JP6056694B2 - Gas barrier film - Google Patents
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Description
本発明は、紫外線反射性を有するガスバリア性フィルムおよびその製造方法、ならびに前記ガスバリア性フィルムを含む電子デバイスに関する。 The present invention relates to a gas barrier film having ultraviolet reflectivity, a method for producing the same, and an electronic device including the gas barrier film.
従来、食品、包装材料、医薬品等の分野で水蒸気や酸素等のガスの透過を防ぐため、樹脂基材の表面に金属や金属酸化物の蒸着膜などの無機膜を設けた比較的簡単な構造を有するガスバリア性フィルムが用いられてきた。 Conventionally, a relatively simple structure in which an inorganic film such as a metal or metal oxide vapor deposition film is provided on the surface of a resin substrate in order to prevent permeation of gases such as water vapor and oxygen in the fields of food, packaging materials, pharmaceuticals, etc. Gas barrier films having the following have been used.
近年、このような水蒸気や酸素等の透過を防ぐガスバリア性フィルムが、液晶表示(LCD)素子、太陽電池(PV)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)等の電子デバイスの分野へも利用されつつある。このような電子デバイスに、フレキシブル性と軽くて割れにくいという性質を付与するためには、硬くて割れやすいガラス基板ではなく、高いガスバリア性を有するガスバリア性フィルムが必要となっている。 In recent years, such gas barrier films that prevent permeation of water vapor, oxygen, and the like are being used in the field of electronic devices such as liquid crystal display (LCD) elements, solar cells (PV), and organic electroluminescence (EL). In order to give such an electronic device the property of being flexible and light and not easily broken, a gas barrier film having a high gas barrier property is required instead of a hard and easily broken glass substrate.
電子デバイスに適用可能なガスバリア性フィルムを得るための方策としては、樹脂基材上にプラズマCVD法(Chemical Vapor Deposition:化学気相蒸着法、化学蒸着法)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。 As a measure for obtaining a gas barrier film applicable to an electronic device, a barrier layer is formed on a substrate such as a film by a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition) on a resin substrate. A method of forming is known.
例えば、特許文献1では、高いガスバリア性を得るために実質的に酸素、水蒸気を含まない雰囲気でポリシラザンにエネルギー線照射を行いポリシラザンの塗布膜の一部に窒素高濃度領域を形成する技術について開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a technique for forming a high nitrogen concentration region in part of a polysilazane coating film by irradiating polysilazane with energy rays in an atmosphere substantially free of oxygen and water vapor in order to obtain high gas barrier properties. Has been.
また、特許文献2では、透明プラスチック基板上の1層目に無機蒸着膜を形成し、その上にバリア層を形成し、ガスバリア性を向上させている無機EL素子封止フィルムが開示されているが、バリア層の反対側は、金属酸化物粒子のみによる紫外線カット層であり、バリア層の380nm付近の紫外線を遮蔽できていない。 Patent Document 2 discloses an inorganic EL element sealing film in which an inorganic vapor deposition film is formed on the first layer on a transparent plastic substrate and a barrier layer is formed thereon to improve the gas barrier property. However, the opposite side of the barrier layer is an ultraviolet cut layer made of only metal oxide particles, and cannot block the ultraviolet light around 380 nm of the barrier layer.
特許文献3では、樹脂基板の少なくとも片面に有機化合物系の紫外線吸収剤と樹脂バインダーとを含む耐候層1を設け、該耐候層1の上に金属酸化物微粒子と樹脂バインダーとを含む耐候層2を設けることで紫外線遮蔽できることが記載されている。 In Patent Document 3, a weathering layer 1 containing an organic compound ultraviolet absorber and a resin binder is provided on at least one surface of a resin substrate, and a weathering layer 2 containing metal oxide fine particles and a resin binder on the weathering layer 1. It is described that ultraviolet rays can be shielded by providing.
しかしながら、特許文献1に記載の積層体は高温高湿下でUV光にさらされた際に、窒素高濃度領域以外のポリシラザン領域が徐々に酸化されて改質されることにより、未改質層と接した界面から剥離しやすくバリア性が劣化する。特許文献3に記載された構成においても改質された後のシロキサン膜の窒素原子が一定の割合を越えると、長時間高温高湿下に保存したときに紫外線吸収剤の顕著な劣化が起こり上記と同じ課題がある。 However, when the laminate described in Patent Document 1 is exposed to UV light under high temperature and high humidity, the polysilazane region other than the nitrogen high-concentration region is gradually oxidized and modified, so that the unmodified layer Peeling easily from the interface in contact with the surface, and the barrier properties deteriorate. Even in the configuration described in Patent Document 3, when the nitrogen atom of the modified siloxane film exceeds a certain ratio, the ultraviolet absorber significantly deteriorates when stored under high temperature and high humidity for a long time. Have the same issues.
したがって、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、バリア層への紫外線の入射を効果的に抑制することにより、高湿高温下、紫外線照射下にあっても、高い密着性、透明性、およびガスバリア性を保持することができるガスバリア性フィルムとそれを用いた光学反射体を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and by effectively suppressing the incidence of ultraviolet rays on the barrier layer, high adhesion even under high humidity and high temperature, even under ultraviolet irradiation, It is an object of the present invention to provide a gas barrier film that can maintain transparency and gas barrier properties, and an optical reflector using the same.
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、バリア層の劣化要因のうち特定波長の紫外線を効率的に遮蔽することにより、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problem, the present inventors have found that the above problem can be solved by efficiently shielding ultraviolet rays having a specific wavelength among the deterioration factors of the barrier layer. The present invention has been completed.
すなわち、本発明の上記課題は、基材と、前記基材の少なくとも一方の面に、ポリシラザン化合物を含有する溶液を塗布して形成されたバリア層と、を含むガスバリア性フィルムであって、下記条件を満たすことを特徴とするガスバリア性フィルム:
i)280nm〜380nmの波長を有する光の反射率が20%以上である;
ii)380nmの波長を有する光の透過率が80%以上である。
That is, the above-mentioned subject of the present invention is a gas barrier film comprising a base material and a barrier layer formed by applying a solution containing a polysilazane compound on at least one surface of the base material. Gas barrier film characterized by satisfying the conditions:
i) The reflectance of light having a wavelength of 280 nm to 380 nm is 20% or more;
ii) The transmittance of light having a wavelength of 380 nm is 80% or more.
本発明のガスバリア性フィルムは、高温高湿条件下での保存安定性、密着性、およびガスバリア性に優れる。 The gas barrier film of the present invention is excellent in storage stability, adhesion and gas barrier properties under high temperature and high humidity conditions.
本発明は、基材と、前記基材の少なくとも一方の面に、ポリシラザン化合物を含有する溶液を塗布して形成されたバリア層と、を含むガスバリア性フィルムであって、
下記条件を満たすことを特徴とするガスバリア性フィルム:
i)280nm〜380nmの波長を有する光の反射率が20%以上である;
ii)380nmの波長を有する光の透過率が80%以上である。
The present invention is a gas barrier film comprising a base material and a barrier layer formed by applying a solution containing a polysilazane compound to at least one surface of the base material,
Gas barrier film characterized by satisfying the following conditions:
i) The reflectance of light having a wavelength of 280 nm to 380 nm is 20% or more;
ii) The transmittance of light having a wavelength of 380 nm is 80% or more.
本発明の紫外線反射性ガスバリア性フィルムは、高温高湿条件下での保存安定性、密着性、およびガスバリア性に優れる。ここで、本発明の構成による上記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。なお、本発明は下記に限定されるものではない。すなわち、ガスバリア性フィルムにガスバリア性を付与するポリシラザン改質膜は高温高湿下において紫外線を照射されるとポリシラザン層の特に残存する未改質部分が水と反応によることにより変性し、剥離を引き起こすことが考えられる。しかし、劣化を引き起こす紫外線を選択的に遮断することにより透明性を保ちながら高温高湿下、紫外線照射下においても密着性、ガスバリア性を保持できるガスバリア性フィルムを得ることができると考えられる。 The ultraviolet reflective gas barrier film of the present invention is excellent in storage stability, adhesion and gas barrier properties under high temperature and high humidity conditions. Here, the mechanism for exerting the above-described effects by the configuration of the present invention is presumed as follows. The present invention is not limited to the following. That is, a modified polysilazane film that imparts gas barrier properties to a gas barrier film is denatured by the reaction with water, particularly the remaining unmodified portion of the polysilazane layer, when irradiated with ultraviolet rays at high temperature and high humidity, causing peeling. It is possible. However, it is considered that a gas barrier film capable of maintaining adhesion and gas barrier properties even under high temperature and high humidity and ultraviolet irradiation while maintaining transparency can be obtained by selectively blocking ultraviolet rays that cause deterioration.
ただし、上記メカニズムは、単なる推定であり、本発明の技術的範囲が上記メカニズムによって限定されるわけではない。 However, the above mechanism is merely an estimation, and the technical scope of the present invention is not limited by the above mechanism.
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited only to the following embodiment. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.
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%.
<ガスバリア性フィルム>
本願に係るガスバリア性フィルムは光学特性としては、波長380nmの光透過率が80%以上であり、好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上であること、および波長280nm〜380nmの反射率が20%以上、好ましくは25%以上、より好ましくは30%以上であることを特徴とする。380nmの光透過率が80%以上であれば、十分な透明性を確保できるため好ましい。また、波長280nm〜380nmの反射率が20%以上であれば、高温高湿下、紫外線照射下おけるバリア層の劣化が十分に抑制され、密着性の低下、クラックの発生を顕著に抑制できる。なお、波長280nm〜380nmの反射率は、波長280nm〜380nmでの平均反射率を意味し、この波長の全領域で反射率が20%以下であることを要しない。
<Gas barrier film>
The optical properties of the gas barrier film according to the present application are such that the light transmittance at a wavelength of 380 nm is 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and reflection at a wavelength of 280 nm to 380 nm. The rate is 20% or more, preferably 25% or more, more preferably 30% or more. If the light transmittance at 380 nm is 80% or more, it is preferable because sufficient transparency can be secured. In addition, when the reflectance at a wavelength of 280 nm to 380 nm is 20% or more, deterioration of the barrier layer under high temperature and high humidity and ultraviolet irradiation is sufficiently suppressed, and the deterioration of adhesion and the occurrence of cracks can be remarkably suppressed. In addition, the reflectance of wavelength 280nm-380nm means the average reflectance in wavelength 280nm-380nm, and it is not required that a reflectance is 20% or less in the whole area | region of this wavelength.
本発明に係るガスバリア性フィルムへ上記機能を付与する方法は特に限定されないが、一実施形態において紫外線吸収層を該ガスバリア性フィルム中に設けることにより付与してもよい。本発明の一実施形態に係るガスバリア性フィルムの層の構成について、図1を用いて説明する。 The method for imparting the above-described function to the gas barrier film according to the present invention is not particularly limited, but in one embodiment, it may be imparted by providing an ultraviolet absorbing layer in the gas barrier film. The structure of the layer of the gas barrier film which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated using FIG.
図1において、本発明の一実施形態に係るガスバリア性フィルム11は、基材12、ならびに上記基材12上に形成されたバリア層13及び紫外線反射膜14を有する。なお、本発明のバリア性フィルムにおける紫外線反射膜14は、高屈折率層15及び低屈折率層16からなるユニットの積層構造を有しても良い。積層構造を有する場合、少なくとも1ユニットが高屈折率層15および低屈折率層16から構成されるものであれば良い。また、バリア層よりも入射光側に紫外線反射フィルムを向けて使用することができる層構成であれば、基材、バリア層、紫外線反射フィルムの積層順は制限されないが、バリア層に覆われていない面を有する紫外線反射フィルムを少なくとも1つ有することが好ましい。さらに、高屈折率層と低屈折率層との間または高屈折率層および低屈折率層から構成される2つのユニット間に別の中間層(例えば、有機層、吸湿層、帯電防止層、平滑層、ブリードアウト層)を設けてもよく、基材と当該基材上に最初に形成される高屈折率層及び低屈折率層から構成されるユニットとの間に別の制御層(例えば、有機層、吸湿層、帯電防止層、平滑層、ブリードアウト層)を設けてもよく、最外層の上に別の保護層(例えば、有機層、吸湿層、帯電防止層、平滑層、ブリードアウト層)を設けてもよく、基材上に別の機能層(例えば、有機層、吸湿層、帯電防止層、平滑層、ブリードアウト層)を設けてもよい。 In FIG. 1, a gas barrier film 11 according to an embodiment of the present invention includes a base material 12, a barrier layer 13 and an ultraviolet reflective film 14 formed on the base material 12. The ultraviolet reflective film 14 in the barrier film of the present invention may have a laminated structure of units composed of the high refractive index layer 15 and the low refractive index layer 16. When it has a laminated structure, it is sufficient that at least one unit is composed of the high refractive index layer 15 and the low refractive index layer 16. In addition, the layer order of the base material, the barrier layer, and the ultraviolet reflective film is not limited as long as the layer configuration can be used with the ultraviolet reflective film facing the incident light side of the barrier layer, but the layer is covered with the barrier layer. It is preferable to have at least one ultraviolet reflective film having no surface. Further, another intermediate layer (for example, an organic layer, a moisture absorbing layer, an antistatic layer, between the high refractive index layer and the low refractive index layer or between the two units composed of the high refractive index layer and the low refractive index layer, A smooth layer, a bleed-out layer), and another control layer (for example, a unit composed of a high refractive index layer and a low refractive index layer first formed on the base material). , An organic layer, a hygroscopic layer, an antistatic layer, a smooth layer, a bleed-out layer), and another protective layer (for example, an organic layer, a hygroscopic layer, an antistatic layer, a smooth layer, a bleed layer) on the outermost layer. Out layer) may be provided, and another functional layer (for example, an organic layer, a hygroscopic layer, an antistatic layer, a smooth layer, a bleed-out layer) may be provided on the substrate.
[基材]
本発明に用いられる基材は、長尺な支持体であって、バリア層を保持することができるものであれば、特に限定されない。
[Base material]
The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is a long support and can hold the barrier layer.
基材には、通常、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、ハードコート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が挙げられる。 As the substrate, a plastic film or sheet is usually 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, a hard coat 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 Examples thereof include thermoplastic resins such as modified polycarbonate resins, fluorene ring-modified polyester resins, and acryloyl compounds.
本発明に係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の基板として使用する場合は、前記基材は耐熱性を有する素材からなることが好ましい。具体的には、線膨張係数が15ppm/K以上100ppm/K以下で、かつガラス転移温度(Tg)が100℃以上300℃以下の樹脂基材が使用される。該基材は、電子部品用途、ディスプレイ用積層フィルムとしての必要条件を満たしている。即ち、これらの用途に本発明のガスガスバリア性フィルムを用いる場合、ガスバリア性フィルムは、150℃以上の工程に曝されることがある。この場合、ガスバリア性フィルムにおける基材の線膨張係数が100ppm/Kを超えると、ガスバリア性フィルムを前記のような温度の工程に流す際に基板寸法が安定せず、熱膨張および収縮に伴い、遮断性性能が劣化する不都合や、或いは、熱工程に耐えられないという不具合が生じやすくなる。15ppm/K未満では、フィルムがガラスのように割れてしまいフレキシビリティが劣化する場合がある。 When the gas barrier film according to the present invention is used as a substrate of an electronic device such as an organic EL element, the base material is preferably made of a material having heat resistance. Specifically, a resin base material having a linear expansion coefficient of 15 ppm / K or more and 100 ppm / K or less and a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C. or more and 300 ° C. or less is used. The base material satisfies the requirements for use as a laminated film for electronic parts and displays. That is, when the gas gas barrier film of the present invention is used for these applications, the gas barrier film may be exposed to a process at 150 ° C. or higher. In this case, when the coefficient of linear expansion of the base material in the gas barrier film exceeds 100 ppm / K, the substrate dimensions are not stable when the gas barrier film is passed through the temperature process as described above, and thermal expansion and contraction occur. Inconvenience that the shut-off performance is deteriorated or a problem that the thermal process cannot withstand is likely to occur. If it is less than 15 ppm / K, the film may break like glass and the flexibility may deteriorate.
基材のTgや線膨張係数は、添加剤などによって調整することができる。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、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET:70℃)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN:120℃)、ポリカーボネート(PC:140℃)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等の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)1600:160℃)、ポリアリレート(PAr:210℃)、ポリエーテルスルホン(PES:220℃)、ポリスルホン(PSF:190℃)、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:162℃)、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):260℃)、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:225℃)、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:205℃)、アクリロイル化合物(特開2002−80616号公報に記載の化合物:300℃以上)、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、ナイロン(Ny)、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド等が挙げられる(括弧内はTgを示す)。または、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(Sila−DEC:チッソ株式会社製、シルプラス:新日鐵化学社製等);透明ポリイミドのフィルム(透明ポリイミド系フィルム タイプHM:東洋紡株式会社製、透明ポリイミド系フィルム ネオプリムL L−3430:三菱ガス化学株式会社製)等を基材の材料として使用してもよい。 The Tg and the linear expansion coefficient of the substrate can be adjusted with an additive or the like. More preferable specific examples of the thermoplastic resin that can be used as the substrate include, for example, polyethylene terephthalate (PET: 70 ° C.), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN: 120 ° C.), polycarbonate (PC: 140 ° C.). , Cycloaliphatic polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP) (for example, ZEONOR (registered trademark) 1600: 160 ° C. manufactured by ZEON CORPORATION), polyarylate (PAr: 210 ° C.), polyether sulfone (PES: 220 ° C.), polysulfone (PSF: 190 ° C.), cycloolefin copolymer (COC: compound described in JP 2001-150584 A: 162 ° C.), polyimide (for example, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Neoprim (registered trademark)): 260 ° C), Fluo Ring-modified polycarbonate (BCF-PC: compound described in JP 2000-227603 A: 225 ° C.), alicyclic modified polycarbonate (IP-PC: compound described in JP 2000-227603 A: 205 ° C.), Acryloyl compound (compound described in JP-A-2002-80616: 300 ° C. or higher), acrylic ester, methacrylic ester, polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), nylon (Ny), aromatic polyamide, poly Examples include ether ether ketone, polysulfone, polyether imide and the like (in parentheses indicate Tg). Or heat-resistant transparent film (Sila-DEC: manufactured by Chisso Corporation, Silplus: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) having silsesquioxane having an organic-inorganic hybrid structure as a basic skeleton; transparent polyimide film (transparent polyimide film) Type HM: manufactured by Toyobo Co., Ltd., transparent polyimide film Neoprim L L-3430: manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) and the like may be used as the base material.
これらのうち、コストや入手の容易性の観点から、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)等を用いることが好ましい。 Of these, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC) and the like are preferably used from the viewpoint of cost and availability.
また、光学的透明性、耐熱性等の性状や、無機層、バリア層との密着性の観点から、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等を用いることが好ましい。 In addition, from the viewpoint of properties such as optical transparency and heat resistance, and adhesion to inorganic layers and barrier layers, it is possible to use a heat-resistant transparent film or the like based on silsesquioxane having an organic-inorganic hybrid structure. preferable.
さらに、製造工程の観点から、特に耐熱性の高い、具体的にはガラス転移点が150℃以上であるポリイミドやポリエーテルイミド、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を用いることが好ましい。例えば、ガスバリア性フィルムを電子デバイスに用いる場合、アレイ作製工程でプロセス温度が200℃を超える場合がある。特にロール・トゥ・ロールによる製造では、基材には常にある程度の張力が印加されている。そこで、ガラス転移点が150℃以上の基材を用いると、基材が高温下に置かれて基材温度が上昇した場合であっても、基材の弾性率の急激な低下による基材の伸長を抑制することができ、バリア層の損傷を防ぐことができることから好ましい。ただし、上記のような耐熱性樹脂は、通常、非結晶性であるため、結晶性のPETやPENと比較して吸水率は大きな値となる。その結果、湿度による基材の寸法変化の度合いがより大きくなり、バリア層を損傷しうる。しかしながら、これらの基材の両面にバリア層を形成することで、高温高湿の過酷な条件下で基材の吸脱湿による寸法変化を抑制しうる。したがって、耐熱性基材と、前記耐熱性基材の両面にバリア層を配置してなるガスバリア性フィルムは好ましい一形態である。 Furthermore, from the viewpoint of the manufacturing process, the heat-resistant transparency is particularly high in heat resistance, specifically, a polyimide or polyetherimide having a glass transition point of 150 ° C. or higher, or a silsesquioxane having an organic-inorganic hybrid structure. It is preferable to use a film. For example, when a gas barrier film is used for an electronic device, the process temperature may exceed 200 ° C. in the array manufacturing process. Particularly in roll-to-roll manufacturing, a certain amount of tension is always applied to the substrate. Therefore, when a substrate having a glass transition point of 150 ° C. or higher is used, even if the substrate is placed at a high temperature and the substrate temperature is increased, the substrate It is preferable because elongation can be suppressed and damage to the barrier layer can be prevented. However, since the heat-resistant resin as described above is usually non-crystalline, the water absorption rate is larger than that of crystalline PET or PEN. As a result, the degree of dimensional change of the substrate due to humidity is increased, and the barrier layer can be damaged. However, by forming barrier layers on both surfaces of these substrates, dimensional changes due to moisture absorption and desorption of the substrates can be suppressed under severe conditions of high temperature and high humidity. Therefore, a heat-resistant substrate and a gas barrier film in which a barrier layer is disposed on both surfaces of the heat-resistant substrate are a preferred embodiment.
さらに、本発明に係るガスバリア性フィルムは、有機EL素子等の電子デバイスとして利用される場合には、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、可視光(400〜700nm)の光線透過率が通常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。 Furthermore, when the gas barrier film 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 of visible light (400 to 700 nm) 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.
ただし、本発明に係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。したがって、このような場合は、プラスチックフィルムとして不透明な材料を用いることもできる。不透明な材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、公知の液晶ポリマーなどが挙げられる。 However, even when the gas barrier film according to the present invention is used for display applications, transparency is not necessarily required when it is not installed on the observation side. Therefore, in such a case, an opaque material can be used as the plastic film. Examples of the opaque material include polyimide, polyacrylonitrile, and known liquid crystal polymers.
これらの基材は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These base materials may be used alone or in combination of two or more.
また、上記の樹脂フィルムを用いた基材は、未延伸フィルムであっても、延伸フィルムであってもよい。 Moreover, the base material using the resin film may be an unstretched film or a stretched film.
上記の樹脂フィルムを用いた基材は、従来公知の一般的な製法により製造することができる。例えば、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フィルムを製造することができる。また、前記未延伸フィルムを一軸延伸、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フィルム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ができるが、縦軸方向および横軸方向にそれぞれ2〜10倍であることが好ましい。当該延伸フィルムには、基材の寸法安定性を向上させるため、延伸後に緩和処理を行ってもよい。 The base material using the above resin film can be produced by a conventionally known general production method. For example, an unstretched film that is substantially amorphous and not oriented can be produced by melting the resin with an extruder, extruding it with an annular die or T-die, and quenching. In addition, the unstretched film is subjected to a known method such as uniaxial stretching, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, tubular simultaneous biaxial stretching, or the like in the flow (vertical axis) direction of the substrate or the base. A stretched film can be produced by stretching in the direction perpendicular to the flow direction of the material (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, respectively. In order to improve the dimensional stability of the base material, the stretched film may be subjected to relaxation treatment after stretching.
本発明に係るガスバリア性フィルムに用いられる基材の厚みは、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5〜500μmであることが好ましく、25〜250μm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よい。機能層については、上述したもののほか、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 base material used in the gas barrier film according to the present invention is appropriately selected depending on the application and is not particularly limited, but is typically preferably 5 to 500 μm, and preferably 25 to 250 μm. These plastic films may have functional layers such as a transparent conductive layer and a primer layer. As the functional layer, in addition to those described above, those described in paragraph numbers “0036” to “0038” of JP-A-2006-289627 can be preferably employed.
さらに、本発明に用いる基材は、JIS B 0601(2001年)で規定される10点平均表面粗さRzが1〜1500nmであることが好ましく、5〜400nmであることがより好ましく、10〜350nmであることがさらに好ましい。また、JIS B 0601(2001年)で規定される中心線平均粗さRaが0.5〜12nmであることが好ましく、1〜8nmであることがより好ましい。RzやRaが上記範囲内にあると、塗布液の塗布性が向上することから好ましい。基材は、必要に応じて、片面または両面、好ましくはバリア層を設ける面を研摩して平滑性を向上させてもよい。 Furthermore, the base material used in the present invention preferably has a 10-point average surface roughness Rz defined by JIS B 0601 (2001) of 1 to 1500 nm, more preferably 5 to 400 nm, More preferably, it is 350 nm. The center line average roughness Ra specified by JIS B 0601 (2001) is preferably 0.5 to 12 nm, and more preferably 1 to 8 nm. It is preferable that Rz and Ra are within the above ranges since the coating property of the coating liquid is improved. If necessary, the substrate may be polished on one side or both sides, preferably the side on which the barrier layer is provided, to improve smoothness.
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、例えばエキシマ処理、コロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、またはプラズマ処理や、後述するプライマー層の積層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。 Various known treatments for improving adhesion, such as excimer treatment, corona discharge treatment, flame treatment, oxidation treatment, or plasma treatment, and a primer described later are provided on at least the side of the base material on which the barrier layer according to the present invention is provided. It is preferable to stack layers, and it is more preferable to combine the above treatments as necessary.
[バリア層(PHPS層)]
バリア層は、基材の少なくとも一方の面に、ポリシラザン化合物を含有する溶液を塗布して形成される。
[Barrier layer (PHPS layer)]
The barrier layer is formed by applying a solution containing a polysilazane compound to at least one surface of the substrate.
〈ポリシラザン化合物を含有する溶液〉
ポリシラザン化合物を含有する溶液は、ポリシラザン化合物を含む。
<Solution containing polysilazane compound>
The solution containing a polysilazane compound contains a polysilazane compound.
(ポリシラザン化合物)
ポリシラザン化合物とは、その構造内にSi−N、Si−H、N−H等の結合を有するポリマーであり、SiO2、Si3N4、およびこれらの中間固溶体SiOxNy等の無機前駆体として機能する。
(Polysilazane compound)
The polysilazane compound is a polymer having a bond such as Si—N, Si—H, or N—H in its structure, and an inorganic precursor such as SiO 2 , Si 3 N 4 , or an intermediate solid solution thereof such as SiO x N y. Functions as a body.
前記ポリシラザン化合物は、特に制限されないが、後述する改質処理を行うことを考慮すると、比較的低温でセラミック化してシリカに変性する化合物であることが好ましく、例えば、特開平8−112879号公報に記載の下記の一般式(1)で表される単位からなる主骨格を有する化合物であることが好ましい。 The polysilazane compound is not particularly limited, but it is preferable that the polysilazane compound is a compound that is converted to silica by being converted to silica at a relatively low temperature in consideration of performing the modification treatment described later, for example, in JP-A-8-112879. It is preferable that it is a compound which has the main skeleton which consists of a unit represented by the following general formula (1) of description.
上記一般式(1)において、R1、R2及びR3は、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基を表す。この際、R1、R2及びR3は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。ここで、アルキル基としては、炭素原子数1〜8の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基が挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などがある。また、アリール基としては、炭素原子数6〜30のアリール基が挙げられる。より具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などの非縮合炭化水素基;ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基などの縮合多環炭化水素基が挙げられる。(トリアルコキシシリル)アルキル基としては、炭素原子数1〜8のアルコキシ基で置換されたシリル基を有する炭素原子数1〜8のアルキル基が挙げられる。より具体的には、3−(トリエトキシシリル)プロピル基、3−(トリメトキシシリル)プロピル基などが挙げられる。上記R1〜R3に場合によって存在する置換基は、特に制限はないが、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基(−OH)、メルカプト基(−SH)、シアノ基(−CN)、スルホ基(−SO3H)、カルボキシル基(−COOH)、ニトロ基(−NO2)などがある。なお、場合によって存在する置換基は、置換するR1〜R3と同じとなることはない。例えば、R1〜R3がアルキル基の場合には、さらにアルキル基で置換されることはない。これらのうち、好ましくは、R1、R2及びR3は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、フェニル基、ビニル基、3−(トリエトキシシリル)プロピル基または3−(トリメトキシシリルプロピル)基である。R1、R2及びR3すべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザン(PHPS)が特に好ましい。このようなポリシラザンから形成されるバリア層(ガスバリア膜)は高い緻密性を示す。 In the general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group. At this time, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different. Here, as an alkyl group, a C1-C8 linear, branched or cyclic alkyl group is mentioned. More specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n -Hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. Moreover, as an aryl group, a C6-C30 aryl group is mentioned. More specifically, non-condensed hydrocarbon groups such as phenyl group, biphenyl group, terphenyl group; pentarenyl group, indenyl group, naphthyl group, azulenyl group, heptaenyl group, biphenylenyl group, fluorenyl group, acenaphthylenyl group, preadenenyl group , Condensed polycyclic hydrocarbon groups such as acenaphthenyl group, phenalenyl group, phenanthryl group, anthryl group, fluoranthenyl group, acephenanthrenyl group, aceantrirenyl group, triphenylenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, naphthacenyl group, etc. Can be mentioned. Examples of the (trialkoxysilyl) alkyl group include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having a silyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. More specifically, 3- (triethoxysilyl) propyl group, 3- (trimethoxysilyl) propyl group and the like can be mentioned. The substituent optionally present in R 1 to R 3 is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group (—OH), a mercapto group (—SH), a cyano group (—CN), There are a sulfo group (—SO 3 H), a carboxyl group (—COOH), a nitro group (—NO 2 ) and the like. In addition, the substituent which exists depending on the case does not become the same as R < 1 > -R < 3 > to substitute. For example, when R 1 to R 3 are alkyl groups, they are not further substituted with an alkyl group. Of these, R 1 , R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a phenyl group, a vinyl group, 3 -(Triethoxysilyl) propyl group or 3- (trimethoxysilylpropyl) group. Particularly preferred is perhydropolysilazane (PHPS) in which all of R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms. A barrier layer (gas barrier film) formed from such polysilazane exhibits high density.
パーヒドロポリシラザンは直鎖構造と6員環および8員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ポリスチレン換算)であり、液体または固体の物質でありうる(分子量によって異なる)。当該パーヒドロポリシラザンは、市販品を使用してもよく、当該市販品としては、アクアミカ NN120、NN120−10、NN120−20、NN110、NAX120、NAX120−20、NAX110、NL120A、NL120−20、NL110A、NL150A、NP110、NP140(いずれも、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)等が挙げられる。これらは単独で使用しても複数種を組み合わせて使用してもよい。 Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centered on 6- and 8-membered rings. Its molecular weight is about 600 to 2000 (polystyrene conversion) in terms of number average molecular weight (Mn), and can be a liquid or solid substance (depending on the molecular weight). As the perhydropolysilazane, a commercially available product may be used. Examples of the commercially available product include AQUAMICA NN120, NN120-10, NN120-20, NN110, NAX120, NAX120-20, NAX110, NL120A, NL120-20, NL110A, NL150A, NP110, NP140 (all are made by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
低温でセラミック化するポリシラザン化合物の別の例としては、上記一般式で表されるポリシラザン化合物にケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン(例えば、特開平5−238827号公報)、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン(例えば、特開平6−122852号公報)、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン(例えば、特開平6−240208号公報)、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン(例えば、特開平6−299118号公報)、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン(例えば、特開平6−306329号公報)、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン(例えば、特開平7−196986号公報)等が挙げられる。 As another example of the polysilazane compound that becomes ceramic at low temperature, a silicon alkoxide-added polysilazane obtained by reacting a silicon alkoxide with the polysilazane compound represented by the above general formula (for example, JP-A-5-23827), glycidol can be used. A glycidol-added polysilazane obtained by reaction (for example, JP-A-6-122852), an alcohol-added polysilazane obtained by reacting an alcohol (for example, JP-A-6-240208), and a metal carboxylate are reacted. Metal carboxylate-added polysilazane obtained (for example, JP-A-6-299118), acetylacetonate complex-added polysilazane obtained by reacting a metal-containing acetylacetonate complex (for example, JP-A-6-306329) Metal fines Obtained by adding the metal particles added polysilazane (e.g., JP-A-7-196986 JP), and the like.
ポリシラザン化合物を含有する溶液中のポリシラザン化合物の含有量は、所望のバリア層の膜厚や塗布液のポットライフ等によっても異なるが、ポリシラザン化合物を含有する溶液の全量に対して、0.1質量%〜35質量%であることが好ましい。 The content of the polysilazane compound in the solution containing the polysilazane compound varies depending on the film thickness of the desired barrier layer, the pot life of the coating solution, etc., but is 0.1 mass relative to the total amount of the solution containing the polysilazane compound. It is preferable that it is% -35 mass%.
前記ポリシラザン化合物を含有する溶液は、さらにアミン触媒、金属、および溶媒を含んでいてもよい。 The solution containing the polysilazane compound may further contain an amine catalyst, a metal, and a solvent.
(アミン触媒および金属)
アミン触媒および金属は、後述する改質処理において、ポリシラザン化合物の酸化ケイ素化合物への転化を促進しうる。
(Amine catalyst and metal)
The amine catalyst and the metal can promote the conversion of the polysilazane compound to the silicon oxide compound in the modification treatment described later.
用いられうるアミン触媒としては、特に制限されないが、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、3−モルホリノプロピルアミン、N,N,N',N'−テトラメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N,N',N'−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサンが挙げられる。 The amine catalyst that can be used is not particularly limited, but N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, triethanolamine, triethylamine, 3-morpholinopropylamine, N, N, N ′, N ′. -Tetramethyl-1,3-diaminopropane, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,6-diaminohexane.
また、用いられうる金属としては、特に制限されないが、白金アセチルアセトナート等の白金化合物、プロピオン酸パラジウム等のパラジウム化合物、ロジウムアセチルアセトナート等のロジウム化合物が挙げられる。 In addition, the metal that can be used is not particularly limited, and examples thereof include platinum compounds such as platinum acetylacetonate, palladium compounds such as palladium propionate, and rhodium compounds such as rhodium acetylacetonate.
アミン触媒および金属は、ポリシラザン化合物に対して、0.05〜10質量%含むことが好ましく、0.1〜5質量%含むことがより好ましく、0.5〜2質量%含むことがさらに好ましい。触媒添加量を上記範囲とすると、反応の急激な進行よる過剰なシラノール形成、膜密度の低下、および膜欠陥の増大等を防止しうることから好ましい。 The amine catalyst and the metal are preferably contained in an amount of 0.05 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, and further preferably 0.5 to 2% by mass with respect to the polysilazane compound. When the amount of the catalyst added is within the above range, it is preferable because excessive silanol formation, film density reduction, and film defect increase due to rapid progress of the reaction can be prevented.
(溶媒)
ポリシラザン化合物を含有する溶液に含有されうる溶媒としては、ポリシラザン化合物と反応するものでなければ特に制限はなく、公知の溶媒が用いられうる。具体的には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素等の炭化水素系溶媒;脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル系溶媒が挙げられる。より詳細には、炭化水素溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン、塩化メチレン、トリクロロエタン等が挙げられる。また、エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの溶媒は単独で、または2種以上を混合して用いられうる。これらの溶媒は、ポリシラザン化合物の溶解度や溶剤の蒸発速度等を考慮し、目的に応じて適宜選択されうる。
(solvent)
The solvent that can be contained in the solution containing the polysilazane compound is not particularly limited as long as it does not react with the polysilazane compound, and a known solvent can be used. Specific examples include hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons; ether solvents such as aliphatic ethers and alicyclic ethers. More specifically, examples of the hydrocarbon solvent include pentane, hexane, cyclohexane, toluene, xylene, solvesso, turben, methylene chloride, trichloroethane, and the like. Examples of ether solvents include dibutyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran. These solvents can be used alone or in admixture of two or more. These solvents can be appropriately selected according to the purpose in consideration of the solubility of the polysilazane compound and the evaporation rate of the solvent.
〈塗膜の形成〉
上記ポリシラザン化合物を含有する溶液を基材上に塗布することによって、塗膜が得られる。
<Formation of coating film>
A coating film is obtained by apply | coating the solution containing the said polysilazane compound on a base material.
ポリシラザン化合物を含有する溶液の塗布方法としては、適宜公知の方法が採用されうる。塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、ワイヤレスバーコート法、グラビア印刷法が挙げられる。 As a method for applying the solution containing the polysilazane compound, a known method can be appropriately employed. Examples of coating methods include spin coating, roll coating, flow coating, ink jet, spray coating, printing, dip coating, casting film formation, bar coating, wireless bar coating, and gravure printing. Law.
ポリシラザン化合物を含有する溶液の塗布量は、特に制限されないが、乾燥後のバリア層の厚さを考慮して適宜調節されうる。 The coating amount of the solution containing the polysilazane compound is not particularly limited, but can be appropriately adjusted in consideration of the thickness of the barrier layer after drying.
ポリシラザン化合物を含有する溶液を塗布した後は、塗膜を乾燥させることが好ましい。塗膜を乾燥することによって、塗膜中に含有される有機溶媒を除去することができる。この際、塗膜に含有される有機溶媒は、すべてを乾燥させてもよいが、一部残存させていてもよい。一部の有機溶媒を残存させる場合であっても、好適なバリア層が得られうる。なお、残存する溶媒は後に除去されうる。 After coating the solution containing the polysilazane compound, it is preferable to dry the coating film. By drying the coating film, the organic solvent contained in the coating film can be removed. At this time, all of the organic solvent contained in the coating film may be dried or may be partially left. Even when a part of the organic solvent is left, a suitable barrier layer can be obtained. The remaining solvent can be removed later.
塗膜の乾燥温度は、適用する基材によっても異なるが、20〜200℃であることが好ましい。例えば、ガラス転位温度(Tg)が70℃のポリエチレンテレフタレート基材を基材として用いる場合には、乾燥温度は、熱による基材の変形等を考慮して150℃以下に設定することが好ましい。上記温度は、ホットプレート、オーブン、ファーネスなどを使用することによって設定されうる。乾燥時間は短時間に設定することが好ましく、例えば、乾燥温度が150℃以下である場合には1〜30分に設定することが好ましい。また、乾燥雰囲気は、大気雰囲気下、窒素雰囲気下、アルゴン雰囲気下、真空雰囲気下、酸素濃度をコントロールした減圧雰囲気下等のいずれの条件であってもよい。 Although the drying temperature of a coating film changes also with the base material to apply, it is preferable that it is 20-200 degreeC. For example, when a polyethylene terephthalate substrate having a glass transition temperature (Tg) of 70 ° C. is used as the substrate, the drying temperature is preferably set to 150 ° C. or less in consideration of deformation of the substrate due to heat. The temperature can be set by using a hot plate, oven, furnace or the like. The drying time is preferably set to a short time. For example, when the drying temperature is 150 ° C. or lower, the drying time is preferably set to 1 to 30 minutes. The drying atmosphere may be any condition such as an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, an argon atmosphere, a vacuum atmosphere, or a reduced pressure atmosphere with a controlled oxygen concentration.
また、均一な塗膜を得る観点から、アニールを行ってもよい。アニール温度は、特に制限されないが、60〜200℃であることが好ましく、70〜160℃であることがより好ましい。当該アニール温度は、一定であっても、段階的に変化させても、連続的に温度を変化(昇温および/または降温)させてもよい。アニール時間は、特に制限されないが、5秒〜24時間であることが好ましく、10秒〜2時間であることがより好ましい。 Moreover, you may anneal from a viewpoint of obtaining a uniform coating film. The annealing temperature is not particularly limited, but is preferably 60 to 200 ° C, and more preferably 70 to 160 ° C. The annealing temperature may be constant, may be changed stepwise, or may be continuously changed (temperature increase and / or temperature decrease). The annealing time is not particularly limited, but is preferably 5 seconds to 24 hours, and more preferably 10 seconds to 2 hours.
〈塗膜の改質処理〉
本発明における塗布法により形成された塗膜の改質処理とは、ポリシラザンの酸化ケイ素または酸窒化ケイ素等への転化反応を指し、具体的には上部バリア層がガスバリア性を発現するのに貢献できるレベルの無機薄膜となる処理をいう。
<Coating film modification treatment>
The modification treatment of the coating film formed by the coating method in the present invention refers to the conversion reaction of polysilazane to silicon oxide or silicon oxynitride, and specifically contributes to the upper barrier layer exhibiting gas barrier properties. This is a treatment that forms an inorganic thin film at a possible level.
ポリシラザンの酸化ケイ素または酸窒化ケイ素等への転化反応は、公知の方法を適宜選択して適用することができる。改質処理としては、プラスチック基材への適応という観点から、より低温で、転化反応が可能なプラズマ処理による真空紫外線照射または紫外線照射処理による転化反応が好ましい。 The conversion reaction of polysilazane to silicon oxide or silicon oxynitride can be applied by appropriately selecting a known method. As the modification treatment, from the viewpoint of adapting to a plastic substrate, vacuum ultraviolet irradiation by plasma treatment capable of conversion reaction at a lower temperature or conversion reaction by ultraviolet irradiation treatment is preferable.
(真空プラズマ処理)
真空プラズマ処理は、酸素または水蒸気を実質的に含まない雰囲気で実施することが好ましい。酸素または水蒸気を実質的に含まない雰囲気で実施する方法として、装置内を減圧にする方法、ガスフローする方法等が挙げられるが、減圧にする方法が好ましい。装置内の圧力を、真空ポンプを用いて大気圧から好ましくは100Pa以下、より好ましくは20Pa以下まで減圧した後、所定のガスを導入し、所定の圧力にすることで、プラズマで励起する雰囲気をつくる。
(Vacuum plasma treatment)
The vacuum plasma treatment is preferably performed in an atmosphere substantially free of oxygen or water vapor. Examples of the method carried out in an atmosphere substantially free of oxygen or water vapor include a method of reducing the pressure in the apparatus and a method of gas flow. The method of reducing the pressure is preferred. The pressure in the apparatus is reduced from atmospheric pressure to preferably 100 Pa or less, more preferably 20 Pa or less using a vacuum pump, and then a predetermined gas is introduced to obtain a predetermined pressure, thereby creating an atmosphere excited by plasma. to make.
真空下における酸素濃度および水蒸気濃度は、一般的に、酸素分圧および水蒸気分圧で評価される。 The oxygen concentration and water vapor concentration under vacuum are generally evaluated by the oxygen partial pressure and the water vapor partial pressure.
真空プラズマ処理は、上記の真空下、酸素分圧10Pa以下(酸素濃度0.001%(10ppm))以下、好ましくは、酸素分圧2Pa以下(酸素濃度0.0002%(2ppm))以下、水蒸気濃度10ppm以下、好ましくは1ppm以下で行われる。 The vacuum plasma treatment is performed under the above-described vacuum under an oxygen partial pressure of 10 Pa or less (oxygen concentration 0.001% (10 ppm)) or less, preferably an oxygen partial pressure of 2 Pa or less (oxygen concentration 0.0002% (2 ppm)) or less. The concentration is 10 ppm or less, preferably 1 ppm or less.
または、プラズマ処理は、好ましくは、酸素および/または水蒸気の非存在下、常圧で行われる。または大気圧プラズマ処理は、酸素濃度10%(100000ppm)以下、好ましくは、酸素濃度5%(50000ppm)以下、さらに好ましくは、酸素濃度1%(10000ppm)以下、さらに好ましくは、酸素濃度0.1%(1000ppm)以下、さらに好ましくは、0.01%(100ppm)以下であるか、相対湿度10%以下、好ましくは相対湿度5%以下、さらに好ましくは、相対湿度1%以下、さらに好ましくは、相対湿度0.1% 以下である雰囲気をいう。また、水蒸気濃度(室温23℃における水蒸気分圧/大気圧)では、2800ppm以下、さらに好ましくは1400ppm、さらに好ましくは280ppmの低酸素・低水蒸気濃度雰囲気下において行うことができる。 Alternatively, the plasma treatment is preferably performed at normal pressure in the absence of oxygen and / or water vapor. Alternatively, the atmospheric pressure plasma treatment is performed with an oxygen concentration of 10% (100,000 ppm) or less, preferably an oxygen concentration of 5% (50000 ppm) or less, more preferably an oxygen concentration of 1% (10000 ppm) or less, more preferably an oxygen concentration of 0.1 % (1000 ppm) or less, more preferably 0.01% (100 ppm) or less, or a relative humidity of 10% or less, preferably a relative humidity of 5% or less, more preferably a relative humidity of 1% or less, more preferably An atmosphere having a relative humidity of 0.1% or less. Further, the water vapor concentration (water vapor partial pressure / atmospheric pressure at room temperature 23 ° C.) can be carried out in a low oxygen / low water vapor concentration atmosphere of 2800 ppm or less, more preferably 1400 ppm, and even more preferably 280 ppm.
プラズマ処理はまた、好ましくは、不活性ガスまたは希ガスまたは還元ガス雰囲気下(常圧)において行われる。 The plasma treatment is also preferably performed in an inert gas or noble gas or reducing gas atmosphere (normal pressure).
プラズマによって励起された雰囲気ガスはエネルギーを放出して失活するが、その際、気体の種類と圧力に依存して、種々の波長の真空紫外光を放出する。 The atmospheric gas excited by the plasma emits energy and deactivates. At that time, depending on the type and pressure of the gas, vacuum ultraviolet light having various wavelengths is emitted.
なお、蒸着法としてプラズマを利用した手法が使われる場合があるが、蒸着法では、波長150nm以下の光を照射する工程を実質的に兼ねることはできない。その理由は、プラズマが形成される空間、およびプラズマと蒸着膜との間の空間に、蒸着膜の材料となるガスが存在し、それらがプラズマから発生する真空紫外光を吸収するなど、光照射を効率よく行うことができないからである。 Note that a method using plasma may be used as the vapor deposition method, but the vapor deposition method cannot substantially serve as a step of irradiating light with a wavelength of 150 nm or less. The reason for this is that there is a gas that is the material of the vapor deposition film in the space where the plasma is formed and between the plasma and the vapor deposition film, and they absorb the vacuum ultraviolet light generated from the plasma. This is because it cannot be performed efficiently.
真空プラズマ処理は、減圧することによって酸素または水蒸気を実質的に含まない雰囲気にした後、ガスを装置内に導入することで行われる。低圧プラズマ処理では、低圧下のプラズマにより励起された原子、分子が基底状態もしくは下の準位に落ちる際の真空紫外の発光を利用する。低圧プラズマで発生する真空紫外光の波長は、プラズマを発生させるガス種に依存する。波長は、短い方がよく、波長が125nm以下の真空紫外の発光を利用した方がより好ましい。しかしながら、波長が短過ぎると、高いエネルギー準位に励起される頻度は低くなるため、発光強度は著しく減少する。実質的に低圧プラズマ処理で利用できる比較的高強度の真空紫外光の波長は、50nm以上となる。即ち、低圧プラズマ処理で利用する光の波長として50〜125nmの範囲がより好ましい。 The vacuum plasma treatment is performed by introducing a gas into the apparatus after reducing the pressure to make the atmosphere substantially free of oxygen or water vapor. In the low-pressure plasma treatment, vacuum ultraviolet emission is used when atoms and molecules excited by low-pressure plasma fall to the ground state or the lower level. The wavelength of the vacuum ultraviolet light generated by the low-pressure plasma depends on the gas species that generates the plasma. A shorter wavelength is better, and it is more preferable to use vacuum ultraviolet light having a wavelength of 125 nm or less. However, if the wavelength is too short, the frequency of excitation to a high energy level is low, and the emission intensity is significantly reduced. The wavelength of relatively high-intensity vacuum ultraviolet light that can be used substantially in the low-pressure plasma treatment is 50 nm or more. That is, the range of 50 to 125 nm is more preferable as the wavelength of light used in the low-pressure plasma treatment.
プラズマで形成された励起状態の原子が発した真空紫外光が、別の基底状態の原子に吸
収され、その原子の励起に使われる自己吸収の影響がある。そのため、あまり圧力が高い
と、発生した真空紫外光は雰囲気ガスの原子や分子に吸収され、蒸着膜に効率よく照射さ
れない虞がある。よって、圧力は100Pa以下が好ましい。一方、圧力があまり低く過
ぎると、プラズマの発生が困難になる場合がある。よって、圧力の下限はプラズマの発生
方式により異なるが、概ね0.1Pa以上が好ましい。
The vacuum ultraviolet light emitted by the excited atoms formed in the plasma is absorbed by another ground state atom, which has the effect of self-absorption used to excite that atom. Therefore, if the pressure is too high, the generated vacuum ultraviolet light is absorbed by the atoms and molecules of the atmospheric gas, and the deposited film may not be efficiently irradiated. Therefore, the pressure is preferably 100 Pa or less. On the other hand, if the pressure is too low, the generation of plasma may be difficult. Therefore, the lower limit of the pressure varies depending on the plasma generation method, but is preferably about 0.1 Pa or more.
本発明で用いられる低圧プラズマのガス種は、主としてヘリウム(He)、ネオン(N
e)、およびアルゴン(Ar)から選択される1種以上の希ガスが用いられる。これらの
励起された希ガス原子の発する主要な真空紫外光の波長は、ヘリウム(He)の場合で5
8.4nm、ネオン(Ne)の場合で73.6nmおよび74.4nm、アルゴン(Ar
)の場合で104.8nmおよび106.7nmであることが知られている。
The gas species of the low-pressure plasma used in the present invention is mainly helium (He), neon (N
e) and one or more rare gases selected from argon (Ar) are used. The wavelength of the main vacuum ultraviolet light emitted by these excited rare gas atoms is 5 in the case of helium (He).
8.4 nm, 73.6 nm and 74.4 nm for Neon (Ne), Argon (Ar
) Is known to be 104.8 nm and 106.7 nm.
また、これらの希ガス原子のプラズマは、プラズマによる励起によって真空紫外光を発
するだけでなく、発光しない準安定な励起状態の原子を多量に形成する。この準安定な励
起状態の原子が持つエネルギーを有効利用するために、希ガスにH2およびN2の少なく
とも一方のガスを添加してもよい。希ガス中に前記のガスが添加されると、準安定な励起
状態の希ガス原子の持つ励起エネルギーが効率よく添加ガスの励起に使われるため、希ガ
ス原子の真空紫外発光に、添加ガスの真空紫外発光も加わり、波長150nm以下の真空
紫外光の照射強度を増すことができる。添加ガスは、解離・励起された原子が真空紫外光
を発する場合と、励起された分子が真空紫外光を発する場合とがあるが、分子の発光はバ
ンド状になっており、その中心波長は原子の発光波長より長い。蒸着膜の変性には、波長
の短い原子の発光のほうが重要である。励起されたH原子の発する主要な真空紫外光の波
長は121nm、N原子の場合は120nmであることが知られている。添加ガス種とし
ては、準安定な励起状態を持たないH2がより好ましい。
Further, the plasma of these rare gas atoms not only emits vacuum ultraviolet light when excited by plasma, but also forms a large amount of metastable excited atoms that do not emit light. In order to effectively use the energy of the metastable excited atoms, at least one of H 2 and N 2 may be added to the rare gas. When the above gas is added to the rare gas, the excitation energy of the rare gas atoms in the metastable excited state is efficiently used to excite the additive gas. With the addition of vacuum ultraviolet light emission, the irradiation intensity of vacuum ultraviolet light having a wavelength of 150 nm or less can be increased. The additive gas has a case where dissociated / excited atoms emit vacuum ultraviolet light, and an excited molecule emits vacuum ultraviolet light, but the emission of the molecule is in a band shape, and its central wavelength is Longer than the emission wavelength of atoms. For the modification of the deposited film, the emission of atoms with a short wavelength is more important. It is known that the wavelength of the main vacuum ultraviolet light emitted by the excited H atoms is 121 nm, and in the case of N atoms, it is 120 nm. As the additive gas species, H 2 having no metastable excited state is more preferable.
添加ガスの比率は、0.1〜20体積%の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、添加ガスの効果が顕著に現れ、また、プラズマ密度の減少もほとんど見られず、添加ガスの励起に使われる準安定な励起状態の希ガス原子の密度が増すためである。添加ガスの比率は、より好ましくは0.5〜10体積%の範囲である。 The ratio of the additive gas is preferably in the range of 0.1 to 20% by volume. If it is within this range, the effect of the additive gas appears remarkably, the plasma density is hardly reduced, and the density of the metastable rare gas atoms used for exciting the additive gas increases. . The ratio of the additive gas is more preferably in the range of 0.5 to 10% by volume.
さらに、効率よく波長150nm以下の光を蒸着膜に照射するために、波長150nm以下の光を吸収して、自身が分解するような多原子分子のガス種(例えばCO、CO2、CH4Si−H4等)は、実質的に含まれない方がより好ましい。 Furthermore, in order to efficiently irradiate the deposited film with light having a wavelength of 150 nm or less, a gas species of polyatomic molecules that absorbs light having a wavelength of 150 nm or less and decomposes itself (for example, CO, CO 2 , CH 4 Si -H 4 etc.) is more preferably not substantially contained.
低圧プラズマの生成に必要な電源の周波数は、1MHz〜100GHzが好ましい。この範囲であれば、プラズマ生成反応に直接寄与する電子に効率よくエネルギーを与えることができ、電子密度、すなわちプラズマ密度は高くなる。これに伴い、プラズマで発生する真空紫外光の強度も強くなる。また、エネルギーの伝達効率が向上する。電源の周波数は、より好ましくは、4MHz〜15GHzである。 The frequency of the power source necessary for generating the low-pressure plasma is preferably 1 MHz to 100 GHz. Within this range, energy can be efficiently given to electrons that directly contribute to the plasma generation reaction, and the electron density, that is, the plasma density increases. Along with this, the intensity of the vacuum ultraviolet light generated by the plasma also increases. In addition, energy transmission efficiency is improved. The frequency of the power source is more preferably 4 MHz to 15 GHz.
波長150nm以下の光を発するプラズマの生成方式は、従来公知の方式を用いることができる。好ましくは、幅広の基材に形成した蒸着膜の処理に対応できる方式がよく、例えば、容量結合プラズマ(CCP)、誘導結合プラズマ(ICP)、表面波プラズマ、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ、ヘリコン波プラズマ等が挙げられる。 As a method for generating plasma that emits light having a wavelength of 150 nm or less, a conventionally known method can be used. Preferably, a method that can deal with the processing of a deposited film formed on a wide substrate is good. For example, capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), surface wave plasma, electron cyclotron resonance (ECR) plasma, helicon Wave plasma etc. are mentioned.
蒸着膜と対向したプラズマへの投入電力の大きさの指標として、プラズマの大きさを反
映するプラズマ源の占める面積で規格化した投入電力密度を定義する。これは、単位面積
あたりの蒸着膜に照射される真空紫外光の照射強度に相関するパラメータとなる。特に、
容量結合プラズマのような有電極プラズマの場合、高周波を印加する側の電極面積が、実
質的にプラズマの大きさを規定しており、これをプラズマ源の占める面積とする。
The input power density normalized by the area occupied by the plasma source reflecting the plasma magnitude is defined as an index of the magnitude of the input power to the plasma facing the deposited film. This is a parameter that correlates with the irradiation intensity of vacuum ultraviolet light applied to the deposited film per unit area. In particular,
In the case of electroded plasma such as capacitively coupled plasma, the electrode area on the side to which the high frequency is applied substantially defines the size of the plasma, and this is the area occupied by the plasma source.
単位面積当たりの印加電力は、好ましくは0.1〜20W/cm2であり、より好ましくは0.3〜10W/cm2である。この範囲であれば、十分な強度の照射ができ、基材の温度上昇による熱変形、プラズマの不均一化、電極などのプラズマ源を構成する部材の損傷などを防止することができる。 The applied power per unit area is preferably 0.1 to 20 W / cm 2 , more preferably 0.3 to 10 W / cm 2 . If it is this range, irradiation with sufficient intensity | strength can be performed and the thermal deformation by the temperature rise of a base material, the nonuniformity of a plasma, damage to the members which comprise plasma sources, such as an electrode, etc. can be prevented.
真空プラズマ処理の時間は、使用する基材やバリア層の組成、濃度等によって異なり、材料へのダメージを考慮しながら適宜決定することが好ましい。 The time of the vacuum plasma treatment varies depending on the base material used, the composition of the barrier layer, the concentration, and the like, and is preferably determined as appropriate in consideration of damage to the material.
(真空紫外光照射)
上記で塗膜に真空紫外光を照射すると、塗膜を構成するポリシラザン化合物が改質されバリア層が形成される。ここで、ポリシラザン化合物の改質とは、ポリシラザン化合物が酸化ケイ素化合物および/または酸窒化ケイ素化合物へ転化することを意味する。なお、本明細書において「真空紫外光」とは、10〜200nmの波長を有する電磁波を含む紫外光を意味し、好ましくは100〜200nm、より好ましくは100〜180nmである。
(Vacuum ultraviolet light irradiation)
When the coating film is irradiated with vacuum ultraviolet light as described above, the polysilazane compound constituting the coating film is modified to form a barrier layer. Here, the modification of the polysilazane compound means that the polysilazane compound is converted into a silicon oxide compound and / or a silicon oxynitride compound. In the present specification, the “vacuum ultraviolet light” means ultraviolet light including electromagnetic waves having a wavelength of 10 to 200 nm, preferably 100 to 200 nm, more preferably 100 to 180 nm.
以下に、真空紫外光照射によりパーヒドロポリシラザンが転化される際の反応機構を説明するが、当該反応機構は推定されるものであり、実際の反応が説明される反応機構と異なる経路で進行しても本発明の技術的範囲に含まれる。 The reaction mechanism when perhydropolysilazane is converted by irradiation with vacuum ultraviolet light is described below, but this reaction mechanism is presumed, and the actual reaction proceeds along a different route from the reaction mechanism described. However, it is included in the technical scope of the present invention.
(I)脱水素、およびこれに伴うSi−N結合の形成
パーヒドロポリシラザン中のSi−H結合やN−H結合は、真空紫外光照射による励起等で比較的容易に切断され、不活性雰囲気下ではSi−Nとして再結合すると考えられる(Siの未結合手が形成される場合もある)。すなわち、酸化することなくSiNy組成として硬化する。この場合はポリマー主鎖の切断は生じない。Si−H結合やN−H結合の切断は触媒の存在や、加熱によって促進される。切断されたHはH2として膜外に放出される。
(I) Dehydrogenation and accompanying Si-N bond formation Si-H bonds and N-H bonds in perhydropolysilazane are relatively easily cleaved by excitation with vacuum ultraviolet light irradiation, etc., and an inert atmosphere Below, it is thought that it recombines as Si-N (the unbonded hand of Si may be formed). That is, it is cured as a SiN y composition without being oxidized. In this case, the polymer main chain is not broken. The breaking of Si—H bonds and N—H bonds is promoted by the presence of a catalyst and heating. The cut H is released out of the membrane as H 2 .
(II)加水分解・脱水縮合によるSi−O−Si結合の形成
パーヒドロポリシラザン中のSi−N結合は水により加水分解され、ポリマー主鎖が切断されてSi−OHを形成する。2つのSi−OHが脱水縮合すると、Si−O−Si結合を形成して硬化する。これは大気中でも生じうる反応であるが、不活性雰囲気下における真空紫外光照射では、照射の熱によって基材からアウトガスとして生じる水蒸気が主な水分源となると考えられる。水分が過剰となると脱水縮合しきれないSi−OHが残存し、SiO2.1〜2.3の組成で表されるガスバリア性の低い硬化膜となる。
(II) Formation of Si—O—Si Bonds by Hydrolysis / Dehydration Condensation Si—N bonds in perhydropolysilazane are hydrolyzed by water, and the polymer main chain is cleaved to form Si—OH. When two Si—OH are dehydrated and condensed, a Si—O—Si bond is formed and cured. This is a reaction that can occur in the air, but in the case of irradiation with vacuum ultraviolet light in an inert atmosphere, it is considered that water vapor generated as outgas from the base material by the heat of irradiation becomes the main moisture source. If the moisture is excessive, Si—OH that cannot be dehydrated and condensed remains, and a cured film having a low gas barrier property represented by a composition of SiO 2.1 to 2.3 is obtained.
(III)一重項酸素による直接酸化、Si−O−Si結合の形成
真空紫外光照射中、適当量の酸素が存在すると、酸化力が非常に強い一重項酸素が形成される。パーヒドロポリシラザン中のHやNは、Oと置き換わってSi−O−Si結合を形成して硬化する。ポリマー主鎖の切断により結合の組み換えを生じる場合もあると考えられる。
(III) Direct oxidation by singlet oxygen, formation of Si-O-Si bond When a suitable amount of oxygen is present during irradiation with vacuum ultraviolet light, singlet oxygen having a very strong oxidizing power is formed. H or N in perhydropolysilazane is replaced with O to form a Si—O—Si bond and is cured. It is thought that recombination of the bond may occur due to cleavage of the polymer main chain.
(IV)真空紫外光照射・励起によるSi−N結合切断を伴う酸化
真空紫外光のエネルギーはパーヒドロポリシラザン中のSi−Nの結合エネルギーよりも高いため、Si−N結合は切断され、周囲に酸素源(酸素、オゾン、水等)が存在すると酸化されてSi−O−Si結合(場合によってはSi−O−N結合)を生じると考えられる。ポリマー主鎖の切断により結合の組み換えを生じる場合もあると考えられる。
(IV) Oxidation accompanied by Si-N bond cleavage by vacuum ultraviolet light irradiation / excitation Since the energy of vacuum ultraviolet light is higher than the bond energy of Si-N in perhydropolysilazane, the Si-N bond is broken, It is considered that when an oxygen source (oxygen, ozone, water, etc.) is present, it is oxidized to form a Si—O—Si bond (in some cases, a Si—O—N bond). It is thought that recombination of the bond may occur due to cleavage of the polymer main chain.
ポリシラザン化合物を含有する層に真空紫外光照射を施した層の酸化窒化ケイ素の組成の調整は、上述の(I)〜(IV)の酸化機構を適宜組み合わせて酸化状態を制御することで行うことができる。上述のように、当該酸化機構は、シラノールを経由することなく直接酸化されることから(光量子プロセスと呼ばれる光子の作用)、当該酸化過程において体積変化が少なく、高密度で欠陥の少ない酸化ケイ素膜および/または酸窒化ケイ素膜が得られうる。その結果、より緻密な酸化ケイ素膜および/または酸窒化ケイ素膜が得られうる。したがって、真空紫外光の照射によりポリシラザン化合物が改質されて得られるバリア層は、高いバリア性を有しうる。 Adjustment of the composition of the silicon oxynitride of the layer that has been subjected to vacuum ultraviolet light irradiation on the layer containing the polysilazane compound is performed by appropriately controlling the oxidation state by appropriately combining the oxidation mechanisms (I) to (IV) described above. Can do. As described above, since the oxidation mechanism is directly oxidized without passing through silanol (the action of a photon called a photon process), the silicon oxide film has a small volume change, a high density and a small number of defects in the oxidation process. And / or a silicon oxynitride film can be obtained. As a result, a denser silicon oxide film and / or silicon oxynitride film can be obtained. Therefore, the barrier layer obtained by modifying the polysilazane compound by irradiation with vacuum ultraviolet light can have high barrier properties.
真空紫外光の光源としては、特に限定されず、公知のものが使用されうる。例えば、低圧水銀ランプ、エキシマランプ等が挙げられる。これらのうち、エキシマランプ、特にキセノン(Xe)エキシマランプを用いることが好ましい。 The light source of the vacuum ultraviolet light is not particularly limited, and a known light source can be used. For example, a low pressure mercury lamp, an excimer lamp, etc. are mentioned. Of these, it is preferable to use an excimer lamp, particularly a xenon (Xe) excimer lamp.
前記キセノンエキシマランプ等の希ガスエキシマランプは、真空紫外光を照射できる。Xe、Kr、Ar、Ne等の希ガスの原子は最外殻電子が閉殻となっており、化学的に非常に不活性であることから不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電等によりエネルギーを得た希ガス(励起原子)は、他の原子と結合して分子を形成することができる。例えば、希ガスがキセノンの場合には、
e+Xe→Xe*
Xe*+2Xe→Xe2 *+Xe
Xe2 *→Xe+Xe+hν(172nm)
となる。この際、励起されたエキシマ分子であるXe2 *が基底状態に遷移するとき、172nmのエキシマ光(真空紫外光)が発光する。上記エキシマランプは前記エキシマ光を利用する。前記エキシマ光を発生させる方法としては、例えば、誘電体バリア放電を用いる方法および無電極電界放電を用いる方法が挙げられる。
A rare gas excimer lamp such as the xenon excimer lamp can irradiate vacuum ultraviolet light. A rare gas atom such as Xe, Kr, Ar, Ne or the like is called an inert gas because the outermost electrons are closed and are chemically very inert. However, noble gases (excited atoms) that have gained energy by discharge or the like can be combined with other atoms to form molecules. For example, when the rare gas is xenon,
e + Xe → Xe *
Xe * + 2Xe → Xe 2 * + Xe
Xe 2 * → Xe + Xe + hν (172 nm)
It becomes. At this time, when the excited excimer molecule Xe 2 * transitions to the ground state, excimer light (vacuum ultraviolet light) of 172 nm emits light. The excimer lamp uses the excimer light. Examples of the method for generating the excimer light include a method using dielectric barrier discharge and a method using electrodeless field discharge.
誘電体バリア放電とは、両電極間に誘電体(エキシマランプの場合は透明石英)を介してガス空間を配し、電極に数10kHzの高周波高電圧を印加した場合に、ガス空間に生じる雷に似た非常に細いmicro dischargeと呼ばれる放電である。前記micro dischargeのストリーマが管壁(誘電体)に達すると、誘電体表面に電荷が溜まるため、micro dischargeは消滅する。誘電体バリア放電は、このmicro dischargeは管壁全体に広がり、生成・消滅を繰り返していることから、肉眼でも分かる光のチラツキを生じる。また、非常に温度の高いストリーマが局所的に直接管壁に達するため、管壁の劣化を早める可能性もある。 A dielectric barrier discharge is a lightning generated in a gas space when a gas space is arranged between both electrodes via a dielectric (transparent quartz in the case of an excimer lamp) and a high frequency high voltage of several tens of kHz is applied to the electrode. This is a very thin discharge called micro discharge. When the micro discharge streamer reaches the tube wall (dielectric), the electric charge accumulates on the dielectric surface, and the micro discharge disappears. In the dielectric barrier discharge, this micro discharge spreads over the entire tube wall and repeats generation and extinction, thereby causing flickering of light that can be seen with the naked eye. Moreover, since a very high temperature streamer reaches a pipe wall directly locally, there is a possibility that deterioration of the pipe wall is accelerated.
また、無電極電界放電とは、容量性結合による無電極電界放電であり、別名RF放電とも呼ばれる。具体的には、誘電体バリア放電と同様にランプや電極等が配置され、前記電極に極間に印加される高周波は数MHzの高周波電圧を印加した場合に生じる空間的・時間的に一様な放電である。当該無電極電界放電を用いる方法では、チラツキが無く、長寿命のランプが得られうる。 The electrodeless field discharge is an electrodeless field discharge due to capacitive coupling, and is also called an RF discharge. Specifically, a lamp, an electrode, and the like are arranged in the same manner as the dielectric barrier discharge, and the high frequency applied between the electrodes is uniform in space and time when a high frequency voltage of several MHz is applied. Discharge. In the method using the electrodeless electric field discharge, there is no flicker and a long-life lamp can be obtained.
誘電体バリア放電の場合にはmicro dischargeが電極間のみで生じるため、放電空間全体で放電を行わせるには外側の電極は外表面全体を覆い、かつ、外部に光を取り出すために光を透過するものでなければならない。当該外部電極としては、光を遮らないように細い金属線を用いた網状の電極が用いられうる。しかしながら、前記外部電極は、真空紫外光照射によって発生するオゾン等により損傷しうる。そこで、電極の損傷を防ぐために、ランプの周囲、すなわち、照射装置内を窒素等の不活性ガスの雰囲気とし、合成石英の窓を設けて照射光を取り出す必要が生じる。二重円筒型ランプは、外径が約25mmであるため、ランプ軸の直下とランプ側面とでは照射面までの距離の差を無視することができず、前記距離によっては照度に大きな差が生じうる。したがって、仮にランプを密着して並べても、一様な照度分布が得られるとは限らない。合成石英の窓を設けた照射装置にすれば酸素雰囲気中の距離を一様にでき、一様な照度分布が得られうる。しかし、前記合成石英の窓は、高価な消耗品であるばかりでなく、光の損失も生じうる。 In the case of dielectric barrier discharge, micro discharge occurs only between the electrodes, so the outer electrode covers the entire outer surface and transmits light to extract the light to the outside in order to discharge in the entire discharge space. Must be something to do. As the external electrode, a net-like electrode using a thin metal wire so as not to block light can be used. However, the external electrode can be damaged by ozone generated by irradiation with vacuum ultraviolet light. Therefore, in order to prevent damage to the electrodes, it is necessary to provide an atmosphere of an inert gas such as nitrogen around the lamp, that is, the inside of the irradiation apparatus, and provide a synthetic quartz window to extract the irradiation light. Since the outer diameter of the double cylindrical lamp is about 25 mm, the difference in the distance to the irradiation surface cannot be ignored between the position directly below the lamp axis and the side surface of the lamp. sell. Therefore, even if the lamps are closely arranged, a uniform illuminance distribution is not always obtained. If the irradiation device is provided with a synthetic quartz window, the distance in the oxygen atmosphere can be made uniform, and a uniform illuminance distribution can be obtained. However, the synthetic quartz window is not only an expensive consumable, but can also cause light loss.
一方、無電極電界放電の場合には、外部電極を網状にする必要はなく、ランプ外面の一部に外部電極を設けるだけでグロー放電は放電空間全体に広がりうる。外部電極には通常アルミのブロックで作られた光の反射板を兼ねた電極がランプ背面に使用されうる。しかしながら、ランプの外径は誘電体バリア放電の場合と同様に大きいため、一様な照度分布にするためには合成石英が必要となる。 On the other hand, in the case of electrodeless electric field discharge, it is not necessary to make the external electrode mesh, and glow discharge can spread over the entire discharge space only by providing the external electrode on a part of the outer surface of the lamp. As the external electrode, an electrode that also serves as a light reflector, usually made of an aluminum block, can be used on the back of the lamp. However, since the outer diameter of the lamp is as large as in the case of the dielectric barrier discharge, synthetic quartz is required to obtain a uniform illuminance distribution.
細管エキシマランプの最大の特徴は構造がシンプルなことである。石英管の両端を閉じ、内部にエキシマ発光を行うためのガスを封入しているだけである。 The biggest feature of the capillary excimer lamp is its simple structure. The quartz tube is closed at both ends, and only gas for excimer light emission is sealed inside.
細管ランプの管の外径は6〜12mmであることが好ましく、あまり太いと始動に高い電圧が必要になる。 The outer diameter of the tube of the thin tube lamp is preferably 6 to 12 mm, and if it is too thick, a high voltage is required for starting.
放電の形態は誘電体バリア放電であっても、無電極電界放電であってもよい。電極の形状はランプに接する面が平面であってもよいが、ランプの曲面に合わせた形状にすることでランプをしっかり固定でき、また、電極がランプに密着することで放電がより安定しうる。またアルミで曲面を鏡面にすれば光の反射板としても機能しうる。 The form of discharge may be dielectric barrier discharge or electrodeless field discharge. The electrode may have a flat surface in contact with the lamp, but the lamp can be firmly fixed by making the shape in accordance with the curved surface of the lamp, and the discharge can be more stable when the electrode is in close contact with the lamp. . Also, if the curved surface is made of aluminum, it can function as a light reflector.
このようなエキシマ光(真空紫外光)の照射装置は、市販のランプ(例えば、ウシオ電機株式会社製、株式会社エム・ディ・コム製)を使用することが可能である。 Such an excimer light (vacuum ultraviolet light) irradiation apparatus can use a commercially available lamp (for example, manufactured by USHIO INC., Manufactured by M.D.Com Co., Ltd.).
エキシマランプは、エキシマ光が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されない点に特徴を有し、効率性が高い。また、余分な光が放射されないことから、対象物の温度を低く保つことができる。さらに、始動・再始動に時間を要さないことから、瞬時に点灯点滅が可能となる。特に、Xeエキシマランプは、波長の短い172nmの真空紫外光を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。当該Xeエキシマランプは、172nmと波長が短く、エネルギーが高いことから、有機化合物の結合の切断能が高いことが知られている。また、Xeエキシマランプは、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素であっても効率よく活性酸素やオゾンを発生させることができる。したがって、例えば、波長185nmの真空紫外光を発する低圧水銀ランプと対比すると、Xeエキシマランプは、高い有機化合物の結合切断能を有し、活性酸素やオゾンを効率的に発生させることができ、低温かつ短時間でポリシラザン化合物の改質処理をすることができる。また、Xeエキシマランプは、光の発生効率が高いため、低電力で瞬時に点灯点滅が可能であり、単一の波長を発光できることから、高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小等の経済的観点、および熱によるダメージを受けやすい基材を用いたガスバリア性フィルムへの適用等の観点からも好ましい。 The excimer lamp is characterized in that the excimer light is concentrated at one wavelength, and only the necessary light is hardly emitted, and is highly efficient. Moreover, since excess light is not radiated | emitted, the temperature of a target object can be kept low. Further, since no time is required for starting and restarting, lighting and blinking can be performed instantaneously. In particular, the Xe excimer lamp is excellent in luminous efficiency because it emits short wavelength 172 nm vacuum ultraviolet light at a single wavelength. Since the Xe excimer lamp has a short wavelength of 172 nm and a high energy, it is known that the bond breaking ability of organic compounds is high. In addition, since the Xe excimer lamp has a large oxygen absorption coefficient, it can efficiently generate active oxygen and ozone even with a very small amount of oxygen. Therefore, for example, in contrast to a low-pressure mercury lamp that emits vacuum ultraviolet light having a wavelength of 185 nm, the Xe excimer lamp has a high bond breaking ability of organic compounds, can efficiently generate active oxygen and ozone, and has a low temperature. In addition, the polysilazane compound can be modified in a short time. In addition, the Xe excimer lamp has high light generation efficiency, so it can be turned on and off instantaneously with low power, and can emit a single wavelength, thereby shortening process time and equipment area associated with high throughput. It is also preferable from the viewpoints of the economic viewpoint and application to a gas barrier film using a base material that is easily damaged by heat.
このように、エキシマランプは光の発生効率が高いため、低電力で点灯させることができ、また、照射対象物の表面温度の上昇を抑制することができる。また、内部まで侵入する光子の数も増加するため改質膜厚の増加および/または膜質の高密度化が可能である。 Thus, since the excimer lamp has high light generation efficiency, it can be turned on with low power, and an increase in the surface temperature of the irradiation object can be suppressed. In addition, since the number of photons penetrating into the interior increases, the modified film thickness can be increased and / or the film quality can be increased.
真空紫外光照射の条件は、一般的に、照射強度と照射時間の積で表される積算光量を指標として転化反応を検討するが、酸化シリコンのように組成は同一であっても、様々な構造形態をとる材料を用いる場合には、照射強度の絶対値が重要になることもある。 The conditions of vacuum ultraviolet light irradiation are generally examined for the conversion reaction using the integrated light amount represented by the product of irradiation intensity and irradiation time as an index, but there are various conditions even if the composition is the same as in silicon oxide. When using a material having a structural form, the absolute value of the irradiation intensity may be important.
真空紫外光照射の照射強度は、使用する基材やバリア層の組成、濃度等に応じて適宜選択すればよい。 What is necessary is just to select the irradiation intensity | strength of vacuum ultraviolet light irradiation suitably according to a base material to be used, a composition, density | concentration, etc. of a barrier layer.
真空紫外光照射の時間は、使用する基材やバリア層の組成、濃度等によっても異なるが、0.1秒〜10分であることが好ましく、0.5秒〜7分であることがより好ましい。 Although the time of vacuum ultraviolet light irradiation changes also with a base material used, the composition of a barrier layer, a density | concentration, etc., it is preferable that it is 0.1 second-10 minutes, and it is more preferable that it is 0.5 second-7 minutes. preferable.
真空紫外光の積算光量は、特に制限されないが、200〜5000mJ/cm2であることが好ましく、500〜3000mJ/cm2であることがより好ましい。真空紫外光の積算光量が200mJ/cm2以上であると、十分な改質が行われることにより高いバリア性が得られうることから好ましい。一方、真空紫外光の積算光量が5000mJ/cm2以下であると、基材が変形することなく平滑性の高いバリア層が形成されうることから好ましい。 Integrated light quantity of vacuum ultraviolet light is not particularly limited, is preferably from 200~5000mJ / cm 2, more preferably 500~3000mJ / cm 2. It is preferable that the accumulated amount of vacuum ultraviolet light is 200 mJ / cm 2 or more because high barrier properties can be obtained by sufficient modification. On the other hand, when the cumulative amount of vacuum ultraviolet light is 5000 mJ / cm 2 or less, it is preferable because a barrier layer having high smoothness can be formed without deformation of the substrate.
また、真空紫外光の照射温度は、適用する基材によっても異なり、当業者によって適宜決定されうる。真空紫外光の照射温度は、50〜200℃であることが好ましく、80〜150℃であることがより好ましい。照射温度が上記範囲内であると、基材の変形や強度の劣化等が生じにくく、基材の特性が損なわれないことから好ましい。 Moreover, the irradiation temperature of vacuum ultraviolet light changes with base materials to apply, and can be suitably determined by those skilled in the art. The irradiation temperature of the vacuum ultraviolet light is preferably 50 to 200 ° C, and more preferably 80 to 150 ° C. It is preferable for the irradiation temperature to be within the above-mentioned range since deformation of the base material, deterioration of strength, etc. are unlikely to occur and the characteristics of the base material are not impaired.
さらに、真空紫外光の照射雰囲気は、特に制限されないが、活性酸素やオゾンを発生させて効率的に改質を行う観点から酸素を含む雰囲気下で行うことが好ましい。真空紫外照射の酸素濃度は10〜10000体積ppm(0.001〜1体積%)であることが好ましく、30〜5000体積ppmであることがより好ましい。酸素濃度が10体積ppm以上であると、改質効率が高くなることから好ましい。一方、酸素濃度が10000体積ppm以下であると、大気と酸素との置換時間が短縮されうることから好ましい。 Furthermore, the irradiation atmosphere of the vacuum ultraviolet light is not particularly limited, but it is preferably performed in an atmosphere containing oxygen from the viewpoint of generating active oxygen and ozone and efficiently modifying. The oxygen concentration in the vacuum ultraviolet irradiation is preferably 10 to 10000 volume ppm (0.001 to 1 volume%), more preferably 30 to 5000 volume ppm. It is preferable that the oxygen concentration is 10 ppm by volume or more because the reforming efficiency is increased. On the other hand, when the oxygen concentration is 10,000 ppm by volume or less, the substitution time between the atmosphere and oxygen can be shortened, which is preferable.
紫外線照射の対象となる塗膜は、塗布時に酸素および微量の水分が混入し、さらには基材や隣接層等にも吸着酸素や吸着水が存在しうる。当該酸素等を利用すれば、照射庫内に新たに酸素を導入しなくとも、改質処理を行う活性酸素やオゾンの発生に要する酸素源は十分でありうる。また、Xeエキシマランプのような172nmの真空紫外光は酸素により吸収されるため、塗膜に到達する真空紫外線量が減少する場合があることから、真空紫外光の照射時には、酸素濃度を低く設定し、真空紫外光が効率よく塗膜まで到達できる条件とすることが好ましい。 The coating film to be irradiated with ultraviolet rays is mixed with oxygen and a small amount of moisture at the time of application, and adsorbed oxygen and adsorbed water may also exist in the base material and adjacent layers. If oxygen or the like is used, the oxygen source required for generation of active oxygen or ozone for performing the reforming process may be sufficient without newly introducing oxygen into the irradiation chamber. In addition, since the vacuum ultraviolet light of 172 nm like the Xe excimer lamp is absorbed by oxygen, the amount of vacuum ultraviolet light reaching the coating film may be decreased. Therefore, the oxygen concentration is set low when the vacuum ultraviolet light is irradiated. In addition, it is preferable that the vacuum ultraviolet light be able to efficiently reach the coating film.
真空紫外光の照射雰囲気中の酸素以外のガスは、乾燥不活性ガスであることが好ましく、コストの観点から、乾燥窒素ガスであることがより好ましい。なお、酸素濃度は、照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガス等のガス流量を計測し、流量比を変えることで調整することができる。 The gas other than oxygen in the atmosphere irradiated with vacuum ultraviolet light is preferably a dry inert gas, and more preferably a dry nitrogen gas from the viewpoint of cost. The oxygen concentration can be adjusted by measuring the flow rate of oxygen gas, inert gas, or the like introduced into the irradiation chamber and changing the flow rate ratio.
発生させた真空紫外光は、照射効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの真空紫外光を反射板で反射させてから改質前のバリア層に照射してもよい。また、真空紫外光の照射は、バッチ処理にも連続処理にも適用可能であり、使用する基材の形状によって適宜選定されうる。例えば、基材が長尺フィルム状である場合には、これを搬送させながら連続的に真空紫外光を照射して改質を行うことが好ましい。 From the viewpoint of improving irradiation efficiency and achieving uniform irradiation, the generated vacuum ultraviolet light may be applied to the barrier layer before modification after reflecting the vacuum ultraviolet light from the generation source with a reflector. Moreover, the irradiation of vacuum ultraviolet light can be applied to both batch processing and continuous processing, and can be appropriately selected depending on the shape of the substrate to be used. For example, when the substrate is in the form of a long film, it is preferable to perform the modification by continuously irradiating the vacuum ultraviolet light while transporting the substrate.
上述の改質処理によって得られるバリア層の膜厚や密度等は、塗布条件や真空紫外光照射の条件等を適宜選択することにより制御することができる。例えば、真空紫外光の照射方法を、連続照射、複数回に分割した照射、複数回の照射が短時間な、いわゆるパルス照射等から適宜選択することで、バリア層の膜厚や密度等が制御されうる。 The film thickness, density, and the like of the barrier layer obtained by the above-described modification treatment can be controlled by appropriately selecting application conditions, vacuum ultraviolet light irradiation conditions, and the like. For example, the film thickness and density of the barrier layer can be controlled by appropriately selecting the irradiation method of vacuum ultraviolet light from continuous irradiation, irradiation divided into a plurality of times, and so-called pulse irradiation, etc. in which the plurality of times of irradiation is short. Can be done.
バリア層の厚さ(塗布厚さ)は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、バリア層の厚さ(塗布厚さ)は、乾燥後の厚さとして、1nm〜100μm程度であることが好ましく、10nm〜10μm程度であることがより好ましく、50nm〜1μmであることがさらにより好ましく、20nm〜2μmであることが特に好ましい。バリア層の膜厚が1nm以上であれば十分なバリア性を得ることができ、100μm以下であれば、バリア層形成時に安定した塗布性を得ることができ、かつ高い光線透過性を実現できる。 The thickness of the barrier layer (application thickness) can be appropriately set according to the purpose. For example, the thickness of the barrier layer (coating thickness) is preferably about 1 nm to 100 μm, more preferably about 10 nm to 10 μm, and more preferably 50 nm to 1 μm as the thickness after drying. More preferably, it is 20 nm-2 micrometers especially preferable. If the thickness of the barrier layer is 1 nm or more, sufficient barrier properties can be obtained, and if it is 100 μm or less, stable coating properties can be obtained when forming the barrier layer, and high light transmittance can be realized.
また、バリア層は、適度な表面の平滑性を有することが好ましい。具体的には、バリア層の表面の平滑性としては、バリア層の中心線平均粗さ(Ra)が、50nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。このようなバリア層の中心線平均粗さ(Ra)の下限は、特に制限されないが、実用上、0.01nm以上であり、0.1nm以上であることが好ましい。このようなRaを有するバリア層であれば、当該バリア層中の凹凸に良好に対応して第2のバリア層がバリア層上に密接して形成される。このため、バリア層に生じるクラックやダングリングボンド等の欠陥を第2のバリア層がより効率よく被覆して、密な表面を形成する。ゆえに、高温高湿条件下でのガスバリア性(例えば、低酸素透過性、低水蒸気透過性)の低下をより有効に抑制・防止できる。なお、本明細書において、バリア層の中心線平均粗さ(Ra)は、下記実施例に記載される方法によって測定される値である。 The barrier layer preferably has an appropriate surface smoothness. Specifically, as the smoothness of the surface of the barrier layer, the center line average roughness (Ra) of the barrier layer is preferably 50 nm or less, and more preferably 10 nm or less. The lower limit of the center line average roughness (Ra) of such a barrier layer is not particularly limited, but is practically 0.01 nm or more and preferably 0.1 nm or more. In the case of such a barrier layer having Ra, the second barrier layer is closely formed on the barrier layer corresponding to the unevenness in the barrier layer. For this reason, the second barrier layer more efficiently covers defects such as cracks and dangling bonds generated in the barrier layer, thereby forming a dense surface. Therefore, it is possible to more effectively suppress and prevent a decrease in gas barrier properties (for example, low oxygen permeability and low water vapor permeability) under high temperature and high humidity conditions. In the present specification, the center line average roughness (Ra) of the barrier layer is a value measured by the method described in the following examples.
上記中心線平均粗さ(Ra)を有するバリア層の形成方法は、特に制限されない。例えば、制御層(特に、下記のCVD層)を基材とバリア層との間に設ける方法;中間層(特に、下記のCVD層)をバリア層と第2のバリア層との間に設ける方法;基材の選択により表面粗さを制御する方法;下地層の表面粗さを制御する方法;PHPS層塗布前に表面処理を行う方法などの方法によって、バリア層の中心線平均粗さ(Ra)を上記範囲に制御できる。 The method for forming the barrier layer having the center line average roughness (Ra) is not particularly limited. For example, a method of providing a control layer (especially the following CVD layer) between the substrate and the barrier layer; a method of providing an intermediate layer (especially the following CVD layer) between the barrier layer and the second barrier layer A method of controlling the surface roughness by selecting a substrate; a method of controlling the surface roughness of the underlayer; a method of performing a surface treatment before applying the PHPS layer; ) Can be controlled within the above range.
[紫外線反射膜]
本発明に係るガスバリア性フィルムが有する紫外線反射性能は、例えば紫外線反射膜によって達成することができる。該紫外線反射膜は、バリア膜の劣化の原因となる紫外光を選択的に反射することにより紫外光を除いた光のみをガスバリア性フィルムに入射させることができる。このため、少なくとも一つの該紫外線反射膜をバリア膜に対して入射光側に設けられていることが好ましく、紫外線反射膜の少なくとも一つはバリア層で覆われていないことが好ましい。
[Ultraviolet reflective film]
The ultraviolet reflecting performance of the gas barrier film according to the present invention can be achieved by, for example, an ultraviolet reflecting film. The ultraviolet reflecting film selectively reflects ultraviolet light which causes deterioration of the barrier film, so that only light except the ultraviolet light can enter the gas barrier film. For this reason, it is preferable that at least one of the ultraviolet reflecting films is provided on the incident light side with respect to the barrier film, and at least one of the ultraviolet reflecting films is preferably not covered with the barrier layer.
本発明の紫外線反射膜は、特に限定されないが、基材上に、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層して形成された光学干渉膜を少なくとも一つ含むものを用いることができる。紫外線反射性、生産性の観点から、好ましい高屈折率層および低屈折率層の総層数の範囲としては、100層以下5層以上、より好ましくは40層以下5層以上であり、さらに好ましくは20層以下5層以上である。 Although the ultraviolet reflective film of the present invention is not particularly limited, a film including at least one optical interference film formed by alternately laminating a high refractive index layer and a low refractive index layer on a substrate can be used. . From the viewpoint of ultraviolet reflectivity and productivity, the range of the total number of the high refractive index layer and the low refractive index layer is preferably 100 layers or less, 5 layers or more, more preferably 40 layers or less, 5 layers or more, and further preferably. Is 20 layers or less and 5 layers or more.
一般に、紫外線遮蔽フィルムにおいては、高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差を大きく設計することが、少ない層数で所望の光線に対する反射率を高くすることができるという観点から好ましい。本発明においては、少なくとも隣接した2層(高屈折率層および低屈折率層)の屈折率差が0.1以上であることが好ましく、より好ましくは0.25以上であり、さらに好ましくは0.3以上であり、よりさらに好ましくは0.35以上であり、もっとも好ましくは0.4以上である。また、上限には特に制限はないが通常1.4以下である。 In general, in an ultraviolet shielding film, it is preferable to design a large difference in refractive index between a high refractive index layer and a low refractive index layer from the viewpoint that the reflectance for a desired light beam can be increased with a small number of layers. . In the present invention, the difference in refractive index between at least two adjacent layers (high refractive index layer and low refractive index layer) is preferably 0.1 or more, more preferably 0.25 or more, and further preferably 0. .3 or more, more preferably 0.35 or more, and most preferably 0.4 or more. The upper limit is not particularly limited, but is usually 1.4 or less.
紫外線遮蔽フィルムにおける各屈折率層間の屈折率差と、必要な層数とについては、市販の光学設計ソフトを用いて計算することができる。 The refractive index difference between the refractive index layers in the ultraviolet shielding film and the necessary number of layers can be calculated using commercially available optical design software.
紫外線遮蔽フィルムにおいて高屈折率層および低屈折率層を交互に積層する場合には、高屈折率層と低屈折率層との屈折率差が、上記好適な屈折率差の範囲内にあることが好ましい。ただし、例えば、最表層はフィルムを保護するための層として形成される場合または最下層が基板との接着性改良層として形成される場合などにおいて、最表層や最下層に関しては、上記好適な屈折率差の範囲外の構成であってもよい。 When the high refractive index layer and the low refractive index layer are alternately laminated in the ultraviolet shielding film, the refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer is within the range of the preferred refractive index difference. Is preferred. However, for example, when the outermost layer is formed as a layer for protecting the film or when the lowermost layer is formed as an adhesion improving layer with the substrate, the above-mentioned preferable refraction is performed with respect to the outermost layer and the lowermost layer. A configuration outside the range of the rate difference may be used.
隣接した層界面での反射は、層間の屈折率比に依存するのでこの屈折率比が大きいほど、反射率が高まる。また、単層膜でみたとき層表面における反射光と、層底部における反射光の光路差を、n・d=波長/4、で表される関係にすると位相差により反射光を強めあうよう制御出来、反射率を上げることができる。ここで、nは屈折率、またdは層の物理膜厚、n・dは光学膜厚である。この光路差を利用することで、反射を制御出来る。この関係を利用して、各層の屈折率と膜厚を制御して、可視光の透過や、紫外線の反射を制御する。 Since reflection at the interface between adjacent layers depends on the refractive index ratio between the layers, the larger the refractive index ratio, the higher the reflectance. In addition, when the optical path difference between the reflected light on the surface of the layer and the reflected light on the bottom of the layer is a relationship expressed by n · d = wavelength / 4 when viewed as a single layer film, the reflected light is controlled to be strengthened by the phase difference. And reflectivity can be increased. Here, n is the refractive index, d is the physical film thickness of the layer, and n · d is the optical film thickness. By using this optical path difference, reflection can be controlled. Using this relationship, the refractive index and film thickness of each layer are controlled to control the transmission of visible light and the reflection of ultraviolet light.
また、高屈折率層の平均厚さdHと、低屈折率層の平均厚さdLとの関係が、下記式(1)および(2)を満たすことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the relationship between the average thickness dH of the high refractive index layer and the average thickness dL of the low refractive index layer satisfies the following expressions (1) and (2).
|dH−dL|<40nm 式(1)
|dH+dL|<150nm 式(2)
上記式(1)および(2)を満たすことで、紫外域の反射率を高くすることができる。|dH−dL|は25nm以下であることがより好ましい。|dH−dL|の下限は特に限定されないが、光路差を確保するために、5nm以上であることが好ましい。また、|dH+dL|は130nm以下であることがより好ましい。|dH+dL|の下限は通常100nm以上となる。
| DH−dL | <40 nm Formula (1)
| DH + dL | <150 nm Formula (2)
By satisfying the above formulas (1) and (2), the reflectance in the ultraviolet region can be increased. | DH−dL | is more preferably 25 nm or less. The lower limit of | dH−dL | is not particularly limited, but is preferably 5 nm or more in order to ensure an optical path difference. Further, | dH + dL | is more preferably 130 nm or less. The lower limit of | dH + dL | is usually 100 nm or more.
本発明の紫外線遮蔽フィルムのスペクトルにおいて最大反射率となる波長は、紫外線遮蔽波長域であれば特に限定されるものではないが、350〜380nmになるように設計することが好ましい。これは、樹脂支持体にとって有害な紫外線となる280nm〜380nmのうち、340nmよりも短波長の光は、高屈折率層に含まれる酸化チタンや酸化ジルコニウムといった高屈折率の金属酸化物の光吸収、または紫外線吸収剤によって遮蔽することができるため、金属酸化物や紫外線吸収剤によってカットすることが難しい350〜380nmの領域を反射できるように膜設計を行うことが好ましい。 The wavelength having the maximum reflectance in the spectrum of the ultraviolet shielding film of the present invention is not particularly limited as long as it is in the ultraviolet shielding wavelength region, but it is preferably designed to be 350 to 380 nm. This is because light with a wavelength shorter than 340 nm out of 280 nm to 380 nm, which is ultraviolet light harmful to the resin support, is absorbed by a metal oxide having a high refractive index such as titanium oxide or zirconium oxide contained in the high refractive index layer. In addition, since the film can be shielded by an ultraviolet absorber, it is preferable to design the film so that a region of 350 to 380 nm which is difficult to cut with a metal oxide or an ultraviolet absorber can be reflected.
本発明の紫外線遮蔽フィルムは、可視光線透過率が高いことが好ましい。樹脂支持体に紫外線遮蔽積層部を形成した形成体を作製し、該形成体の400〜2500nmでの平均透過率が60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。また、紫外域(280〜400nm)の平均反射率が10%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましい。 The ultraviolet shielding film of the present invention preferably has a high visible light transmittance. A formed body in which an ultraviolet shielding laminated portion is formed on a resin support is prepared, and the average transmittance of the formed body at 400 to 2500 nm is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and 80 % Or more is more preferable. Moreover, it is preferable that the average reflectance of an ultraviolet region (280-400 nm) is 10% or more, and it is more preferable that it is 20% or more.
低屈折率層は、屈折率が1.10〜1.60であることが好ましく、より好ましくは1.30〜1.55である。高屈折率層は、屈折率が1.80〜2.50であることが好ましく、より好ましくは1.80〜2.20である。 The low refractive index layer preferably has a refractive index of 1.10 to 1.60, more preferably 1.30 to 1.55. The high refractive index layer preferably has a refractive index of 1.80 to 2.50, more preferably 1.80 to 2.20.
低屈折率層の1層あたりの厚み(乾燥後の厚み)は、20〜80nmであることが好ましく、30〜70nmであることがより好ましく、40〜60nmであることがより好ましい。 The thickness per layer of the low refractive index layer (thickness after drying) is preferably 20 to 80 nm, more preferably 30 to 70 nm, and more preferably 40 to 60 nm.
ここで、1層あたりの厚みを測定する場合、高屈折率層と低屈折率層とは、これらの間に明確な界面をもっていても、徐々に変化していてもよい。界面が徐々に変化している場合には、それぞれの層が混合し屈折率が連続的に変化する領域中で、最大屈折率−最小屈折率=Δnとした場合、2層間の最小屈折率+Δn/2の地点を層界面とみなす。 Here, when measuring the thickness per layer, the high refractive index layer and the low refractive index layer may have a clear interface between them or may be gradually changed. When the interface is gradually changing, the maximum refractive index-minimum refractive index = Δn in the region where the layers are mixed and the refractive index continuously changes, the minimum refractive index between two layers + Δn The point of / 2 is regarded as the layer interface.
本発明の紫外線反射膜の全体の厚みは、好ましくは3μm〜5μm、より好ましくは3μm〜4μmである。 The total thickness of the ultraviolet reflective film of the present invention is preferably 3 μm to 5 μm, more preferably 3 μm to 4 μm.
また、本発明において、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された光学干渉膜を構成する1以上の高屈折率層に含まれる第1金属酸化物粒子は、コアシェル粒子を含む。そのため、本発明の紫外線反射膜が高屈折率層を複数有する場合は、複数の高屈折率層のうち少なくとも1層にコアシェル粒子が含まれていればよく、本発明の紫外線反射膜が高屈折率層を1層有する場合は、当該1層の高屈折率層にコアシェル粒子が含まれていればよい。全ての高屈折率層にコアシェル粒子が含まれることが特に好ましい。 In the present invention, the first metal oxide particles included in the one or more high refractive index layers constituting the optical interference film in which the high refractive index layers and the low refractive index layers are alternately stacked include core-shell particles. . Therefore, when the ultraviolet reflective film of the present invention has a plurality of high refractive index layers, it is sufficient that at least one layer of the plurality of high refractive index layers contains core-shell particles, and the ultraviolet reflective film of the present invention has a high refractive index. In the case of having one refractive index layer, the single high refractive index layer may contain core-shell particles. It is particularly preferred that all high refractive index layers contain core-shell particles.
本発明に係る紫外線反射膜において、高屈折率層の少なくとも1層は、第1の水溶性バインダー樹脂と、第1の金属酸化物粒子として、酸化チタン粒子が含ケイ素の水和酸化物で被覆されたコアシェル粒子とを含んでいる。そのため、本発明の構成に起因して、前記コアシェル粒子の表面の含ケイ素の水和酸化物と、第1の水溶性バインダー樹脂との相互作用により、コアシェル粒子と第1の水溶性バインダー樹脂とのネットワークを形成するため、高屈折率層と低屈折率層との層間混合が抑制され、好ましい紫外線反射特性が達成されると考えられる。特に、第1の水溶性バインダー樹脂としてポリビニルアルコールを使用する場合、前記コアシェル粒子とポリビニルアルコールがそれぞれのOH基同士の水素結合ネットワークを強く形成することにより、高屈折率層と低屈折率層との層間混合が抑制され、好ましい近赤外遮断特性が達成される。そして、当該相互作用の効果、および高屈折率化材料となる酸化チタン粒子が、含ケイ素の水和酸化物で被覆されたコアシェル粒子を用いることによって、光触媒活性が抑制される結果、温湿度条件が変化した場合であっても、耐久性に優れた紫外線反射膜が提供され得るものと考えられる。また、高屈折率層の屈折率制御においては、シリカ被覆量を制御することにより、高屈折率層と低屈折率層の屈折率差を有効にコントロールすることが可能であると考えられる
次いで、本発明の紫外線反射膜の構成要素である高屈折率層、低屈折率層について含まれる成分などを詳説する。
In the ultraviolet reflecting film according to the present invention, at least one of the high refractive index layers is coated with a first water-soluble binder resin and a silicon-containing hydrated oxide as a first metal oxide particle. Core-shell particles. Therefore, due to the structure of the present invention, due to the interaction between the silicon-containing hydrated oxide on the surface of the core-shell particles and the first water-soluble binder resin, the core-shell particles and the first water-soluble binder resin Therefore, it is considered that intermixing between the high refractive index layer and the low refractive index layer is suppressed, and preferable ultraviolet reflection characteristics are achieved. In particular, when polyvinyl alcohol is used as the first water-soluble binder resin, the core-shell particles and the polyvinyl alcohol form a strong hydrogen bonding network between the OH groups, thereby providing a high refractive index layer and a low refractive index layer. The interlayer mixing is suppressed, and preferable near-infrared blocking characteristics are achieved. The effect of the interaction and the titanium oxide particles used as the material for increasing the refractive index are suppressed by the photocatalytic activity by using the core-shell particles coated with the silicon-containing hydrated oxide. It is considered that an ultraviolet reflecting film having excellent durability can be provided even when the temperature changes. In the refractive index control of the high refractive index layer, it is considered that the refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer can be effectively controlled by controlling the silica coating amount. The components contained in the high refractive index layer and the low refractive index layer, which are components of the ultraviolet reflective film of the present invention, will be described in detail.
(水溶性バインダー樹脂)
本発明においては、高屈折率層および低屈折率層に含まれ得る水溶性バインダー樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール類、ポリビニルピロリドン類、ポリアクリル酸、アクリル酸−アクリルニトリル共重合体、アクリル酸カリウム−アクリルニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、若しくはアクリル酸−アクリル酸エステル共重合体などのアクリル系樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、若しくはスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体などのスチレンアクリル酸樹脂、スチレン−スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体、スチレン−2−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体、スチレン−2−ヒドロキシエチルアクリレート−スチレンスルホン酸カリウム共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体などの酢酸ビニル系共重合体及びそれらの塩などの合成水溶性樹脂;ゼラチン、増粘多糖類などの天然水溶性樹脂などが挙げられる。これらの中で、特に好ましい例としては、製造時のハンドリングと膜の柔軟性の点から、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン類及びそれを含有する共重合体、ゼラチン、増粘多糖類(特にセルロース類)が挙げられ、中でも、光学特性の観点からポリビニルアルコールであることがより好ましい。これらの水溶性樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用して用いてもよい。
(Water-soluble binder resin)
In the present invention, examples of the water-soluble binder resin that can be contained in the high refractive index layer and the low refractive index layer include polyvinyl alcohols, polyvinyl pyrrolidones, polyacrylic acid, acrylic acid-acrylonitrile copolymers, acrylic acid. Acrylic resins such as potassium-acrylonitrile copolymer, vinyl acetate-acrylic acid ester copolymer, or acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, Styrene acrylic acid resin such as styrene-methacrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene-α-methylstyrene-acrylic acid copolymer, or styrene-α-methylstyrene-acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, styrene -Sodium styrenesulfonate copolymer, Styrene-2-hydroxyethyl acrylate copolymer, styrene-2-hydroxyethyl acrylate-potassium styrene sulfonate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, vinyl naphthalene-acrylic acid copolymer Vinyl acetate copolymers such as polymers, vinyl naphthalene-maleic acid copolymers, vinyl acetate-maleic acid ester copolymers, vinyl acetate-crotonic acid copolymers, vinyl acetate-acrylic acid copolymers, and the like Synthetic water-soluble resins such as salts; natural water-soluble resins such as gelatin and thickening polysaccharides. Among these, particularly preferred examples include polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidones and copolymers containing them, gelatin, thickening polysaccharides (particularly celluloses) from the viewpoint of handling during production and film flexibility. Among these, polyvinyl alcohol is more preferable from the viewpoint of optical properties. These water-soluble resins may be used alone or in combination of two or more.
本発明で好ましく用いられるポリビニルアルコールには、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、変性ポリビニルアルコールも含まれる。変性ポリビニルアルコールとしては、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、ノニオン変性ポリビニルアルコール、ビニルアルコール系ポリマーが挙げられる。 The polyvinyl alcohol preferably used in the present invention includes modified polyvinyl alcohol in addition to ordinary polyvinyl alcohol obtained by hydrolyzing polyvinyl acetate. Examples of the modified polyvinyl alcohol include cation-modified polyvinyl alcohol, anion-modified polyvinyl alcohol, nonion-modified polyvinyl alcohol, and vinyl alcohol polymers.
酢酸ビニルを加水分解して得られるポリビニルアルコールは、平均重合度が1,000以上のものが好ましく用いられ、特に平均重合度が1,500〜5,000のものが好ましく用いられる。また、ケン化度は、70〜100モル%のものが好ましく、80〜99.5モル%のものが特に好ましい。 The polyvinyl alcohol obtained by hydrolyzing vinyl acetate preferably has an average degree of polymerization of 1,000 or more, and particularly preferably has an average degree of polymerization of 1,500 to 5,000. The degree of saponification is preferably 70 to 100 mol%, particularly preferably 80 to 99.5 mol%.
ここで、重合度とは粘度平均重合度を指し、JIS−K6726(1994)に準じて測定され、PVAを完全に再鹸化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](dl/g)から次式により求められるものである。 Here, the degree of polymerization refers to the viscosity average degree of polymerization, and is measured according to JIS-K6726 (1994). After the PVA is completely re-saponified and purified, the intrinsic viscosity [η] measured in water at 30 ° C. It can be obtained from (dl / g) by the following equation.
カチオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開昭61−10483号に記載されているような、第一〜三級アミノ基や第四級アンモニウム基を上記ポリビニルアルコールの主鎖または側鎖中に有するポリビニルアルコールであり、カチオン性基を有するエチレン性不飽和単量体と酢酸ビニルとの共重合体をケン化することにより得られる。 Examples of the cation-modified polyvinyl alcohol have primary to tertiary amino groups and quaternary ammonium groups in the main chain or side chain of the polyvinyl alcohol as described in JP-A-61-110483. Polyvinyl alcohol, which is obtained by saponifying a copolymer of an ethylenically unsaturated monomer having a cationic group and vinyl acetate.
カチオン性基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、トリメチル−(2−アクリルアミド−2,2−ジメチルエチル)アンモニウムクロライド、トリメチル−(3−アクリルアミド−3,3−ジメチルプロピル)アンモニウムクロライド、N−ビニルイミダゾール、N−ビニル−2−メチルイミダゾール、N−(3−ジメチルアミノプロピル)タクリルアミド、ヒドロキシルエチルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチル−(2−メタクリルアミドプロピル)アンモニウムクロライド、N−(1,1−ジメチル−3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド等が挙げられる。カチオン変性ポリビニルアルコールのカチオン変性基含有単量体の比率は、酢酸ビニルに対して0.1〜10モル%、好ましくは0.2〜5モル%である。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a cationic group include trimethyl- (2-acrylamido-2,2-dimethylethyl) ammonium chloride and trimethyl- (3-acrylamido-3,3-dimethylpropyl) ammonium chloride. N-vinylimidazole, N-vinyl-2-methylimidazole, N- (3-dimethylaminopropyl) tacrylamido, hydroxylethyltrimethylammonium chloride, trimethyl- (2-methacrylamidopropyl) ammonium chloride, N- (1,1 -Dimethyl-3-dimethylaminopropyl) acrylamide and the like. The ratio of the cation-modified group-containing monomer of the cation-modified polyvinyl alcohol is 0.1 to 10 mol%, preferably 0.2 to 5 mol%, relative to vinyl acetate.
アニオン変性ポリビニルアルコールは、例えば、特開平1−206088号に記載されているようなアニオン性基を有するポリビニルアルコール、特開昭61−237681号および同63−307979号に記載されているような、ビニルアルコールと水溶性基を有するビニル化合物との共重合体及び特開平7−285265号に記載されているような水溶性基を有する変性ポリビニルアルコールが挙げられる。 Anion-modified polyvinyl alcohol is, for example, polyvinyl alcohol having an anionic group as described in JP-A-1-2060888, as described in JP-A-61-237681 and JP-A-63-330779, Examples thereof include a copolymer of vinyl alcohol and a vinyl compound having a water-soluble group, and modified polyvinyl alcohol having a water-soluble group as described in JP-A-7-285265.
また、ノニオン変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開平7−9758号に記載されているようなポリアルキレンオキサイド基をビニルアルコールの一部に付加したポリビニルアルコール誘導体、特開平8−25795号に記載されている疎水性基を有するビニル化合物とビニルアルコールとのブロック共重合体、シラノール基を有するシラノール変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル基やカルボニル基、カルボキシル基などの反応性基を有する反応性基変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。またビニルアルコール系ポリマーとして、エクセバール(商品名:(株)クラレ製)やニチゴーGポリマー(商品名:日本合成化学工業(株)製)などが挙げられる。ポリビニルアルコールは、重合度や変性の種類違いなど二種類以上を併用することもできる。 Nonionic modified polyvinyl alcohol is, for example, a polyvinyl alcohol derivative obtained by adding a polyalkylene oxide group to a part of vinyl alcohol as described in JP-A-7-9758, and described in JP-A-8-25595. Block copolymer of vinyl compound having hydrophobic group and vinyl alcohol, silanol modified polyvinyl alcohol having silanol group, reactive group modified polyvinyl alcohol having reactive group such as acetoacetyl group, carbonyl group, carboxyl group Etc. Examples of the vinyl alcohol polymer include Exeval (trade name: manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and Nichigo G polymer (trade name: manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.). Polyvinyl alcohol can be used in combination of two or more, such as the degree of polymerization and the type of modification.
本発明に適用可能なゼラチンとしては、石灰処理ゼラチンのほか、酸処理ゼラチンを使用してもよく、さらにゼラチンの加水分解物、ゼラチンの酵素分解物を用いることもできる。 In addition to lime-processed gelatin, acid-processed gelatin may be used as gelatin applicable to the present invention, and gelatin hydrolyzate and gelatin enzyme-decomposed product can also be used.
本発明で用いることのできる増粘多糖類としては、例えば、一般に知られている天然単純多糖類、天然複合多糖類、合成単純多糖類及び合成複合多糖類に挙げることができ、これら多糖類の詳細については、「生化学事典(第2版),東京化学同人出版」、「食品工業」第31巻(1988)21頁等を参照することができる。 Examples of thickening polysaccharides that can be used in the present invention include generally known natural polysaccharides, natural complex polysaccharides, synthetic simple polysaccharides and synthetic complex polysaccharides. For details, reference can be made to “Biochemical Encyclopedia (2nd edition), Tokyo Chemical Doujinshi”, “Food Industry”, Vol. 31 (1988), p. 21.
本発明でいう増粘多糖類とは、糖類の重合体であり分子内に水素結合基を多数有するもので、温度により分子間の水素結合力の違いにより、低温時の粘度と高温時の粘度差が大きな特性を備えた多糖類であり、さらに金属酸化物微粒子を添加すると、低温時にその金属酸化物微粒子との水素結合によると思われる粘度上昇を起こすものであり、その粘度上昇幅は、添加することにより40℃における粘度が1.0mPa・s以上の上昇を生じる多糖類であり、好ましくは5.0mPa・s以上であり、更に好ましくは10.0mPa・s以上の粘度上昇能を備えた多糖類である。 The thickening polysaccharide referred to in the present invention is a polymer of saccharides and has many hydrogen bonding groups in the molecule, and the viscosity at low temperature and the viscosity at high temperature due to the difference in hydrogen bonding force between molecules depending on the temperature. It is a polysaccharide with a large difference in characteristics, and when adding metal oxide fine particles, it causes a viscosity increase that seems to be due to hydrogen bonding with the metal oxide fine particles at a low temperature. When added, it is a polysaccharide that causes an increase in viscosity at 40 ° C. of 1.0 mPa · s or more, preferably 5.0 mPa · s or more, more preferably 10.0 mPa · s or more. Polysaccharides.
本発明に適用可能な増粘多糖類としては、例えば、β1−4グルカン(例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等)、ガラクタン(例えば、アガロース、アガロペクチン等)、ガラクトマンノグリカン(例えば、ローカストビーンガム、グアラン等)、キシログルカン(例えば、タマリンドガム等)、グルコマンノグリカン(例えば、蒟蒻マンナン、木材由来グルコマンナン、キサンタンガム等)、ガラクトグルコマンノグリカン(例えば、針葉樹材由来グリカン)、アラビノガラクトグリカン(例えば、大豆由来グリカン、微生物由来グリカン等)、グルコラムノグリカン(例えば、ジェランガム等)、グリコサミノグリカン(例えば、ヒアルロン酸、ケラタン硫酸等)、アルギン酸及びアルギン酸塩、寒天、κ−カラギーナン、λ−カラギーナン、ι−カラギーナン、ファーセレラン等の紅藻類に由来する天然高分子多糖類等が挙げられる。 Examples of the thickening polysaccharide applicable to the present invention include β1-4 glucan (eg, carboxymethylcellulose, carboxyethylcellulose, etc.), galactan (eg, agarose, agaropectin, etc.), galactomannoglycan (eg, locust bean gum). , Guaran, etc.), xyloglucan (eg, tamarind gum, etc.), glucomannoglycan (eg, salmon mannan, wood-derived glucomannan, xanthan gum, etc.), galactoglucomannoglycan (eg, softwood-derived glycan), arabino Galactoglycan (for example, soybean-derived glycan, microorganism-derived glycan, etc.), Glucarnoglycan (for example, gellan gum), glycosaminoglycan (for example, hyaluronic acid, keratan sulfate, etc.), alginic acid and alginate, agar, κ -Natural polymer polysaccharides derived from red algae such as -carrageenan, λ-carrageenan, ι-carrageenan, furseleran and the like.
水溶性樹脂の重量平均分子量は、1,000以上200,000以下が好ましい。さらには、3,000以上40,000以下がより好ましい。本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて下記測定条件下で測定した値を採用する。 The weight average molecular weight of the water-soluble resin is preferably 1,000 or more and 200,000 or less. Furthermore, 3,000 or more and 40,000 or less are more preferable. In this specification, the value measured on the following measurement conditions using gel permeation chromatography (GPC) is employ | adopted for a weight average molecular weight.
溶媒:0.2M NaNOH3,NaH2P04,pH7
カラム:Shodex Column Ohpak SB−802.5 HQ, 8×300 mmとShodex Column Ohpak SB−805 HQ, 8×300 mmの組み合わせ
カラム温度:45℃
試料濃度:0.1質量%
検出器:RID−10A(株式会社島津製作所製)
ポンプ:LC−20AD(株式会社島津製作所製)
流量:1ml/min
校正曲線: Shodex スタンダード GFC(水系 GPC)カラム用 Standard P−82 標準物質プルランによる校正曲線を使用
中でも、光学反射特性が良好であることから、ポリビニルアルコールを用いることが好ましい。
Solvent: 0.2M NaNOH 3 , NaH 2 P0 4 , pH 7
Column: Combination of Shodex Column Ohpak SB-802.5 HQ, 8 × 300 mm and Shodex Column Ohpak SB-805 HQ, 8 × 300 mm Column temperature: 45 ° C.
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RID-10A (manufactured by Shimadzu Corporation)
Pump: LC-20AD (manufactured by Shimadzu Corporation)
Flow rate: 1 ml / min
Calibration curve: Standard P-82 for Shodex Standard GFC (aqueous GPC) column Use of calibration curve with standard substance pullulan Among them, it is preferable to use polyvinyl alcohol because of its good optical reflection characteristics.
また、上記水溶性樹脂は硬化剤を用いて硬化してもよい。 The water-soluble resin may be cured using a curing agent.
本発明に適用可能な硬化剤としては、水溶性樹脂と硬化反応を起こすものであれば特に制限はない。 The curing agent applicable to the present invention is not particularly limited as long as it causes a curing reaction with a water-soluble resin.
水溶性樹脂がポリビニルアルコールの場合には、用いることのできる硬化剤としては、ポリビニルアルコールと硬化反応を起こすものであれば特に制限はないが、ホウ酸、ホウ酸塩、およびホウ砂からなる群から選択されることが好ましい。ホウ酸、ホウ酸塩、およびホウ砂以外にも公知のものが使用でき、一般的にはポリビニルアルコールと反応し得る基を有する化合物あるいはポリビニルアルコールが有する異なる基同士の反応を促進するような化合物であり、適宜選択して用いられる。硬化剤の具体例としては、例えば、エポキシ系硬化剤(ジグリシジルエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ジグリシジルシクロヘキサン、N,N−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル等)、アルデヒド系硬化剤(ホルムアルデヒド、グリオキザール等)、活性ハロゲン系硬化剤(2,4−ジクロロ−4−ヒドロキシ−1,3,5,−s−トリアジン等)、活性ビニル系化合物(1,3,5−トリスアクリロイル−ヘキサヒドロ−s−トリアジン、ビスビニルスルホニルメチルエーテル等)、アルミニウム明礬等が挙げられる。 When the water-soluble resin is polyvinyl alcohol, the curing agent that can be used is not particularly limited as long as it causes a curing reaction with polyvinyl alcohol, but a group consisting of boric acid, borate, and borax. Is preferably selected from. Known compounds other than boric acid, borate, and borax can be used, and generally compounds having a group capable of reacting with polyvinyl alcohol or compounds that promote the reaction between different groups possessed by polyvinyl alcohol These are appropriately selected and used. Specific examples of the curing agent include, for example, epoxy curing agents (diglycidyl ethyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-diglycidyl cyclohexane, N, N-diglycidyl- 4-glycidyloxyaniline, sorbitol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, etc.), aldehyde curing agents (formaldehyde, glioxal, etc.), active halogen curing agents (2,4-dichloro-4-hydroxy-1,3,5) , -S-triazine, etc.), active vinyl compounds (1,3,5-trisacryloyl-hexahydro-s-triazine, bisvinylsulfonylmethyl ether, etc.), aluminum alum and the like.
ホウ酸またはホウ酸塩とは、硼素原子を中心原子とする酸素酸およびその塩のことをいい、具体的には、オルトホウ酸、二ホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸、五ホウ酸および八ホウ酸およびそれらの塩が挙げられる。 Boric acid or borate refers to oxyacids and salts thereof having a boron atom as a central atom, and specifically, orthoboric acid, diboric acid, metaboric acid, tetraboric acid, pentaboric acid, and octaborate. Boric acid and their salts.
ホウ砂とは、Na2B4O5(OH)4・8H2O(四ホウ酸ナトリウム Na2B4O7の十水和物)で表される鉱物である。 Borax is a mineral represented by Na 2 B 4 O 5 (OH) 4 .8H 2 O (decahydrate of sodium tetraborate Na 2 B 4 O 7 ).
硬化剤としてのホウ素原子を有するホウ酸、ホウ酸塩、およびホウ砂は、単独の水溶液でも、また、2種以上を混合して使用しても良い。ホウ酸の水溶液またはホウ酸とホウ砂の混合水溶液が好ましい。ホウ酸とホウ砂の水溶液は、それぞれ比較的希薄水溶液でしか添加することができないが、両者を混合することで濃厚な水溶液にすることができ、塗布液を濃縮化することができる。また、添加する水溶液のpHを比較的自由にコントロールすることができる。 Boric acid having a boron atom as a curing agent, borate, and borax may be used as a single aqueous solution or in combination of two or more. An aqueous solution of boric acid or a mixed aqueous solution of boric acid and borax is preferred. The aqueous solutions of boric acid and borax can be added only as relatively dilute aqueous solutions, respectively, but by mixing them both can be made into a concentrated aqueous solution and the coating solution can be concentrated. Further, the pH of the aqueous solution to be added can be controlled relatively freely.
本発明では、ホウ酸およびその塩並びに/またはホウ砂を用いることが本発明の効果を得るためには好ましい。ホウ酸およびその塩並びに/またはホウ砂を用いた場合には、好ましい紫外線遮蔽特性がより達成されうる。特に、高屈折率層と低屈折率層の多層重層をコーターで塗布後、一旦塗膜の膜面温度を15℃程度に冷やした後、膜面を乾燥させるセット系塗布プロセスを用いた場合には、より好ましく効果を発現することができる。 In the present invention, it is preferable to use boric acid and a salt thereof and / or borax in order to obtain the effects of the present invention. When boric acid and its salts and / or borax are used, preferable ultraviolet shielding properties can be achieved more. In particular, when a multilayer coating of a high refractive index layer and a low refractive index layer is applied with a coater, the film surface temperature of the coating film is once cooled to about 15 ° C., and then the set surface coating process is used to dry the film surface. Can express an effect more preferably.
上記硬化剤の総使用量は、ポリビニルアルコール系樹脂1g当たり1〜600mgが好ましく、100〜500mgがより好ましい。 1-600 mg is preferable per 1 g of polyvinyl alcohol-type resin, and, as for the total usage-amount of the said hardening | curing agent, 100-500 mg is more preferable.
水溶性樹脂がゼラチンの場合には、例えば、ビニルスルホン化合物、尿素−ホルマリン縮合物、メラニン−ホルマリン縮合物、エポキシ系化合物、アジリジン系化合物、活性オレフィン類、イソシアネート系化合物などの有機硬膜剤、クロム、アルミニウム、ジルコニウムなどの無機多価金属塩類などを挙げることができる。 When the water-soluble resin is gelatin, for example, an organic hardener such as a vinyl sulfone compound, a urea-formalin condensate, a melanin-formalin condensate, an epoxy compound, an aziridine compound, an active olefin, an isocyanate compound, Examples thereof include inorganic polyvalent metal salts such as chromium, aluminum and zirconium.
また、高屈折率層および低屈折率層の双方がポリビニルアルコールを含む場合には、高屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均鹸化度と、低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均鹸化度とが、異なることが好ましい。 Further, when both the high refractive index layer and the low refractive index layer contain polyvinyl alcohol, the average saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the high refractive index layer and the average saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the low refractive index layer. And are preferably different.
高屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均鹸化度と、低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均鹸化度とを、異なる構成とすることにより、層間混合が抑制され、反射特性が向上し得る。また、層間混合が抑制されるために、フィルムのヘイズも低下し得る。 By making the average saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the high refractive index layer different from the average saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the low refractive index layer, interlayer mixing can be suppressed and reflection characteristics can be improved. . Moreover, since interlayer mixing is suppressed, the haze of the film can also be reduced.
各屈折率層中のポリビニルアルコールの平均鹸化度は、屈折率層中の含有質量比を考慮して求められる。すなわち、平均鹸化度=Σ(各ポリビニルアルコールの鹸化度(mol%)×各ポリビニルアルコールの各屈折率層中の含有質量(%)/100質量(%))となる。例えば、屈折率層がポリビニルアルコールA(屈折率層中の含有質量比(各ポリビニルアルコールの各屈折率層中の含有質量(%)/100質量(%)):Wa、鹸化度:Sa(mol%))、ポリビニルアルコールB(屈折率層中の含有質量比:Wb、鹸化度:Sb(mol%))、ポリビニルアルコールC(屈折率層中の含有質量比:Wc、鹸化度:Sc(mol%))を含む場合、平均鹸化度=(Wa×Sa+Wb×Sb+Wc×Sc/(Wa+Wb+Wc)となる。 The average degree of saponification of polyvinyl alcohol in each refractive index layer is determined in consideration of the content ratio in the refractive index layer. That is, the average degree of saponification = Σ (degree of saponification of each polyvinyl alcohol (mol%) × content of each polyvinyl alcohol in each refractive index layer (%) / 100 mass (%)). For example, the refractive index layer is polyvinyl alcohol A (the mass ratio in the refractive index layer (the mass content (%) of each polyvinyl alcohol in each refractive index layer / 100 mass (%)): Wa, the saponification degree: Sa (mol %)), Polyvinyl alcohol B (mass ratio in the refractive index layer: Wb, saponification degree: Sb (mol%)), polyvinyl alcohol C (mass ratio in the refractive index layer: Wc, saponification degree: Sc (mol) %)), The average degree of saponification = (Wa × Sa + Wb × Sb + Wc × Sc / (Wa + Wb + Wc)).
高屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均鹸化度と、低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均鹸化度との差(絶対値)は、1mol%以上であることが好ましく、3mol%以上であることが好ましく、より好ましくは5mol%以上であり、さらに好ましくは8mol%以上である。かような範囲であれば、本発明の効果が一層高まり、フィルム特性(反射特性、可視光線透過率など)がより向上する。高屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均鹸化度と、低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの平均鹸化度との差は離れていれば離れているほど好ましいが、ポリビニルアルコールの水への溶解性の点からは20mol%以下であることが好ましい。 The difference (absolute value) between the average saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the high refractive index layer and the average saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the low refractive index layer is preferably 1 mol% or more, and is 3 mol% or more. Preferably, it is 5 mol% or more, more preferably 8 mol% or more. If it is such a range, the effect of this invention will increase further and film characteristics (a reflection characteristic, visible light transmittance, etc.) will improve more. The difference between the average saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the high refractive index layer and the average saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the low refractive index layer is preferably as far as possible, but the dissolution of polyvinyl alcohol in water is preferable. From the viewpoint of properties, it is preferably 20 mol% or less.
屈折率層中の水溶性樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、各屈折率層の全質量(固形分)に対し、好ましくは1〜50質量%であり、より好ましくは、5〜30質量%である。 The content of the water-soluble resin in the refractive index layer is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 mass%, more preferably, based on the total mass (solid content) of each refractive index layer. It is 5-30 mass%.
低屈折率層には、屈折率差を調整するために、含フッ素ポリマーを用いてもよい。含フッ素ポリマーとしては、フッ素含有不飽和エチレン性単量体成分を主として含有する重合物を挙げることが出来る。 In order to adjust the refractive index difference, a fluorine-containing polymer may be used for the low refractive index layer. Examples of the fluorine-containing polymer include a polymer mainly containing a fluorine-containing unsaturated ethylenic monomer component.
フッ素含有不飽和エチレン性単量体としては、含フッ素アルケン、含フッ素アクリル酸エステル、含フッ素メタクリル酸エステル、含フッ素ビニルエステル、含フッ素ビニルエーテル等を挙げることができ、例えば、特開2013−057969号の段落「0181」に記載のフッ素含有不飽和エチレン性単量体を挙げることができる。 Examples of the fluorine-containing unsaturated ethylenic monomer include a fluorine-containing alkene, a fluorine-containing acrylic ester, a fluorine-containing methacrylate, a fluorine-containing vinyl ester, a fluorine-containing vinyl ether, and the like. And fluorine-containing unsaturated ethylenic monomers described in paragraph “0181” of the No.
フッ素含有単量体と共重合し得る単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、酢酸ビニル、ビニルエチルエーテル、ビニルエチルケトン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、メチル−α−フルオロアクリレート、エチル−α−フルオロアクリレート、プロピル−α−フルオロアクリレート、ブチル−α−フルオロアクリレート、シクロヘキシル−α−フルオロアクリレート、ヘキシル−α−フルオロアクリレート、ベンジル−α−フルオロアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、α−フルオロアクリル酸、スチレン、スチレンスルホン酸、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート等が挙げられる。 Examples of monomers that can be copolymerized with fluorine-containing monomers include, for example, ethylene, propylene, butene, vinyl acetate, vinyl ethyl ether, vinyl ethyl ketone, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, Ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, methyl-α-fluoroacrylate, ethyl-α-fluoroacrylate, propyl-α-fluoroacrylate, butyl-α-fluoroacrylate, cyclohexyl-α-fluoroacrylate, hexyl-α-fluoroacrylate , Benzyl-α-fluoroacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, α-fluoroacrylic acid, styrene, styrene sulfonic acid, methoxypolyethylene glycol And methacrylate.
フッ素含有エチレン性不飽和単量体の単独の樹脂の屈折率は、ほぼ1.33〜1.42の範囲にあり、又共重合し得るフッ素を含有しない単量体の単独樹脂ポリマーの屈折率は、1.44以上で、これらを任意の割合で共重合して目的の屈折率の含フッ素ポリマーとして用いることができ、上記ポリビニルアルコールと任意の割合で混合して目的の屈折率のものとして使用できる。かような含フッ素ポリマーとポリビニルアルコールとの屈折率層における含有質量比(固形分換算)は、好適にはポリビニルアルコール:含フッ素ポリマー=1:0.1〜5である。 Refractive index of single resin of fluorine-containing ethylenically unsaturated monomer is in the range of about 1.33 to 1.42, and refractive index of single resin polymer of monomer not containing fluorine that can be copolymerized. Can be used as a fluorine-containing polymer having a desired refractive index by copolymerizing these at an arbitrary ratio of 1.44 or more, and having a desired refractive index by mixing with the polyvinyl alcohol at an arbitrary ratio. Can be used. The mass ratio (in terms of solid content) in the refractive index layer of such a fluoropolymer and polyvinyl alcohol is preferably polyvinyl alcohol: fluoropolymer = 1: 0.1-5.
(金属酸化物)
高屈折率層および低屈折率層のうち少なくとも一層は水溶性樹脂とともに金属酸化物(粒子)を含有することが好ましい。金属酸化物粒子を含有することで各屈折率層間の屈折率差を大きくすることができ、反射特性が向上する。特に、酸化チタンや酸化ジルコニウムといった金属酸化物は紫外線を吸収し、紫外線遮蔽性が向上するため、少なくとも高屈折率層が金属酸化物粒子を含有することが好ましく、屈折率差をより大きくすることができることから、高屈折率層および低屈折率層の双方が金属酸化物粒子を含有することがより好ましい。
(Metal oxide)
At least one of the high refractive index layer and the low refractive index layer preferably contains a metal oxide (particle) together with the water-soluble resin. By containing metal oxide particles, the refractive index difference between the refractive index layers can be increased, and the reflection characteristics are improved. In particular, metal oxides such as titanium oxide and zirconium oxide absorb ultraviolet rays and improve ultraviolet shielding properties. Therefore, at least the high refractive index layer preferably contains metal oxide particles, and the refractive index difference is further increased. Therefore, it is more preferable that both the high refractive index layer and the low refractive index layer contain metal oxide particles.
金属酸化物粒子は平均粒径が100nm以下であることが好ましい。用いる金属酸化物粒子の平均粒径が100nm以下であることで、光散乱を抑制し、また紫外線遮蔽フィルムにおける各屈折率層の膜厚制御の際の精度を向上させることができる。ここで、本明細書において平均粒径は、一次平均粒径を指す。本明細書でいう一次平均粒径とは、粒子そのものをレーザー回折散乱法、動的光散乱法、あるいは電子顕微鏡を用いて観察する方法や、屈折率層の断面や表面に現れた粒子像を電子顕微鏡で観察する方法により、1,000個の任意の粒子の粒径を測定し、その平均を求めた値である。金属酸化物粒子の平均粒径は、金属酸化物粒子が被覆処理されている場合(例えば、後述のシリカ付着二酸化チタン等)、金属酸化物粒子の平均粒径とは母体(上記シリカ付着二酸化チタンの場合は、処理前の二酸化チタン)の平均粒径を指すものとする。 The metal oxide particles preferably have an average particle size of 100 nm or less. When the average particle diameter of the metal oxide particles to be used is 100 nm or less, light scattering can be suppressed and the accuracy in controlling the film thickness of each refractive index layer in the ultraviolet shielding film can be improved. Here, in this specification, an average particle diameter refers to a primary average particle diameter. As used herein, the primary average particle size refers to a method of observing the particle itself using a laser diffraction scattering method, a dynamic light scattering method, or an electron microscope, and a particle image appearing on the cross section or surface of the refractive index layer. The average particle size is a value obtained by measuring the particle size of 1,000 arbitrary particles by a method of observing with an electron microscope. When the metal oxide particles are coated (for example, silica-attached titanium dioxide described later), the average particle diameter of the metal oxide particles is the base (the silica-attached titanium dioxide). In this case, it means the average particle diameter of titanium dioxide before treatment).
(低屈折率層中の金属酸化物)
低屈折率層には金属酸化物としてシリカ(二酸化ケイ素)を用いることが好ましく、具体的な例として合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ等が挙げられる。これらのうち、酸性のコロイダルシリカゾルを用いることがより好ましく、有機溶媒に分散させたコロイダルシリカを用いることが特に好ましい。また、屈折率をより低減させるために、低屈折率層の金属酸化物微粒子として、粒子の内部に空孔を有する中空微粒子を用いてもよく、特にシリカ(二酸化ケイ素)の中空微粒子が好ましい。また、シリカ以外の公知の金属酸化物粒子も使用することができる。
(Metal oxide in the low refractive index layer)
Silica (silicon dioxide) is preferably used as the metal oxide for the low refractive index layer, and specific examples include synthetic amorphous silica and colloidal silica. Among these, it is more preferable to use acidic colloidal silica sol, and it is particularly preferable to use colloidal silica dispersed in an organic solvent. In order to further reduce the refractive index, hollow fine particles having pores inside the particles may be used as the metal oxide fine particles of the low refractive index layer, and hollow fine particles of silica (silicon dioxide) are particularly preferable. Moreover, well-known metal oxide particles other than a silica can also be used.
低屈折率層に含まれる金属酸化物粒子(好ましくは二酸化ケイ素)は、その平均粒径が3〜100nmであることが好ましい。一次粒子の状態で分散された二酸化ケイ素の一次粒子の平均粒径(塗布前の分散液状態での粒径)は、3〜50nmであるのがより好ましく、3〜40nmであるのがさらに好ましく、3〜20nmであるのが特に好ましく、4〜10nmであるのがもっとも好ましい。また、二次粒子の平均粒径としては、30nm以下であることが、ヘイズが少なく可視光透過性に優れる観点で好ましい。 The metal oxide particles (preferably silicon dioxide) contained in the low refractive index layer preferably have an average particle size of 3 to 100 nm. The average particle size of primary particles of silicon dioxide dispersed in a primary particle state (particle size in a dispersion state before coating) is more preferably 3 to 50 nm, and further preferably 3 to 40 nm. 3 to 20 nm is particularly preferable, and 4 to 10 nm is most preferable. Moreover, as an average particle diameter of secondary particle | grains, it is preferable from a viewpoint with few hazes and excellent visible light transmittance | permeability that it is 30 nm or less.
透過型電子顕微鏡から求める場合、粒子の一次平均粒径は、粒子そのものあるいは屈折率層の断面や表面に現れた粒子を電子顕微鏡で観察し、1000個の任意の粒子の粒径を測定し、その単純平均値(個数平均)として求められる。ここで個々の粒子の粒径は、その投影面積に等しい円を仮定したときの直径で表したものである。 When obtained from a transmission electron microscope, the primary average particle diameter of the particles is observed with an electron microscope on the particles themselves or the cross section or surface of the refractive index layer, and the particle diameter of 1000 arbitrary particles is measured. It is obtained as its simple average value (number average). Here, the particle diameter of each particle is represented by a diameter assuming a circle equal to the projected area.
また、低屈折率層の金属酸化物粒子の粒径は、一次平均粒径の他に、体積平均粒径により求めることもできる。 Further, the particle diameter of the metal oxide particles of the low refractive index layer can be determined by a volume average particle diameter in addition to the primary average particle diameter.
本発明で用いられるコロイダルシリカは、珪酸ナトリウムの酸等による複分解やイオン交換樹脂層を通過させて得られるシリカゾルを加熱熟成して得られるものであり、たとえば、特開昭57−14091号公報、特開昭60−219083号公報、特開昭60−219084号公報、特開昭61−20792号公報、特開昭61−188183号公報、特開昭63−17807号公報、特開平4−93284号公報、特開平5−278324号公報、特開平6−92011号公報、特開平6−183134号公報、特開平6−297830号公報、特開平7−81214号公報、特開平7−101142号公報、特開平7−179029号公報、特開平7−137431号公報、および国際公開第94/26530号などに記載されているものである。 The colloidal silica used in the present invention is obtained by heating and aging a silica sol obtained by metathesis with an acid of sodium silicate or the like and passing through an ion exchange resin layer. For example, JP-A-57-14091, JP-A-60-219083, JP-A-60-219084, JP-A-61-20792, JP-A-61-188183, JP-A-63-17807, JP-A-4-93284 No. 5, JP-A-5-278324, JP-A-6-92011, JP-A-6-183134, JP-A-6-297830, JP-A-7-81214, JP-A-7-101142. JP-A-7-179029, JP-A-7-137431, and International Publication No. 94/26530. Than is.
この様なコロイダルシリカは合成品を用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、日産化学工業(株)から販売されているスノーテックスシリーズ(スノーテックスOS、OXS、S、OS、20、30、40、O、N、C等)が挙げられる。 Such colloidal silica may be a synthetic product or a commercially available product. Examples of commercially available products include the Snowtex series (Snowtex OS, OXS, S, OS, 20, 30, 40, O, N, C, etc.) sold by Nissan Chemical Industries.
コロイダルシリカは、その表面をカチオン変性されたものであってもよく、また、Al、Ca、MgまたはBa等で処理された物であってもよい。 The surface of the colloidal silica may be cation-modified, or may be treated with Al, Ca, Mg, Ba or the like.
また、低屈折率層の金属酸化物粒子として、中空粒子を用いることもできる。中空微粒子を用いる場合には、平均粒子空孔径が、3〜70nmであるのが好ましく、5〜50nmがより好ましく、5〜45nmがさらに好ましい。なお、中空微粒子の平均粒子空孔径とは、中空微粒子の内径の平均値である。中空微粒子の平均粒子空孔径は、上記範囲であれば、十分に低屈折率層の屈折率が低屈折率化される。平均粒子空孔径は、電子顕微鏡観察で、円形、楕円形または実質的に円形は楕円形として観察できる空孔径を、ランダムに50個以上観察し、各粒子の空孔径を求め、その数平均値を求めることにより得られる。なお、平均粒子空孔径は、円形、楕円形または実質的に円形もしくは楕円形として観察できる空孔径の外縁を、2本の平行線で挟んだ距離のうち、最小の距離を意味する。 Moreover, hollow particles can also be used as the metal oxide particles of the low refractive index layer. When hollow fine particles are used, the average particle pore size is preferably 3 to 70 nm, more preferably 5 to 50 nm, and even more preferably 5 to 45 nm. The average particle pore size of the hollow fine particles is an average value of the inner diameters of the hollow fine particles. If the average particle pore diameter of the hollow fine particles is within the above range, the refractive index of the low refractive index layer is sufficiently lowered. The average particle diameter is 50 or more at random, which can be observed as an ellipse in a circular, elliptical or substantially circular shape by electron microscope observation, and obtains the pore diameter of each particle. Is obtained. The average particle hole diameter means the minimum distance among the distances between the two parallel lines that surround the outer edge of the hole diameter that can be observed as a circle, an ellipse, or a substantially circle or ellipse.
低屈折率層における金属酸化物粒子の含有量は、低屈折率層の固形分100質量%に対して、20〜90質量%であることが好ましく、30〜85質量%であることがより好ましく、40〜70質量%であることがさらに好ましい。20質量%以上であると、所望の屈折率が得られ90質量%以下であると塗布性が良好となり好ましい。 The content of the metal oxide particles in the low refractive index layer is preferably 20 to 90% by mass, and more preferably 30 to 85% by mass with respect to 100% by mass of the solid content of the low refractive index layer. More preferably, it is 40-70 mass%. When it is 20% by mass or more, a desired refractive index is obtained, and when it is 90% by mass or less, the coatability is good, which is preferable.
(高屈折率層中の金属酸化物)
本発明に係る高屈折率層の金属酸化物粒子としては、例えば、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、アルミナ、コロイダルアルミナ、チタン酸鉛、鉛丹、黄鉛、亜鉛黄、酸化クロム、酸化第二鉄、鉄黒、酸化銅、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化ニオブ、酸化ユーロピウム、酸化ランタン、ジルコン、酸化スズなどが挙げられる。中でも、紫外線領域の光を吸収することができるので、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の金属酸化物粒子が好ましい。
(Metal oxide in the high refractive index layer)
As the metal oxide particles of the high refractive index layer according to the present invention, for example, titanium dioxide, zirconium oxide, zinc oxide, alumina, colloidal alumina, lead titanate, red lead, yellow lead, zinc yellow, chromium oxide, oxidized oxide Examples thereof include ferric iron, iron black, copper oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, strontium titanate, yttrium oxide, niobium oxide, europium oxide, lanthanum oxide, zircon, and tin oxide. Among these, metal oxide particles such as titanium dioxide and zirconium oxide are preferable because they can absorb light in the ultraviolet region.
本発明では透明でより屈折率の高い高屈折率層を形成するために、高屈折率層は、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の高屈折率金属酸化物微粒子、すなわち、酸化チタン微粒子、酸化ジルコニウム微粒子を含有することが好ましい。その場合には、ルチル型(正方晶形)酸化チタン粒子を含有することが好ましい。 In the present invention, in order to form a transparent and higher refractive index layer having a higher refractive index, the high refractive index layer is made of high refractive index metal oxide fine particles such as titanium dioxide and zirconium oxide, that is, fine particles of titanium oxide and fine particles of zirconium oxide. It is preferable to contain. In that case, it is preferable to contain rutile (tetragonal) titanium oxide particles.
高屈折率層で用いられる金属酸化物粒子に用いられる金属酸化物粒子の一次平均粒径は、30nm以下であることが好ましく、1〜30nmであることがより好ましく、5〜15nmであることがさらに好ましい。一次平均粒径が1nm以上30nm以下であれば、ヘイズが少なく可視光透過性に優れる観点で好ましい。 The primary average particle diameter of the metal oxide particles used for the metal oxide particles used in the high refractive index layer is preferably 30 nm or less, more preferably 1 to 30 nm, and more preferably 5 to 15 nm. Further preferred. A primary average particle diameter of 1 nm or more and 30 nm or less is preferable from the viewpoint of low haze and excellent visible light transmittance.
本発明の酸化チタン粒子としては、水系の酸化チタンゾルの表面を変性して分散状態を安定にしたものを用いることが好ましい。 As the titanium oxide particles of the present invention, it is preferable to use particles in which the surface of an aqueous titanium oxide sol is modified to stabilize the dispersion state.
水系の酸化チタンゾルの調製方法としては、従来公知のいずれの方法も用いることができ、たとえば、特開昭63−17221号公報、特開平7−819号公報、特開平9−165218号公報、特開平11−43327号公報、特開昭63−17221号公報、特開平7−819号公報、特開平9−165218号公報、特開平11−43327号公報等に記載された事項を参照にすることができる。 As a method for preparing the aqueous titanium oxide sol, any conventionally known method can be used. For example, JP-A-63-17221, JP-A-7-819, JP-A-9-165218, See the matters described in Kaihei 11-43327, JP-A 63-17221, JP-A 7-819, JP-A 9-165218, JP-A 11-43327, etc. Can do.
また、酸化チタン粒子のその他の製造方法については、たとえば、「酸化チタン−物性と応用技術」清野学 p255〜258(2000年)技報堂出版株式会社、またはWO2007/039953号明細書の段落番号0011〜0023に記載の工程(2)の方法を参考にすることができる。 As for other methods for producing titanium oxide particles, for example, “Titanium oxide—physical properties and applied technology”, Kiyoshi Manabu, p. 255-258 (2000), Gihodo Publishing Co., Ltd., or WO 2007/039953, paragraph numbers 0011- The method of the step (2) described in 0023 can be referred to.
上記工程(2)による製造方法とは、二酸化チタン水和物をアルカリ金属の水酸物またはアルカリ土類金属の水酸化物からなる群から選択される、少なくとも1種の塩基性化合物で処理する工程(1)の後に、得られた二酸化チタン分散物を、カルボン酸基含有化合物および無機酸で処理する工程(2)からなる。 In the production method according to the above step (2), titanium dioxide hydrate is treated with at least one basic compound selected from the group consisting of alkali metal hydroxides or alkaline earth metal hydroxides. After the step (1), the titanium dioxide dispersion obtained comprises a step (2) of treating with a carboxylic acid group-containing compound and an inorganic acid.
さらに、酸化チタン粒子を含めた金属酸化物粒子のその他の製造方法としては、特開2000−053421号公報(分散安定化剤としてアルキルシリケートを配合してなり、該アルキルシリケート中のケイ素をSiO2に換算した量と酸化チタン中のチタンをTiO2に換算した量との重量比(SiO2/TiO2)が0.7〜10である酸化チタンゾル)、特開2000−063119号公報(TiO2−ZrO2−SnO2の複合体コロイド粒子を核としてその表面を、WO3−SnO2−SiO2の複合酸化物コロイド粒子で被覆したゾル)等に記載された事項を参照にすることができる。 Furthermore, another method for producing metal oxide particles including titanium oxide particles is disclosed in JP-A-2000-053421 (comprising alkyl silicate as a dispersion stabilizer, and silicon in the alkyl silicate can be converted to SiO 2. Weight ratio (SiO 2 / TiO 2 ) of the amount converted to TiO 2 and the amount converted to TiO 2 in the titanium oxide is 0.7 to 10), JP 2000-063119 A (TiO 2 -ZrO 2 -SnO 2 composite colloidal particles as the core, and the surface thereof coated with the composite oxide colloidal particles of WO 3 -SnO 2 -SiO 2 ) can be referred to. .
さらに、酸化チタン粒子を含ケイ素の水和酸化物で被覆してもよい。ここで、「被覆」とは、酸化チタン粒子の表面の少なくとも一部に、含ケイ素の水和酸化物が付着されている状態を意味する。すなわち、金属酸化物粒子として用いられる酸化チタン粒子の表面が、完全に含ケイ素の水和酸化物で被覆されていてもよく、酸化チタン粒子の表面の一部が含ケイ素の水和酸化物で被覆されていてもよい。被覆された酸化チタン粒子の屈折率が含ケイ素の水和酸化物の被覆量により制御される観点から、酸化チタン粒子の表面の一部が含ケイ素の水和酸化物で被覆されることが好ましい。 Further, the titanium oxide particles may be coated with a silicon-containing hydrated oxide. Here, the “coating” means a state in which a silicon-containing hydrated oxide is attached to at least a part of the surface of the titanium oxide particles. That is, the surface of the titanium oxide particles used as the metal oxide particles may be completely covered with a silicon-containing hydrated oxide, and a part of the surface of the titanium oxide particles is a silicon-containing hydrated oxide. It may be coated. From the viewpoint that the refractive index of the coated titanium oxide particles is controlled by the coating amount of the silicon-containing hydrated oxide, it is preferable that a part of the surface of the titanium oxide particles is coated with the silicon-containing hydrated oxide. .
含ケイ素の水和酸化物で被覆された酸化チタン粒子の酸化チタンはルチル型であってもアナターゼ型であってもよい。含ケイ素の水和酸化物で被覆された酸化チタン粒子は、含ケイ素の水和酸化物で被覆されたルチル型の酸化チタン粒子がより好ましい。これは、ルチル型の酸化チタン粒子が、アナターゼ型の酸化チタン粒子より光触媒活性が低いため、高屈折率層や隣接した低屈折率層の耐候性が高くなり、さらに屈折率が高くなるという理由からである。 The titanium oxide of the titanium oxide particles coated with the silicon-containing hydrated oxide may be a rutile type or an anatase type. The titanium oxide particles coated with a silicon-containing hydrated oxide are more preferably rutile-type titanium oxide particles coated with a silicon-containing hydrated oxide. This is because the rutile type titanium oxide particles have lower photocatalytic activity than the anatase type titanium oxide particles, and therefore the weather resistance of the high refractive index layer and the adjacent low refractive index layer is increased, and the refractive index is further increased. Because.
本明細書における「含ケイ素の水和酸化物」とは、無機ケイ素化合物の水和物、有機ケイ素化合物の加水分解物および/または縮合物のいずれでもよいが、本発明の効果を得るためにはシラノール基を有することがより好ましい。 The “silicon-containing hydrated oxide” in the present specification may be any of a hydrate of an inorganic silicon compound, a hydrolyzate and / or a condensate of an organosilicon compound, and in order to obtain the effects of the present invention. More preferably has a silanol group.
含ケイ素の水和酸化物の被覆量は、3〜30質量%、好ましくは3〜10質量%、より好ましくは3〜8質量%である。被覆量が30質量%以下であると、高屈折率層の所望の屈折率化が得られ、被覆量が3%以上であると粒子を安定に形成することができるからである。 The coating amount of the silicon-containing hydrated oxide is 3 to 30% by mass, preferably 3 to 10% by mass, and more preferably 3 to 8% by mass. This is because when the coating amount is 30% by mass or less, the desired refractive index of the high refractive index layer can be obtained, and when the coating amount is 3% or more, particles can be stably formed.
酸化チタン粒子を含ケイ素の水和酸化物で被覆する方法としては、従来公知の方法により製造することができ、例えば、特開平10−158015号公報(ルチル型酸化チタンへのSi/Al水和酸化物処理;チタン酸ケーキのアルカリ領域での解膠後酸化チタンの表面にケイ素および/又はアルミニウムの含水酸化物を析出させて表面処理する酸化チタンゾルの製造方法)、特開2000−204301号公報(ルチル型酸化チタンにSiとZrおよび/またはAlの酸化物との複合酸化物を被覆したゾル。水熱処理。)、特開2007−246351号公報(含水酸化チタンを解膠して得られる酸化チタンのヒドロゾルへ、安定剤として式R1nSiX4−n(式中R1はC1−C8アルキル基、グリシジルオキシ置換C1−C8アルキル基またはC2−C8アルケニル基、Xはアルコキシ基、nは1または2である。)のオルガノアルコキシシランまたは酸化チタンに対して錯化作用を有する化合物を添加、アルカリ領域でケイ酸ナトリウムまたはシリカゾルの溶液へ添加・pH調整・熟成することにより、ケイ素の含水酸化物で被覆された酸化チタンヒドロゾルを製造する方法)等に記載された事項を参照することができる。 As a method of coating titanium oxide particles with a silicon-containing hydrated oxide, it can be produced by a conventionally known method. For example, JP-A-10-158015 (Si / Al hydration to rutile titanium oxide) Oxide treatment; a method for producing a titanium oxide sol in which a hydrous oxide of silicon and / or aluminum is deposited on the surface of titanium oxide after peptization in the alkaline region of the titanate cake), JP 2000-204301 A (A sol in which a rutile titanium oxide is coated with a complex oxide of Si and Zr and / or Al. Hydrothermal treatment), JP 2007-246351 (Oxidation obtained by peptizing hydrous titanium oxide) titanium to hydrosol, wherein R 1 nSiX 4 -n (wherein R 1 as stabilizer C 1 -C 8 alkyl group, glycidyl-substituted C1-C8 A compound having a complexing action with respect to an organoalkoxysilane or titanium oxide of an alkyl group or a C2-C8 alkenyl group, X is an alkoxy group, and n is 1 or 2. Sodium silicate or silica sol in an alkali region is added. The method described in, for example, a method for producing a titanium oxide hydrosol coated with a hydrous oxide of silicon by adding, pH adjusting, and aging to the above solution can be referred to.
また、高屈折率層に含まれる金属酸化物粒子としては、公知の方法で製造されたコアシェル粒子を用いることもできる。例えば、以下の(i)〜(iv);(i)酸化チタン粒子を含有する水溶液を加熱加水分解し、または酸化チタン粒子を含有する水溶液にアルカリを添加し中和して、平均粒径が1〜30nmの酸化チタンを得た後、モル比で表して酸化チタン粒子/鉱酸が1/0.5〜1/2の範囲になるように、前記酸化チタン粒子と鉱酸とを混合したスラリーを、50℃以上該スラリーの沸点以下の温度で加熱処理し、その後得られた酸化チタン粒子を含むスラリーに、ケイ素の化合物(例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液)を添加し、酸化チタン粒子の表面にケイ素の含水酸化物を析出させて表面処理し、次いで、得られた表面処理された酸化チタン粒子のスラリーから不純物を除去する方法(特開平10−158015号);(ii)含水酸化チタンなどの酸化チタンを一塩基酸またはその塩で解膠処理して得られる酸性域のpHで安定した酸化チタンゾルと、分散安定化剤としてのアルキルシリケートを常法により混合し、中性化する方法(特開2000−053421号);(iii)過酸化水素および金属スズを、2〜3のH2O2/Snモル比に保持しつつ同時にまたは交互にチタン塩(例えば、四塩化チタン)等の混合物水溶液に添加し、チタンを含む塩基性塩水溶液を生成し、該塩基性塩水溶液を0.1〜100時間かけて50〜100℃の温度で保持して酸化チタンを含む複合体コロイドの凝集を生成させ、次いで、該凝集体スラリー中の電解質を除去し、酸化チタンを含む複合体コロイド粒子の安定な水性ゾルを製造する;ケイ酸塩(例えば、ケイ酸ナトリウム水溶液)等を含有する水溶液を調製し、水溶液中に存在する陽イオンを除去することで、二酸化ケイ素を含む複合体コロイド粒子の安定な水性ゾルが製造する;得られた酸化チタンを含む複合体水性ゾルを金属酸化物TiO2に換算して100重量部と、得られた二酸化ケイ素を含む複合体水性ゾルを金属酸化物SiO2に換算して2〜100重量部とを混合し、
陰イオンを除去後、80℃で1時間加熱熟成する方法(特開2000−063119号);(iv)含水チタン酸のゲルまたはゾルに過酸化水素を加えて含水チタン酸を溶解し、得られたペルオキソチタン酸水溶液に、ケイ素化合物等を添加し加熱し、ルチル型構造をとる複合固溶体酸化物からなるコア粒子の分散液が得られ、次いで、該コア粒子の分散液にケイ素化合物等を添加した後、加熱しコア粒子表面に被覆層を形成し、複合酸化物粒子が分散されたゾルを得て、さらに、加熱する方法(特開2000−204301号);(v)含水酸化チタンを解膠して得られた酸化チタンのヒドロゾルに、安定剤としてのオルガノアルコキシシラン(R1nSiX4−n)または過酸化水素および脂肪族もしくは芳香族ヒドロキシカルボン酸から選ばれた化合物を添加し、溶液のpHを3以上9未満へ調節し熟成させた後に脱塩処理を行う方法(特開4550753号);で製造されたコアシェル粒子が挙げられる。
In addition, as the metal oxide particles contained in the high refractive index layer, core-shell particles produced by a known method can be used. For example, the following (i) to (iv); (i) An aqueous solution containing titanium oxide particles is hydrolyzed by heating, or an aqueous solution containing titanium oxide particles is neutralized by adding an alkali, so that the average particle size is After obtaining 1 to 30 nm of titanium oxide, the titanium oxide particles and the mineral acid were mixed so that the titanium oxide particles / mineral acid in a molar ratio ranged from 1 / 0.5 to 1/2. The slurry is heat-treated at a temperature not lower than the boiling point of the slurry and not higher than the boiling point of the slurry, and then a silicon compound (for example, an aqueous sodium silicate solution) is added to the obtained slurry containing the titanium oxide particles. (Ii) Hydrous Titanium Hydroxide: a method of precipitating silicon hydrated oxide on the surface and then treating the surface, and then removing impurities from the resulting slurry of the surface treated titanium oxide particles (Japanese Patent Laid-Open No. 10-158015); A method of neutralizing by mixing a titanium oxide sol stabilized at a pH in an acidic range obtained by peptizing a monobasic acid or a salt thereof with an alkyl silicate as a dispersion stabilizer by a conventional method ( (Iii) Hydrogen peroxide and tin metal are simultaneously or alternately kept in a mixed aqueous solution of a titanium salt (for example, titanium tetrachloride) while maintaining a molar ratio of H2O2 / Sn of 2 to 3 And a basic salt aqueous solution containing titanium is produced, and the basic salt aqueous solution is held at a temperature of 50 to 100 ° C. for 0.1 to 100 hours to form aggregates of complex colloid containing titanium oxide. Then, the electrolyte in the aggregate slurry is removed to produce a stable aqueous sol of composite colloidal particles containing titanium oxide; silicate (eg, sodium silicate aqueous solution), etc. A stable aqueous sol of composite colloidal particles containing silicon dioxide is produced by preparing an aqueous solution containing and removing cations present in the aqueous solution; the resulting composite aqueous sol containing titanium oxide is metal 100 parts by weight in terms of oxide TiO 2, and 2 to 100 parts by weight in terms of metal oxide SiO 2 in which the composite aqueous sol containing silicon dioxide obtained was mixed,
A method of heating and aging at 80 ° C. for 1 hour after removing the anion (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-063119); (iv) Hydrogen peroxide is added to a hydrous titanic acid gel or sol to dissolve the hydrous titanic acid. A silicon compound or the like is added to the peroxotitanic acid aqueous solution and heated to obtain a dispersion of core particles composed of a complex solid solution oxide having a rutile structure, and then the silicon compound or the like is added to the dispersion of the core particles. Then, heating is performed to form a coating layer on the surface of the core particles to obtain a sol in which the composite oxide particles are dispersed, and further heating (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-204301); Titanium oxide hydrosol obtained by glueing, organoalkoxysilane (R 1 nSiX 4 -n) or hydrogen peroxide and aliphatic or aromatic hydroxycarboxylic acid as stabilizer The core-shell particles produced by the method of adding a compound selected from the above, adjusting the pH of the solution to 3 or more and less than 9 and performing aging after desalting (Japanese Patent No. 4550753);
上記コアシェル粒子は、コアである酸化チタン粒子の表面全体を含ケイ素の水和酸化物で被覆したものでもよく、また、コアである酸化チタン粒子の表面の一部を含ケイ素の水和酸化物で被覆したものでもよい。 The core-shell particles may be those in which the entire surface of the titanium oxide particles as a core is coated with a silicon-containing hydrated oxide, and a part of the surface of the titanium oxide particles as a core is covered with a silicon-containing hydrated oxide. It may be coated with.
さらに、本発明で用いられる金属酸化物粒子は、単分散であることが好ましい。ここでいう単分散とは、下記式で求められる単分散度が40%以下であることをいう。この単分散度は、さらに好ましくは30%以下であり、特に好ましくは0.1〜20%である。 Furthermore, the metal oxide particles used in the present invention are preferably monodispersed. The monodispersion here means that the monodispersity obtained by the following formula is 40% or less. This monodispersity is more preferably 30% or less, and particularly preferably 0.1 to 20%.
高屈折率層における金属酸化物粒子の含有量としては、高屈折率層の固形分100質量%に対して、15〜90質量%であることが好ましく、20〜85質量%であることがより好ましく、30〜85質量%であることが反射率向上の観点から、さらに好ましい。 As content of the metal oxide particle in a high refractive index layer, it is preferable that it is 15-90 mass% with respect to 100 mass% of solid content of a high refractive index layer, and it is more preferable that it is 20-85 mass%. Preferably, it is 30-85 mass% from a viewpoint of a reflectance improvement, and is further more preferable.
〔界面活性剤〕
各屈折率層は、塗布性の観点から界面活性剤を含有することが好ましい。
[Surfactant]
Each refractive index layer preferably contains a surfactant from the viewpoint of coatability.
塗布時の表面張力調整のため用いられる界面活性剤としてアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤などを用いることができるが、アニオン系界面活性剤がより好ましい。好ましい化合物としては、1分子中に炭素数8〜30の疎水性基とスルホン酸基又はその塩を含有するものが挙げられる。 アニオン系界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレン
スルホン酸塩、アルカンまたはオレフィンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル又はアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩、アルキルリン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、エーテルカルボキシレート、アルキルスルホコハク酸エステル塩、α−スルホ脂肪酸エステルおよび脂肪酸塩よりなる群から選ばれる界面活性剤や、高級脂肪酸とアミノ酸との縮合物、ナフテン酸塩等を用いることができる。好ましく用いられるアニオン系界面活性剤は、アルキルベンゼンスルホン酸塩(とりわけ直鎖アルキルのもの)、アルカン又はオレフィンスルホン酸塩(とりわけ第2級アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩)、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル又はアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩(とりわけポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩)、アルキル燐酸塩(とりわけモノアルキルタイプ)、エーテルカルボキシレート、アルキルスルホコハク酸塩、α−スルホ脂肪酸エステルおよび脂肪酸塩よりなる群から選ばれる界面活性剤であり、特に好ましくは、アルキルスルホコハク酸塩である。
Anionic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants and the like can be used as the surfactant used for adjusting the surface tension at the time of coating, but anionic surfactants are more preferable. Preferred compounds include those containing a hydrophobic group having 8 to 30 carbon atoms and a sulfonic acid group or a salt thereof in one molecule. Anionic surfactants include alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, alkane or olefin sulfonate, alkyl sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl or alkyl aryl ether sulfate ester, alkyl phosphate, alkyl diphenyl ether It is possible to use a surfactant selected from the group consisting of disulfonates, ether carboxylates, alkylsulfosuccinates, α-sulfo fatty acid esters and fatty acid salts, condensates of higher fatty acids and amino acids, naphthenates, and the like. it can. Preferred anionic surfactants are alkylbenzene sulfonates (especially those of linear alkyls), alkanes or olefin sulfonates (especially secondary alkane sulfonates, α-olefin sulfonates), alkyl sulfates Salts, polyoxyethylene alkyl or alkyl aryl ether sulfates (especially polyoxyethylene alkyl ether sulfates), alkyl phosphates (especially monoalkyl type), ether carboxylates, alkyl sulfosuccinates, α-sulfo fatty acid esters and A surfactant selected from the group consisting of fatty acid salts, and alkylsulfosuccinate is particularly preferable.
各屈折率層における界面活性剤の含有量は、屈折率層の固形分100質量%として、0.001〜0.5重量%であることが好ましく、0.005〜0.3重量%であることがより好ましい。 The content of the surfactant in each refractive index layer is preferably 0.001 to 0.5% by weight, preferably 0.005 to 0.3% by weight, as the solid content of the refractive index layer is 100% by mass. It is more preferable.
〔高分子分散剤〕
各屈折率層には、塗布液の分散安定性の観点から高分子分散剤を含有することが好ましい。高分子分散剤とは、重量平均分子量が10,000以上の高分子の分散剤を指す。好適には、側鎖または末端に水酸基が置換された高分子であり、例えばポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミドのようなアクリル系の高分子で2−エチルヘキシルアクリレートが共重合されたもの、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールのようなポリエーテル、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。高分子分散剤は市販品を用いてもよく、かような高分子分散剤としては、マリアリムAKM−0531(日油社製)などが挙げられる。高分子分散剤の含有量は屈折率層に対して固形分換算で0.1〜10質量%であることが好ましい。
(Polymer dispersant)
Each refractive index layer preferably contains a polymer dispersant from the viewpoint of dispersion stability of the coating solution. The polymer dispersant refers to a polymer dispersant having a weight average molecular weight of 10,000 or more. Preferred is a polymer having a hydroxyl group substituted at the side chain or terminal, for example, an acrylic polymer such as poly (sodium acrylate) or polyacrylamide and 2-ethylhexyl acrylate copolymerized, polyethylene glycol or the like. Examples include polyethers such as polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, and the like. Commercially available polymer dispersants may be used, and examples of such polymer dispersants include Marialim AKM-0531 (manufactured by NOF Corporation). The content of the polymer dispersant is preferably 0.1 to 10% by mass in terms of solid content with respect to the refractive index layer.
〔エマルジョン樹脂〕
高屈折率層または低屈折率層は、エマルジョン樹脂をさらに含有していてもよい。エマルジョン樹脂を含むことにより、膜の柔軟性が高くなりガラスへの貼りつけ等の加工性がよくなる。
[Emulsion resin]
The high refractive index layer or the low refractive index layer may further contain an emulsion resin. By including the emulsion resin, the flexibility of the film is increased and the workability such as sticking to glass is improved.
エマルジョン樹脂とは、水系媒体中に微細な、例えば、平均粒径が0.01〜2.0μm程度の樹脂粒子がエマルジョン状態で分散されている樹脂で、油溶性のモノマーを、水酸基を有する高分子分散剤を用いてエマルジョン重合して得られる。用いる分散剤の種類によって、得られるエマルジョン樹脂のポリマー成分に基本的な違いは見られない。エマルジョンの重合時に使用される分散剤としては、例えば、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジエチルアミン、エチレンジアミン、4級アンモニウム塩のような低分子の分散剤の他に、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエキシエチレンラウリル酸エーテル、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドンのような高分子分散剤が挙げられる。水酸基を有する高分子分散剤を用いてエマルジョン重合すると、微細な微粒子の少なくとも表面に水酸基の存在が推定され、他の分散剤を用いて重合したエマルジョン樹脂とはエマルジョンの化学的、物理的性質が異なる。 The emulsion resin is a resin in which fine resin particles having an average particle diameter of about 0.01 to 2.0 μm, for example, are dispersed in an emulsion state in an aqueous medium, and an oil-soluble monomer having a high hydroxyl group. Obtained by emulsion polymerization using a molecular dispersant. There is no fundamental difference in the polymer component of the resulting emulsion resin depending on the type of dispersant used. Examples of the dispersant used in the polymerization of the emulsion include polyoxyethylene nonylphenyl ether in addition to low molecular weight dispersants such as alkylsulfonate, alkylbenzenesulfonate, diethylamine, ethylenediamine, and quaternary ammonium salt. , Polymer dispersing agents such as polyoxyethylene lauryl ether, hydroxyethyl cellulose, and polyvinylpyrrolidone. When emulsion polymerization is performed using a polymer dispersant having a hydroxyl group, the presence of hydroxyl groups is estimated on at least the surface of fine particles, and the emulsion resin polymerized using other dispersants has chemical and physical properties of the emulsion. Different.
水酸基を含む高分子分散剤とは、重量平均分子量が10000以上の高分子の分散剤で、側鎖または末端に水酸基が置換されたものであり、例えばポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミドのようなアクリル系の高分子で2−エチルヘキシルアクリレートが共重合されたもの、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールのようなポリエーテル、ポリビニルアルコールなどが挙げられ、特にポリビニルアルコールが好ましい。 The polymer dispersant containing a hydroxyl group is a polymer dispersant having a weight average molecular weight of 10,000 or more, and has a hydroxyl group substituted at the side chain or terminal. For example, an acrylic polymer such as sodium polyacrylate or polyacrylamide is used. Examples of such a polymer include those obtained by copolymerization of 2-ethylhexyl acrylate, polyethers such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, and polyvinyl alcohol. Polyvinyl alcohol is particularly preferable.
高分子分散剤として使用されるポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、カチオン変性したポリビニルアルコールやカルボキシル基のようなアニオン性基を有するアニオン変性ポリビニルアルコール、シリル基を有するシリル変性ポリビニルアルコール等の変性ポリビニルアルコールも含まれる。ポリビニルアルコールは、平均重合度は高い方がインク吸収層を形成する際のクラックの発生を抑制する効果が大きいが、平均重合度が5000以内であると、エマルジョン樹脂の粘度が高くなく、製造時に取り扱いやすい。したがって、平均重合度は300〜5000のものが好ましく、1500〜5000のものがより好ましく、3000〜4500のものが特に好ましい。ポリビニルアルコールのケン化度は70〜100モル%のものが好ましく、80〜99.5モル%のものがより好ましい。 Polyvinyl alcohol used as a polymer dispersant is an anion-modified polyvinyl alcohol having an anionic group such as a cation-modified polyvinyl alcohol or a carboxyl group in addition to ordinary polyvinyl alcohol obtained by hydrolysis of polyvinyl acetate. Further, modified polyvinyl alcohol such as silyl-modified polyvinyl alcohol having a silyl group is also included. Polyvinyl alcohol has a higher effect of suppressing the occurrence of cracks when forming the ink absorbing layer when the average degree of polymerization is higher, but when the average degree of polymerization is within 5000, the viscosity of the emulsion resin is not high, and at the time of production Easy to handle. Accordingly, the average degree of polymerization is preferably 300 to 5000, more preferably 1500 to 5000, and particularly preferably 3000 to 4500. The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 70 to 100 mol%, more preferably 80 to 99.5 mol%.
上記の高分子分散剤で乳化重合される樹脂としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニル系化合物、スチレン系化合物といったエチレン系単量体、ブタジエン、イソプレンといったジエン系化合物の単独重合体または共重合体が挙げられ、例えばアクリル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂等が挙げられる。 Examples of the resin that is emulsion-polymerized with the above polymer dispersant include homopolymers or copolymers of ethylene monomers such as acrylic acid esters, methacrylic acid esters, vinyl compounds, and styrene compounds, and diene compounds such as butadiene and isoprene. Examples of the polymer include acrylic resins, styrene-butadiene resins, and ethylene-vinyl acetate resins.
〔屈折率層のその他の添加剤〕
本発明に係る高屈折率層と低屈折率層には、必要に応じて各種の添加剤を含有させることが出来る。
[Other additives for refractive index layer]
The high refractive index layer and the low refractive index layer according to the present invention can contain various additives as required.
例えば、特開昭57−74193号公報、同57−87988号公報および同62−261476号公報に記載の紫外線吸収剤、特開昭57−74192号公報、同57−87989号公報、同60−72785号公報、同61−146591号公報、特開平1−95091号公報および同3−13376号公報等に記載されている退色防止剤、特開昭59−42993号公報、同59−52689号公報、同62−280069号公報、同61−242871号公報および特開平4−219266号公報等に記載されている蛍光増白剤、硫酸、リン酸、酢酸、クエン酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のpH調整剤、消泡剤、ジエチレングリコール等の潤滑剤、防腐剤、帯電防止剤、マット剤等の公知の各種添加剤を含有していてもよい。 For example, ultraviolet absorbers described in JP-A-57-74193, JP-A-57-87988, and JP-A-62-261476, JP-A-57-74192, JP-A-57-87989, JP-A-60- No. 72785, 61-146591, JP-A-1-95091, JP-A-3-13376, etc., and JP-A-59-42993 and 59-52689. Fluorescent brighteners, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, citric acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide described in JP-A-62-280069, JP-A-61-228771 and JP-A-4-219266 Various known additives such as pH adjusters such as potassium carbonate, antifoaming agents, lubricants such as diethylene glycol, preservatives, antistatic agents and matting agents. It may have.
[制御層/中間層/保護層/機能層]
本発明に係るガスバリア性フィルムは必要に応じて、制御層/中間層/保護層/機能層をさらに有していてもよい。制御層を設ける場合、通常、基材とバリア層との間に設けられる。
[Control layer / intermediate layer / protective layer / functional layer]
The gas barrier film according to the present invention may further have a control layer / intermediate layer / protective layer / functional layer as required. When providing a control layer, it is normally provided between a base material and a barrier layer.
〈CVD層〉
前記制御層/中間層/保護層/機能層は、CVD層であってもよく、好ましくは、制御層は、CVD層である。ここで、CVD層は、ケイ素、アルミニウムおよびチタンからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物の少なくとも1種を含む。
<CVD layer>
The control layer / intermediate layer / protective layer / functional layer may be a CVD layer, and preferably the control layer is a CVD layer. Here, the CVD layer includes at least one oxide, nitride, oxynitride, or oxycarbide selected from the group consisting of silicon, aluminum, and titanium.
CVD層のガスバリア性は、基材上にCVD層を形成させた積層体で算出した際に、後述の実施例に記載の方法により測定された透過水分量が0.1g/(m2・24h)以下であることが好ましく、0.01g/(m2・24h)以下であることがより好ましい。 When the gas barrier property of the CVD layer is calculated using a laminate in which a CVD layer is formed on a substrate, the permeated water amount measured by the method described in Examples below is 0.1 g / (m 2 · 24 h. ) Or less, more preferably 0.01 g / (m 2 · 24 h) or less.
CVD層は、化学蒸着法(CVD法)で形成されるケイ素、チタン、およびアルミニウムなどの酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物である。化学蒸着法(化学気相成長法、Chemical Vapor Deposition)は、基材上に、目的とする薄膜の成分を含む原料ガスを供給し、基板表面或いは気相での化学反応により膜を堆積する方法である。また、化学反応を活性化する目的で、プラズマなどを発生させる方法などがあり、熱CVD法、触媒化学気相成長法、光CVD法、真空プラズマCVD法、大気圧プラズマCVD法など公知のCVD方式等が挙げられる。特に限定されるものではないが、製膜速度や処理面積の観点から、プラズマCVD法を適用することが好ましい。化学蒸着法によりCVD層を形成すると、ガスバリア性の点で有利である。 The CVD layer is an oxide, nitride, oxynitride, or oxycarbide such as silicon, titanium, and aluminum formed by a chemical vapor deposition method (CVD method). Chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition) is a method of depositing a film on a substrate by a chemical reaction in the surface of the substrate or in the gas phase by supplying a raw material gas containing the components of the target thin film onto the substrate. It is. In addition, for the purpose of activating the chemical reaction, there is a method of generating plasma or the like. Known CVD such as thermal CVD method, catalytic chemical vapor deposition method, photo CVD method, vacuum plasma CVD method, atmospheric pressure plasma CVD method, etc. The method etc. are mentioned. Although not particularly limited, it is preferable to apply the plasma CVD method from the viewpoint of film forming speed and processing area. Forming a CVD layer by chemical vapor deposition is advantageous in terms of gas barrier properties.
以下、CVD法のうち、好適な形態であるプラズマCVD法について具体的に説明する。 Hereinafter, the plasma CVD method which is a preferable form among the CVD methods will be specifically described.
図2は、本発明に係るCVD層の形成に用いられる真空プラズマCVD装置の一例を示す模式図である。 FIG. 2 is a schematic view showing an example of a vacuum plasma CVD apparatus used for forming a CVD layer according to the present invention.
図2において、真空プラズマCVD装置101は、真空槽102を有しており、真空槽102の内部の底面側には、サセプタ105が配置されている。また、真空槽102の内部の天井側には、サセプタ105と対向する位置にカソード電極103が配置されている。真空槽102の外部には、熱媒体循環系106と、真空排気系107と、ガス導入系108と、高周波電源109が配置されている。熱媒体循環系106内には熱媒体が配置されている。熱媒体循環系106には、熱媒体を移動させるポンプと、熱媒体を加熱する加熱装置と、冷却する冷却装置と、熱媒体の温度を測定する温度センサと、熱媒体の設定温度を記憶する記憶装置とを有する加熱冷却装置160が設けられている。 In FIG. 2, the vacuum plasma CVD apparatus 101 has a vacuum chamber 102, and a susceptor 105 is disposed on the bottom surface inside the vacuum chamber 102. Further, a cathode electrode 103 is disposed on the ceiling side inside the vacuum chamber 102 at a position facing the susceptor 105. A heat medium circulation system 106, a vacuum exhaust system 107, a gas introduction system 108, and a high-frequency power source 109 are disposed outside the vacuum chamber 102. A heat medium is disposed in the heat medium circulation system 106. The heat medium circulation system 106 stores a pump for moving the heat medium, a heating device for heating the heat medium, a cooling device for cooling, a temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium, and a set temperature of the heat medium. A heating / cooling device 160 having a storage device is provided.
加熱冷却装置160は、熱媒体の温度を測定し、熱媒体を記憶された設定温度まで加熱又は冷却し、サセプタ105に供給するように構成されている。供給された熱媒体はサセプタ105の内部を流れ、サセプタ105を加熱又は冷却して加熱冷却装置160に戻る。このとき、熱媒体の温度は、設定温度よりも高温又は低温になっており、加熱冷却装置160は熱媒体を設定温度まで加熱又は冷却し、サセプタ105に供給する。かくて冷却媒体はサセプタと加熱冷却装置160の間を循環し、サセプタ105は、供給された設定温度の熱媒体によって加熱又は冷却される。 The heating / cooling device 160 is configured to measure the temperature of the heat medium, heat or cool the heat medium to a stored set temperature, and supply the heat medium to the susceptor 105. The supplied heat medium flows inside the susceptor 105, heats or cools the susceptor 105, and returns to the heating / cooling device 160. At this time, the temperature of the heat medium is higher or lower than the set temperature, and the heating and cooling device 160 heats or cools the heat medium to the set temperature and supplies the heat medium to the susceptor 105. Thus, the cooling medium circulates between the susceptor and the heating / cooling device 160, and the susceptor 105 is heated or cooled by the supplied heating medium having the set temperature.
真空槽102は真空排気系107に接続されており、この真空プラズマCVD装置101によって成膜処理を開始する前に、予め真空槽102の内部を真空排気すると共に、熱媒体を加熱して室温から設定温度まで昇温させておき、設定温度の熱媒体をサセプタ105に供給する。サセプタ105は使用開始時には室温であり、設定温度の熱媒体が供給されると、サセプタ105は昇温される。 The vacuum chamber 102 is connected to an evacuation system 107, and before the film formation process is started by the vacuum plasma CVD apparatus 101, the inside of the vacuum chamber 102 is evacuated in advance and the heat medium is heated from room temperature. The temperature is raised to a set temperature, and a heat medium having the set temperature is supplied to the susceptor 105. The susceptor 105 is at room temperature at the start of use, and when a heat medium having a set temperature is supplied, the susceptor 105 is heated.
一定時間、設定温度の熱媒体を循環させた後、真空槽102内の真空雰囲気を維持しながら真空槽102内に成膜対象の基板110を搬入し、サセプタ105上に配置する。 After circulating the heat medium at a set temperature for a certain time, the substrate 110 to be deposited is carried into the vacuum chamber 102 and placed on the susceptor 105 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 102.
カソード電極103のサセプタ105に対向する面には多数のノズル(孔)が形成されている。 A number of nozzles (holes) are formed on the surface of the cathode electrode 103 facing the susceptor 105.
カソード電極103はガス導入系108に接続されており、ガス導入系108からカソード電極103にCVDガスを導入すると、カソード電極103のノズルから真空雰囲気の真空槽102内にCVDガスが噴出される。 The cathode electrode 103 is connected to a gas introduction system 108. When a CVD gas is introduced from the gas introduction system 108 to the cathode electrode 103, the CVD gas is ejected from the nozzle of the cathode electrode 103 into the vacuum chamber 102 in a vacuum atmosphere.
カソード電極103は高周波電源109に接続されており、サセプタ105及び真空槽102は接地電位に接続されている。 The cathode electrode 103 is connected to a high frequency power source 109, and the susceptor 105 and the vacuum chamber 102 are connected to a ground potential.
ガス導入系108から真空槽102内にCVDガスを供給し、加熱冷却装置160から一定温度の熱媒体をサセプタ105に供給しながら高周波電源109を起動し、カソード電極103に高周波電圧を印加すると、導入されたCVDガスのプラズマが形成される。プラズマ中で活性化されたCVDガスがサセプタ105上の基板110の表面に到達すると、基板110の表面に薄膜であるCVD層が成長する。 When a CVD gas is supplied from the gas introduction system 108 into the vacuum chamber 102, a high-frequency power source 109 is activated while a heating medium having a constant temperature is supplied from the heating / cooling device 160 to the susceptor 105, and a high-frequency voltage is applied to the cathode electrode 103, Plasma of the introduced CVD gas is formed. When the CVD gas activated in the plasma reaches the surface of the substrate 110 on the susceptor 105, a CVD layer as a thin film grows on the surface of the substrate 110.
この際のサセプタ105とカソード電極103との距離は適宜設定される。 At this time, the distance between the susceptor 105 and the cathode electrode 103 is set as appropriate.
また、原料ガスおよび分解ガスの流量は、原料ガスおよび分解ガス種等を考慮して適宜設定される。一実施形態として、原料ガスの流量は、30〜300sccmであり、分解ガスの流量は100〜1000sccmである。 The flow rates of the raw material gas and the cracked gas are appropriately set in consideration of the raw material gas, the cracked gas type, and the like. In one embodiment, the flow rate of the source gas is 30 to 300 sccm, and the flow rate of the decomposition gas is 100 to 1000 sccm.
薄膜成長中は、加熱冷却装置160から一定温度の熱媒体がサセプタ105に供給されており、サセプタ105は、熱媒体によって加熱又は冷却され、一定温度に維持された状態で薄膜が形成される。一般に、薄膜を形成する際の成長温度の下限温度は、薄膜の膜質により決まっており、上限温度は、基板110上に既に形成されている薄膜のダメージの許容範囲により決まっている。下限温度や上限温度は形成する薄膜の材質や、既に形成されている薄膜の材質等によって異なるが、ガスバリア性の高い膜質を確保するために下限温度は50℃以上であり、上限温度は基材の耐熱温度以下であることが好ましい。 During the growth of the thin film, a heating medium having a constant temperature is supplied from the heating / cooling device 160 to the susceptor 105, and the susceptor 105 is heated or cooled by the heating medium, and a thin film is formed while being maintained at the constant temperature. Generally, the lower limit temperature of the growth temperature when forming a thin film is determined by the film quality of the thin film, and the upper limit temperature is determined by the allowable range of damage to the thin film already formed on the substrate 110. The lower limit temperature and upper limit temperature vary depending on the material of the thin film to be formed, the material of the thin film already formed, etc., but the lower limit temperature is 50 ° C. or more in order to ensure the film quality with high gas barrier properties, and the upper limit temperature is the base material. It is preferable that it is below the heat-resistant temperature.
真空プラズマCVD法で形成される薄膜の膜質と成膜温度の相関関係と、成膜対象物(基板110)が受けるダメージと成膜温度の相関関係とを予め求め、下限温度・上限温度が決定される。例えば、真空プラズマCVDプロセス中の基板110の温度は50〜250℃であることが好ましい。 The correlation between the film quality of the thin film formed by the vacuum plasma CVD method and the film formation temperature and the correlation between the damage to the film formation target (substrate 110) and the film formation temperature are obtained in advance, and the lower limit temperature and the upper limit temperature are determined. Is done. For example, the temperature of the substrate 110 during the vacuum plasma CVD process is preferably 50 to 250 ° C.
更に、カソード電極103に13.56MHz以上の高周波電圧を印加してプラズマを形成した場合の、サセプタ105に供給する熱媒体の温度と基板110の温度の関係が予め測定されており、真空プラズマCVDプロセス中に基板110の温度を、下限温度以上、上限温度以下に維持するために、サセプタ105に供給する熱媒体の温度が求められる。 Furthermore, the relationship between the temperature of the heat medium supplied to the susceptor 105 and the temperature of the substrate 110 when plasma is formed by applying a high frequency voltage of 13.56 MHz or more to the cathode electrode 103 is measured in advance, and vacuum plasma CVD is performed. In order to maintain the temperature of the substrate 110 between the lower limit temperature and the upper limit temperature during the process, the temperature of the heat medium supplied to the susceptor 105 is required.
例えば、下限温度(ここでは50℃)が記憶され、下限温度以上の温度に温度制御された熱媒体がサセプタ105に供給されるように設定されている。サセプタ105から還流された熱媒体は、加熱又は冷却され、50℃の設定温度の熱媒体がサセプタ105に供給される。例えば、CVDガスとして、シランガスとアンモニアガスと窒素ガスの混合ガスが供給され、基板110が、下限温度以上、上限温度以下の温度条件に維持された状態で、SiN膜が形成される。 For example, a lower limit temperature (here, 50 ° C.) is stored, and a heat medium whose temperature is controlled to a temperature equal to or higher than the lower limit temperature is set to be supplied to the susceptor 105. The heat medium refluxed from the susceptor 105 is heated or cooled, and a heat medium having a set temperature of 50 ° C. is supplied to the susceptor 105. For example, as a CVD gas, a mixed gas of silane gas, ammonia gas, and nitrogen gas is supplied, and the SiN film is formed in a state where the substrate 110 is maintained at a temperature condition not lower than the lower limit temperature and not higher than the upper limit temperature.
真空プラズマCVD装置101の起動直後は、サセプタ105は室温であり、サセプタ105から加熱冷却装置160に還流された熱媒体の温度は設定温度よりも低い。したがって、起動直後は、加熱冷却装置160は還流された熱媒体を加熱して設定温度に昇温させ、サセプタ105に供給することになる。この場合、サセプタ105及び基板110は熱媒体によって加熱、昇温され、基板110は、下限温度以上、上限温度以下の範囲に維持される。 Immediately after startup of the vacuum plasma CVD apparatus 101, the susceptor 105 is at room temperature, and the temperature of the heat medium returned from the susceptor 105 to the heating / cooling apparatus 160 is lower than the set temperature. Therefore, immediately after the activation, the heating / cooling device 160 heats the refluxed heat medium to raise the temperature to the set temperature, and supplies it to the susceptor 105. In this case, the susceptor 105 and the substrate 110 are heated and heated by the heat medium, and the substrate 110 is maintained in a range between the lower limit temperature and the upper limit temperature.
複数枚の基板110に連続して薄膜を形成すると、プラズマから流入する熱によってサセプタ105が昇温する。この場合、サセプタ105から加熱冷却装置160に還流される熱媒体は下限温度(50℃)よりも高温になっているため、加熱冷却装置160は熱媒体を冷却し、設定温度の熱媒体をサセプタ105に供給する。これにより、基板110を下限温度以上、上限温度以下の範囲に維持しながら薄膜を形成することができる。 When a thin film is continuously formed on the plurality of substrates 110, the susceptor 105 is heated by heat flowing from the plasma. In this case, since the heat medium recirculated from the susceptor 105 to the heating / cooling device 160 is higher than the lower limit temperature (50 ° C.), the heating / cooling device 160 cools the heat medium and converts the heat medium at the set temperature into the susceptor. It supplies to 105. Thereby, it is possible to form a thin film while maintaining the substrate 110 in a range between the lower limit temperature and the upper limit temperature.
このように、加熱冷却装置160は、還流された熱媒体の温度が設定温度よりも低温の場合には熱媒体を加熱し、設定温度よりも高温の場合は熱媒体を冷却し、いずれの場合も設定温度の熱媒体をサセプタに供給しており、その結果、基板110は下限温度以上、上限温度以下の温度範囲が維持される。 Thus, the heating / cooling device 160 heats the heating medium when the temperature of the refluxed heating medium is lower than the set temperature, and cools the heating medium when the temperature is higher than the set temperature. In addition, a heat medium having a set temperature is supplied to the susceptor, and as a result, the substrate 110 is maintained in a temperature range between the lower limit temperature and the upper limit temperature.
薄膜が所定膜厚に形成されたら、基板110を真空槽102の外部に搬出し、未成膜の基板110を真空槽102内に搬入し、上記と同様に、設定温度の熱媒体を供給しながら薄膜を形成する。 Once the thin film has been formed to a predetermined thickness, the substrate 110 is unloaded from the vacuum chamber 102, the undeposited substrate 110 is loaded into the vacuum chamber 102, and a heating medium having a set temperature is supplied as described above. A thin film is formed.
(ポリシロキサン系層)
前記制御層/中間層/保護層/機能層は、ポリシロキサン系層であってもよい。
(Polysiloxane layer)
The control layer / intermediate layer / protective layer / functional layer may be a polysiloxane-based layer.
ポリシロキサン系層は、ポリシロキサンおよび/またはポリシロキサンを改質してなる生成物を含む。 The polysiloxane-based layer contains a product obtained by modifying polysiloxane and / or polysiloxane.
ポリシロキサン
ポリシロキサンとしては、特に制限されず、公知のものが用いられうる。なかでも下記一般式(2)で表されるオルガノポリシロキサンを用いることが好ましい。
Polysiloxane The polysiloxane is not particularly limited, and known ones can be used. Among these, it is preferable to use an organopolysiloxane represented by the following general formula (2).
上記一般式(2)において、R3〜R8は、それぞれ独立して、C1〜C8の有機基を表す。この際、前記R3〜R8の少なくとも1つは、アルコキシ基または水酸基であり、mは1以上の整数である。C1〜C8の有機基としては、特に制限されないが、γ−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基;ビニル基等のアルケニル基;フェニル基等のアリール基;γ−メタクリルオキシプロピル基等の(メタ)アクリル酸エステル基;γ−グリシドキシプロピル基等のエポキシ含有アルキル基;γ−メルカプトプロピル基等のメルカプト含有アルキル基;γ−アミノプロピル基等のアミノアルキル基;γ−イソシアネートプロピル基等のイソシアネート含有アルキル基;メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基;シクロヘキシル基、シクロペンチル基等の脂環状アルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基等の直鎖状または分岐状アルコキシ基;アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、カプロイル基等のアシル基が挙げられる。 In the said General formula (2), R < 3 > -R < 8 > represents a C1-C8 organic group each independently. At this time, at least one of R 3 to R 8 is an alkoxy group or a hydroxyl group, and m is an integer of 1 or more. The C1-C8 organic group is not particularly limited, but is a halogenated alkyl group such as a γ-chloropropyl group or 3,3,3-trifluoropropyl group; an alkenyl group such as a vinyl group; an aryl group such as a phenyl group. A (meth) acrylic acid ester group such as γ-methacryloxypropyl group; an epoxy-containing alkyl group such as γ-glycidoxypropyl group; a mercapto-containing alkyl group such as γ-mercaptopropyl group; a γ-aminopropyl group; Aminoalkyl group; isocyanate-containing alkyl group such as γ-isocyanatopropyl group; linear or branched alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group and isopropyl group; alicyclic alkyl group such as cyclohexyl group and cyclopentyl group; Linear or branched group such as ethoxy group, propyloxy group, isopropyloxy group, etc. Jo alkoxy group; an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, valeryl group, and an acyl group such as caproyl.
上記一般式(2)で表されるオルガノポリシロキサンのうち、mが1以上、かつ、重量平均分子量(ポリスチレン換算)が1000〜20000であるオルガノポリシロキサンを用いることがより好ましい。オルガノポリシロキサンの重量平均分子量が1000以上であると、形成されるポリシロキサン系層に亀裂が生じにくくなり、ガスバリア性を維持しうることから好ましい。一方、オルガノポリシロキサンの重量平均分子量が20000以下であると、形成されるポリシロキサン系層が十分に硬化され、層として十分な硬度が得られうることから好ましい。 Of the organopolysiloxanes represented by the general formula (2), it is more preferable to use an organopolysiloxane having m of 1 or more and a weight average molecular weight (polystyrene conversion) of 1000 to 20000. It is preferable that the weight average molecular weight of the organopolysiloxane is 1000 or more because cracks are unlikely to occur in the formed polysiloxane layer and the gas barrier property can be maintained. On the other hand, when the weight average molecular weight of the organopolysiloxane is 20000 or less, the polysiloxane-based layer to be formed is sufficiently cured and a sufficient hardness as a layer can be obtained.
ポリシロキサンを改質してなる生成物
ポリシロキサンを改質してなる生成物は、上述のポリシロキサンを真空紫外光等で改質して形成することができる。当該ポリシロキサンを改質してなる生成物の具体的な組成は明らかではない。
Product formed by modifying polysiloxane A product formed by modifying polysiloxane can be formed by modifying the above-described polysiloxane with vacuum ultraviolet light or the like. The specific composition of the product obtained by modifying the polysiloxane is not clear.
ポリシロキサン系層は、単層であっても、2層以上が積層されたものであってもよい。2層以上が積層される場合には、各層は同じ成分からなるものであっても、異なる成分からなるものであってもよい。 The polysiloxane-based layer may be a single layer or a laminate of two or more layers. When two or more layers are laminated, each layer may be composed of the same component or different components.
ポリシロキサン系層の厚さは、所望の性能に応じて適宜に設定されうる。例えば、ポリシロキサン系層の厚さは、100nm〜10μmであることが好ましく、50nm〜1μmであることがより好ましい。ポリシロキサン系層の厚さが100nm以上であると、十分なバリア性が得られうることから好ましい。一方、ポリシロキサン系層の厚さが10μm以下であると、高い光線透過性を実現でき、かつ、ポリシロキサン系層の形成に際して安定した塗布を行うことができることから好ましい。 The thickness of the polysiloxane-based layer can be appropriately set according to desired performance. For example, the thickness of the polysiloxane-based layer is preferably 100 nm to 10 μm, and more preferably 50 nm to 1 μm. It is preferable that the thickness of the polysiloxane-based layer is 100 nm or more because sufficient barrier properties can be obtained. On the other hand, when the thickness of the polysiloxane-based layer is 10 μm or less, it is preferable because high light transmittance can be realized and stable coating can be performed when the polysiloxane-based layer is formed.
ポリシロキサン系層の膜密度は、通常、0.35〜1.2g/cm3であり、好ましくは0.4〜1.1g/cm3であり、より好ましくは0.5〜1.0g/cm3である。膜密度が0.35g/cm3以上であると、十分な塗膜の機械的強度を得ることができることから好ましい。一方、膜密度が1.2g/cm3以下であると、ポリシロキサン系層のクラックが生じにくくなることから好ましい。 The film density of the polysiloxane-based layer is usually 0.35 to 1.2 g / cm 3 , preferably 0.4 to 1.1 g / cm 3 , more preferably 0.5 to 1.0 g / cm 3. cm 3 . A film density of 0.35 g / cm 3 or more is preferable because sufficient mechanical strength of the coating film can be obtained. On the other hand, when the film density is 1.2 g / cm 3 or less, cracks in the polysiloxane layer are less likely to occur.
ポリシロキサン系層の形成
ポリシロキサン系層は、ポリシロキサン系層塗布液を塗布することによって形成することができる。
Formation of polysiloxane-based layer The polysiloxane-based layer can be formed by applying a polysiloxane-based layer coating solution.
ポリシロキサン系層塗布液は、ポリシロキサンを含む。 The polysiloxane-based layer coating solution contains polysiloxane.
ポリシロキサンは上述したものと同様のものが用いられうることから、ここでは説明を省略する。 Since polysiloxanes similar to those described above can be used, description thereof is omitted here.
また、前記ポリシロキサン系層塗布液は、さらに溶媒や適宜公知の成分を含んでいてもよい。 Further, the polysiloxane layer coating solution may further contain a solvent and appropriately known components.
ポリシロキサン系層塗布液に含有されうる溶媒としては、特に制限されないが、水、アルコール系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒等が挙げられる。アルコール系溶媒としては、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、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−オクチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレンモノメチルエーテルアセテート、ジアセトンアルコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ等が挙げられる。芳香族炭化水素系溶媒としては、トルエン、キシレン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。エステル系溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸エトキシエチル等が挙げられる。これらの他、ジクロロエタン、酢酸等の溶媒を用いてもよい。これらの溶媒は、単独で、または2種以上を混合して用いられうる。 The solvent that can be contained in the polysiloxane layer coating solution is not particularly limited, and examples thereof include water, alcohol solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ether solvents, ketone solvents, ester solvents, and the like. Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-octyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene. Examples include glycol, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene monomethyl ether acetate, diacetone alcohol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, and butyl cellosolve. Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include toluene and xylene. Examples of ether solvents include tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane and the like. Examples of the ketone solvent include cyclohexanone, acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, ethoxyethyl acetate and the like. In addition to these, solvents such as dichloroethane and acetic acid may be used. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
公知の成分としては、アミノシラン化合物、エポキシシラン化合物、コロイダルシリカ、および硬化触媒が挙げられる。 Known components include aminosilane compounds, epoxysilane compounds, colloidal silica, and curing catalysts.
第2の塗布液の塗布方法としては、従来公知の適切な湿式コーティング法が採用されうる。具体的には、スピンコート、ディッピング、ローラーブレード、スプレー法等が挙げられる。 As the coating method of the second coating solution, a conventionally known appropriate wet coating method can be employed. Specific examples include spin coating, dipping, roller blades, and spraying methods.
ポリシロキサン系層塗布液の塗布量は、特に制限されないが、乾燥後のポリシロキサン系層の厚さを考慮して適宜調節されうる。 The coating amount of the polysiloxane layer coating solution is not particularly limited, but can be appropriately adjusted in consideration of the thickness of the dried polysiloxane layer.
ポリシロキサン系層塗布液を塗布した後は、塗膜を乾燥させることが好ましい。塗膜を乾燥することによって、塗膜中に含有される有機溶媒を除去することができる。この際、塗膜に含有される有機溶媒は、すべてを乾燥させてもよいが、一部残存させていてもよい。一部の有機溶媒を残存させる場合であっても、好適なポリシロキサン系層が得られうる。乾燥方法は、上記バリア層における「塗膜の形成」と同様の方法が適用されうる。 After applying the polysiloxane-based layer coating solution, it is preferable to dry the coating film. By drying the coating film, the organic solvent contained in the coating film can be removed. At this time, all of the organic solvent contained in the coating film may be dried or may be partially left. Even when a part of the organic solvent is left, a suitable polysiloxane-based layer can be obtained. As a drying method, a method similar to “formation of a coating film” in the barrier layer can be applied.
このように得られた塗膜にさらに真空紫外光照射を行い、ポリシロキサンを改質したものをポリシロキサン系層としてもよい。真空紫外光照射は、上記バリア層における「真空紫外光照射」と同様の方法が適用され、照射条件は、所望とする性能に応じて適宜設定されうる。なお、改質されて得られるポリシロキサンの具体的な組成は明らかではない。 The coating film obtained in this way may be further irradiated with vacuum ultraviolet light to modify the polysiloxane to form a polysiloxane-based layer. For the vacuum ultraviolet light irradiation, a method similar to “vacuum ultraviolet light irradiation” in the barrier layer is applied, and the irradiation conditions can be appropriately set according to the desired performance. The specific composition of the polysiloxane obtained by modification is not clear.
(その他の制御層/中間層/保護層/機能層)
前記制御層/中間層/保護層/機能層として、ポリシロキサン系層以外のその他の層を用いてもよい。
(Other control layer / intermediate layer / protective layer / functional layer)
Other layers other than the polysiloxane layer may be used as the control layer / intermediate layer / protective layer / functional layer.
その他の層としては、硬化性樹脂系層が挙げられる。 Examples of other layers include curable resin-based layers.
硬化性樹脂系層は、有機樹脂組成物塗布液を塗布して塗膜を形成し、熱処理や光照射処理により硬化させて形成されうる。 The curable resin-based layer can be formed by applying an organic resin composition coating solution to form a coating film and curing it by heat treatment or light irradiation treatment.
有機樹脂組成物塗布液
有機樹脂組成物塗布液は、通常、熱硬化性樹脂および/または光硬化性樹脂、光重合開始剤、並びに溶媒を含む。
Organic resin composition coating liquid The organic resin composition coating liquid usually contains a thermosetting resin and / or a photocurable resin, a photopolymerization initiator, and a solvent.
熱硬化性樹脂としては、熱処理によって硬化するものであれば特に制限されないが、フェノール樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、メラミン樹脂(MF)、尿素樹脂(UF)、不飽和ポリエステル樹脂(UP)、アルキド樹脂、ポリウレタン(PUR)、熱硬化性ポリイミド(PI)等が挙げられる。 The thermosetting resin is not particularly limited as long as it is cured by heat treatment, but phenol resin (PF), epoxy resin (EP), melamine resin (MF), urea resin (UF), unsaturated polyester resin (UP ), Alkyd resin, polyurethane (PUR), thermosetting polyimide (PI), and the like.
光硬化性樹脂としては、光処理によって硬化するものであれば特に制限されないが、ラジカル反応性不飽和結合を有するアクリレート化合物を含有する樹脂、アクリレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物を含有する樹脂、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樹脂などが挙げられる。具体的には、米国特許第6503634号明細書に記載の「ORMOCER」、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)等が挙げられる。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。 The photocurable resin is not particularly limited as long as it is cured by light treatment, but a resin containing an acrylate compound having a radical reactive unsaturated bond, a resin containing an acrylate compound and a mercapto compound having a thiol group, Examples thereof include resins containing polyfunctional acrylate monomers such as epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, polyethylene glycol acrylate, and glycerol methacrylate. Specifically, “ORMOCER” described in US Pat. No. 6,503,634, UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR (registered trademark) series manufactured by JSR Corporation (with polymerizable unsaturated groups on silica fine particles) And a compound formed by bonding an organic compound having an organic compound). 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.
また、分子内に光重合性不飽和基を1個以上有するモノマーを用いてもよい。当該モノマーとしては、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、プロピオ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、プロピオ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、及び、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。 Moreover, you may use the monomer which has one or more photopolymerizable unsaturated groups in a molecule | numerator. The monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, 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, dicyclopentanyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycerol acrylate, glycidyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylic 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 tri Chryrate, trimethylolpropane triacrylate, polyoxyethyltrimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol triacrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol tetraacrylate, propion oxide modified pentaerythritol triacrylate , Propion oxide modified pentaerythritol tetraacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyoxypropyltrimethylolpropane triacrylate, butylene glycol diacrylate, 1,2,4-butanediol triacrylate, 2,2,4-trimethyl-1, 3-pentadiol diacryl , Diallyl fumarate, 1,10-decanediol dimethyl acrylate, pentaerythritol hexaacrylate, and those obtained by replacing the above acrylates with methacrylate, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 1-vinyl-2-pyrrolidone, etc. Can be mentioned.
前記熱硬化性樹脂および/または光硬化性樹脂は、重合性基および/または架橋性基を含むことが好ましい。前記重合性基および架橋性基としては、熱処理や光照射により重合反応や架橋反応が生じるものであれば特に制限されず、公知の官能基が挙げられる。具体的には、エチレン性不飽和基、エポキシ基、オキセタニル基等の環状エーテル基等の重合性基;チオール基、ハロゲン原子、オニウム塩構造等の架橋基等が挙げられる。これらのうち、エチレン性不飽和基を有することが好ましく、当該エチレン性不飽和基としては、特開2007−17948号公報に記載された官能基が挙げられる。 The thermosetting resin and / or photocurable resin preferably contains a polymerizable group and / or a crosslinkable group. The polymerizable group and the crosslinkable group are not particularly limited as long as a polymerization reaction or a crosslinking reaction is caused by heat treatment or light irradiation, and include known functional groups. Specific examples include polymerizable groups such as an ethylenically unsaturated group, an epoxy group, and a cyclic ether group such as an oxetanyl group; a crosslinking group such as a thiol group, a halogen atom, and an onium salt structure. Among these, it is preferable to have an ethylenically unsaturated group, and examples of the ethylenically unsaturated group include functional groups described in JP-A No. 2007-17948.
上述の熱硬化性樹脂および/または光硬化性樹脂は、単独で、または2種以上を混合して用いられうる。 The above-mentioned thermosetting resin and / or photocurable resin can be used alone or in admixture of two or more.
前記光重合開始剤としては、特に制限されないが、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、四臭素化炭素、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還元剤(アスコルビン酸、トリエタノールアミン等)との組み合わせ等が挙げられる。これらの光重合開始剤は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 The photopolymerization initiator is not particularly limited, but benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino acetophenone, 4 , 4-dichlorobenzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropio Phenone, p-tert-butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl acetate Benzoin methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberon, methyleneanthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis (P-azidobenzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propane Dione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-be Zoyl) oxime, 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 tetrabrominated carbon, tribromophenyl sulfone, Examples include a combination of a photoreductive dye such as benzoin peroxide, eosin, methylene blue and a reducing agent (ascorbic acid, triethanolamine, etc.). These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
前記溶媒としては、特に制限されないが、メタノール、エタノール、プロパノール、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−またはβ−テルピネオール等のテルペン類;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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、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、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、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、3−エトキシプロピオン酸エチル、安息香酸メチル等のエステル類;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のアミド類が挙げられる。これらの溶媒は単独で、または2種以上を混合して用いてもよい。 The solvent is not particularly limited, but alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol and propylene glycol; terpenes such as α- or β-terpineol; acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, N-methyl- Ketones such as 2-pyrrolidone, diethyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, tetramethylbenzene; cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methylcarbitol, ethyl Carbitol, butyl carbitol, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, propylene glycol monomethyl Ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl Glycol ethers such as ether; ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 2-methoxyethyl Esters such as acetate, cyclohexyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, ethyl 3-ethoxypropionate and methyl benzoate; amides such as N, N-dimethylacetamide and N, N-dimethylformamide Can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記有機樹脂組成物塗布液は、必要に応じてさらに酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、無機粒子、カップリング材、感光性樹脂以外の樹脂等の添加剤が添加されていてもよい。 The organic resin composition coating liquid may further contain additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, inorganic particles, a coupling material, and a resin other than the photosensitive resin as necessary.
これらのうち、好ましい添加剤は無機粒子およびカップリング材である。 Of these, preferred additives are inorganic particles and coupling materials.
前記無機粒子を添加することで、硬化性樹脂系層の弾性率が調節されうる。 By adding the inorganic particles, the elastic modulus of the curable resin-based layer can be adjusted.
無機粒子としては、特に制限されないが、SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、ZnO、SnO2、In2O3、BaO、SrO、CaO、MgO、VO2、V2O5、CrO2、MoO2、MoO3、MnO2、Mn2O3、WO3、LiMn2O4、Cd2SnO4、CdIn2O4、Zn2SnO4、ZnSnO3、Zn2In2O5、Cd2SnO4、CdIn2O4、Zn2SnO4、ZnSnO3、Zn2In2O5等が挙げられる。また、無機粒子として、天然雲母、合成雲母等の雲母群、式3MgO・4SiO・H2Oで表されるタルク、テニオライト、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、合成スメクタイト、リン酸ジルコニウムなどの平板状粒子を用いてもよい。前記天然雲母としては、白雲母、ソーダ雲母、金雲母、黒雲母、鱗雲母等が挙げられる。また、合成雲母としては、フッ素金雲母KMg3(AlSi3O10)F2、カリ四ケイ素雲母KMg2.5(Si4O10)F2等の非膨潤性雲母;およびNaテトラシリリックマイカNaMg2.5(Si4O10)F2、NaまたはLiテニオライト(Na,Li)Mg2Li(Si4O10)F2、モンモリロナイト系のNaまたはLiヘクトライト(Na,Li)1/8Mg2/5Li1/8(Si4O10)F2等の膨潤性雲母等が挙げられる。これらの無機粒子は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 The inorganic particles are not particularly limited, SiO 2, Al 2 O 3 , TiO 2, ZrO 2, ZnO, SnO 2, In 2 O 3, BaO, SrO, CaO, MgO, VO 2, V 2 O 5, CrO 2, MoO 2, MoO 3 , MnO 2, Mn 2 O 3, WO 3, LiMn 2 O 4, Cd 2 SnO4, CdIn 2 O 4, Zn 2 SnO 4, ZnSnO 3, Zn 2 In 2 O 5, Cd 2 SnO 4 , CdIn 2 O 4 , Zn 2 SnO 4 , ZnSnO 3 , Zn 2 In 2 O 5 and the like can be mentioned. Further, as inorganic particles, mica groups such as natural mica and synthetic mica, and tabular particles such as talc, teniolite, montmorillonite, saponite, hectorite, synthetic smectite, zirconium phosphate represented by the formula 3MgO · 4SiO · H 2 O May be used. Examples of the natural mica include muscovite, soda mica, phlogopite, biotite, sericite, and the like. Further, as the synthetic mica, non-swelling mica such as fluorine phlogopite mica 3 (AlSi 3 O 10 ) F 2 , potassium tetrasilicon mica KMg 2.5 (Si 4 O 10 ) F 2 ; and Na tetrasilicic mica NaMg 2.5 (Si 4 O 10 ) F 2 , Na or Li Teniolite (Na, Li) Mg 2 Li (Si 4 O 10 ) F 2 , Montmorillonite Na or Li Hectorite (Na, Li) 1/8 Mg 2/5 Examples thereof include swelling mica such as Li 1/8 (Si 4 O 10 ) F 2 . These inorganic particles may be used alone or in combination of two or more.
無機粒子の数平均粒径は、1〜200nmであることが好ましく、3〜100nmであることがより好ましい。 The number average particle diameter of the inorganic particles is preferably 1 to 200 nm, and more preferably 3 to 100 nm.
前記無機粒子は、表面処理が行われていてもよい。 The inorganic particles may be subjected to a surface treatment.
無機粒子は近年の学術論文に記載の方法に従って自ら調製してもよいが、市販品を用いてもよい。当該市販品としては、のスノーテックスシリーズやオルガノシリカゾル(日産化学工業株式会社製)、NANOBYKシリーズ(ビックケミー・ジャパン株式会社製)、NanoDur(Nanophase Technologies社製)等が挙げられる。 Inorganic particles may be prepared by themselves according to methods described in recent academic papers, but commercially available products may also be used. Examples of the commercially available products include the Snowtex series, organosilica sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), NANOBYK series (manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), NanoDur (manufactured by Nanophase Technologies), and the like.
硬化性樹脂系層中の無機粒子の含有量は、硬化性樹脂系層の質量に対して、10〜95質量%であることが好ましく、20〜90質量%であることがより好ましい。 The content of the inorganic particles in the curable resin-based layer is preferably 10 to 95% by mass and more preferably 20 to 90% by mass with respect to the mass of the curable resin-based layer.
また、前記カップリング材を添加することで、他の材料を混合することができる。 Moreover, another material can be mixed by adding the said coupling material.
カップリング剤としては、特に制限されないが、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等が挙げられる。これらのうち、塗布液の安定性の観点からシランカップリング剤を用いることが好ましい。 Although it does not restrict | limit especially as a coupling agent, A silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminate coupling agent, etc. are mentioned. Among these, it is preferable to use a silane coupling agent from the viewpoint of the stability of the coating solution.
前記シランカップリング剤としては、2−クロロエチルトリメトキシシラン,2−クロロエチルトリエトキシシラン,3−クロロプロピルトリメトキシシラン,3−クロロプロピルトリエトキシシラン等のハロゲン含有シランカップリング剤;2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、2−グリシジルオキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシジルオキシエチルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有シランカップリング剤;2−アミノエチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−[N−(2−アミノエチル)アミノ]エチルトリメトキシシラン、3−[N−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルトリエトキシシラン、3−[N−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基含有シランカップリング剤;2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプト基含有シランカップリング剤;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなど)、(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤(2−メタクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、2−メタクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、2−アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等のビニル基含有シランカップリング剤等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the silane coupling agent include halogen-containing silane coupling agents such as 2-chloroethyltrimethoxysilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, and 3-chloropropyltriethoxysilane; (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, 2-glycidyloxyethyltrimethoxy Epoxy group-containing silane coupling agents such as silane, 2-glycidyloxyethyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane; 2-aminoethyltrimethoxy Lan, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2- [N- (2-aminoethyl) amino] ethyltrimethoxysilane, 3- [N- (2-aminoethyl) amino] propyl Amino group-containing silane coupling agents such as trimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) amino] propyltriethoxysilane, 3- [N- (2-aminoethyl) amino] propylmethyldimethoxysilane; 2-mercaptoethyl Mercapto group-containing silane coupling agents such as trimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc.), (meth) acryloyl group-containing silane coupling Agent (2-methacryloyl Oxyethyltrimethoxysilane, 2-methacryloyloxyethyltriethoxysilane, 2-acryloyloxyethyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloyloxypropyltrimethoxysilane Examples thereof include vinyl group-containing silane coupling agents, etc. These silane coupling agents may be used alone or in admixture of two or more.
硬化性樹脂系層の形成
有機樹脂組成物塗布液のコーティング方法としては、特に制限されないが、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、ディップ法等の湿式コーティング法、または蒸着法等の乾式コーティング法が挙げられる。コーティングされた有機樹脂組成物塗布液中に含まれる溶媒等を乾燥除去し、硬化することによって硬化性樹脂系層が形成されうる。
Formation of curable resin-based layer The coating method of the organic resin composition coating solution is not particularly limited, but is a wet coating method such as a spin coating method, a spray method, a blade coating method, a dip method, or a dry coating method such as a vapor deposition method. Law. A curable resin-based layer can be formed by drying and removing the solvent and the like contained in the coated organic resin composition coating solution.
有機樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合には、前記硬化は、通常、加熱によって行う。加熱温度は用いる熱硬化性樹脂によっても異なるが、60〜150℃であることが好ましい。一方、有機樹脂として光硬化性樹脂を用いる場合には、前記硬化は、通常、電離放射線により行う。当該電離放射線としては、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の波長領域の真空紫外光、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が使用されうる。前記光照射は、真空紫外光照射によって行ってもよい。真空紫外光によって硬化性樹脂系層を形成すると、バリア層と硬化性樹脂系層とを同一ラインで塗布形成することができる。なお、光照射時に適宜加熱してもよく、硬化性樹脂によっても異なるが、60〜150℃であることが好ましい。 When a thermosetting resin is used as the organic resin, the curing is usually performed by heating. Although heating temperature changes also with the thermosetting resins to be used, it is preferable that it is 60-150 degreeC. On the other hand, when a photocurable resin is used as the organic resin, the curing is usually performed by ionizing radiation. Examples of the ionizing radiation include ultra high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, carbon arcs, metal halide lamps, and the like that emit 100 to 400 nm, preferably 200 to 400 nm of vacuum ultraviolet light, or scanning or curtain type electrons. An electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a line accelerator can be used. The light irradiation may be performed by vacuum ultraviolet light irradiation. When the curable resin layer is formed by vacuum ultraviolet light, the barrier layer and the curable resin layer can be applied and formed on the same line. In addition, although it may heat suitably at the time of light irradiation, and it changes also with curable resin, it is preferable that it is 60-150 degreeC.
照射エネルギー量(照射量)は、0.01〜20J/cm2であることが好ましく、0.01〜20J/cm2であることがより好ましく、0.01〜20J/cm2であることがさらに好ましい。この範囲であれば、硬化が十分に進み、生産性が向上する。また、過剰に硬化されることによるクラック発生や、フィルム基材の熱変形を防ぐことができる。なお、本工程は複数回行われてもよいが、その場合、照射量の合計が上記範囲となるように、1回あたりの照射量を適宜選択すればよい。 The amount of irradiation energy (irradiation amount) is preferably 0.01~20J / cm 2, more preferably 0.01~20J / cm 2, to be 0.01~20J / cm 2 Further preferred. If it is this range, hardening will fully advance and productivity will improve. Further, it is possible to prevent generation of cracks due to excessive curing and thermal deformation of the film substrate. In addition, although this process may be performed in multiple times, what is necessary is just to select the irradiation amount per time suitably so that the sum total of irradiation amount may become the said range.
[中間層/保護層/機能層]
上述の基材、バリア層並びに高屈折率層及び低屈折率層のいずれかの2層の間または上記いずれかの層の表面に、本発明の効果を損なわない範囲で別途中間層/保護層/機能層を設けてもよい。例えば、基材のバリア層が配置された面とは反対の面(基材表面)(機能層)、最外層の(基材と最も遠い)紫外線反射膜の上(保護層)、高屈折率層と低屈折率層との間または高屈折率層及び低屈折率層から構成されるユニット間(中間層)には、アンカーコート層、平滑層、およびブリードアウト防止層等の中間層が形成されうる。なお、中間層は、基材表面に形成されることが好ましい。
[Intermediate layer / Protective layer / Functional layer]
An intermediate layer / protective layer separately between the above-mentioned base material, barrier layer, and any two layers of the high refractive index layer and the low refractive index layer, or on the surface of any of the above layers, as long as the effects of the present invention are not impaired. / A functional layer may be provided. For example, the surface of the substrate opposite to the surface on which the barrier layer is disposed (substrate surface) (functional layer), the outermost layer (farthest from the substrate) on the UV reflective film (protective layer), high refractive index An intermediate layer such as an anchor coat layer, a smooth layer, and a bleed out prevention layer is formed between the layer and the low refractive index layer or between the units composed of the high refractive index layer and the low refractive index layer (intermediate layer). Can be done. The intermediate layer is preferably formed on the substrate surface.
(アンカーコート層)
アンカーコート層は、基材とバリア層との密着性を向上させ、かつ、高い平滑性を付与する機能を有する。アンカーコート層は、例えば、アンカーコート剤を基材上に塗布することによって形成されうる。
(Anchor coat layer)
An anchor coat layer has the function to improve the adhesiveness of a base material and a barrier layer, and to provide high smoothness. The anchor coat layer can be formed, for example, by applying an anchor coat agent on a substrate.
用いられうるアンカーコート剤としては、特に制限されないが、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が挙げられる。これらのアンカーコート剤は、単独で、または2種以上組み合わせて用いられうる。前記アンカーコート剤には、さらに公知の添加剤、例えば溶剤、希釈剤等を加えてもよい。 The anchor coating agent that can be used is not particularly limited, but polyester resin, isocyanate resin, urethane resin, acrylic resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, modified styrene resin, modified silicon resin, alkyl titanate, etc. Is mentioned. These anchor coating agents can be used alone or in combination of two or more. A known additive such as a solvent or a diluent may be further added to the anchor coating agent.
アンカーコート剤の基材へのコーティング方法としては、特に制限されないが、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、スプレーコート等が挙げられる。基材上にコーティングされたアンカーコート剤中に含まれうる溶剤や希釈剤等を乾燥除去することによって、アンカーコート層が形成されうる。 The method for coating the base material with the anchor coating agent is not particularly limited, and examples thereof include roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, and spray coating. An anchor coat layer can be formed by drying and removing a solvent, a diluent or the like that can be contained in an anchor coat agent coated on a substrate.
当該アンカーコート剤は、乾燥状態で0.1〜5g/m2となる塗布量で塗布されることが好ましい。 The anchor coating agent is preferably applied at a coating amount of 0.1 to 5 g / m 2 in a dry state.
(平滑層)
平滑層は、通常、基材の一方の面上に形成され、微小な突起等が存在する基材の粗面を平坦化し、基材上に成膜するバリア層などにおける凹凸やピンホールの発生を防止する機能を有する。平滑層は、上記有機樹脂組成物、すなわち熱硬化性樹脂および/または光硬化性樹脂、光重合開始剤、並びに溶媒を含む塗布液を基材上に塗布した後、硬化させることによって形成され、光硬化性樹脂を含むことが好ましい。
(Smooth layer)
The smooth layer is usually formed on one surface of the substrate, flattenes the rough surface of the substrate where there are minute protrusions etc., and generates irregularities and pinholes in the barrier layer etc. deposited on the substrate It has the function to prevent. The smooth layer is formed by applying a coating solution containing the above organic resin composition, that is, a thermosetting resin and / or a photocurable resin, a photopolymerization initiator, and a solvent, and then curing the coating solution. It is preferable to contain a photocurable resin.
平滑層の平滑性は、JIS B 0601(2001年)で規定される10点平均粗さRzが100nm以下にあることが好ましく、50nm以下にあることがより好ましい。さらに好ましくは、30nm以下である。 As for the smoothness of the smooth layer, the 10-point average roughness Rz defined by JIS B 0601 (2001) is preferably 100 nm or less, and more preferably 50 nm or less. More preferably, it is 30 nm or less.
また、フィルム基材の表面において、JIS B 0601(2001年)で規定される中心線平均粗さRaが10nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがより好ましい。この様な表面粗さを達成するためには、公知の平滑化手法を用いることができる。例えば、フィルム基材とバリア層との間に塗膜を設けて表面をレベリングすることで平滑にした後、硬化して平滑化層を配置する手法などが用いられうる。 Further, on the surface of the film substrate, the center line average roughness Ra defined by JIS B 0601 (2001) is preferably 10 nm or less, and more preferably 5 nm or less. In order to achieve such surface roughness, a known smoothing method can be used. For example, a method may be used in which a coating film is provided between the film substrate and the barrier layer and the surface is smoothed by leveling and then cured and a smoothing layer is disposed.
平滑層の厚さとしては、特に制限されないが、0.5〜10μmであることが好ましく、1〜7μmであることがより好ましい。平滑層の厚さが0.5μm以上であると、上記平滑層としての機能を十分に発揮しうることから好ましい。一方、平滑層の厚さが10μm以下であると、ガスバリア性フィルムの光学特性のバランスを調整することができ、ガスバリア性フィルムのカールを抑制しうることから好ましい。 Although it does not restrict | limit especially as thickness of a smooth layer, It is preferable that it is 0.5-10 micrometers, and it is more preferable that it is 1-7 micrometers. It is preferable that the thickness of the smooth layer is 0.5 μm or more because the function as the smooth layer can be sufficiently exhibited. On the other hand, when the thickness of the smooth layer is 10 μm or less, the balance of the optical properties of the gas barrier film can be adjusted, and curling of the gas barrier film can be suppressed.
(ブリードアウト防止層)
平滑層を有する基材は、加熱の際に基材中から表面に未反応のオリゴマー等が移行して、基材表面が汚染されうる。ブリードアウト防止層は、当該基材表面の汚染を抑制する機能を有する。当該ブリードアウト防止層は、通常、平滑層を有する基材の平滑層とは反対の面に設けられる。
(Bleed-out prevention layer)
In the base material having a smooth layer, unreacted oligomers or the like may migrate from the base material to the surface during heating, and the base material surface may be contaminated. The bleed-out prevention layer has a function of suppressing contamination of the substrate surface. The bleed-out prevention layer is usually provided on the surface opposite to the smooth layer of the substrate having the smooth layer.
ブリードアウト防止層は、上記機能を有していれば、平滑層と同じ構成であってもよい。すなわち、ブリードアウト防止層は、感光性樹脂組成物を基材上に塗布した後、硬化させることによって形成されうる。 The bleed-out prevention layer may have the same configuration as the smooth layer as long as it has the above function. That is, the bleed-out prevention layer can be formed by applying a photosensitive resin composition on a substrate and then curing it.
前記感光性樹脂組成物は、感光性樹脂、光重合開始剤、および溶媒を含む。前記感光性樹脂、光重合開始剤、および溶媒は上述の平滑層に記載のものと同様のものが用いられうる。また、前記感光性樹脂組成物は、上述の平滑層と同様に、さらに酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、無機粒子、感光性樹脂以外の樹脂等の添加剤が添加されていてもよい。 The photosensitive resin composition includes a photosensitive resin, a photopolymerization initiator, and a solvent. As the photosensitive resin, the photopolymerization initiator, and the solvent, the same ones as those described in the smooth layer can be used. In addition, the photosensitive resin composition may further contain additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, inorganic particles, and a resin other than the photosensitive resin, as in the above-described smooth layer. .
したがって、例えば、各種成分を適宜配合して所定の希釈溶剤を加えて塗布液を調製し、当該塗布液を基材上に公知の塗布方法によって塗布する。その後、電離放射線を照射して硬化させることによりブリードアウト防止層が形成されうる。 Therefore, for example, various components are appropriately blended, a predetermined dilution solvent is added to prepare a coating solution, and the coating solution is applied onto a substrate by a known coating method. Thereafter, the bleed-out preventing layer can be formed by irradiating with ionizing radiation and curing.
ブリードアウト防止層の厚さとしては、0.5〜10μmであることが好ましく、1〜7μmであることがより好ましい。ブリードアウト防止層の厚さが0.5μm以上であると、ガスバリア性フィルムの耐熱性が向上しうることから好ましい。一方、ブリードアウト防止層の厚さが10μm以下であると、ガスバリア性フィルムの光学特性が好適に調整され、また、ガスバリア性フィルムのカールを抑制しうることから好ましい。 The thickness of the bleed-out prevention layer is preferably 0.5 to 10 μm, and more preferably 1 to 7 μm. It is preferable that the thickness of the bleed-out preventing layer is 0.5 μm or more because the heat resistance of the gas barrier film can be improved. On the other hand, when the thickness of the bleed-out prevention layer is 10 μm or less, the optical characteristics of the gas barrier film are preferably adjusted, and curling of the gas barrier film can be suppressed.
基材上に、上述のアンカーコート層、平滑層、およびブリードアウト層からなる群から選択される少なくとも1つの中間層が形成される場合には、基材および中間層の総膜厚は、30〜300μmであることが好ましく、50〜200μmであることがより好ましい。 When at least one intermediate layer selected from the group consisting of the above-mentioned anchor coat layer, smooth layer, and bleed-out layer is formed on the base material, the total film thickness of the base material and the intermediate layer is 30 It is preferable that it is -300 micrometers, and it is more preferable that it is 50-200 micrometers.
[ガスバリア性フィルムの製造方法]
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法について特に制限はなく、基材上に、高屈折率層と低屈折率層とから構成されるユニットを少なくとも1つ形成することができるものであれば、いかなる方法でも用いられうる。
[Method for producing gas barrier film]
There is no restriction | limiting in particular about the manufacturing method of the gas barrier film of this invention, As long as at least 1 unit comprised from a high-refractive-index layer and a low-refractive-index layer can be formed on a base material, what kind of thing The method can also be used.
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法では、基材上に高屈折率層と低屈折率層とから構成されるユニットを積層して形成される。 In the method for producing a gas barrier film of the present invention, a unit composed of a high refractive index layer and a low refractive index layer is laminated on a substrate.
具体的には高屈折率層と低屈折率層とを交互に塗布、乾燥して積層体を形成することが好ましい。具体的には以下の形態が挙げられる;(1)基材上に、高屈折率層塗布液を塗布乾燥して高屈折率層を形成した後、低屈折率層塗布液を塗布し乾燥して低屈折率層を形成、学反射フィルムを形成する方法;(2)基材上に、低屈折率層塗布液を塗布し乾燥して低屈折率層を形成した後、高屈折率層塗布液を塗布し乾燥して高屈折率層を形成し、ガスバリア性フィルムを形成する方法;(3)基材上に、高屈折率層塗布液と、低屈折率層塗布液とを交互に逐次重層塗布した後乾燥して、高屈折率層、および低屈折率層を含むガスバリア性フィルムを形成する方法;(4)基材上に、高屈折率層塗布液と、低屈折率層塗布液とを同時重層塗布し、乾燥して、高屈折率層、および低屈折率層を含むガスバリア性フィルムを形成する方法;などが挙げられる。なかでも、より簡便な製造プロセスとなる上記(4)の方法が好ましい。すなわち、本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、同時重層塗布法により前記高屈折率層と前記低屈折率層とを積層することを含むことが好ましい。 Specifically, it is preferable to form a laminate by alternately applying and drying a high refractive index layer and a low refractive index layer. Specific examples include: (1) A high refractive index layer coating solution is applied and dried on a substrate to form a high refractive index layer, and then a low refractive index layer coating solution is applied and dried. (2) A low refractive index layer coating liquid is applied on a substrate and dried to form a low refractive index layer, and then a high refractive index layer is applied. A method of forming a gas barrier film by applying a liquid and drying to form a gas barrier film; (3) A high refractive index layer coating liquid and a low refractive index layer coating liquid are alternately and successively formed on a substrate. A method of forming a gas barrier film including a high refractive index layer and a low refractive index layer by applying multiple layers and then drying; (4) a high refractive index layer coating solution and a low refractive index layer coating solution on a substrate; A gas barrier film including a high refractive index layer and a low refractive index layer; It is. Among these, the method (4), which is a simpler manufacturing process, is preferable. That is, the method for producing a gas barrier film of the present invention preferably includes laminating the high refractive index layer and the low refractive index layer by a simultaneous multilayer coating method.
同時重層塗布した場合、未乾燥の液状態で重ねられるため、層間混合等がより起こりやすい。しかしながら、特に高屈折率層に含まれるエチレン変性ポリビニルアルコールの鹸化度と、低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの鹸化度とが異なる場合、鹸化度が異なるポリビニルアルコール樹脂の相溶性が低いことが知られている。そのため、高屈折率層と低屈折率層とが未乾燥の液状態で重ねられた際に各層が多少混合したとしても、乾燥過程で溶媒である水が揮発して濃縮されると、鹸化度が異なるポリビニルアルコール樹脂同士が相分離を起こし、各層の界面の面積を最小にしようとする力が働くようになるため、相間混合が抑制され、界面の乱れも小さくなる。そのため、所望の波長領域の光反射特性に優れ、ヘイズの少ないガスバリア性フィルムが得られうる。 When the simultaneous multilayer coating is applied, the layers are stacked in an undried liquid state, so that inter-layer mixing or the like is more likely to occur. However, particularly when the saponification degree of the ethylene-modified polyvinyl alcohol contained in the high refractive index layer and the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the low refractive index layer are different, the compatibility of polyvinyl alcohol resins having different saponification degrees may be low. Are known. Therefore, even when the high refractive index layer and the low refractive index layer are stacked in an undried liquid state, even if the layers are mixed somewhat, if the solvent water is volatilized and concentrated in the drying process, the saponification degree Polyvinyl alcohol resins having different values cause phase separation, and a force to minimize the area of the interface of each layer is exerted, so interphase mixing is suppressed and interface disturbance is reduced. Therefore, a gas barrier film having excellent light reflection characteristics in a desired wavelength region and less haze can be obtained.
また、バインダーとしてエチレン変性ポリビニルアルコールを用いることで、塗膜に高い耐水性を付与することができる。このため、本発明は、特に水系同時重層塗布によりガスバリア性フィルムを製造する際に、顕著な効果を発揮できる。同時重層塗布時には複数の塗布液がコーター上で積層され、基材に塗布、乾燥されるため、塗布時間が短く一層ごとに塗布乾燥する逐次塗布と比較して塗布面の欠陥が少なく優れており、本発明を適応することで優れた性能と外観を持つガスバリア性フィルムを生産性高く製造することができる。 Moreover, high water resistance can be provided to the coating film by using ethylene-modified polyvinyl alcohol as a binder. For this reason, especially this invention can exhibit a remarkable effect, when manufacturing a gas-barrier film by aqueous | water-based simultaneous multilayer coating. During simultaneous multi-layer coating, multiple coating solutions are layered on the coater, applied to the substrate, and dried, so the coating time is short and fewer defects on the coated surface compared to sequential coating where each layer is coated and dried. By applying the present invention, a gas barrier film having excellent performance and appearance can be produced with high productivity.
塗布方式としては、例えば、ロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、エアナイフコーティング法、スプレーコーティング法、カーテン塗布方法、あるいは米国特許第2,761,419号、同第2,761,791号公報に記載のホッパーを使用するスライドビード塗布方法、エクストルージョンコート法等が好ましく用いられる。 Examples of the coating method include a roll coating method, a rod bar coating method, an air knife coating method, a spray coating method, a curtain coating method, or US Pat. Nos. 2,761,419 and 2,761,791. A slide bead coating method using an hopper, an extrusion coating method, or the like is preferably used.
高屈折率層塗布液および低屈折率層塗布液を調製するための溶媒は、特に制限されないが、水、有機溶媒、またはその混合溶媒が好ましい。本発明においては、バインダーとしてエチレン変性ポリビニルアルコール/ポリビニルアルコールを主に用いるために、水系溶媒を用いることができる。水系溶媒は、有機溶媒を用いる場合と比較して、大規模な生産設備を必要とすることがないため、生産性の点で好ましく、また環境保全の点でも好ましい。 The solvent for preparing the high refractive index layer coating solution and the low refractive index layer coating solution is not particularly limited, but water, an organic solvent, or a mixed solvent thereof is preferable. In the present invention, an aqueous solvent can be used to mainly use ethylene-modified polyvinyl alcohol / polyvinyl alcohol as a binder. Compared to the case where an organic solvent is used, the aqueous solvent does not require a large-scale production facility, so that it is preferable in terms of productivity and also in terms of environmental conservation.
前記有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−ブタノールなどのアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル、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などのエステル類、ジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、シクロヘキサノンなどのケトン類などが挙げられる。これら有機溶媒は、単独でもまたは2種以上混合して用いてもよい。環境面、操作の簡便性などから、塗布液の溶媒としては、水系溶媒が好ましく、水、または水とメタノール、エタノール、もしくは酢酸エチルとの混合溶媒がより好ましく、水が特に好ましい。 Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol and 1-butanol, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monoethyl ether acetate, diethyl ether, Examples thereof include ethers such as propylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, amides such as dimethylformamide and N-methylpyrrolidone, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, acetylacetone and cyclohexanone. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of environment and simplicity of operation, the solvent of the coating solution is preferably an aqueous solvent, more preferably water or a mixed solvent of water and methanol, ethanol, or ethyl acetate, and water is particularly preferable.
水と少量の有機溶媒との混合溶媒を用いる際、当該混合溶媒中の水の含有量は、混合溶媒全体を100重量%として、80〜99.9重量%であることが好ましく、90〜99.5重量%であることがより好ましい。ここで、80重量%以上にすることで、溶媒の揮発による体積変動が低減でき、ハンドリングが向上し、また、99.9重量%以下にすることで、液添加時の均質性が増し、安定した液物性を得ることができるからである。 When using a mixed solvent of water and a small amount of an organic solvent, the content of water in the mixed solvent is preferably 80 to 99.9% by weight, based on 100% by weight of the entire mixed solvent, and 90 to 99%. More preferably, it is 5% by weight. Here, when it is 80% by weight or more, volume fluctuation due to volatilization of the solvent can be reduced, handling is improved, and when it is 99.9% by weight or less, homogeneity at the time of liquid addition is increased and stable. This is because the obtained liquid properties can be obtained.
高屈折率層塗布液中の第1の水溶性バインダーの濃度は、0.5〜10重量%であることが好ましい。また、高屈折率層塗布液中の無機酸化物粒子の濃度は、1〜50重量%であることが好ましい。 The concentration of the first water-soluble binder in the high refractive index layer coating solution is preferably 0.5 to 10% by weight. Moreover, it is preferable that the density | concentration of the inorganic oxide particle in a high refractive index layer coating liquid is 1 to 50 weight%.
低屈折率層塗布液中の第2の水溶性バインダーの濃度は、0.5〜10重量%であることが好ましい。また、低屈折率層塗布液中の無機酸化物粒子の濃度は、1〜50重量%であることが好ましい。 The concentration of the second water-soluble binder in the low refractive index layer coating solution is preferably 0.5 to 10% by weight. Moreover, it is preferable that the density | concentration of the inorganic oxide particle in a low refractive index layer coating liquid is 1 to 50 weight%.
高屈折率層塗布液および低屈折率層塗布液の調製方法は、特に制限されず、例えば、無機酸化物粒子、ポリビニルアルコール(ポリビニルアルコール樹脂)、ポリビニルアルコーよりも屈折率の高いキレート化合物、アシレート化合物、その塩、さらに必要に応じて添加されるその他の添加剤を添加し、攪拌混合する方法が挙げられる。この際、各成分の添加も特に制限されず、攪拌しながら各成分を順次添加し混合してもよいし、攪拌しながら一度に添加し混合してもよい。 The method for preparing the high refractive index layer coating solution and the low refractive index layer coating solution is not particularly limited, and examples thereof include inorganic oxide particles, polyvinyl alcohol (polyvinyl alcohol resin), chelate compounds having higher refractive index than polyvinyl alcohol, and acylates. Examples thereof include a method of adding a compound, a salt thereof, and other additives that are added as necessary, followed by stirring and mixing. At this time, the addition of each component is not particularly limited, and each component may be added and mixed sequentially while stirring, or may be added and mixed all at once while stirring.
また、本発明において、同時多層塗布を行う場合は高屈折率層塗布液および低屈折率層塗布液に用いるポリビニルアルコール(ポリビニルアルコール樹脂)の鹸化度が異なる事が好ましい。ここで鹸化度とは、ポリビニルアルコール中のアセチルオキシ基(原料の酢酸ビニル由来のもの)と水酸基の合計数に対する水酸基の割合のことであり、エチレン変性ポリビニルアルコール、およびその他のポリビニルアルコールに共通である。鹸化度が異なることによって塗布、乾燥工程の各工程において層の混合を抑制する事ができる。これにより、高い反射率をもつガスバリア性フィルムを製造することができる。この仕組みはいまだ明らかではないが、鹸化度差に由来する表面張力差によって混合が抑制されていると考えられる。さらに、重合度を上げることがこの機能をさらに高めることになる。このメカニズムは未だ明らかではないが、重合度を上げると単位体積中の分子数が減り、物理的混合が抑制されると共に疎水基であるアセチルオキシ基の割合が異なるために生じる溶解度パラメータの差が強調され、バインダーの混合を抑えると推測している。 In the present invention, when simultaneous multilayer coating is performed, it is preferable that the saponification degrees of polyvinyl alcohol (polyvinyl alcohol resin) used in the high refractive index layer coating solution and the low refractive index layer coating solution are different. Here, the degree of saponification is the ratio of hydroxyl groups to the total number of acetyloxy groups (derived from the starting vinyl acetate) and hydroxyl groups in polyvinyl alcohol, and is common to ethylene-modified polyvinyl alcohol and other polyvinyl alcohols. is there. Due to the different saponification degrees, mixing of layers can be suppressed in each step of coating and drying. Thereby, a gas barrier film having a high reflectance can be produced. Although this mechanism is not yet clear, it is thought that mixing is suppressed by the difference in surface tension derived from the difference in saponification degree. Furthermore, increasing the degree of polymerization further increases this function. This mechanism is not yet clear, but increasing the degree of polymerization reduces the number of molecules in the unit volume, suppresses physical mixing, and causes a difference in solubility parameter due to the difference in the proportion of hydrophobic acetyloxy groups. Emphasized and speculated to suppress binder mixing.
本発明においては高屈折率層塗布液と低屈折率層塗布液に用いるポリビニルアルコール(ポリビニルアルコール樹脂)の鹸化度の差は3モル%以上が好ましく、より好ましくは8モル%以上が好ましい。すなわち、高屈折率層に含まれるエチレン変性ポリビニルアルコールの鹸化度と低屈折率層に含まれるポリビニルアルコールの鹸化度との差が3モル%以上であることが好ましく、8モル%以上であることがより好ましい。高屈折率層のエチレン変性ポリビニルアルコールの鹸化度と低屈折率層のポリビニルアルコールの鹸化度との差の上限は、高屈折率層と低屈折率層との層間混合の抑制/防止効果を考慮すると、高いほど好ましいため、特に制限されないが、15モル%以下であることが好ましく、10モル%以下であることがより好ましい。 In the present invention, the difference in saponification degree between polyvinyl alcohol (polyvinyl alcohol resin) used in the high refractive index layer coating solution and the low refractive index layer coating solution is preferably 3 mol% or more, more preferably 8 mol% or more. That is, the difference between the saponification degree of the ethylene-modified polyvinyl alcohol contained in the high refractive index layer and the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the low refractive index layer is preferably 3 mol% or more, and 8 mol% or more. Is more preferable. The upper limit of the difference between the degree of saponification of ethylene-modified polyvinyl alcohol in the high refractive index layer and the degree of saponification of polyvinyl alcohol in the low refractive index layer takes into account the effect of suppressing / preventing interlayer mixing between the high refractive index layer and the low refractive index layer. Then, since it is so preferable that it is high, it is not particularly limited, but it is preferably 15 mol% or less, more preferably 10 mol% or less.
各屈折率層中で鹸化度の相違を比較するポリビニルアルコールは、各屈折率層が(鹸化度および重合度が異なる)複数のポリビニルアルコールを含む場合には、屈折率層中で最も含有量の高いポリビニルアルコールである。ここで、「屈折率層中で最も含有量が高いポビニルアルコール」という際には、鹸化度の差が3モル%以内のポリビニルアルコールは一のポリビニルアルコールであるとし、鹸化度または重合度を算出する。具体的には、鹸化度が90モル%、鹸化度が91モル%、鹸化度が93モル%のポリビニルアルコールが同一層内にそれぞれ10重量%、40重量%、50重量%含まれる場合には、これら3つのポリビニルアルコールは同一のポリビニルアルコールとし、これら3つの混合物をポリビニルアルコール(A)または(B)とするが、このポリビニルアルコール(A)/(B)の鹸化度は、(90×0.1+91×0.4+93×0.5)/1=91.9モル%となる。また、上記「鹸化度の差が3モル%以内のポリビニルアルコール」とは、いずれかのポリビニルアルコールに着目した場合に3モル%以内であれば足り、例えば、90、91、92、94モル%のビニルアルコールを含む場合には、91モル%のビニルアルコールに着目した場合にいずれのポリビニルアルコールも3モル%以内なので、同一のポリビニルアルコールとなる。 The polyvinyl alcohol for comparing the difference in the degree of saponification in each refractive index layer has the highest content in the refractive index layer when each refractive index layer contains a plurality of polyvinyl alcohols (different in saponification degree and polymerization degree). High polyvinyl alcohol. Here, when the term “polyvinyl alcohol having the highest content in the refractive index layer” is used, it is assumed that a polyvinyl alcohol having a difference in saponification degree of 3 mol% or less is one polyvinyl alcohol, and the saponification degree or polymerization degree is defined as calculate. Specifically, when polyvinyl alcohol having a saponification degree of 90 mol%, a saponification degree of 91 mol%, and a saponification degree of 93 mol% is contained in the same layer by 10 wt%, 40 wt%, and 50 wt%, respectively. These three polyvinyl alcohols are the same polyvinyl alcohol, and the mixture of these three is polyvinyl alcohol (A) or (B). The saponification degree of this polyvinyl alcohol (A) / (B) is (90 × 0 1 + 91 × 0.4 + 93 × 0.5) /1=91.9 mol%. The “polyvinyl alcohol having a saponification degree difference of 3 mol% or less” is not more than 3 mol% when attention is paid to any polyvinyl alcohol. For example, 90, 91, 92, 94 mol% In the case where the vinyl alcohol is included, since all the polyvinyl alcohols are within 3 mol% when focusing on 91 mol% vinyl alcohol, the same polyvinyl alcohol is obtained.
同一層内に鹸化度が3モル%以上異なるポリビニルアルコールが含まれる場合、異なるポリビニルアルコールの混合物とみなし、それぞれに重合度と鹸化度を算出する。 When polyvinyl alcohol having a saponification degree different by 3 mol% or more is contained in the same layer, it is regarded as a mixture of different polyvinyl alcohols, and the polymerization degree and the saponification degree are respectively calculated.
例えば、PVA−203:5重量%、PVA−117:25重量%、PVA−217:10重量%、PVA−220:10重量%、PVA−224:10重量%、PVA−235:20重量%、PVA−245:20重量%が含まれる場合、最も含有量の多いPVAはPVA−217〜245の混合物であり(PVA−217〜245の鹸化度の差は3モル%以内なので同一のポリビニルアルコールである)、この混合物がポリビニルアルコール(A)または(B)となる。そして、PVA−217〜245の混合物(ポリビニルアルコール(A)/(B))においては、重合度は、(1700×0.1+2000×0.1+2400×0.1+3500×0.2+4500×0.2)/0.7=3200であり、鹸化度は、88%となる。 For example, PVA-203: 5 wt%, PVA-117: 25 wt%, PVA-217: 10 wt%, PVA-220: 10 wt%, PVA-224: 10 wt%, PVA-235: 20 wt%, PVA-245: When 20% by weight is included, the PVA with the highest content is a mixture of PVA-217 to 245 (the difference in saponification degree of PVA-217 to 245 is within 3 mol%, so the same polyvinyl alcohol The mixture becomes polyvinyl alcohol (A) or (B). In the mixture of PVA-217 to 245 (polyvinyl alcohol (A) / (B)), the degree of polymerization is (1700 × 0.1 + 2000 × 0.1 + 2400 × 0.1 + 3500 × 0.2 + 4500 × 0.2) /0.7=3200, and the degree of saponification is 88%.
同時重層塗布を行う際の高屈折率層塗布液および低屈折率層塗布液の温度は、スライドビード塗布方式を用いる場合は、25〜60℃の温度範囲が好ましく、30〜45℃の温度範囲がより好ましい。また、カーテン塗布方式を用いる場合は、25〜60℃の温度範囲が好ましく、30〜45℃の温度範囲がより好ましい。 When the slide bead coating method is used, the temperature of the high refractive index layer coating solution and the low refractive index layer coating solution in simultaneous multilayer coating is preferably a temperature range of 25 to 60 ° C, and a temperature range of 30 to 45 ° C. Is more preferable. Moreover, when using a curtain application | coating system, the temperature range of 25-60 degreeC is preferable, and the temperature range of 30-45 degreeC is more preferable.
同時重層塗布を行う際の高屈折率層塗布液と低屈折率層塗布液の粘度は、特に制限されない。しかしながら、スライドビード塗布方式を用いる場合には、上記の塗布液の好ましい温度の範囲において、5〜160mPa・sの範囲が好ましく、さらに好ましくは60〜140mPa・sの範囲である。また、カーテン塗布方式を用いる場合には、上記の塗布液の好ましい温度の範囲において、5〜1200mPa・sの範囲が好ましく、さらに好ましくは25〜500mPa・sの範囲である。このような粘度の範囲であれば、効率よく同時重層塗布を行うことができる。 The viscosities of the high refractive index layer coating solution and the low refractive index layer coating solution when performing simultaneous multilayer coating are not particularly limited. However, when the slide bead coating method is used, the preferable temperature range of the coating liquid is preferably in the range of 5 to 160 mPa · s, more preferably in the range of 60 to 140 mPa · s. Moreover, when using a curtain application | coating system, in the preferable temperature range of said coating liquid, the range of 5-1200 mPa * s is preferable, More preferably, it is the range of 25-500 mPa * s. If it is the range of such a viscosity, simultaneous multilayer coating can be performed efficiently.
また、塗布液の15℃における粘度としては、100mPa・s以上が好ましく、100〜30,000mPa・sがより好ましく、さらに好ましくは2,500〜30,000mPa・sである。 Moreover, as a viscosity at 15 degreeC of a coating liquid, 100 mPa * s or more is preferable, 100-30,000 mPa * s is more preferable, More preferably, it is 2,500-30,000 mPa * s.
塗布および乾燥方法の条件は、特に制限されないが、例えば、逐次塗布法の場合は、まず、30〜60℃に加温した高屈折率層塗布液および低屈折率層塗布液のいずれか一方を基材上に塗布、乾燥して層を形成した後、もう一方の塗布液をこの層上に塗布、乾燥して積層膜前駆体(ユニット)を形成する。次に、所望の遮蔽性能を発現するために必要なユニット数を、前記方法にて逐次塗布、乾燥して積層させて積層膜前駆体を得る。乾燥する際は、形成した塗膜を、30℃以上で乾燥することが好ましい。例えば、湿球温度5〜50℃、膜面温度5〜100℃(好ましくは10〜50℃)の範囲で乾燥するのが好ましく、例えば、40〜60℃の温風を1〜5秒吹き付けて乾燥する。乾燥方法としては、温風乾燥、赤外乾燥、マイクロ波乾燥が用いられる。また単一プロセスでの乾燥よりも多段プロセスの乾燥が好ましく、恒率乾燥部の温度<減率乾燥部の温度にするのがより好ましい。この場合の恒率乾燥部の温度範囲は30〜60℃、減率乾燥部の温度範囲は50〜100℃にするのが好ましい。 The conditions for the coating and drying method are not particularly limited. For example, in the case of a sequential coating method, first, either one of a high refractive index layer coating solution and a low refractive index layer coating solution heated to 30 to 60 ° C. is used. After coating and drying on a substrate to form a layer, the other coating solution is coated on this layer and dried to form a laminated film precursor (unit). Next, the number of units necessary for expressing the desired shielding performance is successively applied and dried by the above method to obtain a laminated film precursor. When drying, it is preferable to dry the formed coating film at 30 ° C. or higher. For example, it is preferable to dry in the range of 5-50 ° C. wet bulb temperature and 5-100 ° C. (preferably 10-50 ° C.) film surface temperature. For example, warm air of 40-60 ° C. is blown for 1-5 seconds. dry. As a drying method, warm air drying, infrared drying, and microwave drying are used. Further, drying in a multi-stage process is preferable to drying in a single process, and it is more preferable to set the temperature of the constant rate drying section <the temperature of the rate-decreasing drying section. In this case, the temperature range of the constant rate drying part is preferably 30 to 60 ° C., and the temperature range of the decreasing rate drying part is preferably 50 to 100 ° C.
また、同時重層塗布を行う場合の塗布および乾燥方法の条件は、高屈折率層塗布液および低屈折率層塗布液を30〜60℃に加温して、基材上に高屈折率層塗布液および低屈折率層塗布液の同時重層塗布を行った後、形成した塗膜の温度を好ましくは1〜15℃にいったん冷却し(セット)、その後10℃以上で乾燥することが好ましい。より好ましい乾燥条件は、湿球温度5〜50℃、膜面温度10〜50℃の範囲の条件である。例えば、40〜80℃の温風を1〜5秒吹き付けて乾燥する。また、塗布直後の冷却方式としては、形成された塗膜の均一性向上の観点から、水平セット方式で行うことが好ましい。 Moreover, the conditions of the coating and drying method when performing simultaneous multilayer coating are as follows: the high refractive index layer coating solution and the low refractive index layer coating solution are heated to 30 to 60 ° C., and the high refractive index layer coating is applied on the substrate. After the simultaneous multi-layer coating of the liquid and the low refractive index layer coating liquid, the temperature of the formed coating film is preferably cooled (set) preferably to 1 to 15 ° C. and then dried at 10 ° C. or higher. More preferable drying conditions are a wet bulb temperature of 5 to 50 ° C. and a film surface temperature of 10 to 50 ° C. For example, 40-80 degreeC warm air is sprayed for 1 to 5 seconds, and it dries. Moreover, as a cooling method immediately after application | coating, it is preferable to carry out by a horizontal set system from a viewpoint of the uniformity improvement of the formed coating film.
ここで、前記セットとは、冷風等を塗膜に当てて温度を下げるなどの手段により、塗膜組成物の粘度を高め、各層間および各層内の物質の流動性を低下させたり、またゲル化する工程のことを意味する。冷風を塗布膜に表面から当てて、塗布膜の表面に指を押し付けたときに指に何もつかなくなった状態を、セット完了の状態と定義する。 Here, the set means that the viscosity of the coating composition is increased by means such as lowering the temperature by applying cold air or the like to the coating film, the fluidity of the substances in each layer and in each layer is reduced, or the gel It means the process of converting. A state in which the cold air is applied to the coating film from the surface and the finger is pressed against the surface of the coating film is defined as a set completion state.
塗布した時点から、冷風を当ててセットが完了するまでの時間(セット時間)は、5分以内であることが好ましく、2分以内であることがより好ましい。また、下限の時間は特に制限されないが、45秒以上の時間をとることが好ましい。セット時間が短すぎると、層中の成分の混合が不十分となる虞がある。一方、セット時間が長すぎると、無機酸化物粒子の層間拡散が進み、高屈折率層と低屈折率層との屈折率差が不十分となるおそれがある。なお、高屈折率層と低屈折率層との間の中間層の高弾性化が素早く起こるのであれば、セットさせる工程は設けなくてもよい。 The time (setting time) from the time of application to the completion of setting by applying cold air is preferably within 5 minutes, and more preferably within 2 minutes. Further, the lower limit time is not particularly limited, but it is preferable to take 45 seconds or more. If the set time is too short, mixing of the components in the layer may be insufficient. On the other hand, if the set time is too long, the interlayer diffusion of the inorganic oxide particles proceeds, and the refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer may be insufficient. If the intermediate layer between the high-refractive index layer and the low-refractive index layer is highly elastic, the setting step may not be provided.
セット時間の調整は、ポリビニルアルコールの濃度や無機酸化物粒子の濃度を調整したり、ゼラチン、ペクチン、寒天、カラギ−ナン、ゲランガム等の各種公知のゲル化剤など、他の成分を添加することにより調整することができる。 The set time is adjusted by adjusting the concentration of polyvinyl alcohol and inorganic oxide particles, or adding other components such as various known gelling agents such as gelatin, pectin, agar, carrageenan, and gellan gum. Can be adjusted.
冷風の温度は、0〜25℃であることが好ましく、5〜10℃であることがより好ましい。また、塗膜が冷風に晒される時間は、塗膜の搬送速度にもよるが、好ましくは10〜360秒、より好ましくは10〜300秒、さらに好ましくは10〜120秒である。 The temperature of the cold air is preferably 0 to 25 ° C, and more preferably 5 to 10 ° C. The time for which the coating film is exposed to cold air is preferably 10 to 360 seconds, more preferably 10 to 300 seconds, and still more preferably 10 to 120 seconds, although it depends on the transport speed of the coating film.
高屈折率層塗布液および低屈折率層塗布液の塗布厚は、上記で示したような好ましい乾燥時の厚みとなるように塗布すればよい。 What is necessary is just to apply | coat so that the coating thickness of a high refractive index layer coating liquid and a low refractive index layer coating liquid may become the thickness at the time of preferable drying as shown above.
[膜設計]
本発明のガスバリア性フィルムは、高屈折率層と低屈折率層とを積層したユニットを少なくとも1つ含む紫外線反射膜を含むことが好ましい。好適には基材の片面上または両面上に、高屈折率層と低屈折率層が交互に積層して形成された多層の光学干渉膜を有する。生産性の観点から、基材の片面あたりの好ましい高屈折率層および低屈折率層の総層数の範囲は、100層以下、より好ましくは20層以下である。基材の片面あたりの好ましい高屈折率層および低屈折率層の総層数の範囲の下限は特に限定されるものではないが、5層以上であることが好ましい。また、本発明のガスバリア性フィルムにおいて、最下層(基材と接触する層)および最表層は、高屈折率層および低屈折率層のいずれであってもよい。しかしながら、低屈折率層が最下層および最表層に位置する層構成とすることにより、最下層の基材への密着性、最上層の吹かれ耐性、さらには最表層へのハードコート層等の塗布性や密着性に優れるという観点から、本発明のガスバリア性フィルムとしては、最下層および最表層が低屈折率層である層構成が好ましい。
[Membrane design]
The gas barrier film of the present invention preferably includes an ultraviolet reflecting film including at least one unit in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated. Preferably, it has a multilayer optical interference film in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated on one side or both sides of a substrate. From the viewpoint of productivity, the range of the total number of high refractive index layers and low refractive index layers per side of the substrate is preferably 100 layers or less, more preferably 20 layers or less. The lower limit of the range of the total number of high refractive index layers and low refractive index layers per side of the substrate is not particularly limited, but is preferably 5 layers or more. In the gas barrier film of the present invention, the lowermost layer (layer contacting the substrate) and the outermost layer may be either a high refractive index layer or a low refractive index layer. However, by adopting a layer structure in which the low refractive index layer is located in the lowermost layer and the outermost layer, the adhesion to the base material of the lowermost layer, the blowing resistance of the uppermost layer, and the hard coat layer to the outermost layer, etc. From the viewpoint of excellent applicability and adhesion, the gas barrier film of the present invention preferably has a layer structure in which the lowermost layer and the outermost layer are low refractive index layers.
一般に、ガスバリア性フィルムにおいては、高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差を大きく設計することが、少ない層数で所望の光線に対する反射率を高くすることができるという観点から好ましい。本発明においては、少なくとも隣接した2層(高屈折率層および低屈折率層)の屈折率差が0.1以上であることが好ましく、より好ましくは0.35以上であり、もっとも好ましくは0.4以上である。また、上限には特に制限はないが通常1.4以下である。 In general, in a gas barrier film, it is preferable to design a large difference in refractive index between a high refractive index layer and a low refractive index layer from the viewpoint that the reflectance for a desired light beam can be increased with a small number of layers. . In the present invention, the difference in refractive index between at least two adjacent layers (high refractive index layer and low refractive index layer) is preferably 0.1 or more, more preferably 0.35 or more, and most preferably 0. .4 or more. The upper limit is not particularly limited, but is usually 1.4 or less.
この屈折率差と、必要な層数とについては、市販の光学設計ソフトを用いて計算することができる。例えば、紫外線反射率20%以上を得るためには、屈折率差が0.1より小さいと200層以上の積層が必要になり、生産性が低下するだけでなく、積層界面での散乱が大きくなり、透明性が低下し、故障なく製造することも非常に困難になる場合がある。 The refractive index difference and the required number of layers can be calculated using commercially available optical design software. For example, in order to obtain an ultraviolet reflectance of 20% or more, if the refractive index difference is smaller than 0.1, it is necessary to laminate 200 layers or more, which not only lowers productivity but also causes large scattering at the lamination interface. Therefore, transparency may be lowered, and it may be very difficult to manufacture without failure.
ガスバリア性フィルムにおいて高屈折率層および低屈折率層を交互に積層する場合には、高屈折率層と低屈折率層との屈折率差が、上記好適な屈折率差の範囲内にあることが好ましい。ただし、例えば、最表層はフィルムを保護するための層として形成される場合または最下層が基板との接着性改良層として形成される場合などにおいて、最表層や最下層に関しては、上記好適な屈折率差の範囲外の構成であってもよい。 In the gas barrier film, when the high refractive index layer and the low refractive index layer are alternately laminated, the refractive index difference between the high refractive index layer and the low refractive index layer is within the range of the preferred refractive index difference. Is preferred. However, for example, when the outermost layer is formed as a layer for protecting the film or when the lowermost layer is formed as an adhesion improving layer with the substrate, the above-mentioned preferable refraction is performed with respect to the outermost layer and the lowermost layer. A configuration outside the range of the rate difference may be used.
なお、本明細書において、「高屈折率層」および「低屈折率層」なる用語は、隣接した2層の屈折率差を比較した場合に、屈折率が高い方の屈折率層を高屈折率層とし、低い方の屈折率層を低屈折率層とすることを意味する。したがって、「高屈折率層」および「低屈折率層」なる用語は、ガスバリア性フィルムを構成する各屈折率層において、隣接する2つの屈折率層に着目した場合に、各屈折率層が同じ屈折率を有する形態以外のあらゆる形態を含むものである。 In this specification, the terms “high refractive index layer” and “low refractive index layer” refer to the refractive index layer having a higher refractive index when the refractive index difference between two adjacent layers is compared. This means that the lower refractive index layer is the lower refractive index layer. Therefore, the terms “high refractive index layer” and “low refractive index layer” are the same when each refractive index layer constituting the gas barrier film is focused on two adjacent refractive index layers. All forms other than those having a refractive index are included.
隣接した層界面での反射は、層間の屈折率比に依存するのでこの屈折率比が大きいほど、反射率が高まる。また、単層膜でみたとき層表面における反射光と、層底部における反射光の光路差を、n・d=波長/4、で表される関係にすると位相差により反射光を強めあうよう制御出来、反射率を上げることができる。ここで、nは屈折率、またdは層の物理膜厚、n・dは光学膜厚である。この光路差を利用することで、反射を制御出来る。この関係を利用して、各層の屈折率と膜厚を制御して、可視光や、近赤外光の反射を制御する。即ち、各層の屈折率、各層の膜厚、各層の積層のさせ方で、特定波長領域の反射率をアップさせることができる。 Since reflection at the interface between adjacent layers depends on the refractive index ratio between the layers, the larger the refractive index ratio, the higher the reflectance. In addition, when the optical path difference between the reflected light on the surface of the layer and the reflected light on the bottom of the layer is a relationship expressed by n · d = wavelength / 4 when viewed as a single layer film, the reflected light is controlled to be strengthened by the phase difference. And reflectivity can be increased. Here, n is the refractive index, d is the physical film thickness of the layer, and n · d is the optical film thickness. By using this optical path difference, reflection can be controlled. Using this relationship, the refractive index and film thickness of each layer are controlled to control the reflection of visible light and near infrared light. That is, the reflectance in a specific wavelength region can be increased by the refractive index of each layer, the film thickness of each layer, and the way of stacking each layer.
[ガスバリア性フィルムの層構成]
ガスバリア性フィルムは、基材上に高屈折率層と低屈折率層とを積層したユニットを少なくとも1つ含む。該ユニットは、基材の片面にのみ形成されていてもよいし、両面に形成されていてもよい。特定波長の反射率が向上することから、該ユニットが基材の両面に形成されてなることが好ましい。
[Layer structure of gas barrier film]
The gas barrier film includes at least one unit in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated on a base material. The unit may be formed only on one side of the substrate, or may be formed on both sides. Since the reflectance of a specific wavelength improves, it is preferable that this unit is formed on both surfaces of a base material.
ガスバリア性フィルムの紫外線反射率、可視光透過率は、JIS R5759に準拠した方法により求めることができる。 The ultraviolet reflectance and visible light transmittance of the gas barrier film can be determined by a method based on JIS R5759.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、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「質量部」あるいは「質量%」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "part by mass" or "mass%" is represented.
(実施例1〜3、比較例1)
〈基材上への中間層の形成〉
基材として、両面に易接着加工された厚さ125μmのポリエステルフィルムである極低熱収PET Q83(帝人デュポンフィルム株式会社製)を用いた。上記基材の一方の面に、感光性樹脂である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(JSR株式会社製)を、乾燥後の膜厚が4.0μmとなるように塗布した。得られた塗膜を高圧水銀ランプで照射し、硬化させることでブリードアウト防止層を形成した。なお、照射は、空気雰囲気下、照射エネルギー量1.0J/cm2で80℃、3分間行った。
(Examples 1 to 3, Comparative Example 1)
<Formation of intermediate layer on substrate>
As a base material, ultra-low heat yield PET Q83 (manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.), which is a polyester film having a thickness of 125 μm and easily bonded to both surfaces, was used. A UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR (registered trademark) Z7535 (manufactured by JSR Corporation), which is a photosensitive resin, is applied to one surface of the substrate so that the film thickness after drying becomes 4.0 μm It was applied to. The resulting coating film was irradiated with a high-pressure mercury lamp and cured to form a bleed-out prevention layer. Irradiation was performed at 80 ° C. for 3 minutes in an air atmosphere at an irradiation energy amount of 1.0 J / cm 2 .
上記基材の前記ブリードアウト防止層とは反対の面に、感光性樹脂である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) Z7501(JSR株式会社製)を、乾燥後の膜厚が4.0μmとなるように塗布した。得られた塗膜に高圧水銀灯を照射し、硬化させることで平滑層を形成した。なお、照射は、空気雰囲気下、照射エネルギー量1.0J/cm2で80℃、3分間行った。 On the surface opposite to the bleed-out prevention layer of the base material, a UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR (registered trademark) Z7501 (manufactured by JSR Corporation), which is a photosensitive resin, is dried. Was applied so as to be 4.0 μm. The resulting coating film was irradiated with a high-pressure mercury lamp and cured to form a smooth layer. Irradiation was performed at 80 ° C. for 3 minutes in an air atmosphere at an irradiation energy amount of 1.0 J / cm 2 .
このようにして得られた中間層(ブリードアウト防止層および平滑層)を有する基材1の平滑層について、10点平均表面粗さ(Rz)および中心線平均粗さ(Ra)を測定した。前記RzおよびRaは、JIS B 0601:2001で規定される方法に準拠して測定した。具体的には、装置としてAFM(原子間力顕微鏡)SPI3800N DFM(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用いて、1回の測定範囲を80μm×80μmと設定し、測定箇所を変えて3回測定を行った。その結果、Rzは20nmであり、Raは1nmであった。 The 10-point average surface roughness (Rz) and the centerline average roughness (Ra) were measured for the smooth layer of the substrate 1 having the intermediate layer (bleedout prevention layer and smooth layer) thus obtained. The Rz and Ra were measured according to the method defined in JIS B 0601: 2001. Specifically, using an AFM (Atomic Force Microscope) SPI3800N DFM (manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.) as an apparatus, the measurement range for one time is set to 80 μm × 80 μm, and the measurement location is changed three times. Measurements were made. As a result, Rz was 20 nm and Ra was 1 nm.
〈バリア層の形成〉
(ポリシラザン化合物を含有する溶液の調製)
20質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ(登録商標) NN120−20:AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)、1質量%のアミン触媒(N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)および19質量%パーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ(登録商標) NAX120−20:AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)を体積比4:1で混合し、塗布液を調製した。
<Formation of barrier layer>
(Preparation of solution containing polysilazane compound)
Dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (Aquamica (registered trademark) NN120-20: manufactured by AZ Electronic Materials), 1% by mass of amine catalyst (N, N, N ′, N′-tetramethyl) -1,6-diaminohexane) and a 19% by mass perhydropolysilazane dibutyl ether solution (AQUAMICA (registered trademark) NAX120-20: manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) is mixed at a volume ratio of 4: 1 to obtain a coating solution. Was prepared.
(塗膜の形成)
上記基材の平滑層上に、上記で調製したポリシラザン化合物を含有する溶液をジブチルエーテルで希釈し、スピンコーター(10s、3000rpm)を用いて、乾燥後の膜厚が250nmとなるように塗布し、100℃で2分間乾燥させて、塗膜を得た。乾燥は、水蒸気濃度300ppm程度の雰囲気下で行った。
(Formation of coating film)
On the smooth layer of the substrate, the solution containing the polysilazane compound prepared above is diluted with dibutyl ether and applied using a spin coater (10 s, 3000 rpm) so that the film thickness after drying is 250 nm. And dried at 100 ° C. for 2 minutes to obtain a coating film. Drying was performed in an atmosphere having a water vapor concentration of about 300 ppm.
(塗膜の改質処理)
上記塗膜に下記条件にて真空プラズマ処理を行いポリシラザンの改質を行った(バリア種1)。
真空プラズマ処理装置:ユーテック株式会社製
ガス:Ar、
ガス流量:55mL/min、
圧力:16Pa、
温度:30℃、
電極単位面積あたりの印加電力:1.4W/cm2、
周波数:13.56MHz、
処理時間:10min、
酸素濃度100ppm、
水蒸気濃度100ppm(25℃)。
(Coating film modification treatment)
The coating film was subjected to vacuum plasma treatment under the following conditions to modify polysilazane (barrier species 1).
Vacuum plasma processing apparatus: Utec Co., Ltd. gas: Ar,
Gas flow rate: 55 mL / min,
Pressure: 16Pa,
Temperature: 30 ° C
Applied power per unit electrode area: 1.4 W / cm 2
Frequency: 13.56 MHz,
Processing time: 10 min,
Oxygen concentration 100 ppm,
Water vapor concentration 100 ppm (25 ° C.).
〈紫外線反射膜の形成〉
バリア層が形成されていない側の基材上に下記の方法で紫外線反射膜を形成した。
<Formation of UV reflective film>
An ultraviolet reflective film was formed by the following method on the base material on which the barrier layer was not formed.
[塗布液の調製]
(低屈折率層用塗布液の調製)
10質量%のコロイダルシリカ(日産化学社製、スノーテックスOXS)水溶液680部と、4.0質量%のポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA103:平均重合度300)水溶液30部と、3.0質量%のホウ酸水溶液150部とを混合し、分散した。純水を加え、全体として1000部のコロイダルシリカ分散液を調製した。
[Preparation of coating solution]
(Preparation of coating solution for low refractive index layer)
680 parts of a 10% by mass colloidal silica (Nissan Chemical Co., Snowtex OXS) aqueous solution, 4.0 parts by mass of a 4.0% by mass aqueous polyvinyl alcohol (Kuraray Co., PVA103: average polymerization degree 300), 3.0 mass 150 parts of an aqueous boric acid solution of 150% were mixed and dispersed. Pure water was added to prepare 1000 parts of colloidal silica dispersion as a whole.
次いで、得られた低屈折率層用塗布液を45℃に加熱し、その中に4.0質量%のポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA235:平均重合度3500)水溶液605部と、4.0質量%のポリビニルアルコール(日本酢ビポバール社製、JP45:平均重合度4500)水溶液155部とを順次に、撹拌しながら、添加した。その後、1質量%のアニオン性界面活性剤(日油製ラピゾールA30)水溶液40部を添加し、低屈折率層用塗布液を調製した。 Next, the obtained coating solution for a low refractive index layer was heated to 45 ° C., and 605 parts of a 4.0% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., PVA235: average polymerization degree 3500) and 4.0 155 parts of an aqueous solution of mass% polyvinyl alcohol (manufactured by Nihon Vinegar Bipovar, JP45: average polymerization degree 4500) in water were sequentially added with stirring. Thereafter, 40 parts of an aqueous 1% by weight anionic surfactant (Nippon Rapisol A30) aqueous solution was added to prepare a coating solution for a low refractive index layer.
(高屈折率層用塗布液の調製)
コアシェル粒子のコアとするルチル型酸化チタンの調製
水中に、二酸化チタン水和物を懸濁させ、TiO2に換算した時の濃度が100g/Lになるように、二酸化チタンの水性懸濁液を調製した。10Lの該懸濁液に、30Lの水酸化ナトリウム水溶液(濃度10モル/L)を撹拌しながら加えた後、90℃に加熱し、5時間熟成させた。次いで、塩酸を用いて中和し、濾過後水を用いて洗浄した。
(Preparation of coating solution for high refractive index layer)
Preparation of Rutile Type Titanium Oxide as Core of Core-Shell Particles An aqueous suspension of titanium dioxide is prepared so that titanium dioxide hydrate is suspended in water and the concentration when converted to TiO 2 is 100 g / L. Prepared. To 10 L of the suspension, 30 L of an aqueous sodium hydroxide solution (concentration: 10 mol / L) was added with stirring, then heated to 90 ° C. and aged for 5 hours. Next, the mixture was neutralized with hydrochloric acid, washed with water after filtration.
なお、上記反応(処理)において、原料である二酸化チタン水和物は、公知の手法に従い、硫酸チタン水溶液を熱加水分解処理によって得られたものである。 In the above reaction (treatment), the raw material titanium dioxide hydrate is obtained by subjecting a titanium sulfate aqueous solution to thermal hydrolysis treatment according to a known technique.
純水中に、上記塩基処理したチタン化合物をTiO2に換算した時の濃度が20g/Lになるように、懸濁させた。その中に、TiO2量に対し0.4モル%のクエン酸を撹拌しながら加えた。その後、加熱し、混合ゾル液の温度が95℃になるところで、塩酸濃度が30g/Lになるように濃塩酸を加えた、液温を95℃に維持しながら、3時間撹拌させ、酸化チタンゾル液を調製した。 The base-treated titanium compound was suspended in pure water so that the concentration when converted to TiO 2 was 20 g / L. Therein, it was added with TiO 2 amount to stirring 0.4 mole% citric acid. After that, when the temperature of the mixed sol solution reaches 95 ° C., concentrated hydrochloric acid is added so that the hydrochloric acid concentration becomes 30 g / L. The mixture is stirred for 3 hours while maintaining the liquid temperature at 95 ° C. A liquid was prepared.
上記のように、得られた酸化チタンゾル液のpHおよびゼータ電位を測定したところ、pHは1.4であり、ゼータ電位は+40mVであった。また、マルバーン社製ゼータサイザーナノにより粒径測定を行ったところ、単分散度は16%であった。 As described above, when the pH and zeta potential of the obtained titanium oxide sol solution were measured, the pH was 1.4 and the zeta potential was +40 mV. Moreover, when the particle size was measured with a Zetasizer Nano manufactured by Malvern, the monodispersity was 16%.
さらに、酸化チタンゾル液を105℃で3時間乾燥させ、酸化チタンの粉体微粒子を得た。日本電子データム社製JDX−3530型)を用いて、該粉体微粒子をX線回折測定し、ルチル型の酸化チタン微粒子であることが確認された。また、該微粒子の体積平均粒径は10nmであった。 Further, the titanium oxide sol solution was dried at 105 ° C. for 3 hours to obtain titanium oxide powder fine particles. The powder fine particles were measured by X-ray diffraction using JEOL Datum Co., Ltd. JDX-3530 type) and confirmed to be rutile titanium oxide fine particles. The volume average particle diameter of the fine particles was 10 nm.
そして、純水4kgに、得られた体積平均粒径10nmのルチル型の酸化チタン微粒子を含む20.0質量%の酸化チタンゾル水系分散液を添加して、コア粒子となるゾル液を得た。 Then, 20.0% by mass of a titanium oxide sol aqueous dispersion containing rutile-type titanium oxide fine particles having a volume average particle diameter of 10 nm was added to 4 kg of pure water to obtain a sol solution serving as core particles.
シェル被覆によるコアシェル粒子の調製
2kgの純水に、10.0質量%の酸化チタンゾル水系分散液0.5kgを加え、90℃に加熱した。次いで、SiO2に換算した時の濃度が2.0質量%であるように調製したケイ酸水溶液1.3kgを徐々に添加し、オートクレーブ中、175℃で18時間加熱処理を行い、さらに濃縮して、コア粒子としてはルチル型構造を有する酸化チタンであり、被覆層としてはSiO2であるコアシェル粒子(平均粒径:10nm)のゾル液(固形分濃度20質量%)を得た。
Preparation of core-shell particles by shell coating To 2 kg of pure water, 0.5 kg of 10.0 mass% titanium oxide sol aqueous dispersion was added and heated to 90 ° C. Next, 1.3 kg of an aqueous silicic acid solution prepared so that the concentration when converted to SiO 2 is 2.0% by mass is gradually added, subjected to heat treatment at 175 ° C. for 18 hours in an autoclave, and further concentrated. Thus, a sol solution (solid content concentration of 20% by mass) of core-shell particles (average particle size: 10 nm), which is made of titanium oxide having a rutile structure as the core particles and SiO 2 as the coating layer, was obtained.
[紫外線反射膜の作製]
スライドホッパー型塗布装置を用い、低屈折率層用塗布液および高屈折率層用塗布液を40℃に保温しながら、上記中間層およびバリア層を形成した基材上に、それぞれ交互に、計2〜30層の同時重層塗布を行なった。
[Preparation of UV reflective film]
Using a slide hopper type coating apparatus, while keeping the coating solution for the low refractive index layer and the coating solution for the high refractive index layer at 40 ° C., the measurement was alternately performed on the substrate on which the intermediate layer and the barrier layer were formed. Two to thirty layers were simultaneously applied.
得られた低屈折率層用塗布液の乾燥膜厚62nm、高屈折率層用塗布液の乾燥膜厚46nmになるように60℃で、3分間で乾燥させた。 The obtained coating liquid for the low refractive index layer was dried at 60 ° C. for 3 minutes so that the dried film thickness was 62 nm and the dried coating film for the high refractive index layer was 46 nm.
[水蒸気透過率の測定方法]
真空蒸着装置JEE−400(日本電子株式会社製)を用い、透明導電膜を付ける前のガスバリア性フィルム試料の表面に、マスクを通して12mm×12mmのサイズで水分と反応して腐食する金属である金属カルシウム(粒状)を蒸着膜厚が80nmとなるように蒸着させた。その後、真空状態のままマスクを取り去り、シート片側全面に水蒸気不透過性の金属である金属アルミニウム(φ3〜5mm、粒状)を蒸着させて仮封止をした。次いで、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下に移した。前記仮封止した金属アルミニウム蒸着面に紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製)を介して厚さ0.2mmの石英ガラスを貼り合わせ、紫外線を照射して前記紫外線硬化樹脂を硬化させて本封止し、水蒸気バリア性評価試料を作製した。
[Method of measuring water vapor transmission rate]
Metal that is a metal that corrodes by reacting with moisture at a size of 12 mm x 12 mm through a mask on the surface of a gas barrier film sample before applying a transparent conductive film using a vacuum evaporation system JEE-400 (manufactured by JEOL Ltd.) Calcium (granular) was deposited so that the deposited film thickness was 80 nm. Thereafter, the mask was removed in a vacuum state, and metal aluminum (φ3 to 5 mm, granular), which is a water vapor-impermeable metal, was vapor-deposited on the entire surface of one side of the sheet and temporarily sealed. Next, the vacuum state was released, and it was quickly transferred to a dry nitrogen gas atmosphere. A quartz glass having a thickness of 0.2 mm is bonded to the temporarily sealed metal aluminum vapor deposition surface via an ultraviolet curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), and the ultraviolet curable resin is cured by irradiating ultraviolet rays. Sealed to prepare a water vapor barrier property evaluation sample.
得られた水蒸気バリア性評価試料を、恒温恒湿度オーブンYamato Humidic Chamber IG47Mを用いて、60℃、90%RHの高温高湿下で保存し、金属カルシウムの腐食を観察した。観察は、保存後6時間までは1時間ごと、24時間までは3時間ごと、48時間までは6時間ごと、それ以降は12時間ごとに行った。金属カルシウムの腐食面積が1%となるまでの時間を求め、下記式により水蒸気透過率を算出した。 The obtained water vapor barrier property evaluation sample was stored under high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH using a constant temperature and humidity oven Yamato Humidic Chamber IG47M, and corrosion of metallic calcium was observed. Observations were made every 1 hour up to 6 hours after storage, every 3 hours up to 24 hours, every 6 hours up to 48 hours, and every 12 hours thereafter. The time required for the corrosion area of the calcium metal to reach 1% was determined, and the water vapor transmission rate was calculated according to the following formula.
水蒸気透過率(g/m2/日)=0.029392/金属カルシウムの腐食面積が1%となった時間
[紫外線反射率、可視光透過率の測定方法]
分光光度計(U−4000型、(株)日立製作所製)を用い、ガスバリア性フィルムの280〜380nmの領域における透過率を測定し、その平均値を求め、これを紫外線透過率(%)とし、100%から引いた値を紫外線反射率として使用した。この値が高いほど紫外線外遮断性が高いことになる。
Water vapor transmission rate (g / m 2 /day)=0.029392/Time when corrosion area of metallic calcium became 1% [Measurement method of UV reflectance and visible light transmittance]
Using a spectrophotometer (U-4000 type, manufactured by Hitachi, Ltd.), the transmittance of the gas barrier film in the region of 280 to 380 nm was measured, the average value was obtained, and this was determined as the ultraviolet transmittance (%). The value subtracted from 100% was used as the ultraviolet reflectance. The higher this value is, the higher the ultraviolet blocking ability is.
また、380nmにおける透過率を測定し、可視光透過率(%)とした。 Moreover, the transmittance | permeability in 380 nm was measured and it was set as the visible light transmittance | permeability (%).
[クラック評価]
各ガスバリア性フィルムを、ディスクカッターDC−230(CADL社)を用いてB5サイズに断裁した後、断裁した各端部をルーペ観察し、四辺のクラックの総発生数を確認し、下記の基準に従ってクラックを評価した。
5:クラック発生が全く認められなかった
4:クラックの発生数が、1本以上、2本以下である
3:クラックの発生数が、3本以上、5本以下である
2:クラックの発生数が、6本以上、10本以下である
1:クラックの発生数が、11本以上である。
[Crack evaluation]
After cutting each gas barrier film to B5 size using a disk cutter DC-230 (CADL), each cut end was observed with a loupe, and the total number of cracks on the four sides was confirmed. Cracks were evaluated.
5: No cracks were observed 4: The number of cracks generated was 1 or more and 2 or less 3: The number of cracks generated was 3 or more and 5 or less 2: Number of cracks generated However, it is 6 or more and 10 or less. 1: The number of occurrence of cracks is 11 or more.
[密着性評価]
密着性評価は、JIS K5400にあるクロスカット(碁盤の目)法により、下記基準で評価した。
5:剥離マス数0〜5/100
4:剥離マス数6〜10/100
3:剥離マス数11〜30/100
2:剥離マス数31〜50/100
1:剥離マス数51以上/100
なお、実用上に耐えうるのはランク3以上である。
[Adhesion evaluation]
The adhesion was evaluated according to the following criteria by the cross-cut (cross-cut) method in JIS K5400.
5: Number of peeled mass 0-5 / 100
4: Peeling mass number 6 to 10/100
3: Peeling mass number 11-30 / 100
2: Number of peeled masses 31-50 / 100
1: Peeling mass number 51 or more / 100
Note that rank 3 or higher can withstand practical use.
(実施例4〜9、比較例3〜5)
上記ポリシラザンの塗膜の改質を真空プラズマの代わりに真空紫外線(株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200、波長172nm、ステージ温度100℃、積算光量3J/cm2、酸素濃度50ppm、水蒸気濃度45ppm)を照射して行った以外は実施例1と同様にしてバリア層を形成した(バリア種2)(サンプルNo.2〜10)。
(Examples 4-9, Comparative Examples 3-5)
Modification of the above-mentioned polysilazane coating film was carried out by using vacuum ultraviolet light instead of vacuum plasma (ex. Irradiator MODEL: MECL-M-1-200, wavelength 172 nm, stage temperature 100 ° C., integrated light amount 3 J / M, manufactured by M.D. A barrier layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the irradiation was performed with irradiation of cm 2 , oxygen concentration of 50 ppm, and water vapor concentration of 45 ppm (sample Nos. 2 to 10).
(比較例2)
[基材両面へのバリア層の形成]
基材として、両面に易接着加工された厚さ125μmのポリエステルフィルムである極低熱収PET Q83(帝人デュポンフィルム株式会社製)を用いた。
(Comparative Example 2)
[Formation of barrier layer on both sides of substrate]
As a base material, ultra-low heat yield PET Q83 (manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.), which is a polyester film having a thickness of 125 μm and easily bonded to both surfaces, was used.
上記基材の両面に、感光性樹脂である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) Z7501(JSR株式会社製)を、乾燥後の膜厚が4.0μmとなるように塗布した。得られた塗膜を高圧水銀ランプで照射し、硬化させることで平滑層を形成した。なお、照射は、空気雰囲気下、照射エネルギー量1.0J/cm2で80℃、3分間行った。 A UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR (registered trademark) Z7501 (manufactured by JSR Corporation), which is a photosensitive resin, is applied to both surfaces of the base material so that the film thickness after drying is 4.0 μm. did. The obtained coating film was irradiated with a high-pressure mercury lamp and cured to form a smooth layer. Irradiation was performed at 80 ° C. for 3 minutes in an air atmosphere at an irradiation energy amount of 1.0 J / cm 2 .
次に、実施例1と同様にして上記基材の両面にポリシラザン塗膜を形成し、実施例4と同様に真空紫外光により改質した。 Next, a polysilazane coating film was formed on both surfaces of the substrate in the same manner as in Example 1, and modified with vacuum ultraviolet light in the same manner as in Example 4.
この両面の上に、実施例4のバリア層を同様の方法で作成した。さらに、基材の片面に紫外線反射膜を実施例1と同様に作製した(サンプルNo.1)。
(比較例6、7)
[UVカット層の形成]
(比較例6)
上記バリア層の片面上に、東洋インキ株式会社製 UV硬化型ハードコート剤 リオジュラスTYT65−01(TiO2)を塗布、乾燥後の(平均)膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、乾燥条件;80℃、1分で乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件;200mJ/cm2にて硬化を行い、UVカット層を形成した(サンプル11)。
On this both surfaces, the barrier layer of Example 4 was formed in the same manner. Further, an ultraviolet reflecting film was prepared on one side of the substrate in the same manner as in Example 1 (Sample No. 1).
(Comparative Examples 6 and 7)
[Formation of UV cut layer]
(Comparative Example 6)
On one side of the barrier layer, after applying Toyo Ink Co., Ltd. UV curable hard coat agent Rio Durast TYT65-01 (TiO 2 ) and applying with a wire bar so that the (average) film thickness after drying is 4 μm After drying at 80 ° C. for 1 minute, using a high-pressure mercury lamp, curing conditions: Curing was performed at 200 mJ / cm 2 to form a UV cut layer (Sample 11).
(比較例7)
試料11のUVカット層の使用したUV硬化型ハードコート剤 リオジュラスTYT65−01(TiO2)の代わりに株式会社ADEKA製 アデカスタブLA−32(紫外線吸収剤)を中国塗料株式会社製 オーレックスNo.349(アクリル系樹脂バインダー)に20質量%になるように溶解した液を使用した以外は、比較例5同様の方法で形成した(サンプル12)。
(Comparative Example 7)
UV curing type hard coating agent using UV cut layer of Sample 11 Adeka Stub LA-32 (ultraviolet absorber) manufactured by ADEKA Co., Ltd. instead of Rio Duras TYT65-01 (TiO 2 ) The sample was formed in the same manner as in Comparative Example 5 except that a solution dissolved in 349 (acrylic resin binder) to 20% by mass was used (Sample 12).
11・・・ガスバリア性フィルム、
12・・・基材、
13・・・バリア層、
14・・・紫外線反射膜、
15・・・高屈折率層、
16・・・低屈折率層、
31・・・製造装置、
32・・・送り出しローラー、
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、
45・・・・巻取りローラー、
101・・・プラズマCVD装置、
102・・・真空槽、
103・・・カソード電極、
105・・・サセプタ、
106・・・熱媒体循環系、
107・・・真空排気系、
108・・・ガス導入系、
109・・・高周波電源、
110・・・基板、
160・・・加熱冷却装置。
11 ... Gas barrier film,
12 ... base material,
13 ... Barrier layer,
14 ... UV reflective film,
15 ... high refractive index layer,
16 ... low refractive index layer,
31 ... Manufacturing equipment,
32 ... Delivery roller,
33, 34, 35, 36 ... transport rollers,
39, 40 ... film forming roller,
41... Gas supply pipe,
42... Power source for generating plasma,
43, 44 ... Magnetic field generator,
45 .. Winding roller,
101 ... Plasma CVD apparatus,
102 ... Vacuum tank,
103 ... cathode electrode,
105 ... susceptor,
106 ... heat medium circulation system,
107 ... vacuum exhaust system,
108 ... gas introduction system,
109 ... high frequency power supply,
110... Substrate
160: Heating and cooling device.
Claims (6)
第1の金属酸化物粒子を含む高屈折率層と、
水溶性バインダー樹脂および第2の金属酸化物粒子を含む低屈折率層と、
を交互に積層して形成された紫外線反射膜をさらに含み、
前記高屈折率層の平均厚さdHと、前記低屈折率層の平均厚さdLとの関係が、下記式(1)および(2)を満たし:
5nm<|dH−dL|<40nm 式(1)
100nm<|dH+dL|<150nm 式(2)
下記条件を満たすことを特徴とするガスバリア性フィルム:
i)280nm〜380nmの波長を有する光の反射率が20%以上である;
ii)380nmの波長を有する光の透過率が80%以上である。 A gas barrier film comprising: a base material; and a barrier layer formed by applying a solution containing a polysilazane compound on at least one surface of the base material,
A high refractive index layer comprising first metal oxide particles;
A low refractive index layer comprising a water-soluble binder resin and second metal oxide particles;
Further including an ultraviolet reflective film formed by alternately laminating,
The relationship between the average thickness dH of the high refractive index layer and the average thickness dL of the low refractive index layer satisfies the following expressions (1) and (2):
5 nm <| dH-dL | <40 nm Formula (1)
100 nm <| dH + dL | <150 nm Formula (2)
Gas barrier film characterized by satisfying the following conditions:
i) The reflectance of light having a wavelength of 280 nm to 380 nm is 20% or more;
ii) The transmittance of light having a wavelength of 380 nm is 80% or more.
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