ガスバリア性積層フィルム
【課題】高いガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いることができる透明なガスバリア性積層フィルムを提供する。
【解決手段】基材層１の少なくとも片面に、アンカー層２と、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される酸化珪素からなるガスバリア層３と、オーバーコート層４とが順次形成され、基材層１の屈折率ｎ１、アンカー層２の屈折率ｎ２、ガスバリア層３の屈折率ｎ３、オーバーコート層４の屈折率ｎ４が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表され、それぞれ１．４≦ｎ２≦１．７、１．３≦ｎ３≦１．６、１．２≦ｎ４≦１．５であり、アンカー層２の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、ガスバリア層３の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、オーバーコート層４の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるガスバリア性積層フィルム。
【解決手段】基材層１の少なくとも片面に、アンカー層２と、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される酸化珪素からなるガスバリア層３と、オーバーコート層４とが順次形成され、基材層１の屈折率ｎ１、アンカー層２の屈折率ｎ２、ガスバリア層３の屈折率ｎ３、オーバーコート層４の屈折率ｎ４が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表され、それぞれ１．４≦ｎ２≦１．７、１．３≦ｎ３≦１．６、１．２≦ｎ４≦１．５であり、アンカー層２の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、ガスバリア層３の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、オーバーコート層４の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるガスバリア性積層フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品、日用品、医薬品などの包装分野、および電子機器関連部材などの分野において、特に高いガスバリア性が必要とされる場合に、好適に用いられる透明なガスバリア性積層フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品、日用品、医薬品などの包装に用いられる包装材料や電子機器関連部材などに用いられる包装材料は、収容物の変質を抑制して、その機能や性質を包装中においても保持できるようにするため、包装材料を透過する酸素、水蒸気など、収容物を変質させる気体による影響を防止する必要があり、これらの気体を遮断するガスバリア性を備えていることが求められている。
【０００３】
通常のガスバリア性を有する包装材料としては、比較的ガスバリア性に優れている塩化ビニリデン樹脂フィルムまたは塩化ビニリデン樹脂をコーティングしたフィルムなどがよく用いられてきたが、これらの包装材料は、高度なガスバリア性が要求される包装に用いることはできない。従って高度なガスバリア性が要求される場合には、アルミニウムなどの金属箔をガスバリア層として積層した包装材料を用いざるを得なかった。
【０００４】
アルミニウムなどの金属箔を積層した包装材料は、温度や湿度の影響が殆どなく、高度なガスバリア性を有している。しかし、こうした包装材料では、それを透視して収容物を確認することができない、使用後に不燃物として廃棄処理しなければならない、収容物の検査に金属探知器が使用できない、などの多くの欠点を有していた。
【０００５】
これらの欠点を克服した包装材料として、特許文献１には、透明なプラスチックフィルムからなる基材層に、透明な酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機酸化物の蒸着薄膜層をガスバリア層とし、その上に適宜のガスバリア性被膜層とを積層してなる積層フィルムが開示されている。
【０００６】
一方近年、地球温暖化問題に対する関心が高まるなか、太陽電池市場が急速に拡大している。太陽電池の構造としては、太陽電池素子単体をそのままの状態で使用することはなく、一般的に数枚から数十枚の素子を直列、並列に配線し、素子を長期間保護するためにパッケージが行なわれ、ユニット化されている。このパッケージに組み込まれたユニットを太陽電池モジュールと呼び、一般的に太陽光が当たる面をガラスで覆い、熱可塑性プラスチックからなる充填材で隙間を埋め、裏面を耐熱、耐候性プラスチック材料などからなるシートで保護された構成になっている。
【０００７】
また、この太陽電池モジュールをフレキシブル化させるべく開発も行なわれており、これを達成するためには太陽光が当たる表面のガラス基板もプラスチック材料などからなるシートに置き換える必要がある。太陽電池モジュールは屋外で利用されるため、太陽電池表面保護シートには透明性の他、十分な耐久性や耐候性が要求される。表面保護シートの耐久性を評価する手法として、加速試験が挙げられる。加速試験とは、太陽電池モジュールが屋外で高温・高湿度に長期間曝されたときの、表面保護シートの性質の変化を短時間で評価するための手法で、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）などが知られている。
【０００８】
また近年、次世代のＦＰＤとして期待される電子ペーパー、有機ＥＬなどの開発が進むなかで、これらＦＰＤのフレキシブル化を達成するため、ガラス基板をプラスチックフィルムに置き換えたいという要求が高まっている。
ガラス基板は環境由来の酸素や水蒸気による内部素子の劣化を抑制するため必要とされるガスバリア性が備わっている。しかし、上述した包装材料用のガスバリアフィルムはそのバリアレベルには達しておらず、プラスチックフィルムが適用され得る電子ペーパー、有機ＥＬなどでは、食品包材用バリアフィルムの１００倍から１万倍のガスバリア性が必要とも言われている。
【０００９】
このような高いガスバリア性を有するプラスチックフィルムを実現するために、電子ビーム蒸着や誘導加熱蒸着を用いた反応性蒸着法、スパッタリング法、プラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法などのドライコーティング法により成膜された無機酸化物薄膜は、高いガスバリア性の発現が期待できるものとして検討されている。
しかしながら、上記ドライコーティング法を用いたとしても、高いガスバリア性を目指すために緻密な膜を得ようとすると、高温プロセスが必要であったり、緻密であるために膜中の応力が大きくなる傾向がある。そのため、プラスチックフィルムの使用可能な温度範囲では緻密な膜を得ることが困難であったり、プラスチックフィルムと無機酸化物薄膜との熱膨張係数の差が大きいため密着不良やクラックが発生したりする問題が生じ、高いガスバリア性の発現は容易ではない。
その中で、有機シラン化合物を用いたプラズマＣＶＤ法による酸化珪素薄膜は、高いガスバリア性を発現するバリア層として検討されており、食品包装分野では実用化されている。特許文献２には炭素濃度および、酸化珪素薄膜の組成を制御することで、密着性と透明性が改善するとの報告があるが、水蒸気バリア性は若干劣ると記載されており、高いガスバリア性を必要とする電子ペーパーやＬＣＤ、有機ＥＬなどのＦＰＤ向けとしては、ガスバリア性が不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１６４５９１号公報
【特許文献２】特開平１１−３２２９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載された積層フィルムは、印刷、ラミネート、製袋などの、包装材料としての通常の加工を施したときに、水蒸気透過度などのガスバリア性が劣化してしまうという欠点を有していた。そのため、本発明の目的は、食品、日用品、医薬品などの包装分野や電子機器関連部材などの分野において、包装材料としての通常の加工を施してもガスバリア性が劣化しない、特に高いガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いることができる透明なガスバリア性積層フィルムを提供することにある。
特に、上述した太陽電池モジュールの表面保護シート、電子ペーパーやＬＣＤ、有機ＥＬなどのＦＰＤ向けとして、耐久性およびガスバリア性が不十分である問題を解決するものであり、水蒸気バリア性および耐久性に優れた、透明なガスバリア性積層フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、プラスチックフィルムからなる基材層の少なくとも片面に、アンカー層と、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される酸化珪素からなるガスバリア層と、オーバーコート層とが順次形成されたガスバリア性積層フィルムにおいて、前記基材層の屈折率ｎ１、アンカー層の屈折率ｎ２、ガスバリア層の屈折率ｎ３、オーバーコート層の屈折率ｎ４が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表され、それぞれ１．４≦ｎ２≦１．７、１．３≦ｎ３≦１．６、１．２≦ｎ４≦１．５であり、
前記アンカー層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記ガスバリア層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記オーバーコート層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とするガスバリア性積層フィルムである。
請求項２に記載の発明は、前記ガスバリア性積層フィルムにおいて、４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性積層フィルムである。
請求項３に記載の発明は、前記アンカー層が少なくともポリオール類とイソシアネート化合物を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のガスバリア性積層フィルム。
請求項４に記載の発明は、前記ガスバリア層が、プラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法により形成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルムである。
請求項５に記載の発明は、前記オーバーコート層が少なくとも水溶性高分子および金属アルコキシドまたはその加水分解物を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、食品、日用品、医薬品などの包装分野や、電子機器関連部材などの分野において、包装材料としての通常の加工を施してもガスバリア性が劣化せず、また包装材料を透視して収容物を確認することができ、また、太陽電池やＦＰＤ向けとして特に高いガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いることができる透明なガスバリア性積層フィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のガスバリア性積層フィルムの一例を示す概略断面図である。
【図２】実施例および比較例のガスバリア性積層フィルムおよびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムの４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のガスバリア性積層フィルムを実施するための最良の形態を、図面に沿って説明する。
図１は、本発明のガスバリア性積層フィルムの一例を示す概略断面図である。基材層１上に、アンカー層２と、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される酸化珪素からなるガスバリア層３と、オーバーコート層４が順次積層されている。
【００１６】
本発明のガスバリア積層フィルムを太陽電池モジュールの表面保護シートやＦＰＤ向けに用いる場合、高い光透過性が求められるため、ガスバリア性積層フィルムの４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率は８５％以上であることが好ましく、また９０％以上であることがより好ましい。
【００１７】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、基材層１は透明なプラスチックフィルムからなっている。透明なプラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ乳酸などの生分解性プラスチックフィルム、などが用いられる。
【００１８】
これらの透明なプラスチックフィルムは、延伸、未延伸のどちらでもよいが、機械的強度や寸法安定性などが優れたものが好ましい。特に、耐熱性や寸法安定性などの面から、包装材料には二軸方向に延伸したポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられており、さらに高度な耐熱性や寸法安定性が求められるＬＣＤや有機ＥＬなどのＦＰＤ向けにはポリエチレンナフタレートやポリエーテルスルフォン、ポリカーボネートなどが好ましく用いられている。また、透明なプラスチックフィルムは、帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤等などの添加剤を含有してもよい。さらに、透明なプラスチックフィルムにおいて、他の層を積層する側の表面には、密着性をよくするために、コロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理、溶剤処理などを施してもよい。
【００１９】
これらの透明なプラスチックフィルムからなる基材層１の厚さは、特に制限を受けるものではないが、包装材料としての適性や他の層を積層する場合の加工適性などを考慮すると、実用的には３μｍ以上２００μｍ以下の範囲、特に６μｍ以上３０μｍ以下の範囲であることが好ましく、太陽電池、電子ペーパーや有機ＥＬなどのＦＰＤ向けとしては、加工適正などを考慮すると、実用的には２５μｍ以上２００μｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００２０】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおけるアンカー層２は、基材層１上に形成されるものであり、プラスチックフィルムからなる基材１と、酸化珪素からなるガスバリア層３との密着を高め、さらにガスバリア性を向上する機能を発現する。
アンカー層２の屈折率ｎ２は１．４≦ｎ２≦１．７の範囲内であることが好ましく、基材層１の屈折率ｎ１より小さいことが好ましい。屈折率ｎ２をこの範囲とし、ｎ１＞ｎ２であるアンカー層２を積層することで、基材層１の光反射を抑え良好な光学特性のガスバリア性積層フィルムを得ることができる。
またアンカー層２の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると均一な膜形成が困難であり、ガスバリア性や密着性が低下する恐れがある。また１００ｎｍを超えるとガスバリア性積層体の光学特性を制御することが困難となる。
【００２１】
アンカー層は、少なくともポリオール類とイソシアネート化合物を含むことが好ましい。
ポリオール類とは、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリビニルアセタールなど高分子化合物の末端にヒドロキシル基を持つものであり、後述するイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応しウレタン結合が生成するものである。イソシアネート化合物との反応を考慮すると、ポリオール類のヒドロキシル価は５〜２００ＫＯＨｍｇ／ｇの間であることが好ましい。
イソシアネート化合物とは、前記ポリオール類と反応してできるウレタン結合により、基材層１やガスバリア層３との密着性を高めるために添加されるものである。一般にＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）系、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系、ＸＤＩ（キシリレンジイソシアネート）系、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系などやそれらのアダクト体、ヌレート体を用いることができ、さらに末端イソシアネート基のウレタンポリマーのようなものでもよい。イソシアネート化合物は、イソシアネート化合物由来のイソシアネート基とポリオール類由来のヒドロキシル基が当量となるように添加することが好ましく、添加方法は周知の方法が使用可能で特に限定されるものではない。
【００２２】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、アンカー層２は、ポリオール類とイソシアネート化合物を任意の配合比で混合した混合液を調製し、混合液を基材層１にコーティングして形成することができる。混合液は溶媒を加え、任意の濃度に希釈してもよい。
アンカー層２は、周知のコーティング方法、例えばディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、エアナイフコート法、コンマコート法などを用いて基材層１の片面もしくは両面にコーティングし、その後溶媒などを除去し、コーティング膜を乾燥・硬化させることで得ることができる。
【００２３】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ガスバリア層３は、アンカー層２上に形成され、酸化珪素からなる。ガスバリア層３の屈折率ｎ３は１．３≦ｎ３≦１．６の範囲内であることが好ましく、アンカー層２の屈折率ｎ２より小さいことが好ましい。屈折率ｎ３をこの範囲とし、ｎ２＞ｎ３であるガスバリア層３を積層することで、光反射を抑え良好な光学特性のガスバリア性積層フィルムを得ることができる。
またガスバリア層３の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であるとガスバリア材としての機能を十分に果たすことができず、また１００ｎｍを超えるとガスバリア層３にクラックが生じやすくなる他、ガスバリア性積層体の光学特性を制御することが困難となる。
【００２４】
ガスバリア層３は、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される。酸化珪素からなるガスバリア層は、炭素成分の増加に伴い透明性が低下するため、透明性が求められる、食品、日用品などの包装材料や、電子ペーパーや有機ＥＬなどのＦＰＤ向けのプラスチック基材では上記ガスバリア層３の炭素成分を増やし過ぎないようにする必要があり、ｙを０．５以下にすることが好ましく、より高い透明性が求められる場合にはｙを０．３以下にすることが好ましい。また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ｙはガスバリア層３の層内で異なる値にしても問題なく、例えば、ガスバリア層３の深さ方向において、このｙを大きくしたり、また反対に小さくしたりすることもできる。
【００２５】
また、ＳｉＯｘＣｙで表されるガスバリア層の酸素成分に関しては、ｘを２に近づけることで一般的に透明性が向上する傾向があり、また、反対にｘを２から小さくしていくことで、ガスバリア性が向上する傾向がある。
すなわち、ｘは２より大きくなり過ぎると透明性およびガスバリア性の両方に悪影響を及ぼすため、２．０以下であることが好ましく、より効率的に高い透明性と高いガスバリア性を両立して発現させるためには、１．９以下であることが好ましい。
また、ｘは１．５より小さいと透明性の低下が著しくなり、透明性が求められる、食品、日用品などの包装材料や、電子ペーパーや有機ＥＬなどのＦＰＤ向けのプラスチック基材には不向きであるため、ｘは１．５以上であることが好ましく、より高い透明性が求められる場合にはｘを１．６以上にすることが好ましい。
従って、酸素成分の組成比を示すｘの実用的な範囲は１．５以上２．０以下となるが、このようなｘの範囲のなかで、高い透明性および高いガスバリア性を両立して発現するためには、ｘが１．６以上１．９以下であることが望ましい。
また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ｘはガスバリア層３の層内で異なる値にしても問題なく、例えば、ガスバリア層２の深さ方向において、このｘを大きくしたり、また反対に小さくしたりすることもできる。
【００２６】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ガスバリア層３の形成方法は、特に限定されるものではないが、アンカー層２の表面に、酸化珪素からなるガスバリア層３を真空中において成膜して、高いガスバリア性を発現させるためには、現時点ではプラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法が好ましく、上記プラスチックフィルムからなる基材層の片面もしくは両面に成膜することができる。また、プラスチック基材の特徴を活かした巻取式による連続蒸着を行うことができ、巻取式の真空蒸着成膜装置を用いることが好ましい。また、プラズマ発生装置としては、直流（ＤＣ）プラズマ、低周波プラズマ、高周波プラズマ、パルス波プラズマ、３極構造プラズマ、マイクロ波プラズマなどの低温プラズマ発生装置が用いられる。
【００２７】
プラズマＣＶＤ法により積層される酸化珪素からなるガスバリア層３は、分子内に炭素を有するシラン化合物と酸素ガスを原料として成膜することができ、この原料に不活性ガスを加えて成膜することもできる。分子内に炭素を有するシラン化合物としては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、テトラメチルジシロキサン、メチルトリメトキシシランなどの比較的低分子量のシラン化合物を選択し、これらシラン化合物の１つまたは、複数を選択しても良い。
プラズマＣＶＤ法による成膜では、上記シラン化合物を気化させ酸素ガスと混合したものを電極間に導入し、低温プラズマ発生装置にて電力を印加してプラズマ化し、上記アンカー層２に積層することができる。また、プラズマＣＶＤ法では、酸化珪素からなるガスバリア層３の膜質を様々な方法で変えることが可能であり、ガスバリア層３の酸素成分や炭素成分の組成比を増減させることが比較的容易にでき、例えば、シラン化合物やガス種の変更、シラン化合物と酸素ガスの混合比や、印加電力の増減などがその有効な手法となる。
【００２８】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおけるオーバーコート層４は、ガスバリア層３上に形成されるものであり、酸化珪素からなるガスバリア層３を保護し、さらにガスバリア性を向上する機能を発現する。
オーバーコート層４の屈折率ｎ４は１．２≦ｎ４≦１．５の範囲内であることが好ましく、ガスバリア層３の屈折率ｎ３より小さいことが好ましい。屈折率ｎ４をこの範囲とし、ｎ３＞ｎ４であるオーバーコート層４を積層することで、光反射を抑え良好な光学特性のガスバリア性積層フィルムを得ることができる。
またオーバーコート層４の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると均一な膜形成が困難であり、ガスバリア性や密着性が低下する恐れがある。また１００ｎｍを超えるとガスバリア性積層体の光学特性を制御することが困難となる。
【００２９】
オーバーコート層４は、少なくとも水溶性高分子および金属アルコキシドまたはその加水分解物を含むことが好ましい。
水溶性高分子には、ポリビニルアルコール、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルピロリドンなどが好ましく用いられる。
また金属アルコキシドとは、一般式Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌなどの金属、Ｒ：ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５などのアルキル基）で表せる化合物であり、具体的にはテトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミニウムなどが好ましく用いられる。
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、オーバーコート層４は、水溶性高分子および金属アルコキシドまたはその加水分解物を任意の配合比で混合した混合液を調製し、混合液をガスバリア層３にコーティングして形成することができる。混合液は溶媒を加え、任意の濃度に希釈してもよい。また混合液中に、シランカップリング剤、分散剤、安定化剤などを添加してもよい。
オーバーコート層４は、周知のコーティング方法、例えばディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、エアナイフコート法、コンマコート法などを用いてガスバリア層３上にコーティングし、その後溶媒などを除去し、コーティング膜を乾燥・硬化させることで得ることができる。
【００３０】
以上のような層構成のガスバリア性積層フィルムは、ガスバリア性積層フィルムを構成する基材層の分光透過率よりも、高い分光透過率にすることができるため、太陽電池モジュールの表面保護シートやＦＰＤ向けに用いることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００３２】
〈実施例１〉
基材層１として、屈折率ｎ１が１．６である厚さ１００μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用意し、フィルムの片面にアクリルポリオールとヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）からなる混合液をグラビアコート法によりコーティングし、乾燥・硬化させ厚さ６０ｎｍのアンカー層２を形成した。このとき、アンカー層２の屈折率ｎ２は１．５であった。続いてプラズマＣＶＤ法を用い、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）／酸素＝１０／１００ｓｃｃｍの混合ガスを電極間に導入し、電力を０．５ｋＷ印加してプラズマ化し、アンカー層２上にＳｉＯｘＣｙ（ｘ＝１．８，ｙ＝０．０５）で表される厚さ６０ｎｍのガスバリア層３を積層した。このとき、ガスバリア層３の屈折率ｎ３は１．４であった。次にポリビニルアルコールおよびテトラエトキシシランからなる混合溶液をグラビアコート法によりコーティングし、乾燥・硬化させ６０ｎｍのオーバーコート層４を形成した。このとき、オーバーコート層４の屈折率ｎ４は１．３であった。こうして実施例１のガスバリア性積層フィルムを作製した。
【００３３】
〈比較例１〉
実施例１におけるアンカー層２の膜厚を２００ｎｍ、ガスバリア層３の膜厚を１５０ｎｍ、オーバーコート層４の膜厚を２００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして比較例１のガスバリア性積層フィルムを作製した。
【００３４】
〈比較例２〉
実施例１におけるガスバリア層３の膜厚を５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして比較例２のガスバリア性積層フィルムを作製した。
【００３５】
〈比較評価〉
１．分光透過率
実施例１、比較例１、２のガスバリア性積層フィルムおよびＰＥＮフィルムについて、４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率を測定した。この結果を図１に示す。
２．水蒸気透過度
実施例１および比較例１、２のガスバリア性積層フィルムについて、モダンコントロール社製の水蒸気透過度計（ＭＯＣＯＮ ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ ３／３１）により、４０℃９０％ＲＨ雰囲気下での水蒸気透過度（ｇ/ｍ２/２４ｈ）を測定した。この測定結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
図１および表１から、実施例１のガスバリア性積層フィルムはＰＥＮフィルムと比較して分光透過率が高く、水蒸気透過度は低いことがわかる。一方比較例１に関しては、水蒸気透過度は実施例１と同等レベルであるが、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、７５０ｎｍにおける分光透過率が低く、干渉が起こっている。また比較例２に関しては、分光透過率は高いが、水蒸気透過度が著しく高くなっている。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のガスバリア性積層フィルムは、食品、日用品、医薬品などの包装分野、電子機器関連部材などの分野、さらには太陽電池やＦＰＤ向けのプラスチック基材として、特に高い透明性とガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３９】
１…基材層、２…アンカー層、３…ガスバリア層、４…オーバーコート層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品、日用品、医薬品などの包装分野、および電子機器関連部材などの分野において、特に高いガスバリア性が必要とされる場合に、好適に用いられる透明なガスバリア性積層フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品、日用品、医薬品などの包装に用いられる包装材料や電子機器関連部材などに用いられる包装材料は、収容物の変質を抑制して、その機能や性質を包装中においても保持できるようにするため、包装材料を透過する酸素、水蒸気など、収容物を変質させる気体による影響を防止する必要があり、これらの気体を遮断するガスバリア性を備えていることが求められている。
【０００３】
通常のガスバリア性を有する包装材料としては、比較的ガスバリア性に優れている塩化ビニリデン樹脂フィルムまたは塩化ビニリデン樹脂をコーティングしたフィルムなどがよく用いられてきたが、これらの包装材料は、高度なガスバリア性が要求される包装に用いることはできない。従って高度なガスバリア性が要求される場合には、アルミニウムなどの金属箔をガスバリア層として積層した包装材料を用いざるを得なかった。
【０００４】
アルミニウムなどの金属箔を積層した包装材料は、温度や湿度の影響が殆どなく、高度なガスバリア性を有している。しかし、こうした包装材料では、それを透視して収容物を確認することができない、使用後に不燃物として廃棄処理しなければならない、収容物の検査に金属探知器が使用できない、などの多くの欠点を有していた。
【０００５】
これらの欠点を克服した包装材料として、特許文献１には、透明なプラスチックフィルムからなる基材層に、透明な酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機酸化物の蒸着薄膜層をガスバリア層とし、その上に適宜のガスバリア性被膜層とを積層してなる積層フィルムが開示されている。
【０００６】
一方近年、地球温暖化問題に対する関心が高まるなか、太陽電池市場が急速に拡大している。太陽電池の構造としては、太陽電池素子単体をそのままの状態で使用することはなく、一般的に数枚から数十枚の素子を直列、並列に配線し、素子を長期間保護するためにパッケージが行なわれ、ユニット化されている。このパッケージに組み込まれたユニットを太陽電池モジュールと呼び、一般的に太陽光が当たる面をガラスで覆い、熱可塑性プラスチックからなる充填材で隙間を埋め、裏面を耐熱、耐候性プラスチック材料などからなるシートで保護された構成になっている。
【０００７】
また、この太陽電池モジュールをフレキシブル化させるべく開発も行なわれており、これを達成するためには太陽光が当たる表面のガラス基板もプラスチック材料などからなるシートに置き換える必要がある。太陽電池モジュールは屋外で利用されるため、太陽電池表面保護シートには透明性の他、十分な耐久性や耐候性が要求される。表面保護シートの耐久性を評価する手法として、加速試験が挙げられる。加速試験とは、太陽電池モジュールが屋外で高温・高湿度に長期間曝されたときの、表面保護シートの性質の変化を短時間で評価するための手法で、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ）などが知られている。
【０００８】
また近年、次世代のＦＰＤとして期待される電子ペーパー、有機ＥＬなどの開発が進むなかで、これらＦＰＤのフレキシブル化を達成するため、ガラス基板をプラスチックフィルムに置き換えたいという要求が高まっている。
ガラス基板は環境由来の酸素や水蒸気による内部素子の劣化を抑制するため必要とされるガスバリア性が備わっている。しかし、上述した包装材料用のガスバリアフィルムはそのバリアレベルには達しておらず、プラスチックフィルムが適用され得る電子ペーパー、有機ＥＬなどでは、食品包材用バリアフィルムの１００倍から１万倍のガスバリア性が必要とも言われている。
【０００９】
このような高いガスバリア性を有するプラスチックフィルムを実現するために、電子ビーム蒸着や誘導加熱蒸着を用いた反応性蒸着法、スパッタリング法、プラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法などのドライコーティング法により成膜された無機酸化物薄膜は、高いガスバリア性の発現が期待できるものとして検討されている。
しかしながら、上記ドライコーティング法を用いたとしても、高いガスバリア性を目指すために緻密な膜を得ようとすると、高温プロセスが必要であったり、緻密であるために膜中の応力が大きくなる傾向がある。そのため、プラスチックフィルムの使用可能な温度範囲では緻密な膜を得ることが困難であったり、プラスチックフィルムと無機酸化物薄膜との熱膨張係数の差が大きいため密着不良やクラックが発生したりする問題が生じ、高いガスバリア性の発現は容易ではない。
その中で、有機シラン化合物を用いたプラズマＣＶＤ法による酸化珪素薄膜は、高いガスバリア性を発現するバリア層として検討されており、食品包装分野では実用化されている。特許文献２には炭素濃度および、酸化珪素薄膜の組成を制御することで、密着性と透明性が改善するとの報告があるが、水蒸気バリア性は若干劣ると記載されており、高いガスバリア性を必要とする電子ペーパーやＬＣＤ、有機ＥＬなどのＦＰＤ向けとしては、ガスバリア性が不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１６４５９１号公報
【特許文献２】特開平１１−３２２９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載された積層フィルムは、印刷、ラミネート、製袋などの、包装材料としての通常の加工を施したときに、水蒸気透過度などのガスバリア性が劣化してしまうという欠点を有していた。そのため、本発明の目的は、食品、日用品、医薬品などの包装分野や電子機器関連部材などの分野において、包装材料としての通常の加工を施してもガスバリア性が劣化しない、特に高いガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いることができる透明なガスバリア性積層フィルムを提供することにある。
特に、上述した太陽電池モジュールの表面保護シート、電子ペーパーやＬＣＤ、有機ＥＬなどのＦＰＤ向けとして、耐久性およびガスバリア性が不十分である問題を解決するものであり、水蒸気バリア性および耐久性に優れた、透明なガスバリア性積層フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、プラスチックフィルムからなる基材層の少なくとも片面に、アンカー層と、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される酸化珪素からなるガスバリア層と、オーバーコート層とが順次形成されたガスバリア性積層フィルムにおいて、前記基材層の屈折率ｎ１、アンカー層の屈折率ｎ２、ガスバリア層の屈折率ｎ３、オーバーコート層の屈折率ｎ４が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表され、それぞれ１．４≦ｎ２≦１．７、１．３≦ｎ３≦１．６、１．２≦ｎ４≦１．５であり、
前記アンカー層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記ガスバリア層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記オーバーコート層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とするガスバリア性積層フィルムである。
請求項２に記載の発明は、前記ガスバリア性積層フィルムにおいて、４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性積層フィルムである。
請求項３に記載の発明は、前記アンカー層が少なくともポリオール類とイソシアネート化合物を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のガスバリア性積層フィルム。
請求項４に記載の発明は、前記ガスバリア層が、プラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法により形成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルムである。
請求項５に記載の発明は、前記オーバーコート層が少なくとも水溶性高分子および金属アルコキシドまたはその加水分解物を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、食品、日用品、医薬品などの包装分野や、電子機器関連部材などの分野において、包装材料としての通常の加工を施してもガスバリア性が劣化せず、また包装材料を透視して収容物を確認することができ、また、太陽電池やＦＰＤ向けとして特に高いガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いることができる透明なガスバリア性積層フィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のガスバリア性積層フィルムの一例を示す概略断面図である。
【図２】実施例および比較例のガスバリア性積層フィルムおよびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムの４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のガスバリア性積層フィルムを実施するための最良の形態を、図面に沿って説明する。
図１は、本発明のガスバリア性積層フィルムの一例を示す概略断面図である。基材層１上に、アンカー層２と、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される酸化珪素からなるガスバリア層３と、オーバーコート層４が順次積層されている。
【００１６】
本発明のガスバリア積層フィルムを太陽電池モジュールの表面保護シートやＦＰＤ向けに用いる場合、高い光透過性が求められるため、ガスバリア性積層フィルムの４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率は８５％以上であることが好ましく、また９０％以上であることがより好ましい。
【００１７】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、基材層１は透明なプラスチックフィルムからなっている。透明なプラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ乳酸などの生分解性プラスチックフィルム、などが用いられる。
【００１８】
これらの透明なプラスチックフィルムは、延伸、未延伸のどちらでもよいが、機械的強度や寸法安定性などが優れたものが好ましい。特に、耐熱性や寸法安定性などの面から、包装材料には二軸方向に延伸したポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられており、さらに高度な耐熱性や寸法安定性が求められるＬＣＤや有機ＥＬなどのＦＰＤ向けにはポリエチレンナフタレートやポリエーテルスルフォン、ポリカーボネートなどが好ましく用いられている。また、透明なプラスチックフィルムは、帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤等などの添加剤を含有してもよい。さらに、透明なプラスチックフィルムにおいて、他の層を積層する側の表面には、密着性をよくするために、コロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理、溶剤処理などを施してもよい。
【００１９】
これらの透明なプラスチックフィルムからなる基材層１の厚さは、特に制限を受けるものではないが、包装材料としての適性や他の層を積層する場合の加工適性などを考慮すると、実用的には３μｍ以上２００μｍ以下の範囲、特に６μｍ以上３０μｍ以下の範囲であることが好ましく、太陽電池、電子ペーパーや有機ＥＬなどのＦＰＤ向けとしては、加工適正などを考慮すると、実用的には２５μｍ以上２００μｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００２０】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおけるアンカー層２は、基材層１上に形成されるものであり、プラスチックフィルムからなる基材１と、酸化珪素からなるガスバリア層３との密着を高め、さらにガスバリア性を向上する機能を発現する。
アンカー層２の屈折率ｎ２は１．４≦ｎ２≦１．７の範囲内であることが好ましく、基材層１の屈折率ｎ１より小さいことが好ましい。屈折率ｎ２をこの範囲とし、ｎ１＞ｎ２であるアンカー層２を積層することで、基材層１の光反射を抑え良好な光学特性のガスバリア性積層フィルムを得ることができる。
またアンカー層２の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると均一な膜形成が困難であり、ガスバリア性や密着性が低下する恐れがある。また１００ｎｍを超えるとガスバリア性積層体の光学特性を制御することが困難となる。
【００２１】
アンカー層は、少なくともポリオール類とイソシアネート化合物を含むことが好ましい。
ポリオール類とは、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリビニルアセタールなど高分子化合物の末端にヒドロキシル基を持つものであり、後述するイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応しウレタン結合が生成するものである。イソシアネート化合物との反応を考慮すると、ポリオール類のヒドロキシル価は５〜２００ＫＯＨｍｇ／ｇの間であることが好ましい。
イソシアネート化合物とは、前記ポリオール類と反応してできるウレタン結合により、基材層１やガスバリア層３との密着性を高めるために添加されるものである。一般にＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）系、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）系、ＸＤＩ（キシリレンジイソシアネート）系、ＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）系などやそれらのアダクト体、ヌレート体を用いることができ、さらに末端イソシアネート基のウレタンポリマーのようなものでもよい。イソシアネート化合物は、イソシアネート化合物由来のイソシアネート基とポリオール類由来のヒドロキシル基が当量となるように添加することが好ましく、添加方法は周知の方法が使用可能で特に限定されるものではない。
【００２２】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、アンカー層２は、ポリオール類とイソシアネート化合物を任意の配合比で混合した混合液を調製し、混合液を基材層１にコーティングして形成することができる。混合液は溶媒を加え、任意の濃度に希釈してもよい。
アンカー層２は、周知のコーティング方法、例えばディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、エアナイフコート法、コンマコート法などを用いて基材層１の片面もしくは両面にコーティングし、その後溶媒などを除去し、コーティング膜を乾燥・硬化させることで得ることができる。
【００２３】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ガスバリア層３は、アンカー層２上に形成され、酸化珪素からなる。ガスバリア層３の屈折率ｎ３は１．３≦ｎ３≦１．６の範囲内であることが好ましく、アンカー層２の屈折率ｎ２より小さいことが好ましい。屈折率ｎ３をこの範囲とし、ｎ２＞ｎ３であるガスバリア層３を積層することで、光反射を抑え良好な光学特性のガスバリア性積層フィルムを得ることができる。
またガスバリア層３の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であるとガスバリア材としての機能を十分に果たすことができず、また１００ｎｍを超えるとガスバリア層３にクラックが生じやすくなる他、ガスバリア性積層体の光学特性を制御することが困難となる。
【００２４】
ガスバリア層３は、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される。酸化珪素からなるガスバリア層は、炭素成分の増加に伴い透明性が低下するため、透明性が求められる、食品、日用品などの包装材料や、電子ペーパーや有機ＥＬなどのＦＰＤ向けのプラスチック基材では上記ガスバリア層３の炭素成分を増やし過ぎないようにする必要があり、ｙを０．５以下にすることが好ましく、より高い透明性が求められる場合にはｙを０．３以下にすることが好ましい。また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ｙはガスバリア層３の層内で異なる値にしても問題なく、例えば、ガスバリア層３の深さ方向において、このｙを大きくしたり、また反対に小さくしたりすることもできる。
【００２５】
また、ＳｉＯｘＣｙで表されるガスバリア層の酸素成分に関しては、ｘを２に近づけることで一般的に透明性が向上する傾向があり、また、反対にｘを２から小さくしていくことで、ガスバリア性が向上する傾向がある。
すなわち、ｘは２より大きくなり過ぎると透明性およびガスバリア性の両方に悪影響を及ぼすため、２．０以下であることが好ましく、より効率的に高い透明性と高いガスバリア性を両立して発現させるためには、１．９以下であることが好ましい。
また、ｘは１．５より小さいと透明性の低下が著しくなり、透明性が求められる、食品、日用品などの包装材料や、電子ペーパーや有機ＥＬなどのＦＰＤ向けのプラスチック基材には不向きであるため、ｘは１．５以上であることが好ましく、より高い透明性が求められる場合にはｘを１．６以上にすることが好ましい。
従って、酸素成分の組成比を示すｘの実用的な範囲は１．５以上２．０以下となるが、このようなｘの範囲のなかで、高い透明性および高いガスバリア性を両立して発現するためには、ｘが１．６以上１．９以下であることが望ましい。
また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ｘはガスバリア層３の層内で異なる値にしても問題なく、例えば、ガスバリア層２の深さ方向において、このｘを大きくしたり、また反対に小さくしたりすることもできる。
【００２６】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、ガスバリア層３の形成方法は、特に限定されるものではないが、アンカー層２の表面に、酸化珪素からなるガスバリア層３を真空中において成膜して、高いガスバリア性を発現させるためには、現時点ではプラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法が好ましく、上記プラスチックフィルムからなる基材層の片面もしくは両面に成膜することができる。また、プラスチック基材の特徴を活かした巻取式による連続蒸着を行うことができ、巻取式の真空蒸着成膜装置を用いることが好ましい。また、プラズマ発生装置としては、直流（ＤＣ）プラズマ、低周波プラズマ、高周波プラズマ、パルス波プラズマ、３極構造プラズマ、マイクロ波プラズマなどの低温プラズマ発生装置が用いられる。
【００２７】
プラズマＣＶＤ法により積層される酸化珪素からなるガスバリア層３は、分子内に炭素を有するシラン化合物と酸素ガスを原料として成膜することができ、この原料に不活性ガスを加えて成膜することもできる。分子内に炭素を有するシラン化合物としては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、テトラメチルジシロキサン、メチルトリメトキシシランなどの比較的低分子量のシラン化合物を選択し、これらシラン化合物の１つまたは、複数を選択しても良い。
プラズマＣＶＤ法による成膜では、上記シラン化合物を気化させ酸素ガスと混合したものを電極間に導入し、低温プラズマ発生装置にて電力を印加してプラズマ化し、上記アンカー層２に積層することができる。また、プラズマＣＶＤ法では、酸化珪素からなるガスバリア層３の膜質を様々な方法で変えることが可能であり、ガスバリア層３の酸素成分や炭素成分の組成比を増減させることが比較的容易にでき、例えば、シラン化合物やガス種の変更、シラン化合物と酸素ガスの混合比や、印加電力の増減などがその有効な手法となる。
【００２８】
本発明のガスバリア性積層フィルムにおけるオーバーコート層４は、ガスバリア層３上に形成されるものであり、酸化珪素からなるガスバリア層３を保護し、さらにガスバリア性を向上する機能を発現する。
オーバーコート層４の屈折率ｎ４は１．２≦ｎ４≦１．５の範囲内であることが好ましく、ガスバリア層３の屈折率ｎ３より小さいことが好ましい。屈折率ｎ４をこの範囲とし、ｎ３＞ｎ４であるオーバーコート層４を積層することで、光反射を抑え良好な光学特性のガスバリア性積層フィルムを得ることができる。
またオーバーコート層４の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると均一な膜形成が困難であり、ガスバリア性や密着性が低下する恐れがある。また１００ｎｍを超えるとガスバリア性積層体の光学特性を制御することが困難となる。
【００２９】
オーバーコート層４は、少なくとも水溶性高分子および金属アルコキシドまたはその加水分解物を含むことが好ましい。
水溶性高分子には、ポリビニルアルコール、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルピロリドンなどが好ましく用いられる。
また金属アルコキシドとは、一般式Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌなどの金属、Ｒ：ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５などのアルキル基）で表せる化合物であり、具体的にはテトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミニウムなどが好ましく用いられる。
本発明のガスバリア性積層フィルムにおいて、オーバーコート層４は、水溶性高分子および金属アルコキシドまたはその加水分解物を任意の配合比で混合した混合液を調製し、混合液をガスバリア層３にコーティングして形成することができる。混合液は溶媒を加え、任意の濃度に希釈してもよい。また混合液中に、シランカップリング剤、分散剤、安定化剤などを添加してもよい。
オーバーコート層４は、周知のコーティング方法、例えばディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、エアナイフコート法、コンマコート法などを用いてガスバリア層３上にコーティングし、その後溶媒などを除去し、コーティング膜を乾燥・硬化させることで得ることができる。
【００３０】
以上のような層構成のガスバリア性積層フィルムは、ガスバリア性積層フィルムを構成する基材層の分光透過率よりも、高い分光透過率にすることができるため、太陽電池モジュールの表面保護シートやＦＰＤ向けに用いることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００３２】
〈実施例１〉
基材層１として、屈折率ｎ１が１．６である厚さ１００μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用意し、フィルムの片面にアクリルポリオールとヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）からなる混合液をグラビアコート法によりコーティングし、乾燥・硬化させ厚さ６０ｎｍのアンカー層２を形成した。このとき、アンカー層２の屈折率ｎ２は１．５であった。続いてプラズマＣＶＤ法を用い、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）／酸素＝１０／１００ｓｃｃｍの混合ガスを電極間に導入し、電力を０．５ｋＷ印加してプラズマ化し、アンカー層２上にＳｉＯｘＣｙ（ｘ＝１．８，ｙ＝０．０５）で表される厚さ６０ｎｍのガスバリア層３を積層した。このとき、ガスバリア層３の屈折率ｎ３は１．４であった。次にポリビニルアルコールおよびテトラエトキシシランからなる混合溶液をグラビアコート法によりコーティングし、乾燥・硬化させ６０ｎｍのオーバーコート層４を形成した。このとき、オーバーコート層４の屈折率ｎ４は１．３であった。こうして実施例１のガスバリア性積層フィルムを作製した。
【００３３】
〈比較例１〉
実施例１におけるアンカー層２の膜厚を２００ｎｍ、ガスバリア層３の膜厚を１５０ｎｍ、オーバーコート層４の膜厚を２００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして比較例１のガスバリア性積層フィルムを作製した。
【００３４】
〈比較例２〉
実施例１におけるガスバリア層３の膜厚を５ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして比較例２のガスバリア性積層フィルムを作製した。
【００３５】
〈比較評価〉
１．分光透過率
実施例１、比較例１、２のガスバリア性積層フィルムおよびＰＥＮフィルムについて、４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率を測定した。この結果を図１に示す。
２．水蒸気透過度
実施例１および比較例１、２のガスバリア性積層フィルムについて、モダンコントロール社製の水蒸気透過度計（ＭＯＣＯＮ ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ ３／３１）により、４０℃９０％ＲＨ雰囲気下での水蒸気透過度（ｇ/ｍ２/２４ｈ）を測定した。この測定結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
図１および表１から、実施例１のガスバリア性積層フィルムはＰＥＮフィルムと比較して分光透過率が高く、水蒸気透過度は低いことがわかる。一方比較例１に関しては、水蒸気透過度は実施例１と同等レベルであるが、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、７５０ｎｍにおける分光透過率が低く、干渉が起こっている。また比較例２に関しては、分光透過率は高いが、水蒸気透過度が著しく高くなっている。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のガスバリア性積層フィルムは、食品、日用品、医薬品などの包装分野、電子機器関連部材などの分野、さらには太陽電池やＦＰＤ向けのプラスチック基材として、特に高い透明性とガスバリア性が必要とされる場合に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３９】
１…基材層、２…アンカー層、３…ガスバリア層、４…オーバーコート層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフィルムからなる基材層の少なくとも片面に、アンカー層と、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される酸化珪素からなるガスバリア層と、オーバーコート層とが順次形成されたガスバリア性積層フィルムにおいて、前記基材層の屈折率ｎ１、アンカー層の屈折率ｎ２、ガスバリア層の屈折率ｎ３、オーバーコート層の屈折率ｎ４が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表され、それぞれ１．４≦ｎ２≦１．７、１．３≦ｎ３≦１．６、１．２≦ｎ４≦１．５であり、
前記アンカー層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記ガスバリア層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記オーバーコート層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とするガスバリア性積層フィルム。
【請求項２】
前記ガスバリア性積層フィルムにおいて、４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性積層フィルム。
【請求項３】
前記アンカー層が少なくともポリオール類とイソシアネート化合物を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のガスバリア性積層フィルム。
【請求項４】
前記ガスバリア層が、プラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法により形成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルム。
【請求項５】
前記オーバーコート層が少なくとも水溶性高分子および金属アルコキシドまたはその加水分解物を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルム。
【請求項１】
プラスチックフィルムからなる基材層の少なくとも片面に、アンカー層と、ＳｉＯｘＣｙ（ｘは１．５以上２．０以下、ｙは０以上０．５以下）で表される酸化珪素からなるガスバリア層と、オーバーコート層とが順次形成されたガスバリア性積層フィルムにおいて、前記基材層の屈折率ｎ１、アンカー層の屈折率ｎ２、ガスバリア層の屈折率ｎ３、オーバーコート層の屈折率ｎ４が、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３＞ｎ４で表され、それぞれ１．４≦ｎ２≦１．７、１．３≦ｎ３≦１．６、１．２≦ｎ４≦１．５であり、
前記アンカー層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記ガスバリア層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、前記オーバーコート層の厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とするガスバリア性積層フィルム。
【請求項２】
前記ガスバリア性積層フィルムにおいて、４００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける分光透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性積層フィルム。
【請求項３】
前記アンカー層が少なくともポリオール類とイソシアネート化合物を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のガスバリア性積層フィルム。
【請求項４】
前記ガスバリア層が、プラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法により形成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルム。
【請求項５】
前記オーバーコート層が少なくとも水溶性高分子および金属アルコキシドまたはその加水分解物を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１７８０６４（Ｐ２０１１−１７８０６４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４５３１１（Ｐ２０１０−４５３１１）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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