(57)【要約】【課題】優れたガスバリア性を有するとともに、製造時間が短く、基材の選択性に優れたガスバリア性フィルムを提供する。【解決手段】基材の少なくとも片面に、ポリシラザン膜にプラズマ処理を施して形成されたバリア層を有するガスバリア性フィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも片面に、ポリシラザン膜にプラズマ処理を施して形成されたバリア層を有することを特徴とするガスバリア性フィルム。
【請求項２】
前記バリア層の厚みが０．０１μｍ〜５．０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項３】
蒸着により形成された層を有さないことを特徴とする請求項１または２に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項４】
４０℃９０％ＲＨ雰囲気下での水蒸気バリア性が１．００ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下であり、２３℃０％ＲＨ雰囲気下での酸素バリア性及び２３℃８０％ＲＨ雰囲気下での酸素バリア性のいずれもが１．０ｍｌ／ｍ2／ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項３に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項５】
基材の少なくとも片面に、ポリシラザン膜を形成し、該ポリシラザン膜にプラズマ処理を施してバリア層を形成する工程を有することを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
【請求項６】
ポリシラザン含有液を塗布して前記ポリシラザン膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項５に記載のガスバリア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、ガスバリア性フィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バリア層として、一般的にはシリカ蒸着膜が知られているが、蒸着には多大な設備を要するため、コスト面で問題があった。
【０００３】
蒸着以外でバリア層を形成する方法として、ポリシラザン膜をシリカ転化させる方法が知られている。シリカ転化の方法としては、加熱加湿処理や焼結処理があるが、これらの方法ではバリア層形成に長時間を要する、基材が高温化に曝されて基材の劣化を免れ得ないという問題点があり、より簡便な方法で得られるガスバリア性フィルムが求められていた。
【０００４】
一方、特許文献１には、ポリエステルフィルムに、ポリシラザンを含有する塗布液を塗布し、プラズマ処理によりポリシラザンを硬化・重合させて酸化ケイ素系等から成る無機高分子層を形成することが開示されている。しかし、特許文献１の無機高分子層は、基材と金属蒸着層の中間層として、金属蒸着層の耐剥離性、基材の化学的安定性を付与するための層である。従って、特許文献１は、無機高分子層単独でガスバリア性を付与する技術を開示するものではない。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６９６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、優れたガスバリア性を有するとともに、製造時間が短く、基材の選択性に優れたガスバリア性フィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明のガスバリア性フィルムは、基材の少なくとも片面に、ポリシラザン膜にプラズマ処理を施して形成されたバリア層を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、基材の少なくとも片面に、ポリシラザン膜を形成し、該ポリシラザン膜にプラズマ処理を施してバリア層を形成する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバリア層は、シリカ蒸着膜と同等のガスバリア性を有し、かつ、透明性、基材との密着性にも優れる。また、本発明のバリア層は、表面の濡れ性に優れ、バリア層の上に積層する場合に、積層された層との優れた密着性を示す等、塗工性に優れる。しかも、プラズマ処理は、加熱加湿・焼結処理に比べて処理時間が短く、更に加熱による基材の劣化が回避されるため、基材の選択性が増す。
【００１０】
従って、本発明のガスバリア性フィルムは、例えば有機ＥＬ素子ガラス基材の代替品等として好適に使用し得る。
【００１１】
また、本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、優れたガスバリア性を有し、かつ、透明性、密着性にも優れたバリア層を有するガスバリア性フィルムを、基材を選ばすに、短時間で製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明のバリア層は、ポリシラザン膜にプラズマ処理を施して形成された層である。
【００１４】
ポリシラザン膜を形成する方法としては特に限定されないが、湿式法で形成することが好ましく、具体的にはポリシラザン含有液を塗布する方法が挙げられる。
【００１５】
ポリシラザンとしては、Ｈ3Ｓｉ（ＮＨＳｉＨ2）nＮＨＳｉＨ3で示されるパーヒドロポリシラザンが好ましいが、水素の一部又は全部がアルキル基等の有機基で置換されたオルガノポリシラザンでもよい。また、単一の組成で用いても良いし、二成分以上を混合して使用してもかまわない。
【００１６】
ポリシラザンを溶解若しくは分散させる溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジエチルエーテル、テトラヒドロキシフラン、塩化メチレン、四塩化炭素等が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし混合して用いてもよい。
【００１７】
ポリシラザン含有液の塗布方法としては、公知の塗布方法が適用でき特に限定されるものではないが、例えば、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法等が挙げられる。
【００１８】
ポリシラザン膜は、プラズマ処理を施すことにより、少なくとも一部をシリカに転化してバリア層となる。
【００１９】
プラズマ処理の方法としては、公知の方法を用いることができ、常圧で処理してもよいし、真空中で処理してもよいが、基材へのプラズマ処理を連続でするためには、常圧での処理の方が簡便である。
【００２０】
常圧プラズマの場合は、窒素ガス、酸素ガス、またこれらの混合ガス、好ましくは酸素ガスを用い、二つの電極間にガスを通してプラズマ化してから基材に照射する方式や、二つの電極間に照射する基材を配置し、そこへガスを通してプラズマ化する方式などがある。プラズマ条件としては、ガス流量が、好ましくは０．０１〜１００Ｌ／ｍｉｎ、より好ましくは０．１〜１０Ｌ／ｍｉｎである。基材の移動速度は、好ましくは０．１〜１０００ｍ／ｍｉｎであり、より好ましくは１〜５００ｍ／ｍｉｎである。処理温度は、室温から１２０℃である。
【００２１】
また、真空プラズマの場合、窒素ガス、酸素ガス、またはこれらの混合ガス、好ましくは酸素ガスにより、２０Ｐａ〜５０Ｐａ程度の真空度に維持された密閉系内に公知の電極若しくは導波管を配置し、直流、交流、ラジオ波あるいはマイクロ波等の電力を、電極若しくは導波管を介して印加することにより任意のプラズマを発生させることができる。プラズマ処理の出力は、好ましくは１００Ｗ〜５０００Ｗ、より好ましくは１０００Ｗ〜４５００Ｗである。またプラズマ処理の時間は、好ましくは１分〜３０分、より好ましくは３分〜２５分である。また、プラズマ処理の温度は好ましくは室温〜１２０℃である。
【００２２】
シリカへの転化の程度は特に限定されないが、好ましくはＳｉＨ残存率が０％〜８０％、より好ましくは０％〜５０％である。ＳｉＨ残存率が８０％を超えるとシリカへの転化の進行が充分ではなく満足するガスバリア性が得られない可能性がある。
【００２３】
バリア層の膜厚は特に限定されないが、好ましくは０．０１μｍ〜５μｍ、より好ましくは０．０５μｍ〜３μｍである。０．０１μｍ未満ではガスバリア性が充分でない可能性があり、５μｍを超えるとクラックが発生しやすくガスバリア性が低下する可能性がある。
【００２４】
基材の材質としては、例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、トリアセチルセルロース等の樹脂が挙げられる。また、基材の厚みは、用途により適宜選択すればよいが、例えば、有機ＥＬ素子基板として用いる場合には、５μｍ〜５００μｍが好ましい。
【００２５】
本発明のガスバリア性フィルムは、バリア層の他に層を有してよいが、バリア層以外の層も蒸着により形成された層ではないことが好ましく、４０℃９０％ＲＨ雰囲気下での水蒸気バリア性が１．００ｇ／ｍ2／ｄａｙ以下であり、２３℃０％ＲＨ雰囲気下での酸素バリア性及び２３℃８０％ＲＨ雰囲気下での酸素バリア性のいずれもが１．０ｍｌ／ｍ2／ｄａｙ以下であることがより好ましい。
【実施例】
【００２６】
＜実施例１＞
厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（「Ｅ５１００」東洋紡績株式会社）のコロナ処理面に、ポリシラザンの２０ｗｔ％キシレン溶液（「ＮＬ１１０Ａ」ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製）をバーコートし、１２０℃で５分間乾燥して厚さ１．２μｍのポリシラザン膜を形成した。
【００２７】
このポリシラザン膜に下記条件でプラズマ処理を施し、バリア層を形成した。
【００２８】
プラズマ処理装置：ＰＥ−５０００（Ｔｅｐｌａ  ＡＧ社製）
Ｏ2ガス：７５０ｍｌ／ｍｉｎ
圧力：３０Ｐａ
温度：４０℃
出力：４０００Ｗ
時間：５分
【００２９】
得られたガスバリア性フィルムについて、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
【００３０】
（１）水蒸気バリア性
４０℃９０％ＲＨ雰囲気下で、水蒸気透過度測定装置（「ＷＶＴＲ３  ３１」ＭＯＣＯＮ社製）を用いて測定した。
【００３１】
（２）酸素バリア性
２３℃０％ＲＨ及び８０％ＲＨ雰囲気下で、酸素透過度測定装置（「ＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０」ＭＯＣＯＮ社製）を用いて測定した。
【００３２】
（３）透明性
ガスバリア性フィルムの透明性を目視で観察し、バリア層を形成していない基材（厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム）の透明性と比較して、以下の基準で評価した。
○：基材の透明性と同等である。
×：基材よりも透明性が劣っている。
【００３３】
（４）密着性
セロハンテープ剥離法により、バリア層の密着性を以下の基準で評価した。
○：剥離なし。
×：剥離あり。
【００３４】
＜実施例２〜１０＞
製造条件を表１に示す様に変更した以外は実施例１と同様にしてガスバリア性フィルムを製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００３５】
尚、実施例８では、基材上にポリシラザン膜を形成してプラズマ処理を施した後、再度ポリシラザン膜を形成し、プラズマ処理を施した。
【００３６】
＜実施例１１＞
実施例１で用いた基材に、実施例１と同様にしてポリシラザン膜を形成した。この基材を常圧下、速度５０ｍｍ／ｍｉｎで移動しながら、酸素ガスを１０Ｌ／ｍｉｎで流し、出力３０ＫＨｚでプラズマを照射し、厚さ１．２μｍのバリア層を形成した。
【００３７】
得られたガスバリア性フィルムについて実施例１と同様に評価したところ、水蒸気バリア性は０．３５ｇ／ｍ2／ｄａｙ、酸素バリア性は何れの雰囲気下でも０．１ｍｌ／ｍ2／ｄａｙ以下、透明性は○、密着性は○であった。
【００３８】
＜比較例１＞
プラズマ処理を行わない以外は実施例３と同様にしてガスバリア性フィルムを製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００３９】
＜比較例２，３＞
プラズマ処理に替えて、表１に示す条件で加熱加湿処理を行った以外は実施例３と同様にしてガスバリア性フィルムを製造し、評価した。結果を表１に示す。
【００４０】
＜比較例４＞
比較のため、実施例１で用いた基材自体を評価した。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2007237588.tif 000002