JP5729127B2 - Method for producing gas barrier film - Google Patents

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Description

本発明は、ガスバリア性フィルムの製造方法に関し、更に詳しくは、珪素化合物を含む溶液を基材に塗布してガスバリア性フィルムを製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a gas barrier film, and more particularly to a method for producing a gas barrier film by applying a solution containing a silicon compound to a substrate.

珪素化合物を含有する塗布液は、空気中の水分と反応して高分子化したり、固着する性質がある。特に、ポリシラザンを含む溶液は、微少の水分でも化学反応を起こし高分子化したり固化したりする性質があり、変質した珪素化合物(ポリシラザン)を除去するためのフィルターを備えても、目詰まりが起こりやすくなり、フィルター交換のために作業効率の低下が問題となりうる。このように珪素化合物含有溶液の特有な欠陥に対応するため検討が行われている。例えば、ポリシラザンを含む塗布液を塗布するとき、塗布液容器及び塗布液供給系を不活性ガスでパージし塗布液の変質を防止する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1に記載の技術でポリシラザンを含む塗布液を塗布しポリシラザン膜を形成した場合、次の問題点があることがわかった。
(1)コーターの塗布液吐出部の塗布液と大気との気液界面(コーターの塗布液分離領域)に新たな固形物が付着し、塗布スジ故障が発生する。(2)コーターの塗布幅を規定している部位に異物が付着し所望の塗布幅が得られない。(3)膜形成後の塗布サンプルの塗膜中に異物欠陥が認められる。
A coating liquid containing a silicon compound has a property of reacting with moisture in the air to be polymerized or fixed. In particular, a solution containing polysilazane has the property of causing a chemical reaction to become polymerized or solidified even with a small amount of moisture, and clogging occurs even if a filter for removing the altered silicon compound (polysilazane) is provided. It becomes easier and a decrease in work efficiency may be a problem due to filter replacement. Thus, studies have been made to deal with the peculiar defects of silicon compound-containing solutions. For example, when applying a coating liquid containing polysilazane, a technique is known in which the coating liquid container and the coating liquid supply system are purged with an inert gas to prevent alteration of the coating liquid (for example, see Patent Document 1). However, it has been found that there is the following problem when a polysilazane film is formed by applying a coating liquid containing polysilazane by the technique described in Patent Document 1.
(1) A new solid substance adheres to the gas-liquid interface (coating liquid separation area of the coater) between the coating liquid and the atmosphere of the coating liquid discharge section of the coater, and a coating streak failure occurs. (2) A foreign matter adheres to a part that defines the coating width of the coater, and a desired coating width cannot be obtained. (3) Foreign matter defects are observed in the coating film of the coated sample after film formation.

ポリシラザンを用いた塗工において、上記の問題点を防止する方法として、容器内壁や配管はフッ素樹脂製またはフッ素樹脂でコーティングするという記載(例えば、特許文献2参照)がある。しかし、ポンプなどの送液手段やコーターなどの塗布装置にフッ素樹脂製またはフッ素樹脂でコーティングされておらず、特許文献1と同様な問題が発生する。   As a method for preventing the above problems in coating using polysilazane, there is a description that the inner wall and piping of the container are made of fluororesin or coated with fluororesin (for example, see Patent Document 2). However, a liquid feeding means such as a pump or a coating device such as a coater is not coated with fluororesin or fluororesin, and the same problem as in Patent Document 1 occurs.

このような状況から、基材の上に珪素化合物を含む塗布液を塗布し珪素化合物の膜を形成するとき、塗布故障の発生がなく、安定した塗布ができ、高特性の珪素含有被膜を得ることのできる塗布方法の開発が望まれている。   Under such circumstances, when a coating solution containing a silicon compound is applied onto a substrate to form a silicon compound film, there is no application failure and stable coating can be obtained, resulting in a high-quality silicon-containing coating. It is desired to develop a coating method that can be applied.

特開平9−19658号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-19658 特開2005−236050号公報JP 2005-236050 A

本発明の目的は、珪素化合物を含有する塗布液が、微量の水分との反応によって、塗布液が接触する接液部に、反応によって付着・固着することを防止し、又この付着防止効果を持続させ、高精度で安定性の高い塗工を可能とする積層体の製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to prevent the coating solution containing a silicon compound from adhering to and adhering to the liquid contact portion with which the coating solution comes into contact due to the reaction with a small amount of moisture. An object of the present invention is to provide a method for producing a laminate that can be sustained and enables highly accurate and highly stable coating.

鋭意検討を重ねた結果、珪素化合物(ポリシラザン)を用いた塗工において、製造装置の接液部に、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜をコーティングすることで付着防止効果を持続し、高精度で安定性の高い塗工を可能とする積層体の製造方法を提供するに至った。特に大気にさらされている、塗布装置の塗工液吐出部にDLC膜をコーティングすることで、高精度で安定性の高い塗工を可能とする積層体の製造方法を得ることができる。   As a result of intensive studies, coating with a silicon compound (polysilazane) maintains the anti-adhesion effect by coating the wetted parts of the manufacturing equipment with a diamond-like carbon (DLC) film, which is highly accurate and stable. It came to provide the manufacturing method of the laminated body which enables coating with high property. In particular, by coating the DLC film on the coating liquid discharge part of the coating apparatus that is exposed to the atmosphere, it is possible to obtain a method for manufacturing a laminate that enables highly accurate and highly stable coating.

即ち、本発明は以下の手段により達成される。   That is, the present invention is achieved by the following means.

1.ポリシラザンを含有する塗布液を基材に塗布して、珪素含有被膜を基材上に形成するガスバリア性フィルムの製造方法において、大気にさらされている接液部であって、該塗布液が接触する接液部の少なくとも一部が、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜でコーティングされた部材を有する塗布装置を用いることを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。 1. In a method for producing a gas barrier film in which a coating liquid containing polysilazane is applied to a base material to form a silicon-containing film on the base material, the wetted part is exposed to the atmosphere, and the coating liquid contacts A method for producing a gas barrier film , comprising using a coating apparatus having a member coated with a diamond-like carbon (DLC) film at least a part of a liquid contact portion.

本発明により、珪素化合物を用いた塗工において、珪素化合物の反応によって製造装置の接液部へ付着・固着することを防止でき、かつ、接液部へのこれら付着防止効果を持続させることができ、高精度で塗布品質が高く、耐久性、安定性の高い塗工を行うことができ、これにより高特性の珪素含有被膜を有する積層体を得ることが可能となった。   According to the present invention, in the coating using a silicon compound, it is possible to prevent adhesion and adhesion to the wetted part of the production apparatus due to the reaction of the silicon compound, and to maintain the effect of preventing such adhesion to the wetted part. It was possible to perform coating with high accuracy, high coating quality, durability and stability, and it became possible to obtain a laminate having a silicon-containing film with high characteristics.

本発明の積層体の製造方法に用いる製造装置の配置図である。It is a layout view of a manufacturing apparatus used in the method for manufacturing a laminate according to the present invention. 押出しコーターを用いた塗布について示す概略図である。It is the schematic shown about the application | coating using an extrusion coater.

以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.

本発明に用いる珪素化合物とは、水との反応によって改質され酸化珪素、酸化窒素、窒化珪素等に転化する化合物であり、珪素化合物を含有する塗布液の調製が可能であれば特に限定はされないが、中でも、ポリシラザン化合物、ポリシロキサン等が好ましい。   The silicon compound used in the present invention is a compound that is modified by reaction with water and converted into silicon oxide, nitrogen oxide, silicon nitride, or the like, and is particularly limited as long as a coating solution containing the silicon compound can be prepared. Of these, polysilazane compounds, polysiloxane and the like are preferable.

本発明に係る珪素化合物としては、例えば、パーヒドロポリシラザン、シルセスキオキサン、テトラメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、トリメトキシビニルシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジメトキシメチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシラン、アリールトリメトキシシラン、エトキシジメチルビニルシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ジアセトキシメチルビニルシラン、アリールオキシジメチルビニルシラン、ブチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、テトラアセトキシシラン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ビス(3−アセトキシプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビニルシクロトリシロキサン、1,3,5−トリス(3,3,3−トリフルオロプロピル)−1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラエトキシ−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等を挙げることができる。   Examples of the silicon compound according to the present invention include perhydropolysilazane, silsesquioxane, tetramethylsilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, hexamethyldisiloxane, and hexamethyl. Disilazane, trimethoxyvinylsilane, diacetoxydimethylsilane, dimethoxymethyl-3,3,3-trifluoropropylsilane, aryltrimethoxysilane, ethoxydimethylvinylsilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, diacetoxymethylvinylsilane, aryloxy Dimethylvinylsilane, butyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane, tetraacetoxysilane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyl Disiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-bis (3-acetoxypropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3,5-trimethyl-1,3 5-trivinylcyclotrisiloxane, 1,3,5-tris (3,3,3-trifluoropropyl) -1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, 1,3,5, Examples thereof include 7-tetraethoxy-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, and the like.

シルセスキオキサンとしては、Mayaterials製Q8シリーズのOctakis(tetramethylammonium)pentacyclo−octasiloxane−octakis(yloxide)hydrate;Octa(tetramethylammonium)silsesquioxane、Octakis(dimethylsiloxy)octasilsesquioxane、Octa[[3−[(3−ethyl−3−oxetanyl)methoxy]propyl]dimethylsiloxy]octasilsesquioxane等、及び有機基を含まない水素化シルセスキオキサンが挙げられる。   The silsesquioxane, Mayaterials made Q8 series of Octakis (tetramethylammonium) pentacyclo-octasiloxane-octakis (yloxide) hydrate; Octa (tetramethylammonium) silsesquioxane, Octakis (dimethylsiloxy) octasilsesquioxane, Octa [[3 - [(3-ethyl-3 -Oxyethyl) methoxy] propyl] dimethylsiloxy] octasilsesquioxane and the like, and hydrogenated silsesquioxanes that do not contain organic groups.

珪素化合物の中でも無機珪素化合物が好ましく、特に中でも常温で固体である、珪素化合物が好ましく、パーヒドロポリシラザン、水素化シルセスキオキサン等がより好ましく用いられる。   Among the silicon compounds, inorganic silicon compounds are preferable, and silicon compounds that are solid at room temperature are particularly preferable, and perhydropolysilazane, hydrogenated silsesquioxane, and the like are more preferably used.

特にこれらのうちポリシラザン類は、低温焼成により改質され緻密なガスバリア性の高い膜を形成するので好ましい。   Among these, polysilazanes are particularly preferable because they are modified by low-temperature firing to form a dense film having a high gas barrier property.

ポリシラザンは、分子量が低すぎると、焼成時の収率が低くなり、実用的でない。一方分子量が高すぎると溶液の安定性が低く、健全な膜が得られない。これらの理由から、用いるポリシラザンの分子量は数平均分子量で下限は100、好ましくは500である。また、上限は5万、好ましくは10000である。   If the molecular weight of polysilazane is too low, the yield at the time of baking will become low and it is not practical. On the other hand, if the molecular weight is too high, the stability of the solution is low and a healthy film cannot be obtained. For these reasons, the molecular weight of the polysilazane used is a number average molecular weight and the lower limit is 100, preferably 500. The upper limit is 50,000, preferably 10,000.

上記ポリシラザンのような珪素化合物を塗布するため、珪素化合物を溶剤に溶解してコーティング組成物を調製する。溶剤としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化メタン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハロゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類、直鎖系炭化水素類、アルコキシシラン類を使用することができる。これらの溶剤を使用する場合、例えばポリシラザンの場合、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度を調節するために、2種類以上の溶剤を混合することもできる。   In order to apply a silicon compound such as polysilazane, a silicon compound is dissolved in a solvent to prepare a coating composition. Solvents include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbon hydrocarbon solvents, halogenated hydrocarbons such as halogenated methane, halogenated ethane, and halogenated benzene, aliphatic ethers, and alicyclic ethers. Etc., ethers such as straight chain hydrocarbons, and alkoxysilanes can be used. When these solvents are used, for example, in the case of polysilazane, two or more kinds of solvents can be mixed in order to adjust the solubility of polysilazane and the evaporation rate of the solvent.

また、ポリシラザン含有の塗布液中には、珪素酸窒素化合物への改質(転化)を促進するため、アミンや金属の触媒を添加することもできる。具体的には、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製のアクアミカ NAX120−20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL150A、NP110、NP140、SP140等が挙げられる。   In addition, in the polysilazane-containing coating solution, an amine or metal catalyst may be added in order to promote modification (conversion) to a silicon silicate compound. Specific examples include Aquamica NAX120-20, NN110, NN310, NN320, NL110A, NL120A, NL150A, NP110, NP140, and SP140 manufactured by AZ Electronic Materials.

溶剤の使用量(割合)は採用するコーティング方法により作業性がよくなるように選択され、また用いる珪素化合物の平均分子量、分子量分布、その構造によって異なるので、適宜、自由に混合することができる。好ましくは固形分濃度で1〜50質量%の範囲で混合することができる。   The amount (ratio) of the solvent used is selected so as to improve workability depending on the coating method employed, and varies depending on the average molecular weight, molecular weight distribution, and structure of the silicon compound to be used, and can be freely mixed as appropriate. Preferably, it can mix in 1-50 mass% in solid content concentration.

また、珪素化合物を含むコーティング用組成物には、必要に応じて適当な充填剤及び/又は増量剤を加えることができる。充填剤の例としてはシリカ、アルミナ、ジルコニア、マイカを始めとする酸化物系無機物あるいは炭化珪素、窒化珪素等の非酸化物系無機物の微粉等が挙げられる。また用途によってはアルミニウム、亜鉛、銅等の金属粉末の添加も可能である。   In addition, an appropriate filler and / or extender can be added to the coating composition containing a silicon compound as necessary. Examples of the filler include fine oxides of oxide inorganic substances such as silica, alumina, zirconia and mica, or non-oxide inorganic substances such as silicon carbide and silicon nitride. Depending on the application, metal powders such as aluminum, zinc and copper can be added.

これら充填剤は、針状(ウィスカーを含む)、粒状、鱗片状等種々の形状のものを単独又は2種以上混合して用いることができる。これら充填剤の粒子の大きさは1回に適用可能な膜厚よりも小さいことが望ましい。また充填剤の添加量は、珪素化合物1質量部に対し、0.05〜10質量部の範囲であり、特に好ましい添加量は0.2〜3質量部の範囲である。さらに、コーティング用組成物には、必要に応じて各種顔料、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、pH調整剤、分散剤、表面改質剤、可塑剤、乾燥促進剤、流れ止め剤、等を加えてもよい。   These fillers may be used in various shapes such as needles (including whiskers), granules, scales, etc., alone or in combination. The size of the filler particles is preferably smaller than the film thickness applicable at one time. Moreover, the addition amount of a filler is the range of 0.05-10 mass parts with respect to 1 mass part of silicon compounds, and the especially preferable addition amount is the range of 0.2-3 mass parts. Furthermore, in the coating composition, various pigments, leveling agents, antifoaming agents, antistatic agents, ultraviolet absorbers, pH adjusters, dispersants, surface modifiers, plasticizers, drying accelerators, if necessary, An anti-flow agent, etc. may be added.

本発明に係る積層体の製造方法に用いる基材としては、種々のプラスチック材料が包含され、例えば、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート(PAr)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、セルロース系アセテート(TAC)、等が挙げられる。   The base material used in the method for producing a laminate according to the present invention includes various plastic materials, such as polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), polyarylate (PAr), polymethyl methacrylate (PMMA). ), Polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), cellulose acetate (TAC), and the like.

本発明に係る積層体は、上記のような基材の少なくとも片面に適用することによって珪素化合物の膜を形成する。適用法は、基材へ塗布するために通常実施されている塗布法、すなわちロール塗布、浸漬塗布、スプレー塗り、ウェブ塗布(グラビア、ダイ、キス、フレキソ、キスメイカーバー)、等の方法が用いられる。塗布工程に続いて、フィルムの耐熱温度に応じた乾燥温度ゾーンを通過させることにより、珪素化合物塗膜の溶媒の除去を行う。この溶媒除去工程は、例えばポリシラザン塗膜を有するフィルムの場合、ポリシラザン塗膜を有するフィルムが60℃〜350℃、好ましくは70℃〜250℃の温度ゾーンに0.01〜20分間、好ましくは0.05〜10分間存在するように搬送しながら行うことが好ましい。また、乾燥雰囲気は酸素中又は空気中のいずれであってもよい。上記の温度範囲での乾燥処理によってSi−O、Si−N、Si−H、N−H結合が存在するポリシラザン塗膜が形成される。   The laminated body according to the present invention forms a silicon compound film by applying it to at least one surface of the base material as described above. As the application method, methods commonly used for coating on a substrate, that is, roll coating, dip coating, spray coating, web coating (gravure, die, kiss, flexo, kiss maker bar), etc. are used. It is done. Subsequent to the coating step, the solvent of the silicon compound coating film is removed by passing through a drying temperature zone corresponding to the heat resistant temperature of the film. For example, in the case of a film having a polysilazane coating film, the solvent removal step is performed at a temperature zone of 60 ° C. to 350 ° C., preferably 70 ° C. to 250 ° C. for 0.01 to 20 minutes, preferably 0 It is preferably carried out while being conveyed so as to exist for 05 to 10 minutes. The dry atmosphere may be either in oxygen or air. A polysilazane coating film in which Si—O, Si—N, Si—H, and N—H bonds exist is formed by drying treatment in the above temperature range.

上記塗布工程において、本発明の製造方法を用いることにより、珪素化合物が水と反応して形成される固形物等が、塗布液が直接接触する部材の接液部に付着することなく、高精度で安定性の高い塗工が可能となった。特に大気にさらされる、塗布装置の塗工液吐出部にDLC膜をコーティングすることでこれらの付着防止効果を持続し、高精度で安定性の高い塗工が可能となった。   In the above coating step, by using the production method of the present invention, the solid material formed by the reaction of the silicon compound with water does not adhere to the wetted part of the member in direct contact with the coating liquid, and is highly accurate. This makes it possible to apply highly stable coatings. By coating the DLC film on the coating liquid discharge part of the coating apparatus that is exposed to the atmosphere in particular, these adhesion prevention effects can be maintained, and highly accurate and highly stable coating can be performed.

本発明における接液部とは、本発明に用いる製造装置において、本発明の珪素化合物を含む溶液(塗布液)が製造装置に接触する部分を言う。   The liquid contact part in the present invention refers to a part where the solution (coating liquid) containing the silicon compound of the present invention contacts the manufacturing apparatus in the manufacturing apparatus used in the present invention.

ダイヤモンドライクカーボン(以降、単にDLCという)コーティングは、本発明の製造方法に用いる装置を構成する各構成要素の塗布液と接する面について、それぞれ、必要なら分解し、接液面についてコーティングを行えばよい。   Diamond-like carbon (hereinafter, simply referred to as DLC) coating can be performed by disassembling the surface in contact with the coating liquid of each component constituting the apparatus used in the manufacturing method of the present invention, if necessary, and coating the liquid contact surface. Good.

本発明で好ましく用いることの出来るDLCコーティングは、例えばイオン化蒸着法により成膜することが出来る。即ち、真空チャンバ内にベンゼンなどの炭化水素ガスを導入し、直流アーク放電でこのガスをプラズマ化して炭化水素イオンを発生させ、このイオンを被処理物(後述の本発明の塗布装置の接液部分を有する部材の接液部)に衝突させることでダイヤモンドライクカーボン(DLC)によるアモルファス膜を成膜することが可能である。   The DLC coating that can be preferably used in the present invention can be formed by, for example, an ionized vapor deposition method. That is, a hydrocarbon gas such as benzene is introduced into a vacuum chamber, and this gas is converted into plasma by direct current arc discharge to generate hydrocarbon ions. It is possible to form an amorphous film of diamond-like carbon (DLC) by colliding with a liquid contact portion of a member having a portion.

例えばDLC成膜装置としてNANOCOAT−1000、NANOCOAT−4000(ナノテック株式会社製)等があり、基板回転機構を備えた装置により、複雑形状物表面にも均一なコーティングをすることが出来る。   For example, there are NANOCOAT-1000 and NANOCOAT-4000 (manufactured by Nanotech Co., Ltd.) as DLC film forming apparatuses, and uniform coating can be applied to the surface of complicated shapes by an apparatus equipped with a substrate rotation mechanism.

DLC膜はアモルファス構造であるため結晶粒界を持たず、結晶性の材料と比較して平滑な表面を有している。DLCコーティングの成膜温度は、約200℃以下であることが好ましい。DLCコーティングの厚みは、0.005〜50μmの範囲が好ましい。より好ましくは0.02〜20μmである。高硬度、低摩擦係数、高耐摩耗性、高化学的安定性等の優れた膜を形成する。   Since the DLC film has an amorphous structure, it does not have a crystal grain boundary and has a smooth surface as compared with a crystalline material. The film forming temperature of the DLC coating is preferably about 200 ° C. or less. The thickness of the DLC coating is preferably in the range of 0.005 to 50 μm. More preferably, it is 0.02-20 micrometers. Forms excellent films such as high hardness, low coefficient of friction, high wear resistance, and high chemical stability.

厚みが0.005μm以下では、DLCコーティングをコーティングすることのメリット(静摩擦係数の低減)が小さくなる。DLCコーティングの厚みが大きくなるとDLCコーティングの剥離のおそれがある。   When the thickness is 0.005 μm or less, the merit (reduction in the coefficient of static friction) of coating the DLC coating becomes small. When the thickness of the DLC coating increases, the DLC coating may be peeled off.

膜厚の測定は、分光干渉法を用いた非接触の膜厚測定装置を用いる。薄膜サンプルに白色光を照射して表面と基板との界面からの反射スペクトルをカーブフィッティング法、またはFFT(高速フーリエ変換)により解析して膜厚を測定する。   For the measurement of the film thickness, a non-contact film thickness measuring apparatus using a spectral interference method is used. The thin film sample is irradiated with white light, and the reflection spectrum from the interface between the surface and the substrate is analyzed by a curve fitting method or FFT (Fast Fourier Transform) to measure the film thickness.

なお、イオン化蒸着法の代わりに、高周波プラズマCVD法、また、アークイオンプレーティング法、スパッタリング法などの物理的気相蒸着法(PVD法)を用いることもできる。PVD法を用いるときはグラファイトをターゲットとして用いる。   Instead of the ionized vapor deposition method, a high-frequency plasma CVD method, or a physical vapor deposition method (PVD method) such as an arc ion plating method or a sputtering method can be used. When using the PVD method, graphite is used as a target.

次に、図1を用いて、本発明に係る積層体の製造方法に用いる装置について説明する。   Next, the apparatus used for the manufacturing method of the laminated body which concerns on this invention is demonstrated using FIG.

図1は、本発明による積層体を製造する製造装置の一例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a production apparatus for producing a laminate according to the present invention.

装置のフローとしては、溶液タンク1で珪素化合物を含有する塗布液の調製を行う。液の調製は珪素化合物原料の劣化を抑制するため不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。   As a flow of the apparatus, a coating liquid containing a silicon compound is prepared in the solution tank 1. The liquid is preferably prepared in an inert gas atmosphere in order to suppress deterioration of the silicon compound raw material.

また、塗布液が入った溶液タンク1は不活性ガスGを封入することが好ましい。調製後の液は、送液ポンプ3で流量を調整し、送液用の配管4を介してダイコーター5に塗布液を送り、ダイコーター5から出た塗布液を基材に塗布して積層体を得る。   The solution tank 1 containing the coating liquid preferably contains an inert gas G. The prepared liquid is adjusted in flow rate by a liquid feed pump 3, sent to the die coater 5 via the liquid feed pipe 4, and applied to the base material with the coating liquid discharged from the die coater 5. Get the body.

次に積層体を製造する本発明に係る製造装置の各パーツについて説明する。   Next, each part of the manufacturing apparatus according to the present invention for manufacturing a laminate will be described.

溶液タンク1は密閉タンク(材質はステンレス製のタンクで接液部にDLCをコーティング)であり、液量管理としてロードセルを付与したタイプでも良い。バルブ2(接液部はステンレスにDLCをコーティング)は塗布液を流すための開閉の役目をしている。送液ポンプ3(接液部はステンレスにDLCをコーティング)は特にタイプに限定はない。   The solution tank 1 is a hermetically sealed tank (material is a stainless steel tank and DLC is coated on the liquid contact part), and may be of a type provided with a load cell for liquid amount management. The valve 2 (the wetted part is coated with DLC on stainless steel) serves to open and close the flow of the coating liquid. The liquid feed pump 3 (the wetted part is coated with DLC on stainless steel) is not particularly limited to the type.

配管4(ステンレス製の配管にDLCをコーティング)については、各パーツを接続するものである。また配管を接続する継ぎ手等についても、DLCコーティングされている。ダイコーター5(接液部はステンレスにDLCをコーティング)は基材に塗布液を塗布するパーツである。ステンレスにDLCをコーティングする場合は、全体或いは部分的にコーティングすることも可能である。アンワインダー6から塗布前の基材を繰り出し、ワインダー7で塗布された基材を巻き取る。途中、乾燥ゾーン8で塗布液に含まれる溶媒が乾燥させる。   For piping 4 (stainless steel piping is coated with DLC), each part is connected. Further, the joints for connecting the pipes are also DLC coated. The die coater 5 (the wetted part is coated with DLC on stainless steel) is a part that applies a coating solution to a substrate. When DLC is coated on stainless steel, it can be coated entirely or partially. The base material before application | coating is unwound from the unwinder 6, and the base material apply | coated with the winder 7 is wound up. In the middle, the solvent contained in the coating solution is dried in the drying zone 8.

ダイコーター5においては、塗布液吐出部(コーターの塗布液分離領域)に、塗布液と大気との気液界面ができるため、固形物が付着しやすく、塗布スジ故障が発生しやすいので、特に、DLCコーティングを施すことが好ましい。これにより、コーターの塗布幅を規定している部位等にも異物が付着しにくく、所望の塗布幅が得られないという問題を解消出来る。   In the die coater 5, since a gas-liquid interface between the coating liquid and the atmosphere is formed in the coating liquid discharge part (coating liquid separation area of the coater), solids are likely to adhere and coating streak failure is likely to occur. It is preferable to apply a DLC coating. As a result, it is possible to solve the problem that a foreign matter is difficult to adhere to a portion that defines the coating width of the coater and a desired coating width cannot be obtained.

塗布方式としては特に限定はなく、任意の適切な方式を選択することが可能であり、ダイコーターとしては、例えば、押出し方式であるエクストルージョン型の押し出しコーター、カーテン型の塗布ヘッドを使用したもの、スライド型の塗布コーター等が挙げられ、特に限定されない。   There is no particular limitation on the coating method, and any appropriate method can be selected. As the die coater, for example, an extrusion-type extrusion coater that is an extrusion method or a curtain-type coating head is used. And a slide type coating coater and the like are not particularly limited.

ダイコーターの一例として押出しコーターを用いて以下説明する。   The following description will be made using an extrusion coater as an example of a die coater.

図2に押出しコーターによる塗布について概略図で示した。図2(a)は押出しコーターを使用した塗布の概略斜視図である。図2(b)は図2(a)のA−A′に沿った概略断面図である。図2(c)は図2(b)のPで示される部分の概略拡大図である。   FIG. 2 is a schematic view showing application by an extrusion coater. FIG. 2A is a schematic perspective view of coating using an extrusion coater. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view along AA ′ in FIG. FIG.2 (c) is a schematic enlarged view of the part shown by P of FIG.2 (b).

図中、502は塗布装置を示す。塗布装置502としては押出しコーター502aを使用している。502a1は珪素化合物を含む珪素化合物膜形成用塗布液の押出しコーター502aへの供給管を示す。502a2は押出しコーター502aのスリットを示し、502a3はスリット502a2の先端の吐出口を示す。502a4は下流側のリップ部を示し、502a41はエッジ部を示す。502a5は上流側のリップ部を示し、502a51はエッジ部を示す。供給管502a1から供給されたポリシラザン膜形成用塗布液8’はスリット502a2を経て吐出口502a3から吐出し、基材301の上に塗布される。この時、長時間の塗布を行うと、図2(c)のQで示される押出しコーター502aの部分に珪素化合物膜形成用塗布液が塗布雰囲気の大気に含まれる水分と反応した固形物が付着する。Qで示される押出しコーター502aの部分で特に固形物が付着し易い具体的な部分としては、上流側のリップ部502a5のポリシラザン膜形成用塗布液の分離領域(エッジ部502a51及びエッジ部502a51近傍)及び下流側のリップ部502a4の珪素化合物膜形成用塗布液の分離領域(エッジ部502a41及びエッジ部502a41近傍)が挙げられる。尚、珪素化合物膜形成用塗布液の分離領域とは、リップ部から珪素化合物膜形成用塗布液が離れる領域を言う。   In the figure, reference numeral 502 denotes a coating apparatus. As the coating device 502, an extrusion coater 502a is used. Reference numeral 502a1 denotes a supply pipe to the extrusion coater 502a of a silicon compound film forming coating solution containing a silicon compound. 502a2 indicates a slit of the extrusion coater 502a, and 502a3 indicates a discharge port at the tip of the slit 502a2. 502a4 indicates a lip portion on the downstream side, and 502a41 indicates an edge portion. 502a5 indicates an upstream lip portion, and 502a51 indicates an edge portion. The polysilazane film forming coating solution 8 ′ supplied from the supply pipe 502 a 1 is discharged from the discharge port 502 a 3 through the slit 502 a 2 and applied onto the substrate 301. At this time, if the coating is performed for a long time, the silicon compound film-forming coating liquid adheres to the portion of the extrusion coater 502a indicated by Q in FIG. To do. A specific part of the extrusion coater 502a indicated by Q where solids are particularly likely to adhere is a separation region of the coating liquid for forming a polysilazane film on the upstream lip 502a5 (in the vicinity of the edge 502a51 and the edge 502a51). And a separation region of the coating solution for forming a silicon compound film on the downstream lip 502a4 (in the vicinity of the edge 502a41 and the edge 502a41). The separation region of the silicon compound film forming coating solution refers to a region where the silicon compound film forming coating solution is separated from the lip portion.

従って、ダイコーターのDLCコーティングは、ダイコータースリット内のみでなく、塗布液に接触がある外表面部にも行う必要がある。外表面のうち前記Qで表される部分が最低DLCコーティングされていればよいが、その部位だけにコーティングを行うことは却って工数を要するので前記Qで表される部位を含むコーター表面領域、またコーター表面領域全体にコーティングを行えばよい。   Therefore, it is necessary to perform DLC coating of the die coater not only in the die coater slit but also on the outer surface portion in contact with the coating solution. Of the outer surface, it is sufficient that the portion represented by Q is at least DLC coated. However, since coating only on that portion requires man-hours, the coater surface region including the portion represented by Q, The entire coater surface area may be coated.

前記基板回転機構等を備えたDLC成膜装置を用いれば、複雑形状物の表面、また、例えばスリット内部等にもコーティングをすることが出来、また、ダイコーターを分解することでスリット内部にもコーティングすることが出来る。従って、ダイコーター外表面(リップ部、エッジ部を含む)、また、押出しコーター内部の珪素化合物膜形成用塗布液が接液するコーター502aへの供給管内部、スリット502a2、吐出口502a3、等の全体にDLCコーティングを施す。   If the DLC film forming apparatus equipped with the substrate rotating mechanism is used, it is possible to coat the surface of a complicated shape, for example, the inside of the slit, etc., and also disassemble the die coater to the inside of the slit. Can be coated. Accordingly, the outer surface of the die coater (including the lip portion and the edge portion), the inside of the supply pipe to the coater 502a with which the coating liquid for forming the silicon compound film inside the extrusion coater comes into contact, the slit 502a2, the discharge port 502a3, etc. DLC coating is applied to the whole.

このようなダイコーターへのDLCコーティングによって、コーターの塗布幅を規定している部位である吐出口の幅方向両端部にも異物が付着しにくく、所望の塗布幅が得られないという問題についてもこれを生じることはない。   As a result of DLC coating on the die coater, foreign matter is less likely to adhere to both ends in the width direction of the discharge port, which is the part that defines the coating width of the coater, and the desired coating width cannot be obtained. This will not happen.

以上、ダイコーターとして、押し出しコーターを例にして説明したが、押し出しコーターのみに限定されない。   As described above, the extrusion coater has been described as an example of the die coater, but is not limited to the extrusion coater.

珪素化合物を含有する塗布液を基材に塗布して積層体を製造するにあたって、該塗布液が接触する接液部が、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜でコーティングされている製造装置をもちいることで、珪素化合物の水分による反応による固形物の発生によるスジ故障や、塗布液が接触する接液部へのこれら固形分の付着を防止し、また、これらの効果を持続し、高精度で安定性の高い塗工を可能とする。   When manufacturing a laminated body by applying a coating solution containing a silicon compound to a base material, a manufacturing apparatus in which a wetted part in contact with the coating solution is coated with a diamond-like carbon (DLC) film is used. In addition, it prevents streaks due to the generation of solids due to the reaction of silicon compounds with moisture and prevents the solids from adhering to the wetted parts where the coating solution comes into contact. Enables high-performance coating.

本発明の積層体の製造方法により得られる珪素含有被膜は欠陥がなく被膜として特性が良好である。   The silicon-containing film obtained by the method for producing a laminate of the present invention has no defects and has good characteristics as a film.

珪素化合物としてポリシラザン化合物を用いる場合には、珪素化合物の塗布被膜は、公知の方法によって、改質され、珪素含有被膜として珪素酸化(窒化)物を形成する。ポリシラザン化合物の改質には、一般に、450℃以上の高温による処理が好ましく、基材が樹脂からなる場合や、プラスチック等のフレキシブル基板においては、適応が難しい。   When a polysilazane compound is used as the silicon compound, the coating film of the silicon compound is modified by a known method to form silicon oxide (nitride) as a silicon-containing film. For the modification of the polysilazane compound, generally, treatment at a high temperature of 450 ° C. or higher is preferable, and adaptation is difficult when the substrate is made of a resin or in a flexible substrate such as plastic.

従って、本発明の積層体の製造においては、より低温で、転化反応が可能なプラズマやオゾンや紫外線、特に真空紫外光を使う方法が好ましい。   Therefore, in the production of the laminate of the present invention, a method using plasma, ozone, ultraviolet rays, particularly vacuum ultraviolet rays, which can be converted at a lower temperature, is preferable.

なお、本発明でいう紫外線とは、一般には、10〜400nmの波長を有する電磁波をいうが、後述する真空紫外線(10〜200nm)処理以外の紫外線照射処理の場合は、好ましくは210〜350nmの紫外線を用いる。   The ultraviolet ray referred to in the present invention generally refers to an electromagnetic wave having a wavelength of 10 to 400 nm, but in the case of an ultraviolet irradiation treatment other than the vacuum ultraviolet ray (10 to 200 nm) treatment described later, it is preferably 210 to 350 nm. Use ultraviolet light.

このような紫外線の発生手段としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ(172nm、222nm、308nmの単一波長、例えば、ウシオ電機(株)製)、UV光レーザー、等が挙げられるが、特に限定されない。また、発生させた紫外線をバリア層に照射する際には、効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの紫外線を反射板で反射させてからポリシラザン塗布層に当てることが望ましい。   Examples of such ultraviolet ray generating means include metal halide lamps, high-pressure mercury lamps, low-pressure mercury lamps, xenon arc lamps, carbon arc lamps, and excimer lamps (single wavelengths of 172 nm, 222 nm, and 308 nm, for example, USHIO INC. )), UV light laser, and the like. Moreover, when irradiating the generated ultraviolet rays to the barrier layer, it is desirable to apply the ultraviolet rays from the generation source to the polysilazane coating layer after reflecting the ultraviolet rays from the generation source with a reflecting plate from the viewpoint of improving efficiency and achieving uniform irradiation.

紫外線照射に要する時間は、使用する基材や層の組成、濃度にもよるが、一般に0.1秒〜10分であり、好ましくは0.5秒〜3分である。   The time required for ultraviolet irradiation is generally 0.1 seconds to 10 minutes, preferably 0.5 seconds to 3 minutes, although it depends on the composition and concentration of the substrate and layer used.

(真空紫外線照射処理:エキシマ照射処理)
本発明において、最も好ましい改質処理方法(転化反応を起こす方法)は、真空紫外線照射による処理(エキシマ照射処理)である。真空紫外線照射による処理は、ポリシラザン化合物内の原子間結合力より大きい100〜200nmの光エネルギーを用い、好ましくは100〜180nmの波長の光のエネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみの作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温で、酸化珪素膜の形成を行う方法である。
(Vacuum ultraviolet irradiation treatment: excimer irradiation treatment)
In the present invention, the most preferable reforming treatment method (method for causing a conversion reaction) is treatment by vacuum ultraviolet irradiation (excimer irradiation treatment). The treatment by vacuum ultraviolet irradiation uses light energy of 100 to 200 nm, preferably light energy having a wavelength of 100 to 180 nm, which is larger than the interatomic bonding force in the polysilazane compound, and bonds the atoms only to photons called photon processes. By this action, a silicon oxide film is formed at a relatively low temperature by causing an oxidation reaction with active oxygen or ozone to proceed while cutting directly.

これに必要な真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。   As a vacuum ultraviolet light source required for this, a rare gas excimer lamp is preferably used.

エキシマランプは光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光による温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域で単一波長のエネルギーを照射するため、照射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を有する。   Since the excimer lamp has high light generation efficiency, it can be turned on with low power. In addition, light having a long wavelength that causes a temperature increase due to light is not emitted, and energy of a single wavelength is irradiated in the ultraviolet region, so that an increase in the surface temperature of the irradiation object is suppressed.

本発明に係るダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜でコーティングされた部材を有する塗布装置を用いて塗布され、珪素化合物を改質処理して得られた珪素酸化(窒化)物膜を有する積層体は、欠陥が少なく、バリア性、膜付きに優れ、耐久性のある膜を形成する。また、コーターヘッドの傷等がつきにくいため、長時間にわたって特性が維持できロット毎の特性変動が少ない。   A laminate having a silicon oxide (nitride) film obtained by applying a coating device having a member coated with a diamond-like carbon (DLC) film according to the present invention and obtained by modifying a silicon compound, Forms a film with few defects, excellent barrier properties, film attachment, and durability. In addition, since the coater head is not easily scratched, the characteristics can be maintained for a long time, and there is little fluctuation in characteristics for each lot.

このように、基材上に珪素化合物を含有する塗布液を塗布して形成され改質処理することで珪素酸化(窒化)物等に転化した積層体は、例えば、応力緩和層、ハードコート層等、他の層を有していてもよく、例えばガスバリア性フィルム等、として用いられ、包装用途、液晶表示素子、太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス(EL)等への封止部材としての使用が可能である。又、ハードコートフィルムはディスプレイ、タッチパネル、住宅用窓、ショーウインドウ、車両用窓、車両用風防、遊戯機械、メガネレンズ等へ保護フィルムとしての使用が可能である。   As described above, a laminate formed by applying a coating solution containing a silicon compound on a base material and converted into a silicon oxide (nitride) or the like by a modification treatment includes, for example, a stress relaxation layer, a hard coat layer, and the like. Other layers may be used, for example, as a gas barrier film, etc., and can be used as a sealing member for packaging applications, liquid crystal display elements, solar cells, organic electroluminescence (EL), etc. It is. The hard coat film can be used as a protective film for displays, touch panels, residential windows, show windows, vehicle windows, vehicle windshields, game machines, eyeglass lenses, and the like.

以下実施例により本発明を説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

(実施例1)
(支持体)
熱可塑性樹脂支持体として、両面に易接着加工された50μm厚みのポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社PETフィルム、テトロンHPE)を基板として用いた。
Example 1
(Support)
As a thermoplastic resin support, a 50 μm-thick polyester film (Teijin DuPont Films Co., Ltd., Tetoron HPE) with easy adhesion on both sides was used as a substrate.

(ブリードアウト防止層の形成)
上記支持体の片面に、JSR株式会社製 UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材OPSTAR Z7535を塗布、乾燥後の膜厚が4μmになるようにダイコーターで塗布した後、乾燥条件;80℃、3分で乾燥後、空気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件;1.0J/cmで硬化を行い、ブリードアウト防止層を形成した。
(Formation of bleed-out prevention layer)
On one side of the support, a UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7535 manufactured by JSR Corporation was applied and applied with a die coater so that the film thickness after drying was 4 μm. After drying for 3 minutes, curing was performed in air using a high-pressure mercury lamp, curing conditions: 1.0 J / cm 2 to form a bleed-out prevention layer.

(平滑層の形成)
続けて上記支持体の反対面に、JSR株式会社製 UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材OPSTAR Z7501を塗布、乾燥後の膜厚が4μmになるようにダイコーターで塗布した後、乾燥条件;80℃、3分で乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件;1.0J/cm硬化を行い、平滑層を形成した。
(Formation of smooth layer)
Subsequently, a UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7501 manufactured by JSR Corporation is applied to the opposite surface of the support, and after applying with a die coater so that the film thickness after drying is 4 μm, drying conditions; After drying at 80 ° C. for 3 minutes, a high pressure mercury lamp was used in an air atmosphere, curing conditions; 1.0 J / cm 2 curing was performed to form a smooth layer.

このときの最大断面高さRt(p)は16nmであった。   The maximum cross-sectional height Rt (p) at this time was 16 nm.

表面粗さは、AFM(原子間力顕微鏡)で、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が30μmの区間内を多数回測定し、微細な凹凸の振幅に関する平均の粗さである。   The surface roughness is calculated from an uneven cross-sectional curve continuously measured with an AFM (Atomic Force Microscope) and a detector having a stylus with a minimum tip radius, and the measurement direction is 30 μm with a stylus with a minimum tip radius. This is the average roughness for the amplitude of fine irregularities, measured many times in the section.

(珪素化合物含有塗布液Aの調製)
ポリシラザン:NAX120−20 300g
(AZエレクトロニックマテリアルズ社製)
ポリシラザン:NN120−20 200g
(AZエレクトロニックマテリアルズ社製)
ジブチルエーテル(AZエレクトロニックマテリアルズ社製) 1500g
上記各添加剤を順次混合して珪素化合物含有塗布液Aを得た。
(Preparation of silicon compound-containing coating solution A)
Polysilazane: NAX120-20 300g
(Manufactured by AZ Electronic Materials)
Polysilazane: NN120-20 200g
(Manufactured by AZ Electronic Materials)
Dibutyl ether (manufactured by AZ Electronic Materials) 1500g
The above additives were sequentially mixed to obtain a silicon compound-containing coating solution A.

実験例1(本発明)
〈塗布液Aの塗布性および付着性の評価〉
図1の製造装置を用い、上記塗布液Aを用いて積層体を作製した。上記平滑層まで形成した透明樹脂基材上に、乾燥後の(平均)膜厚が、0.15μmとなるように塗布速度2.0m/minで連続1000m塗布した後、30℃1分/50℃1分/80℃1分で乾燥した。その時の塗布性および付着性を目視評価した。結果を表1に示す。
Experimental Example 1 (present invention)
<Evaluation of coating property and adhesion of coating solution A>
A laminate was produced using the coating liquid A using the production apparatus of FIG. On the transparent resin substrate formed up to the smooth layer, after coating continuously for 1000 m at a coating speed of 2.0 m / min so that the (average) film thickness after drying becomes 0.15 μm, 30 ° C. for 1 minute / 50. Drying was performed at 1 ° C./80° C. for 1 minute. The applicability and adhesion at that time were visually evaluated. The results are shown in Table 1.

なお、DLCコーティングは、DLC成膜装置としてイオン化蒸着法を用い、図1の製造装置において、溶液タンク1の材質はステンレス製のタンクの接液部、バルブ2の接液部、送液ポンプ3、また、ステンレス製配管4に、DLCコーティングを行って用いた。また、ステンレス製ダイコーター5については、分解してスリット内部にもDLCコーティングを施した。コーティングの厚みは略1μmとした。   The DLC coating uses an ionization vapor deposition method as a DLC film forming apparatus. In the manufacturing apparatus of FIG. 1, the material of the solution tank 1 is a wetted part of a stainless steel tank, a wetted part of a valve 2, and a feed pump 3 Moreover, DLC coating was performed on the stainless steel pipe 4 and used. Further, the stainless die coater 5 was disassembled and DLC coating was applied to the inside of the slit. The thickness of the coating was about 1 μm.

〈耐久性評価〉
耐久性(付着抑制の効果持続性)の評価を以下に示す方法で行った。日本スチールウール社製のボンスター#0000を15mm角に切り取り、ダイス接液部(リップ部)に置く。そして、1kgの加重をかけ、スチールウールの繊維方向と垂直な方向に3〜4cmの間隔でダイスの表面を20往復摩擦した。その後、塗布液Aを用いて、乾燥後の(平均)膜厚が、0.15μmとなるように塗布速度2.0m/minで連続1000m塗布行い、塗布性、付着性を目視評価した。摩擦前後の水の接触角と合わせて結果を表1に示す。
<Durability evaluation>
Durability (adhesion suppression effect persistence) was evaluated by the following method. Bonstar # 0000 made by Nippon Steel Wool Co., Ltd. is cut into a 15 mm square and placed on the die wetted part (lip part). Then, a load of 1 kg was applied, and the surface of the die was rubbed 20 times in the direction perpendicular to the fiber direction of steel wool at intervals of 3 to 4 cm. Thereafter, the coating solution A was applied continuously for 1000 m at a coating speed of 2.0 m / min so that the (average) film thickness after drying was 0.15 μm. The results are shown in Table 1 together with the contact angles of water before and after friction.

実験例2(比較)
図1の製造装置において、接液部をDLCコーティングに代わりフッ素コーティング(テフロン(登録商標)コーティング(PTFE:厚み1μm))に変更した以外は同様の構成の製造装置を用い、実験例1と同様にして塗布性、付着性、耐久性の評価を行った。結果を表1に示す。
Experimental example 2 (comparison)
In the manufacturing apparatus of FIG. 1, a manufacturing apparatus having the same configuration is used except that the wetted part is changed to fluorine coating (Teflon (registered trademark) coating (PTFE: thickness 1 μm)) instead of DLC coating. Thus, the applicability, adhesion and durability were evaluated. The results are shown in Table 1.

実験例3(比較)
図1の製造装置において、接液部をステンレスに変更した(コーティングをしなかった)以外は同様の構成の製造装置を用い、実験例1と同様にして塗布性、付着性の評価を行った。結果を表1に示す。
Experimental Example 3 (Comparison)
In the manufacturing apparatus of FIG. 1, the applicability and adhesion were evaluated in the same manner as in Experimental Example 1 using a manufacturing apparatus having the same configuration except that the wetted part was changed to stainless steel (not coated). . The results are shown in Table 1.

Figure 0005729127
Figure 0005729127

以上で、
(塗布性)
1:塗布開始後、250m以内で経時スジ発生
2:塗布開始後、250〜500m以内で経時スジ発生
3:塗布開始後、500〜750m以内で経時スジ発生
4:経時スジ発生なし
(付着性)
連続1000m塗布を行ったあとの(また耐久性評価においては、更に1000m塗布を行ったあとの)、ダイス接液部(リップ部)に付着した固形物について、テフロン(登録商標)ヘラ(アズワン株式会社 品番7−629−01)を用いて除去、剥離が容易か否かをみた。
Above,
(Applicability)
1: Time streak generation within 250 m after start of coating 2: Time streak generation within 250 to 500 m after start of coating 3: Time streak generation within 500 to 750 m after start of coating 4: No time streak generation (adhesiveness)
Teflon (registered trademark) spatula (As One Co., Ltd.) for solid matter adhered to the wetted part of the die (lip part) after the continuous application of 1000 m (and in the durability evaluation, after further application of 1000 m) The company product number 7-629-01) was used to see if it was easy to remove and peel.

○:容易に除去することが出来た。     ○: Easily removed.

(テフロン(登録商標)ヘラで1〜2度擦れば直ぐに除去、剥離できる)
△:時間をかければ除去することが出来た。
(Can be removed and removed immediately by rubbing once or twice with a Teflon (registered trademark) spatula)
(Triangle | delta): If it took time, it was able to remove.

(溶媒(ジブチルエーテル)をかけながらテフロン(登録商標)ヘラで20〜30分擦ると除去可能)
×:時間をかけても除去することが困難であった。
(Can be removed by rubbing with Teflon (registered trademark) spatula for 20-30 minutes while applying solvent (dibutyl ether))
X: It was difficult to remove over time.

(溶媒(ジブチルエーテル)をかけながらテフロン(登録商標)ヘラで1時間以上擦っても除去不可)
(実施例2)
(珪素化合物含有塗布液Bの調製)
光硬化樹脂のポリマー液:JSR Z7535(JSR株式会社製) 1000g
シランカップリング剤:KBM−903(信越シリコーン製) 100g
上記各添加剤を順次混合して珪素化合物含有塗布液Bを得た。
(Cannot be removed by rubbing with a Teflon (registered trademark) spatula for 1 hour or more while applying a solvent (dibutyl ether))
(Example 2)
(Preparation of coating solution B containing silicon compound)
Polymer liquid of photo-curing resin: JSR Z7535 (manufactured by JSR Corporation) 1000 g
Silane coupling agent: KBM-903 (manufactured by Shin-Etsu Silicone) 100g
The above additives were sequentially mixed to obtain a silicon compound-containing coating solution B.

実験例4(本発明)
塗布液Bを用いる以外は、実験例1と同様にして塗布性、付着性、耐久性の評価を行った。結果を表2に示す。
Experimental Example 4 (present invention)
Except for using the coating liquid B, the coating property, adhesion property, and durability were evaluated in the same manner as in Experimental Example 1. The results are shown in Table 2.

実験例5(比較例)
塗布液Bを用いる以外は、実験例2と同様にして塗布性、付着性、耐久性の評価を行った。結果を表2に示す。
Experimental Example 5 (Comparative Example)
The applicability, adhesion and durability were evaluated in the same manner as in Experimental Example 2 except that the coating liquid B was used. The results are shown in Table 2.

実験例6(比較例)
塗布液Bを用いる以外は、実験例3と同様にして塗布性、付着性、耐久性の評価を行った。結果を表2に示す。
Experimental Example 6 (Comparative Example)
The applicability, adhesion and durability were evaluated in the same manner as in Experimental Example 3 except that the coating liquid B was used. The results are shown in Table 2.

Figure 0005729127
Figure 0005729127

以上の結果より、珪素化合物の塗布液を基材に塗布して積層体を製造する積層体の製造装置に、該塗布液が接触する接液部にDLCコーティングを施すことによって、塗布性、付着性、更に、耐久性についても大きく向上することが分かる。   From the above results, the DLC coating is applied to the wetted part where the coating solution comes into contact with the laminate manufacturing apparatus that manufactures the laminate by applying the silicon compound coating solution to the base material. It can be seen that the durability and durability are greatly improved.

(実施例3)
実験例7(本発明)
実験例1の耐久性評価で摩擦後の塗布性の評価に使用した塗布サンプルについて、塗布先頭から50m部分、500m部分、950m部分を採取し、以下に示す方法で表面処理を行った。
(Example 3)
Experimental Example 7 (present invention)
About the coating sample used for evaluation of the coating property after friction in the durability evaluation of Experimental Example 1, 50m portion, 500m portion, and 950m portion were collected from the top of the coating, and surface treatment was performed by the method described below.

(VUV光の照射)
各mでの採取部分の幅手3箇所×長手3箇所=9箇所について、MDエキシマ社製のステージ可動型キセノンエキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200(波長172nm)を用い、ランプと上記試料の照射距離を3mmとなるように試料を固定し、試料温度が100℃となるように保ちながら、ステージの移動速度を10mm/秒の速さで試料を往復搬送させて、合計5往復照射したのち、試料を取り出した。
(VUV light irradiation)
About 3 widths x 3 lengths = 9 points of the sampling part at each m, using a stage movable xenon excimer irradiation device MODEL: MECL-M-1-200 (wavelength 172 nm) manufactured by MD Excimer, The sample was fixed so that the irradiation distance of the sample was 3 mm, and the sample was reciprocated at a moving speed of 10 mm / sec while maintaining the sample temperature at 100 ° C., for a total of 5 reciprocations. After irradiation, a sample was taken out.

(酸素濃度の調整)
VUV光照射時の酸素濃度は、VUV光照射庫内に導入する窒素ガス、及び酸素ガスの流量をフローメーターにより測定し、庫内に導入するガスの窒素ガス/酸素ガス流量比により酸素濃度が0.9%から1.1%の範囲に入る様に調整した。
(Adjustment of oxygen concentration)
The oxygen concentration at the time of VUV light irradiation is determined by measuring the flow rate of nitrogen gas and oxygen gas introduced into the VUV light irradiation chamber with a flow meter, and the oxygen concentration depends on the nitrogen gas / oxygen gas flow rate ratio of the gas introduced into the chamber. It adjusted so that it might be in the range of 0.9% to 1.1%.

<水蒸気透過率の評価>
以下の測定方法により評価した。
<Evaluation of water vapor transmission rate>
The following measurement methods were used for evaluation.

(装置)
蒸着装置:日本電子(株)製真空蒸着装置JEE−400
恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M
(原材料)
水分と反応して腐食する金属:カルシウム(粒状)
水蒸気不透過性の金属:アルミニウム(φ3〜5mm、粒状)
〈水蒸気バリア性評価用セルの作製〉
真空蒸着装置(日本電子製真空蒸着装置 JEE−400)を用い、VUV光照射したフィルム試料の蒸着させたい部分(12mm×12mmを9箇所)以外をマスクし、金属カルシウムを蒸着させた。その後、真空状態のままマスクを取り去り、シート片側全面にアルミニウムをもう一つの金属蒸着源から蒸着させた。アルミニウム封止後、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ0.2mmの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス製)を介してアルミニウム封止側と対面させ、紫外線を照射することで、評価用セルを作製した。
(apparatus)
Vapor deposition apparatus: Vacuum vapor deposition apparatus JEE-400 manufactured by JEOL Ltd.
Constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG47M
(raw materials)
Metal that reacts with water and corrodes: Calcium (granular)
Water vapor-impermeable metal: Aluminum (φ3-5mm, granular)
<Production of water vapor barrier property evaluation cell>
Using a vacuum vapor deposition apparatus (JEOL-made vacuum vapor deposition apparatus JEE-400), the part other than the part (12 mm x 12 mm 9 places) to be vapor-deposited of the film sample irradiated with VUV light was masked, and metal calcium was vapor-deposited. Thereafter, the mask was removed in a vacuum state, and aluminum was deposited from another metal deposition source on the entire surface of one side of the sheet. After aluminum sealing, the vacuum state is released, and immediately facing the aluminum sealing side through a UV-curable resin for sealing (made by Nagase ChemteX) on quartz glass with a thickness of 0.2 mm in a dry nitrogen gas atmosphere The cell for evaluation was produced by irradiating with ultraviolet rays.

得られた両面を封止した試料を60℃、90%RHの高温高湿下で保存し、特開2005−283561号記載の方法に基づき、金属カルシウムの腐食量からセル内に透過した水分量を計算し、各測定箇所(50m部分9箇所、500m部分9箇所、950m部分9箇所)の平均値で評価した。   The obtained sample with both sides sealed is stored under high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, and based on the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-283561, the amount of moisture permeated into the cell from the corrosion amount of metallic calcium Was calculated and evaluated by the average value of each measurement location (9 locations of 50 m portions, 9 locations of 500 m portions, 9 locations of 950 m portions).

4 :5×10−4g/m/day以上、5×10−3g/m/day未満
3 :5×10−3g/m/day以上、5×10−2g/m/day未満
2 :5×10−2g/m/day以上、5×10−1g/m/day未満
1 :5×10−1g/m/day以上
結果を表3に示す。
4: 5 × 10 −4 g / m 2 / day or more, less than 5 × 10 −3 g / m 2 / day 3: 5 × 10 −3 g / m 2 / day or more, 5 × 10 −2 g / m Less than 2 / day 2: 5 × 10 −2 g / m 2 / day or more, less than 5 × 10 −1 g / m 2 / day 1: 5 × 10 −1 g / m 2 / day or more The results are shown in Table 3. Show.

実験例8(比較)
実験例1の代りに実験例2で行った耐久性評価の摩擦後の塗布性評価に使用した塗布サンプルに変更する以外は実験例7と同様にして水蒸気透過率の評価を行った。結果を表3に示す。
Experimental Example 8 (Comparison)
The water vapor transmission rate was evaluated in the same manner as in Experimental Example 7 except that it was changed to the coating sample used for the coating property evaluation after friction in the durability evaluation performed in Experimental Example 2 instead of Experimental Example 1. The results are shown in Table 3.

実験例9(比較)
実験例1の代りに実験例3で行った耐久性評価の摩擦後の塗布性評価に使用した塗布サンプルに変更する以外は実験例7と同様にして水蒸気透過率の評価を行った。結果を表3に示す。
Experimental Example 9 (Comparison)
The water vapor transmission rate was evaluated in the same manner as in Experimental Example 7 except that instead of Experimental Example 1, the sample was changed to a coating sample used for evaluation of coating properties after friction in durability evaluation performed in Experimental Example 3. The results are shown in Table 3.

Figure 0005729127
Figure 0005729127

以上の結果より、珪素化合物の塗布液を基材に塗布して積層体を製造する積層体の製造装置に、該塗布液が接触する接液部にDLCコーティングを施すことによって、得られたフィルムの水蒸気透過率についても大きく向上することが分かる。   From the above results, a film obtained by applying a DLC coating to a wetted part where the coating solution comes into contact with a laminate manufacturing apparatus for manufacturing a laminate by applying a silicon compound coating solution to a substrate. It can be seen that the water vapor transmission rate is greatly improved.

1 溶液タンク
2 バルブ
3 送液ポンプ
4 配管
5 ダイコーター
6 アンワインダー
7 ワインダー
8 乾燥ゾーン
G 不活性ガス
301 基材
502 塗布装置
502a 押出しコーター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solution tank 2 Valve | bulb 3 Liquid feed pump 4 Piping 5 Die coater 6 Unwinder 7 Winder 8 Drying zone G Inert gas 301 Base material 502 Coating apparatus 502a Extrusion coater

Claims (1)

ポリシラザンを含有する塗布液を基材に塗布して、珪素含有被膜を基材上に形成するガスバリア性フィルムの製造方法において、大気にさらされている接液部であって、該塗布液が接触する接液部の少なくとも一部が、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜でコーティングされた部材を有する塗布装置を用いることを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。 In a method for producing a gas barrier film in which a coating liquid containing polysilazane is applied to a base material to form a silicon-containing film on the base material, the wetted part is exposed to the atmosphere, and the coating liquid contacts A method for producing a gas barrier film , comprising using a coating apparatus having a member coated with a diamond-like carbon (DLC) film at least a part of a liquid contact portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015131279A (en) * 2014-01-15 2015-07-23 東京応化工業株式会社 Coating equipment, and coating method
CN204270266U (en) * 2014-02-28 2015-04-15 宸鸿科技(厦门)有限公司 A kind of compound substrate structure and there is the contact panel of compound substrate structure
EP3805694B1 (en) * 2018-05-31 2023-10-18 Toray Industries, Inc. Liquid film thickness measurement method and film production method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3291067B2 (en) * 1992-03-06 2002-06-10 コニカ株式会社 Coating device
JP2000262953A (en) * 1999-03-18 2000-09-26 Fuji Photo Film Co Ltd Coating device
JP2005190598A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Sony Corp Manufacturing device for magnetic recording medium
JP2007330900A (en) * 2006-06-15 2007-12-27 Toppan Printing Co Ltd Die head
JP2011078941A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Konica Minolta Holdings Inc Manufacturing apparatus

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