(57)【要約】  本発明は、セラミック材料で構成された少なくとも一つのバリア層を有する可撓性キャリア材料の水蒸気及び気体の透過に対するバリア効果を改善するための方法に関する。これらのセラミックバリア層は、ペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）の溶液によってコーティングされ、その後、酸化ケイ素の層を形成するように硬化される。ＰＨＰＳは、有機溶媒に溶解されて、好ましくは、キシレン又はＤＢＥ（二塩基エステル）に溶解されて、前記一つ又は二つ以上のセラミック層に適用可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料で構成された少なくとも一つのバリア層を有する可撓性キャリア材料の水蒸気及び気体の透過に対するバリア効果を改善する方法において、前記一つ又は二つ以上のバリア層をペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）の溶液でコーティングし、次いで、硬化させて、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の層を形成することを特徴とする、セラミック材料で構成された少なくとも一つのバリア層を有する可撓性キャリア材料の水蒸気及び気体の透過に対するバリア効果を改善する方法。
【請求項２】
請求項１に記載した方法において、前記ＰＨＰＳは、有機溶媒に溶解されて、好ましくは、キシレン又はＤＢＥ（二塩基エステル）に溶解されて、前記一つ又は二つ以上のセラミック層に適用されることを特徴とする、前記方法。
【請求項３】
請求項２に記載した方法において、前記一つ又は二つ以上のセラミック層に前記ＰＨＰＳを適用するために、有機溶剤中の前記ＰＨＰＳの濃度が、最大で１０容積％である溶液が使用され、好ましくは最大で３容積％である溶液が使用されることを特徴とする、前記方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載された方法において、前記一つ又は二つ以上のセラミック層に施された前記コーティングは、最大で１００℃の温度で硬化されることを特徴とする、前記方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載された方法において、前記一つ又は二つ以上のセラミック層に施された前記コーティングは、高エネルギー紫外線光の照射によって硬化されることを特徴とする、前記方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載された方法において、前記ＰＨＰＳ溶液は、スムースローラ又はグリッドローラによって、前記一つ又は二つ以上のセラミック層に適用されることを特徴とする、前記方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載された方法において、セラミック材料で構成された少なくとも二つのバリア層を備えたキャリア材料に対して、前記ＰＨＰＳの溶液を前記各バリア層上に適用し、次のセラミックバリア層の形成前に硬化させることを特徴とする、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック材料で構成された少なくとも一つのバリア層を有する可撓性キャリア材料の水蒸気及び気体の透過に対するバリア効果を改善する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料、無機材料又はセラミック材料で構成された種々のバリア層が知られている。これらのバリア層は、真空薄層化技術の手法を用いて、プラスチックフィルムに適用され、特に、包装用のプラスチックフィルムに適用される。
【０００３】
被覆される面が完璧には形成されないこと、及び、被覆される面を完全に無塵埃の状態には製造できないことから、真空薄層化技術の手法を用いて、表在性の無欠陥のコーティングを蒸着することはできない。このコーティングの欠点は、バリア層とプラスチックフィルムとの結合体に好ましくない透過性が残留することにある（残留透過性）。
【０００４】
真空コーティングされたプラスチックフィルム組織の残留透過性を減少させるために、プラスチックフィルムに対して真空コーティングされたバリア層を一面に塗装することは知られている。これは、塗料によって複数の孔を覆うことになり、ひいてはこれらの孔を閉塞することにもなるから、結果として、これらの孔の透過性を減少させることになる。この目的のために知られている塗料は、Ｏｒｍｏｃｅｒｓであり、又は、例えば、ＵＳ−Ａ−５  ６４５  ９２３に記載されている塗装系である。これらの塗料系はバリア効果を１０倍まで改善することになる。これらの塗料は、それらの有機物成分のために、孔を介しての浸透を完全に防止することは不可能である。これらの塗料系は、それ自身が殆ど全ての気体に対して透過性を有し、特に、水蒸気に対する浸透性を有するから、孔を介しての浸透性を低減させるのみである。
【特許文献１】アメリカ合衆国特許公開第５  ６４５  ９２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
標準的なプラスチックフィルムに適した温度で適用され、かつ、硬化され得る、ゾル−ゲルラッカーのような、専ら無機的に構成されたラッカーは知られていない。
【０００６】
したがって、前述した層組織の残留透過性を更に低減するため、ここ数年は、ＰＶＤやプラズマＣＶＤの技術的手法によって、無機バリア層と、後に硬化される液体塗料層とを、交互にコーティングすることにより製造される、多層構造体が研究されている。これらの液体塗料層は、真空コーティングの欠陥部分を被覆し、次の真空コーティングのために、出来る限り改善された表面を再び提供するという機能を果たす。また、この塗料層が出来る限り薄く適用され、かつ、この塗料層自体が出来る限り低い透過性を有するならば、この塗料層によって上述の密封効果は最適に達成される。
【０００７】
先行技術に伴う不利益は、例えば、可撓性の有機発光ダイオードディスプレイ用や有機光起電性構造用として要求される１０−４ｇ（ｍ２２４ｈ）よりも低い水蒸気透過性を有する、所謂、フレキシブル・ウルトラ−バリア構造を得るために、塗料層とセラミック層の対を極めて多数（通常は５乃至１０）組み合わせることによってのみ得られるバリアが必要であり、このような必要なバリアを得るための多くのコーティング工程が、製造コストを押し上げるばかりでなく、製造に伴う不良率を増大させることになるということにある。
【０００８】
ウルトラ−バリアの分野で進歩するためには、真空コーティングにおいて極めて低い不良率を生じる複数のコーティング工程が、また、使用されなければならない。ここで使用されるスパッタリング工程は、極めて遅いコーティング工程であるから、極めて高価である。蒸発工程を用いて製造される層は、スパッタリング工程によって得られる、層毎の残留透過性を達成しないので、ウルトラ−バリアを利用するためには、更に、より多くの層の対が必要である。
【０００９】
本発明は、冒頭に記載した形式の方法を提供するという目的に基づいて、セラミックバリア層を使用して、水蒸気に対する残留透過性を、従来の方法に比較して、更に低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、前述のセラミック・バリア層がペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）の溶液によって被覆され、その後、酸化ケイ素層を形成するように硬化されることによって達成される。
【００１１】
ＰＨＰＳは、有機溶剤中に溶解されて、前述のバリア層に適用することができる。適当な溶剤は、例えば、キシレン又はＤＢＥ（二塩基エステル）である。ＤＢＥは、グルタル酸、アジピン酸及び琥珀酸のジメチルエステルの混合物から生成される物質である。
【００１２】
前述のセラミック層にＰＨＰＳを適用するために、有機溶剤中のＰＨＰＳが、好ましくはが最大で１０容積％の溶液が使用され、好ましくは最大で３容積％の溶液が使用される。
【００１３】
前記セラミック層に適用されたコーティングは、通常のプラスチックフィルムに適した、最高で１００℃の温度で硬化させることができる。
【００１４】
前記セラミック層に適用されるコーティングは、高エネルギー紫外線光の照射によって硬化させることができる。
【００１５】
セラミック材料で構成された少なくとも二つのバリア層を有するキャリア材料においては、次のバリア層の堆積の前に、各バリア層にＰＨＰＳ溶液を適用して硬化させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＰＨＰＳ溶液を用いて行われる液体コーティングが、次のセラミックバリア層のために、理想的な「滑らかなコーティング」を提供することが示されている。
【実施例】
【００１７】
無機Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ網状組織を架橋結合するために２５０℃よりも高い比較的高温を必要とするゾルーゲルラッカーとは対照的に、ペルヒドロポリシラザンを使用すると、１００℃よりも低い中位の温度によって、又は、高エネルギー紫外線光を用いた紫外線硬化のみによって、高密度のＳｉＯ２層が形成される。ＰＨＰＳをＳｉＯ２に変換するために、大気中の湿気の形態の水が必要であり、これによりＨ２とＮＨ３が前述のＳｉＯ２層から離脱する。ＳｉＯ２層の厚さは約５００ｎｍである。
【００１８】
実験では、セラミック層の前述した全ての二重ＰＨＰＳコーティングは、温度が３８℃で、湿度が９０％の比較的高い湿度において、水蒸気に対する透過率を約４ｇ／（ｍ２  ２４ｈ）から０．０３ｇ／（ｍ２  ２４ｈ）まで減少させたことが示され、これは、改善度が約１００に相当する。ゾル−ゲル塗料、エポキシ−アミン塗料、アクリル塗料のような従来のラッカーを使用したときに達成される改善度は、１０に過ぎない。二つのＰＨＰＳ被覆を有するセラミックコーティングの酸素遮断性も、また、約２ｃｍ３／（ｍ２  ｄ  ｂａｒ）から０．０１ｃｍ３／（ｍ２  ｄ  ｂａｒ）よりも小さい値まで、明らかに改善される。改善度を正確に決定することは、計測装置の測定限界に達してしまうので、不可能である。
【００１９】
前述の可撓性キャリア材料は、例えば、ストリップの形態で存在するプラスチックフォイル、プラスチックフィルム、又は、プラスチックフィルムのラミネートであり、これらのキャリア材料の上にセラミックのバリア層が沈積される。
【００２０】
前述のＰＨＰＳ溶液は、例えば、ストリップの形態で存在しかつセラミックバリア層が沈積されたプラスチックフィルム上に、スムースローラ又はグリッドローラによって塗布される。
【００２１】
セラミック材料で構成された適当なバリア層は、例えば、真空状態で生成された、１０ｎｍから２００ｎｍまでの厚さを有する、Ａｌ２Ｏ３又はＳｉＯｘのセラミック層である。Ａｌ２Ｏ３又はＳｉＯｘのセラミック層の好ましい厚さは、約４０ｎｍと約１５０ｎｍの間にある。
【００２２】
第一の好ましい変更態様において、ＳｉＯｘのセラミック層のｘは、０．９と１．２の間の数値である。第二の好ましい変更態様においては、ＳｉＯｘのセラミック層のｘは、１．３と２の間の数値であり、特に、１．５と１．８の間の数値である。
【国際調査報告】
2008536711.tif 000002
2008536711.tif 000003
2008536711.tif 000004
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