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JP7600525B2 - Laminate - Google Patents

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JP7600525B2
JP7600525B2 JP2020022085A JP2020022085A JP7600525B2 JP 7600525 B2 JP7600525 B2 JP 7600525B2 JP 2020022085 A JP2020022085 A JP 2020022085A JP 2020022085 A JP2020022085 A JP 2020022085A JP 7600525 B2 JP7600525 B2 JP 7600525B2
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Description

本発明は、一例として高いガスバリア性が必要とされる食品、医薬品の包装材料や、太陽電池、電子ペーパー、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイなどの電子部品の材料に使用される積層体に関する。 The present invention relates to laminates that can be used, for example, as packaging materials for foods and medicines that require high gas barrier properties, and as materials for electronic components such as solar cells, electronic paper, and organic electroluminescence (EL) displays.

フィルム基材の表面に、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)、または、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、無機物(無機酸化物を含む)の無機層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各種ガスの遮断を必要とする食品や医薬品などの包装材および電子ペーパー、太陽電池などの電子デバイス部材として用いられており、それらの部材において、水蒸気透過度で5.0×10-2g/m・24hr・atm以下の高いガスバリア性が求められている。 Gas barrier films obtained by forming an inorganic layer of an inorganic substance (including an inorganic oxide) on the surface of a film substrate using a physical vapor deposition method (PVD method) such as vacuum deposition, sputtering or ion plating, or a chemical vapor deposition method (CVD method) such as plasma enhanced chemical vapor deposition, thermal chemical vapor deposition or photochemical vapor deposition, are used as packaging materials for foods, medicines and the like that require the blocking of various gases such as water vapor and oxygen, and as components for electronic devices such as electronic paper and solar cells, and these components are required to have high gas barrier properties with a water vapor transmission rate of 5.0 × 10 -2 g/m 2 24 hr atm or less.

高いガスバリア性を満たす方法の1つとして、有機層と無機層を交互に多層積層させることで、穴埋め効果により欠陥の発生を防止したガスバリア性フィルム(特許文献1)や、ZnOとSiOを主成分とするターゲットを用いてスパッタリングすることで、ZnO-SiO系のような複合酸化物膜をフィルム基材上に形成した簡便な膜構成のガスバリア性フィルム(特許文献2)が提案されている。 As one method for achieving high gas barrier properties, a gas barrier film in which organic and inorganic layers are alternately laminated to form multiple layers, thereby preventing the occurrence of defects by a hole-filling effect (Patent Document 1), and a gas barrier film having a simple film structure in which a composite oxide film such as a ZnO- SiO2 -based film is formed on a film substrate by sputtering using a target mainly composed of ZnO and SiO2 (Patent Document 2) have been proposed.

特開2005-324406号公報JP 2005-324406 A 特開2013-147710号公報JP 2013-147710 A

しかしながら、特許文献1のように有機層と無機層を交互に多層積層させることにより、高いバリア性を発現させることは可能であるが、多層積層させることから膜の応力によって基材と無機層、有機層と無機層間での密着性低下や工程数が多くなることによるコストアップの問題点があった。また、特許文献2のように複合酸化物をスパッタリングにより形成する積層体は、特許文献1に比べると低コストで製造できるものの、製造方法の性質上、成膜速度の高速化に限界があること等から、低コスト化することが困難であった。 However, although it is possible to achieve high barrier properties by alternately laminating organic and inorganic layers in multiple layers as in Patent Document 1, there are problems with laminating multiple layers, such as reduced adhesion between the substrate and inorganic layers and between the organic and inorganic layers due to film stress, and increased costs due to the increased number of steps. In addition, although a laminate formed by sputtering a complex oxide as in Patent Document 2 can be manufactured at a lower cost than Patent Document 1, it is difficult to reduce costs due to limitations in increasing the film formation speed due to the nature of the manufacturing method.

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、低コストかつシンプルな構成でも高度なガスバリア性と優れた密着性を有する積層体を提供せんとするものである。 In light of the background of the conventional technology, the present invention aims to provide a laminate that has high gas barrier properties and excellent adhesion even with a low-cost and simple structure.

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、以下である。 In order to solve these problems, the present invention adopts the following means. That is, as follows:

基材の少なくとも片側にA層を有し、前記A層はケイ素及び/又は金属元素、並びに酸素を含み、陽電子ビーム法により前記A層側から測定される平均寿命が0.935ns以下であり、クロスカット試験(JIS K5600-5-6、1999年)で剥離したマス数が全体の10%以下である積層体。 A laminate having an A layer on at least one side of a substrate, the A layer containing silicon and/or metal elements, and oxygen, an average life measured from the A layer side by a positron beam method of 0.935 ns or less, and the number of delaminated masses in a cross-cut test (JIS K5600-5-6, 1999) is 10% or less of the total.

本発明によれば、水蒸気に対する高度なガスバリア性、優れた密着性を有する積層体を、低コストにて提供することができる。 The present invention makes it possible to provide a laminate with high gas barrier properties against water vapor and excellent adhesion at low cost.

本発明の積層体の一例を示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a laminate of the present invention. 本発明の積層体の他の一例を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the laminate of the present invention. 本発明の積層体の他の一例を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the laminate of the present invention. 本発明の積層体を製造するための巻き取り式蒸着装置を模式的に示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a take-up type deposition apparatus for producing a laminate of the present invention. 本発明の積層体を製造するための蒸着材料の配置を表す図である。FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of deposition materials for producing a laminate of the present invention.

以下に本発明の詳細を説明する。 The details of the present invention are explained below.

[積層体]
本発明の積層体は、基材の少なくとも片側にA層を有し、前記A層はケイ素及び/又は金属元素、並びに酸素を含み、陽電子ビーム法により前記A層側から測定される平均寿命が0.935ns以下であり、クロスカット試験(JIS K5600-5-6、1999年)で剥離したマス数が全体の10%以下である積層体である。
[Laminate]
The laminate of the present invention has an A layer on at least one side of a substrate, the A layer containing silicon and/or a metal element, and oxygen, and has an average lifetime of 0.935 ns or less as measured from the A layer side by a positron beam method, and the number of peeled masses in a cross-cut test (JIS K5600-5-6, 1999) is 10% or less of the total.

図1に本発明の積層体の一例の断面図を示す。本発明の積層体では、基材1の少なくとも片面にA層2が配されている。A層はケイ素及び/又は金属元素、並びに酸素を含み、陽電子ビーム法により前記A層側から測定される平均寿命が0.935ns以下であることにより、柔軟かつ高度なガスバリア性を有するものとなる。さらにA層はクロスカット試験(JIS K5600-5-6、1999年)で剥離したマス数が全体の10%以下であることにより、ハンドリングや高温、高湿の過酷環境においても密着性に優れ、安定した高度なガスバリア性を有するものとなる。 Figure 1 shows a cross-sectional view of an example of the laminate of the present invention. In the laminate of the present invention, an A layer 2 is disposed on at least one surface of a substrate 1. The A layer contains silicon and/or metal elements, as well as oxygen, and has an average lifespan of 0.935 ns or less as measured from the A layer side by a positron beam method, resulting in flexibility and high gas barrier properties. Furthermore, the A layer has excellent adhesion even when handled or in harsh environments such as high temperature and high humidity, resulting in stable high gas barrier properties, as the number of peeled masses in the cross-cut test (JIS K5600-5-6, 1999) is 10% or less of the total.

また、本発明の積層体の別の一例は図2に示すように、基材1と前記A層2との間にB層3を有し、前記B層は金属酸化物層であることによって、B層がA層の基材との密着性の弱い部分を補うことができ、より高い密着性とガスバリア性を発現する積層体となる。 As shown in Figure 2, another example of the laminate of the present invention has a layer B 3 between a substrate 1 and the layer A 2, and the layer B is a metal oxide layer, which can compensate for the weak adhesion of the layer A to the substrate, resulting in a laminate that exhibits higher adhesion and gas barrier properties.

また、本発明の積層体の別の一例は図3に示すように、基材1の片側において基材1とB層2との間にアンカーコート層4を有するものである。アンカーコート層4を有することによって、基材1の表面に突起や傷が存在しても、平坦化することができ、A層2が偏りなく均一に成長するため、より高いガスバリア性を発現する積層体となる。 Another example of the laminate of the present invention is one having an anchor coat layer 4 between the substrate 1 and layer B 2 on one side of the substrate 1, as shown in Figure 3. By having the anchor coat layer 4, even if there are protrusions or scratches on the surface of the substrate 1, it can be flattened, and layer A 2 grows uniformly without bias, resulting in a laminate that exhibits higher gas barrier properties.

本発明の積層体は、水蒸気透過度が5.0×10-2g/m/day未満であることが好ましい。比較的高いガスバリア性が要求される高級包装材料や電子デバイス用途に使用される観点から、本発明の積層体の水蒸気透過度は1.0×10-2g/m/day未満であることがより好ましい
[基材]
本発明に用いられる基材は、柔軟性を確保する観点からフィルム形態を有することが好ましい。フィルムの構成としては、単層フィルム、または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、無延伸、一軸延伸あるいは二軸延伸フィルム等を使用してもよい。
The laminate of the present invention preferably has a water vapor permeability of less than 5.0×10 −2 g/m 2 /day. From the viewpoint of use as a high-grade packaging material or for electronic device applications that require relatively high gas barrier properties, the laminate of the present invention more preferably has a water vapor permeability of less than 1.0×10 −2 g/m 2 /day. [Substrate]
The substrate used in the present invention is preferably in the form of a film in order to ensure flexibility. The film may be a single-layer film or a film having two or more layers, for example, a film formed by a co-extrusion method. The type of film may be a non-stretched film, a uniaxially stretched film, or a biaxially stretched film.

本発明に用いられる基材の素材は特に限定されないが、有機高分子を主たる構成成分とするもの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結晶性ポリオレフィン、環状構造を有する非晶性環状ポリオレフィン、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、透明性や汎用性、機械特性に優れた非晶性環状ポリオレフィンまたはポリエチレンテレフタレートを用いることが好ましい。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、有機高分子として1種類のみを用いてもよいし、複数種類をブレンドして用いてもよい。 The material of the substrate used in the present invention is not particularly limited, but it is preferable that the main component is an organic polymer. Examples of organic polymers that can be suitably used in the present invention include crystalline polyolefins such as polyethylene and polypropylene, amorphous cyclic polyolefins having a cyclic structure, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamides, polycarbonates, polystyrene, polyvinyl alcohol, saponified ethylene-vinyl acetate copolymers, polyacrylonitrile, polyacetal, and various other polymers. Among these, it is preferable to use amorphous cyclic polyolefins or polyethylene terephthalate, which have excellent transparency, versatility, and mechanical properties. In addition, the organic polymer may be either a homopolymer or a copolymer, and only one type of organic polymer may be used, or multiple types may be blended.

基材のA層を形成する側の表面には、密着性や平滑性を良くするためにコロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理、イオンボンバード処理、溶剤処理、有機物もしくは無機物また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、等の前処理が施されていてもよい。また、A層を形成する側の反対側には、基材の巻き取り時の滑り性の向上や基材の耐擦傷性を目的として、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積層されていてもよい。 The surface of the substrate on which the A layer is formed may be pretreated to improve adhesion and smoothness by corona treatment, plasma treatment, ultraviolet treatment, ion bombardment treatment, solvent treatment, or treatment to form an anchor coat layer composed of an organic or inorganic substance or a mixture of these. In addition, a coating layer of an organic or inorganic substance or a mixture of these may be laminated on the side opposite to the side on which the A layer is formed, in order to improve the slipperiness of the substrate when it is wound up and to improve the scratch resistance of the substrate.

本発明に使用する基材の厚み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基材の厚みは10μm以上、200μm以下がより好ましい。 The thickness of the substrate used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 500 μm or less from the viewpoint of ensuring flexibility, and is preferably 5 μm or more from the viewpoint of ensuring strength against tension and impact. Furthermore, from the viewpoint of ease of processing and handling of the film, the thickness of the substrate is more preferably 10 μm or more and 200 μm or less.

[A層]
本発明の積層体は、A層を有し、A層はケイ素及び/又は金属元素、並びに酸素を含んでいる。A層に含まれる金属元素は、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、タンタル(Ta)等が挙げられる。A層は、ケイ素及び金属元素並びに酸素を含むことで膜硬度の制御が可能となり、熱や外部からの応力に対してクラックが生じにくく高いガスバリア性を安定して発現することができる。ケイ素と組み合わせる金属元素は限定されないが、膜全体が微細粒子で形成された非結晶構造となり、より高いガスバリア性が得られる金属元素として、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)がより好ましく、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)がさらに好ましい。
[Layer A]
The laminate of the present invention has an A layer, and the A layer contains silicon and/or a metal element, and oxygen. Examples of the metal elements contained in the A layer include magnesium (Mg), aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), manganese (Mn), zinc (Zn), gallium (Ga), germanium (Ge), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tin (Sn), and tantalum (Ta). The A layer contains silicon, a metal element, and oxygen, which allows the film hardness to be controlled, and the A layer is less likely to crack due to heat or external stress, and can stably exhibit high gas barrier properties. The metal element to be combined with silicon is not limited, but as a metal element that makes the entire film have an amorphous structure formed of fine particles and provides higher gas barrier properties, magnesium (Mg), aluminum (Al), zirconium (Zr), tin (Sn), and zinc (Zn) are more preferable, and magnesium (Mg) and zinc (Zn) are even more preferable.

好ましい一例として、A層がケイ素及びマグネシウム(Mg)、並びに酸素を含む場合において、膜全体が微細粒子で形成された非結晶構造となり、高いガスバリア性が発現する観点から、マグネシウム(Mg)原子濃度が5~50atm%、ケイ素(Si)原子濃度が2~30atom%、及び酸素(O)原子濃度が45~70atom%であることが好ましい。 As a preferred example, when layer A contains silicon, magnesium (Mg), and oxygen, the entire film has an amorphous structure formed of fine particles, and from the viewpoint of exhibiting high gas barrier properties, it is preferred that the magnesium (Mg) atomic concentration is 5 to 50 atom%, the silicon (Si) atomic concentration is 2 to 30 atom%, and the oxygen (O) atomic concentration is 45 to 70 atom%.

また、本発明の積層体のA層は、A層側から陽電子ビーム法(薄膜対応陽電子消滅寿命測定法)(「陽電子計測の科学」(日本アイソトープ協会)I章1節,V章2節参照)により測定される平均寿命が0.935ns以下である。陽電子ビーム法は、陽電子消滅寿命測定法の一つであり、陽電子が試料に入射してから消滅するまでの時間(数百ps~数十nsオーダー)を測定し、その消滅寿命から約0.1~10nmの空孔の大きさ、数濃度、さらには大きさの分布に関する情報を非破壊的に評価する手法である。陽電子線源として放射性同位体(22Na)の代わりに陽電子ビームを用いる点が、通常の陽電子消滅法と大きく異なり、シリコンや石英基板上に製膜された数百nm厚程度の薄膜の測定を可能とした手法である。得られた測定値から非線形最小二乗プログラムPOSITRONFITにより、平均細孔半径や細孔の数濃度を求めることが出来る。サブnmオーダーの細孔や基本骨格に対応するものは、第3成分および第4成分の平均寿命を解析することで得られる。なお、A層の表面にA層以外の無機層や樹脂層などが形成されている場合は、透過型電子顕微鏡による断面観察により測定された無機層や樹脂層の厚さ分をイオンエッチングにより除去した後、A層側から陽電子ビーム法によるA層の平気寿命を測定することができる。 The A layer of the laminate of the present invention has an average lifetime of 0.935 ns or less measured from the A layer side by a positron beam method (thin film positron annihilation lifetime measurement method) (see Chapter I, Section 1, and Chapter V, Section 2 of "The Science of Positron Measurement" (Japan Radioisotope Association)). The positron beam method is one of the positron annihilation lifetime measurement methods, and is a method for measuring the time (on the order of several hundred ps to several tens of ns) from when a positron enters a sample until it annihilates, and for non-destructively evaluating information on the size, number concentration, and size distribution of vacancies of about 0.1 to 10 nm from the annihilation lifetime. The method is significantly different from the usual positron annihilation method in that a positron beam is used as a positron source instead of a radioisotope (22Na), and is a method that enables the measurement of thin films of about several hundred nm thick formed on silicon or quartz substrates. The average pore radius and number concentration of pores can be obtained from the obtained measured values by the nonlinear least squares program POSITRONFIT. The average lifetime of the third and fourth components can be obtained by analyzing the average lifetime of the third and fourth components. When an inorganic layer or a resin layer other than the A layer is formed on the surface of the A layer, the average lifetime of the A layer can be measured from the A layer side by the positron beam method after removing the inorganic layer or the resin layer by the thickness measured by the cross-sectional observation with a transmission electron microscope by ion etching.

ここで、第3成分とは、陽電子ビーム法による平均寿命の測定条件として3成分に対する解析を選択することにより得られた平均寿命をいい、第4成分とは、陽電子ビーム法による平均寿命の測定条件として4成分に対する解析を選択することにより得られた平均寿命をいう。POSITRONFITにより解析をする際には、逆ラプラス変換法に基づく分布解析プログラムCONTINを用いて算出した細孔半径分布曲線で得られたピーク数から、POSITRONFITの成分数を決定する。POSITRONFITから算出した平均細孔半径とCONTINの細孔半径分布曲線のピーク位置が一致していることで、解析が妥当であることを判断する。本発明でいう平均寿命は、第3成分の平均寿命のことを指す。 Here, the third component refers to the average life obtained by selecting an analysis for three components as the measurement conditions for the average life by the positron beam method, and the fourth component refers to the average life obtained by selecting an analysis for four components as the measurement conditions for the average life by the positron beam method. When performing an analysis using POSITRONFIT, the number of components in POSITRONFIT is determined from the number of peaks obtained in the pore radius distribution curve calculated using the distribution analysis program CONTIN based on the inverse Laplace transform method. The validity of the analysis is determined by the agreement between the average pore radius calculated using POSITRONFIT and the peak position of the pore radius distribution curve of CONTIN. The average life in this invention refers to the average life of the third component.

平均寿命が0.935nsより大きくなると、A層の緻密性が低下するため、ガスバリア性が発現しなくなる可能性がある。ガスバリア性の観点から、陽電子ビーム法により測定される平均寿命は0.912ns以下であることが好ましく、0.863ns以下であることがより好ましい。また、平均寿命の下限は特に限定されないが、0.542ns以上であることが好ましい。平均寿命が0.542nsよりも小さいと屈曲性が低下する場合がある。 If the average lifespan is greater than 0.935 ns, the density of layer A decreases, and gas barrier properties may not be exhibited. From the viewpoint of gas barrier properties, the average lifespan measured by the positron beam method is preferably 0.912 ns or less, and more preferably 0.863 ns or less. There is no particular limit to the lower limit of the average lifespan, but it is preferably 0.542 ns or more. If the average lifespan is less than 0.542 ns, flexibility may decrease.

本発明で規定する、A層の陽電子ビーム法により測定される平均寿命を0.935ns以下とするためには、例えばRaが10.0nm以下の基材上に、複合酸化物膜を適した組成比率で緻密に形成する方法や後述するA層に含まれる金属元素とケイ素の原子濃度の調整により達成される。ここでいう緻密に形成するとは、それぞれの酸化物が原子レベルで混ざり合い緻密なネットワークを形成している状態をいう。 In order to set the average lifetime of the A layer to 0.935 ns or less as measured by the positron beam method as specified in the present invention, this can be achieved, for example, by forming a dense composite oxide film with an appropriate composition ratio on a substrate with an Ra of 10.0 nm or less, or by adjusting the atomic concentrations of the metal elements and silicon contained in the A layer, which will be described later. "Densely formed" here refers to a state in which the oxides are mixed at the atomic level to form a dense network.

本発明の積層体のA層は、非晶質膜であることが好ましい。非晶質とは、原子や分子が結晶のように長距離的に規則正しい秩序構造を取らず、不規則な構造であることを言う。結晶構造であると、結晶粒界が生じることから水蒸気透過経路となりガスバリア性の悪化や割れを生じやすくなることから、非晶質であることが好ましい。非晶質であるか否かは断面TEMやX線回折(XRD)などの分析方法によって確認することができる。断面TEMの場合、非晶質膜ではコントラストは均一となり、結晶粒界は見られない一方で、結晶膜では微結晶状態や柱状構造など結晶構造に応じた結晶粒界が観察される。 The layer A of the laminate of the present invention is preferably an amorphous film. Amorphous refers to an irregular structure in which atoms and molecules do not have a long-range regular order structure like crystals. A crystalline structure is preferable because grain boundaries form and become paths for water vapor permeation, which can lead to deterioration of gas barrier properties and cracking. Whether or not a film is amorphous can be confirmed by analytical methods such as cross-sectional TEM and X-ray diffraction (XRD). In the case of cross-sectional TEM, the contrast is uniform in an amorphous film and no grain boundaries are observed, while in a crystalline film, grain boundaries according to the crystal structure, such as a microcrystalline state or a columnar structure, are observed.

本発明の積層体のA層は、高度なガスバリア性が安定して発現する観点から、クロスカット試験(JIS K5600-5-6、1999年)で剥離したマス数が全体の10%以下であることが好ましい。さらに温度40℃以上、湿度90%RH以上の高温高湿環境でも長時間優れた密着性を有し、高度なガスバリア性を維持できる観点から、剥離したマス数が全体の5%以下であることがより好ましい。 In order to stably exhibit high gas barrier properties, it is preferable that the number of delaminated masses in the cross-cut test (JIS K5600-5-6, 1999) of the A layer of the laminate of the present invention is 10% or less of the total. Furthermore, in order to maintain excellent adhesion for a long time even in a high-temperature and high-humidity environment of a temperature of 40°C or more and a humidity of 90% RH or more and to maintain high gas barrier properties, it is more preferable that the number of delaminated masses is 5% or less of the total.

本発明の積層体のA層は、金属元素の原子濃度をMa(atom%)、ケイ素の原子濃度をSia(atom%)としたとき、金属元素とケイ素の原子濃度の比率Ma/(Ma+Sia)が、0.45~0.85であることが好ましい。緻密性、ガスバリア性の観点より、Ma/(Ma+Sia)は0.52~0.82の範囲がより好ましく、0.55~0.79であることがさらに好ましい。金属元素を複数含む場合には、複数の金属元素の原子濃度の総和をMaとし、ケイ素は除外する。例えば、A層中にZr 60(atom%)、Zn 10(atom%)、Si 30(atom%)を含んでいた場合は、M(Zr+Zn)=70(atom%)、Si=30(atom%)とし、Ma/(Ma+Si)=0.7となる。Ma/(Ma+Sia)が0.85より大きい場合、結晶膜になる可能性や緻密性が低下する可能性がある。また、Ma/(Ma+Sia)が0.45より小さい場合、膜質が不均一となり、バリア性が不安定となる可能性がある。 In the A layer of the laminate of the present invention, when the atomic concentration of the metal element is Ma (atom%) and the atomic concentration of silicon is Sia (atom%), the ratio Ma/(Ma+Sia) of the atomic concentration of the metal element to the atomic concentration of silicon is preferably 0.45 to 0.85. From the viewpoint of denseness and gas barrier properties, Ma/(Ma+Sia) is more preferably in the range of 0.52 to 0.82, and even more preferably 0.55 to 0.79. When multiple metal elements are contained, the sum of the atomic concentrations of the multiple metal elements is Ma, excluding silicon. For example, when Zr 60 (atom%), Zn 10 (atom%), and Si 30 (atom%) are contained in the A layer, M(Zr+Zn) = 70 (atom%), Si = 30 (atom%), and Ma/(Ma+Si) = 0.7. If Ma/(Ma+Sia) is greater than 0.85, the film may become crystalline or may become less dense. If Ma/(Ma+Sia) is less than 0.45, the film quality may become non-uniform and the barrier properties may become unstable.

本発明のA層は、X線光電子分光により測定される酸素原子(O1s)のピークの半値幅が3.25eV以下であることが好ましい。半値幅は、ピークの最大値をFmaxとした場合、ピークの強度がFmax/2の時のピーク幅のことを言う。O1sのピークの半値幅が狭い方が均一な結合のネットワーク構造が形成されることから、緻密な膜となりやすい。結合の均一性、バリア性の観点より、3.00eV以下がより好ましく、2.75eV以下が更に好ましい。また、下限は特に限定されないが、1.65eV以上であることが好ましい。 The A layer of the present invention preferably has a half-width of the oxygen atom (O1s) peak measured by X-ray photoelectron spectroscopy of 3.25 eV or less. The half-width refers to the peak width when the peak intensity is Fmax /2, where Fmax is the maximum value of the peak. The narrower the half-width of the O1s peak, the more uniform the bond network structure is formed, and the more likely it is to become a dense film. From the viewpoint of bond uniformity and barrier properties, it is more preferably 3.00 eV or less, and even more preferably 2.75 eV or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1.65 eV or more.

A層の厚みは10nm以上が好ましく、20nm以上がより好ましい。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ガスバリア性がばらつく場合がある。基材へのA層形成時の熱影響を極力小さくする観点から、A層の厚みは500nm以下とすることが好ましく、250nm以下がより好ましい。A層の厚みが500nmより厚くなると、層内に残留する応力が大きくなり、クラックや割れなどが発生する場合がある。 The thickness of the A layer is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more. If the layer thickness is thinner than 10 nm, there may be some areas where the gas barrier property is not sufficiently ensured, resulting in variation in the gas barrier property. From the viewpoint of minimizing the thermal influence during the formation of the A layer on the substrate, the thickness of the A layer is preferably 500 nm or less, and more preferably 250 nm or less. If the A layer is thicker than 500 nm, residual stress within the layer may become large, and cracks or breakage may occur.

本発明におけるA層の厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察で得ることができる。A層の組成は、X線光電子分光法(XPS法)で得ることができる。A層の上に後述する無機層や樹脂層が積層されている場合、透過型電子顕微鏡による断面観察により測定された無機層や樹脂層の厚み分をイオンエッチングや薬液処理により除去した後、上述した方法で分析することとする。 The thickness of layer A in the present invention can be obtained by cross-sectional observation using a transmission electron microscope (TEM). The composition of layer A can be obtained by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). When an inorganic layer or resin layer, which will be described later, is laminated on layer A, the thickness of the inorganic layer or resin layer measured by cross-sectional observation using a transmission electron microscope is removed by ion etching or chemical treatment, and then the analysis is performed using the method described above.

[B層]
本発明の積層体は、基材とA層との間にB層を有し、前記B層は金属酸化物層であることが好ましい。
[B Layer]
The laminate of the present invention preferably has a layer B between the substrate and layer A, and the layer B is a metal oxide layer.


本発明の積層体は、基材とA層との間にB層を有し、前記B層は金属酸化物層であることによって、B層がA層の基材との密着性の弱い部分を補うことができ、より優れた密着性とガスバリア性を発現することができる。金属酸化物層とは金属酸化物を含む層をいい、金属酸化物に含まれる金属元素としては、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、タンタル(Ta)等が挙げられる。

The laminate of the present invention has a layer B between the substrate and layer A, and the layer B is a metal oxide layer, which can compensate for the weak adhesion of layer A to the substrate, thereby achieving better adhesion and gas barrier properties. The metal oxide layer refers to a layer containing a metal oxide, and examples of metal elements contained in the metal oxide include magnesium (Mg), aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), manganese (Mn), zinc (Zn), gallium (Ga), germanium (Ge), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tin (Sn), and tantalum (Ta).

B層は、金属元素およびケイ素を含むことが好ましく、B層は、ケイ素及び金属元素並びに酸素を含むことで膜硬度の制御が可能となり、熱や外部からの応力に対してクラックが生じにくく安定して優れた密着性を発現することができる。ケイ素と組み合わせる金属元素は限定されないが、膜全体が微細粒子で形成された非結晶構造となり、より優れた密着性と高いガスバリア性が得られる金属元素として、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)が好ましく、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、亜鉛(Zn)がより好ましい。 The B layer preferably contains a metal element and silicon. By containing silicon, a metal element, and oxygen, the B layer can control the film hardness, and is less likely to crack due to heat or external stress, and can exhibit stable and excellent adhesion. There are no limitations on the metal element to be combined with silicon, but magnesium (Mg), aluminum (Al), zirconium (Zr), tin (Sn), and zinc (Zn) are preferred as metal elements that give the entire film an amorphous structure formed of fine particles and provide better adhesion and high gas barrier properties, with magnesium (Mg), aluminum (Al), and zinc (Zn) being more preferred.

また、本発明におけるB層がケイ素化合物層であることが好ましく、ケイ素化合物として、ケイ素酸化物、ケイ素窒化物、ケイ素炭化物、ケイ素酸窒化物または、それらの混合物を含んでいてもよい。特に、B層が、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素および酸窒化ケイ素からなる群より選択される少なくとも1つのケイ素化合物を含むことが好ましい。 In addition, the B layer in the present invention is preferably a silicon compound layer, and may contain silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, silicon oxynitride, or a mixture thereof as the silicon compound. In particular, it is preferable that the B layer contains at least one silicon compound selected from the group consisting of silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, and silicon oxynitride.

本発明のB層は、金属酸化物とケイ素化合物を含むことで、膜全体が微細粒子で形成された非結晶構造になりやすく、より高度なガスバリア性を有する積層体となる。金属酸化物とケイ素化合物とを含むことで膜硬度を制御することが可能となるため、ハンドリングや衝撃で基材とA層間に生じる応力をB層で緩和でき、A層への欠陥やクラックの発生が抑制され、高いガスバリア性が安定して発現すると考えている。 By containing a metal oxide and a silicon compound, Layer B of the present invention tends to have an amorphous structure formed of fine particles throughout the film, resulting in a laminate with higher gas barrier properties. By containing a metal oxide and a silicon compound, it becomes possible to control the film hardness, so it is believed that Layer B can alleviate stress that occurs between the substrate and Layer A due to handling or impact, suppressing the occurrence of defects and cracks in Layer A, and consistently achieving high gas barrier properties.

本発明の積層体のB層は、金属元素およびケイ素を含み、金属元素の原子濃度をMb(atom%)、ケイ素の原子濃度をSib(atom%)としたとき、金属元素とケイ素の原子濃度の比率Mb/(Mb+Sib)が、Mb/(Mb+Sib)<0.6またはMb/(Mb+Sib)>0.8であることが好ましい。B層に柔軟かつ高い密着性を付与する観点から、Mb/(Mb+Sib)<0.3またはMb/(Mb+Sib)>0.9であることがより好ましい。金属元素を複数含む場合には、複数の金属元素の原子濃度の総和をMbとし、ケイ素は除外する。例えば、B層中にAl 60(atom%)、Zr 10(atom%)、Si 30(atom%)を含んでいた場合は、Mb(Al+Zr)=70(atom%)、Si=30(atom%)とし、Mb/(Mb+Sib)=0.7となる。 The B layer of the laminate of the present invention contains a metal element and silicon, and when the atomic concentration of the metal element is Mb (atom%) and the atomic concentration of silicon is Sib (atom%), it is preferable that the ratio of the atomic concentrations of the metal element and silicon, Mb/(Mb+Sib), is Mb/(Mb+Sib)<0.6 or Mb/(Mb+Sib)>0.8. From the viewpoint of imparting flexibility and high adhesion to the B layer, it is more preferable that Mb/(Mb+Sib)<0.3 or Mb/(Mb+Sib)>0.9. When multiple metal elements are contained, the sum of the atomic concentrations of the multiple metal elements is Mb, excluding silicon. For example, if layer B contains 60 (atom%) Al, 10 (atom%) Zr, and 30 (atom%) Si, then Mb (Al + Zr) = 70 (atom%), Si = 30 (atom%), and Mb/(Mb + Sib) = 0.7.

B層の厚みは1nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましい。B層の厚みが1nm未満であると、基材とB層の密着が不足する場合がある。また、B層は300nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。B層の厚みが300nmより厚くなると、基材とB層間で発生する応力でB層の密着性が低下することやA層への欠陥の発生要因となり、十分にガスバリア性が確保できない場合がある。従って、B層の厚みは1nm以上、300nm以下が好ましく、3nm以上、100nm以下がより好ましい。 The thickness of the B layer is preferably 1 nm or more, and more preferably 5 nm or more. If the thickness of the B layer is less than 1 nm, the adhesion between the substrate and the B layer may be insufficient. Furthermore, the B layer is preferably 300 nm or less, and more preferably 100 nm or less. If the thickness of the B layer is greater than 300 nm, the stress generated between the substrate and the B layer may reduce the adhesion of the B layer or cause defects in the A layer, and sufficient gas barrier properties may not be ensured. Therefore, the thickness of the B layer is preferably 1 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 3 nm or more and 100 nm or less.

また、密着性とフレキシブル性の両立する観点からB層の厚みはA層の厚みに対して40%以下が好ましく、さらに低コストで形成可能な観点から25%以下が好ましく、スパッタリング法で高い密着性が発現する観点から0%より大きく、15%以下がより好ましい。 In order to achieve both adhesion and flexibility, the thickness of layer B is preferably 40% or less of the thickness of layer A, and from the viewpoint of being able to form it at low cost, it is preferably 25% or less, and from the viewpoint of achieving high adhesion by the sputtering method, it is more preferably greater than 0% and less than 15%.

本発明におけるB層の厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察で得ることができる。B層の組成は、X線光電子分光法(XPS法)で得ることができる。B層の上にA層や樹脂層が積層されている場合、透過型電子顕微鏡による断面観察により測定された無機層や樹脂層の厚み分をイオンエッチングや薬液処理により除去した後、上述した方法で分析することとする。 The thickness of layer B in the present invention can be obtained by cross-sectional observation using a transmission electron microscope (TEM). The composition of layer B can be obtained by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). When layer A or a resin layer is laminated on layer B, the thickness of the inorganic layer or resin layer measured by cross-sectional observation using a transmission electron microscope is removed by ion etching or chemical treatment, and then analyzed by the method described above.

[A層の製造方法]
A層の形成方法については、特に限定はなく、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、原子層堆積法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。製造コスト、ガスバリア性等の観点から、真空蒸着法を用いることが好ましい。A層がケイ素および1つ以上の金属元素を含む化合物層または2つ以上の金属元素を含む化合物層である場合は、真空蒸着法の中でも電子線(EB)蒸着、イオンビームアシスト蒸着(IBAD)を用いることが好ましい。
[Method of manufacturing A layer]
The method for forming the A layer is not particularly limited, and can be a vacuum deposition method, a sputtering method, a reactive sputtering method, a molecular beam epitaxy method, a cluster ion beam method, an ion plating method, an atomic layer deposition method, a plasma polymerization method, an atmospheric pressure plasma polymerization method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, etc. From the viewpoint of manufacturing cost, gas barrier property, etc., it is preferable to use a vacuum deposition method. When the A layer is a compound layer containing silicon and one or more metal elements or a compound layer containing two or more metal elements, it is preferable to use electron beam (EB) deposition or ion beam assisted deposition (IBAD) among the vacuum deposition methods.

巻き取り式蒸着装置図4によるA層の形成方法の一例を示す。電子線蒸着法により、基材1の表面にA層として、材料CとDの化合物薄膜を設ける。まず、蒸着材料として、2~5mm程度の大きさの顆粒状の材料Cと材料Dを図5のように配置する。蒸着材料は顆粒に限らず、角形やタブレット型などの成形体などの形状のものを用いてもよい。また、蒸着源材料の配置として、図5では基材の幅方向に配置しているが、一つのハースライナー内に2材料を混合したり、長手方向に配置するなど他の並べ方をしても構わない。また、蒸着材料が吸湿していると材料中の水分がA層中に取り込まれ、所望の膜組成や物性が得られなくなる可能性があることから、材料を使用前に加熱による脱水処理を行うことが好ましい。巻き取り室6の中で、巻き出しロール7に前記基材1のA層を設ける側の面がハースライナー12に対向するようにセットする。次に、真空ポンプにより、蒸着装置5内を5.0×10-3Pa以下に減圧し、メインドラム11の温度は一例として、0℃以下に冷却する。次に、巻き出し、ガイドロール8,9,10を介して、メインドラム11に通す。このとき加熱源として一台の電子銃(以下、EB銃)14を用い、所望の膜組成比になるように材料C、D表面を加熱する。EB銃は形成するA層が狙いとする厚みになるように、加速電流、電圧とフィルム搬送速度を調整し、前記基材1の表面上にA層を形成する。その後、ガイドロール16,17,18を介して巻き取りロール19に巻き取る。 An example of a method for forming the A layer using the winding type vapor deposition apparatus shown in FIG. 4 is shown. A compound thin film of materials C and D is provided as the A layer on the surface of the substrate 1 by electron beam vapor deposition. First, granular materials C and D having a size of about 2 to 5 mm are arranged as the vapor deposition materials as shown in FIG. 5. The vapor deposition material is not limited to granules, and may be in the shape of a molded body such as a square or tablet. In addition, the vapor deposition source materials are arranged in the width direction of the substrate in FIG. 5, but other arrangements such as mixing two materials in one hearth liner or arranging them in the longitudinal direction may be used. In addition, if the vapor deposition material absorbs moisture, the moisture in the material may be taken into the A layer, and the desired film composition and physical properties may not be obtained, so it is preferable to perform a dehydration treatment by heating before using the material. In the winding chamber 6, the unwinding roll 7 is set so that the surface of the substrate 1 on which the A layer is to be provided faces the hearth liner 12. Next, the inside of the vapor deposition apparatus 5 is depressurized to 5.0×10 −3 Pa or less by a vacuum pump, and the temperature of the main drum 11 is cooled to 0° C. or less, for example. Next, the film is unwound and passed through guide rolls 8, 9, and 10 onto a main drum 11. At this time, an electron gun (hereinafter, EB gun) 14 is used as a heating source to heat the surfaces of materials C and D so that the desired film composition ratio is achieved. The EB gun adjusts the acceleration current, voltage, and film transport speed so that the layer A to be formed has a targeted thickness, forming layer A on the surface of the substrate 1. Thereafter, the film is taken up onto a take-up roll 19 via guide rolls 16, 17, and 18.

[B層の製造方法]
B層の形成方法については、特に限定はなく、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、原子層堆積法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。B層がケイ素および1つ以上の金属元素を含む化合物層または2つ以上の金属元素を含む化合物層である場合は、目的とする組成になるように調整された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B層を形成することが好ましい。これの中でも基材とB層が優れた密着性を発現する方法として、スパッタリング法がより好ましい。
[Method of manufacturing layer B]
The method for forming the B layer is not particularly limited, and can be vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, atomic layer deposition, plasma polymerization, atmospheric plasma polymerization, plasma CVD, laser CVD, thermal CVD, coating, etc. When the B layer is a compound layer containing silicon and one or more metal elements or a compound layer containing two or more metal elements, it is preferable to form the B layer by vacuum deposition, sputtering, ion plating, etc. using a mixed sintering material adjusted to have the desired composition. Among these, sputtering is more preferable as a method for exhibiting excellent adhesion between the substrate and the B layer.

次に巻き取り式蒸着装置図4によるB層の形成方法の一例を示す。スパッタリング法により基材1の表面にB層として、材料EとFの化合物薄膜を設ける。まず、材料EとFを目的とする組成比率で焼結したスパッタターゲット材料20をスパッタ電極21に取り付ける。巻き取り室6の中で、巻き出しロール7に前記基材1のB層を設ける側の面がスパッタ電極21に対向するようにセットする。次に、真空ポンプにより、蒸着装置5内を5.0×10-3Pa以下に減圧し、メインドラム11の温度は一例として、0℃以下に冷却する。次に、巻き出し、ガイドロール8,9,10を介して、メインドラム11に通す。このときアルゴンガスおよび酸素ガスを導入し、スパッタ電極21に電源から投入電力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、B層の狙いとする厚みになるように、スパッタ電極21の電力とフィルム搬送速度を調整し、前記基材1の表面上にB層を形成する。その後、ガイドロール16,17,18を介して巻き取りロール19に巻き取る。 Next, an example of a method for forming a B layer using a winding type vapor deposition apparatus shown in FIG. 4 is shown. A compound thin film of materials E and F is provided as a B layer on the surface of a substrate 1 by a sputtering method. First, a sputtering target material 20 in which materials E and F are sintered in a desired composition ratio is attached to a sputtering electrode 21. In a winding chamber 6, the surface of the substrate 1 on which the B layer is to be provided is set on a winding roll 7 so that it faces the sputtering electrode 21. Next, the inside of the vapor deposition apparatus 5 is depressurized to 5.0×10 −3 Pa or less by a vacuum pump, and the temperature of the main drum 11 is cooled to 0° C. or less, for example. Next, the film is unwound and passed through the main drum 11 via guide rolls 8, 9, and 10. At this time, argon gas and oxygen gas are introduced, and input power is applied from a power source to the sputtering electrode 21 to generate an argon-oxygen gas plasma, and the power of the sputtering electrode 21 and the film transport speed are adjusted so that the B layer has a desired thickness, and the B layer is formed on the surface of the substrate 1. Thereafter, the film is wound around a winding roll 19 via guide rolls 16, 17, and 18.

B層とA層を連続で形成する場合は、基材1の表面にB層を形成後、上述したA層の製造方法でB層上にA層を形成し、その後ガイドロール16,17,18を介して巻き取りロール19に巻き取ることで可能である。 When forming layers B and A consecutively, it is possible to form layer B on the surface of substrate 1, then form layer A on layer B using the manufacturing method for layer A described above, and then wind it up on winding roll 19 via guide rolls 16, 17, and 18.

[アンカーコート層]
本発明の積層体は、アンカーコート層を有し、前記アンカーコート層は、一方の面が前記基材と接し、他方の面が前記A層またはB層と接していることが好ましい。さらにアンカーコート層は、芳香族環構造を有するポリウレタン化合物を架橋して得られる構造を含んでいることがより好ましい。基材上に突起や傷などの欠点が存在する場合、前記欠点を起点に基材上に積層するA層、B層にもピンホールやクラックが発生してガスバリア性や耐屈曲性が損なわれる場合があるため、アンカーコート層を設けることが好ましい。また、基材とA層との熱寸法安定性差が大きい場合もガスバリア性や屈曲性が低下する場合があるため、アンカーコート層を設けることが好ましい。また、本発明に用いられるアンカーコート層は、熱寸法安定性、耐屈曲性の観点から芳香族環構造を有するポリウレタン化合物を架橋して得られる構造を含有することが好ましく、さらに、エチレン性不飽和化合物、光重合開始剤、有機ケイ素化合物および/または無機ケイ素化合物を含有することがより好ましい。
[Anchor coat layer]
The laminate of the present invention has an anchor coat layer, and it is preferable that one side of the anchor coat layer is in contact with the substrate, and the other side is in contact with the A layer or B layer. Furthermore, it is more preferable that the anchor coat layer contains a structure obtained by crosslinking a polyurethane compound having an aromatic ring structure. When defects such as protrusions or scratches exist on the substrate, pinholes or cracks may occur in the A layer and B layer laminated on the substrate starting from the defects, which may impair gas barrier properties and bending resistance, so it is preferable to provide an anchor coat layer. In addition, when the difference in thermal dimensional stability between the substrate and the A layer is large, the gas barrier properties and bending resistance may also decrease, so it is preferable to provide an anchor coat layer. In addition, the anchor coat layer used in the present invention preferably contains a structure obtained by crosslinking a polyurethane compound having an aromatic ring structure from the viewpoint of thermal dimensional stability and bending resistance, and more preferably contains an ethylenically unsaturated compound, a photopolymerization initiator, an organic silicon compound and/or an inorganic silicon compound.

本発明の積層体のアンカーコート層に用いられる芳香族環構造を有するポリウレタン化合物は、主鎖あるいは側鎖に芳香族環およびウレタン結合を有するものであり、例えば、分子内に水酸基と芳香族環とを有するエポキシ(メタ)アクリレート、ジオール化合物、ジイソシアネート化合物とを重合させて得ることができる。 The polyurethane compound having an aromatic ring structure used in the anchor coat layer of the laminate of the present invention has an aromatic ring and a urethane bond in the main chain or side chain, and can be obtained, for example, by polymerizing an epoxy (meth)acrylate, a diol compound, or a diisocyanate compound that has a hydroxyl group and an aromatic ring in the molecule.

分子内に水酸基と芳香族環とを有するエポキシ(メタ)アクリレートとしては、ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、水添ビスフェノールF型、レゾルシン、ヒドロキノン等の芳香族グリコールのジエポキシ化合物と(メタ)アクリル酸誘導体とを反応させて得ることができる。 Epoxy (meth)acrylates having a hydroxyl group and an aromatic ring in the molecule can be obtained by reacting a diepoxy compound of an aromatic glycol such as bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol F type, hydrogenated bisphenol F type, resorcin, or hydroquinone with a (meth)acrylic acid derivative.

ジオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、2,4-ジメチル-2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、ネオペンチルグリコール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール、4,4’-チオジフェノール、ビスフェノールA、4,4’-メチレンジフェノール、4,4’-(2-ノルボルニリデン)ジフェノール、4,4’-ジヒドロキシビフェノール、o-,m-,及びp-ジヒドロキシベンゼン、4,4’-イソプロピリデンフェノール、4,4’-イソプロピリデンビスジオール、シクロペンタン-1,2-ジオール、シクロヘキサン-1,2-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、ビスフェノールAなどを用いることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。 Examples of diol compounds include ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 2,4-dimethyl-2-ethylhexane-1,3-diol, neopentyl glycol, 2-ethyl-2-butyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,2-cyclohexa Examples of the compounds that can be used include diphenylmethanol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol, 4,4'-thiodiphenol, bisphenol A, 4,4'-methylenediphenol, 4,4'-(2-norbornylidene)diphenol, 4,4'-dihydroxybiphenol, o-, m-, and p-dihydroxybenzene, 4,4'-isopropylidenephenol, 4,4'-isopropylidenebisdiol, cyclopentane-1,2-diol, cyclohexane-1,2-diol, cyclohexane-1,4-diol, and bisphenol A. These can be used alone or in combination of two or more.

ジイソシアネート化合物としては、例えば、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族系ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等の脂肪族系ジイソシアネート化合物、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4-ジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート等の脂環族系イソシアネート化合物、キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族系イソシアネート化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。 Examples of diisocyanate compounds include aromatic diisocyanates such as 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-diphenylmethane diisocyanate, and 4,4-diphenylmethane diisocyanate, ethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate. Examples of such compounds include aliphatic diisocyanate compounds such as 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, and lysine triisocyanate; alicyclic isocyanate compounds such as isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate, and methylcyclohexylene diisocyanate; and aromatic aliphatic isocyanate compounds such as xylylene diisocyanate and tetramethylxylylene diisocyanate. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

前記分子内に水酸基と芳香族環とを有するエポキシ(メタ)アクリレート、ジオール化合物、ジイソシアネート化合物の成分比率は所望の重量平均分子量になる範囲であれば特に限定されない。本発明における芳香族環構造を有するポリウレタン化合物の重量平均分子量(Mw)は、5,000~100,000であることが好ましい。重量平均分子量(Mw)が5,000~100,000であれば、得られる硬化皮膜の熱寸法安定性、耐屈曲性が優れるため好ましい。なお、本発明における重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法を用いて測定され標準ポリスチレンで換算された値である。 The ratio of the components of the epoxy (meth)acrylate having a hydroxyl group and an aromatic ring in the molecule, the diol compound, and the diisocyanate compound is not particularly limited as long as it is within the range that results in the desired weight average molecular weight. The weight average molecular weight (Mw) of the polyurethane compound having an aromatic ring structure in the present invention is preferably 5,000 to 100,000. If the weight average molecular weight (Mw) is 5,000 to 100,000, the resulting cured film has excellent thermal dimensional stability and bending resistance, which is preferable. The weight average molecular weight (Mw) in the present invention is a value measured using gel permeation chromatography and converted into standard polystyrene.

エチレン性不飽和化合物としては、例えば、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート、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)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールF型エポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールS型エポキシジ(メタ)アクリレート等のエポキシアクリレート等を挙げられる。これらの中でも、熱寸法安定性、表面保護性能に優れた多官能(メタ)アクリレートが好ましい。また、これらは単一の組成で用いてもよいし、二成分以上を混合して使用してもよい。 Examples of ethylenically unsaturated compounds include di(meth)acrylates such as 1,4-butanediol di(meth)acrylate and 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, polyfunctional (meth)acrylates such as pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, and dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, and epoxy acrylates such as bisphenol A type epoxy di(meth)acrylate, bisphenol F type epoxy di(meth)acrylate, and bisphenol S type epoxy di(meth)acrylate. Among these, polyfunctional (meth)acrylates that have excellent thermal dimensional stability and surface protection performance are preferred. These may be used in a single composition or in a mixture of two or more components.

エチレン性不飽和化合物の含有量は特に限定されないが、熱寸法安定性、表面保護性能の観点から、芳香族環構造を有するポリウレタン化合物との合計量100質量%中、5~90質量%の範囲であることが好ましく、10~80質量%の範囲であることがより好ましい。 The amount of the ethylenically unsaturated compound is not particularly limited, but from the viewpoint of thermal dimensional stability and surface protection performance, it is preferably in the range of 5 to 90% by mass, and more preferably in the range of 10 to 80% by mass, of the total amount including the polyurethane compound having an aromatic ring structure, which is 100% by mass.

光重合開始剤としては、本発明の積層体のガスバリア性および耐屈曲性を保持することができれば素材は特に限定されない。本発明に好適に用いることができる光重合開始剤としては、例えば、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルーケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタノン-1、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン等のアルキルフェノン系光重合開始剤、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)-ビス(2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)-フェニル)チタニウム等のチタノセン系光重合開始剤、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]等オキシムエステル構造を持つ光重合開始剤等が挙げられる。 There are no particular limitations on the material of the photopolymerization initiator as long as it can maintain the gas barrier properties and flex resistance of the laminate of the present invention. Examples of photopolymerization initiators that can be suitably used in the present invention include 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]phenyl}-2-methyl-propan-1-one, phenyl glyoxylic acid methyl ester, 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one, and 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl). Examples of such photopolymerization initiators include alkylphenone-based photopolymerization initiators such as -butanone-1,2-(dimethylamino)-2-[(4-methylphenyl)methyl]-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone, acylphosphine oxide-based photopolymerization initiators such as 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, titanocene-based photopolymerization initiators such as bis(η5-2,4-cyclopentadiene-1-yl)-bis(2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)-phenyl)titanium, and photopolymerization initiators having an oxime ester structure such as 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)-, 2-(O-benzoyloxime)], etc.

これらの中でも、硬化性、表面保護性能の観点から、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルーケトン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オン、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシドから選ばれる光重合開始剤が好ましい。また、これらは単一の組成で用いてもよいし、二成分以上を混合して使用してもよい。 Among these, from the viewpoint of curability and surface protection performance, photopolymerization initiators selected from 1-hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone, 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide are preferred. These may be used in a single composition or in a mixture of two or more components.

光重合開始剤の含有量は特に限定されないが、硬化性、表面保護性能の観点から、重合性成分の合計量中、0.01~10質量%の範囲であることが好ましく、0.1~5質量%の範囲であることがより好ましい。 The amount of the photopolymerization initiator is not particularly limited, but from the viewpoint of curability and surface protection performance, it is preferably in the range of 0.01 to 10 mass % of the total amount of polymerizable components, and more preferably in the range of 0.1 to 5 mass %.

有機ケイ素化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of organosilicon compounds include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and 3-isocyanatopropyltriethoxysilane.

これらの中でも、硬化性、活性エネルギー線照射による重合活性の観点から、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランおよびビニルトリエトキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1つの有機ケイ素化合物が好ましい。また、これらは単一の組成で用いてもよいし、二成分以上を混合して使用してもよい。 Among these, from the viewpoint of curability and polymerization activity by irradiation with active energy rays, at least one organosilicon compound selected from the group consisting of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and vinyltriethoxysilane is preferred. These may be used in a single composition or in a mixture of two or more components.

有機ケイ素化合物の含有量は特に限定されないが、硬化性、表面保護性能の観点から、重合性成分の合計量中、0.01~10質量%の範囲であることが好ましく、0.1~5質量%の範囲であることがより好ましい。 The amount of the organosilicon compound is not particularly limited, but from the viewpoint of curability and surface protection performance, it is preferably in the range of 0.01 to 10 mass% of the total amount of polymerizable components, and more preferably in the range of 0.1 to 5 mass%.

無機ケイ素化合物としては、表面保護性能、透明性の観点からシリカ粒子が好ましく、さらにシリカ粒子の一次粒子径が1~300nmの範囲であることが好ましく、5~80nmの範囲であることがより好ましい。なお、ここでいう一次粒子径とは、ガス吸着法により求めた比表面積sを下記の式(1)に適用することで求められる粒子直径dを指す。
d=6/ρs ・・・ (1)
ρ:密度。
As the inorganic silicon compound, silica particles are preferred from the viewpoints of surface protection performance and transparency, and the primary particle size of the silica particles is preferably in the range of 1 to 300 nm, and more preferably in the range of 5 to 80 nm. Note that the primary particle size here refers to the particle diameter d calculated by applying the specific surface area s calculated by a gas adsorption method to the following formula (1):
d=6/ρs... (1)
ρ: density.

アンカーコート層の厚みは、200nm以上、4,000nm以下が好ましく、300nm以上、2,000nm以下がより好ましく、500nm以上、1,000nm以下がさらに好ましい。アンカーコート層の厚みが200nmより薄くなると、基材上に存在する突起や傷などの欠点の悪影響を抑制できない場合がある。アンカーコート層の厚みが4,000nmより厚くなると、アンカーコート層の平滑性が低下して前記アンカーコート層上に積層するA層表面の凹凸形状も大きくなり、積層される蒸着膜が緻密になりにくく、ガスバリア性の向上効果が得られにくくなる場合がある。ここでアンカーコート層の厚みは、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 anchor coat layer is preferably 200 nm or more and 4,000 nm or less, more preferably 300 nm or more and 2,000 nm or less, and even more preferably 500 nm or more and 1,000 nm or less. If the thickness of the anchor coat layer is thinner than 200 nm, the adverse effects of defects such as protrusions and scratches present on the substrate may not be suppressed. If the thickness of the anchor coat layer is thicker than 4,000 nm, the smoothness of the anchor coat layer decreases and the uneven shape of the surface of the A layer laminated on the anchor coat layer also becomes large, making it difficult for the laminated vapor deposition film to become dense, and the effect of improving the gas barrier property may be difficult to obtain. Here, the thickness of the anchor coat layer can be measured from a cross-sectional observation image obtained by a transmission electron microscope (TEM).

アンカーコート層の算術平均粗さRaは、10nm以下であることが好ましい。Raを10nm以下にすると、アンカーコート層上に均質なA層を形成しやすくなり、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。アンカーコート層の表面のRaが10nmより大きくなると、アンカーコート層上のA層表面の凹凸形状も大きくなり、蒸着膜が緻密になりにくく、ガスバリア性の向上効果が得られにくくなる場合があり、また、凹凸が多い部分で応力集中によるクラックが発生し易いため、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。従って、本発明においては、アンカーコート層のRaを10nm以下にすることが好ましく、より好ましくは5nm以下である。本発明におけるアンカーコート層のRaは、原子間力顕微鏡(AFM)などを用いて測定することができる。 The arithmetic mean roughness Ra of the anchor coat layer is preferably 10 nm or less. When the Ra is 10 nm or less, it is preferable because it is easy to form a homogeneous A layer on the anchor coat layer, and the repeatability and reproducibility of the gas barrier properties is improved. When the Ra of the surface of the anchor coat layer is greater than 10 nm, the uneven shape of the A layer surface on the anchor coat layer also becomes large, making it difficult for the vapor deposition film to become dense, and it may be difficult to obtain the effect of improving the gas barrier properties. In addition, cracks due to stress concentration are likely to occur in parts with many unevenness, which may cause a decrease in the repeatability and reproducibility of the gas barrier properties. Therefore, in the present invention, it is preferable to set the Ra of the anchor coat layer to 10 nm or less, and more preferably 5 nm or less. The Ra of the anchor coat layer in the present invention can be measured using an atomic force microscope (AFM) or the like.

本発明の積層体にアンカーコート層を適用する場合、アンカーコート層を形成する樹脂を含む塗液の塗布手段としては、まず基材上に芳香族環構造を有するポリウレタン化合物を含む塗料を乾燥後の厚みが所望の厚みになるよう固形分濃度を調整し、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、スピンコート法などにより塗布することが好ましい。また、本発明においては、塗工適性の観点から有機溶剤を用いて芳香族環構造を有するポリウレタン化合物を含む塗料を希釈することが好ましい。 When applying an anchor coat layer to the laminate of the present invention, the coating liquid containing the resin that forms the anchor coat layer is preferably applied by first adjusting the solids concentration of a coating material containing a polyurethane compound having an aromatic ring structure on a substrate so that the thickness after drying is the desired thickness, and then applying the coating material by, 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, a spin coating method, or the like. In addition, in the present invention, it is preferable to dilute the coating material containing a polyurethane compound having an aromatic ring structure with an organic solvent from the viewpoint of coating suitability.

具体的には、キシレン、トルエン、メチルシクロヘキサン、ペンタン、ヘキサンなどの炭化水素系溶剤、ジブチルエーテル、エチルブチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤などを用いて、固形分濃度を10質量%以下に希釈して使用することが好ましい。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。また、アンカーコート層を形成する塗料には、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、触媒、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。 Specifically, it is preferable to dilute the solids concentration to 10% by mass or less using a hydrocarbon solvent such as xylene, toluene, methylcyclohexane, pentane, or hexane, or an ether solvent such as dibutyl ether, ethyl butyl ether, or tetrahydrofuran. These solvents may be used alone or in combination of two or more. In addition, various additives can be blended into the paint that forms the anchor coat layer as necessary. For example, catalysts, antioxidants, light stabilizers, stabilizers such as ultraviolet absorbers, surfactants, leveling agents, antistatic agents, etc. can be used.

次いで、塗布後の塗膜を乾燥させて希釈溶剤を除去することが好ましい。ここで、乾燥に用いられる熱源としては特に制限は無く、スチームヒーター、電気ヒーター、赤外線ヒーターなど任意の熱源を用いることができる。なお、ガスバリア性向上のため、加熱温度は50~150℃で行うことが好ましい。また、加熱処理時間は数秒~1時間行うことが好ましい。さらに、加熱処理中は温度が一定であってもよく、徐々に温度を変化させてもよい。また、乾燥処理中は湿度を相対湿度で20~90%RHの範囲で調整しながら加熱処理してもよい。前記加熱処理は、大気中もしくは不活性ガスを封入しながら行ってもよい。 Then, it is preferable to dry the coating film after application to remove the diluting solvent. Here, there is no particular restriction on the heat source used for drying, and any heat source such as a steam heater, an electric heater, or an infrared heater can be used. In order to improve gas barrier properties, it is preferable to perform the heating at a temperature of 50 to 150°C. In addition, it is preferable to perform the heating treatment for a period of several seconds to 1 hour. Furthermore, the temperature may be constant during the heating treatment, or the temperature may be gradually changed. In addition, the heating treatment may be performed while adjusting the humidity in the range of 20 to 90% RH in terms of relative humidity during the drying treatment. The heating treatment may be performed in the air or while an inert gas is enclosed.

次に、乾燥後の芳香族環構造を有するポリウレタン化合物を含む塗膜に活性エネルギー線照射処理を施して前記塗膜を架橋させて、アンカーコート層を形成することが好ましい。 Next, it is preferable to perform an active energy ray irradiation treatment on the coating film containing the polyurethane compound having an aromatic ring structure after drying to crosslink the coating film and form an anchor coat layer.

かかる場合に適用する活性エネルギー線としては、アンカーコート層を硬化させることができれば特に制限はないが、汎用性、効率の観点から紫外線処理を用いることが好ましい。紫外線発生源としては、高圧水銀ランプメタルハライドランプ、マイクロ波方式無電極ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンランプ等、既知のものを用いることができる。また、活性エネルギー線は、硬化効率の観点から窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で用いることが好ましい。紫外線処理としては、大気圧下または減圧下のどちらでも構わないが、汎用性、生産効率の観点から本発明では大気圧下にて紫外線処理を行うことが好ましい。前記紫外線処理を行う際の酸素濃度は、アンカーコート層の架橋度制御の観点から酸素ガス分圧は1.0%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。相対湿度は任意でよい。 The active energy rays to be applied in such a case are not particularly limited as long as they can cure the anchor coat layer, but from the viewpoint of versatility and efficiency, it is preferable to use ultraviolet treatment. As the ultraviolet ray generating source, known sources such as high pressure mercury lamps, metal halide lamps, microwave type electrodeless lamps, low pressure mercury lamps, xenon lamps, etc. can be used. In addition, from the viewpoint of curing efficiency, it is preferable to use active energy rays under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The ultraviolet treatment may be performed either under atmospheric pressure or under reduced pressure, but from the viewpoint of versatility and production efficiency, it is preferable to perform the ultraviolet treatment under atmospheric pressure in the present invention. Regarding the oxygen concentration during the ultraviolet treatment, from the viewpoint of controlling the degree of crosslinking of the anchor coat layer, the oxygen gas partial pressure is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less. The relative humidity may be arbitrary.

紫外線発生源としては、高圧水銀ランプメタルハライドランプ、マイクロ波方式無電極ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンランプ等、既知のものを用いることができる。 As a source of ultraviolet light, known sources such as high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, microwave electrodeless lamps, low-pressure mercury lamps, xenon lamps, etc. can be used.

紫外線照射の積算光量は0.1~1.0J/cmであることが好ましく、0.2~0.6J/cmがより好ましい。前記積算光量が0.1J/cm以上であれば所望のアンカーコート層の架橋度が得られるため好ましい。また、前記積算光量が1.0J/cm以下であれば基材へのダメージを少なくすることができるため好ましい。 The cumulative light amount of the ultraviolet irradiation is preferably 0.1 to 1.0 J/ cm2 , and more preferably 0.2 to 0.6 J/ cm2 . If the cumulative light amount is 0.1 J/ cm2 or more, it is preferable because the desired degree of crosslinking of the anchor coat layer can be obtained. Also, if the cumulative light amount is 1.0 J/cm2 or less , it is preferable because damage to the substrate can be reduced.

[その他の層]
本発明の積層体の最表面の上、つまりA層の上には、ガスバリア性が低下しない範囲で耐擦傷性や耐薬品性、印刷性等の向上を目的としたオーバーコート層を形成してもよいし、素子等に貼合するための有機高分子化合物からなる粘着層やフィルムをラミネートした積層構成としてもよい。また、光学特性を向上させるための低屈折率層を形成してもよい。なお、ここでいう最表面とは、基材上にA層が積層された後の、A層の表面をいう。
[Other layers]
On the outermost surface of the laminate of the present invention, that is, on the A layer, an overcoat layer may be formed for the purpose of improving scratch resistance, chemical resistance, printability, etc., within a range in which the gas barrier property is not reduced, or a laminated structure may be formed in which an adhesive layer or film made of an organic polymer compound is laminated for bonding to an element, etc. Also, a low refractive index layer may be formed to improve optical properties. The outermost surface here refers to the surface of the A layer after the A layer is laminated on the substrate.

[積層体の用途]
本発明の積層体は高いガスバリア性を有するため、ガスバリア性フィルムとして好適に用いることができる。また、本発明の積層体は、様々な電子デバイスに用いることができる。例えば、太陽電池やフレキシブル回路基材、有機EL照明、フレキシブル有機ELディスプレイ、シンチレータのような電子デバイスに好適に用いることができる。また、高いバリア性を活かして、リチウムイオン電池の外装材や医薬品の包装材等としても好適に用いることができる。
[Applications of the laminate]
The laminate of the present invention has high gas barrier properties and can be suitably used as a gas barrier film. The laminate of the present invention can also be used in various electronic devices. For example, the laminate can be suitably used in electronic devices such as solar cells, flexible circuit substrates, organic EL lighting, flexible organic EL displays, and scintillators. In addition, by taking advantage of the high barrier properties, the laminate can also be suitably used as an exterior material for lithium ion batteries, packaging materials for pharmaceuticals, and the like.

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。 The present invention will be specifically described below based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[評価方法]
(1)各層の厚み
断面観察用サンプルをマイクロサンプリングシステム((株)日立製作所製 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((株)日立製作所製 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、積層体のA層、B層、アンカーコート層の厚みを測定した。
[Evaluation method]
(1) Thickness of each layer A sample for cross-sectional observation was prepared by the FIB method (specifically, based on the method described in "Polymer Surface Processing Science" (by Akira Iwamori), pp. 118-119) using a microsampling system (FB-2000A, Hitachi, Ltd.). The cross-section of the sample for observation was observed with a transmission electron microscope (H-9000UHRII, Hitachi, Ltd.) at an acceleration voltage of 300 kV, and the thicknesses of the A layer, B layer, and anchor coat layer of the laminate were measured.

(2)A層の組成、B層の組成、酸素原子(O1s)ピークの半値幅
積層体のA層、B層の組成分析は、X線光電子分光法(XPS法)により行った。各層の最表面から3nmをアルゴンイオンエッチングにより層を除去して下記の条件で各元素の含有比率を測定した。なお、各層の上に他の層が積層されている場合は、各層の最表面まで下記条件のアルゴンイオンエッチングを繰り返した。XPS法の測定条件は下記の通りとした。
・装置 :PHI5000VersaProbe2II(アルバックファイ社製)
・励起X線 :monochromatic AlKα
・分析範囲 :φ100μm
・光電子脱出角度 :45°
・Arイオンエッチング :2.0kV、ラスターサイズ 2×2、エッチング時間 1min。
(2) Composition of A layer, composition of B layer, and half-width of oxygen atom (O1s) peak The composition of A layer and B layer of the laminate was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The layers were removed by argon ion etching for 3 nm from the outermost surface of each layer, and the content ratio of each element was measured under the following conditions. When other layers were laminated on each layer, argon ion etching under the following conditions was repeated until the outermost surface of each layer. The measurement conditions for the XPS method were as follows.
Apparatus: PHI5000VersaProbe2II (ULVAC-PHI, Inc.)
・Excitation X-ray: monochromatic AlKα
Analysis range: φ100μm
Photoelectron escape angle: 45°
Ar ion etching: 2.0 kV, raster size 2 × 2, etching time 1 min.

酸素原子(O1s)ピークの半値幅は、測定装置付帯の解析ソフトMultipakにより算出される値とした。 The half-width of the oxygen atom (O1s) peak was calculated using the analysis software Multipak provided with the measurement device.

(3)水蒸気透過度(g/m/day)
積層体の水蒸気透過度は、温度40℃、湿度90%RH、測定面積50cm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サンプル行った。2サンプルの測定を行い得たデータを平均し、小数点第2位を四捨五入し、当該水準における平均値を求め、その値を水蒸気透過度(g/m/day)とした。
(3) Water vapor permeability (g/m 2 /day)
The water vapor transmission rate of the laminate was measured under the conditions of a temperature of 40° C., a humidity of 90% RH, and a measurement area of 50 cm 2 using a water vapor transmission rate measuring device (model name: DELTAPERM (registered trademark)) manufactured by Technolox, Ltd., UK. The measurements were performed using a water vapor pressure sensor. Two samples were taken per level. The data obtained by measuring the two samples was averaged and rounded off to the nearest tenth to obtain the average value for the level. The transmittance was expressed as g/m 2 /day.

(4)陽電子寿命及び細孔半径分布
陽電子寿命及び細孔半径分布は、陽電子ビーム法(薄膜対応陽電子消滅寿命測定法)により測定を行った。測定するサンプルを15mm×15mm角のSiウェハに貼り付けて室温で真空脱気した後、A層側から陽電子線を照射して測定を行った。測定条件は下記のとおりである。
・装置 :フジ・インバック製小型陽電子ビーム発生装置PALS200A
・陽電子線源 :22Naベースの陽電子ビーム
・γ線検出器 :BaF製シンチレータ+光電子増倍管
・装置定数 :255~278ps,24.55ps/ch
・ビーム強度 :1keV
・測定深さ :0~100nm付近(推定)
・測定温度 :室温
・測定雰囲気 :真空
・測定カウント数 :約5,000,000カウント
測定結果について、非線形最小二乗プログラムPOSITRONFITにより、3成分あるいは4成分解析を行った。
(4) Positron lifetime and pore radius distribution The positron lifetime and pore radius distribution were measured by the positron beam method (thin film positron annihilation lifetime measurement method). The sample to be measured was attached to a 15 mm x 15 mm square Si wafer and degassed in vacuum at room temperature, and then irradiated with a positron beam from the A layer side to perform the measurement. The measurement conditions were as follows.
Equipment: Fuji Invac small positron beam generator PALS200A
Positron source: 22Na -based positron beam Gamma ray detector: BaF2 scintillator + photomultiplier tube Instrument constant: 255-278ps, 24.55ps/ch
Beam intensity: 1 keV
Measurement depth: 0 to 100 nm (estimated)
Measurement temperature: room temperature Measurement atmosphere: vacuum Measurement count number: about 5,000,000 counts The measurement results were subjected to three-component or four-component analysis using the nonlinear least squares program POSITRONFIT.

(5)密着性
クロスカット試験法(JIS K5600-5-6、1999年)に従い、積層体のA層側から1mm間隔で碁盤目のクロスカットを100マス形成した。次に幅24mmのセロハンテープ(ニチバン製)をA層の表面に貼り付け、剥離角度90°で剥離した。積層体のA層側から観察し、A層またはB層が剥離したマス数を数え、100マス中の剥離したマス数の割合を算出した。なお、試験は温度23℃±2℃、相対湿度50%±5%の環境下で行った。1つのサンプルにつき、5カ所のクロスカット試験を行い、剥離したマス数の割合の平均値を算出した。A層上に他の層が積層されている場合は、A層の最表面まで上述した条件のアルゴンイオンエッチングで他の層を取り除いた後、密着性を測定した。
(5) Adhesion According to the cross-cut test method (JIS K5600-5-6, 1999), 100 squares of cross-cuts were formed at 1 mm intervals from the A layer side of the laminate. Next, a 24 mm wide cellophane tape (manufactured by Nichiban) was attached to the surface of the A layer and peeled at a peel angle of 90°. The laminate was observed from the A layer side, the number of squares where the A layer or the B layer had peeled off was counted, and the ratio of the number of peeled squares out of 100 squares was calculated. The test was performed in an environment with a temperature of 23°C ± 2°C and a relative humidity of 50% ± 5%. Five cross-cut tests were performed for each sample, and the average value of the ratio of the number of peeled squares was calculated. When other layers were laminated on the A layer, the other layers were removed up to the outermost surface of the A layer by argon ion etching under the above-mentioned conditions, and then the adhesion was measured.

(実施例1)
(芳香族環構造を有するポリウレタン化合物の合成)
5リットルの4つ口フラスコに、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物(共栄社化学社製、商品名:エポキシエステル3000A)を300質量部、酢酸エチル710質量部を入れ、内温60℃になるよう加温した。合成触媒としてジラウリン酸ジ-n-ブチル錫0.2質量部を添加し、攪拌しながらジシクロヘキシルメタン4,4’-ジイソシアネート(東京化成工業社製)200質量部を1時間かけて滴下した。滴下終了後2時間反応を続行し、続いてジエチレングリコール(和光純薬工業社製)25質量部を1時間かけて滴下した。滴下後5時間反応を続行し、重量平均分子量20,000の芳香族環構造を有するポリウレタン化合物を得た。
Example 1
(Synthesis of Polyurethane Compound Having Aromatic Ring Structure)
In a 5-liter four-neck flask, 300 parts by mass of bisphenol A diglycidyl ether acrylic acid adduct (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., product name: Epoxy Ester 3000A) and 710 parts by mass of ethyl acetate were placed and heated to an internal temperature of 60°C. 0.2 parts by mass of di-n-butyltin dilaurate was added as a synthesis catalyst, and 200 parts by mass of dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added dropwise over 1 hour while stirring. After the end of the dropwise addition, the reaction was continued for 2 hours, and then 25 parts by mass of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise over 1 hour. After the dropwise addition, the reaction was continued for 5 hours to obtain a polyurethane compound having an aromatic ring structure with a weight average molecular weight of 20,000.

(アンカーコート層の形成)
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)を用いた。
(Formation of anchor coat layer)
As the substrate, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 μm ("Lumirror" (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) was used.

アンカーコート層形成用の塗液として、前記ポリウレタン化合物を150質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学社製、商品名:ライトアクリレートDPE-6A)を20質量部、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルーケトン(BASFジャパン社製、商品名:「IRGACURE」(登録商標) 184)を5質量部、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン(信越シリコーン社製、商品名:KBM-503)を3質量部、酢酸エチルを170質量部、トルエンを350質量部、シクロヘキサノンを170質量部配合して塗液を調整した。次いで、塗液を基材上にマイクログラビアコーター(グラビア線番150UR、グラビア回転比100%)で塗布、100℃で1分間乾燥し、乾燥後、下記条件にて紫外線処理を施して厚み1μmのアンカーコート層を設けた。 The coating liquid for forming the anchor coat layer was prepared by mixing 150 parts by weight of the polyurethane compound, 20 parts by weight of dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., product name: Light Acrylate DPE-6A), 5 parts by weight of 1-hydroxy-cyclohexylphenyl ketone (manufactured by BASF Japan, product name: "IRGACURE" (registered trademark) 184), 3 parts by weight of 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicones, product name: KBM-503), 170 parts by weight of ethyl acetate, 350 parts by weight of toluene, and 170 parts by weight of cyclohexanone. The coating liquid was then applied to the substrate using a microgravure coater (gravure line number 150UR, gravure rotation ratio 100%), dried at 100°C for 1 minute, and after drying, ultraviolet treatment was performed under the following conditions to provide an anchor coat layer with a thickness of 1 μm.

紫外線処理装置:LH10-10Q-G(フュージョンUVシステムズ・ジャパン社製)
導入ガス:N(窒素イナートBOX)
紫外線発生源:マイクロ波方式無電極ランプ
積算光量:400mJ/cm
試料温調:室温。
Ultraviolet treatment equipment: LH10-10Q-G (manufactured by Fusion UV Systems Japan)
Introduced gas: N2 (nitrogen inert box)
UV source: Microwave electrodeless lamp Accumulated light quantity: 400 mJ/ cm2
Sample temperature control: room temperature.

(B層の形成)
図4に示す巻き取り式蒸着装置を使用し、電子線(EB)蒸着法により、基材のアンカーコート層表面に、B層として厚み50nmのMgO+SiO層を設けた。
(Formation of Layer B)
Using the winding type deposition apparatus shown in FIG. 4, a 50 nm thick MgO+SiO bilayer was provided as a B layer on the surface of the anchor coat layer of the substrate by electron beam (EB) deposition.

具体的な操作は以下の通りである。まず、蒸着材料として、2~5mmの大きさの顆粒状の酸化マグネシウムMgO(純度99.9%)と二酸化ケイ素SiO(純度99.99%)を事前にそれぞれ100℃、8時間加熱を行った。続いて、それぞれの材料を図5のようにカーボン製ハースライナー12にセットした。巻き取り室6の中で、巻き出しロール7に前記基材1のB層を設ける側(アンカーコート層が形成された側)の面がハースライナー12に対向するようにセットし、巻き出し、ガイドロール8,9,10介して、メインドラム11に通した。このとき、メインドラムは温度-15℃に制御した。次に、真空ポンプにより、蒸着装置5内を5.0×10-3Pa以下に減圧した。次に、加熱源として一台の電子銃(以下、EB銃)14を用い、Mg:Si=1:2(atom%)程度の組成比となるようにMgOとSiOの加熱比率を制御した。形成するB層の厚みが15nmとなるように、加速電流とフィルム搬送速度を調整し、前記アンカーコート層の表面上にB層を形成した。その後、ガイドロール15,16,17を介して巻き取りロール18に巻き取った。 The specific operation is as follows. First, as the deposition material, granular magnesium oxide MgO (purity 99.9%) having a size of 2 to 5 mm and silicon dioxide SiO 2 (purity 99.99%) were each heated at 100° C. for 8 hours in advance. Then, each material was set in a carbon hearth liner 12 as shown in FIG. 5. In a winding chamber 6, the side of the substrate 1 on which the B layer was to be provided (the side on which the anchor coat layer was formed) was set to face the hearth liner 12 on the unwinding roll 7, and the substrate was unwound and passed through guide rolls 8, 9, and 10 to the main drum 11. At this time, the temperature of the main drum was controlled to −15° C. Next, the inside of the deposition device 5 was depressurized to 5.0×10 −3 Pa or less by a vacuum pump. Next, one electron gun (hereinafter, EB gun) 14 was used as a heating source, and the heating ratio of MgO and SiO 2 was controlled so that the composition ratio was about Mg:Si=1:2 (atom%). The accelerating current and the film transport speed were adjusted so that the thickness of the layer B formed would be 15 nm, and the layer B was formed on the surface of the anchor coat layer. Thereafter, the film was taken up on the take-up roll 18 via guide rolls 15, 16, and 17.

(A層の形成)
図4に示す巻き取り式蒸着装置を使用し、電子線(EB)蒸着法により、上述したB層表面に、A層として厚み150nmのMgO+SiO層を設けた。
(Formation of Layer A)
Using the winding type deposition apparatus shown in FIG. 4, a 150 nm thick MgO+SiO bilayer was formed as layer A on the surface of layer B by electron beam (EB) deposition.

具体的な操作は以下の通りである。まず、蒸着材料として、2~5mmの大きさの顆粒状の酸化マグネシウムMgO(純度99.9%)と二酸化ケイ素SiO(純度99.99%)を事前にそれぞれ100℃、8時間加熱を行った。続いて、それぞれの材料を図5のようにカーボン製ハースライナー12にセットした。巻き取り室6の中で、巻き出しロール7に前記基材1のA層を設ける側(B層が形成された側)の面がハースライナー12に対向するようにセットした。次に、真空ポンプにより、蒸着装置5内を5.0×10-3Pa以下に減圧し、メインドラムは温度-15℃に制御した。次に、巻き出し、ガイドロール8,9,10を介して、メインドラム11に通した。次に、加熱源として一台の電子銃(以下、EB銃)14を用い、Mg:Si=2:1(atom%)程度の組成比となるようにMgOとSiOの加熱比率を制御した。形成するA層の厚みが150nmとなるように、加速電流とフィルム搬送速度を調整し、前記B層の表面上にA層を形成した。その後、ガイドロール16,17,18を介して巻き取りロール19に巻き取った。 The specific operation is as follows. First, as the deposition material, granular magnesium oxide MgO (purity 99.9%) having a size of 2 to 5 mm and silicon dioxide SiO 2 (purity 99.99%) were each heated at 100° C. for 8 hours in advance. Then, each material was set in a carbon hearth liner 12 as shown in FIG. 5. In the winding chamber 6, the side of the substrate 1 on which the A layer was to be provided (the side on which the B layer was formed) was set on the unwinding roll 7 so that it faced the hearth liner 12. Next, the pressure inside the deposition device 5 was reduced to 5.0×10 −3 Pa or less by a vacuum pump, and the temperature of the main drum was controlled to −15° C. Next, the material was unwound and passed through the main drum 11 via the guide rolls 8, 9, and 10. Next, one electron gun (hereinafter, EB gun) 14 was used as a heating source, and the heating ratio of MgO and SiO 2 was controlled so that the composition ratio was about Mg:Si=2:1 (atom%). The accelerating current and the film transport speed were adjusted so that the thickness of the formed layer A was 150 nm, and the layer A was formed on the surface of the layer B. Thereafter, the film was taken up on a take-up roll 19 via guide rolls 16, 17, and 18.

続いて、得られた積層体から試験片を切り出し、各種評価を実施した。結果を表1~3に示す。 Next, test pieces were cut out from the resulting laminate and various evaluations were carried out. The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例2)
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の代わりに、厚みが50μmの環状オレフィン樹脂フィルム(日本ゼオン(株)製ZF14-050)を使用し、アンカーコート層を形成しない以外は実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
Example 2
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that a cyclic olefin resin film (ZF14-050 manufactured by Zeon Corporation) having a thickness of 50 μm was used as the substrate instead of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 μm, and an anchor coat layer was not formed. The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例3)
B層であるMgO+SiO層の形成において、Mg:Si=1:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
Example 3
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that in forming the MgO+SiO 2 layer that was the B layer, the composition was controlled so that the composition ratio was about Mg:Si=1:1 (atom %). The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例4)
B層であるMgO+SiO層の形成において、Mg:Si=7:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
Example 4
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that in forming the MgO+SiO 2 layer that was the B layer, the composition was controlled so that the composition ratio was about Mg:Si=7:1 (atom %). The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例5)
B層を下記に示す方法で形成した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
Example 5
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that layer B was formed by the method described below. The results are shown in Tables 1 to 3.

(B層の形成)
図4に示す巻き取り式蒸着装置を使用し、スパッタリング法により、基材のアンカーコート層表面に、B層として厚み10nmのAl層を設けた。
(Formation of Layer B)
Using the winding type deposition apparatus shown in FIG. 4, a 10 nm-thick Al 2 O 3 layer was provided as a B layer on the surface of the anchor coat layer of the substrate by a sputtering method.

具体的な操作は以下の通りである。まず、酸化アルミニウムAl(純度99.9%)のスパッタターゲット材料20をスパッタ電極21に取り付けた。巻き取り室6の中で、巻き出しロール7に前記基材1のB層を設ける側の面がスパッタ電極21に対向するようにセットした。次に、真空ポンプにより、蒸着装置5内を5.0×10-3Pa以下に減圧し、メインドラム11の温度を0℃に制御した。次に、巻き出し、ガイドロール8,9,10を介して、メインドラム11に通した。このときアルゴンガスおよび酸素ガスを導入し、スパッタ電極21に高周波電源を使用して投入電力1000W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、B層が厚み10nmになるように、スパッタ電極21の電力とフィルム搬送速度を調整し、前記アンカーコート層の表面上にB層を形成した。その後、ガイドロール16,17,18を介して巻き取りロール19に巻き取った。 The specific operation is as follows. First, a sputtering target material 20 of aluminum oxide Al 2 O 3 (purity 99.9%) was attached to a sputtering electrode 21. In a winding chamber 6, the surface of the substrate 1 on which the B layer was to be provided was set on the unwinding roll 7 so that it faced the sputtering electrode 21. Next, the inside of the deposition device 5 was depressurized to 5.0×10 −3 Pa or less by a vacuum pump, and the temperature of the main drum 11 was controlled to 0° C. Next, the film was unwound and passed through the main drum 11 via guide rolls 8, 9, and 10. At this time, argon gas and oxygen gas were introduced, and an input power of 1000 W was applied to the sputtering electrode 21 using a high-frequency power source to generate argon-oxygen gas plasma, and the power of the sputtering electrode 21 and the film transport speed were adjusted so that the B layer had a thickness of 10 nm, and the B layer was formed on the surface of the anchor coat layer. Then, the film was wound around the winding roll 19 via guide rolls 16, 17, and 18.

(実施例6)
A層であるMgO+SiO層の形成において、Mg:Si=2.5:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
Example 6
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that in forming the MgO+SiO 2 layer that was the A layer, the composition was controlled so that the composition ratio was about Mg:Si=2.5:1 (atom %). The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例7)
A層であるMgO+SiO層の形成において、Mg:Si=3:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Example 7)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that in forming the MgO+SiO 2 layer that was the A layer, the composition was controlled so that the composition ratio was about Mg:Si=3:1 (atom %). The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例8)
実施例5のスパッタターゲット材料である酸化アルミニウムの代わりに酸化ジルコニウムZrO(純度99.9%)を使用する以外は、実施例5と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Example 8)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 5, except that zirconium oxide ZrO 2 (purity 99.9%) was used instead of aluminum oxide, which was the sputtering target material in Example 5. The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例9)
実施例5のスパッタターゲット材料である酸化アルミニウムの代わりに二酸化ケイ素SiO(純度99.9%)を使用する以外は、実施例5と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Example 9)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 5, except that silicon dioxide SiO 2 (purity 99.9%) was used instead of aluminum oxide, which was the sputtering target material in Example 5. The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例10)
実施例5のスパッタターゲット材料である酸化アルミニウムの代わりに酸化マグネシウムMgO(純度99.9%)を使用する以外は、実施例5と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Example 10)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 5, except that magnesium oxide (MgO, purity 99.9%) was used instead of aluminum oxide, which was the sputtering target material in Example 5. The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例11)
実施例5のスパッタターゲット材料である酸化アルミニウムの代わりに酸化亜鉛ZnOと二酸化ケイ素SiOの混合焼結材料を使用する以外は、実施例5と同様にして積層体を得た。なお、混合焼結材料に含有するZnとSiの組成比は、Zn:Si=1:1(atom%)であった。結果を表1~3に示す。
Example 11
A laminate was obtained in the same manner as in Example 5, except that a mixed sintered material of zinc oxide ZnO and silicon dioxide SiO2 was used instead of aluminum oxide, which was the sputtering target material of Example 5. The composition ratio of Zn and Si contained in the mixed sintered material was Zn:Si=1:1 (atom%). The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例12)
A層の蒸着材料である酸化マグネシウムの代わりに酸化ジルコニウムZrO(純度99.9%)を使用する以外は実施例7と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
Example 12
A laminate was obtained in the same manner as in Example 7, except that zirconium oxide ZrO 2 (purity 99.9%) was used instead of magnesium oxide, which was the deposition material for layer A. The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例13)
A層の蒸着材料である酸化マグネシウムの代わりに酸化スズSnO(純度99.9%)を使用する以外は実施例7と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
Example 13
A laminate was obtained in the same manner as in Example 7, except that tin oxide (SnO) (purity 99.9%) was used instead of magnesium oxide, which was the deposition material for layer A. The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例14)
A層の蒸着材料である酸化マグネシウムの代わりに酸化亜鉛ZnO(純度99.9%)を使用する以外は実施例7と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Example 14)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 7, except that zinc oxide ZnO (purity 99.9%) was used instead of magnesium oxide, which was the deposition material for layer A. The results are shown in Tables 1 to 3.

(実施例15)
A層の蒸着材料である酸化マグネシウムの代わりに酸化アルミニウムAl(純度99.9%)を使用する以外は実施例7と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Example 15)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 7, except that aluminum oxide Al 2 O 3 (purity 99.9%) was used instead of magnesium oxide, which was the deposition material for layer A. The results are shown in Tables 1 to 3.

(比較例1)
実施例1のB層を形成せず、さらにA層形成時の蒸着材料である二酸化ケイ素を使用せず、酸化マグネシウムのみを使用して厚みが150nmのMgO層を形成する以外は実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Comparative Example 1)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the B layer in Example 1 was not formed, and further, silicon dioxide, which is a deposition material used in forming the A layer, was not used, and only magnesium oxide was used to form an MgO layer having a thickness of 150 nm. The results are shown in Tables 1 to 3.

(比較例2)
実施例1のB層を形成せず、さらにA層形成時の蒸着材料である酸化マグネシウムを使用せず、二酸化ケイ素のみを使用して厚みが150nmのSiO層を形成する以外は実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Comparative Example 2)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the B layer in Example 1 was not formed, and further, magnesium oxide, which is a deposition material in forming the A layer, was not used, and only silicon dioxide was used to form a SiO2 layer having a thickness of 150 nm. The results are shown in Tables 1 to 3.

(比較例3)
実施例1のB層形成時の蒸着材料である酸化マグネシウムを酸化アルミニウムAl(純度99.9%)に代えて、Al:Si=3:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御して、厚みが50nmのAl+SiO層を設けた以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Comparative Example 3)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the magnesium oxide used as the deposition material in forming the B layer in Example 1 was replaced with aluminum oxide Al 2 O 3 (purity 99.9%), the composition was controlled to have a composition ratio of Al:Si=approximately 3:1 (atom %), and an Al 2 O 3 +SiO 2 layer having a thickness of 50 nm was provided. The results are shown in Tables 1 to 3.

(比較例4)
実施例1のB層を形成せず、さらにA層形成時の蒸着材料である酸化マグネシウムを酸化ジルコニウムZrO(純度99.9%)に代えて、Zr:Si=7:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御して、厚みが150nmのZrO+SiO層を設けた以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Comparative Example 4)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the layer B in Example 1 was not formed, and further, the magnesium oxide used as the deposition material in forming the layer A was replaced with zirconium oxide ZrO 2 (purity 99.9%), the composition was controlled to have a composition ratio of Zr:Si=approximately 7:1 (atom %), and a ZrO 2 +SiO 2 layer having a thickness of 150 nm was provided. The results are shown in Tables 1 to 3.

(比較例5)
実施例1のB層形成時の蒸着材料である酸化マグネシウムを酸化ジルコニウムZrO(純度99.9%)に代えて、Zr:Si=3:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御して、厚みが50nmのZrO+SiO層を設けた。さらにA層であるMgO+SiO層の形成において、Mg:Si=3:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Comparative Example 5)
In Example 1, the magnesium oxide used as the deposition material in forming the B layer was replaced with zirconium oxide ZrO 2 (purity 99.9%), and a ZrO 2 +SiO 2 layer having a thickness of 50 nm was provided by controlling the composition to have a composition ratio of about Zr:Si=3:1 (atom %). Furthermore, in forming the MgO+SiO 2 layer as the A layer, a laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the composition was controlled to have a composition ratio of about Mg:Si=3:1 (atom %). The results are shown in Tables 1 to 3.

(比較例6)
実施例1のB層を形成せず、さらにA層であるMgO+SiO層の形成において、Mg:Si=6:1(atom%)程度の組成比となるように組成を制御した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Comparative Example 6)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the layer B in Example 1 was not formed, and further, in the formation of the MgO+SiO 2 layer as the layer A, the composition was controlled so that the composition ratio was about Mg:Si=6:1 (atom %). The results are shown in Tables 1 to 3.

(比較例7)
実施例1のB層を形成せず、さらにA層であるMgO+SiO層の形成において、Mg:Si=1:3(atom%)程度の組成比となるように組成を制御した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。結果を表1~3に示す。
(Comparative Example 7)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the B layer in Example 1 was not formed, and further, in the formation of the MgO+SiO 2 layer as the A layer, the composition was controlled so that the composition ratio was about Mg:Si=1:3 (atom %). The results are shown in Tables 1 to 3.

Figure 0007600525000001
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Figure 0007600525000002
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Figure 0007600525000003
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本発明の積層体は、酸素ガス、水蒸気等に対するガスバリア性に優れているため、例えば、食品、医薬品などの包装材および有機ELテレビ、太陽電池などの電子デバイス用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。 The laminate of the present invention has excellent gas barrier properties against oxygen gas, water vapor, etc., and can be usefully used, for example, as packaging materials for food, medicines, etc., and as components for electronic devices such as organic electroluminescence televisions and solar cells, but its uses are not limited to these.

1 基材
2 A層
3 B層
4 アンカーコート層
5 巻き取り式電子線(EB)蒸着装置
6 巻き取り室
7 巻き出しロール
8,9,10 巻き出し側ガイドロール
11 メインドラム
12 ハースライナー
13 蒸着材料
14 電子銃
15 電子線
16,17,18 巻き取り側ガイドロール
19 巻き取りロール
20 スパッタターゲット材
21 スパッタ電極
22 蒸着材料C
23 蒸着材料D
Reference Signs List 1 Substrate 2 A layer 3 B layer 4 Anchor coat layer 5 Wind-up type electron beam (EB) deposition device 6 Wind-up chamber 7 Unwinding rolls 8, 9, 10 Unwinding side guide roll 11 Main drum 12 Hearth liner 13 Deposition material 14 Electron gun 15 Electron beam 16, 17, 18 Wind-up side guide roll 19 Wind-up roll 20 Sputtering target material 21 Sputtering electrode 22 Deposition material C
23 Evaporation material D

Claims (9)

基材の少なくとも片側にA層を有し、前記A層はケイ素及び/又は金属元素、並びに酸素を含み、陽電子ビーム法により前記A層側から測定される平均寿命が0.935ns以下であり、クロスカット試験(JIS K5600-5-6、1999年)で剥離したマス数が全体の10%以下であり、前記基材と前記A層との間にB層を有し、前記B層は金属酸化物層である積層体。 A laminate having an A layer on at least one side of a substrate, the A layer containing silicon and/or metal elements, and oxygen, an average life measured from the A layer side by a positron beam method of 0.935 ns or less, the number of masses peeled off in a cross-cut test (JIS K5600-5-6, 1999) being 10% or less of the total, and having a B layer between the substrate and the A layer, the B layer being a metal oxide layer. 基材の少なくとも片側にA層を有し、前記A層はマグネシウム及びケイ素、並びに酸素を含み、陽電子ビーム法により前記A層側から測定される平均寿命が0.935ns以下であり、クロスカット試験(JIS K5600-5-6、1999年)で剥離したマス数が全体の10%以下であり、前記A層のX線光電子分光により測定されるマグネシウム原子濃度が5~50atom%、ケイ素原子濃度が2~30atom%、及び酸素原子濃度が45~70atom%である積層体。 A laminate having an A layer on at least one side of a substrate, the A layer containing magnesium, silicon, and oxygen, an average life measured from the A layer side by a positron beam method of 0.935 ns or less, the number of masses peeled off in a cross-cut test (JIS K5600-5-6, 1999) being 10% or less of the total, and the A layer having a magnesium atomic concentration of 5 to 50 atom%, a silicon atomic concentration of 2 to 30 atom%, and an oxygen atomic concentration of 45 to 70 atom%, measured by X-ray photoelectron spectroscopy. 前記B層の厚みは、A層の厚みに対して15%以下である請求項1に記載の積層体。 The laminate according to claim 1, wherein the thickness of the B layer is 15% or less of the thickness of the A layer. 前記B層がスパッタリング法で形成した層である請求項1または3に記載の積層体。 The laminate according to claim 1 or 3, wherein the layer B is a layer formed by a sputtering method. 前記B層がケイ素化合物層である請求項1、3、4のいずれかに記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1, 3, and 4, wherein the B layer is a silicon compound layer. 前記B層は、金属元素およびケイ素を含み、金属元素の原子濃度をMb(atom%)、ケイ素の原子濃度をSib(atom%)としたとき、金属元素とケイ素の原子濃度(atom%)の比率Mb/(Mb+Sib)が、Mb/(Mb+Sib)<0.6またはMb/(Mb+Sib)>0.8である請求項1、3~5のいずれかに記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1, 3 to 5, wherein the B layer contains a metal element and silicon, and when the atomic concentration of the metal element is Mb (atom%) and the atomic concentration of silicon is Sib (atom%), the ratio of the atomic concentrations (atom%) of the metal element and silicon, Mb/(Mb+Sib), is Mb/(Mb+Sib)<0.6 or Mb/(Mb+Sib)>0.8. 前記A層は、金属元素の原子濃度をMa(atom%)、ケイ素の原子濃度をSia(atom%)としたとき、金属元素とケイ素の原子濃度(atom%)の比率Ma/(Ma+Sia)が、0.45~0.85である請求項1、3~6のいずれかに記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1, 3 to 6, wherein the ratio of the atomic concentration (atom%) of the metal element to the atomic concentration (atom%) of silicon in the A layer, Ma/(Ma+Sia), is 0.45 to 0.85, where Ma is the atomic concentration of the metal element and Sia is the atomic concentration of silicon. 前記A層は、X線光電子分光により測定される酸素原子(O1s)のピークの半値幅が3.25eV以下である請求項1~7のいずれかに記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1 to 7, wherein the A layer has a half-width of the oxygen atom (O1s) peak measured by X-ray photoelectron spectroscopy of 3.25 eV or less. アンカーコートを有し、前記アンカーコート層は、一方の面が前記基材と接し、他方の面が前記B層と接している請求項1、3~7のいずれかに記載の積層体。
8. The laminate according to claim 1, further comprising an anchor coat layer , one surface of the anchor coat layer being in contact with the substrate and the other surface being in contact with the layer B.
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