JPH08325710A - 金属酸化物蒸着方法 - Google Patents

金属酸化物蒸着方法

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JPH08325710A
JPH08325710A JP9764196A JP9764196A JPH08325710A JP H08325710 A JPH08325710 A JP H08325710A JP 9764196 A JP9764196 A JP 9764196A JP 9764196 A JP9764196 A JP 9764196A JP H08325710 A JPH08325710 A JP H08325710A
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JP
Japan
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vapor
metal
plasma
gas
base material
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JP9764196A
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Masahiro Ikeuchi
正博 池内
Hirosato Watanabe
宏聡 渡辺
Kenji Hatada
研司 畑田
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明でガスバリア性に優れた金属蒸着品を得
る。 【解決手段】 蒸発源より蒸発した金属を、冷却ドラム
上に支持された基材の表面に付着させるに際し、基材表
面と基材表面から少なくとも10mm以上200mm以
下の間の金属蒸気飛翔空間に少なくとも酸化性ガスを含
むガスから形成されるプラズマを形成せしめ、該金属蒸
気と該プラズマによって活性化されたガスとを反応せし
めた後、基材表面に付着させることを特徴とする、金属
酸化物蒸着方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基材の表面に金属
酸化物を蒸着する方法、とくに透明で水蒸気バリア性等
に優れた包装用蒸着フイルム、あるいは耐湿性に優れた
コンデンサ用蒸着フイルムの製造、または光学的反射防
止フイルムの製造に最適な方法、および該方法によって
作られた蒸着フイルムに関する。
【0002】
【従来の技術】高分子フイルム、あるいは高分子成型品
は包装材料として優れた特性を有しているが、酸素ガ
ス、あるいは水蒸気に対するバリア性が劣っている。そ
こで、特公平4−20383号公報には、酸素ガス中に
てアルミニウムを蒸着し、透明でかつ酸素バリア性を有
するフイルムを製造する方法が提案されている。また、
特開平7−41579号公報には、有機珪素化合物を酸
素の存在下にプラズマ照射しながら酸化珪素系酸素バリ
ア層をコーティングした容器が提案されている。
【0003】しかしながら、これらの方法はポリエステ
ルフイルムやポリエステル成型品を基材とした場合には
顕著な酸素バリア性と透明性を付与できるが、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン系樹脂を基材とした場合に
は、低光線透過率の場合のみガスバリア性(酸素ガスバ
リア性、あるいは水蒸気バリア性など)を示し、光線透
過率を上げるため蒸着時に酸素ガス供給量を増やすと、
急激にガスバリア性が悪化する。このため、これらの方
法では高透明性でかつガスバリア性に優れたフイルムを
製造することが困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリプロピ
レン等透明でガスバリア性の有る層を形成しにくい基材
に対しても、目標とする高性能の層を形成することがで
きる方法、および該方法によって作られた透明でガスバ
リア性、特に水蒸気バリア性に優れたフイルムを提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明の
金属酸化物蒸着方法は、蒸発源より蒸発した金属を、冷
却ドラム上に支持された基材の表面に付着させるに際
し、基材表面と基材表面から少なくとも10mm以上2
00mm以下の間の金属蒸気飛翔空間に少なくとも酸化
性ガスを含むガスから形成されるプラズマを形成せし
め、該金属蒸気と該プラズマによって活性化されたガス
とを反応せしめた後、基材表面に付着させることを特徴
とする方法からなる。
【0006】この方法においては、基材表面と基材表面
から少なくとも10mm以上200mm以下の間の金属
蒸気飛翔空間を囲む反応槽を設け、該反応槽内にプラズ
マを形成せしめ、金属蒸気と該プラズマによって活性化
された酸化性ガスとを反応せしめることが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら、本
発明を詳細に説明する。図1は、本発明方法を実施する
ための一装置例の概略構成図であり、真空蒸着機内に設
けられた蒸発源6と冷却ドラム2、及び反応槽1、反応
空間10部分を示している。
【0008】金属酸化物が形成される基材3(本実施態
様ではプラスチックフイルム)は、図の左方より供給さ
れて冷却ドラム2の表面上を左方より右方に搬送され、
反応空間10にて金属酸化物を蒸着された後、図の右方
に送り出されて巻き取られる。
【0009】蒸発源6はワイヤーフィード方式の加熱ボ
ート、ルツボ方式の誘導加熱ルツボ、EB方式のルツ
ボ、スパッタリング方式のターゲット等からなり、ここ
では金属ワイヤー8が供給されるワイヤーフィード方式
の加熱ルツボを示す。7は溶融金属であり、9は蒸発金
属の飛翔空間(金属蒸気飛翔空間)を示しており、10
はガス導入部4、4′より供給される少なくとも酸化性
ガスを含むガスによって形成されたプラズマと蒸発源6
より飛翔してきた金属蒸気が反応する反応空間である。
【0010】本発明の特徴は、反応空間10を冷却ドラ
ム2の表面を基点として少なくとも10mm以上200
mm以下の空間、つまりdの間隙が10mm以上200
mm以下、より好ましくは少なくとも20mm以上15
0mm以下の空間に規定し、かつ該空間に形成されたプ
ラズマと該空間に飛翔してきた金属蒸気と酸化性ガスと
を反応させることにある。
【0011】反応空間10が10mm未満では、反応が
完全に進まず蒸着金属膜の酸化不足により透明性が悪く
なる。なお、透明性を上げるため酸化性ガス量を上げる
とガスバリア性能が悪化する。反応空間10が200m
mを越えると、透明性は良いがガスバリア性能が急激に
悪くなる。なお、当然のことながら本発明は反応空間1
0の空間の中で冷却ドラム2の表面から、該表面と10
mm未満の空間での反応を排除するものではない。
【0012】反応槽1を設けることは、適切に反応空間
10を形成でき、より効果的にかつ効率的に反応が進
み、酸化性ガス量の減少と真空装置内の汚れの減少が可
能となり、より好ましい。反応槽1がないと未反応の酸
化性ガスあるいはプラズマにて活性化されたガスが多量
に排気系へ流れ、真空度の低下、真空ポンプ用オイルの
劣化を引きおこしたり、あるいは装置内に白い粉末状の
金属酸化物が付着するとともに真空ポンプの破損を引き
おこすトラブルが生じるおそれがある。
【0013】該反応空間10にプラズマを形成する方法
は特に限定されるものではなく、該反応空間内にグロー
放電、あるいはマイクロ波放電を起こすことによって容
易にプラズマを形成しうる。具体的な方法としては、反
応槽1にグロー放電電極5、5′あるいは、マイクロ波
放電用の導波管を付設することによって容易に該反応空
間10にプラズマを形成できる。
【0014】酸化性ガスとしては酸素、一酸化炭素、二
酸化炭素、N2 O、NOx(x=1、2)など、あるい
はこれらの混合ガスが挙げられるが、中でも酸素ガスが
反応性が最も高く、かつ不純物が残らないことから最も
好ましい。なお酸素ガスに微量のH2 ガスやCO2 ガス
あるいはH2 Oを加えてもよいし、プラズマ中のガスの
イオン化率を上げるためにAr、Heなどの不活性ガス
を加えてもよい。
【0015】本発明の方法によって、透明性がよく良好
な水蒸気や酸素バリア性を付与できる金属として、A
l、Sn、Zn、Cu、In、Siなどが挙げられる
が、中でも透明性が高く、安定したバリア性を付与でき
ることからAlが特に好ましい。
【0016】本発明の方法によって、ポリエチレンテレ
フタレート等のポリエステル、ナイロン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン等の高分子基材に良好な透明性と
バリア性を付与できるが、中でも他の方法でこのような
特性を付与しにくいポリプロピレンに適用することによ
って本発明の目的を効果的に達成できる。特に二軸延伸
ポリプロピレン(OPP)やキャストポリプロピレン
(CPP)等が好ましい。本発明によって二軸延伸ポリ
プロピレンに酸化アルミニウムをコーティング(蒸着)
することによって、光線透過率が70%以上95%以下
の透明性、および、水蒸気透過率が2.0g/m2 ・2
4時間以下0.1g/m2 ・24時間以上のバリア性を
付与できる。
【0017】なお、本発明方法はプラスチックフイルム
にガスバリア性を付与する目的以外に一般にPVD法と
呼称されているプラズマ蒸着へも好ましく適用すること
ができる。
【0018】[物性の測定法] (1)光線透過率 分光光度計を用い波長550nmの光線透過率を測定し
た。
【0019】(2)水蒸気透過率 金属酸化物をコーティング(形成)したロールよりカッ
トシートを切り出し、PERMATRAN−W3/30
(MOCON社製)を用い、40℃、100%RHの条
件にて測定した。
【0020】
【実施例】以下、実施例にて本発明をより詳細に説明す
る。なお本発明は本実施例に限定されるものではない。 実施例1〜5、比較例1〜4 シンジオポリプロピレンとアイソタクチックポリプロピ
レンの樹脂を8:2の割合で混合し、樹脂厚みを約1μ
mの厚さで積層した、合計厚み17μmの二軸延伸ポリ
プロピレンフイルムに、図1の蒸着装置にて、アルミニ
ウムの酸化物を形成(蒸着)した。アルミニウム蒸着膜
として150Åになるようにボート温度、アルミニウム
ワイヤーのフィード速度、フイルム搬送速度を調整し
た。
【0021】酸化性ガスとして酸素ガスを用い、真空蒸
着機内に設置している光学モニターにて光線透過率を測
定し、光線透過率が75%になるよう酸素ガス量を調整
した。酸素ガスはその2/3の量をフイルムの巻出し側
(図1の左方)より供給し、残り1/3を巻取り側(右
方)より供給した。ボート(蒸発源)6と冷却ドラム2
の距離は250mmに保ち、反応空間10を変化させた
(dの長さを変えた)。
【0022】条件を表1に示すように変え、各種の酸化
アルミニウム膜を形成したポリプロピレンフイルムを作
成し、その水蒸気バリア性を測定した結果を同じく表1
に示す。なお、グロー放電は、1対のグロー放電電極
5、5′とも600Wの高周波電力を供給し形成した。
【0023】
【表1】
【0024】表1のごとく、反応空間にプラズマを形成
した本発明に係る実施例では良好な水蒸気バリア性を示
した。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、反応空間を制限し、か
つ蒸発、飛翔してきた金属蒸気と該反応空間に形成され
た酸化性ガスのプラズマとを反応させることによって、
透明で、高いガスバリア性を有する金属酸化物蒸着フイ
ルムが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金属酸化物蒸着方法の実施に使用
する一実施例装置の概略構成図である。
【符号の説明】 1 反応槽 2 冷却ドラム 3 基材(フイルム) 4、4′ 酸化性ガス導入口 5、5′ グロー放電装置 6 蒸発源 7 溶融金属 8 ワイヤーフィード方式によってボートに供給される
金属ワイヤー 9 蒸発金属の飛翔空間(金属蒸気飛翔空間) 10 反応空間 d 反応空間の長さ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発源より蒸発した金属を、冷却ドラム
    上に支持された基材の表面に付着させるに際し、基材表
    面と基材表面から少なくとも10mm以上200mm以
    下の間の金属蒸気飛翔空間に少なくとも酸化性ガスを含
    むガスから形成されるプラズマを形成せしめ、該金属蒸
    気と該プラズマによって活性化されたガスとを反応せし
    めた後、基材表面に付着させることを特徴とする、金属
    酸化物蒸着方法。
  2. 【請求項2】 基材表面と基材表面から少なくとも10
    mm以上200mm以下の間の金属蒸気飛翔空間を囲む
    反応槽を設け、該反応槽内にプラズマを形成せしめ、金
    属蒸気と該プラズマによって活性化された酸化性ガスと
    を反応せしめる、請求項1の金属酸化物蒸着方法。
  3. 【請求項3】 基材表面と基材表面から少なくとも20
    mm以上150mm以下の間の金属蒸気飛翔空間におい
    てプラズマを形成せしめ、金属蒸気と該プラズマによっ
    て活性化された酸化性ガスとを反応せしめる、請求項1
    の金属酸化物蒸着方法。
  4. 【請求項4】 基材表面と基材表面から少なくとも20
    mm以上150mm以下の間の金属蒸気飛翔空間を囲む
    反応槽を設ける、請求項3の金属酸化物蒸着方法。
  5. 【請求項5】 酸化性ガスが酸素ガスである、請求項1
    ないし4のいずれかに記載の金属酸化物蒸着方法。
  6. 【請求項6】 金属蒸気がアルミニウムの金属蒸気であ
    る、請求項1ないし5のいずれかに記載の金属酸化物蒸
    着方法。
  7. 【請求項7】 基材がプラスチックフイルムからなる、
    請求項1ないし6のいずれかに記載の金属酸化物蒸着方
    法。
  8. 【請求項8】 プラスチックフイルムがポリプロピレン
    フイルムからなる、請求項7の金属酸化物蒸着方法。
  9. 【請求項9】 プラスチックフイルムからなる基材の表
    面に、請求項1ないし8のいずれかに記載の方法により
    酸化アルミニウムが蒸着されていることを特徴とする酸
    化アルミニウム蒸着フイルム。
  10. 【請求項10】 基材がポリプロピレンフイルムからな
    り、光線透過率が70%以上95%以下で、かつ、水蒸
    気透過率が2.0g/m2 ・24時間以下0.1g/m
    2 ・24時間以上である、請求項9の酸化アルミニウム
    蒸着フイルム。
JP9764196A 1995-03-30 1996-03-27 金属酸化物蒸着方法 Pending JPH08325710A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211319A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Dainippon Printing Co Ltd バリア性フィルム、およびその製造方法
JP2008138290A (ja) 2007-12-12 2008-06-19 Dainippon Printing Co Ltd 酸化アルミニウム蒸着フィルムの製造法
JP2015063024A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 凸版印刷株式会社 ガスバリア性フィルム

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JP2007211319A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Dainippon Printing Co Ltd バリア性フィルム、およびその製造方法
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