JPH06108230A - Metal oxide-evaporated film and its production - Google Patents

Metal oxide-evaporated film and its production

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JPH06108230A
JPH06108230A JP26044592A JP26044592A JPH06108230A JP H06108230 A JPH06108230 A JP H06108230A JP 26044592 A JP26044592 A JP 26044592A JP 26044592 A JP26044592 A JP 26044592A JP H06108230 A JPH06108230 A JP H06108230A
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Abstract

PURPOSE:To provide the process for production of the metal oxide-evaporated film which does not curl a base material, has a better gas barrier property and hardly deteriorates the film by handling, etc., even when the large-area base material film is used. CONSTITUTION:The metal oxide evaporated by heating is passed through a plasma space consisting of gases contg. gaseous aliphat. hydrocarbon including fluorine (for example, fluorocarbons) and is then stuck on the base material film in the process for production of the metal oxide-evaporated film by continuously forming the thin film of the metal oxide on at least one surface on the base material film within a vacuum system.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属酸化物の蒸着フィ
ルム及びその製造方法に関する。更に詳しくは、水蒸気
に対するより優れた蒸着膜の形成方法及びその蒸着フィ
ルム,基材フィルムのカール現象が生じない金属酸化物
の蒸着膜を有する金属酸化物の蒸着フィルム及びその製
造方法を提供するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal oxide vapor-deposited film and a method for producing the same. More specifically, the present invention provides a more excellent vapor deposition film formation method against vapor, a vapor deposition film thereof, a metal oxide vapor deposition film having a metal oxide vapor deposition film that does not cause a curl phenomenon of a base film, and a method for producing the same. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】高分子から成る基材フィルム上に金属酸
化物の蒸着膜を形成してなる蒸着フィルムは公知であ
り、透明であること,気体遮断性に優れること等の理由
から、医薬,食品をはじめとする広い分野での包装材料
として利用されつつある(U.S.P.344268
6,特公昭51−48511号,特公昭63−2485
11号,特公平2−15382号等)。
2. Description of the Related Art Vapor-deposited films obtained by forming a vapor-deposited film of a metal oxide on a base film made of a polymer are well known, and because of their transparency and excellent gas barrier properties, It is being used as a packaging material in a wide range of fields including food (USP 344268).
6, JP-B-51-48511, JP-B-63-2485
No. 11, Japanese Patent Publication No. 2-15382, etc.).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空蒸
着して得られた各種金属酸化物の蒸着膜の応力は、膜
内,基材フィルムとの界面に大きく分布し、結果とし
て、基材フィルムの変形をもたらし、後加工としての印
刷,コーティング,ラミネート等の加工時のハンドリン
グにより機械的ストレス等が蒸着フィルムに加わり、そ
の結果密着性の低下,膜のクラックによる気体遮断性の
劣化が生じ実用上問題を残していた。
However, the stress of vapor-deposited films of various metal oxides obtained by vacuum vapor deposition is largely distributed within the film and at the interface with the base film, and as a result, the stress of the base film is increased. Deformation causes mechanical stress, etc. on the vapor-deposited film due to handling during printing, coating, laminating, etc. as post-processing, resulting in poor adhesion and deterioration of gas barrier property due to film cracking. I was left with a problem.

【0004】そこで、本発明は、大面積の基材フィルム
を使用した場合にも、基材のカールを起こさず、かつ、
ガス遮断性がより優れ、ハンドリング等により膜劣化を
おこしにくい金属酸化物蒸着フィルムの製造方法を提供
することを目的とする。
Therefore, the present invention does not cause the curl of the substrate even when a large-area substrate film is used, and
It is an object of the present invention to provide a method for producing a metal oxide vapor-deposited film, which has a better gas barrier property and is less likely to deteriorate due to handling and the like.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、真空系内で基材フィルム上
の少なくとも片面に金属酸化物薄膜を連続的に形成する
金属酸化物蒸着フィルムの製造方法において、加熱気化
した金属酸化物を少なくともフッ素を含む脂肪族炭化水
素ガスを含むガスから成るプラズマ空間を通過させた
後、基材フィルムに付着させることを特徴とする金属酸
化物蒸着フィルムの製造方法を提供する。
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is a metal oxide vapor deposition method for continuously forming a metal oxide thin film on at least one surface of a substrate film in a vacuum system. In the method for producing a film, the vaporized metal oxide is deposited on a substrate film after passing through a plasma space consisting of a gas containing an aliphatic hydrocarbon gas containing at least fluorine. A method for manufacturing a film is provided.

【0006】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明を前提とし、フッ素を含む脂肪族炭化水素ガス
が、フロン類であることを特徴とする金属酸化物蒸着フ
ィルムの製造方法である。
The invention according to claim 2 is based on the invention according to claim 1, wherein the aliphatic hydrocarbon gas containing fluorine is a fluorocarbon, and a method for producing a metal oxide vapor-deposited film. Is.

【0007】また、請求項3記載の発明は、基材フィル
ム上の少なくとも片面に酸化マグネシウム薄膜を形成し
た金属酸化物蒸着フィルムにおいて、酸化マグネシウム
薄膜中に、更にF,Cを含有することを特徴とする金属
酸化物蒸着フィルムである。
Further, the invention according to claim 3 is a metal oxide vapor-deposited film in which a magnesium oxide thin film is formed on at least one surface of a base film, wherein the magnesium oxide thin film further contains F and C. It is a metal oxide vapor deposition film.

【0008】また、請求項4の発明は、基材フィルム上
の少なくとも片面に酸化珪素薄膜を形成した金属酸化物
蒸着フィルムにおいて、酸化珪素薄膜中に、更にF,C
を含有することを特徴とする金属酸化物蒸着フィルムで
ある。
According to a fourth aspect of the present invention, in a metal oxide vapor deposition film in which a silicon oxide thin film is formed on at least one surface of a base film, the silicon oxide thin film further contains F and C.
It is a metal oxide vapor deposition film characterized by containing.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、成膜過程に用いているフッ素
を含む脂肪族炭化水素ガス中の炭素,フッ素原子が蒸着
膜中に取り込まれ、かつ、プラズマのエネルギーをかり
て結果として、膜の多孔質部の改質ができ、特に水蒸気
に対するきわめて高いバリアー性が得られ、かつ、フィ
ルムの変形をもたらさない金属酸化物蒸着フィルムが製
造できる。
According to the present invention, carbon and fluorine atoms in the aliphatic hydrocarbon gas containing fluorine used in the film formation process are incorporated into the vapor deposition film, and the energy of plasma is measured to result in the film formation. It is possible to produce a metal oxide vapor-deposited film that can be modified in the porous part, has a particularly high barrier property against water vapor, and does not cause deformation of the film.

【0010】特に、金属酸化物として、酸化マグネシウ
ム、酸化珪素を用い、F,Cが取り込まれた金属酸化物
蒸着フィルムは、カールを起こさず、かつ、ガス遮断性
がより優れ、ハンドリング等により膜劣化をおこしにく
い。
In particular, a metal oxide vapor-deposited film in which magnesium oxide or silicon oxide is used as a metal oxide and F and C are incorporated does not cause curling, is excellent in gas barrier property, and is formed by handling or the like. It does not easily deteriorate.

【0011】以下に本発明を詳述する。本発明にかかる
基材フィルムは、蒸着膜の支持体であって、寸法安定
性,機械的強度等に優れた高分子フィルムが好適であ
る。
The present invention will be described in detail below. The substrate film according to the present invention is a support for a vapor-deposited film, and a polymer film excellent in dimensional stability and mechanical strength is suitable.

【0012】例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリブテン等のポリオレフィン;ポリスチレン;ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレン−2,6−ナフタレート等のポリエステ
ル;ナイロン−6、ナイロン−11、芳香族ポリアミ
ド;ポリカーボネート;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン;ポリイミド等のフィルム、あるいはこれらを構
成するモノマーの共重合体または他のモノマーとの共重
合体であっても良い。
For example, polyethylene, polypropylene,
Polyolefin such as polybutene; polystyrene; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate,
Polyester such as polyethylene-2,6-naphthalate; Nylon-6, Nylon-11, aromatic polyamide; Polycarbonate; Polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride; Films such as polyimide, or copolymers of monomers constituting these, or others It may be a copolymer with the above monomer.

【0013】また、基材フィルムは、公知の添加剤、例
えば帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤
等含んであっても良い。
Further, the base film may contain known additives such as antistatic agents, ultraviolet absorbers, plasticizers, lubricants, colorants and the like.

【0014】基材フィルムは、強度、寸法安定性、耐熱
性の点から縦横方向に延伸したフィルムが好ましい。
The substrate film is preferably a film stretched in the longitudinal and transverse directions from the viewpoint of strength, dimensional stability and heat resistance.

【0015】基材フィルムの厚さには特に制限がない
が、強度の点から3〜400μmの厚さのフィルムが使
用できる。印刷,ラミネート加工適性の点から好ましく
は、6〜200μmの範囲が好ましい。
The thickness of the base film is not particularly limited, but a film having a thickness of 3 to 400 μm can be used from the viewpoint of strength. From the viewpoint of printing and laminating processability, the range of 6 to 200 μm is preferable.

【0016】本発明にかかる金属酸化物薄膜は、マグネ
シウム,珪素,アルミニウム,チタン,錫,亜鉛等から
選ばれる酸化物であって、好ましくはマグネシウム,珪
素の酸化物である。また、上記から選ばれる2種以上の
混合物層であってもかまわない。
The metal oxide thin film according to the present invention is an oxide selected from magnesium, silicon, aluminum, titanium, tin, zinc and the like, and is preferably an oxide of magnesium or silicon. Further, it may be a mixed layer of two or more kinds selected from the above.

【0017】本発明にかかる金属酸化物薄膜を形成する
ための該酸化物材料の加熱方法としては、公知の電子線
加熱方式が利用できる。特に、数千〜万Å/秒の高速蒸
発をえるためには、大型の自己ピアス型電子銃等が利用
できる。もっとも、材料によっては、抵抗加熱、誘導加
熱によっても可能である。
As a heating method of the oxide material for forming the metal oxide thin film according to the present invention, a known electron beam heating method can be used. In particular, a large self-pierce type electron gun or the like can be used in order to obtain high-speed evaporation of several thousands to 10,000 liters / second. However, depending on the material, resistance heating or induction heating is also possible.

【0018】本発明にかかる真空系は、10-3〜10-6
Torr程度の真空度がよく、周知の真空蒸着機に備え
られているポンプ排気システムで排気することにより、
その内部をこの真空度に維持できる。
The vacuum system according to the present invention is 10 -3 to 10 -6.
The degree of vacuum is good at about Torr, and by exhausting with a pump exhaust system provided in a known vacuum vapor deposition machine,
The inside can be maintained at this vacuum degree.

【0019】本発明にかかるプラズマ空間とは、少なく
ともフッ素原子を含む脂肪族炭化水素ガスを含むガスか
ら成ることが必要条件である。
It is a necessary condition that the plasma space according to the present invention comprises a gas containing an aliphatic hydrocarbon gas containing at least fluorine atoms.

【0020】例えば、CCl3 F(フロン11),CC
2 2 (フロン12),CF3 Cl(フロン13),
CF4 (フロン14),CClF2 CClF2 (フロン
22),CCl2 FCClF2 (フロン113),CC
lF2 CClF2 (フロン114)等のフロン類であ
り、アルゴン、キセノン等の不活性ガスを上記フロン類
に5〜95VOL%含んでいてもかまわない。
For example, CCl 3 F (CFC 11), CC
l 2 F 2 (CFC 12), CF 3 Cl (CFC 13),
CF 4 (Freon 14), CClF 2 CClF 2 (CFC 22), CCl 2 FCClF 2 (CFC 113), CC
lF 2 CClF 2 is fluorocarbons (Freon 114) or the like, argon, an inert gas may also contain 5~95VOL% above fluorocarbons such as xenon.

【0021】上記ガスの励起用電極は、ステンレス、銅
等の金属でできた線状のものを例えばスパイラル状に形
成し、コイル状電極にしたもの;板状のものを用いた平
行平板電極等任意の形状のものが利用可能である。
The electrode for exciting the gas is a coil-shaped electrode formed by forming a linear electrode made of metal such as stainless steel or copper into a spiral shape; a parallel plate electrode using a plate-shaped electrode, etc. Any shape can be used.

【0022】すなわち、真空密閉系内に、高周波電源に
接続した電極と、電極近傍にプラズマ発生用ガスを導入
するガス導入管を配置し、ガス導入管からガスを連続的
に電極近傍に導入しながら電極に高周波電力を供給すれ
ば良い。
That is, an electrode connected to a high frequency power source and a gas introducing pipe for introducing a plasma generating gas are arranged near the electrode in a vacuum closed system, and the gas is continuously introduced from the gas introducing pipe to the vicinity of the electrode. However, high frequency power may be supplied to the electrodes.

【0023】本発明にかかるプラズマは、上記商業用の
13.56MHzの周波数による高周波プラズマに限定
したものでなく、少なくともフッ素原子を含む脂肪族炭
化水素を含むガスを真空密閉系に導入して得られるプラ
ズマ空間を成膜プロセスに利用することに意味があるの
で、公知の例えば、周波数帯2450MHzのマイクロ
波,直流,交流及びこれらの組合せによる電力を任意の
電極に印加して得られるプラズマ空間であっても一向に
かまわない。当然のごとく、プラズマ密度を向上させる
ために、磁場を併用してもよい。
The plasma according to the present invention is not limited to the above-mentioned commercial high frequency plasma having a frequency of 13.56 MHz, and is obtained by introducing a gas containing an aliphatic hydrocarbon containing at least fluorine atoms into a vacuum closed system. Since it is meaningful to utilize the plasma space provided in the film forming process, a plasma space obtained by applying power to a desired electrode by, for example, microwaves in the frequency band 2450 MHz, direct current, alternating current, or a combination thereof. It doesn't matter if you have it. As a matter of course, a magnetic field may be used together to improve the plasma density.

【0024】例えば、13.56MHzの高周波電力を
用いた場合供給電力、電極形状、基材フィルムと電極の
位置関係、成膜条件等のパラメータにより最適条件が異
なるが、本発明においては、見かけのプラズマ空間で供
給電力を除した値が、0.16〜9.4W/cm3 の範
囲であり、好ましくは0.31〜4.7W/cm3 であ
る。
For example, when high frequency power of 13.56 MHz is used, the optimum conditions differ depending on parameters such as power supply, electrode shape, positional relationship between the base material film and the electrodes, film forming conditions, etc. The value obtained by dividing the supplied power in the plasma space is in the range of 0.16 to 9.4 W / cm 3 , and preferably 0.31 to 4.7 W / cm 3 .

【0025】供給電力が9.4W/cm3 以上になる
と、プラズマ内の電子温度は上昇し、プラズマがより活
性化する反面、基材フィルムへの熱負加が大きくなり、
絶縁体である基材フィルムの帯電性が大きくなったり、
蒸着膜自体が逆に劣化することがある。また、0.16
W/cm3 以下であると電力密度が低すぎて、膜質が十
分に安定しない。
When the supplied power becomes 9.4 W / cm 3 or more, the electron temperature in the plasma rises and the plasma is more activated, but the heat load on the base film increases,
The chargeability of the base film, which is an insulator, increases,
On the contrary, the deposited film itself may deteriorate. Also, 0.16
If it is W / cm 3 or less, the power density is too low and the film quality is not sufficiently stable.

【0026】気化した金属酸化物は、上記プラズマ空間
を通過して基材フィルムに付着する。このため、金属酸
化物の蒸着源は、例えばコイル状、平行平板型電極の下
方に位置する必要がある、基材フィルムは、電極上方に
位置する必要がある。
The vaporized metal oxide passes through the plasma space and adheres to the base film. For this reason, the metal oxide vapor deposition source needs to be positioned below the coil-shaped, parallel plate type electrodes, and the base film needs to be positioned above the electrodes.

【0027】基材フィルムが帯状である場合には、電極
上方に常法の冷却ロールを配置し、基材フィルムをこの
冷却ロールに抱かせながら走行させればよい。
When the base film has a strip shape, a conventional cooling roll may be arranged above the electrode and the base film may be run while being held by the cooling roll.

【0028】プラズマもしくは、プラズマ空間を通過し
て基材フィルムに付着する金属酸化物による基材フィル
ムの帯電を防止するため、冷却ロール表面の基材フィル
ムに接触する金属部材を設けて接地することが望まし
い。
In order to prevent the base film from being charged by plasma or a metal oxide passing through the plasma space and adhering to the base film, a metal member that comes into contact with the base film on the surface of the cooling roll should be provided and grounded. Is desirable.

【0029】本発明の製造方法により得た基材フィルム
上に形成された金属酸化物の薄膜は、該金属酸化物材料
の構成元素の他に既述したフッ素,炭素等のプラズマを
形成いている構成元素が蒸着膜中に取り込まれているこ
とが特徴である。
The metal oxide thin film formed on the substrate film obtained by the manufacturing method of the present invention forms plasmas of fluorine, carbon, etc. as described above in addition to the constituent elements of the metal oxide material. The feature is that the constituent elements are incorporated in the vapor deposition film.

【0030】これらフッ素、炭素等の小さな原子の注入
は、基材フィルムと各種金属酸化物蒸着膜との界面、蒸
着膜内に生じる残留応力を低減する目的があり、例え
ば、酸化マグネシウムの場合は、従来の真空蒸着法によ
る蒸着膜に比べ、炭素及びフッ素原子がそれぞれ4〜1
5,3〜5Atomic%混入しており、炭化物あるい
はフッ化物のかたちで主成分である酸化マグネシウム中
に取り込まれている。
The implantation of these small atoms such as fluorine and carbon has the purpose of reducing the residual stress generated at the interface between the substrate film and various metal oxide vapor deposition films and in the vapor deposition film. For example, in the case of magnesium oxide, , Carbon and fluorine atoms are 4 to 1 each, compared with the conventional vacuum deposition method.
It is mixed in an amount of 5, 3 to 5 Atomic%, and is incorporated in the main component magnesium oxide in the form of a carbide or a fluoride.

【0031】図1は本発明の一実施例を表す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention.

【0032】巻室Aの構造を以下に説明する。巻出しロ
ール(1)から巻き出され、制御ロール(2)、エキス
パンダーロール(3)を順次通過後、冷却ロール(4)
に抱かれながら走行し、再度巻取りロール(5)に巻き
取られる。
The structure of the winding chamber A will be described below. After being unwound from the unwinding roll (1) and successively passing through the control roll (2) and the expander roll (3), the cooling roll (4)
It runs while being held by and is wound up again by the winding roll (5).

【0033】次に蒸着室Bの構造を以下に説明する。冷
却ロール(4)下方には、金属酸化物(6)の蒸着源
(7)が配置され、電子銃(8)により加熱可能となっ
ている。冷却ロール(4)と蒸着源(7)とは、その間
にコイル状電極(9)を挟んで配置されており、プラズ
マ発生用ガス導入口(10)が電極近傍に設けられてい
る。加熱により気化した金属酸化物(6)蒸気は、コイ
ル状電極近傍に形成されたプラズマ空間を通過して、冷
却ロール上に抱かれている基材フィルム上に到達し、薄
膜形成される。
Next, the structure of the vapor deposition chamber B will be described below. A vapor deposition source (7) for the metal oxide (6) is arranged below the cooling roll (4) and can be heated by an electron gun (8). The cooling roll (4) and the vapor deposition source (7) are arranged with a coiled electrode (9) sandwiched therebetween, and a plasma generating gas introduction port (10) is provided near the electrodes. The vaporized metal oxide (6) vapor passes through the plasma space formed in the vicinity of the coil-shaped electrode, reaches the base film held on the cooling roll, and is formed into a thin film.

【0034】(11)はスキャナーシステムで、電子銃
(8)より発生した電子ビーム(12)を蒸着材料表面
へX−Y状二次元に走査させ、材料を均一加熱させるも
ので、互いに直交した電磁石により発生した磁場を変化
させることで、X−Yに走査できる。
Reference numeral (11) is a scanner system for scanning an electron beam (12) generated by an electron gun (8) on the surface of the vapor deposition material two-dimensionally in an XY shape to uniformly heat the material, which are orthogonal to each other. By changing the magnetic field generated by the electromagnet, it is possible to scan in XY.

【0035】(13)は遮蔽板で、この遮蔽板の間の位
置で冷却ロール(4)は蒸着源(7)に露出しており、
金属酸化物(6)が基材フィルム(14)表面に付着す
る。
Reference numeral (13) is a shield plate, and the cooling roll (4) is exposed to the vapor deposition source (7) at a position between the shield plates.
The metal oxide (6) adheres to the surface of the base film (14).

【0036】電極近傍には、プラズマ発生用ガス導入口
(10)が配置されており、フロン類,アルゴン等の不
活性ガスのガス流量をコントロールするマスフロコント
ローラー(15)を介してガス導入管に接続されてい
る。
A gas introduction port (10) for plasma generation is arranged near the electrode, and a gas introduction pipe is provided through a mass flow controller (15) for controlling the gas flow rate of an inert gas such as CFCs and argon. It is connected to the.

【0037】上記フロン類,アルゴン等のガスを導入す
る量は、蒸着室に設けられた真空計(16)で系内の真
空度をモニターし、上記マスフロコントローラーにより
安定した真空度が得られるように制御することができ
る。
Regarding the amount of the gases such as CFCs and argon introduced, the degree of vacuum in the system is monitored by a vacuum gauge (16) provided in the vapor deposition chamber, and a stable degree of vacuum is obtained by the mass flow controller. Can be controlled.

【0038】この装置を用いて蒸着フィルムを作成する
には、まず装置内部を排気システムにより、排気して、
10-5〜10-6Torrの真空状態にいた後、マスフロ
コントローラーにより流量を調整しながらフロン類ガス
を含むガスをガス導入口から導入し、同時にコイル状電
極に高周波電力を供給してプラズマを発生させ、基材フ
ィルムを所定の速度で走行させながら蒸着源を加熱し
て、金属酸化物を気化されている。
In order to produce a vapor-deposited film using this apparatus, first, the inside of the apparatus is evacuated by the exhaust system,
After being in a vacuum state of 10 −5 to 10 −6 Torr, a gas containing a CFCs gas was introduced from the gas inlet while adjusting the flow rate by a mass flow controller, and at the same time, high frequency power was supplied to the coiled electrode for plasma. And the metal oxide is vaporized by heating the vapor deposition source while running the substrate film at a predetermined speed.

【0039】このようにして得られた蒸着膜は、もとの
蒸着材料を構成している元素の他に炭素,及びフッ素原
子をそれぞれ4〜15,3〜5Atomic%含んでお
り、高速蒸発で形成される金属酸化物薄膜の多孔質部を
炭化物,弗化物の形でち密化する。
The vapor-deposited film thus obtained contains 4 to 15 and 3 to 5 Atomic% of carbon and fluorine atoms, respectively, in addition to the elements constituting the original vapor deposition material, and can be vaporized at high speed. The porous part of the formed metal oxide thin film is densified in the form of carbide or fluoride.

【0040】[0040]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕 [Example 1]

【0041】(A)装置 図1の装置 (B)到達真空度 1.0×10-5 Torr (C)基材フィルム (a) 材質 二軸延伸ポリエチレンテレフタレート (b) 厚み 12μm (D)冷却ロール温度 −20℃ (E)蒸着源 (a) 冷却ロールとの距離 300mm (b) 金属酸化物 酸化マグネシウム (c) 加熱源 電子銃(加速電圧30kV エミッション
電流10A) (F) プラズマ (a) ガス CF4 100% (b) 流量 装置内A室が1.1×10-4Torrとなる
ように、マスフロコントローラーで調整 (c) 供給電力 高周波(13.56MHz 2kW)
(A) Device Device of FIG. 1 (B) Ultimate vacuum 1.0 × 10 -5 Torr (C) Base film (a) Material Biaxially stretched polyethylene terephthalate (b) Thickness 12 μm (D) Cooling roll Temperature -20 ° C (E) Vapor deposition source (a) Distance from cooling roll 300 mm (b) Metal oxide magnesium oxide (c) Heating source Electron gun (accelerating voltage 30 kV emission current 10 A) (F) Plasma (a) Gas CF 4 100% (b) Flow rate Adjusted by mass flow controller so that chamber A in the equipment is 1.1 × 10 -4 Torr. (C) Supply power High frequency (13.56MHz 2kW)

【0042】以上の条件で、蒸着速度を5000Å/
秒、基材フィルムを1.6m/秒の速度で走行させ、蒸
着膜を連続的にコーティングした。得られた蒸着膜の厚
みを蛍光X線分析法により測定したところ549Åであ
った。
Under the above conditions, the vapor deposition rate is 5000Å /
The substrate film was run at a speed of 1.6 m / sec for 2 seconds to continuously coat the vapor deposition film. The thickness of the obtained vapor deposition film was measured by a fluorescent X-ray analysis method and found to be 549Å.

【0043】この蒸着フィルムを長さ方向に100m置
きにサンプリングし、X線光電子分光法(ESCA)に
よる組成分析を行った。その結果を表1に示す。
This vapor-deposited film was sampled every 100 m in the length direction, and the composition was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA). The results are shown in Table 1.

【0044】表1より得られた膜は、Mg,O,C,F
からなり、CとFが5.3,2.1Atomic%含ま
れていた。
The films obtained from Table 1 are Mg, O, C and F
And C and F were included in 5.3, 2.1 Atomic%.

【0045】また、10*10mmにサンプリングした
蒸着フィルムのカールの程度を目視により、5段階評価
したところランク1でカールは全く無かった。
Further, when the degree of curl of the vapor deposition film sampled at 10 * 10 mm was visually evaluated in 5 steps, it was ranked 1 and there was no curl at all.

【0046】更に、この蒸着フィルムを二液硬化型ポリ
ウレタン系接着剤を用いて未延伸ポリプロピレンフィル
ム60μmと積層フィルムをつくり、この積層フィルム
の酸素透過率,水蒸気水蒸気透過率を測定したところ、
それぞれ1.62cc/m2/day/atm,0.1
8cc/m2 /day/atmであり、特に、水蒸気に
対するバリアー性が優れていた。その結果を表1に示
す。
Further, an unstretched polypropylene film 60 μm and a laminated film were prepared from this vapor-deposited film using a two-component curing type polyurethane adhesive, and the oxygen permeability and the water vapor vapor permeability of this laminated film were measured.
1.62 cc / m 2 / day / atm, 0.1 respectively
It was 8 cc / m 2 / day / atm, and particularly, the barrier property against water vapor was excellent. The results are shown in Table 1.

【0047】〔実施例2〜4〕実施例1と同様な条件で
ラインスピードを変化させて実施した。蒸着膜厚を同様
に測定したところ300Å,650Å,1100Åであ
った。結果を表1に示す。
[Examples 2 to 4] The line speed was changed under the same conditions as in Example 1. When the vapor-deposited film thickness was similarly measured, it was 300Å, 650Å, 1100Å. The results are shown in Table 1.

【0048】実施例2〜4いずれもカールは無く、且
つ、酸素及び水蒸気透過率の膜厚依存性はほとんど無
く、いずれも良好な結果を示した。
In each of Examples 2 to 4, there was no curl, and there was almost no film thickness dependency of oxygen and water vapor transmission rates, and all showed good results.

【0049】〔比較例1〜3〕ブラズマを発生しない以
外は実施例と同様で、フィルム送り速度を変化させて3
水準の蒸着膜厚の異なるものをえた。蒸着膜厚は619
Å,850Å,1100Åであった。水蒸気透過量はそ
れぞれ0.5,0.45,0.44g/m2 /24hで
あり実施例と比べ約2倍以上あり、蒸着膜厚を増やして
もあまりよい値でなかった。結果を表1に示す。また、
カールについては、ランク4〜5で、ひどくカールして
いた。
[Comparative Examples 1 to 3] The same procedure as in Example 1 except that no plasma was generated, and the film feed speed was changed to 3
Different levels of vapor deposition thickness were obtained. Deposition thickness is 619
It was Å, 850Å, 1100Å. Each water vapor permeability of there about 2 times or more compared with and embodiment where 0.5,0.45,0.44g / m 2 / 24h, was less good value even by increasing the deposition film thickness. The results are shown in Table 1. Also,
Regarding the curl, it was ranked 4 to 5 and was extremely curled.

【0050】〔比較例4〜5〕プラズマガスにアルゴ
ン,酸素を用いて実施例1と同様に試験した。結果を表
1に示す。
[Comparative Examples 4 to 5] The same tests as in Example 1 were carried out using argon and oxygen as the plasma gas. The results are shown in Table 1.

【0051】これより、アルゴン,酸素ガスにより得た
プラズマを用いた場合は、水蒸気透過率がそれぞれ、
0.40,0.39g/m2 /dayであり、実施例1
に比べて約2倍で不十分であった。
From the above, when the plasma obtained from argon and oxygen gas was used, the water vapor transmission rate was
0.40, 0.39 g / m 2 / day, Example 1
It was insufficient about twice as much as

【0052】〔実施例5〕金属酸化物材料に酸化珪素を
用い、下記のプラズマ条件で実施例1と同様に試験し
た。
Example 5 Silicon oxide was used as the metal oxide material, and the same test as in Example 1 was conducted under the following plasma conditions.

【0053】プラズマ (a) ガス CF4 −Ar(80−20VOL%) (b) 流量 装置内A室が1.0×10-3Torrとな
るように、マスフロコントローラーで調整 (c) 供給電力 高周波(13.56MHz,3kW)
Plasma (a) Gas CF 4 -Ar (80-20 VOL%) (b) Flow rate Adjusted with mass flow controller so that chamber A in the apparatus is 1.0 × 10 -3 Torr (c) Supply power High frequency (13.56MHz, 3kW)

【0054】以上の条件で、蒸着速度を7000Å/
秒,基材フィルムを2.0m/秒の速度走行させ、実施
例1と同様の評価を行った。表1に結果を示す。
Under the above conditions, the deposition rate is 7,000Å /
Second, the substrate film was run at a speed of 2.0 m / sec, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.

【0055】表1より、得られた膜はSi,O,C,F
からなり、CとFが4.2,2.3Atomic%含ま
れていた。酸素及び水蒸気透過量は1.3cc/m2
day/atom, 0.30g/m2 /dayであっ
た。
From Table 1, the obtained films are Si, O, C, F
And C and F were contained in 4.2, 2.3 Atomic%. Oxygen and water vapor transmission rate is 1.3 cc / m 2 /
It was day / atom, 0.30 g / m 2 / day.

【0056】〔比較例6〜11〕実施例5と同様に酸化
珪素を蒸発材料に用い、プラズマを成膜過程に用いない
場合と、プラズマガスにアルゴン,酸素を用いた場合に
ついてそれぞれ蒸着膜厚を3水準変えて試験した。結果
を表1に示す。
[Comparative Examples 6 to 11] Similar to Example 5, the vapor deposition film thickness was obtained when silicon oxide was used as the evaporation material and plasma was not used in the film forming process, and when argon and oxygen were used as the plasma gas. Was tested by changing the three levels. The results are shown in Table 1.

【0057】[0057]

【表1】 [Table 1]

【0058】カール評価:カール無 ランク1←→カー
ル大 ランク5 酸素透過率(cc/m2 /day/atm) 25℃−
75%RH 水蒸気透過率(g/m2 /day)
Curl evaluation: No curl Rank 1 ← → Large curl Rank 5 Oxygen permeability (cc / m 2 / day / atm) 25 ° C.-
75% RH water vapor transmission rate (g / m 2 / day)

【0059】以上のように、本発明による特定の方法で
得た蒸着フィルムは、従来の方法で得られる蒸着膜(図
2(a) 参照)と異なり、成膜過程に用いているフッ素を
含む脂肪族炭化水素ガス中の炭素,フッ素原子が蒸着膜
中に取り込まれ(図2(b) 参照)、かつ、プラズマのエ
ネルギーをかりて結果として、膜の多孔質部の改質がで
き、特に水蒸気に対するきわめて高いバリアー性が得ら
れ、かつ、フィルムの変形をもたらさない蒸着フィルム
が得られた。
As described above, the vapor deposition film obtained by the specific method according to the present invention contains fluorine used in the film formation process, unlike the vapor deposition film obtained by the conventional method (see FIG. 2 (a)). Carbon and fluorine atoms in the aliphatic hydrocarbon gas are taken into the vapor-deposited film (see Fig. 2 (b)), and the energy of the plasma is measured. As a result, the porous part of the film can be modified, especially An extremely high barrier property against water vapor was obtained, and a vapor-deposited film that did not cause deformation of the film was obtained.

【0060】[0060]

【発明の効果】上記のように本発明によれば、高速蒸発
による多孔質性の金属酸化物薄膜であっても、成膜時に
特定のフッ素原子を少なくても含む脂肪族炭化水素ガス
からなる活性なフッ素,炭素ラジカル,イオンを含むプ
ラズマ空間を形成、利用することで蒸着粒子との炭化,
フッ素化反応を高め、薄膜構成として炭化物,フッ化物
の存在させることで、きわめて優れた水蒸気に対するバ
リアー性を達成できた。これは、膜構造が単にプラズマ
により緻密化されたばかりでなく、多孔質部を炭化物,
フッ化物で被覆され、結果として高いバリアー性の蒸着
フィルムが得られると考えられる。
As described above, according to the present invention, even a porous metal oxide thin film formed by rapid evaporation is composed of an aliphatic hydrocarbon gas containing at least a specific fluorine atom during film formation. By forming and utilizing a plasma space containing active fluorine, carbon radicals and ions, carbonization with vapor deposition particles,
By enhancing the fluorination reaction and allowing the presence of carbides and fluorides as a thin film structure, an extremely excellent barrier property against water vapor could be achieved. This is because not only the membrane structure was densified by plasma,
It is believed that the film is coated with fluoride, resulting in a vapor-deposited film having a high barrier property.

【0061】更に、このような蒸着膜は、印刷,ラミネ
ート等をすることで包装材料をはじめ幅広い分野への実
用化が可能となる。
Further, such a vapor-deposited film can be put to practical use in a wide range of fields including packaging materials by printing, laminating and the like.

【0062】[0062]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる装置の主要部の一説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part of an apparatus according to the present invention.

【図2】従来の蒸着膜構造と本発明の蒸着膜膜構造を示
す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a conventional vapor deposition film structure and the vapor deposition film film structure of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 巻出しロール 2 制御ロール 3 エキスパンダーロール 4 冷却ロール 5 巻取りロール 6 金属酸化物 7 蒸着源 8 電子銃 9 コイル状電極 10 プラズマ発生用ガス導入口 11 スキャナーシステム 12 電子ビーム 13 遮蔽板 14 基材フィルム 15 マスフロコントローラー 16 真空計 1 Unwinding Roll 2 Control Roll 3 Expander Roll 4 Cooling Roll 5 Winding Roll 6 Metal Oxide 7 Evaporation Source 8 Electron Gun 9 Coiled Electrode 10 Plasma Generation Gas Inlet 11 Scanner System 12 Electron Beam 13 Shielding Plate 14 Base Material Film 15 Mass flow controller 16 Vacuum gauge

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空系内で基材フィルム上の少なくとも片
面に金属酸化物薄膜を連続的に形成する金属酸化物蒸着
フィルムの製造方法において、加熱気化した金属酸化物
を、少なくともフッ素を含む脂肪族炭化水素ガスを含む
ガスから成るプラズマ空間を通過させた後、基材フィル
ムに付着させることを特徴とする金属酸化物蒸着フィル
ムの製造方法。
1. A method for producing a metal oxide vapor-deposited film in which a metal oxide thin film is continuously formed on at least one surface of a base material film in a vacuum system, wherein the heated and vaporized metal oxide is a fat containing at least fluorine. A method for producing a metal oxide vapor-deposited film, which comprises adhering to a substrate film after passing through a plasma space made of a gas containing a group hydrocarbon gas.
【請求項2】フッ素を含む脂肪族炭化水素ガスが、フロ
ン類であることを特徴とする請求項1記載の金属酸化物
蒸着フィルムの製造方法。
2. The method for producing a metal oxide vapor deposition film according to claim 1, wherein the aliphatic hydrocarbon gas containing fluorine is a fluorocarbon.
【請求項3】基材フィルム上の少なくとも片面に酸化マ
グネシウム薄膜を形成した金属酸化物蒸着フィルムにお
いて、酸化マグネシウム薄膜中に、更にF,Cを含有す
ることを特徴とする金属酸化物蒸着フィルム。
3. A metal oxide vapor deposition film in which a magnesium oxide thin film is formed on at least one surface of a base film, wherein the magnesium oxide thin film further contains F and C.
【請求項4】基材フィルム上の少なくとも片面に酸化珪
素薄膜を形成した金属酸化物蒸着フィルムにおいて、酸
化珪素薄膜中に、更にF,Cを含有することを特徴とす
る金属酸化物蒸着フィルム。
4. A metal oxide vapor deposition film in which a silicon oxide thin film is formed on at least one surface of a base film, wherein the silicon oxide thin film further contains F and C.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011021214A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Toppan Printing Co Ltd Film deposition system, gas barrier laminate and optical member
JP2020124906A (en) * 2018-08-29 2020-08-20 王子ホールディングス株式会社 Metal layer-integrated polypropylene film, film capacitor and method for producing metal layer-integrated polypropylene film
JP2020124905A (en) * 2018-09-05 2020-08-20 王子ホールディングス株式会社 Metal layer-integrated polypropylene film, film capacitor and method for producing metal layer-integrated polypropylene film

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