(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な基板の表面に有機膜を成膜し、その後、真空成膜法によって無機膜を成膜する機能性フィルムの製造方法であって、
前記無機膜の成膜を、前記基板を円筒状ドラムの周面の所定領域に掛け回した状態で、前記基板を長手方向に搬送しつつ行い、
かつ、前記無機膜の成膜を行なう前に真空装置内において前記有機膜の表面に接触する部材は、前記有機膜表面の機能発現部分以外に接触することを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記無機膜として、ガスバリア性を有する無機膜を成膜する請求項１に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記真空装置内において有機膜に接触する部材の少なくとも１つが、段差付きローラである請求項１または２に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項４】
さらに、前記段差付きローラと共に前記基板を挟持するニップローラを用いる請求項３に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記真空装置内において有機膜に接触する部材の少なくとも１つが、前記基板の端部を把持するクリップを用いて前記基板を搬送するものである請求項１〜４のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記基板の両端部にパーフォレーションを設けると共に、前記真空装置内において有機膜に接触する部材の少なくとも１つが、この前記パーフォレーションに係合するスプロケットである請求項１〜５のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性フィルムの製造方法に関し、詳しくは、特定のポリマーからなる有機膜と、無機膜とを有する機能性フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等の真空成膜法による成膜（薄膜形成）が利用されている。
【０００３】
真空成膜法によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基板に連続的に成膜を行なうのが好ましい。
このような成膜方法を実施する設備として、長尺な基板（ウェブ状の基板）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基板をロール状に巻回する巻取りロールとを用いる、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の成膜装置が知られている。このロール・ツー・ロールの成膜装置は、プラズマＣＶＤによって基板に成膜を行なう成膜室を通過する所定の経路で、供給ロールから巻取りロールまで長尺な基板を挿通し、供給ロールからの基板の送り出しと、巻取りロールによる成膜済基板の巻取りとを同期して行いつつ、成膜室において、搬送される基板に連続的に成膜を行なう。
【０００４】
ところで、ガスバリアフィルムや保護フィルム等の機能性フィルムは、単層であるとは限らず、例えば、プラスチックフィルム等の基板上に、ポリマーを主成分とする有機膜を成膜し、その上に無機物からなる無機膜を成膜してなる機能性フィルムも知られている。
一例として、特許文献１には、６官能のアクリレ−トもしくはメタクリレ−トのモノマーもしくはオリゴマーを含む組成物を硬化させた有機膜と、アルミニウム酸化物、ケイ素酸化物、インジウムとスズの複合酸化物、インジウムとセリウムの複合酸化物等の中から選ばれた酸化物からなる無機膜を積層したガスバリアフィルムが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６４２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のようなロール・ツー・ロールの成膜装置においては、通常、基板を所定の経路で適正に搬送するために、搬送ローラ対（ニップローラ）の搬送手段が配置される。
ところが、有機膜を成膜した後に無機膜を成膜する機能性フィルムの製造においては、有機膜の種類によっては、基板の搬送に搬送ローラ対などの通常の搬送手段を利用すると、有機膜の性能や特性が低下してしまい、例えば十分なガスバリア性など、目的とする性能を有する機能性フィルムを製造することができない場合もある。
【０００７】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、ポリマーを主成分とする有機膜を成膜し、その後、無機膜を成膜する機能性フィルムの製造において、有機膜の性能や特性の低下を防止して、所定の性能を発揮する高品位な機能性フィルムを安定して製造することを可能にする機能性フィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、基板の表面に有機膜を成膜し、その後、真空成膜法によって無機膜を成膜する機能性フィルムの成膜方法であって、前記無機膜の成膜を行なう前に真空装置内において前記有機膜の表面に接触する部材は、前記有機膜表面の機能発現部分以外に接触することを特徴とする機能性フィルムの製造方法を提供する。
【０００９】
このような本発明の機能性フィルムの製造方法において、前記無機膜として、ガスバリア性を有する無機膜を成膜するのが好ましい。
また、前記真空装置内において有機膜に接触する部材が、段差付きローラであるのが好ましく、この際において、さらに、前記段差付きローラと共に前記基板を挟持するニップローラを用いるのが好ましい。また、前記真空装置内において有機膜に接触する部材が、前記基板の端部を把持するクリップを用いて前記基板を搬送するものであるのが好ましく、さらに、前記基板の両端部にパーフォレーションを設けると共に、前記真空装置内において有機膜に接触する部材が、この前記パーフォレーションに係合するスプロケットであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成を有する本発明は、基板の上に、ポリマーを主成分とする有機膜、例えば、アクリレートモノマーおよび／またはメタクリレートモノマーを重合してなるポリマーを主成分とする有機膜を成膜し、その後、無機膜を成膜することにより、機能性フィルムを製造するものであり、かつ、真空装置中において前記有機膜に接触する部材は、基板の搬送方向の端部（端部近傍）などの、有機膜の機能発現部分以外に接触する構成の物を用いる。言い換えれば、無機膜の成膜が終了するまで、有機膜を形成した基板を真空装置内において処理する場合には、有機膜に接触する部材は、有機膜の端部等の機能発現部以外にのみ接触する。
このような構成を有する本発明の製造方法によれば、有機膜を形成した基板の搬送（ハンドリング）等によって、有機膜の特性や性能が劣化することを防ぎ、目的とする性能や特性を適正に発現する、高機能な機能性フィルムを安定して製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の機能性フィルムの製造方法について、添付の図面に示される好適例を基に、詳細に説明する。
【００１２】
図１に、本発明の機能性フィルムの製造方法によって製造される機能性フィルムの一例を概念的に示す。
図１に示すように、本発明の製造方法は、基板Ｂの表面に、所定のポリマーを主成分とする有機膜１２を成膜（形成）し、この有機膜１２の上に真空成膜法によって無機膜１４を成膜して、機能性フィルム１０を製造するものである。
本発明の製造方法は、一例として、基板Ｂの表面に有機膜１２を成膜する有機成膜装置２０と、有機膜１２を成膜した基板Ｂｏ（以下、単に「基板Ｂｏ」ともいう）の表面に無機膜１４を成膜する無機成膜装置２２とによって、機能性フィルム１０を製造する。
【００１３】
図２（Ａ）に、有機成膜装置２０の一例を概念的に示す。
有機成膜装置２０は、後述するモノマー混合物を含む塗料を基板Ｂに塗布／乾燥して、モノマー混合物を重合させることにより、基板Ｂの表面に有機膜１２を成膜する装置である。図示例において、有機成膜装置２０は、塗布手段２６と、乾燥手段２８と、ＵＶ照射装置３０と、回転軸３２と、巻取り軸３４と、搬送ローラ対３６および３８とを有する。
【００１４】
有機成膜装置２０は、長尺な基板Ｂ（フィルム原反）をロール状に巻回してなる基板ロール４０から基板Ｂを送り出し、長手方向に搬送しつつ有機膜１２を成膜して、有機膜１２を成膜した基板Ｂｏをロール状に巻き取る、前述のいわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
【００１５】
有機成膜装置２０において、長尺な基板Ｂは、前述のように基板ロール４０として、回転軸３２に装填される。
回転軸３２に基板ロール４０が装填されると、基板Ｂは、基板ロール４０から、搬送ローラ対３６を経て、塗布手段２６、乾燥手段２８およびＵＶ照射装置３０の下部を通過して、搬送ローラ対３８を経て、巻取り軸３４に至る、所定の搬送経路を通される（送通される）。有機成膜装置２０においては、基板ロール４０からの基板Ｂの送り出しと、巻取り軸３４における基板Ｂｏの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｂを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、基板Ｂに有機膜１２の成膜を連続的に行う。
【００１６】
本発明において、有機膜１２および無機膜１４を成膜される基板Ｂには、特に限定はなく、ＰＥＴフィルム等の各種の樹脂フィルム、アルミニウムシートなどの各種の金属シートなど、後述する有機膜１２および真空成膜による無機膜１４の成膜が可能なものであれば、ガスバリアフィルム、光学フィルム、保護フィルムなどの各種の機能性フィルムに利用されている各種の基板（ベースフィルム）が、全て利用可能である。
また、基板Ｂは、表面に、保護膜や接着膜など、各種の膜が形成されているものであってもよい。
【００１７】
前述のように、有機成膜装置２０は、基板Ｂの表面に、ポリマーを主成分とする有機膜（有機層）１２を成膜するものである。
具体的には、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂（以下、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂を併せてアクリレート重合物ともいう）、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他有機珪素化合物の層である。
有機膜１２は単独の材料からなっていても混合物からなっていてもよい。２層以上の有機膜を積層してもよい。この場合、各層は同じ組成でも異なる組成であってもよい。また、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示してあるように無機層との界面が明確で無く、組成が膜厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
【００１８】
有機膜１２は、平滑で、膜硬度が高いことが好ましい。有機膜１２の平滑性は１０μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１０ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以下であることがより好ましい。
有機膜１２の膜硬度はある程度以上の硬さを有することが好ましい。好ましい硬さとしては、ナノインデンテーション法で測定したときの押し込み硬度として１００Ｎ／ｍｍ2以上が好ましく、２００Ｎ／ｍｍ2以上がより好ましい。また、鉛筆硬度としてはＨＢ以上の硬さを有することが好ましく、Ｈ以上の硬さを有することがより好ましい。
有機膜１２の膜厚については特に限定はないが、薄すぎると膜厚の均一性を得ることが困難となるし、厚すぎると外力によりクラックを発生し、バリア性能が低下する。かかる観点から、有機膜１２の厚みは、１０ｎｍ〜２μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがさらに好ましい。
【００１９】
有機膜１２の成膜方法としては、通常の溶液塗布法、あるいは真空成膜法等を挙げることができる。
溶液塗布法としては、例えばディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法、或いは、米国特許第２６８１２９４号明細書に記載のホッパ−を使用するエクストル−ジョンコート法により塗布することができる。有機層は、市販の重合性接着剤を塗布、硬化させて形成することもできる。
真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が好ましい。中でも特に、米国特許４８４２８９３号、同４９５４３７１号、同５０３２４６１号の各明細書に記載のフラッシュ蒸着法が好ましい。フラッシュ蒸着法はモノマー中の溶存酸素を低下させる効果を有し、重合率を高めることができるため特に有用である。
本発明においてはポリマーを溶液塗布しても良いし、特開２０００−３２３２７３号、同２００４−２５７３２号の各公報に開示されているような無機物を含有するハイブリッドコーティング法を用いてもよい。また、ポリマーの前駆体（例えば、モノマー）を成膜後、重合することによりポリマー層を形成させても良い。本発明に用いることができる。
【００２０】
本発明において、有機膜１２の成膜に用いることができる好ましいモノマーとしては、アクリレートおよびメタクリレート、市販の接着剤が挙げられる。すなわち、本発明において、有機膜１２は、エチレン性不飽和結合を有するアクリレートモノマーおよび／またはメタクリレートモノマーを重合してなるポリマーを主成分とするのが好ましい。特に、後述する真空中での不都合を回避できる等の理由で、アクリレートモノマーおよび／またはメタクリレートモノマーを用いる場合には、分子量が７００以下、中でも特に１５０〜６００の物を用いるのが好ましい。
市販の接着剤としては、ダイゾーニチモリ製エポテックシリーズ、ナガセケムテックス製ＸＮＲ−５０００シリーズ、スリーボンド製３０００シリーズ等が挙げられる。
アクリレートおよびメタクリレートの好ましい例としては、例えば、米国特許６０８３６２８号、同６２１４４２２号の各明細書に記載の化合物が挙げられる。これらの一部を以下に例示する。
【００２１】
【化１】
0004536784.tif 000002
【００２２】
この他の例としては、下記の化合物が挙げられる。
【化２】
0004536784.tif 000003
【００２３】
【化３】
0004536784.tif 000004
【００２４】
モノマーの重合法には特に限定は無いが、加熱重合、光（紫外線、可視光線）重合、電子ビーム重合、プラズマ重合、あるいはこれらの組み合わせが好ましく用いられる。加熱重合を行う場合、基板Ｂは相応の耐熱性を有する必要がある。この場合、少なくとも、加熱温度よりも基板Ｂのガラス転移温度（Ｔｇ）が高いことが必要である。
光重合を行う場合は、光重合開始剤を併用するのが好ましい。光重合開始剤としてはチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社から市販されているイルガキュア（Irgacure）シリーズ（例えば、イルガキュア６５１、イルガキュア７５４、イルガキュア１８４、イルガキュア２９５９、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア３７９、イルガキュア８１９など）、ダロキュア（Darocure)シリーズ（例えば、ダロキュアＴＰＯ、ダロキュア１１７３など）、クオンタキュア（Quantacure）ＰＤＯ、サートマー(Sartomer）社から市販されているエザキュア（Ezacure）シリーズ（例えば、エザキュアＴＺＭ、エザキュアＴＺＴなど）、同じくオリゴマー型のエザキュアＫＩＰシリーズ等が挙げられる。
照射する光は、通常、高圧水銀灯もしくは低圧水銀灯による紫外線である。照射エネルギーは０．５Ｊ／ｃｍ２以上が好ましく、２Ｊ／ｃｍ２以上がより好ましい。
なお、アクリレートやメタクリレートは、空気中の酸素によって重合阻害を受ける。従って、本発明において、有機膜１２としてこれらを利用する場合には、重合時の酸素濃度もしくは酸素分圧を低くすることが好ましい。窒素置換法によって重合時の酸素濃度を低下させる場合、酸素濃度は２％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。減圧法により重合時の酸素分圧を低下させる場合、全圧が１０００Ｐａ以下であることが好ましく、１００Ｐａ以下であることがより好ましい。また、１００Ｐａ以下の減圧条件下で２Ｊ／ｃｍ２以上のエネルギーを照射して紫外線重合を行うのが特に好ましい。
【００２５】
本発明において、モノマーの重合率は８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。ここでいう重合率とはモノマー混合物中の全ての重合性基（例えばアクリレートやメタクリレートであれば、アクリロイル基およびメタクリロイル基）のうち、反応した重合性基の比率を意味する。
【００２６】
本発明の機能性フィルム１０の製造方法において、中でも特に好ましい有機膜１２は、下記の一般式（Ｉ）で示される構造単位であって、ｍが２である構成単位と、ｍが３以上である構成単位とを有するポリマー（重合体）を主成分とする膜である。
一般式（Ｉ）
（Ｚ−ＣＯＯ）m−Ｌ
［一般式（Ｉ）において、Ｚは下記の（ａ）または（ｂ）で表され、前記構造中のＲ１およびＲ２は各々独立に水素原子またはメチル基を表し、＊は一般式（Ｉ）のカルボニル基と結合する位置を表し、Ｌはｍ価の連結基を表す。また、ｍ個のＺは、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つのＺは下記の（ａ）で表される。］
【化４】
0004536784.tif 000005
【００２７】
有機膜１２は、特に、ｍが２である構成単位と、ｍが３である構成単位とを有するポリマー、ｍが２である構成単位と、ｍが４以上である構成単位とを有するポリマー、ｍが２である構成単位と、ｍが３である構成単位と、ｍが４以上である構成単位とを有するポリマーの、いずれか１種のポリマーを主成分とする膜であることが好ましい。
あるいは、これらのポリマーの複数を有して、総合して有機膜１２の主成分となってもよい。
【００２８】
Ｌは、ｍ価の連結基である。本発明において、Ｌの炭素数には、特に限定は無いが、好ましくは３〜１８、より好ましくは４〜１７、さらに好ましくは５〜１６、特に好ましくは６〜１５である。
ｍが２の場合、Ｌは２価の連結基である。このような２価の連結基の例として、アルキレン基（例えば１，３−プロピレン基、２，２−ジメチル−１，３−プロピレン基、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロピレン基、１，６−ヘキシレン基、１，９−ノニレン基、１，１２−ドデシレン基、１，１６−ヘキサデシレン基等）、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、およびこれらの２価基が複数個直列に結合した２価残基（例えばポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基、プロピオニルオキシエチレン基、ブチロイルオキシプロピレン基、カプロイルオキシエチレン基、カプロイルオキシブチレン基等）等が例示される。
これらの中ではアルキレン基が好ましい。
【００２９】
Ｌは置換基を有してもよい。
Ｌを置換することのできる置換基の例としては、アルキル基（例えばメチル基、エチル基、ブチル基等）、アリール基（例えばフェニル基等）、アミノ基（例えばアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等）、アルコキシ基（例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、２−エチルヘキシロキシ基等）、アシル基（例えばアセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アルコキシカルボニル基（例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、ヒドロキシ基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、シアノ基などが挙げられる。置換基として好ましくは、含酸素官能基を持たない基が後述の理由から好ましく、特にアルキル基である。
すなわち、ｍが２の場合、Ｌは含酸素官能基を持たないアルキレン基が最も好ましい。このような基を採用することにより、本発明をガスバリアフィルムの製造に利用した際に、得られるガスバリアフィルムの水蒸気透過率をより低くすることが可能になる。
【００３０】
ｍが３の場合、Ｌは３価の連結基を表す。そのような３価の連結基の例として、前述の２価の連結基から任意の水素原子を１個除いて得られる３価残基、または、前述の２価の連結基から任意の水素原子を１個除き、ここにアルキレン基、エーテル基、カルボニル基、およびこれらを直列に結合した２価基を置換した３価残基を挙げることができる。このうち、アルキレン基から任意の水素原子を１個除いて得られる、含酸素官能基を含まない３価残基が好ましい。本発明をガスバリアフィルムの製造に利用した際に、得られるガスバリアフィルムの水蒸気透過率をより低くすることが可能になる。
ｍが４以上の場合、Ｌは４価以上の連結基を表す。そのような４価以上の連結基の例も、同様に挙げられる。好ましい例も同様に挙げられる。特に、アルキレン基から任意の水素原子を２個除いて得られる、含酸素官能基を含まない４価残基が好ましい。このような基を採用することにより、本発明をガスバリアフィルムの製造に利用した際に、得られるガスバリアフィルムの水蒸気透過率をより低くすることが可能になる。
【００３１】
本発明の製造方法において、有機膜１２を形成するポリマーが、一般式（Ｉ）においてｍが２の構造単位とｍが３以上の構造単位を含むポリマーである場合、このポリマーは、ｍが２および／または３の構造単位は７５〜９５質量％であることが好ましく、７５〜９０質量％であることがより好ましく、７５〜８５質量％であることがさらに好ましい。
【００３２】
有機膜１２を形成するポリマーが、一般式（Ｉ）においてｍが２の構造単位とｍが３の構造単位を含むポリマーである場合、このポリマーは、ｍが２の構造単位は６０〜８０質量％であることが好ましく、６５〜７５質量％であることがより好ましい。他方、ｍが３の構造単位は１０〜５０質量％であることが好ましく、２０〜４０質量％であることがより好ましい。
このような範囲とすることにより、膜硬度と重合率の両立がより効果的に発揮され好ましい。
【００３３】
また、有機膜１２を形成するポリマーが、一般式（Ｉ）において、ｍが２である構成単位と、ｍが４以上である構成単位とを有するポリマーである場合、このポリマーは、ｍが４以上の構造単位は、１０〜５０質量％であることが好ましく、２０〜４０質量％であることがより好ましい。また、ｍは４が好ましい。
【００３４】
さらに、有機膜１２を形成するポリマーが、一般式（Ｉ）において、ｍが２の構造単位と、ｍが３の構造単位と、ｍが４以上の構造単位とを含むポリマーである場合、このポリマーは、ｍが２の構造単位と、ｍが３の構造単位の合計で７５〜９５質量％含むことが好ましく、７５〜９０質量％であることがより好ましく、７５〜８５質量％であることがさらに好ましい。ｍが４以上の構造単位は５〜２５質量％であることが好ましく、１０〜２５質量％であることがより好ましく、１５〜２５質量％であることがさらに好ましい。
【００３５】
有機膜１２の主成分となる前記ポリマーは、一般式（Ｉ）で表されない構造単位を有していてもよい。
例えば、アクリレートモノマーやメタクリレートモノマーを共重合したときに形成される構造単位を有していてもよい。前記ポリマーにおいて、一般式（Ｉ）で表されない構造単位は２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましい。
【００３６】
前述のように、有機膜１２は、一般式（Ｉ）で表される構造単位を有するポリマーを主成分とする膜であるが、ここでいう「主成分」とは、一般式（Ｉ）で表される構造単位を有するポリマーが有機膜全体の重量の８０質量％以上であることを意味する。特に、有機膜１２中において、前記ポリマーは９０質量％以上であることが好ましい。
有機膜１２に含有させることができる一般式（Ｉ）で表される構造単位を有さないポリマーには、特に限定は無いが、一例として、ポリエステル、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００３７】
有機膜１２の主成分となる、このようなポリマーは、下記一般式（II）のｎが２であるモノマーとｎが３以上であるモノマーとを含有する混合物（モノマー混合物）を重合させることで、重合することができる。
一般式（II）
【化５】
0004536784.tif 000006
一般式（II）において、Ｒ３は水素原子またはメチル基を表し、Ｌはｎ価の連結基を表す。ｎが２以上の場合、それぞれのＲ３は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００３８】
すなわち、言い換えれば、特に好ましい本発明の機能性フィルム１０の製造方法は、基板Ｂに、上記一般式（II）のｎが２であるモノマーとｎが３以上であるモノマーとを含有する、モノマー混合物を重合させることによって有機膜１２を成膜し、その後、真空成膜法によって無機膜１４を成膜すると共に、真空中で有機膜１２に接触する搬送手段すなわち無機膜１２の形成前に真空中に配置される搬送手段の有機膜１２側の物は、基板Ｂｏの端部のみに接触する構成の物を用いる、機能性フィルムの製造方法である。
【００３９】
Ｌの具体例と好ましい範囲は、前述の一般式（Ｉ）におけるＬの具体例および好ましい範囲と同じである。
また、モノマー混合物中における、ｎが２であるモノマーと、ｎが３以上であるモノマー（ｎが３であるモノマー、ｎが４以上であるモノマー）との含有量の好ましい範囲も、前述の一般式（Ｉ）において、ｎが２の構造単位とｎが３以上の構造単位（ｎが３の構造単位とｎが４以上の構造単位）の含有量の好ましい範囲と同じである。
【００４０】
本発明においては、特に、ｎが２であるモノマーとｎが３であるモノマーとを含有するモノマー混合物を重合させることにより、あるいは、ｎが２であるモノマーとｎが４以上であるモノマーとを含有するモノマー混合物を重合させることにより、あるいは、ｎが２であるモノマーとｎが３であるモノマーとｎが４以上であるモノマーとを含有するモノマー混合物を重合させることにより、有機膜１２を成膜するのが好ましい。
あるいは、これらのモノマー混合物を、複数用いて重合を行なって、有機膜１２を成膜してもよい。
【００４１】
以下に、一般式（II）のｎが２または３であるモノマーの具体例を示すが、本発明で用いることができるｎが２または３のモノマーは，これらに限定されるものではない。
【００４２】
【化６】
0004536784.tif 000007
【００４３】
【化７】
0004536784.tif 000008
【００４４】
一般式（II）のｎが４以上であるモノマーとしては、ｎが４〜６であるモノマーを用いるのが好ましく、特に、ｎが４であるモノマーが好ましい。具体的にはペンタエリスリトール骨格、ジペンタエリスリトール骨格を有するモノマーを挙げることができる。
以下に、一般式（II）のｎが４以上であるモノマーの具体例を示すが、本発明で用いることができる４以上のモノマーはこれらに限定されるものではない。
【００４５】
【化８】
0004536784.tif 000009
【００４６】
【化９】
0004536784.tif 000010
【００４７】
一般式（II）のｎが２であるモノマーと、ｎが３以上であるモノマー（ｎが３であるモノマーと、ｎが４以上であるモノマーは）、それぞれモノマー混合物中に一種のみ含まれていても、２種以上含まれていてもよい。
【００４８】
前述のように、本発明においては、有機膜１２が硬い方が、良好な特性を有する機能性フィルムを製造することができる。
有機膜１２の硬度を高めるには、下記の方法が例示される。
（１）モノマーの重合率を高める
（２）多官能モノマーを用いる
（３）モノマーの連結基として柔軟性の高い含酸素官能基を用いない。
重合率と官能基数はトレードオフの関係にあり、官能基数が増えるほど重合度が低くなるという関係にある。本発明者らの検討によれば、モノマーの官能基数を上げ、かつ、重合度を上げるための処方を検討した結果、前述のようなモノマー混合比率が好ましい。
【００４９】
良好な硬度を有する有機膜１２を成膜するには、モノマー成分の混合比を以下に示す範囲とするのが好ましい。
例えば、モノマー混合物中に、一般式（II）で表されるモノマー成分として、ｎが２であるモノマーと、ｎが３であるモノマーのみを用いる場合、ｎが２であるモノマーの混合比は６０〜８０質量％であることが好ましく、６５〜７５質量％であることがより好ましい。ｎが３であるモノマーは２０〜４０質量％であることが好ましく、２５〜３５質量％であることがより好ましい。
また、モノマー混合物中に、一般式（II）で表されるモノマー成分として、ｎが２であるモノマーと、ｎが４以上であるモノマーのみを用いる場合は、ｎが２であるモノマーの混合比は７５〜９５質量％であることが好ましく、７５〜９０質量％であることがより好ましく、７５〜８５質量％であることがさらに好ましい。ｎが４以上であるモノマーの混合比は５〜２５質量％であることが好ましく、１０〜２５質量％であることがより好ましく、１５〜２５質量％であることがさらに好ましい。
さらに、モノマー混合物中に、一般式（II）で表されるモノマー成分として、ｎが２であるモノマーと、ｎが３であるモノマーと、ｎが４以上であるモノマーのみを含む混合物を用いる場合は、ｎが２または３であるモノマーの混合比の合計で７５〜９５質量％含むことが好ましく、７５〜９０質量％であることがより好ましく、７５〜８５質量％であることがさらに好ましい。ｎが４以上であるモノマーの混合比は、５〜２５質量％であることが好ましく、１０〜２５質量％であることがより好ましく、１５〜２５質量％であることがさらに好ましい。
【００５０】
有機膜１２となるモノマー混合物中には、一般式（II）で表されないモノマーが含まれていてもよい。ただし、これらのモノマーは、前述の有機膜１２の硬度を高めることに対して障害となるので、モノマー混合物中に２０質量％以下の量であるのが好ましい。
一般式（II）で表されないモノマーは、例えば単官能モノマーであり、好ましくは、単官能のアクリレートモノマーや単官能のメタクリレートモノマーである。単官能のアクリレートモノマーや単官能のメタクリレートモノマーの分子量は特に制限されないが、通常は１５０〜６００であるものを用いる。これらのモノマーは、モノマー混合物中に一種のみ含まれていても、２種以上含まれていてもよい。単官能モノマーは重合率を高める作用があるが、含有量が多すぎると成膜される有機膜の硬さを損なうため、前述の通り、含有率を２０質量％以下にすることが好ましい。より好ましい範囲は、上記の一般式（Ｉ）で表されない構造単位の好ましい含有量の範囲と同じである。
【００５１】
以下に単官能モノマーの好ましい具体例を示すが、本発明で用いることができる単官能モノマーはこれらに限定されるものではない。
【００５２】
【化１０】
0004536784.tif 000011
【００５３】
有機膜１２を形成するモノマー混合物は、密着性改良のために、リン酸系の（メタ）アクリレートモノマーやシランカップリング基を含有する（メタ）アクリレートモノマーを含んでいてもよい。これらのモノマーの添加量は、その官能基数により、前述の添加量の範囲に合致するように添加される。
以下にリン酸系モノマーもしくはシランカップリング基含有モノマーの好ましい具体例を示すが、本発明で用いることができるものはこれらに限定されるものではない。
【００５４】
【化１１】
0004536784.tif 000012
【００５５】
前述のように、有機成膜装置２０は、塗布手段２６と、乾燥手段２８と、ＵＶ照射装置３０とを有するものであり、塗布手段２６によって、予め調製した前記モノマー混合物を含む塗料を基板Ｂに塗布し、乾燥して、重合することにより、有機膜１２を成膜する。
なお、図示例の有機成膜装置２０は、ＵＶ照射によって前記モノマー混合物を重合させて、有機膜１２を成膜する。
本発明において、ＵＶ照射や可視光照射などの光重合などの光重合によって有機膜１２を成膜する場合には、前記モノマー混合物を含む塗料は、光重合開始剤を含有するのが好ましい。
【００５６】
基板ロール４０から送り出された基板Ｂは、搬送ローラ対３６によって挟持搬送されて、最初に塗布手段２６に搬送される。塗布手段２６は、基板Ｂの表面に、予め調製した有機膜１２となるモノマーを含む塗料を塗布するものである。
前述のように、この塗料の塗布は、通常の液体塗布方法が全て利用可能である。
【００５７】
基板Ｂは、次いで、乾燥手段２８に搬送される。乾燥手段２８は、塗布手段２６が塗布した塗料を乾燥するものである。
塗料の乾燥方法には、特に限定はなく、ヒータによる加熱乾燥、温風による加熱乾燥等、基板Ｂの搬送速度等に応じて、ＵＶ照射装置３０に至る前に、塗料を乾燥可能なものであれば、公知の乾燥手段が全て利用可能である。
【００５８】
基板Ｂは、次いで、ＵＶ照射装置３０に搬送される。ＵＶ照射装置３０は、塗布手段２６が塗布し乾燥手段２８が乾燥した塗料にＵＶ光（紫外線）を照射することにより、モノマーを重合させて、有機膜１２を成膜するものである。
なお、利用可能な光源、および、照射エネルギーは、前述のとおりである。さらに、モノマーの重合法も、図示例のＵＶ照射に限定はされず、各種の方法が利用可能であるのも、前述のとおりである。
【００５９】
ここで、有機膜１２として、アクリレート系モノマー、および／または、メタクリレート系モノマーを重合してなる有機膜１２を成膜する場合には、重合時の酸素濃度を低くすることが好ましいのは、前述のとおりである。
また、本発明において、有機膜１２の成膜方法は、図２（Ａ）に示される溶液塗布法に限定はされず、蒸着やプラズマＣＶＤ等の真空成膜法も好適に利用可能であり、特に、米国特許４８４２８９３号、同４９５４３７１号、同５０３２４６１号の各明細書に記載されるフラッシュ蒸着法が好ましいのも、前述のとおりである。
【００６０】
このようにして有機膜１２を成膜された基板Ｂｏは、搬送ローラ対３８に挟持搬送されて巻取り軸３４に至り、巻取り軸３４によってロール状に巻き取られて基板ロール４２とされ、図２（Ｂ）に示す、無機成膜装置２２に供給される。
【００６１】
なお、本発明の機能性フィルム１０の製造方法において、有機膜は、図示例のような単層に限定はされず、２層以上成膜してもよい。
この場合、各有機膜が、同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、有機膜を２層以上成膜する場合は、各々の有機膜が前述の好ましい範囲内となるようにするのが好ましい。
【００６２】
無機成膜装置２２は、基板Ｂｏの表面（すなわち有機膜１２の表面）に、真空成膜法によって無機膜１４を成膜（形成）するもので、供給室５０と、成膜室５２と、巻取り室５４とを有する。
無機成膜装置２２も、有機成膜装置２０と同様に、ロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置で、基板ロール４２から基板Ｂｏを送り出し、長手方向に搬送しつつ無機膜１４を成膜して、有機膜１２と無機膜１４とを成膜した機能性フィルム１０を巻取り軸５８によってロール状に巻き取る。
【００６３】
供給室５０は、回転軸５６と、ガイドローラ６０と、真空排気手段６１とを有する。
無機成膜装置２２において、基板Ｂに有機膜１２を成膜してなる基板Ｂｏを巻回した基板ロール４２は、供給室５０の回転軸５６に装填される。
回転軸５６に基板ロール４２が装填されると、基板Ｂｏは、供給室５０から、成膜室５２を通り、巻取り室５４の巻取り軸５８に至る所定の搬送経路を通される（送通される）。無機成膜装置２２においても、基板ロール４２からの基板Ｂｏの送り出しと、巻取り軸５６における機能性フィルム１０の巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｂｏを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、基板Ｂｏに無機膜１４の成膜を連続的に行なう。
【００６４】
供給室５０においては、図示しない駆動源によって回転軸５６を図中時計方向に回転して、基板ロール４２から基板Ｂｏを送り出し、ガイドローラ６０によって所定の経路を案内して、基板Ｂｏを成膜室５２に送る。
また、供給室５０には、真空排気手段６１が配置され、供給室５０内を、成膜室５２における成膜圧力に応じた所定の真空度（圧力）に減圧する。これにより、供給室５０の圧力が、成膜室５２の圧力（成膜）に悪影響を与えることを防止する。なお、真空排気手段６１は、後述する成膜室５２の真空排気手段７２と同様、公知の物を用いればよい。
【００６５】
なお、真空中で有機膜１２に接触するガイドローラ６０は、基板Ｂｏの端部（搬送方向と直交する方向（幅方向）の端部）のみに接触する段差付きローラである。この点に関しては、後に詳述する。
また、供給室５０には、図示した部材以外にも、搬送ローラ対や、基板Ｂｏの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｂｏを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）を有してもよい。しかしながら、無機膜１４の成膜中は、供給室５０内は、成膜室の圧力に応じた真空度となるので、有機膜１２に接触する部材は、段差付きローラであるガイドローラ６０と同様、基板Ｂｏの端部のみに接触する構成を有する物とする。
【００６６】
基板Ｂｏは、ガイドローラ６０によって案内され、成膜室５２に搬送される。
成膜室５２は、基板Ｂｏの表面（すなわち有機膜１２の表面）に、真空成膜法によって無機膜１４を成膜（形成）するものである。図示例において、成膜室５２は、ドラム６２と、成膜手段６４ａ，６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄと、ガイドローラ６８および７０と、真空排気手段７２とを有する。なお、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜をおこなうものである場合には、成膜室５２には、さらに、高周波電源等も設置される。
【００６７】
基板Ｂｏは、供給室５０と成膜室５２とを分離する隔壁７４に形成されるスリット７４ａから、成膜室５２に搬送される。
なお、図示例の無機成膜装置２２は、好ましい態様として、供給室５０および巻取り室５４にも真空排気手段を設け、成膜室５２における成膜圧力に応じて、供給室５０および巻取り室５４も真空とするが、本発明を実施する装置は、これに限定はされない。例えば、供給室５０および巻取り室５４には、真空排気手段を設けずに、基板Ｂｏが通過するスリットを、基板Ｂに接触することなく、かつ、基板Ｂが通過可能な最小限のサイズとすることにより、成膜室５２を略気密に構成してもよい。あるいは、供給室５０および巻取り室５４には、真空排気手段を設けずに、供給室５０および巻取り室５４と、成膜室５２との間に、基板Ｂが通過するサブチャンバを設け、このサブチャンバ内を真空ポンプによって真空にしてもよい。
なお、成膜室５２の上流（基板Ｂの搬送方向上流）にサブチャンバ等を設ける場合には、このサブチャンバ等の内部で基板を搬送する手段も、有機膜１２に接触する場合には、基板Ｂｏの端部のみに接触する構成とする必要がある。
【００６８】
成膜室５２のドラム６２は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
供給室５０から供給され、ガイドローラ６８によって所定の経路に案内された基板Ｂｏは、ドラム６２の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム６２に支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送され、成膜手段６４ａ〜６４ｄ等によって、表面（有機膜１２の上）に、無機膜１４を形成される。また、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜をおこなうものである場合には、ドラム６２は、対向電極としても作用するように、接地（アース）されてもよく、あるいは高周波電源に接続されてもよい。
【００６９】
成膜手段６４ａ〜６４ｄは、真空成膜法によって、有機膜１２を成膜された基板Ｂｏの表面に無機膜１４を成膜するためのものである。
ここで、本発明の製造方法においては、無機膜１４の形成方法には、特に限定は無く、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等、公知の真空成膜法（気相堆積法）が、全て、利用可能である。
【００７０】
従って、無機成膜装置２２の成膜室５２において、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、実施する真空成膜法に応じた、各種の部材で構成される。
例えば、成膜室５２がＩＣＰ−ＣＶＤ法（誘導結合型プラズマＣＶＤ）によって無機膜１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、誘導磁場を形成するための誘導コイルや、成膜領域に反応ガスを供給するためのガス供給手段等を有して構成される。
成膜室５２が、ＣＣＰ−ＣＶＤ法（容量結合型プラズマＣＶＤ）によって無機膜１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、中空状でドラム６２に対向する面に多数の小孔を有し反応ガスの供給源に連結される、高周波電極および反応ガス供給手段として作用するシャワー電極等を有して構成される。
成膜室５２が、ＣＶＤ法によって無機膜１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、反応ガスの導入手段等を有して構成される。
さらに、成膜室５２が、スパッタリングによって無機膜１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、ターゲットの保持手段や高周波電極、スパッタガスの供給手段等を有して構成される。
【００７１】
真空排気手段７２は、成膜室５２内を真空排気して、真空成膜法による無機膜１４の成膜に応じた真空度とするものである。
真空排気手段７２にも、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。
【００７２】
ドラム６２に支持／搬送されつつ、成膜手段６４ａ〜６４ｄによって無機膜１４を成膜された基板Ｂｏすなわち機能性フィルム１０は、ガイドローラ７０によって所定経路に案内されて、巻取り室５４に搬送されて、巻取り軸５８によってロール状に巻き取られる。
【００７３】
ここで、図示例の無機成膜装置２２においては、真空中で有機膜１２に接触する供給室５０のガイドローラ６０、および、成膜室５２のガイドローラ６８は、図３に模式的に示すように、基板Ｂｏの幅方向において両端部の径が他の領域よりも大きい、段差付きローラである。従って、この段差によって、ガイドローラ６０および６８は、基板Ｂｏの両端部のみに接触して基板Ｂｏを搬送（基板Ｂｏを所定の経路に案内）する。すなわち、無機成膜装置２２においては、真空中で有機膜１２に接触する搬送手段として段差付きローラを用いることにより、有機膜１２に接触する搬送手段を、基板Ｂｏの端部のみに接触する物としている。
【００７４】
本発明の製造方法は、このように、前述の所定の有機膜１２を成膜した後、真空中で有機膜１２に接触する搬送手段（基板のハンドリング手段）は、基板Ｂｏの端部にのみ接触する構成の物を用いる。本発明は、このような構成を有することにより、有機膜１２および無機膜１４を有する機能性フィルム１０において、有機膜１２の性能や特性、表面性状の劣化等を防止して、有機膜１２の性能や特性を十分に発揮できる、目的とする性能を有する高品位な機能性フィルム１０を安定して製造することを可能にしている。
【００７５】
本発明者らは、高性能なガスバリアフィルムなどの機能性フィルムを実現するために、鋭意、検討を重ねた。その結果、前記特許文献１にも開示されるように、目的とする機能を発揮する無機膜の下層に、有機膜を有することにより、機能性フィルムの性能が向上できることを見出した。
本発明者らは、さらに検討を重ねた結果、有機膜１２として、アクリレートモノマーおよび／またはメタクリレートモノマーを重合してなるポリマーを主成分とする有機膜、その中でも特に、先に詳述した、一般式（Ｉ）で示される、ｍが２である構成単位と、ｍが３以上である構成単位とを有するポリマーを主成分とする有機膜１２を用いることにより、機能性フィルムの性能を、より良好に向上できることを見出した。
一般式（Ｉ）
（Ｚ−ＣＯＯ）m−Ｌ
［一般式（Ｉ）において、Ｚは下記の（ａ）または（ｂ）で表され、前記構造中のＲ１およびＲ２は各々独立に水素原子またはメチル基を表し、＊は一般式（Ｉ）のカルボニル基と結合する位置を表し、Ｌはｍ価の連結基を表す。また、ｍ個のＺは、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つのＺは下記の（ａ）で表される。］
【化１２】
0004536784.tif 000013
【００７６】
有機膜１２を有することにより、機能性フィルムの性能を向上できる理由は、明らかでは無い。しかしながら、本発明者らは、検討の結果、以下のように推測している。
これらの有機膜１２は、非常に表面平滑性および表面性状に優れている。そのため、有機膜１２の上に、真空成膜法で無機膜１４を成膜することにより、無機膜１４の結晶性および結晶の成長方向が良好になり、非常に緻密で結晶性に優れ、かつ平滑な無機膜１４を成膜できる。
そのため、無機膜１４が、目的とする機能を非常に好適に発現する結果となり、目的とする性能を有する高品位な機能性フィルムを得ることができる。
【００７７】
ところが、検討を進めるうちに、有機膜１２の上に、真空成膜法によって無機膜１４を形成すると、往々にして、目的とする性能が得られない機能性フィルムが作製されてしまうという問題が生じた。
本発明者らは、その原因を突き止めるべく鋭意検討を重ねた結果、真空成膜を行なう真空チャンバ内に配置されるガイドローラや搬送ローラ対などの搬送手段に原因が有ることを見出した。また、本発明者らは、さらに検討を重ねた結果、有機膜１２は、大気圧中（常圧下）や減圧度の低い真空度では何の問題も生じないが、真空成膜を行なうような真空中（例えば、１０００Ｐａ以下）では、表面に何らかの物体が接触すると、表面の平滑性および性状が著しく低下すること、および、特に、搬送ローラ対による挟持搬送や、ガイドローラによる搬送経路の変更のように、有機膜１２の表面が押圧された場合に、この現象が顕著に生じることを見出した。
この現象は、特に、エチレン性不飽和結合を有するアクリレートモノマーおよび／またはメタクリレートモノマーを重合してなるポリマーを主成分とする有機膜１２、その中でも特に、前記一般式（Ｉ）で示される、ｍが２である構成単位と、ｍが３以上である構成単位とを有するポリマーを主成分とする有機膜１２では、顕著に生じる。また、アクリレートモノマーおよび／またはメタクリレートモノマーの分子量が７００を超えると、この現象が生じやすくなる。
【００７８】
有機膜１２において、このような現象を生じる理由は、明らかではない。しかしながら、本発明者らは、鋭意検討の結果、以下のように推測している。
有機膜１２は、大気圧中では、何の変化も生じることはなく、搬送ローラ対による搬送（ハンドリング）や、表面に何らかの部材を接触させつつ表面処理等を行なっても、何の問題も無い。
ところが、有機膜１２は、真空中では、未反応のモノマーが表面に析出してしまい、搬送ローラ対などの何らかの部材が接触すると、この部材に未反応モノマーが転写され、この部材から、再度、有機膜１２の表面に未反応モノマーが転写されてしまう。また、ガイドローラなどによって押圧されると、これらの部材に転写された未反応モノマー、および、有機膜１２の表面および表面近傍に析出した未反応モノマーが、有機膜１２内に押し込まれてしまう。その結果、有機膜１２は、真空中で部材が接触し、また、押圧されると、表面平滑性および表面性状が、著しく低下してしまう。
そのため、この上に無機膜１４を成膜すると、無機膜１４の結晶性や結晶の成長方向が大幅に低下し、また、膜に割れや抜け等を生じてしまい、無機膜１４の機能が大幅に低下して、目的とする性能を発揮する機能性フィルムが製造できなくなってしまう。
【００７９】
本発明は、上記知見を得ることによって成されたものであり、先に詳述した所定の有機膜１２を成膜した後、真空中で有機膜１２に接触（当接）する搬送手段は、図３に示す段差付きローラのように、基板Ｂｏの端部のみに接触する構成を有する物を用いる。
一般的に、基板に各種の膜を成膜して製造された機能性フィルムは、端部まで全てが製品として使用されることは無く、端部近傍は切断され、あるいは、使用されても機能性フィルムとして作用する必要が無い。すなわち、機能性フィルムの端部は、性能や特性が劣化あるいは低下していても、製品として問題が生じることは無い。
そのため、真空中で有機膜１２に接触する搬送手段として、基板Ｂｏの端部などの有機膜１２の機能発現部分以外に接触する搬送手段を用いる本発明の機能性フィルムの製造方法によれば、実際に製品として使用される領域の有機膜１２の性能や特性の低下を防止して、優れた表面平滑性および表面性状を有し、その上に成膜される無機膜１４の性能を非常に好適に発現させることができるという有機膜１２の性能および特性を、確実に発現させることができ、目的とする性能を有する機能性フィルムを、安定して製造することが可能になる。
【００８０】
なお、本発明において、基板Ｂｏの端部（端部近傍）のような機能発現部分以外とは、前述のように、実際に製品として使用されまでに切断／除去されてしまう基板Ｂｏの端部領域や、切断／除去されなくても機能性フィルムとして機能する必要が無い基板Ｂｏの端部領域であり、本発明の製造方法で製造された機能性フィルム１０の用途等に応じて、適宜、設定される。
【００８１】
本発明において、ガイドローラ６０および６８は、ガイドローラ（段差付きローラ）と基板Ｂｏとの滑りを防止して、基板Ｂｏの搬送を確実にするために、図４に模式的に示すように、基板Ｂｏの端部でガイドローラ６０や６８と共に、基板Ｂｏを挟持（挟持搬送）するニップローラ７６を設けるのが好ましい。
あるいは、有機膜１２に接触するガイドローラ６０や６８（段差付きローラ）と共に、基板Ｂｏの端部を挟持するニップローラは、図４に示すような基板端部のみに当接する構成以外にも、基板Ｂｏの幅方向全域に接触する、通常のストレート状のローラであってもよい。
【００８２】
本発明の製造方法において、成膜する無機膜１４には、特に限定はなく、真空成膜法によって成膜可能なものであれば、製造する機能性フィルム１０に応じた、各種の無機物の膜が利用可能である。
また、無機膜１４の厚さにも、特に限定はなく、成膜する無機膜１４および機能性フィルム１０に要求される性能に応じて、必要な膜厚を、適宜、決定すればよい。
【００８３】
例えば、機能性フィルム１０として、ガスバリアフィルム（水蒸気バリアフィルム）を製造する際には、無機膜１４として、窒化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、酸化ケイ素膜等を成膜すればよい。
また、機能性フィルムとして、有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイのような表示装置など、各種のデバイスや装置の保護フィルムを製造する際には、無機膜１４として、酸化ケイ素膜等を成膜すればよい。
さらに、機能性フィルムとして、光反射防止フィルム、光反射フィルム、各種のフィルタ等の光学フィルムを製造する際には、無機膜１４として、目的とする光学特性を有する、あるいは発現する材料からなる膜を成膜すればよい。
中でも特に、有機膜１２の優れた表面平滑性および表面性状によって、緻密で、かつ、割れや抜け極めて少なく、さらに平滑性に優れ、ガスバリア性の優れた膜を無機膜１４を成膜できる等の点で、本発明は、ガスバリアフィルムの製造には、最適である。
【００８４】
なお、本発明においては、無機膜１４の成膜が終了した後であれば、基板Ｂｏの表面すなわち無機膜１４（機能性フィルム１０）の表面に部材を接触してもよい。すなわち、図示例の成膜室５２であれば、成膜手段６４ｄの直下流以降であれば、基板Ｂの表面に接触する部材を配置してもよい。従って、真空中であっても、ガイドローラ７０および後述する巻取り室５４のガイドローラ７８は、段差付きローラではなく、通常のストレート状のガイドローラでよい。
また、本発明においては、基板Ｂｏの裏面（有機膜１２等を形成される面の逆面）であれば、大気中および真空中を問わず、部材を接触させてもよい。さらに、大気中であれば、搬送ローラ対など、有機膜１２の表面に接触する各種の部材を用いてもよい。
【００８５】
本発明の製造方法においては、無機成膜室において４つの成膜手段６４ａ〜６４ｄにを用いて無機膜１４を成膜するのに限定はされず、３以下、あるいは５以上の成膜手段を用いて、無機膜を成膜してもよい。
さらに、無機膜１４は、単層に限定はされず、複数層であってもよい。無機膜を複数層形成する場合には、各層は、同じものであっても、互いに異なるものであってもよい。
【００８６】
製造装置１０において、成膜室５２で成膜手段６４ａ〜６４ｄによって無機膜１４を成膜された基板Ｂｏすなわち機能性フィルム１０は、ガイドローラ７０によって案内されて、成膜室５２と巻取り室５４とを分離する隔壁７５に形成されたスリット７５ａから、巻取り室５４に搬送される。
【００８７】
図示例において、巻取り室５４は、ガイドローラ７８と、巻取り軸５８と、真空排気手段８０とを有する。
巻取り室５４に搬送された機能性フィルム１０は、ガイドローラ７８に案内されて巻取り軸５８に搬送され、巻取り軸５８によってロール状に巻回され機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。また、先の供給室５０と同様、巻取り室５４にも真空排気手段８０が配置され、成膜中は、巻取り室５４も、成膜室５２における成膜圧力に応じた真空度に減圧される。なお、真空排気手段８０も、成膜室５２の真空排気手段７２と同様、公知の物を用いればよい。
【００８８】
図２に示す例は、有機成膜装置２０において、長尺な基板Ｂに有機膜１２を成膜した後に、有機膜１２を成膜した基板Ｂｏをロール状に巻き取って基板ロール４２とし、この基板ロール４２を無機成膜装置２２に装填して、基板ロール４２から基板Ｂｏを送り出して、無機膜１４を成膜したが、本発明は、これに限定はされず、有機膜１２を成膜した基板Ｂｏをロール状に巻回せずに、そのまま続けて無機膜１４を成膜してもよい。
【００８９】
図５に、このような本発明の機能性フィルムに製造方法を実施する、機能性フィルム製造装置の一例を概念的に示す。
なお、図５に示す機能性フィルム製造装置８２は、前記有機成膜装置２０と無機成膜装置２２と同じ構成要素を、多数、有するので、同じ部材には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００９０】
図５に示す機能性フィルム製造装置８２（以下、製造装置８２とする）は、同様に、長尺なフィルム状の基板Ｂ（フィルム原反）の表面に、前記有機膜１２を成膜し、この有機膜１２の上に真空成膜法によって無機膜１４を成膜して、機能性フィルム１０を製造するものである。
この製造装置８２も、基板Ｂをロール状に巻回してなる基板ロール４０から基板Ｂを送り出し、長手方向に搬送しつつ有機膜１２および無機膜１４を成膜して、両膜を成膜した機能性フィルム１０をロール状に巻き取る、前述のロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置で、基板供給部８４と、有機膜成膜室８６と、無機膜成膜室８８と、製造した機能性フィルム１０をロール状に巻き取る巻取り部（図示省略）とを有して構成される。
【００９１】
製造装置８２において、長尺な基板Ｂは、前述のように基板ロール４０として、基板供給部８４の回転軸９０に装填される。
回転軸９０に基板ロール４０が装填されると、基板Ｂは、基板供給部８４から、有機成膜室８６および無機成膜室８８を通り、図示を省略する巻取り室の巻取り軸に至る所定の搬送経路を通される。製造装置８２においては、基板ロール４０からの基板Ｂの送り出しと、巻取り軸における機能性フィルム１０の巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｂを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、基板Ｂに有機膜１２の成膜を連続的に行い、その後、無機膜１４の成膜を連続的に行なう。
【００９２】
基板供給部８４は、図示しない駆動源によって回転軸９０を図中反時計方向に回転して、基板ロール４０から基板Ｂを送り出し、ガイドローラ９２によって所定の経路を案内して、基板Ｂを有機成膜室８６に送る。
なお、基板供給部８４には、これ以外にも、搬送ローラ対やガイド部材など、基板Ｂを所定の経路で搬送するための各種の部材を有してもよい。
【００９３】
有機成膜室８６は、基板Ｂの表面に、前述のフラッシュ蒸着によってポリマーを主成分とする有機膜１２を成膜するものであり、図示例においては、ドラム９４と、モノマーノズル９３と、先の有機成膜装置２０と同様のＵＶ照射装置３０とを有して構成される。また、有機成膜室８６は、真空チャンバになっており、隣接する空間とは、略気密に分離され、さらに、先の真空排気手段７２と同様の真空排気手段９５が配置される。
ドラム９４は、先のドラム６２と同様、中心線を中心に図中矢印方向に回転する円筒状の部材である。基板供給部８４から搬送された基板Ｂは、ドラム９４の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム９４に支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送され、後述する無機成膜室８８に搬送される。
成膜中は、有機成膜室８６内は真空排気手段９５によって所定の圧力（真空度）に減圧されており、前記ドラム９４による基板Ｂの搬送中に、基板Ｂの表面に、モノマーノズル９３によって有機膜１２となるモノマーを含む塗料を塗布してフラッシュ蒸着によって塗膜を成膜し、さらに、ＵＶ照射装置３０が塗料に紫外光を照射することにより、モノマーを重合させて有機膜１２を形成する。
【００９４】
有機成膜室８６で有機膜１２を成膜された基板Ｂｏは、次いで、無機成膜室８８に搬送される。なお、有機成膜室８６は、フラッシュ蒸着を行なう真空装置であるので、成膜後に有機膜１２に接触する部材は、前記段差付きローラのように、有機膜１２の端部などの機能発現部分以外に接触する構成のものを用いる。
無機成膜室８８は、基板Ｂｏの表面（すなわち有機膜１２の表面）に、真空成膜法によって無機膜１４を成膜（形成）するもので、ドラム９６と、成膜手段６４ａ，６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄと、真空排気手段７２とを有して構成される。さらに、無機成膜室８８が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜をおこなうものである場合には、無機成膜室８８には、高周波電源等も設置される。
【００９５】
基板Ｂｏは、有機成膜室８６と無機成膜室８８との間の隔壁８８ａに形成されるスリット８８ｂから、無機成膜室８８に搬送される。
ここで、無機成膜室８８は、真空チャンバとなっており、隣接する空間とは、略気密に分離されている。従って、このスリット８８ｂは、基板Ｂに接触することなく、かつ、基板Ｂが通過可能な最小限のサイズとする。この点に関しては、前記有機成膜室８６の基板Ｂの入り口、無機膜１４を成膜した基板Ｂを無機成膜室８８から排出する排出口８８ｃに関しても、同様である。また、先の無機成膜装置２２と同様、無機成膜室８８を所定真空度に保つために、有機成膜室８６と無機成膜室８８との間、および／または、無機成膜室８８と外部空間（巻取り部）との間に、基板Ｂが通過するサブチャンバを設けてもよい。
【００９６】
有機成膜室８６から搬送された基板Ｂｏは、搬送ローラ対９８によって所定の搬送経路で挟持搬送され、ドラム９６に搬送／巻き掛けられる。
ここで、この搬送ローラ対９８の図中上方のローラは、真空中において有機膜１４に接触する。従って、この搬送ローラ対９８の、少なくとも有機膜１４に接触する上側のローラ９８ａは、前記ガイドローラ６８等と同様の、基板Ｂｏの端部のみに接触する段差付きローラである。これにより、先と同様、有機膜１４の必要な領域の性状や特性の低下を防止して、高品位な機能性フィルム１０を安定して製造することが可能となる。
なお、搬送ローラ対９８において、基板Ｂｏの裏面に接触する図中下側のローラは、ローラ９８ａと同様の段差付きローラであってもよく、あるいは、基板Ｂｏ裏面の幅方向全域に接触する、通常のストレート状のローラであってもよい。
【００９７】
有機成膜室８６と同様、無機成膜室のドラム９６も、中心線を中心に図中矢印方向に回転する円筒状の部材である。
有機成膜室８６から搬送された基板Ｂは、ドラム９６の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム９６に支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送され、先の成膜室５２と同様に、成膜手段６４ａ〜６４ｄ等によって、表面（有機膜１２の上）に、真空成膜法による無機膜１４を形成される。また、無機成膜室８８が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜をおこなうものである場合には、ドラム９６は、対向電極としても作用するように、接地（アース）されてもよく、あるいは高周波電源に接続されてもよい。
【００９８】
製造装置８２において、無機成膜室８８の成膜手段６４ａ〜６４ｄによって無機膜１４を成膜された基板Ｂｏすなわち機能性フィルム１０は、排出口８８ｃから排出されて、ガイドローラ１００によって案内されて、図示しない巻取り室に搬送され、巻取り室において、巻取り軸にロール状に巻き取られて、機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。
【００９９】
以上の例では、真空中において有機膜１２に接触する搬送手段として、基板Ｂｏの端部（機能発現部分以外）のみに接触する段差付きローラを利用しているが、本発明は、これに限定はされず、有機膜１２の端部のみに接触するものであれば、各種の搬送手段が利用可能である。
さらに、本発明においては、搬送手段以外にも、例えば基板Ｂｏを所定位置に保持する保持手段等、無機膜１４の成膜前に真空チャンバやサブチャンバ等の真空装置内で有機膜１２に接触する部材が存在する場合には、これらの部材は、基板Ｂｏの端部などの機能発現部分以外に接触するようにする。
【０１００】
一例として、無機膜１４を形成する前の真空中において、有機膜１２に接触する搬送手段が必要になった場合には、クリップ（把持手段）によって基板Ｂｏの両端部を把持して基板Ｂｏを保持し、あるいはさらに、このクリップを搬送方向に移動することにより、有機膜１２において基板Ｂｏの端部のみに接触して基板Ｂｏを搬送してもよい。
あるいは、基板Ｂの両端部に、写真のネガフィルムのようなパーフォレーション（スプロケットホール）を形成しておき、無機膜１４を形成する前の真空中において、有機膜１２に接触する搬送手段が必要になった場合には、このパーフォレーションに係合するスプロケットを有するスプロケットギア等を用いることにより、有機膜１２において基板Ｂｏの端部のみに接触して基板Ｂｏを搬送してもよい。
また、本発明の製造方法においては、無機膜１４を形成する前の真空中における有機膜１２に接触する搬送手段として、段差付きローラ、クリップ、および、パーフォレーションとスプロケットの組み合わせの２以上を併用してもよい。
【０１０１】
以上、本発明の機能性フィルムの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【０１０２】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
【０１０３】
［実施例］
共栄社化学製の重合性モノマー、ＢＥＰＧＡ  １５ｇ、大阪有機化学工業株式会社製の重合性モノマーＶ−３ＰＡ  ５ｇの混合物、紫外線重合開始剤（Ｌａｍｂｅｒｔｉ社製、商品名：Ｅｓａｃｕｒｅ  ＫＴＯ−４６）１．５ｇ、２−ブタノン１９０ｇの混合溶液を、有機膜１２を成膜するための塗料として調製した。
【０１０４】
基板Ｂとして、幅が３００ｍｍで、長尺なＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）を用意した。
この基板Ｂの表面に、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０を用いて、調製した塗料を塗布／乾燥し、紫外線照射によってモノマー混合物を重合して、有機膜１４を成膜した。
塗布手段２６は、ワイヤーバーを用い、塗料の液厚が５μｍとなるように塗布を制御した。
また、乾燥手段２８は、対流伝熱乾燥による乾燥手段を用いて塗料を乾燥した。
さらに、ＵＶ照射装置３０は、高圧水銀ランプを使用する紫外線照射装置を用いた。高圧水銀ランプは、紫外線の照射量が積算照射量で約２Ｊ／ｃｍ2となるように、光量を制御した。なお、高圧水銀ランプを含む基板Ｂへの紫外線照射領域は、チャンバで囲んで、窒素置換法によりチャンバ内の酸素濃度を０．１％とした。
得られた有機膜１２の膜厚は、５００ｎｍ±５０ｎｍであった。
【０１０５】
次いで、基板ロール４２を図２（Ｂ）に示す無機成膜装置２２に装填して、有機膜１２を成膜した基板Ｂｏの表面に、無機膜１４として膜厚４０ｎｍの酸化アルミウム膜を成膜して、ガスバリアフィルムを制作した。
成膜室５２は、スパッタリングによる成膜装置とした。ターゲットとしてアルミニウムを、放電ガスとしてアルゴンを、反応ガスとして酸素を用いた。製膜圧力は０．１Ｐａとした。また、供給室５０および巻取り室５４も、内部の圧力が０．１Ｐａとなるように、真空排気手段６１および８０の駆動を制御した。
なお、供給室５０のガイドローラ６０、および、成膜室５２のガイドローラ６８は、基板Ｂｏの端部２０ｍｍのみに接触して、基板Ｂｏを搬送（搬送経路をガイド）する段差付きローラを用いた。
【０１０６】
［比較例］
供給室５０のガイドローラ６０、および、成膜室５２のガイドローラ６８として、段差付きローラではなく、基板Ｂｏの幅方向の全域に当接する、通常のストレート状のローラを用いた以外は、前記実施例と全く同様にして、ガスバリアフィルムを作製した。
なお、作製した得られたガスバリアフィルム１０の表面（無機膜１４の表面）を電子顕微鏡で確認した所、表面に、膜の割れや抜けが確認された。
【０１０７】
作製した実施例および比較例のガスバリアフィルムについて、端部から２０ｍｍの位置よりも内側の領域について、蒸気透過率測定器（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ３／３１）を用いて、４０℃／相対湿度９０％における水蒸気透過率を測定した。なお、この水蒸気透過率の計測方法では、検出限界値が１×１０-2ｇ／ｍ2／ｄａｙであるので、この計測方法の測定限界以下となった試料については、下記の参考文献に記載の方法を用いて、４０℃／相対湿度９０％における水蒸気透過率を測定した。
＜参考文献＞
G.NISATO、P.C.P.BOUTEN、P.J.SLIKKERVEER et al. SID Conference Record of the International Display Research Conference 1435-1438頁
その結果、実施例の水蒸気透過率は、１．１×１０-3ｇ／ｍ2／ｄａｙ、
比較例の水蒸気透過率は、３．４×１０-2ｇ／ｍ2／ｄａｙ、
であった。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の機能性フィルムの製造方法によって製造する機能性フィルムの一例を概念的に示す図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の機能性フィルムの製造方法を実施する成膜装置の一例を概念的に示す図である。
【図３】本発明の機能性フィルムの製造方法に用いられる段差付きローラの一例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の機能性フィルムの製造方法に用いられる段差付きローラの一例を概念的に示す図である。
【図５】本発明の機能性フィルムの製造方法をを実施する製造装置の一例を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  機能性フィルム
１２  有機膜
１４  無機膜
２０  有機成膜装置
２２  無機成膜装置
２６  塗布手段
２８  乾燥手段
３０  ＵＶ照射装置
３２，５６，９０  回転軸
３４，５８  巻取り軸
３６，３８，９８  搬送ローラ対
４０，４２  基板ロール
５０  供給室
５２  成膜室
５４  巻取り室
６０，６８，７０，７８，９２，１００  ガイドローラ
６１，７２，８０，９５  真空排気手段
６２，９４，９６  ドラム
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ  成膜手段
７４，７５，８８ａ  隔壁
８２  （機能性フィルム）製造装置
８４  基板供給部
８６  有機成膜室
８８  無機成膜室
９３  モノマーノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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