JP2013237264A - Gas barrier film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、食品、医薬品などの包装用途や太陽電池、電子ペーパー、有機ELディスプレイ・照明などの電子デバイス用部材に使用されるガスバリア性フィルムに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas barrier film used for packaging for foods, pharmaceuticals, etc., and members for electronic devices such as solar cells, electronic paper, organic EL displays and lighting.
高分子基材の表面に、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(PVD法)、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(CVD法)等を利用して、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム等の無機物(無機酸化物を含む)を形成してなるガスバリア性フィルムは、水蒸気や酸素などの遮断を必要とする食品や医薬品などの包装材料、および太陽電池、電子ペーパー、有機ELディスプレイ・照明などの電子デバイス用部材として用いられている。 On the surface of a polymer substrate, physical vapor deposition (PVD) such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, plasma enhanced chemical vapor deposition, thermal chemical vapor deposition, photochemical vapor deposition A gas barrier film formed by forming an inorganic substance (including inorganic oxide) such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide by using a chemical vapor deposition method (CVD method) such as a growth method is water vapor or oxygen. It is used as a packaging material for foods and pharmaceuticals that needs to be blocked, and as a member for electronic devices such as solar cells, electronic paper, organic EL displays and lighting.
ガスバリア性向上技術としては、例えば、有機ケイ素化合物の蒸気と酸素を含有するガスを用いてプラズマCVD法により基材上に、ケイ素酸化物を主体とし、炭素、水素、ケイ素及び酸素を少なくとも1種類含有した化合物を形成することによって、透明性を維持しつつガスバリア性を向上させる方法が用いられている(特許文献1)。 As a gas barrier property improving technique, for example, a gas containing an organic silicon compound vapor and oxygen is used to form a main component of silicon oxide on a substrate by a plasma CVD method, and at least one of carbon, hydrogen, silicon and oxygen. A method of improving gas barrier properties while maintaining transparency by forming a contained compound is used (Patent Document 1).
一方、ガスバリア性フィルムを用いた後加工において、フィルム搬送や印刷、他部材との積層加工の際にガスバリア層にクラックや傷が発生することによりガスバリア性の低下が問題になる場合がある。この問題を改善する技術として、例えば、基材上に真空蒸着法により酸化アルミニウム、酸化ケイ素などの無機酸化物層を形成し、さらにその上にアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基の少なくとも一つを含有するシランカップリング剤モノマーと、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基の少なくとも一つと水酸基を含有するモノマーを重合させたものからなるオーバーコート層を積層することにより後加工時のガスバリア性低下を抑制する方法が用いられている。(特許文献2)。 On the other hand, in post-processing using a gas barrier film, deterioration of gas barrier properties may be a problem due to generation of cracks and scratches in the gas barrier layer during film transport, printing, and lamination with other members. As a technique for improving this problem, for example, an inorganic oxide layer such as aluminum oxide or silicon oxide is formed on a substrate by vacuum deposition, and at least one of an acrylate group, a methacrylate group, and a vinyl group is further formed thereon. Suppressing gas barrier properties during post-processing by laminating an overcoat layer composed of a polymer containing a monomer containing silane coupling agent and at least one of acrylate, methacrylate and vinyl groups and a hydroxyl group Method is used. (Patent Document 2).
本発明は、従来技術では困難であった電子ペーパー、有機ELディスプレイ・照明用途などの使用に耐えうる高いガスバリア性と後加工時の搬送や積層加工などによるガスバリア性低下の抑制を両立させることを目的とする。 The present invention makes it possible to achieve both high gas barrier properties that can withstand the use of electronic paper, organic EL displays, lighting applications, and the like, which have been difficult with the prior art, and suppression of gas barrier property deterioration due to conveyance or lamination processing during post-processing. Objective.
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用する。すなわち、
(1)高分子基材の少なくとも片面に、以下の[A]層と[B]層と[C]層がこの順で積層されたガスバリア性フィルム。
[A]層:鉛筆硬度がH以上かつ表面自由エネルギーが45mN/m以下である第1の架橋樹脂層
[B]層:厚みが10〜1000nmの含ケイ素無機層
[C]層:鉛筆硬度がH以上かつ厚みが0.05〜10μmである第2の架橋樹脂層
(2)前記[C]層の厚みが1〜5μmである前記(1)に記載のガスバリア性フィルム。
(3)前記[B]層が、亜鉛化合物とケイ素酸化物とを含む組成により構成されたものである前記(1)または(2)に記載のガスバリア性フィルム。
(4)前記[B]層が、以下の[B1]層と[B2]層のいずれかである前記(3)に記載のガスバリア性フィルム。
[B1]層:酸化亜鉛と二酸化ケイ素と酸化アルミニウムの共存相からなる層
[B2]層:硫化亜鉛と二酸化ケイ素の共存相からなる層
(5)前記[B]層が[B1]層であり、該[B1]層が、ICP発光分光分析法により測定される亜鉛(Zn)原子濃度が20〜40atom%、ケイ素(Si)原子濃度が5〜20atom%、アルミニウム(Al)原子濃度が0.5〜5atom%、酸素(O)原子濃度が35〜70atom%である組成により構成されたものである前記(4)に記載のガスバリア性フィルム。
(6)前記[B]層が[B2]層であり、該[B2]層は、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の合計に対する硫化亜鉛のモル分率が0.7〜0.9である組成により構成されたものである前記(4)に記載のガスバリア性フィルム。
(7)前記[A]層の平均表面粗さRaが1.5nm以下であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
(8)前記(1)〜(7)のいずれかに記載のガスバリア性フィルムを有する太陽電池。
(9)前記(1)〜(7)のいずれかに記載のガスバリア性フィルムを有する表示体素子。
The present invention employs the following means in order to solve such problems. That is,
(1) A gas barrier film in which the following [A] layer, [B] layer, and [C] layer are laminated in this order on at least one surface of a polymer substrate.
[A] layer: a first crosslinked resin layer [B] having a pencil hardness of H or more and a surface free energy of 45 mN / m or less; a silicon-containing inorganic layer [C] layer having a thickness of 10 to 1000 nm; 2nd crosslinked resin layer (2) whose thickness is 0.05-10 micrometers which is more than H, The gas barrier film as described in said (1) whose thickness of the said [C] layer is 1-5 micrometers.
(3) The gas barrier film according to (1) or (2), wherein the [B] layer is constituted by a composition containing a zinc compound and a silicon oxide.
(4) The gas barrier film according to (3), wherein the [B] layer is one of the following [B1] layer and [B2] layer.
[B1] layer: a layer consisting of a coexisting phase of zinc oxide, silicon dioxide and aluminum oxide [B2] layer: a layer consisting of a coexisting phase of zinc sulfide and silicon dioxide (5) The [B] layer is a [B1] layer The [B1] layer has a zinc (Zn) atom concentration of 20 to 40 atom%, a silicon (Si) atom concentration of 5 to 20 atom%, and an aluminum (Al) atom concentration of 0. The gas barrier film according to (4) above, which is constituted by a composition having 5 to 5 atom% and an oxygen (O) atom concentration of 35 to 70 atom%.
(6) The [B] layer is a [B2] layer, and the [B2] layer has a composition in which the molar fraction of zinc sulfide relative to the total of zinc sulfide and silicon dioxide is 0.7 to 0.9. The gas barrier film as described in (4) above.
(7) The gas barrier film according to any one of (1) to (6), wherein the [A] layer has an average surface roughness Ra of 1.5 nm or less.
(8) A solar cell having the gas barrier film according to any one of (1) to (7).
(9) A display element having the gas barrier film according to any one of (1) to (7).
水蒸気、酸素などに対する高いガスバリア性と搬送、他部材との積層などの後加工によるガスバリア性低下の小さいガスバリア性フィルムを提供することができる。 It is possible to provide a gas barrier film having a high gas barrier property against water vapor, oxygen and the like, and having a small deterioration in gas barrier property due to post-processing such as transport and lamination with other members.
本発明者らは、電子ペーパー、有機ELディスプレイ・照明用途などの使用に耐えうる高いガスバリア性と後加工時のフィルム搬送や他部材との積層加工などによるガスバリア性低下の抑制を両立させることを目的として鋭意検討を重ね、高分子基材の少なくとも片面に、特定の鉛筆硬度と表面自由エネルギーを有する第1の架橋樹脂層と特定の厚みの含ケイ素無機層、さらに特定の鉛筆硬度と厚みを有する第2の架橋樹脂層をこの順で配置することにより、前記課題を一挙に解決することを究明したものである。 The inventors have made it possible to achieve both high gas barrier properties that can withstand the use of electronic paper, organic EL displays, lighting applications, and the like, and suppression of gas barrier properties due to film transport during post-processing or lamination processing with other members. For the purpose of intensive studies, at least one surface of the polymer substrate has a first cross-linked resin layer having a specific pencil hardness and surface free energy, a silicon-containing inorganic layer having a specific thickness, and a specific pencil hardness and thickness. It has been clarified that the above-mentioned problems can be solved at once by arranging the second crosslinked resin layer in this order.
図1は、本発明のガスバリア性フィルムの一例を示す断面図である。本例は、高分子基材1の片面に、[A]層2として鉛筆硬度がH以上かつ表面自由エネルギーが45mN/m以下である第1の架橋樹脂層と[B]層3として厚み10〜1000nmの含ケイ素無機層と[C]層4として鉛筆硬度がH以上かつ厚みが0.05〜10μmである第2の架橋樹脂層をこの順で積層したものであるが、[A]層2から[C]層4を同様の順序でもう一方の面に配してもよい。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the gas barrier film of the present invention. In this example, the first cross-linked resin layer having a pencil hardness of H or more and a surface free energy of 45 mN / m or less as the [A] layer 2 and a thickness of 10 as the [B] layer 3 on one side of the polymer substrate 1. A silicon-containing inorganic layer having a thickness of ˜1000 nm and a second crosslinked resin layer having a pencil hardness of H or more and a thickness of 0.05 to 10 μm as the [C] layer 4 are laminated in this order. 2 to [C] layer 4 may be arranged on the other surface in the same order.
[高分子基材]
本発明に用いられる高分子基材は、フィルム形態を有していれば素材は特に限定されないが、ガスバリア性フィルムに必要な柔軟性を有することから、有機高分子であることが好ましい。本発明に好適に用いることができる有機高分子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体のケン化物、ポリアクリロニトリル、ポリアセタール等の各種ポリマーなどを挙げることができる。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートを含むことが好ましい。また、前記有機高分子は、単独重合体、共重合体のいずれでもよいし、1種類の有機高分子を用いてもよいし、複数種類の有機高分子をブレンドして用いてもよい。
[Polymer substrate]
The material of the polymer substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it has a film form, but is preferably an organic polymer because it has flexibility necessary for a gas barrier film. Examples of the organic polymer that can be suitably used in the present invention include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamides, polycarbonates, polystyrenes, polyvinyl alcohol, and ethylene vinyl acetate copolymers. Various polymers such as saponified products, polyacrylonitrile, polyacetal and the like can be mentioned. Among these, it is preferable to contain polyethylene terephthalate. The organic polymer may be either a homopolymer or a copolymer, one kind of organic polymer may be used, or a plurality of kinds of organic polymers may be blended.
高分子基材の形態としてはとして、単層フィルム、あるいは、2層以上の、例えば、共押し出し法で製膜したフィルムであってもよい。フィルムの種類としては、一軸方向あるいは二軸方向に延伸されたフィルム等を使用してもよい。第1の架橋樹脂層を形成する高分子基材表面には、密着性を良くするために、コロナ処理、イオンボンバード処理、溶剤処理、粗面化処理、および、有機物または無機物あるいはそれらの混合物で構成されるアンカーコート層の形成処理、といった前処理が施されていても構わない。また、[A]層から[C]層を高分子基材の片面に配した構成の場合には、高分子基材の[A]層から[C]層を形成する側の反対側の面には、フィルムの巻き取り時の滑り性の向上を目的として、有機物や無機物あるいはこれらの混合物のコーティング層が配されていても構わない。 As a form of the polymer substrate, a single layer film or a film having two or more layers, for example, a film formed by a co-extrusion method may be used. As the type of film, a film stretched in a uniaxial direction or a biaxial direction may be used. In order to improve adhesion, the surface of the polymer base material forming the first crosslinked resin layer is treated with corona treatment, ion bombardment treatment, solvent treatment, surface roughening treatment, and organic or inorganic matter or a mixture thereof. A pretreatment such as a formation treatment of the anchor coat layer to be configured may be performed. In the case where the [A] layer to the [C] layer are arranged on one side of the polymer base material, the surface on the opposite side of the polymer base material from the [A] layer to the [C] layer forming side. For the purpose of improving the slipperiness at the time of winding the film, a coating layer of an organic material, an inorganic material, or a mixture thereof may be disposed.
本発明に使用する高分子基材の厚さは特に限定されないが、柔軟性を確保する観点から500μm以下が好ましく、引張りや衝撃に対する強度を確保する観点から5μm以上が好ましい。さらに、フィルムの加工やハンドリングの容易性から下限は10μm以上が、上限は200μm以下がより好ましい。 The thickness of the polymer substrate used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 500 μm or less from the viewpoint of ensuring flexibility, and preferably 5 μm or more from the viewpoint of ensuring strength against tension or impact. Furthermore, the lower limit is more preferably 10 μm or more and the upper limit is more preferably 200 μm or less because of the ease of film processing and handling.
[A]層
鉛筆硬度がH以上かつ表面自由エネルギーが45mN/m以下である第1の架橋樹脂層(以降、「[A]層」と記す場合もある)について詳細を説明する。
[A] Layer The first crosslinked resin layer (hereinafter also referred to as “[A] layer”) having a pencil hardness of H or more and a surface free energy of 45 mN / m or less will be described in detail.
高分子基材の少なくとも片面に、[A]層を形成し、[A]層の上に含ケイ素無機層である[B]層を積層することにより、飛躍的なガスバリア性の向上並びに安定したガスバリア性の発現が可能となることを見出した。 By forming the [A] layer on at least one surface of the polymer substrate and laminating the [B] layer, which is a silicon-containing inorganic layer, on the [A] layer, the gas barrier property is dramatically improved and stabilized. It has been found that gas barrier properties can be expressed.
本発明に用いる[A]層の厚みは、0.5μm以上、10μm以下が好ましい。層の厚みが0.5μmより薄くなると、高分子基材の凹凸の影響を受けて、[B]層の膜質が均一にならないため、ガスバリア性が低下する場合がある。層の厚みが10μmより厚くなると、[A]層の層内に残留する応力が大きくなることによって高分子基材が反り、[B]層にクラックが発生するため、ガスバリア性が低下する場合がある。さらに、フレキシブル性を確保する観点から1μm以上、5μm以下がより好ましい。 The thickness of the [A] layer used in the present invention is preferably 0.5 μm or more and 10 μm or less. If the thickness of the layer is less than 0.5 μm, the film quality of the [B] layer is not uniform due to the influence of the unevenness of the polymer substrate, so that the gas barrier property may be lowered. If the thickness of the layer is greater than 10 μm, the stress remaining in the [A] layer increases and the polymer base material warps and cracks are generated in the [B] layer, so that the gas barrier property may be lowered. is there. Furthermore, from a viewpoint of ensuring flexibility, 1 μm or more and 5 μm or less are more preferable.
[A]層の厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察画像から測定することが可能である。 The thickness of the [A] layer can be measured from a cross-sectional observation image by a transmission electron microscope (TEM).
本発明において[A]層の鉛筆硬度が、安定したガスバリア性の発現に対して寄与するメカニズムは、明らかではないが、[A]層の鉛筆硬度を特定の硬度以上とすることによって、高分子基材に耐熱性及び寸法安定性を付与することができるため、含ケイ素無機層を形成する際、プラズマの発光熱やイオン、ラジカルの衝突による損傷を防止することができ、結果としてガスバリア性の再現性が安定することにあると推測している。かかる効果を奏する[A]層の鉛筆硬度はH以上であり、2H以上であることが好ましい。一方、[A]層の鉛筆硬度が、5Hを超えると、柔軟性が低下するため、含ケイ素無機層形成後のハンドリングや後加工において、クラックによるガスバリア性の低下の原因となるとなる場合があるので、5H以下であることが好ましい。(鉛筆硬度は、(軟)10B〜B、HB、F、H〜9H(硬)であり、前記序列のより右側のものが硬度が高いことを示している)。 In the present invention, the mechanism by which the pencil hardness of the [A] layer contributes to the stable gas barrier property is not clear, but by making the pencil hardness of the [A] layer equal to or higher than a specific hardness, the polymer Since heat resistance and dimensional stability can be imparted to the base material, it is possible to prevent damage caused by collision of plasma emission heat, ions, and radicals when forming a silicon-containing inorganic layer, resulting in gas barrier properties. It is assumed that the reproducibility is stable. The pencil hardness of the [A] layer that exhibits this effect is H or higher, and preferably 2H or higher. On the other hand, when the pencil hardness of the [A] layer exceeds 5H, the flexibility is lowered, which may cause a decrease in gas barrier properties due to cracks in handling and post-processing after forming the silicon-containing inorganic layer. Therefore, it is preferable that it is 5H or less. (The pencil hardness is (soft) 10B to B, HB, F, H to 9H (hard), and the one on the right side of the rank indicates that the hardness is high).
[A]層の鉛筆硬度試験は、JIS K5600(1999)に準じて実施する。異なる硬度の鉛筆を用い、0.5kg荷重下で試験を実施し、傷の有無によって判定する。 The pencil hardness test of the [A] layer is performed according to JIS K5600 (1999). The test is performed under a load of 0.5 kg using pencils having different hardnesses, and the determination is made based on the presence or absence of scratches.
また、本発明において[A]層の表面自由エネルギーが、ガスバリア性を向上させることに対する寄与するメカニズムは、明らかではないが、表面自由エネルギーを特定値以下とすることによって、[B]層を形成する際の含ケイ素無機化合物の初期成長過程において、膜の成長核となる原子や粒子が表面移動、拡散し易くなるため、[B]層付近の膜質か緻密化し、結果として、層全体が緻密な構造に改善され、水蒸気および酸素の透過が抑制されることにあると推測している。かかる効果を奏する[A]層の表面自由エネルギーは、45mN/m以下であり、40mN/m以下であることが好ましい。 In addition, although the mechanism by which the surface free energy of the [A] layer contributes to improving the gas barrier property is not clear in the present invention, the [B] layer is formed by setting the surface free energy to a specific value or less. During the initial growth process of the silicon-containing inorganic compound, the atoms and particles that are the growth nuclei of the film are likely to move and diffuse, so the quality of the film near the [B] layer becomes denser. As a result, the entire layer becomes dense. It is estimated that the structure is improved and the permeation of water vapor and oxygen is suppressed. The surface free energy of the [A] layer exhibiting such effects is 45 mN / m or less, preferably 40 mN / m or less.
本発明における[A]層の表面自由エネルギーは、各成分(分散力、極性力、水素結合力)が既知の4種類の測定液(水、ホルムアミド、エチレングリコール、ヨウ化メチレン)を用いて、各測定液の接触角を測定し、拡張Fowkes式とYoungの式より導入される下記式(1)を用いて各成分を計算できる。 The surface free energy of the [A] layer in the present invention is obtained by using four types of measurement liquids (water, formamide, ethylene glycol, methylene iodide) with known components (dispersion force, polar force, hydrogen bonding force), The contact angle of each measurement solution is measured, and each component can be calculated using the following formula (1) introduced from the extended Fowkes formula and Young's formula.
なお、[A]層表面に[B]層、および[C]層が積層されている場合は、[B]層、および[C]層をイオンエッチングや薬液処理等により除去した後、上述した測定方法を行うことで鉛筆硬度や表面自由エネルギーを評価することができる。 In addition, when the [B] layer and the [C] layer are laminated on the surface of the [A] layer, the [B] layer and the [C] layer are removed by ion etching, chemical treatment, or the like, and then described above. Pencil hardness and surface free energy can be evaluated by performing the measurement method.
本発明における[A]層の表面(ガスバリア性フィルムにおいては[B]層との境界面)の平均表面粗さRaを1.5nm以下にすると積層する[B]層のピンホールやクラックの発生をより低減できるので、ガスバリア性の繰り返し再現性が向上するため好ましい。[A]層の表面の平均表面粗さRaが1.5nmより大きくなると、凸部においては、[B]層の積層後にピンホールが発生し易くなり、さらに凹凸が多い部分ではクラックが発生するため、ガスバリア性の繰り返し再現性が低下する原因となる場合がある。折り曲げ時のマイクロクラックなどの微細な欠陥の発生を抑制し、柔軟性を向上させる観点から[A]層の表面の平均表面粗さRaを1nm以下にすることがさらに好ましい。 Generation of pinholes and cracks in the [B] layer to be laminated when the average surface roughness Ra of the surface of the [A] layer in the present invention (in the gas barrier film, the boundary surface with the [B] layer) is 1.5 nm or less. Since the reproducibility of gas barrier properties is improved, it is preferable. When the average surface roughness Ra of the surface of the [A] layer is larger than 1.5 nm, pinholes are likely to occur after the lamination of the [B] layer in the convex portions, and cracks are generated in the portions with many irregularities. For this reason, the reproducibility of gas barrier properties may be reduced. The average surface roughness Ra of the surface of the [A] layer is more preferably 1 nm or less from the viewpoint of suppressing generation of fine defects such as microcracks during bending and improving flexibility.
本発明における[A]層の平均表面粗さRaは、原子間力顕微鏡を用いて測定することができる。なお、[A]層表面に無機層や樹脂層が積層されている場合、X線反射率法(「X線反射率入門」(桜井健次編集)講談社p.51〜78、2009年)を使用して得られた値を[A]層の平均表面粗さRaとする。 The average surface roughness Ra of the [A] layer in the present invention can be measured using an atomic force microscope. In addition, when an inorganic layer or a resin layer is laminated on the surface of the [A] layer, the X-ray reflectivity method (“X-ray reflectivity introduction” (edited by Kenji Sakurai) Kodansha p.51-78, 2009) is used. The value obtained in this manner is defined as the average surface roughness Ra of the [A] layer.
本発明に用いられる[A]層の材料としては、鉛筆硬度がH以上かつ表面自由エネルギーが45mN/m以下となるものであれば、特に限定されず種々の架橋樹脂を使用することができる。ここでいう架橋樹脂とは、架橋点を数平均分子量20000あたりに1点以上有するものと定義する。本発明における第1の架橋樹脂層に適用できる架橋樹脂の例としては、アクリル系、ウレタン系、有機シリケート化合物、シリコーン系などの架橋樹脂が挙げられる。これらの中でも、プラズマ熱の耐久性および鉛筆硬度の観点から、熱硬化型のアクリル系樹脂および/または活性線硬化型のアクリル系樹脂を架橋樹脂として用いることが好ましい。 The material of the [A] layer used in the present invention is not particularly limited as long as the pencil hardness is H or more and the surface free energy is 45 mN / m or less, and various cross-linked resins can be used. The cross-linked resin here is defined as having one or more cross-linking points per 20000 number average molecular weight. Examples of the crosslinked resin that can be applied to the first crosslinked resin layer in the present invention include acrylic, urethane, organic silicate compounds, silicone-based crosslinked resins, and the like. Among these, from the viewpoint of durability of plasma heat and pencil hardness, it is preferable to use a thermosetting acrylic resin and / or an actinic radiation curable acrylic resin as the cross-linking resin.
熱硬化型のアクリル系樹脂および/または活性線硬化型のアクリル系樹脂とは、多官能アクリレートとアクリルオリゴマーおよび/または反応性希釈剤を含むものであり、その他必要に応じて光開始剤、光増感剤、熱重合開始剤あるいは改質剤などが添加されていてもよい。 The thermosetting acrylic resin and / or the actinic radiation curable acrylic resin includes a polyfunctional acrylate, an acrylic oligomer and / or a reactive diluent, and, if necessary, a photoinitiator, a light A sensitizer, a thermal polymerization initiator or a modifier may be added.
上述したアクリル系樹脂に好適に用いられる多官能アクリレートとは1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物をいう。かかる化合物の例としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの多官能アクリレートは、1種または2種以上を混合して使用することができる。また、本発明において、多官能アクリレートには、多官能アクリレートの変性ポリマーも含むものとする。 The polyfunctional acrylate suitably used for the acrylic resin described above refers to a compound having three or more (meth) acryloyloxy groups in one molecule. Examples of such compounds include pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, Examples include dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and trimethylolpropane tri (meth) acrylate. These polyfunctional acrylates can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, the polyfunctional acrylate includes a modified polymer of the polyfunctional acrylate.
アクリルオリゴマーとは、数平均分子量が、100〜5000であって、分子内に少なくとも1つの反応性のアクリル基が結合されたものである。骨格としてはポリアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエポキシ系樹脂、ポリエーテル系樹脂などが挙げられる。また、前記の骨格にはメラミンやイソシアヌール酸などの剛直な骨格のものであってもよい。 The acrylic oligomer has a number average molecular weight of 100 to 5000 and has at least one reactive acrylic group bonded in the molecule. Examples of the skeleton include polyacrylic resins, polyester resins, polyurethane resins, polyepoxy resins, and polyether resins. The skeleton may be a rigid skeleton such as melamine or isocyanuric acid.
反応性希釈剤とは、塗布剤の媒体として塗布工程での溶剤の機能を担うと共に、それ自体が一官能性あるいは多官能性のアクリルオリゴマーと反応する基を有し、塗膜の共重合成分となるものである。 A reactive diluent is a coating agent component having a group that reacts with a monofunctional or polyfunctional acrylic oligomer as well as serving as a solvent in the coating process as a coating medium. It will be.
また、特に、紫外線による架橋の場合には、光エネルギーが小さいため、光エネルギーの変換や反応の促進のため、光重合開始剤および/または光増感剤を添加することが好ましい。光重合開始剤、光増感剤の詳細は後述する。 In particular, in the case of crosslinking by ultraviolet rays, since the light energy is small, it is preferable to add a photopolymerization initiator and / or a photosensitizer in order to convert the light energy and accelerate the reaction. Details of the photopolymerization initiator and the photosensitizer will be described later.
本発明に用いられる[A]層の材料の配合における多官能アクリレートの使用割合は、鉛筆硬度をH以上とする観点から、[A]層の総量に対して20〜90質量%が好ましく、より好ましくは40〜70質量%である。かかる割合が90質量%より大きくなると、硬化収縮が大きく高分子基材が反る場合があり、そのような場合には含ケイ素無機層にクラックが発生し、ガスバリア性が低下するなどの問題が生じる場合がある。また、単量体の割合が20質量%より小さくなると、基材と[A]層との密着強度が低下し、剥離するなどの問題が発生する場合がある。 The use ratio of the polyfunctional acrylate in the blending of the material of the [A] layer used in the present invention is preferably 20 to 90% by mass with respect to the total amount of the [A] layer, from the viewpoint of making the pencil hardness H or more. Preferably it is 40-70 mass%. When the ratio is larger than 90% by mass, the curing shrinkage is large and the polymer substrate may be warped. In such a case, cracks are generated in the silicon-containing inorganic layer, and the gas barrier property is lowered. May occur. Moreover, when the ratio of a monomer becomes smaller than 20 mass%, the adhesive strength of a base material and an [A] layer falls, and problems, such as peeling, may generate | occur | produce.
本発明における[A]層を架橋させる方法として、光による硬化を適用する場合、光重合開始剤を加えることが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2, 2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、メチルベンゾイルフォメート、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのカルボニル化合物、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントンなどの硫黄化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイドなどのパーオキサイド化合物などが挙げられる。 As a method of crosslinking the [A] layer in the present invention, it is preferable to add a photopolymerization initiator when applying curing by light. Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4,4′-dichlorobenzophenone, 4,4. '-Bisdiethylaminobenzophenone, Michler's ketone, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, methyl benzoyl formate, p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, α-hydroxyisobutylphenone, 2,2-dimethoxy Carbonyl compounds such as 2-phenylacetophenone and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiu Arm disulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, sulfur compounds such as 2-methyl thioxanthone, benzoyl peroxide, etc. peroxide compounds such as di -t- butyl peroxide.
光重合開始剤の使用量は、重合性組成物100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、重合時の未反応物として残存し、ガスバリア性に影響が少ない範囲として、0.05〜5質量部が好ましい。 The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable composition, remains as an unreacted product during polymerization, and has a small influence on gas barrier properties. 0.05 to 5 parts by mass is preferable.
本発明に用いられる[A]層の第1の架橋樹脂層を形成する樹脂を含有する塗液(以降「[A]層形成塗液」と記すこともある)には、塗工時の作業性の向上、塗工膜厚の制御を目的として、本発明の効果が損なわれない範囲において、有機溶剤を配合することが好ましい。有機溶剤を配合する好ましい範囲としては10質量%以上、90質量%以下、より好ましくは20質量%以上、80質量%以下である。 The coating liquid containing the resin that forms the first cross-linked resin layer of the [A] layer used in the present invention (hereinafter sometimes referred to as “[A] layer forming coating liquid”) For the purpose of improving the properties and controlling the coating film thickness, it is preferable to add an organic solvent as long as the effects of the present invention are not impaired. A preferred range for blending the organic solvent is 10% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less.
有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、トルエンなどの芳香族系溶剤などを用いることができる。これらの溶剤は、単独あるいは2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the organic solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, acetate solvents such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, and aromatic solvents such as toluene. Etc. can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
また、本発明に用いられる[A]層を形成する樹脂を含有する塗液には、[B]層との密着性の向上を目的として、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛等の無機粒子を配合することが好ましい。これらの中でも含ケイ素無機層と強く密着するシリカ系無機粒子が好ましく、シラン化合物などで加水分解して得られるシリカ系無機粒子がさらに好ましい。無機粒子を配合する好ましい範囲としては、0.1質量%以上30質量%以下、より好ましくは、0.5質量%以上、10質量%以下である。 In addition, the coating liquid containing the resin forming the [A] layer used in the present invention is blended with inorganic particles such as silica, alumina and zinc oxide for the purpose of improving the adhesion to the [B] layer. It is preferable. Among these, silica-based inorganic particles that strongly adhere to the silicon-containing inorganic layer are preferable, and silica-based inorganic particles obtained by hydrolysis with a silane compound or the like are more preferable. A preferred range for blending the inorganic particles is 0.1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.
[A]層形成塗液には、本発明の効果が損なわれない範囲で、各種の添加剤を必要に応じて配合することができる。例えば、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤などの安定剤、界面活性剤、レベリング剤、帯電防止剤などを用いることができる。 [A] Various additives can be blended in the layer-forming coating liquid as needed, as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, stabilizers such as antioxidants, light stabilizers, ultraviolet absorbers, surfactants, leveling agents, antistatic agents, and the like can be used.
本発明に用いられる[A]層の表面自由エネルギーを45mN/m以下とする方法としては、[A]層と[B]層との密着性やガスバリア性が低下しない範囲で、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンなどの表面張力が低いシリコーンを添加したり、親油性であるnーステアリルアクリレートなどの長鎖のアルキル基をもつモノマーを添加する方法が挙げられる。 As a method of setting the surface free energy of the [A] layer used in the present invention to 45 mN / m or less, dimethylpolysiloxane, as long as the adhesion and gas barrier properties between the [A] layer and the [B] layer are not lowered, Examples thereof include a method of adding a silicone having a low surface tension such as methylphenylpolysiloxane or a monomer having a long-chain alkyl group such as n-stearyl acrylate which is lipophilic.
[A]層を形成する樹脂からなる塗液の塗布手段としては、例えば、リバースコート法、グラビアコート法、ロッドコート法、バーコート法、ダイコート法、スプレーコート法などを用いることができる。中でも、[A]層の好ましい厚みである0.5μm以上、10μm以下の塗工に好適な手法として、グラビアコート法が好ましい。 [A] As a means for applying a coating liquid comprising a resin forming the layer, for example, a reverse coating method, a gravure coating method, a rod coating method, a bar coating method, a die coating method, a spray coating method, or the like can be used. Among these, a gravure coating method is preferable as a method suitable for coating with a preferable thickness of the [A] layer of 0.5 μm or more and 10 μm or less.
[A]層を構成する架橋樹脂として活性線硬化型のアクリル樹脂を用いる場合、架橋させる際に用いられる活性線としては、紫外線、電子線、放射線(α線、β線、γ線)などが挙げられるが、実用上簡便に用いることができることから紫外線が好ましい。また、[A]層を構成する架橋樹脂として熱硬化型のアクリル樹脂を用いる場合架橋させる際に用いられる熱源としては、スチームヒーター、電気ヒーター、赤外線ヒーターなどがあるが、温度制御の安定性の観点から赤外線ヒーターが好ましい。 [A] When an active ray curable acrylic resin is used as the cross-linking resin constituting the layer, the active rays used for cross-linking include ultraviolet rays, electron beams, radiation (α rays, β rays, γ rays) and the like. Although it can be mentioned, ultraviolet rays are preferable because they can be used simply and practically. In addition, when a thermosetting acrylic resin is used as the cross-linking resin constituting the [A] layer, the heat source used for cross-linking includes a steam heater, an electric heater, an infrared heater, etc. From the viewpoint, an infrared heater is preferable.
[B]層
厚みが10〜1000nmの含ケイ素無機層(以降「[B]層」と記すこともある)について詳細を説明する。含ケイ素無機層は、いわゆるガスバリア性の層として知られているものである。本発明において[B]層は、[A]層である鉛筆硬度がH以上かつ表面自由エネルギーが45mN/m以下である第1の架橋樹脂層の上に配置される。[A]層の上に[B]層を積層することにより、飛躍的にガスバリア性を向上させることが可能であることを見出した。
[B] Layer A silicon-containing inorganic layer having a thickness of 10 to 1000 nm (hereinafter sometimes referred to as “[B] layer”) will be described in detail. The silicon-containing inorganic layer is known as a so-called gas barrier layer. In the present invention, the [B] layer is disposed on the first cross-linked resin layer which is the [A] layer and has a pencil hardness of H or more and a surface free energy of 45 mN / m or less. It has been found that gas barrier properties can be dramatically improved by laminating the [B] layer on the [A] layer.
本発明において[B]層に好適に用いられる材料としては、膜質が非晶質かつ緻密に形成でき、優れたガスバリア性を有する二酸化ケイ素が好ましい。なお、「二酸化ケイ素」を「SiO2」と記すこともある。また、二酸化ケイ素(SiO2)は、生成時の条件によって、前記組成式のケイ素と酸素の組成比率から若干ずれたもの(SiO〜SiO2)が生成することがあるが、本明細書においては二酸化ケイ素あるいはSiO2と表記することとする。 In the present invention, the material suitably used for the [B] layer is preferably silicon dioxide having an amorphous and dense film quality and excellent gas barrier properties. “Silicon dioxide” may be referred to as “SiO 2 ”. Also, silicon (SiO 2) dioxide, the generation time conditions, said that deviates slightly from the composition formula of silicon and oxygen composition ratio (SiO~SiO 2) although it is possible to produce, in this specification It will be expressed as silicon dioxide or SiO 2 .
前記[A]層の上に[B]層を積層することにより、本発明の効果が得られる理由としては次のように考えている。すなわち、[A]層は鉛筆硬度がH以上である第1の架橋樹脂層であるため、高分子基材の耐熱性および熱寸法性が向上する。そして、かかる[A]層の上に二酸化ケイ素の層を形成することにより、高分子基材の上に直接二酸化ケイ素の層を形成するのに比較して、二酸化ケイ素の層を形成する際のプラズマのイオンおよびラジカルによる高分子基材の損傷を防止できるので、安定して緻密な二酸化ケイ素層を形成できる。さらに、[A]層の表面自由エネルギーが45mN/m以下の範囲であるため、高分子基材表面における二酸化ケイ素層のスパッタ粒子が表面拡散し易くなり、従来よりも高分子基材表面付近の膜質が微細化し緻密になるため、ガスバリア性を向上できるものと推測している。 The reason why the effect of the present invention can be obtained by laminating the [B] layer on the [A] layer is considered as follows. That is, since the [A] layer is the first crosslinked resin layer having a pencil hardness of H or higher, the heat resistance and thermal dimensionality of the polymer base material are improved. Then, by forming a silicon dioxide layer on the [A] layer, the silicon dioxide layer is formed as compared to forming the silicon dioxide layer directly on the polymer substrate. Since the polymer substrate can be prevented from being damaged by plasma ions and radicals, a stable and dense silicon dioxide layer can be formed. Furthermore, since the surface free energy of the [A] layer is in the range of 45 mN / m or less, the sputtered particles of the silicon dioxide layer on the surface of the polymer base material are more likely to diffuse, which is closer to the surface of the polymer base material than before. It is presumed that the gas barrier properties can be improved because the film quality becomes finer and denser.
[B]層は、ケイ素酸化物を含んでいれば、Zn、Al、Ti、Zr、Sn、In、Nb、Mo、Ta等の元素の酸化物、窒化物、硫化物、または、それらの混合物を含んでいてもよい。中でも、亜鉛化合物とケイ素酸化物とを含む組成により構成されたものであることが好ましい。かかる組成により構成されるもののうち、とりわけ高いガスバリア性が得られるものとして、酸化亜鉛−二酸化ケイ素−酸化アルミニウムの共存相からなる層(以降「[B1]層」と記すこともある)または[B2]硫化亜鉛と二酸化ケイ素の共存相からなる層(以降「[B2]層」と記すこともある)が好適に用いられる。(なお、[B1]層と[B2]層のそれぞれの詳細説明は後述する。)
本発明に使用する[B]層の厚みは、ガスバリア性を発現する層の厚みとして10nm以上、1000nm以下である。層の厚みが10nmより薄くなると、十分にガスバリア性が確保できない箇所が発生し、高分子基材面内でガスバリア性がばらつくなどの問題が生じる場合がある。また、層の厚みが1000nmより厚くなると、層内に残留する応力が大きくなるため、曲げや外部からの衝撃によって[B]層にクラックが発生しやすくなり、使用に伴いガスバリア性が低下する場合がある。柔軟性を確保する観点から100nm以上、500nm以下が好ましい。[B]層の厚みは、通常は透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察により測定することが可能である。
[B] If the layer contains silicon oxide, oxide, nitride, sulfide, or a mixture of elements such as Zn, Al, Ti, Zr, Sn, In, Nb, Mo, Ta, etc. May be included. Especially, it is preferable that it is comprised by the composition containing a zinc compound and a silicon oxide. Among those composed of such a composition, a layer composed of a coexisting phase of zinc oxide-silicon dioxide-aluminum oxide (hereinafter also referred to as “[B1] layer”) or [B2] A layer composed of a coexisting phase of zinc sulfide and silicon dioxide (hereinafter sometimes referred to as “[B2] layer”) is preferably used. (Detailed explanation of each of the [B1] layer and the [B2] layer will be given later.)
The thickness of the [B] layer used for this invention is 10 nm or more and 1000 nm or less as the thickness of the layer which expresses gas barrier property. When the thickness of the layer is less than 10 nm, there may be a portion where sufficient gas barrier properties cannot be ensured, resulting in problems such as variations in gas barrier properties within the polymer substrate surface. In addition, when the thickness of the layer is greater than 1000 nm, the stress remaining in the layer increases, so that the [B] layer is liable to be cracked by bending or external impact, and the gas barrier property decreases with use. There is. 100 nm or more and 500 nm or less are preferable from a viewpoint of ensuring a softness | flexibility. [B] The thickness of the layer can usually be measured by cross-sectional observation with a transmission electron microscope (TEM).
[B]層を形成する方法は特に限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法等によって形成することができる。これらの方法の中でも、簡便かつ安価に[B]層を形成可能な方法として、スパッタリング法が好ましい。 The method for forming the [B] layer is not particularly limited, and can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, or the like. Among these methods, the sputtering method is preferable as a method for forming the [B] layer easily and inexpensively.
[B1]層
次に、本発明における含ケイ素無機層として好適に用いられる[B1]層として、酸化亜鉛−二酸化ケイ素−酸化アルミニウムの共存相からなる層について詳細を説明する。なお、「酸化亜鉛−二酸化ケイ素−酸化アルミニウムの共存相」を「ZnO−SiO2−Al2O3」と記すこともある。また、二酸化ケイ素(SiO2)ついてケイ素と酸素の組成比率からの若干のずれにかかわらず二酸化ケイ素あるいはSiO2と表記することとする旨先に述べたが、酸化亜鉛、酸化アルミニウムについてもかかる組成比の化学式からのずれに関しては、同様の扱いとする。すなわち、それぞれ、本明細書においては、生成時の条件に依存する組成比のずれに関わらず、酸化亜鉛またはZnO、酸化アルミニウムまたはAl2O3と表記することとする。
[B1] Layer Next, as the [B1] layer suitably used as the silicon-containing inorganic layer in the present invention, a layer composed of a coexisting phase of zinc oxide-silicon dioxide-aluminum oxide will be described in detail. The “coexisting phase of zinc oxide-silicon dioxide-aluminum oxide” is sometimes referred to as “ZnO—SiO 2 —Al 2 O 3 ”. In addition, silicon dioxide (SiO 2 ) is described as silicon dioxide or SiO 2 regardless of a slight deviation from the composition ratio of silicon and oxygen. However, zinc oxide and aluminum oxide also have such a composition. The deviation from the chemical formula of the ratio is handled in the same way. That is, in this specification, it will be expressed as zinc oxide or ZnO, aluminum oxide or Al 2 O 3 regardless of the difference in composition ratio depending on the conditions during generation.
本発明のガスバリア性フィルムにおいて[B1]層を適用することによりガスバリア性が良好となる理由は、酸化亜鉛−二酸化ケイ素−酸化アルミニウムの共存相においては酸化亜鉛に含まれる結晶質成分と二酸化ケイ素の非晶質成分とを共存させることによって、微結晶を生成しやすい酸化亜鉛の結晶成長が抑制され粒子径が小さくなるため層が緻密化し、酸素および水蒸気の透過が抑制されるためと推測している。 The reason why the gas barrier property is improved by applying the [B1] layer in the gas barrier film of the present invention is that, in the coexisting phase of zinc oxide-silicon dioxide-aluminum oxide, the crystalline component contained in zinc oxide and silicon dioxide Presuming that by coexisting with the amorphous component, crystal growth of zinc oxide, which tends to generate microcrystals, is suppressed and the particle size is reduced, so that the layer is densified and the permeation of oxygen and water vapor is suppressed. Yes.
また、酸化アルミニウムを共存させることによって、酸化亜鉛と二酸化ケイ素を共存させる場合に比べて、より結晶成長を抑制することができるため、クラックの生成に起因するガスバリア性低下が抑制できるものと考えられる。 In addition, it is considered that the coexistence of aluminum oxide can suppress the crystal growth more than the coexistence of zinc oxide and silicon dioxide, so that it is possible to suppress the decrease in gas barrier properties due to the generation of cracks. .
[B1]層の組成は、後述するようにICP発光分光分析法により測定することができる。ICP発光分光分析法により測定されるZn原子濃度は20〜40atom%、Si原子濃度は5〜20atom%、Al原子濃度は0.5〜5atom%、O原子濃度は35〜70atom%であることが好ましい。Zn原子濃度が40atom%より大きくなる、またはSi原子濃度が5atom%より小さくなると、酸化亜鉛の結晶成長を抑制する酸化物が不足するため、空隙部分や欠陥部分が増加し、十分なガスバリア性が得られない場合がある。Zn原子濃度が20atom%より小さくなる、またはSi原子濃度が20atom%より大きくなると、層内部の二酸化ケイ素の非晶質成分が増加して層の柔軟性が低下する場合がある。また、Al原子濃度が5atom%より大きくなると、酸化亜鉛と二酸化ケイ素の親和性が過剰に高くなるため膜の鉛筆硬度が上昇し、熱や外部からの応力に対してクラックが生じやすくなる場合がある。Al原子濃度が0.5atom%より小さくなると、酸化亜鉛と二酸化ケイ素の親和性が不十分となり、層を形成する粒子間の結合力が向上できずに柔軟性が低下する場合がある。また、O原子濃度が70atom%より大きくなると、[A]層内の欠陥量が増加するため、所定のガスバリア性が得られない場合がある。O原子濃度が35atom%より小さくなると、亜鉛、ケイ素、アルミニウムの酸化状態が不十分となり、結晶成長が抑制できず粒子径が大きくなるため、ガスバリア性が低下する場合がある。かかる観点から、Zn原子濃度が25〜35atom%、Si原子濃度が10〜15atom%、Al原子濃度が1〜3atom%、O原子濃度が50〜64atom%であることがより好ましい。 The composition of the [B1] layer can be measured by ICP emission spectroscopy as described later. The Zn atom concentration measured by ICP emission spectroscopy is 20 to 40 atom%, the Si atom concentration is 5 to 20 atom%, the Al atom concentration is 0.5 to 5 atom%, and the O atom concentration is 35 to 70 atom%. preferable. When the Zn atom concentration is higher than 40 atom% or the Si atom concentration is lower than 5 atom%, the oxide that suppresses the crystal growth of zinc oxide is insufficient, so that voids and defects are increased, and sufficient gas barrier properties are obtained. It may not be obtained. When the Zn atom concentration is lower than 20 atom% or the Si atom concentration is higher than 20 atom%, the amorphous component of silicon dioxide inside the layer may increase and the flexibility of the layer may be lowered. Further, when the Al atom concentration is higher than 5 atom%, the affinity between zinc oxide and silicon dioxide becomes excessively high, so that the pencil hardness of the film increases, and cracks are likely to occur due to heat and external stress. is there. When the Al atom concentration is less than 0.5 atom%, the affinity between zinc oxide and silicon dioxide becomes insufficient, and the bonding force between the particles forming the layer cannot be improved and flexibility may be lowered. Further, when the O atom concentration is higher than 70 atom%, the amount of defects in the [A] layer increases, so that a predetermined gas barrier property may not be obtained. If the O atom concentration is less than 35 atom%, the oxidation state of zinc, silicon, and aluminum becomes insufficient, crystal growth cannot be suppressed, and the particle diameter becomes large, so that the gas barrier property may be lowered. From this viewpoint, it is more preferable that the Zn atom concentration is 25 to 35 atom%, the Si atom concentration is 10 to 15 atom%, the Al atom concentration is 1 to 3 atom%, and the O atom concentration is 50 to 64 atom%.
[B1]層に含まれる成分は酸化亜鉛および二酸化ケイ素および酸化アルミニウムが上記組成の範囲でかつ主成分であれば特に限定されず、例えば、Al、Ti、Zr、Sn、In、Nb、Mo、Ta、Pd等から形成された金属酸化物を含んでも構わない。ここで主成分とは、[B1]層の組成の60質量%以上であることを意味し、80質量%以上であれば好ましい。 The component contained in the [B1] layer is not particularly limited as long as zinc oxide, silicon dioxide and aluminum oxide are in the above composition and are the main components. For example, Al, Ti, Zr, Sn, In, Nb, Mo, A metal oxide formed of Ta, Pd, or the like may be included. Here, the main component means 60% by mass or more of the composition of the [B1] layer, and preferably 80% by mass or more.
[B1]層の組成は、層の形成時に使用した混合焼結材料と同等の組成で形成されるため、目的とする層の組成に合わせた組成の混合焼結材料を使用することで[B1]層の組成を調整することが可能である。 The composition of the [B1] layer is formed with the same composition as the mixed sintered material used at the time of forming the layer. Therefore, by using a mixed sintered material having a composition that matches the composition of the target layer [B1 It is possible to adjust the composition of the layer.
[B1]層の組成分析は、ICP発光分光分析法を使用して、亜鉛、ケイ素、アルミニウムの各元素を定量分析し、酸化亜鉛と二酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび含有する無機酸化物の組成比を知ることができる。なお、酸素原子は亜鉛原子、ケイ素原子、アルミニウム原子が、それぞれ酸化亜鉛(ZnO)、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)として存在すると仮定して算出する。ICP発光分光分析は、試料をアルゴンガスとともにプラズマ光源部に導入した際に発生する発光スペクトルから、多元素の同時計測が可能な分析手法であり、組成分析に適用することができる。 The composition analysis of the [B1] layer uses ICP emission spectroscopy to quantitatively analyze each element of zinc, silicon, and aluminum, and determine the composition ratio of zinc oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, and the inorganic oxide contained. I can know. The oxygen atoms are calculated on the assumption that zinc atoms, silicon atoms, and aluminum atoms exist as zinc oxide (ZnO), silicon dioxide (SiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), respectively. The ICP emission spectroscopic analysis is an analysis method capable of simultaneously measuring multiple elements from an emission spectrum generated when a sample is introduced into a plasma light source unit together with argon gas, and can be applied to composition analysis.
なお、[B1]層表面に[C]層が積層されている場合は、イオンエッチングや薬液処理により[C]層を除去した後、ICP発光分光分析することができる。 When the [C] layer is laminated on the surface of the [B1] layer, ICP emission spectroscopic analysis can be performed after removing the [C] layer by ion etching or chemical treatment.
高分子基材上に[B1]層を形成する方法は特に限定されず、酸化亜鉛と二酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混合焼結材料を使用して、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって形成することができる。酸化亜鉛と二酸化ケイ素と酸化アルミニウムの単体材料を使用する場合は、酸化亜鉛と二酸化ケイ素と酸化アルミニウムをそれぞれ別の蒸着源またはスパッタ電極から同時に成膜し、所望の組成となるように混合させて形成することができる。これらの方法の中でも、本発明に使用する[B1]層の形成方法は、ガスバリア性と形成した層の組成再現性の観点から、混合焼結材料を使用したスパッタリング法がより好ましい。 The method for forming the [B1] layer on the polymer substrate is not particularly limited, and a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, etc. using a mixed sintered material of zinc oxide, silicon dioxide and aluminum oxide, etc. Can be formed. When using a single material of zinc oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide, form a film of zinc oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide simultaneously from separate vapor deposition sources or sputter electrodes, and mix them to the desired composition. Can be formed. Among these methods, the [B1] layer forming method used in the present invention is more preferably a sputtering method using a mixed sintered material from the viewpoint of gas barrier properties and composition reproducibility of the formed layer.
[B2]層
次に、[B2]層として、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の共存相からなる層について詳細を説明する。なお、「硫化亜鉛−二酸化ケイ素共存相」を、「ZnS−SiO2」と記すこともある。また、二酸化ケイ素(SiO2)ついてケイ素と酸素の組成比率からの若干のずれにかかわらず二酸化ケイ素あるいはSiO2と表記することとする旨先に述べたが、硫化亜鉛についてもかかる組成比の化学式からのずれに関しては、同様の扱いとする。すなわち、本明細書においては、生成時の条件に依存する組成比のずれに関わらず、硫化亜鉛またはZnSと表記することとする。
[B2] Layer Next, as the [B2] layer, a layer composed of a coexisting phase of zinc sulfide and silicon dioxide will be described in detail. The “zinc sulfide-silicon dioxide coexisting phase” is sometimes referred to as “ZnS—SiO 2 ”. In addition, silicon dioxide (SiO 2 ) is described as silicon dioxide or SiO 2 regardless of a slight deviation from the composition ratio of silicon and oxygen. The same treatment will be applied to deviations from. That is, in this specification, it will be expressed as zinc sulfide or ZnS regardless of the difference in composition ratio depending on the conditions during generation.
本発明のガスバリア性フィルムにおいて[B2]層を適用することによりガスバリア性が良好となる理由は、硫化亜鉛−二酸化ケイ素共存相においては硫化亜鉛に含まれる結晶質成分と二酸化ケイ素の非晶質成分とを共存させることによって、微結晶を生成しやすい硫化亜鉛の結晶成長が抑制され粒子径が小さくなるため層が緻密化し、酸素および水蒸気の透過が抑制されるためと推測している。また、結晶成長が抑制された硫化亜鉛を含む硫化亜鉛−二酸化ケイ素共存相は、無機酸化物または金属酸化物だけで形成された層よりも柔軟性が優れることにより、熱や外部からの応力に対してクラックが生じにくいため、かかる[B2]層を適用することによりクラックの生成に起因するガスバリア性低下が抑制できたものと考えられる。 The reason why the gas barrier property is improved by applying the [B2] layer in the gas barrier film of the present invention is that the crystalline component contained in the zinc sulfide and the amorphous component of silicon dioxide in the zinc sulfide-silicon dioxide coexisting phase. It is presumed that the crystal growth of zinc sulfide, which tends to generate microcrystals, is suppressed and the particle size is reduced, so that the layer is densified and the permeation of oxygen and water vapor is suppressed. In addition, the zinc sulfide-silicon dioxide coexisting phase containing zinc sulfide with suppressed crystal growth is more flexible than a layer formed only of inorganic oxides or metal oxides. On the other hand, since cracks are unlikely to occur, it is considered that application of the [B2] layer can suppress a decrease in gas barrier properties due to generation of cracks.
[B2]層の組成は、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の合計に対する硫化亜鉛のモル分率が0.7〜0.9であることが好ましい。硫化亜鉛と二酸化ケイ素の合計に対する硫化亜鉛のモル分率が0.9より大きくなると、硫化亜鉛の結晶成長を抑制する酸化物が不足するため、空隙部分や欠陥部分が増加し、所定のガスバリア性が得られない場合がある。また、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の合計に対する硫化亜鉛のモル分率が0.7より小さくなると、[B2]層内部の二酸化ケイ素の非晶質成分が増加して層の柔軟性が低下するため、機械的な曲げに対するガスバリア性フィルムの柔軟性が低下する場合がある。さらに好ましくは0.75〜0.85の範囲である。 The composition of the [B2] layer is preferably such that the molar fraction of zinc sulfide relative to the total of zinc sulfide and silicon dioxide is 0.7 to 0.9. If the molar fraction of zinc sulfide with respect to the total of zinc sulfide and silicon dioxide is greater than 0.9, there will be insufficient oxide that suppresses crystal growth of zinc sulfide, resulting in an increase in voids and defects, resulting in a predetermined gas barrier property. May not be obtained. Further, when the molar fraction of zinc sulfide with respect to the total of zinc sulfide and silicon dioxide is less than 0.7, the amorphous component of silicon dioxide inside the [B2] layer increases and the flexibility of the layer decreases, The flexibility of the gas barrier film with respect to mechanical bending may be reduced. More preferably, it is the range of 0.75-0.85.
[B2]層に含まれる成分は硫化亜鉛および二酸化ケイ素が上記組成の範囲でかつ主成分であれば特に限定されず、例えば、Al、Ti、Zr、Sn、In、Nb、Mo、Ta、Pd等の金属酸化物を含んでも構わない。ここで主成分とは、[B2]層の組成の60質量%以上であることを意味し、80質量%以上であれば好ましい。 The components contained in the [B2] layer are not particularly limited as long as zinc sulfide and silicon dioxide are in the above composition and are the main components. For example, Al, Ti, Zr, Sn, In, Nb, Mo, Ta, Pd Or a metal oxide such as Here, the main component means 60% by mass or more of the composition of the [B2] layer, and preferably 80% by mass or more.
[B2]層の組成は、層の形成時に使用した混合焼結材料と同等の組成で形成されるため、目的に合わせた組成の混合焼結材料を使用することで[B2]層の組成を調整することが可能である。 Since the composition of the [B2] layer is formed with the same composition as the mixed sintered material used at the time of forming the layer, the composition of the [B2] layer can be changed by using a mixed sintered material having a composition suitable for the purpose. It is possible to adjust.
[B2]層の組成分析は、ICP発光分光分析により、まず亜鉛及びケイ素の組成比を求め、この値を基にラザフォード後方散乱法を使用して、各元素を定量分析し硫化亜鉛と二酸化ケイ素および含有する他の無機酸化物の組成比を知ることができる。ICP発光分光分析は、試料をアルゴンガスとともにプラズマ光源部に導入した際に発生する発光スペクトルから、多元素の同時計測が可能な分析手法であり、組成分析に適用することができる。また、ラザフォード後方散乱法は高電圧で加速させた荷電粒子を試料に照射し、そこから跳ね返る荷電粒子の数、エネルギーから元素の特定、定量を行い、各元素の組成比を知ることができる。なお、[B2]層は硫化物と酸化物の複合層であるため、硫黄と酸素の組成比分析が可能なラザフォード後方散乱法による分析を実施する。 The composition analysis of the [B2] layer is based on ICP emission spectroscopic analysis. First, the composition ratio of zinc and silicon is obtained. Based on this value, each element is quantitatively analyzed by using Rutherford backscattering method, and zinc sulfide and silicon dioxide are analyzed. And the composition ratio of other inorganic oxides contained. The ICP emission spectroscopic analysis is an analysis method capable of simultaneously measuring multiple elements from an emission spectrum generated when a sample is introduced into a plasma light source unit together with argon gas, and can be applied to composition analysis. In Rutherford backscattering method, a charged particle accelerated by a high voltage is irradiated on a sample, and the number of charged particles bounced from the sample and the element are identified and quantified from the energy, and the composition ratio of each element can be known. Since the [B2] layer is a composite layer of sulfide and oxide, analysis by Rutherford backscattering method capable of analyzing the composition ratio of sulfur and oxygen is performed.
なお、[B2]層表面に[C]層が積層されている場合は、イオンエッチングや薬液処理により[C]層を除去した後、ICP発光分光分析、およびラザフォード後方散乱法にて分析することができる。 When the [C] layer is laminated on the surface of the [B2] layer, the [C] layer is removed by ion etching or chemical treatment, and then analyzed by ICP emission spectroscopic analysis and Rutherford backscattering method. Can do.
透明高分子基材上に[B2]層を形成する方法は特に限定されず、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の混合焼結材料を使用して、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等によって形成することができる。硫化亜鉛と二酸化ケイ素の単体材料を使用する場合は、硫化亜鉛と二酸化ケイ素をそれぞれ別の蒸着源またはスパッタ電極から同時に成膜し、所望の組成となるように混合させて形成することができる。これらの方法の中でも、本発明に使用する[B2]層の形成方法は、ガスバリア性と形成した層の組成再現性の観点から、混合焼結材料を使用したスパッタリング法がより好ましい。 The method for forming the [B2] layer on the transparent polymer substrate is not particularly limited, and it is formed by using a mixed sintered material of zinc sulfide and silicon dioxide by a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like. can do. When a single material of zinc sulfide and silicon dioxide is used, it can be formed by simultaneously forming films of zinc sulfide and silicon dioxide from different vapor deposition sources or sputtering electrodes, and mixing them to obtain a desired composition. Among these methods, the [B2] layer forming method used in the present invention is more preferably a sputtering method using a mixed sintered material from the viewpoint of gas barrier properties and composition reproducibility of the formed layer.
[C]層
鉛筆硬度がH以上かつ厚みが0.05〜10μmである第2の架橋樹脂層(以降、「[C]層」と記す場合もある)について詳細を説明する。[C]層を[B]層上に配することにより、後加工時における搬送や他部材との積層加工等によるガスバリア性の低下を抑制するとともに、後述する耐屈曲性試験のようなガスバリア性フィルムに対し繰り返しの曲げ動作を行った場合においても、ガスバリア性の低下を抑制できる効果を見い出した。具体的には、[B]層の表面保護層として機能するとともに、耐屈曲性などの試験においては、含ケイ素無機層[B]が高分子基材と[C]層に挟まれた構造にすることにより、ガスバリア性フィルムを曲げた際の引っ張り応力と圧縮応力をバランスさせることができ、結果として[B]層にかかる応力を低減できる効果によるものと推測している。
[C] Layer The details of the second crosslinked resin layer (hereinafter also referred to as “[C] layer”) having a pencil hardness of H or more and a thickness of 0.05 to 10 μm will be described. By disposing the [C] layer on the [B] layer, it is possible to suppress a decrease in gas barrier properties due to conveyance during post-processing, lamination processing with other members, and the like, and gas barrier properties such as a flex resistance test described later. Even when the film was repeatedly bent, it was found that the gas barrier property could be prevented from lowering. Specifically, it functions as a surface protective layer for the [B] layer and has a structure in which the silicon-containing inorganic layer [B] is sandwiched between the polymer substrate and the [C] layer in tests such as bending resistance. By doing so, it is presumed that the tensile stress and the compressive stress when the gas barrier film is bent can be balanced, and as a result, the stress applied to the [B] layer can be reduced.
[C]層の厚みは、0.05μm以上、10μm以下である。層の厚みが0.05μmより薄くなると、後加工によって受ける各種応力により、[B]層にクラックやキズが生じることにより、ガスバリア性が低下する場合がある。層の厚みが10μmより厚くなると、[A]層の層内に残留する応力が大きくなることによって高分子基材が反り、[B]層にクラックが発生するため、ガスバリア性が低下する場合がある。また、これらに伴い生産効率が低下する場合がある。フレキシブル性を確保する観点から[C]層の厚みは、1μm以上、5μm以下がより好ましい。[C]層の厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察画像から測定することが可能である。 The thickness of the [C] layer is 0.05 μm or more and 10 μm or less. If the thickness of the layer is less than 0.05 μm, the [B] layer may be cracked or scratched due to various stresses caused by post-processing, and the gas barrier property may be lowered. If the thickness of the layer is greater than 10 μm, the stress remaining in the [A] layer increases and the polymer base material warps and cracks are generated in the [B] layer, so that the gas barrier property may be lowered. is there. In addition, the production efficiency may decrease with these. From the viewpoint of ensuring flexibility, the thickness of the [C] layer is more preferably 1 μm or more and 5 μm or less. The thickness of the [C] layer can be measured from a cross-sectional observation image by a transmission electron microscope (TEM).
本発明において、安定したガスバリア性の発現が可能となる効果に対する[C]層の鉛筆硬度の寄与は、[C]層の鉛筆硬度をH以上とすることによって、後加工時に受ける各種応力に対する耐性が向上するものと推測している。従って、かかる[C]層の鉛筆硬度はH以上であり、2H以上が好ましい。一方、[C]層の鉛筆硬度は、5Hを超えると、柔軟性が低下するため、含ケイ素無機層形成後のハンドリングや後加工において、クラックによるガスバリア性の低下の原因となるとなる場合があるので、5H以下であることが好ましい。 In the present invention, the contribution of the pencil hardness of the [C] layer to the effect that enables stable gas barrier properties to be achieved is that the pencil hardness of the [C] layer is H or more, thereby being resistant to various stresses applied during post-processing. Is estimated to improve. Therefore, the pencil hardness of the [C] layer is H or higher, and preferably 2H or higher. On the other hand, if the pencil hardness of the [C] layer exceeds 5H, the flexibility is lowered, which may cause a decrease in gas barrier properties due to cracks in handling and post-processing after forming the silicon-containing inorganic layer. Therefore, it is preferable that it is 5H or less.
[C]層の鉛筆硬度試験は、JIS K5600(1999)に準じて実施する。異なる硬度の鉛筆を用い、0.5kg荷重下で試験を実施し、傷の有無によって判定する。 The pencil hardness test of the [C] layer is performed according to JIS K5600 (1999). The test is performed under a load of 0.5 kg using pencils having different hardnesses, and the determination is made based on the presence or absence of scratches.
本発明に用いられる[C]層の材料としては、鉛筆硬度がH以上かつ厚みが0.05μm〜10μmとなるものであれば、特に限定されず種々の架橋樹脂を使用することができる。具体的には[A]層と同様の架橋樹脂、および塗布手段を使用することができる。 The material of the [C] layer used in the present invention is not particularly limited as long as the pencil hardness is H or more and the thickness is 0.05 μm to 10 μm, and various cross-linked resins can be used. Specifically, the same cross-linked resin and coating means as those in the [A] layer can be used.
[用途]
本発明のガスバリア性フィルムは、水蒸気や酸素などのガスバリア性に優れていることから、太陽電池や、有機ELディスプレイなどの表示体素子に用いることができる。例えば、有機薄膜太陽電池においては、発光層を片面、あるいは両面から本発明のガスバリア性フィルムで挟み込む構成にすることにより、発電性能の低下が小さい有機薄膜太陽電池を提供することができる。また、有機ELディスプレイにおいては、発光層を片面、あるいは両面から本発明のガスバリア性フィルムで挟み込む構成にすることにより発光特性の低下が小さい有機ELディスプレイを提供することができる。
[Usage]
Since the gas barrier film of the present invention has excellent gas barrier properties such as water vapor and oxygen, it can be used for display elements such as solar cells and organic EL displays. For example, in an organic thin-film solar cell, an organic thin-film solar cell with a small reduction in power generation performance can be provided by sandwiching the light-emitting layer from one side or both sides with the gas barrier film of the present invention. In addition, in the organic EL display, an organic EL display with a small decrease in light emission characteristics can be provided by sandwiching the light emitting layer from one side or both sides with the gas barrier film of the present invention.
以下、本発明を実施例に基づき、具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[評価方法]
まず、各実施例および比較例における評価方法を説明する。評価n数は、特に断らない限り、n=5とし平均値を求めた。
[Evaluation method]
First, an evaluation method in each example and comparative example will be described. The number of evaluation n was n = 5 and the average value was obtained unless otherwise specified.
(1)層の厚み
断面観察用サンプルをマイクロサンプリングシステム(日立製FB−2000A)を使用してFIB法により(具体的には「高分子表面加工学」(岩森暁著)p.118〜119に記載の方法に基づいて)作製した。透過型電子顕微鏡(日立製H−9000UHRII)により、加速電圧300kVとして、観察用サンプルの断面を観察し、[A]層または[A’]層(以降、「第1層」と記す)、[B]層または[B’]層(以降、「第2層」と記す)、[C]層または[C’]層(以降、「第3層」と記す)の厚みを測定した。基材および第1層、第1層および第2層、第2層および第3層の界面は、透過型電子顕微鏡による断面観察写真によって判断した。
(1) Layer thickness Samples for cross-sectional observation were obtained by the FIB method using a microsampling system (Hitachi FB-2000A) (specifically, “Polymer Surface Processing” (by Satoshi Iwamori) p. 118-119). (Based on the method described in 1). Using a transmission electron microscope (Hitachi H-9000UHRII), the cross section of the observation sample was observed at an acceleration voltage of 300 kV, and the [A] layer or [A ′] layer (hereinafter referred to as “first layer”), [ The thicknesses of the B] layer or the [B ′] layer (hereinafter referred to as “second layer”), the [C] layer or the [C ′] layer (hereinafter referred to as “third layer”) were measured. The interface between the base material and the first layer, the first layer and the second layer, the second layer and the third layer was judged by a cross-sectional observation photograph using a transmission electron microscope.
(2)鉛筆硬度試験
第1層、および、第3層の表面の鉛筆硬度を、鉛筆硬度試験機HEIDON−14(新東科学(株))を用いて、JIS K5600−5−4(1999)に従い、n=1にて、鉛筆硬度を測定した。
(2) Pencil hardness test The pencil hardness of the surface of the first layer and the third layer is measured according to JIS K5600-5-4 (1999) using a pencil hardness tester HEIDON-14 (Shinto Kagaku Co., Ltd.). Then, the pencil hardness was measured at n = 1.
(3)表面自由エネルギー
第1層の表面について、表面自由エネルギーおよびその各成分(分散力、極性力、水素結合力)が既知の4種類の測定液(水、ホルムアミド、エチレングリコール、ヨウ化メチレン)を用い、23℃の温度、相対湿度65%の条件下で接触角計CA−D型(協和界面科学(株)製)にて、各液体の積層膜上での接触角を測定した。測定には、5個の平均値を用いた。この値を、拡張Fowkes式とYoungの式より導入される下記式(1)を用いて各成分を計算した。
(3) Surface free energy For the surface of the first layer, four types of measurement liquids (water, formamide, ethylene glycol, methylene iodide) whose surface free energy and its components (dispersing force, polar force, hydrogen bonding force) are known are known. The contact angle of each liquid on the laminated film was measured with a contact angle meter CA-D type (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) under the conditions of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 65%. The average value of 5 pieces was used for the measurement. Each component was calculated from this value using the following formula (1) introduced from the extended Fowkes formula and Young's formula.
(4)平均表面粗さRa
原子間力顕微鏡を用いて、以下の条件で、第1層の表面について測定した。
システム:NanoScopeIII/MMAFM(デジタルインスツルメンツ社製)
スキャナ:AS−130(J−Scanner)
プローブ:NCH−W型、単結晶シリコン(ナノワールド社製)
走査モ−ド:タッピングモ−ド
走査範囲:10μm×10μm
走査速度:0.5Hz
測定環境:温度23℃、相対湿度65%、大気中。
(4) Average surface roughness Ra
Using an atomic force microscope, the surface of the first layer was measured under the following conditions.
System: NanoScopeIII / MMAFM (manufactured by Digital Instruments)
Scanner: AS-130 (J-Scanner)
Probe: NCH-W type, single crystal silicon (manufactured by Nanoworld)
Scanning mode: Tapping mode Scanning range: 10 μm × 10 μm
Scanning speed: 0.5Hz
Measurement environment: temperature 23 ° C., relative humidity 65%, in air.
(5)水蒸気透過率(g/(m2・24h))
温度40℃、相対湿度90%、測定面積50cm2の条件で、英国、テクノロックス(Technolox)社製の水蒸気透過率測定装置(機種名:DELTAPERM(登録商標) )を使用して測定した。サンプル数は水準当たり2検体とし、測定回数は各検体について5回とし、得られた10点の平均値を水蒸気透過率(g/(m2・24h))とした。
(6)耐屈曲性
図3に示すとおり、ガスバリア性フィルムを100mm×140mmにサンプリングし、このサンプルの第1層から第3層(一部の層が省略されている場合も含む)が形成された面20の側の中央部に直径5mmの金属円柱19を固定し、この円柱に沿って、円柱の抱き角0°(サンプルが平面の状態)から、円柱への抱き角が180°(円柱で折り返した状態)となる範囲で、100回折り曲げ動作を行った後、(5)に示す方法で水蒸気透過率評価を行った。測定回数は各検体について5回とし、得られた10点の平均値を耐屈曲性試験後の水蒸気透過率とした。
(5) Water vapor transmission rate (g / (m 2 · 24h))
The measurement was performed using a water vapor transmission rate measuring device (model name: DELTAPERRM (registered trademark)) manufactured by Technolox, UK, under conditions of a temperature of 40 ° C., a relative humidity of 90%, and a measurement area of 50 cm 2 . The number of samples was 2 samples per level, the number of measurements was 5 for each sample, and the average value of the 10 points obtained was the water vapor transmission rate (g / (m 2 · 24 h)).
(6) Bending resistance As shown in FIG. 3, the gas barrier film is sampled to 100 mm × 140 mm, and the first to third layers (including the case where some layers are omitted) of this sample are formed. A
(7)[B1]層の組成
後述する[B1]層の組成の分析はICP発光分光分析(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、SPS4000)により行った。試料を、硝酸および硫酸で加熱分解し、希硝酸で加温溶解してろ別した。不溶解分は加熱灰化したのち、炭酸ナトリウムで融解し、希硝酸で溶解して、先のろ液とあわせて定容とした。この溶液について、亜鉛原子、ケイ素原子、アルミニウム原子の含有量を測定し、原子数比に換算した。なお、酸素原子は亜鉛原子、ケイ素原子、アルミニウム原子が、それぞれ酸化亜鉛(ZnO)、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)として存在すると仮定して求めた計算値とした。
(7) Composition of [B1] layer The analysis of the composition of the [B1] layer described later was performed by ICP emission spectroscopic analysis (SPS4000, manufactured by SII Nanotechnology). The sample was thermally decomposed with nitric acid and sulfuric acid, heated and dissolved with dilute nitric acid, and filtered. The insoluble matter was ashed by heating, melted with sodium carbonate, dissolved with dilute nitric acid, and made up to a constant volume with the previous filtrate. About this solution, content of a zinc atom, a silicon atom, and an aluminum atom was measured, and it converted into atomic ratio. The oxygen atoms were calculated values assuming that zinc atoms, silicon atoms, and aluminum atoms exist as zinc oxide (ZnO), silicon dioxide (SiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), respectively.
(8)[B2]層の組成
後述する[B2]層の組成の分析はICP発光分光分析(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、SPS4000)およびラザフォード後方散乱法(日新ハイボルテージ(株)製AN−2500)により行った。試料を、硝酸および硫酸で加熱分解し、希硝酸で加温溶解してろ別した。不溶解分は加熱灰化したのち、炭酸ナトリウムで融解し、希硝酸で溶解して、先のろ液とあわせて定容とした。この溶液について、亜鉛原子、ケイ素原子の含有量を測定した。次に、この値をもとにさらにラザフォード後方散乱法(日新ハイボルテージ(株)製AN−2500)を使用して、亜鉛原子、ケイ素原子、硫黄原子、酸素原子を定量分析し硫化亜鉛と二酸化ケイ素の組成比を求めた。
(8) Composition of the [B2] layer The analysis of the composition of the [B2] layer described later was performed by ICP emission spectroscopic analysis (SII Nanotechnology, SPS4000) and Rutherford backscattering method (AN manufactured by Nisshin High Voltage Co., Ltd.). -2500). The sample was thermally decomposed with nitric acid and sulfuric acid, heated and dissolved with dilute nitric acid, and filtered. The insoluble matter was ashed by heating, melted with sodium carbonate, dissolved with dilute nitric acid, and made up to a constant volume with the previous filtrate. About this solution, content of a zinc atom and a silicon atom was measured. Next, based on this value, further using Rutherford backscattering method (AN-2500 manufactured by Nissin High Voltage Co., Ltd.), quantitative analysis of zinc atom, silicon atom, sulfur atom, oxygen atom and zinc sulfide The composition ratio of silicon dioxide was determined.
(9)[B’3]層の組成
X線光電子分光法(XPS法)を用いることにより、アルミニウム原子に対する酸素原子の原子数比(O/Al比率)を測定した。測定条件は下記の通りとした。
・装置:Quantera SXM (PHI社製)
・励起X線:monochromatic AlKα1,2
・X線径100μm ・光電子脱出角度:10°。
(9) Composition of [B′3] layer By using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS method), the atomic ratio of oxygen atoms to aluminum atoms (O / Al ratio) was measured. The measurement conditions were as follows.
・ Device: Quantera SXM (manufactured by PHI)
Excitation X-ray: monochromic AlKα1,2
X-ray diameter 100 μm Photoelectron escape angle: 10 °
[第2層の形成]
([B1]層)
図2に示す構造の巻き取り式のスパッタリング装置を使用し、酸化亜鉛と二酸化ケイ素と酸化アルミニウムで形成された混合焼結材であるスパッタターゲットをスパッタ電極13に設置してアルゴンガスおよび酸素ガスによるスパッタリングを実施し、高分子基材5のスパッタ電極13側の面上(第1層が形成されている場合は第1層上、または、第1層を形成していない場合には高分子基材上)に[B1]層を設けた。([B1]層の材料を「B1」と記す)。
[Formation of second layer]
([B1] layer)
A sputter target, which is a mixed sintered material formed of zinc oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide, is placed on the
具体的な操作は以下のとおりである。まず、スパッタ電極13に酸化亜鉛/二酸化ケイ素/酸化アルミニウムの組成質量比が77/20/3で焼結されたスパッタターゲットを設置した巻き取り式スパッタリング装置6の巻き取り室7の中で、巻き出しロール8に前記高分子基材5を[B1]層を設ける側の面がスパッタ電極13に対向するようにセットし巻き出し、巻き出し側ガイドロール9,10,11を介して、クーリングドラム12に通した。減圧度2×10−1Paとなるように酸素ガス分圧10%としてアルゴンガスおよび酸素ガスを導入し、直流電源により投入電力4000Wを印加することにより、アルゴン・酸素ガスプラズマを発生させ、スパッタリングにより前記高分子基材5の表面上に[B1]層を形成した。厚みは、フィルム搬送速度により調整した。その後、巻き取り側ガイドロール14,15,16を介して巻き取りロール17に巻き取った。
The specific operation is as follows. First, in a winding
([B2]層)
図2に示す構造の巻き取り式のスパッタリング装置を使用し、酸化亜鉛と二酸化ケイ素と酸化アルミニウムで形成された混合焼結材であるスパッタターゲットをスパッタ電極13に設置してアルゴンガスおよび酸素ガスによるスパッタリングを実施し、高分子基材5のスパッタ電極13側の面上(第1層が形成されている場合は第1層上、または、第1層を形成していない場合には高分子基材上)に[B2]層を設けた。(本例にて設けた[B2]層の材料を「B2」と記す)。
([B2] layer)
A sputter target, which is a mixed sintered material formed of zinc oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide, is placed on the
具体的な操作は以下のとおりである。まず、スパッタ電極13に硫化亜鉛/二酸化ケイ素のモル組成比が80/20で焼結されたスパッタターゲットを設置した巻き取り式スパッタリング装置6の巻き取り室7の中で、巻き出しロール8に前記高分子基材5を[B2]層を設ける側の面がスパッタ電極13に対向するようにセットし巻き出し、巻き出し側ガイドロール9,10,11を介して、クーリングドラム12に通した。減圧度2×10−1Paとなるようにアルゴンガスを導入し、高周波電源により投入電力500Wを印加することにより、アルゴンガスプラズマを発生させ、スパッタリングにより前記高分子基材5の表面上に[B2]層を形成した。厚みは、フィルム搬送速度により調整した。その後、巻き取り側ガイドロール14,15,16を介して巻き取りロール17に巻き取った。
The specific operation is as follows. First, in the winding
([B’3]層:[B]層ではない第2層)
図2に示す構造の巻き取り式のスパッタリング装置を使用し、酸化アルミニウムの焼結材であるスパッタターゲットをスパッタ電極13に設置してアルゴンガスおよび酸素ガスによるスパッタリングを実施し、高分子基材5のスパッタ電極13側の面上(第1層が形成されている場合は第1層上、または、第1層を形成していない場合には高分子基材上)に、[B3]層([B]層ではない第2層)を設けた。(本例にて設けた[B’3]層の材料を「B’3」と記す)。
([B'3] layer: second layer that is not [B] layer)
Using a winding type sputtering apparatus having the structure shown in FIG. 2, a sputtering target, which is a sintered material of aluminum oxide, is placed on the sputtering
具体的な操作は以下のとおりである。まず、スパッタ電極13にアルミニウム原子に対する酸素原子の原子数比(O/Al比率)が、1.5で焼結されたスパッタターゲットを設置した巻き取り式スパッタリング装置6の巻き取り室7の中で、巻き出しロール8に前記高分子基材5をセットし巻き出し、巻き出し側ガイドロール9,10,11を介して、クーリングドラム12に通した。減圧度2×10−1Paとなるようにアルゴンガスを導入し、高周波電源により投入電力500Wを印加することにより、アルゴンガスプラズマを発生させ、スパッタリングにより前記高分子基材5の表面上に[B’3]層を形成した。厚みは、フィルム搬送速度により調整した。その後、巻き取り側ガイドロール14,15,16を介して巻き取りロール17に巻き取った。
The specific operation is as follows. First, in a winding
(実施例1)
高分子基材として厚み100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製“ルミラー”(登録商標)U48)を使用した。
Example 1
A polyethylene terephthalate film (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100 μm was used as the polymer substrate.
第1層として、[A]層を形成した。[A]層形成用の塗工液として、ウレタンアクリレート(中国塗料(株)製フォルシード420C)100質量部をトルエン70質量部で希釈した塗工液1を調製した。次いで、塗工液1を前記高分子基材の片面にマイクログラビアコーター(グラビア線番200UR、グラビア回転比100%)で塗布、60℃で1分間乾燥後、紫外線を1J/cm2照射、硬化させ、厚み3μmの[A]層を設けた(本例にて設けた[A]層の材料を「A1」と記す)。 [A] layer was formed as the 1st layer. [A] A coating liquid 1 was prepared by diluting 100 parts by mass of urethane acrylate (Forseed 420C manufactured by China Paint Co., Ltd.) with 70 parts by mass of toluene as a coating liquid for layer formation. Next, the coating liquid 1 is applied to one side of the polymer substrate with a micro gravure coater (gravure wire number 200UR, gravure rotation ratio 100%), dried at 60 ° C. for 1 minute, and then irradiated with ultraviolet rays at 1 J / cm 2 and cured. Then, an [A] layer having a thickness of 3 μm was provided (the material of the [A] layer provided in this example is referred to as “A1”).
[A]層を形成したフィルムから縦100mm、横100mmの試験片を切り出し、[A]層の鉛筆硬度試験、表面自由エネルギー、平均表面粗さの評価を実施した。結果を表1に示す。 A test piece having a length of 100 mm and a width of 100 mm was cut out from the film on which the [A] layer was formed, and the pencil hardness test, surface free energy, and average surface roughness of the [A] layer were evaluated. The results are shown in Table 1.
次に、[A]層上に[B1]層を100nmの厚みで形成した。[B1]層の組成は、Zn原子濃度が27.5atom%、Si原子濃度が13.1atom%、Al原子濃度が2.3atom%、O原子濃度が57.1atom%であった。 Next, a [B1] layer having a thickness of 100 nm was formed on the [A] layer. As for the composition of the [B1] layer, the Zn atom concentration was 27.5 atom%, the Si atom concentration was 13.1 atom%, the Al atom concentration was 2.3 atom%, and the O atom concentration was 57.1 atom%.
[B1]層上に次に示す手順で[C]層を設けた。ウレタンアクリレート(中国塗料(株)製フォルシード420C)100質量部をトルエン70質量部で希釈した塗工液1を調製した。次いで、塗工液1を前記高分子基材の片面にマイクログラビアコーター(グラビア線番300UR、グラビア回転比100%)で塗布、60℃で1分間乾燥後、紫外線を1J/cm2照射、硬化させ、厚み1μmの[C]層を設けた。(本例にて設けた[C]層の材料を「C1」と記す)。 [C] layer was provided on the [B1] layer in the following procedure. A coating liquid 1 was prepared by diluting 100 parts by mass of urethane acrylate (Forseed 420C manufactured by China Paint Co., Ltd.) with 70 parts by mass of toluene. Next, the coating liquid 1 is applied to one side of the polymer substrate with a micro gravure coater (gravure wire number 300UR, gravure rotation ratio 100%), dried at 60 ° C. for 1 minute, and then irradiated with ultraviolet rays at 1 J / cm 2 and cured. Then, a [C] layer having a thickness of 1 μm was provided. (The material of the [C] layer provided in this example is described as “C1”).
得られたガスバリア性フィルムから縦100mm、横100mmの試験片を切り出し、鉛筆硬度試験、水蒸気透過率の評価を実施した。結果を表1に示す。 A test piece having a length of 100 mm and a width of 100 mm was cut out from the obtained gas barrier film, and a pencil hardness test and an evaluation of water vapor permeability were performed. The results are shown in Table 1.
(実施例2)
第1層として、[A]層を形成した。[A]層形成用の塗工液として、ポリエステルアクリレート(日本化薬(株)製FOP−1740)100質量部にシリコーンオイル(東レ・ダウコーニング(株)製SH190)0.2質量部を添加し、トルエン50質量部、MEK50質量部で希釈した塗工液2を調製し、塗工液2をマイクログラビアコーター(グラビア線番300UR、グラビア回転比100%)で塗布、60℃で1分間乾燥後、紫外線を1J/cm2照射、硬化させ、厚み3μmの[A]層を設け(本例にて設けた[A]層の材料を「A2」と記す)、以降[C]層を厚み3μmとした以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。
(Example 2)
[A] layer was formed as the 1st layer. [A] As a coating solution for forming a layer, 0.2 parts by mass of silicone oil (SH 190 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is added to 100 parts by mass of polyester acrylate (FOP-1740 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). Then, a coating liquid 2 diluted with 50 parts by mass of toluene and 50 parts by mass of MEK is prepared, and the coating liquid 2 is applied with a micro gravure coater (gravure wire number 300UR, gravure rotation ratio 100%) and dried at 60 ° C. for 1 minute. Thereafter, ultraviolet rays were irradiated at 1 J / cm 2 and cured to provide a 3 μm thick [A] layer (the material of the [A] layer provided in this example is referred to as “A2”), and thereafter the [C] layer was thickened. A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness was 3 μm.
(実施例3)
実施例1と同様にして、[A]層を設けた。次いで[B1]層に代えて[B2]層を厚み200nmとなるよう設けた。[B2]層の組成は、硫化亜鉛のモル分率が0.80であった。
(Example 3)
In the same manner as in Example 1, the [A] layer was provided. Next, instead of the [B1] layer, a [B2] layer was provided to a thickness of 200 nm. The composition of the [B2] layer had a zinc sulfide molar fraction of 0.80.
[B2]層上に次に示す手順で[C]層を設けた。ポリエステルアクリレート(日本化薬(株)製FOP−1740)100質量部にシリコーンオイル(東レ・ダウコーニング(株)製SH190)0.2質量部を添加し、トルエン100質量部、MEK100質量部で希釈した塗工液2を調製し、塗工液2をマイクログラビアコーター(グラビア線番300UR、グラビア回転比100%)で塗布、60℃で1分間乾燥後、紫外線を1J/cm2照射、硬化させ、厚み1μmの[C]層を設けた。(本例にて設けた[C]層の材料を「C2」と記す)。 The [C] layer was provided on the [B2] layer in the following procedure. 0.2 parts by mass of silicone oil (SH190 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is added to 100 parts by mass of polyester acrylate (Nippon Kayaku Co., Ltd. FOP-1740), and diluted with 100 parts by mass of toluene and 100 parts by mass of MEK. The coating liquid 2 was prepared, and the coating liquid 2 was applied with a microgravure coater (gravure wire number 300UR, gravure rotation ratio 100%), dried at 60 ° C. for 1 minute, and then irradiated with ultraviolet rays at 1 J / cm 2 to be cured. A [C] layer having a thickness of 1 μm was provided. (The material of the [C] layer provided in this example is described as “C2”).
(実施例4)
[A]層の材料としてA2を用い、[C]層厚みを3μmとした以外は、実施例3と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。
Example 4
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 3 except that A2 was used as the material for the [A] layer and the thickness of the [C] layer was 3 μm.
(比較例1)
[C]層を形成しないこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。
(Comparative Example 1)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the [C] layer was not formed.
(比較例2)
[B1]層上に次に示す手順で第3層を設けた以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂を水に分散させたコート剤である住友精化株式会社製“セポルジョン”(登録商標)VH100,10質量部(固形分濃度:15質量%)を量り取り、希釈溶剤として水1.9質量部およびイソプロパノール0.6質量部を添加し、30分間攪拌することにより固形分濃度12質量%の塗工液3を調整した。次にワイヤーバーを用いて塗布し、120℃の温度で40秒間乾燥させ、厚み1μmの第3層を設けた。(本例にて設けた第3層の材料を「C’3」と記す)。
(Comparative Example 2)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the third layer was provided on the [B1] layer by the following procedure. Weigh out 10 parts by mass (solid content concentration: 15% by mass) of “Sepoljon” (registered trademark) VH100, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., which is a coating agent in which an ethylene / vinyl alcohol copolymer resin is dispersed in water. 1.9 parts by mass of water and 0.6 parts by mass of isopropanol were added, and the coating liquid 3 having a solid content concentration of 12% by mass was prepared by stirring for 30 minutes. Next, it apply | coated using the wire bar, it was made to dry at the temperature of 120 degreeC for 40 second, and the 3rd layer of thickness 1 micrometer was provided. (The material of the third layer provided in this example is described as “C′3”).
(比較例3)
[A]層を形成しないこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。
(Comparative Example 3)
[A] A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the layer was not formed.
(比較例4)
次に示す手順で第1層を設けた以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂を水に分散させたコート剤である住友精化株式会社製“セポルジョン”(登録商標)VH100を10質量部(固形分濃度:15質量%)を量り取り、希釈溶剤として水1.9質量部およびイソプロパノール0.6質量部を添加し、30分間攪拌することにより固形分濃度12質量%の塗工液3を調整した。次にワイヤーバーを用いて塗布し、120℃の温度で40秒間乾燥させ、厚み3μmの第1層を設けた。(本例にて設けた第1層の材料を「A’3」と記す)。
(比較例5)
第2層の厚みを1200nmとした以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。
(比較例6)
第2層の厚みを1200nmとした以外は、実施例3と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。
(比較例7)
第2層として、厚み100nmの[B’3]層を設けた以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを得た。Al2O3層の組成は、アルミニウム原子に対する酸素原子の原子数比(O/Al比率)が、1.65であった。
(Comparative Example 4)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the first layer was provided by the following procedure. 10 parts by mass (solid content concentration: 15% by mass) of “Sepoljon” (registered trademark) VH100 manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., which is a coating agent in which an ethylene / vinyl alcohol copolymer resin is dispersed in water, is used as a diluent solvent. 1.9 parts by mass of water and 0.6 parts by mass of isopropanol were added, and the coating liquid 3 having a solid content concentration of 12% by mass was prepared by stirring for 30 minutes. Next, it apply | coated using the wire bar, it was made to dry for 40 second at the temperature of 120 degreeC, and the 1st layer of thickness 3 micrometers was provided. (The material of the first layer provided in this example is indicated as “A′3”).
(Comparative Example 5)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the second layer was 1200 nm.
(Comparative Example 6)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 3 except that the thickness of the second layer was 1200 nm.
(Comparative Example 7)
A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a [B′3] layer having a thickness of 100 nm was provided as the second layer. Regarding the composition of the Al 2 O 3 layer, the atomic ratio of oxygen atoms to aluminum atoms (O / Al ratio) was 1.65.
本発明のガスバリア性フィルムは、水蒸気や酸素などのガスを遮断するガスバリア性に優れているので、例えば、食品、医薬品などの包装材および太陽電池、電子ペーパー、有機ELディスプレイ・照明などの電子デバイス部材として有用に用いることができるが、用途がこれらに限定されるものではない。 Since the gas barrier film of the present invention is excellent in gas barrier properties that block gas such as water vapor and oxygen, for example, packaging materials such as foods and pharmaceuticals, and electronic devices such as solar cells, electronic paper, organic EL displays and lighting Although it can be usefully used as a member, the application is not limited thereto.
1 高分子基材
2 [A]層
3 [B]層
4 [C]層
5 高分子基材
6 巻き取り式スパッタリング装置
7 巻き取り室
8 巻き出しロール
9、10、11 巻き出し側ガイドロール
12 クーリングドラム
13 スパッタ電極
14、15、16 巻き取り側ガイドロール
17 巻き取りロール
18 ガスバリア性フィルム
19 金属円柱
20 第1層から第3層が形成された面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polymer base material 2 [A] layer 3 [B] layer 4 [C] layer 5
Claims (9)
[A]層:鉛筆硬度がH以上かつ表面自由エネルギーが45mN/m以下である第1の架橋樹脂層
[B]層:厚みが10〜1000nmの含ケイ素無機層
[C]層:鉛筆硬度がH以上かつ厚みが0.05〜10μmである第2の架橋樹脂層 A gas barrier film in which the following [A] layer, [B] layer, and [C] layer are laminated in this order on at least one surface of a polymer substrate.
[A] layer: a first crosslinked resin layer [B] having a pencil hardness of H or more and a surface free energy of 45 mN / m or less; a silicon-containing inorganic layer [C] layer having a thickness of 10 to 1000 nm; Second crosslinked resin layer having a thickness of H or more and a thickness of 0.05 to 10 μm
[B1]層:酸化亜鉛と二酸化ケイ素と酸化アルミニウムの共存相からなる層
[B2]層:硫化亜鉛と二酸化ケイ素の共存相からなる層 The gas barrier film according to claim 3, wherein the [B] layer is any one of the following [B1] layer and [B2] layer.
[B1] layer: a layer composed of a coexisting phase of zinc oxide, silicon dioxide and aluminum oxide [B2] layer: a layer composed of a coexisting phase of zinc sulfide and silicon dioxide
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