JP5461245B2

JP5461245B2 - 積層体の製造方法

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Publication number: JP5461245B2
Application number: JP2010051840A
Authority: JP
Inventors: 俊幸片桐; 英二郎岩瀬
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: JP2011183688A

Description

本発明は、積層体の製造方法に関し、特に、基材上に樹脂膜を設け、その樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を設ける積層体の製造方法に関する。

光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。

また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等の気相成膜による薄膜形成が利用されている。

気相成膜によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうために、長尺な基材に連続的に成膜することが行われている。

このような成膜方法を実施する設備として、長尺な基材（ウェブ状の基材）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基材をロール状に巻回する巻取りロールとを用いる、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の成膜装置が知られている。このロール・ツー・ロールの成膜装置は、プラズマＣＶＤによって基材に成膜を行なう成膜室を通過する所定の経路で、供給ロールから巻取りロールまで長尺な基材を挿通し、供給ロールからの基材の送り出しと、巻取りロールによる成膜済基材の巻取りとを同期して行いつつ、成膜室において、搬送される基材に連続的に成膜を行なう。

ところで、ガスバリアフィルムや保護フィルム等の機能性フィルムは、単層であるとは限らず、例えば、プラスチックフィルム等の基材上に、ポリマーを主成分とする有機膜を成膜し、その上に無機物からなる無機膜を成膜してなる機能性フィルム（積層フィルム）も知られている。

一例として、特許文献１には、６官能のアクリレ−トもしくはメタクリレ−トのモノマーもしくはオリゴマーを含む組成物を硬化させた有機膜と、アルミニウム酸化物、ケイ素酸化物、インジウムとスズの複合酸化物、インジウムとセリウムの複合酸化物等の中から選ばれた酸化物からなる無機膜を積層したガスバリアフィルムが開示されている。

特開２００２−２６４２７４号公報

ところで、プラスチックフィルム等の基材上に、基材上に樹脂膜を設け、その樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を設ける積層体においては、基材に異物の付着があることから、樹脂膜の部分的な被覆不良が生じ、その樹脂膜の上に設ける層（気相成膜により得られる膜）に欠陥が生じるという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基材上に樹脂膜を設け、その樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を設ける積層体の製造方法おいて、気相成膜により得られる膜の被覆率の良い積層体の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、（ａ）：基材上に、前記基材の表面を膨潤させる、溶質を含まない有機溶剤を塗布する工程と、（ｂ）：塗布液を塗布して塗布膜を設け、該塗布膜を硬化させて樹脂膜を成膜する工程と、（ｃ）：前記樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を形成する工程と、（ｄ）：工程（ｂ）と工程（ｃ）を繰り返すことで、前記樹脂膜と前記気相成膜により得られる膜との組合せを繰り返し単位とする積層膜を２層以上積層する工程と、を備えることを特徴とする積層体の製造方法を提供する。

本願発明者は、基材に異物の付着があることから、樹脂膜の部分的な被覆不良が生じ、その樹脂膜の上に設ける気相成膜により得られる膜に欠陥が生じるのを抑制する方法を鋭意研究した結果、この樹脂膜となる塗布液を塗布する前に基材上に有機溶剤を塗布することで解消することができるという知見を得た。

即ち、基材の表面を有機溶剤で膨潤させて、基材に付着している異物を膨潤した基材樹脂で埋め込むようにした。これにより、基材の表面を平滑にし、異物を樹脂膜で覆い易くすることができる。従って、気相成膜により得られる膜に欠陥が生じるのを抑制することができる。

なお、本発明により、基材の表面を膨潤させるため、基材と樹脂膜との密着が強固になるという効果もある。また、基材が下引き処理された基材であれば、下引き層の樹脂が溶解されるので、基材に付着している異物を下引き層の樹脂で埋め込むこともできる。

よって、本発明の（ａ）：基材上に、前記基材の表面を膨潤させる、溶質を含まない有機溶剤を塗布する工程と、（ｂ）：塗布液を塗布して塗布膜を設け、該塗布膜を硬化させて樹脂膜を成膜する工程と、（ｃ）：前記樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を形成する工程と、（ｄ）：工程（ｂ）と工程（ｃ）を繰り返すことで、前記樹脂膜と前記気相成膜により得られる膜との組合せを繰り返し単位とする積層膜を２層以上積層する工程と、を備えることを特徴とする積層体の製造方法により、欠陥のない積層体を提供することができる。

本発明において、前記工程（ｂ）で基材上に製膜される樹脂膜の厚みが０．８μｍ〜５．０μｍであることが好ましい。

基材上に製膜される樹脂膜の厚みが０．８μｍ〜５．０μｍであることで、基材に付着している異物を上手く覆うことができるので、さらに気相成膜により得られる膜に欠陥が生じるのを抑制することができる。なお、基材上に製膜される樹脂膜の厚みは０．８μｍ〜２．０μｍであることがより好ましい。

また、本発明において、前記工程（ｃ）で得られる膜上に製膜される樹脂膜の厚みが０．０２μｍ〜０．８μｍであることが好ましい。

気相成膜により得られる膜上に製膜される膜の厚みは、基材上に製膜される樹脂膜の厚みよりも薄いほうが好ましく、０．０２μｍ〜０．８μｍであると良く、さらに好ましくは０．０２μｍ〜０．１μｍである。なお、気相成膜により得られる膜上に製膜される樹脂膜の厚みは、０．４μｍ〜２．０μｍであることがより好ましい。

そして、本発明において、前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）は、一連で行うことが好ましい。

基材上に、前記基材の表面を膨潤させる、溶質を含まない有機溶剤を塗布する工程（ａ）と、塗布液を塗布して塗布膜を設け、該塗布膜を硬化させて樹脂膜を成膜する工程（ｂ）と、を巻き取ることなく連続して行うことで、基材の表面の樹脂が有機溶剤で膨潤した状態で塗布膜を塗布することができるので、異物を樹脂膜で覆い易くなる。

さらに、本発明において、前記有機溶剤は、ＭＥＫ、アセトン、シクロヘキサノンの何れか１種、又は、それら２種以上の混合溶剤であることが好ましい。

有機溶剤がＭＥＫ、アセトン、シクロヘキサノンの何れか１種、又は、それら２種以上の混合溶剤であることで、基材の樹脂を好ましく膨潤させることができるとともに、比較的低沸点なので基材に残らず乾燥しやすい。

本発明によれば、基材上に樹脂膜を設け、その樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を設ける積層体の製造方法おいて、気相成膜により得られる膜の被覆率の良い積層体の製造方法を提供することができる。

積層フィルムの製造方法によって製造される積層フィルムを示す図積層体の製造方法を実施する装置の一例を示す図

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を含む範囲を意味する。

以下、本発明の積層体の製造方法について説明する。なお、以下積層体の基材がフィルムの場合について説明するが、本発明の積層体は積層フィルムに限定されず、積層体の基材がシートの場合についても成り立つ。

図１に、積層体の製造方法によって製造される積層フィルムの概念図を示す。

図１に示すように、積層体の製造方法は、基材Ｂ（フィルム原反）の表面に、所定のポリマーを主成分とする有機膜１２を成膜（形成）し、この有機膜１２の上に真空成膜法によって無機膜１４を成膜する。そして、さらに、この無機膜１４の上に所定のポリマーを主成分とする有機膜１２’を形成し、この有機膜１２’の上に真空成膜法によって無機膜１４’を成膜する。このように、有機膜と無機膜との組合せを繰り返し単位とする積層膜を２層以上積層する。

積層体の製造方法は、一例として、基材Ｂの表面に有機膜１２を成膜する有機成膜装置２０と、有機膜１２の上（表面）に無機膜１４を成膜する無機成膜装置２２とによって積層フィルム１０を製造するものである。

図２（Ａ）に、積層体の製造方法を実施する有機成膜装置２０の一例を概念的に示す。

有機成膜装置２０は、塗布手段２６、加熱手段２８、および、ＵＶ照射装置３０を有するもので、予め調製した放射線硬化性のモノマー又はオリゴマーが含有された塗布液を基材Ｂに塗布手段２６で塗布し、加熱手段２８で乾燥して、ＵＶ照射装置３０で重合することにより、有機膜１２を成膜する。

この有機成膜装置２０は、ロール・ツー・ロールによって有機膜を成膜するもので、基材Ｂは、基材ロール４０として回転軸３２に装填され、長手方向に搬送されつつ有機膜を成膜され、有機膜を成膜した基材Ｂｏを基材ロール４２として巻取り軸３４に巻き取られる。

基材ロール４０から送り出された基材Ｂは、塗布手段２６に搬送される。塗布手段２６では、基材Ｂの表面に、予め調製した有機膜１２となる放射線硬化性のモノマー又はオリゴマーが含有された塗布液を塗布する。この塗布液の塗布は、通常の液体塗布方法が全て利用可能である。

基材Ｂは、次いで、加熱手段２８に搬送される。加熱手段２８では、塗布手段２６が塗布した塗布液中の溶媒を乾燥する。塗布液の加熱方法には、特に限定はなく、ヒータによる加熱、温風による加熱等、基材Ｂの搬送速度等に応じて、ＵＶ照射装置３０に至る前に、塗布液を加熱可能なものであれば、公知の加熱手段が全て利用可能である。

基材Ｂは、次いで、ＵＶ照射装置３０に搬送される。ＵＶ照射装置３０では、塗布手段２６が塗布し加熱手段２８で加熱乾燥した塗布液に、ＵＶ（紫外線）を照射することにより、放射線硬化性のモノマー又はオリゴマーを重合させて、有機膜１２を成膜する。

次いで、有機膜１２を成膜した基材Ｂを巻回した基材ロール４２を、図２（Ｂ）に概念的に示すような、無機成膜装置２２に装填する。

無機成膜装置２２は、基板Ｂｏの表面（すなわち有機膜１２の表面）に、真空成膜法によって無機膜１４を成膜（形成）するもので、供給室５０と、成膜室５２と、巻取り室５４とを有する。

無機成膜装置２２も、有機成膜装置２０と同様に、ロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置で、基板ロール４２から基板Ｂｏを送り出し、長手方向に搬送しつつ無機膜１４を成膜して、有機膜１２と無機膜１４とを成膜した機能性フィルム１０を巻取り軸５８によってロール状に巻き取る。

供給室５０は、回転軸５６と、ガイドローラ６０と、真空排気手段６１とを有する。無機成膜装置２２において、基板Ｂに有機膜１２を成膜してなる基板Ｂｏを巻回した基板ロール４２は、供給室５０の回転軸５６に装填される。回転軸５６に基板ロール４２が装填されると、基板Ｂｏは、供給室５０から、成膜室５２を通り、巻取り室５４の巻取り軸５８に至る所定の搬送経路を通される（送通される）。無機成膜装置２２においても、基板ロール４２からの基板Ｂｏの送り出しと、回転軸５６における機能性フィルム１０の巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｂｏを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、基板Ｂｏに無機膜１４の成膜を連続的に行なう。

供給室５０においては、図示しない駆動源によって回転軸５６を図中時計方向に回転して基板ロール４２から基板Ｂｏを送り出し、ガイドローラ６０によって所定の経路を案内して、基板Ｂｏを成膜室５２に送る。

また、供給室５０には、真空排気手段６１が配置され、供給室５０内を、成膜室５２における成膜圧力に応じた所定の真空度（圧力）に減圧する。これにより、供給室５０の圧力が、成膜室５２の圧力（成膜）に悪影響を与えることを防止する。なお、真空排気手段６１は、後述する成膜室５２の真空排気手段７２と同様、公知の物を用いればよい。

なお、真空中で有機膜１２に接触するガイドローラ６０は、基板Ｂｏの端部（搬送方向と直交する方向（幅方向）の端部）のみに接触する段差付きローラが好ましい。

また、供給室５０には、図示した部材以外にも、搬送ローラ対や、基板Ｂｏの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｂｏを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）を有してもよい。しかしながら、無機膜１４の成膜中は、供給室５０内は、成膜室の圧力に応じた真空度となるので、有機膜１２に接触する部材は、段差付きローラであるガイドローラ６０と同様、基板Ｂｏの端部のみに接触する構成を有する物とする。

基板Ｂｏは、ガイドローラ６０によって案内され、成膜室５２に搬送される。

成膜室５２は、基板Ｂｏの表面（すなわち有機膜１２の表面）に、真空成膜法によって無機膜１４を成膜（形成）するものである。図示例において、成膜室５２は、ドラム６２と、成膜手段６４ａ，６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄと、ガイドローラ６８および７０と、真空排気手段７２とを有する。なお、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜を行なうものである場合には、成膜室５２には、さらに、高周波電源等も設置される。

基板Ｂｏは、供給室５０と成膜室５２とを分離する隔壁７４に形成されるスリット７４ａから、成膜室５２に搬送される。

なお、図示例の無機成膜装置２２は、好ましい態様として、供給室５０および巻取り室５４にも真空排気手段を設け、成膜室５２における成膜圧力に応じて、供給室５０および巻取り室５４も真空とするが、本発明を実施する装置は、これに限定はされない。例えば、供給室５０および巻取り室５４には、真空排気手段を設けずに、基板Ｂｏが通過するスリットを、基板Ｂに接触することなく、かつ、基板Ｂが通過可能な最小限のサイズとすることにより、成膜室５２を略気密に構成してもよい。あるいは、供給室５０および巻取り室５４には、真空排気手段を設けずに、供給室５０および巻取り室５４と、成膜室５２との間に、基板Ｂが通過するサブチャンバを設け、このサブチャンバ内を真空ポンプによって真空にしてもよい。

なお、成膜室５２の上流（基板Ｂの搬送方向上流）にサブチャンバ等を設ける場合には、このサブチャンバ等の内部で基板を搬送する手段も、有機膜１２に接触する場合には、基板Ｂｏの端部のみに接触する構成とする必要がある。

成膜室５２のドラム６２は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。

供給室５０から供給され、ガイドローラ６８によって所定の経路に案内された基板Ｂｏは、ドラム６２の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム６２に支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送され、成膜手段６４ａ〜６４ｄ等によって、表面（有機膜１２の上）に、無機膜１４を形成される。また、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜を行なうものである場合には、ドラム６２は、対向電極としても作用するように、接地（アース）されてもよく、あるいは高周波電源に接続されてもよい。

成膜手段６４ａ〜６４ｄは、真空成膜法によって、基材Ｂの表面に無機膜１４を成膜するためのものである。

ここで、本発明の製造方法においては、無機膜１４の形成方法には、特に限定はなく、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等、公知の真空成膜法（気相堆積法）が、全て、利用可能である。

従って、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、実施する真空成膜法に応じた、各種の部材で構成される。

例えば、成膜室５２がＩＣＰ−ＣＶＤ法（誘導結合型プラズマＣＶＤ）によって無機膜１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、誘導磁場を形成するための誘導コイルや、成膜領域に反応ガスを供給するためのガス供給手段等を有して構成される。

成膜室５２が、ＣＣＰ−ＣＶＤ法（容量結合型プラズマＣＶＤ）によって無機膜１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、中空状でドラム４６に対向する面に多数の小孔を有し反応ガスの供給源に連結される、高周波電極および反応ガス供給手段として作用するシャワー電極等を有して構成される。

成膜室５２が、ＣＶＤ法によって無機膜１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、反応ガスの導入手段等を有して構成される。

さらに、成膜室５２が、スパッタリングによって無機膜１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、ターゲットの保持手段や高周波電極、スパッタガスの供給手段等を有して構成される。

真空排気手段７２は、成膜室５２内を真空排気して、真空成膜法による無機膜１４の成膜に応じた真空度とするものである。

真空排気手段７２にも、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。

ドラム６２に支持／搬送されつつ、成膜手段６４ａ〜６４ｄによって無機膜１４を成膜された基板Ｂｏすなわち機能性フィルム１０は、ガイドローラ７０によって所定経路に案内されて、巻取り室５４に搬送されて、巻取り軸５８によってロール状に巻き取られる。

ロール状に巻き取られた積層フィルムロールは、次の工程に供される。

このように放射線硬化性のモノマー又はオリゴマーが含有された塗布膜を放射線により硬化させた下層（有機膜１２）を設け、その下層上に真空成膜法により無機膜１４を設けた積層体の製造方法おいて、基材に異物の付着があることから、下層の部分的な被覆不良が生じ、その下層の上に設ける上層（無機膜）に欠陥が生じるという問題があった。

そこで、本発明は、基材上に放射線硬化性のモノマー又はオリゴマーが含有された塗布液を塗布して塗布膜を設ける前に、基材上に有機溶剤を塗布するようにした。

即ち、本願発明者は、基材に異物の付着があることから、下層の部分的な被覆不良が生じ、その下層の上に設ける上層（無機膜）に欠陥が生じるのを抑制する方法を鋭意研究した結果、（ａ）：基材上に有機溶剤を塗布する工程と、（ｂ）：塗布液を塗布して塗布膜を設け、該塗布膜を硬化させて樹脂膜（本実施形態では有機膜１２）を成膜する工程と、（ｃ）：前記樹脂膜上に気相成膜により得られる膜（本実施形態では無機膜１４）を形成する工程と、（ｄ）：工程（ｂ）と工程（ｃ）を繰り返すことで、前記樹脂膜と前記気相成膜により得られる膜との組合せを繰り返し単位とする積層膜を２層以上積層する工程と、で積層体を製造することで解消することができるという知見を得た。

基材に異物の付着があると、下層を設ける場合、基材Ｂに付着した異物を塗布膜で完全に覆い被せることが出来ないことがある。この場合、この下層の上に真空成膜法で無機膜を形成すると、無機膜（上層）に欠陥が生じてしまう。

従って、本発明では、図２（Ａ）に示すように、有機成膜装置２０の塗布手段２６において塗布液を基材Ｂに塗布する前に、有機溶剤塗布手段２４を設け、その有機溶剤塗布手段により基材Ｂに有機溶剤と塗布するようにした。

なお、本発明においては、図２（Ａ）のように、有機溶剤の塗布と有機膜１２の塗布とは、一連で行なうことが好ましい。基材上に有機溶剤を塗布する工程（ａ）と、塗布液を塗布して塗布膜を設け、塗布膜を硬化させて樹脂膜を成膜する工程（ｂ）と、を巻き取ることなく連続して行なうことで、基材の表面の樹脂が有機溶剤で膨潤した状態で塗布膜を塗布することができるので、異物を樹脂膜で覆い易くなる。

本発明において、基材Ｂ上に製膜される有機膜１２の厚みが０．８μｍ〜５．０μｍであることが好ましい。基材Ｂ上に製膜される有機膜の厚みが０．８μｍ〜５．０μｍであることで、基材に付着している異物を上手く覆うことができるので、さらに無機膜１４に欠陥が生じるのを抑制することができる。なお、基材上に製膜される樹脂膜の厚みは０．８μｍ〜２．０μｍであることがより好ましい。

また、本発明において、気相成膜により得られる膜上に製膜される有機膜１２’の厚みは、基材Ｂ上に製膜される有機膜１２の厚みよりも薄いほうが好ましく、０．４μｍ〜２．０μｍであること良い。なお、有機膜１２’の厚みは、０．５μｍ〜１．２μｍであることがより好ましい。

なお、ここで、無機膜１４上に有機膜１２’ を製膜する際には、図２（Ａ）の有機成膜装置２０を用いればよいが、有機溶剤塗布手段２４により有機溶剤は塗布しないようにする。

さらに、本発明において、有機溶剤塗布手段２４で塗布する有機溶剤は、ＭＥＫ、アセトン、シクロヘキノンの何れか１種、又は、それら２種以上の混合溶剤であることが好ましい。有機溶剤がＭＥＫ、アセトン、シクロヘキノンの何れか１種、又は、それら２種以上の混合溶剤であることで、基材の樹脂を好ましく膨潤させることができるとともに、比較的低沸点なので基材に残らず乾燥しやすい。特に、乾燥速度と膨潤性を両立するには、有機溶剤はＭＥＫとシクロヘキサノンとの混合溶剤であることが好ましい。ＭＥＫとシクロヘキサノンとの混合比、ＭＥＫ：シクロヘキサノンは４：６〜８：２の範囲が好ましく、特にその範囲の中でもＭＥＫ：シクロヘキサノン＝６：４の近傍（５：５〜７：３の範囲）であることがさらに好ましい。

本発明の積層体の製造方法で製造された積層体は、下層（有機膜１２）の異物が、１０００ｎｍ以下の大きさであり、１ｍ²当りの個数が５０００個以下とすることができる。従って、上層（無機膜１４）の被覆率の低下は抑制される。

以上のように、本発明の積層体の製造方法によれば、基材上に樹脂膜を設け、その樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を設ける積層体の製造方法おいて、気相成膜により得られる膜の被覆率の良い積層体の製造方法を提供することができる。

有機膜１２は、平滑で、膜硬度が高いことが好ましい。有機膜１２の平滑性は１０μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１０ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以下であることがより好ましい。

有機膜１２の膜硬度はある程度以上の硬さを有することが好ましい。好ましい硬さとしては、ナノインデンテーション法で測定したときの押し込み硬度として１００Ｎ／ｍｍ²以上が好ましく、２００Ｎ／ｍｍ²以上がより好ましい。また、鉛筆硬度としてはＨＢ以上の硬さを有することが好ましく、Ｈ以上の硬さを有することがより好ましい。

本発明において、有機膜１２および無機膜１４を成膜される基材Ｂには、特に限定はなく、ＰＥＴフィルム等の各種の樹脂フィルムが利用可能であり、ガスバリアフィルム、光学フィルム、保護フィルムなどの各種の機能性フィルムに利用されている各種の基材（ベースフィルム）が、全て利用可能である。

また、基材Ｂは、表面（裏面側）に、保護膜や接着膜など、各種の膜が形成されているものであってもよい。

有機膜１２を形成する塗布膜は、放射線硬化性のモノマー又はオリゴマーを主成分とする膜である。具体的には、使用されるモノマー又はオリゴマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を２個以上有し、光の照射によって付加重合するモノマー又はオリゴマーであることが好ましい。そのようなモノマー及びオリゴマーとしては、分子中に少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げることができる。その例としては、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート及びフェノキシエチル（メタ）アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加した後（メタ）アクリレート化したもの等の多官能アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることができる。

さらに特公昭４８−４１７０８号公報、特公昭５０−６０３４号公報及び特開昭５１−３７１９３号公報に記載されているウレタンアクリレート類；特開昭４８−６４１８３号公報、特公昭４９−４３１９１号公報及び特公昭５２−３０４９０号公報に記載されているポリエステルアクリレート類；エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートを挙げることができる。

これらの中で、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートが好ましい。

また、この他、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「重合性化合物Ｂ」も好適なものとして挙げることができる。

使用される光重合開始剤又は光重合開始剤系としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号明細書及び同第２９５１７５８号明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール２量体とｐ−アミノケトンの組合せ、特公昭５１−４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−トリアジン化合物、米国特許第４２１２９７６号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物等を挙げることができる。特に、トリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール及びトリアリールイミダゾール２量体が好ましい。

また、この他、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「重合開始剤Ｃ」も好適なものとしてあげることができる。光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることがさらに好ましい。液晶性化合物の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ^２〜５０Ｊ／ｃｍ^２であることが好ましく、１００〜２０００ｍＪ／ｃｍ^２であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。

有機膜１２の成膜方法としては、通常の溶液塗布法、あるいは真空成膜法等を挙げることができる。

溶液塗布法としては、例えばディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法、あるいは、米国特許第２６８１２９４号明細書に記載のホッパ−を使用するエクストル−ジョンコート法により塗布することができる。

なお、アクリレートやメタクリレートは、空気中の酸素によって重合阻害を受ける。従って、本発明において、有機膜１２としてこれらを利用する場合には、重合時の酸素濃度もしくは酸素分圧を低くすることが好ましい。窒素置換法によって重合時の酸素濃度を低下させる場合、酸素濃度は２％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。減圧法により重合時の酸素分圧を低下させる場合、全圧が１０００Ｐａ以下であることが好ましく、１００Ｐａ以下であることがより好ましい。また、１００Ｐａ以下の減圧条件下で２Ｊ／ｃｍ^２以上のエネルギーを照射して紫外線重合を行なうのが特に好ましい。

本発明において、モノマーの重合率は８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。ここでいう重合率とはモノマー混合物中の全ての重合性基（例えばアクリレートやメタクリレートであれば、アクリロイル基およびメタクリロイル基）のうち、反応した重合性基の比率を意味する。

積層フィルムとして、有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイのような表示装置など、各種のデバイスや装置の保護フィルムを製造する際には、無機膜１４として、酸化ケイ素膜等を成膜すればよい。

さらに、積層フィルムとして、光反射防止フィルム、光反射フィルム、各種のフィルタ等の光学フィルムを製造する際には、無機膜１４として、目的とする光学特性を有する、あるいは発現する材料からなる膜を成膜すればよい。

中でも特に、有機膜１２の優れた表面平滑性により、ガスバリア性の優れた無機膜１４を成膜できるので、本発明は、ガスバリアフィルムの製造に最適である。

なお、本発明の製造方法においては、無機成膜室において４つの成膜手段４８ａ〜４８ｄを用いて無機膜１４を成膜するのに限定はされず、３以下、あるいは５以上の成膜手段を用いて、無機膜を成膜してもよい。

さらに、無機膜１４は、単層に限定はされず、複数層であってもよい。無機膜を複数層形成する場合には、各層は、同じものであっても、互いに異なるものであってもよい。

以上、本発明の積層体の製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。

以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。

ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとの混合物（ＤＰＨＡ、日本化薬（株）製）９８ｇを、９００ｇのメチルエチルケトン溶媒に溶解した。得られた溶液に、光重合開始剤（イルガキュア９０７、チバファインケミカルズ（株）製）２ｇを加え、攪拌溶解したものを塗布液とした。
基材は、富士フイルム（株）製のＴＡＣ（トリアセチルセルロースフィルム）で８０μｍ厚さのもので２００ｍｍ幅のものを用いた。フィルムの走行速度を１０ｍ／分とした。

［比較例］
塗布工程において＃８のワイヤーバーで上記組成の重合性化合物を含む塗布液を５０ｍ連続塗布した。塗布液が塗布された後、加熱工程において、１００℃で乾燥した。次に、ＵＶ光源として前記紫外線照射装置（ＬｉｇｈｔＨａｍｍｅｒ１０、２４０Ｗ／ｃｍ、ＦｕｓｉｏｎＵＶＳｙｓｔｅｍｓ社製）を用い、ＵＶ照射装置３０において、焦点から５ｍｍの位置で０．４Ｗ／ｃｍ^２、０．４Ｊ／ｃｍ^２で１秒間ＵＶ照射し重合性化合物を重合させた。その後、室温まで放冷し、長尺のフィルムを巻き取った。ＵＶ照射では、不活性ガスとして、純度９９．９９９９％の窒素ガスを使用した。窒素ガスの温度は２２°Ｃであった。

次に、スパッタリング装置を用いて、有機膜１２の上に、無機膜１４として、膜厚４０ｎｍの酸化アルミニウム膜を成膜した。酸化アルミニウム膜は、ターゲットとしてアルミニウムを、放電ガスとしてアルゴンを、反応ガスとして酸素を用いた。

［実施例］
＃３のワイヤーバーでメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を塗布し、９０℃に加熱したロールを通過した後、塗布工程において＃８のワイヤーバーで上記組成の重合性化合物を含む塗布液を５０ｍ連続塗布した。塗布液が塗布された後、加熱工程において、１００℃で乾燥した。次に、ＵＶ光源として前記紫外線照射装置（ＬｉｇｈｔＨａｍｍｅｒ１０、２４０Ｗ／ｃｍ、ＦｕｓｉｏｎＵＶＳｙｓｔｅｍｓ社製）を用い、ＵＶ照射装置３０において、焦点から５ｍｍの位置で０．４Ｗ／ｃｍ^２、０．４Ｊ／ｃｍ^２で１秒間ＵＶ照射し重合性化合物を重合させた。その後、室温まで放冷し、長尺のフィルムを巻き取った。ＵＶ照射では、不活性ガスとして、純度９９．９９９９％の窒素ガスを使用した。窒素ガスの温度は２２°Ｃであった。

（評価）
上記条件で製造された積層フィルムの表面をＳＥＭにより観察を行い、積層体の下層（有機膜１２）の異物が、１０００ｎｍ以下の大きさであり、１ｍ²当りの個数が５０００個以下であるものを○、そうでないものを×とした。観察結果を表１に記載した。

以上の結果から分かるように、本発明の（ａ）：基材上に有機溶剤を塗布する工程と、（ｂ）：塗布液を塗布して塗布膜を設け、該塗布膜を硬化させて樹脂膜を成膜する工程と、（ｃ）：前記樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を形成する工程と、（ｄ）：工程（ｂ）と工程（ｃ）を繰り返すことで、前記樹脂膜と前記気相成膜により得られる膜との組合せを繰り返し単位とする積層膜を２層以上積層する工程と、により積層体を製造することで、下層（有機膜）の異物を抑制するができるので、上層（無機膜）の被覆率の良い積層体を得ることができる。

１０…積層フィルム（機能性フィルム）、１２，１２’…有機膜、１４，１４’…無機膜、２０…有機成膜装置、２２…無機成膜装置、２４…有機溶剤塗布手段、２６…塗布手段、２８…乾燥手段、３０…ＵＶ照射装置、５２…成膜室、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ…成膜手段

Claims

（ａ）：基材上に、前記基材の表面を膨潤させる、溶質を含まない有機溶剤を塗布する工程と、
（ｂ）：塗布液を塗布して塗布膜を設け、該塗布膜を硬化させて樹脂膜を成膜する工程と、
（ｃ）：前記樹脂膜上に気相成膜により得られる膜を形成する工程と、
（ｄ）：工程（ｂ）と工程（ｃ）を繰り返すことで、前記樹脂膜と前記気相成膜により得られる膜との組合せを繰り返し単位とする積層膜を２層以上積層する工程と、を備えることを特徴とする積層体の製造方法。
前記工程（ｂ）で基材上に製膜される樹脂膜の厚みが０．８μｍ〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の積層体の製造方法。
前記工程（ｃ）で得られる膜上に製膜される膜の厚みが０．０２μｍ〜０．８μｍであることを特徴とする請求項２に記載の積層体の製造方法。
前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）は、一連で行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載の積層体の製造方法。
前記有機溶剤は、ＭＥＫ、アセトン、シクロヘキサノンの何れか１種、又は、それら２種以上の混合溶剤であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載の積層体の製造方法。