JP5003270B2 - Vacuum film forming apparatus and method for producing polymer film laminate - Google Patents
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本発明は高分子フィルム基材に薄膜を形成するための真空成膜装置、および高分子フィルム積層体の製造方法、ならびに高分子フィルム積層体に関するものである。 The present invention relates to a vacuum film forming apparatus for forming a thin film on a polymer film substrate, a method for producing a polymer film laminate, and a polymer film laminate.
高分子フィルムのガスバリア性を改善しようとする試みは盛んに検討され、ガスバリア性を付与されたガスバリアフィルムは食品,医薬品,電子部品の包装材料や、産業資材として用いられてきた。また近年、次世代のフラットパネルディスプレイ(FPD)として期待される電子ペーパー、有機EL等の開発が進むなかで、これらFPDのフレキシブル化を達成すべく、ガラスを高分子フィルム基材に置き換えを狙う要求が高まってきた。ガラス基板は環境に由来する酸素や水蒸気による内部素子の劣化を抑制する為に必要とされるガスバリア機能は当然の如く備わっている。高分子フィルム基材が適用され得るディスプレイとして電子ペーパー、ELを挙げることができるが、その要求されるバリアレベルは食品包材用バリアフィルムの100倍から10000倍とも言われており、既存食品包材用バリアフィルムでは、EL等に要求されるガスバリア性を満たしていない。 Attempts to improve the gas barrier properties of polymer films have been extensively studied, and gas barrier films imparted with gas barrier properties have been used as packaging materials for foods, pharmaceuticals, electronic parts, and industrial materials. In recent years, with the development of electronic paper and organic EL, which are expected as next-generation flat panel displays (FPDs), we aim to replace glass with polymer film substrates in order to achieve flexibility in these FPDs. The demand has increased. As a matter of course, the glass substrate has a gas barrier function required for suppressing deterioration of internal elements due to oxygen and water vapor derived from the environment. Electronic paper and EL can be cited as a display to which a polymer film substrate can be applied. The required barrier level is said to be 100 to 10,000 times that of a barrier film for food packaging materials. The material barrier film does not satisfy the gas barrier properties required for EL and the like.
ガスバリア性を付与する方法としては、フィルム上へガスバリア性を有する薄膜層(ガスバリア層)を付与することが有効と考えられ、ガスバリア層を形成する方法としては有機物や、有機-無機ハイブリッド層をウェットコーティング法によって形成させる方法や、無機薄膜をドライコーティング法によって形成させる方法が提案されている。有機物に比べ、3次元のネットワーク構造を有する無機薄膜は均一で密度が高く、緻密な膜となり、高いガスバリア性が得られることが予想される。また無機薄膜の中でも酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機酸化物は高い緻密な構造と、高い透明性を併せ持つものとしてバリア層として最適なものとされている。 As a method for imparting a gas barrier property, it is considered effective to provide a thin film layer (gas barrier layer) having a gas barrier property on a film. As a method for forming a gas barrier layer, an organic substance or an organic-inorganic hybrid layer is wet. A method of forming by a coating method and a method of forming an inorganic thin film by a dry coating method have been proposed. Compared to organic substances, an inorganic thin film having a three-dimensional network structure is expected to be uniform, high in density, dense, and have high gas barrier properties. Among inorganic thin films, inorganic oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, and magnesium oxide are considered to be optimal as a barrier layer because they have a high density structure and high transparency.
このような高いガスバリア性を実現するために、ドライコーティング法による無機酸化物膜は高いガスバリア性が期待できるものとして盛んに検討されている。ドライコーティング法により、無機酸化物薄膜をフィルム上へ形成する方法としては、電子ビーム蒸着や誘導加熱蒸着を用いた反応性蒸着法、スパッタリング法や、プラズマCVD法が一般的である。 In order to realize such a high gas barrier property, an inorganic oxide film obtained by a dry coating method has been actively studied as one that can be expected to have a high gas barrier property. As a method for forming an inorganic oxide thin film on a film by a dry coating method, a reactive vapor deposition method using electron beam vapor deposition or induction heating vapor deposition, a sputtering method, or a plasma CVD method is generally used.
その中でプラズマCVD法で成膜された酸化珪素膜(SiOx)は一般的にピンホールやクラックが少ないという利点が挙げられている。一方、プラズマCVD法を用いて高品質の酸化珪素膜(SiOx)を得るためには、特殊ガス指定のシラン(SiH4)を用いなければならなかったり、成膜温度が高温であったりと、高分子フィルム基材への応用が難しいものであった。それらを改善した有機シラン化合物を用いたプラズマCVD法による酸化珪素膜も検討されており、食品包装分野では実用化されている(非特許文献1)。
しかしながら、上記のようなプラズマCVD法を用いたとしても、有機EL等に向けた高いガスバリア性を目指すために緻密な膜を得ようとすると、より密度の高いプラズマや高温での成膜が必要であり、熱負荷が大きくなる傾向がある。そのため高分子フィルム基材の使用可能な温度範囲では緻密な膜が得られなかったり、フィルムと無機酸化物膜との熱膨張係数の差が大きいため密着性、クラック等が問題となる。 However, even if the plasma CVD method as described above is used, if a dense film is to be obtained in order to aim at a high gas barrier property toward an organic EL or the like, it is necessary to form a film with higher density or high temperature. And the thermal load tends to increase. For this reason, a dense film cannot be obtained within the usable temperature range of the polymer film substrate, and adhesion, cracks, and the like are problematic because the difference in thermal expansion coefficient between the film and the inorganic oxide film is large.
そこで本発明では高いガスバリア性を有する高分子フィルム積層体を製造するための真空成膜装置ならびに最適な高分子フィルム積層体の製造方法を提案するものである。 Therefore, the present invention proposes a vacuum film forming apparatus for producing a polymer film laminate having a high gas barrier property and an optimum method for producing a polymer film laminate.
本発明の真空成膜装置は、高分子フィルム基材にプラズマCVD法により薄膜を形成させる成膜室と、成膜室に薄膜の原料を導入する原料噴出部と、プラズマ発生のための電極とを有する真空成膜装置であって、前記電極はホロカソード放電によるプラズマ発生が可能であり、前記電極の表面にはホロカソード放電によるプラズマを噴出するための噴出孔が形成され、前記電極表面を30から400ガウスとするためのマグネトロンが備えられていることを特徴とする。
また、前記の噴出孔の孔径は1から10mmであることが好ましく、加えて高分子フィルム基材を冷却するための機能を有することが好ましい。
A vacuum film forming apparatus of the present invention includes a film forming chamber for forming a thin film on a polymer film substrate by a plasma CVD method, a raw material jetting part for introducing a thin film raw material into the film forming chamber, an electrode for generating plasma, The electrode is capable of generating plasma by holocathode discharge, and an ejection hole for ejecting plasma by holocathode discharge is formed on the surface of the electrode. A magnetron for 400 gauss is provided.
Moreover, it is preferable that the hole diameter of the said ejection hole is 1 to 10 mm, and it is preferable to have a function for cooling a polymer film base material in addition.
本発明の高分子フィルム積層体の製造方法は、前記真空成膜装置を用いた真空成膜方法であって、プラズマ噴出に酸素を用い、原料噴出部からシラン化合物を導入し、高分子フィルム基材上に成膜することを特徴とする。さらに、前記成膜室の圧力を1Pa以下として成膜することが好ましい。 The method for producing a polymer film laminate of the present invention is a vacuum film formation method using the vacuum film formation apparatus, wherein oxygen is used for plasma ejection, a silane compound is introduced from a raw material ejection portion, and a polymer film substrate is produced. A film is formed on the material. Furthermore, it is preferable to form a film with the pressure in the film forming chamber set to 1 Pa or less.
本発明の高分子フィルム積層体は、前記真空成膜装置を用いた真空成膜方法にあっては、プラズマ噴出に酸素を用い、原料噴出部からシラン化合物を導入し、酸化珪素膜(SiOx)を高分子フィルム基材上に成膜して得られることを特徴とする。加えて、該シラン化合物は有機シランであることが好ましい。 In the vacuum film formation method using the vacuum film formation apparatus, the polymer film laminate of the present invention uses oxygen for plasma injection, introduces a silane compound from a raw material injection part, and a silicon oxide film (SiOx) It is obtained by forming a film on a polymer film substrate. In addition, the silane compound is preferably an organosilane.
本発明によれば、高分子フィルム基材の使用可能な温度範囲において、緻密な膜を得られ、フィルムと無機酸化物膜との密着性を向上させ、クラック等の発生を抑制した、高いガスバリア性を有する高分子フィルム積層体を得ることができる。 According to the present invention, a high gas barrier capable of obtaining a dense film in the usable temperature range of the polymer film substrate, improving the adhesion between the film and the inorganic oxide film, and suppressing the occurrence of cracks and the like. A polymer film laminate having properties can be obtained.
以下、本発明にかかる一実施形態について説明する。真空成膜装置について図1から3を、また、この真空成膜装置を用いて作製した高分子フィルム積層体について図4を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described. The vacuum film forming apparatus will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3, and the polymer film laminate produced using this vacuum film forming apparatus will be described in detail with reference to FIG.
図1は、本発明の実施形態の一例である巻取り式の真空成膜装置の断面図である。巻取り式の真空成膜装置10は巻出し・巻取り室12および成膜室14を持ち、それぞれ図示されてない真空ポンプによって、巻出し・巻取り室12および成膜室14をそれぞれ任意の圧力に調整可能である。巻出し・巻取り室12にはトルクモータ等の一定の張力にて巻取り可能な手段を持つ巻取り軸16と、パウダークラッチ等のトルク制御手段により一定のバックテンションをかけつつ高分子フィルム基材の巻出しを可能とする巻出し軸18を備える。また、製造工程中のシート状フィルム20の走行を規制する複数のアイドルロール22および24、適宜に張力調整を行うための張力検出器を備えたテンションロール26および28、シート状フィルム20の表面の温度を監視するための温度センサー30および32を備える。また、成膜室14には成膜時のフィルム表面の温度をコントロールするための温度調整機構を有するメインロール34、ホロカソード放電によるプラズマ発生が可能な電極36、原料噴出部である原料導入パイプ38を備える。原料導入パイプ38は真空成膜装置10の外部に設置された図示されない原料供給器と接続されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a winding type vacuum film forming apparatus which is an example of an embodiment of the present invention. The winding-type vacuum
図2は、前記電極36の一例を示す断面図である。電極36は電極本体40、電極の表面部分を覆う表面プレート42および、マグネトロン44、ならびに該マグネトロン44を覆うマグネトロンカバー46を備えている。表面プレート42にはプラズマガスを噴出する噴出孔48が複数形成されている。電極本体40にはプラズマ噴出に利用する放電ガスを電極本体40の内部に引き込むためのガス導入管50ならびにガス溜り室52を備える。ガス導入管50は真空成膜装置10の外に設置された図示しない放電ガスの供給器と接続されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the
電極本体40はホロカソード放電可能なものである。電極36においては噴出孔48に強い放電を集中させて放電を安定させるだけでなく、電極近傍に強い放電を集中させることで高分子フィルム基材へのイオンダメージを抑制し、該高分子フィルム基材の温度を低く保つことができる。
The
図3は電極36を上側から見たものである。マグネトロン44の表面プレート42の上側から見た配置は、二列に等間隔で並んだ噴出孔48の中心にN極54を、噴出孔48の外周をS極56が取り囲むように、電極本体40の下部に設置されることが好ましい。なお、N極とS極の配置は、中心をS極、外周をN極とすることができる。このようなN極(またはS極)をS極(またはN極)が取り囲むような配置にすることで、E×Bドリフト効果を利用し荷電粒子の衝突頻度が増加させ、前記成膜室を低圧としても、高密度のプラズマを発生・維持しやすくできる。
FIG. 3 shows the
噴出孔48は、孔径が1mm未満であると噴出孔にプラズマが進入できずにホロカソード放電が形成されにくく、10mmを超えると噴出孔に放電は進入するもホロカソード効果が弱くなり全体の放電が不安定になる。したがって、噴出孔48の孔径は1から10mmであることが好ましい。また、噴出孔48の配置は特に規定されるものではないが、薄膜の膜厚・膜質の均一性を保つため、規則的に配置することが好ましい。
また、メインロール34には、基材となるシート状フィルム20のプラズマによる高温化を抑え、該フィルムの変形を回避するため、冷却機構を有することが好ましい。
If the hole diameter is less than 1 mm, the plasma cannot enter the discharge hole and a holocathode discharge is difficult to be formed. Become stable. Therefore, the diameter of the
In addition, the
なお、本発明は例示した巻取り式の真空成膜装置に限定されず、高分子フィルム基材の所定の単位毎に成膜を行い、高分子フィルム積層体を製造するバッチ式装置においても実施可能である。 The present invention is not limited to the illustrated winding-type vacuum film forming apparatus, and is also implemented in a batch type apparatus that forms a film for each predetermined unit of a polymer film substrate and manufactures a polymer film laminate. Is possible.
ついで、前記真空成膜装置10を用いた高分子フィルム積層体の製造方法の一例を説明する。巻出し軸18に設置されたロール状高分子フィルム基材58は、巻出されてシート状フィルム20として移送される。その後、アイドルロール22を介し、任意の温度に設定されたメインロール34に巻取られるようにしながら、巻出し・巻取り室12から成膜室14へ移送される。再度、巻出し・巻取り室12へ移送され、アイドルロールを介しながらシート状フィルム20は巻取り軸16へロール状高分子フィルム積層体60として巻き取られる。この間、シート状フィルム20はテンションロール26、28により一定の張力が保たれる。
シート状フィルム20が移送されている間、成膜室14は図示しない真空ポンプにより減圧されて所定の真空状態にする。その後、原料導入パイプ38から選択した成膜の原料のガスを成膜室14へ導入する。この際、前記原料ガスは図2に示す矢印方向、すなわち電極36から放出されるプラズマガスに向かって放出されるようにすることが望ましい。電極36はマグネトロン44により表面部を30から400ガウスとする。プラズマ噴出のためのガスを真空成膜装置10の外に設置された図示しないガス供給器からガス導入管50を通じてガス溜り室52に取り込む。続いて、電極本体40を作動させて噴出孔48からプラズマガスをメインロール34に向けて噴出孔48から噴出する。該プラズマガスは原料導入パイプ38から噴出される原料ガスを取込みながら、メインロール34の表面にあるシート状フィルム20に到達し成膜する。
Next, an example of a method for producing a polymer film laminate using the vacuum
While the sheet-
前記製造方法において、製造時の高分子フィルム基材温度は特に制限されないが、高温化による高分子フィルムへの負荷を抑えるために、冷却することが望ましい。加えて、真空成膜装置10の成膜室14の圧力は特に規定されるものはないが、電極36とメインロール34の間の気体層における反応を極力抑えるため、1Pa以下であることが好ましい。
In the production method, the temperature of the polymer film substrate during production is not particularly limited, but it is desirable to cool in order to suppress the load on the polymer film due to high temperature. In addition, the pressure in the
プラズマ噴出のための放電ガスはアルゴン等の不活性ガスを用いることもできるが、酸化珪素膜を成膜した高分子フィルム積層体を得るためには、放電ガスとして酸素を用いる。また、薄膜の原料は高分子フィルム基材に成膜させたい薄膜の種類に応じて適宜選択すればよく、特に限定はされない。例えば、酸化珪素膜を成膜させる場合にはシラン化合物が用いられる。前記シラン化合物は、シラン(SiH4)の様な反応性の高いものも使用可能であるが、より汎用的な有機シラン化合物を用いることができる。有機シラン化合物の例としてはテトラエトキシシラン(TEOS)、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラメチルシラン(TMS)、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、テトラメチルジシロキサン、メチルトリメトキシシラン等の比較的低分子量のシラン化合物を選択し、これらシラン化合物の一つまたは、複数を選択しても良い。これらシラン化合物の中で成膜圧力と蒸気圧を考えると、TEOS、TMOS、TMS、HMDSO等が好ましい。 An inert gas such as argon can be used as the discharge gas for plasma ejection, but oxygen is used as the discharge gas in order to obtain a polymer film laminate having a silicon oxide film formed thereon. Moreover, the raw material of a thin film should just be selected suitably according to the kind of thin film to form into a polymer film base material, and there is no limitation in particular. For example, when a silicon oxide film is formed, a silane compound is used. As the silane compound, a highly reactive compound such as silane (SiH 4 ) can be used, but a more general-purpose organic silane compound can be used. Examples of organic silane compounds include tetraethoxysilane (TEOS), tetramethoxysilane (TMOS), tetramethylsilane (TMS), hexamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane (HMDSO), tetramethyldisiloxane, methyltrimethoxysilane It is also possible to select a silane compound having a relatively low molecular weight such as one or more of these silane compounds. Of these silane compounds, TEOS, TMOS, TMS, HMDSO and the like are preferable in view of the film forming pressure and the vapor pressure.
次に本発明の高分子フィルム積層体の一例について、図4を用いて説明する。該高分子フィルム積層体は、高分子フィルム基材62と、成膜された酸化珪素膜64により構成されている。当該高分子フィルム積層体の高分子フィルム基材62には、バリア層の透明性を生かすフィルムが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム(PC)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリカーボネートフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルムや、環状シクロオレフィンを含むシクロオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム等が用いられる。また、高分子フィルム基材62は延伸、未延伸のどちらでも良く、機械的強度や寸法安定性を有するものがより好ましい。二軸方向に任意に延伸されていても問題ない。また、該高分子フィルム基材の表面に、周知の種々の添加剤や安定剤が使用されていても良い。例えば、帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤等が使用されていても良い。さらには、高分子フィルム基材62と薄膜との密着性を良くするために、プライマー層を設けたり、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理を施されても良く、さらに薬品処理、溶剤処理等が施されていても良い。
酸化珪素膜64はプラズマ噴出に酸素を用い、薄膜の原料としてはシラン、好ましくは有機シラン化合物、さらに好ましくはTEOS、TMOS、TMS、HMDSO等を用いて酸化珪素膜64が与えられる。また、プラズマ噴出に酸素を用いることは、酸化珪素膜64を、より透明にする効果がある。
酸化珪素膜の膜厚は特に限定されるものではないが、あまり薄すぎるとバリア性の発現が難しいため、10nm以上は必要であると考えられる。バリア性能を高める手段として膜厚を厚くする方法が考えられ、製造された高分子フィルム積層体の柔軟性ならびに透明性、および経済面を考慮した上で希望の膜厚にコントロールすることができる。ここで、膜厚が50nm未満であれば有機ELに適応するような十分なバリア性を得ることができず、膜厚が1000nmを超えると高分子フィルム積層体の柔軟性が失われる。したがって、有機ELに適応させる場合には、膜厚を50から1000nmとすることがより好ましい。
Next, an example of the polymer film laminate of the present invention will be described with reference to FIG. The polymer film laminate is composed of a
The
Although the thickness of the silicon oxide film is not particularly limited, it is considered that 10 nm or more is necessary because it is difficult to develop barrier properties if it is too thin. As a means for improving the barrier performance, a method of increasing the film thickness is conceivable, and the desired film thickness can be controlled in consideration of the flexibility and transparency of the manufactured polymer film laminate and the economic aspect. Here, if the film thickness is less than 50 nm, sufficient barrier properties suitable for organic EL cannot be obtained, and if the film thickness exceeds 1000 nm, the flexibility of the polymer film laminate is lost. Therefore, when adapting to organic EL, it is more preferable that the film thickness is 50 to 1000 nm.
膜厚のコントロールは、今回例示した真空成膜装置10のような巻取り式の場合には、製造スピードまたは電極の個数を変化させることにより可能である。また、一度製造を行った後に再度反転し、同様の製造工程を繰り返すことにより膜厚を増加させることも可能である。一方、高分子フィルム基材の所定の単位毎に高分子フィルム積層体を製造するバッチ式装置では、成膜時間をコントロールすることにより可能である。
The film thickness can be controlled by changing the manufacturing speed or the number of electrodes in the case of a winding type like the vacuum
以上説明したとおり、本発明の真空成膜装置および高分子フィルム積層体の製造方法によれば、酸化珪素膜(SiOx)を高分子フィルム基材に成膜することができ、バリア性の高い高分子フィルム積層体を得ることができる。 As described above, according to the vacuum film forming apparatus and the polymer film laminate manufacturing method of the present invention, a silicon oxide film (SiOx) can be formed on a polymer film substrate, and the barrier property is high. A molecular film laminate can be obtained.
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, it is not limited to an Example.
[実施例1]
厚さ100μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(三菱ポリエステル製、ダイアホイル)を高分子フィルム基材として、図1に示す巻取り式のプラズマCVD成膜装置にロール状フィルムとして巻出し軸にセットし、真空ポンプで排気し、成膜室を、2.0×10−4Paにまで減圧した。つぎにメインロールの温度を−20℃とし、電極部に酸素を50sccm、原料導入パイプよりHMDSOを5sccm導入し、成膜室を3.0×10−1Paとした。続いて、電極に13.56MHzの高周波を0.5kW印可し、ホロカソード放電を発生させた。続いて高分子フィルム基材であるPETフィルムを0.3m/minで走行させて、高分子フィルム積層体の製造を行った。得られた酸化珪素膜の膜厚は50nmであった。
[Example 1]
Using a biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film (Mitsubishi Polyester, Diafoil) having a thickness of 100 μm as a polymer film substrate, the unwinding shaft as a roll film in the winding type plasma CVD film forming apparatus shown in FIG. The film formation chamber was evacuated to 2.0 × 10 −4 Pa. Next, the temperature of the main roll was set to −20 ° C., 50 sccm of oxygen was introduced into the electrode part, 5 sccm of HMDSO was introduced from the raw material introduction pipe, and the film formation chamber was set to 3.0 × 10 −1 Pa. Subsequently, a high frequency of 13.56 MHz was applied to the electrode at 0.5 kW to generate a holocathode discharge. Subsequently, a PET film as a polymer film substrate was run at 0.3 m / min to produce a polymer film laminate. The thickness of the obtained silicon oxide film was 50 nm.
[実施例2]
図1に示す巻取り式のプラズマCVD成膜装置の成膜室に、ホロカソード放電が可能な電極をメインロールに対し4つ配置し、それぞれに対し原料導入パイプを設置した。つぎにメインロールの温度を−20℃とし、電極それぞれに放電ガスとして酸素を50sccm、原料導入パイプよりHMDSOを5sccm導入し、成膜室を7.0×10−1Paとした。続いて、電極に13.56MHzの高周波を0.75kW印可し、ホロカソード放電を発生させた。続いて高分子フィルム基材としてのPETフィルムを0.5m/minで走行させて、高分子フィルム積層体の製造を行った。得られた酸化珪素膜の膜厚は100nmであった。
[Example 2]
In the film forming chamber of the winding type plasma CVD film forming apparatus shown in FIG. 1, four electrodes capable of holocathode discharge are arranged on the main roll, and a raw material introduction pipe is installed on each of them. Next, the temperature of the main roll was set to −20 ° C., 50 sccm of oxygen was introduced to each electrode as a discharge gas, 5 sccm of HMDSO was introduced from the material introduction pipe, and the film formation chamber was set to 7.0 × 10 −1 Pa. Subsequently, a high frequency of 13.56 MHz was applied to the electrode at 0.75 kW to generate a holo cathode discharge. Subsequently, a PET film as a polymer film substrate was run at 0.5 m / min to produce a polymer film laminate. The thickness of the obtained silicon oxide film was 100 nm.
[比較例1]
成膜室を5Paとした以外は実施例1と同様の条件にて高分子フィルム積層体を得た。
[Comparative Example 1]
A polymer film laminate was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the film forming chamber was set to 5 Pa.
[比較例2]
成膜室を5Paとし、メインロールの温度を50℃とした以外は、実施例3と同様の条件にて高分子フィルム積層体を得た。
[Comparative Example 2]
A polymer film laminate was obtained under the same conditions as in Example 3 except that the film forming chamber was set to 5 Pa and the temperature of the main roll was set to 50 ° C.
上記の実施例、比較例によって得られた高分子フィルム積層体のガスバリア性を測定した。測定には水蒸気透過率測定装置(MOCON社製 PERMATRAN−W3/33)を用い、40℃、相対湿度90%の条件下で測定を行った。その結果を表1に示す。なお、高分子フィルム基材に用いたPETフィルムのバリア性は5.0g/m2/dayである。 The gas barrier properties of the polymer film laminates obtained in the above Examples and Comparative Examples were measured. The measurement was performed using a water vapor transmission rate measuring device (PERMATRAN-W3 / 33 manufactured by MOCON) under the conditions of 40 ° C. and relative humidity of 90%. The results are shown in Table 1. The barrier property of the PET film used for the polymer film substrate is 5.0 g / m 2 / day.
実施例1および2の結果から、本発明における真空成膜装置を用いた場合、成膜室を1Pa以下とした場合でも高分子フィルム積層体を製造することができ、さらにこの条件下で製造された高分子フィルム積層体はバリア性も良好であることが確認された。一方、比較例1に示すように、成膜室の圧力を5Paとした場合には、バリア性は大きく劣化することがわかる。そのため、成膜室を1Pa以下として製造することにより、高分子フィルム基材の温度を低くすることが可能となり、高分子フィルム基材への熱負荷を大きく軽減できる。
膜厚を厚くするためには電極を複数個設置したり、放電の圧力を上げたりすることが考えられる。実施例2と比較例2の結果から、成膜室を1Pa以下とし、かつ、高分子フィルム基材を低温に維持しなければ、高分子フィルム基材への熱負荷が大きくなり、該基材の変形のため、高分子フィルム積層体の製造ができないことがわかった。
From the results of Examples 1 and 2, when the vacuum film forming apparatus of the present invention is used, a polymer film laminate can be manufactured even when the film forming chamber is set to 1 Pa or less, and further manufactured under these conditions. It was confirmed that the polymer film laminate had good barrier properties. On the other hand, as shown in Comparative Example 1, it can be seen that when the pressure in the film forming chamber is 5 Pa, the barrier property is greatly deteriorated. Therefore, by producing the film forming chamber at 1 Pa or less, the temperature of the polymer film substrate can be lowered, and the thermal load on the polymer film substrate can be greatly reduced.
In order to increase the film thickness, it is conceivable to install a plurality of electrodes or increase the discharge pressure. From the results of Example 2 and Comparative Example 2, unless the film forming chamber is set to 1 Pa or less and the polymer film substrate is not maintained at a low temperature, the heat load on the polymer film substrate is increased. It was found that the polymer film laminate could not be produced due to the deformation.
10 巻取り式真空成膜装置
12 巻出し・巻取り室
14 成膜室
16 巻取り軸
18 巻出し軸
20 シート状フィルム
22、24 アイドルロール
26、28 テンションロール
30、32 温度センサー
34 メインロール
36 電極
38 原料導入パイプ
40 電極本体
42 表面プレート
44 マグネトロン
46 マグネトロンカバー
48 噴出孔
50 ガス導入管
52 ガス溜り室
54 N極
56 S極
58 ロール状高分子フィルム基材
60 ロール状高分子フィルム積層体
62 高分子フィルム基材
64 酸化珪素膜
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