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JP2014058727A - Material for vapor deposition, and transparent gas barrier vapor deposition film - Google Patents

Material for vapor deposition, and transparent gas barrier vapor deposition film Download PDF

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JP2014058727A JP2012205567A JP2012205567A JP2014058727A JP 2014058727 A JP2014058727 A JP 2014058727A JP 2012205567 A JP2012205567 A JP 2012205567A JP 2012205567 A JP2012205567 A JP 2012205567A JP 2014058727 A JP2014058727 A JP 2014058727A
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vapor deposition
silicon
film
gas barrier
tin
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JP2012205567A
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Inventor
Junpei Hayashi
純平 林
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

【課題】スプラッシュ現象の発生が抑制できる珪素と珪素酸化物を含有する蒸着用材料と、それを用いて加熱蒸着により成膜された透明ガスバリア性蒸着フィルムを提供することを目的とする。
【解決手段】金属珪素と珪素酸化物とを混合させた加熱方式の蒸着用材料であって、嵩密度が0.6g/cm以上2.0g/cm未満の範囲である蒸着用材料において、
酸素と珪素の原子数の比(O/Si)が1.2〜2.0の範囲であり、かつ、前記珪素酸化物が結晶構造を少なくとも20%以上含んでいる二酸化珪素であることを特徴とする蒸着用材料である。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a vapor deposition material containing silicon and silicon oxide capable of suppressing the occurrence of a splash phenomenon, and a transparent gas barrier vapor deposition film formed by heating vapor deposition using the material.
A heating type vapor deposition material in which metallic silicon and silicon oxide are mixed, wherein the bulk density is in a range of 0.6 g / cm 3 or more and less than 2.0 g / cm 3 . ,
The ratio of the number of oxygen atoms to silicon (O / Si) is in the range of 1.2 to 2.0, and the silicon oxide is silicon dioxide containing at least 20% of crystal structure. It is a material for vapor deposition.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、蒸着用材料と透明ガスバリア性蒸着フィルムに関するものである。   The present invention relates to a vapor deposition material and a transparent gas barrier vapor deposition film.

透明ガスバリア性蒸着フィルムは、太陽電池のバックシートやフロントシート、食品や医薬品等の包装分野、あるいは非包装分野で酸素および水蒸気をバリアする必要がある部材の分野に広く用いられている。   The transparent gas barrier vapor-deposited film is widely used in the field of materials that need to barrier oxygen and water vapor in the field of packaging for solar cells, such as back sheets and front sheets, foods and pharmaceuticals, or non-packaging fields.

食品類、医薬品類、ハードディスクや半導体モジュールなどの精密電子部品類の包装に用いられる包装材料は、内容物を保護することが必要である。特に、食品包装においては、蛋白質や油脂などの酸化や変質を抑制し、味や鮮度を保持するために用いられている。   Packaging materials used for packaging precision electronic components such as foods, pharmaceuticals, hard disks and semiconductor modules must protect the contents. In particular, in food packaging, it is used to suppress oxidation and alteration of proteins, fats and oils, and to maintain taste and freshness.

また無菌状態での取り扱いが必要とされる医薬品類においては、有効成分の変質を抑制し、効能を維持すること、さらに、精密電子部品類においては、金属部分の腐食、絶縁不良などを防止するために用いられている。即ち、包装材料を透過する酸素や水蒸気をバリアするガスバリア性を備える包装体が求められている。   In addition, for pharmaceuticals that require handling under aseptic conditions, the alteration of the active ingredient is suppressed and its efficacy is maintained. In addition, in precision electronic parts, corrosion of metal parts, insulation failure, etc. are prevented. It is used for. That is, there is a need for a package having a gas barrier property that barriers oxygen and water vapor that permeate the packaging material.

そのため、従来から温度、湿度などに影響されないアルミニウムなどの金属箔やアルミニウム蒸着フィルム、あるいは、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン‐ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリロニトリル(PAN)などの樹脂フィルムやこれらの樹脂をラミネートまたはコーティングしたプラスチックフィルムなどが好んで用いられてきた。   Therefore, metal foils such as aluminum and aluminum deposited films that are not affected by temperature, humidity, etc., or polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyacrylonitrile ( PAN) and the like, and plastic films laminated or coated with these resins have been used favorably.

ところが、アルミニウムなどの金属箔やアルミニウム蒸着フィルムを用いた包装材料は、ガスバリア性には優れるが、不透明であるため、包装材料を透過して内容物を識別することが難しいだけではなく、使用後の廃棄の際に不燃物として処理しなければならいないことや金属探知機による異物検査や、電子レンジでの加熱処理が出来ないことなどの欠点を有していた。   However, packaging materials using metal foils such as aluminum and aluminum vapor-deposited films are excellent in gas barrier properties, but are opaque, so it is difficult not only to identify the contents through the packaging material, but also after use. However, it has the disadvantages that it must be treated as an incombustible material at the time of disposal, and that it cannot be inspected for foreign matter by a metal detector and cannot be heated in a microwave oven.

また、ガスバリア性樹脂フィルムやガスバリア性樹脂をコーティングしたフィルムは、温度依存性が大きく、高いガスバリア性を維持できない。さらに、使用後のPVDCやPANなどは廃棄・焼却の際に有害物質が発生する原因となる可能性などの問題があった。   In addition, a gas barrier resin film or a film coated with a gas barrier resin is highly temperature dependent and cannot maintain high gas barrier properties. Furthermore, PVDC and PAN after use have problems such as the possibility of causing harmful substances during disposal and incineration.

そこで、これらの欠点を克服した包装用材料として、最近では酸化アルミニウム、酸化珪素などの無機酸化物を透明な高分子フィルム基材上に蒸着したガスバリア性フィルムが上市されている。   Therefore, as a packaging material that overcomes these drawbacks, a gas barrier film in which an inorganic oxide such as aluminum oxide or silicon oxide is vapor-deposited on a transparent polymer film substrate has recently been put on the market.

これらのガスバリア性蒸着フィルムは、透明性および酸素、水蒸気などのガスバリア性を有していることが知られ、金属箔などでは得ることの出来ない透明性とガスバリア性の両方を有する包装材料として好適とされており、酸化珪素SiOxを蒸着したフィルムは食品包装用フィルムとして用いられている。また、酸化珪素SiOxを蒸着用材料とした加熱方式による蒸着は、非常に成膜速度が速く、生産性が高い。   These gas barrier vapor-deposited films are known to have transparency and gas barrier properties such as oxygen and water vapor, and are suitable as packaging materials having both transparency and gas barrier properties that cannot be obtained with metal foil or the like. The film on which silicon oxide SiOx is deposited is used as a food packaging film. Further, vapor deposition by a heating method using silicon oxide SiOx as a vapor deposition material has a very high film forming speed and high productivity.

しかし、ここで用いられている蒸着用材料の酸化珪素のSiOx(0<x<2)は、珪素と二酸化珪素を原料として真空蒸着法により製造されるため、次に示すような欠点を有している。   However, the silicon oxide SiOx (0 <x <2), which is a deposition material used here, is manufactured by vacuum deposition using silicon and silicon dioxide as raw materials, and thus has the following drawbacks. ing.

真空蒸着法により製造される蒸着用材料の酸化珪素SiOx(0<x<2)は、大量生産に適した製造方法ではないため、材料費が高く、製造コストが高くなるという問題がある。また、この蒸着用材料の酸化珪素SiOx(0<x<2)は真密度に近い密度を有し、非常に緻密な構造になっている。   Silicon oxide SiOx (0 <x <2), which is a material for vapor deposition produced by a vacuum vapor deposition method, is not a production method suitable for mass production, and thus has a problem of high material costs and high production costs. Further, the silicon oxide SiOx (0 <x <2) of this vapor deposition material has a density close to the true density and has a very dense structure.

そのため、この蒸着用材料を蒸着させてガスバリアフィルムを製造した場合には、蒸着の際の加熱による熱衝撃や内部から発生するガスの圧力により、気化していない蒸着用材料が高温の粒子として飛散するスプラッシュという現象が発生するという問題がある。   Therefore, when a gas barrier film is manufactured by vapor deposition of this vapor deposition material, the vaporized vapor deposition material is scattered as high-temperature particles due to the thermal shock caused by heating during vapor deposition or the pressure of gas generated from the inside. There is a problem that a phenomenon called splash occurs.

高温の粒子が高分子フィルム上に到達した際には、ピンホールや異物が生じ、ガスバリア性の低下および外観不良となる。さらに、加熱方式の中で、特に電子銃による加熱は、より大きい熱衝撃を蒸着用材料が受けることで上記のスプラッシュと異物の発生がより顕著に現れる。   When high-temperature particles reach the polymer film, pinholes and foreign matters are generated, resulting in a deterioration in gas barrier properties and poor appearance. Further, among the heating methods, particularly when heated by an electron gun, the above-described splash and foreign matter are more prominently generated by the deposition material receiving a larger thermal shock.

これに対して珪素と二酸化珪素からなる混合蒸着用材料は、比較的安価であるが、加熱時に一酸化珪素よりも蒸気圧が高いために蒸発しにくく、さらに溶融型の蒸着用材料であるため、より大きい熱衝撃が必要となり、蒸着用材料が飛散してスプラッシュが発生しやすい。また、二酸化珪素の分解による酸素ガスの発生で成膜室内の圧力が上昇し、蒸着速度の低下、つまり生産性の低下が起こる。さらに蒸着膜密度の低下による蒸着膜のガスバリア性の低下を引き起こす問題もある(特許文献1)。   On the other hand, a mixed vapor deposition material made of silicon and silicon dioxide is relatively inexpensive, but it is difficult to evaporate because it has a higher vapor pressure than silicon monoxide during heating, and it is a melt-type vapor deposition material. Therefore, a larger thermal shock is required, and the vapor deposition material is scattered and splash is likely to occur. In addition, the generation of oxygen gas due to the decomposition of silicon dioxide increases the pressure in the film formation chamber, which lowers the deposition rate, that is, reduces productivity. Furthermore, there is also a problem that causes the gas barrier property of the deposited film to be lowered due to the lowered deposited film density (Patent Document 1).

また、特許文献1において、Si100重量部に対してSi酸化物が100〜250重量部と記載されているが、この範囲では酸素と珪素の原子数の比(O/Si)で表すと0.6〜1.1となり、この状態でもスプラッシュの発生を抑えることは十分とは言えない。   Further, in Patent Document 1, although Si oxide is described as 100 to 250 parts by weight with respect to 100 parts by weight of Si, in this range, the ratio of oxygen to silicon atoms (O / Si) is 0. 6 to 1.1, and even in this state, it is not sufficient to suppress the occurrence of splash.

さらに、珪素と二酸化珪素からなる混合蒸着用材料において、二酸化珪素から発生する酸素ガスによるバリア劣化を防ぐために設定された酸素と珪素の原子数の比(O/Si)では、十分な透明性が得られない。(特許文献2)   Furthermore, in a mixed vapor deposition material composed of silicon and silicon dioxide, sufficient transparency is obtained with the ratio of the number of oxygen atoms to silicon (O / Si) set to prevent barrier deterioration due to oxygen gas generated from silicon dioxide. I can't get it. (Patent Document 2)

特許第3191321号公報Japanese Patent No. 3191321 特許第3267637号公報Japanese Patent No. 3267737

本発明は、以上の従来技術の問題を解決しようとするものであり、スプラッシュ現象の発生が抑制できる珪素と珪素酸化物を含有する蒸着用材料と、それを用いて加熱蒸着により成膜された透明ガスバリア性蒸着フィルムを提供することを目的とする。   The present invention is intended to solve the above-described problems of the prior art, and a deposition material containing silicon and silicon oxide that can suppress the occurrence of a splash phenomenon, and a film formed by heating deposition using the same. It aims at providing a transparent gas barrier vapor deposition film.

上記の課題を解決するために、発明者らは鋭意検討を行い、本発明を完成した。   In order to solve the above problems, the inventors have intensively studied and completed the present invention.

本発明の請求項1に係る発明は、金属珪素と珪素酸化物とを混合させた加熱方式の蒸着用材料であって、嵩密度が0.6g/cm以上2.0g/cm未満の範囲である蒸着用材料において、
酸素と珪素の原子数の比(O/Si)が1.2〜2.0の範囲であり、かつ、前記珪素酸化物が結晶構造を少なくとも20%以上含んでいる二酸化珪素であることを特徴とする蒸着用材料である。
The invention according to claim 1 of the present invention is a heating type vapor deposition material in which metallic silicon and silicon oxide are mixed, and has a bulk density of 0.6 g / cm 3 or more and less than 2.0 g / cm 3 . In the range of deposition materials,
The ratio of the number of oxygen atoms to silicon (O / Si) is in the range of 1.2 to 2.0, and the silicon oxide is silicon dioxide containing at least 20% of crystal structure. It is a material for vapor deposition.

本発明の請求項2に係る発明は、珪素系混合物と錫系材料とを混合させた加熱方式の蒸着用材料であって、嵩密度が0.6g/cm以上2.0g/cm未満の範囲である蒸着用材料において、
前記珪素系混合物が金属珪素と珪素酸化物とを混合させた混合物からなり、酸素と珪素の原子数の比(O/Si)が1.2〜2.0の範囲であり、かつ、前記珪素酸化物が結晶構造を少なくとも20%以上含んでいる二酸化珪素であり、
前記錫系材料が金属錫または酸化錫あるいは錫を含む化合物であり、
前記珪素系混合物100重量%に対して前記錫系材料を1〜50重量%含んでいることを特徴とする蒸着用材料である。
The invention according to claim 2 of the present invention is a heating type vapor deposition material in which a silicon-based mixture and a tin-based material are mixed, and has a bulk density of 0.6 g / cm 3 or more and less than 2.0 g / cm 3. In the deposition material that is in the range of
The silicon-based mixture is made of a mixture of metal silicon and silicon oxide, the ratio of the number of oxygen atoms to silicon (O / Si) is in the range of 1.2 to 2.0, and the silicon The oxide is silicon dioxide containing a crystal structure of at least 20% or more,
The tin-based material is metal tin, tin oxide or a compound containing tin,
An evaporation material comprising 1 to 50% by weight of the tin-based material with respect to 100% by weight of the silicon-based mixture.

本発明の請求項3に係る発明は、請求項1に記載の蒸着用材料を加熱方式で蒸発させて蒸着したことを特徴とする透明ガスバリア性蒸着フィルムである。   The invention according to claim 3 of the present invention is a transparent gas barrier vapor-deposited film obtained by evaporating the vapor deposition material according to claim 1 by a heating method.

本発明の請求項4に係る発明は、請求項2に記載の蒸着用材料を加熱方式で蒸発させて蒸着したことを特徴とする透明ガスバリア性蒸着フィルムである。   The invention according to claim 4 of the present invention is a transparent gas barrier vapor-deposited film obtained by evaporating the vapor deposition material according to claim 2 by a heating method.

本発明の請求項5に係る発明は、前記加熱方式が電子ビーム方式であることを特徴とする請求項3または4に記載の透明ガスバリア性蒸着フィルムである。   The invention according to claim 5 of the present invention is the transparent gas barrier vapor-deposited film according to claim 3 or 4, wherein the heating method is an electron beam method.

本発明の蒸着用材料によれば、生産性向上のために高い出力での電子ビーム加熱蒸着法を利用した場合でも、スプラッシュ現象を抑制でき、高いガスバリア性を有する蒸着フィルムを得ることができる。   According to the vapor deposition material of the present invention, a splash phenomenon can be suppressed and a vapor deposition film having high gas barrier properties can be obtained even when an electron beam heating vapor deposition method with a high output is used to improve productivity.

本発明の透明ガスバリア性蒸着フィルムの層構成の一例を示す断面説明図である。It is sectional explanatory drawing which shows an example of the layer structure of the transparent gas barrier vapor deposition film of this invention. 本発明の透明ガスバリア性蒸着フィルムを製造する装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the apparatus which manufactures the transparent gas barrier vapor deposition film of this invention.

以下に、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は、本発明の透明ガスバリア性蒸着フィルムの層構成の一例を示す断面説明図である。透明ガスバリア性蒸着フィルム8は、高分子フィルム基材1の上に金属珪素(Si)と珪素酸化物(SiOx)、あるいは、これらと金属錫(Sn)または酸化錫(SnOまたはSnO)あるいはそれらを含む化合物の混合物からなる蒸着用材料を真空蒸着し無機酸化物膜2を形成されている。このようにすることで、無機酸化物膜2の均一性およびガスバリア性能を得ることができる。 FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing an example of the layer structure of the transparent gas barrier vapor deposition film of the present invention. The transparent gas barrier vapor-deposited film 8 is made of metal silicon (Si) and silicon oxide (SiOx) on the polymer film substrate 1, or metal tin (Sn) or tin oxide (SnO or SnO 2 ), or these The inorganic oxide film 2 is formed by vacuum-depositing a vapor deposition material made of a mixture of compounds containing s. By doing in this way, the uniformity and gas barrier performance of the inorganic oxide film 2 can be obtained.

成膜手段としては、真空蒸着方式のうち、電子ビームやレーザービーム等による加熱蒸着法が好ましく、特に電子ビーム加熱蒸着法が、成膜速度や無機酸化物である蒸着用材料への昇温降温が短時間で行える点で有効である。   As the film forming means, a heating vapor deposition method using an electron beam or a laser beam is preferable among the vacuum vapor deposition methods, and in particular, the electron beam heat vapor deposition method is a film formation rate or a temperature rising / falling temperature on an evaporation material which is an inorganic oxide. Is effective in that it can be performed in a short time.

また、珪素酸化物(SiOx)は結晶構造を少なくとも20%以上含んでいる二酸化珪素(SiO)が好ましい。このために、電子ビームによって二酸化珪素から、酸素ガスを脱離させ、この酸素ガスを、金属珪素と、あるいは金属錫または酸化錫あるいはそれらを含む化合物と反応させることができる。また、無機酸化物膜2は、高分子フィルム基材1の両面に形成しても、多層にしても、表裏で異なる組成の無機酸化物膜としてもよい。 The silicon oxide (SiOx) is preferably silicon dioxide (SiO 2 ) containing at least 20% of a crystal structure. For this purpose, oxygen gas can be desorbed from silicon dioxide by an electron beam, and this oxygen gas can be reacted with metallic silicon, metallic tin, tin oxide or a compound containing them. In addition, the inorganic oxide film 2 may be formed on both surfaces of the polymer film substrate 1, may be multilayered, or may be an inorganic oxide film having a different composition on the front and back sides.

高分子フィルム基材1は、特に制限を受けるものではなく公知のものを使用することができる。例えば、ポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル系(ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等)、ポリアミド系(ナイロン―6、ナイロン―66等)、ポリスチレン、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネイト、ポリエーテルスルホン、アクリル、セルロース系(トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース等)などの高分子のフィルム基材が挙げられるが、特に限定されない。   The polymer film substrate 1 is not particularly limited, and a known one can be used. For example, polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester (polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, etc.), polyamide (nylon-6, nylon-66, etc.), polystyrene, ethylene vinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyimide, polyvinyl alcohol , Polymer film bases such as polycarbonate, polyethersulfone, acrylic, and cellulose (triacetylcellulose, diacetylcellulose, etc.), but not particularly limited.

また高分子フィルム基材1としては、透明性を有するフィルムであることが好ましい。透明ガスバリア性蒸着フィルムを形成することができる。また、厚さとしては、特に制限を受けるものではなく、蒸着加工などの加工性を考慮すると、実用的には6〜188μmの厚み範囲が好ましい。   The polymer film substrate 1 is preferably a transparent film. A transparent gas barrier vapor deposition film can be formed. In addition, the thickness is not particularly limited, and a thickness range of 6 to 188 μm is preferable for practical use in consideration of workability such as vapor deposition.

金属珪素と二酸化珪素からなる混合蒸着用材料によって高分子フィルム基材1の表面上に形成される無機酸化物膜2の厚さは、一般的には5〜300nmの範囲内が望ましく、その値は適宜選択される。   In general, the thickness of the inorganic oxide film 2 formed on the surface of the polymer film substrate 1 by the mixed vapor deposition material composed of metallic silicon and silicon dioxide is desirably in the range of 5 to 300 nm. Is appropriately selected.

ただし、その厚さが5nm未満であると均一な膜が得られないことや膜厚が十分ではないことがあり、十分なバリア性能を発揮できない場合がある。また、膜厚が300nmを超える場合は、膜にフレキシビリティを保持させることができず、成膜後に折り曲げ、引張りなどの外的要因により、無機酸化物膜2に亀裂が生じる恐れがある。   However, if the thickness is less than 5 nm, a uniform film may not be obtained or the film thickness may not be sufficient, and sufficient barrier performance may not be exhibited. When the film thickness exceeds 300 nm, the film cannot retain flexibility, and there is a possibility that the inorganic oxide film 2 may crack due to external factors such as bending and tension after the film formation.

蒸着用材料として使用される金属珪素と珪素酸化物、および金属錫または酸化錫あるいはそれらを含む化合物からなる混合材料は、酸素と珪素の原子数の比(O/Si)および錫と珪素の原子数の比(Sn/Si)、金属珪素と珪素酸化物の合計の重量に対して混合する金属錫または酸化錫あるいはそれらを含む化合物の重量、および嵩密度などを管理することで、電子ビームによる熱衝撃に対して破壊され難く、即ち、耐熱衝撃性が向上し、スプラッシュ現象を抑制するものである。   A mixed material composed of metallic silicon and silicon oxide and metallic tin or tin oxide or a compound containing them used as a material for vapor deposition has a ratio of the number of atoms of oxygen and silicon (O / Si) and atoms of tin and silicon. By controlling the ratio of the number (Sn / Si), the weight of the metal tin or tin oxide mixed with the total weight of the metal silicon and silicon oxide, or the compound containing them, and the bulk density, etc. It is difficult to be destroyed by thermal shock, that is, the thermal shock resistance is improved and the splash phenomenon is suppressed.

そして、電子ビーム加熱による蒸着の際には、蒸着用混合材料の嵩密度を管理することで、緻密構造にならないようにして熱伝導性を低くすることと、低い熱伝導性を持つ二酸化珪素を混合したことにより、電子ビーム加熱による急激な温度上昇による突沸の発生を抑制し、スプラッシュ現象を低減させたものである。   And in the case of vapor deposition by electron beam heating, by controlling the bulk density of the vapor deposition mixed material, the thermal conductivity is lowered so as not to become a dense structure, and silicon dioxide having a low thermal conductivity is added. By mixing, the occurrence of bumping due to a rapid temperature rise due to electron beam heating is suppressed, and the splash phenomenon is reduced.

また、二酸化珪素が加熱されると酸素ガスが脱離し、加熱された珪素も二酸化珪素から発生した酸素ガスが近傍にあるため、突沸することなく酸化反応しSiOx蒸気となる。また、錫を主とする化合物もSnOy蒸気となることで、高分子フィルム基材1上にSiOx・SnOy複合膜を形成できる。また、蒸着材料の表層には溶融した二酸化珪素が残ることでスプラッシュを抑制していると考えられる。   Further, when silicon dioxide is heated, oxygen gas is desorbed, and the heated silicon is also in the vicinity of oxygen gas generated from silicon dioxide, so that it undergoes an oxidation reaction without being bumped into SiOx vapor. In addition, the compound mainly composed of tin also becomes SnOy vapor, whereby a SiOx / SnOy composite film can be formed on the polymer film substrate 1. Moreover, it is thought that the splash is suppressed because the molten silicon dioxide remains on the surface layer of the vapor deposition material.

本発明の金属珪素と珪素酸化物を混合させた蒸着用材料に関して、その酸素と珪素の原子数の比(O/Si)は1.2〜2.0の範囲である必要がある。さらにスプラッシュレスなプロセスには1.2〜1.8の範囲がより好ましい。引用文献1の記載範囲となるO/Siが1.1以下では、スプラッシュにより、高分子フィルム基材1上に形成された無機酸化物膜2にピンホールおよび外観不良が発生し、O/Siが2.0を超えると、無機酸化物膜2の組成が二酸化珪素(SiO)に近づくことでバリア劣化が生じる。 Regarding the vapor deposition material in which the metallic silicon and silicon oxide of the present invention are mixed, the ratio of the number of oxygen atoms to silicon (O / Si) needs to be in the range of 1.2 to 2.0. Further, a range of 1.2 to 1.8 is more preferable for a splashless process. When O / Si, which is in the description range of the cited document 1, is 1.1 or less, pinholes and appearance defects occur in the inorganic oxide film 2 formed on the polymer film substrate 1 due to splash, and O / Si Exceeds 2.0, the composition of the inorganic oxide film 2 approaches that of silicon dioxide (SiO 2 ), resulting in barrier degradation.

また、混合蒸着用材料の嵩密度は0.6g/cm以上2.0g/cm未満の範囲である必要がある。さらには0.8〜1.8g/cmの範囲が好ましい。混合蒸着用材料
の嵩密度が0.6g/cm以下では、蒸着用材料の割れや飛散が発生し易く、嵩密度が2.0以上では、材料の蒸発に必要なエネルギーがより必要となるため、高分子フィルムへの熱負荷が大きくなり、また蒸発レートが低くなり、蒸着速度の低下、つまり生産性が低下する。
The bulk density of the mixed vapor deposition material needs to be in the range of 0.6 g / cm 3 or more and less than 2.0 g / cm 3 . Furthermore, the range of 0.8-1.8 g / cm < 3 > is preferable. If the bulk density of the mixed vapor deposition material is 0.6 g / cm 3 or less, cracking or scattering of the vapor deposition material is likely to occur, and if the bulk density is 2.0 or more, more energy is required for evaporation of the material. For this reason, the heat load on the polymer film increases, the evaporation rate decreases, and the deposition rate decreases, that is, the productivity decreases.

ここで用いる珪素酸化物は、少なくとも20%以上X線的に結晶構造を有している二酸化珪素を使用することが必要である。二酸化珪素の結晶部分と非晶部分の測定には、X線回折装置(XRD)を用いて、それぞれのピークを分離し、積分強度の比から結晶化度を求めたものである。結晶化度20%未満、つまり結晶構造20%未満の二酸化珪素を使用すると、蒸着用材料の蒸発レートおよび蒸着膜のガスバリア性が劣る。   As the silicon oxide used here, it is necessary to use silicon dioxide having an X-ray crystal structure of at least 20% or more. For the measurement of the crystal part and the amorphous part of silicon dioxide, each peak was separated using an X-ray diffractometer (XRD), and the crystallinity was determined from the ratio of integrated intensity. When silicon dioxide having a crystallinity of less than 20%, that is, a crystal structure of less than 20% is used, the evaporation rate of the deposition material and the gas barrier property of the deposited film are inferior.

さらに、金属珪素と珪素酸化物からなる蒸着用材料は、それぞれ同程度の粒径を用いると混合し易く、1〜100μmの範囲の粉末を用いることで蒸着用材料の昇温プロセスが簡易になる。これは、金属である珪素が蒸着用材料に均一に混合されることで、材料が温まり易く電子ビームのデフォーカスが起こりにくいためと考えられる。   Furthermore, vapor deposition materials made of metal silicon and silicon oxide are easy to mix when using the same particle size, and the temperature rising process of the vapor deposition material is simplified by using powder in the range of 1 to 100 μm. . This is presumably because the silicon, which is a metal, is uniformly mixed with the vapor deposition material, so that the material is likely to be warmed and the electron beam is not easily defocused.

また、本発明の金属珪素と珪素酸化物に、それらの合計の重量に対して金属錫または酸化錫あるいはそれらを含む化合物の割合が1〜50重量%が望ましく、さらに安定した材料の蒸発には1〜30重量%の範囲が好ましい。1重量%未満では、蒸着用材料に含まれるSnOyが少ないため、蒸着膜に十分に均一にSnOyを混入させることができない。また、50重量%を超えると、低融点であるSn由来の突沸によるスプラッシュが発生および蒸発レートの低下により、蒸着膜のガスバリアが低下する。   In addition, in the metal silicon and silicon oxide of the present invention, the ratio of metal tin or tin oxide or a compound containing them is preferably 1 to 50% by weight with respect to the total weight of the metal silicon and silicon oxide. A range of 1 to 30% by weight is preferred. If it is less than 1% by weight, the amount of SnOy contained in the vapor deposition material is small, so that SnOy cannot be mixed sufficiently uniformly into the vapor deposition film. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the gas barrier of the deposited film is lowered due to the occurrence of splash due to bumping derived from Sn having a low melting point and the lowering of the evaporation rate.

また、本発明の透明ガスバリア性蒸着フィルム8は、金属珪素と珪素酸化物の合計の重量に対し、金属錫または酸化錫あるいはそれらを含む化合物の割合が1〜30重量%の範囲にすることと、特定の嵩密度にすることで、従来の蒸着用材料に比べスプラッシュ現象を生じさせることなく、高いバリア性を有する透明ガスバリア性蒸着フィルムを得ることができる。   The transparent gas barrier vapor-deposited film 8 of the present invention has a ratio of metal tin, tin oxide or a compound containing them in the range of 1 to 30% by weight with respect to the total weight of metal silicon and silicon oxide. By setting the specific bulk density, a transparent gas barrier vapor-deposited film having high barrier properties can be obtained without causing a splash phenomenon as compared with conventional vapor deposition materials.

また、金属珪素と珪素酸化物と金属錫または酸化錫あるいはそれらを含む化合物を、上記の割合で混合した蒸着用材料を用い得られた蒸着膜は、金属珪素と珪素酸化物のみから成る蒸着膜に比べて、蒸着膜の平均粒子径が1.5〜3.0倍に粒成長させることができる。粒成長の進んだ蒸着膜では、水蒸気などのガスの通り易いとされる粒界が減るため、ガスバリア性能が向上する。   Further, a vapor deposition film obtained by using a vapor deposition material in which metal silicon, silicon oxide, metal tin, tin oxide or a compound containing them is mixed in the above ratio is a vapor deposition film composed only of metal silicon and silicon oxide. In comparison with the above, the average particle diameter of the deposited film can be grown 1.5 to 3.0 times. In the vapor deposition film with advanced grain growth, the gas barrier performance is improved because the grain boundary, which is assumed to be easy to pass gas such as water vapor, is reduced.

図2は、本発明の透明ガスバリア性蒸着フィルムを製造する装置の一例を示す説明図である。蒸着装置9は、真空蒸着装置の蒸着室の内部にあって、具体的には、電子ビーム加熱方式で、上方に、成膜ロール3があり、この成膜ロール3に高分子フィルム基材1を抱かせて走行させて、下方の坩堝6から蒸着用材料5を加熱蒸発させ、高分子フィルム基材1の表面に無機酸化物膜2を形成させ、ガスバリア性蒸着フィルムを形成させるものである。Aは、高分子フィルム基材1の進行方向を示している。透明性を有する高分子フィルム基材を用いることで、透明ガスバリア性蒸着フィルム8が作製できる。   FIG. 2 is an explanatory view showing an example of an apparatus for producing the transparent gas barrier vapor deposition film of the present invention. The vapor deposition apparatus 9 is located inside the vapor deposition chamber of the vacuum vapor deposition apparatus. Specifically, the vapor deposition apparatus 9 is an electron beam heating method, and has a film forming roll 3 on the upper side. The vapor deposition material 5 is heated and evaporated from the lower crucible 6 to form an inorganic oxide film 2 on the surface of the polymer film substrate 1, thereby forming a gas barrier vapor deposition film. . A indicates the traveling direction of the polymer film substrate 1. The transparent gas barrier vapor deposition film 8 can be produced by using a polymer film substrate having transparency.

坩堝6は、蒸着用材料移動台車7の上に設置され、電子銃(図示していない)から放出する電子ビーム4が坩堝6の上方より照射され、坩堝6中の蒸着用材料5に照射され、加熱蒸発される。また、蒸着用材料5の同一位置にのみ、電子ビーム4が照射されないように、電子ビーム4を走査させたり、蒸着用材料移動台車7を移動させたりするようになっている。   The crucible 6 is installed on a vapor deposition material moving carriage 7, an electron beam 4 emitted from an electron gun (not shown) is irradiated from above the crucible 6, and the vapor deposition material 5 in the crucible 6 is irradiated. Evaporate by heating. Further, the electron beam 4 is scanned or the evaporation material moving carriage 7 is moved so that the electron beam 4 is not irradiated only on the same position of the evaporation material 5.

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。   Specific examples of the present invention will be described below.

金属珪素(Si)には、50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用し、二酸化珪素(SiO)には結晶構造を95%以上含み、50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用した。まず、酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)を1.5となるように混合した金属珪素と二酸化珪素からなる混合蒸着用材料を作製した。この混合蒸着用材料を嵩密度が1.0g/cmとなるようにプレス成型した。 For metal silicon (Si), a powder having a diameter of 50 μm or less is 95% or more, and for silicon dioxide (SiO 2 ), a powder having a crystal structure of 95% or more and a diameter of 50 μm or less is 95. % Or more was used. First, a mixed vapor deposition material made of metal silicon and silicon dioxide mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.5 was produced. This mixed vapor deposition material was press-molded so that the bulk density was 1.0 g / cm 3 .

電子ビーム加熱方式の真空蒸着装置で、電子銃から放出する電子ビームを混合蒸着用材料に照射し蒸発させ、無機酸化物膜が約50nmとなるよう成膜ロールのスピードを調整し、高分子フィルム基材(ポリエステルフィルム12μm)上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。   Electron beam heating-type vacuum deposition equipment irradiates the mixed deposition material with the electron beam emitted from the electron gun and evaporates it, and adjusts the speed of the film-forming roll so that the inorganic oxide film has a thickness of about 50 nm. A gas barrier vapor-deposited film was produced by forming a film on a substrate (polyester film 12 μm).

実施例1と同様の金属珪素と、二酸化珪素には100重量%のうち、結晶構造を持たない二酸化珪素粉末20重量%と結晶構造を持つ二酸化珪素粉末80重量%が混合され、50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用した。これを実施例1と同様に酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)を1.5となるように混合した金属珪素と二酸化珪素からなる混合蒸着用材料を作製した。また、嵩密度を1.0g/cmとなるようにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。 The same metallic silicon as in Example 1 and silicon dioxide were mixed with 100% by weight of 20% by weight of silicon dioxide powder having no crystal structure and 80% by weight of silicon dioxide powder having a crystal structure, and having a diameter of 50 μm or less. A powder having 95% or more of was used. In the same manner as in Example 1, a mixed vapor deposition material composed of metal silicon and silicon dioxide mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.5 was produced. Further, after press molding so that the bulk density is 1.0 g / cm 3 , an inorganic oxide film made of a silicon oxide film is similarly formed on the above polymer film substrate by an electron beam heating type vapor deposition apparatus. A gas barrier vapor-deposited film was produced.

実施例1と同様の金属珪素と、二酸化珪素には100重量%のうち、結晶構造を持たない二酸化珪素粉末40重量%と結晶構造を持つ二酸化珪素粉末60重量%が混合され、50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用した。これを実施例1と同様に酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)を1.5となるように混合した金属珪素と二酸化珪素からなる混合蒸着用材料を作製した。また、嵩密度を1.0g/cmとなるようにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。 In 100% by weight of the same metallic silicon as in Example 1 and silicon dioxide, 40% by weight of silicon dioxide powder having no crystal structure and 60% by weight of silicon dioxide powder having a crystal structure are mixed, and the diameter is 50 μm or less. A powder having 95% or more of was used. In the same manner as in Example 1, a mixed vapor deposition material composed of metal silicon and silicon dioxide mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.5 was produced. Further, after press molding so that the bulk density is 1.0 g / cm 3 , an inorganic oxide film made of a silicon oxide film is similarly formed on the above polymer film substrate by an electron beam heating type vapor deposition apparatus. A gas barrier vapor-deposited film was produced.

実施例1と同様の金属珪素と、二酸化珪素には100重量%のうち、結晶構造を持たない二酸化珪素粉末60重量%と結晶構造を持つ二酸化珪素粉末40重量%が混合され、50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用した。これを実施例1と同様に酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)を1.5となるように混合した金属珪素と二酸化珪素からなる混合蒸着用材料を作製した。また、嵩密度を1.0g/cmとなるようにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。 The same metallic silicon as in Example 1 and silicon dioxide are mixed with 60% by weight of silicon dioxide powder having no crystal structure and 40% by weight of silicon dioxide powder having a crystal structure out of 100% by weight, and the diameter is 50 μm or less. A powder having 95% or more of was used. In the same manner as in Example 1, a mixed vapor deposition material composed of metal silicon and silicon dioxide mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.5 was produced. Further, after press molding so that the bulk density is 1.0 g / cm 3 , an inorganic oxide film made of a silicon oxide film is similarly formed on the above polymer film substrate by an electron beam heating type vapor deposition apparatus. A gas barrier vapor-deposited film was produced.

実施例1と同様の金属珪素と、二酸化珪素には100重量%のうち、結晶構造を持たない二酸化珪素粉末80重量%と結晶構造を持つ二酸化珪素粉末20重量%が混合され、50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用した。これを実施例1と同様に酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)を1.5となるように混合した金属珪素と二酸化珪素からなる混合蒸着用材料を作製した。また、嵩密度を1.0g/cmとなるようにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。 Metallic silicon similar to Example 1 and silicon dioxide are mixed with 80% by weight of silicon dioxide powder having no crystal structure and 20% by weight of silicon dioxide powder having a crystal structure out of 100% by weight, and the diameter is 50 μm or less. A powder having 95% or more of was used. In the same manner as in Example 1, a mixed vapor deposition material composed of metal silicon and silicon dioxide mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.5 was produced. Further, after press molding so that the bulk density is 1.0 g / cm 3 , an inorganic oxide film made of a silicon oxide film is similarly formed on the above polymer film substrate by an electron beam heating type vapor deposition apparatus. A gas barrier vapor-deposited film was produced.

実施例1で作製した金属珪素(Si)と酸化珪素(SiO)混合蒸着用材料の合計の重量に対して金属錫(Sn)を20重量%加えた。Snには50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを用い、これを実施例1と同様に嵩密度を1.0g/cmとなるようにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素・酸化錫(SiOx・SnOx)複合膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。 20% by weight of metal tin (Sn) was added to the total weight of the metal silicon (Si) and silicon oxide (SiO 2 ) mixed vapor deposition material prepared in Example 1. For Sn, a powder having a diameter of 50 μm or less of 95% or more was used, and this was press-molded so as to have a bulk density of 1.0 g / cm 3 in the same manner as in Example 1, followed by electron beam heating in the same manner. An inorganic oxide film composed of a silicon oxide / tin oxide (SiOx / SnOx) composite film was formed on the above polymer film substrate by using a vapor deposition apparatus of the type to prepare a gas barrier vapor deposition film.

以下に、本発明の比較例について説明する。   Below, the comparative example of this invention is demonstrated.

<比較例1>
実施例1と同様の金属珪素と、二酸化珪素には結晶構造を持たない二酸化珪素粉末が混合され、50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用した。これを実施例1と同様に酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)を1.5となるように混合し、嵩密度を1.0g/cmになうようにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。
<Comparative Example 1>
The same metallic silicon as in Example 1 and silicon dioxide powder having no crystal structure were mixed with silicon dioxide, and a powder having a diameter of 50 μm or less and 95% or more was used. As in Example 1, this was mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.5, and pressed so that the bulk density was 1.0 g / cm 3. After molding, similarly, an inorganic oxide film made of a silicon oxide film was formed on the above polymer film substrate with an electron beam heating type vapor deposition apparatus to produce a gas barrier vapor deposition film.

<比較例2>
真空蒸着法による蒸着用材料に粉末一酸化珪素(SiO)を使用し、これを実施例1と同様に嵩密度を1.0g/cmとなるようにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。
<Comparative example 2>
Powdered silicon monoxide (SiO) is used as a material for vapor deposition by vacuum vapor deposition, and this is press-molded so as to have a bulk density of 1.0 g / cm 3 in the same manner as in Example 1, followed by electron beam heating in the same manner. An inorganic oxide film made of silicon oxide was formed on the polymer film substrate with a vapor deposition apparatus of the type to produce a gas barrier vapor deposition film.

<比較例3>
実施例1と同様の金属珪素と二酸化珪素粉末を用いて、その酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)が1.0となるように混合した。これを実施例1と同様に嵩密度を1.0g/cmにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。
<Comparative Example 3>
The same metal silicon and silicon dioxide powder as in Example 1 were mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.0. This was press-molded to a bulk density of 1.0 g / cm 3 in the same manner as in Example 1, and an inorganic oxide film made of a silicon oxide film was similarly formed by the electron beam heating type vapor deposition apparatus. A gas barrier vapor deposition film was produced by forming a film thereon.

<比較例4>
実施例1と同様の金属珪素と二酸化珪素粉末を用いて、その酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)が1.5となるように混合した。これを実施例1と同様に嵩密度を2.0g/cmにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。
<Comparative Example 4>
The same metal silicon and silicon dioxide powder as in Example 1 were mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.5. This was press-molded to a bulk density of 2.0 g / cm 3 in the same manner as in Example 1, and then an inorganic oxide film made of a silicon oxide film was similarly formed by the electron beam heating type vapor deposition apparatus. A gas barrier vapor deposition film was produced by forming a film thereon.

<比較例5>
実施例1と同様の金属珪素と二酸化珪素粉末を用いて、その酸素の原子数と珪素の原子数の比(O/Si)が1.5となるように混合した。さらに、この混合材料の合計の重量に対して、金属錫を50重量%混合した。これを実施例1と同様に嵩密度を1.0g/cmにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で酸化珪素・酸化錫(SiOx・SnOy)複合膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。
<Comparative Example 5>
The same metal silicon and silicon dioxide powder as in Example 1 were mixed so that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.5. Furthermore, 50% by weight of metallic tin was mixed with respect to the total weight of the mixed material. This was press molded to a bulk density of 1.0 g / cm 3 in the same manner as in Example 1, and then similarly an inorganic oxide comprising a silicon oxide / tin oxide (SiOx / SnOy) composite film by an electron beam heating type vapor deposition apparatus. The film was formed on the above polymer film substrate to produce a gas barrier vapor deposition film.

<比較例6>
実施例1と同様の混合蒸着用材料を使用した。これを実施例1と同様に嵩密度を1.0g/cmにプレス成型した後、同様に電子ビーム加熱方式の蒸着装置で蒸着する際に酸素を導入し、酸化珪素・酸化錫(SiOx・SnOy)複合膜からなる無機酸化物膜を上記の高分子フィルム基材上に成膜し、ガスバリア性蒸着フィルムを作製した。
<Comparative Example 6>
The same mixed vapor deposition material as in Example 1 was used. This was press-molded to a bulk density of 1.0 g / cm 3 in the same manner as in Example 1, and then oxygen was introduced when vapor-deposited by an electron beam heating type vapor deposition apparatus in the same manner, and silicon oxide / tin oxide (SiOx · An inorganic oxide film composed of a SnOy) composite film was formed on the above polymer film substrate to produce a gas barrier vapor deposition film.

実施例1から6および、比較例1から6のガスバリア性蒸着フィルムについて、下記の方法で、スプラッシュの発生をチェックし、水蒸気透過度を測定した。また混合蒸着用材料を蒸発させて蒸着した無機酸化物膜の酸素と珪素の原子数の比(O/Si)および酸素と珪素と錫の合計の原子数の比{O/(Si+Sn)比}を測定した。その結果を表1〜3に示す。   About the gas-barrier vapor deposition film of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-6, generation | occurrence | production of the splash was checked with the following method, and the water-vapor-permeation rate was measured. Further, the ratio of the number of atoms of oxygen and silicon (O / Si) and the ratio of the total number of atoms of oxygen, silicon and tin {O / (Si + Sn) ratio} of the inorganic oxide film deposited by evaporating the material for mixed vapor deposition Was measured. The results are shown in Tables 1-3.

評価方法は、以下の方法で行った。   The evaluation method was performed by the following method.

<水蒸気透過度>
実施例1から8および比較例1から5のガスバリア性蒸着フィルムの水蒸気透過度を水蒸気透過度測定装置(モダンコントロール社製 MOCON PERMATRAN 3/21)を用いて40℃90%RHの雰囲気で測定した。
<Water vapor permeability>
The water vapor permeability of the gas barrier vapor-deposited films of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 was measured in a 40 ° C. and 90% RH atmosphere using a water vapor permeability measuring device (MOCON PERMATRAN 3/21 manufactured by Modern Control). .

<スプラッシュ>
実施例1、6から8および比較例2から5のガスバリア性蒸着フィルムを、それぞれ500mm幅100m長について、目視によって、スプラッシュによるピンホールや異物がない無いかを調べた。スプラッシュによるピンホールや異物が無い場合を○とし、スプラッシュによるピンホールや異物が1から10個までを△とし、スプラッシュによるピンホールや異物が11個以上あるものを×とした。
<Splash>
The gas barrier vapor-deposited films of Examples 1 and 6 to 8 and Comparative Examples 2 to 5 were each visually examined for the presence of pinholes and foreign matters due to splash for a width of 500 mm and a length of 100 m. The case where there was no pinhole or foreign matter due to splash was marked as ◯, the number of pinholes or foreign matter due to splash was 1 to 10, and the case where there were 11 or more pinholes or foreign matter due to splash was marked as x.

<蒸着膜のO/SiおよびO/(Si+Sn)>
実施例6および8、比較例5のガスバリア性蒸着フィルムの蒸着膜の酸素と珪素の原子数の比(O/Si)および、酸素と珪素と錫の合計の原子数の比{O/(Si+Sn)比}を以下の方法で測定した。サンプリング方法:無機酸化物膜が形成された高分子フィルム基材を10mm×10mm角に切り取った。
<O / Si and O / (Si + Sn) of the deposited film>
The ratio of the number of atoms of oxygen and silicon (O / Si) in the vapor deposition films of the gas barrier vapor deposition films of Examples 6 and 8 and Comparative Example 5 and the ratio of the total number of atoms of oxygen, silicon and tin {O / (Si + Sn ) Ratio} was measured by the following method. Sampling method: The polymer film substrate on which the inorganic oxide film was formed was cut into 10 mm × 10 mm squares.

測定器と測定方法:X線光電子分光装置(ESCA)により、無機酸化物膜の組成分析を行った。Arイオンで蒸着膜の深さ方向に組成分析を3回以上繰り返し、その平均を求め、酸素と珪素の原子数の比(O/Si)および酸素と珪素と錫の合計の原子数の比{O/(Si+Sn)比}を算出した。   Measuring instrument and measuring method: The composition of the inorganic oxide film was analyzed by an X-ray photoelectron spectrometer (ESCA). The composition analysis is repeated three times or more in the depth direction of the deposited film with Ar ions, the average is obtained, and the ratio of the number of atoms of oxygen and silicon (O / Si) and the ratio of the total number of atoms of oxygen, silicon and tin { O / (Si + Sn) ratio} was calculated.

<平均粒子径>
測定器と測定方法:走査型電子顕微鏡(SEM)により、無機酸化物膜の表面観察を20万倍の倍率で行った。100nm×100nm角内に存在する粒子の直径を測定し、その粒子の直径の平均を求め、平均粒子径として算出した。
<Average particle size>
Measuring instrument and measuring method: The surface of the inorganic oxide film was observed at a magnification of 200,000 times with a scanning electron microscope (SEM). The diameter of the particle which exists in a 100 nm x 100 nm angle | corner was measured, the diameter of the particle | grain diameter was calculated | required, and it computed as an average particle diameter.

<評価結果>
表1から、実施例1から5のように蒸着用材料に含まれる二酸化珪素(SiO)の結晶構造の含有量を20%まで減らしていっても、蒸発レートと水蒸気透過度に大きな差は見られないが、蒸着用材料に含まれる二酸化珪素に結晶構造を含まない二酸化珪素を使用す
ると蒸発レートおよび水蒸気透過度が低下する。このため、蒸着用材料に使用する二酸化珪素には20%以上の結晶構造を有することが好ましいことが判った。
<Evaluation results>
From Table 1, even if the content of the crystal structure of silicon dioxide (SiO 2 ) contained in the vapor deposition material is reduced to 20% as in Examples 1 to 5, there is a large difference between the evaporation rate and the water vapor transmission rate. Although not seen, if silicon dioxide containing no crystal structure is used as the silicon dioxide contained in the vapor deposition material, the evaporation rate and water vapor permeability are lowered. For this reason, it was found that the silicon dioxide used for the vapor deposition material preferably has a crystal structure of 20% or more.

表2から、比較例2、3からスプラッシュの発生が確認されたのに対し、その他の実施例1および6からはスプラッシュが発生はなかった。これは、蒸着用材料の酸素と原子数と珪素の原子数の比(O/Si)によってスプラッシュが抑制されていることを意味する。比較例4からスプラッシュが確認されたのは、嵩密度が高いためビームが入り難く表面の溶融型の材料が突沸したためと考えられる。また、水蒸気透過度が劣化した原因として、成膜速度が遅く、高分子フィルム基材上に熱負荷がかかったためと考えられる。   From Table 2, the occurrence of splash was confirmed from Comparative Examples 2 and 3, whereas the other Examples 1 and 6 showed no splash. This means that the splash is suppressed by the ratio (O / Si) of the oxygen, the number of atoms, and the number of silicon atoms in the evaporation material. The splash was confirmed from Comparative Example 4 because the bulk density was high and the beam was difficult to enter, and the molten material on the surface bumped. Moreover, it is thought that the water vapor permeability was deteriorated because the film formation rate was slow and a heat load was applied on the polymer film substrate.

さらに、実施例6より金属錫(Sn)を実施例1の蒸着用材料に加えることで顕著な水蒸気バリア性の向上がみられる。珪素と二酸化珪素の混合蒸着用材料からなる無機酸化物膜や、一酸化珪素の蒸着用材料からなる無機酸化物膜の水蒸気透過度が概ね2〜3g/m・dayなのに対し、実施例6の金属錫(Sn)を加えた混合蒸着用材料からなる無機酸化物膜ではSiOxとSnOyの複合膜となることで1g/m・day以下の水蒸気透過度が得られており、水蒸気バリア性が向上したと考えられる。これに対し、過剰に金属錫(Sn)を加えた比較例5の蒸着複合膜では、錫の原子数と珪素の原子数の比(Sn/Si)が0.3以上となり、水蒸気透過度が大きく低下する。また、比較例6の酸素を導入した蒸着複合膜では、酸素と珪素と錫の合計の原子数の比{O/(Si+Sn)比}が1.90となると、SiOxとSnOyのxとyが2.0に近づくため、バリア性が劣化する。 Further, by adding metal tin (Sn) to the vapor deposition material of Example 1 from Example 6, a remarkable improvement in water vapor barrier properties is observed. The water vapor permeability of an inorganic oxide film made of a mixed vapor deposition material of silicon and silicon dioxide or an inorganic oxide film made of a vapor deposition material of silicon monoxide is about 2 to 3 g / m 2 · day, whereas Example 6 An inorganic oxide film made of a mixed vapor deposition material with the addition of metallic tin (Sn) has a water vapor permeability of 1 g / m 2 · day or less by being a composite film of SiOx and SnOy, and has a water vapor barrier property. Is thought to have improved. On the other hand, in the vapor deposition composite film of Comparative Example 5 in which metal tin (Sn) was added excessively, the ratio of the number of tin atoms to the number of silicon atoms (Sn / Si) was 0.3 or more, and the water vapor permeability was Decrease significantly. Further, in the vapor-deposited composite film into which oxygen is introduced in Comparative Example 6, when the ratio of the total number of atoms of oxygen, silicon, and tin {O / (Si + Sn) ratio} is 1.90, x and y of SiOx and SnOy are Since the value approaches 2.0, the barrier property deteriorates.

1・・・高分子フィルム基材
2・・・無機酸化物膜
3・・・成膜ロール
4・・・電子ビーム
5・・・蒸着用材料
6・・・坩堝
7・・・蒸着用材料移動台車
8・・・透明ガスバリア性蒸着フィルム
9・・・蒸着装置
A・・・高分子フィルム基材の進行方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polymer film base material 2 ... Inorganic oxide film 3 ... Film-forming roll 4 ... Electron beam 5 ... Deposition material 6 ... Crucible 7 ... Deposition material movement Cart 8 ... Transparent gas barrier vapor deposition film 9 ... Vapor deposition apparatus A ... Direction of travel of polymer film substrate

Claims (5)

金属珪素と珪素酸化物とを混合させた加熱方式の蒸着用材料であって、嵩密度が0.6g/cm以上2.0g/cm未満の範囲である蒸着用材料において、
酸素と珪素の原子数の比(O/Si)が1.2〜2.0の範囲であり、かつ、前記珪素酸化物が結晶構造を少なくとも20%以上含んでいる二酸化珪素であることを特徴とする蒸着用材料。
In a heating method vapor deposition material in which metallic silicon and silicon oxide are mixed, and the bulk density is in the range of 0.6 g / cm 3 or more and less than 2.0 g / cm 3 ,
The ratio of the number of oxygen atoms to silicon (O / Si) is in the range of 1.2 to 2.0, and the silicon oxide is silicon dioxide containing at least 20% of crystal structure. Vapor deposition material.
珪素系混合物と錫系材料とを混合させた加熱方式の蒸着用材料であって、嵩密度が0.6g/cm以上2.0g/cm未満の範囲である蒸着用材料において、
前記珪素系混合物が金属珪素と珪素酸化物とを混合させた混合物からなり、酸素と珪素の原子数の比(O/Si)が1.2〜2.0の範囲であり、かつ、前記珪素酸化物が結晶構造を少なくとも20%以上含んでいる二酸化珪素であり、
前記錫系材料が金属錫または酸化錫あるいは錫を含む化合物であり、
前記珪素系混合物100重量%に対して前記錫系材料を1〜50重量%含んでいることを特徴とする蒸着用材料。
A vapor deposition material of a heating method in which a silicon-based mixture and a tin-based material are mixed, wherein the bulk density is in a range of 0.6 g / cm 3 or more and less than 2.0 g / cm 3 .
The silicon-based mixture is made of a mixture of metal silicon and silicon oxide, the ratio of the number of oxygen atoms to silicon (O / Si) is in the range of 1.2 to 2.0, and the silicon The oxide is silicon dioxide containing a crystal structure of at least 20% or more,
The tin-based material is metal tin, tin oxide or a compound containing tin,
An evaporation material comprising 1 to 50% by weight of the tin-based material with respect to 100% by weight of the silicon-based mixture.
請求項1に記載の蒸着用材料を加熱方式で蒸発させて蒸着したことを特徴とする透明ガスバリア性蒸着フィルム。   A transparent gas barrier vapor deposition film, wherein the vapor deposition material according to claim 1 is vapor deposited by a heating method. 請求項2に記載の蒸着用材料を加熱方式で蒸発させて蒸着したことを特徴とする透明ガスバリア性蒸着フィルム。   A transparent gas barrier vapor-deposited film, wherein the vapor deposition material according to claim 2 is vapor-deposited by a heating method. 前記加熱方式が電子ビーム方式であることを特徴とする請求項3または4に記載の透明ガスバリア性蒸着フィルム。   The transparent gas barrier vapor deposition film according to claim 3 or 4, wherein the heating method is an electron beam method.
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