitet.
  • Als nächstes wurde ein elektrischer Strom mit einer Frequenz von 90 kHz (elektrische Schlussleistung: 300 W) an die untere Elektrode 114 angelegt. Und 1 sccm HMDSO-Gas, 10 sccm Sauerstoffgas und 30 sccm Heliumgas wurden durch eine Gaseinführöffnung 109, die in der Nähe der Elektrode in der Kammer 102 angebracht ist, eingeführt, und der Druck innerhalb der Kammer während der Filmbildung wurde auf 0,25 Torr (33,325 Pa) gehalten, indem der Grad der Öffnung und Schließung des Ventils 113 zwischen einer Vakuumpumpe 108 und der Kammer 102 kontrolliert wurde, um einen Film aus Siliziumoxid als Aufdampffilm 3 auf dem Basismaterialfilm 2 zu bilden. Hier steht sccm als Abkürzung für Standardkubikzentimeter pro Minute. Die Filmbildung wurde fortgesetzt, bis die Filmdicke 100 nm betrug und ein Gasbarrierefilm gemäß Vergleichsbeispiel 1-1 erhalten wurde.
  • (Vergleichsbeispiel 1-2)
  • Wie in 12 gezeigt, wurde ein rollenförmiger biaxial gerichteter Polyamidfilm (hergestellt von Toyobo Co., Ltd., N1102, 15 μm Dicke, 600 mm Breite und 5000 m Länge) als Basismaterial 40 hergestellt und innerhalb einer Kammer 202 eines Plasma-CVD-Geräts 201, das mit einem Transportmechanismus ausgestattet ist, geladen. Als nächstes wurde der Druck im inneren Bereich der Kammer 202 des CVD-Geräts 201 auf ein äußerstes Vakuum von 3,0 × 10–5 Torr (4,0 × 10–3 Pa) mittels einer Ölrotationspumpe und einer Öldiffusionspumpe herabgesetzt. Und als Ausgangsgas 212 wurden Tetramethoxysilangas (TMOS) (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM04) und Sauerstoffgas (Taiyo Toyo Sanso Co., Ltd., mit einer Reinheit von 99,9999% oder höher) vorbereitet.
  • Als nächstes wurde in der Nähe einer Beschichtungstrommel 205 ein Stück einer Elektrode 213 so angeordnet, dass es gegenüber der Beschichtungstrommel 205 lag, und ein elektrischer Hochfrequenzstrom mit einer Frequenz von 40 kHz (elektrische Schlussleistung: 3,0 kW) wurde zwischen dieser Beschichtungstrommel 205 und einer Elektrode 213 angelegt. Und 50 sccm TMOS-Gas und 500 sccm Sauerstoffgas wurden durch eine Gaseinführungsöffnung 209, die in der Nähe der Elektrode 213 in der Kammer 202 angebracht ist, eingeführt, und der Druck innerhalb der Kammer während der Filmbildung wurde auf 5 × 10–2 Torr (6,7 Pa) gehalten, indem der Grad der Öffnung und Schließung des Ventils 214 zwischen einer Vakuumpumpe 208 und der Kammer 202 kontrolliert wurde, um einen Film aus Siliziumoxid als Aufdampffilm 3 auf dem Basismaterialfilm 40 zu bilden. Die Transportgeschwindigkeit des Basismaterialfilms 40 wurde so festgelegt, dass die Filmdicke 100 nm betrug und ein Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 1-2 erhalten wurde.
  • (Beispiel 1-3)
  • Abgesehen davon das die Transportgeschwindigkeit des Basismaterialfilm so festgelegt wurde, dass die Filmdicke eines Siliziumoxidfilm 10 nm betrug, wurde der gleiche Vorgang wie in Vergleichsbeispiel 1-2 durchgeführt, und ein Gasbarrierefilm aus Beispiel 1-3 wurde erhalten.
  • (Vergleichsbeispiele 1-3 bis 1-7)
  • Abgesehen davon, dass Hexamethyldisiloxangas und Sauerstoffgas unter den Bedingungen eingeführt wurden, die in Tabelle 1 gezeigt werden, und dass die Strömungsmengen und Strömungsverhältnisse der Gase und des Druck während der Filmbildung angepasst wurden, wurde der Filmbildungsvorgang unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1-1 durchgeführt und es wurden die Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 1-3 bis 1-7 erhalten.
  • (Bewertungsverfahren)
  • Die Komponenten der Siliziumoxidfilme wurden mit ESCA (ESCA LAB220 i-XL, hergestellt von VG Scientific Co., England) gemessen. Es wurde eine monochrome Al-Röntgenstrahlenquelle mit Ag-3d-5/2 Peakfestigkeit und 300 K bis 1 Mcps als Röntgenstrahlenquelle und ein Schlitz von etwa 1 mm φ im Durchmesser eingesetzt. Die Messung wurde in einem Zustand durchgeführt, bei dem der Detektor auf die normale Linie auf der Oberfläche einer Probe festgelegt wurde, die für die Messung bereitgestellt wurde, und die elektrische Aufladung wurde auf geeignete Weise kompensiert. Die Analyse nach der Messung wurde ausgeführt mit jedem Peak, der der Bindungsenergie von Si: 2 p, C: 1 s, und O: 1 s entsprach, unter Verwendung der Software Eclipse Version 2.1 (hergestellt von VG Scientific Co., England), die zu dem oben erwähnten ESCA-Gerät gehört. Gleichzeitig wurde ein Shirley Hintergrundgeräusch aus jedem Peak entfernt und ein Empfindlichkeitskoeffizientenausgleich jedes Atoms (Wenn C = 1, Si = 0,817 und O = 2,930) wurde für jede Peakfläche bereitgestellt, und dann wurde das Verhältnis der Anzahl der Atome berechnet. Basierend auf dem erhaltenen Verhältnis der Anzahl der Atome wurde, wenn die Anzahl der Si-Atome 100 betrug, die Anzahl von O und C, welches die anderen Komponenten sind, berechnet und eingesetzt, um die Menge jeder Komponente zu berechnen.
  • Die IR-Messung wurde durchgeführt mit einem Fourier-Transformations-Infrarotspektralphotometer (Herschel FT/IR-610, hergestellt von Nihon Bunko Co., Ltd.), ausgestattet mit ATR (Mehrfachreflexionseinheit) (ATR-300/H, hergestellt von Nihon Bunko Co., Ltd.). Die Infrarot-Absorptionsspektren wurden unter Verwendung eines Germaniumkristalls als Prisma mit einem Einfallswinkel von 45° gemessen.
  • Die Brechungsindizes der Siliziumoxidfilme wurden mit einem optischen Spektroskop (UV-3100PC, hergestellt von Shimadzu Corp.) gemessen. Aus den erhaltenen Messergebnissen zum Übertragungs- und Reflexionsvermögen wurden die Brechungsindizes bei 633 nm unter Verwendung des optischen Interferenzverfahrens bewertet.
  • Bei den erhaltenen Gasbarrierefilmen wurden die Gasbarriereeigenschaften bewertet, indem die Sauerstoffübertragungsrate und die Wasserdampfübertragungsrate gemessen wurden. Die Sauerstoffgasübertragungsrate wurde bei 23°C unter trockenen Bedingungen (0% Rh) gemessen, unter Verwendung einer Sauerstoffgasübertragungsraten-Messeinheit (OX-TRAN 2/20, hergestellt von MOCON Co.). Die Wasserdampfübertragungsrate wurde bei 37,8°C unter trockenen Bedingungen (100% Rh) gemessen, unter Verwendung einer Wasserdampfübertragungsraten-Messeinheit (PERMATRAN-W 3/31, hergestellt von MOCON Co.). Die Kriterien für die Bewertung der Gasbarriereeigenschaften wurden auf 0,5 cc/m2/Tag oder weniger für die Sauerstoffgasübertragungsrate (OTR) und auf 0,5 g/m2/Tag oder weniger für die Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) festgelegt.
  • Figure DE000060116439T3_0002
  • Figure DE000060116439T3_0003
  • (Messergebnisse)
  • In jedem der Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-2 oder Beispiel 1-3 betrug die Sauerstoffgasübertragungsrate (OTR) 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und die Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) 0,5 g/m2/Tag oder weniger, und sie zeigten ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften, während bei den Vergleichsbeispielen 1-3 bis 1-7 sowohl die Sauerstoffgasübertragungsrate (OTR) als auch die Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) die Bewertungskriterien überstiegen, und diese unzureichende Gasbarriereeigenschaften zeigten.
  • 2. Messung des Kornabstands L
  • [1] Fall der Verwendung des Plasma-CVD-Verfahrens
  • (Vergleichsbeispiele 2-1 bis 2-2 und Beispiel 2-3)
  • Die Vergleichsbeispiele 2-1 bis 2-2 und Beispiel 2-3 wurden auf die gleiche Weise erhalten, wie die Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-2 und Beispiel 1-3.
  • (Vergleichsbeispiele 2-3 bis 2-7)
  • Hexamethyldisiloxangas und Sauerstoffgas wurden unter den Bedingungen eingeführt, die in der nachfolgenden Tabelle 2 gezeigt werden; die Filme wurden unter ähnlichen Bedingungen gebildet wie in Vergleichsbeispiel 2-1, abgesehen davon, dass ihre Gasflüsse, Strömungsverhältnisse und der Filmbildungsdruck angepasst wurden, und es wurden die Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 2-3 bis 2-7 erhalten.
  • (Messverfahren des Abstands zwischen den Körnern mittels Rasterkraftmikroskop)
  • Da der Aufdampffilm, der mittels des oben erwähnten Plasma-CVD-Verfahrens hergestellt wurde, wenn er nicht behandelt wird, eine glatte Oberfläche hat, können die Körner nicht direkt gemessen werden. Demgemäß wurde die Oberfläche zuerst mit Fluorwasserstoffsäure oder einer wässrigen Ammoniumfluoridlösung behandelt. Diese Behandlung ist ein Verfahren, bei dem eine Charakteristik eingesetzt wird, bei dem die Grenzen gelöst wurden, aber die Körner kaum gelöst wurden, und es möglich wurde, die Körner, die sich auf er Oberfläche des Aufdampffilms bildeten, zu beobachten.
  • Und nachdem die gleiche Probe nach der Filmbildung in eine Größe von 10 cm × 10 cm geschnitten wurde, wurde sie (1) bei 23°C 5 Sekunden lang mit 0,5% Fluorwasserstoffsäurelösung behandelt, (2) 60 Sekunden lang mit Wasser gewaschen und (3) getrocknet.
  • Hier wird das Messverfahren für den Abstand zwischen den Körnern durch ein Rasterkraftmikroskop (nachfolgend mit ”AFM” bezeichnet) erläutert.
  • Ein AFM, wie zum Beispiel jenes, das von Digital Instruments Co., Ltd. hergestellt wird, eines, das von Seiko Electronics Co., Ltd. hergestellt wird, eines, das von Topometrix Co., Ltd. hergestellt wird, oder dergleichen können für die Messung eingesetzt werden; es wurde damals jedoch das Nano Scope III, hergestellt von Digital Instruments Co., Ltd., eingesetzt. Ferner wurde in diesem Fall nach der Flachbehandlung des AFM-Bildes, das erhalten wurde, indem die Oberflächenform auf einer Fläche von 500 nm × 500 nm gemessen wurde, ein willkürlicher Abschnitt beobachtet, und es wurde ein Abstand zwischen dem Peak und dem benachbarten Peak gemessen, bezüglich zweier benachbarter Körner, deren Peakhöhe annähernd gleich war. Ferner wurde ein Cantilever in einer Bedingung, bei der keine Abnutzung und kein Fleck festgestellt wurden, für die Messung eingesetzt, und eine homogene unebene Region ohne feststellbare Vertiefung und ohne Vorsprung wurde zum Messpunkt gemacht.
  • Ferner ist das oben erwähnte ”tapping mode” in Q. Zong et al., ”Surface Science Letter, Vol. 290 (1993), L688–690” erläutert. Es ist ein Verfahren, bei dem ein Cantilever zur Schwingung angeregt wird, wobei eine Sonde nahe einer Resonanzfrequenz (etwa 50 bis 500 MHz) unter Verwendung eines Piezooszillators bereitgestellt wird, und bei dem diese auf der Oberfläche einer Probe gemessen wird, während sie periodisch leicht berührt wird, und ein Verfahren bei dem die Position des Cantilevers in eine in der Ebene liegende (Z-Richtung) nachgeregelt wird, um die Variation der nachgewiesenen Amplitude konstant zu halten, und bei dem eine dreidimensionale Oberflächenform durch ein Signal, das auf der Bewegung in Z-Richtung basiert und durch ein Signal in einer planaren Richtung (XY-Richtung) gemessen wird. Ferner betrifft die oben erwähnte Flachbehandlung zweidimensionale Daten, wobei die Korrektur der Neigung durch eine eindimensionale, zweidimensionale oder dreidimensionale Funktion behandelt wird, basierend auf einer Standardebene, und die Welligkeit der gesamten Ebene durch die Behandlung ausgeglichen wurde.
  • (Messung der Gasdurchlässigkeit)
  • Bezüglich der erhaltenen Gasbarrierefilme wurden die Messung einer Sauerstoffgasübertragungsrate und die Messung einer Wasserdampfübertragungsrate durchgeführt, um die Gasbarriereeigenschaft zu bewerten. Die Sauerstoffgasübertragungsrate wurde unter Bedingungen von 23°C und Trockenheit (0% Rh) unter Verwendung eines Sauerstoffgasübertragungsraten-Messgeräts (MOCON. Co., Ltd., OX-TRAN 2/20) gemessen. Die Wasserdampfübertragungsrate wurde unter Bedingungen von 37,8°C und 100% Rh Trockenheit unter Verwendung eines Wasserdampfübertragungsraten-Messgeräts (MOCON. Co., Ltd., PERMATRAN-W 3/31) gemessen. Die Bewertungskriterien werden als Kriterien bezeichnet und sind eine Sauerstoffübertragungsrate von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate von 0,5 g/m2/Tag oder weniger.
  • (Messergebnis)
  • Wie auch aus den Ergebnissen klar wurde, hatte jeder der Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 2-1 bis 2-2 und des Beispiels 2-3 eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) von 0,5 g/m2/Tag oder weniger und eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft. Im Gegensatz dazu hatten die Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 2-3 bis 2-7 eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) und eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR), welche die Bewertungskriterien überstiegen, und eine unzureichende Gasbarriereeigenschaft.
  • [2] Fall der Verwendung des Ionenplattierungsverfahrens
  • Vergleichsbeispiel 2-8
  • Wie in 13 gezeigt, wurde ein rollförmiger biaxial gerichteter Poly(ethylenterephthalat)film (Unichika Co., Ltd., PET, mit einer Dicke von 12 μm) als Substratfilm 50 eingesetzt und in die Kammer 302 eines Aufroll-Typ-Hohlkathoden-Ionenplattierungs-Beschichtungsgeräts 301 geladen. Dann wurde Siliziumdioxid (Merk Japan Co., Ltd. mit einer Reinheit von 99%, eine Partikeldurchmesser von 2,5 bis 4 mm) als Aufdampfquelle vorbereitet und auf eine Anode (Gestell) 306 geladen. Dann wurde der Innendruck der Kammer 302 auf ein erreichtes Vakuum von 1 × 10–5 Torr mittels einer öldichten Rotationspumpe und einer Öldiffusionspumpe gesenkt.
  • Dann wurde der Substratfilm laufen gelassen, indem der Grad der Öffnung und der Schließung eines Ventils 309 kontrolliert wurde, das zwischen einer Vakuumpumpe 308 und der Kammer lag, während der Druck der Kammer während der Filmbildung auf 5 × 10–4 Torr gehalten wurde; 5 kW Leistung zur Herstellung von Plasma wurde in eine Plasmakanone vom Typ Hohlkathodenentladung 307 geladen, in die 20 sccm Argongas eingeführt wurde, wobei die Aufdampfquelle verdampft wurde, indem die Plasmaströmung auf der Aufdampfquelle auf der Anode (Gestell) 306 konvergiert wurde, um bestrahlt zu werden, wobei das Aufdampfmolekül ionisiert wurde durch hochdichtes Plasma, und ein Siliziumoxidfilm als Aufdampffilm auf dem Substratfilm 50 gebildet wird. Ferner wurde die Laufgeschwindigkeit auf dem Substratfilm 50 so festgelegt, dass die Dicke des gebildeten Siliziumoxidfilms 100 nm beträgt.
  • (Vergleichsbeispiel 2-9)
  • Die Filmbildung wurde unter genau den gleichen Bedingungen durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 2-8, abgesehen davon, dass das Sauerstoffgas, das während der Filmbildung eingeführt wurde bei 10 sccm eingeführt wurde, um den Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 2-9 zu erhalten.
  • (Vergleichsbeispiel 2-10)
  • Die Filmbildung wurde unter genau den gleichen Bedingungen durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 2-8, abgesehen davon, dass der Strom, der während der Filmbildung angelegt wurde, auf 3,5 kW festgelegt wurde, um den Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 2-10 zu erhalten.
  • (Vergleichsbeispiel 2-11)
  • Die Filmbildung wurde unter genau den gleichen Bedingungen durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 2-8, abgesehen davon, dass der Druck der Kammer während der Filmbildung auf 1 × 10–3 Torr während der Filmbildung festgelegt wurde, um den Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 2-11 zu erhalten.
  • (Messung der Gasdurchlässigkeit)
  • Bezüglich der erhaltenen Gasbarrierefilme wurden die Messung einer Sauerstoffgasübertragungsrate und die Messung einer Wasserdampfübertragungsrate durchgeführt, um die Gasbarriereeigenschaft zu bewerten. Die Sauerstoffgasübertragungsrate wurde unter Bedingungen von 23°C und Trockenheit (0% Rh) unter Verwendung eines Sauerstoffgasübertragungsraten-Messgeräts (MOCON. Co., Ltd., OX-TRAN 2/20) gemessen. Die Wasserdampfübertragungsrate wurde unter Bedingungen von 37,8°C und 100% Rh Trockenheit unter Verwendung eines Wasserdampfübertragungsraten-Messgeräts (MOCON. Co., Ltd., PERMATRAN-W 3/31) gemessen. Die Bewertungskriterien werden als Kriterien bezeichnet und sind eine Sauerstoffübertragungsrate von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate von 0,5 g/m2/Tag oder weniger.
  • Die Messergebnisse werden in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. [Tabelle 2]
    Sauerstoffgasübertragungsrate (cc/m2/Tag·atm) Wasserdampfübertragungsrate (g/m2/Tag) Abstand zwischen den Körnern (nm)
    Vergleichsbeispiel 2-8 0,03 0,30 24
    Vergleichsbeispiel 2-9 0,15 0,45 20
    Vergleichsbeispiel 2-10 0,92 1,84 42
    Vergleichsbeispiel 2-11 1,22 1,56 47
  • Wie auch aus der oben genannten Tabelle 2 hervorgeht, hatte jeder der Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 2-8 bis 2-9 eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) von 0,5 g/m2/Tag oder weniger und eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft. Im Gegensatz dazu hatten die Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 2-10 bis 2-11 sowohl eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) als auch eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR), welche die Bewertungskriterien überstiegen, und eine unzureichende Gasbarriereeigenschaft.
  • [3] Fall der Verwendung des Sputterverfahrens
  • (Vergleichsbeispiel 2-12)
  • Ein blattförmiger biaxial gerichteter Polyethylenterephthalatfilm einer Größe von 10 cm × 10 cm (Unichika Co., Ltd., PET, einer Dicke von 12 μm) wurde als Substratfilm eingesetzt und in die Kammer eines diskontinuerlich-filmbildenden Sputtergeräts (ANELBA Co., Ltd., SPF-730H) geladen. Dann wurde Silizium (mit einer Reinheit von 99,9999% oder höher) als Sputter-Targetmaterial vorbereitet und in die Kammer geladen. Dann wurden Argongas (Taiyo Toyo Sanso Co., Ltd., mit einer Reinheit von 99,9999% oder höher) und Sauerstoffgas (Taiyo Toyo Sanso Co., Ltd., mit einer Reinheit von 99,9999% oder höher) vorbereitet, um als Gase während der Filmbildung zugeführt zu werden.
  • Dann wurde der Innendruck der Kammer auf ein erreichtes Vakuum von 2 × 10–3 Pa mittels einer öldichten Rotationspumpe und einer Kryopumpe gesenkt. Die Filmbildung eines Siliziumoxidfilm als Aufdampffilm wurde bei einem angelegten Strom von 200 W gemäß eines DC-Magnetron-Sputter-Verfahrens durchgeführt, indem 30 sccm Argongas und 5 sccm Sauerstoffgas eingeführt wurden und indem der Druck der Kammer während der Filmbildung auf 0,1 Pa gehalten wurden, indem der Grad der Öffnung und Schließung eines Ventils, das zwischen einer Vakuumpumpe und der Kammer angesiedelt war, kontrolliert wurde. Die Filmbildungszeit wurde so festgesetzt, dass die Dicke des Siliziumoxidfilms 100 nm betrug und der Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 2-12 erhalten wurde.
  • (Vergleichsbeispiel 2-13)
  • Die Filmbildung wurde unter genau den gleichen Bedingungen durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 2-12, abgesehen davon, dass der Filmbildungsdruck auf 0,05 Pa festgelegt wurde, um den Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 2-13 zu erhalten.
  • (Beispiel 2-14)
  • Die Filmbildung wurde unter genau den gleichen Bedingungen durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 2-12, abgesehen davon, dass der angelegte Strom auf 400 W festgelegt wurde, um den Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 2-14 zu erhalten.
  • (Vergleichsbeispiel 2-15)
  • Die Filmbildung wurde unter genau den gleichen Bedingungen durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 2-12, abgesehen davon, dass eine Sauerstoffgasströmung auf 15 sccm festgelegt wurde, um den Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 2-15 zu erhalten.
  • (Vergleichsbeispiel 2-16)
  • Die Filmbildung wurde unter genau den gleichen Bedingungen durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 2-12, abgesehen davon, dass eine Aargongasströmung auf 60 sccm festgelegt wurde, um den Gasbarrierefilm aus Vergleichsbeispiel 2-16 zu erhalten.
  • (Messung der Gasdurchlässigkeit)
  • Bezüglich der erhaltenen Gasbarrierefilme wurden die Messung einer Sauerstoffgasübertragungsrate und die Messung einer Wasserdampfübertragungsrate durchgeführt, um die Gasbarriereeigenschaft zu bewerten. Die Sauerstoffgasübertragungsrate wurde unter Bedingungen von 23°C und Trockenheit (0% Rh) unter Verwendung eines Sauerstoffgasübertragungsraten-Messgeräts (MOCON. Co., Ltd., OX-TRAN 2/20) gemessen. Die Wasserdampfübertragungsrate wurde unter Bedingungen von 37,8°C und 100% Rh Trockenheit unter Verwendung eines Wasserdampfübertragungsraten-Messgeräts (MOCON. Co., Ltd., PERMATRAN-W 3/31) gemessen. Die Bewertungskriterien der Gasbarriereeigenschaft werden als Kriterien bezeichnet und sind eine Sauerstoffübertragungsrate von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate von 0,5 g/m2/Tag oder weniger.
  • (Messergebnis)
  • Die Messergebnisse werden in der folgenden Tabelle 3 gezeigt. [Tabelle 3]
    Sauerstoffgasübertragungsrate (cc/m2/Tag·atm) Wasserdampfübertragungsrate (g/m2/Tag) Abstand zwischen den Körnern (nm)
    Vergleichsbeispiel 2-12 0,21 0,20 23
    Vergleichsbeispiel 2-13 0,11 0,23 18
    Vergleichsbeispiel 2-14 0,23 0,38 25
    Vergleichsbeispiel 2-15 0,75 0,84 42
    Vergleichsbeispiel 2-16 1,12 1,36 49
  • Wie auch aus der oben erwähnten Tabelle 3 hervorgeht, hatte jeder der Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 2-12 bis 2-14 eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) von 0,5 g/m2/Tag oder weniger und eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft. Im Gegensatz dazu hatten die Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 2-15 bis 2-16 sowohl eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) als auch eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR), welche die Bewertungskriterien überstiegen, und eine unzureichende Gasbarriereeigenschaft.
  • 3. Messung der Dichte der E'-Zentren unter Verwendung von ESR
  • (Vergleichsbeispiele 3-1 bis 3-2 und Beispiel 3-3)
  • Die Gasbarrierefilme aus den Vergleichsbeispielen 3-1 bis 3-2 und Beispiel 3-3 wurden unter Verwendung ähnlicher Verfahren wie in den Beispielen 1-1 bis 1-2 und Beispiel 1-3 erhalten.
  • (Vergleichsbeispiele 3-3 bis 3-7)
  • Die Gasbarrierefilme aus Vergleichsbeispiel 3-3 bis Vergleichsbeispiel 3-7 wurden durch im Prinzip ähnliche Verfahren erhalten wie in dem oben erwähnten Vergleichsbeispiel 3-1.
  • Die jeweiligen Parameter (Gasströmungen einer organischen Siliziumverbindung(HMDSO)-Gas-, Sauerstoffgasströmungen, Filmbildungsdruck, angelegter Strom, Dicken) wurden gemäß den Werten festgelegt, die in der folgenden Tabelle 4 gezeigt werden.
  • (Messverfahren des Elektronenspinresonanzverfahren (ESR-Verfahren))
  • Bezüglich eines jeden der Siliziumoxidfilme, die durch das oben erwähnte Plasma-CVD-Verfahrens hergestellt wurden, wurde die Dichte des E'-Zentrums durch das Elektronenspinresonanzverfahren (ESR-Verfahren) gemessen. Geräte und Messbedingungen, die für die Messung eingesetzt wurden, werden nachfolgend aufgelistet. (Messergeräte)
    Hauptgerät: ESR350E (BRUKER Co., Ltd.)
    Zusatzgerät: HP5351B Mikrowellenfrequenzzähler (HEWLETT PACKEARD Co., Ltd.), ER035M Gaußmeter (BRUKER Co., Ltd.), und ESR910 Kryostat (OXFORD Co., Ltd.)
    (Messbedingung)
    Messtemperatur: Raumtemperatur (23°C)
    Magnetfeld-Zeitablenkungsbereich: 331,5 bis 341,5 mT
    Modulation: 100 kHz, 0,2 mT
    Mikrowelle: 9,43 GHz, 0,1 mW
    Zeitablenkung: 83,886 Sek. × 4 Mal
    Zeitkonstante: 327,68 msek.
    Datenpunkt: 1024
    Hohlraum: TM10, zylindrischer Typ
  • (Analyseverfahren)
  • Ein Signal, das aus dem E'-Zentrum in einem Siliziumdioxidfilm wurde nahe bei g = 2,0003 beobachtet. Das ESR-Spektrum wird gewöhnlich als eine Differentialkurve erhalten, eine Absorptionskurve wird erhalten durch einmalige Differenzierung und eine Signalintensität (Flächenintensität) wird durch zweimalige Differenzierung erhalten. Die Spin-Ziffer stellt die Anzahl der ungepaarten Elektronen dar, und sie ist ein Wert, der durch die zuvor erwähnte Signalintensität bestimmt wird, unter Verwendung eines Polyethylenfilms, der als zweite Standardprobe ionenimplantiert war. Ferner wurde ein Kupfersulfat-5-hydrat für die erste Standardprobe eingesetzt.
  • Jene, die durch Standardisierung der Anzahl der E'-Zentren durch die Filmdicke erhalten wurden, und die Messfläche werden als Dichte des E'-Zentrums bestimmt. Ferner betrug die Nachweisgrenze des E'-Zentrums in den oben erwähnten Geräten (den Geräten, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen eingesetzt wurde) 5 × 1015 Spins/cm3.
  • (Messergebnis)
  • Die Messergebnisse werden in der folgenden Tabelle 4 gezeigt.
  • Figure DE000060116439T3_0004
  • Wie auch aus der oben erwähnten Tabelle 4 hervorgeht, hatte jeder der Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 3-1 bis 3-2 und Beispiel 3-3 eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) von 0,5 g/m2/Tag oder weniger und eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft. Im Gegensatz dazu hatten die Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 3-3 bis 3-7 sowohl eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) als auch eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR), welche die Bewertungskriterien überstiegen, und eine unzureichende Gasbarriereeigenschaft.
  • 4. Messung der absorbierten CO mittels IR-Spektroskopie
  • (Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-2)
  • Die Gasbarrierefilme aus den Vergleichsbeispielen 4-1 bis 4-2 und Beispiel 4-3 wurden unter Verwendung ähnlicher Verfahren wie in den Vergleichsbeispielen 1-1 bis 1-2 und Beispiel 1-3 erhalten.
  • (Vergleichsbeispiele 4-3 bis 4-7)
  • Die Gasbarrierefilme aus Vergleichsbeispiel 4-3 bis Vergleichsbeispiel 4-7 wurden durch im Prinzip ähnliche Verfahren erhalten wie in dem oben erwähnten Vergleichsbeispiel 4-1.
  • (IR-Messung)
  • Die IR-Messung wurde durchgeführt mit einem Fourier-Transformations-Infrarotspektralphotometer (NIHON BUNKOU Co., Ltd., Herschel FT/IR-610), ausgestattet mit ATR-Messgerät (Mehrfachreflexion) (NIHON BUNKOU Co., Ltd., ATR-300/H). Das Infrarotstrahlenspektrum wurde bei einem Einfallswinkel von 45° unter Verwendung eines Germaniumkristalls als Prisma gemessen.
  • (Bewertungsergebnis)
  • Bezüglich der erhaltenen Gasbarrierefilme wurden die Messung einer Sauerstoffgasübertragungsrate und die Messung einer Wasserdampfübertragungsrate durchgeführt, um die Gasbarriereeigenschaft zu bewerten. Die Sauerstoffgasübertragungsrate wurde unter Bedingungen von 23°C und Trockenheit (0% Rh) unter Verwendung eines Sauerstoffgasübertragungsraten-Apparats (MOCON. Co., Ltd., OX-TRAN 2/20) gemessen. Die Wasserdampfübertragungsrate wurde unter Bedingungen von 37,8°C und 100% Rh Trockenheit unter Verwendung eines Wasserdampfübertragungsraten-Apparats (MOCON. Co., Ltd., PERMATRAN-W 3/31) gemessen. Die Bewertungskriterien der Gasbarriereeigenschaft werden als Kriterien bezeichnet und sind eine Sauerstoffübertragungsrate von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate von 0,5 g/m2/Tag oder weniger.
  • Wie aus den Ergebnissen hervorgeht hatte jeder der Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-2 und Beispiel 4-3 eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) von 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) von 0,5 g/m2/Tag oder weniger und eine ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaft. Im Gegensatz dazu hatten die Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 4-3 bis 4-7 sowohl eine Sauerstoffübertragungsrate (OTR) als auch eine Wasserdampfübertragungsrate (WVTR), welche die Bewertungskriterien überstiegen, und eine unzureichende Gasbarriereeigenschaft.
  • (Wärmebehandlung)
  • Die Wärmebehandlung wurde für die Gasbarrierefilme der Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-2 und Beispiel 4-3 unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt. Die Bedingungen der Wärmebehandlung und die Bewertungsergebnisse der Sauerstoffübertragungsrate (OTR) und der Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) werden in Tabelle 5 zusammengefasst. Ferner ähneln die Bewertungsverfahren den oben beschriebenen Verfahren.
  • Figure DE000060116439T3_0005
  • Figure DE000060116439T3_0006
  • Wie auch aus Tabelle 5 hervorgeht, war, sogar wenn die Wärmebehandlung 60 Min. lang bei einer Erwärmung auf 40°C durchgeführt wurde, und wenn die Erwärmung bei 55°C durchgeführt wurde, der Peak (2341 cm–1) der IR-Absorption, basierend auf der Streckschwingung der CO-Moleküle in einer Probe vorhanden, die 5 Minuten lang durch Erwärmung behandelt wurde, und die Verbesserungen der Sauerstoffgasübertragungsrate und der Wasserdampfübertragungsrate wurden in diesem Fall nicht beobachtet. Der Peak (2341 cm–1) der IR-Absorption, der auf der Streckschwingung der CO-Moleküle basiert, liegt unterhalb der Nachweisgrenze des Analyseinstruments im Falle einer Probe, die bei 55°C 30 Minuten lang durch Erwärmung behandelt wurde, und einer Probe, die bei 70°C 5 Minuten lang durch Erwärmung behandelt wurde, und die Sauerstoffgasübertragungsrate und die Wasserdampfübertragungsrate wurden verbessert.

Claims (9)

  1. Gasbarrierefilm, umfassend ein Basismaterial und einen auf beiden Seiten oder einer Seite des Basismaterials ausgebildeten Siliziumoxid-Aufdampffilm, wobei: der Siliziumoxidfilm nach dem Plasma-CVD-Verfahren gebildet ist und 170 bis 200 Sauerstoffatome und 30 oder weniger Kohlenstoffatome pro 100 Siliziumatome enthält und des Weiteren basierend auf der Streckschwingung von Si-O-Si einen IR-Absorptionspeak zwischen 1055 und 1065 cm–1 hat; der Abstand zwischen auf der Oberfläche des Siliziumoxid-Aufdampffilms gebildeten Körnern 5 bis 40 nm beträgt; die Dicke des Siliziumoxid-Aufdampffilms 5 nm bis 30 nm beträgt; und der Siliziumoxidfilm einen Brechungsindex von 1,45 bis 1,48 hat.
  2. Gasbarrierefilm nach Anspruch 1, wobei der Siliziumoxidfilm ein E'-Zentrum hat, das durch eine Messung nach dem Elektronenspinresonanzverfahren (ESR-Verfahren) beobachtbar ist.
  3. Gasbarrierefilm nach Anspruch 2, wobei die Dichte des E'-Zentrums 5 × 1015 Spins/cm3 oder größer ist.
  4. Gasbarrierefilm nach Anspruch 1, wobei der Siliziumoxidfilm basierend auf der Streckschwingung von CO-Molekülen einen Infrarotpeak bei 2341 ± 4 cm–1 aufweist.
  5. Gasbarrierefilm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sauerstoffübertragungsrate 0,5 cc/m2/Tag oder weniger und die Wasserdampfübertragungsrate 0,5 g/m2/Tag oder weniger beträgt.
  6. Geschichtetes Material, bei dem eine abdichtbare Harzschicht auf der Oberfläche zumindest einer Seite eines Gasbarrierefilms nach einem der Ansprüche 1 bis 5 vorgesehen ist.
  7. Packmittel, bei dem ein geschichtetes Material nach Anspruch 6 verwendet und das abdichtbare Harz zum Herstellen einer Tasche oder eines Behälters verklebt wird.
  8. Geschichtetes Material, bei dem eine elektrisch leitende Schicht auf der Oberfläche zumindest einer Seite des Gasbarrierefilms nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.
  9. Bildanzeigemedium, bei dem unter Verwendung eines geschichteten Materials nach Anspruch 8 als Basismaterial eine Bildanzeigeschicht auf der elektrisch leitenden Schicht ausgebildet ist.
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