JP2003103689A - ガスバリアフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオンプレーティング法により積層体を形成
した場合であっても、基材がエッチングされることがな
く、ガスバリア性にムラが生じたり、基材と積層体との
密着性が低下することがなく、さらに、従来のガスバリ
アフィルムと比べて、極めて優れたガスバリア性を有す
るガスバリアフィルムを提供することを課題とする。 【解決手段】 基材と、基材の片面または両面にイオン
プレーティング法によって形成された積層体と、を有す
るガスバリアフィルムであって前記基材は、１Ｐａ〜９
０Ｐａの圧力下において酸素ガス、または酸素ガスと不
活性ガスとの混合ガスを導入し、当該ガスにより基材を
エッチングした場合のエッチングレートが０．００１μ
ｍ／ｍｉｎ〜０．１５μｍ／ｍｉｎであり、ガラス転移
温度が９０℃以上の高分子樹脂であることを特徴とする
ガスバリアフィルムを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に食品や医薬品
等の包装材料や電子デバイス等のパッケージ材料として
用いられるガスバリアフィルムに関し、更に詳しくは、
エッチングレートが小さな基材を用い、イオンプレーテ
ィング法により積層体が形成されるガスバリアフィルム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスバリアフィルムは、主に、（イ）内
容物の品質を変化させる原因となる酸素や水蒸気等の影
響を防ぐために、食品や医薬品等の包装材料として用い
られたり、（ロ）液晶表示パネルやＥＬ表示パネル等に
形成されている素子が、酸素、水蒸気に触れて性能劣化
するの避けるために、電子デバイス等のパッケージ材料
として用いられている。ガスバリアフィルムには、ガス
バリア性を有するフィルムを貼り合わせるものや、ガス
バリア性を有する層を含む積層体を湿式成層または乾式
成層するものが従来より知られている。

【０００３】中でも、乾式成層する方法の一種であるイ
オンプレーティング法は、高エネルギーのプラズマを利
用するので、緻密なガスバリア層を形成することが可能
であることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
プレーティング法によってガスバリアフィルムの積層体
を形成した場合、当該ガスバリアフィルムの基材は、高
エネルギーのプラズマに長時間曝されることとなるた
め、いわゆるプラズマダメージをうけることがあり、基
材表面がエッチングされることがあった。このように、
基材表面がエッチングされた場合には、フィルム全体の
ガスバリア性にムラが生じる原因となったり、当該基材
上に形成される積層体との密着性が低下する原因とな
る。

【０００５】また、イオンプレーティング法により積層
体を形成する場合には、基材が高温となるため、積層体
形成時に基材が変形してしまう場合があった。したがっ
て、従来のイオンプレーティング法においては、耐熱性
を有する基材を選定する必要があり、これは製造コスト
の削減等の障害となっていた。

【０００６】さらに、イオンプレーティング法で形成し
た積層体を有する従来のガスバリアフィルムは、２ｃｃ
／ｍ²／ｄａｙ程度の酸素透過率（ＯＴＲ）や、２ｇ／
ｍ²／ｄａｙ程度の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）を有する
にすぎず、より高いガスバリア性を有する用途、例えば
有機ＥＬの包装用に使用される場合には、未だ不十分な
ものであった。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、イオンプレーティング法により積層体を形成した
場合であっても、基材がエッチングされたり、熱により
変形することがなく、ガスバリア性にムラが生じたり、
基材と積層体との密着性が低下することがなく、さら
に、従来のガスバリアフィルムと比べて極めて優れたガ
スバリア性を有するガスバリアフィルムを提供すること
を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、請求項１に記載するように、基材と、基
材の片面または両面にイオンプレーティング法によって
形成された積層体と、を有するガスバリアフィルムであ
って、前記基材は、１Ｐａ〜９０Ｐａの圧力下において
酸素ガス、または酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを
導入し、当該ガスにより基材をエッチングした場合のエ
ッチングレートが０．００１μｍ／ｍｉｎ〜０．１５μ
ｍ／ｍｉｎであり、ガラス転移温度が９０℃以上の高分
子樹脂であることを特徴とするガスバリアフィルムを提
供する。

【０００９】この発明によれば、基材と、基材の片面ま
たは両面にイオンプレーティング法によって形成された
積層体と、を有するガスバリアフィルムにおいて、当該
基材は、前記基材は、１Ｐａ〜９０Ｐａの圧力下におい
て酸素ガス、または酸素ガスと不活性ガスとの混合ガス
を導入し、当該ガスにより基材をエッチングした場合の
エッチングレートが０．００１μｍ／ｍｉｎ〜０．１５
μｍ／ｍｉｎである高分子樹脂であるため、積層体を形
成する際に当該基材が高エネルギーを有するプラズマに
曝されても、基材表面がエッチングされることがない。
その結果、従来のエッチングされやすい基材に比べて、
基材の厚さを薄くすることができるので、よりフレキシ
ブルなガスバリアフィルムとすることができる。また、
エッチングされないので、ガスバリア性にムラがなく、
基材と積層体との密着性が低下することもない。

【００１０】さらに本発明のガスバリアフィルムにおけ
る基材は、ガラス転移温度が９０℃以上の高分子樹脂で
あるので、イオンプレーティング法によりガスバリア層
を形成する際に、基材が高温に曝された場合であって
も、基材が変形したり、劣化することがない。したがっ
て、高エネルギーのプラズマを利用して緻密なガスバリ
ア層を形成することが可能なイオンプレーティング法を
用いて形成したガスバリア層を有していても、積層体を
構成する層同士の密着性が低下することはなく、ガスバ
リア性に優れたガスバリアフィルムとすることができ
る。

【００１１】また、本発明は、上記課題を解決するため
に、請求項２に記載するように、請求項１に記載のガス
バリアフィルムにおいて、前記基材が、ポリアリレート
樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンナフタレー
ト樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェ
ニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、又はベース
となる任意に選択された樹脂上の少なくとも一方に、ポ
リアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレ
ンナフタレート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポ
リエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹
脂、のうちから任意に選択される１又は２以上の樹脂が
接着されてなる複合樹脂、のいずれかであることを特徴
とするガスバリアフィルムを提供する。

【００１２】この発明によれば、ガスバリアフィルムの
基材が、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルスルフォ
ン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテ
ルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリ
イミド樹脂、又はベースとなる任意に選択された樹脂上
の少なくとも一方に、ポリアリレート樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエー
テルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂、ポリイミド樹脂、のうちから任意に選択され
る１又は２以上の樹脂が接着されてなる複合樹脂、のい
ずれかであるので、１Ｐａ〜９０Ｐａの圧力下において
酸素ガス、または酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを
導入し、当該ガスにより基材をエッチングした場合のエ
ッチングレートが０．００１μｍ／ｍｉｎ〜０．１５μ
ｍ／ｍｉｎの範囲内であり、さらにガラス転移温度が９
０℃以上の高分子樹脂であるので、上記請求項１と同様
の作用効果を有するガスバリアフィルムを提供すること
ができる。

【００１３】さらに、本発明は、請求項３に記載するよ
うに、請求項１又は請求項２に記載のガスバリアフィル
ムにおいて、前記積層体が、ガスバリア層と、撥水性を
有する撥水層により構成されていることを特徴とするガ
スバリアフィルムを提供する。

【００１４】この発明によれば、ガスバリアフィルムの
積層体がガスバリア層と、撥水性を有する撥水層により
構成されているので、積層体の表面の水等に対する吸着
性を低下させることができ、これにより全体としてガス
バリア性を向上させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のガスバリアフィ
ルムの層構成の一例を示す断面図である。

【００１６】本発明のガスバリアフィルム１は、基材２
の片面または両面に、イオンプレーティング法によって
形成された積層体３を有するものである。

【００１７】以下、本発明のガスバリアフィルム１を構
成する基材２および積層体３についてそれぞれ説明す
る。

【００１８】［１］基材 本発明のガスバリアフィルム１における基材２は、１Ｐ
ａ〜９０Ｐａの圧力下において酸素ガス、または酸素ガ
スと不活性ガスとの混合ガスを導入し、当該ガスにより
基材をエッチングした場合のエッチングレートが０．０
０１μｍ／ｍｉｎ〜０．１５μｍ／ｍｉｎの高分子樹脂
であることに特徴を有している。このように、基材２と
しての高分子樹脂のエッチングレートが上記範囲内であ
ることによって、イオンプレーティング法によりガスバ
リア層４を形成した場合、つまり高エネルギーのプラズ
マに基材２の表面が曝された場合であっても、エッチン
グされることがなく、その結果、当該基材２の厚さを従
来のそれよりも薄くすることができる。また、エッチン
グされないので、ガスバリア性にムラがなく、基材とガ
スバリア層４を有する積層体３との密着性が低下するこ
ともない。さらに、基材自体のガスバリア性が低下する
こともない。

【００１９】ここで、本発明におけるエッチングレート
とは、基材を、１Ｐａ〜９０Ｐａの圧力にした密閉容器
に載置し、当該容器内に酸素ガス、又は酸素ガスと不活
性ガスとの混合ガスを導入した場合において、当該基材
が導入されたガスによって単位時間当たりにエッチング
される層厚を測定した際の値である。したがって、例え
ば、エッチングレートが０．００１μｍ／ｍｉｎの基材
とは、上記条件下において１分間に０．００１μｍ（層
厚）エッチングされる基材のことを意味する。当該エッ
チングレートを測定する際に用いられるガスとしては、
酸素ガスや酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを挙げる
ことができ、不活性ガスとしては、例えばヘリウムガ
ス、アルゴンガス、キセノンガスなどを挙げることがで
きる。なお、ヘリウムガス、アルゴンガス、キセノンガ
スを混合して不活性ガスとして用いることもできる。

【００２０】なお、本発明におけるエッチングレートの
下限（０．００１μｍ／ｍｉｎ）については、基材がほ
とんどエッチングされないことを意味し、必ずしも０．
００１μｍ／ｍｉｎ以上のエッチングレートが要求され
るものではなく、それ以下で合ってもよい。しかしなが
ら、通常の測定機器を用いた場合においては、その検出
限界が０．００１μｍ／ｍｉｎ程度であるため、本発明
においては、エッチングレートの下限をこのように規定
している。

【００２１】さらに、本発明のガスバリアフィルム１に
おける基材２は、ガラス転移温度が９０℃以上の高分子
樹脂であることに特徴を有している。このように、基材
２としての高分子樹脂のガラス転移温度が９０℃以上で
あることにより、当該高分子樹脂は、耐熱性に優れてお
り、ガスバリア層をイオンプレーティング法によって形
成する際の熱の影響を受けることがない。

【００２２】本発明のガスバリアフィルム１における基
材２に好適に用いられる高分子樹脂としては、具体的に
は、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
エチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミ
ド樹脂、又はベースとなる任意に選択された樹脂上の少
なくとも一方に、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテル
スルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポ
リエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリイミド樹脂、のうちから任意に選択される１又
は２以上の樹脂が接着されてなる複合樹脂、を挙げるこ
とができる。

【００２３】ここで、複合樹脂におけるベースとなる任
意に選択された樹脂とは、従来公知の樹脂全てを意味
し、本発明において特に限定されるものではない。ま
た、ベースとなる任意に選択された樹脂と、上述のエッ
チングレートを有する高分子樹脂（具体的には、ポリア
リレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンナ
フタレート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエ
ーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、
ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂）と
の接着方法については、本発明は特に限定することはな
く、従来公知のいかなる接着方法であってもよい。本発
明においては、前記基材の中でも特にポリアリレート樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンナフタレート
樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、又はベースとなる
樹脂としてポリエチレンテレフタレート樹脂を用いこれ
にポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエ
チレンナフタレート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂
を接着せしめた複合樹脂は、透明性を有しており、比較
的に入手が容易であることから好ましい。

【００２４】上述してきた基材２の厚さは特に限定する
ものではないが、本発明における基材２は、エッチング
レートが上記範囲内であり、ガラス転移温度が９０℃以
上であることから、高エネルギーのプラズマに曝された
場合であってもエッチングされることがなく、高熱によ
り基材が変形することもないため、従来のガスバリアフ
ィルムにおける基材に比べ、基材２の厚さを薄くするこ
とが可能であり、具体的には６〜１００μｍとすること
が可能である。

【００２５】［２］積層体 本発明のガスバリアフィルム１における積層体３とは、
前述した基材２の片面又は両面にイオンプレーティング
法により形成されなり、当該ガスバリアフィルムにガス
バリア性を付与するためのものである。したがって、積
層体３は、少なくともガスバリア層を有していることが
必要であるが、その具体的な層構成については特に限定
されることはない。したがって、例えば、ガスバリア層
やその他の作用を奏する薄層などを複数に積層したもの
であってもよく、一層のガスバリア層のみを積層体３と
してもよい。

【００２６】図1は、本発明のガスバリアフィルム１に
おける積層体３の層構成の一例を示す概略断面図でもあ
る。

【００２７】図1のガスバリアフィルム１における積層
体３は、ガスバリア層４と、このガスバリア層４上に形
成された撥水層５とから構成されている。以下、このガ
スバリア層４および撥水層５、さらには、このガスバリ
アフィルム１の製造方法に分けて、それぞれ説明する。

【００２８】［２−１］ガスバリア層 本発明のガスバリアフィルム１の積層体３を構成するガ
スバリア層４は、ガスバリア性を付与するためにイオン
プレーティング法によって基材上に形成された薄層であ
り、積層体３に必須の構成である。このガスバリア層４
は、ガスバリア性を有していれば特に限定されるものは
なく、透明なものであっても不透明なものであってもよ
い。

【００２９】ガスバリア層４を透明なものとする場合の
層の種類としては、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化
アンチモン、酸化インジウム、酸化セリウム、酸化カル
シウム、酸化カドミウム、酸化銀、酸化金、酸化クロ
ム、酸化珪素、酸化コバルト、酸化ジルコニウム、酸化
スズ、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸
化白金、酸化パラジウム・酸化ビスマス、酸化マグネシ
ウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナジウ
ム、酸化バリウム、等を挙げることができる。また、Ｉ
ＴＯ層なども本発明のガスバリア層として用いることが
できる。本発明のガスバリアフィルムにおけるガスバリ
ア層としては、前記酸化物を２種類以上から構成される
層でもよい。

【００３０】一方、不透明なものとする場合の層の種類
としては、アルミニウム、シリコン等を挙げることがで
き、また金属の薄層は全て、本発明のガスバリア層とし
て用いることができる。さらに、前記透明なガスバリア
層としての酸化物と、不透明なガスバリア層としての金
属薄膜とを合わせて用いてもよい。

【００３１】本発明においては、例えば包装材として用
いる場合等のようにガスバリアフィルムに透明性が要求
される用途が多い。したがって、本発明においてはガス
バリア層が透明なものであることが好ましく、具体的に
は上述したような金属酸化物の薄層であることが好まし
い。

【００３２】このようなガスバリア層４を後述するイオ
ンプレーティング法（装置）で形成する場合の原料とし
ては、Ｓｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ａｌ、ＩＴＯ等を挙げ
ることができ、形成するガスバリア層に合わせて任意に
選択することができる。

【００３３】本発明においては、中でも酸化珪素層をガ
スバリア層４として用いることが好ましい。酸化珪素層
は、層を構成する珪素原子の数や酸素原子の数をコント
ロールすることによりガスバリア性を向上することがで
きるとともに、酸化珪素層中に炭素原子やＣ−Ｈ結合を
有する有機物などを含有せしめることにより、さらにガ
スバリア性を向上することができるからである。

【００３４】［２−２］撥水層 次に、前記ガスバリア層４上に形成される撥水層５につ
いて説明する。本発明に用いられる撥水層は、ガスバリ
ア層４上に形成され、かつ撥水性を有する層であれば特
に限定されるものではなく、積層体に必ずしも必要な層
でははい。撥水層５を設けることにより、表面に吸着す
る水や酸素の量を低下させることができ、その結果、ガ
スバリア性を向上させることができる。

【００３５】本発明に用いられる撥水層５は、その表面
の撥水性が、撥水層５表面における水との接触角が測定
温度２３℃において、６０°以上、特に８０°以上とな
るような撥水性であることが好ましい。水との接触角が
この程度以上あれば、表面に水等が吸着することによる
ガスバリア性の低下を防止することができるからであ
る。

【００３６】ここで、この水との接触角の測定方法は、
協和界面化学社の接触角測定装置(型番ＣＡ−Ｚ)を用い
て求めた値である。すなわち、被測定対象物の表面上
に、純水を一滴(一定量)滴下させ、一定時間経過後、顕
微鏡やＣＣＤカメラを用い水滴形状を観察し、物理的に
接触角を求める方法を用い、この方法により測定された
水との接触角を本発明における水との接触角とすること
とする。

【００３７】このような撥水層５は、上述したような撥
水性を有する層であればどのような方法により形成され
たものであってもよい。具体的には、蒸着法により形成
されたものであってもよいし、撥水層形成材料を溶媒に
溶解もしくは懸濁させた撥水層形成用塗工液を塗布する
ことにより形成したものであってもよい。また熱可塑性
樹脂を用い、この樹脂を溶融させて塗布することにより
形成したものや、ドライフィルムを貼り合せる方法等に
より形成されたものであってもよい。

【００３８】しかしながら、本発明においては、上述し
たガスバリア層４はイオンプレーティング法により形成
されるものであり、したがって、同一の真空装置内で連
続してガスバリア層４と撥水層５とを形成することが好
ましい。同一の真空装置内で上述したガスバリア層４と
連続して撥水層５を形成する方法としては、プラズマＣ
ＶＤ法（プラズマ重合法）が特に好ましい。なお、撥水
層５は、イオンプレーティング法により形成することも
可能である。

【００３９】なお、従来の撥水性材料をそのまま用いる
ことができる点などを考慮すると、上述したような撥水
層形成用塗工液を塗布する方法、もしくは熱可塑性樹脂
を溶融塗布する方法により形成された撥水層であっても
よい。

【００４０】このような撥水層を構成する物質として
は、上述したような撥水層の形成方法により大きく異な
るものである。具体的には、イオンプレーティング法に
より撥水層を形成する場合の撥水層を構成する材料とし
ては、ＰＴＦＥやＣＴＦＥのようなフッ素系樹脂を用い
ることができる。

【００４１】さらに、熱可塑性樹脂を溶融させて塗布す
ることにより撥水層を形成する場合の材料としては、ポ
リエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオ
レフィン系樹脂等のオレフィン系樹脂等を挙げることが
できる。

【００４２】その他、例えばフッ素樹脂フィルムやポリ
エチレンフィルム等ポリオレフィンフィルムを接着剤を
用いたドライラミネーション法による貼り合わせること
もできる。

【００４３】このような撥水層における好適な層厚は、
その製造方法により大きく異なる。具体的には、イオン
プレーティング法により撥水層を形成した場合における
好ましい層厚としては、１〜１０００ｎｍの範囲内、特
に５〜１００ｎｍの範囲内が好ましい。一方、他の方
法、すなわち撥水層形成用塗工液を塗布することにより
形成する方法や、熱可塑性樹脂を溶融させて塗布する方
法等における好ましい層厚は、１〜１００μｍの範囲内
であり、特に１μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好
ましい。

【００４４】撥水層の厚さが、上記範囲より薄い場合
は、例えば撥水層が形成されない部分が生じる等の撥水
層としての機能を発揮できない可能性が生じることから
好ましくなく、上記範囲より層厚を厚くしても、撥水性
に影響を与えないことからコスト面で問題となる可能性
があるため好ましくない。

【００４５】また、本発明のガスバリアフィルムは、用
途によって透明性を要求される場合がある。したがっ
て、上述した撥水層も透明であることが好ましい。

【００４６】図２は、本発明のガスバリアフィルムの別
の実施形態を示す図である。図２に示す本発明のガスバ
リアフィルム１は、基材２と、この基材２上に形成され
た積層体３とからなり、当該積層体３は、ガスバリア層
４および撥水層５がこの順序にそれぞれ４層づつ積層さ
れて形成されて構成されているものである。このように
ガスバリア層４と撥水層とを複数層積層することによ
り、さらにガスバリア性を向上させることができる。

【００４７】本発明においては、このようなガスバリア
層４および撥水層５の積層が、それぞれ少なくとも２層
以上２０層以下であることが好ましく、特に２層以上１
０層以下であることがガスバリア性および製造効率等の
観点から好ましいといえる。

【００４８】このような本発明のガスバリアフィルム
は、酸素透過率が０．５ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ以下で水蒸
気透過率が０．５ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下、より好ましく
は酸素透過率が０．１ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ以下で水蒸気
透過率が０．１ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下の極めて優れたガ
スバリア性を発揮する。本発明のガスバリアフィルム
は、内容物の品質を変化させる原因となる酸素と水蒸気
をほとんど透過させないので、高いガスバリア性が要求
される用途、例えば食品や医薬品等の包装材料や電子デ
バイス等のパッケージ材料用に好ましく用いることがで
きる。また、その高度なガスバリア性および耐衝撃性を
共に有する点から、例えば各種ディスプレイ用の基材と
して用いることが可能である。また、太陽電池のカバー
フィルム等にも用いることができる。

【００４９】次に本発明のガスバリアフィルム１の製造
方法について説明する。本発明のガスバリアフィルム１
は、上述した基材２の片面または両面にイオンプレーテ
ィング法により積層体３を形成することにより製造され
る。

【００５０】イオンプレーティング法は、以下の図３に
示すようなイオンプレーティング装置を用いることによ
り行われる。

【００５１】図３に示すイオンプレーティング装置１０
は、圧力勾配型プラズマガン１１(以下、プラズマガン
という)により真空チャンバー１２内にプラズマを発生
させて真空チャンバー１２内の基材ホルダー１３上に配
置した基材４０上に蒸着により薄層を形成するものであ
る。

【００５２】プラズマガン１１は、放電電源１４のマイ
ナス側に接続された環状の陰極１５と放電電源１４のプ
ラス側に抵抗を介して接続された環状の第１中間電極１
６、第２中間電極１７を備え、陰極１５側から放電ガス
の供給を受け、前記放電ガスをプラズマ状態にして第２
中間電極１７から真空チャンバー１２内に向けて流出さ
せるように配置されている。真空チャンバー１２は、図
示しない真空ポンプに接続され、その内部は所定の減圧
状態に保たれている。また、真空チャンバー１２の第２
中間電極１７に向けて突出した短管部１２Ａの外側に
は、この短管部１２Ａを包囲するように収束コイル１８
が設けられている。

【００５３】真空チャンバー１２内の下部には、放電電
源１４のプラス側に接続された導電性材料からなるハー
ス１９が蔵置されており、このハース１９上の凹所に薄
層の材料となる導電性あるいは絶縁性の蒸着原料２０が
収められている。さらに、ハース１９の内部にはハース
用磁石２１が設けられている。

【００５４】そして、第２中間電極１７から蒸着原料２
０に向けてプラズマビーム２２が形成され、蒸着原料２
０が蒸発させられ、基材４０の下面に付着し、薄層が形
成される。なお、収束コイル１８はプラズマビーム２２
の横断面を収縮させる作用を、またハース用磁石２１は
プラズマビーム２２をハース１９に導く作用をしてい
る。

【００５５】このようなイオンプレーティング装置１０
を用いることにより、基材４０上に緻密なガスバリア層
を形成することができる。また、プラズマガン１１から
発生されるプラズマは非常に高エネルギーであるため、
従来の基材を用いた場合には、基材がプラズマダメージ
を受ける場合があったが、本発明のガスバリアフィルム
における基材は、エッチングレートが０．００１μｍ／
ｍｉｎ〜０．１５μｍ／ｍｉｎであり、ガラス転移温度
が９０℃以上であるため、プラズマダメージをうけるこ
とはなく、また熱により変形することもない。

【００５６】積層体３を構成するガスバリア層４として
酸化珪素層を用いる場合においては、イオンプレーティ
ング装置のハース１９上の凹所に蒸着原料２０として
は、上述した各原料の中でも、特に、Ｓｉ、ＳｉＯ、Ｓ
ｉＯ₂、を載置するのが好ましい。

【００５７】

【実施例】以下に実施例および比較例を示して、本発明
をさらに具体的に説明する。

【００５８】［１］エッチングレート試験 まず、実施例および比較例をより明確にするために、実
施例および比較例とは別に、エッチングレート試験を行
った。

【００５９】エッチングレート試験は、以下の表１に示
す樹脂をそれぞれ試料として用い、これらの試料（試料
Ｎｏ．１〜９）について、図３に示すイオンプレーティ
ング装置１０を用いて以下のような手順で行った。

【００６０】

【表１】

【００６１】試料４０（厚さ１００μｍ、サイズ３０ｃ
ｍ×３０ｃｍ）を装置１０の真空チャンバー１２内に装
着した。次に装置１０の真空チャンバー１２内を、真空
排気ポンプ３０（油回転ポンプおよび油拡散ポンプ）に
より、到達真空度１．０×１０^-3Ｐａ以下まで減圧し
た。真空チャンバー１２内に酸素ガス（太陽東洋酸素
(株)、純度９９．９９９９％以上）２０ｓｃｃｍを導入
し、真空ポンプ３０と真空チャンバー１２との間にある
バルブ３１の開閉度を制御することで圧力を６．７×１
０^-2Ｐａに保ち、アルゴンガス（太陽東洋酸素(株)、純
度９９．９９９％以上）２０ｓｃｃｍを導入した。この
状態で、プラズマガン１１にプラズマ生成のための電力
９ｋＷを投入し、陽極（ハース）１９上にプラズマ流を
収束させて、高密度プラズマにより真空チャンバー１２
内のガス分子をイオン化させて、試料４０に照射した。
なお、これはエッチングレート試験であるため、陽極
（ハース）１９上には原料は載置しなかった。一定時間
試料４０をこの状態で放置し、エッチング処理をした。

【００６２】エッチング処理後にチャンバー１０２内に
ガスの供給と真空排気を停止し、大気開放し、エッチン
グ処理された試料２０を取り出した。一定時間にエッチ
ングされた試料の厚みをデジタルマイクロメーター（ソ
ニー株式会社製：μ−ｍａｔｅ Ｍ−３０）によって測
定し、処理前後の厚みを差し引きすることにより、以下
の式でエッチングレートを算出した。 （エッチングレート）＝（（処理前の基材厚み）−（処
理後の基材厚み））／（基材処理時間）

【００６３】［２］ガラス転移温度試験 さらに、実施例および比較例をより明確にするために、
実施例および比較例とは別に、ガラス転移温度試験を行
った。なお、ガラス転移温度試験は、従来公知の示差走
査型熱量計（ＤＳＣ）で測定した。

【００６４】表２に上記エッチングレート試験、及びガ
ラス転移温度試験の結果を示す。

【００６５】

【表２】

【００６６】表２からも明らかなように、試料Ｎｏ．１
〜４についてはエッチングレートがいずれも０．００１
〜０．１５μｍ／ｍｉｎの間であって、ガラス転移温度
も９０℃以上であるので、優れた耐エッチング性、耐熱
性を有していることがわかる。一方、試料Ｎｏ．５につ
いては、エッチングレートは０．１５μｍ／ｍｉｎ以下
であり、優れた耐エッチング性を有しているが、ガラス
転移温度が７０℃と低く、したがって耐熱性に問題があ
ることが分かる。さらに、試料Ｎｏ．６〜７について
は、ガラス転移温度は９０℃以上であるので、優れた耐
熱性を有しているが、エッチングレートは０．１５μｍ
／ｍｉｎより大きく、試料の表面がエッチングされてい
ることが分かった。さらにまた、試料Ｎｏ．８について
は、エッチングレートが０．１５μｍ／ｍｉｎより大き
く、ガラス転移温度も９０℃以下であり、耐エッチング
性、耐熱性ともに劣っていることが分かった。

【００６７】［３］ガスバリア性試験 以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに具
体的に説明する。

【００６８】（実施例１）図３に示すイオンプレーティ
ング装置１０を用い、基材として上記試料Ｎｏ．１の樹
脂を準備し、イオンプレーティング装置１０の真空チャ
ンバー１２内に装着した。次に、ガスバリア層の原料と
なる蒸発源として二酸化珪素（メルクジャパン株式会社
製：純度９９％、粒径２．５〜４ｍｍ）を準備し、陽極
（ハース）１９上に載置した。次に、イオンプレーティ
ング装置１０の真空チャンバー１２内を、油回転ポンプ
および油拡散ポンプにより、到達真空度１．０×１０^-3
Ｐａ以下まで減圧した。

【００６９】次に、酸素ガス（太陽東洋酸素(株)、純度
９９．９９９９％以上）２０ｓｃｃｍを導入し、真空ポ
ンプ３０と真空チャンバー１２との間にあるバルブ３１
の開閉度を制御することで圧力を６．７×１０^-2Ｐａに
保ち、アルゴンガス（太陽東洋酸素(株)、純度９９．９
９９％以上）２０ｓｃｃｍを導入した。この状態で、プ
ラズマガン１１にプラズマ生成のための電力９ｋＷを投
入し、陽極（ハース）１９上にプラズマ流を収束させて
照射することによりガスバリア層の原料である二酸化珪
素を蒸発させ、高密度プラズマにより真空チャンバー１
２内のガス分子をイオン化させて、基材としての試料Ｎ
ｏ．１の樹脂上にガスバリア層（酸化珪素層）を１００
ｎｍの厚みで形成し、実施例１のガスバリアフィルムを
得た。

【００７０】（実施例２）基材として上記試料Ｎｏ．２
の樹脂を用いた以外は、上記実施例１と同様にして実施
例２のガスバリアフィルムを得た。

【００７１】（実施例３）基材として上記試料Ｎｏ．３
の樹脂を用いた以外は、上記実施例１と同様にして実施
例３のガスバリアフィルムを得た。

【００７２】（実施例４）基材として上記試料Ｎｏ．４
の樹脂を用いた以外は、上記実施例１と同様にして実施
例４のガスバリアフィルムを得た。

【００７３】（比較例１）基材として上記試料Ｎｏ．５
の樹脂を用いた以外は、上記実施例１と同様にして比較
例１のガスバリアフィルムを得た。

【００７４】（比較例２）基材として上記試料Ｎｏ．６
の樹脂を用いた以外は、上記実施例１と同様にして比較
例２のガスバリアフィルムを得た。

【００７５】（比較例３）基材として上記試料Ｎｏ．７
の樹脂を用いた以外は、上記実施例１と同様にして比較
例３のガスバリアフィルムを得た。

【００７６】（比較例４）基材として上記試料Ｎｏ．８
の樹脂を用いた以外は、上記実施例１と同様にして比較
例４のガスバリアフィルムを得た。

【００７７】（ガスバリア性試験の結果）以下の表３
は、上記実施例１〜４及び比較例１〜５のガスバリアフ
ィルムについて酸素透過率（ＯＴＲ）試験と水蒸気透過
率（ＷＶＴＲ）試験の結果を示したものである。

【００７８】なお、酸素透過率は、酸素ガス透過率測定
装置（ＭＯＣＯＮ社製：ＯＸ−ＴＲＡＮ ２／２０）を
用い、２３℃、９０％Ｒｈの条件で測定した値である。
また、水蒸気透過率は、水蒸気透過率測定装置（ＭＯＣ
ＯＮ社製：ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３１）を用
い、３７．８℃、１００％Ｒｈの条件で測定した値であ
る。

【００７９】

【表３】

【００８０】通常、ガスバリアフィルムの性能の良否を
判断する場合には、酸素透過率が０．５ｃｃ／ｍ²／ｄ
ａｙ、水蒸気透過率が０．５ｇ／ｍ²／ｄａｙを基準と
し、これらの基準以下の場合には、ガスバリア性が優れ
ていると判断される。そうすると、表３からも明らかな
ように、実施例１〜４のガスバリアフィルムは共に酸素
透過率が０．５ｃｃ／ｍ²／ｄａｙ以下であり、水蒸気
透過率が０．５ｇ／ｍ²／ｄａｙ以下であるのでいずれ
も優れたガスバリア性を有していることが分かった。

【００８１】一方、比較例１、及び比較例４のガスバリ
アフィルムは、水蒸気透過率も０．５ｇ／ｍ²／ｄａｙ
より大きいことが明らかとなった。また、比較例２及び
比較例３のガスバリアフィルムは、酸素透過率が０．５
ｃｃ／ｍ²／ｄａｙより大きく、水蒸気透過率も０．５
ｇ／ｍ²／ｄａｙより大きく、いずれの比較例も本発明
の実施例に比べガスバリア性が劣っていることが分かっ
た。

【００８２】

【発明の効果】本発明のガスバリアフィルムにおける基
材は、１Ｐａ〜９０Ｐａの圧力下において酸素ガス、ま
たは酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを導入し、当該
ガスにより基材をエッチングした場合のエッチングレー
トが０．００１μｍ／ｍｉｎ〜０．１５μｍ／ｍｉｎの
高分子樹脂であるので、イオンプレーティング法により
ガスバリア層を形成した場合、つまり高エネルギーのプ
ラズマに基材の表面が曝された場合であっても、エッチ
ングされることがなく、その結果、当該基材の厚さを従
来のそれよりも薄くすることができる。また、エッチン
グされないので、ガスバリア性にムラがなく、基材とガ
スバリア層４を有する積層体との密着性が低下すること
もない。さらに、基材自体のガスバリア性が低下するこ
ともない。

【００８３】さらに、本発明のガスバリアフィルム１に
おける基材２は、ガラス転移温度が９０℃以上の高分子
樹脂であることに特徴を有している。このように、基材
２としての高分子樹脂のガラス転移温度が９０℃以上で
あることにより、当該高分子樹脂は、耐熱性に優れてお
り、ガスバリア層をイオンプレーティング法によって形
成する際の熱の影響を受けることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスバリアフィルムの一例を示す断面
構成図である。

【図２】本発明のガスバリアフィルムの他の一例を示す
断面構成図である。

【図３】イオンプレーティング装置の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ガスバリアフィルム ２ 基材 ３ 積層体 ４ ガスバリア層 ５ 撥水層 １０ イオンプレーティング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 成昭 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 宮地 貴樹 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 4F006 AA31 AA35 AA36 AA39 AA40 AB76 BA05 BA11 CA07 DA01 4F100 AA17 AA20 AK41 AK41A AK41D AK41E AK43 AK43A AK43D AK43E AK45A AK45D AK45E AK49 AK49A AK49D AK49E AK54A AK54D AK54E AK55 AK55A AK55D AK55E AK56A AK56D AK56E AK57A AK57D AK57E AT00A BA02 BA03 BA04 BA05 BA06 BA07 BA08 BA10B BA10C BA10E BA13 EH66B EH66C GB15 GB23 JA05A JB00A JB06E JD02B JD02C JD03 JD04 JJ03 YY00A 4K029 AA11 AA25 BA46 BC00 BD00 CA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材と、 当該基材の片面または両面に位置し、少なくともイオン
   プレーティング法によって形成されたガスバリア層を有
   する積層体と、からなるガスバリアフィルムであって、 前記基材は、１Ｐａ〜９０Ｐａの圧力下において酸素ガ
   ス、または酸素ガスと不活性ガスとの混合ガスを導入
   し、当該ガスにより基材をエッチングした場合のエッチ
   ングレートが０．００１μｍ／ｍｉｎ〜０．１５μｍ／
   ｍｉｎであり、ガラス転移温度が９０℃以上の高分子樹
   脂であることを特徴とするガスバリアフィルム。
2. 【請求項２】 前記基材が、ポリアリレート樹脂、ポリ
   カーボネート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポ
   リエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケト
   ン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサル
   ファイド樹脂、ポリイミド樹脂、又はベースとなる任意
   に選択された樹脂上の少なくとも一方に、ポリアリレー
   ト樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンナフタレ
   ート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテル
   エーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフ
   ェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、のうちか
   ら任意に選択される１又は２以上の樹脂が接着されてな
   る複合樹脂、のいずれかであることを特徴とする請求項
   １に記載のガスバリアフィルム。
3. 【請求項３】 前記積層体が、ガスバリア層と、撥水性
   を有する撥水層により構成されていることを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載のガスバリアフィルム。