JP6061820B2 - Functional film and method for producing functional film - Google Patents

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Description

本発明は、支持体の上に有機層と無機層とを交互に形成してなる機能性フィルム、および、この機能性フィルムの製造方法に関する。   The present invention relates to a functional film formed by alternately forming an organic layer and an inorganic layer on a support, and a method for producing the functional film.

光学素子、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの表示装置、各種の半導体装置、太陽電池等の各種装置において防湿性が必要な部位や部品、食品や電子部品等を包装する包装材料などガスバリアフィルムが利用されている。
ガスバリアフィルムは、一般的に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等のプラスチックフィルムを支持体(基板)として、その上に、ガスバリア性を発現する膜(以下、ガスバリア膜とも言う)を成膜してなる構成を有する。また、ガスバリアフィルムに用いられるガスバリア膜としては、例えば、窒化ケイ素、酸化珪素、酸化アルミニウム等の各種の無機化合物からなる膜が知られている。
Gas barrier films such as optical elements, display devices such as liquid crystal displays and organic EL displays, various semiconductor devices, parts and components that require moisture resistance in various devices such as solar cells, and packaging materials for packaging food and electronic components Has been.
A gas barrier film is generally formed by forming a film (hereinafter also referred to as a gas barrier film) that exhibits gas barrier properties on a plastic film such as a polyethylene terephthalate (PET) film as a support (substrate). It has a configuration. Moreover, as a gas barrier film used for a gas barrier film, for example, films made of various inorganic compounds such as silicon nitride, silicon oxide, and aluminum oxide are known.

このようなガスバリアフィルムにおいて、より高いガスバリア性能が得られる構成として、支持体の上に、有機化合物からなる有機層(有機化合物層)と、無機化合物からなる無機層(無機化合物層)とを交互に積層した積層構造を有する、有機/無機積層型のガスバリアフィルムが知られている。   In such a gas barrier film, an organic layer made of an organic compound (organic compound layer) and an inorganic layer made of an inorganic compound (inorganic compound layer) are alternately arranged on a support as a structure that can provide higher gas barrier performance. An organic / inorganic laminated type gas barrier film having a laminated structure laminated on is known.

有機/無機積層型のガスバリアフィルムにおいて、主にガスバリア性を発現するのは無機層である。有機/無機積層型のガスバリアフィルムでは、下地となる有機層の上に無機層を形成することにより、有機層によって無機層の形成面を平滑化して、良好な平滑性を有する有機層の上に無機層を形成することにより、ヒビや割れ等のない均一な無機層を形成して、優れたガスバリア性能を得ている。
また、有機/無機積層型のガスバリアフィルムでは、下地となる有機層と無機層の組み合わせを、複数、有することにより、より優れたガスバリア性能を得られることも、知られている。
In the organic / inorganic laminated gas barrier film, it is the inorganic layer that mainly exhibits gas barrier properties. In an organic / inorganic laminated type gas barrier film, an inorganic layer is formed on an organic layer as a base, thereby smoothing the surface on which the inorganic layer is formed by the organic layer, and on an organic layer having good smoothness. By forming the inorganic layer, a uniform inorganic layer free from cracks and cracks is formed, and excellent gas barrier performance is obtained.
It is also known that an organic / inorganic laminated type gas barrier film can obtain more excellent gas barrier performance by having a plurality of combinations of an organic layer and an inorganic layer as a base.

ここで、有機/無機積層型のガスバリアフィルムでは、層間の密着性、特に、無機層の上に形成する有機層の密着性を確保するのが困難である。
すなわち、ガスバリア性を発現する無機層は、緻密な結晶構造を有する。そのため、無機層の上に形成される有機層は、易接着層のように層内に浸透して、アンカリング効果を得ることができず、十分な密着性を確保できない。
Here, in the organic / inorganic laminated type gas barrier film, it is difficult to ensure adhesion between layers, in particular, adhesion of an organic layer formed on the inorganic layer.
That is, the inorganic layer that exhibits gas barrier properties has a dense crystal structure. Therefore, the organic layer formed on the inorganic layer penetrates into the layer like the easy-adhesion layer, cannot obtain the anchoring effect, and cannot secure sufficient adhesion.

そのため、有機/無機積層型のガスバリアフィルムにおいては、無機層の上に有機層を形成する際に、有機層にシランカップリング剤を含有させて、有機層の密着性を確保することが知られている。
周知のように、シランカップリング剤は、分子内に有機材料および無機材料と結合する官能基を有する化合物である。有機/無機積層型のガスバリアフィルムにおいては、シランカップリング剤は、例えば、無機層とは、シラノール化によってSi−O−Siの結合を形成し、また、アクリル基等の有機層を形成する有機材料(樹脂材料)と結合し易い官能基を有することで、無機層上の有機層の密着性を確保する。
Therefore, in organic / inorganic laminated gas barrier films, it is known that when an organic layer is formed on an inorganic layer, the organic layer contains a silane coupling agent to ensure the adhesion of the organic layer. ing.
As is well known, a silane coupling agent is a compound having a functional group that binds to an organic material and an inorganic material in the molecule. In the organic / inorganic laminated type gas barrier film, the silane coupling agent is, for example, an organic layer that forms an Si—O—Si bond by silanolation and an organic layer such as an acrylic group. By having a functional group that is easily bonded to a material (resin material), the adhesion of the organic layer on the inorganic layer is ensured.

具体的には、特許文献1には有機/無機積層型のガスバリアフィルムにおいて、無機層上の有機層が、有機溶剤と、有機層となる有機化合物と、シランカップリング剤とを有し、かつ、pH調整剤を有さない塗料から形成されたものであり、さらに、有機層の形成工程において、有機溶剤やシランカップリング剤に起因する副生成物等よりも高温の加熱を行うガスバリアフィルムの製造方法が記載されている。
また、特許文献2には、有機/無機積層型のガスバリアフィルムにおいて、有機層が、下記の一般式で示されるシランカップリング剤を有するガスバリアフィルムが記載されている。
(R1,R2,R3)Si−NH−Si(R4,R5,R6
(上記式において、R1〜R6は、それぞれ、置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基である。但し、R1〜R6の少なくとも1つは、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む。)
Specifically, in Patent Document 1, in an organic / inorganic laminated gas barrier film, the organic layer on the inorganic layer has an organic solvent, an organic compound that becomes the organic layer, and a silane coupling agent, and The gas barrier film is formed from a paint that does not have a pH adjuster, and further heats at a higher temperature than the by-product caused by the organic solvent or the silane coupling agent in the step of forming the organic layer. A manufacturing method is described.
Patent Document 2 describes a gas barrier film in which an organic layer has a silane coupling agent represented by the following general formula in an organic / inorganic laminate type gas barrier film.
(R 1, R 2, R 3) Si-NH-Si (R 4, R 5, R 6)
(In the above formula, R 1 to R 6 are each a substituted or unsubstituted alkyl group or an aryl group, provided that at least one of R 1 to R 6 is a radically polymerizable carbon-carbon double bond. including.)

特開2013−31794号公報JP 2013-31794 A 特開2013−43382号公報JP2013-43382A

特許文献1や2に示されるガスバリアフィルムによれば、有機層の密着性に優れ、かつ、高いガスバリア性を有するガスバリアフィルムを得ることができる。
しかしながら、近年では、有機/無機積層型のガスバリアフィルムに対する要求は、益々、厳しくなっており、用途や要求される性能によっては、これらの有機層にシランカップリング剤を用いたガスバリアフィルムであっても、有機層の密着性やガスバリア性のいずれか、あるいは両方が不十分な場合も有る。
According to the gas barrier film shown in Patent Documents 1 and 2, it is possible to obtain a gas barrier film that is excellent in the adhesion of the organic layer and has high gas barrier properties.
However, in recent years, the demand for organic / inorganic laminated type gas barrier films has become increasingly severe, and depending on the application and required performance, gas barrier films using a silane coupling agent in these organic layers can be used. However, there are cases where either or both of the adhesion and gas barrier properties of the organic layer are insufficient.

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、ガスバリアフィルム等の有機/無機積層型の機能性フィルムにおいて、無機層の上の有機層の優れた密着性と、高いガスバリア性等の優れた性能とを両立して得ることができる機能性フィルム、および、この機能性フィルムの製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and in an organic / inorganic laminated functional film such as a gas barrier film, excellent adhesion of an organic layer on an inorganic layer, An object of the present invention is to provide a functional film that can be obtained with excellent performance such as high gas barrier properties and a method for producing the functional film.

上記課題を解決するために、本発明の機能性フィルムは、支持体と、この支持体の上に交互に形成された有機層および無機層とを有する機能性フィルムであって、
無機層の上に形成された有機層を、少なくとも1層有し、かつ、この無機層の上に形成された有機層が、下記の一般式[I]で示されるシランカップリング剤を含有することを特徴とする機能性フィルムを提供する。
(R13−Si−R2−Si−(R13 ・・・ 一般式[I]
(一般式[I]において、R1は、置換基を有してもよいアルコキシ基であり、R2は、直鎖の炭素数が2〜10の置換基を有してもよい直鎖のアルキレン基である。また、各R1は、互いに同じでも異なってもよい。)
In order to solve the above problems, the functional film of the present invention is a functional film having a support and organic layers and inorganic layers alternately formed on the support,
It has at least one organic layer formed on the inorganic layer, and the organic layer formed on the inorganic layer contains a silane coupling agent represented by the following general formula [I] A functional film is provided.
(R 1) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1) 3 ··· general formula [I]
(In the general formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, and R 2 is a linear group which may have a linear substituent having 2 to 10 carbon atoms. An alkylene group, and each R 1 may be the same as or different from each other.)

このような本発明の機能性フィルムにおいて、一般式[I]において、R1が−OCH3および−OCH2CH3から選択される1以上であるのが好ましい。
また、一般式[I]において、R1が置換基を有さないのが好ましい。
また、一般式[I]において、R2が置換基を有さないのが好ましい。
また、無機層の上の有機層が、2官能以上の(メタ)アクリレートからなる樹脂を主成分とするものであり、かつ、シランカップリング剤の含有量が1〜25質量%であるのが好ましい。
また、有機層となる有機化合物のガラス転移温度が、シランカップリング剤に起因する副生成物の沸点もしくは有機層の形成に用いる有機溶剤の沸点よりも高温であるのが好ましい。
また、無機層の上の有機層の厚さが5μm以下であるのが好ましい。
また、無機層が窒化ケイ素からなるものであり、その表面に−OH基および−O基の少なくとも一方が導入されるのが好ましい。
さらに、無機層の密度が2〜2.4g/cm3であるのが好ましい。
In such a functional film of the present invention, in general formula [I], R 1 is preferably at least one selected from —OCH 3 and —OCH 2 CH 3 .
In the general formula [I], R 1 preferably has no substituent.
In the general formula [I], R 2 preferably has no substituent.
Further, the organic layer on the inorganic layer is mainly composed of a resin composed of bifunctional or higher (meth) acrylate, and the content of the silane coupling agent is 1 to 25% by mass. preferable.
Moreover, it is preferable that the glass transition temperature of the organic compound used as an organic layer is higher than the boiling point of the by-product resulting from a silane coupling agent, or the boiling point of the organic solvent used for formation of an organic layer.
Moreover, it is preferable that the thickness of the organic layer on an inorganic layer is 5 micrometers or less.
Further, it is preferable that the inorganic layer is made of silicon nitride, and at least one of —OH group and —O group is introduced into the surface thereof.
Furthermore, the density of the inorganic layer is preferably 2 to 2.4 g / cm 3 .

また、本発明の機能性フィルムの製造方法は、支持体の上に、有機層と無機層とを交互に形成してなる機能性フィルムを製造するに際し、
少なくとも1回、無機層の上に有機層を形成し、かつ、
無機層の上に有機層を形成する際には、少なくとも、有機溶剤、有機層となる有機化合物、および下記の一般式[I]で示されるシランカップリング剤を含有する塗料を塗布する塗布工程、
(R13−Si−R2−Si−(R13 ・・・ 一般式[I]
(一般式[I]において、R1は、置換基を有してもよいアルコキシ基であり、R2は、直鎖の炭素数が2〜10の置換基を有してもよい直鎖のアルキレン基である。また、各R1は、互いに同じでも異なってもよい。)
シランカップリング剤に起因する副生成物と有機溶剤との共沸点よりも高温、もしくは、副生成物の沸点と有機溶剤の沸点の高い方よりも高温で塗料を乾燥する乾燥工程、
および、乾燥した塗料を光照射によって硬化する硬化工程を行うことを特徴とする機能性フィルムの製造方法を提供する。
In addition, the method for producing a functional film of the present invention, when producing a functional film formed by alternately forming an organic layer and an inorganic layer on a support,
Forming an organic layer on the inorganic layer at least once, and
When forming the organic layer on the inorganic layer, an application step of applying at least an organic solvent, an organic compound to be the organic layer, and a paint containing a silane coupling agent represented by the following general formula [I] ,
(R 1) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1) 3 ··· general formula [I]
(In the general formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, and R 2 is a linear group which may have a linear substituent having 2 to 10 carbon atoms. An alkylene group, and each R 1 may be the same as or different from each other.)
A drying step in which the paint is dried at a temperature higher than the azeotropic point of the by-product and the organic solvent due to the silane coupling agent, or higher than the boiling point of the by-product and the higher boiling point of the organic solvent,
And the manufacturing method of the functional film characterized by performing the hardening process which hardens the dried coating material by light irradiation is provided.

このような本発明の機能性フィルムの製造方法において、長尺な支持体を用い、この支持体を長手方向に搬送しつつ、有機層および無機層の形成を行うのが好ましい。   In such a method for producing a functional film of the present invention, it is preferable to use a long support and form the organic layer and the inorganic layer while transporting the support in the longitudinal direction.

上記構成を有する本発明によれば、有機層と無機層とを交互に積層してなる、有機/無機積層型の機能性フィルムにおいて、無機層の上の有機層の高い密着性と、優れたガスバリア性等の高い性能とを、両立して得ることができる。   According to the present invention having the above-described configuration, in an organic / inorganic laminated functional film formed by alternately laminating an organic layer and an inorganic layer, high adhesion of the organic layer on the inorganic layer and excellent High performance such as gas barrier properties can be obtained at the same time.

(A)〜(D)は、本発明の機能性フィルムの一例を概念的に示す図である。(A)-(D) are figures which show notionally an example of the functional film of this invention. 本発明の機能性フィルムの製造方法を実施する製造装置の一例を概念的に示す図で、(A)は有機層の形成装置、(B)は無機層の形成装置である。It is a figure which shows notionally an example of the manufacturing apparatus which enforces the manufacturing method of the functional film of this invention, (A) is a formation apparatus of an organic layer, (B) is a formation apparatus of an inorganic layer.

以下、本発明の機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。   Hereinafter, the functional film of the present invention and the method for producing the functional film will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

本発明の機能性フィルムは、基本的に、支持体の上に、有機層と無機層とを交互に形成してなる、有機/無機積層型の機能性フィルムである。
また、少なくとも1層は、無機層の上に形成された有機層を有し、かつ、この無機層の上に形成された有機層は、一般式[I]で示されるシランカップリング剤を含有する。
The functional film of the present invention is basically an organic / inorganic laminated functional film in which organic layers and inorganic layers are alternately formed on a support.
Further, at least one layer has an organic layer formed on the inorganic layer, and the organic layer formed on the inorganic layer contains a silane coupling agent represented by the general formula [I] To do.

図1(A)に、本発明の機能性フィルムを利用するガスバリアフィルムの一例を概念的に示す。   FIG. 1A conceptually shows an example of a gas barrier film using the functional film of the present invention.

なお、本発明の機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法は、ガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法に限定はされない。すなわち、本発明は、光学フィルタや光反射防止フィルムなどの各種の光学フィルム等、目的とする機能を発現する公知の各種の機能性フィルムに利用可能である。しかしながら、後述するが、本発明によれば、有機層内に生成されるシランカップリング剤の自己縮合物等に起因する物質による悪影響を大幅に低減して、無機層の上に高い密着性で有機層を形成し、その上に、緻密な無機層を形成できるので、無機膜の緻密さが性能に大きく寄与するガスバリアフィルムには、好適に利用される。   In addition, the manufacturing method of the functional film and functional film of this invention is not limited to the manufacturing method of a gas barrier film and a gas barrier film. That is, the present invention can be used for various known functional films that express the intended function, such as various optical films such as an optical filter and a light reflection preventing film. However, as will be described later, according to the present invention, the adverse effect due to the substance caused by the self-condensate of the silane coupling agent produced in the organic layer is greatly reduced, and high adhesion on the inorganic layer is achieved. Since an organic layer can be formed and a dense inorganic layer can be formed thereon, it is suitably used for a gas barrier film in which the denseness of the inorganic film greatly contributes to performance.

図1(A)に示すガスバリアフィルム10aは、支持体Zの上(表面/主面)に有機層12aを有し、この有機層12aの上に無機層14を有し、この無機層14の上に、2層目の有機層12bを有し、2層目の有機層12bの上に2層目の無機層14を有し、さらに、この2層目の無機層14の上に、3層目の有機層12bを有するものである。
すなわち、2層目および3層目の有機層12bは、無機層14の上に形成される有機層であって、前述のように、一般式[I]で示される所定のシランカップリング剤を含有するものである。
なお、図1(A)(同じく図1(B)〜図1(D))においては、構成を明確に示すために、無機層14のみハッチを入れている。
The gas barrier film 10a shown in FIG. 1 (A) has an organic layer 12a on the support Z (surface / main surface), an inorganic layer 14 on the organic layer 12a, The second organic layer 12b is provided on the second organic layer 12b. The second inorganic layer 14 is provided on the second organic layer 12b. It has the organic layer 12b of the layer.
That is, the second and third organic layers 12b are organic layers formed on the inorganic layer 14, and as described above, the predetermined silane coupling agent represented by the general formula [I] is applied. It contains.
In FIG. 1A (also FIGS. 1B to 1D), only the inorganic layer 14 is hatched to clearly show the configuration.

なお、本発明のガスバリアフィルム(機能性フィルム)は、図示例のような、1層の有機層12a、2層の有機層12bおよび2層の無機層14の、有機層と無機層とを交互に、計5層、積層した構成に限定はされない。
すなわち、本発明のガスバリアフィルムは、有機層と無機層とを交互に有し、かつ、無機層の上に形成された有機層を1層以上有するものであれば、各種の層構成のものが利用可能である。
In addition, the gas barrier film (functional film) of the present invention has an organic layer and an inorganic layer alternately of one organic layer 12a, two organic layers 12b, and two inorganic layers 14, as shown in the illustrated example. In addition, there is no limitation to the configuration in which a total of five layers are stacked.
That is, the gas barrier film of the present invention has various layer configurations as long as it has organic layers and inorganic layers alternately and has one or more organic layers formed on the inorganic layer. Is available.

例えば、図1(B)に示すような、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aの表面に、さらに、3層目の無機層14を有し、その上に、4層目の有機層12bを有する、交互に形成された有機層と無機層とを合計で7層有する、ガスバリアフィルム10bも、好適に例示される。
本発明のガスバリアフィルムにおいては、基本的に、下地となる有機層と、有機層の上に形成される無機層との組み合わせが多い程、優れたガスバリア性を発現する。また、図1(A)に示すガスバリアフィルム10a等も同様であるが、最上層に有機層12bを有することにより、この有機層12bが保護層として作用するため、無機層14の損傷に起因するガスバリア性の低下を、好適に防止できる。
For example, as shown in FIG. 1B, a third inorganic layer 14 is further provided on the surface of the gas barrier film 10a shown in FIG. 1A, and a fourth organic layer 12b is formed thereon. A gas barrier film 10b having a total of seven organic layers and inorganic layers, which are alternately formed, is also preferably exemplified.
In the gas barrier film of the present invention, basically, the more the combination of the organic layer serving as the base and the inorganic layer formed on the organic layer, the better the gas barrier property. The same applies to the gas barrier film 10a and the like shown in FIG. 1A. However, since the organic layer 12b functions as a protective layer by having the organic layer 12b as the uppermost layer, the inorganic layer 14 is damaged. A decrease in gas barrier properties can be suitably prevented.

あるいは、図1(C)に示す、支持体Zの上に無機層14を有し、その上に有機層12bを有し、その上に2層目の無機層14を有し、その上に、最上層の有機層12bを有するガスバリアフィルム10cのように、支持体Zの上に無機層14を有して、その上に有機層と無機層とを交互に有する構成でもよい。すなわち、この構成の場合には、全ての有機層が無機層14の上に形成される有機層12bとなる。
有機層12aおよび12bは、一般的に、有機層となるモノマー等の有機化合物を有機溶剤に溶解した塗料を用いる塗布法で形成する。図1(C)に示すように、支持体Zの上に無機層14を有し、その上に有機層12bおよび無機層14を交互に形成することにより、シクロオレフィンコポリマー等の、光学特性に優れるが、有機溶剤によって溶解や変質が生じ易い材料からなる支持体Zを用いた際に、有機溶剤に起因する支持体Zの光学特性の劣化を防止できる。
Alternatively, as shown in FIG. 1 (C), an inorganic layer 14 is provided on a support Z, an organic layer 12b is provided thereon, a second inorganic layer 14 is provided thereon, and a second inorganic layer 14 is provided thereon. As in the gas barrier film 10c having the uppermost organic layer 12b, the inorganic layer 14 may be provided on the support Z, and the organic layer and the inorganic layer may be alternately provided thereon. That is, in the case of this configuration, all the organic layers become the organic layer 12b formed on the inorganic layer 14.
The organic layers 12a and 12b are generally formed by a coating method using a paint in which an organic compound such as a monomer to be an organic layer is dissolved in an organic solvent. As shown in FIG. 1 (C), by having the inorganic layer 14 on the support Z and alternately forming the organic layer 12b and the inorganic layer 14 thereon, the optical properties such as cycloolefin copolymer can be improved. Although excellent, when the support Z made of a material that is easily dissolved or altered by an organic solvent is used, it is possible to prevent deterioration of the optical properties of the support Z due to the organic solvent.

さらに、図1(D)に示す、支持体Zの上に有機層12aを有し、その上に無機層14を有し、その上に、2層目の有機層12bを有し、その上に2層目の無機層14を有するするガスバリアフィルム10dのように、最上層が無機層14である構成でもよい。
このように、最上層を無機層14とすることにより、本発明のガスバリアフィルムを有機ELデバイス(OLEDデバイス)等に用いた際に、有機層12bからのアウトガスによる悪影響を、より好適に防止して、ダークスポットの生成などの有機ELデバイスの劣化を、より確実に防止できる。
Furthermore, as shown in FIG. 1 (D), an organic layer 12a is provided on a support Z, an inorganic layer 14 is provided thereon, a second organic layer 12b is provided thereon, and Alternatively, the uppermost layer may be the inorganic layer 14 as in the gas barrier film 10 d having the second inorganic layer 14.
Thus, by using the inorganic layer 14 as the uppermost layer, when the gas barrier film of the present invention is used for an organic EL device (OLED device) or the like, the adverse effect due to the outgas from the organic layer 12b is more preferably prevented. Thus, deterioration of the organic EL device such as generation of dark spots can be prevented more reliably.

本発明において、支持体(基板/基材)Zには、特に限定はなく、ガスバリアフィルムの支持体として利用されている、公知のシート状物が、各種、利用可能である。
好ましくは、後述するロール・ツー・ロールでの有機層および無機層の形成が可能なように、長尺なシート状の支持体Z(ウエブ状の支持体Z)が利用される。
In the present invention, the support (substrate / base material) Z is not particularly limited, and various known sheet-like materials used as a support for a gas barrier film can be used.
Preferably, a long sheet-like support Z (web-like support Z) is used so that an organic layer and an inorganic layer can be formed by roll-to-roll described later.

支持体Zとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー(COC)、トリアセチルセルロース(TAC)、透明ポリイミドなどの、各種のプラスチック(高分子材料)からなるプラスチックフィルムが、好適に例示される。
また、支持体Zは、このようなプラスチックフィルムの表面に、保護層、接着層、光反射層、反射防止層、遮光層、平坦化層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層(膜)が形成されているものであってもよい。
As the support Z, specifically, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide, polyacrylate, polymethacrylate, polycarbonate Preferred examples include plastic films made of various plastics (polymer materials) such as (PC), cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), triacetylcellulose (TAC), and transparent polyimide.
The support Z has various functions such as a protective layer, an adhesive layer, a light reflection layer, an antireflection layer, a light shielding layer, a planarization layer, a buffer layer, and a stress relaxation layer on the surface of such a plastic film. The layer (film | membrane) for obtaining may be formed.

ガスバリアフィルム10aにおいて、有機層12aおよび12bは、有機化合物からなる層(有機化合物を主成分とする層(膜))であって、有機層となる有機化合物(モノマー、ダイマー、トリマー、および、オリゴマー等の1以上)を、重合(架橋)して硬化したものである。
本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、支持体Zの表面など、無機層14の下層として形成される有機層12aおよび12bは、基本的に、ガスバリア性(目的とする機能)を発現する無機層14の下地層として作用する。有機層12aおよび12bを下地層として、無機層14を形成することにより、無機層14の形成面を平滑化して、ヒビや割れ、非形成部等の空隙の無い(空隙を大幅に低減した)、均一な無機層14を形成して、高いガスバリア性能を発現するガスバリアフィルムを、安定して製造できる。
In the gas barrier film 10a, the organic layers 12a and 12b are layers made of an organic compound (a layer (film) containing an organic compound as a main component), and the organic compounds (monomer, dimer, trimer, and oligomer) that become the organic layer 1 or more) is polymerized (crosslinked) and cured.
In the gas barrier film 10a of the present invention, the organic layers 12a and 12b formed as the lower layer of the inorganic layer 14, such as the surface of the support Z, basically have a gas barrier property (target function). Acts as an underlayer. By forming the inorganic layer 14 using the organic layers 12a and 12b as the underlayer, the surface on which the inorganic layer 14 is formed is smoothed, and there are no voids such as cracks, cracks, or non-formed portions (the voids are greatly reduced). The gas barrier film which forms the uniform inorganic layer 14 and expresses high gas barrier performance can be manufactured stably.

また、前述のように、最上層の有機層12bは、保護層として作用するものであり、この最上層の有機層12bを有することにより、無機層14の損傷等によるガスバリア性の劣化等を、防止できる。
なお、本発明のガスバリアフィルムにおいては、支持体Zの表面に有機層12aでは無く無機層14を形成してもよく、また、最上層が無機層14であってもよいのは、前述の通りである。
Further, as described above, the uppermost organic layer 12b functions as a protective layer, and by having the uppermost organic layer 12b, deterioration of gas barrier properties due to damage of the inorganic layer 14 and the like can be achieved. Can be prevented.
In the gas barrier film of the present invention, not the organic layer 12a but the inorganic layer 14 may be formed on the surface of the support Z, and the top layer may be the inorganic layer 14 as described above. It is.

本発明の製造方法において、支持体Zの表面に形成される有機層12aおよび12bの形成材料には、特に、限定はなく、公知の有機化合物(樹脂/高分子材料)が、各種、利用可能である。
具体的には、ポリエステル、アクリル樹脂、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、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他の有機珪素化合物の膜が好適に例示される。
In the production method of the present invention, the material for forming the organic layers 12a and 12b formed on the surface of the support Z is not particularly limited, and various known organic compounds (resin / polymer materials) can be used. It is.
Specifically, polyester, acrylic resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, cellulose acylate, polyurethane, poly Ether ether ketone, polycarbonate, alicyclic polyolefin, polyarylate, polyethersulfone, polysulfone, fluorene ring modified polycarbonate, alicyclic modified polycarbonate, fluorene ring modified polyester, acryloyl compound, thermoplastic resin, or polysiloxane, etc. An organic silicon compound film is preferably exemplified.

中でも、無機層14の形成面を平坦にして、その機能を十分に発現できる、耐熱性に優れる等の点で、ラジカル重合性化合物および/またはエーテル基を官能基に有するカチオン重合性化合物の重合物から構成された有機層12aおよび12bは、好適である。   In particular, polymerization of a radically polymerizable compound and / or a cationically polymerizable compound having an ether group as a functional group from the viewpoints of flattening the formation surface of the inorganic layer 14 and sufficiently exhibiting its function and excellent heat resistance. Organic layers 12a and 12b made of a material are suitable.

中でも、強度や光学特性にも優れる等の点で、アクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂やメタクリル樹脂などは、有機層12aおよび12bとして好適に利用される。
その中でも特に、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(DPGDA)、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート(A−NOD−N)、1,6ヘキサンジオールジアクリレート(A−HD−N)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(TMPTA)、(変性)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(DPHA)などの、2官能以上のアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマー等の重合体を主成分とする、アクリル樹脂やメタクリル樹脂は、好適に例示される。また、これらのアクリル樹脂やメタクリル樹脂を、複数、用いるのも好ましい。
Among these, acrylic resins and methacrylic resins mainly composed of a polymer of acrylate and / or methacrylate monomers are suitably used as the organic layers 12a and 12b in that they are excellent in strength and optical characteristics.
Among them, in particular, dipropylene glycol di (meth) acrylate (DPGDA), 1,9-nonanediol di (meth) acrylate (A-NOD-N), 1,6 hexanediol diacrylate (A-HD-N), Bifunctional or higher acrylate and / or methacrylate monomers such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate (TMPTA), (modified) bisphenol A di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (DPHA), etc. An acrylic resin and a methacrylic resin mainly composed of a polymer are preferably exemplified. It is also preferable to use a plurality of these acrylic resins and methacrylic resins.

有機層12aおよび12bを、アクリル樹脂やメタクリル樹脂、特に2官能以上のアクリル樹脂やメタクリル樹脂で形成することにより、骨格がしっかりした下地の上に無機膜14を形成できるので、より緻密でガスバリア性が高い無機膜14を形成できる。   By forming the organic layers 12a and 12b with an acrylic resin or a methacrylic resin, in particular an acrylic resin or a methacrylic resin having two or more functions, the inorganic film 14 can be formed on a base having a solid skeleton, so that the gas barrier property is more precise. Can be formed.

有機層12aおよび12bの厚さは、5μm以下が好ましい。有機層12aおよび12bの厚さを5μm以下とすることにより、有機膜12aおよび12bが厚すぎることに起因する、有機膜12aおよび12bのクラックや、ガスバリアフィルム10aのカール等の問題の発生を、好適に防止することができる。特に、有機層12bの厚さは、5μm以下とするのが好ましい。
また、有機層12aおよび12bの厚さは、0.5μm以上が好ましい。有機膜16の厚さを0.5μm以上とすることにより、より好適に無機層14の形成面を適正にして、割れやヒビ等の無い適正な無機層14を、形成面の全面に渡って形成できる。
以上の点を考慮すると、有機膜12aおよび12bの厚さは、1〜3μmとするのが、より好ましい。
The thickness of the organic layers 12a and 12b is preferably 5 μm or less. By setting the thickness of the organic layers 12a and 12b to 5 μm or less, occurrence of problems such as cracks in the organic films 12a and 12b and curling of the gas barrier film 10a due to the organic films 12a and 12b being too thick, It can prevent suitably. In particular, the thickness of the organic layer 12b is preferably 5 μm or less.
Moreover, the thickness of the organic layers 12a and 12b is preferably 0.5 μm or more. By setting the thickness of the organic film 16 to 0.5 μm or more, the formation surface of the inorganic layer 14 is made more appropriate, and the appropriate inorganic layer 14 without cracks or cracks is formed over the entire formation surface. Can be formed.
Considering the above points, the thickness of the organic films 12a and 12b is more preferably 1 to 3 μm.

なお、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aのように、複数の有機層を有する場合には、各有機層は、同じ材料で形成しても、異なる材料で形成してもよい。しかしながら、生産性等を考慮すれば、全ての有機層を、同じ材料で形成するのが好ましい。
また、同じく、複数の有機層を有する場合には、各有機層の厚さは、同じでも異なってもよい。
In addition, when it has a some organic layer like the gas barrier film 10a shown to FIG. 1 (A), each organic layer may be formed with the same material, or may be formed with a different material. However, if productivity etc. are considered, it is preferable to form all the organic layers with the same material.
Similarly, when having a plurality of organic layers, the thickness of each organic layer may be the same or different.

このような有機層12aおよび有機層12bは、公知の方法で形成すればよい。好ましくは、有機層12aや有機層12bとなるモノマーを含有する塗料を調製して、この塗料を塗布して、乾燥および硬化する、塗布法で形成する。
ここで、無機層14の上に形成される有機層12bは、所定のシランカップリング剤を含有する。すなわち、有機層12bを形成するための塗料には、シランカップリング剤が添加される。この点に関しては、後に詳述する。
What is necessary is just to form such an organic layer 12a and the organic layer 12b by a well-known method. Preferably, it is formed by a coating method in which a paint containing a monomer that becomes the organic layer 12a or the organic layer 12b is prepared, and this paint is applied, and then dried and cured.
Here, the organic layer 12b formed on the inorganic layer 14 contains a predetermined silane coupling agent. That is, a silane coupling agent is added to the coating material for forming the organic layer 12b. This will be described in detail later.

本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14は、無機化合物からなる層(無機化合物を主成分とする層(膜))で、ガスバリアフィルム10aにおいて、ガスバリア性を主に発現するものである。   In the gas barrier film 10a of the present invention, the inorganic layer 14 is a layer made of an inorganic compound (a layer (film) containing an inorganic compound as a main component), and the gas barrier film 10a mainly exhibits gas barrier properties.

無機層14としては、ガスバリア性を発現する無機化合物からなる膜が、各種、利用可能である。
具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化インジウムスズ(ITO)などの金属酸化物; 窒化アルミニウムなどの金属窒化物; 炭化アルミニウムなどの金属炭化物; 酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化窒化炭化ケイ素などのケイ素酸化物; 窒化ケイ素、窒化炭化ケイ素などのケイ素窒化物; 炭化ケイ素等のケイ素炭化物; これらの水素化物; これら2種以上の混合物; および、これらの水素含有物等のが、好適に例示される。
特に、透明性が高く、かつ、優れたガスバリア性を発現できる点で、ケイ素化合物からなる膜は、好適に例示される。その中でも特に、窒化ケイ素からなる膜は、より優れたガスバリア性に加え、透明性も高く、好適に例示される。
As the inorganic layer 14, various types of films made of an inorganic compound that exhibits gas barrier properties can be used.
Specifically, metal oxides such as aluminum oxide, magnesium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and indium tin oxide (ITO); metal nitrides such as aluminum nitride; metal carbides such as aluminum carbide; silicon oxide, Silicon oxides such as silicon oxynitride, silicon oxycarbide and silicon oxynitride carbide; silicon nitrides such as silicon nitride and silicon nitride carbide; silicon carbides such as silicon carbide; hydrides thereof; mixtures of two or more of these; and These hydrogen-containing materials are preferably exemplified.
In particular, a film made of a silicon compound is preferably exemplified in that it has high transparency and can exhibit excellent gas barrier properties. Among these, in particular, a film made of silicon nitride is preferable because it has high transparency in addition to more excellent gas barrier properties.

なお、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aのように、複数の無機層14を有する場合には、各無機層14は同じ材料で形成しても異なる材料で形成してもよい。しかしながら、生産性等を考慮すれば、全ての無機層14を同じ材料で形成するのが好ましい。   In addition, like the gas barrier film 10a shown to FIG. 1 (A), when it has the some inorganic layer 14, each inorganic layer 14 may be formed with the same material or a different material. However, if productivity etc. are considered, it is preferable to form all the inorganic layers 14 with the same material.

本発明のガスバリアフィルム10aにおいては、有機層12bが上に形成される無機層14が、ケイ素化合物である場合には、無機層14の表面に、−O基および/または−OH基が導入されているのが好ましい(すなわち、表層が酸化ケイ素化および/または水酸化ケイ素化しているのが好ましい)。特に、有機層12bが上に形成される無機層14が、窒化ケイ素である場合には、その表面に、−O基および/または−OH基が導入されているのが好ましい。
後に詳述するが、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14の上の有機層12bは、所定のシランカップリング剤を含有する。そのため、上に有機層12bが形成される無機層14の表面に、−O基や−OH基が導入されていることにより、無機層14と有機層12bとの密着性を、より高くできる。この点に関しては、後に詳述する。
In the gas barrier film 10a of the present invention, when the inorganic layer 14 on which the organic layer 12b is formed is a silicon compound, —O groups and / or —OH groups are introduced on the surface of the inorganic layer 14. (Ie, the surface layer is preferably siliconized and / or siliconized). In particular, when the inorganic layer 14 on which the organic layer 12b is formed is silicon nitride, it is preferable that —O groups and / or —OH groups are introduced on the surface thereof.
As will be described in detail later, in the gas barrier film 10a of the present invention, the organic layer 12b on the inorganic layer 14 contains a predetermined silane coupling agent. Therefore, adhesion between the inorganic layer 14 and the organic layer 12b can be further increased by introducing —O groups or —OH groups on the surface of the inorganic layer 14 on which the organic layer 12b is formed. This will be described in detail later.

無機層14の厚さは、形成材料に応じて、目的とするガスバリア性を発現できる厚さを、適宜、決定すればよい。なお、本発明者の検討によれば、無機層14の厚さは、10〜200nmとするのが好ましい。
無機層14の厚さを10nm以上とすることにより、十分なガスバリア性能を安定して発現する無機層14が形成できる。また、無機層14は、一般的に脆く、厚過ぎると、割れやヒビ、剥がれ等を生じる可能性が有るが、無機層14の厚さを200nm以下とすることにより、割れが発生することを防止できる。
また、このような点を考慮すると、無機層14の厚さは、10〜100nmにするのが好ましく、特に、20〜75nmとするのが好ましい。
What is necessary is just to determine the thickness of the inorganic layer 14 suitably according to the forming material, the thickness which can express the target gas barrier property. In addition, according to examination of this inventor, it is preferable that the thickness of the inorganic layer 14 shall be 10-200 nm.
By setting the thickness of the inorganic layer 14 to 10 nm or more, the inorganic layer 14 that stably expresses sufficient gas barrier performance can be formed. Further, the inorganic layer 14 is generally brittle, and if it is too thick, there is a possibility that cracks, cracks, peeling, etc. may occur. However, if the thickness of the inorganic layer 14 is 200 nm or less, cracks will occur. Can be prevented.
In consideration of such points, the thickness of the inorganic layer 14 is preferably 10 to 100 nm, and particularly preferably 20 to 75 nm.

なお、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aのように、複数の無機層14を有する場合には、各無機層14の厚さは、同じでも異なってもよい。   In addition, like the gas barrier film 10a shown to FIG. 1 (A), when it has the some inorganic layer 14, the thickness of each inorganic layer 14 may be the same or different.

本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14は、密度が2〜2.4g/cm3であるのが好ましい。
無機層14の密度を2g/cm3以上とすることにより、緻密な膜で高いガスバリア性が得られる、上層に形成される有機層12bが含有するシランカップリング剤の結合に対して十分な結合数を得ることができる等の点で好ましい。
また、無機層14の密度を2.4g/cm3以下とすることにより、高剛性に起因する無機層14の割れを好適に防止できる、透明性が確保できる等の点で好ましい。
In the gas barrier film 10a of the present invention, the inorganic layer 14 preferably has a density of 2 to 2.4 g / cm 3 .
By setting the density of the inorganic layer 14 to 2 g / cm 3 or more, a high gas barrier property can be obtained with a dense film, and sufficient bonding with respect to the bonding of the silane coupling agent contained in the organic layer 12b formed in the upper layer It is preferable in that the number can be obtained.
Moreover, it is preferable at the point that the density of the inorganic layer 14 shall be 2.4 g / cm < 3 > or less, the crack of the inorganic layer 14 resulting from high rigidity can be prevented suitably, transparency can be ensured, etc.

無機層14は、公知の方法で形成すればよい。具体的には、CCP−CVDやICP−CVD等のプラズマCVD、マグネトロンスパッタリングや反応性スパッタリング等のスパッタリング、真空蒸着など、気相堆積法(気相成膜法)が好適に例示される。   The inorganic layer 14 may be formed by a known method. Specifically, vapor phase deposition methods (vapor phase film formation methods) such as plasma CVD such as CCP-CVD and ICP-CVD, sputtering such as magnetron sputtering and reactive sputtering, and vacuum deposition are preferable.

ここで、気相堆積法によって形成されるケイ素化合物からなる膜では、全てのケイ素が例えば窒化ケイ素などの目的とする化合物となっているわけではなく、未結合の結合手を有するケイ素も存在する。特に、膜の表面では、未結合の結合手を有するケイ素が多量に存在している。
そのため、無機層14を形成した後、膜の表面を空気(大気)に曝せば、この未結合の結合手に−O基や−OH基が結合して、無機層14の表面に、前述のように−O基や−OH基を導入できる。この点に関しては、後に詳述する。
Here, in a film made of a silicon compound formed by a vapor deposition method, not all silicon is a target compound such as silicon nitride, and silicon having unbonded bonds also exists. . In particular, a large amount of silicon having unbonded bonds is present on the surface of the film.
Therefore, if the surface of the film is exposed to air (atmosphere) after forming the inorganic layer 14, the —O group or —OH group is bonded to this unbonded bond, and the surface of the inorganic layer 14 is Thus, an -O group or -OH group can be introduced. This will be described in detail later.

前述のように、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aにおいては、1層目の無機層14の上に、2層目の有機層12bが形成され、2層目の無機層14の上に、3層目の有機層12bが形成される。
ここで、本発明のガスバリアフィルム10a(機能性フィルム)は、無機層14の上に形成される有機層12bを、1層以上、有し、かつ、この無機層14の上に形成される有機層12bは、下記の一般式[I]
(R13−Si−R2−Si−(R13 ・・・ 一般式[I]
(一般式[I]において、R1は、置換基を有してもよいアルコキシ基であり、R2は、直鎖の炭素数が2〜10の置換基を有してもよい直鎖のアルキレン基である。また、各R1は、互いに同じでも異なってもよい。)
で示されるシランカップリング剤を含有する。
本発明のガスバリアフィルム10aは、このような構成を有することにより、有機層と無機層とを交互に積層してなる、有機/無機積層型のガスバリアフィルム(機能性フィルム)において、無機層14の上の有機層12bの高い密着性と、欠陥や損傷の無い均一な無機層14による優れたガスバリア性とを、両立して得ている。
As described above, in the gas barrier film 10a shown in FIG. 1A, the second organic layer 12b is formed on the first inorganic layer 14, and the second inorganic layer 14 is formed. A third organic layer 12b is formed.
Here, the gas barrier film 10a (functional film) of the present invention has one or more organic layers 12b formed on the inorganic layer 14, and an organic layer formed on the inorganic layer 14. The layer 12b has the following general formula [I]
(R 1) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1) 3 ··· general formula [I]
(In the general formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, and R 2 is a linear group which may have a linear substituent having 2 to 10 carbon atoms. An alkylene group, and each R 1 may be the same as or different from each other.)
The silane coupling agent shown by these is contained.
Since the gas barrier film 10a of the present invention has such a configuration, an organic / inorganic laminated type gas barrier film (functional film) in which an organic layer and an inorganic layer are alternately laminated. The high adhesiveness of the upper organic layer 12b and the excellent gas barrier property due to the uniform inorganic layer 14 without defects and damages are both achieved.

前述のように、有機層と無機層とを交互に積層してなる有機/無機積層型のガスバリアフィルムは、下地としての有機層を有することで、欠陥のない均一な無機層を形成することができ、これにより、高いガスバリア性を得ることができる。さらに、この下地の有機層と無機層との組み合わせを、複数、有することにより、より高いガスバリア性が得られる。また、無機層を保護するために、最上層に有機層を有することも有効である。   As described above, an organic / inorganic laminated gas barrier film obtained by alternately laminating an organic layer and an inorganic layer can form a uniform inorganic layer without defects by having an organic layer as a base. Thus, a high gas barrier property can be obtained. Furthermore, by having a plurality of combinations of the underlying organic layer and inorganic layer, higher gas barrier properties can be obtained. In order to protect the inorganic layer, it is effective to have an organic layer as the uppermost layer.

ここで、高いガスバリア性を得るためには、例えば、密度が2g/cm3以上のような緻密な無機層を形成することが有効である。しかしながら、無機層が緻密であるが故に、無機層の上に有機層を形成する際には、易接着層のようなアンカリングの効果を得るのが困難であり、十分な密着性が得られない。
そのため、特許文献1や特許文献2にも示されるように、有機/無機積層型のガスバリアフィルムでは、無機層の上に有機層を形成する場合には、有機層にシランカップリング剤を添加している。
Here, in order to obtain a high gas barrier property, for example, it is effective to form a dense inorganic layer having a density of 2 g / cm 3 or more. However, since the inorganic layer is dense, when forming an organic layer on the inorganic layer, it is difficult to obtain an anchoring effect like an easily adhesive layer, and sufficient adhesion can be obtained. Absent.
Therefore, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, in an organic / inorganic laminated gas barrier film, when an organic layer is formed on an inorganic layer, a silane coupling agent is added to the organic layer. ing.

周知のように、シランカップリング剤は、分子内に有機材料および無機材料と結合する官能基を有する化合物である。
有機/無機積層型のガスバリアフィルムにおいては、シランカップリング剤は、例えば、無機層とは、シラノール化によってSi−O−Siの結合を形成し、有機層を形成する材料と結合し易い基を有することで、無機層上の有機層の密着性を確保する。
As is well known, a silane coupling agent is a compound having a functional group that binds to an organic material and an inorganic material in the molecule.
In the organic / inorganic laminated type gas barrier film, the silane coupling agent includes, for example, a group that forms an Si—O—Si bond by silanolation and easily binds to the material forming the organic layer. By having it, the adhesiveness of the organic layer on an inorganic layer is ensured.

以上の点を考慮すると、有機/無機積層型のガスバリアフィルムにおいては、シランカップリング剤として、例えば、アクリル基のようなラジカル重合性(ラジカル反応性)を有し、有機層を形成する樹脂材料との反応性が高い官能基(置換基)を有する化合物を用いるのが好ましいと考えられる。
しかしながら、本発明者の検討によれば、有機/無機積層型のガスバリアフィルムにおいては、このようなラジカル重合性を有する官能基を有するシランカップリング剤を用いると、シランカップリング剤が有機層の形成の阻害要因として働いてしまい、十分なガスバリア性が得らず、また、十分な有機層の密着性が得られない等の不都合が生じる場合が有ることが分かった。
In view of the above points, in an organic / inorganic laminated gas barrier film, as a silane coupling agent, for example, a resin material that has radical polymerizability (radical reactivity) such as an acrylic group and forms an organic layer It is considered preferable to use a compound having a functional group (substituent) having high reactivity with.
However, according to the study of the present inventors, in an organic / inorganic laminated type gas barrier film, when a silane coupling agent having such a radical polymerizable functional group is used, the silane coupling agent is an organic layer. It has been found that inconveniences such as insufficient gas barrier properties and insufficient adhesion of the organic layer may occur due to the formation inhibition factor.

前述のように、有機層の形成は、通常、有機層となる有機化合物を含有する塗料を用いる塗布法で行われる。シランカップリング剤は、この塗料に添加される。
塗料を用いる有機層の形成では、有機層の形成面である無機層の上に塗料を塗布して乾燥し、その後、紫外線照射等の有機層に応じた硬化が行われ、有機層が形成される。
また、特許文献1にも示されるように、シランカップリング剤に起因する副生成物の除去、シランカップリング剤の加水分解およびシラノール化の進行等を考慮すると、塗料の乾燥は、シランカップリング剤に起因する副生成物や、塗料に用いる溶剤の沸点等よりも高温で行う方が有利である。
As described above, the organic layer is usually formed by a coating method using a paint containing an organic compound that becomes the organic layer. A silane coupling agent is added to the paint.
In the formation of the organic layer using a paint, the paint is applied on the inorganic layer, which is the surface on which the organic layer is formed, and then dried, and then curing according to the organic layer such as ultraviolet irradiation is performed to form the organic layer. The
In addition, as shown in Patent Document 1, in consideration of removal of by-products caused by the silane coupling agent, hydrolysis of the silane coupling agent, progress of silanolation, and the like, the drying of the paint is performed according to silane coupling. It is more advantageous to carry out the reaction at a higher temperature than the by-product resulting from the agent or the boiling point of the solvent used in the paint.

ところが、ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を用いる従来の有機層の形成では、無機層表面の−OH基等によるプロトンでシランカップリング剤が加水分解され、さらに、前述のような副生成物や溶剤の沸点に応じた高温での乾燥によって、その反応が進行する。
この反応によって、適正に無機層表面の−OH基等と結合するシランカップリング剤も、勿論、存在するが、この乾燥における加水分解によって、シランカップリング剤同士が自己縮合して、ある程度の分子量を有する構造になってしまう物も、多く存在する。このように自己縮合したシランカップリング剤も、ラジカル重合を起こす官能基部分は、未反応のまま保持されている。その結果、自己縮合したシランカップリング剤は、分子量が大きくなるので、主成分である有機化合物と比較して、紫外線等による硬化がし難い材料となる。
However, in the formation of a conventional organic layer using a silane coupling agent having a radical polymerizable functional group, the silane coupling agent is hydrolyzed by protons due to —OH groups or the like on the surface of the inorganic layer. The reaction proceeds by drying at a high temperature corresponding to the boiling point of the by-product or solvent.
Of course, there are also silane coupling agents that are appropriately bonded to —OH groups and the like on the surface of the inorganic layer by this reaction. However, the hydrolysis causes a self-condensation between the silane coupling agents, resulting in a certain molecular weight. There are many things that end up with structures. In the silane coupling agent thus self-condensed, the functional group portion that causes radical polymerization is retained unreacted. As a result, the self-condensed silane coupling agent has a large molecular weight, so that it becomes a material that is hard to be cured by ultraviolet rays or the like as compared with the organic compound as the main component.

このような乾燥における加水分解で自己縮合したシランカップリング剤は、分子量が大きすぎるので、流動性が悪く、無機層および有機層となる有機化合物との結合が困難であり、シランカップリング剤として十分に機能しない。
そのため、シランカップリング剤を用いているのも関わらず、無機層の上に形成した有機層は、十分な密着性が得られない場合が、多々、生じる。
Such a silane coupling agent that is self-condensed by hydrolysis in drying has a too high molecular weight, so it has poor fluidity and is difficult to bond with an organic compound that becomes an inorganic layer and an organic layer. Does not work well.
Therefore, in many cases, sufficient adhesion cannot be obtained in the organic layer formed on the inorganic layer in spite of using the silane coupling agent.

また、自己縮合した無機層と結合できないシランカップリング剤が、有機層となる有機化合物と結合すると、有機化合物の結合手が減ってしまうため、架橋性の高い多官能の有機化合物を用いた場合でも、有機層となるモノマーの重合を阻害する。
しかも、自己縮合したシランカップリング剤は、ある程度の分子量を有するが故に、有機層となる有機化合物の重合も阻害するため、有機層の中に十分に重合しけれなかった領域が生成されてしまう。加えて、自己縮合したシランカップリング剤は、ある程度の分子量や立体構造を有するが故に、自身の重合性も低い。
In addition, when a silane coupling agent that cannot be bonded to the self-condensed inorganic layer is combined with an organic compound that becomes the organic layer, the bond of the organic compound is reduced. However, it inhibits the polymerization of the monomer that becomes the organic layer.
Moreover, since the self-condensed silane coupling agent has a certain molecular weight, it also inhibits the polymerization of the organic compound that becomes the organic layer, so that a region that cannot be sufficiently polymerized is generated in the organic layer. In addition, since the self-condensed silane coupling agent has a certain degree of molecular weight and three-dimensional structure, its own polymerizability is also low.

その結果、有機層の中には、無機層と結合できない自己縮合したシランカップリング剤、同自己縮合したシランカップリング剤と有機化合物との結合体、低分子量の有機化合物の重合体等の低分子化合物が残存してしまう。
このような低分子化合物は、適正に重合した有機層に比して分子量が小さく、熱やプラズマ等に対する耐性が低い。そのため、有機層の上に無機層を形成する際に、プラズマCVDによるプラズマ等によって、これらの低分子化合物のガス化や分解が生じ、これが無機層の形成を阻害する。その結果、適正な無機層が形成できずに、目的とするガスバリア性を有するガスバリアフィルムが得られなくなってしまう。
また、ガスバリアフィルムを有機ELデバイス(OLEDデバイス)等に利用した際に、有機EL層の形成時などの熱で、低分子化合物が蒸発して有機層からアウトガスが発生し、このアウトガスが有機EL層等に悪影響を与え、ダークスポットが発生してしまう。特に、無機層に挟持された有機層では、ガスバリア性が高い無機層に挟持されているため、加熱によって低分子化合物が膨張して、破裂する。この破裂によって、無機層が損傷してガスバリア性が低下し、かつ、発生するガスが有機EL層等に悪影響を与える。
As a result, the organic layer has a low content such as a self-condensed silane coupling agent that cannot be bonded to the inorganic layer, a combination of the self-condensed silane coupling agent and an organic compound, and a polymer of a low molecular weight organic compound. The molecular compound remains.
Such a low molecular weight compound has a small molecular weight as compared with a properly polymerized organic layer, and has low resistance to heat, plasma, and the like. Therefore, when an inorganic layer is formed on the organic layer, gasification or decomposition of these low molecular compounds occurs due to plasma or the like by plasma CVD, which inhibits formation of the inorganic layer. As a result, an appropriate inorganic layer cannot be formed, and a target gas barrier film having gas barrier properties cannot be obtained.
In addition, when the gas barrier film is used for an organic EL device (OLED device) or the like, the low molecular weight compound evaporates due to heat generated during the formation of the organic EL layer and the outgas is generated from the organic layer. It will adversely affect the layers and dark spots will occur. In particular, the organic layer sandwiched between the inorganic layers is sandwiched between the inorganic layers having high gas barrier properties, so that the low molecular compound expands and bursts by heating. Due to this rupture, the inorganic layer is damaged, the gas barrier property is lowered, and the generated gas adversely affects the organic EL layer and the like.

これに対し、本発明のガスバリアフィルムでは、無機層14の上に形成する有機層12bは、下層の無機層14との密着性を確保するためのシランカップリング剤として、下記の一般式[I]
(R13−Si−R2−Si−(R13 ・・・ 一般式[I]
(一般式[I]において、R1は、置換基を有してもよいアルコキシ基であり、R2は、直鎖の炭素数が2〜10の置換基を有してもよい直鎖のアルキレン基である。また、各R1は、互いに同じでも異なってもよい。)
で示されるシランカップリング剤を用いる。
On the other hand, in the gas barrier film of the present invention, the organic layer 12b formed on the inorganic layer 14 has the following general formula [I as a silane coupling agent for ensuring adhesion with the lower inorganic layer 14. ]
(R 1) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1) 3 ··· general formula [I]
(In the general formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, and R 2 is a linear group which may have a linear substituent having 2 to 10 carbon atoms. An alkylene group, and each R 1 may be the same as or different from each other.)
The silane coupling agent shown by is used.

一般式[I]に示されるように、このシランカップリング剤は、ラジカル重合性を有する官能基を有さない。
従って、塗料を塗布および乾燥した後に、紫外線照射等による硬化を行われても、自己縮合することが無いので、適正に、シランカップリング剤として作用する。
さらに、このシランカップリング剤は、無機層14と結合するアルコキシ基を有するケイ素原子を直鎖のアルキレン基で結合した構成を有するので、3次元架橋した有機化合物の重合体とよく絡み、高いアンカリング効果による密着性を得ることができる。特に、この直鎖アルキレンを、ある程度の長さにすることにより、両端が無機層14に結合したブリッジ状のようになるシランカップリング剤が生じ、より好適に3次元架橋した有機化合物の重合体と絡む。
そのため、有機層12bが含有するシランカップリング剤がラジカル重合性の官能基を有さなくても、本発明のガスバリアフィルム10は、無機層14の上に形成される有機層12bの密着性を、非常に高くできる。
As shown in the general formula [I], this silane coupling agent does not have a functional group having radical polymerizability.
Accordingly, even if the coating is applied and dried and then cured by ultraviolet irradiation or the like, self-condensation does not occur, so that it appropriately functions as a silane coupling agent.
Further, since this silane coupling agent has a structure in which silicon atoms having an alkoxy group bonded to the inorganic layer 14 are bonded by a linear alkylene group, the silane coupling agent is often entangled with a polymer of a three-dimensionally crosslinked organic compound, and has a high anchor. Adhesiveness due to the ring effect can be obtained. In particular, by making this linear alkylene to a certain length, a silane coupling agent having a bridge shape in which both ends are bonded to the inorganic layer 14 is generated, and a polymer of an organic compound that is more preferably three-dimensionally crosslinked. Tangled.
Therefore, even if the silane coupling agent contained in the organic layer 12b does not have a radical polymerizable functional group, the gas barrier film 10 of the present invention has the adhesion of the organic layer 12b formed on the inorganic layer 14. Can be very expensive.

さらに、このシランカップリング剤は、ラジカル重合性の官能基を有さないので、シランカップリング剤によって有機層12bとなる有機化合物の重合を阻害することもなく、かつ、低分子化合物等を生成することも無い。すなわち、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14の上の有機層12bの内部には、前述のような、低分子化合物も存在しない。
そのため、低分子化合物のガス化等に起因する無機層14の成膜阻害や無機層14の損傷が無く、均一な無機層14によって非常に高いガスバリア性を得ることができる。また、本発明のガスバリアフィルム10aを有機ELデバイス等に利用した際にも、低分子化合物のガスによるダークスポットの発生等が生じることもない。
Furthermore, since this silane coupling agent does not have a radical polymerizable functional group, it does not inhibit the polymerization of the organic compound that becomes the organic layer 12b by the silane coupling agent, and generates a low molecular compound or the like. There is nothing to do. That is, in the gas barrier film 10a of the present invention, the low molecular compound as described above does not exist in the organic layer 12b on the inorganic layer 14.
Therefore, there is no film formation inhibition of the inorganic layer 14 due to gasification of a low molecular compound or damage to the inorganic layer 14, and a very high gas barrier property can be obtained by the uniform inorganic layer 14. Further, when the gas barrier film 10a of the present invention is used for an organic EL device or the like, the generation of dark spots due to the low molecular compound gas does not occur.

一般式[I]で示されるシランカップリング剤において、Siに結合するR1は、置換基を有してもよいアルコキシ基である。しかしながら、一般式[I]で示されるシランカップリング剤において、R1は、置換基を有さないのが好ましい。
すなわち、無機層14と結合する際に、このR1は、副生成物となるが、R1が置換基を有すると、この副生成物が複雑で沸点が高いものとなってしまい、有機層12bを形成する塗料の乾燥の際に、副生成物を除去するのが難しくなってしまう。
また、同様の理由で、R1は、炭素数が2以下、特に炭素数が1のアルコキシ基であるのが好ましい。
In the silane coupling agent represented by the general formula [I], R 1 bonded to Si is an alkoxy group which may have a substituent. However, in the silane coupling agent represented by the general formula [I], R 1 preferably has no substituent.
That is, when R 1 is bonded to the inorganic layer 14, this R 1 becomes a by-product, but if R 1 has a substituent, this by-product becomes complicated and has a high boiling point, and the organic layer When the coating material forming 12b is dried, it is difficult to remove by-products.
For the same reason, R 1 is preferably an alkoxy group having 2 or less carbon atoms, particularly 1 carbon atom.

このようなR1としては、具体的には、−OCH3および−OCH2CH3から選択される1以上が、好ましく例示される。すなわち、R1は、−OCH3、あるいは−OCH2CH3、あるいは−OCH3および−OCH2CH3であるのが好ましい。
なお、この例を含めて、R1が如何なるアルコキシ基であっても、上記一般式[I]で示されるシランカップリング剤において、各R1は、互いに同じでも異なってもよい。
As such R 1 , specifically, one or more selected from —OCH 3 and —OCH 2 CH 3 are preferably exemplified. That is, R 1 is preferably —OCH 3 , or —OCH 2 CH 3 , or —OCH 3 and —OCH 2 CH 3 .
Incidentally, including this example, even R 1 is any alkoxy group, the silane coupling agent represented by the formula [I], each R 1 may be the same or different.

他方、一般式[I]で示されるシランカップリング剤において、R2は、直鎖の炭素数が2〜10の置換基を有してもよい直鎖のアルキレン基である。
2の直鎖の炭素数が2未満では、前述の3次元架橋した重合体と絡む効果を十分に得られず有機層12bの密着性を確保できない等の不都合が生じる。
また、R2の直鎖の炭素数が10を超えると、下層の無機層14との結合数が少なくなり、シランカップリング剤の絶対量を増やす必要が生じる等の不都合が生じる。
On the other hand, in the silane coupling agent represented by the general formula [I], R 2 is a linear alkylene group which may have a linear substituent having 2 to 10 carbon atoms.
If the straight-chain carbon number of R 2 is less than 2, problems such as an insufficient effect of entanglement with the aforementioned three-dimensionally crosslinked polymer cannot be obtained, and the adhesion of the organic layer 12b cannot be ensured.
On the other hand, if the number of straight carbon atoms of R 2 exceeds 10, the number of bonds with the lower inorganic layer 14 is reduced, resulting in inconveniences such as the need to increase the absolute amount of the silane coupling agent.

ここで、前述のように、R2を、ある程度、長くすることにより、無機層14と結合するシランカップリング剤をブリッジ状のようにでき、高い有機層12bの密着性が得られる。すなわち、R2は、長い方が有機層12bの密着性の点では有利である。
この点を考慮すると、R2の直鎖の長さは、4以上が好ましい。
Here, as described above, by increasing R 2 to some extent, the silane coupling agent bonded to the inorganic layer 14 can be bridged, and high adhesion of the organic layer 12b can be obtained. That is, a longer R 2 is advantageous in terms of adhesion of the organic layer 12b.
Considering this point, the straight chain length of R 2 is preferably 4 or more.

また、R2は、置換基を有してもよい。
しかしながら、R2が置換基を有すると、シランカップリング剤の構造が複雑になり、立体障害により、両末端のSiの反応に対して反応速度差を生じさせ、無機層14との結合が片側のSiのみになる等に起因して、密着力が低下する等の不都合が生じる。
従って、R2が置換基を有する場合には、直鎖の炭素数が5個以上である場合の中央のメチレン基のみが置換基を有する程度であるのが好ましく、置換基を有さないのが、特に好ましい。
R 2 may have a substituent.
However, when R 2 has a substituent, the structure of the silane coupling agent becomes complicated, and due to steric hindrance, a reaction rate difference is caused for the reaction of Si at both ends, and the bond with the inorganic layer 14 is on one side Due to the fact that only Si is present, inconveniences such as a decrease in adhesion force occur.
Therefore, when R 2 has a substituent, it is preferable that only the middle methylene group having a linear carbon number of 5 or more has a substituent, and no substituent. Is particularly preferred.

本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、有機層12bが含有するシランカップリング剤の量は、25質量%以下であるのが好ましい。
有機層12bに残存するシランカップリング剤は、有機層12bのガラス転移温度(Tg)を下げる方向に働くため、例えば高Tgの有機層12bを形成した場合ても、上層に無機層14を形成するためのプラズマCVDによるエッチングや熱に対する耐性を下げてしまう。これに対し、有機層12bにおけるシランカップリング剤の含有量を25質量%以下とすることにより、不要なシランカップリング剤が有機層12bに残存するのを防止できる等の点で好ましい。
In the gas barrier film 10a of the present invention, the amount of the silane coupling agent contained in the organic layer 12b is preferably 25% by mass or less.
Since the silane coupling agent remaining in the organic layer 12b works to lower the glass transition temperature (Tg) of the organic layer 12b, for example, even when the organic layer 12b with a high Tg is formed, the inorganic layer 14 is formed as an upper layer. Therefore, the resistance to etching or heat by plasma CVD is reduced. On the other hand, by setting the content of the silane coupling agent in the organic layer 12b to 25% by mass or less, it is preferable in that an unnecessary silane coupling agent can be prevented from remaining in the organic layer 12b.

また、有機層12bが含有するシランカップリング剤の量は、1質量%以上であるのが好ましい。
シランカップリング剤の含有量を1質量%以上とすることにより、シランカップリング剤を含有する被膜面積を十分に確保することができ、効果を好適に得て有機層12の高い密着性が得られる等の点で好ましい。
Moreover, it is preferable that the quantity of the silane coupling agent which the organic layer 12b contains is 1 mass% or more.
By setting the content of the silane coupling agent to 1% by mass or more, a coating area containing the silane coupling agent can be sufficiently ensured, and the effect is suitably obtained and high adhesion of the organic layer 12 is obtained. It is preferable in terms of

すなわち、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、有機層12bが含有するシランカップリング剤の量は、1〜25質量%が好ましい。また、以上の点を考慮すると、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、有機層12bが含有するシランカップリング剤の量は、5〜20質量%であるのがより好ましい。   That is, in the gas barrier film 10a of the present invention, the amount of the silane coupling agent contained in the organic layer 12b is preferably 1 to 25% by mass. Considering the above points, the amount of the silane coupling agent contained in the organic layer 12b in the gas barrier film 10a of the present invention is more preferably 5 to 20% by mass.

図2に、本発明の製造方法を実施する製造装置の一例を、概念的に示す。
図2に示す製造装置は、有機層12aおよび12bを形成(成膜)する有機成膜装置20と、無機層14を形成(成膜)する無機成膜装置24とを有する。なお、図2において、(A)は、有機成膜装置20であり、(B)は、無機成膜装置24である。
In FIG. 2, an example of the manufacturing apparatus which implements the manufacturing method of this invention is shown notionally.
The manufacturing apparatus shown in FIG. 2 includes an organic film forming apparatus 20 that forms (deposits) the organic layers 12a and 12b, and an inorganic film formation apparatus 24 that forms (deposits) the inorganic layer. In FIG. 2, (A) is the organic film forming apparatus 20, and (B) is the inorganic film forming apparatus 24.

この有機成膜装置20および無機成膜装置24は、共に、長尺な被成膜材料(ウエブ状の被成膜材料)をロール状に巻回してなる材料ロールから、被成膜材料を送り出し、被成膜材料を長手方向に搬送しつつ成膜を行い、成膜済の被成膜材料を、再度、ロール状に巻回する、いわゆる、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll 以下、RtoRとも言う)によって、成膜を行なう装置である。
このような本発明の製造方法においては、好ましい態様として、このようなRtoRを利用することにより、効率のよい機能性フィルムの製造が可能になる。
Both the organic film forming apparatus 20 and the inorganic film forming apparatus 24 send out the film forming material from a material roll formed by winding a long film forming material (web-shaped film forming material) into a roll shape. The film-forming material is formed while being conveyed in the longitudinal direction, and the film-formed material to be formed is wound again in a roll shape, so-called roll-to-roll (hereinafter referred to as RtoR). This is also an apparatus for forming a film.
In such a production method of the present invention, as a preferred embodiment, an efficient functional film can be produced by using such RtoR.

なお、本発明の製造方法は、長尺な支持体Zを用いてRtoRによってガスバリアフィルム等の機能性フィルムを製造するのに限定はされず、カットシート状の支持体Zを用いて、いわゆる枚葉式(バッチ式)の成膜方法を用いて、機能性フィルムを製造するものであってもよい。
カットシート状の支持体Zを用いた場合でも、有機層12aおよび有機層12b、ならびに無機層14の形成方法は、以下に説明するRtoRによる製造方法と、同様である。
また、本発明の製造方法において、有機層12および/または無機層14を、複数、形成する場合には、形成方法(成膜方法)は、各層で同じでも異なってもよい。
The production method of the present invention is not limited to the production of a functional film such as a gas barrier film using RtoR using a long support Z, and a so-called sheet using a cut sheet-like support Z. A functional film may be manufactured using a leaf type (batch type) film forming method.
Even when the cut sheet-shaped support Z is used, the method for forming the organic layer 12a, the organic layer 12b, and the inorganic layer 14 is the same as the manufacturing method using RtoR described below.
In the production method of the present invention, when a plurality of organic layers 12 and / or inorganic layers 14 are formed, the formation method (film formation method) may be the same or different for each layer.

ここで、図2に示す製造装置は、図1に示すような、支持体Zの上に、有機層と無機層14とが交互に形成され、かつ、無機層14の上の有機層12bを、1以上、有するガスバリアフィルム10a等を製造するものである。
従って、図2(A)に示す有機成膜装置20において、被成膜材料Zaとなるのは、長尺な支持体Zや、支持体Zの表面に1以上の層が形成された、表面が無機層14の材料である。他方、図2(B)の無機成膜装置24において、被成膜材料Zbとなるのは、長尺な支持体Zや、支持体Zの表面に1以上の層が形成された、表面が有機層12aもしくは有機層12bの材料である。
Here, in the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, the organic layer and the inorganic layer 14 are alternately formed on the support Z as shown in FIG. 1, and the organic layer 12b on the inorganic layer 14 is formed. One or more gas barrier films 10a and the like are produced.
Therefore, in the organic film forming apparatus 20 shown in FIG. 2A, the film forming material Za is a long support Z or a surface on which one or more layers are formed on the surface of the support Z. Is the material of the inorganic layer 14. On the other hand, in the inorganic film forming apparatus 24 shown in FIG. 2B, the film forming material Zb is a long support Z or a surface on which one or more layers are formed on the surface of the support Z. It is a material of the organic layer 12a or the organic layer 12b.

図2(A)に示す有機成膜装置20は、被成膜材料Zを長手方向に搬送しつつ、有機層12aもしくは12bとなる塗料を塗布、乾燥した後、光照射によって塗料に含まれる有機化合物を架橋して硬化し、有機層12aや12bを形成する装置である。
図示例の有機成膜装置20は、一例として、塗布部26と、乾燥部28と、光照射部30と、回転軸32と、巻取り軸34と、搬送ローラ対36および38とを有する。
なお、有機成膜装置20は、図示した部材以外にも、搬送ローラ対、被成膜材料Zbのガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被成膜材料を搬送しつつ塗布による成膜を行なう公知の装置に設けられる各種の部材を有してもよい。
The organic film forming apparatus 20 shown in FIG. 2A applies the organic material 12a or 12b to the organic film 12a or 12b while transporting the film forming material Z in the longitudinal direction, and after drying, the organic material contained in the paint is irradiated with light. This is a device for crosslinking and curing a compound to form the organic layers 12a and 12b.
The organic film forming apparatus 20 in the illustrated example includes, as an example, an application unit 26, a drying unit 28, a light irradiation unit 30, a rotating shaft 32, a winding shaft 34, and conveyance roller pairs 36 and 38.
In addition to the illustrated members, the organic film forming apparatus 20 forms a film by coating while conveying a long film-forming material such as a pair of conveying rollers, a guide member for the film-forming material Zb, and various sensors. You may have the various members provided in the well-known apparatus to perform.

有機成膜装置20において、被成膜材料Zaを巻回してなる材料ロール42は、回転軸32に装填される。
回転軸32に材料ロール42が装填されると、被成膜材料Zaは、材料ロール42から引き出され、塗布部26、乾燥部28および光照射部30を通過して巻取り軸34に至る、所定の搬送経路を通される(通紙される)。
有機成膜装置20では、材料ロール42からの被成膜材料Zaの送り出しと、巻取り軸34における被成膜材料Zaの巻き取りとを同期して行なって、長尺な被成膜材料Zaを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、被成膜材料Zaに、連続的に、有機層12aや12bなどの成膜を行なう。
In the organic film forming apparatus 20, a material roll 42 formed by winding the film forming material Za is loaded on the rotating shaft 32.
When the material roll 42 is loaded on the rotating shaft 32, the film forming material Za is pulled out from the material roll 42, passes through the coating unit 26, the drying unit 28, and the light irradiation unit 30, and reaches the winding shaft 34. A predetermined conveyance path is passed (paper is passed).
In the organic film forming apparatus 20, the film forming material Za is fed out from the material roll 42 and the film forming material Za is wound around the winding shaft 34 in synchronization with each other, so that the long film forming material Za is formed. The organic layers 12a and 12b and the like are continuously formed on the film forming material Za while being transported in the longitudinal direction along a predetermined transport path.

材料ロール42から送り出された被成膜材料Zaは、搬送ローラ対36によって挟持搬送されて、最初に塗布部26に搬送される。   The film formation material Za sent out from the material roll 42 is nipped and conveyed by the conveyance roller pair 36 and is first conveyed to the coating unit 26.

塗布部26は、被成膜材料Zaの表面に、有機層12aや12bとなる塗料を塗布するものである。
ここで、本発明の製造方法において、支持体Zの表面に形成される有機層12aとなる塗料は、有機層12aとなる有機化合物(モノマー、ダイマー、トリマー、および、オリゴマー等の1以上)を有機溶剤に溶解してなる、公知の有機化合物からなる層の形成に用いられる塗料でよい。
これに対し、本発明の製造方法において、無機層14の上に形成される有機層12bとなる塗料は、このような有機化合物や有機溶剤に加え、さらに、前述の一般式[I]で示されるシランカップリング剤を含有する塗料である。なお、シランカップリング剤の含有量は、好ましくは対固形分濃度(有機溶剤を除いた有機層12bとなる塗料の固形分における濃度)で25質量%以下である。また、この塗料は、シランカップリング剤を用いる際に、通常、添加される、pH調整剤を含有しなくてもよい。
The application part 26 applies the coating material used as the organic layers 12a and 12b to the surface of the film-forming material Za.
Here, in the production method of the present invention, the coating material that becomes the organic layer 12a formed on the surface of the support Z is made of an organic compound (one or more of monomers, dimers, trimers, oligomers, etc.) that becomes the organic layer 12a. It may be a paint used for forming a layer made of a known organic compound dissolved in an organic solvent.
On the other hand, in the manufacturing method of the present invention, the coating material to be the organic layer 12b formed on the inorganic layer 14 is represented by the above general formula [I] in addition to such an organic compound or organic solvent. It is a paint containing a silane coupling agent. In addition, the content of the silane coupling agent is preferably 25% by mass or less in terms of solid concentration (concentration in the solid content of the paint to be the organic layer 12b excluding the organic solvent). Moreover, this coating material does not need to contain the pH adjuster normally added when using a silane coupling agent.

なお、有機層12aおよび12bの何れを形成する場合であっても、塗料には、必要に応じて、界面活性剤、粘度調整剤、重合開始剤、架橋剤、屈折率調整剤等の有機化合物からなる層を塗布法で形成する場合に添加される成分を添加してもよい。   In addition, even if it is a case where any of organic layer 12a and 12b is formed, organic compounds, such as surfactant, a viscosity modifier, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a refractive index modifier, are included in a coating material as needed. The component added when forming the layer which consists of by the apply | coating method may be added.

塗布部26において、被成膜材料Zaへの塗料の塗布方法には、特に限定は無い。
従って、塗料の塗布は、ダイコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法等の公知の塗料の塗布方法が、全て利用可能である。
ここで、塗布部26は、無機層14の上に塗料を塗布する必要が有るので、ダイコート法(ダイコータ)によって、塗料の塗布を行なうのが好ましい。無機層14は、脆く、ヒビ等が入り易いが、ダイコート法によれば、塗料以外が無機層14に接触することが無いので、無機層14の損傷を好適に防止できる。
There is no particular limitation on the method of applying the coating material to the film forming material Za in the application unit 26.
Therefore, the application of the paint is all known coating methods such as die coating, dip coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, slide coating, etc. Is available.
Here, since it is necessary for the application part 26 to apply | coat a coating material on the inorganic layer 14, it is preferable to apply a coating material by the die-coat method (die coater). The inorganic layer 14 is fragile and easily cracked. However, according to the die coating method, since the material other than the paint does not come into contact with the inorganic layer 14, damage to the inorganic layer 14 can be suitably prevented.

被成膜材料Zaは、次いで、乾燥部28に搬送される。乾燥部28は、塗布部26が塗布した塗料(塗膜)を乾燥するものである。
ここで、図示例の有機成膜装置20においては、好ましい態様として、乾燥部28は、表面側(塗料側)から加熱して乾燥を行う乾燥部28aと、裏面側(支持体Z側)から加熱して乾燥を行う乾燥部28bを有し、表面側と裏面側の両方から、塗料の乾燥を行う。例えば、表面側の乾燥部28aは、温風乾燥部であり、裏面側の乾燥部28bはヒートローラ(加熱機構を有するパスローラ)である。
すなわち、乾燥部28は、支持体Zごと加熱することにより塗料の乾燥を行うものであり、有機層12bを形成する際には、塗料は、無機層14側からも十分に加熱されて、乾燥を行われる。
The film formation material Za is then conveyed to the drying unit 28. The drying unit 28 dries the paint (coating film) applied by the application unit 26.
Here, in the organic film forming apparatus 20 of the illustrated example, as a preferred embodiment, the drying unit 28 includes a drying unit 28a that performs drying by heating from the front surface side (paint side), and a back surface side (support Z side). It has a drying section 28b for drying by heating, and the paint is dried from both the front side and the back side. For example, the drying unit 28a on the front surface side is a hot air drying unit, and the drying unit 28b on the back surface side is a heat roller (pass roller having a heating mechanism).
That is, the drying unit 28 is for drying the paint by heating the entire support Z. When the organic layer 12b is formed, the paint is sufficiently heated from the inorganic layer 14 side to be dried. Done.

乾燥部28における乾燥手段には、特に限定はなく、支持体Zの搬送速度等に応じて、被成膜材料Zaが光照射部30に至る前に、塗料を乾燥(有機溶剤を除去)して、有機化合物の重合が可能な状態にできるものであれば、公知の加熱手段が全て利用可能である。
具体的には、ヒートローラを用いる乾燥手段、温風による乾燥手段、伝熱板を用いる乾燥手段等が、例示される。乾燥部28は、これらの1つのみを用いてもよく、複数を併用してもよい。
The drying means in the drying unit 28 is not particularly limited, and the coating material is dried (the organic solvent is removed) before the film forming material Za reaches the light irradiation unit 30 according to the conveyance speed of the support Z and the like. Any known heating means can be used as long as the organic compound can be polymerized.
Specifically, a drying unit using a heat roller, a drying unit using warm air, a drying unit using a heat transfer plate, and the like are exemplified. The drying unit 28 may use only one of them, or may use a plurality of them together.

被成膜材料Zaは、次いで、光照射部30に搬送される。光照射部30は、塗布部26が塗布し、乾燥部28が乾燥した塗料に紫外線(UV光)や可視光などを照射して、塗料に含まれる有機化合物を架橋(重合)して硬化して、有機層12aや12bとするものである。
なお、本発明において、有機化合物の架橋は、光重合に限定はされず、電子線重合やプラズマ重合等、有機層12aや12bとなる有機化合物に応じた、各種の方法が利用可能である。ここで、本発明の製造方法においては、前述のように、有機層12および有機層12bとして、アクリル樹脂やメタクリル樹脂などのアクリル系樹脂が好適に利用されるので、光重合および電子線重合が好適に利用される。
Next, the film forming material Za is transported to the light irradiation unit 30. The light irradiation unit 30 irradiates the coating material applied by the coating unit 26 and dried by the drying unit 28 with ultraviolet rays (UV light), visible light, or the like, and crosslinks (polymerizes) the organic compound contained in the coating material to be cured. Thus, the organic layers 12a and 12b are formed.
In the present invention, the crosslinking of the organic compound is not limited to photopolymerization, and various methods such as electron beam polymerization and plasma polymerization can be used depending on the organic compound to be the organic layers 12a and 12b. Here, in the manufacturing method of the present invention, as described above, acrylic resin such as acrylic resin or methacrylic resin is suitably used as the organic layer 12 and the organic layer 12b, so that photopolymerization and electron beam polymerization are performed. It is preferably used.

なお、光照射部30においては、必要に応じて、被成膜材料Zaを加熱しつつ、有機化合物の硬化を行ってもよい。
なお、加熱方法は、乾燥部28と同様、公知の各種の手段が利用可能である。
In addition, in the light irradiation part 30, you may cure an organic compound, heating the film-forming material Za as needed.
In addition, the heating method can utilize various well-known means like the drying part 28. FIG.

このようにして有機層12aや12bを形成された被成膜材料Zaは、搬送ローラ対38に挟持搬送されて巻取り軸34に至り、巻取り軸34によって、再度、ロール状に巻き取られる。
有機層12aや12bを形成された被成膜材料Zaは、必要に応じて、無機層14を形成する無機成膜装置24で成膜を行われる材料ロール46として、図2(B)に示す無機成膜装置24(その供給室50)に供給される。
なお、最上層となる有機層12bを形成された被成膜材料Zaは、ガスバリアフィルム10a等を巻回してなる材料ロール46として、次の工程等に供される。
The film forming material Za on which the organic layers 12a and 12b are formed in this way is sandwiched and conveyed by the conveying roller pair 38 to reach the take-up shaft 34, and is taken up again in a roll shape by the take-up shaft 34. .
The film forming material Za on which the organic layers 12a and 12b are formed is shown in FIG. 2B as a material roll 46 that is formed by the inorganic film forming apparatus 24 that forms the inorganic layer 14 as necessary. It is supplied to the inorganic film forming apparatus 24 (its supply chamber 50).
The film forming material Za on which the uppermost organic layer 12b is formed is subjected to the next step or the like as a material roll 46 formed by winding the gas barrier film 10a or the like.

無機成膜装置24は、被成膜材料Zbの表面すなわち有機層12の表面に、気相堆積法(真空成膜法)によって無機層14を成膜(形成)するもので、供給室50と、成膜室52と、巻取り室54とを有する。
なお、無機成膜装置24は、図示した部材以外にも、搬送ローラ対や、被成膜材料Zbの幅方向の位置を規制するガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被成膜材料を搬送しつつ気相堆積法による成膜を行なう公知の装置に設けられる各種の部材を有してもよい。
The inorganic film forming apparatus 24 forms (forms) the inorganic layer 14 on the surface of the film forming material Zb, that is, the surface of the organic layer 12 by vapor deposition (vacuum film forming method). The film forming chamber 52 and the winding chamber 54 are provided.
In addition to the members shown in the drawing, the inorganic film-forming apparatus 24 is not limited to a long film-forming material such as a transport roller pair, a guide member that regulates the position of the film-forming material Zb in the width direction, and various sensors. You may have the various members provided in the well-known apparatus which performs the film-forming by a vapor deposition method, conveying.

供給室50は、回転軸56と、ガイドローラ60と、真空排気手段61とを有する。
無機成膜装置24において、被成膜材料Zbを巻回した材料ロール46は、供給室50の回転軸56に装填される。
回転軸56に材料ロール46が装填されると、被成膜材料Zbは、供給室50から、成膜室52を通り、巻取り室54の巻取り軸58に至る所定の搬送経路を通される。無機成膜装置24においても、材料ロール46からの被成膜材料Zbの送り出しと、巻取り軸58での成膜済の被成膜材料Zbの巻き取りとを同期して行なって、被成膜材料Zbを長手方向に搬送しつつ、成膜室52において、被成膜材料Zbに連続的に無機層14の成膜を行なう。
The supply chamber 50 includes a rotation shaft 56, a guide roller 60, and a vacuum exhaust unit 61.
In the inorganic film forming apparatus 24, the material roll 46 around which the film forming material Zb is wound is loaded on the rotation shaft 56 of the supply chamber 50.
When the material roll 46 is loaded on the rotating shaft 56, the film forming material Zb is passed through a predetermined transport path from the supply chamber 50 through the film forming chamber 52 to the winding shaft 58 of the winding chamber 54. The Also in the inorganic film forming apparatus 24, the film forming material Zb is fed out from the material roll 46 and the film forming material Zb is wound around the winding shaft 58 in synchronism with each other. While the film material Zb is conveyed in the longitudinal direction, the inorganic layer 14 is continuously formed on the film formation material Zb in the film formation chamber 52.

供給室50においては、図示しない駆動源によって回転軸56を図中時計方向に回転して、材料ロール46から被成膜材料Zbを送り出し、ガイドローラ60によって所定の経路を案内して、隔壁76に形成されたスリット76aから、成膜室52に送る。   In the supply chamber 50, the rotating shaft 56 is rotated clockwise in the drawing by a driving source (not shown), the film forming material Zb is fed from the material roll 46, and a predetermined path is guided by the guide roller 60, so that the partition wall 76. From the slit 76 a formed in the step S, the film is sent to the film forming chamber 52.

なお、図示例の無機成膜装置24には、好ましい態様として、供給室50に真空排気手段61を、巻取り室54に真空排気手段82を、それぞれ設けている。無機成膜装置24においては、成膜中は、それぞれの真空排気手段によって、供給室50および巻取り室54の圧力を、後述する成膜室52の圧力(成膜圧力)に応じた、所定の圧力に保つ。これにより、隣接する室の圧力が、成膜室52の圧力(成膜室52での成膜)に影響を与えることを防止している。
真空排気手段61には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ドライポンプ、ロータリーポンプなどの真空ポンプ等、真空での成膜装置に用いられている公知の(真空)排気手段が、各種、利用可能である。この点に関しては、後述する他の真空排気手段74および82も同様である。
In the illustrated example of the inorganic film forming apparatus 24, as a preferred embodiment, a vacuum exhaust unit 61 is provided in the supply chamber 50, and a vacuum exhaust unit 82 is provided in the winding chamber 54. In the inorganic film forming apparatus 24, during film formation, the pressure in the supply chamber 50 and the take-up chamber 54 is determined according to the pressure (film formation pressure) in the film formation chamber 52 described later by the respective vacuum exhaust means. Keep the pressure on. This prevents the pressure in the adjacent chamber from affecting the pressure in the film forming chamber 52 (film formation in the film forming chamber 52).
The vacuum evacuation means 61 is not particularly limited, and known (vacuum) evacuation means used in a vacuum film formation apparatus, such as a vacuum pump such as a turbo pump, a mechanical booster pump, a dry pump, and a rotary pump, Various types are available. In this regard, the same applies to the other vacuum exhaust means 74 and 82 described later.

成膜室52は、被成膜材料Zbすなわち有機層12aや有機層12bの表面に、真空成膜法によって無機層14を形成するものである。図示例において、成膜室52は、ドラム62と、成膜手段64と、ガイドローラ68と、ガイドローラ72と、真空排気手段74とを有する。   In the film forming chamber 52, the inorganic layer 14 is formed on the surface of the film forming material Zb, that is, the organic layer 12a or the organic layer 12b by a vacuum film forming method. In the illustrated example, the film forming chamber 52 includes a drum 62, a film forming unit 64, a guide roller 68, a guide roller 72, and a vacuum exhaust unit 74.

成膜室52に搬送された被成膜材料Zbは、ガイドローラ68によって所定の経路に案内され、ドラム62の所定位置に巻き掛けられる。被成膜材料Zbは、ドラム62によって所定位置に位置されつつ長手方向に搬送され、成膜手段64によって気相堆積法によって無機層14を形成される。   The film formation material Zb conveyed to the film formation chamber 52 is guided to a predetermined path by the guide roller 68 and is wound around a predetermined position of the drum 62. The film forming material Zb is conveyed in the longitudinal direction while being positioned at a predetermined position by the drum 62, and the inorganic layer 14 is formed by the vapor deposition method by the film forming unit 64.

真空排気手段74は、成膜室52内を真空排気して、気相堆積法による無機層14の形成に応じた真空度とするものである。   The vacuum evacuation means 74 evacuates the inside of the film forming chamber 52 to a degree of vacuum corresponding to the formation of the inorganic layer 14 by the vapor deposition method.

ドラム62は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
供給室50から供給され、ガイドローラ68によって所定の経路に案内され、ドラム62の所定位置に巻き掛けられた被成膜材料Zbは、ドラム62の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム62に支持/案内されつつ、所定の搬送経路を搬送され、成膜手段64によって表面に無機層14を形成される。
The drum 62 is a cylindrical member that rotates counterclockwise in the drawing around the center line.
The film-forming material Zb supplied from the supply chamber 50 and guided along a predetermined path by the guide roller 68 and wound around a predetermined position of the drum 62 is wound around a predetermined region on the peripheral surface of the drum 62 and The inorganic layer 14 is formed on the surface by the film forming means 64 while being supported / guided by 62 and conveyed along a predetermined conveyance path.

成膜手段64は、真空成膜法によって、被成膜材料Zb(有機層12aや12b)の表面に無機層14を形成するものである。
本発明の製造方法において、無機層14は、前述の特許文献に記載される形成方法等、公知の気相堆積法(真空成膜法)で形成すればよい。従って、成膜手段64での成膜方法にも、特に限定は無く、CVD、プラズマCVD、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等、公知の成膜方法が、全て、利用可能である。
The film forming unit 64 forms the inorganic layer 14 on the surface of the film forming material Zb (organic layers 12a and 12b) by a vacuum film forming method.
In the manufacturing method of the present invention, the inorganic layer 14 may be formed by a known vapor deposition method (vacuum film forming method) such as a forming method described in the above-mentioned patent document. Therefore, the film forming method in the film forming means 64 is not particularly limited, and any known film forming method such as CVD, plasma CVD, sputtering, vacuum deposition, ion plating, etc. can be used.

従って、成膜手段64は、実施する真空成膜法に応じた、各種の部材で構成される。
例えば、成膜室52がICP−CVD法(誘導結合型プラズマCVD)によって無機層14の成膜を行なうものであれば、成膜手段64は、誘導磁場を形成するための誘導コイルや、成膜領域に反応ガスを供給するためのガス供給手段等を有して構成される。
成膜室52が、CCP−CVD法(容量結合型プラズマCVD)によって無機層14の成膜を行なうものであれば、成膜手段64は、中空状でドラム62に対向する面に多数の小孔を有し反応ガスの供給源に連結される、高周波電極および反応ガス供給手段として作用するシャワー電極等を有して構成される。
成膜室52が真空蒸着によって無機層14の成膜を行なうものであれば、成膜手段64は、成膜材料を充填するルツボ(蒸発源)、ルツボを遮蔽するシャッタ、ルツボ内の成膜材料を加熱する加熱手段等を有して構成される。
さらに、成膜室52が、スパッタリングによって無機層14の成膜を行なうものであれば、成膜手段64は、ターゲットの保持手段や高周波電極、ガスの供給手段等を有して構成される。
Therefore, the film forming means 64 is composed of various members according to the vacuum film forming method to be performed.
For example, if the film formation chamber 52 is for depositing the inorganic layer 14 by ICP-CVD (inductively coupled plasma CVD), the film formation means 64 may include an induction coil for forming an induction magnetic field, It has gas supply means for supplying the reaction gas to the membrane region.
If the film forming chamber 52 is for depositing the inorganic layer 14 by the CCP-CVD method (capacitive coupling type plasma CVD), the film forming means 64 is hollow and has many small surfaces on the surface facing the drum 62. A high-frequency electrode having a hole and connected to a reaction gas supply source, a shower electrode acting as a reaction gas supply means, and the like are configured.
If the film formation chamber 52 is for depositing the inorganic layer 14 by vacuum deposition, the film forming means 64 includes a crucible (evaporation source) filled with a film forming material, a shutter for shielding the crucible, and film formation in the crucible. It has a heating means for heating the material.
Further, if the film forming chamber 52 is for depositing the inorganic layer 14 by sputtering, the film forming means 64 includes a target holding means, a high frequency electrode, a gas supply means, and the like.

ドラム62に支持/搬送されつつ、成膜手段64によって無機層14を成膜された被成膜材料Zbは、ガイドローラ72によって所定経路に案内されて、隔壁78に形成されたスリット78aから、巻取り室54に搬送される。   The film forming material Zb on which the inorganic layer 14 is formed by the film forming unit 64 while being supported / conveyed by the drum 62 is guided to a predetermined path by the guide roller 72, and from the slit 78 a formed in the partition wall 78. It is conveyed to the winding chamber 54.

図示例において、巻取り室54は、ガイドローラ80と、巻取り軸58と、真空排気手段82とを有する。
巻取り室54に搬送された成膜済の被成膜材料Zbは、巻取り軸58によってロール状に巻回され、材料ロール42とされる。無機層14が形成された被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール42として、有機成膜装置20に供給(回転軸32に装填)される。
In the illustrated example, the winding chamber 54 includes a guide roller 80, a winding shaft 58, and a vacuum exhaust unit 82.
The film-formed deposition material Zb transported to the winding chamber 54 is wound into a roll shape by the winding shaft 58 to form a material roll 42. A material roll 42 formed by winding the film forming material Zb on which the inorganic layer 14 is formed is supplied to the organic film forming apparatus 20 (loaded on the rotary shaft 32).

以下、図2に示す製造装置によって、図1(A)に示す、支持体Zの上に、有機層12a、無機層14、2層目の有機層12b、2層目の無機層14、および、3層目の有機層12bを有するガスバリアフィルム10aを製造する際の作用を説明することにより、本発明の製造方法について、より、詳細に説明する。
なお、図1(B)〜図1(D)に示すガスバリアフィルム10b〜10d等や、その他の層構成を有するガスバリアフィルムを作製する際にも、形成する有機層12aおよび12bの数および無機の14の数や、層構成に応じて、同様の有機層および無機層の形成を繰り返し行えばよい。
Hereinafter, with the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, the organic layer 12 a, the inorganic layer 14, the second organic layer 12 b, the second inorganic layer 14, and the support Z shown in FIG. The production method of the present invention will be described in more detail by explaining the action when producing the gas barrier film 10a having the third organic layer 12b.
Note that the number of organic layers 12a and 12b to be formed and the inorganic barrier layers 10b to 10d shown in FIG. 1B to FIG. The formation of the same organic layer and inorganic layer may be repeated depending on the number of 14 and the layer configuration.

ガスバリアフィルム10aを製造する際には、まず、被成膜材料Zaとなる長尺な支持体Zを巻回してなる支持体ロールが、材料ロール42として回転軸32に装填され、支持体Zの表面への、有機層12の形成が行われる。
回転軸32に材料ロール42が装填されると、支持体Zは、材料ロール42から引き出され、搬送ローラ対36を経て、塗布部26、乾燥部28および光照射部30を通過して、搬送ローラ対38を経て、巻取り軸34に至る、所定の搬送経路を通される。
When manufacturing the gas barrier film 10a, first, a support roll formed by winding a long support Z to be a film forming material Za is loaded on the rotary shaft 32 as a material roll 42, and the support Z The organic layer 12 is formed on the surface.
When the material roll 42 is loaded on the rotating shaft 32, the support Z is pulled out from the material roll 42, passes through the conveying roller pair 36, passes through the coating unit 26, the drying unit 28, and the light irradiation unit 30, and is transported. It passes through a predetermined conveyance path that reaches the winding shaft 34 through the roller pair 38.

材料ロール42から引き出された被成膜材料Za(支持体Z)は、搬送ローラ対36によって塗布部26に搬送され、表面に、有機層12aとなる塗料が塗布される。前述のように、有機層12aとなる塗料は、形成する有機層12aに応じたモノマー等の有機化合物を有機溶剤に溶解してなる、通常の塗料でよい。図示例においては、一例として、TMPTAを主成分として含有する塗料を塗布したとする。
有機層12aとなる塗料が塗布された被成膜材料Zaは、次いで、乾燥部28によって加熱されて、有機溶剤を除去され塗料が乾燥される。
塗料が乾燥された被成膜材料Zaは、次いで、光照射部によって紫外線等を照射され、有機化合物が重合(架橋)されて硬化され、有機層12aが形成される。なお、必要に応じて、有機層12aや有機層12bとなる有機化合物の硬化は、窒素雰囲気等の不活性雰囲気で行うようにしてもよい。
The film-forming material Za (support Z) pulled out from the material roll 42 is transported to the application unit 26 by the transport roller pair 36, and the coating material to be the organic layer 12a is applied to the surface. As described above, the coating material to be the organic layer 12a may be a normal coating material in which an organic compound such as a monomer corresponding to the organic layer 12a to be formed is dissolved in an organic solvent. In the illustrated example, it is assumed that a paint containing TMPTA as a main component is applied as an example.
The film forming material Za to which the coating material to be the organic layer 12a is applied is then heated by the drying unit 28, the organic solvent is removed, and the coating material is dried.
Next, the film formation material Za from which the paint has been dried is irradiated with ultraviolet rays or the like by the light irradiation unit, and the organic compound is polymerized (crosslinked) and cured to form the organic layer 12a. In addition, you may make it harden | cure the organic compound used as the organic layer 12a or the organic layer 12b in inert atmospheres, such as nitrogen atmosphere, as needed.

有機層12が形成された被成膜材料Zaは、搬送ローラ対38によって搬送されて、巻取り軸34によってロール状に巻回される。
所定長の有機層12aの形成が終了すると、必要に応じて切断した後、有機層12aを形成された被成膜材料Zaを巻回してなる材料ロール46として、図2(B)に示す無機成膜装置24に供給され、無機層14の形成に供される。
The film formation material Za on which the organic layer 12 is formed is transported by the transport roller pair 38 and wound in a roll shape by the winding shaft 34.
When the formation of the organic layer 12a having a predetermined length is completed, the inorganic material shown in FIG. 2 (B) is formed as a material roll 46 formed by winding the film forming material Za on which the organic layer 12a is formed after cutting as necessary. The film is supplied to the film forming apparatus 24 and used for forming the inorganic layer 14.

無機成膜装置24において、材料ロール46は供給室50の回転軸56に装填される。
材料ロール46が回転軸56に装填されると、被成膜材料Zb(有機層12aを形成された支持体Z)が引き出され、供給室50から、成膜室52を経て巻取り室54の巻取り軸58に至る所定の経路を通される。
In the inorganic film forming apparatus 24, the material roll 46 is loaded on the rotation shaft 56 of the supply chamber 50.
When the material roll 46 is loaded on the rotating shaft 56, the film forming material Zb (the support Z on which the organic layer 12 a is formed) is drawn out, and is supplied from the supply chamber 50 through the film forming chamber 52 to the winding chamber 54. A predetermined path to the winding shaft 58 is passed.

材料ロール46から送り出された被成膜材料Zbは、ガイドローラ60によって案内されて成膜室52に搬送される。
成膜室52に搬送された、被成膜材料Zbは、ガイドローラ68に案内されてドラム62に巻き掛けられ、ドラム62に支持されて所定の経路を搬送されつつ、成膜手段64によって、例えば、CCP−CVDによって、無機層14を形成される。図示例においては、一例として、無機層14として窒化ケイ素を成膜したとする。
なお、無機層14の形成は、形成する無機層14に応じて、公知の気相堆積法による成膜方法で行えばよい。従って、使用するプロセスガスや成膜条件等は、形成する無機層14や膜厚等に応じて、適宜、設定/選択すればよい。
The film forming material Zb sent out from the material roll 46 is guided by the guide roller 60 and conveyed to the film forming chamber 52.
The film formation material Zb conveyed to the film formation chamber 52 is guided by the guide roller 68 and wound around the drum 62, supported by the drum 62 and conveyed along a predetermined path, while being formed by the film formation unit 64. For example, the inorganic layer 14 is formed by CCP-CVD. In the illustrated example, it is assumed that silicon nitride is formed as the inorganic layer 14 as an example.
The inorganic layer 14 may be formed by a film forming method using a known vapor deposition method in accordance with the inorganic layer 14 to be formed. Therefore, the process gas to be used, the film formation conditions, and the like may be set / selected as appropriate according to the inorganic layer 14 to be formed, the film thickness, and the like.

無機層14を形成された被成膜材料Zbは、ガイドローラ72に案内されて、巻取り室54に搬送される。
巻取り室54に搬送された被成膜材料Zbは、ガイドローラ58によって巻取り軸58に案内され、巻取り軸58によってロール状に巻回される。
The film forming material Zb on which the inorganic layer 14 is formed is guided by the guide roller 72 and conveyed to the winding chamber 54.
The film forming material Zb conveyed to the winding chamber 54 is guided to the winding shaft 58 by the guide roller 58 and wound in a roll shape by the winding shaft 58.

無機層14の形成が終了すると、無機成膜装置24の全室に清浄化した乾燥空気が導入されて、大気開放される。
その後、必要に応じて切断されて、無機層14を形成した被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール42として、無機成膜装置20の巻取り室54から取り出される。
When the formation of the inorganic layer 14 is completed, purified dry air is introduced into all the chambers of the inorganic film forming apparatus 24 and is released into the atmosphere.
Thereafter, the material roll 42 formed by winding the film forming material Zb on which the inorganic layer 14 is formed is taken out from the winding chamber 54 of the inorganic film forming apparatus 20 as necessary.

無機層14を形成した被成膜材料Zb(有機層12aおよび無機層14を形成された支持体Z)を巻回してなる材料ロール42は、2層目の有機層12bを形成するために、再度、有機成膜装置20に供給される。   In order to form the second organic layer 12b, the material roll 42 formed by winding the film-forming material Zb (the support Z on which the organic layer 12a and the inorganic layer 14 are formed) on which the inorganic layer 14 is formed, Again, the organic film forming apparatus 20 is supplied.

被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール42は、先の有機層12aの形成と同様、回転軸32に装填され、被成膜材料Zbが巻取り軸34に至る所定の搬送経路を通される。
ここで、有機成膜装置20は、基本的に、大気中で有機層12aおよび12bを形成する装置である。従って、無機成膜装置24の巻取り室54が大気開放された時点から、塗布部26によって、無機層14の上に有機層12bとなる塗料が塗布されるまでの期間、無機層14(窒化ケイ素膜)は、空気に曝される。
無機層14を空気に曝すことによって、無機膜14の表面に−O基および/または−OH基が導入される(すなわち、無機膜14の表層が酸化ケイ素化および/または水酸化ケイ素化する)。
The material roll 42 formed by winding the film forming material Zb is loaded on the rotating shaft 32 in the same manner as the formation of the organic layer 12a, and passes through a predetermined conveyance path where the film forming material Zb reaches the winding shaft 34. Is done.
Here, the organic film forming apparatus 20 is basically an apparatus for forming the organic layers 12a and 12b in the atmosphere. Accordingly, the inorganic layer 14 (nitriding) is performed during a period from when the winding chamber 54 of the inorganic film forming apparatus 24 is opened to the atmosphere to when the coating material 26 is applied by the coating unit 26 onto the inorganic layer 14. The silicon film is exposed to air.
By exposing the inorganic layer 14 to air, —O groups and / or —OH groups are introduced to the surface of the inorganic film 14 (that is, the surface layer of the inorganic film 14 is siliconized and / or silicon hydroxideized). .

気相堆積法によって形成されるケイ素化合物層においては、全てのケイ素が例えば窒化ケイ素などの目的とする化合物となっているわけではなく、未結合の結合手を有するケイ素も存在する。特に、無機層14の表面では、未結合の結合手を有するケイ素が多量に存在している。そのため、無機層14を形成した後、無機層14の表面を空気(大気)に曝せば、この未結合の結合手に−O基や−OH基が結合して、無機層14の表面に、−O基および/または−OH基を導入することができる。
本発明においては、無機層14の表面に−OH基等を有することにより、有機層12bを形成する塗料がpH調整剤を含有しなくても、シランカップリング剤の反応を、好適に進行させることができる。
In a silicon compound layer formed by a vapor deposition method, not all silicon is a target compound such as silicon nitride, and silicon having unbonded bonds is also present. In particular, a large amount of silicon having an unbonded bond is present on the surface of the inorganic layer 14. Therefore, after the inorganic layer 14 is formed, if the surface of the inorganic layer 14 is exposed to air (atmosphere), -O groups or -OH groups are bonded to the unbonded bonds, and the surface of the inorganic layer 14 is An —O group and / or an —OH group can be introduced.
In the present invention, by having —OH group or the like on the surface of the inorganic layer 14, the reaction of the silane coupling agent suitably proceeds even if the coating material forming the organic layer 12 b does not contain a pH adjuster. be able to.

なお、本発明において、無機層14の表面を空気に曝すタイミングは、上述の例に限定はされない。すなわち、上層に有機層12bを形成される無機層14の表面を空気に曝すのは、上層の有機層を形成するまでの間であれば、どのようなタイミングや方法で行ってもよい。
例えば、無機層14を形成した後、無機成膜装置24の大気開放を窒素等の不活性ガスで行った場合には、巻取り室54から材料ロール42を取り出した後、有機層12bとなる塗料を塗布されるまでの期間、無機層14の表面を空気に曝せばよい。
In the present invention, the timing of exposing the surface of the inorganic layer 14 to air is not limited to the above example. That is, the surface of the inorganic layer 14 on which the organic layer 12b is formed as an upper layer may be exposed to air at any timing or method as long as it is until the upper organic layer is formed.
For example, after the inorganic layer 14 is formed, when the inorganic film forming apparatus 24 is opened to the atmosphere with an inert gas such as nitrogen, the material layer 42 is taken out from the winding chamber 54 and then becomes the organic layer 12b. What is necessary is just to expose the surface of the inorganic layer 14 to air until it applies a coating material.

前述のように、有機成膜装置20では、被成膜材料Zb(有機層12aおよび無機層14を形成された支持体Z)を長手方向に搬送しつつ、塗布部26によって、無機層14の上に有機層12bとなる塗料を塗布する。なお、塗布部26による塗料の塗布方法には、特に限定は無いが、ダイコート法が好適なのは、前述の通りである。
ここで、本発明の製造方法においては、無機層14の上の有機層12b形成するための塗料は、有機溶剤と、有機層12bとなる有機化合物と、前述の一般式[I]で示される所定のシランカップリング剤を含有する。なお、シランカップリング剤の含有量は、好ましくは対固形分濃度(固形分となる成分(固形分全体量)を100質量%とした際の含有量(質量%))で1〜25質量%であり、5〜20質量%であるのがより好ましい。また、本発明の製造方法においては、有機層12bとなる塗料は、シランカップリング剤を用いる際に、通常は必須成分として添加されるpH調整剤を含有しなくてもよい。
なお、図示例においては、一例として、TMPTAを主成分として含有する塗料を塗布したとする。
As described above, in the organic film forming apparatus 20, the film forming material Zb (support Z on which the organic layer 12 a and the inorganic layer 14 are formed) is conveyed in the longitudinal direction, and the coating unit 26 applies the inorganic layer 14. A coating material to be the organic layer 12b is applied thereon. There is no particular limitation on the coating method applied by the coating unit 26, but the die coating method is suitable as described above.
Here, in the manufacturing method of the present invention, the coating material for forming the organic layer 12b on the inorganic layer 14 is represented by the organic solvent, the organic compound that becomes the organic layer 12b, and the general formula [I] described above. Contains a predetermined silane coupling agent. The content of the silane coupling agent is preferably 1 to 25% by mass with respect to the solid content concentration (content (% by mass) when the component (solid content) as solid content) is 100% by mass). It is more preferable that it is 5-20 mass%. Moreover, in the manufacturing method of this invention, when using a silane coupling agent, the coating material used as the organic layer 12b does not need to contain the pH adjuster normally added as an essential component.
In the illustrated example, it is assumed that a paint containing TMPTA as a main component is applied as an example.

ここで、この有機層12bとなる有機化合物は、塗料が含有するシランカップリング剤に起因する副生成物(主に加水分解で副生成される副生成物(通常はアルコール))と、塗料に用いられる有機溶剤との共沸点よりも、Tg(ガラス転移温度)が高いものを用いるのが好ましい。以下の説明では、便宜的に、この副生成物と有機溶剤との共沸点を単に『副生成物共沸点』とする。
あるいは、シランカップリング剤に起因する副生成物と使用する有機溶剤とが共沸しない場合には、この副生成物の沸点と有機溶剤の沸点との高い方の温度よりも、Tgが高い物を、有機層12bとなる有機化合物としているのが好ましい。同様に、以下の説明では。便宜的に、この副生成物と有機溶剤の沸点の高い方を、『塗料沸点』とする。
Here, the organic compound that becomes the organic layer 12b is a by-product (mainly a by-product (usually alcohol) by-produced by hydrolysis) resulting from the silane coupling agent contained in the paint, and the paint. It is preferable to use one having a Tg (glass transition temperature) higher than the azeotropic point with the organic solvent used. In the following description, for convenience, the azeotropic point of this by-product and the organic solvent is simply referred to as “by-product azeotropic point”.
Alternatively, when the by-product resulting from the silane coupling agent and the organic solvent to be used do not azeotrope, the Tg is higher than the higher one of the boiling point of the by-product and the boiling point of the organic solvent. Is preferably an organic compound that becomes the organic layer 12b. Similarly, in the following description. For convenience, the higher boiling point of the by-product and the organic solvent is defined as the “paint boiling point”.

本発明の製造方法においては、有機層12bを形成する塗料を塗布した後、副生成物共沸点よりも高温で、もしくは塗料沸点よりも高温で、塗料の乾燥を行う。好ましくは、有機層12bを形成する塗料を塗布した後、前述の共沸が生じる場合には副生成物共沸点よりも高温で、前述の共沸が生じない場合には塗料沸点よりも高温で、塗料の乾燥を行う。
ここで、有機層12bとなる有機化合物の耐熱性が低すぎると、この乾燥の際に、有機化合物が熱で軟化し、適正な乾燥を行うことができない、有機化合物が変質する、等の不都合を生じる可能性が有る。
そのため、有機層12bとなる有機化合物として、副生成物共沸点もしくは塗料沸点よりも高いTgを有する有機化合物を用いることにより、乾燥を行う際に、有機化合物の軟化等が生じるのを防止して、適正に乾燥した塗料によって、適正な有機層12bを安定して形成することが可能になる。
In the production method of the present invention, after the coating material for forming the organic layer 12b is applied, the coating material is dried at a temperature higher than the byproduct azeotropic point or higher than the coating material boiling point. Preferably, after applying the paint for forming the organic layer 12b, when the azeotrope described above occurs, the temperature is higher than the byproduct azeotropic point, and when the azeotrope does not occur, higher than the paint boiling point. Dry the paint.
Here, if the heat resistance of the organic compound to be the organic layer 12b is too low, the organic compound is softened by heat at the time of drying, so that proper drying cannot be performed, and the organic compound is altered. May occur.
Therefore, by using an organic compound having a Tg higher than the byproduct azeotropic point or paint boiling point as the organic compound to be the organic layer 12b, it is possible to prevent the organic compound from being softened during drying. The proper organic layer 12b can be stably formed by a properly dried paint.

塗布部26によって塗布された塗料は、乾燥部28によって乾燥される。
ここで、図示例の有機成膜装置20において、乾燥部28は、有機層12bを形成する際に、有機層12bを形成する塗料の乾燥を副生成物共沸点よりも高温で行う。あるいは、乾燥部28は、有機層12bを形成する際に、有機層12bを形成する塗料の乾燥を塗料沸点よりも高温で行う。
なお、必要に応じて、塗料の乾燥を行う前に、副生成物共沸点や塗料沸点よりも高温で塗料を加熱する、加熱工程を設けてもよい。
The paint applied by the application unit 26 is dried by the drying unit 28.
Here, in the organic film forming apparatus 20 of the illustrated example, when the drying unit 28 forms the organic layer 12b, the drying unit 28 performs drying of the coating material forming the organic layer 12b at a temperature higher than the byproduct azeotropic point. Alternatively, when the drying unit 28 forms the organic layer 12b, the drying unit 28 dries the coating material forming the organic layer 12b at a temperature higher than the boiling point of the coating material.
If necessary, a heating step of heating the paint at a temperature higher than the byproduct azeotropic point or the paint boiling point may be provided before the paint is dried.

本発明の製造方法は、一般式[I]で示されるシランカップリング剤を含有する塗料を用い、副生成物共沸点もしくは塗料沸点よりも高温で乾燥を行って、有機層12b(無機層の上の有機層)を形成することにより、下層の無機層14と有機層12bとの密着性に優れ、かつ、ガスバリア性能も高く、さらに有機ELデバイス等に利用した際にダークスポットの生成等のアウトガスによる悪影響も防止したガスバリアフィルムを製造することを、可能にしている。   The production method of the present invention uses a coating material containing the silane coupling agent represented by the general formula [I], and performs drying at a temperature higher than the byproduct azeotropic point or the boiling point of the coating material to form an organic layer 12b (inorganic layer). By forming the upper organic layer), the adhesion between the lower inorganic layer 14 and the organic layer 12b is excellent, and the gas barrier performance is high. Further, when used in an organic EL device, etc. This makes it possible to produce a gas barrier film that also prevents adverse effects due to outgassing.

特許文献1に示されるように、無機層14の上に有機層12bを形成する際には、無機層14がケイ素化合物である場合には、無機層14の表面に−O基および/または−OH基を導入しておき、その表面に、適量のシランカップリング剤を含有する塗料を塗布し、副生成物共沸点もしくは塗料沸点よりも高温で乾燥を行うことにより、pH調整を行わなくても、シランカップリング剤の加水分解反応、および、脱水縮合が生じる。
すなわち、無機層の表面に−OH基等を導入した状態で、塗料を副生成物共沸点等よりも高温に加熱することにより、無機層の表面から−OH基等が放出されてシランカップリング剤の加水分解反応が生じ、無機層表面とシランカップリング剤とが脱水縮合による共有結合によって結合される。また、塗料を副生成物共沸点や塗料沸点以上に加熱することにより、塗料の有機溶剤と共に副生成物等も蒸発して除去されるので、反応のサイクルが速くなり、無機層14表面とシランカップリング剤との結合が、さらに促進される。
As shown in Patent Document 1, when the organic layer 12 b is formed on the inorganic layer 14, when the inorganic layer 14 is a silicon compound, the surface of the inorganic layer 14 has —O groups and / or — OH groups have been introduced, and a coating containing an appropriate amount of a silane coupling agent is applied to the surface, and the pH is not adjusted by drying at a temperature higher than the byproduct azeotropic point or the boiling point of the coating. In this case, hydrolysis reaction and dehydration condensation of the silane coupling agent occur.
That is, in a state where —OH groups and the like are introduced on the surface of the inorganic layer, by heating the paint to a temperature higher than the byproduct azeotropic point, etc., —OH groups and the like are released from the surface of the inorganic layer and silane coupling. Hydrolysis reaction of the agent occurs, and the surface of the inorganic layer and the silane coupling agent are bonded by a covalent bond by dehydration condensation. In addition, by heating the paint to a byproduct azeotropic point or higher than the paint boiling point, the by-product and the like are evaporated and removed together with the organic solvent of the paint, so that the reaction cycle becomes faster and the surface of the inorganic layer 14 and the silane Binding with the coupling agent is further promoted.

すなわち、本発明によれば、シランカップリング剤を用いる際には必須であったpH調整剤を用いなくても、この無機層14表面とシランカップリング剤との結合と、前述の一般式[I]で示されるシランカップリング剤と重合したモノマー等の有機化合物との絡み付き等によって、無機層14と有機層12bとの密着性を確保することができる。
また、大気中で行う通常の方法で有機層12bとなる塗料の塗布を行うことができるので、生産性も向上できる。
That is, according to the present invention, the bond between the surface of the inorganic layer 14 and the silane coupling agent and the above-described general formula [ Adhesion between the inorganic layer 14 and the organic layer 12b can be ensured by entanglement between the silane coupling agent represented by I] and an organic compound such as a polymerized monomer.
Moreover, since the coating material used as the organic layer 12b can be apply | coated by the normal method performed in air | atmosphere, productivity can also be improved.

しかも、加熱をシランカップリング剤による副生成物が蒸発する温度以上で行うので、加熱中にシランカップリング剤の加水分解によって生成されるアルコール等の副生成物を除去して、有機層中に残存する副生成物の量を大幅に低減できる。
そのため、不純物であるシランカップリング剤の副生成物を有さない、高品質で性能を好適に発現する有機層12bを形成することができる。また、後述するように無機層14の上に形成した有機層12bの上に、さらに無機層14を形成する際に、これらの副生成物等の蒸発が無機層14の形成に与える悪影響を無くして、緻密な無機層14を形成して、ガスバリア性能が高いガスバリアフィルムを製造することができる。
In addition, since the heating is performed at a temperature higher than the temperature at which the by-product due to the silane coupling agent evaporates, by-products such as alcohol generated by hydrolysis of the silane coupling agent during the heating are removed, The amount of remaining by-products can be greatly reduced.
Therefore, it is possible to form an organic layer 12b that does not have a by-product of a silane coupling agent that is an impurity and that expresses high quality and performance appropriately. Moreover, when the inorganic layer 14 is further formed on the organic layer 12b formed on the inorganic layer 14 as will be described later, the adverse effect of evaporation of these by-products etc. on the formation of the inorganic layer 14 is eliminated. Thus, a dense inorganic layer 14 can be formed to produce a gas barrier film with high gas barrier performance.

加えて、塗料がpH調整剤を必要としないので、pH調整剤の添加による、経時による塗料の粘度上昇等も防止できる。
さらに、有機層12bを形成する塗料にとっては、有機層の形成材料として見た場合にはpH調整剤は不純物である。そのため、塗料へのpH調整剤の添加によって、粘度の変動、有機化合物や形成する有機層12bのTg低下等が生じる可能性も有るが、このような不都合も防止(抑制)できる。
In addition, since the paint does not require a pH adjuster, an increase in the viscosity of the paint over time due to the addition of the pH adjuster can be prevented.
Further, for the coating material forming the organic layer 12b, the pH adjuster is an impurity when viewed as a material for forming the organic layer. For this reason, the addition of a pH adjusting agent to the paint may cause a variation in viscosity, a decrease in Tg of the organic compound or the organic layer 12b to be formed, etc., but such inconvenience can also be prevented (suppressed).

また、周知のように、塗料を加熱することにより、膜内において下方から上方に向かう塗料の対流が有る。そのため、この対流によって、塗料の乾燥と共に、無機層14の表面および表面近傍において、シランカップリング剤と無機層14との反応を進めることができる。しかも、前述のように、一般式[I]で示されるシランカップリング剤は、自己縮合もしないので、この対流は、非常に好適に行われる。
その結果、シランカップリング剤を無機層14の表面近傍に配向して、有機層12bの表面側は、シランカップリング剤の少ない高純度な有機化合物からなる状態とできる。これにより、有機層12bの表面が、形成材料等に応じた適正なTg等の特性を有するものとなり、有機層12bが、目的とする機能を適正に発現することができる。加えて、シランカップリング剤を無機層14の表面近傍に配向できるので、シランカップリング剤の添加量が少なくても、十分に、添加効果を得ることができる。
また、図示例のように、乾燥部28が、表面側(塗料側)および裏面側(支持体Z側すなわち無機層14側)の両方から、塗料の乾燥を行う場合には、この効果を、より好適に得ることができ、より好ましい。
In addition, as is well known, there is convection of the paint from the bottom to the top in the film by heating the paint. Therefore, by this convection, the reaction between the silane coupling agent and the inorganic layer 14 can be advanced on the surface of the inorganic layer 14 and in the vicinity of the surface as the paint is dried. In addition, as described above, the silane coupling agent represented by the general formula [I] does not self-condensate, and thus this convection is very suitably performed.
As a result, the silane coupling agent is oriented in the vicinity of the surface of the inorganic layer 14 so that the surface side of the organic layer 12b can be made of a high-purity organic compound with little silane coupling agent. Thereby, the surface of the organic layer 12b has characteristics such as an appropriate Tg according to the forming material and the like, and the organic layer 12b can appropriately express the intended function. In addition, since the silane coupling agent can be oriented in the vicinity of the surface of the inorganic layer 14, the effect of addition can be sufficiently obtained even if the amount of the silane coupling agent is small.
Also, as shown in the example, when the drying unit 28 dries the paint from both the front surface side (the paint side) and the back surface side (the support Z side, that is, the inorganic layer 14 side), this effect is It can obtain more suitably and is more preferable.

本発明の製造方法において、有機層12bを形成する塗料の乾燥温度は、副生成物共沸点あるいは塗料沸点よりも高温とすればよく、好ましくは、前述のようにシランカップリング剤による副生成物と有機溶剤とが共沸する場合は複生成物共沸点よりも高温で、しない場合には塗料沸点よりも高温とする。
塗料の乾燥温度が、副生成物共沸点や塗料沸点未満では、前述のシランカップリング剤の加水分解や脱水縮合反応が、十分に進行しない。
なお、塗料の乾燥温度の上限には、特に、限定は無い。ここで、本発明者の検討によれば、乾燥温度が高いほど、良好な有機層と無機層との密着性が得られる。その反面、支持体Zの軟化点を超える温度で乾燥を行うと、支持体Zが熱によって損傷して適正な製品が作製できない。従って、塗料の乾燥温度は、使用する支持体Zに応じて、その軟化点以下とするのが好ましい。
In the production method of the present invention, the drying temperature of the coating material forming the organic layer 12b may be a by-product azeotropic point or a temperature higher than the boiling point of the coating material. Preferably, as described above, the by-product by the silane coupling agent is used. When the solvent and the organic solvent are azeotroped, the temperature is higher than the azeotropic point of the double product, and when not, the temperature is higher than the boiling point of the paint.
When the drying temperature of the paint is lower than the byproduct azeotropic point or the paint boiling point, the hydrolysis or dehydration condensation reaction of the silane coupling agent does not proceed sufficiently.
There is no particular limitation on the upper limit of the drying temperature of the paint. Here, according to the study of the present inventors, the higher the drying temperature, the better the adhesion between the organic layer and the inorganic layer. On the other hand, if drying is performed at a temperature exceeding the softening point of the support Z, the support Z is damaged by heat and an appropriate product cannot be produced. Therefore, it is preferable that the drying temperature of the paint is equal to or lower than the softening point according to the support Z to be used.

乾燥部28によって、有機層12bとなる塗料の乾燥を行われた被成膜部材Zaは、次いで、光照射部30に搬送され、紫外線や可視光等を照射される。
この光照射によって、塗料の有機化合物が重合(架橋)して、塗料が硬化されて、無機層14の上に有機層12bが形成される。
The film-formed member Za that has been dried by the drying unit 28 is then transported to the light irradiation unit 30 and irradiated with ultraviolet rays, visible light, or the like.
By this light irradiation, the organic compound of the coating is polymerized (crosslinked), the coating is cured, and the organic layer 12 b is formed on the inorganic layer 14.

有機層12bを成膜された被成膜材料Zaすなわちガスバリアフィルム10aは、巻取りローラ34によってロール状に巻き取られる。
所定長の有機層12bの形成が終了すると、必要に応じて切断した後、有機層12bを形成された被成膜材料Zaを巻回してなる材料ロール46として、先と同様、図2(B)に示す無機成膜装置24に供給され、2層目の無機層14の形成に供される。
The film formation material Za on which the organic layer 12 b is formed, that is, the gas barrier film 10 a is wound up in a roll shape by the winding roller 34.
When the formation of the organic layer 12b having a predetermined length is completed, the material roll 46 is formed by winding the film-forming material Za on which the organic layer 12b is formed after cutting as necessary. ) And the second inorganic layer 14 is formed.

1層目の無機層14の形成と同様、材料ロール46は供給室50の回転軸56に装填される。
材料ロール46が回転軸56に装填されると、被成膜材料Zb(有機層12a、無機層14および有機層12bが形成された支持体Z)が引き出され、供給室50から、成膜室52を経て巻取り室54の巻取り軸58に至る所定の経路を通される。
次いで、1層目の無機層14の形成と同様、被成膜材料Zbは、材料ロール46から送り出され、供給質50から成膜質52に搬送され、ここで2層目の無機層14(先と同様、窒化ケイ素)を形成され、巻取り室54に搬送されて、巻取り軸58によってロール状に巻回される。
Similar to the formation of the first inorganic layer 14, the material roll 46 is loaded on the rotation shaft 56 of the supply chamber 50.
When the material roll 46 is loaded on the rotating shaft 56, the film forming material Zb (the support Z on which the organic layer 12 a, the inorganic layer 14, and the organic layer 12 b are formed) is drawn out from the supply chamber 50. A predetermined path extending through 52 to the winding shaft 58 of the winding chamber 54 is passed.
Next, similarly to the formation of the first inorganic layer 14, the film formation material Zb is fed from the material roll 46 and conveyed from the supply quality 50 to the film formation quality 52, where the second inorganic layer 14 ( Similarly to the above, silicon nitride) is formed, conveyed to the winding chamber 54, and wound in a roll shape by the winding shaft 58.

無機層14の形成が終了すると、無機成膜装置24の全室に清浄化した乾燥空気が導入されて、大気開放される。
その後、必要に応じて切断されて、2層目の無機層14を成膜済の被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール42として、無機成膜装置20の巻取り室54から取り出される。
When the formation of the inorganic layer 14 is completed, purified dry air is introduced into all the chambers of the inorganic film forming apparatus 24 and is released into the atmosphere.
Thereafter, the material is cut as necessary, and is taken out from the winding chamber 54 of the inorganic film forming apparatus 20 as a material roll 42 formed by winding the film-formed material Zb on which the second inorganic layer 14 has been formed. .

2層目の無機層14を形成された被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール42は、3層目の有機層12bを形成するために、再度、有機成膜装置20に供給される。   The material roll 42 formed by winding the film forming material Zb on which the second inorganic layer 14 is formed is supplied again to the organic film forming apparatus 20 in order to form the third organic layer 12b. .

被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール42は、先の2層目の有機層12bの形成と同様、回転軸32に装填され、被成膜材料Zb(有機層12a、無機層14、2層目の有機層12bおよび2層目の無機層14が形成された基板Z)が、巻取り軸34に至る所定の搬送経路を通される。
次いで、被成膜材料Zbは、前述の2層目の有機層12bの形成と同様、長手方向に搬送されつつ、塗布部26で一般式[I]で示されるシランカップリング剤を含む塗料(先と同様、TMPTEが主成分)を塗布され、乾燥部28において、副生成物共沸点もしくは塗料沸点よりも高温で塗料が乾燥され、次いで、光照射部30に搬送されて、3層目の有機層12bが形成される。
Similarly to the formation of the second organic layer 12b, the material roll 42 formed by winding the film forming material Zb is loaded on the rotating shaft 32, and the film forming material Zb (the organic layer 12a, the inorganic layer 14, The substrate Z) on which the second organic layer 12b and the second inorganic layer 14 are formed is passed through a predetermined transport path to the winding shaft 34.
Next, as in the formation of the second organic layer 12b described above, the film forming material Zb is conveyed in the longitudinal direction and is applied with a coating material containing a silane coupling agent represented by the general formula [I] in the application unit 26 ( As before, TMPTE is the main component), and in the drying unit 28, the paint is dried at a temperature higher than the byproduct azeotropic point or the boiling point of the paint, and then conveyed to the light irradiation unit 30 to be the third layer. An organic layer 12b is formed.

最上層の有機層12bが形成された被成膜材料Zaすなわちガスバリアフィルム10aは、巻取りローラ34によってロール状に巻き取られる。
最上層の有機層12bの形成が終了したら、必要に応じて、ガスバリアフィルム10aを切断した後、ガスバリアフィルム10aを巻回してなる材料ロール46として、次工程等に供給される。
The film forming material Za on which the uppermost organic layer 12b is formed, that is, the gas barrier film 10a, is wound up in a roll shape by a winding roller.
When the formation of the uppermost organic layer 12b is completed, the gas barrier film 10a is cut as necessary, and then supplied as a material roll 46 formed by winding the gas barrier film 10a to the next step or the like.

以上、本発明の機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。   As mentioned above, although the functional film of this invention and the manufacturing method of a functional film were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and change Of course, you may do.

以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.

[実施例1]
図2に示す製造装置を用いて、有機層12a、無機層14、2層目の有機層12bおよび2層目の無機層14を有する、図1(D)に示す、ガスバリアフィルム10dを作成した。
[Example 1]
A gas barrier film 10d shown in FIG. 1 (D) having an organic layer 12a, an inorganic layer 14, a second organic layer 12b, and a second inorganic layer 14 was produced using the manufacturing apparatus shown in FIG. .

支持体Zとして、幅が1000mmで厚さが100μmの長尺なPENフィルム(帝人デュポンフィルム社製 テオネックスQ65FA)を用いた。   As the support Z, a long PEN film having a width of 1000 mm and a thickness of 100 μm (Teonex Q65FA manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.) was used.

有機化合物および光重合開始剤を有機溶剤(メチルエチルケトン(MEK))に溶解して、有機層12を成膜するための塗料を調製した。
有機化合物は、TMPTA(ダイセル・サイテック社製)を、光重合開始剤はIrg189(チバケミカルズ社製)を用いた。また、塗料は、固形分濃度を15質量%(MEK85質量%)とした。また、塗料中の固形分における濃度は、有機化合物が98質量%、光重合開始剤が2質量%とした。
An organic compound and a photopolymerization initiator were dissolved in an organic solvent (methyl ethyl ketone (MEK)) to prepare a paint for forming the organic layer 12.
As the organic compound, TMPTA (manufactured by Daicel Cytec) was used, and as the photopolymerization initiator, Irg189 (manufactured by Ciba Chemicals) was used. The coating material had a solid content concentration of 15% by mass (MEK 85% by mass). The solid content in the paint was 98% by mass for the organic compound and 2% by mass for the photopolymerization initiator.

支持体Z(被成膜材料Za)を巻回してなる材料ロール42を、図2(A)に示す有機成膜装置20の回転軸32に装填して、支持体Zの表面に、調製した塗料を塗布/乾燥し、紫外線照射によって架橋して、有機層12aを形成した被成膜材料Zaを巻回してなる材料ロール46を得た。
塗布部26における塗料の塗布量は、有機層12aの膜厚が3μmとなるように調節した。なお、塗布部26はダイコータを用いた。乾燥部28による乾燥は、温風によって塗料を80℃に加熱して行った。さらに、光照射部30は、紫外線照射装置を用い、紫外線の照射量が積算照射量で約500mJ/cm2となるように光量調整した。
A material roll 42 formed by winding the support Z (film formation material Za) was loaded on the rotating shaft 32 of the organic film forming apparatus 20 shown in FIG. 2A and prepared on the surface of the support Z. The material roll 46 formed by winding the film forming material Za on which the organic layer 12a was formed by applying / drying the paint and cross-linking by ultraviolet irradiation was obtained.
The coating amount of the coating in the coating part 26 was adjusted so that the film thickness of the organic layer 12a was 3 μm. The application unit 26 used a die coater. Drying by the drying unit 28 was performed by heating the paint to 80 ° C. with warm air. Further, the light irradiation unit 30 uses an ultraviolet irradiation device and adjusts the light amount so that the ultraviolet irradiation amount is about 500 mJ / cm 2 in terms of the integrated irradiation amount.

次いで、材料ロール46を図2(B)に示す無機成膜装置24に装填して、有機層12aを形成した支持体Z(被成膜材料Zb)の表面に、CCP−CVDによって、無機層14として膜厚50nmの窒化ケイ素膜を形成した。
成膜手段64は、ドラム62に対面して配置されるシャワー電極と、シャワー電極にプラズマ励起電力を供給する高周波電源と、ドラム62にバイアス電力を供給するバイアス電源と、シャワー電極に原料ガスを供給する供給手段とで構成した。さらに、ドラム62はステンレス製として、シャワー電極の対向電極として作用させた。
Next, the material roll 46 is loaded into the inorganic film forming apparatus 24 shown in FIG. 2B, and the inorganic layer is formed on the surface of the support Z (film forming material Zb) on which the organic layer 12a is formed by CCP-CVD. A silicon nitride film having a thickness of 50 nm was formed as No. 14.
The film forming means 64 includes a shower electrode disposed facing the drum 62, a high frequency power source for supplying plasma excitation power to the shower electrode, a bias power source for supplying bias power to the drum 62, and a source gas for the shower electrode. It comprised with the supply means to supply. Further, the drum 62 was made of stainless steel and acted as a counter electrode of the shower electrode.

成膜ガスは、シランガス(SiH4)、アンモニアガス(NH3)、窒素ガス(N2)および水素ガス(H2)を用いた。供給量は、シランガスが100sccm、アンモニアガスが200sccm、窒素ガスが500sccm、水素ガスが500sccmとした。また、成膜圧力は50Paとした。
シャワー成膜電極には、高周波電源から、周波数13.5MHzで3000Wのプラズマ励起電力を供給した。さらに、ドラム62には、バイアス電源から、500Wのバイアス電力を供給した。また、成膜中は、ドラム62の温度を−20℃に調整した。
Silane gas (SiH 4 ), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and hydrogen gas (H 2 ) were used as the film forming gas. The supply amounts were 100 sccm for silane gas, 200 sccm for ammonia gas, 500 sccm for nitrogen gas, and 500 sccm for hydrogen gas. The film forming pressure was 50 Pa.
The shower film-forming electrode was supplied with 3000 W of plasma excitation power at a frequency of 13.5 MHz from a high frequency power source. Further, a bias power of 500 W was supplied to the drum 62 from a bias power source. During film formation, the temperature of the drum 62 was adjusted to -20 ° C.

無機層14の形成を終了したら、供給室50、成膜室52および巻取り室54に清浄化した乾燥空気を導入して大気開放した。
次いで、無機層14を形成した被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール42を、巻取り室54から取り出した。
When the formation of the inorganic layer 14 was completed, purified air was introduced into the supply chamber 50, the film formation chamber 52, and the winding chamber 54 to release the atmosphere.
Next, the material roll 42 formed by winding the film forming material Zb on which the inorganic layer 14 was formed was taken out from the winding chamber 54.

一方で、有機化合物、シランカップリング剤および光重合開始剤を有機溶剤(MEK)に溶解して、有機層12bを形成する塗料を調製した。
有機化合物および光重合開始剤は、有機層12aと同様の物を用いた。
シランカップリング剤は、一般式[I]
(R13−Si−R2−Si−(R13
において、R1が全て−OCH3で、R2が−(CH22−である物を用いた。
また、塗料は、固形分濃度を15質量%(MEK85質量%)とした。また、塗料中の固形分における濃度は、有機化合物が88質量%、光重合開始剤が2質量%、シランカップリング剤が10質量%とした。
なお、このシランカップリング剤による副生成物(メタノール)と、有機溶剤であるMEKとの共沸点は、MEKの残存量とメタノールの生成量とによって変化はあるが、概ね、約65℃である。
On the other hand, an organic compound, a silane coupling agent and a photopolymerization initiator were dissolved in an organic solvent (MEK) to prepare a coating material for forming the organic layer 12b.
The same organic compound and photopolymerization initiator as those used in the organic layer 12a were used.
The silane coupling agent has the general formula [I]
(R 1 ) 3 —Si—R 2 —Si— (R 1 ) 3
In which R 1 is all —OCH 3 and R 2 is — (CH 2 ) 2 —.
The coating material had a solid content concentration of 15% by mass (MEK 85% by mass). The solid content in the paint was 88% by mass for the organic compound, 2% by mass for the photopolymerization initiator, and 10% by mass for the silane coupling agent.
The azeotropic point of the by-product (methanol) by the silane coupling agent and MEK, which is an organic solvent, varies depending on the residual amount of MEK and the amount of methanol produced, but is generally about 65 ° C. .

被成膜材料Za(有機層12aおよび無機層14を形成した支持体Z)を巻回してなる材料ロール42を、有機成膜装置20の回転軸32に装填して、支持体Zの表面に、調製した塗料を塗布/乾燥し、紫外線照射によって架橋して、有機層12bを形成し、有機層12bを形成してなる被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール46を得た。
塗布部26による塗料の塗布量は、有機層12の膜厚が3μmとなるように調節した。乾燥部28による乾燥は、温風によって塗料を80℃に加熱して行った。さらに、光照射部30は、紫外線の照射量が積算照射量で約500mJ/cm2となるようにした。
A material roll 42 formed by winding a film forming material Za (support Z on which the organic layer 12a and the inorganic layer 14 are formed) is loaded on the rotating shaft 32 of the organic film forming apparatus 20, and is applied to the surface of the support Z. Then, the prepared coating material was applied / dried, crosslinked by ultraviolet irradiation to form the organic layer 12b, and a material roll 46 formed by winding the film forming material Zb formed with the organic layer 12b was obtained.
The coating amount of the coating unit 26 was adjusted so that the thickness of the organic layer 12 was 3 μm. Drying by the drying unit 28 was performed by heating the paint to 80 ° C. with warm air. Furthermore, the light irradiation part 30 was made so that the irradiation amount of an ultraviolet-ray might be about 500 mJ / cm < 2 > in an integrated irradiation amount.

次いで、被成膜材料Zb(有機層12a、無機層14および有機層12bを形成した支持体Z)を巻回してなる材料ロール46を、図2(B)に示す無機成膜装置24に装填した。
さらに、1層目の無機層14と同様にして、2層目お有機層12bを形成した支持体Z(被成膜材料Zb)の表面に、2層目の無機層14として膜厚50nmの窒化ケイ素膜を形成して、図1(D)に示すガスバリアフィルム10dを作製し、このガスバリアフィルム10dを巻回してなる材料ロール46を得た。
Next, a material roll 46 formed by winding the film forming material Zb (support Z on which the organic layer 12a, the inorganic layer 14, and the organic layer 12b are formed) is loaded into the inorganic film forming apparatus 24 shown in FIG. did.
Further, in the same manner as the first inorganic layer 14, the second inorganic layer 14 has a film thickness of 50 nm on the surface of the support Z (film formation material Zb) on which the second organic layer 12 b is formed. A silicon nitride film was formed to produce a gas barrier film 10d shown in FIG. 1D, and a material roll 46 formed by winding the gas barrier film 10d was obtained.

[実施例2および3]
有機層12bの形成に用いるシランカップリング剤を、一般式[I]
(R13−Si−R2−Si−(R13
において、R1が全て−OCH3で、R2が−(CH26−である物に変更した以外(実施例2);
有機層12bの形成に用いるシランカップリング剤を、一般式[I]
(R13−Si−R2−Si−(R13
において、R1が全て−OCH3で、R2が−(CH28−である物に変更した以外(実施例3); は、実施例1と同様にして、支持体Zの上に有機層12a、無機層14、有機層12bおよび無機層14を形成してなる、図1(D)に示すガスバリアフィルム10dを作製し、これを巻回してなる材料ロール46を得た。
[Examples 2 and 3]
The silane coupling agent used for forming the organic layer 12b is represented by the general formula [I].
(R 1 ) 3 —Si—R 2 —Si— (R 1 ) 3
Except that R 1 is all —OCH 3 and R 2 is — (CH 2 ) 6 — (Example 2);
The silane coupling agent used for forming the organic layer 12b is represented by the general formula [I].
(R 1 ) 3 —Si—R 2 —Si— (R 1 ) 3
In the same manner as in Example 1, except that R 1 is all —OCH 3 and R 2 is — (CH 2 ) 8 — (Example 3); A gas barrier film 10d shown in FIG. 1 (D) formed by forming the organic layer 12a, the inorganic layer 14, the organic layer 12b, and the inorganic layer 14 was produced, and a material roll 46 formed by winding this was obtained.

[実施例4]
有機層12bの形成に用いるシランカップリング剤を、一般式[I]
(R13−Si−R2−Si−(R13
において、R1が全て−OCH2CH3で、R2が−(CH26−である物に変更し、有機層12bの形成における乾燥部18での温風の温度を100℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、支持体Zの上に有機層12a、無機層14、有機層12bおよび無機層14を形成してなる、図1(D)に示すガスバリアフィルム10dを作製し、これを巻回してなる材料ロール46を得た。
なお、乾燥温度の100℃は、このシランカップリング剤による副生成物(エタノール)の沸点に応じて設定した温度である。
[Example 4]
The silane coupling agent used for forming the organic layer 12b is represented by the general formula [I].
(R 1 ) 3 —Si—R 2 —Si— (R 1 ) 3
, R 1 is all —OCH 2 CH 3 and R 2 is — (CH 2 ) 6 —, and the temperature of the hot air in the drying section 18 in the formation of the organic layer 12b is changed to 100 ° C. Except for the above, a gas barrier film 10d shown in FIG. 1 (D) is formed by forming the organic layer 12a, the inorganic layer 14, the organic layer 12b, and the inorganic layer 14 on the support Z in the same manner as in Example 1. The material roll 46 produced and wound was obtained.
In addition, 100 degreeC of drying temperature is the temperature set according to the boiling point of the by-product (ethanol) by this silane coupling agent.

[比較例1]
有機層12bの形成に用いるシランカップリング剤を、一般式[I]
(R13−Si−R2−Si−(R13
において、各Siに結合するR1の2つが−OCH3で、1つがアクリル基を有する−C36−COCH=CH2であり、R2が−(CH26−である物に変更した以外は、実施例1と同様にして、支持体Zの上に有機層12a、無機層14、有機層12bおよび無機層14を形成してなる、図1(D)に示すガスバリアフィルム10dを作製し、これを巻回してなる材料ロール46を得た。
[Comparative Example 1]
The silane coupling agent used for forming the organic layer 12b is represented by the general formula [I].
(R 1 ) 3 —Si—R 2 —Si— (R 1 ) 3
In the above, two of R 1 bonded to each Si are —OCH 3 , one is —C 3 H 6 —COCH═CH 2 having an acrylic group, and R 2 is — (CH 2 ) 6 —. Except for the change, the gas barrier film 10d shown in FIG. 1D is formed by forming the organic layer 12a, the inorganic layer 14, the organic layer 12b, and the inorganic layer 14 on the support Z in the same manner as in Example 1. And a material roll 46 formed by winding this was obtained.

[比較例2]
有機層12bの形成に用いるシランカップリング剤を、下記式
(CH3O)3−Si−(CH25−CH3
で示される物に変更した以外は、実施例1と同様にして、支持体Zの上に有機層12a、無機層14、有機層12bおよび無機層14を形成してなる、図1(D)に示すガスバリアフィルム10dを作製し、これを巻回してなる材料ロール46を得た。
[Comparative Example 2]
The silane coupling agent used for forming the organic layer 12b is represented by the following formula (CH 3 O) 3 —Si— (CH 2 ) 5 —CH 3.
1 (D), wherein the organic layer 12a, the inorganic layer 14, the organic layer 12b, and the inorganic layer 14 are formed on the support Z in the same manner as in Example 1 except that the material is changed to the one shown in FIG. A gas barrier film 10d shown in FIG. 6 was produced, and a material roll 46 formed by winding this was obtained.

このようにして作製した各ガスバリアフィルム10dについて、ガスバリア性および密着性を評価した。
<ガスバリア性>
各ガスバリアフィルムのガスバリア性(水蒸気透過率[g/(m2・day)])を、カルシウム腐食法(特開2005−283561号公報に記載される方法)によって、測定した。
また、水蒸気透過率が、1×10-5[g/(m2・day)]未満(すなわち、1×10−5E[g/(m2・day)]未満)の場合を最優秀;
1×10-5[g/(m2・day)]以上、4×10-5[g/(m2・day)]未満の場合を優秀;
4×10-5[g/(m2・day)]以上、1×10-4[g/(m2・day)]未満の場合を良好;
1×10-4[g/(m2・day)]以上の場合を不可; と評価した。
Thus, about each gas barrier film 10d produced, gas barrier property and adhesiveness were evaluated.
<Gas barrier properties>
The gas barrier property (water vapor permeability [g / (m 2 · day)]) of each gas barrier film was measured by a calcium corrosion method (a method described in JP-A-2005-283561).
The water vapor transmission rate is best when it is less than 1 × 10 −5 [g / (m 2 · day)] (that is, less than 1 × 10 −5 E [g / (m 2 · day)]);
Excellent when 1 x 10 -5 [g / (m 2 · day)] or more and less than 4 x 10 -5 [g / (m 2 · day)];
Good when 4 × 10 −5 [g / (m 2 · day)] or more and less than 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)];
The case of 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)] or more was evaluated as “impossible”.

<密着性>
JIS K5400に準拠したクロスカット剥離試験で評価した。
各ガスバリアフィルムの有機層および無機層の形成面に、カッターナイフを用いて、膜面に対して90°の切り込みを1mm間隔で入れ、1mm間隔の碁盤目を100個作成した。この上に2cm幅のマイラーテープ(日東電工製、ポリエステルテープ、No.31B)で貼り付けたテープを剥がした。有機層12bが残存したマスの数で評価した。
残存マス数が100個のものを最優秀;
残存マス数が91〜99個のものを優秀;
残存マス数が81〜90個のものを良好;
残存マス数が80個以下の物を不可; と評価した。
結果を、下記表に示す。
<Adhesion>
Evaluation was made by a cross-cut peel test in accordance with JIS K5400.
Using a cutter knife, 90 ° cuts were made at 1 mm intervals on the organic layer and inorganic layer forming surfaces of each gas barrier film to make 100 grids with 1 mm intervals. On top of this, the tape affixed with a 2 cm wide Mylar tape (manufactured by Nitto Denko, polyester tape, No. 31B) was peeled off. Evaluation was performed by the number of cells in which the organic layer 12b remained.
The one with 100 remaining masses is the best;
Excellent remaining mass number of 91-99;
Good with a residual mass of 81-90;
A product having a residual mass number of 80 or less was evaluated as “impossible”.
The results are shown in the table below.

Figure 0006061820
Figure 0006061820

上記表に示されるように、本発明のガスバリアフィルムは、いずれも、良好なガスバリア性および有機層12bの密着性を有している。特に、R2の直鎖炭素数が8で、R1が−OCH3である実施例3は、非常に優れたガスバリア性および密着性を有している。
なお、R2の直鎖炭素数が2である実施例1は、シランカップリング剤と重合した有機化合物との絡みが少ないと考えられ、他の実施例に比べ、若干、密着性に劣る。
As shown in the above table, each of the gas barrier films of the present invention has good gas barrier properties and adhesion of the organic layer 12b. In particular, straight-chain carbon number of R 2 is 8, Example 3 R 1 is -OCH 3 has a very good gas barrier properties and adhesion.
In addition, Example 1 in which the number of linear carbon atoms of R 2 is 2 is considered to be less entangled between the silane coupling agent and the polymerized organic compound, and is slightly inferior to the other examples.

それに対し、シランカップリング剤がアクリル基を含む比較例1は、前述のシランカップリング剤の自己縮合体が生成してしまい、これに起因して、シランカップリング剤の機能低下、重合の阻害、自己縮合体等の低分子量物の残存等が生じ、これに起因して、重合性の低下、密着性の低下、ガスバリア性の低下等が生じ、本発明品に比して、ガスバリア性が低く、かつ、密着性も低くなってしまったと考えられる。
また、シランカップリング剤がSi原子を1個しか有さない比較例2は、無機層14の形成を阻害する要因を優さないために、優れたガスバリア性を発現しているが、シランカップリング剤の密着性向上効果が低く、本発明品に比して、密着性が低くなってしまったと考えられる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the silane coupling agent contains an acrylic group, the above-described self-condensate of the silane coupling agent is generated, resulting in a decrease in function of the silane coupling agent and inhibition of polymerization. , Low molecular weight substances such as self-condensates remain, resulting in a decrease in polymerizability, a decrease in adhesion, a decrease in gas barrier properties, and the like. It is considered that the adhesiveness is low.
Further, Comparative Example 2 in which the silane coupling agent has only one Si atom exhibits excellent gas barrier properties because it does not exacerbate the factors that inhibit the formation of the inorganic layer 14, but the silane cup The effect of improving the adhesion of the ring agent is low, and it is considered that the adhesion is lower than that of the product of the present invention.
From the above results, the effects of the present invention are clear.

10a,10b,10c,10d ガスバリアフィルム
12a,12b 有機層
14 無機層
20 有機成膜装置
24 無機成膜装置
26 塗布部
28 乾燥部
30 光照射部
32,56 回転軸
34,58 巻取り軸
36,38 搬送ローラ対
42,46 材料ロール
50 供給室
52 成膜室
54 巻取り室
60,68,72,80 ガイドローラ
61,74,82 真空排気手段
62 ドラム
64 成膜手段
76,78 隔壁
10a, 10b, 10c, 10d Gas barrier films 12a, 12b Organic layer 14 Inorganic layer 20 Organic film forming device 24 Inorganic film forming device 26 Coating unit 28 Drying unit 30 Light irradiation unit 32, 56 Rotating shaft 34, 58 Winding shaft 36, 38 Conveying roller pair 42, 46 Material roll 50 Supply chamber 52 Film forming chamber 54 Winding chamber 60, 68, 72, 80 Guide rollers 61, 74, 82 Vacuum exhaust means 62 Drum 64 Film forming means 76, 78 Partition

Claims (12)

支持体と、この支持体の上に交互に形成された有機層および無機層とを有する機能性フィルムであって、
前記無機層の厚さが200nm以下であり、
前記無機層の上に形成された有機層を、少なくとも1層有し、かつ、この無機層の上に形成された有機層が、2官能以上の(メタ)アクリレートからなる樹脂を主成分とするものであり、かつ、下記の一般式[I]で示されるシランカップリング剤を1〜25質量%含有することを特徴とする機能性フィルム。
(R13−Si−R2−Si−(R13 ・・・ 一般式[I]
(一般式[I]において、R1は、置換基を有してもよいアルコキシ基であり、R2は、直鎖の炭素数が2〜10の置換基を有してもよい直鎖のアルキレン基である。また、各R1は、互いに同じでも異なってもよい。)
A functional film having a support and organic and inorganic layers alternately formed on the support,
The inorganic layer has a thickness of 200 nm or less;
The organic layer formed on the inorganic layer has at least one organic layer formed on the inorganic layer, and the organic layer formed on the inorganic layer is mainly composed of a resin made of bifunctional or higher (meth) acrylate. ones, and the and functional film is characterized by containing a silane coupling agent represented by the following general formula [I] 1 to 25 wt%.
(R 1) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1) 3 ··· general formula [I]
(In the general formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, and R 2 is a linear group which may have a linear substituent having 2 to 10 carbon atoms. An alkylene group, and each R 1 may be the same as or different from each other.)
前記一般式[I]において、R1が−OCH3および−OCH2CH3から選択される1以上である請求項1に記載の機能性フィルム。 The functional film according to claim 1, wherein, in the general formula [I], R 1 is one or more selected from —OCH 3 and —OCH 2 CH 3 . 前記一般式[I]において、R1が置換基を有さない請求項1または2に記載の機能性フィルム。 The functional film according to claim 1 or 2, wherein in the general formula [I], R 1 has no substituent. 前記一般式[I]において、R2が置換基を有さない請求項1〜3のいずれか1項に記載の機能性フィルム。 Functional film described in the above general formula [I], in any one of claims 1 to 3, R 2 is no substituent. 前記無機層が窒化ケイ素からなるものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の機能性フィルム。 The functional film according to claim 1, wherein the inorganic layer is made of silicon nitride . 前記有機層となる有機化合物のガラス転移温度が、前記シランカップリング剤に起因する副生成物の沸点もしくは有機層の形成に用いる有機溶剤の沸点よりも高温である請求項1〜5のいずれか1項に記載の機能性フィルム。   The glass transition temperature of the organic compound to be the organic layer is higher than the boiling point of the by-product resulting from the silane coupling agent or the boiling point of the organic solvent used for forming the organic layer. 2. The functional film according to item 1. 前記無機層上の有機層の厚さが5μm以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の機能性フィルム。   The functional film according to claim 1, wherein the organic layer on the inorganic layer has a thickness of 5 μm or less. 前記無機層が窒化ケイ素からなるものであり、その表面に−OH基および−O基の少なくとも一方が導入される請求項1〜7のいずれか1項に記載の機能性フィルム。   The functional film according to any one of claims 1 to 7, wherein the inorganic layer is made of silicon nitride, and at least one of -OH group and -O group is introduced on the surface thereof. 前記無機層の密度が2〜2.4g/cm3である請求項1〜8のいずれか1項に記載の機能性フィルム。 The density of the said inorganic layer is 2-2.4g / cm < 3 >, The functional film of any one of Claims 1-8. 支持体の上に、有機層と無機層とを交互に形成してなる機能性フィルムを製造するに際し、
厚さが200nm以下の無機層を形成するものであり、かつ、
少なくとも1回、前記無機層の上に有機層を形成し、さらに、
前記無機層の上に有機層を形成する際には、少なくとも、有機溶剤、有機層となる2官能以上の(メタ)アクリレート、および下記の一般式[I]で示されるシランカップリング剤を対固形分濃度で1〜25質量%、含有する塗料を塗布する塗布工程、
(R13−Si−R2−Si−(R13 ・・・ 一般式[I]
(一般式[I]において、R1は、置換基を有してもよいアルコキシ基であり、R2は、直鎖の炭素数が2〜10の置換基を有してもよい直鎖のアルキレン基である。 また、各R1は、互いに同じでも異なってもよい。)
前記シランカップリング剤に起因する副生成物と有機溶剤との共沸点よりも高温、もしくは、前記副生成物の沸点と有機溶剤の沸点の高い方よりも高温で前記塗料を乾燥する乾燥工程、
および、前記乾燥した塗料を光照射によって硬化する硬化工程を行うことを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
When manufacturing a functional film formed by alternately forming an organic layer and an inorganic layer on a support,
Forming an inorganic layer having a thickness of 200 nm or less, and
Forming an organic layer on the inorganic layer at least once, and
When an organic layer is formed on the inorganic layer, at least an organic solvent, a bifunctional or higher (meth) acrylate serving as the organic layer, and a silane coupling agent represented by the following general formula [I] are paired. An application step of applying a paint containing 1 to 25% by mass in solid content concentration ,
(R 1) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1) 3 ··· general formula [I]
(In the general formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, and R 2 is a linear group which may have a linear substituent having 2 to 10 carbon atoms. And each R 1 may be the same as or different from each other.
A drying step of drying the paint at a temperature higher than the azeotropic point of the by-product and the organic solvent due to the silane coupling agent or higher than the boiling point of the by-product and the organic solvent;
And the manufacturing method of the functional film characterized by performing the hardening process which hardens the said dried coating material by light irradiation.
長尺な支持体を用い、この支持体を長手方向に搬送しつつ、前記有機層および無機層の形成を行う請求項10に記載の機能性フィルムの製造方法。   The method for producing a functional film according to claim 10, wherein a long support is used and the organic layer and the inorganic layer are formed while the support is conveyed in the longitudinal direction. 前記無機層として、窒化ケイ素からなる層を形成する請求項10または11に記載の機能性フィルムの製造方法。The method for producing a functional film according to claim 10, wherein a layer made of silicon nitride is formed as the inorganic layer.
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US11274225B2 (en) * 2017-01-30 2022-03-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Room temperature-vulcanizing silane-containing resin composition and mounting circuit substrate
KR102620972B1 (en) * 2018-10-23 2024-01-05 삼성디스플레이 주식회사 Display apparatus
CN113764598A (en) * 2020-06-03 2021-12-07 咸阳彩虹光电科技有限公司 Thin film packaging structure, OLED display panel and display

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6348269B1 (en) * 1998-10-23 2002-02-19 Sdc Coatings, Inc. Composition for providing an abrasion resistant coating on a substrate having improved adhesion and improved resistance to crack formation
JP4710269B2 (en) * 2004-07-21 2011-06-29 凸版印刷株式会社 Antireflection laminated film and display medium using the same
US20080199618A1 (en) * 2005-07-07 2008-08-21 Arkema Inc. Method of Strengthening a Brittle Oxide Substrate with a Weatherable Coating
JP2007098732A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Surface treated copper foil, manufacturing method of surface treated copper foil, and copper clad laminate using surface treated copper foil
JP2008285503A (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Asahi Kasei Chemicals Corp Stainproof coating liquid
JP2010236000A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Nippon Zeon Co Ltd Corrosion prevention method for metal surface, and optical member
JP5394867B2 (en) * 2009-09-17 2014-01-22 富士フイルム株式会社 Gas barrier film and gas barrier film
JP2013031794A (en) * 2011-08-01 2013-02-14 Fujifilm Corp Functional film manufacturing method and functional film
JP6007540B2 (en) * 2012-03-28 2016-10-12 凸版印刷株式会社 Gas barrier laminate

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