JP2003089874A - ガスバリヤー膜の製造方法及び装置 - Google Patents
ガスバリヤー膜の製造方法及び装置Info
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- JP2003089874A JP2003089874A JP2001285288A JP2001285288A JP2003089874A JP 2003089874 A JP2003089874 A JP 2003089874A JP 2001285288 A JP2001285288 A JP 2001285288A JP 2001285288 A JP2001285288 A JP 2001285288A JP 2003089874 A JP2003089874 A JP 2003089874A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ガスバリヤー性に優れたダイヤモンド状炭素膜
（ＤＬＣ膜）を産業上利用可能な規模で形成する方法及
び装置を提供する。 【解決手段】巻取り式蒸着装置を用いて各種物質の保存
に用いられる容器としてのプラスチックフィルム素材上
にガスバリヤー膜としてダイヤモンド状炭素膜を形成す
るために、排気系を有する真空チャンバー内でプラスチ
ックフィルム素材を移送させる主ローラーに電力を印加
して主ローラーと陽極との間に放電を起こさせ、主ロー
ラー上を移送されるプラスチックフィルム素材の表面近
傍に磁場を掛け、それにより原料ガスの炭化水素ガスを
分解して、プラスチックフィルム素材上に緻密なダイヤ
モンド状炭素膜を５０Å〜１０００Åの範囲の厚さに形
成することから成る。
（ＤＬＣ膜）を産業上利用可能な規模で形成する方法及
び装置を提供する。 【解決手段】巻取り式蒸着装置を用いて各種物質の保存
に用いられる容器としてのプラスチックフィルム素材上
にガスバリヤー膜としてダイヤモンド状炭素膜を形成す
るために、排気系を有する真空チャンバー内でプラスチ
ックフィルム素材を移送させる主ローラーに電力を印加
して主ローラーと陽極との間に放電を起こさせ、主ロー
ラー上を移送されるプラスチックフィルム素材の表面近
傍に磁場を掛け、それにより原料ガスの炭化水素ガスを
分解して、プラスチックフィルム素材上に緻密なダイヤ
モンド状炭素膜を５０Å〜１０００Åの範囲の厚さに形
成することから成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、食品、飲料、衛生
品、医療用分野で利用される容器の素材となるプラスチ
ックフィルム上に酸素、水蒸気、二酸化炭素等のガスに
対するバリヤー性に優れたダイヤモンド状炭素膜を形成
する方法及び装置に関するものである。
品、医療用分野で利用される容器の素材となるプラスチ
ックフィルム上に酸素、水蒸気、二酸化炭素等のガスに
対するバリヤー性に優れたダイヤモンド状炭素膜を形成
する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の透明ガスバリヤー膜はポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）の素材上にＳｉＯｘ（ｘ＝
１．５〜１．７）やＡｌ２Ｏ３の被膜を生成することに
より形成していた。ＰＥＴ素材のバリヤー性能は、厚さ
１２μｍのものでは酸素透過率、水蒸気透湿度はフィル
ムメーカーにより多少の違いはあるものの、それぞれ１
４０ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、５０ｇ／ｍ２・ｄ
ａｙ程度である。これに対してＰＥＴ素材の上にＳｉＯ
ｘ膜やＡｌ２Ｏ３膜を形成したものではそれぞれ１〜２
ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、１〜２ｇ／ｍ２・ｄａ
ｙ程度に減少し、ガスバリヤー性が発揮される。
ンテレフタレート（ＰＥＴ）の素材上にＳｉＯｘ（ｘ＝
１．５〜１．７）やＡｌ２Ｏ３の被膜を生成することに
より形成していた。ＰＥＴ素材のバリヤー性能は、厚さ
１２μｍのものでは酸素透過率、水蒸気透湿度はフィル
ムメーカーにより多少の違いはあるものの、それぞれ１
４０ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、５０ｇ／ｍ２・ｄ
ａｙ程度である。これに対してＰＥＴ素材の上にＳｉＯ
ｘ膜やＡｌ２Ｏ３膜を形成したものではそれぞれ１〜２
ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、１〜２ｇ／ｍ２・ｄａ
ｙ程度に減少し、ガスバリヤー性が発揮される。
【０００３】しかし現在では、より長期な保存を可能に
する高性能バリヤー膜が要求されている。具体的には酸
素透過率０．５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、水
蒸気透湿度０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の数値であり、
従来法では解決できていない。
する高性能バリヤー膜が要求されている。具体的には酸
素透過率０．５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、水
蒸気透湿度０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の数値であり、
従来法では解決できていない。
【０００４】ところで、一般に摩耗や損傷等から保護す
るために耐久性に優れた被膜としてダイヤモンド状炭素
膜（以下、ＤＬＣ膜と記載する）が知られている。本発
明ではこのＤＬＣ膜のもつガスバリヤー特性に着目し
て、ＤＬＣ膜をガスバリヤー膜として工業的に利用しよ
うとするものである。
るために耐久性に優れた被膜としてダイヤモンド状炭素
膜（以下、ＤＬＣ膜と記載する）が知られている。本発
明ではこのＤＬＣ膜のもつガスバリヤー特性に着目し
て、ＤＬＣ膜をガスバリヤー膜として工業的に利用しよ
うとするものである。
【０００５】ＤＬＣ膜の形成法としては、従来、イオン
ビーム法、高周波プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法
等種々の方法がしられているが、いずれの手法も成膜速
度が遅いため、食品、飲料、衛生品、医療用分野で利用
される容器の素材となるプラスチックフィルム上にＤＬ
Ｃ膜を工業的規模で形成するガスバリヤー膜の製造方法
及び装置としては実用的でない。
ビーム法、高周波プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法
等種々の方法がしられているが、いずれの手法も成膜速
度が遅いため、食品、飲料、衛生品、医療用分野で利用
される容器の素材となるプラスチックフィルム上にＤＬ
Ｃ膜を工業的規模で形成するガスバリヤー膜の製造方法
及び装置としては実用的でない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記のような従来技術のもつ問題点を解決すると共に、Ｓ
ｉＯｘ（ｘ＝１．５〜１．７）やＡｌ２Ｏ３膜のような
従来のガスバリヤー膜に代るガスバリヤー性に優れたＤ
ＬＣ膜を産業上利用可能な規模で形成する方法及び装置
を提供することを目的としている。
記のような従来技術のもつ問題点を解決すると共に、Ｓ
ｉＯｘ（ｘ＝１．５〜１．７）やＡｌ２Ｏ３膜のような
従来のガスバリヤー膜に代るガスバリヤー性に優れたＤ
ＬＣ膜を産業上利用可能な規模で形成する方法及び装置
を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の発明によれば、巻取り式蒸着装置
を用いて各種物質の保存に用いられる容器としてのプラ
スチックフィルム素材上にガスバリヤー膜としてダイヤ
モンド状炭素膜を形成する方法において、排気系を備え
た真空チャンバー内でプラスチックフィルム素材を移送
させる主ローラーに電力を印加して主ローラーと陽極と
の間に放電を起こさせ、主ローラー上を移送されるプラ
スチックフィルム素材の表面近傍に磁場を掛け、それに
より原料ガスの炭化水素ガスを分解して、プラスチック
フィルム素材上に緻密なダイヤモンド状炭素膜を５０Å
〜１０００Åの範囲の厚さに形成することを特徴として
いる。
めに、本発明の第１の発明によれば、巻取り式蒸着装置
を用いて各種物質の保存に用いられる容器としてのプラ
スチックフィルム素材上にガスバリヤー膜としてダイヤ
モンド状炭素膜を形成する方法において、排気系を備え
た真空チャンバー内でプラスチックフィルム素材を移送
させる主ローラーに電力を印加して主ローラーと陽極と
の間に放電を起こさせ、主ローラー上を移送されるプラ
スチックフィルム素材の表面近傍に磁場を掛け、それに
より原料ガスの炭化水素ガスを分解して、プラスチック
フィルム素材上に緻密なダイヤモンド状炭素膜を５０Å
〜１０００Åの範囲の厚さに形成することを特徴として
いる。
【０００８】本方法においては主ローラーに印加する電
力は１００〜５００ｋＨｚ好ましくは２００ｋＨｚの低
周波電力であり得る。代りに、主ローラーに印加する電
力は１３．５６ＭＨｚの高周波電力であり得る。また磁
場は、主ローラーの内部に別個に配列した磁気回路によ
り発生され、真空チャンバー内のプラズマを増強するよ
うにされ得る。
力は１００〜５００ｋＨｚ好ましくは２００ｋＨｚの低
周波電力であり得る。代りに、主ローラーに印加する電
力は１３．５６ＭＨｚの高周波電力であり得る。また磁
場は、主ローラーの内部に別個に配列した磁気回路によ
り発生され、真空チャンバー内のプラズマを増強するよ
うにされ得る。
【０００９】また、本発明の第２の発明によれば、 各
種物質の保存に用いられる容器としてのプラスチックフ
ィルム素材上にガスバリヤー膜としてダイヤモンド状炭
素膜を形成する装置において、排気系を備えた真空チャ
ンバー内にプラスチックフィルム素材を移送するための
主ローラー及び陽極を対向させて設け、主ローラーの内
部には真空チャンバー内のプラズマを増強するための磁
場を主ローラーの近傍に発生する独立して磁気回路を設
け、また主ローラーと陽極との間に放電を起こさせる電
力を主ローラーに印加する電源を設け、プラスチックフ
ィルム素材上に緻密なダイヤモンド状炭素膜を５０Å〜
１０００Åの範囲の厚さに形成するように構成したこと
を特徴としている。
種物質の保存に用いられる容器としてのプラスチックフ
ィルム素材上にガスバリヤー膜としてダイヤモンド状炭
素膜を形成する装置において、排気系を備えた真空チャ
ンバー内にプラスチックフィルム素材を移送するための
主ローラー及び陽極を対向させて設け、主ローラーの内
部には真空チャンバー内のプラズマを増強するための磁
場を主ローラーの近傍に発生する独立して磁気回路を設
け、また主ローラーと陽極との間に放電を起こさせる電
力を主ローラーに印加する電源を設け、プラスチックフ
ィルム素材上に緻密なダイヤモンド状炭素膜を５０Å〜
１０００Åの範囲の厚さに形成するように構成したこと
を特徴としている。
【００１０】本発明による装置において、主ローラーに
電力を印加する電源は１００〜５００ｋＨｚ好ましくは
２００ｋＨｚの低周波電源であり得る。代りに、主ロー
ラーに電力を印加する電源は１３．５６ＭＨｚの高周波
電源であり得る。
電力を印加する電源は１００〜５００ｋＨｚ好ましくは
２００ｋＨｚの低周波電源であり得る。代りに、主ロー
ラーに電力を印加する電源は１３．５６ＭＨｚの高周波
電源であり得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１には本発明を実施
しているマグネトロンプラズマＣＶＤ巻取り蒸着装置の
一実施の形態を示している。図１において、１は排気系
（図示していない）に接続される排気口１ａを備えた真
空チャンバー、２はプラスチックフィルム素材、３は送
出しローラー、４は中間ローラー、５はエキスパンドロ
ーラー、６は主ローラー、７はエキスパンドローラー、
８は中間ローラー、９は巻取りローラーである。プラス
チックフィルム素材２は、送出しローラー３から、中間
ローラー４及びエキスパンドローラー５を経て、主ロー
ラー６へ移送され、主ローラー６を通った後に、エキス
パンドローラー７及び中間ローラー８を経て、巻取りロ
ーラー９に巻かれるように走行する。
の実施の形態について説明する。図１には本発明を実施
しているマグネトロンプラズマＣＶＤ巻取り蒸着装置の
一実施の形態を示している。図１において、１は排気系
（図示していない）に接続される排気口１ａを備えた真
空チャンバー、２はプラスチックフィルム素材、３は送
出しローラー、４は中間ローラー、５はエキスパンドロ
ーラー、６は主ローラー、７はエキスパンドローラー、
８は中間ローラー、９は巻取りローラーである。プラス
チックフィルム素材２は、送出しローラー３から、中間
ローラー４及びエキスパンドローラー５を経て、主ロー
ラー６へ移送され、主ローラー６を通った後に、エキス
パンドローラー７及び中間ローラー８を経て、巻取りロ
ーラー９に巻かれるように走行する。
【００１２】主ローラー６の内部には、磁石１０が多数
対で磁性体ヨーク１１上に配置、固定されている。これ
らの磁性体ヨーク１１及び磁石１０は、主ローラー６が
回転しても、それに伴って回転しないように固定されて
保持されており、従って独立した磁気回路を形成してい
る。主ローラー６には低周波又は高周波電源１２が接続
され、１００〜５００ｋＨｚ特に好ましくは２００ｋＨ
ｚの低周波電力又は１３．５６ＭＨｚの高周波電力が印
加され、陰極として機能する。また、主ローラー６に対
向して陽極１３が配置されており、この陽極１３は複数
の導入孔を備え、プラスチックフィルム素材２の表面に
原料ガス導入口１４を経て原料ガスの炭化水素ガスを導
入する。これにより、高周波放電が維持され、そして磁
石１０により、主ローラー６の外部の磁束が存在する所
でマグネトロン放電が起こる。なお，図１において１５
はプラスチックフィルム素材の表面を洗浄するためのボ
ンバード室である。
対で磁性体ヨーク１１上に配置、固定されている。これ
らの磁性体ヨーク１１及び磁石１０は、主ローラー６が
回転しても、それに伴って回転しないように固定されて
保持されており、従って独立した磁気回路を形成してい
る。主ローラー６には低周波又は高周波電源１２が接続
され、１００〜５００ｋＨｚ特に好ましくは２００ｋＨ
ｚの低周波電力又は１３．５６ＭＨｚの高周波電力が印
加され、陰極として機能する。また、主ローラー６に対
向して陽極１３が配置されており、この陽極１３は複数
の導入孔を備え、プラスチックフィルム素材２の表面に
原料ガス導入口１４を経て原料ガスの炭化水素ガスを導
入する。これにより、高周波放電が維持され、そして磁
石１０により、主ローラー６の外部の磁束が存在する所
でマグネトロン放電が起こる。なお，図１において１５
はプラスチックフィルム素材の表面を洗浄するためのボ
ンバード室である。
【００１３】また、図１の装置において送出しローラー
３、中間ローラー４、８、エキスパンドローラー５、７
及び巻取りローラー９は真空チャンバー１とは電気的に
絶縁されている。図１の装置の主ローラー６すなわち陰
極の背後に磁石１０を配置することにより、マグネトロ
ン放電が生じ、これによりプラズマが増強されてＤＬＣ
膜の原料となる反応炭化水素ガスの放電分解が強めら
れ、ＤＬＣ膜の形成速度が著しく大きくなる。
３、中間ローラー４、８、エキスパンドローラー５、７
及び巻取りローラー９は真空チャンバー１とは電気的に
絶縁されている。図１の装置の主ローラー６すなわち陰
極の背後に磁石１０を配置することにより、マグネトロ
ン放電が生じ、これによりプラズマが増強されてＤＬＣ
膜の原料となる反応炭化水素ガスの放電分解が強めら
れ、ＤＬＣ膜の形成速度が著しく大きくなる。
【００１４】反応ガスとしての炭化水素ガスの原料とし
ては、飽和炭化水素である直鎖のパラフィン炭化水素、
例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ナノン、デカン、
ウンデカン、ドデカン及びエイコサン等、不飽和炭化水
素、例えば、エチレン、プロピレン、アセチレン及びメ
チルアセチレン等、ならびに、芳香族炭化水素、例え
ば、ベンゼン、トルエン及びナフタレン等が使用され得
る。好ましくは、メタン、エチレン、アセチレン、ベン
ゼン等から選ばれた炭化水素からのガスが使用され得
る。
ては、飽和炭化水素である直鎖のパラフィン炭化水素、
例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ナノン、デカン、
ウンデカン、ドデカン及びエイコサン等、不飽和炭化水
素、例えば、エチレン、プロピレン、アセチレン及びメ
チルアセチレン等、ならびに、芳香族炭化水素、例え
ば、ベンゼン、トルエン及びナフタレン等が使用され得
る。好ましくは、メタン、エチレン、アセチレン、ベン
ゼン等から選ばれた炭化水素からのガスが使用され得
る。
【００１５】ＤＬＣ膜の改善のために、反応ガスに加え
て、水素、窒素、酸素、アルゴン等のガスを単独に、又
は、これらのガスを混合して、原料ガス導入口を経て又
は別の経路から、同時に導入してもよい。
て、水素、窒素、酸素、アルゴン等のガスを単独に、又
は、これらのガスを混合して、原料ガス導入口を経て又
は別の経路から、同時に導入してもよい。
【００１６】また、主ローラーすなわち陰極の背後に配
置する磁石は、永久磁石であっても、電磁石であっても
よい。
置する磁石は、永久磁石であっても、電磁石であっても
よい。
【００１７】以下、図１に示すマグネトロンプラズマＣ
ＶＤ巻取り蒸着装置を用いて本発明の方法に従ってＤＬ
Ｃ膜を形成する実施例について説明する。
ＶＤ巻取り蒸着装置を用いて本発明の方法に従ってＤＬ
Ｃ膜を形成する実施例について説明する。
【実施例１】主ローラー６の内部に、主ローラー６とは
独立した磁気回路により主ローラー６の近傍に磁場を掛
け、また低周波電源１２から主ローラー６に２００ｋＭ
ｚの低周波電力を印加して放電を起させ、それにより炭
化水素を分解してプラスチックフィルム素材２上にＤＬ
Ｃ膜を形成させた。この場合、プラスチックフィルム素
材２としては厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムを用い、放
電用Ｃ２Ｈ２ガスの圧力は６．７Ｐａにし、印加電力は
０．８ｋＷとし、形成するＤＬＣ膜の厚さはフィルム走
行速度と変化させて約３０、５０、８０、１００、２０
０、４００、６００、８００、１０００Åにした。
独立した磁気回路により主ローラー６の近傍に磁場を掛
け、また低周波電源１２から主ローラー６に２００ｋＭ
ｚの低周波電力を印加して放電を起させ、それにより炭
化水素を分解してプラスチックフィルム素材２上にＤＬ
Ｃ膜を形成させた。この場合、プラスチックフィルム素
材２としては厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムを用い、放
電用Ｃ２Ｈ２ガスの圧力は６．７Ｐａにし、印加電力は
０．８ｋＷとし、形成するＤＬＣ膜の厚さはフィルム走
行速度と変化させて約３０、５０、８０、１００、２０
０、４００、６００、８００、１０００Åにした。
【００１８】こうしてＤＬＣ膜を形成した後のＰＥＴ基
板の酸素透過率を、モコン社製酸素透過率測定装置を用
いて、温度２０℃、８０％ＲＨの条件で測定した。得ら
れた結果としてのＤＬＣ膜厚と酸素透過率との関係を図
２に示す。ＤＬＣ膜を生成していないＰＥＴ基板は１３
７ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであるのに対して、Ｄ
ＬＣ膜を形成したものでは、厚さ３０Åで１．１ｃｍ３
／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、厚さ５０Åで０．５ｃｍ３／
ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、厚さ８０Å以上１０００Å以下
で０．３〜０．４ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであっ
た。
板の酸素透過率を、モコン社製酸素透過率測定装置を用
いて、温度２０℃、８０％ＲＨの条件で測定した。得ら
れた結果としてのＤＬＣ膜厚と酸素透過率との関係を図
２に示す。ＤＬＣ膜を生成していないＰＥＴ基板は１３
７ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであるのに対して、Ｄ
ＬＣ膜を形成したものでは、厚さ３０Åで１．１ｃｍ３
／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、厚さ５０Åで０．５ｃｍ３／
ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、厚さ８０Å以上１０００Å以下
で０．３〜０．４ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであっ
た。
【００１９】このように厚さ５０Å以上のＤＬＣ膜では
０．５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であり、従来
のＳｉＯｘ膜やＡｌ２Ｏ３膜のものに比べ１／３以下の
小さな値である。なお１０００Åより厚いＤＬＣ膜で
は、後工程等でストレスが加えられ、緻密で固いＤＬＣ
膜にクラックが発生してバリヤー性が劣化する可能性が
あり、またＤＬＣ膜は膜厚が増大するほど光線透過率が
減少してくること、及び膜ガ厚くなればなるほど生産効
率が悪くなることから、高性能透明ガスバリヤー膜とし
ての膜厚は５０〜１０００Åが適切である。
０．５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であり、従来
のＳｉＯｘ膜やＡｌ２Ｏ３膜のものに比べ１／３以下の
小さな値である。なお１０００Åより厚いＤＬＣ膜で
は、後工程等でストレスが加えられ、緻密で固いＤＬＣ
膜にクラックが発生してバリヤー性が劣化する可能性が
あり、またＤＬＣ膜は膜厚が増大するほど光線透過率が
減少してくること、及び膜ガ厚くなればなるほど生産効
率が悪くなることから、高性能透明ガスバリヤー膜とし
ての膜厚は５０〜１０００Åが適切である。
【００２０】
【実施例２】実施例１と同様に図１の装置を用い、走行
基板としては厚さ２５μｍの二軸延伸ポリプロピレン
（ＯＰＰ）を用い、その他の条件は実施例１と全く同じ
にしてＤＬＣ膜を生成した。この場合の酸素透過率は厚
さ約３０ÅのＤＬＣ膜では１．２ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ
・ａｔｍであり、膜厚約５０、１００、６００、１００
０Åの場合には酸素透過率は０．４〜０．５ｃｍ３／ｍ
２・ｄａｙ・ａｔｍであり、良好なバリヤー性が得られ
た。
基板としては厚さ２５μｍの二軸延伸ポリプロピレン
（ＯＰＰ）を用い、その他の条件は実施例１と全く同じ
にしてＤＬＣ膜を生成した。この場合の酸素透過率は厚
さ約３０ÅのＤＬＣ膜では１．２ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ
・ａｔｍであり、膜厚約５０、１００、６００、１００
０Åの場合には酸素透過率は０．４〜０．５ｃｍ３／ｍ
２・ｄａｙ・ａｔｍであり、良好なバリヤー性が得られ
た。
【００２１】
【実施例３】（３）実施例１と同様に、図１のマグネト
ロンプラズマＣＶＤ方式であるが、印加電力の周波数を
１３．５６ＭＨｚの高周波にしてＤＬＣ膜を形成した。
Ｃ２Ｈ２圧力、印加電力は実施例１と同じである。１
３．５６ＭＨｚの場合は２００ｋＨｚの場合よりも若干
成膜速度が増大するので、ＰＥＴフィルムの走行速度を
調節して膜厚を制御した。酸素透過率は膜厚約３０Åで
１．０ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであった。膜厚約
５０、１００、６００、１０００Åでは酸素透過率は
０．３〜０．５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであり、
高性能なバリヤー特性が得られた。
ロンプラズマＣＶＤ方式であるが、印加電力の周波数を
１３．５６ＭＨｚの高周波にしてＤＬＣ膜を形成した。
Ｃ２Ｈ２圧力、印加電力は実施例１と同じである。１
３．５６ＭＨｚの場合は２００ｋＨｚの場合よりも若干
成膜速度が増大するので、ＰＥＴフィルムの走行速度を
調節して膜厚を制御した。酸素透過率は膜厚約３０Åで
１．０ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであった。膜厚約
５０、１００、６００、１０００Åでは酸素透過率は
０．３〜０．５ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであり、
高性能なバリヤー特性が得られた。
【００２２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
によれば、排気系を有する真空チャンバー内でプラスチ
ックフィルム素材を移送させる主ローラーに電力を印加
して主ローラーと陽極との間に放電を起こさせ、主ロー
ラー上を移送されるプラスチックフィルム素材の表面近
傍に磁場を掛け、それにより原料ガスの炭化水素ガスを
分解して、プラスチックフィルム素材上に緻密なダイヤ
モンド状炭素膜を５０Å〜１０００Åの範囲の厚さに形
成することから成っているので、形成された透明ガスバ
リヤー膜は従来から使用されているＳｉＯｘ膜やＡｌ２
Ｏ３膜によるバリヤー膜に比べ酸素透過率で１／３以下
の低い値にできる。水蒸気透湿度についても同様に、１
／３以下にでき、優れたガスバリヤー特性を得ることが
できるようになる。従って、本発明の方法により透明ガ
スバリヤー膜を形成したプラスチックフィルム素材を用
いて食品、飲料、衛生品、医療用分野で利用される容器
を製作することによって、従来品に比べ３倍以上の長期
保存が可能となり得る。
によれば、排気系を有する真空チャンバー内でプラスチ
ックフィルム素材を移送させる主ローラーに電力を印加
して主ローラーと陽極との間に放電を起こさせ、主ロー
ラー上を移送されるプラスチックフィルム素材の表面近
傍に磁場を掛け、それにより原料ガスの炭化水素ガスを
分解して、プラスチックフィルム素材上に緻密なダイヤ
モンド状炭素膜を５０Å〜１０００Åの範囲の厚さに形
成することから成っているので、形成された透明ガスバ
リヤー膜は従来から使用されているＳｉＯｘ膜やＡｌ２
Ｏ３膜によるバリヤー膜に比べ酸素透過率で１／３以下
の低い値にできる。水蒸気透湿度についても同様に、１
／３以下にでき、優れたガスバリヤー特性を得ることが
できるようになる。従って、本発明の方法により透明ガ
スバリヤー膜を形成したプラスチックフィルム素材を用
いて食品、飲料、衛生品、医療用分野で利用される容器
を製作することによって、従来品に比べ３倍以上の長期
保存が可能となり得る。
【００２３】また、本発明の装置によれば、排気系を備
えた真空チャンバー内にプラスチックフィルム素材を移
送するための主ローラー及び陽極を対向させて設け、主
ローラーの内部には真空チャンバー内のプラズマを増強
するための磁場を主ローラーの近傍に発生する独立して
磁気回路を設け、また主ローラーと陽極との間に放電を
起こさせる電力を主ローラーに印加する電源を設け、プ
ラスチックフィルム素材上に緻密なダイヤモンド状炭素
膜を５０Å〜１０００Åの範囲の厚さに形成するように
構成しているので、優れたガスバリヤー特性をもつ透明
ガスバリヤー膜を形成したプラスチックフィルム素材を
生産規模で作ることができるようになり、その結果、食
品、飲料、衛生品、医療用分野で利用される高いガスバ
リヤー性を必要とする容器を実用化規模で製造すること
ができるようになる。
えた真空チャンバー内にプラスチックフィルム素材を移
送するための主ローラー及び陽極を対向させて設け、主
ローラーの内部には真空チャンバー内のプラズマを増強
するための磁場を主ローラーの近傍に発生する独立して
磁気回路を設け、また主ローラーと陽極との間に放電を
起こさせる電力を主ローラーに印加する電源を設け、プ
ラスチックフィルム素材上に緻密なダイヤモンド状炭素
膜を５０Å〜１０００Åの範囲の厚さに形成するように
構成しているので、優れたガスバリヤー特性をもつ透明
ガスバリヤー膜を形成したプラスチックフィルム素材を
生産規模で作ることができるようになり、その結果、食
品、飲料、衛生品、医療用分野で利用される高いガスバ
リヤー性を必要とする容器を実用化規模で製造すること
ができるようになる。
【図１】本発明の実施の形態におけるＤＬＣ膜の製造装
置の原理図。
置の原理図。
【図２】図１に示す装置を用いて形成したＤＬＣ膜にお
ける膜厚と酸素透過率との関係を示すグラフ。
ける膜厚と酸素透過率との関係を示すグラフ。
１：真空チャンバー
２：プラスチックフィルム
３：送出しローラー
４：中間ローラー
５：エキスパンドローラー
６：主ローラー
７：エキスパンドローラー
８：中間ローラー
９：巻取りローラー
１０：磁石
１１：磁性体ヨーク
１２：低周波又は高周波電源
１３：陽極
１４：ガス導入口
１５：ボンバード室
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 日比野 直樹
神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 株式会社
アルバック内
Ｆターム(参考） 4K030 AA09 BA28 CA07 CA12 FA03
JA18 KA15 KA34 LA01 LA11
Claims (7)
- 【請求項１】巻取り式蒸着装置を用いて各種物質の保存
に用いられる容器としてのプラスチックフィルム素材上
にガスバリヤー膜としてダイヤモンド状炭素膜を形成す
る方法において、排気系を備えた真空チャンバー内でプ
ラスチックフィルム素材を移送させる主ローラーに電力
を印加して主ローラーと陽極との間に放電を起こさせ、
主ローラー上を移送されるプラスチックフィルム素材の
表面近傍に磁場を掛け、それにより原料ガスの炭化水素
ガスを分解して、プラスチックフィルム素材上に緻密な
ダイヤモンド状炭素膜を５０Å〜１０００Åの範囲の厚
さに形成することを特徴とするガスバリヤー膜の製造方
法。 - 【請求項２】主ローラーに印加する電力が１００〜５０
０ｋＨｚの低周波電力である請求項１に記載のガスバリ
ヤー膜の製造方法。 - 【請求項３】主ローラーに印加する電力が１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電力である請求項１に記載のガスバリヤー
膜の製造方法。 - 【請求項４】上記磁場が、主ローラーの内部に別個に配
列した永久磁石又は電磁石により発生され、真空チャン
バー内のプラズマを増強するようにした請求項１記載の
ガスバリヤー膜の製造方法。 - 【請求項５】各種物質の保存に用いられる容器としての
プラスチックフィルム素材上にガスバリヤー膜としてダ
イヤモンド状炭素膜を形成する装置において、 排気系を備えた真空チャンバー内にプラスチックフィル
ム素材を移送するための主ローラー及び陽極を対向させ
て設け、主ローラーの内部には真空チャンバー内のプラ
ズマを増強するための磁場を主ローラーの近傍に発生す
る独立して磁気回路を設け、また主ローラーと陽極との
間に放電を起こさせる電力を主ローラーに印加する電源
を設け、プラスチックフィルム素材上に緻密なダイヤモ
ンド状炭素膜を５０Å〜１０００Åの範囲の厚さに形成
するように構成したことを特徴とするガスバリヤー膜の
製造装置。 - 【請求項６】主ローラーに電力を印加する電源が１００
〜５００ｋＨｚの低周波電源である請求項５に記載のガ
スバリヤー膜の製造装置。 - 【請求項７】主ローラーに電力を印加する電源が１３．
５６ＭＨｚの高周波電源である請求項５に記載のガスバ
リヤー膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285288A JP2003089874A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | ガスバリヤー膜の製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285288A JP2003089874A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | ガスバリヤー膜の製造方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003089874A true JP2003089874A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19108457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285288A Pending JP2003089874A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | ガスバリヤー膜の製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003089874A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008038217A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Yamaguchi Prefecture | プラズマ処理装置及び基材の表面処理方法 |
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-
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- 2001-09-19 JP JP2001285288A patent/JP2003089874A/ja active Pending
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