(57)【要約】【課題】フレキシブル性を有しながら寸法安定性およびガスバリア性も高いガスバリアフィルムを提供する。【解決手段】無機繊維布および当該無機繊維布に含浸した透明樹脂を有する透明複合基材１と、前記透明複合基材１に積層された環状オレフィン系樹脂を主成分とする樹脂層２と、を有するガスバリアフィルム１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維布および当該無機繊維布に含浸した透明樹脂を有する透明複合基材と、前記透明複合基材に積層された環状オレフィン系樹脂を主成分とする樹脂層と、を有することを特徴とするガスバリアフィルム。
【請求項２】
前記環状オレフィン系樹脂が、環状オレフィンコポリマーを主成分とすることを特徴とする請求項１記載のガスバリアフィルム。
【請求項３】
前記環状オレフィンコポリマーは、ノルボルネンとエチレンとの共重合体であって、ノルボルネンとエチレンとの質量換算における共重合比率が８０：２０〜９０：１０であることを特徴とする請求項２記載のガスバリアフィルム。
【請求項４】
前記環状オレフィンコポリマーは、ＩＳＯ１１３３規格に準拠した２８０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトボリュームレートが０．８ｃｍ3／１０分〜２．０ｃｍ3／１０分であることを特徴とする請求項２または３に記載のガスバリアフィルム。
【請求項５】
前記無機繊維布が、ガラス繊維布であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスバリアフィルム。
【請求項６】
前記透明複合基材には、さらに無機化合物からなる補助バリア層が積層されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のガスバリアフィルム。
【請求項７】
前記樹脂層は、フィルム状であることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のガスバリアフィルム。
【請求項８】
無機繊維布を準備する準備工程と、
前記無機繊維布に透明樹脂を含浸させる含浸工程と、
環状オレフィン系樹脂を主成分とする樹脂層を前記無機繊維布に積層させる積層工程と、
を含むことを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項９】
前記積層工程で前記無機繊維布に積層させる前記樹脂層はフィルム状であって、
前記含浸工程および前記積層工程の両方の工程が修了後、前記透明樹脂を乾燥させる乾燥工程をさらに含むことを特徴とする請求項８記載のガスバリア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フィルムおよびその製造方法に関し、特に、フラットディスプレイパネル、電子ペーパー、太陽電池等で利用されるガスバリアフィルムおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、酸素や水分（水蒸気）等のガスの透過を防止する手段の１つとして、ガスバリアフィルムが利用されている。例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットディスプレイパネルでは、大気中のガスに触れて液晶層や発光層が劣化するのを防止する目的で、ガスバリアフィルムが利用されている。また、電子ペーパーの構成要素や太陽電池の発電要素をガスから保護する目的で、ガスバリアフィルムが利用されている。
【０００３】
ガスバリアフィルムはフレキシブル性を有することが望ましいため、多くのガスバリアフィルムは、現在、樹脂フィルムをベースとして開発が進められている。しかしながら、樹脂フィルムは熱の影響により寸法が変化し易く、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムの場合は線膨張係数が数十ｐｐｍと比較的大きいため、樹脂フィルムをベースとしたガスバリアフィルムでは、加熱工程を含む加工プロセスにおいて寸法が安定しないという問題が生じ得る。このようなことから、より寸法安定性の高いガスバリアフィルムが望まれている。
【０００４】
そこで、特許文献１および特許文献２では、ガラス繊維布に透明樹脂を含浸させてなるガスバリアフィルムが提案されている。これらガスバリアフィルムは、ガラス繊維布がベースとして用いられているため線膨張係数が１０ｐｐｍ以下と比較的小さく、寸法安定性の観点からは好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２９２９５２号公報
【特許文献２】特表２００８−５４１１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ガラス繊維布に透明樹脂を含浸させただけのガスバリアフィルムでは、十分なガスバリア性を発揮することは困難である。
本発明は、上記の課題に鑑み、フレキシブル性を有しながら寸法安定性およびガスバリア性も高いガスバリアフィルムおよ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】
上記目的を達成するため、本発明に係るガスバリアフィルムは、無機繊維布および当該無機繊維布に含浸した透明樹脂を有する透明複合基材と、前記透明複合基材に積層された環状オレフィン系樹脂を主成分とする樹脂層と、を有することを特徴とする。
本発明に係るガスバリアフィルムの製造方法は、無機繊維布を準備する準備工程と、前記無機繊維布に透明樹脂を含浸させる含浸工程と、環状オレフィン系樹脂を主成分とする樹脂層を前記無機繊維布に積層させる積層工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るガスバリアフィルムおよびその製造方法は、透明複合基材に樹脂層を積層させる構成であるためフレキシブル性を有し、透明複合基材には無機繊維布が使用されているため寸法安定性が高く、樹脂層はオレフィン系樹脂を主成分としているためガスバリア性が高い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一態様に係るガスバリアフィルムの積層構造を示す模式図である。
【図２】環状オレフィン系樹脂を主成分とするフィルムの耐熱性を示す表である。
【図３】環状オレフィンコポリマーについてＭＶＲと加工性との関係を示す表である。
【図４】本発明の一態様に係るガスバリアフィルムの製造方法を説明するための工程図である。
【図５】比較例に係るガスバリアフィルムの積層構造を示す模式図である。
【図６】ガスバリアフィルムの線膨張係数を示す表である。
【図７】ガスバリアフィルムの水分透過率を示す表である。
【図８】透明複合基材における透明樹脂の含浸の態様を説明するための断面模式図である。
【図９】ガスバリアフィルムの水分透過率を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一態様に係るガスバリアフィルムを、図面を参照しながら説明する。なお、各図面における各層の厚み等の縮尺は実際のものとは異なる。また、本願において、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。
＜ガスバリアフィルムの構成＞
（概略構成）
図１は、本発明の一態様に係るガスバリアフィルムの積層構造を示す模式図である。図１（ａ）に示すように、実施例１係るガスバリアフィルム１０は、透明複合基材１および樹脂層２の２層のみで構成されており、透明複合基材１上に樹脂層２を積層させてなる積層構造を有する。ガスバリアフィルム１０は透明であり、透明複合基材１および樹脂層２もそれぞれ透明である。なお、本願において透明とは、無色透明だけでなく有色透明も含まれる。また、完全な透明だけでなく、透明度の高い半透明も含まれる。
【００１１】
（透明複合基材）
透明複合基材１は、無機繊維布および透明樹脂を有し、無機繊維布に透明樹脂が含浸した構造となっているためフレキシブル性を有する。含浸の態様について具体的に説明すると、無機繊維布の繊維間の隙間に透明樹脂が入り込み、無機繊維布と透明樹脂とが一体化している。ガスバリアフィルム１０のガスバリア性が高まるという観点からは、無機繊維布の繊維間に隙間なく透明樹脂が入り込んでいることが好ましい。
【００１２】
なお、透明複合基材１は、必ずしも無機繊維布の繊維間に隙間なく透明樹脂が入り込んでいる必要はなく、繊維間の隙間の一部に透明樹脂が入り込んでいない箇所が存在していても良い。また、無機繊維布の繊維間の隙間に透明樹脂が入り込むだけでなく、さらに無機繊維布の両方の主面或いは一方の主面に透明樹脂が付着していても良い。その場合、主面に付着する透明樹脂は、その主面の全体を覆っていても良いし、その主面の一部の領域のみを覆っていても良い。ガスバリアフィルム１０のガスバリア性が高まるという観点からは、無機繊維布の少なくとも一方の主面の全体が透明樹脂で覆われていることが好ましく、無機繊維布の両方の主面の全体が透明樹脂で覆われていることがより好ましい。
【００１３】
ガスバリアフィルム１０は、無機繊維布を有しているため、熱の影響による寸法の変化が少ない。無機繊維布としては、例えば、ガラス織布、ガラス不織布、ガラス組布等のガラス繊維布が挙げられる。ガラス繊維布は線膨張係数が小さいため、ガスバリアフィルム１０の寸法安定性が高まるという観点から好ましい。
なお、ガラス繊維布以外の無機繊維布としては、例えば、セラミック繊維布、ガラスセラミック繊維布等が挙げられる。
【００１４】
透明樹脂は、例えば、シルセスオキサンとエポキシとを含有する混合樹脂であって、紫外線硬化型の樹脂である。シルセスオキサンを含有する紫外線硬化型の樹脂は、無機繊維布との密着性が高く、屈曲性も良いため透明複合基材１の製造に適しているため好ましい。
（樹脂層）
樹脂層２は、例えば、環状オレフィン系樹脂が主成分のフィルムである。樹脂層２の主成分が環状オレフィン系樹脂であるため、ガスバリアフィルム１０はガスバリア性が高い。なお、本願において主成分とは、最も多量に含有されている成分のことであり、通常７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上含有する成分のことである。
【００１５】
図２は、環状オレフィン系樹脂を主成分とするフィルムの耐熱性を示す表である。オレフィン系樹脂を主成分とする樹脂層２としては、例えば、図２に示すように、日本ゼオン株式会社製ゼオノア（登録商標）（環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム）、Ｔｏｐａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ＧｍｂＨ製ＴＯＰＡＳ（登録商標）（環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム）等の市販のフィルムを使用できる。なお、環状オレフィン系樹脂は、上記フィルムの材料に限定されず、公知の樹脂（例えば、特開２００３−１０３７１８号公報、特開平５−１７７７７６号公報、特表２００３−５０４５２３号公報等参照）であっても良い。
【００１６】
環状オレフィン系樹脂は、耐熱性が高いとの理由から、「ＴＯＰＡＳ（登録商標）」のような環状オレフィンコポリマーが主成分であることが好ましい。
図３は、環状オレフィンコポリマーについてＭＶＲと加工性との関係を示す表である。図３に示すように、ＩＳＯ１１３３規格に準拠した２６０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるメルトボリュームレート（ＭＶＲ）が０．７ｃｍ3／１０分、１．８ｃｍ3／１０分、１．９ｃｍ3／１０分、２．２ｃｍ3／１０分である４種類の環状オレフィンコポリマーを用い、これらをペレット化し、その後フィルム化して、その際の加工性を評価した。なお、図３では、加工可能と評価した場合は「○」で表し、加工困難と評価した場合は「×」で表している。
【００１７】
メルトボリュームレートが０．７ｃｍ3／１０分の場合、樹脂の流動性が低過ぎて成形機内の圧力が高くなり過ぎるため、ペレット化およびフィルム化の加工はいずれも困難であった。また、メルトボリュームレートが２．２ｃｍ3／１０分の樹脂の場合、得られるフィルムの強度が不足して、必要な後工程（コーティング工程、薄膜形成工程等）に耐えることが困難であった。この結果より、環状オレフィンコポリマーは、メルトボリュームレートが０．８ｃｍ3／１０分〜２．０ｃｍ3／１０分であることが好ましい。この範囲であれば、ペレット化およびフィルム化の両方において加工性が優れている。なお、メルトボリュームレートは、例えば共重合時の熱量調整等により調整可能である。
【００１８】
図２に示すフィルムの中では、「ＴＯＰＡＳ（登録商標）」がノルボルネンとエチレンとの共重合体を主成分とするフィルムである。図２において、「共重合比率」は、ノルボルネンとエチレンとの質量換算における共重合比率を意味し、「Ｔｇ」は、ガラス転移温度を意味する。ガラス転移温度が１７０℃以上の場合は耐熱性を良い「○」と評価し、１７０℃未満の場合は悪い「×」と評価した。なお、ガラス転移温度は、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して、示差走査熱量計（株式会社島津製作所製ＤＳＣ−６０）を使用し測定した値である。
【００１９】
ノルボルネンとエチレンとの共重合体は、ノルボルネンとエチレンとの質量換算における共重合比率が８０：２０〜９０：１０であることが好ましい。共重合比率がこの範囲であれば、ガラス転移温度は１７０℃〜２００℃になる。この範囲よりもノルボルネンの比率が低い場合は、ガラス転移温度が１７０℃未満となるため耐熱性は悪い。また、この範囲よりもエチレンの比率が低い場合は、必要な後工程（コーティング工程、薄膜形成工程等）に耐える強度のフィルムに加工することが困難である。
【００２０】
ノルボルネンとエチレンとの共重合体は、通常、吸水率（２３℃／２４時間）が０．００５％〜０．１％程度であることが好ましい。吸水率が、０．１％を超えると、得られるガスバリアフィルムの寸法安定性が低下する傾向にある。また、ノルボルネンとエチレンとの共重合体は、通常、屈折率が１．４９〜１．５５程度であり、通常、光線透過率が９０．８％〜９３．０％程度である。なお、ノルボルネンとエチレンとの共重合体には、紫外線吸収剤、無機や有機のアンチブロッキング剤、滑剤、静電気防止剤、安定剤等の各種公知の添加剤が合目的に添加されていても良い。
【００２１】
＜ガスバリアフィルムの製造方法＞
次に、ガスバリアフィルム１０の製造方法について説明する。
図４は、本発明の一態様に係るガスバリアフィルムの製造方法を説明するための工程図である。ガスバリアフィルム１０は、例えば、図４（ａ）に示すように無機繊維布を準備し（準備工程）、図４（ｂ）に示すように、グラビアコーティング、ダイコーティング、ディップコーティングなどの既存のコーティング法により透明樹脂を無機繊維布に塗工することで、無機繊維布に透明樹脂を含浸させる（含浸工程）。次に、図４（ｃ）に示すように、透明樹脂で濡れた状態の無機繊維布の一方の主面にフィルム状の樹脂層（樹脂フィルム）を重ね合わせて、無機繊維布と樹脂フィルムとを貼り合わせ、これによって樹脂フィルムを無機繊維布に積層させる（積層工程）。なお、先に無機繊維布と樹脂フィルムとを重ね合わせておき、その後に無機繊維布に透明樹脂を含浸させて無機繊維布を透明樹脂で濡らし、無機繊維布と樹脂フィルムとを貼り合わせても良い。
【００２２】
そして、図４（ｄ）に示すように、無機繊維布に含浸させた透明樹脂を乾燥炉で乾燥させ（乾燥工程）、図４（ｅ）に示すように、紫外線灯を用いた紫外線照射により透明樹脂を紫外線硬化させることで透明複合基材を生成させ、ガスバリアフィルム１０を完成させる。
環状オレフィン系樹脂から樹脂層の一態様である樹脂のフィルムを得る方法としては、例えば、溶液流延法、押出し法、カレンダー法等が挙げられる。なお、フィルムの表面の濡れ性および接着性を向上させるために、フィルムにフレーム処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、イトロ処理、プライマー処理、化学薬品処理などの表面改質処理を行ってもよい。なお、無機繊維布に積層させる樹脂層はフィルム状のものに限定されない。
【００２３】
以上に説明した本発明の一態様に係るガスバリアフィルムの製造方法では、樹脂フィルムにテンションをかけ当該樹脂フィルムを平坦にしておくことで、透明樹脂を含浸させた無機繊維布を平坦な状態に保ちながら乾燥させることができる。そのため、平坦性の高いガスバリアフィルムを製造することができる。
なお、透明樹脂を含浸させた無機繊維布を平坦な状態に保ちながら乾燥させる従来の方法の一例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の支持体を乾燥前の無機繊維布に重ね合わせておくことで無機繊維布を平坦に保ち、その状態で透明樹脂を乾燥させることによって平坦なガスバリアフィルムを得ることが考えられる。しかしながら、その場合は、完成したガスバリアフィルムから支持体を引き剥がして除去しなければならず、支持体の廃棄物が生じるため好ましくない。一方、上記本発明の一態様に係るガスバリアフィルムの製造方法の場合は、フィルム状の樹脂層が支持体の代わりになるため、廃棄物が生じない。フィルム状の樹脂層とする場合、ガスバリア性や加工性等の兼ね合いから、樹脂層の厚みは２５〜３００μｍが好ましく、５０〜２００μｍがさらに好ましい。
【００２４】
＜その他の実施例に係るガスバリアフィルム＞
本発明に係るガスバリアフィルムは、ガスバリアフィルム１０の構成に限定されず、図１（ｂ）〜図１（ｄ）に示す実施例２〜４に係るガスバリアフィルム２０，３０，４０のような構成であっても良い。
（実施例２）
ガスバリアフィルム１０は、透明複合基材１および樹脂層２の２層のみで構成されていたが、本発明に係るガスバリアフィルムは、必要に応じて透明複合基材１および樹脂層２以外の他の層を有していても良い。
【００２５】
図１（ｂ）は、実施例２に係るガスバリアフィルムの積層構造を示す模式図である。例えば、図１（ｂ）に示すように、実施例２に係るガスバリアフィルム２０の場合は、透明複合基材１、樹脂層２、補助バリア層３の３層で構成され、それら３層が透明複合基材１、樹脂層２、補助バリア層３の順で積層された積層構造を有する。補助バリア層３が追加されているため、ガスバリアフィルム２０はガスバリアフィルム１０よりも高いガスバリア性を有する。なお、本発明に係るガスバリアフィルムは、透明複合基材１、補助バリア層３、樹脂層２の順で積層されていても良く、補助バリア層３、透明複合基材１、樹脂層２の順で積層されていても良い。それらの場合も、補助バリア層３によりガスバリアフィルムのガスバリア性は向上している。
【００２６】
ガスバリアフィルム２０の透明複合基材１および樹脂層２は、ガスバリアフィルム１０の透明複合基材１および樹脂層２と同じ態様であるため、説明を省略する。
補助バリア層３は、ガスバリアフィルム２０のガスバリア性能を補助するための層であって、例えば、無機材料、有機材料、または、それらの混合物等で形成される。
無機材料としては、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）を少なくとも１つ含む酸化物、窒化物或いは酸窒化物等が挙げられ、それら無機材料を用いて、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の真空成膜法等により補助バリア層３が形成される。このような無機材料で補助バリア層３が形成される場合、その厚みは０．０１μｍ〜５μｍが好ましい。
【００２７】
有機材料としては、紫外線硬化型の樹脂、熱硬化型の樹脂、または、それらの混合物等が挙げられ、それら有機材料を用いて、印刷、塗工等の液相成膜法等により補助バリア層３が形成される。このような有機材料で補助バリア層３が形成される場合、その厚みは０．１μｍ〜１０μｍが好ましい。
以上のようなガスバリアフィルム２０は、ガスバリアフィルム１０を準備し、そのガスバリアフィルム１０の樹脂層２上に補助バリア層３を積層させることによって、製造することができる。
【００２８】
（実施例３）
図１（ｃ）は、実施例３に係るガスバリアフィルムの積層構造を示す模式図である。図１（ｃ）に示すように、実施例３に係るガスバリアフィルム３０は、樹脂層２、透明複合基材１、樹脂層２がその順で積層された３層構造である。樹脂層２が１層追加されているため、ガスバリアフィルム３０はガスバリアフィルム１０よりも高いガスバリア性を有する。
【００２９】
ガスバリアフィルム３０を製造する場合、例えば、図４（ｄ）に示すように、透明樹脂を含浸させた無機繊維布の一方の主面に樹脂層を貼り合せて乾燥させた後、図４（ｆ）に示すように、他方の主面にも別途樹脂層を貼り合わせて、その後、図４（ｅ）に示すように、紫外線灯を用いた紫外線照射により透明樹脂を紫外線硬化させることで透明複合基材を生成させ、ガスバリアフィルム１０を完成させる。
【００３０】
（実施例４）
本発明に係るガスバリアフィルムは、寸法安定性の向上およびガスバリア性の向上以外の目的で、透明複合基材１、樹脂層２、補助バリア層３以外の他の層を有していても良い。他の層は、材料、数、配置、厚み等の態様が目的に応じ適宜選択される。その一例を以下に説明する。
【００３１】
図１（ｄ）は、実施例４に係るガスバリアフィルムの積層構造を示す模式図である。図１（ｄ）に示すように、実施例４に係るガスバリアフィルム４０には、透明複合基材１上に樹脂層２を積層させた後であって、補助バリア層３を積層させる前に、アンダーコート層４が積層されている。アンダーコート層４は、補助バリア層３を積層させる面の平坦化や硬度向上、その面と補助バリア層３との密着性の向上等を目的として積層される。さらに、ガスバリアフィルム４０では、補助バリア層３を積層させた後、傷防止など補助バリア層３の保護を目的として、保護層５が積層されている。
【００３２】
さらに、ガスバリアフィルム４０には、最表層に透明導電層６が積層されている。透明導電層６の材料としては、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、弗化錫（ＳｎＦ2）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、アルミドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、タングステンドープ酸化インジウム（ＩＷＯ）、チタンドープ酸化インジウム（ＩＴｉＯ）等の金属酸化物が挙げられる。また、カーボンナノチューブやカーボンナノホーン、カーボンナノワイヤ、カーボンナノファイバー、グラファイトフィブリル等の極細導電炭素繊維や、銀素材からなる極細導電繊維を、バインダーとして機能するポリマー材料に分散させた複合材が挙げられる。さらに、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性の有機材料が挙げられる。また、透明導電層６の形成方法としては、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の真空成膜法や、印刷、塗工等の液相成膜法等を、材料に合わせて適宜選択して用いる。
【００３３】
（その他）
以上、実施例１〜実施例４に係るガスバリアフィルム１０，２０，３０，４０を具体的に説明してきたが、本発明に係るガスバリアフィルムは、ガスバリアフィルム１０，２０，３０，４０の構成に限定されない。例えば、透明複合基材１および樹脂層２以外の他の層が、透明複合基材１と樹脂層２との間に介在していても良い。
【００３４】
＜実験＞
次に、実験結果に基づきながら、本発明に係るガスバリアフィルムのサイズ安定性およびガスバリア性について説明する。
（実験用のガスバリアフィルムの構成）
図５は、比較例に係るガスバリアフィルムの積層構造を示す模式図である。図５（ａ）に示すように、比較例１に係るガスバリアフィルム１１０は、透明複合基材１のみからなる。図５（ｂ）に示すように、比較例２に係るガスバリアフィルム１２０は、樹脂層２のみからなる。図５（ｃ）に示すように、比較例３に係るガスバリアフィルム１３０は、透明複合基材１上に補助バリア層３を積層した２層構造を有する。比較例４に係るガスバリアフィルム１４０は、樹脂層２上に補助バリア層３を積層した２層構造を有する。
【００３５】
実験では、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す実施例１および実施例２に係るガスバリアフィルム１０，２０、並びに、図５（ａ）〜（ｄ）に示す比較例１〜４に係るガスバリアフィルム１１０，１２０，１３０，１４０を実験用として製造し、それらガスバリアフィルムの寸法安定性およびガスバリア性を評価した。
いずれのガスバリアフィルムにおいても、透明複合基材１、樹脂層２および補助バリア層３は、同じ構成のものを用いた。透明複合基材１の厚みは９０μｍ、樹脂層２の厚みは１００μｍ、補助バリア層３の厚みは０．０８μｍとした。
【００３６】
また、透明複合基材１の無機繊維布には、旭化成株式会社製Ｄ４５０（繊維径５．０μｍｘ２００本からなる糸状を用いて、縦６０×横６０本／ｉｎｃｈに編成したガラス繊維布）を用いた。透明複合基材１の透明樹脂は、主剤として、シルセスキオキサン骨格を主鎖に有する紫外線硬化性樹脂を用い、添加剤として、エポキシ系の紫外線硬化性樹脂を用いた（配合重量比  ２：１）。樹脂層２には、上記ＴＯＰＡＳ（登録商標）を用いた。補助バリア層３は、ＳｉＯＮを用いてスパッタリングにより形成した。
【００３７】
（寸法安定性の評価）
ガスバリアフィルムの寸法安定性は、実施例１および比較例１，２に係るガスバリアフィルム１０，１１０，１２０の線膨張係数を測定して、その測定結果から評価した。線膨張係数の測定は、熱機械分析装置（株式会社島津製作所製ＴＭＡ−５０）を使用し、ＪＩＳ  Ｋ７１９７に準拠して測定した。
【００３８】
図６は、ガスバリアフィルムの線膨張係数を示す表である。図６に示すように、実施例１に係るガスバリアフィルム１０は、線膨張係数が２５ｐｐｍ／℃〜３０ｐｐｍ／℃であったため、十分な寸法安定性が見込まれる。また、実施例１に係るガスバリアフィルム１０は、透明複合基材１を有していない比較例２に係るガスバリアフィルム１２０と比べると、線膨張係数が顕著に小さかった。この結果から、実施例１に係るガスバリアフィルム１０の寸法安定性が高いことがわかる。
【００３９】
なお、実施例１に係るガスバリアフィルム１０は、透明複合基材１のみで構成される比較例１に係るガスバリアフィルム１１０と比べると線膨張係数が大きかった。その理由は樹脂層２が追加されているからであると考えられる。したがって、ガスバリア性の向上を目的として樹脂層２を追加する際には、ガスバリアフィルムの線膨張係数が大きくなる、即ち寸法安定性が低下するという可能性を考慮しなければならない。本発明に係るガスバリアフィルムは、樹脂層２を追加することでガスバリア性を向上させつつも、寸法安定性を維持し、高いガスバリア性と高い寸法安定性の両方の効果を併せ持つものである。
【００４０】
（ガスバリア性の評価）
ガスバリアフィルムのガスバリア性は、実施例１，２および比較例１〜４に係るガスバリアフィルム１０，２０，１１０，１２０，１３０，１４０の水蒸気透過率を測定して、その測定結果から評価した。水分透過率は、水蒸気透過試験機（ＭＯＣＯＮ社製ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ  Ｗ３／３３）を使用し、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９Ｂのモコン法により測定した。
【００４１】
図７は、ガスバリアフィルムの水分透過率を示す表である。図７に示すように、実施例１に係るガスバリアフィルム１０は、樹脂層２を有していない比較例１に係るガスバリアフィルム１１０と比べると、水蒸気透過率が顕著に低かった。この結果から、実施例１に係るガスバリアフィルム１０は、ガスバリア性が高いことがわかる。
また、実施例１に係るガスバリアフィルム１０の水蒸気透過率は、比較例２に係るガスバリアフィルム１２０の水蒸気透過率と同程度であった。この結果から、ガスバリア性の向上に透明複合基材１の寄与は少ないことがわかる。
【００４２】
図８は、透明複合基材における透明樹脂の含浸の態様を説明するための断面模式図であって、図８（ａ）は実施例１に係るガスバリアフィルム１０を示し、図８（ｂ）は特許文献１に開示された従来例１に係るガスバリアフィルム１５０を示し、図８（ｃ）は特許文献２に開示された従来例２に係るガスバリアフィルム１６０を示す。
実施例１に係るガスバリアフィルム１０は、透明複合基材１を有しているため寸法安定性が確保されており、樹脂層２を有しているためガスバリア性も確保されている。すなわち、ガスバリア性は、主に樹脂層２により確保されている。図８（ａ）に示すように、透明複合基材１は、無機繊維布１ａに透明樹脂１ｂを含浸させた構造であるが、透明樹脂１ｂが主剤としてシルセスオキサンを含有する樹脂を用いているため、透明複合基材１自体のガスバリア性能は大きくない。このことは、実施例１に係るガスバリアフィルム１０の水蒸気透過率と比較例２に係るガスバリアフィルム１２０の水蒸気透過率とが同程度であることから明らかである（図７参照）。
【００４３】
図８（ｂ）に示す従来例１に係るガスバリアフィルム１５０は、無機繊維布１５１ａに透明樹脂１５１ｂを含浸させた構造であるが、実施例１に係るガスバリアフィルム１０と同じ様に、透明樹脂１５１ｂが主剤としてシルセスオキサンを含有する樹脂であるため、ガスバリアフィルム１５０自体のガスバリア性が低く、ガスバリア性を向上させるための樹脂層２もない。
【００４４】
一方、図８（ｃ）に示す従来例２に係るガスバリアフィルム１６０も、無機繊維布１６１ａに透明樹脂１６１ｂを含浸させた構造であるが、ガスバリアフィルム１６０の場合は透明樹脂１６１ｂが環状オレフィン系樹脂である。環状オレフィン系樹脂は、実施例１に係るガスバリアフィルム１０の樹脂層２に用いられている樹脂であり、樹脂自体のガスバリア性は高い。このことは、比較例２に係るガスバリアフィルム１２０の水蒸気透過率が低いことから明らかである（図７参照）。
【００４５】
しかしながら、環状オレフィン系樹脂を透明樹脂１６１ｂとして無機繊維布１６１ａに含浸させた場合、実施例１に係るガスバリアフィルム１０と同程度のガスバリア性を得ることは困難である。なぜなら、従来例２に係るガスバリアフィルム１６０は、環状オレフィン系樹脂を主剤とする樹脂層２程のガスバリア性を有さないからである。その理由として、環状オレフィン系樹脂は流動性が低いため、図８（ｃ）に示すように、透明樹脂１６１ｂとして無機繊維布１６１ａの繊維間の隙間に入り込み難く、繊維間には透明樹脂１６１ｂが入り込んでない箇所１６１ｃが存在するからであると推測できる。
【００４６】
実施例１に係るガスバリアフィルム１０では、無機繊維布１ａの繊維間の隙間には入り込み難いがガスバリア性は高い環状オレフィン系樹脂を、無機繊維布１ａに含浸させるのではなく、透明複合基材１とは別の層である樹脂層２として利用しているため、高いガスバリア性を有する。
図９は、ガスバリアフィルムの水分透過率を示す表である。図９に示すように、実施例２に係るガスバリアフィルム２０は、補助バリア層３を有していない実施例１に係るガスバリアフィルム１０と比べると、水蒸気透過率が顕著に小さかった。この結果から、実施例２に係るガスバリアフィルム２０はガスバリア性が顕著に高いことがわかる。同様に、比較例３に係るガスバリアフィルム１３０は、補助バリア層３を有していない比較例１に係るガスバリアフィルム１１０と比べて水蒸気透過率が顕著に小さく、比較例４に係るガスバリアフィルム１４０は、補助バリア層３を有していない比較例２に係るガスバリアフィルム１２０と比べて水蒸気透過率が顕著に小さかった。これら結果ら、補助バリア層３を追加するとガスバリア性が向上することが分かる。なお、補助バリア層３を熱により膨張し難い材料で形成すれば、補助バリア層３の寸法安定性への影響を少なくすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るガスバリアフィルムは、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのフラットディスプレイパネル、電子ペーパー、太陽電池等に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  透明複合基材
１ａ  無機繊維布
１ｂ  透明樹脂
２  樹脂層
３  補助バリア層
１０，２０，３０，４０  ガスバリアフィルム
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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