阻气性膜制造技术

本发明专利技术的目的在于提供具有高度的阻气性的阻气性膜。本发明专利技术的阻气膜在高分子基材的至少一面具有阻气层，所述阻气层从高分子基材起依次相接配置有包含氧化锌和二氧化硅的第1层与包含硅化合物的第2层，通过X射线光电子能谱法测定得到的第1层与第2层的界面的Si2p轨道的结合能大于第1层的Si2p轨道的结合能，并且小于第2层的Si2p轨道的结合能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为需要高阻气性的食品用、药品用等的包装材料、太阳能电池、电子纸、有机电致发光(EL)显示器等电子部件的材料使用的阻气性膜。
技术介绍
作为提高高分子基材的阻气性的技术，公开了例如，使用含有有机硅化合物的蒸气与氧气的气体，通过等离子体CVD法而在高分子基材上，形成将硅氧化物作为主成分，含有碳、氢、硅和氧中的至少1种的化合物的层，从而维持透明性的同时提高阻气性的技术(专利文献1(参照权利要求))。此外，作为其它提高阻气性的技术，公开了通过在基板上将包含环氧化合物的有机层与由等离子体CVD法形成的硅系氧化物层交替地进行多层叠层，从而形成防止了由膜应力引起的裂纹和缺陷产生的多层叠层构成的阻气层的方法(专利文献2(参照权利要求))。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-142252号公报专利文献2：日本特开2003-341003号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，如专利文献1那样，在通过等离子体CVD法来形成将硅氧化物作为主成分的阻气层的方法中，存在下述问题：受到成为阻气层的基底的高分子基材表面的凹凸的影响，所形成的阻气层内部产生缺陷，不能稳定地获得高阻气性。此外，在专利文献2的方法中，为了获得水蒸气透过率1.0×10-3g/(m2·24hr·atm)以下的高阻气性，需要将数十层叠层而形成厚膜的阻气性的层，因此存在易于由于弯曲、来自外部的冲击而产生裂纹，阻气层形成后的膜输送、后工序中的操作、切断、贴合等加工时阻气性大幅度降低这样的问题。本专利技术鉴于这样的现有技术的背景，要提供即使不多层叠层也能够表现高度的阻气性的阻气性膜。用于解决课题的方法本专利技术是一种阻气性膜，是在高分子基材的至少一面配置有阻气层的阻气性膜，该阻气层是从高分子基材看依次相接地配置有包含氧化锌和二氧化硅的第1层与包含硅化合物的第2层，通过X射线光电子能谱法测定得到的上述第1层与上述第2层的界面的Si2p轨道的结合能大于上述第1层的Si2p轨道的结合能，并且小于上述第2层的Si2p轨道的结合能。专利技术的效果可以提供对于水蒸气具有高度的阻气性的阻气性膜。附图说明图1为显示本专利技术的阻气性膜的一例的截面图。图2为显示本专利技术的阻气性膜的一例的截面图。图3为显示第1层、第2层和第1层与第2层的界面的由X射线光电子能谱法获得的Si2p光谱的图的一例。图4为显示第1层与第2层的界面的由X射线光电子能谱法获得的Zn2p3/2光谱的图的一例。图5为示意性示出用于制造本专利技术的阻气性膜的卷绕式的溅射-化学气相蒸镀装置的概略图。具体实施方式[阻气性膜]本专利技术的阻气性膜是在高分子基材的至少一面配置有阻气层的阻气性膜，该阻气层是从高分子基材看依次相接地配置有包含氧化锌和二氧化硅的第1层与包含硅化合物的第2层，通过X射线光电子能谱法测定得到的上述第1层与上述第2层的界面的Si2p轨道的结合能大于上述第1层的Si2p轨道的结合能，并且小于上述第2层的Si2p轨道的结合能。另外，有时将“包含氧化锌和二氧化硅的第1层”仅简写为“第1层”，将“包含硅化合物的第2层”仅简写为“第2层”。图1显示本专利技术的阻气性膜的一例的截面图。本方式的阻气性膜在高分子基材1的一面具有阻气层2。阻气层2是从高分子基材1看依次相接地配置有包含氧化锌和二氧化硅的第1层2a与包含硅化合物的第2层2b。通过与包含氧化锌和二氧化硅的第1层2a相接地配置有包含硅化合物的第2层2b，从而第1层表面的针孔、裂纹等缺陷被第2层所包含的硅化合物所填充，阻气层2成为具有高度的阻气性的阻气层。在本专利技术的阻气性膜中，通过应用包含硅化合物的第2层而使阻气性变得良好的理由如以下的(i)、(ii)、(iii)那样推定。(i)通过第2层包含硅化合物，从而层整体为非晶质并且致密，因此第1层表面所存在的裂纹、针孔等尺寸大的缺陷的表面或缺陷内部被第2层的硅化合物高效率地填充，与第1层单层的情况相比，水蒸气的透过被抑制，阻气性提高。(ii)通过第2层包含与第1层的锌原子相比原子半径小的硅原子，从而第1层表面所存在的数nm以下尺寸的缺陷中可以高效率地填充硅原子，因此阻气性进一步提高。(iii)第1层所包含的锌原子为熔点低的元素，因此受到第2层形成时的等离子体、热的影响，第1层表面的原子缺陷中填充的第2层的硅原子、氧原子与第1层所包含的锌原子和硅原子进行化学结合而形成硅酸盐键，因此由于第1层表面的原子缺陷的减少和结合状态的有序性的提高而空隙减少，表现更高的阻气性。在本专利技术中，所谓第1层的Si2p轨道的结合能，是指第1层的厚度方向上1/2的位置的结合能。同样地，所谓第2层的Si2p轨道的结合能，是指第2层的厚度方向上1/2的位置的结合能。另外，所谓Si2p轨道的结合能，为Si原子的2p轨道所存在的束缚电子的结合能，在由X射线光电子能谱法获得的Si2p光谱中，检测强度显示最大的能量值。即，可以由Si2p轨道的结合能的变化，把握Si原子的结合状态的变化。此外，所谓第1层与第2层的界面的Si2p轨道的结合能，是指第1层表面的Si2p轨道的结合能。即，是指如后述那样，从第2层表面朝向第1层侧，进行氩离子蚀刻，除去第2层直至通过透射型电子显微镜的截面观察而确认的第1层与第2层的界面，测定除去了第2层的第1层表面时的Si2p轨道的结合能。图3显示示出第1层、第2层和第1层与第2层的界面的由X射线光电子能谱法获得的Si2p光谱的图的一例。图3为在由X射线光电子能谱法获得的Si2p光谱中，将检测强度的最小值设为0，最大值设为1而标准化了的图。在本专利技术中，所谓第1层与第2层的界面的Si2p轨道的结合能大于第1层的Si2p轨道的结合能，并且小于第2层的Si2p轨道的结合能，表示通过在第1层表层形成第2层，从而在第1层与第2层的界面形成与第1层相比牢固的结合。详细情况不确定，但认为：第1层所包含的锌原子是熔点低的元素，因此第1层表面受到第2层形成时的等离子体、热的影响，密合弱的锌原子从第1层表面脱离，在第2层包含硅氧化物的情况下，与第2层的硅原子和氧原子化学结合，形成Zn-O-Si的锌硅酸盐的结合，在第1层与第2层的界面形成了与第1层相比牢固的结合。此外认为，第1层表面的原子缺陷中填充的第2层的硅原子、氧原子与第1层所包含的具有未结合键的锌原子和硅原子化学结合，形成Zn-O-Si的锌硅酸盐的结合，在第1层与第2层的界面形成了与第1层相比牢固的结合。即，通过在包含氧化锌和二氧化硅的第1层表面形成包含硅化合物的第2层，在第1层表面形成Zn-O-Si的锌硅酸盐，从而具有未结合键的锌原子和硅原子减少，作为其结果，第1层与第2层的界面的Si2p轨道的结合能与第1层相比变大。此外，在第2层包含硅氧化物的情况下，变成大量包含Si-O-Si的有序性高的共价键，因此第1层和第1层与第2层的界面与第2层的Si2p轨道的结合能相比变小。由于该效果，第1层表面的缺陷被第2层的硅化合物、硅原子填充，并且在第1层与第2层的界面形成与第1层相比牢固的锌硅酸盐的结合，因此由于第1层表面的原子缺陷的减少和结合状态的有序性的提高而空隙减少，表现高度的阻气性。此外，在第1层与第2层的界面，由于锌硅酸盐的结合而第1层与第2层的密合变强，因此推定使用时，不易由于弯曲、来自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻气性膜，是在高分子基材的至少一面配置有阻气层的阻气性膜，该阻气层是从高分子基材看依次相接地配置有包含氧化锌和二氧化硅的第1层与包含硅化合物的第2层，通过X射线光电子能谱法测定得到的所述第1层与所述第2层的界面的Si2p轨道的结合能大于所述第1层的Si2p轨道的结合能，并且小于所述第2层的Si2p轨道的结合能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 JP 2014-0121061.一种阻气性膜，是在高分子基材的至少一面配置有阻气层的阻气性膜，该阻气层是从高分子基材看依次相接地配置有包含氧化锌和二氧化硅的第1层与包含硅化合物的第2层，通过X射线光电子能谱法测定得到的所述第1层与所述第2层的界面的Si2p轨道的结合能大于所述第1层的Si2p轨道的结合能，并且小于所述第2层的Si2p轨道的结合能。2.根据权利要求1所述的阻气性膜，通过X射线光电子能谱法测定得到的所述第1层与所述第2层的界面的、Zn2p3/2轨道的结合能峰的半宽度为2.5eV以上。3.根据权利要求1或2所述的阻气性膜，所述硅化合物包含选自二氧化硅、碳化硅、氮化硅和氮氧化硅中的至少一种。4.根据权利要求1～3的任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：上林浩行，佐竹光，德永幸大，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP