JP3734724B2 - ガスバリアフィルム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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主に用いられるガスバリアフィルムに関し、更に詳しくは、プラズマＣＶＤ法によって形成されたガスバリア性に優れた酸化珪素膜を有す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、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膜を湿式成膜または乾式成膜するものが従来より知られている。
【０００３】
ガスバリア性を有する膜を高分子樹脂基材上に乾式成膜する方法として、プラズマＣＶＤ法等の乾式成膜法を用いて酸化珪素膜（シリカ膜）や酸化アルミニウム膜（アルミナ膜）を形成する方法が知られている。例えば、特開平８−１７６３２６号、特開平１１−３０９８１５号、特開２０００−６３０１等がある。特に、プラズマＣＶＤ法は、高分子樹脂基材に熱的ダメージを与えることなく、ガスバリア性と屈曲性に優れた酸化珪素膜や酸化アルミニウム膜を形成できるという利点がある。
【０００４】
しかしながら、プラズマＣＶＤ法で形成した酸化珪素膜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に使用される場合には、未だ不十分なものであった。
【０００５】
また、酸化珪素膜等の無機酸化物膜をバリア膜として用いる場合、一般には、ガス透過率は、膜厚を増加させることによって小さくなることが知られているが、Society of Vacuum Coatersにおいて、J.T.Feltsら(34th Annual Technical Conference Proceedings(1991),p.99-104)や、J.E.Klemberg-Sapiehaら(36th Annual Technical Conference Proceedings(1993),p.445-449)は、膜厚が増して膜の内部応力が緩和するのに伴い、バリア膜にクラックが発生し、却ってガス透過率が大きくなってしまうことを指摘している。
【０００６】
一方、このようなガスバリアフィルムは、上述したように包装材としての用途があるが、包装に際してはフィルムを何らかの形に加工して用いる必要がある。しかしながら、上記酸化珪素膜等の無機酸化物膜は、このような加工性が悪く、加工するとガスバリア性を維持することができないといった問題があった。
【０００７】
また、近年の液晶表示パネルやＥＬ表示パネル等に形成されている素子は、例えば携帯電話の表示部等といったように携帯性が要求される場合があり、このような素子のパッケージ材料として用いる場合は、ある程度の耐衝撃性が必要とされる。しかしながら、従来の酸化珪素膜を用いたガスバリアフィルムは、耐衝撃性が悪く、実用に際して問題となる場合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、膜厚を所定の厚さに保ちつつ、極めて優れたガスバリア性を有し、さらに耐屈曲性および耐衝撃性を有するガスバリアフィルムを提供することを主目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載するように、基材の片面または両面に、プラズマＣＶＤ法によって形成された酸化珪素膜を有するガスバリアフィルムであって、上記酸化珪素膜は、Ｓｉ原子数１００に対してＯ原子数１８０〜２００の範囲内の成分割合であり、かつＳｉ原子数１００に対してＣ原子数４０〜８０の成分割合からなり、さらに１０４５〜１０６０ｃｍ-1の間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ伸縮振動に基づくＩＲ吸収があり、かつ１２７４±４ｃｍ-1にＳｉ−ＣＨ3伸縮振動に基づくＩＲ吸収があることを特徴とするガスバリアフィルムを提供する。
【００１０】
この発明によれば、ガスバリア膜として作用する酸化珪素膜の成分割合とＩＲ吸収とからなる特性を、上記の範囲内に制御したことによって、極めて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と共に、耐屈曲性および耐衝撃性にも優れたガスバリアフィルムとすることができる。また、Ｃ原子数が上記範囲を超えると、アモルファスカーボン膜となり、割れやすくなる可能性があるからである。
【００１１】
上記請求項１に記載された発明において、上記酸化珪素膜は、屈折率が１．５０以上１．７０以下であることが好ましい。ガスバリア膜として作用する酸化珪素膜の屈折率を、上記の範囲内に制御することによって、膜自体の緻密度を向上させ、ガスバリア性をより一層向上させることができるからである。
【００１２】
さらに、上記請求項１または請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、酸素透過率が０．５ｃｃ／ｍ2 ／ｄａｙ以下で、水蒸気透過率が０．５ｇ／ｍ2 ／ｄａｙ以下であることが好ましい。酸素透過率および水蒸気透過率を上記の範囲内とすることにより、内容物の品質を変化させる原因となる酸素と水蒸気を殆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に好ましく用いることができるからである。
【００１３】
上記請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項４に記載するように、上記酸化珪素膜は、厚さが５〜３００ｎｍであることが好ましい。本発明によれば、５〜３００ｎｍという極めて薄い蒸着膜を形成した場合であっても、優れたガスバリア性を発揮することができ、蒸着膜にクラックが入りづらくすることができるからである。さらに、上記範囲の厚さで蒸着膜を形成したガスバリアフィルムは透明性や外観等を損なうことがなく、またフィルムのカールの増大を抑制することもできるため生産性においても好ましいからである。
【００１４】
本発明においては、請求項５に記載するように、上記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載されたガスバリアフィルムにおける少なくとも一方側の表面にヒートシール性樹脂層を設けたことを特徴とする積層材を提供する。
【００１５】
このような積層材を用いると、請求項６に記載するように、上記積層材のヒートシール性樹脂層を熱融着して製袋または製函することにより包装容器を得ることができ、この包装容器はガスバリア性に優れていることから、食品や医薬品、さらには電子デバイス等の包装材料として好適に用いることができる。
【００１６】
また、本発明においては、請求項７に記載するように、上記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のガスバリアフィルムにおける少なくとも一方側の表面に導電性層が形成されていることを特徴とする積層材を提供する。このような積層材を用いると、請求項８に記載するように、上記導電性層上に画像表示層を形成することにより画像表示媒体とすることができる。この画像表示媒体は、基材として用いられる基材がガスバリア性および可撓性に優れたものであるので、耐候性、耐衝撃性に優れたものとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のガスバリアフィルムについて図面を用いて具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本発明のガスバリアフィルムの構成の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明のガスバリアフィルム１は、基材２と、当該基材２の両面または片面に形成された酸化珪素膜３とから構成されている。以下、この酸化珪素膜、および基材、さらには、このガスバリアフィルムの製造方法に分けて、それぞれ説明する。
【００１９】
Ａ．酸化珪素膜
本発明における酸化珪素膜は、好ましくはプラズマＣＶＤ法によって形成された蒸着膜であり、この酸化珪素膜は、Ｓｉ原子数１００に対してＯ原子数１８０〜２００およびＣ原子数４０〜８０の成分割合からなり、１０４５〜１０６０ｃｍ-1の間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ伸縮振動に基づくＩＲ吸収があり、さらに１２７４±４ｃｍ-1にＳｉ−ＣＨ3伸縮振動に基づくＩＲ吸収があることを特徴とするものである。すなわち、本発明の特徴は、ガスバリア膜として作用する酸化珪素膜３の成分割合とＩＲ吸収とからなる各特性を、上記の範囲内に制御したことによって、極めて優れたガスバリア性を発揮させたことにある。
【００２０】
さらに、このとき、１．５０以上１．７０以下の屈折率を有するように形成することがより好ましい。このような特性の酸化珪素膜３を備えるガスバリアフィルム１は、構造が緻密であり極めて優れたガスバリア性を発揮する。
【００２１】
Ｓｉ、Ｏ、Ｃの各成分割合を、Ｓｉ原子数１００に対してＯ原子数１８０〜２００およびＣ原子数４０〜８０にするには、有機珪素化合物ガスと酸素ガスの流量比や有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力の大きさ等を調節することにより、制御することができる。具体的には、以下の方法を挙げることができる。
【００２２】
▲１▼酸素ガス／有珪素化合物ガスの比率を、０〜１０程度の範囲内に調整することにより、酸化珪素膜中に炭素を積極的に導入する方法。
【００２３】
▲２▼有機珪素ガスの単位流量（１ｓｃｃｍ）当りの投入電力密度を０．０１ｋｗ／ｍ2から５ｋｗ／ｍ2に調整することにより、酸化珪素膜中に炭素を適量残す方法。
【００２４】
この範囲の成分組成を有する酸化珪素膜は、Ｓｉ−Ｃ結合を適度に含むものであるので、極めて優れたガスバリア性を有すると共に優れた耐屈曲性および耐衝撃性を有するものとなる。
【００２５】
上記酸化珪素膜中の各成分の割合を測定する方法としては、Ｓｉ、Ｏ、Ｃの各成分を定量的に測定できる方法であれば特に限定されるものではないが、代表的な方法としては、ＥＳＣＡ（Electron spectroscopy for chemical analysis)や、ＲＢＳ（Rutherford back scattering）、オージェ電子分光法等を挙げることができ、これらによって測定された結果により各成分の割合とすることができる。
【００２６】
Ｏの成分割合が１８０未満となる場合は、（酸素ガス／有機珪素化合物ガス）の流量比が小さい場合（酸素ガス流量が相対的に少ない場合）や有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力が小さい場合にしばしば見られ、緻密な結晶構造とすることができないことから、酸素透過率と水蒸気透過率が大きくなり十分なガスバリア性を発揮することができないものであると考えられる。なお、Ｏ原子数は化学量論的に２００を超えにくいことから、２００を上限とした。
【００２７】
また、Ｃの成分割合が４０に満たない場合は、Ｓｉ−ＣＨ3結合が適度に導入されることにより得られる耐屈曲性および耐衝撃性を得ることができないため好ましくなく、Ｃの成分割合が８０を超える場合は、Ｃ−Ｃ結合を主骨格とするカーボン膜（グラファイト膜、アモルファスカーボン膜）となり、ガスバリア性および屈曲耐性が低下するため好ましくない。
【００２８】
ＩＲ測定において、１０４５〜１０６０ｃｍ-1の間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ伸縮振動に基づく吸収があるようにするには、上記Ｃの成分割合を４０〜８０の範囲内とし、かつ緻密な結晶構造となるように、有機珪素化合物ガスと酸素ガスの流量比や有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力の大きさ等を調節することにより制御することができる。具体的には、上述した成分割合を制御する方法と同様に、酸素ガス／有珪素化合物ガスの比率を、０〜１０程度の範囲内に調整することにより、酸化珪素膜中に炭素を積極的に導入する方法や、有機珪素ガスの単位流量（１ｓｃｃｍ）当りの投入電力密度を０．０１ｋｗ／ｍ2から５ｋｗ／ｍ2に調整することにより、酸化珪素膜中に炭素を適量残す方法等を挙げることができる。
【００２９】
こうしたＩＲ吸収が現れる酸化珪素膜は、Ｓｉ−ＣＨ3結合を適度に有し、かつ結晶構造を緻密に保つものであるので、優れたガスバリア性を有すると共に、耐屈曲性および耐衝撃性を有するものである。
【００３０】
ＩＲ吸収は、ＩＲ測定用の赤外分光光度計で測定して評価される。好ましくは、赤外分光光度計にＡＴＲ（多重反射）測定装置を取り付けて赤外吸収スペクトルを測定する。このとき、プリズムにはゲルマニウム結晶を用い、入射角４５度で測定することが好ましい。
【００３１】
この範囲にＩＲ吸収がない場合は、（酸素ガス／有機珪素化合物ガス）の流量比が適正範囲に無い場合や有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力が適正でない場合にしばしば見られ、結果的にＣを含有するが、緻密な結晶構造とすることができず、結果的に、酸素透過率と水蒸気透過率が大きく、十分なガスバリア性を発揮することができないものとなる。
【００３２】
酸化珪素膜の屈折率を１．５０〜１．７０の範囲内とするには、有機珪素化合物ガスと酸素ガスの流量比や、有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力の大きさ等を調節することによって制御することができる。具体的には、上記ＩＲ吸収の位置の調整の際に用いた方法を挙げることができる。
【００３３】
こうした屈折率は、光学分光器によって測定された透過率と反射率とを測定し、光学干渉法を用いて６３３ｎｍでの屈折率で評価したものである。
【００３４】
屈折率が１．５０未満となる場合は、成膜された酸化珪素膜が疎になって、酸素透過率と水蒸気透過率が大きくなり十分なガスバリア性を発揮することができない。一方、屈折率が１．７０越える場合は、導入するＣ（炭素）の量が多すぎることから、結果的に成膜された酸化珪素膜が疎になって、酸素透過率と水蒸気透過率が大きくなり十分なガスバリア性を発揮することができない。
【００３５】
上述した各特性を有する酸化珪素膜を、５〜３００ｎｍの厚さという薄い厚さで形成したガスバリアフィルムは、優れたガスバリア性を発揮することができ、酸化珪素膜にクラックが入りづらい。酸化珪素膜の厚さが５ｎｍ未満の場合は、酸化珪素膜が基材の全面を覆うことができないことがあり、ガスバリア性を向上させることができないため好ましくない。一方、酸化珪素膜の厚さが３００ｎｍを超えると、クラックが入り易くなること、透明性や外観が低下すること、フィルムのカールが増大すること、さらに、量産し難く生産性が低下してコストが増大すること、等の不具合が起こり易くなることから好ましくない。
【００３６】
また、本発明のガスバリアフィルムを包装材料等、フレキシブル性が要求される用途として用いる場合には、形成される酸化珪素膜の機械的特性や用途を勘案し、その厚さを５〜３０ｎｍとすることがより好ましい。酸化珪素膜の厚さを５〜３０ｎｍとすることによって、軟包装材料としてのフレキシブル性を持たせることができ、フィルムを曲げた際のクラックの発生を防ぐことができる。また、本発明のガスバリアフィルムが比較的薄さを要求されない用途、例えば、フィルム液晶ディスプレイ用ガスバリア膜、フィルム有機ＥＬディスプレイ用ガスバリア膜またはフィルム太陽電池用ガスバリア膜等の用途、に用いられる場合には、ガスバリア性が優先して要求されるので、前述の５〜３０ｎｍの範囲よりも厚めにすることが好ましく、その厚さを３０〜２００ｎｍとすることが生産性等も考慮した場合により好ましい。
【００３７】
本発明のガスバリアフィルムを上記の用途に用いることにより、同程度のガスバリア性を有する従来品よりもさらに薄膜化が可能となる。
【００３８】
上記、本発明の酸化珪素膜は、上記の基材の片面または両面に、特に限定されるものではないが、プラズマＣＶＤ法によって形成されることが好ましい。プラズマＣＶＤ法は、一定圧力の原料ガスを放電させてプラズマ状態にし、そのプラズマ中で生成された活性粒子によって基材表面での化学反応を促進して形成する方法である。このプラズマＣＶＤ法は、高分子樹脂に熱的ダメージが加わらない程度の低温（およそ−１０〜２００℃程度の範囲）で所望の材料を成膜でき、さらに原料ガスの種類・流量、成膜圧力、投入電力等によって得られる膜の種類や物性を制御できるという利点がある。
【００３９】
酸化珪素膜３は、プラズマＣＶＤ装置の反応室内に、有機珪素化合物ガスと酸素ガスとの混合ガスを所定の流量で供給すると共に、電極に直流電力または低周波から高周波の範囲内での一定周波数を持つ電力を印加してプラズマを発生させ、そのプラズマ中で有機珪素化合物ガスと、酸素原子を有するガス、中でも酸素ガスとが反応することによって基材上に形成される。使用されるプラズマＣＶＤ装置のタイプは特に限定されず、種々のタイプのプラズマＣＶＤ装置を用いることができる。通常は、長尺の高分子樹脂フィルムを基材として用い、それを搬送させながら連続的に酸化珪素膜を形成することができる連続成膜可能な装置が好ましく用いられる。
【００４０】
なお、本発明において、酸化珪素膜は透明であるが、各種の用途に供するために、基材やその他積層材料のうち、透明性が劣る層を任意に積層させることは自由であり、最終製品として求められるガスバリアフィルムの透明性およびその程度は、各種の用途によって異なる。例えば、本発明の酸化珪素膜を用いたガスバリアフィルムを包装材料として用いる場合には、内容物を光線から保護するために、有色インキ等で印刷して遮光性を出してもかまわない。その他帯電防止剤やフィラー等、ガスバリアフィルム全体の透明性を悪くする要因がある添加物を練り混んだ層を積層したり、透明性がない金属箔等を積層したりすることができる。ただし、フィルム液晶ディスプレイ用ガスバリア膜、フィルム有機ＥＬディスプレイ用ガスバリア膜またはフィルム太陽電池用ガスバリア膜等の用途に用いられる場合には、ガスバリアフィルム全体の透明性が要求されるので、本発明における酸化珪素膜の透明性による効果が大である。
【００４１】
Ｂ．基材
次に、本発明のガスバリアフィルムを構成する基材について説明する。
【００４２】
本発明のガスバリアフィルムにおける基材は、上述したバリア性を有する酸化珪素膜を保持することができるフィルムであれば特に限定されるものではなく、いかなるフィルムをも用いることができる。
【００４３】
具体的には、
・エチレン、ポリプロピレン、ブテン等の単独重合体または共重合体または共重合体等のポリオレフィン（ＰＯ）樹脂、
・環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン樹脂（ＡＰＯ）、
・ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、
・ナイロン６、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリアミド系（ＰＡ）樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等のポリビニルアルコール系樹脂、
・ポリイミド（ＰＩ）樹脂、
・ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、
・ポリサルホン（ＰＳ）樹脂、
・ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂、
・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、
・ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、
・ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）樹脂、
・ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、
・エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニル（ＰＶＦ）、パーフルオロエチレン−パーフロロプロピレン−パーフロロビニルエーテル−共重合体（ＥＰＡ）等のフッ素系樹脂、
等を用いることができる。
【００４４】
また、上記に挙げた樹脂以外にも、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物によりなる樹脂組成物や、上記アクリルレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物よりなる樹脂組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート等のオリゴマーを多官能アクリレートモノマーに溶解せしめた樹脂組成物等の光硬化性樹脂およびこれらの混合物等を用いることも可能である。さらに、これらの樹脂の１または２種以上をラミネート、コーティング等の手段によって積層させたものを基材フィルムとして用いることも可能である。
【００４５】
上記に挙げた樹脂等を用いた本発明の基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。
【００４６】
本発明の基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやＴダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の基材を製造することができる。また、未延伸の基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、基材の流れ（縦軸）方向、または基材の流れ方向と直角（横軸）方向に延伸することにより延伸基材を製造することができる。この場合の延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向および横軸方向にそれぞれ２〜１０倍が好ましい。
【００４７】
また、本発明の基材においては、蒸着膜を形成する前にコロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、グロー放電処理、粗面化処理、薬品処理などの表面処理を行ってもよい。
【００４８】
さらに、本発明の基材の表面には、蒸着膜との密着性の向上を目的としてアンカーコート剤層を形成してもよい。このアンカーコート剤層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキルチタネート等を、１または２種以上併せて使用することができる。これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により基材上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりアンカーコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、０．１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）程度が好ましい。
【００４９】
基材は、ロール状に巻き上げられた長尺品が便利である。基材の厚さは、得られるガスバリアフィルムの用途によって異なるので一概には規定できないが、一般的な包装材料やパッケージ材料用の基材として用いる場合には、３〜１８８μｍが好ましい。
【００５０】
Ｃ．製造方法
本発明のガスバリアフィルムは、種々の製造方法により製造することができるが、中でもプラズマＣＶＤ法により成膜されることが好ましい。
【００５１】
このプラズマＣＶＤ法の好ましい成膜条件はとしては、まず成膜時の基材の温度が−２０〜１００℃の範囲内、好ましくは−１０〜３０℃の範囲内であることである。
【００５２】
次に、原料ガスとして有機珪素ガスおよび酸素原子を含むガスを用い、この有機珪素化合物ガスと酸素原子を含むガスとの流量比を、有機珪素化合物ガスを１とした場合に、０〜１０の範囲内、好ましくは０〜５の範囲内とすることである。
【００５３】
そして、プラズマＣＶＤ装置のプラズマ発生手段における単位面積当たりの投入電力を大きく設定したり、マグネット等プラズマの閉じ込め空間を形成しその反応性を高めることにより、その効果がより高く得られる。
【００５４】
また、本発明においては、上記原料ガスの内、有機珪素化合物ガスとしては、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメトキシシラン等を好ましく用いることができる他、テトラメチルジシロキサン、ノルマルメチルトリメトキシシラン等の従来公知のものを、一種または二種以上用いることができる。
【００５５】
しかしながら、本発明においては、Ｓｉ−ＣＨ3結合をある程度含むことが必要であることから、特に分子内に炭素−珪素結合がある程度有する有機珪素化合物が好適に用いられる。具体的には、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、メチルトリメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン等を挙げることができ、中でもヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）およびメチルトリメトキシシランを用いることが好ましい。
【００５６】
また、酸素原子を含むガスとしては、Ｎ2Ｏ、酸素、ＣＯ、ＣＯ2等を挙げることができるが、中でも酸素ガスが好適に用いられる。
【００５７】
このように、原料ガスのうち有機珪素化合物ガスとして炭素−珪素結合を有する有機化合物を用い、さらに上述したような開始時の基材の温度、原料ガスの流量比、さらにはプラズマ発生手段における投入電力を上述した範囲内とすることにより、よりガスバリア性の良好でかつ耐屈曲性および耐衝撃性に優れたガスバリアフィルムが得られるのは、炭素−珪素結合を有する有機化合物を用いているため、膜の中に適度にＳｉ−ＣＨ3結合が導入される。これにより、緻密でかつある程度の可撓性を有する結晶構造が得られるためと考えられる。
【００５８】
Ｄ．ガスバリアフィルム
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。
【００５９】
さらに、本発明のガスバリアフィルムは、１００ｍｍ幅のサンプルを１００ｍｍの長さでチャックに挟み、１５ｍｍ／ｍｉｎの伸び速度で８％まで伸張し、この状態で１０秒保持し、その後サンプルを取り外した後の酸素透過率が、０．５ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ以下でかつ水蒸気透過率が０．５ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下という極めて優れた加工後のガスバリア性を発揮する。
【００６０】
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が、耐加工性を有するものであることから、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。
【００６１】
Ｅ．積層材
上述したガスバリアフィルムに、さらに他の層を積層して積層材とすることにより、上述したような種々の用途にガスバリアフィルムを展開することが可能となる。ここに積層される他の層は、用いられる用途に応じて種々のものを用いることが可能であり特に限定されるものではないが、上述したガスバリアフィルムの特性を有効に活かすことができる積層材として、上記ガスバリアフィルムにヒートシール性樹脂層を積層した第１実施態様、および導電性層を積層した第２実施態様について、以下説明する。
【００６２】
１．第１実施態様
（積層材）
図２は、本発明の第１実施態様を示す概略断面図である。図２において積層材１１は、基材２の一方の面に蒸着層３を備えたガスバリアフィルム１と、このガスバリアフィルム１の蒸着層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層１２を介して形成したヒートシール性樹脂層１３とを備えている。
【００６３】
積層材１１を構成するアンカーコート剤層１２は、例えば、アルキルチタネート等の有機チタン系アンカーコート剤、イソシアネート系アンカーコート剤、ポリエチレンイミン系アンカーコート剤、ポリブタジエン系アンカーコート剤等を使用して形成することができる。アンカーコート剤層１２の形成は、上記のようなアンカーコート剤を、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレイコート等の公知のコーティング法でコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去して行うことができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、０．１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）程度が好ましい。
【００６４】
また、積層材１１を構成する接着剤層１２は、例えば、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリ（メタ）アクリル系、ポリ酢酸ビニル系、ポリオレフィン系、カゼイン、ワックス、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、ポリブタジエン系等のビヒクルを主成分とする溶剤型、水性型、無溶剤型、あるいは、熱溶融型等の各種のラミネート用接着剤を使用して形成することができる。接着剤層１２の形成は、上記のようなラミネート用接着剤を、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、デッブコート、スプレイコート、その他のコーティング法でコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去して行うことができる。上記のラミネート用接着剤の塗布量としては０．１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）程度が好ましい。
【００６５】
積層材１１を構成するヒートシール性樹脂層１３に用いるヒートシール性樹脂としては、熱によって溶融し相互に融着し得る樹脂を挙げることができる。具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状（線状）低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテンポリマー、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ(メタ) アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等を使用することができる。ヒートシール性樹脂層１３は、上述のようなヒートシール性樹脂を塗布して形成してもよく、また、上述のようなヒートシール性樹脂からなるフィルムないしシートをラミネートして形成してもよい。このようなヒートシール性樹脂層１３の厚みは、５〜３００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍの範囲内で設定することができる。
【００６６】
図３は、本実施態様における積層材の他の例を示す概略断面図である。図３において積層材２１は、基材２の一方の面に蒸着層３を備えたガスバリアフィルム１と、このガスバリアフィルム１の蒸着層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層２２を介して形成したヒートシール性樹脂層２３と、ガスバリアフィルム１の基材２の他方の面（蒸着層非形成面）に設けられた基材層２４とを備えている。
【００６７】
積層材２１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層２２およびヒートシール性樹脂層２３は、上述の積層材１１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層１２およびヒートシール性樹脂層１３と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
【００６８】
積層材２１を構成する基材層２４としては、例えば、積層材２１が包装用容器を構成する場合、基材層２４が基本素材となることから、機械的、物理的、化学的、その他等において優れた性質を有し、特に、強度を有して強靭であり、かつ耐熱性を有する樹脂のフィルムないしシートを使用することができる。具体的には、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアラミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、フッ素系樹脂等の強籾な樹脂の延伸（一軸ないし二軸）または未延伸のフィルムないしシートを挙げることができる。この基材層２４の厚みは、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ程度が望ましい。
【００６９】
また、本実施態様においては、基材層２４に、例えば、文字、図形、記号、絵柄、模様等の所望の印刷絵柄を通常の印刷法で表刷り印刷あるいは裏刷り印刷が施されていてもよい。このような文字等は、積層材２１を構成するガスバリアフィルム１が優れた透明性を有するので、このガスバリアフィルム１を介して極めて良好に視認することができる。
【００７０】
さらに、本実施態様では、基材層２４として、例えば、紙層を構成する各種の紙基材を使用することができる。具体的には、賦形性、耐屈曲性、剛性等をもたせた紙基材であり、例えば、強サイズ性の晒または未晒の紙基材、あるいは純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙等の紙基材を使用することができる。このような紙基材としては、坪量約８０〜６００ｇ／ｍ2程度のもの、好ましくは、坪量約１００〜４５０ｇ／ｍ2程度のものを使用することが望ましい。
【００７１】
また、本実施態様では、基材層２４として、上述の樹脂のフィルムないしシートと上述の紙基材とを併用して使用することもできる。
【００７２】
図４は、本実施態様の積層材における他の例を示す概略断面図である。図４において積層材３１は、基材２の一方の面に蒸着層３を備えたガスバリアフィルム１と、このガスバリアフィルム１の蒸着層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層３２を介して形成したヒートシール性樹脂層３３と、ガスバリアフィルム１の基材２の他方の面（蒸着層非形成面）に設けられた基材層３４と、この基材層３４上に形成したヒートシール性樹脂層３５とを備えている。
【００７３】
積層材３１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層３２およびヒートシール性樹脂層３３，３５は、上述の積層材１１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層１２およびヒートシール性樹脂層１３と同様とすることができ、また、積層材３１を構成する基材層３４は、上述の積層材２１を構成する基材層２４と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００７４】
なお、本実施態様における積層材には、さらに、例えば、水蒸気、水等のバリア性を有する低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等の樹脂のフィルムないしシート、あるいは、酸素、水蒸気等に対するバリア性を有するポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等の樹脂のフィルムないしシート、樹脂に顔料等の着色剤、その他、所望の添加剤を加えて混練してフィルム化してなる遮光性を有する各種の着色樹脂のフィルムないしシート等を使用することができる。
【００７５】
これらの材料は、１種または２種以上を組み合わせて使用することができ、厚みは任意であるが、通常、５〜３００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ程度である。
【００７６】
さらに、包装用容器の用途に本実施態様の積層材が使用される場合、通常、包装用容器は物理的にも化学的にも過酷な条件におかれることから、積層材にも厳しい包装適性が要求される。具体的には、変形防止強度、落下衝撃強度、耐ピンホール性、耐熱性、密封性、品質保全性、作業性、衛生性、その他等の種々の条件が要求され、このため、本実施態様の積層材には、上記のような諸条件を充足する材料を任意に選択して、基材２、基材層２４，３４、あるいは、他の構成部材として使用することができる。具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ一樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸またはメタクリル酸共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ系樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ系樹脂）、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物、フッ素系樹脂、ジエン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ニトロセルロース等の公知の樹脂のフィルムないしシートから任意に選択して使用することができる。その他、例えば、セロハン等のフィルム、合成紙等も使用することができる。
【００７７】
上記のフィルムないしシートは、未延伸、一軸ないし二軸方向に延伸されたもの等のいずれも使用することができる。また、その厚さは、任意であるが、数μｍから３００μｍ程度の範囲から選択して使用することができ、積層位置は特に制限はない。また、本発明においては、フィルムないしシートは、押し出し成膜、インフレーション成膜、コーティング膜等のいずれの性状の膜でもよい。
【００７８】
上述の積層材１１，２１，３１のような本実施態様における積層材は、通常の包装材料をラミネートする方法、例えば、ウエットラミネーション法、ドライラミネーション法、無溶剤型ドライラミネーション法、押し出しラミネーション法、Ｔダイ押し出し成形法、共押し出しラミネーション法、インフレーション法、共押し出しインフレーション法等を用いて製造することができる。
【００７９】
なお、上記の積層を行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処理等の前処理をフィルムに施すことができ、また、例えば、イソシアネート系（ウレタン系）、ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系、有機チタン系等のアンカーコーティング剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系等のラミネート用接着剤等の公知の接着剤等を使用することができる。
【００８０】
（包装用容器）
次に、上記積層材を用いた包装用容器について説明する。この包装用容器は、上記第１実施態様の積層材を用いて熱融着により製袋または製函したものである。
【００８１】
具体的には、包装用容器が軟包装袋の場合、第１実施態様の積層材のヒートシール性樹脂層の面を対向させて折り重ねるか、あるいは、本発明の積層材二枚を重ね合わせ、その周辺端部を、例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型（ピローシール型）、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、その他等のヒートシール形態により熱融着してシール部を形成することにより、本発明にかかる種々の形態の包装用容器を製造することができる。
【００８２】
上記において、熱融着は、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の公知の方法で行うことができる。
【００８３】
図５は、上記のような包装用容器の一例を示す斜視図である。図５において包装用容器５１は、１組の本発明の積層材１１を、そのヒートシール性樹脂層１３が対向するように重ね合わせ、この状態で周辺部の三方において熱融着を行ってシール部５２を形成したものである。この包装用容器５１は、周辺部の残りの一方に形成された開口部５３から内容物を充填することができる。そして、内容物を充填した後に、上記開口部５３を熱融着してシール部を形成することにより、内容物を充填包装した包装用容器とすることができる。
【００８４】
本発明の包装用容器は、上記の他に、例えば、自立性包装袋（スタンデイングパウチ）等も可能であり、さらに、本発明の積層材を使用してチューブ容器等も製造することができる。
【００８５】
なお、本発明においては、上記のような包装用容器に、例えば、ワンピースタイプ、ツーピースタイプ、その他の注出口、あるいは開閉用ジッパー等を任意に取り付けることができる。
【００８６】
また、本発明の包装用容器が紙基材を含む液体充填用紙容器の場合、紙基材を積層した本発明の積層材を使用して、所望の紙容器を製造するためのブランク板を作製し、このブランク板を使用して胴部、底部、頭部等を形成することにより、例えば、ブリックタイプ、フラットタイプあるいはゲーベルトップタイプの液体用紙容器等を製造することができる。また、その形状は、角形容器、丸形等の円筒状の紙缶等のいずれのものでも製造することができる。
【００８７】
図６は、本発明の包装用容器である上記の液体充填用紙容器の一例を示す斜視図であり、図７は、図６に示される包容用容器に用いるブランク板の平面図である。ブランク板７０は、例えば、図４に示される本発明の積層材３１を使用し、容器形成における折り曲げ加工用の押圧線ｍ，ｍ・・・と、容器６１の胴部６２を構成する胴部パネル７１，７２，７３，７４と、容器６１の頂部６３を構成する頂部パネル７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａと、容器６１の底部６４を構成する底部パネル７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂと、筒体形成用の熱融着用パネル７５とを備えるように打ち抜き加工して作製されたものである。このブランク板７０を押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ、胴部パネル７１の端部内側と熱融着用パネル７５の外側とを熱融着して筒体を形成し、その後、底部パネル７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂを押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ熱融着し、頂部の開口から液体を充填した後に、頂部パネル７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａを押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ熱融着することにより、液体を充填包装した包装用容器６１とすることができる。
【００８８】
本発明の包装用容器は、種々の飲食品、接着剤、粘着剤等の化学品、化粧品、医薬品、ケミカルカイロ等の雑貨品、その他等の種々の物品の充填包装に使用されるものである。
【００８９】
２．第２実施態様
（積層材）
本発明における第２実施態様は、上記ガスバリアフィルムの少なくとも一方側の表面に導電性層が形成されていることを特徴とする積層材である。図８は、本実施態様の一例を示すものである。本実施態様における積層材は、基材２と基材２上に形成された蒸着膜（酸化珪素膜）３とからなるガスバリアフィルム１上に導電性層４１が形成されてなるものであるが、図８に示すように蒸着膜３と基材２との間に上述したように蒸着膜３の密着性を向上させるためのアンカーコート剤層４２が形成されていてもよい。また、蒸着層３上にオーバーコート層４３が形成されていてもよい。
【００９０】
本実施態様に用いられるガスバリアフィルム１は、上述したガスバリアフィルムと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９１】
本実施態様に用いられる導電性層４１は、例えばＩＴＯ膜が用いられ、これらはスパッタリング法、ＰＶＤ法、イオンプレーティング法により形成される。本実施態様においては、中でも導電性の面内均一性を得るためにスパッタ法で得られたＩＴＯ膜が好ましい。
【００９２】
この導電性層４１の膜厚は組成および用途等により大幅に変化するものであるが、通常１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内で形成される。
【００９３】
この導電性層４１は、抵抗値が０〜５０Ω／□、全光線透過率が８５％以上といった特性を有するものであることが好ましい。
【００９４】
このような導電性層４１は、例えば液晶表示装置であれば液晶駆動用の透明電極として用いることができる。
【００９５】
さらに、本発明に用いられるオーバーコート層４３としては、融点５０℃以上のエポキシアクリレートプレポリマーあるいは融点５０℃以上のウレタンアクリレートプレポリマーの紫外線硬化膜等を用いることができ、液晶等の表示媒体用途としての特性を満足出来れば、熱的により安定な熱硬化型を用いても良い。しかしながら、生産性に優れた紫外線硬化型樹脂がより好ましい。当然ながら、高分子フィルムや無機層との密着力は不可欠であり、可撓性、耐薬品性が優れている事が必要である。この目的のためには、通常行われているプライマー層を設けても良い。
【００９６】
（画像表示媒体）
本発明の画像表示媒体は、上記第２実施態様に示す積層材を基材として用い、上記導電性層上に画像表示層が形成されてなるものである。
【００９７】
このような画像表示装置としては、液晶表示装置のようなバックライトの明るさをシャッターすることにより階調をつけて表示を行う非発光型ディスプレイと、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）のように蛍光体を何らかのエネルギーによって光らせて表示を行う自己発光型ディスプレイとを挙げることができる。
【００９８】
上記画像表示媒体が液晶表示装置である場合、上記画像表示層は液晶層を示すものであり、また上記画像表示媒体が上述したような自己発光型のディスプレイの場合は、蛍光体を有する蛍光体層が上記画像表示層に該当する。
【００９９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１００】
【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。
【０１０１】
（実施例１）
図９に示すように、基材２０として、シート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）の二軸延伸ポリアミドフィルム（東洋紡(株)製、Ｎ１１０２、厚さ１５μｍ）を準備し、プラズマＣＶＤ装置１０１のチャンバー１０２内の下部電極１１４側に装着した。次に、ＣＶＤ装置１０１のチャンバー１０２内を、油回転ポンプおよびターボ分子ポンプにより、到達真空度３．０×１０-5Ｔｏｒｒ（４．０×１０-3Ｐａ）まで減圧した。また、原料ガス１１２として、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）ガス（東レ・ダウ・コーニング・シリコーン(株)、ＳＨ２００、０．６５ＣＳｔ）および酸素ガス（太陽東洋酸素(株)、純度９９．９９９９％以上）を準備した。
【０１０２】
次に、下部電極１１４に９０ｋＨｚの周波数を有する電力（投入電力：３００Ｗ）を印加した。そして、チャンバー１０２内の電極近傍に設けられたガス導入口１０９から、ＨＭＤＳＯガスを１ｓｃｃｍ、酸素ガスを５ｓｃｃｍ、ヘリウムガスを３０ｓｃｃｍ導入し、真空ポンプ１０８とチャンバー１０２との間にあるバルブ１１３の開閉度を制御することにより、成膜チャンバー内圧力を０．２５Ｔｏｒｒ（３３．３２５Ｐａ）に保ち、基材フィルム２上に蒸着膜３としての酸化珪素膜の成膜を行った。ここで、ｓｃｃｍは、standard cubic cm per minuteの略である。膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行い、実施例１のガスバリアフィルムを得た。
【０１０３】
（実施例２）
有機珪素ガス（ＨＭＤＳＯ）の流量、酸素ガス流量、および投入電力を以下に示す表に記載したように変更した以外は、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。
【０１０４】
（比較例１〜７）
有機珪素ガス（ＨＭＤＳＯ）の流量、酸素ガス流量、および投入電力を以下に示す表に記載したように変更した以外は、上記実施例１と同様にして比較例１〜７までのガスバリアフィルムを得た。
【０１０５】
（評価方法）
上記実施例１〜２、および比較例１〜７のガスバリアフィルムを以下の評価方法により評価した。
【０１０６】
１．成分割合の測定
酸化珪素膜の成分は、ＥＳＣＡ（英国、ＶＧ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、ＥＳＣＡ ＬＡＢ２２０ｉ−ＸＬ）によって測定した。Ｘ線源としては、Ａｇ−３ｄ−５／２ピーク強度、３００Ｋ〜１ＭｃｐｓとなるモノクロＡｌＸ線源、および直径約１ｍｍφのスリットを使用した。測定は、測定に供した試料面に対して法線上に検出器をセットした状態で行い、適正な帯電補正を行った。測定後の解析は、上述のＥＳＣＡ装置に付属されたソフトウエアEclipseバージョン２．１（英国、ＶＧ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を使用し、Ｓｉ：２ｐ、Ｃ：１ｓ、Ｏ：１ｓのバインディングエネルギー（Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ）に相当するピークを用いて行った。このとき、各ピークに対し、シャーリーのバックグラウンド除去を行い、ピーク面積に各元素の感度係数補正（Ｃ＝１に対して、Ｓｉ＝０．８１７、Ｏ＝２．９３０）を行い、原子数比を求めた。得られた原子数比について、Ｓｉ原子数を１００とし、他の成分であるＯとＣの原子数を算出して成分割合として評価した。
【０１０７】
２．ＩＲ測定
ＩＲ測定は、ＡＴＲ（多重反射）測定装置（日本分光製、ＡＴＲ−３００／Ｈ）を備えたフーリエ変換型赤外分光光度計（日本分光製、Ｈｅｒｓｃｈｅｌ ＦＴ／ＩＲ−６１０）によって測定した。赤外吸収スペクトルは、プリズムとしてゲルマニウム結晶を用い、入射角４５度で測定した。
【０１０８】
３．屈折率の測定
酸化珪素膜の屈折率は、光学分光器（島津製作所製、ＵＶ−３１００ＰＣ）によって測定した。得られた透過率と反射率との測定結果から、光学干渉法を用いて６３３ｎｍにおける屈折率で評価した。
【０１０９】
４．引張試験
１００ｍｍ幅のサンプルを、チャック間隔１００ｍｍとしてチャックに挟み、１５ｍｍ／ｍｉｎの速度でチャック間隔を広げた。チャック間隔が２％、５％、および８％と伸ばした後、それぞれをその状態で１０秒間保持し、その後ガス透過率試験に供した。
【０１１０】
５．耐衝撃試験
デュポン衝撃試験機による耐衝撃試験(JIS-K-5400.6.13B)に基づき実施した。重り荷重１００ｇで落下させた後、顕微鏡により１０００倍に拡大して観察し、クラックの発生が認められない落下距離を測定した。
【０１１１】
６．ガス透過試験
酸素ガス透過率は、酸素ガス透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ ２／２０）を用い、２３℃、ドライ（０％Ｒｈ）の条件で測定した。水蒸気透過率は、水蒸気透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３１）を用い、３７．８℃、１００％Ｒｈの条件で測定した。
【０１１２】
結果を以下の表にまとめる。表１は製膜条件を、表２は評価結果をまとめたものである。
【０１１３】
【表１】
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
比較例１〜３に示すように、引っ張りを加えない状態では、炭素含有量が少ない方がガスバリア性は良好である。しかしながら、これらは引張後のガスバリア性が低く、耐衝撃性も悪い。これらの特性を向上させるためにはＳｉ−ＣＨ3が多いほうがよい（実施例１〜２、比較例４、６〜７参照）。一方、炭素が多すぎると、カーボン膜となり、Ｃ−Ｃ結合で膜が硬くなり、引張後のガスバリア性が低下する（比較例５）。膜の疎密は、屈折率のみではあらわせない（炭素含有量が増加すると屈折率が高くなる。）ので、本発明においてはＳｉ、ＯおよびＣの成分比、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉピーク位置の限定およびＳｉ−ＣＨ3量を所定の範囲内に制御することにより初期のガスバリア性も良好でありかつ引張後のガスバリア性も良好で、さらに衝撃耐性も有するガスバリアフィルムとすることができる（実施例１および実施例２）。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガスバリア膜として作用する酸化珪素膜の成分割合とＩＲ吸収とからなる特性を、上述したような範囲内に制御したことによって、極めてガスバリア性に優れたガスバリアフィルムであって、かつ耐屈曲性および耐衝撃性にも優れたガスバリアフィルムとすることができる。したがって、加工後にも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に好ましく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスバリアフィルムの構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のガスバリアフィルムを用いた積層材（第１実施態様）の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明のガスバリアフィルムを用いた積層材（第１実施態様）の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明のガスバリアフィルムを用いた積層材（第１実施態様）の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明のガスバリアフィルムを用いた包装用容器の一例を示す概略平面図である。
【図６】本発明のガスバリアフィルムを用いた包装用容器の他の例を示す概略斜視図である。
【図７】図６に示される包装用容器の製造に使用するブランク板の平面図である。
【図８】本発明のガスバリアフィルムを用いた積層材（第２実施態様）の一例を示す概略断面図である。
【図９】プラズマＣＶＤ装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…ガスバリアフィルム
２…基材
３…蒸着膜
１１，２１，３１…積層材
１３，２３，３３…ヒートシール性樹脂層
【発明の属する技術分野】
本発明は、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主に用いられるガスバリアフィルムに関し、更に詳しくは、プラズマＣＶＤ法によって形成されたガスバリア性に優れた酸化珪素膜を有す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、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膜を湿式成膜または乾式成膜するものが従来より知られている。
【０００３】
ガスバリア性を有する膜を高分子樹脂基材上に乾式成膜する方法として、プラズマＣＶＤ法等の乾式成膜法を用いて酸化珪素膜（シリカ膜）や酸化アルミニウム膜（アルミナ膜）を形成する方法が知られている。例えば、特開平８−１７６３２６号、特開平１１−３０９８１５号、特開２０００−６３０１等がある。特に、プラズマＣＶＤ法は、高分子樹脂基材に熱的ダメージを与えることなく、ガスバリア性と屈曲性に優れた酸化珪素膜や酸化アルミニウム膜を形成できるという利点がある。
【０００４】
しかしながら、プラズマＣＶＤ法で形成した酸化珪素膜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に使用される場合には、未だ不十分なものであった。
【０００５】
また、酸化珪素膜等の無機酸化物膜をバリア膜として用いる場合、一般には、ガス透過率は、膜厚を増加させることによって小さくなることが知られているが、Society of Vacuum Coatersにおいて、J.T.Feltsら(34th Annual Technical Conference Proceedings(1991),p.99-104)や、J.E.Klemberg-Sapiehaら(36th Annual Technical Conference Proceedings(1993),p.445-449)は、膜厚が増して膜の内部応力が緩和するのに伴い、バリア膜にクラックが発生し、却ってガス透過率が大きくなってしまうことを指摘している。
【０００６】
一方、このようなガスバリアフィルムは、上述したように包装材としての用途があるが、包装に際してはフィルムを何らかの形に加工して用いる必要がある。しかしながら、上記酸化珪素膜等の無機酸化物膜は、このような加工性が悪く、加工するとガスバリア性を維持することができないといった問題があった。
【０００７】
また、近年の液晶表示パネルやＥＬ表示パネル等に形成されている素子は、例えば携帯電話の表示部等といったように携帯性が要求される場合があり、このような素子のパッケージ材料として用いる場合は、ある程度の耐衝撃性が必要とされる。しかしながら、従来の酸化珪素膜を用いたガスバリアフィルムは、耐衝撃性が悪く、実用に際して問題となる場合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、膜厚を所定の厚さに保ちつつ、極めて優れたガスバリア性を有し、さらに耐屈曲性および耐衝撃性を有するガスバリアフィルムを提供することを主目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載するように、基材の片面または両面に、プラズマＣＶＤ法によって形成された酸化珪素膜を有するガスバリアフィルムであって、上記酸化珪素膜は、Ｓｉ原子数１００に対してＯ原子数１８０〜２００の範囲内の成分割合であり、かつＳｉ原子数１００に対してＣ原子数４０〜８０の成分割合からなり、さらに１０４５〜１０６０ｃｍ-1の間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ伸縮振動に基づくＩＲ吸収があり、かつ１２７４±４ｃｍ-1にＳｉ−ＣＨ3伸縮振動に基づくＩＲ吸収があることを特徴とするガスバリアフィルムを提供する。
【００１０】
この発明によれば、ガスバリア膜として作用する酸化珪素膜の成分割合とＩＲ吸収とからなる特性を、上記の範囲内に制御したことによって、極めて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と共に、耐屈曲性および耐衝撃性にも優れたガスバリアフィルムとすることができる。また、Ｃ原子数が上記範囲を超えると、アモルファスカーボン膜となり、割れやすくなる可能性があるからである。
【００１１】
上記請求項１に記載された発明において、上記酸化珪素膜は、屈折率が１．５０以上１．７０以下であることが好ましい。ガスバリア膜として作用する酸化珪素膜の屈折率を、上記の範囲内に制御することによって、膜自体の緻密度を向上させ、ガスバリア性をより一層向上させることができるからである。
【００１２】
さらに、上記請求項１または請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、酸素透過率が０．５ｃｃ／ｍ2 ／ｄａｙ以下で、水蒸気透過率が０．５ｇ／ｍ2 ／ｄａｙ以下であることが好ましい。酸素透過率および水蒸気透過率を上記の範囲内とすることにより、内容物の品質を変化させる原因となる酸素と水蒸気を殆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に好ましく用いることができるからである。
【００１３】
上記請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項４に記載するように、上記酸化珪素膜は、厚さが５〜３００ｎｍであることが好ましい。本発明によれば、５〜３００ｎｍという極めて薄い蒸着膜を形成した場合であっても、優れたガスバリア性を発揮することができ、蒸着膜にクラックが入りづらくすることができるからである。さらに、上記範囲の厚さで蒸着膜を形成したガスバリアフィルムは透明性や外観等を損なうことがなく、またフィルムのカールの増大を抑制することもできるため生産性においても好ましいからである。
【００１４】
本発明においては、請求項５に記載するように、上記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載されたガスバリアフィルムにおける少なくとも一方側の表面にヒートシール性樹脂層を設けたことを特徴とする積層材を提供する。
【００１５】
このような積層材を用いると、請求項６に記載するように、上記積層材のヒートシール性樹脂層を熱融着して製袋または製函することにより包装容器を得ることができ、この包装容器はガスバリア性に優れていることから、食品や医薬品、さらには電子デバイス等の包装材料として好適に用いることができる。
【００１６】
また、本発明においては、請求項７に記載するように、上記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のガスバリアフィルムにおける少なくとも一方側の表面に導電性層が形成されていることを特徴とする積層材を提供する。このような積層材を用いると、請求項８に記載するように、上記導電性層上に画像表示層を形成することにより画像表示媒体とすることができる。この画像表示媒体は、基材として用いられる基材がガスバリア性および可撓性に優れたものであるので、耐候性、耐衝撃性に優れたものとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のガスバリアフィルムについて図面を用いて具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本発明のガスバリアフィルムの構成の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明のガスバリアフィルム１は、基材２と、当該基材２の両面または片面に形成された酸化珪素膜３とから構成されている。以下、この酸化珪素膜、および基材、さらには、このガスバリアフィルムの製造方法に分けて、それぞれ説明する。
【００１９】
Ａ．酸化珪素膜
本発明における酸化珪素膜は、好ましくはプラズマＣＶＤ法によって形成された蒸着膜であり、この酸化珪素膜は、Ｓｉ原子数１００に対してＯ原子数１８０〜２００およびＣ原子数４０〜８０の成分割合からなり、１０４５〜１０６０ｃｍ-1の間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ伸縮振動に基づくＩＲ吸収があり、さらに１２７４±４ｃｍ-1にＳｉ−ＣＨ3伸縮振動に基づくＩＲ吸収があることを特徴とするものである。すなわち、本発明の特徴は、ガスバリア膜として作用する酸化珪素膜３の成分割合とＩＲ吸収とからなる各特性を、上記の範囲内に制御したことによって、極めて優れたガスバリア性を発揮させたことにある。
【００２０】
さらに、このとき、１．５０以上１．７０以下の屈折率を有するように形成することがより好ましい。このような特性の酸化珪素膜３を備えるガスバリアフィルム１は、構造が緻密であり極めて優れたガスバリア性を発揮する。
【００２１】
Ｓｉ、Ｏ、Ｃの各成分割合を、Ｓｉ原子数１００に対してＯ原子数１８０〜２００およびＣ原子数４０〜８０にするには、有機珪素化合物ガスと酸素ガスの流量比や有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力の大きさ等を調節することにより、制御することができる。具体的には、以下の方法を挙げることができる。
【００２２】
▲１▼酸素ガス／有珪素化合物ガスの比率を、０〜１０程度の範囲内に調整することにより、酸化珪素膜中に炭素を積極的に導入する方法。
【００２３】
▲２▼有機珪素ガスの単位流量（１ｓｃｃｍ）当りの投入電力密度を０．０１ｋｗ／ｍ2から５ｋｗ／ｍ2に調整することにより、酸化珪素膜中に炭素を適量残す方法。
【００２４】
この範囲の成分組成を有する酸化珪素膜は、Ｓｉ−Ｃ結合を適度に含むものであるので、極めて優れたガスバリア性を有すると共に優れた耐屈曲性および耐衝撃性を有するものとなる。
【００２５】
上記酸化珪素膜中の各成分の割合を測定する方法としては、Ｓｉ、Ｏ、Ｃの各成分を定量的に測定できる方法であれば特に限定されるものではないが、代表的な方法としては、ＥＳＣＡ（Electron spectroscopy for chemical analysis)や、ＲＢＳ（Rutherford back scattering）、オージェ電子分光法等を挙げることができ、これらによって測定された結果により各成分の割合とすることができる。
【００２６】
Ｏの成分割合が１８０未満となる場合は、（酸素ガス／有機珪素化合物ガス）の流量比が小さい場合（酸素ガス流量が相対的に少ない場合）や有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力が小さい場合にしばしば見られ、緻密な結晶構造とすることができないことから、酸素透過率と水蒸気透過率が大きくなり十分なガスバリア性を発揮することができないものであると考えられる。なお、Ｏ原子数は化学量論的に２００を超えにくいことから、２００を上限とした。
【００２７】
また、Ｃの成分割合が４０に満たない場合は、Ｓｉ−ＣＨ3結合が適度に導入されることにより得られる耐屈曲性および耐衝撃性を得ることができないため好ましくなく、Ｃの成分割合が８０を超える場合は、Ｃ−Ｃ結合を主骨格とするカーボン膜（グラファイト膜、アモルファスカーボン膜）となり、ガスバリア性および屈曲耐性が低下するため好ましくない。
【００２８】
ＩＲ測定において、１０４５〜１０６０ｃｍ-1の間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ伸縮振動に基づく吸収があるようにするには、上記Ｃの成分割合を４０〜８０の範囲内とし、かつ緻密な結晶構造となるように、有機珪素化合物ガスと酸素ガスの流量比や有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力の大きさ等を調節することにより制御することができる。具体的には、上述した成分割合を制御する方法と同様に、酸素ガス／有珪素化合物ガスの比率を、０〜１０程度の範囲内に調整することにより、酸化珪素膜中に炭素を積極的に導入する方法や、有機珪素ガスの単位流量（１ｓｃｃｍ）当りの投入電力密度を０．０１ｋｗ／ｍ2から５ｋｗ／ｍ2に調整することにより、酸化珪素膜中に炭素を適量残す方法等を挙げることができる。
【００２９】
こうしたＩＲ吸収が現れる酸化珪素膜は、Ｓｉ−ＣＨ3結合を適度に有し、かつ結晶構造を緻密に保つものであるので、優れたガスバリア性を有すると共に、耐屈曲性および耐衝撃性を有するものである。
【００３０】
ＩＲ吸収は、ＩＲ測定用の赤外分光光度計で測定して評価される。好ましくは、赤外分光光度計にＡＴＲ（多重反射）測定装置を取り付けて赤外吸収スペクトルを測定する。このとき、プリズムにはゲルマニウム結晶を用い、入射角４５度で測定することが好ましい。
【００３１】
この範囲にＩＲ吸収がない場合は、（酸素ガス／有機珪素化合物ガス）の流量比が適正範囲に無い場合や有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力が適正でない場合にしばしば見られ、結果的にＣを含有するが、緻密な結晶構造とすることができず、結果的に、酸素透過率と水蒸気透過率が大きく、十分なガスバリア性を発揮することができないものとなる。
【００３２】
酸化珪素膜の屈折率を１．５０〜１．７０の範囲内とするには、有機珪素化合物ガスと酸素ガスの流量比や、有機珪素化合物ガスの単位流量当たりの投入電力の大きさ等を調節することによって制御することができる。具体的には、上記ＩＲ吸収の位置の調整の際に用いた方法を挙げることができる。
【００３３】
こうした屈折率は、光学分光器によって測定された透過率と反射率とを測定し、光学干渉法を用いて６３３ｎｍでの屈折率で評価したものである。
【００３４】
屈折率が１．５０未満となる場合は、成膜された酸化珪素膜が疎になって、酸素透過率と水蒸気透過率が大きくなり十分なガスバリア性を発揮することができない。一方、屈折率が１．７０越える場合は、導入するＣ（炭素）の量が多すぎることから、結果的に成膜された酸化珪素膜が疎になって、酸素透過率と水蒸気透過率が大きくなり十分なガスバリア性を発揮することができない。
【００３５】
上述した各特性を有する酸化珪素膜を、５〜３００ｎｍの厚さという薄い厚さで形成したガスバリアフィルムは、優れたガスバリア性を発揮することができ、酸化珪素膜にクラックが入りづらい。酸化珪素膜の厚さが５ｎｍ未満の場合は、酸化珪素膜が基材の全面を覆うことができないことがあり、ガスバリア性を向上させることができないため好ましくない。一方、酸化珪素膜の厚さが３００ｎｍを超えると、クラックが入り易くなること、透明性や外観が低下すること、フィルムのカールが増大すること、さらに、量産し難く生産性が低下してコストが増大すること、等の不具合が起こり易くなることから好ましくない。
【００３６】
また、本発明のガスバリアフィルムを包装材料等、フレキシブル性が要求される用途として用いる場合には、形成される酸化珪素膜の機械的特性や用途を勘案し、その厚さを５〜３０ｎｍとすることがより好ましい。酸化珪素膜の厚さを５〜３０ｎｍとすることによって、軟包装材料としてのフレキシブル性を持たせることができ、フィルムを曲げた際のクラックの発生を防ぐことができる。また、本発明のガスバリアフィルムが比較的薄さを要求されない用途、例えば、フィルム液晶ディスプレイ用ガスバリア膜、フィルム有機ＥＬディスプレイ用ガスバリア膜またはフィルム太陽電池用ガスバリア膜等の用途、に用いられる場合には、ガスバリア性が優先して要求されるので、前述の５〜３０ｎｍの範囲よりも厚めにすることが好ましく、その厚さを３０〜２００ｎｍとすることが生産性等も考慮した場合により好ましい。
【００３７】
本発明のガスバリアフィルムを上記の用途に用いることにより、同程度のガスバリア性を有する従来品よりもさらに薄膜化が可能となる。
【００３８】
上記、本発明の酸化珪素膜は、上記の基材の片面または両面に、特に限定されるものではないが、プラズマＣＶＤ法によって形成されることが好ましい。プラズマＣＶＤ法は、一定圧力の原料ガスを放電させてプラズマ状態にし、そのプラズマ中で生成された活性粒子によって基材表面での化学反応を促進して形成する方法である。このプラズマＣＶＤ法は、高分子樹脂に熱的ダメージが加わらない程度の低温（およそ−１０〜２００℃程度の範囲）で所望の材料を成膜でき、さらに原料ガスの種類・流量、成膜圧力、投入電力等によって得られる膜の種類や物性を制御できるという利点がある。
【００３９】
酸化珪素膜３は、プラズマＣＶＤ装置の反応室内に、有機珪素化合物ガスと酸素ガスとの混合ガスを所定の流量で供給すると共に、電極に直流電力または低周波から高周波の範囲内での一定周波数を持つ電力を印加してプラズマを発生させ、そのプラズマ中で有機珪素化合物ガスと、酸素原子を有するガス、中でも酸素ガスとが反応することによって基材上に形成される。使用されるプラズマＣＶＤ装置のタイプは特に限定されず、種々のタイプのプラズマＣＶＤ装置を用いることができる。通常は、長尺の高分子樹脂フィルムを基材として用い、それを搬送させながら連続的に酸化珪素膜を形成することができる連続成膜可能な装置が好ましく用いられる。
【００４０】
なお、本発明において、酸化珪素膜は透明であるが、各種の用途に供するために、基材やその他積層材料のうち、透明性が劣る層を任意に積層させることは自由であり、最終製品として求められるガスバリアフィルムの透明性およびその程度は、各種の用途によって異なる。例えば、本発明の酸化珪素膜を用いたガスバリアフィルムを包装材料として用いる場合には、内容物を光線から保護するために、有色インキ等で印刷して遮光性を出してもかまわない。その他帯電防止剤やフィラー等、ガスバリアフィルム全体の透明性を悪くする要因がある添加物を練り混んだ層を積層したり、透明性がない金属箔等を積層したりすることができる。ただし、フィルム液晶ディスプレイ用ガスバリア膜、フィルム有機ＥＬディスプレイ用ガスバリア膜またはフィルム太陽電池用ガスバリア膜等の用途に用いられる場合には、ガスバリアフィルム全体の透明性が要求されるので、本発明における酸化珪素膜の透明性による効果が大である。
【００４１】
Ｂ．基材
次に、本発明のガスバリアフィルムを構成する基材について説明する。
【００４２】
本発明のガスバリアフィルムにおける基材は、上述したバリア性を有する酸化珪素膜を保持することができるフィルムであれば特に限定されるものではなく、いかなるフィルムをも用いることができる。
【００４３】
具体的には、
・エチレン、ポリプロピレン、ブテン等の単独重合体または共重合体または共重合体等のポリオレフィン（ＰＯ）樹脂、
・環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン樹脂（ＡＰＯ）、
・ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、
・ナイロン６、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリアミド系（ＰＡ）樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等のポリビニルアルコール系樹脂、
・ポリイミド（ＰＩ）樹脂、
・ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、
・ポリサルホン（ＰＳ）樹脂、
・ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂、
・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、
・ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、
・ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）樹脂、
・ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、
・エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニル（ＰＶＦ）、パーフルオロエチレン−パーフロロプロピレン−パーフロロビニルエーテル−共重合体（ＥＰＡ）等のフッ素系樹脂、
等を用いることができる。
【００４４】
また、上記に挙げた樹脂以外にも、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物によりなる樹脂組成物や、上記アクリルレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物よりなる樹脂組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート等のオリゴマーを多官能アクリレートモノマーに溶解せしめた樹脂組成物等の光硬化性樹脂およびこれらの混合物等を用いることも可能である。さらに、これらの樹脂の１または２種以上をラミネート、コーティング等の手段によって積層させたものを基材フィルムとして用いることも可能である。
【００４５】
上記に挙げた樹脂等を用いた本発明の基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。
【００４６】
本発明の基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやＴダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の基材を製造することができる。また、未延伸の基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、基材の流れ（縦軸）方向、または基材の流れ方向と直角（横軸）方向に延伸することにより延伸基材を製造することができる。この場合の延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向および横軸方向にそれぞれ２〜１０倍が好ましい。
【００４７】
また、本発明の基材においては、蒸着膜を形成する前にコロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、グロー放電処理、粗面化処理、薬品処理などの表面処理を行ってもよい。
【００４８】
さらに、本発明の基材の表面には、蒸着膜との密着性の向上を目的としてアンカーコート剤層を形成してもよい。このアンカーコート剤層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキルチタネート等を、１または２種以上併せて使用することができる。これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により基材上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりアンカーコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、０．１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）程度が好ましい。
【００４９】
基材は、ロール状に巻き上げられた長尺品が便利である。基材の厚さは、得られるガスバリアフィルムの用途によって異なるので一概には規定できないが、一般的な包装材料やパッケージ材料用の基材として用いる場合には、３〜１８８μｍが好ましい。
【００５０】
Ｃ．製造方法
本発明のガスバリアフィルムは、種々の製造方法により製造することができるが、中でもプラズマＣＶＤ法により成膜されることが好ましい。
【００５１】
このプラズマＣＶＤ法の好ましい成膜条件はとしては、まず成膜時の基材の温度が−２０〜１００℃の範囲内、好ましくは−１０〜３０℃の範囲内であることである。
【００５２】
次に、原料ガスとして有機珪素ガスおよび酸素原子を含むガスを用い、この有機珪素化合物ガスと酸素原子を含むガスとの流量比を、有機珪素化合物ガスを１とした場合に、０〜１０の範囲内、好ましくは０〜５の範囲内とすることである。
【００５３】
そして、プラズマＣＶＤ装置のプラズマ発生手段における単位面積当たりの投入電力を大きく設定したり、マグネット等プラズマの閉じ込め空間を形成しその反応性を高めることにより、その効果がより高く得られる。
【００５４】
また、本発明においては、上記原料ガスの内、有機珪素化合物ガスとしては、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメトキシシラン等を好ましく用いることができる他、テトラメチルジシロキサン、ノルマルメチルトリメトキシシラン等の従来公知のものを、一種または二種以上用いることができる。
【００５５】
しかしながら、本発明においては、Ｓｉ−ＣＨ3結合をある程度含むことが必要であることから、特に分子内に炭素−珪素結合がある程度有する有機珪素化合物が好適に用いられる。具体的には、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、メチルトリメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン等を挙げることができ、中でもヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）およびメチルトリメトキシシランを用いることが好ましい。
【００５６】
また、酸素原子を含むガスとしては、Ｎ2Ｏ、酸素、ＣＯ、ＣＯ2等を挙げることができるが、中でも酸素ガスが好適に用いられる。
【００５７】
このように、原料ガスのうち有機珪素化合物ガスとして炭素−珪素結合を有する有機化合物を用い、さらに上述したような開始時の基材の温度、原料ガスの流量比、さらにはプラズマ発生手段における投入電力を上述した範囲内とすることにより、よりガスバリア性の良好でかつ耐屈曲性および耐衝撃性に優れたガスバリアフィルムが得られるのは、炭素−珪素結合を有する有機化合物を用いているため、膜の中に適度にＳｉ−ＣＨ3結合が導入される。これにより、緻密でかつある程度の可撓性を有する結晶構造が得られるためと考えられる。
【００５８】
Ｄ．ガスバリアフィルム
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。
【００５９】
さらに、本発明のガスバリアフィルムは、１００ｍｍ幅のサンプルを１００ｍｍの長さでチャックに挟み、１５ｍｍ／ｍｉｎの伸び速度で８％まで伸張し、この状態で１０秒保持し、その後サンプルを取り外した後の酸素透過率が、０．５ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ以下でかつ水蒸気透過率が０．５ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下という極めて優れた加工後のガスバリア性を発揮する。
【００６０】
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が、耐加工性を有するものであることから、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。
【００６１】
Ｅ．積層材
上述したガスバリアフィルムに、さらに他の層を積層して積層材とすることにより、上述したような種々の用途にガスバリアフィルムを展開することが可能となる。ここに積層される他の層は、用いられる用途に応じて種々のものを用いることが可能であり特に限定されるものではないが、上述したガスバリアフィルムの特性を有効に活かすことができる積層材として、上記ガスバリアフィルムにヒートシール性樹脂層を積層した第１実施態様、および導電性層を積層した第２実施態様について、以下説明する。
【００６２】
１．第１実施態様
（積層材）
図２は、本発明の第１実施態様を示す概略断面図である。図２において積層材１１は、基材２の一方の面に蒸着層３を備えたガスバリアフィルム１と、このガスバリアフィルム１の蒸着層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層１２を介して形成したヒートシール性樹脂層１３とを備えている。
【００６３】
積層材１１を構成するアンカーコート剤層１２は、例えば、アルキルチタネート等の有機チタン系アンカーコート剤、イソシアネート系アンカーコート剤、ポリエチレンイミン系アンカーコート剤、ポリブタジエン系アンカーコート剤等を使用して形成することができる。アンカーコート剤層１２の形成は、上記のようなアンカーコート剤を、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレイコート等の公知のコーティング法でコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去して行うことができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、０．１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）程度が好ましい。
【００６４】
また、積層材１１を構成する接着剤層１２は、例えば、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリ（メタ）アクリル系、ポリ酢酸ビニル系、ポリオレフィン系、カゼイン、ワックス、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、ポリブタジエン系等のビヒクルを主成分とする溶剤型、水性型、無溶剤型、あるいは、熱溶融型等の各種のラミネート用接着剤を使用して形成することができる。接着剤層１２の形成は、上記のようなラミネート用接着剤を、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、デッブコート、スプレイコート、その他のコーティング法でコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去して行うことができる。上記のラミネート用接着剤の塗布量としては０．１〜５ｇ／ｍ2（乾燥状態）程度が好ましい。
【００６５】
積層材１１を構成するヒートシール性樹脂層１３に用いるヒートシール性樹脂としては、熱によって溶融し相互に融着し得る樹脂を挙げることができる。具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状（線状）低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテンポリマー、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ(メタ) アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等を使用することができる。ヒートシール性樹脂層１３は、上述のようなヒートシール性樹脂を塗布して形成してもよく、また、上述のようなヒートシール性樹脂からなるフィルムないしシートをラミネートして形成してもよい。このようなヒートシール性樹脂層１３の厚みは、５〜３００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍの範囲内で設定することができる。
【００６６】
図３は、本実施態様における積層材の他の例を示す概略断面図である。図３において積層材２１は、基材２の一方の面に蒸着層３を備えたガスバリアフィルム１と、このガスバリアフィルム１の蒸着層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層２２を介して形成したヒートシール性樹脂層２３と、ガスバリアフィルム１の基材２の他方の面（蒸着層非形成面）に設けられた基材層２４とを備えている。
【００６７】
積層材２１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層２２およびヒートシール性樹脂層２３は、上述の積層材１１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層１２およびヒートシール性樹脂層１３と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
【００６８】
積層材２１を構成する基材層２４としては、例えば、積層材２１が包装用容器を構成する場合、基材層２４が基本素材となることから、機械的、物理的、化学的、その他等において優れた性質を有し、特に、強度を有して強靭であり、かつ耐熱性を有する樹脂のフィルムないしシートを使用することができる。具体的には、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアラミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、フッ素系樹脂等の強籾な樹脂の延伸（一軸ないし二軸）または未延伸のフィルムないしシートを挙げることができる。この基材層２４の厚みは、５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ程度が望ましい。
【００６９】
また、本実施態様においては、基材層２４に、例えば、文字、図形、記号、絵柄、模様等の所望の印刷絵柄を通常の印刷法で表刷り印刷あるいは裏刷り印刷が施されていてもよい。このような文字等は、積層材２１を構成するガスバリアフィルム１が優れた透明性を有するので、このガスバリアフィルム１を介して極めて良好に視認することができる。
【００７０】
さらに、本実施態様では、基材層２４として、例えば、紙層を構成する各種の紙基材を使用することができる。具体的には、賦形性、耐屈曲性、剛性等をもたせた紙基材であり、例えば、強サイズ性の晒または未晒の紙基材、あるいは純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙等の紙基材を使用することができる。このような紙基材としては、坪量約８０〜６００ｇ／ｍ2程度のもの、好ましくは、坪量約１００〜４５０ｇ／ｍ2程度のものを使用することが望ましい。
【００７１】
また、本実施態様では、基材層２４として、上述の樹脂のフィルムないしシートと上述の紙基材とを併用して使用することもできる。
【００７２】
図４は、本実施態様の積層材における他の例を示す概略断面図である。図４において積層材３１は、基材２の一方の面に蒸着層３を備えたガスバリアフィルム１と、このガスバリアフィルム１の蒸着層３上にアンカーコート剤層および／または接着剤層３２を介して形成したヒートシール性樹脂層３３と、ガスバリアフィルム１の基材２の他方の面（蒸着層非形成面）に設けられた基材層３４と、この基材層３４上に形成したヒートシール性樹脂層３５とを備えている。
【００７３】
積層材３１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層３２およびヒートシール性樹脂層３３，３５は、上述の積層材１１を構成するアンカーコート剤層、接着剤層１２およびヒートシール性樹脂層１３と同様とすることができ、また、積層材３１を構成する基材層３４は、上述の積層材２１を構成する基材層２４と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
【００７４】
なお、本実施態様における積層材には、さらに、例えば、水蒸気、水等のバリア性を有する低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等の樹脂のフィルムないしシート、あるいは、酸素、水蒸気等に対するバリア性を有するポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等の樹脂のフィルムないしシート、樹脂に顔料等の着色剤、その他、所望の添加剤を加えて混練してフィルム化してなる遮光性を有する各種の着色樹脂のフィルムないしシート等を使用することができる。
【００７５】
これらの材料は、１種または２種以上を組み合わせて使用することができ、厚みは任意であるが、通常、５〜３００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ程度である。
【００７６】
さらに、包装用容器の用途に本実施態様の積層材が使用される場合、通常、包装用容器は物理的にも化学的にも過酷な条件におかれることから、積層材にも厳しい包装適性が要求される。具体的には、変形防止強度、落下衝撃強度、耐ピンホール性、耐熱性、密封性、品質保全性、作業性、衛生性、その他等の種々の条件が要求され、このため、本実施態様の積層材には、上記のような諸条件を充足する材料を任意に選択して、基材２、基材層２４，３４、あるいは、他の構成部材として使用することができる。具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ一樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸またはメタクリル酸共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ系樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ系樹脂）、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物、フッ素系樹脂、ジエン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ニトロセルロース等の公知の樹脂のフィルムないしシートから任意に選択して使用することができる。その他、例えば、セロハン等のフィルム、合成紙等も使用することができる。
【００７７】
上記のフィルムないしシートは、未延伸、一軸ないし二軸方向に延伸されたもの等のいずれも使用することができる。また、その厚さは、任意であるが、数μｍから３００μｍ程度の範囲から選択して使用することができ、積層位置は特に制限はない。また、本発明においては、フィルムないしシートは、押し出し成膜、インフレーション成膜、コーティング膜等のいずれの性状の膜でもよい。
【００７８】
上述の積層材１１，２１，３１のような本実施態様における積層材は、通常の包装材料をラミネートする方法、例えば、ウエットラミネーション法、ドライラミネーション法、無溶剤型ドライラミネーション法、押し出しラミネーション法、Ｔダイ押し出し成形法、共押し出しラミネーション法、インフレーション法、共押し出しインフレーション法等を用いて製造することができる。
【００７９】
なお、上記の積層を行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処理等の前処理をフィルムに施すことができ、また、例えば、イソシアネート系（ウレタン系）、ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系、有機チタン系等のアンカーコーティング剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロース系等のラミネート用接着剤等の公知の接着剤等を使用することができる。
【００８０】
（包装用容器）
次に、上記積層材を用いた包装用容器について説明する。この包装用容器は、上記第１実施態様の積層材を用いて熱融着により製袋または製函したものである。
【００８１】
具体的には、包装用容器が軟包装袋の場合、第１実施態様の積層材のヒートシール性樹脂層の面を対向させて折り重ねるか、あるいは、本発明の積層材二枚を重ね合わせ、その周辺端部を、例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型（ピローシール型）、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、その他等のヒートシール形態により熱融着してシール部を形成することにより、本発明にかかる種々の形態の包装用容器を製造することができる。
【００８２】
上記において、熱融着は、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の公知の方法で行うことができる。
【００８３】
図５は、上記のような包装用容器の一例を示す斜視図である。図５において包装用容器５１は、１組の本発明の積層材１１を、そのヒートシール性樹脂層１３が対向するように重ね合わせ、この状態で周辺部の三方において熱融着を行ってシール部５２を形成したものである。この包装用容器５１は、周辺部の残りの一方に形成された開口部５３から内容物を充填することができる。そして、内容物を充填した後に、上記開口部５３を熱融着してシール部を形成することにより、内容物を充填包装した包装用容器とすることができる。
【００８４】
本発明の包装用容器は、上記の他に、例えば、自立性包装袋（スタンデイングパウチ）等も可能であり、さらに、本発明の積層材を使用してチューブ容器等も製造することができる。
【００８５】
なお、本発明においては、上記のような包装用容器に、例えば、ワンピースタイプ、ツーピースタイプ、その他の注出口、あるいは開閉用ジッパー等を任意に取り付けることができる。
【００８６】
また、本発明の包装用容器が紙基材を含む液体充填用紙容器の場合、紙基材を積層した本発明の積層材を使用して、所望の紙容器を製造するためのブランク板を作製し、このブランク板を使用して胴部、底部、頭部等を形成することにより、例えば、ブリックタイプ、フラットタイプあるいはゲーベルトップタイプの液体用紙容器等を製造することができる。また、その形状は、角形容器、丸形等の円筒状の紙缶等のいずれのものでも製造することができる。
【００８７】
図６は、本発明の包装用容器である上記の液体充填用紙容器の一例を示す斜視図であり、図７は、図６に示される包容用容器に用いるブランク板の平面図である。ブランク板７０は、例えば、図４に示される本発明の積層材３１を使用し、容器形成における折り曲げ加工用の押圧線ｍ，ｍ・・・と、容器６１の胴部６２を構成する胴部パネル７１，７２，７３，７４と、容器６１の頂部６３を構成する頂部パネル７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａと、容器６１の底部６４を構成する底部パネル７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂと、筒体形成用の熱融着用パネル７５とを備えるように打ち抜き加工して作製されたものである。このブランク板７０を押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ、胴部パネル７１の端部内側と熱融着用パネル７５の外側とを熱融着して筒体を形成し、その後、底部パネル７１ｂ，７２ｂ，７３ｂ，７４ｂを押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ熱融着し、頂部の開口から液体を充填した後に、頂部パネル７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａを押圧線ｍ，ｍ・・・で折り曲げ熱融着することにより、液体を充填包装した包装用容器６１とすることができる。
【００８８】
本発明の包装用容器は、種々の飲食品、接着剤、粘着剤等の化学品、化粧品、医薬品、ケミカルカイロ等の雑貨品、その他等の種々の物品の充填包装に使用されるものである。
【００８９】
２．第２実施態様
（積層材）
本発明における第２実施態様は、上記ガスバリアフィルムの少なくとも一方側の表面に導電性層が形成されていることを特徴とする積層材である。図８は、本実施態様の一例を示すものである。本実施態様における積層材は、基材２と基材２上に形成された蒸着膜（酸化珪素膜）３とからなるガスバリアフィルム１上に導電性層４１が形成されてなるものであるが、図８に示すように蒸着膜３と基材２との間に上述したように蒸着膜３の密着性を向上させるためのアンカーコート剤層４２が形成されていてもよい。また、蒸着層３上にオーバーコート層４３が形成されていてもよい。
【００９０】
本実施態様に用いられるガスバリアフィルム１は、上述したガスバリアフィルムと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９１】
本実施態様に用いられる導電性層４１は、例えばＩＴＯ膜が用いられ、これらはスパッタリング法、ＰＶＤ法、イオンプレーティング法により形成される。本実施態様においては、中でも導電性の面内均一性を得るためにスパッタ法で得られたＩＴＯ膜が好ましい。
【００９２】
この導電性層４１の膜厚は組成および用途等により大幅に変化するものであるが、通常１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内で形成される。
【００９３】
この導電性層４１は、抵抗値が０〜５０Ω／□、全光線透過率が８５％以上といった特性を有するものであることが好ましい。
【００９４】
このような導電性層４１は、例えば液晶表示装置であれば液晶駆動用の透明電極として用いることができる。
【００９５】
さらに、本発明に用いられるオーバーコート層４３としては、融点５０℃以上のエポキシアクリレートプレポリマーあるいは融点５０℃以上のウレタンアクリレートプレポリマーの紫外線硬化膜等を用いることができ、液晶等の表示媒体用途としての特性を満足出来れば、熱的により安定な熱硬化型を用いても良い。しかしながら、生産性に優れた紫外線硬化型樹脂がより好ましい。当然ながら、高分子フィルムや無機層との密着力は不可欠であり、可撓性、耐薬品性が優れている事が必要である。この目的のためには、通常行われているプライマー層を設けても良い。
【００９６】
（画像表示媒体）
本発明の画像表示媒体は、上記第２実施態様に示す積層材を基材として用い、上記導電性層上に画像表示層が形成されてなるものである。
【００９７】
このような画像表示装置としては、液晶表示装置のようなバックライトの明るさをシャッターすることにより階調をつけて表示を行う非発光型ディスプレイと、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）のように蛍光体を何らかのエネルギーによって光らせて表示を行う自己発光型ディスプレイとを挙げることができる。
【００９８】
上記画像表示媒体が液晶表示装置である場合、上記画像表示層は液晶層を示すものであり、また上記画像表示媒体が上述したような自己発光型のディスプレイの場合は、蛍光体を有する蛍光体層が上記画像表示層に該当する。
【００９９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１００】
【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。
【０１０１】
（実施例１）
図９に示すように、基材２０として、シート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）の二軸延伸ポリアミドフィルム（東洋紡(株)製、Ｎ１１０２、厚さ１５μｍ）を準備し、プラズマＣＶＤ装置１０１のチャンバー１０２内の下部電極１１４側に装着した。次に、ＣＶＤ装置１０１のチャンバー１０２内を、油回転ポンプおよびターボ分子ポンプにより、到達真空度３．０×１０-5Ｔｏｒｒ（４．０×１０-3Ｐａ）まで減圧した。また、原料ガス１１２として、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）ガス（東レ・ダウ・コーニング・シリコーン(株)、ＳＨ２００、０．６５ＣＳｔ）および酸素ガス（太陽東洋酸素(株)、純度９９．９９９９％以上）を準備した。
【０１０２】
次に、下部電極１１４に９０ｋＨｚの周波数を有する電力（投入電力：３００Ｗ）を印加した。そして、チャンバー１０２内の電極近傍に設けられたガス導入口１０９から、ＨＭＤＳＯガスを１ｓｃｃｍ、酸素ガスを５ｓｃｃｍ、ヘリウムガスを３０ｓｃｃｍ導入し、真空ポンプ１０８とチャンバー１０２との間にあるバルブ１１３の開閉度を制御することにより、成膜チャンバー内圧力を０．２５Ｔｏｒｒ（３３．３２５Ｐａ）に保ち、基材フィルム２上に蒸着膜３としての酸化珪素膜の成膜を行った。ここで、ｓｃｃｍは、standard cubic cm per minuteの略である。膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行い、実施例１のガスバリアフィルムを得た。
【０１０３】
（実施例２）
有機珪素ガス（ＨＭＤＳＯ）の流量、酸素ガス流量、および投入電力を以下に示す表に記載したように変更した以外は、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。
【０１０４】
（比較例１〜７）
有機珪素ガス（ＨＭＤＳＯ）の流量、酸素ガス流量、および投入電力を以下に示す表に記載したように変更した以外は、上記実施例１と同様にして比較例１〜７までのガスバリアフィルムを得た。
【０１０５】
（評価方法）
上記実施例１〜２、および比較例１〜７のガスバリアフィルムを以下の評価方法により評価した。
【０１０６】
１．成分割合の測定
酸化珪素膜の成分は、ＥＳＣＡ（英国、ＶＧ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、ＥＳＣＡ ＬＡＢ２２０ｉ−ＸＬ）によって測定した。Ｘ線源としては、Ａｇ−３ｄ−５／２ピーク強度、３００Ｋ〜１ＭｃｐｓとなるモノクロＡｌＸ線源、および直径約１ｍｍφのスリットを使用した。測定は、測定に供した試料面に対して法線上に検出器をセットした状態で行い、適正な帯電補正を行った。測定後の解析は、上述のＥＳＣＡ装置に付属されたソフトウエアEclipseバージョン２．１（英国、ＶＧ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を使用し、Ｓｉ：２ｐ、Ｃ：１ｓ、Ｏ：１ｓのバインディングエネルギー（Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ）に相当するピークを用いて行った。このとき、各ピークに対し、シャーリーのバックグラウンド除去を行い、ピーク面積に各元素の感度係数補正（Ｃ＝１に対して、Ｓｉ＝０．８１７、Ｏ＝２．９３０）を行い、原子数比を求めた。得られた原子数比について、Ｓｉ原子数を１００とし、他の成分であるＯとＣの原子数を算出して成分割合として評価した。
【０１０７】
２．ＩＲ測定
ＩＲ測定は、ＡＴＲ（多重反射）測定装置（日本分光製、ＡＴＲ−３００／Ｈ）を備えたフーリエ変換型赤外分光光度計（日本分光製、Ｈｅｒｓｃｈｅｌ ＦＴ／ＩＲ−６１０）によって測定した。赤外吸収スペクトルは、プリズムとしてゲルマニウム結晶を用い、入射角４５度で測定した。
【０１０８】
３．屈折率の測定
酸化珪素膜の屈折率は、光学分光器（島津製作所製、ＵＶ−３１００ＰＣ）によって測定した。得られた透過率と反射率との測定結果から、光学干渉法を用いて６３３ｎｍにおける屈折率で評価した。
【０１０９】
４．引張試験
１００ｍｍ幅のサンプルを、チャック間隔１００ｍｍとしてチャックに挟み、１５ｍｍ／ｍｉｎの速度でチャック間隔を広げた。チャック間隔が２％、５％、および８％と伸ばした後、それぞれをその状態で１０秒間保持し、その後ガス透過率試験に供した。
【０１１０】
５．耐衝撃試験
デュポン衝撃試験機による耐衝撃試験(JIS-K-5400.6.13B)に基づき実施した。重り荷重１００ｇで落下させた後、顕微鏡により１０００倍に拡大して観察し、クラックの発生が認められない落下距離を測定した。
【０１１１】
６．ガス透過試験
酸素ガス透過率は、酸素ガス透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ ２／２０）を用い、２３℃、ドライ（０％Ｒｈ）の条件で測定した。水蒸気透過率は、水蒸気透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３１）を用い、３７．８℃、１００％Ｒｈの条件で測定した。
【０１１２】
結果を以下の表にまとめる。表１は製膜条件を、表２は評価結果をまとめたものである。
【０１１３】
【表１】
【表２】
比較例１〜３に示すように、引っ張りを加えない状態では、炭素含有量が少ない方がガスバリア性は良好である。しかしながら、これらは引張後のガスバリア性が低く、耐衝撃性も悪い。これらの特性を向上させるためにはＳｉ−ＣＨ3が多いほうがよい（実施例１〜２、比較例４、６〜７参照）。一方、炭素が多すぎると、カーボン膜となり、Ｃ−Ｃ結合で膜が硬くなり、引張後のガスバリア性が低下する（比較例５）。膜の疎密は、屈折率のみではあらわせない（炭素含有量が増加すると屈折率が高くなる。）ので、本発明においてはＳｉ、ＯおよびＣの成分比、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉピーク位置の限定およびＳｉ−ＣＨ3量を所定の範囲内に制御することにより初期のガスバリア性も良好でありかつ引張後のガスバリア性も良好で、さらに衝撃耐性も有するガスバリアフィルムとすることができる（実施例１および実施例２）。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガスバリア膜として作用する酸化珪素膜の成分割合とＩＲ吸収とからなる特性を、上述したような範囲内に制御したことによって、極めてガスバリア性に優れたガスバリアフィルムであって、かつ耐屈曲性および耐衝撃性にも優れたガスバリアフィルムとすることができる。したがって、加工後にも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に好ましく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスバリアフィルムの構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のガスバリアフィルムを用いた積層材（第１実施態様）の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明のガスバリアフィルムを用いた積層材（第１実施態様）の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明のガスバリアフィルムを用いた積層材（第１実施態様）の他の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明のガスバリアフィルムを用いた包装用容器の一例を示す概略平面図である。
【図６】本発明のガスバリアフィルムを用いた包装用容器の他の例を示す概略斜視図である。
【図７】図６に示される包装用容器の製造に使用するブランク板の平面図である。
【図８】本発明のガスバリアフィルムを用いた積層材（第２実施態様）の一例を示す概略断面図である。
【図９】プラズマＣＶＤ装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…ガスバリアフィルム
２…基材
３…蒸着膜
１１，２１，３１…積層材
１３，２３，３３…ヒートシール性樹脂層
Claims (8)
- 基材の片面または両面に、プラズマＣＶＤ法によって形成された酸化珪素膜を有するガスバリアフィルムであって、
前記酸化珪素膜は、Ｓｉ原子数１００に対してＯ原子数１８０〜２００の範囲内の成分割合であり、かつＳｉ原子数１００に対してＣ原子数４０〜８０の成分割合からなり、さらに１０４５〜１０６０ｃｍ-1の間にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ伸縮振動に基づくＩＲ吸収があり、かつ１２７４±４ｃｍ-1にＳｉ−ＣＨ3伸縮振動に基づくＩＲ吸収があることを特徴とするガスバリアフィルム。 - 前記酸化珪素膜は、屈折率が１．５０以上１．７０以下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。
- 酸素透過率が０．５ｃｃ／ｍ2 ／ｄａｙ以下で、水蒸気透過率が０．５ｇ／ｍ2 ／ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスバリアフィルム。
- 前記酸化珪素膜は、厚さが５〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のガスバリアフィルム。
- 前記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のガスバリアフィルムにおける少なくとも一方側の表面にヒートシール性樹脂層を設けたことを特徴とする積層材。
- 請求項５に記載の積層材を用い、前記ヒートシール性樹脂層を熱融着して製袋または製函したことを特徴とする包装容器。
- 前記請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のガスバリアフィルムにおける少なくとも一方側の表面に導電性層が形成されていることを特徴とする積層材。
- 請求項７に記載した積層材を基材として用い、前記導電性層上に画像表示層が形成されてなることを特徴とする画像表示媒体。
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