JP5895855B2 - Method for producing gas barrier film - Google Patents

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本発明は、ガスバリア性フィルムの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、良好なガスバリア性能と高い耐久性を有するガスバリア性フィルムを製造するための方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a gas barrier film. More specifically, the present invention relates to a method for producing a gas barrier film having good gas barrier performance and high durability.

水蒸気や酸素の透過を遮断する性質、いわゆるガスバリア性を有するフィルム(以下、「ガスバリア性フィルム」とも称する)に関し、従来からさまざまな検討がなされている。ガスバリア性フィルムは、一般に、熱可塑性樹脂からなる基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物を含む薄膜(ガスバリア層;以下、単に「バリア層」とも称する)が形成されたものである。そして、このようなガスバリア性フィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスによる変質を防止するため、各種ガスの遮断を必要とする物品を包装する用途で用いられている。また、上記包装用途以外にも、各種ガスによる変質を防止するために、太陽電池、液晶表示素子、有機EL素子等の電子デバイスを封止する用途にも使用されている。基材としてフィルムを用いたガスバリア性フィルムは、ガラス基板を基材として用いた場合と比較してフレキシブル性に優れており、ロール式での生産に適しており、電子デバイスの軽量化および取り扱い性の点において優位である。   Various studies have been made on a film having a property of blocking permeation of water vapor and oxygen, that is, a film having a so-called gas barrier property (hereinafter also referred to as “gas barrier film”). A gas barrier film generally has a thin film (gas barrier layer; hereinafter, also simply referred to as “barrier layer”) containing a metal oxide such as aluminum oxide, magnesium oxide or silicon oxide on the surface of a substrate or film made of a thermoplastic resin. It is formed. And such a gas barrier film is used in the application which wraps the goods which need interruption | blocking of various gas, in order to prevent the quality change by various gases, such as water vapor | steam and oxygen. In addition to the packaging applications described above, it is also used for sealing electronic devices such as solar cells, liquid crystal display elements, and organic EL elements in order to prevent deterioration due to various gases. The gas barrier film using a film as a base material is superior in flexibility compared to the case where a glass substrate is used as a base material, and is suitable for roll production, reducing the weight and handling of electronic devices. This is an advantage.

このようなガスバリア性フィルムを製造する方法としては、主に熱蒸着法、プラズマCVD法(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法、化学蒸着法)、スパッタ法等によってフィルムなどの基材上にバリア層を形成する方法が知られている(たとえば、特許文献1)。   As a method for producing such a gas barrier film, a barrier is mainly formed on a substrate such as a film by a thermal evaporation method, a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition), a sputtering method, or the like. A method of forming a layer is known (for example, Patent Document 1).

これらの方法の中でも、プラズマCVD法によってフィルム基材上に酸化ケイ素膜を形成する際、基材を冷却することで、一定のガスバリア性を有するガスバリア性フィルムを製造する技術が提案されている(特許文献2)。   Among these methods, a technique for producing a gas barrier film having a certain gas barrier property by cooling the substrate when a silicon oxide film is formed on the film substrate by a plasma CVD method has been proposed ( Patent Document 2).

特開2011−116124号公報JP 2011-116124 A 特開2008−274385号公報JP 2008-274385 A

特許文献2では、冷却されたメインロール上に熱可塑性樹脂基材であるフィルムが当接した状態で、酸化ケイ素膜を積層する技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique of laminating a silicon oxide film in a state where a film that is a thermoplastic resin base material is in contact with a cooled main roll.

しかしながら、本発明者らは、上記技術によってもなお、ガスバリア性能が十分でなく、また、ガスバリア性フィルムの耐久性が低いことを見出した。   However, the present inventors have found that even with the above technique, the gas barrier performance is still insufficient, and the durability of the gas barrier film is low.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、良好なガスバリア性能と高い耐久性を有するガスバリア性フィルムの製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the manufacturing method of the gas-barrier film which has favorable gas-barrier performance and high durability.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った結果、バリア層を形成する直前の基材を所定温度に冷却し、その後、プラズマCVD法によってバリア層を形成する際の成膜ローラー温度が所定の値以上となるように制御することによって、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have cooled the substrate immediately before forming the barrier layer to a predetermined temperature, and then formed the barrier layer by plasma CVD. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by controlling the film forming roller temperature to be a predetermined value or higher, and the present invention has been completed.

すなわち、上記諸目的は、以下の手段により達成される。   That is, the above objects are achieved by the following means.

1.熱可塑性樹脂を含む基材を成膜ローラーへ搬送しながら、冷却部材を用いて該基材の表面温度(t1)を10℃以下に冷却する工程(1)と、表面温度(t2)が下記式(1)の関係を満たす前記成膜ローラーを用いて、プラズマCVD法により前記基材上にバリア層を形成する工程(2)と、を含む、ガスバリア性フィルムの製造方法。   1. While conveying the base material containing the thermoplastic resin to the film forming roller, the step (1) of cooling the surface temperature (t1) of the base material to 10 ° C. or less using a cooling member, and the surface temperature (t2) are as follows: And a step (2) of forming a barrier layer on the substrate by a plasma CVD method using the film forming roller satisfying the relationship of the formula (1).

Figure 0005895855
Figure 0005895855

2.前記工程(1)と同時に、前記基材上に有機層を形成する工程(3)を行う、1.に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   2. Simultaneously with the step (1), the step (3) of forming an organic layer on the substrate is performed. The manufacturing method of the gas-barrier film of description.

3.前記工程(3)において、前記冷却部材上に配設された前記基材に電子線硬化性樹脂材料からなる硬化性樹脂層を形成し、該硬化性樹脂層に電子線を照射することにより前記有機層を形成する、2.に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   3. In the step (3), by forming a curable resin layer made of an electron beam curable resin material on the substrate disposed on the cooling member, and irradiating the curable resin layer with an electron beam Forming an organic layer; 2. The manufacturing method of the gas-barrier film of description.

4.前記バリア層は、少なくともケイ素、酸素および炭素を含む、1.〜3.のいずれかに記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   4). The barrier layer includes at least silicon, oxygen, and carbon. ~ 3. The manufacturing method of the gas-barrier film in any one of.

5.前記工程(1)において、前記基材を、前記バリア層が形成される面が凸となるように巻回する、1.〜4.のいずれかに記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   5. In the step (1), the base material is wound so that the surface on which the barrier layer is formed is convex. ~ 4. The manufacturing method of the gas-barrier film in any one of.

本発明によれば、良好なガスバリア性と高い耐久性を有するガスバリア性フィルムの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a gas barrier film having good gas barrier properties and high durability.

本発明の一実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法に好適に用いられる製造装置の模式図である。It is a schematic diagram of the manufacturing apparatus used suitably for the manufacturing method of the gas barrier film which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法に好適に用いられる製造装置の模式図である。It is a schematic diagram of the manufacturing apparatus used suitably for the manufacturing method of the gas barrier film which concerns on other embodiment of this invention.

本発明は、基材上にガスバリア性を有するバリア層が形成されたガスバリア性フィルムの製造方法に関する。なお、本発明でいう「ガスバリア性」については、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(水蒸気透過率)(60±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m・24h)以下である場合にガスバリア性があると定義する。また、ガスバリア性フィルムのJIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度(酸素透過率)が、1×10−3ml/m・24h・atm以下(1atmとは、1.01325×10Paである)であると好ましい。 The present invention relates to a method for producing a gas barrier film in which a barrier layer having gas barrier properties is formed on a substrate. In addition, about "gas barrier property" as used in the field of this invention, the water-vapor-permeability (water-vapor-permeability) (60 +/- 0.5 degreeC, relative humidity (90 +/- 2)% measured by the method based on JISK7129-1992. When RH) is 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less, it is defined as having gas barrier properties. Moreover, the oxygen permeability (oxygen permeability) measured by a method according to JIS K 7126-1987 of the gas barrier film is 1 × 10 −3 ml / m 2 · 24 h · atm or less (1 atm is 1. 01325 × 10 5 Pa).

本発明の製造方法においては、少なくとも、基材を冷却する工程(1)およびバリア層を形成する工程(2)をこの順で行う。具体的には、本発明は、熱可塑性樹脂を含む基材を成膜ローラーへ搬送しながら、冷却部材を用いて該基材の表面温度(t1)を10℃以下に冷却する工程(1)と、表面温度(t2)が下記式(1)の関係を満たす前記成膜ローラーを用いて、プラズマCVD法により前記基材上にバリア層を形成する工程(2)と、を含む、ガスバリア性フィルムの製造方法である。   In the production method of the present invention, at least the step (1) for cooling the substrate and the step (2) for forming the barrier layer are performed in this order. Specifically, the present invention is a step (1) of cooling the surface temperature (t1) of the substrate to 10 ° C. or lower using a cooling member while conveying the substrate containing the thermoplastic resin to the film forming roller. And a step (2) of forming a barrier layer on the substrate by a plasma CVD method using the film-forming roller having a surface temperature (t2) satisfying the relationship of the following formula (1): It is a manufacturing method of a film.

Figure 0005895855
Figure 0005895855

本発明の製造方法は、ロール式でプラズマCVD法によりバリア層を形成する技術に係るものであり、たとえば、図1に示されるような製造装置を用いて行うことができる。本発明では、冷却ローラー51のような冷却部材、成膜ローラー39,40、これに加えて任意の搬送ローラー33,34,35を用いて、基材2を搬送させながら、プラズマCVD法によりバリア層3を形成する。なお、バリア層2を形成する前に、不図示の有機層を形成してもよい。   The manufacturing method of the present invention relates to a technique for forming a barrier layer by a roll-type plasma CVD method, and can be performed using, for example, a manufacturing apparatus as shown in FIG. In the present invention, a cooling member such as the cooling roller 51, film forming rollers 39 and 40, and optional transport rollers 33, 34, and 35 are used to transport the base material 2 and a barrier is formed by a plasma CVD method. Layer 3 is formed. Note that an organic layer (not shown) may be formed before the barrier layer 2 is formed.

このように、本発明では、基材を搬送すると共に成膜を行うための成膜ローラーを用いる。このとき、工程(1)において、基材が当該成膜ローラーへ搬送される前の段階で、基材の表面温度(t1)を10℃以下に冷却する。続いて、工程(2)において、バリア層を形成するための成膜ローラーの表面温度(t2)が上記式(1)の関係を満たすように制御した上で、バリア層を形成する。   Thus, in this invention, the film-forming roller for conveying a base material and performing film-forming is used. At this time, in the step (1), the surface temperature (t1) of the substrate is cooled to 10 ° C. or less before the substrate is conveyed to the film forming roller. Subsequently, in the step (2), the barrier layer is formed after controlling the surface temperature (t2) of the film forming roller for forming the barrier layer to satisfy the relationship of the above formula (1).

本発明者らは、上記の各工程を経るガスバリア性フィルムの製造方法によって、良好なガスバリア性能(例えば、低い水蒸気透過率及び酸素透過率)と高い耐久性を有するガスバリア性フィルムが得られることを見出し、本発明に至った次第である。   The present inventors have found that a gas barrier film having good gas barrier performance (for example, low water vapor transmission rate and oxygen transmission rate) and high durability can be obtained by the method for producing a gas barrier film through each of the above steps. It is up to the headline and the present invention.

前述した本発明の構成による作用効果の発揮のメカニズムは以下のように推測される。   The mechanism for exerting the operational effects of the configuration of the present invention described above is presumed as follows.

本発明によれば、プラズマCVD法によりバリア層を形成する前に基材を冷却するため、以下のような効果が得られる。すなわち、冷却の効果として、熱可塑性樹脂基材の内部に存在する可塑剤や、当該基材の原料であるモノマーやオリゴマー等の低分子成分が基材表面へ拡散することを抑制できるという効果がある。可塑剤は、各種熱可塑性樹脂基材(プラスチック基材)に添加されることにより、当該基材に柔軟性を与えたり、成形加工を容易にしたりすることができる化合物であり、たとえば、フタル酸系、アジピン酸系、リン酸系、トリメリット酸系などが挙げられる。これらの成分がバリア層を積層する前に基材表面に拡散し、配向した場合、基材とバリア層との界面における密着性を低下させ、その結果、ガスバリア性フィルムの耐久性を低下させることがある。また、可塑剤や原料モノマー等が基材表面へ拡散すると、高温高湿保存下におけるバリア性能を大きく低下させる場合がある。したがって、バリア層を形成する前の基材温度を所定の温度以下に制御することにより、可塑剤や原料モノマー等の拡散を抑制することができ、その結果、上記のような現象を抑制することができる。   According to the present invention, since the substrate is cooled before the barrier layer is formed by the plasma CVD method, the following effects can be obtained. That is, as an effect of cooling, there is an effect that it is possible to suppress the diffusion of a low molecular component such as a plasticizer existing inside the thermoplastic resin base material, a monomer or an oligomer as a raw material of the base material to the base material surface. is there. A plasticizer is a compound that can be added to various thermoplastic resin base materials (plastic base materials) to give the base material flexibility or facilitate molding, for example, phthalic acid. Type, adipic acid type, phosphoric acid type, trimellitic acid type and the like. When these components are diffused and oriented on the substrate surface before laminating the barrier layer, the adhesion at the interface between the substrate and the barrier layer is lowered, and as a result, the durability of the gas barrier film is lowered. There is. Moreover, when a plasticizer, a raw material monomer, etc. diffuse to the substrate surface, the barrier performance under high temperature and high humidity storage may be greatly reduced. Therefore, by controlling the substrate temperature before forming the barrier layer below a predetermined temperature, diffusion of plasticizers, raw material monomers, etc. can be suppressed, and as a result, the above phenomenon can be suppressed. Can do.

また、基材を冷却することにより、基材とバリア層との密着性を向上させるという効果も得られる。つまり、バリア層形成後の基材とバリア層との応力差を緩和することができるため、基材とバリア層との密着性が良好となる。その結果、高い耐久性を備えたガスバリア性フィルムとすることができる。   Moreover, the effect of improving the adhesiveness of a base material and a barrier layer is also acquired by cooling a base material. That is, since the stress difference between the base material and the barrier layer after the barrier layer is formed can be relaxed, the adhesion between the base material and the barrier layer is improved. As a result, a gas barrier film having high durability can be obtained.

そして、本発明によれば、基材を冷却した状態としたまま連続的にバリア層を形成するのではなく、その表面温度が所定温度に制御された成膜ローラーを用いてバリア層を形成する(この点で、特許文献2に記載の技術とは異なる。)。したがって、バリア層の形成直前に冷却することで上記効果が得られると共に、プラズマCVD法によりバリア層を形成する際に最も適した条件でバリア層を形成することができるのである。すなわち、バリア層の形成前から形成後まで連続して冷却すると、上記の冷却による効果は得られるものの、基材表面温度が低いために基材表面近傍におけるプラズマ密度が低下し、緻密なバリア層を形成するために適した条件とすることができず、バリア層の性能が低下する。一方、本発明によれば、バリア層が緻密な構造を有する膜となるように、温度、さらには基材の搬送速度を冷却工程とは独立して仔細に制御することができる。その結果、バリア層自体のバリア性が向上し、ガスバリア性フィルム全体のバリア性を向上させることができるのである。したがって、本発明によれば、基材の冷却による上記のような効果が得られるだけでなく、バリア層の形成時点で基材が過度に冷却されていると形成することができない緻密なバリア層を形成することができ、よってガスバリア性を向上させることができる。ただし、上記メカニズムは推定であり、本発明の範囲をなんら制限するものではない。   And according to this invention, it does not form a barrier layer continuously in the state which cooled the base material, but forms a barrier layer using the film-forming roller by which the surface temperature was controlled to predetermined temperature. (This is different from the technique described in Patent Document 2.) Therefore, the above effect can be obtained by cooling immediately before the formation of the barrier layer, and the barrier layer can be formed under conditions most suitable when the barrier layer is formed by the plasma CVD method. That is, if the cooling is continuously performed from before the formation of the barrier layer to after the formation, the above-described cooling effect can be obtained, but the plasma surface density near the substrate surface is lowered due to the low substrate surface temperature, and the dense barrier layer The conditions suitable for forming the film cannot be achieved, and the performance of the barrier layer decreases. On the other hand, according to the present invention, the temperature and further the transport speed of the substrate can be finely controlled independently of the cooling step so that the barrier layer becomes a film having a dense structure. As a result, the barrier property of the barrier layer itself is improved, and the barrier property of the entire gas barrier film can be improved. Therefore, according to the present invention, not only the above-described effects can be obtained by cooling the base material, but also a dense barrier layer that cannot be formed if the base material is excessively cooled at the time of forming the barrier layer. Thus, the gas barrier property can be improved. However, the above mechanism is estimation and does not limit the scope of the present invention.

本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、基材とバリア層との間に配設される有機層を形成する工程(3)をさらに含んでいてもよい。このように、工程(3)をさらに含むことにより、得られるガスバリア性フィルムにおいて、有機層が基材とバリア層との間に介在することとなり、その結果、基材とバリア層との密着性を向上させることができ、また、バリア性能を向上させることができる。   The method for producing a gas barrier film of the present invention may further include a step (3) of forming an organic layer disposed between the substrate and the barrier layer. As described above, by further including the step (3), in the obtained gas barrier film, the organic layer is interposed between the base material and the barrier layer, and as a result, the adhesion between the base material and the barrier layer. And the barrier performance can be improved.

そして、かような工程(3)は、上記工程(1)の前に行ってもよいし、同時に行ってもよいが、ガスバリア性を向上させるという観点から、同時に行うことがと好ましい。すなわち、工程(1)と同時に、基材上に有機層を形成する工程(3)を行うと好適である。   And such a process (3) may be performed before the said process (1), and may be performed simultaneously, but it is preferable to perform simultaneously from a viewpoint of improving gas barrier property. That is, it is preferable to perform the step (3) of forming an organic layer on the substrate simultaneously with the step (1).

このように、工程(1)と工程(3)を同時に行うことにより、基材が冷却された状態で有機層を形成することとなり、有機層の材料が基材により密着しやすくなる。また、基材上に有機層の材料となるモノマーを堆積させ、その後、当該モノマーを基材上で重合させることにより有機層を形成する場合は、重合反応に伴い熱が発生する。したがって、この発生した熱によって熱可塑性樹脂基材が損傷することを防止するため、工程(1)と工程(3)を同時に行い、基材に伝達される熱を緩和すると好適である。   Thus, by performing the step (1) and the step (3) at the same time, the organic layer is formed in a state where the substrate is cooled, and the material of the organic layer is more easily adhered to the substrate. In addition, when an organic layer is formed by depositing a monomer as a material for the organic layer on the substrate and then polymerizing the monomer on the substrate, heat is generated with the polymerization reaction. Therefore, in order to prevent the thermoplastic resin base material from being damaged by the generated heat, it is preferable to perform the steps (1) and (3) at the same time and relax the heat transmitted to the base material.

<一実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法>
本実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法では、上述の通り、少なくとも、基材を冷却する工程(1)と、バリア層を形成する工程(2)を含む他、有機層を形成する工程(3)、ブリードアウト防止層を形成する工程(4)およびアンカーコート層を形成する工程(5)もまた任意で行われうる。
<The manufacturing method of the gas-barrier film which concerns on one Embodiment>
In the method for producing a gas barrier film according to this embodiment, as described above, at least the step (1) of cooling the base material and the step (2) of forming a barrier layer, as well as the step of forming an organic layer ( 3) The step (4) of forming a bleed-out prevention layer and the step (5) of forming an anchor coat layer can also be optionally performed.

以下、工程(1)〜(5)について、図1を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法に好適に用いられる製造装置の模式図である。なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   Hereinafter, steps (1) to (5) will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of a production apparatus suitably used in a method for producing a gas barrier film according to an embodiment of the present invention. The embodiments described below are provided with various technically preferable limitations for carrying out the present invention, but the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

また、本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は「X以上Y以下」を意味し、「重量」と「質量」、「重量%」と「質量%」及び「重量部」と「質量部」は同義語として扱う。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%の条件で測定する。   In the present specification, “X to Y” indicating a range means “X or more and Y or less”, and “weight” and “mass”, “wt%” and “mass%”, “part by weight” and “ “Part by mass” is treated as a synonym. Unless otherwise specified, measurement of operation and physical properties is performed under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50%.

[工程(1)(基材冷却工程)]
本発明における工程(1)では、以下で詳述するバリア層を形成する前に基材を冷却する。
[Step (1) (Substrate cooling step)]
In the step (1) in the present invention, the substrate is cooled before the barrier layer described in detail below is formed.

本発明において使用される基材は、熱可塑性樹脂を主成分として含み、可撓性を有するものであると好ましい。より好ましくは、熱可塑性樹脂からなる基材が用いられ、このような基材としては、一般に、プラスチックフィルムまたはシートが用いられ、無色透明な樹脂からなるフィルムまたはシートが好ましく用いられる。用いられるプラスチックフィルムは、バリア層、有機層等を保持できるフィルムであれば材質、厚み等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。前記プラスチックフィルムとしては、具体的には、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂からなるフィルム、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム(製品名シルプラス、新日鐵化学株式会社製)、さらには上記したフィルム材料を2層以上積層して成る樹脂フィルム等が挙げられる。   The base material used in the present invention preferably contains a thermoplastic resin as a main component and has flexibility. More preferably, a base material made of a thermoplastic resin is used, and as such a base material, a plastic film or sheet is generally used, and a film or sheet made of a colorless and transparent resin is preferably used. The plastic film to be used is not particularly limited in material, thickness and the like as long as it can hold a barrier layer, an organic layer and the like, and can be appropriately selected according to the purpose of use. Specific examples of the plastic film include polyester resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene resin, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, and polyetherimide. Resin, cellulose acylate resin, polyurethane resin, polyetheretherketone resin, polycarbonate resin, alicyclic polyolefin resin, polyarylate resin, polyethersulfone resin, polysulfone resin, cycloolefin copolymer, fluorene ring-modified polycarbonate resin, alicyclic ring Film made of thermoplastic resin such as modified polycarbonate resin, fluorene ring modified polyester resin, acryloyl compound, silsesquioki having organic-inorganic hybrid structure Resistant transparent film was down a basic skeleton (product name Shirupurasu, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), and further a resin film or the like formed by laminating the above-mentioned film material 2 or more layers and the like.

基材として用いることができる熱可塑性樹脂のより好ましい具体例としては、コストや入手容易性の点から、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル(例えば東洋紡株式会社製、コスモシャイン(登録商標)A4300)、脂環式ポリオレフィン(例えば日本ゼオン株式会社製、ゼオノア(登録商標)1600)、ポリアリレート(PAr)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリスルホン(PSF)、シクロオレフィンコポリマー(COC:特開2001−150584号公報に記載の化合物)、ポリイミド(例えば三菱ガス化学株式会社製、ネオプリム(登録商標))、フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC:特開2000−227603号公報に記載の化合物)、脂環変性ポリカーボネート(IP−PC:特開2000−227603号公報に記載の化合物)、アクリロイル化合物(特開2002−80616号公報に記載の化合物)等が挙げられる。   More preferable specific examples of the thermoplastic resin that can be used as the substrate include, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, and polyester (for example, Cosmo Shine (registered by Toyobo Co., Ltd.)) from the viewpoint of cost and availability. (Trademark) A4300), cycloaliphatic polyolefin (for example, ZEONOR (registered trademark) 1600 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), polyarylate (PAr), polyethersulfone (PES), polysulfone (PSF), cycloolefin copolymer (COC: special Compound described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-150584), polyimide (for example, Neoprim (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), fluorene ring-modified polycarbonate (BCF-PC: compound described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-227603) ), Alicyclic-modified polycarbonate (IP-PC: compound described in 2000-227603 JP-), acryloyl compound (compound described in 2002-80616 JP-), and the like.

本発明により製造されるガスバリア性フィルムを有機EL素子等の電子デバイスとして利用する場合、プラスチックフィルムは透明であることが好ましい。すなわち、光線透過率が通常80%以上、好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。光線透過率は、JIS K7105:1981に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。ただし、本発明により製造されるガスバリア性フィルムをディスプレイ用途に用いる場合であっても、観察側に設置しない場合などは必ずしも透明性が要求されない。   When the gas barrier film produced according to the present invention is used as an electronic device such as an organic EL element, the plastic film is preferably transparent. That is, the light transmittance is usually 80% or more, preferably 85% or more, and more preferably 90% or more. The light transmittance is calculated by measuring the total light transmittance and the amount of scattered light using the method described in JIS K7105: 1981, that is, using an integrating sphere light transmittance measuring device, and subtracting the diffuse transmittance from the total light transmittance. can do. However, even when the gas barrier film produced according to the present invention is used for display, transparency is not necessarily required when it is not installed on the observation side.

本発明により製造されるガスバリア性フィルムに用いられるプラスチックフィルムの厚みは、用途によって適宜選択されるため特に制限がないが、典型的には1〜800μmであり、好ましくは5〜500μm、より好ましくは10〜250μm、更に好ましくは25〜150μmである。これらのプラスチックフィルムは、透明導電層、プライマー層等の機能層を有していても良い。機能層については、前記のもののほか、特開2006−289627号公報の段落番号「0036」〜「0038」に記載されているものを好ましく採用できる。   The thickness of the plastic film used for the gas barrier film produced according to the present invention is not particularly limited because it is appropriately selected depending on the application, but is typically 1 to 800 μm, preferably 5 to 500 μm, more preferably. The thickness is 10 to 250 μm, more preferably 25 to 150 μm. These plastic films may have functional layers such as a transparent conductive layer and a primer layer. As the functional layer, besides those described above, those described in paragraph numbers “0036” to “0038” of JP-A-2006-289627 can be preferably employed.

基材は、表面の平滑性が高いものが好ましい。表面の平滑性としては、平均表面粗さ(Ra)が2nm以下であるものが好ましい。下限は特にないが、実用上、0.01nm以上である。必要に応じて、基材の両面、少なくともバリア層を設ける側を研摩し、平滑性を向上させておいてもよい。   The substrate preferably has a high surface smoothness. As the surface smoothness, those having an average surface roughness (Ra) of 2 nm or less are preferable. Although there is no particular lower limit, it is practically 0.01 nm or more. If necessary, both surfaces of the substrate, at least the side on which the barrier layer is provided, may be polished to improve smoothness.

また、上記に挙げた樹脂等を用いた基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。   In addition, the base material using the above-described resins or the like may be an unstretched film or a stretched film.

本発明で用いられる基材は、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等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。   The base material used in the present invention can be produced by a conventionally known general method. For example, an unstretched substrate that is substantially amorphous and not oriented can be produced by melting a resin as a material with an extruder, extruding it with an annular die or a T-die, and quenching. Further, the unstretched base material is subjected to a known method such as uniaxial stretching, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, tubular simultaneous biaxial stretching, etc. A stretched substrate can be produced by stretching in the direction perpendicular to the flow direction of the substrate (horizontal axis). The draw ratio in this case can be appropriately selected according to the resin as the raw material of the substrate, but is preferably 2 to 10 times in the vertical axis direction and the horizontal axis direction.

基材の少なくとも本発明に係るバリア層を設ける側には、密着性向上のための公知の種々の処理、例えばコロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、またはプラズマ処理等を行うことが好ましく、必要に応じて上記処理を組み合わせて行うことがより好ましい。   It is preferable and necessary to perform various known treatments for improving adhesion, such as corona discharge treatment, flame treatment, oxidation treatment, or plasma treatment, on at least the side of the substrate on which the barrier layer according to the present invention is provided. More preferably, the above processes are combined.

以下、本発明の工程(1)に係る基材を冷却する好ましい方法について説明する。   Hereinafter, the preferable method of cooling the base material which concerns on the process (1) of this invention is demonstrated.

本発明に係るガスバリア性フィルムは、以下で詳述するように、生産性の観点から、ロールツーロール方式で基材の表面上にバリア層を形成することが好ましい。また、プラズマCVD法によりバリア層を製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え、かつ前記一対の成膜ローラー間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましく、例えば、図1に示す製造装置を用いた場合には、プラズマCVD法を利用しながらロールツーロール方式で製造することが可能となる。   As described in detail below, the gas barrier film according to the present invention preferably forms a barrier layer on the surface of the substrate by a roll-to-roll method from the viewpoint of productivity. Further, an apparatus that can be used when the barrier layer is manufactured by the plasma CVD method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rollers and a plasma power source, and between the pair of film forming rollers. It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging. For example, when the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used, it is possible to manufacture by a roll-to-roll method using the plasma CVD method. It becomes.

図1に示す製造装置100は、不図示の送り出しローラーと、搬送ローラー33,34,35と、冷却ローラー51と、成膜ローラー39,40と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源42と、成膜ローラー39,40の内部に設置された磁場発生装置43,44と、不図示の巻取りローラーとを備えている。本発明に用いられる製造装置100において、冷却ローラー51は、成膜ローラー39,40の上流側(基材2が搬送される方向に対して上流側)に配設されている。なお、「基材が搬送される方向」は、図1中、矢印にて表されている。   The manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes an unillustrated delivery roller, transport rollers 33, 34, and 35, a cooling roller 51, film forming rollers 39 and 40, a gas supply pipe 41, a plasma generation power source 42, and the like. The magnetic field generators 43 and 44 installed in the film forming rollers 39 and 40 and a winding roller (not shown) are provided. In the manufacturing apparatus 100 used in the present invention, the cooling roller 51 is disposed upstream of the film forming rollers 39 and 40 (upstream with respect to the direction in which the base material 2 is conveyed). The “direction in which the base material is conveyed” is indicated by an arrow in FIG.

また、このような製造装置100においては、少なくとも成膜ローラー39,40と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源42と、磁場発生装置43,44とが真空チャンバー10内に配置されている。さらに、このような製造装置100において真空チャンバー10は、真空排気手段である真空ポンプ11に排気口12を介して接続されており、この真空ポンプ11およびガス供給管41により真空チャンバー10内の圧力を適宜調整することが可能となっている。なお、真空ポンプ11は、真空チャンバー10の内部を真空状態または真空に準じた低圧状態まで排気することができる。   Further, in such a manufacturing apparatus 100, at least the film forming rollers 39 and 40, the gas supply pipe 41, the plasma generating power source 42, and the magnetic field generating apparatuses 43 and 44 are disposed in the vacuum chamber 10. . Further, in such a manufacturing apparatus 100, the vacuum chamber 10 is connected to a vacuum pump 11, which is a vacuum exhaust means, via an exhaust port 12, and the pressure in the vacuum chamber 10 is determined by the vacuum pump 11 and the gas supply pipe 41. Can be adjusted as appropriate. The vacuum pump 11 can evacuate the inside of the vacuum chamber 10 to a vacuum state or a low pressure state according to vacuum.

また、製造装置100は、以下で詳述する任意の要素である工程(3)に使用される有機材料供給装置61と、活性エネルギー線照射装置62もまた真空チャンバー10内に有している。   The manufacturing apparatus 100 also has an organic material supply device 61 and an active energy ray irradiation device 62 used in the step (3), which are optional elements described in detail below, in the vacuum chamber 10.

上記製造装置100において、工程(1)は、冷却部材としての円筒状の冷却ローラー51の表面に基材2が当接し、これにより基材2が冷却されることにより行われる。この工程(1)では、基材の表面温度(t1)が、10℃以下となるように冷却ローラー51の温度が制御される。基材の表面温度(t1)とは、より具体的には、冷却ローラー51から基材2が離脱する直前の点(図1中のA地点)における基材の温度である。冷却ローラー51には幅があるため、より詳細には、基材2が冷却ローラー51から離脱する直前であって、冷却ローラー51の軸方向(図1では奥行き方向)における中心点の温度を指す。この基材の表面温度(t1)が、冷却ロール51により、10℃以下、より好ましくは0℃以下、更に好ましくは−10℃以下に冷却される。なお、基材の表面温度(t1)の下限値は特に制限されないが、好ましくは−80℃、より好ましくは−40℃である。   In the said manufacturing apparatus 100, a process (1) is performed when the base material 2 contact | abuts on the surface of the cylindrical cooling roller 51 as a cooling member, and, thereby, the base material 2 is cooled. In this step (1), the temperature of the cooling roller 51 is controlled so that the surface temperature (t1) of the base material is 10 ° C. or lower. More specifically, the surface temperature (t1) of the base material is the temperature of the base material at a point immediately before the base material 2 is detached from the cooling roller 51 (point A in FIG. 1). Since the cooling roller 51 has a width, more specifically, it indicates the temperature at the center point in the axial direction of the cooling roller 51 (the depth direction in FIG. 1) immediately before the base material 2 is detached from the cooling roller 51. . The surface temperature (t1) of this substrate is cooled to 10 ° C. or less, more preferably 0 ° C. or less, and still more preferably −10 ° C. or less by the cooling roll 51. In addition, the lower limit value of the surface temperature (t1) of the substrate is not particularly limited, but is preferably -80 ° C, more preferably -40 ° C.

基材の表面温度(t1)を、上記の温度以下に冷却するための具体的な方法について以下に詳述する。冷却ローラー51の構成の一例としては、その表面が、チタン、ステンレス、クロムメッキ、超硬合金等によりコーティングされており、その内部に、冷媒を流通させることができる機構を備えているものが挙げられる。そして、冷媒をその内部に流通させることにより、冷却ローラー51の表面温度が10℃以下、より好ましくは0℃以下、更に好ましくは−10℃以下に冷却されている。冷却ローラー51の温度は、基材2の材料および搬送速度にも依存するが、目的とする基材の表面温度(t1)よりも2〜3℃低くすると好ましい。なお、冷却ローラー51の表面温度の下限値は特に制限されないが、好ましくは−90℃、より好ましくは−50℃である。この時に使用される冷媒としては公知のものを用いることができ、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール、アセトン等の有機溶媒、食塩水等の不凍液等が用いられる。また、冷媒を流通させる機構としては、公知のものを用いることができる。   A specific method for cooling the surface temperature (t1) of the substrate to the above temperature will be described in detail below. As an example of the structure of the cooling roller 51, the surface is coated with titanium, stainless steel, chrome plating, cemented carbide, or the like, and the cooling roller 51 includes a mechanism capable of circulating a coolant. It is done. And by circulating a refrigerant | coolant through the inside, the surface temperature of the cooling roller 51 is 10 degrees C or less, More preferably, it is 0 degrees C or less, More preferably, it is cooled to -10 degrees C or less. The temperature of the cooling roller 51 depends on the material of the substrate 2 and the conveyance speed, but is preferably 2 to 3 ° C. lower than the surface temperature (t1) of the target substrate. In addition, the lower limit value of the surface temperature of the cooling roller 51 is not particularly limited, but is preferably −90 ° C., more preferably −50 ° C. As the refrigerant used at this time, known ones can be used. For example, alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, organic solvents such as acetone, and antifreeze solutions such as saline are used. Moreover, a well-known thing can be used as a mechanism which distribute | circulates a refrigerant | coolant.

基材の表面温度(t1)を上記温度の範囲内とするために、図1中のA地点の近傍には、接触式または非接触式の温度測定手段(不図示)が取り付けられている。この温度測定手段を用いて基材の表面温度(t1)を測定し、この測定結果から、冷却ローラー51の内部に流通させる冷媒の温度を制御することにより、基材の表面温度(t1)が適切に調整される。   In order to set the surface temperature (t1) of the substrate within the above temperature range, a contact-type or non-contact-type temperature measuring means (not shown) is attached in the vicinity of the point A in FIG. The surface temperature (t1) of the base material is measured by measuring the surface temperature (t1) of the base material using this temperature measuring means, and the temperature of the refrigerant flowing through the cooling roller 51 is controlled from the measurement result. Adjusted appropriately.

上記の冷却ローラー51は、基材2の搬送方向に対して最も上流側にある成膜ローラー39よりも上流側に配設されていればよいが、このとき、冷却ローラー51に当接する基材が、後述のバリア層3が形成される面が凸となるように巻回されるように冷却ローラー51が配設されていると好ましい。すなわち、基材2の裏面側に冷却ローラー51が巻きつけられるように当接して、その後のバリア層3の成膜面が凸となる状態(すなわち膨出した状態)で工程(1)を行うことが好ましい。これにより、熱可塑性樹脂を含む基材2に、いわゆる「巻きぐせ」を生じさせて、これを水平に伸ばした際に成膜面側に圧縮応力が生じるように制御することで、ガスバリア性フィルム1の耐久性が向上する。   The cooling roller 51 may be disposed on the upstream side of the film forming roller 39 on the most upstream side with respect to the conveyance direction of the base material 2. At this time, the base material that contacts the cooling roller 51 However, it is preferable that the cooling roller 51 is disposed so that the surface on which the barrier layer 3 described later is formed is convex. That is, the step (1) is performed in a state where the cooling roller 51 is brought into contact with the back surface side of the base material 2 so as to be wound, and the subsequent film-forming surface of the barrier layer 3 is convex (that is, in a bulged state). It is preferable. Thus, the gas barrier film is controlled by causing the base material 2 containing the thermoplastic resin to generate a so-called “wrapping” and generating a compressive stress on the film forming surface side when the substrate 2 is stretched horizontally. 1 durability is improved.

このように、バリア層3の成膜面が凸となるような状態で基材2を冷却するときに用いられる冷却ローラー51としては、適宜公知のローラーを用いることができる。このような冷却ローラー51の直径としては、冷却効率や真空チャンバーのスペース等の観点から、直径が40〜2000mmφの範囲であると好ましく、50〜1500mmφの範囲であるとより好ましく、150〜1000mmφの範囲であると更に好ましく、200〜700mmφの範囲であると特に好ましい。冷却ローラー51の直径が40mmφ以上であれば、基材2を十分に冷却することができる。一方、冷却ローラー51が2000mmφ以下であれば、装置設計上、実用的であるため好ましい。   Thus, as the cooling roller 51 used when the base material 2 is cooled in a state where the film formation surface of the barrier layer 3 is convex, a known roller can be used as appropriate. The diameter of the cooling roller 51 is preferably in the range of 40 to 2000 mmφ, more preferably in the range of 50 to 1500 mmφ, and more preferably in the range of 150 to 1000 mmφ from the viewpoints of cooling efficiency, vacuum chamber space, and the like. More preferably, it is in the range, and particularly preferably in the range of 200 to 700 mmφ. If the diameter of the cooling roller 51 is 40 mmφ or more, the substrate 2 can be sufficiently cooled. On the other hand, if the cooling roller 51 is 2000 mmφ or less, it is preferable because it is practical in terms of device design.

また、冷却ローラー51の曲率半径が20〜1000mmであると好ましく、40〜500mmであるとより好ましい。曲率半径を20mm以上とすることにより、基材2を冷却するための接触面積が確保され、十分な冷却効果を得ることができる。また、曲率半径を1000mm以下とすることにより、バリア層3の成膜時の温度を制御することが容易となり、また、装置全体の大きさが不必要に大きくなることがないため、好ましい。なお、図1では、冷却部材として一つの冷却ローラー51が備えられた例を図示しているが、冷却ローラーが複数備えられていてもよいのは勿論である。この際、基材の表面温度(t1)は、基材の搬送方向に向かって最も下流にある冷却ローラーから基材が離脱する直前であって、当該冷却ローラーの軸方向における中心点の温度を指すものとする。   Moreover, it is preferable in the curvature radius of the cooling roller 51 being 20-1000 mm, and it is more preferable in it being 40-500 mm. By setting the curvature radius to 20 mm or more, a contact area for cooling the substrate 2 is ensured, and a sufficient cooling effect can be obtained. Further, it is preferable to set the radius of curvature to 1000 mm or less because it becomes easy to control the temperature at the time of forming the barrier layer 3 and the size of the entire apparatus does not become unnecessarily large. Although FIG. 1 shows an example in which one cooling roller 51 is provided as a cooling member, it is needless to say that a plurality of cooling rollers may be provided. At this time, the surface temperature (t1) of the substrate is just before the substrate is detached from the cooling roller that is most downstream in the conveyance direction of the substrate, and the temperature at the center point in the axial direction of the cooling roller is Shall point to.

さらに、冷却ローラー51の直径(曲率半径)は、後述する成膜ローラー39,40のものと略同じとすると好ましい。冷却ローラー51の直径に対する成膜ローラー39,40の比率は、70%〜230%が好ましく、75〜125%であるとより好ましい。このような構成とすると、前述の巻きぐせの発生が、より抑制されるため、好適である。   Furthermore, it is preferable that the diameter (curvature radius) of the cooling roller 51 is substantially the same as that of film forming rollers 39 and 40 described later. The ratio of the film forming rollers 39 and 40 to the diameter of the cooling roller 51 is preferably 70% to 230%, and more preferably 75% to 125%. Such a configuration is preferable because the occurrence of the above-mentioned curling is further suppressed.

[工程(2)(バリア層形成工程)]
本発明の工程(2)に係るバリア層を形成する好ましい方法について説明する。
[Step (2) (Barrier layer forming step)]
A preferred method for forming the barrier layer according to the step (2) of the present invention will be described.

本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、基材の少なくとも一方の表面上にプラズマCVD法により、バリア層を形成する工程(2)を含んでいる。なお、前記プラズマCVD法はペニング放電プラズマ方式のプラズマCVD法であってもよい。   The method for producing a gas barrier film of the present invention includes a step (2) of forming a barrier layer on at least one surface of a substrate by a plasma CVD method. The plasma CVD method may be a Penning discharge plasma type plasma CVD method.

また、プラズマCVD法においてプラズマを発生させる際には、複数の成膜ローラーの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましく、図1のように、一対の成膜ローラー39,40を用い、その一対の成膜ローラー39,40のそれぞれに基材2を配置して、一対の成膜ローラー39,40間に放電してプラズマを発生させることがより好ましい。かような態様を採ることにより、成膜時に一方の成膜ローラー39上に存在する基材2の表面部分を成膜しつつ、他方の成膜ローラー40上に存在する基材2の表面部分も同時に成膜することが可能となり、効率よくバリア層3を形成することができる。   Further, when plasma is generated in the plasma CVD method, it is preferable to generate plasma discharge in a space between a plurality of film forming rollers, and a pair of film forming rollers 39 and 40 are used as shown in FIG. More preferably, the substrate 2 is disposed on each of the pair of film forming rollers 39, 40, and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rollers 39, 40. By adopting such an aspect, the surface portion of the base material 2 existing on the other film forming roller 40 is formed while the surface portion of the base material 2 existing on the one film forming roller 39 is formed at the time of film formation. Can be formed simultaneously, and the barrier layer 3 can be formed efficiently.

本発明において、成膜時の成膜ローラーの表面温度(t2)は一定の範囲内に制御される。なお、成膜ローラーの表面温度(t2)とは、より具体的には、基材2の搬送方向にむかって最も上流側にある成膜ローラー39の、放電領域(成膜領域)に面した部分に対して逆側の部分の表面温度である。換言すると、図1に示されるような一対の成膜ローラー39,40間に放電領域が形成される場合、当該一対の成膜ローラー39,40間の距離が最も近くなる点に対して反対側の点(図1中のB地点)における成膜ローラー39の温度である。成膜ローラー39,40には幅があるため、より詳細には、一対の成膜ローラー39,40間の距離が最も近くなる点に対して反対側の面上であって、基材2の搬送方向に対して最も上流側に配設された成膜ローラー39の軸方向(図1では奥行き方向)における中心点の温度を指す。   In the present invention, the surface temperature (t2) of the film formation roller during film formation is controlled within a certain range. The surface temperature (t2) of the film forming roller more specifically faces the discharge region (film forming region) of the film forming roller 39 located on the most upstream side in the transport direction of the base material 2. It is the surface temperature of the part opposite to the part. In other words, when the discharge region is formed between the pair of film forming rollers 39 and 40 as shown in FIG. 1, the opposite side to the point where the distance between the pair of film forming rollers 39 and 40 is the shortest. This is the temperature of the film forming roller 39 at point (point B in FIG. 1). Since the film forming rollers 39 and 40 have a width, in more detail, the film forming rollers 39 and 40 are on the surface opposite to the point where the distance between the pair of film forming rollers 39 and 40 is the closest, The temperature at the center point in the axial direction (the depth direction in FIG. 1) of the film forming roller 39 disposed on the most upstream side with respect to the transport direction is indicated.

本発明において、成膜ローラーの表面温度(t2)は、冷却された基材表面温度(t1)との温度差((t2)−(t1))が10℃よりも大きくなるように制御される。このとき、(t2)−(t1)は20℃よりも大きいと好ましく、30℃よりも大きいとより好ましく、40℃よりも大きいと更に好ましい。(t2)−(t1)を10℃よりも大きくすることにより、冷却ローラー51から成膜ローラー39へ基材の搬送が行われ、成膜が行われる際、成膜ローラー39へ到達した基材2の温度が低くなりすぎることなく、プラズマCVD法によって緻密なバリア層を形成するために適した条件とすることができる。なお、(t2)−(t1)の値の上限は200℃程度であると好ましく、150℃であるとより好ましく、100℃であると更に好ましい。   In the present invention, the surface temperature (t2) of the film forming roller is controlled so that the temperature difference ((t2)-(t1)) from the cooled substrate surface temperature (t1) is greater than 10 ° C. . At this time, (t2)-(t1) is preferably greater than 20 ° C, more preferably greater than 30 ° C, and even more preferably greater than 40 ° C. By making (t2)-(t1) greater than 10 ° C., the substrate is transported from the cooling roller 51 to the film forming roller 39, and the film reaches the film forming roller 39 when film formation is performed. It is possible to make the conditions suitable for forming a dense barrier layer by plasma CVD without causing the temperature of 2 to be too low. In addition, the upper limit of the value of (t2) − (t1) is preferably about 200 ° C., more preferably 150 ° C., and further preferably 100 ° C.

このように、成膜ローラーの表面温度(t2)が上記式(1)の関係を満たすように制御することにより、バリア層成膜時の基材表面温度がプラズマCVD法によって緻密なバリア層を形成するために適した範囲となる。成膜ローラーの表面温度(t2)を、冷却ローラーの温度と同等((t2)−(t1)≦10)にしてしまうと、成膜領域において基材表面のプラズマ密度が低下し、その結果、緻密な構造のバリア層を形成することが難しくなる。一方、成膜ローラーの表面温度(t2)を上記のように制御することで、プラズマCVD法によって緻密なバリア層を形成するために適した温度条件を実現することができ、得られるガスバリア性フィルムのガスバリア性が向上する。   In this way, by controlling the surface temperature (t2) of the film forming roller to satisfy the relationship of the above formula (1), the substrate surface temperature at the time of forming the barrier layer is changed to a dense barrier layer by the plasma CVD method. The range is suitable for forming. If the surface temperature (t2) of the film forming roller is made equal to the temperature of the cooling roller ((t2) − (t1) ≦ 10), the plasma density of the substrate surface in the film forming region decreases, and as a result, It becomes difficult to form a dense barrier layer. On the other hand, by controlling the surface temperature (t2) of the film forming roller as described above, a temperature condition suitable for forming a dense barrier layer by plasma CVD can be realized, and the resulting gas barrier film The gas barrier property is improved.

成膜ローラーの表面温度(t2)の具体的な温度は、使用する基材2の種類によって適正な範囲が異なるが、0〜150℃、より好ましくは15〜80℃、更に好ましくは20〜60℃であるとより好ましい。150℃以下とすることにより、プラズマ蒸着時に熱可塑性樹脂を含む基材2に与える影響を緩和することができ、0℃以上(ただし、成膜ローラーの表面温度(t2)が上記式(1)の関係を満たすことを前提とする)とすることにより、良好なガスバリア性を有するガスバリア性フィルムを得ることができる。   The specific temperature of the surface temperature (t2) of the film forming roller varies in an appropriate range depending on the type of the substrate 2 to be used, but is 0 to 150 ° C, more preferably 15 to 80 ° C, and further preferably 20 to 60. It is more preferable that it is ° C. By setting the temperature to 150 ° C. or lower, the influence on the base material 2 containing the thermoplastic resin at the time of plasma deposition can be alleviated, and 0 ° C. or higher (however, the surface temperature (t2) of the film forming roller is the above formula (1)) By assuming that the above relationship is satisfied, a gas barrier film having good gas barrier properties can be obtained.

成膜ローラーの表面温度(t2)を、上記の温度に制御するための具体的な方法について以下に詳述する。成膜ローラー39,40の構成の一例としては、その表面が、チタン、ステンレス、クロムメッキ、超硬合金等によりコーティングされており、その内部に、冷媒または熱媒を流通させることができる機構を備えているものが挙げられる。そして、冷媒または熱媒をその内部に流通させることにより、成膜ローラー39,40の表面温度が上記範囲となるように制御される。この時に使用される冷媒および熱媒としては公知のものを用いることができ、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール等、水、シリコーンオイル等が用いられる。また、冷媒または熱媒を流通させる機構としては、公知のものを用いることができる。   A specific method for controlling the surface temperature (t2) of the film forming roller to the above temperature will be described in detail below. As an example of the configuration of the film forming rollers 39, 40, the surface thereof is coated with titanium, stainless steel, chrome plating, cemented carbide or the like, and a mechanism capable of circulating a refrigerant or a heat medium therein is provided. What is provided. Then, the surface temperature of the film forming rollers 39 and 40 is controlled to be within the above range by circulating the refrigerant or the heat medium therein. As the refrigerant and heat medium used at this time, known ones can be used. For example, alcohol such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, water, silicone oil, or the like is used. Moreover, a well-known thing can be used as a mechanism which distribute | circulates a refrigerant | coolant or a heat medium.

成膜ローラーの表面温度(t2)を上記の範囲内とするために、図1中のB地点の近傍には、接触式または非接触式の温度測定手段(不図示)が取り付けられている。この温度測定手段を用いて成膜ローラーの表面温度(t2)を測定し、この測定結果から、成膜ローラー39の内部に流通させる冷媒または熱媒の温度を制御することにより、成膜ローラーの表面温度(t2)が適切に調整される。なお、図1のように一対の成膜ローラー39,40を用いる場合、成膜ローラー39,40は、直列で(成膜ローラー同士が共通の冷媒または熱媒の流路で連結された状態で)冷媒または熱媒を流して温度制御してもよいし、それぞれ個別に温度制御してもよい。このとき、成膜ローラー39,40の温度は等しくなるように制御されると好ましい。一対の成膜ローラー39,40の温度を等しくすることにより、一方の成膜ローラーによる成膜条件と、他方の成膜ローラーによる成膜条件を同等にすることができ、より均一なバリア層を形成することができる。   In order to keep the surface temperature (t2) of the film forming roller within the above range, a contact-type or non-contact-type temperature measuring means (not shown) is attached in the vicinity of the point B in FIG. Using this temperature measuring means, the surface temperature (t2) of the film forming roller is measured, and from this measurement result, the temperature of the refrigerant or heat medium circulated inside the film forming roller 39 is controlled, thereby The surface temperature (t2) is adjusted appropriately. In addition, when using a pair of film-forming rollers 39 and 40 like FIG. 1, the film-forming rollers 39 and 40 are connected in series (in a state where the film-forming rollers are connected by a common coolant or heat medium flow path). ) The temperature may be controlled by flowing a refrigerant or a heat medium, or the temperature may be individually controlled. At this time, it is preferable that the temperatures of the film forming rollers 39 and 40 are controlled to be equal. By making the temperature of the pair of film forming rollers 39 and 40 equal, the film forming condition by one film forming roller and the film forming condition by the other film forming roller can be made equal, and a more uniform barrier layer can be formed. Can be formed.

上述した工程(1)から工程(2)までの間隔は、基材の搬送速度にも依存するが、1秒〜5分が好ましく、2秒〜1分がより好ましい。より具体的には、冷却ローラー51から離脱する直前の点(A地点)を通過した基材が、基材2の搬送方向において最も上流側にある成膜ローラー39に当接するまでの時間が1秒〜5分であると好ましく、2秒〜1分であるとより好ましい。5分以下とすることにより、ガスバリア性フィルムの生産性が向上する。また、1秒以上とすることにより、工程(1)に用いられる冷却ローラー51と、工程(2)に用いられる成膜ローラー39との間隔を十分に確保することができ、装置設計の点から有利である。また、冷却ローラー51から成膜ローラー39までの間隔が時間にして1秒以上あれば、成膜時の基材2の温度が低くなりすぎることなく、緻密なバリア層を形成する条件を実現できる。   The interval from step (1) to step (2) described above depends on the transport speed of the substrate, but is preferably 1 second to 5 minutes, and more preferably 2 seconds to 1 minute. More specifically, the time required for the base material that has passed the point (point A) immediately before leaving the cooling roller 51 to abut on the film forming roller 39 on the most upstream side in the transport direction of the base material 2 is 1 It is preferably 2 seconds to 5 minutes, more preferably 2 seconds to 1 minute. By setting it to 5 minutes or less, the productivity of the gas barrier film is improved. Moreover, by setting it as 1 second or more, the space | interval of the cooling roller 51 used for a process (1) and the film-forming roller 39 used for a process (2) can fully be ensured from the point of apparatus design. It is advantageous. Further, if the interval from the cooling roller 51 to the film forming roller 39 is 1 second or more in terms of time, the condition for forming a dense barrier layer can be realized without the temperature of the substrate 2 during film formation being too low. .

基材2の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.25〜100m/minの範囲とすることが好ましく、0.3〜30m/minの範囲とすることがより好ましい。ライン速度が0.25m/min以上であれば、基材に熱に起因する皺の発生を効果的に抑制することができる。他方、100m/min以下であれば、生産性を損なうことなく、バリア層として十分な厚みを確保することができる点で優れている。   Although the conveyance speed (line speed) of the base material 2 can be suitably adjusted according to the kind of source gas, the pressure in a vacuum chamber, etc., it is preferable to set it as the range of 0.25-100 m / min. More preferably, the range is 3 to 30 m / min. If the line speed is 0.25 m / min or more, generation of wrinkles due to heat in the substrate can be effectively suppressed. On the other hand, if it is 100 m / min or less, it is excellent at the point which can ensure sufficient thickness as a barrier layer, without impairing productivity.

上記したように、本実施形態のより好ましい態様としては、本発明に係るバリア層を、図1に示す対向ロール電極を有するプラズマCVD装置(ロールツーロール方式)を用いたプラズマCVD法によって成膜することを特徴とするものである。これは、対向ロール電極を有するプラズマCVD装置(ロールツーロール方式)を用いて量産する場合に、可撓性(屈曲性)に優れ、機械的強度、特に耐久性と、バリア性能とが両立するバリア層を効率よく製造することができるためである。このような製造装置は、太陽電池や電子部品などに使用される温度変化に対する耐久性が求められるガスバリア性フィルムを、安価でかつ容易に量産することができる点でも優れている。   As described above, as a more preferable aspect of the present embodiment, the barrier layer according to the present invention is formed by plasma CVD using the plasma CVD apparatus (roll-to-roll method) having the counter roll electrode shown in FIG. It is characterized by doing. This is excellent in flexibility (flexibility) when mass production is performed using a plasma CVD apparatus (roll-to-roll method) having a counter roll electrode, and has both mechanical strength, particularly durability, and barrier performance. This is because the barrier layer can be manufactured efficiently. Such a manufacturing apparatus is also excellent in that it can inexpensively and easily mass-produce gas barrier films that are required for durability against temperature changes used in solar cells and electronic components.

上記のように、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39と成膜ローラー40)を有する製造装置100においては、一対の成膜ローラーを一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ローラーがそれぞれプラズマ発生用電源42に接続されている。そのため、このような製造装置100においては、プラズマ発生用電源42により電力を供給することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の空間に放電することが可能であり、これにより成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の空間にプラズマを発生させることができる。なお、このように、成膜ローラー39と成膜ローラー40とを電極としても利用する場合には、電極としても利用可能なようにその材質や設計を適宜変更すればよい。また、このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39,40)は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置することが好ましい。このようにして、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39,40)を配置することにより、成膜レートを2倍にすることが可能となる。そして、このような製造装置によれば、CVD法により基材2の表面上にバリア層3を形成することが可能であり、成膜ローラー39上において基材2の表面上にバリア層成分を堆積させつつ、さらに成膜ローラー40上においても基材2の表面上にバリア層成分を堆積させることもできるため、基材2の表面上にバリア層を効率よく形成することができる。   As described above, in the manufacturing apparatus 100 having the pair of film formation rollers (the film formation roller 39 and the film formation roller 40), the pair of film formation rollers can function as a pair of counter electrodes. Each film forming roller is connected to a plasma generating power source 42. Therefore, in such a manufacturing apparatus 100, it is possible to discharge into the space between the film forming roller 39 and the film forming roller 40 by supplying electric power from the plasma generating power source 42. Plasma can be generated in the space between the film roller 39 and the film formation roller 40. In this way, when the film forming roller 39 and the film forming roller 40 are also used as electrodes, the material and design thereof may be appropriately changed so that they can also be used as electrodes. Moreover, in such a manufacturing apparatus, it is preferable to arrange | position a pair of film-forming roller (film-forming roller 39,40) so that the center axis may become substantially parallel on the same plane. In this way, by arranging the pair of film forming rollers (film forming rollers 39 and 40), the film forming rate can be doubled. And according to such a manufacturing apparatus, it is possible to form the barrier layer 3 on the surface of the base material 2 by the CVD method, and the barrier layer component is formed on the surface of the base material 2 on the film forming roller 39. While depositing, the barrier layer component can also be deposited on the surface of the substrate 2 also on the film forming roller 40, so that the barrier layer can be efficiently formed on the surface of the substrate 2.

成膜ローラー39および成膜ローラー40の内部には、成膜ローラーが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置43,44がそれぞれ設けられている。   Inside the film forming roller 39 and the film forming roller 40, magnetic field generators 43 and 44 fixed so as not to rotate even when the film forming roller rotates are provided, respectively.

成膜ローラー39および成膜ローラー40にそれぞれ設けられた磁場発生装置43および44においては、一方の成膜ローラー39に設けられた磁場発生装置43と他方の成膜ローラー40に設けられた磁場発生装置44との間で磁力線がまたがらず、それぞれの磁場発生装置43,44がほぼ閉じた磁気回路を形成するように磁極を配置することが好ましい。このような磁場発生装置43,44を設けることにより、各成膜ローラー39,40の対向側表面付近に磁力線が膨らんだ磁場の形成を促進することができ、その膨出部にプラズマが収束され易くなるため、成膜効率を向上させることができる点で優れている。   In the magnetic field generators 43 and 44 provided in the film formation roller 39 and the film formation roller 40, respectively, the magnetic field generation apparatus 43 provided in one film formation roller 39 and the magnetic field generation provided in the other film formation roller 40 are provided. It is preferable to arrange the magnetic poles so that the magnetic field lines do not cross between the devices 44 and the magnetic field generators 43 and 44 form a substantially closed magnetic circuit. By providing such magnetic field generators 43 and 44, it is possible to promote the formation of a magnetic field in which magnetic lines of force swell in the vicinity of the opposing surface of each of the film forming rollers 39 and 40, and the plasma is converged on the bulging portion. Since it becomes easy, it is excellent at the point which can improve the film-forming efficiency.

また、成膜ローラー39および成膜ローラー40にそれぞれ設けられた磁場発生装置43および44は、それぞれローラー軸方向に長いレーストラック状の磁極を備え、一方の磁場発生装置43と他方の磁場発生装置44とは向かい合う磁極が同一極性となるように磁極を配置することが好ましい。このような磁場発生装置43,44を設けることにより、それぞれの磁場発生装置43,44について、磁力線が対向するローラー側の磁場発生装置にまたがることなく、ローラー軸の長さ方向に沿って対向空間(放電領域)に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場を容易に形成することができ、その磁場にプラズマを収束させることができため、ローラー幅方向に沿って巻き掛けられた幅広の基材2を用いて効率的に蒸着膜であるバリア層3を形成することができる点で優れている。   The magnetic field generators 43 and 44 provided on the film forming roller 39 and the film forming roller 40 respectively have racetrack-shaped magnetic poles that are long in the roller axis direction, and one magnetic field generator 43 and the other magnetic field generator. It is preferable to arrange the magnetic poles so that the magnetic poles facing to 44 have the same polarity. By providing such magnetic field generators 43 and 44, the opposing space along the length direction of the roller shaft without straddling the magnetic field generator on the roller side where the magnetic lines of force of each of the magnetic field generators 43 and 44 are opposed. A racetrack-like magnetic field can be easily formed in the vicinity of the roller surface facing the (discharge region), and the plasma can be focused on the magnetic field, so that a wide base wound around the roller width direction can be obtained. The material 2 is excellent in that the barrier layer 3 that is a deposited film can be efficiently formed.

成膜ローラー39および成膜ローラー40としては適宜公知のローラーを用いることができる。このような成膜ローラー39,40としては、より効率よく薄膜を形成せしめるという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。また、このような成膜ローラー39,40の直径としては、放電条件、チャンバーのスペース等の観点から、直径が100〜1000mmφの範囲、特に150〜700mmφの範囲が好ましい。成膜ローラーの直径が100mmφ以上であれば、プラズマ放電空間が小さくなることがないため生産性の劣化もなく、短時間でプラズマ放電の全熱量が基材2にかかることを回避できることから、基材2へのダメージを軽減でき好ましい。一方、成膜ローラーの直径が1000mmφ以下であれば、プラズマ放電空間の均一性等も含めて装置設計上、実用性を保持することができるため好ましい。   As the film forming roller 39 and the film forming roller 40, known rollers can be appropriately used. As such film forming rollers 39 and 40, it is preferable to use ones having the same diameter from the viewpoint of forming a thin film more efficiently. Further, the diameter of the film forming rollers 39 and 40 is preferably in the range of 100 to 1000 mmφ, particularly in the range of 150 to 700 mmφ from the viewpoint of discharge conditions, chamber space, and the like. If the diameter of the film forming roller is 100 mmφ or more, the plasma discharge space will not be reduced, so that the productivity will not be deteriorated, and it will be possible to avoid applying the total amount of heat of the plasma discharge to the substrate 2 in a short time. It is preferable because damage to the material 2 can be reduced. On the other hand, if the diameter of the film forming roller is 1000 mmφ or less, it is preferable because practicality can be maintained in terms of apparatus design including uniformity of plasma discharge space.

このような製造装置100においては、基材2の表面がそれぞれ対向するように、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39と成膜ローラー40)上で、基材2を搬送する。このようにして基材2を配置することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間に放電を行ってプラズマを発生させる際に、一対の成膜ローラー間に存在する基材2のそれぞれの表面を同時に成膜することが可能となる。すなわち、このような製造装置によれば、プラズマCVD法により、成膜ローラー39上にて基材2の表面上にバリア層成分を堆積させ、さらに成膜ローラー40上にてバリア層成分を堆積させることができるため、基材2の表面上にバリア層を効率よく形成することが可能となる。   In such a manufacturing apparatus 100, the base material 2 is conveyed on a pair of film-forming rollers (the film-forming roller 39 and the film-forming roller 40) so that the surfaces of the base material 2 face each other. By disposing the base material 2 in this manner, when the plasma is generated by performing discharge in the facing space between the film formation roller 39 and the film formation roller 40, the base existing between the pair of film formation rollers is present. Each surface of the material 2 can be formed simultaneously. That is, according to such a manufacturing apparatus, a barrier layer component is deposited on the surface of the substrate 2 on the film forming roller 39 and further deposited on the film forming roller 40 by plasma CVD. Therefore, the barrier layer can be efficiently formed on the surface of the substrate 2.

このような製造装置100に用いる不図示の送り出しローラーおよび搬送ローラー33,34,35としては適宜公知のローラーを用いることができる。また、不図示の巻取りローラーも、基材2上にバリア層3を形成したガスバリア性フィルム1を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のローラーを用いることができる。   As the unillustrated delivery roller and transport rollers 33, 34, and 35 used in the manufacturing apparatus 100, known rollers can be appropriately used. The winding roller (not shown) is not particularly limited as long as the gas barrier film 1 having the barrier layer 3 formed on the substrate 2 can be wound, and a known roller is appropriately used. Can do.

また、ガス供給管41および真空ポンプ11としては、原料ガス等を所定の速度で供給または排出することが可能なものを適宜用いることができる。   Further, as the gas supply pipe 41 and the vacuum pump 11, those capable of supplying or discharging the source gas or the like at a predetermined speed can be appropriately used.

また、ガス供給手段であるガス供給管41は、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間(放電領域;成膜領域)の一方側に設けることが好ましく、真空排気手段である真空ポンプ10は、前記対向空間の他方側に設けることが好ましい。このようにガス供給手段であるガス供給管41と、真空排気手段である真空ポンプ11を配置することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間に効率良く成膜ガスを供給することができ、成膜効率を向上させることができる点で優れている。   The gas supply pipe 41 as a gas supply means is preferably provided on one side of a facing space (discharge region; film formation region) between the film formation roller 39 and the film formation roller 40, and is a vacuum exhaust means. The vacuum pump 10 is preferably provided on the other side of the facing space. As described above, by disposing the gas supply pipe 41 as the gas supply means and the vacuum pump 11 as the vacuum exhaust means, the film formation gas is efficiently supplied to the facing space between the film formation roller 39 and the film formation roller 40. It is excellent in that it can be supplied and the film formation efficiency can be improved.

さらに、プラズマ発生用電源42としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源42は、これに接続された成膜ローラー39と成膜ローラー40とに電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。このようなプラズマ発生用電源42としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、前記一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが可能なもの(交流電源など)を利用することが好ましい。また、このようなプラズマ発生用電源42としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、印加電力を100W〜10kWとすることができ、かつ交流の周波数を50Hz〜500kHzとすることが可能なものであることがより好ましい。また、磁場発生装置43,44としては適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。   Furthermore, as the plasma generating power source 42, a known power source of a plasma generating apparatus can be used as appropriate. Such a plasma generating power supply 42 supplies power to the film forming roller 39 and the film forming roller 40 connected thereto, and makes it possible to use these as counter electrodes for discharge. Such a plasma generating power source 42 can perform plasma CVD more efficiently, and can alternately reverse the polarity of the pair of film forming rollers (AC power source or the like). Is preferably used. Moreover, as such a plasma generating power source 42, it becomes possible to perform plasma CVD more efficiently, so that the applied power can be set to 100 W to 10 kW, and the AC frequency is set to 50 Hz to 500 kHz. More preferably, it is possible to do this. As the magnetic field generators 43 and 44, known magnetic field generators can be used as appropriate.

このような図1に示す製造装置100を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、成膜ローラーの直径、ならびにフィルム(基材)の搬送速度を適宜調整することにより、バリア層を形成することができる。詳細には、図1に示す製造装置100を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバー10内に供給しつつ、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39,40)間に放電を発生させることにより、前記成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、成膜ローラー39上の基材2の表面上および成膜ローラー40上の基材2の表面上に、バリア層3がプラズマCVD法により形成される。なお、このような成膜に際しては、基材2が送り出しローラー32、冷却ローラー51さらには成膜ローラー39等により、それぞれ搬送されることにより、ロールツーロール方式の連続的な成膜プロセスにより基材2の表面上にバリア層3が形成される。   Using such a manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1, for example, the type of source gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the film forming roller, and the transport of the film (base material) The barrier layer can be formed by appropriately adjusting the speed. Specifically, using the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1, a film-forming gas (raw material gas or the like) is supplied into the vacuum chamber 10 while discharging is performed between the pair of film-forming rollers (film-forming rollers 39 and 40). When generated, the film forming gas (raw material gas or the like) is decomposed by plasma, and the barrier layer 3 is formed on the surface of the base material 2 on the film forming roller 39 and on the surface of the base material 2 on the film forming roller 40. Is formed by plasma CVD. In such film formation, the substrate 2 is conveyed by the delivery roller 32, the cooling roller 51, and further the film formation roller 39, respectively, so that the base film 2 is formed by a continuous roll-to-roll film formation process. A barrier layer 3 is formed on the surface of the material 2.

工程(2)において、バリア層3は、少なくともケイ素、酸素および炭素を含むように形成することが好ましい。このように、形成されるバリア層においてケイ素、酸素および炭素を含むことにより、バリア層のガスバリア性が向上する。そして、上記のような構成のバリア層を形成するためには、具体的には、成膜ガス(原料ガス)として、有機ケイ素化合物と酸素とを含むものを用いると好ましく、その成膜ガス中の酸素の含有量は、成膜ガス中の有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量未満であることが好ましい。   In the step (2), the barrier layer 3 is preferably formed so as to contain at least silicon, oxygen and carbon. Thus, the gas barrier property of a barrier layer improves by containing silicon, oxygen, and carbon in the barrier layer formed. In order to form the barrier layer having the above-described structure, it is preferable to use a gas containing an organosilicon compound and oxygen as the film forming gas (raw material gas). The oxygen content is preferably less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the total amount of the organosilicon compound in the film forming gas.

前記ガス供給管41から対向空間に供給される成膜ガス(原料ガス等)としては、原料ガス、反応ガス、キャリアガス、放電ガスが単独または2種以上を混合して用いることができる。バリア層3の形成に用いる前記成膜ガス中の原料ガスとしては、形成するバリア層3の材質に応じて適宜選択して使用することができる。このような原料ガスとしては、例えば、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物や炭素を含有する有機化合物ガスを用いることができる。このような有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、ヘキサメチルジシラン(HMDS)、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い性および得られるバリア層のガスバリア性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが好ましい。これらの有機ケイ素化合物は、単独でもまたは2種以上を組み合わせても使用することができる。また、炭素を含有する有機化合物ガスとしては、例えば、メタン、エタン、エチレン、アセチレンを例示することができる。これら有機ケイ素化合物ガスや有機化合物ガスは、バリア層3の種類に応じて適切な原料ガスが選択される。   As the film forming gas (such as source gas) supplied from the gas supply pipe 41 to the facing space, source gas, reaction gas, carrier gas, and discharge gas may be used alone or in combination of two or more. The source gas in the film-forming gas used for forming the barrier layer 3 can be appropriately selected and used according to the material of the barrier layer 3 to be formed. As such a source gas, for example, an organic silicon compound containing silicon or an organic compound gas containing carbon can be used. Examples of such organosilicon compounds include hexamethyldisiloxane (HMDSO), hexamethyldisilane (HMDS), 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, and hexamethyldisilane. , Methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane (TMOS), tetraethoxysilane (TEOS), phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxy Examples include silane and octamethylcyclotetrasiloxane. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoints of characteristics such as handling of the compound and gas barrier properties of the resulting barrier layer. These organosilicon compounds can be used alone or in combination of two or more. Examples of the organic compound gas containing carbon include methane, ethane, ethylene, and acetylene. As these organosilicon compound gas and organic compound gas, an appropriate source gas is selected according to the type of the barrier layer 3.

また、前記成膜ガスとしては、前記原料ガスの他に反応ガスを用いてもよい。このような反応ガスとしては、前記原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素、アンモニアを用いることができる。これらの反応ガスは、単独でもまたは2種以上を組み合わせても使用することができ、例えば酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することができる。   In addition to the source gas, a reactive gas may be used as the film forming gas. As such a reactive gas, a gas that reacts with the raw material gas to become an inorganic compound such as an oxide or a nitride can be appropriately selected and used. As a reaction gas for forming an oxide, for example, oxygen or ozone can be used. Moreover, as a reactive gas for forming nitride, nitrogen and ammonia can be used, for example. These reaction gases can be used singly or in combination of two or more. For example, when forming an oxynitride, a reaction gas for forming an oxide and a nitride are formed. It can be used in combination with a reaction gas.

前記成膜ガスとしては、前記原料ガスを真空チャンバー内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いてもよい。さらに、前記成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガスおよび放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス;水素を用いることができる。   As the film forming gas, a carrier gas may be used as necessary to supply the source gas into the vacuum chamber. Further, as the film forming gas, a discharge gas may be used as necessary in order to generate plasma discharge. As such carrier gas and discharge gas, known ones can be used as appropriate, for example, rare gases such as helium, argon, neon, xenon; hydrogen can be used.

このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスを含有する場合には、原料ガスと反応ガスの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことで、形成されるバリア層3によって、優れたバリア性や耐屈曲性を得ることができる点で優れている。また、前記成膜ガスが前記有機ケイ素化合物と酸素とを含有するものである場合には、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。   When such a film-forming gas contains a source gas and a reactive gas, the ratio of the source gas and the reactive gas is the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the source gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessive rather than the ratio of the amount. By not excessively increasing the ratio of the reactive gas, the barrier layer 3 formed is excellent in that excellent barrier properties and bending resistance can be obtained. Further, when the film forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the amount is less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable.

以下、前記成膜ガスとして、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(有機ケイ素化合物、HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)を含有するものとを用い、ケイ素−酸素系の薄膜を製造する場合を例に挙げて、成膜ガス中の原料ガスと反応ガスとの好適な比率等について、より詳細に説明する。 Hereinafter, as the film forming gas, hexamethyldisiloxane (organosilicon compound, HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a raw material gas and oxygen (O 2 ) as a reactive gas are used. Taking a case of producing a silicon-oxygen-based thin film as an example, a suitable ratio of the raw material gas and the reactive gas in the film forming gas will be described in more detail.

原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)と、を含有する成膜ガスをプラズマCVDにより反応させてケイ素−酸素系の薄膜を作製する場合、その成膜ガスにより下記反応式(1)で表されるような反応が起こり、二酸化ケイ素が生成する。 A film-forming gas containing hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is reacted by plasma CVD to form a silicon-oxygen system When the thin film is produced, a reaction represented by the following reaction formula (1) occurs by the film forming gas, and silicon dioxide is generated.

Figure 0005895855
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このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成される。しかしながら、本発明において、形成されるバリア層のガスバリア性を向上させるため、上記反応式(1)の反応が完全に進行してしまわないように、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素量を化学量論比の12モルより少なくすることが好ましい。なお、実際のプラズマCVDチャンバー内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素とは、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる(例えば、CVDにより完全酸化させて酸化ケイ素を得るために、酸素のモル量(流量)を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の20倍以上程度とする場合もある)。そのため、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)は、化学量論比である12倍量以下(より好ましくは、10倍以下)の量であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサンおよび酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子がバリア層中に取り込まれ、得られるガスバリア性フィルムにおいて優れたガスバリア性および耐屈曲性を発揮させることが可能となる。なお、有機EL素子や太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板への利用の観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。   In such a reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. Therefore, when the film forming gas contains 12 moles or more of oxygen with respect to 1 mole of hexamethyldisiloxane and is completely reacted, a uniform silicon dioxide film is formed. However, in the present invention, in order to improve the gas barrier property of the formed barrier layer, the amount of oxygen is set to 1 mole of hexamethyldisiloxane so that the reaction of the reaction formula (1) does not proceed completely. The stoichiometric ratio is preferably less than 12 moles. In the actual reaction in the plasma CVD chamber, the raw material hexamethyldisiloxane and the reaction gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen in the reaction gas Even if the (flow rate) is 12 times the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane (flow rate), the reaction cannot actually proceed completely, and the oxygen content is reduced. It is considered that the reaction is completed only when a large excess is supplied compared to the stoichiometric ratio (for example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by CVD, the molar amount (flow rate) of oxygen is changed to the hexamethyldioxide raw material. (It may be about 20 times the molar amount (flow rate) of siloxane). Therefore, the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane is preferably an amount of 12 times or less (more preferably 10 times or less) which is the stoichiometric ratio. . By containing hexamethyldisiloxane and oxygen at such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that were not completely oxidized were taken into the barrier layer, and the resulting gas barrier film was excellent. It becomes possible to exhibit gas barrier properties and bending resistance. From the viewpoint of use as a flexible substrate for devices that require transparency, such as organic EL elements and solar cells, the molar amount of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the deposition gas The lower limit of (flow rate) is preferably greater than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane, more preferably greater than 0.5 times.

また、真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、0.5Pa〜50Paの範囲とすることが好ましい。   Moreover, although the pressure (vacuum degree) in a vacuum chamber can be suitably adjusted according to the kind etc. of source gas, it is preferable to set it as the range of 0.5 Pa-50 Pa.

また、このようなプラズマCVD法において、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間に放電するために、プラズマ発生用電源42に接続された電極ドラム(本実施形態においては、成膜ローラー39および40に設置されている)に印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり一概に言えるものでないが、0.1〜10kWの範囲とすることが好ましい。このような印加電力が100W以上であれば、パーティクルの発生を十分に抑制することができ、他方、10kW以下であれば、成膜時に発生する熱量を抑えることができ、成膜時の基材表面の温度が上昇するのを抑制できる。そのため基材が熱負けすることなく、成膜時に皺が発生するのを防止できる点で優れている。   In such a plasma CVD method, in order to discharge between the film forming roller 39 and the film forming roller 40, an electrode drum connected to the plasma generating power source 42 (in this embodiment, the film forming roller 39) is used. The power to be applied to the power source can be adjusted as appropriate according to the type of raw material gas, the pressure in the vacuum chamber, and the like. It is preferable to be in the range. If such an applied power is 100 W or more, the generation of particles can be sufficiently suppressed. On the other hand, if the applied power is 10 kW or less, the amount of heat generated at the time of film formation can be suppressed. An increase in surface temperature can be suppressed. Therefore, it is excellent in that wrinkles can be prevented during film formation without causing the substrate to lose heat.

また、バリア層の厚さとしては、特に制限されないが、100〜1000nm、好ましくは150〜800nm、より好ましくは250〜600nmの範囲が好ましい。   The thickness of the barrier layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 100 to 1000 nm, preferably 150 to 800 nm, and more preferably 250 to 600 nm.

[工程(3)(有機層形成工程)]
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、基材とバリア層との間に有機層を形成するための工程(3)を含んでいてもよい。すなわち、本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、バリア層を形成する前に工程(3)を含んでいてもよい。
[Step (3) (Organic layer forming step)]
The method for producing a gas barrier film of the present invention may include a step (3) for forming an organic layer between the substrate and the barrier layer. That is, the method for producing a gas barrier film of the present invention may include a step (3) before forming the barrier layer.

本発明の工程(3)に係る有機層(下地層、プライマー層)を形成する好ましい方法について説明する。   A preferred method for forming the organic layer (underlying layer, primer layer) according to the step (3) of the present invention will be described.

有機層は、基材とバリア層との接着性(密着性)の向上を目的として形成される。また、有機層は、突起等が存在する基材の粗面を平坦化するために、あるいは、基材に存在する突起により、バリア層に生じた凹凸やピンホールを埋めて平坦化するために設けられてもよい。このような有機層は、いずれの材料で形成されてもよいが、炭素含有ポリマーを含むことが好ましく、炭素含有ポリマーから構成されることがより好ましい。   The organic layer is formed for the purpose of improving the adhesion (adhesion) between the substrate and the barrier layer. In addition, the organic layer is used for flattening the rough surface of the substrate on which protrusions and the like exist, or for filling the unevenness and pinholes generated in the barrier layer with the protrusions existing on the substrate to flatten the surface. It may be provided. Such an organic layer may be formed of any material, but preferably includes a carbon-containing polymer, and more preferably includes a carbon-containing polymer.

また、有機層は、炭素含有ポリマー、好ましくは硬化性樹脂を含む。前記硬化性樹脂としては特に制限されず、熱硬化性樹脂や活性エネルギー線硬化性樹脂が挙げられるが、成形が容易なことから、活性エネルギー線硬化性樹脂が好ましい。かような硬化性樹脂は、単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。また、硬化性樹脂は市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。   The organic layer also contains a carbon-containing polymer, preferably a curable resin. The curable resin is not particularly limited, and examples thereof include a thermosetting resin and an active energy ray curable resin, but an active energy ray curable resin is preferable because it is easy to mold. Such curable resins can be used singly or in combination of two or more. The curable resin may be a commercially available product or a synthetic product.

工程(3)において、上述したように、硬化性樹脂材料の重合反応を経ることにより有機層を形成する場合は、重合熱が基材に与える影響を緩和するため、工程(1)と工程(3)とを同時に行うことが好ましい。より具体的には、基材上のある部分において、工程(1)と工程(3)とを同時に経るようにすると好ましい。   In the step (3), as described above, when the organic layer is formed through the polymerization reaction of the curable resin material, the step (1) and the step ( It is preferable to perform 3) simultaneously. More specifically, it is preferable that the step (1) and the step (3) are simultaneously performed in a certain part on the substrate.

活性エネルギー線硬化性樹脂とは、紫外線や電子線のような活性エネルギー線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂をいう。活性エネルギー線硬化樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられ、紫外線や電子線のような活性エネルギー線を照射することによって硬化させて活性エネルギー線硬化樹脂層が形成される。活性エネルギー線硬化樹脂としては紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂等が代表的なものとして挙げられるが、なかでも、電子線照射によって硬化する電子線硬化性樹脂が好ましい。   The active energy ray-curable resin refers to a resin that is cured through a crosslinking reaction or the like by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams. As the active energy ray curable resin, a component containing a monomer having an ethylenically unsaturated double bond is preferably used, and the active energy ray curable resin layer is cured by irradiation with an active energy ray such as an ultraviolet ray or an electron beam. Is formed. Typical examples of the active energy ray curable resin include an ultraviolet curable resin and an electron beam curable resin, and among them, an electron beam curable resin that is cured by electron beam irradiation is preferable.

工程(3)において、活性エネルギー線や熱により硬化する硬化性樹脂材料からなる硬化性樹脂層の形成方法は、特に制限されない。たとえば、スピンコーティング法、スプレー法、ブレードコーティング法等のウエットコーティング法、または蒸着法等のドライコーティング法等を用いて硬化性樹脂材料を含む塗布液を基材上に塗布する方法が挙げられる。これらの中でも、特に真空条件下で連続的に成膜するのに適しているため、スプレー法を用いると好ましい。さらにスプレー法の中でも、超音波スプレー法、エレクトロスプレー法が好ましい。   In the step (3), the method for forming a curable resin layer made of a curable resin material that is cured by active energy rays or heat is not particularly limited. Examples thereof include a method of applying a coating liquid containing a curable resin material on a substrate using a wet coating method such as a spin coating method, a spray method, a blade coating method, or a dry coating method such as a vapor deposition method. Among these, it is preferable to use a spray method because it is particularly suitable for continuous film formation under vacuum conditions. Further, among the spray methods, an ultrasonic spray method and an electrospray method are preferable.

超音波スプレー法は、ピエゾセラミックの振動が超音波スプレーノズル(アトマイザー)に伝わり、そこで液体膜を振動させ、きめ細かい粒子を形成し、噴霧する方法であり、加圧されない状態で液体が供給され、微細な粒子(硬化性樹脂材料の粒子)を噴霧させることができる。   In the ultrasonic spray method, the vibration of the piezoceramic is transmitted to the ultrasonic spray nozzle (atomizer), where the liquid film is vibrated to form fine particles and sprayed. The liquid is supplied without being pressurized, Fine particles (particles of curable resin material) can be sprayed.

また、エレクトロスプレー法は、先端のとがった容器に高電圧を加えることによる電界集中により液体がスプレーされる現象を利用した方法である。このようなエレクトロスプレーデポジション法(ESD法)は、硬化性樹脂材料をスプレーし、ナノサイズの粒子を形成させながら、静電気力を利用して基板などに堆積・固定させる手法である。   The electrospray method is a method that utilizes a phenomenon in which a liquid is sprayed due to electric field concentration by applying a high voltage to a container with a sharp tip. Such an electrospray deposition method (ESD method) is a method of depositing and fixing on a substrate or the like using electrostatic force while spraying a curable resin material to form nano-sized particles.

このように、超音波スプレー法およびエレクトロスプレー法は、溶媒を必要としない方法であり、真空条件下でより緻密な有機膜を形成することに適しているため、特に好ましい。   Thus, the ultrasonic spray method and the electrospray method are methods that do not require a solvent and are particularly preferable because they are suitable for forming a denser organic film under vacuum conditions.

上記のように基材2の表面に有機層の前駆体となる硬化性樹脂層(塗膜)を形成した後、可視光線、赤外線、紫外線、X線、α線、β線、γ線、電子線等の活性エネルギー線の照射および/または加熱により、前記硬化性樹脂層を硬化させて形成する方法が好ましい。活性エネルギー線を照射する方法としては、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用い好ましくは100〜400nm、より好ましくは200〜400nmの波長領域の紫外線を照射する、または、走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を照射する方法が挙げられる。上記の中でも、装置設計の容易性や、フィルムのバリア性向上等の観点から、活性エネルギー線として、電子線を照射する方法が好ましい。すなわち、工程(3)では、冷却部材としての冷却ローラー51上に配設された基材2に電子線硬化性樹脂材料からなる硬化性樹脂層を形成し、該硬化性樹脂層に電子線を照射することにより有機層を形成することがと好ましい。   After forming the curable resin layer (coating film) that becomes the precursor of the organic layer on the surface of the substrate 2 as described above, visible light, infrared light, ultraviolet light, X-rays, α-rays, β-rays, γ-rays, electrons A method is preferred in which the curable resin layer is cured by irradiation and / or heating with an active energy ray such as a wire. As a method of irradiating active energy rays, for example, an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a carbon arc, a metal halide lamp or the like is preferably used to irradiate ultraviolet rays in a wavelength region of 100 to 400 nm, more preferably 200 to 400 nm. Alternatively, a method of irradiating an electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a scanning or curtain type electron beam accelerator can be used. Among these, a method of irradiating an electron beam as an active energy ray is preferable from the viewpoint of ease of device design and improvement of barrier properties of the film. That is, in the step (3), a curable resin layer made of an electron beam curable resin material is formed on the substrate 2 disposed on the cooling roller 51 as a cooling member, and an electron beam is applied to the curable resin layer. It is preferable to form an organic layer by irradiation.

上記方法で有機層を形成するため、図1の製造装置100には、冷却ローラー51上で冷却された基材2の表面に対して硬化性樹脂材料を供給するための樹脂材料供給装置61が備えられている。この樹脂材料供給装置61は、硬化性樹脂材料を噴霧させて基材2上に堆積させるための装置であり、具体的には、超音波スプレーユニット(超音波噴霧器)である。当該樹脂材料供給装置61としては、公知の構成を有するものを採用することができる。   In order to form the organic layer by the above method, the manufacturing apparatus 100 of FIG. 1 has a resin material supply device 61 for supplying a curable resin material to the surface of the base material 2 cooled on the cooling roller 51. Is provided. The resin material supply device 61 is a device for spraying the curable resin material and depositing it on the base material 2, and is specifically an ultrasonic spray unit (ultrasonic sprayer). As the resin material supply device 61, one having a known configuration can be adopted.

そして、基材2の搬送方向において、樹脂材料供給装置61の下流側には、基材2上に形成された硬化性樹脂層に対して電子線等の活性エネルギー線を照射する、活性エネルギー線照射装置62が備えられている。この活性エネルギー線照射装置62は、硬化性樹脂材料を基材2上で重合させるため、上記した紫外線、電子線等を基材2に向かって照射する。この活性エネルギー線照射装置62としては、公知の構成を有するものを採用することができる。   And in the conveyance direction of the base material 2, the active energy ray which irradiates active energy rays, such as an electron beam, with respect to the curable resin layer formed on the base material 2 in the downstream of the resin material supply apparatus 61. An irradiation device 62 is provided. The active energy ray irradiating device 62 irradiates the base material 2 with the above-described ultraviolet rays, electron beams or the like in order to polymerize the curable resin material on the base material 2. As this active energy ray irradiation apparatus 62, what has a well-known structure is employable.

なお、工程(3)と工程(1)とを同時に行う場合、冷却ローラー51と基材2とが当接する範囲と対向する範囲内において、上記樹脂材料供給装置61および活性エネルギー線照射装置62が配設されていると好ましい。すなわち、硬化性樹脂の塗布工程から活性エネルギー線照射工程までを、冷却ローラー51上で行うと好ましい。このように、冷却された基材2上に硬化性樹脂を塗布すると、基材2と硬化性樹脂材料(すなわち、有機層)との密着性が向上する。さらに、冷却された基材2上で重合反応が行われるため、重合熱を緩和し、基材2が熱により損傷することを防止することができる。   In addition, when performing a process (3) and a process (1) simultaneously, the said resin material supply apparatus 61 and the active energy ray irradiation apparatus 62 are within the range facing the range which the cooling roller 51 and the base material 2 contact | abut. It is preferable to be disposed. That is, it is preferable to perform the process from the application process of the curable resin to the active energy ray irradiation process on the cooling roller 51. Thus, when curable resin is apply | coated on the base material 2 cooled, the adhesiveness of the base material 2 and curable resin material (namely, organic layer) will improve. Furthermore, since the polymerization reaction is performed on the cooled base material 2, the heat of polymerization can be relaxed and the base material 2 can be prevented from being damaged by the heat.

有機層の形成に用いられる活性エネルギー線硬化性材料としては、例えば、アクリレート化合物を含有する組成物、アクリレート化合物とチオール基を含有するメルカプト化合物とを含有する組成物、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、ポリエチレングリコールアクリレート、グリセロールメタクリレート等の多官能アクリレートモノマーを含有する組成物等が挙げられる。具体的には、新中村化学工業株式会社の硬化性2官能アクリレートNKエステル A−DCP(トリシクロデカンジメタノールジアクリレート)、JSR株式会社製のUV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材 OPSTAR(登録商標)シリーズ(シリカ微粒子に重合性不飽和基を有する有機化合物を結合させてなる化合物)等を用いることができる。   Examples of the active energy ray-curable material used for forming the organic layer include a composition containing an acrylate compound, a composition containing an acrylate compound and a mercapto compound containing a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate, and polyester. Examples include compositions containing polyfunctional acrylate monomers such as acrylates, polyether acrylates, polyethylene glycol acrylates, and glycerol methacrylates. Specifically, curable bifunctional acrylate NK ester A-DCP (tricyclodecane dimethanol diacrylate) from Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR (registered by JSR Corporation) Trademark) series (compounds obtained by bonding an organic compound having a polymerizable unsaturated group to silica fine particles) and the like can be used.

また、上記のような組成物の任意の混合物を使用することも可能であり、光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性のモノマーを含有している活性エネルギー線硬化性材料であれば特に制限はない。   It is also possible to use any mixture of the above-mentioned compositions, and an active energy ray-curable material containing a reactive monomer having at least one photopolymerizable unsaturated bond in the molecule. If there is no restriction in particular.

光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性モノマーとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−デシルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−メトリキエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオールアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチルトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、プロピレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロピレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、1,2,4−ブタンジオールトリアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、1,10−デカンジオールジメチルアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記のアクリレートをメタクリレートに換えたもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−2−ピロリドン等が挙げられる。上記の反応性モノマーは、1種または2種以上の混合物として、あるいはその他の化合物との混合物として使用することができる。   Examples of reactive monomers having at least one photopolymerizable unsaturated bond in the molecule include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, and n-pentyl. Acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, n-decyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, allyl acrylate, benzyl acrylate, butoxyethyl acrylate, butoxyethylene glycol acrylate, cyclohexyl acrylate, dicyclo Pentanyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycerol acrylate, glycy Acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, isobornyl acrylate, isodexyl acrylate, isooctyl acrylate, lauryl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxyethylene glycol acrylate, phenoxyethyl acrylate, stearyl acrylate, Ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexadiol diacrylate, 1,3-propanediol acrylate, 1,4-cyclohexanediol Diacrylate, 2,2-dimethylolpropane diacrylate, glycerol diacrylate, tripropylene Glycol diacrylate, glycerol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, polyoxyethyltrimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol triacrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol tetraacrylate, propylene Oxide modified pentaerythritol triacrylate, propylene oxide modified pentaerythritol tetraacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyoxypropyltrimethylolpropane triacrylate, butylene glycol diacrylate, 1,2,4-butanediol triacrylate, 2,2, 4-to Limethyl-1,3-pentadiol diacrylate, diallyl fumarate, 1,10-decanediol dimethyl acrylate, pentaerythritol hexaacrylate, and acrylate replaced with methacrylate, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Examples thereof include 1-vinyl-2-pyrrolidone and the like. Said reactive monomer can be used as a 1 type, 2 or more types of mixture, or a mixture with another compound.

活性エネルギー線硬化性材料を含む組成物は、光重合開始剤を含有することが好ましい。   It is preferable that the composition containing an active energy ray-curable material contains a photopolymerization initiator.

光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4−ビス(ジメチルアミン)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミン)ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、4−アジドベンジルアセトフェノン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)シクロヘキサン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、2−フェニル−1,2−ブタジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1,3−ジフェニル−プロパントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシ−プロパントリオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ミヒラーケトン、2−メチル[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モノフォリノ−1−プロパン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モノフォリノフェニル)−ブタノン−1、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、n−フェニルチオアクリドン、4,4−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組み合わせ等が挙げられ、これらの光重合開始剤を1種または2種以上の組み合わせで使用することができる。   Examples of the photopolymerization initiator include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino acetophenone, 4,4-dichloro. Benzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, p- tert-butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl acetal, benzoy Methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberone, methyleneanthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis (p-azide Benzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-benzoyl) oxy , Michler's ketone, 2-methyl [4- (methylthio) phenyl] -2-monoforino-1-propane, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-monoforinophenyl) -butanone-1, naphthalenesulfonyl chloride Quinolinesulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzthiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, carbon tetrabromide, tribromophenyl sulfone, benzoin peroxide And combinations of photoreducing dyes such as eosin and methylene blue and reducing agents such as ascorbic acid and triethanolamine. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. .

熱硬化性材料としては、具体的には、クラリアント社製のトゥットプロムシリーズ(有機ポリシラザン)、セラミックコート株式会社製のSP COAT耐熱クリアー塗料、アデカ社製のナノハイブリッドシリコーン、DIC株式会社製のユニディック(登録商標)V−8000シリーズ、EPICLON(登録商標) EXA−4710(超高耐熱性エポキシ樹脂)、信越化学工業株式会社製のシリコン樹脂 X−12−2400(商品名)、日東紡績株式会社製の無機・有機ナノコンポジット材料SSGコート、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリアミドアミン−エピクロルヒドリン樹脂等が挙げられる。   Specific examples of thermosetting materials include TutProm Series (Organic Polysilazane) manufactured by Clariant, SP COAT heat-resistant clear paint manufactured by Ceramic Coat, Nanohybrid Silicone manufactured by Adeka, Unicom manufactured by DIC, Inc. Dick (registered trademark) V-8000 series, EPICLON (registered trademark) EXA-4710 (ultra-high heat resistant epoxy resin), silicon resin X-12-2400 (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Nitto Boseki Co., Ltd. Inorganic / organic nanocomposite material SSG coating, thermosetting urethane resin consisting of acrylic polyol and isocyanate prepolymer, phenol resin, urea melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, silicon resin, polyamidoamine-epichlorohydrin resin And the like.

硬化性材料を溶媒に溶解または分散させた塗布液を用いて有機層を形成する際に使用する溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン、ジエチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシエチルアセテート、シクロヘキシルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、安息香酸メチル、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。   Solvents used when forming an organic layer using a coating solution in which a curable material is dissolved or dispersed in a solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol Terpenes such as α- or β-terpineol, etc., ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, diethyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, toluene, xylene, tetramethylbenzene, etc. Aromatic hydrocarbons, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether , Glycol ethers such as dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carb Acetic esters such as tall acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 2-methoxyethyl acetate, cyclohexyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 3-methoxybutyl acetate , Diethylene glycol dialkyl ether, dipropylene Glycol dialkyl ethers, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl benzoate, N, N- dimethylacetamide, N, may be mentioned N- dimethylformamide.

有機層は、上述の材料に加えて、必要に応じて、熱可塑性樹脂や酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を含有することができる。また、成膜性向上および膜のピンホール発生防止等のために適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニルおよびその共重合体、塩化ビニルおよびその共重合体、塩化ビニリデンおよびその共重合体等のビニル樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂およびその共重合体、メタクリル樹脂およびその共重合体等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。   The organic layer can contain additives such as a thermoplastic resin, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer, if necessary, in addition to the above-described materials. In addition, an appropriate resin or additive may be used for improving the film formability and preventing the occurrence of pinholes in the film. Examples of the thermoplastic resin include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose and methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof and the like. Examples include resins, acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, acrylic resins and copolymers thereof, acrylic resins such as methacrylic resins and copolymers thereof, polystyrene resins, polyamide resins, linear polyester resins, and polycarbonate resins.

有機層の平滑性は、JIS B 0601:2001年で規定される表面粗さで表現される値で、最大断面高さRt(p)が、10nm以上、80nm以下であることが好ましい。   The smoothness of the organic layer is a value expressed by the surface roughness specified in JIS B 0601: 2001, and the maximum cross-sectional height Rt (p) is preferably 10 nm or more and 80 nm or less.

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数十μmの区間内を多数回測定し、微細な凹凸の振幅に関する粗さである。   The surface roughness is calculated from an uneven cross-sectional curve continuously measured by an AFM (Atomic Force Microscope) with a detector having a stylus having a minimum tip radius, and the measurement direction is several tens by the stylus having a minimum tip radius. It is the roughness related to the amplitude of fine irregularities measured in a section of μm many times.

有機層を形成するための硬化性樹脂材料の塗布量としては、0.1〜5g/m(乾燥状態)程度が好ましい。また、有機層の厚さとしては、特に制限されないが、0.5〜10μm、好ましくは1〜5μmの範囲が好ましい。 The coating amount of the curable resin material for forming the organic layer is preferably about 0.1 to 5 g / m 2 (dry state). The thickness of the organic layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 10 μm, preferably 1 to 5 μm.

[工程(4)(ブリードアウト防止層形成工程)]
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法において、ブリードアウト防止層を形成する工程(4)をさらに有していてもよい。工程(4)は、工程(3)を行う場合は当該行程(3)の前に行うと好ましく、工程(1)の前に行うとより好ましい。
[Step (4) (Bleed-out prevention layer forming step)]
The method for producing a gas barrier film of the present invention may further include a step (4) of forming a bleed-out prevention layer. When the step (3) is performed, the step (4) is preferably performed before the step (3), and more preferably performed before the step (1).

本発明の工程(4)に係るブリードアウト防止層を形成する好ましい方法について説明する。   A preferred method for forming the bleed-out preventing layer according to the step (4) of the present invention will be described.

ブリードアウト防止層は、熱可塑性樹脂基材の内部に存在する可塑剤や、当該基材の原料であるモノマーやオリゴマー等の低分子成分が基材表面へ拡散し、接触する面を汚染する現象(いわゆるブリードアウト)を抑制する目的で基材表面上に設けられうる。また、ブリードアウト防止層は、基材上に有機層を有するフィルムを加熱した際に、フィルム基材中から未反応のオリゴマー等が表面へ移行して、接触する面を汚染する現象を抑制する目的で、有機層を有する基材の反対側の面に設けられうる。ブリードアウト防止層は、この機能を有していれば、基本的に有機層と同じ構成をとっても構わない。したがって、ブリードアウト防止層は、上述の有機層を形成する方法と同様の方法で形成することができる。   The bleed-out prevention layer is a phenomenon in which the plasticizer existing inside the thermoplastic resin base material and low molecular components such as monomers and oligomers that are raw materials of the base material diffuse to the base material surface and contaminate the contact surface. It can be provided on the surface of the substrate for the purpose of suppressing (so-called bleed out). In addition, the bleed-out prevention layer suppresses a phenomenon in which, when a film having an organic layer on a substrate is heated, unreacted oligomers migrate from the film substrate to the surface and contaminate the contact surface. For the purpose, it can be provided on the opposite side of the substrate with the organic layer. The bleed-out prevention layer may basically have the same configuration as the organic layer as long as it has this function. Therefore, the bleed-out prevention layer can be formed by a method similar to the method for forming the organic layer described above.

ブリードアウト防止層は、有機層と同様に、炭素含有ポリマー、好ましくは硬化性樹脂を含んでいると好ましい。前記硬化性樹脂としては特に制限されず、熱硬化性樹脂や活性エネルギー線硬化性樹脂が挙げられるが、成形が容易なことから、活性エネルギー線硬化性樹脂が好ましい。かような硬化性樹脂は、単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。また、硬化性樹脂は市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。   As with the organic layer, the bleedout prevention layer preferably contains a carbon-containing polymer, preferably a curable resin. The curable resin is not particularly limited, and examples thereof include a thermosetting resin and an active energy ray curable resin, but an active energy ray curable resin is preferable because it is easy to mold. Such curable resins can be used singly or in combination of two or more. The curable resin may be a commercially available product or a synthetic product.

ブリードアウト防止層を形成するために用いられる活性エネルギー線硬化性樹脂としては、紫外線や電子線のような活性エネルギー線を照射することによって硬化させることのできる樹脂が挙げられるが、これらの中でも、紫外線照射によって硬化する紫外線硬化性樹脂が好ましい。   Examples of the active energy ray-curable resin used for forming the bleedout prevention layer include resins that can be cured by irradiating active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams, among these, An ultraviolet curable resin that is cured by ultraviolet irradiation is preferred.

工程(4)において、活性エネルギー線や熱により硬化する硬化性樹脂材料からなる硬化性樹脂層(塗膜)の形成方法および該硬化性樹脂層の硬化方法は、特に制限はないが、上記の工程(3)における硬化性樹脂層の形成方法およびその硬化方法と同様であるため、その詳細な説明は省略する。   In the step (4), the method for forming a curable resin layer (coating film) made of a curable resin material that is cured by active energy rays or heat and the method for curing the curable resin layer are not particularly limited, Since it is the same as the formation method of the curable resin layer in the step (3) and its curing method, its detailed description is omitted.

なお、図1では、ブリードアウト防止層を形成するための具体的な構成は図示されていないが、ブリードアウト防止層は、製造装置100内で形成されてもよいし、製造装置100に基材2をセットする前に、予め基材2の一方の面上にブリードアウト防止層を形成してもよい。製造装置100内においてブリードアウト防止層を形成する場合は、基材2の裏面側(バリア層3が形成される面に対して反対側)であって冷却ローラー51に対して基材2の搬送方向の上流側に、さらに樹脂材料供給装置61および活性エネルギー線照射装置62と同様の機構を備えているとよい。   Although a specific configuration for forming the bleed-out prevention layer is not shown in FIG. 1, the bleed-out prevention layer may be formed in the manufacturing apparatus 100, or the base material may be attached to the manufacturing apparatus 100. Before setting 2, a bleed-out prevention layer may be formed on one surface of the substrate 2 in advance. When the bleed-out prevention layer is formed in the manufacturing apparatus 100, the base material 2 is transported to the cooling roller 51 on the back surface side of the base material 2 (the side opposite to the surface on which the barrier layer 3 is formed). A mechanism similar to the resin material supply device 61 and the active energy ray irradiation device 62 may be further provided on the upstream side in the direction.

ブリードアウト防止層に含まれうる化合物としては、分子中に2個以上の重合性不飽和基を有する多価不飽和有機化合物、あるいは分子中に1個の重合性不飽和基を有する単価不飽和有機化合物等のハードコート剤を挙げることができる。   Compounds that can be included in the bleed-out prevention layer include polyunsaturated organic compounds having two or more polymerizable unsaturated groups in the molecule, or unit price unsaturated having one polymerizable unsaturated group in the molecule. Hard coating agents such as organic compounds can be listed.

ここで、多価不飽和有機化合物としては、たとえば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(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、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モノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Here, as the polyunsaturated organic compound, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (Meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dicyclopentanyl di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meta ) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol monohydroxypenta (meth) acrylate, ditrimethylolpro Ntetora (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate.

また、単価不飽和有機化合物としては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of unit unsaturated organic compounds include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, and lauryl. (Meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl ( (Meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-eth Ciethoxy) ethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, 2- Examples include methoxypropyl (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, and polypropylene glycol (meth) acrylate. .

その他の添加剤として、マット剤を含有してもよい。マット剤としては、平均粒子径が0.1〜5μm程度の無機粒子が好ましい。   As other additives, a matting agent may be contained. As the matting agent, inorganic particles having an average particle diameter of about 0.1 to 5 μm are preferable.

このような無機粒子としては、シリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の1種または2種以上を併せて使用することができる。   As such inorganic particles, one or more of silica, alumina, talc, clay, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, titanium dioxide, zirconium oxide and the like can be used in combination. .

ここで、無機粒子からなるマット剤は、ハードコート剤の固形分100重量部に対して2重量部以上、好ましくは4重量部以上、より好ましくは6重量部以上、20重量部以下、好ましくは18重量部以下、より好ましくは16重量部以下の割合で混合されていることが望ましい。   Here, the matting agent composed of inorganic particles is 2 parts by weight or more, preferably 4 parts by weight or more, more preferably 6 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, preferably 100 parts by weight of the solid content of the hard coating agent. It is desirable that they are mixed in a proportion of 18 parts by weight or less, more preferably 16 parts by weight or less.

また、ブリードアウト防止層には、ハードコート剤およびマット剤の他の成分として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂、光重合開始剤等を含有させてもよい。   In addition, the bleed-out prevention layer may contain a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an ionizing radiation curable resin, a photopolymerization initiator, and the like as other components of the hard coat agent and the mat agent.

このような熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニルおよびその共重合体、塩化ビニルおよびその共重合体、塩化ビニリデンおよびその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール系樹脂、アクリル樹脂およびその共重合体、メタクリル樹脂およびその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。   Examples of such thermoplastic resins include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose, methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof. Vinyl resins such as polyvinyl formal, acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, acrylic resins and copolymers thereof, acrylic resins such as methacrylic resins and copolymers thereof, polystyrene resins, polyamide resins, linear polyester resins, polycarbonates Examples thereof include resins.

また、熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。   Moreover, as a thermosetting resin, the thermosetting urethane resin which consists of an acrylic polyol and an isocyanate prepolymer, a phenol resin, a urea melamine resin, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a silicon resin etc. are mentioned.

また、電離放射線硬化性樹脂としては、光重合性プレポリマーもしくは光重合性モノマー等の1種または2種以上を混合した電離放射線硬化塗料に、電離放射線(紫外線または電子線)を照射することで硬化するものを使用することができる。ここで光重合性プレポリマーとしては、1分子中に2個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより3次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート等が使用できる。また光重合性モノマーとしては、上記に記載した多価不飽和有機化合物等が使用できる。   In addition, as an ionizing radiation curable resin, an ionizing radiation (ultraviolet ray or electron beam) is irradiated to an ionizing radiation curable coating material in which one or more of a photopolymerizable prepolymer or a photopolymerizable monomer is mixed. Those that cure can be used. Here, as the photopolymerizable prepolymer, an acrylic prepolymer having two or more acryloyl groups in one molecule and having a three-dimensional network structure by crosslinking and curing is particularly preferably used. As this acrylic prepolymer, urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, melamine acrylate and the like can be used. Further, as the photopolymerizable monomer, the polyunsaturated organic compounds described above can be used.

また、光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾインベンゾエート、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−(4−モルフォリニル)−1−プロパン、α−アシロキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられる。   Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, benzophenone, Michler's ketone, benzoin, benzylmethyl ketal, benzoin benzoate, hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2- (4-morpholinyl). ) -1-propane, α-acyloxime ester, thioxanthone and the like.

以上のようなブリードアウト防止層は、ハードコート剤、および必要に応じて他の成分を配合して、適宜必要に応じて用いる希釈溶剤によって塗布液として調製し、塗布液を基材フィルム表面に従来公知の塗布方法によって塗布した後、電離放射線を照射して硬化させることにより形成することができる。なお、電離放射線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等から発せられる100〜400nm、好ましくは200〜400nmの波長領域の紫外線を照射する、または走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。   The bleed-out prevention layer as described above is prepared as a coating solution by blending a hard coat agent and other components as necessary, and appropriately using a diluting solvent as necessary. After coating by a conventionally known coating method, it can be formed by irradiating with ionizing radiation and curing. As a method of irradiating with ionizing radiation, ultraviolet rays having a wavelength range of 100 to 400 nm, preferably 200 to 400 nm, emitted from an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a carbon arc, a metal halide lamp or the like are irradiated or scanned. The irradiation can be performed by irradiating an electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a type or curtain type electron beam accelerator.

ブリードアウト防止層の厚さとしては、1〜10μm、好ましくは2〜7μmであることが望ましい。1μm以上にすることにより、フィルムとしての耐熱性を十分なものにし易くなり、10μm以下にすることにより、平滑フィルムの光学特性のバランスを調整し易くなると共に、平滑層を透明高分子フィルムの一方の面に設けた場合におけるバリアフィルムのカールを抑え易くすることができるようになる。   The thickness of the bleed-out prevention layer is 1 to 10 μm, preferably 2 to 7 μm. By making it 1 μm or more, it becomes easy to make the heat resistance as a film sufficient, and by making it 10 μm or less, it becomes easy to adjust the balance of the optical properties of the smooth film, and the smooth layer is one of the transparent polymer films. When it is provided on this surface, curling of the barrier film can be easily suppressed.

[工程(5)(アンカーコート層形成工程)]
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法において、有機層を形成する工程(3)を行う場合は、アンカーコート層を形成する工程(5)をさらに有していてもよい。このとき、工程(5)は、有機層を形成する工程(3)の前に行う。
[Step (5) (Anchor coat layer forming step)]
In the method for producing a gas barrier film of the present invention, when performing the step (3) of forming an organic layer, the method may further include a step (5) of forming an anchor coat layer. At this time, the step (5) is performed before the step (3) of forming the organic layer.

本発明の工程(5)に係るアンカーコート層を形成する好ましい方法について説明する。   A preferred method for forming the anchor coat layer according to the step (5) of the present invention will be described.

アンカーコート層は、基材と有機層との間に設けられ、有機層と基材との接着性(密着性)の向上を目的として形成されるものである。アンカーコート層は、易接着層として形成してもよい。このアンカーコート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種または2種以上併せて使用することができる。上記アンカーコート剤は、市販品を使用してもよい。具体的には、シロキサン系UV硬化型ポリマー溶液(信越化学工業株式会社製、「X−12−2400」の3%イソプロピルアルコール溶液)を用いることができる。   The anchor coat layer is provided between the base material and the organic layer, and is formed for the purpose of improving the adhesion (adhesion) between the organic layer and the base material. The anchor coat layer may be formed as an easy adhesion layer. Examples of the anchor coating agent used in this anchor coat layer include polyester resin, isocyanate resin, urethane resin, acrylic resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, modified styrene resin, modified silicon resin, and alkyl titanate. One type or two or more types can be used in combination. A commercially available product may be used as the anchor coating agent. Specifically, a siloxane-based UV curable polymer solution (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 3% isopropyl alcohol solution of “X-12-2400”) can be used.

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/m(乾燥状態)程度が好ましい。なお、市販の易接着層付き基材を用いてもよい。 Conventionally known additives can be added to these anchor coating agents. The above-mentioned anchor coating agent is coated on a substrate by a known method such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, spray coating, and the like, and is coated by drying and removing the solvent, diluent, etc. Can do. The application amount of the anchor coating agent is preferably about 0.1 to 5 g / m 2 (dry state). A commercially available base material with an easy-adhesion layer may be used.

または、アンカーコート層は、物理蒸着法または化学蒸着法といった気相法により形成することもできる。例えば、特開2008−142941号公報に記載のように、接着性等を改善する目的で酸化ケイ素を主体とした無機膜を形成することもできる。   Alternatively, the anchor coat layer can be formed by a vapor phase method such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition. For example, as described in JP-A-2008-142941, an inorganic film mainly composed of silicon oxide can be formed for the purpose of improving adhesion and the like.

また、アンカーコート層の厚さは、特に制限されないが、0.5〜10.0μm程度が好ましい。   The thickness of the anchor coat layer is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10.0 μm.

<他の実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法>
以下、他の実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法について、図2を参照しながら詳細に説明する。図2は、本発明の他の実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法に好適に用いられる製造装置の模式図である。なお、以下の説明および図面中、図1と同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<The manufacturing method of the gas-barrier film which concerns on other embodiment>
Hereafter, the manufacturing method of the gas barrier film which concerns on other embodiment is demonstrated in detail, referring FIG. FIG. 2 is a schematic view of a production apparatus suitably used in the method for producing a gas barrier film according to another embodiment of the present invention. In the following description and drawings, the same or corresponding elements as those in FIG.

[他の実施形態に係る工程(1)(基材冷却工程)]
図1を参照して説明した上述の実施形態における工程(1)に係る説明では、一つの冷却ローラー51を用いて基材2を冷却する態様を示したが、本実施形態では、製造装置200内において、複数の冷却ローラー51a,51b,51c,51dを冷却部材として用いて工程(1)を行うことを特徴の一つとしている。
[Step (1) according to Other Embodiment (Base Material Cooling Step)]
In the description related to the step (1) in the above-described embodiment described with reference to FIG. 1, the aspect in which the base material 2 is cooled using one cooling roller 51 is shown. Among these, one of the features is that the step (1) is performed using a plurality of cooling rollers 51a, 51b, 51c, 51d as cooling members.

製造装置200において、工程(1)は、円筒状の冷却ローラー51a,51b,51c,51d(以下、まとめて「51’」とも記載する)の表面に基材2が連続して当接し、これにより基材2が冷却されることにより行われる。本実施形態では、このような工程(1)において、基材の表面温度(t1)が、10℃以下となるように冷却ローラー51’の温度が制御される。このとき、基材の表面温度(t1)とは、より具体的には、基材2の搬送方向の最も下流側にある冷却ローラー51dから基材2が離脱する直前の点(図1中のA’地点)における基材の温度である。冷却ローラー51’にはそれぞれ幅があるため、より詳細には、基材2が冷却ローラー51dから離脱する直前であって、冷却ローラー51dの軸方向(図2では奥行き方向)における中心点の温度を指す。この基材の表面温度(t1)が、冷却ロール51’により、10℃以下、より好ましくは0℃以下、更に好ましくは−10℃以下に冷却される。なお、基材の表面温度(t1)の表面温度の下限値は特に制限されないが、好ましくは−80℃、より好ましくは−40℃である。   In the manufacturing apparatus 200, the process (1) includes the substrate 2 continuously contacting the surfaces of cylindrical cooling rollers 51 a, 51 b, 51 c, 51 d (hereinafter collectively referred to as “51 ′”). The substrate 2 is cooled by the above. In this embodiment, in such a step (1), the temperature of the cooling roller 51 ′ is controlled so that the surface temperature (t 1) of the base material is 10 ° C. or less. At this time, the surface temperature (t1) of the base material is more specifically the point immediately before the base material 2 is detached from the cooling roller 51d located on the most downstream side in the transport direction of the base material 2 (in FIG. 1). It is the temperature of the base material at point A ′). Since each cooling roller 51 ′ has a width, more specifically, the temperature at the center point in the axial direction of the cooling roller 51d (the depth direction in FIG. 2) immediately before the base material 2 is detached from the cooling roller 51d. Point to. The surface temperature (t1) of the substrate is cooled to 10 ° C. or less, more preferably 0 ° C. or less, and still more preferably −10 ° C. or less by the cooling roll 51 ′. The lower limit value of the surface temperature (t1) of the substrate is not particularly limited, but is preferably -80 ° C, more preferably -40 ° C.

各冷却ローラー51a,51b,51c,51dの個々の構成および温度の制御方法は、上述した冷却ローラー51と同様であるため、その詳細な説明を省略する。   The individual configuration of each of the cooling rollers 51a, 51b, 51c, and 51d and the temperature control method are the same as those of the cooling roller 51 described above, and thus detailed description thereof is omitted.

各冷却ローラー51a,51b,51c,51dは、基材2の搬送方向に対して最も上流側にある成膜ローラー39よりもさらに上流側に配設されており、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置されている。このように、工程(1)においては、基材2の搬送方向と、並設された冷却ローラー51a,51b,51c,51dの中心軸をすべて含む平面とが、略平行となるように冷却ローラー51a,51b,51c,51dが配設されていてもよい。すなわち、基材2が平面状で冷却されながら、成膜ローラー39に搬送されてもよい。   Each cooling roller 51a, 51b, 51c, 51d is disposed further upstream than the film forming roller 39 located on the most upstream side with respect to the conveyance direction of the substrate 2, and the central axis thereof is on the same plane. It arrange | positions so that it may become substantially parallel. As described above, in the step (1), the cooling roller is set so that the conveying direction of the base material 2 and the plane including all the central axes of the cooling rollers 51a, 51b, 51c, 51d arranged in parallel are substantially parallel. 51a, 51b, 51c, 51d may be provided. That is, the substrate 2 may be transported to the film forming roller 39 while being cooled in a flat shape.

なお、図2では、冷却部材として四つの冷却ローラー51a,51b,51c,51dが備えられた例を図示しているが、冷却ローラーの数はこれに限定されるものではないのは勿論である。また、このように複数の冷却ローラーを用いる場合、各冷却ローラーは、直列で(冷却ローラー同士が共通の冷媒の流路で連結された状態で)冷媒を流して温度制御してもよいし、それぞれ個別に温度制御してもよい。   2 shows an example in which four cooling rollers 51a, 51b, 51c, 51d are provided as cooling members, the number of cooling rollers is not limited to this. . In addition, when using a plurality of cooling rollers in this way, each cooling roller may be controlled in temperature by flowing a refrigerant in series (in a state where the cooling rollers are connected by a common refrigerant flow path), Each may be individually temperature controlled.

[他の実施形態に係る工程(2)(バリア層形成工程)]
工程(2)は、図1によって説明した実施形態における工程(2)と同様であるため、詳細な説明を省略する。
[Step (2) according to Other Embodiment (Barrier Layer Forming Step)]
Step (2) is the same as step (2) in the embodiment described with reference to FIG.

[他の実施形態に係る工程(3)(有機層形成工程)]
工程(3)に係る他の実施形態について、図2を参照しながら詳細に説明する。
[Step (3) according to Other Embodiment (Organic Layer Forming Step)]
Another embodiment according to the step (3) will be described in detail with reference to FIG.

上述の図1を参照して説明した実施形態では、冷却ローラー51上にて基材2を冷却すると同時に有機層を形成する態様を示したが、製造装置200内において、基材2が冷却ローラー51’を通過する前に、有機層を形成することを特徴の一つとしている。すなわち、工程(3)は、工程(1)よりも前に行われてもよい。このとき、有機層は、図2に示されるように、搬送ローラー36上に当接した基材2に対して行われると好ましい。このように、基材とバリア層との密着性を向上させるという観点から、有機層が形成される面が凸となる状態(膨出した状態)で有機層が形成されると好ましい。なお、有機層を形成するための樹脂材料供給装置61および活性エネルギー線照射装置62について、個々の構成および有機層形成方法は、上述した図1による実施形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。   In the embodiment described with reference to FIG. 1 described above, the mode in which the organic layer is formed simultaneously with the cooling of the base material 2 on the cooling roller 51 is shown. One of the features is that an organic layer is formed before passing through 51 '. That is, step (3) may be performed before step (1). At this time, as shown in FIG. 2, the organic layer is preferably applied to the substrate 2 in contact with the transport roller 36. Thus, from the viewpoint of improving the adhesion between the base material and the barrier layer, it is preferable that the organic layer is formed in a state where the surface on which the organic layer is formed is convex (a bulged state). In addition, about the resin material supply apparatus 61 and the active energy ray irradiation apparatus 62 for forming an organic layer, since each structure and the organic layer formation method are the same as that of embodiment by FIG. 1 mentioned above, the detailed description Is omitted.

[他の実施形態に係るその他の層の形成工程]
他の実施形態に係るガスバリア性フィルムの製造方法において、ブリードアウト防止層およびアンカーコート層を形成する工程をさらに含んでいてもよい。なお、各層の形成方法については、上述のものとそれぞれ同様であるため、その詳細な説明は省略する。
[Steps of forming other layers according to other embodiments]
The method for producing a gas barrier film according to another embodiment may further include a step of forming a bleed-out prevention layer and an anchor coat layer. In addition, about the formation method of each layer, since it is the same as the above-mentioned respectively, the detailed description is abbreviate | omitted.

<ガスバリア性フィルムの用途>
本発明により製造されるガスバリア性フィルムの用途としては、下記のような電子デバイスや、光学部材への応用が挙げられる。
<Use of gas barrier film>
Applications of the gas barrier film produced according to the present invention include application to the following electronic devices and optical members.

[電子デバイス]
本発明により製造されるガスバリア性フィルムは、空気中の化学成分(酸素、水、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等)によって性能が劣化するデバイスに好ましく用いることができる。前記デバイスの例としては、例えば、有機EL素子、液晶表示素子(LCD)、薄膜トランジスタ、タッチパネル、電子ペーパー、太陽電池(PV)等の電子デバイスを挙げることができる。本発明の効果がより効率的に得られるという観点から、有機EL素子または太陽電池に好ましく用いられ、有機EL素子に特に好ましく用いられる。
[Electronic device]
The gas barrier film produced according to the present invention can be preferably used for a device whose performance is deteriorated by chemical components (oxygen, water, nitrogen oxide, sulfur oxide, ozone, etc.) in the air. Examples of the device include electronic devices such as an organic EL element, a liquid crystal display element (LCD), a thin film transistor, a touch panel, electronic paper, and a solar cell (PV). From the viewpoint that the effect of the present invention can be obtained more efficiently, it is preferably used for an organic EL device or a solar cell, and particularly preferably used for an organic EL device.

本発明により製造されるガスバリア性フィルムは、デバイスの基板や固体封止法による封止のためのフィルムとしても用いることができる。固体封止法とはデバイスの上に保護層を形成した後、接着剤層、ガスバリア性フィルムを重ねて硬化する方法である。接着剤は特に制限はないが、熱硬化性エポキシ樹脂、光硬化性アクリレート樹脂等が例示される。   The gas barrier film produced by the present invention can also be used as a device substrate or a film for sealing by a solid sealing method. The solid sealing method is a method in which after a protective layer is formed on a device, an adhesive layer and a gas barrier film are stacked and cured. Although there is no restriction | limiting in particular in an adhesive agent, A thermosetting epoxy resin, a photocurable acrylate resin, etc. are illustrated.

(有機EL素子)
ガスバリア性フィルムを用いた有機EL素子の例は、特開2007−30387号公報に詳しく記載されている。
(Organic EL device)
An example of an organic EL element using a gas barrier film is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-30387.

(液晶表示素子)
反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板、反射電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、透明電極、上基板、λ/4板、そして偏光膜からなる構成を有する。本発明により製造されるガスバリア性フィルムは、前記透明電極基板および上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を反射電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。透過型液晶表示装置は、下から順に、バックライト、偏光板、λ/4板、下透明電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、上透明電極、上基板、λ/4板および偏光膜からなる構成を有する。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を下透明電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。液晶セルの種類は特に限定されないが、より好ましくはTN型(Twisted Nematic)、STN型(Super Twisted Nematic)またはHAN型(Hybrid Aligned Nematic)、VA型(Vertically Alignment)、ECB型(Electrically Controlled Birefringence)、OCB型(Optically Compensated Bend)、IPS型(In−Plane Switching)、CPA型(Continuous Pinwheel Alignment)であることが好ましい。
(Liquid crystal display element)
The reflective liquid crystal display device has a configuration including a lower substrate, a reflective electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, a transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarizing film in order from the bottom. The gas barrier film produced according to the present invention can be used as the transparent electrode substrate and the upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the reflective electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode. The transmissive liquid crystal display device includes, in order from the bottom, a backlight, a polarizing plate, a λ / 4 plate, a lower transparent electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, an upper transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarization It has the structure which consists of a film | membrane. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the lower transparent electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode. The type of the liquid crystal cell is not particularly limited, but more preferably a TN type (Twisted Nematic), an STN type (Super Twisted Nematic), a HAN type (Hybrid Aligned Nematic), a VA type (Vertical Alignment), an EC type, a B type. OCB type (Optically Compensated Bend), IPS type (In-Plane Switching), and CPA type (Continuous Pinwheel Alignment) are preferable.

(太陽電池)
本発明により製造されるガスバリア性フィルムは、太陽電池素子の封止フィルムとしても用いることができる。ここで、ガスバリア性フィルムは、バリア層が太陽電池素子に近い側となるように封止することが好ましい。本発明により製造されるガスバリア性フィルムが好ましく用いられる太陽電池素子としては、特に制限はないが、例えば、単結晶シリコン系太陽電池素子、多結晶シリコン系太陽電池素子、シングル接合型、またはタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池素子、ガリウムヒ素(GaAs)やインジウム燐(InP)等のIII−V族化合物半導体太陽電池素子、カドミウムテルル(CdTe)等のII−VI族化合物半導体太陽電池素子、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI−III−VI族化合物半導体太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、有機太陽電池素子等が挙げられる。中でも、本発明においては、上記太陽電池素子が、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI−III−VI族化合物半導体太陽電池素子であることが好ましい。
(Solar cell)
The gas barrier film produced according to the present invention can also be used as a sealing film for solar cell elements. Here, the gas barrier film is preferably sealed so that the barrier layer is closer to the solar cell element. The solar cell element in which the gas barrier film produced according to the present invention is preferably used is not particularly limited, but for example, a single crystal silicon solar cell element, a polycrystalline silicon solar cell element, a single junction type, or a tandem structure Type amorphous silicon solar cell elements, III-V compound semiconductor solar cell elements such as gallium arsenide (GaAs) and indium phosphorus (InP), II-VI compound semiconductor solar elements such as cadmium tellurium (CdTe) Battery element, copper / indium / selenium system (so-called CIS system), copper / indium / gallium / selenium system (so-called CIGS system), copper / indium / gallium / selenium / sulfur system (so-called CIGS system), etc. -III-VI compound semiconductor solar cell element, dye-sensitized solar cell element, organic Solar cell elements, and the like. In particular, in the present invention, the solar cell element is a copper / indium / selenium system (so-called CIS system), a copper / indium / gallium / selenium system (so-called CIGS system), copper / indium / gallium / selenium / sulfur. It is preferable that it is an I-III-VI group compound semiconductor solar cell element, such as a system (so-called CIGSS system).

(その他)
その他の適用例としては、特表平10−512104号公報に記載の薄膜トランジスタ、特開平5−127822号公報、特開2002−48913号公報等に記載のタッチパネル、特開2000−98326号公報に記載の電子ペーパー等が挙げられる。
(Other)
As other application examples, the thin film transistor described in JP-A-10-512104, the touch panel described in JP-A-5-127822, JP-A-2002-48913, etc., described in JP-A-2000-98326. Electronic paper and the like.

[光学部材]
本発明により製造されるガスバリア性フィルムは、光学部材としても用いることができる。光学部材の例としては円偏光板等が挙げられる。
[Optical member]
The gas barrier film produced according to the present invention can also be used as an optical member. Examples of the optical member include a circularly polarizing plate.

(円偏光板)
本発明におけるガスバリア性フィルムを基板としλ/4板と偏光板とを積層し、円偏光板を作製することができる。この場合、λ/4板の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角が45°になるように積層する。このような偏光板は、長手方向(MD)に対し45°の方向に延伸されているものを用いることが好ましく、例えば、特開2002−865554号公報に記載のものを好適に用いることができる。
(Circularly polarizing plate)
A circularly polarizing plate can be produced by laminating a λ / 4 plate and a polarizing plate using the gas barrier film in the present invention as a substrate. In this case, the lamination is performed so that the angle formed by the slow axis of the λ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing plate is 45 °. As such a polarizing plate, one that is stretched in a direction of 45 ° with respect to the longitudinal direction (MD) is preferably used. For example, those described in JP-A-2002-865554 can be suitably used. .

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。また、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「重量部」あるいは「重量%」を表す。また、下記操作において、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%の条件で行う。   The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples. Further, in the examples, the display of “part” or “%” is used, but “part by weight” or “% by weight” is expressed unless otherwise specified. Moreover, in the following operation, unless otherwise specified, the measurement of the operation and physical properties is performed under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50%.

[ガスバリア性フィルムの作製]
(実施例1)
1.基材の準備
基材として、熱可塑性樹脂支持体であって、両面に易接着加工された100μm厚みのポリエステルフィルム(東洋紡株式会社製、コスモシャインA4300)を基材として用い、シート状の基材を温度25℃、相対湿度55%の環境下で96時間保管して調湿した。
[Production of gas barrier film]
Example 1
1. Preparation of Substrate As a base material, a thermoplastic resin support, a 100 μm-thick polyester film (Cosmo Shine A4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), which is easily bonded on both sides, is used as a base material. Was stored for 96 hours in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 55% to adjust the humidity.

2.ブリードアウト防止層の形成(工程(4))
上記基材の片面に、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(登録商標) Z7535を、乾燥後の膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、80℃、3分で乾燥後、空気雰囲気下、空気下で高圧水銀ランプを使用して硬化条件:1.0J/cmで硬化を行い、ブリードアウト防止層を形成した。
2. Formation of bleed-out prevention layer (step (4))
After applying UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR (registered trademark) Z7535 manufactured by JSR Corporation on one side of the substrate with a wire bar so that the film thickness after drying becomes 4 μm, 80 ° C., After drying for 3 minutes, curing was performed under a curing condition: 1.0 J / cm 2 using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere and in the air to form a bleed-out prevention layer.

3.有機層の形成(工程(1)および工程(3))
上記の通りブリードアウト防止層を形成した基材(ブリードアウト防止層が形成されていない側の面)に、図1に示す製造装置を用いて有機層を形成した。
3. Formation of organic layer (step (1) and step (3))
An organic layer was formed on the base material on which the bleed-out prevention layer was formed as described above (the surface on the side where the bleed-out prevention layer was not formed) using the manufacturing apparatus shown in FIG.

まず、基材の巻体を送り出しロ−ル(不図示)に装着した。該巻体から繰り出した基材を、搬送ローラー、冷却ローラー、成膜ローラー、搬送ローラー、搬送ローラー、および成膜ローラーを順次経由させて、巻取りロール(不図示)に巻き付けた。   First, the wound body of the substrate was mounted on a feed roll (not shown). The base material fed out from the wound body was wound around a take-up roll (not shown) through a conveyance roller, a cooling roller, a film formation roller, a conveyance roller, a conveyance roller, and a film formation roller in this order.

このとき、基材を搬送しながら、60kHzの超音波スプレーユニット(超音波噴霧器)より、硬化性2官能アクリレート トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製、NK-エステル A−DCP)を基材上にコーティングした。このとき、当該アクリレートの付着量は1g/mとした。続いて基材の搬送を進め、電子線照射ユニットを用いて、硬化条件:10kV、3.4mAで硬化された有機層を形成した。このとき、有機層の形成は冷却ローラー上を基材が通過する際に行い、上記工程中で搬送される基材の表面温度(t1)(冷却ローラーから基材が離脱する直前の点における表面温度)を測定した値が−20℃となるように、冷却ロールの内部を循環する冷媒の温度、流量を調整して温度を制御した。また、冷却ローラーの直径は200mm(曲率半径:100mm)であった。 At this time, a curable bifunctional acrylate tricyclodecane dimethanol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK-ester A-DCP) from a 60 kHz ultrasonic spray unit (ultrasonic sprayer) while conveying the substrate. ) Was coated on the substrate. At this time, the adhesion amount of the acrylate was 1 g / m 2 . Then, conveyance of the base material was advanced, and an organic layer cured at curing conditions: 10 kV, 3.4 mA was formed using an electron beam irradiation unit. At this time, the organic layer is formed when the substrate passes over the cooling roller, and the surface temperature (t1) of the substrate conveyed in the above process (the surface at the point immediately before the substrate is detached from the cooling roller). The temperature was controlled by adjusting the temperature and flow rate of the refrigerant circulating inside the cooling roll so that the measured value was −20 ° C. The diameter of the cooling roller was 200 mm (curvature radius: 100 mm).

上記のように形成された有機層の表面粗さを表す最大断面高さRt(p)は20nmであった。なお、表面粗さは、AFM(原子間力顕微鏡 AFM:Digital Instruments社製)を用い、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から求めた。   The maximum cross-sectional height Rt (p) representing the surface roughness of the organic layer formed as described above was 20 nm. The surface roughness is calculated from an uneven sectional curve continuously measured with a detector having a stylus having a minimum tip radius using an AFM (Atomic Force Microscope AFM: manufactured by Digital Instruments), and the minimum tip radius is calculated. Was measured many times in the section having a measurement direction of 30 μm with the stylus of No. 1 and obtained from the average roughness with respect to the amplitude of fine irregularities.

4.バリア層の形成(工程(2))
さらに基材の搬送を行い、上記3.において形成した有機層の上に、バリア層を形成した。バリア層の形成は、一対の直径が180mmの成膜ローラーの間に磁場を印加すると共に、それぞれ電力を供給して、成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させ、このような放電領域に、成膜ガス(原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)と反応ガスとしての酸素ガス)を供給して、下記成膜条件(プラズマCVD条件)にてプラズマCVD法による薄膜形成を行い、基材の一方の面上にブリードアウト防止層、他方の面上に有機層、バリア層が順に積層して形成されたガスバリア性フィルム(試料1)を得た。このとき、成膜ローラーの表面温度(t2)が30℃となるように内部を循環する水の温度、流量を調整して温度を制御した。なお、基材の搬送速度は1.0m/minとし、また、工程(1)(工程(3))から工程(2)までの間隔(基材の同一部分が図1のA地点を通過してから最も上流側にある成膜ローラーに当接するまでの時間)は、1分であった。
4). Formation of barrier layer (step (2))
Further, the substrate is transported, and the above 3. A barrier layer was formed on the organic layer formed in (1). The barrier layer is formed by applying a magnetic field between a pair of film-forming rollers having a diameter of 180 mm and supplying electric power to discharge between the film-forming rollers to generate plasma. A film forming gas (hexamethyldisiloxane (HMDSO) as a source gas and oxygen gas as a reaction gas) is supplied, and a thin film is formed by plasma CVD under the following film forming conditions (plasma CVD conditions). A gas barrier film (Sample 1) was obtained, in which a bleed-out preventing layer was formed on one surface of the material, and an organic layer and a barrier layer were sequentially stacked on the other surface. At this time, the temperature was controlled by adjusting the temperature and flow rate of the water circulating inside so that the surface temperature (t2) of the film forming roller was 30 ° C. In addition, the conveyance speed of a base material shall be 1.0 m / min, and the space | interval from the process (1) (process (3)) to a process (2) (the same part of a base material passes A point of FIG. 1). The time from the first contact to the most upstream film formation roller was 1 minute.

上記のように形成されたバリア層の厚みは320nmであった。   The thickness of the barrier layer formed as described above was 320 nm.

Figure 0005895855
Figure 0005895855

得られた試料を下記条件にてXPSデプスプロファイル測定を行い、ケイ素元素分布、酸素差元素分布及び炭素元素分布を得た。その結果、膜厚方向のケイ素(Si)、酸素(O)、炭素(C)の分布は、Si:C:O=1:2.1:0.3であった。   The obtained sample was subjected to XPS depth profile measurement under the following conditions to obtain silicon element distribution, oxygen difference element distribution, and carbon element distribution. As a result, the distribution of silicon (Si), oxygen (O), and carbon (C) in the film thickness direction was Si: C: O = 1: 2.1: 0.3.

Figure 0005895855
Figure 0005895855

(実施例2)
実施例1において、有機層形成後の基材の表面温度(t1)を−10℃に変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料2)を作製した。
(Example 2)
In Example 1, a gas barrier film (Sample 2) was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature (t1) of the substrate after forming the organic layer was changed to -10 ° C.

(実施例3)
実施例1において、有機層形成後の基材の表面温度(t1)を0℃に変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料3)を作製した。
(Example 3)
In Example 1, a gas barrier film (Sample 3) was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature (t1) of the substrate after forming the organic layer was changed to 0 ° C.

(実施例4)
実施例1において、有機層形成後の基材の表面温度(t1)を10℃に変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料4)を作製した。
Example 4
In Example 1, a gas barrier film (Sample 4) was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature (t1) of the substrate after forming the organic layer was changed to 10 ° C.

(比較例1)
実施例1において、有機層形成後の基材の表面温度(t1)を20℃に変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料5)を作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a gas barrier film (Sample 5) was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature (t1) of the substrate after forming the organic layer was changed to 20 ° C.

(比較例2)
実施例1において、有機層形成後の基材の表面温度(t1)を30℃に変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料6)を作製した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, a gas barrier film (Sample 6) was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature (t1) of the substrate after forming the organic layer was changed to 30 ° C.

(比較例3)
実施例1において、有機層形成後の基材の表面温度(t1)を−10℃とし、成膜ローラーの表面温度(t2)を−10℃に変更したこと以外は、上記実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料7)を作製した。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the surface temperature (t1) of the base material after the organic layer was formed was −10 ° C., and the surface temperature (t2) of the film forming roller was changed to −10 ° C. Thus, a gas barrier film (Sample 7) was produced.

(比較例4)
実施例2において、バリア層の形成方法および組成を変更したこと以外は、上記実施例2と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料8)を作製した。バリア層の形成は、以下のように行った。
(Comparative Example 4)
In Example 2, a gas barrier film (Sample 8) was produced in the same manner as in Example 2 except that the formation method and composition of the barrier layer were changed. Formation of the barrier layer was performed as follows.

冷却ローラーから基材の搬送を行い、予め形成した有機層の上に、バリア層を形成した。バリア層の形成は、直径が180mmの成膜ローラー上で、下記成膜条件にてスパッタ法よる薄膜形成を行い、基材の一方の面上にブリードアウト防止層、他方の面上に有機層、バリア層が順に積層して形成されたガスバリア性フィルム(試料8)を得た。このとき、成膜ローラーの表面温度(t2)が30℃となるように内部を循環する水の温度、流量を調整して温度を制御した。   The substrate was conveyed from the cooling roller, and a barrier layer was formed on the previously formed organic layer. The barrier layer is formed by forming a thin film by sputtering on a film formation roller having a diameter of 180 mm under the following film formation conditions, a bleed-out prevention layer on one surface of the substrate, and an organic layer on the other surface. Thus, a gas barrier film (sample 8) formed by sequentially laminating barrier layers was obtained. At this time, the temperature was controlled by adjusting the temperature and flow rate of the water circulating inside so that the surface temperature (t2) of the film forming roller was 30 ° C.

上記のように形成されたバリア層の厚みは310nmであった。   The thickness of the barrier layer formed as described above was 310 nm.

Figure 0005895855
Figure 0005895855

(比較例5)
比較例4において、成膜ローラーの表面温度(t2)を−10℃に変更したこと以外は、上記比較例4と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料9)を作製した。
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 4, a gas barrier film (Sample 9) was produced in the same manner as in Comparative Example 4 except that the surface temperature (t2) of the film forming roller was changed to −10 ° C.

(実施例5)
実施例2において、有機層を形成せず、基材の冷却のみを行ったこと以外は、上記実施例2と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料10)を作製した。
(Example 5)
In Example 2, a gas barrier film (sample 10) was produced in the same manner as in Example 2 except that the organic layer was not formed and only the substrate was cooled.

(比較例6)
比較例2において、有機層を形成せず、基材の冷却のみを行ったこと以外は、上記比較例2と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料11)を作製した。
(Comparative Example 6)
In Comparative Example 2, a gas barrier film (Sample 11) was produced in the same manner as Comparative Example 2 except that the organic layer was not formed and only the substrate was cooled.

(実施例6)
実施例2において、図1の構造の製造装置ではなく、図2の構造の製造装置を用いたこと以外は、上記実施例2と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料12)を作製した。
(Example 6)
In Example 2, a gas barrier film (sample 12) was produced in the same manner as in Example 2 except that the manufacturing apparatus having the structure shown in FIG. 2 was used instead of the manufacturing apparatus having the structure shown in FIG.

このとき、図2の製造装置において、冷却ローラーは直径80mm(曲率半径:40mm)のものを4本用い、これらを水平に並設した。   At this time, in the manufacturing apparatus of FIG. 2, four cooling rollers having a diameter of 80 mm (curvature radius: 40 mm) were used, and these were arranged horizontally.

(実施例7)
実施例2において、有機層の形成方法を変更したこと以外は、上記実施例2と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料13)を作製した。有機層の形成は、以下のように行った。
(Example 7)
In Example 2, a gas barrier film (Sample 13) was produced in the same manner as in Example 2 except that the method for forming the organic layer was changed. The organic layer was formed as follows.

有機層の形成は、超音波スプレーユニットより、紫外線硬化型アクリレート樹脂(日本合成化学工業株式会社製、紫光(登録商標) UV−7605B)を基材上に塗布し、これに紫外光を照射して硬化させることにより行った。このとき、紫外線の照射は、高圧水銀ランプを用いて行い、その照射量が2000mJ/cmとなるようにして硬化処理を行った。 For the formation of the organic layer, an ultraviolet curable acrylate resin (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., purple light (registered trademark) UV-7605B) is applied onto the substrate from an ultrasonic spray unit, and this is irradiated with ultraviolet light. This was done by curing. At this time, ultraviolet irradiation was performed using a high-pressure mercury lamp, and the curing treatment was performed so that the irradiation amount was 2000 mJ / cm 2 .

(実施例8)
実施例2において、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)の供給量を25sccmに変更したこと以外は、上記実施例2と同様にして、ガスバリア性フィルム(試料14)を作製した。なお、この試料についてXPSデプスプロファイル測定を行ったところ、膜厚平均炭素(C)組成率は実質的に検出されなかった。
(Example 8)
In Example 2, a gas barrier film (sample 14) was produced in the same manner as in Example 2 except that the supply amount of hexamethyldisiloxane (HMDSO) as a source gas was changed to 25 sccm. In addition, when XPS depth profile measurement was performed about this sample, the film thickness average carbon (C) composition rate was not substantially detected.

[屈曲耐久性試験]
上記実施例1〜8および比較例1〜6で作製されたガスバリア性フィルム(試料1〜14)について、屈曲処理前後のガスバリア性を評価し、屈曲耐久性試験を行なった。結果を下記表1に示す。
[Bending durability test]
For the gas barrier films (samples 1 to 14) produced in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6, the gas barrier properties before and after the bending treatment were evaluated, and the bending durability test was performed. The results are shown in Table 1 below.

なお、試験は以下のようにして行った。   The test was conducted as follows.

(屈曲処理)
上記ガスバリア性フィルム(試料1〜14)をそれぞれ、85℃/85%RH環境下で72時間保存後、半径10mmの曲率になるように180度の角度で100回の屈曲を繰り返した。
(Bending treatment)
Each of the gas barrier films (samples 1 to 14) was stored for 72 hours under an environment of 85 ° C./85% RH, and then repeatedly bent 100 times at an angle of 180 degrees so as to have a radius of curvature of 10 mm.

(ガスバリア性(水蒸気透過率)の評価用セルの作製)
下記のように、各ガスバリア性フィルム試料の水蒸気透過量を評価した。
(Production of gas barrier property (water vapor permeability) evaluation cell)
The water vapor permeation amount of each gas barrier film sample was evaluated as follows.

各ガスバリア性フィルム試料のバリア層側の面に、真空蒸着装置(日本電子製真空蒸着装置 JEE−400)を用い、ガスバリア性フィルム試料の表面に、金属カルシウムを蒸着させた。その後、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)を介して金属カルシウム蒸着面を対面させて接着し、紫外線を照射することで、評価用セルを作製した。   Using a vacuum deposition apparatus (JEOL vacuum deposition apparatus JEE-400) on the surface of each gas barrier film sample on the barrier layer side, metallic calcium was deposited on the surface of the gas barrier film sample. After that, in a dry nitrogen gas atmosphere, the metal calcium vapor deposition surface is bonded and bonded to quartz glass having a thickness of 0.2 mm via a sealing ultraviolet curable resin (manufactured by Nagase ChemteX) and irradiated with ultraviolet rays. An evaluation cell was produced.

なお、ガスバリア性フィルム面以外からの水蒸気の透過がないことを確認するために、比較試料としてガスバリア性フィルム試料の代わりに、厚さ0.2mmの石英ガラス板を用いて金属カルシウムを蒸着した試料を、同様な40℃、90%RHの高温高湿下保存を行い、1000時間経過後でも金属カルシウム腐食が発生しないことを確認した。   In addition, in order to confirm that there is no permeation of water vapor from other than the gas barrier film surface, a sample obtained by depositing metallic calcium using a quartz glass plate having a thickness of 0.2 mm instead of the gas barrier film sample as a comparative sample Was stored under the same high temperature and high humidity conditions of 40 ° C. and 90% RH, and it was confirmed that no corrosion of metallic calcium occurred even after 1000 hours.

Figure 0005895855
Figure 0005895855

(金属カルシウムの腐食評価)
上記の実施例1〜8および比較例1〜6の試料について、屈曲処理を行ったものと、行わなかったものについてセル試料を作成し、それぞれのセル試料を40℃、90%RHの環境下で保管し、カルシウム蒸着領域の腐食点の発生、およびその拡大の状況を0日から90日までの変化を観察した。
(Evaluation of corrosion of metallic calcium)
For the samples of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6, cell samples were prepared for those subjected to bending treatment and those not subjected to bending treatment, and each cell sample was subjected to an environment of 40 ° C. and 90% RH. And observed the change from 0 day to 90 days in terms of the occurrence of corrosion points in the calcium deposition region and the state of its expansion.

観測された各試料のカルシウム腐食状態を下記の通り評価した。   The observed calcium corrosion state of each sample was evaluated as follows.

1.0日目評価
セル試料を作成し、作成して窒素雰囲気下のグローブボックス内で2時間経過した後の腐食点の有無を評価した。表1に、結果を示す。
1.0 Day Evaluation A cell sample was prepared, and the presence or absence of a corrosion point was evaluated after 2 hours had passed in a glove box under a nitrogen atmosphere. Table 1 shows the results.

「〇」: 腐食点の発生は観察されなかった
「×」: 腐食点の発生が観察された。
“◯”: The occurrence of corrosion spots was not observed. “×”: The occurrence of corrosion spots was observed.

2.90日目評価
2−1.腐食点の個数
作成してから90日後のセル試料について、ガスバリア性フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内における、1平方センチメートル当たりの腐食点の発生個数を評価した。表1に、結果を示す。
2. Evaluation on the 90th day 2-1. Number of Corrosion Points About the cell sample 90 days after preparation, the number of corrosion points generated per square centimeter in the calcium vapor deposition region sealed with a gas barrier film was evaluated. Table 1 shows the results.

「5」: 0.1個未満
「4」: 0.1個以上0.5個未満
「3」: 0.5個以上2.0個未満
「2」: 2.0個以上20.0個未満
「1」: 20.0個以上。
“5”: Less than 0.1 “4”: 0.1 or more and less than 0.5 “3”: 0.5 or more and less than 2.0 “2”: 2.0 or more and 20.0 Less than “1”: 20.0 or more.

2−2.腐食面積
作成してから90日後のセル試料について、ガスバリア性フィルムで封止されたカルシウム蒸着領域内における、1平方センチメートル当たりの腐食点全積算面積を評価した。表1に、結果を示す。
2-2. Corrosion area About the cell sample 90 days after preparation, the total area of corrosion points per square centimeter in the calcium vapor deposition area sealed with a gas barrier film was evaluated. Table 1 shows the results.

「5」: 腐食点の全積算面積が全蒸着面積の0.3%以下であった
「4」: 腐食点の全積算面積が全蒸着面積の0.3%以上1.0%未満であった
「3」: 腐食点の全積算面積が全蒸着面積の1.0%以上3.0%未満であった
「2」: 腐食点の全積算面積が全蒸着面積の3.0%以上10.0%以下であった
「1」: 腐食点の全積算面積が全蒸着面積の10.0%を超えた。
“5”: Total area of corrosion points was 0.3% or less of total deposition area. “4”: Total area of corrosion points was 0.3% or more and less than 1.0% of total deposition area. “3”: The total integrated area of the corrosion points was 1.0% or more and less than 3.0% of the total deposition area. “2”: The total integrated area of the corrosion points was 3.0% or more of the total deposition area. It was 0.0% or less “1”: The total integrated area of corrosion points exceeded 10.0% of the total deposition area.

Figure 0005895855
Figure 0005895855

上記表1から、本発明のガスバリア性フィルムは、屈曲前後で高いガスバリア性を有し、また、屈曲後も高いガスバリア性を保持していることが示された。   From Table 1 above, it was shown that the gas barrier film of the present invention has a high gas barrier property before and after bending and also has a high gas barrier property after bending.

100、200…製造装置、
1…ガスバリア性フィルム、
2…基材、
3…バリア層、
10 真空チャンバー、
11 真空ポンプ、
12 排気口、
33、34、35、36 搬送ローラー、
39、40 成膜ローラー、
41 ガス供給管、
42 プラズマ発生用電源、
43、44 磁場発生装置、
51、51’、51a、51b、51c、51d 冷却ローラー(冷却部材)、
61 樹脂材料供給装置、
62 活性エネルギー線照射装置。
100, 200 ... manufacturing equipment,
1 ... Gas barrier film,
2 ... base material,
3 ... barrier layer,
10 vacuum chamber,
11 Vacuum pump,
12 Exhaust port,
33, 34, 35, 36 transport rollers,
39, 40 Deposition roller,
41 gas supply pipe,
42 Power supply for plasma generation,
43, 44 Magnetic field generator,
51, 51 ′, 51a, 51b, 51c, 51d Cooling roller (cooling member),
61 resin material supply device,
62 Active energy ray irradiation apparatus.

Claims (5)

熱可塑性樹脂を含む基材を成膜ローラーへ搬送しながら、冷却部材を用いて該基材の表面温度(t1)を10℃以下に冷却する工程(1)と、
表面温度(t2)が下記式(1)の関係を満たす前記成膜ローラーを用いて、プラズマCVD法により前記基材上にバリア層を形成する工程(2)と、を含む、ガスバリア性フィルムの製造方法。
Figure 0005895855
A step (1) of cooling the surface temperature (t1) of the base material to 10 ° C. or lower using a cooling member while transporting the base material containing the thermoplastic resin to the film forming roller;
A step (2) of forming a barrier layer on the substrate by a plasma CVD method using the film forming roller having a surface temperature (t2) satisfying the relationship of the following formula (1): Production method.
Figure 0005895855
前記工程(1)と同時に、前記基材上に有機層を形成する工程(3)を行う、請求項1に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The manufacturing method of the gas barrier film of Claim 1 which performs the process (3) which forms an organic layer on the said base material simultaneously with the said process (1). 前記工程(3)において、
前記冷却部材上に配設された前記基材に電子線硬化性樹脂材料からなる硬化性樹脂層を形成し、該硬化性樹脂層に電子線を照射することにより前記有機層を形成する、請求項2に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。
In the step (3),
Forming a curable resin layer made of an electron beam curable resin material on the substrate disposed on the cooling member, and irradiating the curable resin layer with an electron beam to form the organic layer; Item 3. A method for producing a gas barrier film according to Item 2.
前記バリア層は、少なくともケイ素、酸素および炭素を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to claim 1, wherein the barrier layer contains at least silicon, oxygen, and carbon. 前記工程(1)において、前記基材を、前記バリア層が形成される面が凸となるように巻回する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to any one of claims 1 to 4, wherein, in the step (1), the base material is wound so that a surface on which the barrier layer is formed is convex.
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