JPH0734224A - 珪素酸化物蒸着用材料及び蒸着フィルム - Google Patents

珪素酸化物蒸着用材料及び蒸着フィルム

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JPH0734224A JP5200318A JP20031893A JPH0734224A JP H0734224 A JPH0734224 A JP H0734224A JP 5200318 A JP5200318 A JP 5200318A JP 20031893 A JP20031893 A JP 20031893A JP H0734224 A JPH0734224 A JP H0734224A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 金属珪素粉末と二酸化珪素粉末とを含む珪素
酸化物蒸着用材料において、金属珪素粉末及び二酸化珪
素粉末それぞれの平均粒径が２０μｍ以下であり、かつ
これらの珪素原子と酸素原子との原子比が１：１．２〜
１．７であることを特徴とする珪素酸化物蒸着用材料。 【効果】 本発明の珪素酸化物蒸着用材料は、電子ビー
ム加熱法により蒸着した場合、パワーを上げてもスプラ
ッシュ現象などが生じないので、パワーを上げて蒸着速
度を向上させることができ、しかもバリア性と透明性に
優れた珪素酸化物薄膜を与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透明性、バリヤー性に
優れた珪素酸化物薄膜を電子ビーム加熱方式による真空
蒸着により生産性良く形成することができ、例えば食品
包装用プラスチックフィルム上に真空蒸着するために好
適に用いられる珪素酸化物蒸着用材料、及び該蒸着用材
料が蒸着された蒸着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
プラスチックフィルム表面に珪素酸化物薄膜を蒸着させ
た透明バリアフィルムは、特公昭５３−１２９５３号公
報、特開平１−２５３４３４号公報等に開示されてい
る。
【０００３】この蒸着法としては、誘導加熱法、抵抗加
熱法のほか、最近は膜特性の向上を図るためスパッタリ
ング法や電子ビーム加熱法などが用いられるようになっ
てきた。
【０００４】また、蒸発材料も一酸化珪素単体のものか
らより低コストの金属珪素と二酸化珪素の混合材料へ移
行しつつある。
【０００５】しかしながら、これらの蒸着法の中でも電
子ビーム加熱法は、電子ビームのエネルギーを局部的に
集中し、効率よく蒸発できる利点はあるが、反面、特開
平３−１５５２６号公報に記載されているように、金属
酸化物を蒸発させる場合、真空度の低下や蒸着速度が不
安定になり易く、電子ビームのパワーを上げていくと電
子のチャージアップによりビームが乱れたり、蒸発材料
が気化せず、粒状のまま飛散するスプラッシュ現象が発
生し、膜特性が劣化するなどの問題がある。
【０００６】この対策のため金属酸化物にＭｇやＡｌ等
の金属を混合する等の方法がとられてきたが、透明のプ
ラスチックフィルムに金属珪素と二酸化珪素との混合物
を蒸着した場合、完全な無色透明性とバリア性を兼備し
た薄膜を得ることができなかった。
【０００７】これらの点から、電子ビーム加熱法による
金属珪素と二酸化珪素の混合物の蒸着は、かえって抵抗
加熱法や誘導加熱法に比べて蒸着速度が低く、生産性が
悪いという問題があった。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、電子ビーム加熱法により蒸着した場合、電子ビーム
のパワーを上げても安定な蒸発状態を維持でき、歩留ま
り良い上、蒸着速度が速いため生産性が良好で、かつ透
明性とバリア性に優れた珪素酸化物薄膜を形成すること
ができる珪素酸化物蒸着用材料及び該蒸着用材料が蒸着
された蒸着フィルムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、金属珪素
粉末と二酸化珪素粉末とを含む珪素酸化物蒸着用材料と
して、金属珪素粉末及び二酸化珪素粉末のそれぞれの平
均粒径が２０μｍ以下であり、かつこれらの珪素原子と
酸素原子との原子比が１：１．２〜１：１．７とするこ
とが有効であることを知見した。
【００１０】即ち、従来、金属珪素粉末と二酸化珪素粉
末とを用いる蒸着用材料粉末は、その平均粒径が数百μ
ｍ〜数ｍｍ程度のものであったが、これを２０μｍ以下
と極めて微細で表面積を大きくすることにより、電子ビ
ーム加熱法で蒸着した場合、電子のチャージアップを抑
制し、電子ビームのパワーを上げても安定な蒸発状態を
維持でき、このため歩留まりが良く、更にパワーを上げ
て蒸発させることができ、蒸発速度を高くし得るので生
産性が向上すると共に、珪素原子と酸素原子との原子比
を上記範囲とすることにより、透明性とバリア性との両
方を兼備した珪素酸化物薄膜が得られること、この珪素
酸化物薄膜が形成された蒸着フィルムは透明性とバリア
性とに優れていることを見い出し、本発明をなすに至っ
たものである。
【００１１】従って、本発明は、金属珪素粉末と二酸化
珪素粉末とを含む珪素酸化物蒸着用材料において、金属
珪素粉末及び二酸化珪素粉末それぞれの平均粒径が２０
μｍ以下であり、かつこれらの珪素原子と酸素原子との
原子比が１：１．２〜１：１．７であることを特徴とす
る珪素酸化物蒸着用材料、及び該珪素酸化物蒸着用材料
が蒸着されてなること特徴とする蒸着フィルムを提供す
る。
【００１２】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の珪素酸化物蒸着用材料は、上述したよう
に、金属珪素粉末と二酸化珪素粉末とを用いるものであ
る。
【００１３】この場合、本発明においては、これらの粉
末の平均粒径として２０μｍ以下のもの、好ましくは１
０μｍ以下のものを使用する。平均粒径が２０μｍより
大きいと、電子ビーム加熱法により蒸発させる場合、電
子ビームのパワー変動が大きく、スプラッシュ現象が発
生し、このためパワーを上げることが困難であり、蒸発
速度が遅くなって、本発明の目的を達成できない。
【００１４】また、本発明においては、金属珪素粉末と
二酸化珪素粉末中の珪素原子と酸素原子との原子比が
１：１．２〜１：１．７、好ましくは１：１．３〜１：
１．６の範囲とするものである。この比が１．２より低
いと蒸着膜が薄い黄色を呈し、透明性に劣り、一方、
１．７より高いとバリア性が著しく劣化し、いずれも本
発明の目的を達成できない。
【００１５】本発明の珪素酸化物蒸着用材料において
は、上述したような金属珪素粉末と二酸化珪素粉末を用
いるものであるが、これらの純度及びその他の物性につ
いては従来用いられているものと同様とすることができ
る。
【００１６】また、本発明の珪素酸化物蒸着用材料は、
上記金属珪素粉末と二酸化珪素粉末とからのみ構成して
も良いが、必要に応じて他の成分、例えば一酸化珪素、
窒化珪素、炭化珪素等の粉末などを本発明の目的を損な
わない範囲で添加することもできる。
【００１７】本発明の珪素酸化物蒸着用材料は、特に電
子ビーム加熱蒸着用として透明プラスチックフィルムの
蒸着に好適であり、透明性、バリア性に優れた珪素酸化
物薄膜を形成することができる。そのため耐電子レンジ
加熱用の食品用ラップフィルムの珪素酸化物薄膜形成な
どの用途に好適である。
【００１８】本発明の珪素酸化物蒸着用材料を用いて蒸
着する場合、通常のピアス式や偏向型などの電子銃を用
いた電子線加熱による蒸着法を用いることができ、その
装置や蒸着方法は特に制限されず、これまでの装置、方
法をそのまま使用することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】本発明の珪素酸化物蒸着用材料は、電子
ビーム加熱法により蒸着した場合、パワーを上げてもス
プラッシュ現象などが生じないので、パワーを上げて蒸
着速度を向上させることができ、しかもバリア性と透明
性に優れた珪素酸化物薄膜を与えることができる。ま
た、本発明の蒸着フィルムは、該珪素酸化物薄膜が形成
されているので、バリア性と透明性に優れる。
【００２０】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。
【００２１】［実施例１〜５、比較例１〜４］表１に示
す粒径の金属珪素粉末と二酸化珪素粉末とを同表に示す
酸素原子／珪素原子比となるように混合し、金型プレス
にて４０ｍｍ×５０ｍｍ×１５ｍｍの角型に成形した。
【００２２】この蒸着用材料を用いてピアス式電子ビー
ム加熱により、厚さ１２μｍのポリエステルフィルムに
真空蒸着した。真空蒸着の際、安定した蒸発が維持でき
る最大パワーを入射し、蒸着膜の膜厚がほぼ５００Åと
なるように蒸着時間を調整した。
【００２３】また、電子ビームのパワー変動がなく、ス
プラッシュ現象が発生しない最大パワー入射時における
蒸着速度を求め、この蒸着速度が１０００Å／ｓｅｃ以
上を良好、１０００Å／ｓｅｃ未満を不良と判定した。
【００２４】バリア性は、水蒸気透湿度を透湿カップ法
（ＪＩＳ Ｚ ０２０８）により測定し、５ｇ／ｍ2・
ｄａｙ未満を良好と判定した。
【００２５】膜透明性は分光光度計（日本分光（株）製
Ｕｂｅｓｔ−３５）を用いて可視光領域の光の透過率
を測定し、その透過率が未蒸着のポリエステルフィルム
（１２μｍ厚）とほぼ同等の場合に良品（○印）、明ら
かに低下している場合に不良品（×印）と判定した。こ
の光透過率測定結果の一例を図１に示す。不良品の場
合、黄色を示す３００〜５００ｎｍの波長において、透
過率が低下しているが、良品は可視光全域にわたって未
蒸着フィルムと同等の透過率を示していることが明らか
である。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１の結果より、珪素粉末、二酸化珪素粉
末のいずれかが２０μｍより平均粒径が大きい場合（比
較例１、２）は蒸着速度が低く、これらの平均粒径が２
０μｍ以下であっても酸素／珪素比が１．２より小さい
場合（比較例３）は得られる珪素酸化物膜の透明性が悪
く、この比が１．７より大きい場合（比較例４）はバリ
ア性が悪いことが認められる。
【００２８】これに対して、本発明の蒸着用材料は、蒸
着速度が高く、かつバリア性、透明性に優れた珪素酸化
物膜が得られることが認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】珪素酸化物を蒸着したポリエステルフィルムの
光透過率測定のチャートである。
フロントページの続き (72)発明者 浦野 和彦 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 岡村 頼優 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 鈴木 哲雄 茨城県つくば市東光台５−９−７ 日本真 空技術株式会社筑波超材料研究所内 (72)発明者 佐藤 昌敏 茨城県つくば市東光台５−９−７ 日本真 空技術株式会社筑波超材料研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属珪素粉末と二酸化珪素粉末とを含む
    珪素酸化物蒸着用材料において、金属珪素粉末及び二酸
    化珪素粉末のそれぞれの平均粒径が２０μｍ以下であ
    り、かつこれらの珪素原子と酸素原子との原子比が１：
    １．２〜１：１．７であることを特徴とする珪素酸化物
    蒸着用材料。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の珪素酸化物蒸着用材料が
    蒸着されてなることを特徴とする蒸着フィルム。
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