JPH11302422A - Gas barrier material, its preparation and package - Google Patents
Gas barrier material, its preparation and packageInfo
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- JPH11302422A JPH11302422A JP11388298A JP11388298A JPH11302422A JP H11302422 A JPH11302422 A JP H11302422A JP 11388298 A JP11388298 A JP 11388298A JP 11388298 A JP11388298 A JP 11388298A JP H11302422 A JPH11302422 A JP H11302422A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、食品や医薬品等の
包装に適した酸素および水蒸気の透過に対して高度なバ
リア性を有する透明なガスバリア材に関するものであ
り、さらに詳しくは、変形によるガスバリア性の劣化が
少ないガスバリア材およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transparent gas barrier material having a high barrier property against permeation of oxygen and water vapor suitable for packaging of foods and pharmaceuticals, and more particularly to a gas barrier material by deformation. The present invention relates to a gas barrier material with less deterioration in performance and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、包装材料としては内容物の保
存のためにガスバリア性が重要であり、酸素や水蒸気に
対するバリア性を備えた包装材料として、アルミ箔やポ
リ塩化ビニリデン(PVDC)コートが使われてきた。
しかしアルミ箔は優れたガスバリア性を持つものの、不
透明であるため内容物の確認ができない、内容物の金属
探知器による検査ができない、マイクロ波が通らないた
め電子レンジ食品等には使えない、焼却過程で溶融した
アルミインゴットが炉底にたまって炉を傷めるといった
多くの問題点があった。2. Description of the Related Art Conventionally, as a packaging material, gas barrier properties are important for preserving contents, and aluminum foil and polyvinylidene chloride (PVDC) coat are used as packaging materials having a barrier property against oxygen and water vapor. Has been used.
However, although aluminum foil has excellent gas barrier properties, it is opaque so that its contents cannot be confirmed, its contents cannot be inspected with a metal detector, it does not pass microwaves, so it cannot be used for microwave oven food, etc., incineration There were many problems such as the aluminum ingot melted in the process accumulating on the furnace bottom and damaging the furnace.
【0003】一方、PVDCは透明であるものの、ガス
バリア性が不十分であるうえに、塩素を分子内に含有す
るため、その焼却過程で有毒な塩素系ガスを排出し環境
衛生上好ましくなく、かつ塩素ガスによって焼却炉の腐
食等をもたらす問題もあった。[0003] On the other hand, PVDC is transparent, but has insufficient gas barrier properties and contains chlorine in its molecules. Therefore, toxic chlorine-based gas is discharged during the incineration process, which is not preferable for environmental hygiene. There was also a problem that the incinerator was corroded by chlorine gas.
【0004】上記両者の問題点を解決するものとして、
最近は酸化珪素等でなる無機化合物膜をガスバリア層と
して高分子基材上に設けたガスバリアフィルムが開発さ
れている。しかしこれらはアルミ箔に比べて透明ではあ
るが、ガスバリア性がまだ不十分であること、引っ張り
等の応力に弱くガスバリア性が劣化するため、ガスバリ
ア材としての用途が制限されていた。[0004] To solve the above two problems,
Recently, a gas barrier film in which an inorganic compound film made of silicon oxide or the like is provided as a gas barrier layer on a polymer base material has been developed. However, although these are transparent as compared with aluminum foil, their gas barrier properties are still insufficient, and they are weak against tensile stress or the like, and their gas barrier properties deteriorate, so that their use as gas barrier materials has been limited.
【0005】上記無機化合物膜を高分子樹脂基材上に設
けたガスバリア材は、引っ張り等の応力が加わると無機
化合物膜に割れ(クラック)が発生することからガスバ
リア性が劣化する。高分子樹脂基材上に設けた無機化合
物膜上に有機膜を積層したガスバリア材においても無機
化合物膜に生じるクラックによりガスバリア性を維持さ
せることは困難であった。In a gas barrier material having the above-mentioned inorganic compound film provided on a polymer resin base material, a gas barrier property is deteriorated because a crack (crack) is generated in the inorganic compound film when a stress such as tension is applied. Even in a gas barrier material in which an organic film is laminated on an inorganic compound film provided on a polymer resin substrate, it has been difficult to maintain gas barrier properties due to cracks generated in the inorganic compound film.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点を解決するものであり、その課題とすると
ころは、引っ張り等の応力による変形に対してもクラッ
クの発生を抑制し、バリア性を維持することのできるガ
スバリア材およびその製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to suppress the generation of cracks even when deformed by stress such as tension. An object of the present invention is to provide a gas barrier material capable of maintaining a barrier property and a method for manufacturing the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項1の発明では、高分子樹
脂からなる基材の少なくとも片面に、珪素酸化物を主成
分とする無機化合物膜中に、分子中に炭素原子を少なく
とも1つ以上含む有機化合物が、厚さ方向に分布してい
る有機・無機複合膜を形成してなることを特徴とするガ
スバリア材としたものである。In order to achieve the above object, according to the present invention, first, at least one surface of a substrate made of a polymer resin contains silicon oxide as a main component. A gas barrier material characterized in that an organic compound containing at least one or more carbon atoms in a molecule is formed in an inorganic compound film to form an organic-inorganic composite film distributed in a thickness direction. is there.
【0008】また、請求項2の発明では、前記有機化合
物が、オルガノシリコンモノマー分子もしくはオルガノ
シリコンモノマー分子から得られる物質であることを特
徴とする請求項1記載のガスバリア材としたものであ
る。According to a second aspect of the present invention, in the gas barrier material according to the first aspect, the organic compound is an organosilicon monomer molecule or a substance obtained from the organosilicon monomer molecule.
【0009】また、請求項3の発明では、前記無機化合
物膜を、不活性ガスの存在下で真空蒸着法によって前記
高分子樹脂からなる基材の片面に設けた後、前記有機化
合物を、少なくとも有機珪素化合物の蒸気と酸素ガスの
存在下で化学蒸着法によって前記無機化合物膜の厚さ方
向に分布せしめて有機・無機複合膜とすることを特徴と
するガスバリア材の製造方法としたものである。Further, in the invention according to claim 3, after the inorganic compound film is provided on one surface of the base material made of the polymer resin by a vacuum deposition method in the presence of an inert gas, A method for producing a gas barrier material, comprising distributing in the thickness direction of the inorganic compound film by a chemical vapor deposition method in the presence of vapor of an organic silicon compound and oxygen gas to form an organic-inorganic composite film. .
【0010】また、請求項4の発明では、前記不活性ガ
スが、ヘリウム(He)ガスでなることを特徴とする請
求項3記載のガスバリア材の製造方法としたものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a gas barrier material according to the third aspect, wherein the inert gas is helium (He) gas.
【0011】また、請求項5の発明では、前記真空蒸着
と前記化学蒸着を、同一装置内で内部を大気圧に戻すこ
となく、連続して行うことを特徴とする請求項3または
4記載のガスバリア材の製造方法としたものである。According to a fifth aspect of the present invention, the vacuum deposition and the chemical vapor deposition are performed continuously without returning the inside to the atmospheric pressure in the same apparatus. This is a method for producing a gas barrier material.
【0012】また、請求項6の発明では、前記真空蒸着
時と化学蒸着時の真空度をそれぞれ独自に調整できるガ
スバリア材の製造装置とすることを特徴とする請求項
3、4または5記載のガスバリア材の製造方法としたも
のである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a gas barrier material capable of independently adjusting the degree of vacuum during the vacuum vapor deposition and during the chemical vapor deposition. This is a method for producing a gas barrier material.
【0013】さらにまた、請求項7の発明では、前記請
求項1または2記載のガスバリア材を用いて、食品およ
び医薬品等の透明でガスバリア性を有する包装材料とす
ることを特徴とする包装体としたものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a package comprising a gas-barrier material according to the first or second aspect, which is used as a transparent and gas-barrier packaging material for foods and medicines. It was done.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。本発明のガスバリア材は、図1に示すように、高分
子樹脂からなる基材(10)の少なくとも片面に、珪素
酸化物を主成分とする無機化合物膜(20)中に、分子
中に炭素原子を少なくとも1つ以上含む有機化合物(3
0)が、厚さ方向に分布している有機・無機複合膜(4
0)を形成してなることを特徴とするものである。Embodiments of the present invention will be described below. As shown in FIG. 1, the gas barrier material of the present invention comprises, on at least one surface of a base material (10) made of a polymer resin, an inorganic compound film (20) containing silicon oxide as a main component, Organic compounds containing at least one atom (3
0) is an organic-inorganic composite film (4) distributed in the thickness direction.
0) is formed.
【0015】また、上記有機化合物(30)が、オルガ
ノシリコンモノマー分子もしくはオルガノシリコンモノ
マー分子から得られる物質でなることを特徴とするもの
である。Further, the organic compound (30) is characterized by comprising an organosilicon monomer molecule or a substance obtained from the organosilicon monomer molecule.
【0016】また、本発明のガスバリア材の製造方法
は、上記無機化合物膜(20)を、不活性ガスの存在下
で真空蒸着法によって上記高分子樹脂からなる基材(1
0)の片面に設けた後、上記有機化合物(30)を、少
なくとも有機珪素化合物の蒸気と酸素ガスの存在下で化
学蒸着法によって無機化合物膜(20)の厚さ方向に分
布せしめて有機・無機複合膜(40)とすることを特徴
とするものである。Further, in the method for producing a gas barrier material according to the present invention, the inorganic compound film (20) may be formed by subjecting the inorganic compound film (20) to a base material (1
0), the organic compound (30) is distributed in the thickness direction of the inorganic compound film (20) by a chemical vapor deposition method in the presence of at least the vapor of an organic silicon compound and oxygen gas. An inorganic composite film (40) is provided.
【0017】また、上記不活性ガスが、ヘリウム(H
e)ガスでなることを特徴とするガスバリア材の製造方
法である。The inert gas is helium (H
e) A method for producing a gas barrier material comprising gas.
【0018】本発明において使用される高分子樹脂から
なる基材(10)としては、ガスバリア材の使用目的、
被包装物の物性、特性、経済性等から適宜選択すること
ができる。具体的にはナイロン、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリビ
ニルアルコール、セルロース、ポリアクリレート、ポリ
ウレタン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ア
イオノマー等の延伸または未延伸の樹脂フィルムを挙げ
ることができる。また、このような基材(10)の厚み
はガスバリア材の使用目的、製造時の安定性等から適宜
設定することができるが、例えば10〜100μm程度
とすることができる。The substrate (10) made of a polymer resin used in the present invention may be used for the purpose of the gas barrier material.
It can be appropriately selected from the physical properties, characteristics, economy and the like of the packaged item. Specific examples include stretched or unstretched resin films such as nylon, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyvinyl alcohol, cellulose, polyacrylate, polyurethane, cellophane, polyethylene terephthalate, and ionomer. The thickness of the base material (10) can be appropriately set in accordance with the purpose of use of the gas barrier material, the stability at the time of production, and the like, and can be, for example, about 10 to 100 μm.
【0019】また、ガスバリア材(1)を構成する無機
化合物膜(20)としては、酸化珪素を用いて膜とする
ことが望ましい。この酸化珪素による膜は、SiO
x (X=1〜2)の薄膜であり、その膜厚は10〜50
00Å、好ましくは200〜1500Å程度である。こ
れは膜厚が10Åを下回ると酸化珪素でなる無機化合物
膜(20)に抜けが生じバリア性にばらつきが生じやす
く、また5000Åを超えると無機化合物膜(20)の
フレキシビリティーが損なわれ、クラックが発生しやす
くなる。また透明性の点から、酸化珪素はSiOx (X
=1.5〜2)の薄膜であることが好ましい。The inorganic compound film (20) constituting the gas barrier material (1) is preferably made of silicon oxide. This silicon oxide film is made of SiO
x (X = 1 to 2), and the film thickness is 10 to 50
00 °, preferably about 200 to 1500 °. If the film thickness is less than 10 °, the inorganic compound film (20) made of silicon oxide is liable to fall out and the barrier property is likely to vary, and if it exceeds 5000 °, the flexibility of the inorganic compound film (20) is impaired, Cracks are likely to occur. From the viewpoint of transparency, silicon oxide is SiO x (X
= 1.5-2).
【0020】上記酸化珪素でなる無機化合物膜(20)
を高分子樹脂からなる基材(10)上に付着させるドラ
イコーティングの方法としては、真空蒸着法、スパッタ
リング法、プラズマCVD法等が挙げられ、その中でも
真空中で酸化珪素等を加熱し蒸発させてフィルムに付着
させる真空蒸着法は、酸化珪素でなる無機化合物膜(2
0)を緻密な構造で基材上に付着させるのに適した方法
である。この真空蒸着法における加熱方式は抵抗加熱、
誘導加熱、電子線加熱などがあり、蒸着材料および目的
に応じて適宜選択できる。The inorganic compound film (20) made of silicon oxide
Is applied on a substrate (10) made of a polymer resin by a vacuum coating method, a sputtering method, a plasma CVD method or the like. Among them, silicon oxide or the like is heated and evaporated in a vacuum. The vacuum deposition method of adhering to a film by using an inorganic compound film (2
This is a method suitable for attaching 0) to a substrate in a dense structure. The heating method in this vacuum deposition method is resistance heating,
There are induction heating, electron beam heating, and the like, which can be appropriately selected depending on the deposition material and purpose.
【0021】上記真空蒸着の雰囲気中にガスを供給しな
がら酸化珪素等でなる無機化合物膜(20)を付着させ
ることによって、緻密な無機化合物膜(20)中に微細
な空隙(以下ポア(22)という)を形成させることが
できる。このポア(22)の存在によって有機化合物
(30)を容易に無機化合物膜(20)の内部に混合さ
せ、有機・無機複合膜(40)とすることができる。The inorganic compound film (20) made of silicon oxide or the like is adhered while supplying a gas into the above-mentioned vacuum deposition atmosphere, so that fine voids (hereinafter referred to as pores (22)) are formed in the dense inorganic compound film (20). )) Can be formed. Due to the presence of the pores (22), the organic compound (30) can be easily mixed inside the inorganic compound film (20) to form the organic-inorganic composite film (40).
【0022】また、供給するガスの種類、流量を適宜制
御することによって無機化合物膜(20)中のポア(2
2)の大きさと数を制御できる。この供給するガスとし
ては、不活性ガス、中でも原子径の小さいヘリウム(H
e)がポア(22)を作成するに適している。もし、酸
化珪素の蒸着中に活性のあるガスを供給した場合、ポア
(22)界面の酸化珪素と活性のあるガスが反応し酸化
珪素中のポア(22)界面の活性が失われてしまい、有
機化合物(30)をこの無機化合物膜(20)に被覆し
ても酸化珪素でなる無機化合物膜(20)と有機化合物
(30)の反応、吸着がおこらないため混合に適さない
ものとなる。Further, by appropriately controlling the type and flow rate of the gas to be supplied, the pores (2) in the inorganic compound film (20) are controlled.
The size and number of 2) can be controlled. The supplied gas is an inert gas, especially helium (H) having a small atomic diameter.
e) is suitable for creating the pore (22). If an active gas is supplied during the deposition of silicon oxide, the active gas reacts with the silicon oxide at the pore (22) interface, and the activity of the pore (22) interface in the silicon oxide is lost. Even if the inorganic compound film (20) is coated with the organic compound (30), the inorganic compound film (20) made of silicon oxide and the organic compound (30) do not react or adsorb to each other, so that they are not suitable for mixing.
【0023】ここで、蒸着雰囲気中に不活性ガス供給を
行うことにより、酸化珪素の蒸着膜(無機化合物膜(2
0))中に不活性ガスが取り込まれるが酸化珪素と反応
しないため、酸化珪素の活性を保ったままのポア(2
2)を作ることができる。このとき、原子径の小さいヘ
リウム(He)を用いることによってポア(22)の大
きさや数の制御が容易であり、より好ましい。しかしヘ
リウムに限定する必要は必ずしもない。真空蒸着中に供
給する不活性ガスとして、ヘリウム以外にも、ネオン、
アルゴン等を使用することができ、蒸着後に被覆する有
機物の物性、特性、安定した蒸着条件等から適宜選択す
ることができる。Here, by supplying an inert gas into the vapor deposition atmosphere, a silicon oxide vapor deposition film (inorganic compound film (2)
0)), an inert gas is taken in, but does not react with silicon oxide.
2) can be made. At this time, by using helium (He) having a small atomic diameter, the size and number of the pores (22) can be easily controlled, which is more preferable. However, it is not always necessary to limit to helium. As an inert gas supplied during vacuum deposition, besides helium, neon,
Argon or the like can be used, and can be appropriately selected from the physical properties and characteristics of the organic substance to be coated after the vapor deposition, stable vapor deposition conditions, and the like.
【0024】また、本発明では、高真空度条件の真空蒸
着法で作成した無機化合物膜(20)中に有機化合物
(30)を混合させ、有機・無機複合膜(40)とする
ために、真空蒸着と同一の装置内で連続して(インライ
ンで)有機化合物(30)を化学蒸着法によって付着さ
せるプロセスとするものである。In the present invention, in order to form an organic / inorganic composite film (40) by mixing an organic compound (30) into an inorganic compound film (20) formed by a vacuum deposition method under a high vacuum condition, This is a process in which the organic compound (30) is continuously (in-line) deposited in the same apparatus as the vacuum deposition by a chemical vapor deposition method.
【0025】このプロセスによって有機化合物(30)
が酸化珪素等でなる無機化合物膜(20)に積層するだ
けでなく酸化珪素膜中のポア(22)に入り込み、ポア
(22)となっている酸化珪素と反応もしくは吸着する
ことによって酸化珪素等でなる無機化合物膜(20)中
に有機化合物(30)を混在させ、有機・無機複合膜
(40)とすることができる。By this process, the organic compound (30)
Is not only laminated on the inorganic compound film (20) made of silicon oxide or the like, but also enters the pores (22) in the silicon oxide film and reacts or adsorbs with the silicon oxide forming the pores (22) to form silicon oxide or the like. The organic / inorganic composite film (40) can be obtained by mixing the organic compound (30) in the inorganic compound film (20) composed of
【0026】また、このプロセスを大気圧開放せずイン
ラインで行うことによって、ポア(22)が目的として
いない物質と反応もしくは吸着することによって、目的
とする有機物と反応もしくは吸着できなくなる問題を防
ぐことができるとともに、製造効率も向上するものであ
る。In addition, by performing this process in-line without releasing the atmospheric pressure, it is possible to prevent a problem that the pore (22) reacts or adsorbs with an unintended substance, so that the pore (22) cannot react with or adsorb to an intended organic substance. And the manufacturing efficiency is improved.
【0027】上記有機化合物(30)を高分子樹脂から
なる基材(10)に形成された酸化珪素等でなる無機化
合物膜(20)中に混合させる方法としては、化学蒸着
法としてのプラズマCVD法、スパッタリング法などが
あり、有機化合物(30)の原料物質、酸化珪素等でな
る無機化合物膜(20)の状態、ポア(22)の数、大
きさ、目的とする有機化合物(30)の物性などから適
宜選択することができる。例えば、プラズマCVD法を
用いる揚合、酸化珪素等でなる無機化合物膜(20)近
傍に原料ガスを供給し、ここにプラズマを発生させて無
機化合物膜(20)に有機化合物(30)を混合させ
る。無機化合物膜(20)に混在させる有機化合物(3
0)の原料としては、例えば有機珪素化合物を使用する
ことができる。有機珪素化合物を用いることによって炭
素と珪素の結合をすでに持っていることから酸化珪素で
なる無機化合物膜(20)のポア(22)と反応あるい
は付着を容易にするものである。As a method of mixing the organic compound (30) into an inorganic compound film (20) made of silicon oxide or the like formed on a substrate (10) made of a polymer resin, plasma CVD as a chemical vapor deposition method is used. Method, a sputtering method, etc., the raw material of the organic compound (30), the state of the inorganic compound film (20) made of silicon oxide or the like, the number and size of the pores (22), and the number of the target organic compound (30). It can be appropriately selected from physical properties and the like. For example, by using a plasma CVD method, a raw material gas is supplied in the vicinity of the inorganic compound film (20) made of silicon oxide or the like, and plasma is generated there to mix the organic compound (30) with the inorganic compound film (20). Let it. Organic compound (3) mixed with inorganic compound film (20)
As the raw material 0), for example, an organic silicon compound can be used. The use of the organosilicon compound facilitates the reaction or adhesion with the pores (22) of the inorganic compound film (20) made of silicon oxide because it already has a bond between carbon and silicon.
【0028】上記有機化合物(30)の原料としての有
機珪素化合物としては、メチルトリメトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、ジメチルジェトキシシラ
ン、トリメチルエトキシシラン、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、エチルトリメトキシシラ
ン、エチルトリエトキシシラン、ノルマルプロピルトリ
メトキシシラン、ノルマルプチルトリメトキシシラン、
イソプチルトリメトキシシラン、ノルマルへキシルトリ
メトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメ
チルジシロキサン、へキサメチルジシロキサン、ヘキサ
メチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリ
メチルシラン、ジェチルシラン、プロピルシラン、フェ
ニルシラン、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリ
メトキシシラン等を挙げることができる。中でもテトラ
メチルジシロキサン、へキサメチルジシロキサンが好ま
しい。Examples of the organic silicon compound as a raw material of the organic compound (30) include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane,
Methyl triethoxy silane, dimethyl ethoxy silane, trimethyl ethoxy silane, tetramethoxy silane, tetra ethoxy silane, ethyl trimethoxy silane, ethyl triethoxy silane, normal propyl trimethoxy silane, normal butyl trimethoxy silane,
Isoptyltrimethoxysilane, normal hexyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethyldisiloxane, hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, getylsilane, propylsilane, phenylsilane, vinyl Examples include trimethylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and phenyltrimethoxysilane. Among them, tetramethyldisiloxane and hexamethyldisiloxane are preferable.
【0029】上記有機珪素化合物と共に酸素を供給する
ことによって、プラズマCVD法で形成される有機化合
物(30)成分の酸化度および真空蒸着法で形成した酸
化珪素でなる無機化合物膜(20)の酸化度を任意に調
整できる。また、プラズマCVD雰囲気の安定のために
不活性ガス、たとえばアルゴン、ヘリウムを原料ガス供
給系に加えることも可能であるが、必ずしも必要ではな
い。By supplying oxygen together with the organic silicon compound, the degree of oxidation of the organic compound (30) component formed by the plasma CVD method and the oxidation of the inorganic compound film (20) made of silicon oxide formed by the vacuum evaporation method are increased. The degree can be adjusted arbitrarily. In order to stabilize the plasma CVD atmosphere, an inert gas such as argon or helium can be added to the source gas supply system, but it is not always necessary.
【0030】次に本発明のガスバリア材の製造方法を図
面を用いて説明する。図2に示すように、本発明のガス
バリア材の製造方法に使用する真空蒸着とプラズマCV
Dのインライン蒸着装置(200)の一例として、図2
に示すように、巻き出し巻き取り室(90)、真空蒸着
室(80)、プラズマCVD室(62)、周辺の原料ガ
ス供給部からなり、詳わしくは、真空チヤンバー(5
1)と真空チヤンバー(51)内に配設された巻き出し
ロール(52)、巻き取りロール(53)、冷却・電極
ロール(54)、補助ロール(55)、遮蔽板(5
6)、るつぼ(57)、電子ビーム発生部(58)、偏
向コイル(59)、真空蒸着用不活性ガス供給パイプ
(60)、プラズマCVD室(62)、マグネット(7
1)、プラズマCVD用原料供給パイプ(63)、およ
び真空チヤンバー(51)周辺に配設された不活性ガス
供給装置(61)、流量調整器(64)、ガス混合器
(65)、酸素ガス供給装置(66)、原料加熱装置
(67)、巻き取り部用真空ポンプ(68)、蒸着部用
真空ポンプ(69)、プラズマCVD用真空ポンプ(7
0)、真空計(72)からなっている。Next, a method for manufacturing the gas barrier material of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 2, vacuum deposition and plasma CV used in the method of manufacturing a gas barrier material of the present invention.
FIG. 2 shows an example of the in-line deposition apparatus (200) of D.
As shown in FIG. 5, the apparatus comprises an unwinding and winding chamber (90), a vacuum evaporation chamber (80), a plasma CVD chamber (62), and a peripheral raw material gas supply unit.
1) and an unwinding roll (52), a take-up roll (53), a cooling / electrode roll (54), an auxiliary roll (55), a shielding plate (5) disposed in a vacuum chamber (51).
6), crucible (57), electron beam generator (58), deflection coil (59), inert gas supply pipe for vacuum evaporation (60), plasma CVD chamber (62), magnet (7)
1), a raw material supply pipe for plasma CVD (63), an inert gas supply device (61) disposed around a vacuum chamber (51), a flow regulator (64), a gas mixer (65), an oxygen gas Supply device (66), raw material heating device (67), vacuum pump for the winding section (68), vacuum pump for the vapor deposition section (69), vacuum pump for plasma CVD (7)
0) and a vacuum gauge (72).
【0031】上記真空チヤンバー(51)内において遮
蔽板(56)により巻き出し巻き取り室(90)と真空
蒸着室(80)に分け、それぞれ別々に巻き取り部用真
空ポンプ(68)、蒸着部用真空ポンプ(69)により
所定の真空度に設定できるようになっている。またプラ
ズマCVD室(62)も真空蒸着室(80)や巻き出し
巻き取り室(90)と異なる真空度でプラズマCVDを
行うためにプラズマCVD室用の真空ポンプ(70)を
設け単独に真空度を制御する。これらの真空度は独自の
値で制御できるが同一の真空度であっても良い。The vacuum chamber (51) is divided into an unwinding-winding chamber (90) and a vacuum evaporation chamber (80) by a shielding plate (56). A predetermined vacuum degree can be set by the vacuum pump (69). The plasma CVD chamber (62) is also provided with a vacuum pump (70) for the plasma CVD chamber to perform plasma CVD at a different vacuum level from the vacuum deposition chamber (80) and the unwinding and winding chamber (90). Control. These degrees of vacuum can be controlled by unique values, but may be the same degree of vacuum.
【0032】上記のようなインライン蒸着装置(20
0)の巻き出しロール(52)に高分子樹脂からなる基
材(10)の原反を装着し、補助ロール(55)、冷却
・電極ロール(54)、補助ロール(55)を介して巻
き取りロール(53)に至る原反搬送パスを形成する。
真空チヤンバー(51)内を巻き取り部用真空ポンプ
(68)および蒸着部用真空ポンプ(69)により減圧
して、巻き出し巻き取り室(90)、真空蒸着室(8
0)ともに真空度10−2Torr以上、好ましくは真
空度10-4以上とする。The in-line vapor deposition apparatus (20)
A roll of the base material (10) made of a polymer resin is mounted on the unwinding roll (52) of (0), and is wound via the auxiliary roll (55), the cooling / electrode roll (54), and the auxiliary roll (55). A material transport path leading to the take-up roll (53) is formed.
The inside of the vacuum chamber (51) is depressurized by the vacuum pump (68) for the winding section and the vacuum pump (69) for the vapor deposition section, and the unwinding chamber (90) and the vacuum vapor deposition chamber (8)
0) In both cases, the degree of vacuum is 10-2 Torr or more, preferably 10-4 or more.
【0033】次いでヘリウム等の不活性ガスを不活性ガ
ス供給装置(61)、流量調整器(64)、真空蒸着用
不活性ガス供給パイプ(60)を通じ真空チヤンバー
(51)内に供給する。この真空蒸着用不活性ガス供給
パイプ(60)はるつぼ(57)と冷却・電極ロール
(54)との間に設置され、酸化珪素の蒸着物中に不活
性ガスが取り込まれるようにする。そして不活性ガスの
一例としてヘリウムを真空蒸着用不活性ガス供給パイプ
(60)を通じて真空チヤンバー(51)内に供給す
る。不活性ガスの種類と流量は目的とするポアの数、大
きさ、および蒸着に用いる装置によって異なる。真空チ
ヤンバー(51)内での酸化珪素の蒸発速度に対し、不
活性ガス流入速度がモル換算比で0.07〜1.0であ
ることが望ましい。Next, an inert gas such as helium is supplied into the vacuum chamber (51) through an inert gas supply device (61), a flow controller (64), and an inert gas supply pipe (60) for vacuum evaporation. The vacuum deposition inert gas supply pipe (60) is provided between the crucible (57) and the cooling / electrode roll (54) so that the inert gas is taken into the silicon oxide deposition. Helium is supplied as an example of an inert gas into the vacuum chamber (51) through an inert gas supply pipe (60) for vacuum deposition. The type and flow rate of the inert gas differ depending on the number and size of the target pores and the apparatus used for vapor deposition. It is desirable that the inflow rate of the inert gas is 0.07 to 1.0 in terms of molar ratio with respect to the evaporation rate of silicon oxide in the vacuum chamber (51).
【0034】本発明により製造されるガスバリア材
(1)のうち酸化珪素でなる無機化合物膜(20)の性
質は、酸化珪素の組成SiOX のXの値、および膜厚に
より決定され、基材(10)の搬送速度、蒸発に用いる
電子ビームの電力、不活性ガスの流量を適正な値に設定
することによって良好な酸化珪素でなる蒸着無機化合物
膜(20)を形成することができる。The properties of the inorganic compound film (20) made of silicon oxide in the gas barrier material (1) produced according to the present invention are determined by the value of X in the composition SiO X of silicon oxide and the film thickness. By setting the transport speed of (10), the power of the electron beam used for evaporation, and the flow rate of the inert gas to appropriate values, it is possible to form a good deposited inorganic compound film (20) made of silicon oxide.
【0035】上記酸化珪素でなる蒸着無機化合物膜(2
0)中のポア(22)に有機化合物(30)を分布させ
るためのプラズマCVDにおいては、有機珪素化合物と
酸素ガスを混合して供給する。このプラズマCVD原料
ガス中にしめる酸素含有量を目的とする膜の性質によっ
て変えることができるが、有機珪素化合物1に対し酸素
ガスを1から17程度にすることができる。プラズマC
VD用原料供給パイプ(63)からの原料ガスの吹き出
しは、搬送される高分子樹脂からなる基材(10)フィ
ルム全体にプラズマが当たり有機化合物(30)を全面
に行き渡らせるために、冷却・電極ロール(54)方向
へマグネット(71)全体から均一に吹き出す。また混
合の条件においてプラズマCVD単独で膜になる条件で
あってもよく、膜にならない条件でも良い。プラズマC
VD室(62)内は10−1Torr以上の真空度が要
求され、有機化合物(30)の供給に適した真空度に調
整する。プラズマCVDでのプラズマ発生時の電気的パ
ワーは、酸化珪素でなる蒸着無機化合物膜(20)の膜
厚、ポア(22)の数や大きさなどによって任意に設定
できる。The above-mentioned deposited inorganic compound film (2) made of silicon oxide
In the plasma CVD for distributing the organic compound (30) to the pores (22) in (0), an organic silicon compound and oxygen gas are mixed and supplied. Although the oxygen content contained in the plasma CVD source gas can be changed depending on the properties of the target film, the oxygen gas can be reduced to about 1 to 17 with respect to the organic silicon compound 1. Plasma C
The blowing of the raw material gas from the VD raw material supply pipe (63) is carried out by cooling and cooling so that the whole of the substrate (10) film made of the polymer resin is conveyed by the plasma and the organic compound (30) is spread over the entire surface. The magnet (71) is uniformly blown out toward the electrode roll (54). Further, under the mixing conditions, the conditions may be such that a film is formed by plasma CVD alone, or the condition may not be a film. Plasma C
The inside of the VD chamber (62) is required to have a degree of vacuum of 10-1 Torr or more, and is adjusted to a degree of vacuum suitable for supplying the organic compound (30). The electric power at the time of plasma generation by plasma CVD can be arbitrarily set depending on the thickness of the deposited inorganic compound film (20) made of silicon oxide, the number and size of the pores (22), and the like.
【0036】[0036]
【実施例】次に本発明を実施例により、さらに具体的に
説明する。 〈実施例1〉高分子樹脂からなる基材(10)として
は、厚み12μmのポリエチレンテレフタレートフィル
ム原反を使用し、インライン蒸着装置(200)の巻き
出しロール(52)に装着した。次に、インライン蒸着
装置(200)の真空チヤンバー(51)内の巻き出し
巻き取り室(90)、真空蒸着室(80)、プラズマC
VD室(62)を1×10−5Torrまで減圧した。Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Example 1 A 12 μm-thick raw material of a polyethylene terephthalate film was used as a substrate (10) made of a polymer resin, and was attached to an unwinding roll (52) of an inline vapor deposition device (200). Next, the unwinding and winding chamber (90) in the vacuum chamber (51) of the in-line evaporation apparatus (200), the vacuum evaporation chamber (80), and the plasma C
The pressure in the VD chamber (62) was reduced to 1 × 10 −5 Torr.
【0037】続いて電子ビーム発生部(58)に30K
Wの電力を供給して電子ビームを発生させ、偏向コイル
(59)を用いてるつぼ(57)内の酸化珪素に照射し
て蒸発させた。この時真空蒸着用不活性ガス供給パイプ
(60)を通じてヘリウムガスを、酸化珪素蒸発速度に
対して0.15の割合で供給した。続いて巻き出しロー
ル(52)より基材(10)であるポリエチレンテレフ
タレートフィルムを速度2m/秒で搬送して、この蒸着
雰囲気中にさらすことによって、ポア(22)を含む酸
化珪素でなる無機化合物膜(20)を備えたガスバリア
材を得た。Subsequently, 30K is applied to the electron beam generator (58).
An electric power of W was supplied to generate an electron beam, and the electron beam was irradiated to silicon oxide in the crucible (57) using the deflection coil (59) and evaporated. At this time, helium gas was supplied through an inert gas supply pipe (60) for vacuum evaporation at a rate of 0.15 with respect to the silicon oxide evaporation rate. Subsequently, the polyethylene terephthalate film, which is the substrate (10), is transported from the unwinding roll (52) at a speed of 2 m / sec, and is exposed to this vapor deposition atmosphere, whereby an inorganic compound made of silicon oxide containing pores (22) is formed. A gas barrier material provided with the film (20) was obtained.
【0038】上記で得られたガスバリア材は、真空蒸着
室(80)に連続したプラズマCVD室(62)室に搬
送され、このプラズマCVD室(62)内に原料ガスと
して有機珪素化合物であるへキサメチレンジシロキサン
を原料加熱装置(67)、流量調整器(64)を通じて
50sccm、酸素ガス供給装置(66)、流量調整器
(64)を通じて100sccmをガス混合器(65)
に供給し、混合した状態でプラズマCVD用原料供給パ
イプ(63)、マグネット(71)を通じてプラズマC
VD室(62)に供給した。一方冷却・電極ロール(5
4)に電力を250W供給し原料ガスによりグロー放電
プラズマを発生させた。この時プラズマCVD室(6
2)内の圧力を10−2Torrに保った。The gas barrier material obtained as described above is conveyed to a plasma CVD chamber (62) which is continuous with the vacuum evaporation chamber (80). In the plasma CVD chamber (62), an organic silicon compound is used as a source gas. 50 sccm of xamethylene disiloxane is passed through a raw material heating device (67) and a flow rate regulator (64), and 100 sccm is passed through an oxygen gas supply device (66) and a flow rate regulator (64).
And mixed in a mixed state through a raw material supply pipe for plasma CVD (63) and a magnet (71).
It was supplied to the VD chamber (62). On the other hand, cooling / electrode roll (5
In 4), a power of 250 W was supplied, and glow discharge plasma was generated by the raw material gas. At this time, the plasma CVD chamber (6
The pressure in 2) was kept at 10-2 Torr.
【0039】以上のようにして、プラズマCVDにより
酸化珪素でなる無機化合物膜(20)を備えたガスバリ
ア材中に有機化合物(30)を混合させて、有機・無機
複合膜(40)とするガスバリア材(1)を得た。As described above, the organic compound (30) is mixed into the gas barrier material provided with the inorganic compound film (20) made of silicon oxide by plasma CVD to form the organic / inorganic composite film (40). Material (1) was obtained.
【0040】〈実施例2〉ヘリウムガス供給量を酸化珪
素蒸発速度との比で0.5とした以外は、実施例1と同
条件でガスバリア材(1)を得た。Example 2 A gas barrier material (1) was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the supply amount of helium gas was set to 0.5 as a ratio to the evaporation rate of silicon oxide.
【0041】〈比較例1〉ヘリウムガス供給量を酸化珪
素蒸発速度との比で2.0とした以外は、実施例1と同
条件でガスバリア材(1)を得、比較試料1とした。<Comparative Example 1> A gas barrier material (1) was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the supply amount of helium gas was 2.0 in terms of the ratio to the evaporation rate of silicon oxide.
【0042】〈比較例2〉ヘリウムガスを供給しないで
酸化珪素を蒸着した以外は、実施例1と同条件でガスバ
リア材(1)を得、比較試料2とした。Comparative Example 2 A gas barrier material (1) was obtained under the same conditions as in Example 1 except that silicon oxide was vapor-deposited without supplying helium gas.
【0043】上記実施例1、2および比較例1、2で得
られたガスバリア材(1)について、プラズマCVDで
有機化合物(30)を施す前のガスバリア材をそれぞれ
比較試料3、4、5、6とした。With respect to the gas barrier materials (1) obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the gas barrier materials before applying the organic compound (30) by plasma CVD were compared with Comparative Samples 3, 4, 5 and 5, respectively. 6.
【0044】以上のようにポリエチレンテレフタレート
フィルムでなる基材(10)上にポア(22)を持たせ
て酸化珪素を真空蒸着した後、有機化合物(30)をプ
ラズマCVDによって混在させたガスバリア材(1)に
ついて、酸素バリア性、水蒸気バリア性、耐引っ張り性
を以下の評価方法で測定し、表1に示した。 〔評価方法〕 (1)酸素バリア性・・温度30℃、湿度70%RHの
雰囲気下でMOCONOXTRAN10/50A酸素ガ
ス透過度測定装置(モダンコントロール社製)にて測定
し、酸素透過量とした。 (2)水蒸気バリア性・・温度40℃、湿度90%RH
の雰囲気下で、JISZ−0208のカップ法により測
定し、水蒸気透過量とした。 (3)耐引っ張り性・・ガスバリア材(1)の資料を長
さ60cm、幅14cmに切り出し、長さ方向に定速で
所定の歪み(3%、6%)まで引っ張った後、元に戻し
て酸素バリア性、水蒸気バリア性をその透過量として測
定した。As described above, the silicon oxide is vacuum-deposited with the pores (22) on the substrate (10) made of a polyethylene terephthalate film, and then the gas barrier material (30) in which the organic compound (30) is mixed by plasma CVD. For 1), oxygen barrier properties, water vapor barrier properties, and tensile resistance were measured by the following evaluation methods, and are shown in Table 1. [Evaluation method] (1) Oxygen barrier property: Measured with a MOCONOXTRAN 10 / 50A oxygen gas permeability measuring device (manufactured by Modern Control Co., Ltd.) in an atmosphere of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 70% RH to obtain an oxygen permeation amount. (2) Water vapor barrier property: temperature 40 ° C, humidity 90% RH
Was measured by the cup method of JISZ-0208 under the atmosphere described in (1) to determine the amount of water vapor permeation. (3) Tensile resistance: The material of the gas barrier material (1) is cut out to a length of 60 cm and a width of 14 cm, pulled at a constant speed in the length direction to a predetermined strain (3%, 6%), and then restored. The oxygen barrier property and the water vapor barrier property were measured as the permeation amount.
【0045】なお、以下の表中の酸素透過量の単位は、
cc/m2 ・day・atm、水蒸気透過度の単位は、
g/m2 ・dayである。The unit of the amount of oxygen permeation in the following table is:
The unit of cc / m 2 · day · atm and water vapor permeability is
g / m 2 · day.
【0046】[0046]
【表1】 [Table 1]
【0047】上記表1より、酸素バリア性は高分子樹脂
でなる厚さ12μmのポリエチレンテレフタレートフィ
ルムでは140cc/m2 ・day・atmのガス透過
量であるが、不活性ガスを供給しないで酸化珪素を蒸着
したガスバリア材(比較試料6)は酸化珪素膜厚が約5
00Åの時、酸素ガス透過量が1.3cc/m2 ・da
y・atmと少なくなる。水蒸気バリア性においても厚
さ12μmのポリエチレンテレフタレートフィルムでは
55g/m2 ・dayの水蒸気透過量であるが、酸化珪
素を蒸着することにより水蒸気透過量が2.5g/m2
・dayと少なくなる。According to Table 1, the oxygen barrier property is a gas permeation amount of 140 cc / m 2 · day · atm for a 12 μm thick polyethylene terephthalate film made of a polymer resin, but the silicon oxide is supplied without supplying an inert gas. Gas barrier material (Comparative Sample 6) on which silicon oxide is deposited has a thickness of about 5
At 00 °, the oxygen gas permeation amount is 1.3 cc / m 2 · da
y · atm. In the case of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm, the water vapor transmission rate is 55 g / m 2 · day, but the water vapor transmission rate is 2.5 g / m 2 by depositing silicon oxide.
-It becomes less as day.
【0048】また、この無機化合物膜(20)蒸着フィ
ルム(比較試料6)にインラインでプラズマCVDによ
って有機化合物(30)を積層させたフィルム(比較試
料2)はさらにガスバリア性が向上する。すなわち、酸
素バリア性については有機化合物(30)膜を積層する
ことにより酸素ガス透過量が0.9cc/m2 ・day
・atmと少なくなり、水蒸気バリア性についても有機
化合物(30)膜を積層することにより水蒸気透過量が
1.6g/m2 ・dayと少なくなる。A film (comparative sample 2) obtained by laminating an organic compound (30) by in-line plasma CVD on the inorganic compound film (20) deposited film (comparative sample 6) has further improved gas barrier properties. That is, with respect to the oxygen barrier property, by laminating the organic compound (30) film, the oxygen gas permeation amount is 0.9 cc / m 2 · day.
· Atm, and the water vapor permeability is reduced to 1.6 g / m 2 · day by laminating the organic compound (30) film on the water vapor barrier property.
【0049】不活性ガスとしてヘリウムを供給して蒸着
無機化合物膜(20)とした場合(比較試料3、4、
5)、ポア(22)の存在によって酸素、水蒸気とも透
過量が増加する。そのうちのヘリウム流量が最も少ない
場合(比較試料3)において、酸素透過量が5.9cc
/m2 ・day・atm、水蒸気透過量も3.4g/m
2 ・dayとヘリウム供給無しで酸化珪素を蒸着したも
の(比較試料6)より多くなる。これらの無機化合物膜
(20)蒸着フィルムにプラズマCVDによって有機化
合物(30)を複合させると、ガスバリア性が向上す
る。ヘリウムを供給して酸化珪素を蒸着し、その後プラ
ズマCVDを行った実施例1の場合、酸素、水蒸気とも
透過量が減少する。しかし酸素ガス透過量が2.0cc
/m2 ・day・atm、水蒸気透過量2.7g/m2
・dayとヘリウムを供給せず緻密に酸化珪素を蒸着し
た後、プラズマCVDを行った場合(比較試料2)より
も透過量は多くなる。Helium is supplied as an inert gas for vapor deposition
In the case of the inorganic compound film (20) (Comparative samples 3, 4,
5) Due to the presence of the pore (22), both oxygen and water vapor are transparent.
Overdose increases. The lowest helium flow rate
In the case (Comparative Sample 3), the oxygen permeation amount was 5.9 cc.
/ MTwo・ Day ・ atm, water vapor transmission rate is 3.4g / m
Two-Silicon oxide deposited without supply of day and helium
(Comparative Sample 6). These inorganic compound films
(20) Organizing the deposited film by plasma CVD
Compounding compound (30) improves gas barrier properties
You. Supply helium to deposit silicon oxide, and then
In the case of Example 1 in which Zuma CVD was performed, both oxygen and water vapor were used.
The amount of transmission decreases. However, the oxygen gas permeation amount is 2.0cc
/ MTwo・ Day ・ atm, water vapor transmission rate 2.7g / mTwo
・ Deposit silicon oxide densely without supplying day and helium
After performing plasma CVD (Comparative Sample 2)
The transmission amount also increases.
【0050】また、フィルムを引っ張ると、ガス透過量
は酸素、水蒸気とも増加する。無機化合物膜(20)上
に有機化合物(30)膜を積層した蒸着膜(比較試料
2)では一定速度でフィルム長さに対して3%引っ張り
を行うと酸素ガス透過量は4.1cc/m2 ・day・
atm、水蒸気透過量は8.9g/m2 ・dayとな
り、フィルム長さに対して6%引っ張ると酸素ガス透過
量は121.1cc/m2・day・atm、水蒸気透
過量52.2g/m2 ・dayとガスバリア性が著しく
劣化する。これに対し不活性ガスを含む雰囲気中で酸化
珪素の蒸着を行うことによってできた、ポア(22)を
含む無機化合物膜(20)に有機化合物(30)膜を被
覆して有機・無機複合膜(40)とした中で、ヘリウム
流量と酸化珪素蒸発量の比が0.15(実施例1)で
は、フィルム長さに対して3%引っ張ると酸素ガス透過
量は2.2cc/m2 ・day・atm、水蒸気透過量
は3.1g/m2 ・day、フィルム長さに対して6%
引っ張っても酸素ガス透過量は2.5cc/m2 ・da
y・atm、水蒸気透過量は5.3g/m2 ・dayで
あり、引っ張りによるガスバリア性の劣化を抑えること
ができた。When the film is pulled, the amount of gas permeation increases for both oxygen and water vapor. In the case of a vapor-deposited film (Comparative Sample 2) in which an organic compound (30) film is laminated on an inorganic compound film (20), the oxygen gas permeation amount is 4.1 cc / m when the film length is stretched by 3% at a constant speed. 2・ day ・
atm, the amount of water vapor permeated is 8.9 g / m 2 · day, and when pulled 6% with respect to the film length, the amount of permeated oxygen gas is 121.1 cc / m 2 · day · atm, and the amount of water vapor permeated 52.2 g / m 2. Day and gas barrier properties are significantly degraded. On the other hand, an organic / inorganic composite film in which an inorganic compound film (20) containing pores (22) is coated with an organic compound (30) film by vapor deposition of silicon oxide in an atmosphere containing an inert gas. In the case of (40), when the ratio between the helium flow rate and the silicon oxide evaporation amount was 0.15 (Example 1), the oxygen gas permeation amount was 2.2 cc / m 2 ··· when the film length was pulled by 3%. day.atm, water vapor transmission amount: 3.1 g / m 2 .day, 6% based on film length
Even when pulled, the oxygen gas permeation amount is 2.5 cc / m 2 · da
y · atm and the amount of water vapor permeation were 5.3 g / m 2 · day, and it was possible to suppress deterioration of gas barrier properties due to tension.
【0051】[0051]
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、高分子樹脂からなる基材の
少なくとも片面に、珪素酸化物を主成分とする無機化合
物膜中に、分子中に炭素原子を少なくとも1つ以上含む
オルガノシリコンモノマー分子もしくはオルガノシリコ
ンモノマー分子から得られる物質である有機化合物が、
厚さ方向に分布している有機・無機複合膜を形成してな
るガスバリア材とし、前記無機化合物膜を、不活性ガス
の存在下で真空蒸着法によって前記高分子樹脂からなる
基材の片面に設けた後、前記有機化合物を、少なくとも
有機珪素化合物の蒸気と酸素ガスの存在下で化学蒸着法
によって前記無機化合物膜の厚さ方向に分布せしめて有
機・無機複合膜とするガスバリア材の製造方法としたの
で、引っ張り等の応力による変形に対してもクラックの
発生を抑制し、バリア性を維持することのできるガスバ
リア材とすることができる。As described above, the present invention has the following effects. That is, on at least one surface of a substrate made of a polymer resin, an inorganic compound film containing silicon oxide as a main component, an organosilicon monomer molecule containing at least one or more carbon atoms in a molecule, or an organosilicon monomer molecule is used. Organic compound,
As a gas barrier material formed by forming an organic-inorganic composite film distributed in the thickness direction, the inorganic compound film, on one side of the base material made of the polymer resin by a vacuum deposition method in the presence of an inert gas After providing, a method for producing a gas barrier material in which the organic compound is distributed in the thickness direction of the inorganic compound film by a chemical vapor deposition method in the presence of at least vapor of an organic silicon compound and oxygen gas to form an organic-inorganic composite film. Therefore, it is possible to provide a gas barrier material that can suppress the generation of cracks even when deformed due to stress such as tension and maintain the barrier properties.
【0052】また、前記真空蒸着と前記化学蒸着を、同
一装置内で内部を大気圧に戻すことなく、インラインで
連続して行うガスバリア材の製造方法としたので、無機
化合物膜が大気中の酸素や水蒸気による汚染を防止する
とともに、工程の簡略化と製造効率の向上に貢献するこ
とができる。Further, since the above-mentioned vacuum deposition and the above-mentioned chemical vapor deposition are carried out continuously in-line without returning the inside of the apparatus to the atmospheric pressure in the same apparatus, the inorganic compound film is made of oxygen in the atmosphere. In addition to preventing contamination by water and water vapor, it can contribute to simplification of the process and improvement of manufacturing efficiency.
【0053】従って本発明は、食品や医薬品等の透明で
ガスバリア性に富んだ包装体として、さらに使用後の廃
棄物処理に優位な包装体としての用途において、優れた
実用上の効果を発揮する。Accordingly, the present invention exerts excellent practical effects in use as a package having a transparent and gas-barrier property for foods and pharmaceuticals, and as a package superior in waste disposal after use. .
【図1】本発明の一実施の形態を示すガスバリア材を模
式的側断面で表した説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a gas barrier material according to an embodiment of the present invention in a side sectional view.
【図2】本発明の一実施に関わるガスバリア材の製造を
説明するインライン蒸着装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of an in-line vapor deposition apparatus for explaining production of a gas barrier material according to one embodiment of the present invention.
1‥‥ガスバリア材 10‥‥高分子樹脂からなる基材 20‥‥無機化合物膜 22‥‥ポア 30‥‥有機化合物 40‥‥有機・無機複合膜 51‥‥真空チヤンバー 52‥‥巻き出しロール 53‥‥巻き取りロール 54‥‥冷却・電極ロール 55‥‥補助ロール 56‥‥遮蔽板 57‥‥るつぼ 58‥‥電子ビーム発生部 59‥‥偏向コイル 60‥‥真空蒸着用不活性ガス供給パイプ 61‥‥不活性ガス供給装置 62‥‥プラズマCVD室 63‥‥プラズマCVD用原料供給パイプ 64‥‥流量調整器 65‥‥ガス混合器 66‥‥酸素ガス供給装置 67‥‥原料加熱装置 68‥‥巻き取り部用真空ポンプ 69‥‥蒸着部用真空ポンプ 70‥‥プラズマCVD用真空ポンプ 71‥‥マグネット 72‥‥真空計 80‥‥真空蒸着室 90‥‥巻き出し巻き取り室 200‥‥インライン蒸着装置 1 Gas barrier material 10 Base material made of polymer resin 20 Inorganic compound film 22 Pore 30 Organic compound 40 Organic-inorganic composite film 51 Vacuum chamber 52 Unwinding roll 53 ‥‥ Take-up roll 54 ‥‥ Cooling / electrode roll 55 ‥‥ Auxiliary roll 56 ‥‥ Shielding plate 57 ‥‥ Crucible 58 ‥‥ Electron beam generator 59 ‥‥ Deflection coil 60 ‥‥ Inert gas supply pipe for vacuum evaporation 61 << Inert gas supply device 62 >> Plasma CVD chamber 63 >> Raw material supply pipe for plasma CVD 64 >> Flow regulator 65 >> Gas mixer 66 >> Oxygen gas supply device 67 >> Raw material heating device 68 >> Vacuum pump for winding unit 69 Vacuum pump for vapor deposition unit 70 Vacuum pump for plasma CVD 71 Magnet 72 Vacuum gauge 80 Vacuum vapor deposition chamber 0 ‥‥ unwinding winding chamber 200 ‥‥-line vapor deposition apparatus
Claims (7)
に、珪素酸化物を主成分とする無機化合物膜中に、分子
中に炭素原子を少なくとも1つ以上含む有機化合物が、
厚さ方向に分布している有機・無機複合膜を形成してな
ることを特徴とするガスバリア材。1. An organic compound containing at least one carbon atom in a molecule in an inorganic compound film containing silicon oxide as a main component on at least one surface of a substrate made of a polymer resin.
A gas barrier material formed by forming an organic / inorganic composite film distributed in a thickness direction.
マー分子もしくはオルガノシリコンモノマー分子から得
られる物質であることを特徴とする請求項1記載のガス
バリア材。2. The gas barrier material according to claim 1, wherein the organic compound is an organosilicon monomer molecule or a substance obtained from the organosilicon monomer molecule.
で真空蒸着法によって前記高分子樹脂からなる基材の片
面に設けた後、前記有機化合物を、少なくとも有機珪素
化合物の蒸気と酸素ガスの存在下で化学蒸着法によって
前記無機化合物膜の厚さ方向に分布せしめて有機・無機
複合膜とすることを特徴とするガスバリア材の製造方
法。3. The method according to claim 1, wherein the inorganic compound film is provided on one side of a base material made of the polymer resin by a vacuum deposition method in the presence of an inert gas, and then the organic compound is converted into at least vapor of an organic silicon compound and oxygen. A method for producing a gas barrier material, wherein an organic / inorganic composite film is formed by distributing in the thickness direction of the inorganic compound film by a chemical vapor deposition method in the presence of a gas.
であることを特徴とする請求項3記載のガスバリア材の
製造方法。4. The method for producing a gas barrier material according to claim 3, wherein said inert gas is helium (He) gas.
内で内部を大気圧に戻すことなく、連続して行うことを
特徴とする請求項3または4記載のガスバリア材の製造
方法。5. The method for producing a gas barrier material according to claim 3, wherein the vacuum deposition and the chemical vapor deposition are continuously performed in the same apparatus without returning the inside to atmospheric pressure.
れぞれ独自に調整できるガスバリア材の製造装置とする
ことを特徴とする請求項3、4または5記載のガスバリ
ア材の製造方法。6. The method for producing a gas barrier material according to claim 3, wherein the apparatus for producing a gas barrier material is capable of independently adjusting the degree of vacuum during the vacuum deposition and during the chemical vapor deposition.
を用いて、食品および医薬品等の透明でガスバリア性を
有する包装材料とすることを特徴とする包装体。7. A package using the gas barrier material according to claim 1 or 2 as a transparent and gas-barrier packaging material for foods, medicines and the like.
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