[go: up one dir, main page]

JP2018140552A - Laminate - Google Patents

Laminate Download PDF

Info

Publication number
JP2018140552A
JP2018140552A JP2017036088A JP2017036088A JP2018140552A JP 2018140552 A JP2018140552 A JP 2018140552A JP 2017036088 A JP2017036088 A JP 2017036088A JP 2017036088 A JP2017036088 A JP 2017036088A JP 2018140552 A JP2018140552 A JP 2018140552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inorganic layer
layer
sioh
laminate
gas barrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017036088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
江美 朱峰
Emi Akemine
江美 朱峰
義和 佐藤
Yoshikazu Sato
義和 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2017036088A priority Critical patent/JP2018140552A/en
Publication of JP2018140552A publication Critical patent/JP2018140552A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminate that has a high gas barrier property against water vapor and a high film quality stability.SOLUTION: Provided is a laminate having an inorganic layer [A] 2 containing Si, O and N on at least one side of a substrate 1, and in which the inorganic layer [A] satisfies the formula (1) at all measurement points in the depth direction and the inorganic layer [A] satisfies the formula (2). An inorganic layer [B] 3 may be provided between the substrate and the inorganic layer [A]. Formula (1): [SiOH/Si]>0.02; Formula (2): [SiOH/Si]>[SiOH/Si].SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、高いガスバリア性が必要とされる用途、例えば食品、医薬品の包装用途や太陽電池、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デバイス用途に使用される積層体に関する。   The present invention relates to a laminate used for applications requiring high gas barrier properties, such as food and pharmaceutical packaging applications, and electronic device applications such as solar cells, electronic paper, and organic electroluminescence (EL) displays.

基材の表面に、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウムなどの無機物(無機酸化物を含む)を使用し、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理気相成長法(PVD法)、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法などの化学気相成長法(CVD法)などを利用して、その無機物の蒸着膜を形成してなる高いガスバリア性を有する積層体は、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薄型テレビ、太陽電池などの電子デバイス部材として用いられている。   Physical vapor deposition method (PVD method) such as vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method using inorganic materials (including inorganic oxides) such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide on the surface of the substrate Alternatively, an inorganic vapor deposition film is formed using a chemical vapor deposition method (CVD method) such as a plasma chemical vapor deposition method, a thermal chemical vapor deposition method, or a photochemical vapor deposition method. Laminates having gas barrier properties are used as packaging materials for foods and pharmaceuticals that require blocking of various gases such as water vapor and oxygen, and electronic device members such as flat-screen TVs and solar cells.

ガスバリア性向上技術としては、例えば、有機ケイ素化合物の蒸気と酸素を含有するガスを用いてプラズマCVD法により基材上に、ケイ素酸化物を主体とした無機層を積層することによって、透明性を維持しつつガスバリア性を向上させる方法が開示されている(特許文献1)。また、プラズマCVD法などの成膜方法以外によるガスバリア性向上技術としては、液相析出法により酸化ケイ素膜を形成させる方法(特許文献2)や、基材上に塗布したポリシラザン膜を酸化ケイ素膜や酸窒化ケイ素膜へ転化させる方法(特許文献3〜9)が開示されている。   As a gas barrier property improving technique, for example, by laminating an inorganic layer mainly composed of silicon oxide on a base material by a plasma CVD method using a gas containing an organic silicon compound vapor and oxygen, transparency can be achieved. A method for improving the gas barrier property while maintaining it is disclosed (Patent Document 1). In addition, as a gas barrier property improving technique other than a film forming method such as a plasma CVD method, a method of forming a silicon oxide film by a liquid phase deposition method (Patent Document 2), or a polysilazane film coated on a substrate is a silicon oxide film. And a method of converting into a silicon oxynitride film (Patent Documents 3 to 9).

特許第3859518号公報Japanese Patent No. 3859518 特開2002−072177号公報JP 2002-072177 A 特許第5734675号公報Japanese Patent No. 5734675 特許第5447022号公報Japanese Patent No. 5444722 特許第5531892号公報Japanese Patent No. 5531892 国際公開第2011/074440号公報International Publication No. 2011-074440 国際公開第2015/115314号公報International Publication No. 2015/115314 国際公開第2016/052123号公報International Publication No. 2016/052123 特開2015−149404号公報JP 2015-149404 A

しかしながら、特許文献1のように、プラズマCVD法によりケイ素酸化物を主成分とした無機層を形成する方法では、無機層の欠陥を抑制することが難しいことから安定した高いガスバリア性は得られなかった。また、特許文献2では、液相析出法によりシラノール基を含有したケイ素酸化物を主成分とする層を形成することで、ガスの透過防止効果と密着性の向上が開示されているが、密着性は向上するもののガスバリア性は不十分であり、さらに表層側と層内部との組成変化がなく、耐久性も不十分であった。また、基材上に、ポリシラザンによって無機層を形成した、特許文献3(酸化珪素やシラノール構造の生成を抑制し、窒素高濃度領域を有する無機層を形成)や特許文献4(水分除去によりシラノール構造の脱水反応を促進し、表面に窒素の含有量の異なる改質層を形成)では、いずれも層内のSi−OH構造の存在が不十分で、さらに基材側からのガス透過により層が基材側からポリシラザン層内部の酸化が進みやすく、高温高湿下での膜質安定性が不十分であった。また、ガスバリア層の上にポリシラザン層を形成した、特許文献5(第1のガスバリア層により、ポリシラザン層の内部にシラノール化を抑制している水分トラップ層を形成)や特許文献6(第2のガスバリア層の上にポリシラザン層を形成させ、ポリシラザン層の基材側にはシラノール基を含有する層、表層側にはシラノール基を含有しないガスバリア層をそれぞれ形成)では、塗膜の組成転化の条件により表層側の酸化領域にSi−OH構造が不足して層内部を保護する能力が不足しており、また表層側と層内部との組成(構造)変化も不十分で、高温高湿下での膜質安定性は不十分であった。さらに下地のガスバリア層の性能不足により基材側からポリシラザン層内部の酸化が抑制しきれておらず、後述の比較例でも示すとおり、耐屈曲性も不十分であった。また、特許文献7,8では、性能の高いガスバリア層の上にポリシラザン層を形成しているが、ポリシラザン層を形成する際の条件(塗布時の塗液の大気暴露など)や塗膜の組成転化の条件によりポリシラザン層内部の酸化抑制が不十分で、表層側と層内部との組成(構造)変化が不十分であり、後述の比較例でも示すとおり、耐久性が低下していた。また、特許文献9では酸窒化ケイ素膜の酸化抑制を試みているものの、表層側のSi−O構造とSi−OH構造の両立が不十分で、表層側と層内部との組成変化が不十分であり、耐久性が低下し、電子デバイス用途として十分なガスバリア性は得られていなかった。   However, as in Patent Document 1, the method of forming an inorganic layer mainly composed of silicon oxide by plasma CVD does not provide stable and high gas barrier properties because it is difficult to suppress defects in the inorganic layer. It was. Further, Patent Document 2 discloses an effect of preventing gas permeation and improving adhesion by forming a layer mainly composed of silicon oxide containing a silanol group by a liquid phase deposition method. However, the gas barrier property was insufficient, the composition between the surface layer side and the inside of the layer was not changed, and the durability was insufficient. Further, Patent Document 3 (inhibiting the formation of silicon oxide and silanol structures and forming an inorganic layer having a high nitrogen concentration region) and Patent Document 4 (silanol by removing water) formed an inorganic layer with polysilazane on a substrate. In the case of forming a modified layer having a different nitrogen content on the surface by promoting the dehydration reaction of the structure, the presence of the Si—OH structure in the layer is insufficient, and the layer is further formed by gas permeation from the substrate side. However, the oxidation inside the polysilazane layer easily proceeds from the substrate side, and the film quality stability under high temperature and high humidity was insufficient. In addition, a polysilazane layer is formed on the gas barrier layer, and Patent Document 5 (a moisture trap layer that suppresses silanolation is formed inside the polysilazane layer by the first gas barrier layer) and Patent Document 6 (second In the case of forming a polysilazane layer on the gas barrier layer and forming a layer containing a silanol group on the substrate side of the polysilazane layer and a gas barrier layer not containing a silanol group on the surface side) As a result, the oxidized region on the surface layer side lacks the ability to protect the inside of the layer due to the lack of Si—OH structure, and the composition (structure) change between the surface layer side and the inside of the layer is also insufficient. The film quality stability of was insufficient. Furthermore, due to insufficient performance of the underlying gas barrier layer, the oxidation inside the polysilazane layer could not be suppressed from the substrate side, and as shown in the comparative examples described later, the bending resistance was insufficient. In Patent Documents 7 and 8, a polysilazane layer is formed on a gas barrier layer having high performance. However, conditions for forming the polysilazane layer (such as exposure of the coating liquid to the atmosphere during coating) and coating composition Depending on the conversion conditions, the suppression of oxidation inside the polysilazane layer was insufficient, the composition (structure) change between the surface layer side and the inside of the layer was insufficient, and the durability was lowered as shown in Comparative Examples described later. Further, although Patent Document 9 attempts to suppress oxidation of the silicon oxynitride film, the compatibility between the Si—O structure on the surface layer side and the Si—OH structure is insufficient, and the composition change between the surface layer side and the inside of the layer is insufficient. Further, the durability was lowered, and sufficient gas barrier properties were not obtained for electronic device applications.

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、厚膜化や多層積層をせずとも水蒸気に対する高いガスバリア性と高温高湿下での膜質安定性を有し、同時に耐屈曲性を有する積層体を提供することである。   In view of the background of such prior art, the present invention provides a laminate having a high gas barrier property against water vapor and film quality stability under high temperature and high humidity without being thickened or multilayered, and at the same time having a bending resistance. Is to provide.

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような構成を採用する。
[1]
基材の少なくとも片面に、SiとOとNを含有する無機層[A]を有する積層体であって、前記無機層[A]が深さ方向における全ての測定点で式(1)を満たし、かつ前記無機層[A]が式(2)を満たす、積層体。
式(1):[SiOH/Si]>0.02
式(2)[SiOH/Si]A20以下>[SiOH/Si]A20超
[SiOH/Si]:Tof−SIMS分析で検出される相対イオン強度SiOHと相対イオン強度Siの比
[SiOH/Si]A20以下:無機層[A]の深さ方向における表面側からの深さが0nm以上20nm以下の領域での[SiOH/Si]の平均値
[SiOH/Si]A20超:無機層[A]の深さ方向における表面側からの深さが20nm超の領域での[SiOH/Si]の平均値
[2]
前記[SiOH/Si]A20以下が0.05以上である、[1]に記載の積層体。
[3]
前記[SiOH/Si]A20以上が0.1未満である、[1]または[2]に記載の積層体。
[4]
前記基材と前記無機層[A]との間に、無機層[B]を有し、該無機層[B]が、亜鉛、ケイ素、スズ、アルミニウム、インジウム、チタン、銀、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンおよびパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の積層体。
[5]
前記無機層[B]が、少なくともケイ素と亜鉛とを含有する、[4]に記載の積層体。
In order to solve this problem, the present invention employs the following configuration.
[1]
A laminate having an inorganic layer [A] containing Si, O, and N on at least one surface of a substrate, wherein the inorganic layer [A] satisfies the formula (1) at all measurement points in the depth direction. And the laminated body with which the said inorganic layer [A] satisfy | fills Formula (2).
Formula (1): [SiOH / Si]> 0.02
Formula (2) [SiOH / Si] A20 or less > [SiOH / Si] A20 super
[SiOH / Si]: Ratio of relative ionic strength SiOH + detected by Tof-SIMS analysis to relative ionic strength Si + [SiOH / Si] A20 or less : depth from the surface side in the depth direction of the inorganic layer [A] [SiOH / Si] average value [SiOH / Si] in the region of 0 nm or more and 20 nm or less: more than A20 : in the region where the depth from the surface side in the depth direction of the inorganic layer [A] is more than 20 nm Average value of [SiOH / Si] [2]
The laminate according to [1], wherein the [SiOH / Si] A20 or less is 0.05 or more.
[3]
The laminate according to [1] or [2], wherein the [SiOH / Si] A20 or more is less than 0.1.
[4]
Between the base material and the inorganic layer [A], there is an inorganic layer [B], and the inorganic layer [B] is zinc, silicon, tin, aluminum, indium, titanium, silver, zirconium, niobium, The laminate according to any one of [1] to [3], containing at least one element selected from the group consisting of molybdenum and palladium.
[5]
The laminate according to [4], wherein the inorganic layer [B] contains at least silicon and zinc.

本発明によれば、水蒸気に対する高いガスバリア性と高温高湿下での膜質安定性を有し、同時に耐屈曲性を有する積層体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laminated body which has the high gas barrier property with respect to water vapor | steam, the film quality stability under high temperature and high humidity, and a bending resistance simultaneously can be provided.

本発明の積層体の一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of the laminated body of this invention. 本発明の積層体の一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of the laminated body of this invention. 本発明の積層体の耐屈曲試験の一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of the bending resistance test of the laminated body of this invention.

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

本発明者らは、水蒸気などに対する高いガスバリア性と高温高湿下での膜質安定性を有し、同時に耐屈曲性を有する積層体を得ることを目的として鋭意検討を重ね、基材の少なくとも片側に、SiとOとNを含有する無機層[A]を有する積層体であって、前記無機層[A]が深さ方向における全ての測定点で式(1)を満たし、かつ無機層[A]が式(2)を満たす、積層体。とすることで、前記課題を解決することを見出したものである。   The inventors of the present invention have made extensive studies for the purpose of obtaining a laminate having high gas barrier properties against water vapor and the like, film quality stability under high temperature and high humidity, and at the same time bending resistance, and at least one side of the substrate. And an inorganic layer [A] containing Si, O and N, wherein the inorganic layer [A] satisfies the formula (1) at all measurement points in the depth direction, and the inorganic layer [A] A] satisfies the formula (2). Thus, the inventors have found that the above-described problems can be solved.

以下、本発明の積層体の各構成要素について説明する。   Hereinafter, each component of the laminated body of this invention is demonstrated.

[基材]
本発明に用いられる基材として使用できる材料としては、例えばシリコンなどの金属基板、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂フィルムなどが挙げられる。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、一軸方向あるいは二軸方向に延伸されたフィルムなどを使用してもよい。
[Base material]
Examples of materials that can be used as the base material used in the present invention include metal substrates such as silicon, glass substrates, ceramic substrates, and resin films. It is preferable to have a film form from the viewpoint of ensuring flexibility. The structure of the film may be a single-layer film or a film having two or more layers, for example, a film formed by a coextrusion method. As the type of film, a film stretched in a uniaxial direction or a biaxial direction may be used.

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、ポリプロピレンなど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などのポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、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、ポリアセタールなど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、シクロオレフィンを素材とするフィルムであることが好ましい。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 base material 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, polyimides, Examples include polycarbonate, polystyrene, polyvinyl alcohol, saponified ethylene vinyl acetate copolymer, various polymers such as polyacrylonitrile and polyacetal. Among these, a film made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or cycloolefin having excellent transparency, versatility, and mechanical properties is preferable. Further, the organic polymer may be either a homopolymer or a copolymer, and only one type may be used as the organic polymer, or a plurality of types may be blended.

基材における無機層[A]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ダーコート層の形成処理などの前処理が施されていてもよい。また、無機層[A]を形成する側の反対側には、フィルムの巻き取り時の滑り性の向上を目的として、有機物や無機物あるいはこれらの混合物のコーティング層が積層されていてもよい。   In order to improve the adhesion and smoothness, the surface of the substrate on the side on which the inorganic layer [A] is formed has corona treatment, plasma treatment, ultraviolet treatment, ion bombardment treatment, solvent treatment, organic matter or inorganic matter, or a mixture thereof. A pretreatment such as an undercoat layer forming treatment may be applied. Further, on the side opposite to the side on which the inorganic layer [A] is formed, a coating layer of an organic material, an inorganic material, or a mixture thereof may be laminated for the purpose of improving the slipping property at the time of winding the film.

本発明に用いる基材の厚みは、用途により適宜選択することができるが、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〜200μmがより好ましい。   The thickness of the substrate used in the present invention can be appropriately selected depending on the use, but is preferably 500 μm or less from the viewpoint of ensuring flexibility, and preferably 5 μm or more from the viewpoint of securing strength against tension or impact. Furthermore, the thickness of the base material is more preferably 10 μm to 200 μm from the viewpoint of film processing and handling.

[無機層[A]]
本発明において無機層[A]は、SiとOとNを含有し、かつ深さ方向における全ての測定点で式(1)を満たし、かつ無機層[A]が式(2)を満たすことが好ましい。
式(1):[SiOH/Si]>0.02
式(2)[SiOH/Si]A20以下>[SiOH/Si]A20超
[Inorganic layer [A]]
In the present invention, the inorganic layer [A] contains Si, O, and N, satisfies the formula (1) at all measurement points in the depth direction, and the inorganic layer [A] satisfies the formula (2). Is preferred.
Formula (1): [SiOH / Si]> 0.02
Formula (2) [SiOH / Si] A20 or less > [SiOH / Si] Over A20 .

ここで、式(1)の[SiOH/Si]はTof−SIMS(Time−Of−Flight Secondary Ion Spectrometry)分析で検出される相対イオン強度SiOHと相対イオン強度Siの比である。また、式(2)の[SiOH/Si]A20以下および[SiOH/Si]A20超は、それぞれ、実施例の項に記載された条件にて測定した無機層[A]の深さ方向における表面側からの深さが0nm以上20nm以下の領域における測定点の[SiOH/Si]の平均値、および実施例の項に記載された条件にて測定した無機層[A]の深さ方向における表面側からの深さが20nm超の領域における測定点の[SiOH/Si]の平均値である。 Here, [SiOH / Si] in the formula (1) is a ratio of relative ionic strength SiOH + and relative ionic strength Si + detected by Tof-SIMS (Time-Of-Flight Secondary Ion Spectrometry) analysis. In addition, [SiOH / Si] A20 or less and [SiOH / Si] A20 above in the formula (2) are the surface in the depth direction of the inorganic layer [A] measured under the conditions described in the Examples section, respectively. Surface of the inorganic layer [A] in the depth direction measured with the average value of [SiOH / Si] at the measurement points in the region where the depth from the side is 0 nm or more and 20 nm or less, and the conditions described in the Examples section It is an average value of [SiOH / Si] at measurement points in a region where the depth from the side exceeds 20 nm.

ここで、無機層[A]の深さ方向における全ての測定点とは、実施例の項に記載の条件において測定を行った際に無機層[A]の深さ方向で得られた全ての測定点をいう。また、無機層[A]の深さ方向における全ての測定点で式(1)を満たすとは、実施例の項に記載された条件にて測定した無機層[A]の深さ方向において得られた全ての測定点について、式(1)を満たすことをいう。   Here, all measurement points in the depth direction of the inorganic layer [A] are all the measurement points obtained in the depth direction of the inorganic layer [A] when measurement is performed under the conditions described in the section of the examples. Refers to the measurement point. Moreover, satisfy | filling Formula (1) with all the measurement points in the depth direction of inorganic layer [A] is obtained in the depth direction of inorganic layer [A] measured on the conditions described in the term of the Example. Satisfying the expression (1) for all the measurement points.

また、無機層[A]が式(2)を満たすとは、無機層[A]の深さ方向における表面側からの深さが0nm以上20nm以下の領域における平均値([SiOH/Si]A20以下)が無機層[A]の深さ方向における表面側からの深さが20nm超の領域での測定点の平均値([SiOH/Si]A20超)よりも大きいことをいう。 Also, that the inorganic layer [A] satisfies the formula (2) means that the depth from the surface side in the depth direction of the inorganic layer [A] is an average value in a region of 0 nm or more and 20 nm or less ([SiOH / Si] A20 below) refers to a greater than the average value of the measurement point in the region depth is 20nm than from the surface side in the depth direction of the inorganic layer [a] ([SiOH / Si ] A20 greater).

無機層[A]が深さ方向における全ての測定点で式(1)を満たすことは、無機層[A]は層全体においてSi−OH構造とSi−H構造を有することを表す。無機層[A]が式(2)を満たすことは、無機層[A]が表面側20nmの領域と表面側20nmの領域以外の領域(層内部の領域)とで含まれる構造に変化を有し、表面側20nmの領域はSi−OH構造とSi−O構造を両立して存在する領域となり、層内部の領域はSi−OH構造Si−NH構造が両立して存在する領域となることを表す。ここで、表面側20nmの領域とは、無機層[A]の基材と反対側の表面から深さ方向に0nm以上20nm以下の領域のことである。   The fact that the inorganic layer [A] satisfies the formula (1) at all measurement points in the depth direction indicates that the inorganic layer [A] has an Si—OH structure and an Si—H structure in the entire layer. The fact that the inorganic layer [A] satisfies the formula (2) has a change in the structure in which the inorganic layer [A] is included in the surface side 20 nm region and the region other than the surface side 20 nm region (region inside the layer). In addition, the region on the surface side of 20 nm is a region where both the Si—OH structure and the Si—O structure are present, and the region inside the layer is a region where both the Si—OH structure and the Si—NH structure are present. Represent. Here, the region of 20 nm on the surface side is a region of 0 nm or more and 20 nm or less in the depth direction from the surface of the inorganic layer [A] opposite to the substrate.

本発明の無機層[A]を適用することにより高いガスバリア性と高温高湿下での膜質安定性を有し、同時に耐屈曲性を有する積層体が得られる理由は、以下のように推定している。   The reason why a laminated body having high gas barrier properties and stability of film quality under high temperature and high humidity and at the same time bending resistance can be obtained by applying the inorganic layer [A] of the present invention is estimated as follows. ing.

まず、SiとOとNを含有する無機層[A]において、深さ方向における全ての測定点で式(1)を満たすことで、無機層[A]が層全体においてSi−OH構造とSi−H構造を有し、層に柔軟性が発現する。式(1)を満たさない測定点が存在することはすなわち、式(1)を満たさない領域が存在することであり、この場合、Si−OH構造とSi−H構造が少なく過剰に緻密な膜となって柔軟性が不足し、熱や外部からの応力でクラックが生じやすくなり、ガスバリア性が低下する場合がある。次にSi−H構造は、柔軟性に加え、水をはじく性質(疎水性)も付与することができ、水分子が安定に存在しにくくなり、高いガスバリア性が発現する。さらに、無機層[A]がSi−OH構造とSi−H構造を十分に有することで、無機層[A]の基材側の界面領域における密着性が向上し、層の剥離によるガスバリア性の低下を防ぐ。特に後述する無機層[B]と無機層[A]と接するように積層する場合には、無機層[B]の無機層[A]を形成する側の表面近傍に存在するピンホールやクラック等の欠陥に無機層[A]を構成する成分が充填され、高いバリア性を発現することが可能となり、さらに無機層[A]と無機層[B]との界面領域における密着性も向上する。   First, in the inorganic layer [A] containing Si, O, and N, by satisfying the formula (1) at all measurement points in the depth direction, the inorganic layer [A] has an Si—OH structure and Si in the entire layer. It has a -H structure and the layer exhibits flexibility. The existence of a measurement point that does not satisfy the formula (1) means that there is a region that does not satisfy the formula (1). In this case, the film is excessively dense with few Si—OH and Si—H structures. Thus, flexibility is insufficient, cracks are likely to occur due to heat and external stress, and gas barrier properties may be reduced. Next, in addition to flexibility, the Si—H structure can also impart water repellent properties (hydrophobicity), making it difficult for water molecules to be stably present and exhibiting high gas barrier properties. Furthermore, since the inorganic layer [A] has a sufficient Si—OH structure and Si—H structure, adhesion in the interface region on the substrate side of the inorganic layer [A] is improved, and gas barrier properties due to layer peeling are improved. Prevent decline. In particular, when laminating the inorganic layer [B] and the inorganic layer [A], which will be described later, in the vicinity of the surface of the inorganic layer [B] on the side on which the inorganic layer [A] is to be formed, These defects are filled with a component constituting the inorganic layer [A], and it is possible to develop a high barrier property, and the adhesion in the interface region between the inorganic layer [A] and the inorganic layer [B] is also improved.

続いて、無機層[A]が式(2)を満たすことで、無機層[A]が表面側20nmの領域と層内部の領域とで含まれる構造に変化を有し、表面側20nmの領域はSi−OH構造とSi−O−Si構造を両立して存在する領域となり、層内部の領域はSi−OH構造とSi−NH構造が両立して存在する領域となる。   Subsequently, when the inorganic layer [A] satisfies the formula (2), the inorganic layer [A] has a change in the structure including the surface side 20 nm region and the region inside the layer, and the surface side region 20 nm. Is a region where both the Si—OH structure and the Si—O—Si structure are present, and the region inside the layer is a region where both the Si—OH structure and the Si—NH structure are present.

層内部の領域は、先述のSi−OH構造とSi−H構造とともにSi−NH構造も多く存在する、酸化が抑制された領域となる。酸素原子は水分子と強く相互作用し、水素結合を作りやすいため、Si−O構造が過剰に多く存在する領域は、水分子が安定に存在しやすい領域となる。この逆として、酸化が抑制された領域では、水分子が安定に存在しにくくなるため、高いガスバリア性を有する領域となる。さらに、Si−NH構造が多く存在すると柔軟性も付与することができ、本発明の積層体を屈曲させる際に生じる応力を緩和させられ、クラック生成に起因するガスバリア性低下を抑制できる、耐屈曲性に優れた領域となる。   The region inside the layer is a region where oxidation is suppressed, in which there are many Si—NH structures as well as the aforementioned Si—OH structure and Si—H structure. Since oxygen atoms interact strongly with water molecules and easily form hydrogen bonds, a region where an excessive amount of Si—O structure exists is a region where water molecules are likely to exist stably. On the contrary, in the region where oxidation is suppressed, water molecules are less likely to exist stably, and thus the region has high gas barrier properties. In addition, when a large amount of Si-NH structure is present, flexibility can be imparted, stress generated when the laminate of the present invention is bent can be relaxed, and deterioration in gas barrier properties due to crack generation can be suppressed, and bending resistance can be prevented. This is an excellent area.

一方、表面側20nmの領域は、先述のSi−OH構造に加え、さらにSi−O−Si構造が多く形成された領域となる。低密度の起因となるSi−NH構造が表面側でのみ残存せず表面側を層内部と比較して膜密度の高い領域とすることで、層内部に存在する反応性の高いSi−NH構造を表面側から保護することができ、無機層[A]の膜質安定性が向上する。表面側20nmの領域がSi−NH構造を多く含み、無機層[A]が式(2)を満たさない状態の場合は、無機層[A]の膜質安定性が低下し、表面側のSi−NH構造により表面側の膜密度が低下し、表面側のSi−NH構造が空気中の酸素と反応して層の酸化を促進させ層内部まで酸化が進行してしまい、層全体が耐屈曲性に乏しくなる。   On the other hand, the region on the surface side of 20 nm is a region in which more Si—O—Si structures are formed in addition to the Si—OH structure described above. The Si—NH structure that causes low density does not remain only on the surface side, and the surface side is made a region having a higher film density than the inside of the layer, so that a highly reactive Si—NH structure existing inside the layer Can be protected from the surface side, and the film quality stability of the inorganic layer [A] is improved. When the surface side 20 nm region contains a lot of Si—NH structure and the inorganic layer [A] does not satisfy the formula (2), the film quality stability of the inorganic layer [A] is lowered, and the surface side Si— The NH structure reduces the film density on the surface side, and the Si-NH structure on the surface side reacts with oxygen in the air to promote the oxidation of the layer and the oxidation proceeds to the inside of the layer, so that the entire layer is flexible. Become scarce.

さらに、高いガスバリア性、高温高湿下での膜質安定性、そして耐屈曲性が得られる観点から、[SiOH/Si]A20以下が0.05以上であることが好ましく、0.1以上であることがより好ましい。[SiOH/Si]A20以下が0.05以上であることで、無機層[A]の表面側20nmの領域は、層内部の領域のSi−NH構造を保護できる酸化が進行した領域となり、無機層[A]の膜質安定性が向上する。 Furthermore, from the viewpoint of obtaining high gas barrier properties, film quality stability under high temperature and high humidity, and bending resistance, [SiOH / Si] A20 or less is preferably 0.05 or more, and 0.1 or more. It is more preferable. [SiOH / Si] When A20 or less is 0.05 or more, the region of 20 nm on the surface side of the inorganic layer [A] becomes a region where oxidation has progressed to protect the Si—NH structure in the region inside the layer. The film quality stability of the layer [A] is improved.

また、高いガスバリア性、高温高湿下での膜質安定性、そして耐屈曲性が得られる観点から、[SiOH/Si]A20超が0.1未満であることが好ましい。[SiOH/Si]A20超が0.1未満であることで、無機層[A]の層内部の領域は、Si−OH構造とともにSi−NH構造が両立して存在した、ガスバリア性と柔軟性とが両立した領域となる。 Further, from the viewpoint of obtaining high gas barrier properties, film quality stability under high temperature and high humidity, and flex resistance, it is preferable that [SiOH / Si] A20 exceeds 0.1. [SiOH / Si] When A20 is less than 0.1, the region inside the inorganic layer [A] has a Si—NH structure and a Si—NH structure, and has a gas barrier property and flexibility. Is a compatible area.

加えて、高い耐屈曲性を有する積層体が得られる観点から、無機層[A]は積層体の最表層に存在する層であることが好ましい。無機層[A]の最表面側20nmの領域の上に、反応性の高いSi−NH構造を有する層がさらに存在する場合、そのSi−NH構造が空気中の酸素と反応して酸化が進行し、高温高湿下ではその酸化反応が駆動力となって無機層[A]の層内部の酸化が進行して膜質安定性が低下してしまうことがある。よって、無機層[A]の最表面側20nmの領域は積層体の最表層に存在する領域であることが好ましい。   In addition, from the viewpoint of obtaining a laminate having high bending resistance, the inorganic layer [A] is preferably a layer present in the outermost layer of the laminate. When a layer having a highly reactive Si—NH structure is further present on the 20 nm region on the outermost surface side of the inorganic layer [A], the Si—NH structure reacts with oxygen in the air to oxidize. However, under high temperature and high humidity, the oxidation reaction becomes a driving force, and the oxidation of the inside of the inorganic layer [A] proceeds and the film quality stability may be lowered. Therefore, the 20 nm region on the outermost surface side of the inorganic layer [A] is preferably a region existing in the outermost layer of the laminate.

ここで、無機層[A]の深さ方向における[SiOH/Si]は、表面のエッチングとTof−SIMS分析を繰り返すことで算出することができる。   Here, [SiOH / Si] in the depth direction of the inorganic layer [A] can be calculated by repeating the surface etching and the Tof-SIMS analysis.

本発明の積層体のエッチングレートは各試料・各層ごとに異なる。そこで、SiO換算のエッチングレートを元にして無機層[A]の基材側の境界までの厚みを一旦求めておき、Tof−SIMS分析と同一試料のTEM(透過型電子顕微鏡)による断面観察画像をもとに、各層の界面を特定して無機層[A]の厚みを求める。そして、Tof−SIMS分析から求めた無機層[A]の厚みと、断面観察画像から求めた無機層[A]の厚みが一致するように、Tof−SIMS分析から求めた無機層[A]の厚みに係数をかけ補正することで、測定値の正確な深さを算出することができる。 The etching rate of the laminate of the present invention differs for each sample and each layer. Therefore, the thickness of the inorganic layer [A] up to the boundary on the substrate side is once determined based on the etching rate in terms of SiO 2 , and a cross-sectional observation by the TEM (transmission electron microscope) of the same sample as the Tof-SIMS analysis. Based on the image, the interface of each layer is specified to determine the thickness of the inorganic layer [A]. And the thickness of the inorganic layer [A] calculated | required from Tof-SIMS analysis so that the thickness of the inorganic layer [A] calculated | required from Tof-SIMS analysis and the thickness of the inorganic layer [A] calculated | required from the cross-sectional observation image may correspond. By correcting the thickness by a coefficient, the accurate depth of the measurement value can be calculated.

また、無機層[A]の基材側の境界については、基材または基材側で隣接する層の成分(例えばプラスチック基材であればCイオン等)が急激に(桁違いで)検出され始めた測定点を、基材側の境界を越えた測定点と判断し、急激に検出された測定点の1つ前の測定点までを無機層[A]の領域内の測定点とする。また、無機層[A]の最表面1nmは一般に汚れや異物の付着があるため、Tof−SIMS分析の前処理として、Arガスクラスターイオンビーム(Ar−GCIB)を用いたエッチングにより、最表層の1nmの領域を除去した後の測定点を最表面1点目の測定値とみなす。 In addition, regarding the boundary of the inorganic layer [A] on the substrate side, the component of the substrate or the layer adjacent on the substrate side (for example, C + ions in the case of a plastic substrate) is detected abruptly (by an order of magnitude). The measurement point that has been started is determined as a measurement point that exceeds the boundary on the base material side, and the measurement point immediately before the measurement point that has been rapidly detected is taken as the measurement point in the region of the inorganic layer [A]. . Further, since the outermost surface 1 nm of the inorganic layer [A] is generally contaminated with dirt and foreign matter, etching using an Ar gas cluster ion beam (Ar-GCIB) is performed as a pretreatment for Tof-SIMS analysis. The measurement point after removing the 1 nm region is regarded as the measurement value of the first surface.

本発明の主旨に即したTof−SIMS分析では、深さ方向の解像度が重要であり、測定点1点あたりのエッチング深さは0.1〜2nmで行うことが好ましい。エッチングは、従来公知の方法により行うことができるが、深さ方向の解像度の観点からは、Ar−GCIBを用いて、測定点1点あたりのエッチング深さを1nmとすることが好ましい。   In the Tof-SIMS analysis in accordance with the gist of the present invention, the resolution in the depth direction is important, and the etching depth per measurement point is preferably 0.1 to 2 nm. Etching can be performed by a conventionally known method, but from the viewpoint of resolution in the depth direction, it is preferable to use Ar-GCIB to set the etching depth per measurement point to 1 nm.

(無機層[A]の厚み)
本発明において無機層[A]の厚みは、50〜500nmが好ましく、90〜400nmがより好ましい。無機層[A]の厚みが50nmより薄くなると、安定したガスバリア性を得ることができない場合がある。無機層[A]の厚みが500nmより厚くなると、無機層[A]内に残留する応力が大きくなり無機層[A]にクラックが発生してガスバリア性が低下する場合がある。無機層[A]の厚みは、TEMによる断面観察画像から測定することが可能である。
(Thickness of inorganic layer [A])
In the present invention, the thickness of the inorganic layer [A] is preferably 50 to 500 nm, and more preferably 90 to 400 nm. If the thickness of the inorganic layer [A] is less than 50 nm, stable gas barrier properties may not be obtained. When the thickness of the inorganic layer [A] is greater than 500 nm, the stress remaining in the inorganic layer [A] increases, and cracks may occur in the inorganic layer [A], which may lower the gas barrier properties. The thickness of the inorganic layer [A] can be measured from a cross-sectional observation image by TEM.

(無機層[A]を設ける工程)
本発明において無機層[A]の原料としては、ポリシラザン骨格を持つケイ素化合物が好ましく用いられる。ポリシラザン骨格を持つケイ素化合物としては、例えば下記の化学式(1)で表される部分構造を有する化合物を好ましく用いることができる。具体的には、パーヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン、およびこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも一種を用いることができる。本発明においては、ガスバリア性向上の観点から下記の化学式(1)に示されるR、R、Rの全てが水素であるパーヒドロポリシラザンを用いることが好ましいが、水素の一部又は全部がアルキル基などの有機基で置換されたオルガノポリシラザンであってもよい。また、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。
(Step of providing inorganic layer [A])
In the present invention, a silicon compound having a polysilazane skeleton is preferably used as a raw material for the inorganic layer [A]. As the silicon compound having a polysilazane skeleton, for example, a compound having a partial structure represented by the following chemical formula (1) can be preferably used. Specifically, at least one selected from the group consisting of perhydropolysilazane, organopolysilazane, and derivatives thereof can be used. In the present invention, it is preferable to use perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 , and R 3 represented by the following chemical formula (1) are hydrogen from the viewpoint of improving gas barrier properties, but part or all of hydrogen is used. May be an organopolysilazane substituted with an organic group such as an alkyl group. Moreover, you may use by a single composition and may mix and use two or more components.

本発明における無機層[A]を設ける工程は、ポリシラザン骨格を持つケイ素化合物を含む塗液を塗布して塗膜を設ける工程[a]、塗膜を乾燥させる工程[b]、塗膜に光照射処理を施す工程[c]をこの順に有することが好ましい。さらに工程[c]は、塗膜に光照射処理を施して塗膜の表面を硬化させる工程[c−1]、塗膜を冷却する工程[c−2]、塗膜に光照射処理を施して塗膜を組成転化させる工程[c−3]をこの順に有することがより好ましい。工程[a]〜[c]を含んでいれば、その他の工程を含んでもよい。以下各工程の詳細を説明する。   The step of providing the inorganic layer [A] in the present invention includes the step [a] of applying a coating solution containing a silicon compound having a polysilazane skeleton to provide a coating film, the step of drying the coating film [b], and applying light to the coating film. It is preferable to have the process [c] which performs an irradiation process in this order. Further, the step [c] is a step [c-1] for curing the surface of the coating film by applying a light irradiation treatment to the coating film, a step [c-2] for cooling the coating film, and a light irradiation treatment for the coating film. It is more preferable to have the step [c-3] for converting the composition of the coating film in this order. Other steps may be included as long as the steps [a] to [c] are included. Details of each step will be described below.

[工程[a]]
工程[a]は、ポリシラザン骨格を持つケイ素化合物を含む塗液を塗布して塗膜を設ける工程であることが好ましい。
[Step [a]]
The step [a] is preferably a step of applying a coating liquid containing a silicon compound having a polysilazane skeleton to provide a coating film.

ここで、工程[a]における塗液を塗布して塗膜を設ける工程としては、公知の方法を用いることができ、ロールコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スリットダイコート法などの方法により基材上に塗布することが好ましい。本発明においては、無機層[A]の酸化を抑制する観点から、塗布直前まで塗液が酸素または水蒸気に暴露されない状態で塗布できる方法を選択することがより好ましく、塗液の供給は乾燥窒素での送液や密閉状態のシリンジポンプを用いることが好ましく、スリットダイコート法により基材上に塗布することが特に好ましい。   Here, as a process of providing a coating film by applying the coating liquid in the step [a], a known method can be used, and a roll coating method, a gravure coating method, a knife coating method, a dip coating method, a spray coating method. It is preferable to apply on the substrate by a method such as slit die coating. In the present invention, from the viewpoint of suppressing the oxidation of the inorganic layer [A], it is more preferable to select a method in which the coating solution can be applied without being exposed to oxygen or water vapor until just before coating. It is preferable to use a liquid delivery pump or a sealed syringe pump, and it is particularly preferable to apply the liquid onto the substrate by a slit die coating method.

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前記化学式(1)で表される化合物を含む塗料を希釈することが好ましい。具体的には、キシレン、トルエン、ターペン、ソルベッソなどの炭化水素系溶剤、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ブチルエチルエーテル、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15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。   Moreover, in this invention, it is preferable to dilute the coating material containing the compound represented by the said Chemical formula (1) using an organic solvent from a viewpoint of coating suitability. Specifically, using a hydrocarbon solvent such as xylene, toluene, terpene, or solvesso, or an ether solvent such as diethyl ether, dibutyl ether, diisopropyl ether, butyl ethyl ether, or tetrahydrofuran, the solid content concentration is 15% by mass. It is preferable to use after diluting. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

無機層[A]を形成するケイ素化合物を含む塗料には、無機層[A]の効果が損なわれない範囲で、各種の添加剤を必要に応じて配合することができる。例えば、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。   Various additives can be blended in the coating material containing the silicon compound forming the inorganic layer [A], if necessary, as long as the effect of the inorganic layer [A] is not impaired. For example, a catalyst, an antioxidant, a light stabilizer, a stabilizer such as an ultraviolet absorber, a surfactant, a leveling agent, an antistatic agent, or the like can be used.

[工程[b]]
工程[b]は、塗膜を乾燥させる工程[b]であることが好ましい。具体的には、工程[b]では、塗布後の塗膜を加熱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、ガスバリア性と耐屈曲性両立のため、加熱温度は50〜150℃で行うことが好ましく、無機層[A]の酸化を抑制する観点から、60〜120℃で行うことがより好ましい。また、加熱処理時間は10秒〜30分間行うことが好ましく、10秒〜10分間行うことがより好ましい。加熱処理時間が30分間を超える、または加熱温度が150℃を超えると、塗膜の酸化が進行してガスバリア性と耐屈曲性が低下する場合がある。また、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。さらに、加熱処理は大気中もしくは不活性ガス中に封入した状態で行ってもよい。
[Step [b]]
The step [b] is preferably a step [b] for drying the coating film. Specifically, in the step [b], it is preferable to remove the diluted solvent by heating and drying the coated film. Here, there is no restriction | limiting in particular as a heat source used for drying, Arbitrary heat sources, such as a steam heater, an electric heater, and an infrared heater, can be used. In order to achieve both gas barrier properties and flex resistance, the heating temperature is preferably 50 to 150 ° C., and more preferably 60 to 120 ° C. from the viewpoint of suppressing oxidation of the inorganic layer [A]. The heat treatment time is preferably 10 seconds to 30 minutes, more preferably 10 seconds to 10 minutes. When the heat treatment time exceeds 30 minutes or the heating temperature exceeds 150 ° C., oxidation of the coating film proceeds and gas barrier properties and bending resistance may be deteriorated. Further, the temperature may be constant during the heat treatment, or the temperature may be gradually changed. Furthermore, the heat treatment may be performed in the atmosphere or in a state enclosed in an inert gas.

[工程[c]]
工程[c]は塗膜に光照射処理を施す工程であることが好ましい。具体的には、工程[c]では、加湿後の塗膜にプラズマ処理、紫外線照射処理、フラッシュパルス処理などの光照射処理を施すことで塗膜を転化させることができる。光照射処理は、単独の照射でもよく、または複数回の照射でもよい。さらに生産効率の観点からは、工程[c]は、以下に記載の工程[c−1]〜[c−3]をこの順に有することがより好ましい。
[Step [c]]
Step [c] is preferably a step of applying a light irradiation treatment to the coating film. Specifically, in the step [c], the coating film can be converted by subjecting the humidified coating film to light irradiation treatment such as plasma treatment, ultraviolet ray irradiation treatment, and flash pulse treatment. The light irradiation treatment may be single irradiation or multiple times of irradiation. Furthermore, from the viewpoint of production efficiency, the step [c] more preferably includes the steps [c-1] to [c-3] described below in this order.

[工程[c−1]]
工程[c−1]は塗膜に光照射処理を施して塗膜の表面を硬化させる工程であることが好ましい。具体的には、工程[c−1]では、乾燥後の塗膜にプラズマ処理、紫外線照射処理、フラッシュパルス処理などの光照射処理を施すことで、塗膜の表面を硬化させることができる。光照射処理としては、簡便で生産性に優れ、かつ塗膜の表面を均一に硬化することが容易であることから紫外線処理を使用することが好ましい。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。紫外線処理を行う際の酸素濃度は2.0体積%以下が好ましく、1.0体積%以下がより好ましい。紫外線処理では窒素ガスを用いて酸素濃度を低下させることがより好ましい。相対湿度は任意でよい。
[Step [c-1]]
Step [c-1] is preferably a step of curing the surface of the coating film by subjecting the coating film to light irradiation treatment. Specifically, in step [c-1], the surface of the coating film can be cured by subjecting the dried coating film to light irradiation treatment such as plasma treatment, ultraviolet ray irradiation treatment, flash pulse treatment and the like. As the light irradiation treatment, it is preferable to use an ultraviolet treatment since it is simple and excellent in productivity, and it is easy to uniformly cure the surface of the coating film. The ultraviolet treatment may be performed under atmospheric pressure or reduced pressure, but in the present invention, the ultraviolet treatment is preferably performed under atmospheric pressure from the viewpoint of versatility and production efficiency. The oxygen concentration during the ultraviolet treatment is preferably 2.0% by volume or less, and more preferably 1.0% by volume or less. In the ultraviolet treatment, it is more preferable to reduce the oxygen concentration using nitrogen gas. 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が、生産効率の観点から本発明では高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、マイクロ波方式無電極ランプのいずれかを使用することが好ましい。照射する紫外線の波長は特に限定されるところではないが、生産効率の観点から200〜380nmが好ましく、280〜380nmがより好ましく、315〜380nmがさらに好ましい。
紫外線照射の積算光量は、0.2〜2.0J/cmであることが好ましく、0.3〜1.0J/cmがより好ましく、0.4〜0.8J/cmがさらに好ましい。積算光量が0.2J/cm以上であると塗膜の表面が硬化でき、また、積算光量が2.0J/cm以下であると高分子基材、無機層[A]へのダメージを少なくすることができるため好ましい。
As the ultraviolet ray generation source, known ones such as a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a microwave method electrodeless lamp, a low pressure mercury lamp, a xenon lamp, etc. can be used. It is preferable to use either a metal halide lamp or a microwave type electrodeless lamp. Although the wavelength of the ultraviolet rays to be irradiated is not particularly limited, it is preferably 200 to 380 nm, more preferably 280 to 380 nm, and further preferably 315 to 380 nm from the viewpoint of production efficiency.
Integrated light quantity of ultraviolet irradiation is preferably from 0.2~2.0J / cm 2, more preferably 0.3~1.0J / cm 2, more preferably 0.4~0.8J / cm 2 . When the integrated light quantity is 0.2 J / cm 2 or more, the surface of the coating can be cured, and when the integrated light quantity is 2.0 J / cm 2 or less, the polymer substrate and the inorganic layer [A] are damaged. This is preferable because it can be reduced.

[工程[c−2]]
工程[c−2]は、塗膜を冷却する工程[c−2]であることが好ましい。具体的には、工程[c−1]での光照射後、塗膜を冷却することで、塗膜の酸化を抑制し、工程[c−3]における本発明の塗膜への組成転化が効率的に可能となる。塗膜の冷却温度は、−10〜25℃が好ましく、0〜15℃がより好ましい。相対湿度は任意でよい。
[Step [c-2]]
It is preferable that process [c-2] is process [c-2] which cools a coating film. Specifically, after light irradiation in the step [c-1], the coating film is cooled to suppress oxidation of the coating film, and the composition conversion to the coating film of the present invention in the step [c-3] is achieved. It becomes possible efficiently. -10-25 degreeC is preferable and, as for the cooling temperature of a coating film, 0-15 degreeC is more preferable. The relative humidity may be arbitrary.

冷却時間は10秒〜3時間行うことが好ましく、1分〜1時間行うことがより好ましい。また、冷却中の雰囲気は、大気下、減圧下、もしくは不活性ガスに封入した状態のいずれでもよいが、生産効率の観点から、大気下または不活性ガスに封入した状態が好ましい。   The cooling time is preferably 10 seconds to 3 hours, more preferably 1 minute to 1 hour. The atmosphere during cooling may be in the air, under reduced pressure, or in a state enclosed in an inert gas, but from the viewpoint of production efficiency, the state in the air or in an inert gas is preferable.

[工程[c−3]]
工程[c−3]は塗膜に光照射処理を施して塗膜を組成転化させる工程であることが好ましい。具体的には、工程[c−3]では、乾燥後の塗膜にプラズマ処理、紫外線照射処理、フラッシュパルス処理などの光照射処理を施すことで、塗膜を組成転化させることができる。光照射処理としては、簡便で生産性に優れ、かつ均一な無機層[A]の組成を得ることが容易であることから紫外線処理を使用することが好ましい。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。紫外線処理を行う際の酸素濃度は1.0体積%以下が好ましく、0.5体積%以下がより好ましい。酸素濃度の低下には、乾燥窒素を用いることが好ましい。相対湿度は任意でよい。
[Step [c-3]]
Step [c-3] is preferably a step of subjecting the coating film to light irradiation treatment to convert the coating composition. Specifically, in step [c-3], the coating film can be subjected to composition conversion by subjecting the coating film after drying to light irradiation treatment such as plasma treatment, ultraviolet ray irradiation treatment, and flash pulse treatment. As the light irradiation treatment, it is preferable to use an ultraviolet treatment since it is simple and excellent in productivity and it is easy to obtain a uniform composition of the inorganic layer [A]. The ultraviolet treatment may be performed under atmospheric pressure or reduced pressure, but in the present invention, the ultraviolet treatment is preferably performed under atmospheric pressure from the viewpoint of versatility and production efficiency. The oxygen concentration during the ultraviolet treatment is preferably 1.0% by volume or less, and more preferably 0.5% by volume or less. For reducing the oxygen concentration, dry nitrogen is preferably used. 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、またアルゴンやクリプトンやキセノン等を用いたエキシマランプなど、既知のものを用いることができるが、生産効率や本発明の積層体を形成しやすい等の観点からキセノンエキシマランプを使用することが好ましい。照射する紫外線の波長は特に限定されるところではないが、生産効率の観点から10〜200nmが好ましく、100〜200nmがより好ましく、150〜180nmがさらに好ましい。   As an ultraviolet ray generation source, a known source such as a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a microwave type electrodeless lamp, a low pressure mercury lamp, a xenon lamp, or an excimer lamp using argon, krypton, xenon, or the like can be used. In view of production efficiency and easy formation of the laminate of the present invention, it is preferable to use a xenon excimer lamp. Although the wavelength of the ultraviolet rays to be irradiated is not particularly limited, it is preferably 10 to 200 nm, more preferably 100 to 200 nm, and further preferably 150 to 180 nm from the viewpoint of production efficiency.

紫外線照射の積算光量は、1.5〜10J/cmであることが好ましく、2.5〜7J/cmがより好ましい。積算光量が1.5J/cm以上であると酸化を抑制する所望の無機層[A]の組成が得ることができ、また、積算光量が10J/cm以下であると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。 Integrated light quantity of ultraviolet irradiation is preferably from 1.5~10J / cm 2, 2.5~7J / cm 2 is more preferable. When the integrated light quantity is 1.5 J / cm 2 or more, a composition of a desired inorganic layer [A] that suppresses oxidation can be obtained, and when the integrated light quantity is 10 J / cm 2 or less, damage to the substrate is caused. Can be reduced, which is preferable.

また、本発明では、紫外線処理の際、生産効率を向上させるために冷却後の塗膜を加熱しながら紫外線処理を行うことがより好ましい。加熱温度としては、40〜100℃が好ましく、50〜80℃がより好ましい。加熱温度が40℃以上であれば高い生産効率が得られるため好ましく、また、加熱温度が100℃以下であれば基材など他の材料の変形や変質が起こりにくく、無機層[A]の層内部の酸化を抑制できるため好ましい。   Moreover, in this invention, in order to improve production efficiency in the case of ultraviolet treatment, it is more preferable to perform ultraviolet treatment, heating the coating film after cooling. As heating temperature, 40-100 degreeC is preferable and 50-80 degreeC is more preferable. When the heating temperature is 40 ° C. or higher, high production efficiency is obtained, and when the heating temperature is 100 ° C. or lower, deformation or alteration of other materials such as a substrate hardly occurs, and the layer of the inorganic layer [A] It is preferable because internal oxidation can be suppressed.

[無機層[B]]
本発明の積層体では、高いガスバリア性、高温高湿下での膜質安定性、そして耐屈曲性が得られる観点から、基材と無機層[A]との間に、無機層[B]を有することが好ましい。無機層[A]の基材側に無機層[B]を有することで、無機層[A]の層内部に存在するSi−NH構造を、基材側から保護することができ、無機層[A]の膜質安定性が向上する。従って、基材と無機層[A]との間に無機層[B]を有することで、積層体全体として、高いガスバリア性と高い膜質安定性を実現することが可能となる。
[Inorganic layer [B]]
In the laminate of the present invention, the inorganic layer [B] is provided between the substrate and the inorganic layer [A] from the viewpoint of obtaining high gas barrier properties, film quality stability under high temperature and high humidity, and bending resistance. It is preferable to have. By having the inorganic layer [B] on the substrate side of the inorganic layer [A], the Si—NH structure existing inside the layer of the inorganic layer [A] can be protected from the substrate side. The film quality stability of A] is improved. Therefore, by having the inorganic layer [B] between the base material and the inorganic layer [A], it is possible to realize high gas barrier properties and high film quality stability as the whole laminate.

本発明の無機層[B]は、高いガスバリア性を得られる観点から、亜鉛、ケイ素、スズ、アルミニウム、インジウム、チタン、銀、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンおよびパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有することが好ましい。上記を満たしていれば、その他の元素や、酸化物、窒化物、硫化物、または、それらの混合物を含有していてもよい。また、無機層[B]は、高いガスバリア性が得られる観点から、ケイ素と亜鉛とを含有することがより好ましい。   The inorganic layer [B] of the present invention is at least one element selected from the group consisting of zinc, silicon, tin, aluminum, indium, titanium, silver, zirconium, niobium, molybdenum and palladium from the viewpoint of obtaining high gas barrier properties. It is preferable to contain. As long as the above is satisfied, other elements, oxides, nitrides, sulfides, or a mixture thereof may be contained. Moreover, it is more preferable that the inorganic layer [B] contains silicon and zinc from the viewpoint of obtaining high gas barrier properties.

本発明における無機層[B]の厚みは、ガスバリア性を発現する層の厚みとして10nm以上、1,000nm以下が好ましい。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、面内でガスバリア性がばらつく場合がある。また、層の厚みが1,000nmより厚くなると、層内に残留する応力が大きくなるため、曲げや外部からの衝撃によって無機層[B]にクラックが発生しやすくなり、使用に伴いガスバリア性が低下する場合がある。従って、無機層[B]の厚みは10nm以上、1,000nm以下が好ましく、柔軟性を確保する観点から50nm以上、500nm以下がより好ましい。無機層[B]の厚みは、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 inorganic layer [B] in the present invention is preferably 10 nm or more and 1,000 nm or less as the thickness of the layer exhibiting gas barrier properties. When the thickness of the layer is less than 10 nm, there may be a portion where the gas barrier property cannot be sufficiently secured, and the gas barrier property may vary in the plane. In addition, when the thickness of the layer is greater than 1,000 nm, the stress remaining in the layer increases, so that the inorganic layer [B] is liable to crack due to bending or external impact, and the gas barrier properties are increased with use. May decrease. Therefore, the thickness of the inorganic layer [B] is preferably 10 nm or more and 1,000 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 500 nm or less from the viewpoint of ensuring flexibility. The thickness of the inorganic layer [B] can be measured from a cross-sectional observation image by TEM.

本発明における無機層[B]の中心面平均粗さSRaは、10nm以下であることが好ましい。SRaが10nmより大きくなると、無機層[B]表面の凹凸形状が大きくなり、積層される粒子間に隙間ができるため、膜質が緻密になりにくく、膜厚を厚く形成してもガスバリア性の向上効果は得られにくくなる場合がある。また、SRaが10nmより大きくなると、無機層[B]上に積層する無機層[A]の膜質が均一にならないため、ガスバリア性が低下する場合がある。従って、無機層[B]のSRaは10nm以下であることが好ましく、さらに好ましくは7nm以下である。本発明における無機層[B]のSRaは、三次元表面粗さ測定機を用いて測定することができる。   The center plane average roughness SRa of the inorganic layer [B] in the present invention is preferably 10 nm or less. When SRa is larger than 10 nm, the irregular shape on the surface of the inorganic layer [B] becomes large, and gaps are formed between the stacked particles, so that the film quality is difficult to be dense and the gas barrier property is improved even if the film thickness is increased. The effect may be difficult to obtain. Further, when SRa is larger than 10 nm, the film quality of the inorganic layer [A] laminated on the inorganic layer [B] is not uniform, and the gas barrier property may be lowered. Therefore, SRa of the inorganic layer [B] is preferably 10 nm or less, and more preferably 7 nm or less. SRa of the inorganic layer [B] in the present invention can be measured using a three-dimensional surface roughness measuring machine.

本発明において無機層[B]を形成する方法は特に限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法などによって形成することができる。これらの方法の中でも、簡便かつ緻密に無機層[B]を形成可能であることから、スパッタリング法またはCVD法が好ましい。   In the present invention, the method for forming the inorganic layer [B] is not particularly limited. For example, the inorganic layer [B] can be formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a CVD method, or the like. Among these methods, the sputtering method or the CVD method is preferable because the inorganic layer [B] can be easily and precisely formed.

さらに、高いガスバリア性、高温高湿下での膜質安定性、そして耐屈曲性が得られる観点から、無機層[B]が、以下の[B1]および/または[B2]を満たすことが好ましい。
無機層[B1]:(i)〜(iii)の共存相からなる無機層
(i)酸化亜鉛
(ii)二酸化ケイ素
(iii)酸化アルミニウム
無機層[B2]:硫化亜鉛と二酸化ケイ素の共存相からなる無機層
以下、無機層[B1]、[B2]のそれぞれの詳細について説明する。
Furthermore, it is preferable that the inorganic layer [B] satisfies the following [B1] and / or [B2] from the viewpoint of obtaining high gas barrier properties, film quality stability under high temperature and high humidity, and bending resistance.
Inorganic layer [B1]: Inorganic layer consisting of coexisting phases of (i) to (iii) (i) Zinc oxide (ii) Silicon dioxide (iii) Aluminum oxide inorganic layer [B2]: From the coexisting phase of zinc sulfide and silicon dioxide Hereinafter, details of each of the inorganic layers [B1] and [B2] will be described.

[無機層[B1]]
本発明において無機層[B]として好適に用いられる、(i)酸化亜鉛、(ii)二酸化ケイ素、および(iii)酸化アルミニウムの共存相(以下、(i)酸化亜鉛、(ii)二酸化ケイ素、および(iii)酸化アルミニウムの共存相を「酸化亜鉛−二酸化ケイ素−酸化アルミニウム共存相」と表記することもある)からなる層である無機層[B1]について詳細を説明する。なお、「酸化亜鉛−二酸化ケイ素−酸化アルミニウム共存相」を「ZnO−SiO−Al」と略記することもある。また、二酸化ケイ素(SiO)は、生成時の条件によって、左記組成式のケイ素と酸素の組成比率から若干ずれたもの(SiO〜SiO)が生成することがあるが、二酸化ケイ素あるいはSiOと表記することとする。かかる組成比の化学式からのずれに関しては、酸化亜鉛、酸化アルミニウムについても同様の扱いとし、それぞれ、生成時の条件に依存する組成比のずれに関わらず、それぞれ酸化亜鉛またはZnO、酸化アルミニウムまたはAlと表記することとする。
[Inorganic layer [B1]]
In the present invention, (i) zinc oxide, (ii) silicon dioxide, and (iii) a coexisting phase of aluminum oxide (hereinafter referred to as (i) zinc oxide, (ii) silicon dioxide, And (iii) the inorganic layer [B1], which is a layer composed of the coexisting phase of aluminum oxide (sometimes referred to as “zinc oxide-silicon dioxide-aluminum oxide coexisting phase”) will be described in detail. In addition, the “zinc oxide-silicon dioxide-aluminum oxide coexisting phase” may be abbreviated as “ZnO—SiO 2 —Al 2 O 3 ”. Also, silicon (SiO 2) dioxide, the generation time of the condition, those slightly deviated from the composition ratio of silicon and oxygen on the left formula (SiO~SiO 2) although it is possible to produce silicon dioxide or SiO 2 It shall be written as Regarding the deviation of the composition ratio from the chemical formula, the same applies to zinc oxide and aluminum oxide. Regardless of the deviation of the composition ratio depending on the conditions at the time of production, zinc oxide or ZnO, aluminum oxide or Al, respectively. It shall be expressed as 2 O 3 .

本発明の積層体において無機層[B1]を適用することによりガスバリア性が良好となる理由は、酸化亜鉛−二酸化ケイ素−酸化アルミニウム共存相においては酸化亜鉛に含まれる結晶質成分と二酸化ケイ素の非晶質成分とを共存させることによって、微結晶を生成しやすい酸化亜鉛の結晶成長が抑制され粒子径が小さくなるため層が緻密化し、水蒸気の透過が抑制されるためと推測している。   The reason why the gas barrier property is improved by applying the inorganic layer [B1] in the laminate of the present invention is that, in the coexisting phase of zinc oxide-silicon dioxide-aluminum oxide, the crystalline component contained in zinc oxide and the non-silicon dioxide It is presumed that the coexistence of the crystalline component suppresses crystal growth of zinc oxide, which tends to generate microcrystals, and the particle size is reduced, so that the layer is densified and the permeation of water vapor is suppressed.

また、酸化アルミニウムを共存させることによって、酸化亜鉛と二酸化ケイ素を共存させる場合に比べて、より結晶成長を抑制することができるため、さらなる層の緻密化ができること、それに伴い、使用時におけるクラックの生成に起因するガスバリア性低下についても抑制できたものと考えられる。   In addition, the coexistence of aluminum oxide can suppress the crystal growth more than the case of coexistence of zinc oxide and silicon dioxide, so that the layer can be further densified, and accordingly, cracks during use can be reduced. It is considered that the gas barrier property deterioration due to the generation could be suppressed.

無機層[B1]の組成は、亜鉛原子濃度が1〜35atm%、ケイ素原子濃度が5〜25atm%、アルミニウム原子濃度が1〜7atm%、酸素原子濃度が50〜70atm%の範囲にあることが好ましい。亜鉛原子濃度が1atm%よりも少ない、またはケイ素原子濃度が25atm%よりも多いと、ガスバリア層を柔軟性の高い性質にする亜鉛原子の割合が少なくなるため、積層体の柔軟性が低下する場合がある。かかる観点から、亜鉛原子濃度は、3atm%以上であることがより好ましい。亜鉛原子濃度が35atm%よりも多い、またはケイ素原子濃度が5atm%よりも少ないと、ケイ素原子の割合が少なくなることでガスバリア層は結晶層になりやすく、クラックが入りやすくなる場合がある。かかる観点から、ケイ素原子濃度は、7atm%以上であることがより好ましい。アルミニウム原子濃度が1atm%よりも少ないと、酸化亜鉛と二酸化ケイ素の親和性が損なわれるため、ガスバリア層には空隙や欠陥が生じやすくなる場合がある。また、アルミニウム原子濃度が7atm%よりも多いと、酸化亜鉛と二酸化ケイ素の親和性が過剰に高くなるため、熱や外部からの応力に対してクラックが生じやすくなる場合がある。酸素原子濃度が50atm%よりも少ないと、亜鉛、ケイ素、アルミニウムは酸化不足となり、光線透過率が低下する場合がある。また、酸素原子濃度が70atm%よりも多いと、酸素が過剰に取り込まれるため、空隙や欠陥が増加し、ガスバリア性が低下する場合がある。   The composition of the inorganic layer [B1] is such that the zinc atom concentration is 1 to 35 atm%, the silicon atom concentration is 5 to 25 atm%, the aluminum atom concentration is 1 to 7 atm%, and the oxygen atom concentration is 50 to 70 atm%. preferable. When the zinc atom concentration is less than 1 atm% or the silicon atom concentration is more than 25 atm%, the ratio of zinc atoms that make the gas barrier layer a highly flexible property decreases, so the flexibility of the laminate decreases. There is. From this viewpoint, the zinc atom concentration is more preferably 3 atm% or more. If the zinc atom concentration is higher than 35 atm% or the silicon atom concentration is lower than 5 atm%, the ratio of silicon atoms decreases, so that the gas barrier layer tends to become a crystal layer and cracks are likely to occur. From this viewpoint, the silicon atom concentration is more preferably 7 atm% or more. When the aluminum atom concentration is less than 1 atm%, the affinity between zinc oxide and silicon dioxide is impaired, so that voids and defects may easily occur in the gas barrier layer. On the other hand, if the aluminum atom concentration is higher than 7 atm%, the affinity between zinc oxide and silicon dioxide becomes excessively high, so that cracks are likely to occur against heat and external stress. When the oxygen atom concentration is less than 50 atm%, zinc, silicon, and aluminum are insufficiently oxidized, and the light transmittance may decrease. On the other hand, when the oxygen atom concentration is higher than 70 atm%, oxygen is taken in excessively, so that voids and defects increase, and the gas barrier property may deteriorate.

無機層[B1]の組成は、層の形成時に使用した混合焼結材料と同様の組成で形成されるため、目的とする層の組成に合わせた組成の混合焼結材料を使用することで無機層[B1]の組成を調整することが可能である。   The composition of the inorganic layer [B1] is formed with the same composition as the mixed sintered material used at the time of forming the layer. Therefore, by using a mixed sintered material having a composition that matches the composition of the target layer, the inorganic layer [B1] It is possible to adjust the composition of the layer [B1].

無機層[B1]の組成は、従来公知の組成分析方法により求めることができ、例えばXPS分析により測定することができる。ここで無機層[B1]の最表面は一般に過剰酸化されており、内部の組成比率と異なるため、XPS分析による分析の前処理としてアルゴンイオンを用いたスパッタエッチングにより、最表層を2nm程度エッチングして除去した後、組成分析を行い得た原子濃度を、本発明における原子濃度とする。なお、無機層[B1]上にさらに層が積層されている場合、必要に応じてイオンエッチングや薬液処理により層を除去した後、XPS分析にて測定することができる。   The composition of the inorganic layer [B1] can be determined by a conventionally known composition analysis method, and can be measured, for example, by XPS analysis. Here, since the outermost surface of the inorganic layer [B1] is generally over-oxidized and differs from the internal composition ratio, the outermost layer is etched by about 2 nm by sputter etching using argon ions as a pretreatment for analysis by XPS analysis. Then, the atomic concentration obtained by performing composition analysis is defined as the atomic concentration in the present invention. In addition, when the layer is further laminated | stacked on inorganic layer [B1], it can measure by XPS analysis, after removing a layer by ion etching or a chemical | medical solution process as needed.

[無機層[B2]]
次に、本発明において無機層[B]として好適に用いられる、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の共存相(以下、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の共存相を「硫化亜鉛−二酸化ケイ素共存相」と表記することもある)からなる層である無機層[B2]について詳細を説明する。なお、「硫化亜鉛−二酸化ケイ素共存相」を、「ZnS−SiO」と略記することもある。また、二酸化ケイ素(SiO)は、その生成時の条件によって、左記組成式のケイ素と酸素の組成比率から若干ずれたもの(SiO〜SiO)が生成することがあるが、二酸化ケイ素あるいはSiOと表記することとする。かかる組成比の化学式からのずれに関しては、硫化亜鉛についても同様の扱いとし、生成時の条件に依存する組成比のずれに関わらず、硫化亜鉛またはZnSと表記することとする。
[Inorganic layer [B2]]
Next, the coexisting phase of zinc sulfide and silicon dioxide (hereinafter referred to as the coexisting phase of zinc sulfide and silicon dioxide is referred to as “zinc sulfide-silicon dioxide coexisting phase”) that is preferably used as the inorganic layer [B] in the present invention. The details of the inorganic layer [B2], which is a layer formed from the above, will be described. The “zinc sulfide-silicon dioxide coexisting phase” is sometimes abbreviated as “ZnS—SiO 2 ”. Further, silicon dioxide (SiO 2), depending on the conditions at the time of generation, those slightly deviated from the composition ratio of silicon and oxygen on the left formula (SiO~SiO 2) although it is possible to produce silicon dioxide or SiO It shall be written as 2 . Regarding the deviation of the composition ratio from the chemical formula, the same applies to zinc sulfide, and it is expressed as zinc sulfide or ZnS regardless of the deviation of the composition ratio depending on the conditions at the time of production.

本発明の積層体において無機層[B2]を適用することによりガスバリア性が良好となる理由は、硫化亜鉛−二酸化ケイ素共存相においては硫化亜鉛に含まれる結晶質成分と二酸化ケイ素の非晶質成分とを共存させることによって、微結晶を生成しやすい硫化亜鉛の結晶成長が抑制され粒子径が小さくなるため層が緻密化し、水蒸気の透過が抑制されるためと推測している。   The reason why the gas barrier property is improved by applying the inorganic layer [B2] in the laminate of the present invention is that the crystalline component contained in the zinc sulfide and the amorphous component of silicon dioxide in the zinc sulfide-silicon dioxide coexisting phase It is presumed that the coexistence with the above suppresses the crystal growth of zinc sulfide, which is likely to produce microcrystals, and the particle diameter is reduced, so that the layer is densified and the permeation of water vapor is suppressed.

また、結晶成長が抑制された硫化亜鉛を含む硫化亜鉛−二酸化ケイ素共存相は、無機酸化物または金属酸化物だけで形成された層よりも柔軟性がより高くなり、熱や外部からの応力に対してクラックが生じにくい層となるため、かかる無機層[B2]を適用することにより、使用時におけるクラックの生成に起因するガスバリア性低下についても抑制できたものと考えられる。   In addition, the zinc sulfide-silicon dioxide coexisting phase containing zinc sulfide with suppressed crystal growth is more flexible than a layer formed only of inorganic oxides or metal oxides, and is resistant to heat and external stress. On the other hand, since it becomes a layer which is hard to generate | occur | produce a crack, it is thought that the gas barrier property fall resulting from the production | generation of the crack at the time of use was also suppressed by applying this inorganic layer [B2].

無機層[B2]は、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の合計に対する硫化亜鉛のモル分率が0.7〜0.9である組成により構成されたものであることが好ましい。硫化亜鉛と二酸化ケイ素の合計に対する硫化亜鉛のモル分率が0.9より大きくなると、硫化亜鉛の結晶成長を抑制する二酸化ケイ素が不足するため、空隙部分や欠陥部分が増加し、所定のガスバリア性が得られない場合がある。また、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の合計に対する硫化亜鉛のモル分率が0.7より小さくなると、無機層[B2]内部の二酸化ケイ素の非晶質成分が増加して層の柔軟性が低下するため、機械的な曲げに対する柔軟性が低下する場合がある。硫化亜鉛と二酸化ケイ素の合計に対する硫化亜鉛のモル分率のさらに好ましい範囲は0.75〜0.85である。   The inorganic layer [B2] is preferably composed of a composition in which the molar fraction of zinc sulfide relative to the total of zinc sulfide and silicon dioxide is 0.7 to 0.9. If the molar fraction of zinc sulfide with respect to the total of zinc sulfide and silicon dioxide is greater than 0.9, there will be insufficient silicon dioxide to suppress zinc sulfide crystal growth, resulting in an increase in voids and defects, resulting in the prescribed gas barrier properties. May not be obtained. In addition, if the molar fraction of zinc sulfide with respect to the total of zinc sulfide and silicon dioxide is smaller than 0.7, the amorphous component of silicon dioxide inside the inorganic layer [B2] increases and the flexibility of the layer decreases. The flexibility to mechanical bending may be reduced. A more preferable range of the molar fraction of zinc sulfide relative to the total of zinc sulfide and silicon dioxide is 0.75 to 0.85.

無機層[B2]の組成は、層の形成時に使用した混合焼結材料と同様の組成で形成されるため、目的に合わせた組成の混合焼結材料を使用することで無機層[B2]の組成を調整することが可能である。   Since the composition of the inorganic layer [B2] is formed with the same composition as the mixed sintered material used at the time of forming the layer, by using the mixed sintered material having a composition suitable for the purpose, the inorganic layer [B2] It is possible to adjust the composition.

無機層[B2]の組成分析は、ICP発光分光分析によりまず亜鉛及びケイ素の組成比を求め、この値を基にラザフォード後方散乱法を使用して、各元素を定量分析し硫化亜鉛と二酸化ケイ素および含有する他の無機酸化物の組成比を知ることができる。ICP発光分光分析は、試料をアルゴンガスとともにプラズマ光源部に導入した際に発生する発光スペクトルから、多元素の同時計測が可能な分析手法であり、組成分析に適用することができる。また、ラザフォード後方散乱法は高電圧で加速させた荷電粒子を試料に照射し、そこから跳ね返る荷電粒子の数、エネルギーから元素の特定、定量を行い、各元素の組成比を知ることができる。なお、無機層[B2]は硫化物と酸化物の複合層であるため、硫黄と酸素の組成比分析が可能なラザフォード後方散乱法による分析を実施する。無機層[B2]上にさらに無機層や樹脂層が積層されている場合、必要に応じてイオンエッチングや薬液処理により層を除去した後、ICP発光分光分析及び、ラザフォード後方散乱法にて分析することができる。   In the composition analysis of the inorganic layer [B2], first, the composition ratio of zinc and silicon is obtained by ICP emission spectroscopic analysis. Based on this value, each element is quantitatively analyzed by using Rutherford backscattering method, and zinc sulfide and silicon dioxide are analyzed. And the composition ratio of other inorganic oxides contained. The ICP emission spectroscopic analysis is an analysis method capable of simultaneously measuring multiple elements from an emission spectrum generated when a sample is introduced into a plasma light source unit together with argon gas, and can be applied to composition analysis. In Rutherford backscattering method, a charged particle accelerated by a high voltage is irradiated on a sample, and the number of charged particles bounced from the sample and the element are identified and quantified from the energy, and the composition ratio of each element can be known. Note that since the inorganic layer [B2] is a composite layer of sulfide and oxide, analysis by Rutherford backscattering method capable of analyzing the composition ratio of sulfur and oxygen is performed. When an inorganic layer or a resin layer is further laminated on the inorganic layer [B2], the layer is removed by ion etching or chemical treatment as necessary, and then analyzed by ICP emission spectroscopic analysis and Rutherford backscattering method. be able to.

以上のように、無機層[B]として[B1]および/または[B2]を満たすことで、より高いガスバリア性と高い膜質安定性が得られるが、無機層[B]は上記に限定されるものではなく、無機層[B]が以下の[B3]を満たすことも好ましい。また、その他の無機層[B]として、アルミナからなる無機層[B4]を適用してもよい。
無機層[B3]:ケイ素原子に対する酸素原子の原子数比が1.5〜2.0であるケイ素酸化物を主成分とする無機層
以下、無機層[B3]、[B4]の詳細について説明する。
As described above, by satisfying [B1] and / or [B2] as the inorganic layer [B], higher gas barrier properties and high film quality stability can be obtained, but the inorganic layer [B] is limited to the above. It is also preferable that the inorganic layer [B] satisfy the following [B3] instead of the above. Moreover, you may apply the inorganic layer [B4] which consists of aluminas as another inorganic layer [B].
Inorganic layer [B3]: Inorganic layer mainly composed of silicon oxide having an atomic ratio of oxygen atoms to silicon atoms of 1.5 to 2.0 Hereinafter, details of inorganic layers [B3] and [B4] will be described. To do.

[無機層[B3]]
本発明において無機層[B]として好適に用いられる、ケイ素原子に対する酸素原子の原子数比が1.5〜2.0であるケイ素酸化物を主成分とする無機層[B3]について詳細を説明する。ここで、主成分とはケイ素酸化物が無機層[B3]全体の60質量%以上であることを意味し、80質量%以上であれば好ましい。なお、二酸化ケイ素(SiO)は、その生成時の条件によって、前記組成式のケイ素と酸素の組成比率から若干ずれたもの(SiO〜SiO)が生成することがあるが、二酸化ケイ素あるいはSiOと表記することとする。従って、XPS分析によりケイ素原子に対する酸素原子の原子数比を求め、無機層[B]中のケイ素酸化物がすべてSiO(xはXPS分析により求めたケイ素原子に対する酸素原子の原子数比)になっていると仮定して、無機層[B]中のケイ素酸化物の含有量を求める。
[Inorganic layer [B3]]
The inorganic layer [B3], which is preferably used as the inorganic layer [B] in the present invention and has a silicon oxide as a main component and having an atomic ratio of oxygen atoms to silicon atoms of 1.5 to 2.0, will be described in detail. To do. Here, the main component means that the silicon oxide is 60% by mass or more of the entire inorganic layer [B3], and preferably 80% by mass or more. Incidentally, silicon dioxide (SiO 2), depending on the conditions at the time of generation, those slightly deviated from the composition ratio of silicon and oxygen of the composition formula (SiO~SiO 2) although it is possible to produce silicon dioxide or SiO It shall be written as 2 . Therefore, the atomic ratio of oxygen atoms to silicon atoms is determined by XPS analysis, and all silicon oxides in the inorganic layer [B] are changed to SiO x (x is the atomic ratio of oxygen atoms to silicon atoms determined by XPS analysis). Assuming that it is, the silicon oxide content in the inorganic layer [B] is determined.

無機層[B3]の形成方法は、緻密な膜を形成することができるCVD法が好ましい。CVD法では、後述する有機ケイ素化合物のモノマー気体を高強度のプラズマにより活性化し、重合反応によって緻密な膜を形成することができる。ここでいう有機ケイ素化合物とは、例えば、シラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、エチルシラン、ジエチルシラン、トリエチルシラン、テトラエチルシラン、プロポキシシラン、ジプロポキシシラン、トリプロポキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、ジメチルジシロキサン、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタンシロキサン、ウンデカメチルシクロヘキサシロキサン、ジメチルジシラザン、トリメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、デカメチルシクロペンタシラザン、ウンデカメチルシクロヘキサシラザンなどが挙げられる。中でも取り扱い上の安全性からヘキサメチルジシロキサン、テトラエトキシシランが好ましい。   The formation method of the inorganic layer [B3] is preferably a CVD method capable of forming a dense film. In the CVD method, a monomer gas of an organosilicon compound described later can be activated by high-intensity plasma, and a dense film can be formed by a polymerization reaction. Examples of the organosilicon compound here include silane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, tetramethylsilane, ethylsilane, diethylsilane, triethylsilane, tetraethylsilane, propoxysilane, dipropoxysilane, tripropoxysilane, and tetrapropoxysilane. , Tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, dimethyldisiloxane, tetramethyldisiloxane, hexamethyldisiloxane, hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentanesiloxane, undecamethylcyclohexa Siloxane, dimethyldisilazane, trimethyldisilazane, tetramethyldisilazane, hexamethyldisilazane, hexamethylcyclotri Razan, octamethylcyclotetrasilazane, decamethylcyclopentasiloxane silazane, such undecapeptide methyl cyclohexasilane La disilazane and the like. Of these, hexamethyldisiloxane and tetraethoxysilane are preferable in terms of safety in handling.

無機層[B3]の組成は、ケイ素原子に対する酸素原子の原子数比が、1.5〜2.0の範囲であることが好ましく、さらに1.6〜1.8の範囲であることがより好ましい。酸素原子に対するケイ素原子の原子数比が2.0より大きくなると、含まれる酸素原子量が多くなるため、空隙部分や欠陥部分が増加し、所定のガスバリア性が得られない場合がある。また、酸素原子に対するケイ素原子の原子数比が1.5より小さくなると、酸素原子が減少し緻密な膜になるが、柔軟性が低下する場合がある。無機層[B3]の組成は、従来公知の組成分析方法により求めることができ、例えばXPS分析により測定することができる。   The composition of the inorganic layer [B3] is such that the atomic ratio of oxygen atoms to silicon atoms is preferably in the range of 1.5 to 2.0, and more preferably in the range of 1.6 to 1.8. preferable. When the ratio of the number of silicon atoms to oxygen atoms is larger than 2.0, the amount of oxygen atoms contained is increased, so that void portions and defect portions increase, and a predetermined gas barrier property may not be obtained. On the other hand, when the atomic ratio of silicon atoms to oxygen atoms is smaller than 1.5, oxygen atoms are reduced to form a dense film, but flexibility may be lowered. The composition of the inorganic layer [B3] can be determined by a conventionally known composition analysis method, and can be measured, for example, by XPS analysis.

[無機層[B4]]
次に、本発明において無機層[B]として好適に用いられる、無機層[B4]について詳細を説明する。無機層[B4]はアルミナからなる層である。アルミナからなる層は、コスト、生産設備、着色、食品衛生性等の観点から好ましい。無機層[B4]の形成方法としては、例えば物理蒸着法や化学蒸着法を用いることができる。積層体への物理蒸着法には例えば真空蒸着法、スパッタリング法があり、特に酸化度の制御のしやすさから真空蒸着法が好ましく、さらに金属蒸気の高エネルギー化が可能な電子ビーム蒸着法が好ましい。無機層[B4]の組成は、従来公知の組成分析方法により求めることができ、例えばXPS分析により測定することができる。
[Inorganic layer [B4]]
Next, details of the inorganic layer [B4], which is preferably used as the inorganic layer [B] in the present invention, will be described. The inorganic layer [B4] is a layer made of alumina. The layer made of alumina is preferable from the viewpoints of cost, production equipment, coloring, food hygiene, and the like. As a method of forming the inorganic layer [B4], for example, a physical vapor deposition method or a chemical vapor deposition method can be used. Examples of the physical vapor deposition method on the laminate include a vacuum vapor deposition method and a sputtering method. Particularly, the vacuum vapor deposition method is preferable because it is easy to control the degree of oxidation, and an electron beam vapor deposition method capable of increasing the energy of metal vapor is also available. preferable. The composition of the inorganic layer [B4] can be determined by a conventionally known composition analysis method, and can be measured, for example, by XPS analysis.

[アンカーコート層[C]]
本発明に適用される基材の表面には、ガスバリア性向上、耐屈曲性向上、密着性の向上を目的として、アンカーコート層を形成することが好ましい。得られた積層体の基材の表面にアンカーコート層を有することにより、基材に直接無機層[B]または無機層[A]を作製した場合よりも、無機層[B]または/および無機層[A]の平坦性が向上し、ガスバリア性、耐屈曲性、密着性が向上する。
[Anchor coat layer [C]]
An anchor coat layer is preferably formed on the surface of the substrate applied to the present invention for the purpose of improving gas barrier properties, bending resistance, and adhesion. By having an anchor coat layer on the surface of the base material of the obtained laminate, the inorganic layer [B] and / or the inorganic layer is more effective than the case where the inorganic layer [B] or the inorganic layer [A] is directly formed on the base material. The flatness of the layer [A] is improved, and gas barrier properties, flex resistance, and adhesion are improved.

無機層[B]のスパッタリングの際にアンカーコート層上に飛来してきたスパッタ粒子の表面拡散性を確保するため、アンカーコート層の鉛筆硬度はH以上3H以下であることが好ましい(鉛筆硬度は、(軟)10B〜B、HB、F、H〜9H(硬)である)。Hより軟らかいと、スパッタ粒子が飛来した際に、ミキシングが起こりやすくなり、十分な表面拡散性が得られないため、無機層[B]の緻密化を図ることが難しい場合がある。一方、3Hより硬い場合、積層体の屈曲性が損なわれ、無機層[B]または/および無機層[A]にクラックが入りやすくなる場合がある。   In order to ensure the surface diffusibility of the sputtered particles flying on the anchor coat layer during the sputtering of the inorganic layer [B], the pencil hardness of the anchor coat layer is preferably H or more and 3H or less (the pencil hardness is (Soft) 10B-B, HB, F, H-9H (hard). If it is softer than H, mixing is likely to occur when sputtered particles come in, and sufficient surface diffusivity cannot be obtained, so it may be difficult to make the inorganic layer [B] dense. On the other hand, if it is harder than 3H, the flexibility of the laminate may be impaired, and cracking may easily occur in the inorganic layer [B] and / or the inorganic layer [A].

このアンカーコート層に用いられる材料としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキルチタネートなどが挙げられ、これらを1または2種以上併せて使用することもできる。本発明に用いるアンカーコート層の材料としては耐溶剤性の観点から主剤と硬化剤とからなる二液硬化型樹脂が好ましく、ガスバリア性、耐水性の観点からポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂を主剤として使用することがより好ましい。硬化剤としてはガスバリア性、透明性などの特性を阻害しない範囲内であれば、特に限定されることはなく、イソシアネート系、エポキシ系などの一般的な硬化剤を使用することができる。これらのアンカーコート層には、既知の添加剤を含有させることもできる。   Examples of the material used for the anchor coat layer include polyester resin, isocyanate resin, urethane resin, acrylic resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, modified styrene resin, modified silicon resin, and alkyl titanate. These may be used alone or in combination of two or more. As a material for the anchor coat layer used in the present invention, a two-part curable resin comprising a main agent and a curing agent is preferable from the viewpoint of solvent resistance, and a polyester resin, a urethane resin, and an acrylic resin are mainly used from the viewpoint of gas barrier properties and water resistance. It is more preferable to use as. The curing agent is not particularly limited as long as it does not impair the properties such as gas barrier properties and transparency, and general curing agents such as isocyanate and epoxy can be used. These anchor coat layers may contain known additives.

本発明に用いるアンカーコート層の厚みは、0.3〜10μmが好ましい。層の厚みが0.3μmより薄くなると、基材の凹凸の影響を受けて、無機層[B]または/および無機層[A]の表面粗さが大きくなる可能性があり、ガスバリア性が低下する場合がある。層の厚みが10μmより厚くなると、アンカーコート層の層内に残留する応力が大きくなることによって基材が反り、無機層[B]または/および無機層[A]にクラックが発生するため、ガスバリア性が低下する場合がある。従って、アンカーコート層の厚みは0.3〜10μmが好ましい。さらに、柔軟性を確保する観点から1〜3μmがより好ましい。   The thickness of the anchor coat layer used in the present invention is preferably 0.3 to 10 μm. When the thickness of the layer is less than 0.3 μm, the surface roughness of the inorganic layer [B] and / or the inorganic layer [A] may increase due to the influence of the unevenness of the base material, and the gas barrier property is lowered. There is a case. When the thickness of the layer is greater than 10 μm, the stress remaining in the anchor coat layer increases and the base material warps and cracks are generated in the inorganic layer [B] and / or the inorganic layer [A]. May decrease. Therefore, the thickness of the anchor coat layer is preferably 0.3 to 10 μm. Furthermore, 1 to 3 μm is more preferable from the viewpoint of ensuring flexibility.

基材の表面にアンカーコート層を形成する方法としては上記のアンカーコート層の材料に溶剤、希釈剤などを加えて塗剤とした後、ロールコート法、グラビアコート法、ナイフコート法、ディップコート法、スプレーコート法などの方法により基材上に塗布して塗膜を形成し、溶剤、希釈剤などを乾燥除去することによりアンカーコート層を形成することができる。塗膜の乾燥方法は、熱ロール接触法、熱媒(空気、オイルなど)接触法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法などが利用できる。中でも、本発明のアンカーコート層の好ましい厚みである0.3〜10μmの厚みの層を塗工するに好適な手法として、グラビアコート法が好ましい。   As a method of forming an anchor coat layer on the surface of the substrate, a solvent, a diluent, etc. are added to the material of the above-mentioned anchor coat layer to form a coating, followed by a roll coating method, a gravure coating method, a knife coating method, a dip coating. An anchor coat layer can be formed by applying a coating film on a substrate by a method such as a spray coating method or the like, forming a coating film, and drying and removing a solvent, a diluent or the like. As a method for drying the coating film, a hot roll contact method, a heating medium (air, oil, etc.) contact method, an infrared heating method, a microwave heating method, or the like can be used. Among these, a gravure coating method is preferable as a method suitable for coating a layer having a thickness of 0.3 to 10 μm, which is a preferable thickness of the anchor coat layer of the present invention.

[その他の層]
本発明の積層体の最表面の上には、ガスバリア性が低下しない範囲で耐擦傷性の向上を目的としたハードコート層を形成してもよいし、有機高分子化合物からなるフィルムをラミネートした積層構成としてもよい。なお、ここで積層体の最表面とは、基材上に無機層[A]が積層された後の、無機層[A]の基材側とは反対側の面をいう。
[Other layers]
On the outermost surface of the laminate of the present invention, a hard coat layer may be formed for the purpose of improving the scratch resistance within a range where the gas barrier property is not lowered, or a film made of an organic polymer compound is laminated. It is good also as a laminated structure. In addition, the outermost surface of a laminated body means the surface on the opposite side to the base material side of inorganic layer [A] after inorganic layer [A] was laminated | stacked on the base material here.

[用途]
本発明の積層体は水蒸気に対する高いガスバリア性と高い膜質安定性を活かして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。
[Usage]
The laminate of the present invention can be suitably used as a gas barrier film taking advantage of high gas barrier properties against water vapor and high film quality stability.

[電子デバイス]
本発明の積層体は高いガスバリア性と高い膜質安定性を有するため、様々な電子デバイスに用いることができる。例えば、太陽電池のバックシートやフレキシブル回路基板のような電子デバイスに好適に用いることができる。本発明の積層体を用いた電子デバイスは、優れたガスバリア性を有するため、水蒸気などによるデバイスの性能低下を抑制することができる。
[Electronic device]
Since the laminate of the present invention has high gas barrier properties and high film quality stability, it can be used in various electronic devices. For example, it can be suitably used for an electronic device such as a back sheet of a solar cell or a flexible circuit board. Since the electronic device using the laminate of the present invention has excellent gas barrier properties, it is possible to suppress degradation of the device performance due to water vapor or the like.

[その他の用途]
本発明の積層体は高いガスバリア性と高い膜質安定性を有するため、電子デバイス以外にも、食品や電子部品の包装用フィルムなどとして好適に用いることができる。
[Other uses]
Since the laminate of the present invention has high gas barrier properties and high film quality stability, it can be suitably used as a packaging film for foods and electronic parts, in addition to electronic devices.

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[評価方法]
まず、各実施例および比較例における評価方法を説明する。特に記載のない限り評価n数は水準当たり5検体とし、得られた5検体の測定値の平均値を測定結果とした。
[Evaluation method]
First, an evaluation method in each example and comparative example will be described. Unless otherwise stated, the number of evaluation n was 5 samples per level, and the average value of the measured values of the 5 samples obtained was used as the measurement result.

(1)層の厚み
各層の厚みは、TEMによる断面観察によって測定した。すなわち、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、無機層[A]、無機層[B]、アンカーコート層の厚みを測定した。観察倍率は、観察画像における層の厚みが占める割合が30〜70%となるように調整した。
(1) Layer thickness The thickness of each layer was measured by cross-sectional observation with TEM. That is, a sample for cross-sectional observation is obtained by the FIB method using a microsampling system (FB-2000A manufactured by Hitachi, Ltd.) (specifically, “Polymer Surface Processing” (by Atsushi Iwamori) p. 118-119). (Based on the method described in 1). Using a transmission electron microscope (H-9000UHRII, manufactured by Hitachi, Ltd.), observe the cross section of the observation sample at an acceleration voltage of 300 kV, and measure the thickness of the inorganic layer [A], inorganic layer [B], and anchor coat layer did. The observation magnification was adjusted so that the proportion of the layer thickness in the observation image was 30 to 70%.

(2)水蒸気透過度(g/(m・day))−1(差圧法)
温度60℃、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サンプルとし、測定回数は同一サンプルについて各5回測定を行った。1つのサンプルについて5回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、当該サンプルにおける平均値を求めた。同様に別のサンプルの平均値を求め、2つのサンプルの平均値をさらに平均した上で、小数点第2位を四捨五入し、その値を水蒸気透過度(g/(m・day))とした。ただし、DELTAPERMにて2.0×10−4g/(m・day)以下の測定試料については、後述の(3)のカルシウム腐食法により測定した。
(2) Water vapor permeability (g / (m 2 · day))-1 (differential pressure method)
The measurement was performed using a water vapor transmission rate measuring device (model name: DELTAPERRM (registered trademark)) manufactured by Technolox, England, under conditions of a temperature of 60 ° C., a humidity of 90% RH, and a measurement area of 50 cm 2 . The number of samples was 2 samples per level, and the number of measurements was 5 times for the same sample. Data obtained by measuring five times for one sample were averaged, and the second decimal place was rounded off to obtain an average value for the sample. Similarly, after obtaining the average value of another sample, the average value of the two samples was further averaged, and the second decimal place was rounded off to obtain the water vapor permeability (g / (m 2 · day)). . However, a measurement sample of 2.0 × 10 −4 g / (m 2 · day) or less by DELTAPERRM was measured by the calcium corrosion method (3) described later.

(3)水蒸気透過度(g/(m・day))−2(カルシウム腐食法)
特許第4407466号公報に記載のカルシウム腐食法により、温度60℃、相対湿度90%RHの雰囲気下での水蒸気透過度を測定した。具体的には、真空蒸着により、積層体の無機層[A]の基材側とは反対側の面に、厚み100nmのカルシウム層を形成した。次いで、同じく真空蒸着により前記カルシウム層上に、カルシウム層全域を覆うように厚み3,000nmのアルミニウム層を形成した。さらに、前記アルミニウム層の表面に熱硬化性エポキシ樹脂を介して厚み1mmのガラスを貼り合わせ、100℃で1時間処理し、評価サンプルを得た。得られたサンプルを、温度60℃、相対湿度90%RH、800時間処理した。前記処理後、水蒸気により腐食したカルシウムの量を算出することにより水蒸気の透過量を算出し、水蒸気透過度(g/(m・day))とした。
(3) Water vapor permeability (g / (m 2 · day))-2 (calcium corrosion method)
The water vapor transmission rate in an atmosphere of a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% RH was measured by the calcium corrosion method described in Japanese Patent No. 4407466. Specifically, a calcium layer having a thickness of 100 nm was formed on the surface opposite to the substrate side of the inorganic layer [A] of the laminate by vacuum deposition. Next, an aluminum layer having a thickness of 3,000 nm was formed on the calcium layer by vacuum deposition so as to cover the entire calcium layer. Further, a glass with a thickness of 1 mm was bonded to the surface of the aluminum layer via a thermosetting epoxy resin and treated at 100 ° C. for 1 hour to obtain an evaluation sample. The obtained sample was treated at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% RH for 800 hours. After the treatment, the amount of water vapor permeated by calculating the amount of calcium corroded by water vapor was calculated as the water vapor permeability (g / (m 2 · day)).

(4)無機層[B1]、無機層[B3]、無機層[B4]の組成
無機層[B1]、無機層[B3]または無機層[B4]の組成分析は、XPS分析により行った。すなわち、アルゴンイオンを用いたスパッタエッチングにより、最表層を2nm程度エッチングして除去した後、各元素の含有比率を測定した。層中における組成傾斜はないものとし、この測定点における組成比率を、層の組成比率とした。なお、分析する試料が、無機層[B1]、無機層[B3]または無機層[B4]上にさらに層が積層されている場合は、必要に応じてイオンエッチングや薬液処理により層を除去した後、XPS分析にて測定することができる。XPS分析の測定条件は下記の通りとした。
・装置:ESCA 5800(アルバックファイ社製)
・励起X線:monochromatic AlKα
・X線出力:300W
・X線径:800μm
・光電子脱出角度:45°
・Arイオンエッチング:2.0kV、10mPa。
(4) Composition of inorganic layer [B1], inorganic layer [B3], and inorganic layer [B4] Composition analysis of inorganic layer [B1], inorganic layer [B3], or inorganic layer [B4] was performed by XPS analysis. That is, after removing the outermost layer by etching about 2 nm by sputter etching using argon ions, the content ratio of each element was measured. It was assumed that there was no composition gradient in the layer, and the composition ratio at this measurement point was taken as the composition ratio of the layer. When the sample to be analyzed is further laminated on the inorganic layer [B1], inorganic layer [B3] or inorganic layer [B4], the layer was removed by ion etching or chemical treatment as necessary. Later, it can be measured by XPS analysis. The measurement conditions for XPS analysis were as follows.
・ Equipment: ESCA 5800 (manufactured by ULVAC-PHI)
Excitation X-ray: monochromic AlKα
・ X-ray output: 300W
・ X-ray diameter: 800μm
-Photoelectron escape angle: 45 °
Ar ion etching: 2.0 kV, 10 mPa.

(5)無機層[B2]の組成
無機層[B2]の組成分析はICP発光分光分析(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、SPS4000)により行った。基材またはアンダーコート層上に無機層[B2]を形成した段階(無機層[A]を積層する前)でサンプリングした試料を、硝酸および硫酸で加熱分解し、希硝酸で加温溶解してろ別した。不溶解分は加熱灰化したのち、炭酸ナトリウムで融解し、希硝酸で溶解して、先のろ液とあわせて定容とした。この溶液について、亜鉛原子、ケイ素原子の含有量を測定した。次に、この値をもとにさらにラザフォード後方散乱法(日新ハイボルテージ(株)製 AN−2500)を使用して、亜鉛原子、ケイ素原子、硫黄原子、酸素原子を定量分析し、硫化亜鉛と二酸化ケイ素の組成比を求めた。なお、分析する試料が、無機層[B2]上に無機層[A]等を積層したものである場合は、層[B]等をイオンスパッタリングにより除去した後、無機層[B2]の組成分析を行う。
(5) Composition of inorganic layer [B2] The composition analysis of the inorganic layer [B2] was performed by ICP emission spectroscopic analysis (SPS4000, manufactured by SII Nanotechnology). The sample sampled at the stage where the inorganic layer [B2] is formed on the substrate or undercoat layer (before the inorganic layer [A] is laminated) is thermally decomposed with nitric acid and sulfuric acid, and heated and dissolved with dilute nitric acid. Separated. The insoluble matter was ashed by heating, melted with sodium carbonate, dissolved with dilute nitric acid, and made up to a constant volume with the previous filtrate. About this solution, content of a zinc atom and a silicon atom was measured. Next, based on this value, the Rutherford backscattering method (AN-2500 manufactured by Nissin High Voltage Co., Ltd.) was used to quantitatively analyze zinc atoms, silicon atoms, sulfur atoms, oxygen atoms, and zinc sulfide. And the composition ratio of silicon dioxide. In addition, when the sample to analyze is what laminated | stacked inorganic layer [A] etc. on inorganic layer [B2], after removing layer [B] etc. by ion sputtering, composition analysis of inorganic layer [B2] I do.

(6)無機層[A]の深さ方向の[SiOH/Si]
無機層[A]深さ方向の[SiOH/Si]は、Tof−SIMS分析とエッチングを併用した方法で測定した。
測定条件は下記の通りとした。
・装置:TOF.SIMS 5(ION−TOF社製)
・質量範囲(m/z):0〜3,000
・ラスターサイズ:150μm□
・測定真空度(試料導入前):4×10−7Pa以下
・帯電中和:あり
・後段加速:10kV
・1次イオン種:Bi ++
・1次イオン加速電圧:25kV
・1次イオンパルス幅:11.7ns(バンチング:あり)
・2次イオン極性: 正
・エッチングイオン:Ar−GCIB
・エッチングイオン加速電圧:10kV
・Arクラスターサイズ(中央値):約1,100
・測定点1点あたりのエッチング時間:2.2秒。
(6) [SiOH / Si] in the depth direction of the inorganic layer [A]
[SiOH / Si] in the depth direction of the inorganic layer [A] was measured by a method using both Tof-SIMS analysis and etching.
The measurement conditions were as follows.
Apparatus: TOF. SIMS 5 (made by ION-TOF)
Mass range (m / z): 0 to 3,000
・ Raster size: 150μm
・ Measurement vacuum (before sample introduction): 4 × 10 −7 Pa or less ・ Neutralization of charge: Available ・ Acceleration at the latter stage: 10 kV
Primary ion species: Bi 3 ++
・ Primary ion acceleration voltage: 25 kV
・ Primary ion pulse width: 11.7 ns (bunching: available)
・ Secondary ion polarity: Positive ・ Etching ion: Ar-GCIB
・ Etching ion acceleration voltage: 10 kV
Ar cluster size (median): about 1,100
Etching time per measurement point: 2.2 seconds.

無機層[A]の最表層1nmをArガスクラスターイオンビーム(Ar−GCIB)を用いたエッチングにより削除した後の表面を無機層[A]の最表層とみなし、当該最表面における測定点を無機層[A]の最表面の測定点(無機層[A]の最表層から0nmの測定点)とした。   The surface after removing the outermost layer 1 nm of the inorganic layer [A] by etching using an Ar gas cluster ion beam (Ar-GCIB) is regarded as the outermost layer of the inorganic layer [A], and the measurement point on the outermost surface is inorganic. The measurement point on the outermost surface of the layer [A] (measurement point 0 nm from the outermost layer of the inorganic layer [A]) was used.

続いて上記の条件で基材方向にエッチングしながら測定を行い、基材の成分(Cイオン等)が急激に(桁違いで)検出され始めた測定点を、基材側の境界を越えた測定点と判断し、急激に検出された測定点の1つ前の測定点までを無機層[A]の領域内の測定点とした。 Subsequently, measurement is performed while etching in the direction of the base material under the above conditions, and the measurement point where the base material component (C + ions, etc.) starts to be detected suddenly (by an order of magnitude) crosses the base side boundary. The measurement point in the region of the inorganic layer [A] was determined up to the measurement point immediately before the measurement point that was rapidly detected.

無機層[A]の最表面からの深さについては以下のように決定した。   The depth from the outermost surface of the inorganic layer [A] was determined as follows.

TEM(透過型電子顕微鏡)による断面観察画像より得られた無機層[A]の厚みをTof−SIMS分析で得られた測定点数で割ることにより、1回のエッチングあたりのエッチング深さが算出される。   The etching depth per etching is calculated by dividing the thickness of the inorganic layer [A] obtained from the cross-sectional observation image by TEM (transmission electron microscope) by the number of measurement points obtained by Tof-SIMS analysis. The

この1回のエッチングあたりのエッチング深さを用いて各測定点における無機層[A]の最表面からの深さを算出する。   The depth from the outermost surface of the inorganic layer [A] at each measurement point is calculated using the etching depth per one etching.

無機層[A]の最表面側からの深さが0nm以上20nm以下の領域に存在する測定点とは、この算出されたエッチング深さにより、最表面側の1点目の測定点から、最表面側に存在しかつ最表面側からの深さ20nmに最も近い測定点までをいう。このようにして得られた測定点を無機層[A]の最表面側からの深さが0nm以上20nm以下の領域に存在する測定点とし、これらの[SiOH/Si]を平均することにより、[SiOH/Si]A20以下を算出した。また、得られたすべての測定点のうち、無機層[A]の最表面側からの深さが0nm以上20nm以下の領域に存在する測定点以外の測定点を無機層[A]の最表面側から20nm超の領域に存在する測定点とし、無機層[A]の最表面側から20nm超の領域に存在する測定点の[SiOH/Si]を平均することにより、[SiOH/Si]A20超を算出した。 The measurement point existing in the region where the depth from the outermost surface side of the inorganic layer [A] is 0 nm or more and 20 nm or less is the maximum etching point from the first measurement point on the outermost surface side by the calculated etching depth. Up to the measurement point that is present on the surface side and closest to the depth of 20 nm from the outermost surface side. The measurement points obtained in this way are the measurement points existing in the region where the depth from the outermost surface side of the inorganic layer [A] is 0 nm or more and 20 nm or less, and by averaging these [SiOH / Si], [SiOH / Si] A20 or less was calculated. Of all the measurement points obtained, the measurement points other than the measurement points existing in the region where the depth from the outermost surface side of the inorganic layer [A] is 0 nm or more and 20 nm or less are the outermost surfaces of the inorganic layer [A]. [SiOH / Si] A20 by averaging the [SiOH / Si] of the measurement points existing in the region exceeding 20 nm from the side and the measurement points existing in the region exceeding 20 nm from the outermost surface side of the inorganic layer [A]. Super calculated.

(7)無機層[A]のSi−H結合を有する成分の有無
無機層[A]のSi−H結合を有する成分の有無の確認はフーリエ変換赤外分光法により行った。すなわち、積層体を10mm×10mmにサンプリングし、無機層[A]の表面をATR結晶に圧着して以下の測定条件で測定し、2,140〜2,260cm−1におけるSi−Hに由来するピークの有無の確認を行った。ピークがある場合はSi−H結合を有する成分を含むと判断し、ピークがない場合はSi−H結合を有する成分を含まないと判断した。
測定条件は下記の通りとした。
・装置:FT/IR−6100
・光源:標準光源
・検出器:GTS
・分解能:4cm−1
・積算回数:256回
・測定方法:減衰全反射(ATR)法
・測定波数範囲:4,000〜600cm−1
・ATR結晶:Geプリズム、入射角:45°。
(7) Presence / absence of component having Si—H bond in inorganic layer [A] The presence / absence of the component having Si—H bond in inorganic layer [A] was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy. That is, the laminate was sampled to 10 mm × 10 mm, the surface of the inorganic layer [A] was pressure-bonded to the ATR crystal, measured under the following measurement conditions, and derived from Si—H at 2,140-2,260 cm −1 . The presence or absence of a peak was confirmed. When there was a peak, it was judged that the component which has Si-H bond was included, and when there was no peak, it was judged that the component which has Si-H bond was not included.
The measurement conditions were as follows.
・ Apparatus: FT / IR-6100
・ Light source: Standard light source ・ Detector: GTS
・ Resolution: 4cm -1
Number of integration: 256 times Measurement method: attenuated total reflection (ATR) method Measurement wave number range: 4,000 to 600 cm -1
ATR crystal: Ge prism, incident angle: 45 °.

(8)無機層[A]の膜質安定性
無機層[A]の膜質安定性は、無機層[A]のSi−H結合を有する成分の、湿熱処理前後の変化量で判断した。まず、10mm×10mmにサンプリングした積層体を2検体準備し、1検体については、湿熱処理をせずに上述の(7)の方法で無機層[A]のSi−H結合を有する成分の有無を確認した。その後、残りの1検体については、温度85℃、相対湿度85%RHの条件で72時間湿熱処理、湿熱処理後に上述の(7)の方法で無機層[A]のSi−H結合を有する成分の有無を確認した。湿熱処理前後の変化量から以下のように膜質安定性を判断した。
○:湿熱処理前後ともにSi−H結合を有する成分を含み、ピーク強度に10%以上の変化がない。
△:湿熱処理前後ともにSi−H結合を有する成分を含むが、ピーク強度が10%以上減少した。
×:湿熱処理前はSi−H結合を有する成分を含むが、湿熱処理後はSi−H結合を有する成分を含まない
−:湿熱処理前後ともにSi−H結合を有する成分を含まない。
(8) Film quality stability of inorganic layer [A] The film quality stability of inorganic layer [A] was judged by the amount of change of the component having an Si—H bond of inorganic layer [A] before and after wet heat treatment. First, two samples of a laminate sampled to 10 mm × 10 mm were prepared, and for one sample, the presence or absence of a component having an Si—H bond in the inorganic layer [A] by the method of (7) described above without wet heat treatment It was confirmed. Thereafter, for the remaining one specimen, the component having the Si—H bond of the inorganic layer [A] by the method of (7) described above after the wet heat treatment for 72 hours under the conditions of a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% RH. The presence or absence was confirmed. The film quality stability was judged from the amount of change before and after the wet heat treatment as follows.
○: A component having a Si—H bond is included before and after the wet heat treatment, and the peak intensity does not change by 10% or more.
(Triangle | delta): Although the component which has Si-H bond was included before and behind wet heat processing, peak intensity decreased 10% or more.
X: A component having a Si—H bond is included before wet heat treatment, but a component having a Si—H bond is not included after wet heat treatment −: a component having a Si—H bond is not included before and after the wet heat treatment.

(9)耐屈曲性試験
積層体を100mm×100mmにサンプリングし、このサンプルにおいて、図3のように積層体の無機層[A]が積層されていない面側を外側、無機層[A]が形成された面を内側として装置に固定し、以下の屈曲条件にて耐屈曲試験を実施した。尚、本試験においては、以下に記載の屈曲半径が小さいほど厳しい条件での試験であること意味する。
・装置:小型卓上型 耐久試験機(ユアサシステム機器(株)製、DLDM111LH(直線往復仕様)、面状体無負荷 U字伸縮試験)
・屈曲半径:2mmまたは3mm(なお、2mmまたは3mmで試験を行うサンプルは別々にサンプルを準備した)
・屈曲速度:1回/秒
・屈曲回数:1万回
次いで、以下に記載の耐屈曲性評価A及びBを実施し、耐屈曲性の評価とした。
・耐屈曲性評価A
耐屈曲試験後に屈曲部分の無機層[A]側をデジタルマイクロスコープ((株)キーエンス製、VHX1000)にて倍率100〜500にて観察した。無機層[A]の割れ・クラックが発生しない場合を判定A(良好)、発生した場合を判定B(不良)とした。
・耐屈曲性評価B
耐屈曲試験後に屈曲部分の無機層[A]側を測定面として、前記(2)もしくは(3)の方法にて水蒸気透過度を測定し、耐屈曲試験前の水蒸気透過度Wにて、耐屈曲試験後の水蒸気透過度値Wを除して、耐屈曲試験前後の水蒸気透過度の変化比率としてW/W値を求めた。W/W値が10未満の場合を判定A(最良)、10以上100未満を判定B(良好)、100以上を判定C(不良)とした。
(9) Flexural resistance test The laminate was sampled to 100 mm × 100 mm, and in this sample, the surface side where the inorganic layer [A] of the laminate was not laminated as shown in FIG. The formed surface was fixed to the apparatus as the inside, and a bending resistance test was performed under the following bending conditions. In this test, the smaller the bending radius described below, the more severe the test.
・ Equipment: Small desktop durability tester (manufactured by Yuasa System Equipment Co., Ltd., DLDM111LH (linear reciprocating specification), planar body no load U-shaped expansion test)
-Bending radius: 2 mm or 3 mm (Note that samples to be tested at 2 mm or 3 mm were prepared separately)
-Bending speed: 1 time / second-Bending frequency: 10,000 times Next, the bending resistance evaluations A and B described below were performed to evaluate the bending resistance.
-Flexibility evaluation A
After the bending resistance test, the inorganic layer [A] side of the bent portion was observed with a digital microscope (manufactured by Keyence Corporation, VHX1000) at a magnification of 100 to 500. The case where cracking / cracking of the inorganic layer [A] did not occur was determined as a determination A (good), and the case where it occurred was determined as a determination B (defective).
・ Bend resistance evaluation B
After the bending resistance test, the water vapor permeability was measured by the method of (2) or (3) with the inorganic layer [A] side of the bent portion as the measurement surface, and the water vapor permeability W 0 before the bending resistance test was By dividing the water vapor permeability value W after the bending resistance test, the W / W 0 value was obtained as a change ratio of the water vapor permeability before and after the bending resistance test. The case where the W / W 0 value was less than 10 was judged as A (best), 10 to less than 100 was judged as B (good), and 100 or more was judged as C (bad).

[実施例および比較例におけるアンカーコート層[C]の形成]
基材上に、アンカーコート層形成用の塗工液として、ウレタンアクリレート(中国塗料(株)製フォルシード420C)100質量部をトルエン70質量部で希釈した塗工液Aを調製した。次いで、塗工液Aを前記高分子フィルム基材の片面にマイクログラビアコーター(グラビア線番200UR、グラビア回転比100%)で塗布、60℃で1分間乾燥後、紫外線(ピーク波長365nm)を1.0J/cm照射、硬化させ、厚み1μmのアンカーコート層を設けた。
[Formation of Anchor Coat Layer [C] in Examples and Comparative Examples]
On the base material, as a coating liquid for forming an anchor coat layer, a coating liquid A was prepared by diluting 100 parts by mass of urethane acrylate (Forseed 420C manufactured by China Paint Co., Ltd.) with 70 parts by mass of toluene. Next, coating liquid A was applied to one side of the polymer film substrate with a micro gravure coater (gravure wire number 200UR, gravure rotation ratio 100%), dried at 60 ° C. for 1 minute, and then irradiated with ultraviolet rays (peak wavelength 365 nm). Irradiated with 0.0 J / cm 2 and cured, an anchor coat layer having a thickness of 1 μm was provided.

[実施例および比較例における無機層[B1]の形成方法]
巻き取り式スパッタリング装置を使用し、基材の片面に、酸化亜鉛と二酸化ケイ素と酸化アルミニウムで形成された混合焼結材であるスパッタターゲット(酸化亜鉛/二酸化ケイ素/酸化アルミニウムの組成質量比が77/20/3)を用いて、下記条件でスパッタリングを実施し、無機層[B1]を設けた。無機層[B1]の組成は、Zn原子濃度が27.6atm%、Si原子濃度が13.1atm%、Al原子濃度が2.3atm%、O原子濃度が57.0atm%であった。
・減圧度:2×10−1Pa
・導入ガス:アルゴンガス量45ccm、酸素ガス量5ccm
・電力:直流電源により投入電力4,000Wを印加。
[Method for Forming Inorganic Layer [B1] in Examples and Comparative Examples]
Using a winding-type sputtering apparatus, a sputter target (zinc oxide / silicon dioxide / aluminum oxide composition mass ratio of 77), which is a mixed sintered material formed of zinc oxide, silicon dioxide, and aluminum oxide on one side of the substrate. / 20/3), sputtering was performed under the following conditions to provide an inorganic layer [B1]. As for the composition of the inorganic layer [B1], the Zn atom concentration was 27.6 atm%, the Si atom concentration was 13.1 atm%, the Al atom concentration was 2.3 atm%, and the O atom concentration was 57.0 atm%.
・ Decompression degree: 2 × 10 −1 Pa
Introducing gas: Argon gas amount 45 ccm, oxygen gas amount 5 ccm
-Electric power: Applied power of 4,000 W is applied from a DC power source.

[実施例および比較例における無機層[B2]の形成方法]
巻き取り式スパッタリング装置を使用し、基材の片面に、硫化亜鉛および二酸化ケイ素で形成された混合焼結材であるスパッタターゲット(硫化亜鉛/二酸化ケイ素のモル組成比が80/20)を用いて、下記条件でスパッタリングを実施し、無機層[B2]を設けた。無機層[B2]の組成は、硫化亜鉛のモル分率が0.80であった。
・減圧度:2×10−1Pa
・導入ガス:アルゴンガス
・電力:高周波電源により投入電力500Wを印加。
[Method for Forming Inorganic Layer [B2] in Examples and Comparative Examples]
Using a winding type sputtering apparatus, a sputter target (zinc sulfide / silicon dioxide molar composition ratio is 80/20), which is a mixed sintered material formed of zinc sulfide and silicon dioxide, on one side of the substrate Sputtering was performed under the following conditions to provide the inorganic layer [B2]. As for the composition of the inorganic layer [B2], the molar fraction of zinc sulfide was 0.80.
・ Decompression degree: 2 × 10 −1 Pa
・ Introducing gas: Argon gas ・ Power: 500 W of applied power is applied from a high frequency power source.

[実施例および比較例における無機層[B3]の形成方法]
巻き取り式CVD装置を使用し、基材の片面に、ヘキサメチルジシロキサンを原料として、下記条件で化学気相蒸着を実施し、無機層[B3]を設けた。無機層[B3]の組成は、ケイ素原子に対する酸素原子の原子数比が1.95であった。
・減圧度:2×10−1Pa
・導入ガス:酸素ガス0.5L/分、ヘキサメチルジシロキサン70cc/分
・電力:高周波電源からCVD電極に投入電力3,000Wを印加。
[Method for Forming Inorganic Layer [B3] in Examples and Comparative Examples]
Using a roll-up type CVD apparatus, chemical vapor deposition was performed on one side of the substrate using hexamethyldisiloxane as a raw material under the following conditions to provide an inorganic layer [B3]. In the composition of the inorganic layer [B3], the atomic ratio of oxygen atoms to silicon atoms was 1.95.
・ Decompression degree: 2 × 10 −1 Pa
Introducing gas: Oxygen gas 0.5 L / min, hexamethyldisiloxane 70 cc / min. Electric power: An applied power of 3,000 W is applied to the CVD electrode from a high frequency power source.

[実施例および比較例における無機層[B4]の形成方法]
巻き取り式真空蒸着装置を使用し、基材の片面に、純度99.99質量%アルミニウムを電子ビーム(出力5.1kW)で加熱蒸発させ、酸素ガス(2.0L/分)を金属蒸気と同じ方向に供給して、アルミナの蒸着薄膜層からなる無機層[B4]を設けた。
[Method for Forming Inorganic Layer [B4] in Examples and Comparative Examples]
Using a wind-up type vacuum deposition apparatus, aluminum of purity 99.99 mass% is heated and evaporated with an electron beam (output 5.1 kW) on one side of the substrate, and oxygen gas (2.0 L / min) is converted into metal vapor. An inorganic layer [B4] composed of a vapor-deposited thin film layer of alumina was provided in the same direction.

(実施例1:試料1)
基材として厚み23μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製 “ルミラー”(登録商標)U48)を使用し、この基材の片面にアンカーコート層[C]を設け、さらにその上に無機層[B]として無機層[B1]を厚み90nmとなるよう設けた。
(Example 1: Sample 1)
Using a polyethylene terephthalate (PET) film (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 23 μm as a base material, an anchor coat layer [C] is provided on one side of the base material, and an inorganic coating is further provided thereon. As the layer [B], an inorganic layer [B1] was provided to a thickness of 90 nm.

次いで、無機層[A]形成用の塗液として、ジブチルエーテル中のパーヒドロポリシラザン溶液(メルクパフォーマンスマテリアルズ合同会社製「NN120−20」)100質量部を、ジブチルエーテル100質量部とジイソプロピルエーテル200質量部で希釈して塗液Iを窒素気流下で調製した。塗液Iの酸化を抑制するため無機層[B1]上にスリットダイコーター(塗液供給手段:シリンジポンプ)で塗布し、100℃で1分間乾燥した。次いで、紫外線照射工程[c−1]、冷却工程[c−2]、紫外線照射工程[c−3]を下記の条件にてこの順に施して、厚み130nmの無機層[A]を設けた積層体を得た。
紫外線照射工程[c−1]条件
・ランプ型式:LH−10−10(ヘレウス株式会社製)
・ピーク波長:365nm
・バルブ:Hバルブ
・導入ガス:N
・酸素濃度:500ppm
・積算光量:0.7J/cm
・試料温調:20℃
冷却工程[c−2]条件
・冷却温度:5℃
・冷却時間:10分
・冷却雰囲気:N雰囲気下
紫外線照射工程[c−3]条件
・ランプ型式:MEBF−440HQ(エム・ディ・エキシマ社製)
・紫外線発生源:172nmキセノンエキシマランプ
・照射強度:250mW/cm
・導入ガス:N
・酸素濃度:500ppm
・積算光量:4.0J/cm
・試料温調:70℃。
Next, as a coating liquid for forming the inorganic layer [A], 100 parts by mass of a perhydropolysilazane solution (“NN120-20” manufactured by Merck Performance Materials LLC) in dibutyl ether, 100 parts by mass of dibutyl ether and 200 of diisopropyl ether It diluted with the mass part and the coating liquid I was prepared under nitrogen stream. In order to suppress the oxidation of the coating liquid I, it apply | coated with the slit die coater (coating liquid supply means: syringe pump) on inorganic layer [B1], and it dried at 100 degreeC for 1 minute. Next, a laminate in which an inorganic layer [A] having a thickness of 130 nm is provided by performing an ultraviolet irradiation step [c-1], a cooling step [c-2], and an ultraviolet irradiation step [c-3] in this order under the following conditions. Got the body.
Ultraviolet irradiation process [c-1] Conditions / lamp type: LH-10-10 (manufactured by Heraeus Co., Ltd.)
・ Peak wavelength: 365nm
・ Valve: H valve ・ Introducing gas: N 2
・ Oxygen concentration: 500ppm
-Integrated light quantity: 0.7 J / cm 2
-Sample temperature control: 20 ° C
Cooling step [c-2] Conditions / Cooling temperature: 5 ° C.
・ Cooling time: 10 minutes ・ Cooling atmosphere: UV irradiation under N 2 atmosphere [c-3] conditions ・ Lamp type: MEBF-440HQ (manufactured by MDI Excimer)
UV source: 172 nm xenon excimer lamp Irradiation intensity: 250 mW / cm 2
・ Introduced gas: N 2
・ Oxygen concentration: 500ppm
-Integrated light quantity: 4.0 J / cm 2
-Sample temperature control: 70 ° C.

(実施例2:試料2)
冷却工程[c−2]の条件を下記の条件に変更した以外は、試料1と同様にして積層体を得た。
冷却工程[c−2]条件
・冷却温度:5℃
・冷却時間:10分
・冷却雰囲気:大気雰囲気下
(実施例3:試料3)
冷却工程[c−2]の条件を下記の条件に変更した以外は、試料1と同様にして積層体を得た。
冷却工程[c−2]条件
・冷却温度:10℃
・冷却時間:1時間
・冷却雰囲気:大気雰囲気下
(実施例4:試料4)
基材を厚み23μmのシクロオレフィンポリマー(COP)フィルム(日本ゼオン株式会社製“ゼオノアフィルム”(登録商標)ZF−14)に変更した以外は、試料1と同様にして積層体を得た。
(Example 2: Sample 2)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 1 except that the conditions of the cooling step [c-2] were changed to the following conditions.
Cooling step [c-2] Conditions / Cooling temperature: 5 ° C.
Cooling time: 10 minutes Cooling atmosphere: air atmosphere (Example 3: Sample 3)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 1 except that the conditions of the cooling step [c-2] were changed to the following conditions.
Cooling step [c-2] Conditions / Cooling temperature: 10 ° C.
-Cooling time: 1 hour-Cooling atmosphere: under air atmosphere (Example 4: Sample 4)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 1, except that the base material was changed to a cycloolefin polymer (COP) film having a thickness of 23 μm (“ZEONOR FILM” (registered trademark) ZF-14, manufactured by ZEON CORPORATION).

(実施例5:試料5)
無機層[B]を無機層[B1]から厚み90nmの無機層[B2]に変更した以外は、試料1と同様にして積層体を得た。
(Example 5: Sample 5)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 1, except that the inorganic layer [B] was changed from the inorganic layer [B1] to the inorganic layer [B2] having a thickness of 90 nm.

(実施例6:試料6)
無機層[B]を無機層[B1]から厚み300nmの無機層[B3]に変更した以外は、試料1と同様にして積層体を得た。
(Example 6: Sample 6)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 1, except that the inorganic layer [B] was changed from the inorganic layer [B1] to the inorganic layer [B3] having a thickness of 300 nm.

(実施例7:試料7)
無機層[B]を無機層[B1]から厚み20nmの無機層[B4]に変更した以外は、試料1と同様にして積層体を得た。
(Example 7: Sample 7)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 1, except that the inorganic layer [B] was changed from the inorganic layer [B1] to the inorganic layer [B4] having a thickness of 20 nm.

(比較例1:試料8)
無機層[B]を設けず、アンカーコート層[C]の上に直接無機層[A]を積層した以外は、試料1と同様にして積層体を得た。
(Comparative Example 1: Sample 8)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 1, except that the inorganic layer [B] was not provided and the inorganic layer [A] was directly laminated on the anchor coat layer [C].

(比較例2:試料9)
基材として厚み23μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製 “ルミラー”(登録商標)U48)を使用し、その他は国際公開第2014/109231号公報の実施例2と同様の方法で、積層体を得た。
(Comparative Example 2: Sample 9)
Using a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 23 μm as a base material (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.), the other methods were the same as in Example 2 of International Publication No. 2014/109231. A laminate was obtained.

(比較例3:試料10)
基材として厚み23μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製 “ルミラー”(登録商標)U48)を使用し、その他は国際公開第2014/109231号公報の実施例10と同様の方法で、積層体を得た。
(Comparative Example 3: Sample 10)
A polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 23 μm (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) is used as the substrate, and the others are the same as in Example 10 of International Publication No. 2014/109231. A laminate was obtained.

(比較例4:試料11)
基材として厚み23μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製 “ルミラー”(登録商標)U48)を使用し、その他は国際公開第2015/115314号公報の実施例11と同様の方法で、積層体を得た。
(Comparative Example 4: Sample 11)
A polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 23 μm (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) was used as the base material, and the others were the same as in Example 11 of International Publication No. 2015/115314, A laminate was obtained.

(比較例5:試料12)
紫外線照射工程[c−1]を実施した後、冷却工程[c−2]、紫外線照射工程[c−3]を実施しなかったこと以外は、試料1と同様にして積層体を得た。
(Comparative Example 5: Sample 12)
After performing the ultraviolet irradiation step [c-1], a laminate was obtained in the same manner as the sample 1 except that the cooling step [c-2] and the ultraviolet irradiation step [c-3] were not performed.

(比較例6:試料13)
紫外線照射工程[c−1]の条件を下記の条件に変更した以外は、試料10と同様にして積層体を得た。得られた積層体の無機層[A]側の表面には、目視でフィルムしわの発生を確認したが、そのまま評価を続けた。
紫外線照射工程[c−1]
・ランプ型式:LH−10−10(ヘレウス株式会社製)
・ピーク波長:365nm
・バルブ:Hバルブ
・導入ガス:N
・酸素濃度:500ppm
・積算光量:3.0J/cm
・試料温調:20℃。
(Comparative Example 6: Sample 13)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 10 except that the conditions of the ultraviolet irradiation step [c-1] were changed to the following conditions. On the surface of the obtained laminate on the inorganic layer [A] side, generation of film wrinkles was visually confirmed, but the evaluation was continued as it was.
Ultraviolet irradiation process [c-1]
Lamp type: LH-10-10 (manufactured by Heraeus Co., Ltd.)
・ Peak wavelength: 365nm
・ Valve: H valve ・ Introducing gas: N 2
・ Oxygen concentration: 500ppm
-Integrated light quantity: 3.0 J / cm 2
-Sample temperature control: 20 ° C.

(比較例7:試料14)
無機層[A]形成時の乾燥後の工程[c−1]〜[c−3]の代わりに下記条件の湿熱処理工程を実施した以外は、実施例1と同様にして積層体を得た。
処理温度:85℃
処理湿度:85%RH
処理時間:96時間。
(Comparative Example 7: Sample 14)
A laminated body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the wet heat treatment step under the following conditions was performed instead of the steps [c-1] to [c-3] after drying when forming the inorganic layer [A]. .
Processing temperature: 85 ° C
Processing humidity: 85% RH
Processing time: 96 hours.

(比較例8:試料15)
基材として厚み23μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製 “ルミラー”(登録商標)U48)を使用し、その他は国際公開第2011/074440号公報の実施例のガスバリアフィルム5と同様の方法で、積層体を得た。
(Comparative Example 8: Sample 15)
A polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 23 μm (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) is used as the base material, and the others are the same as those of the gas barrier film 5 of the example of International Publication No. 2011/074440. By the method, a laminate was obtained.

(比較例9:試料16)
基材として厚み23μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製 “ルミラー”(登録商標)U48)を使用し、その他は国際公開第2011/074440号公報の実施例のガスバリアフィルム9と同様の方法で、積層体を得た。
(Comparative Example 9: Sample 16)
A polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 23 μm (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) is used as a base material, and the others are the same as those of the gas barrier film 9 of the example of International Publication No. 2011/074440. By the method, a laminate was obtained.

(比較例10:試料17)
基材として厚み23μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製 “ルミラー”(登録商標)U48)を使用し、その他は国際公開第2011/074440号公報の実施例のガスバリアフィルム12と同様の方法で、積層体を得た。
(Comparative Example 10: Sample 17)
A polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 23 μm (“Lumirror” (registered trademark) U48 manufactured by Toray Industries, Inc.) is used as the base material, and the others are the same as those of the gas barrier film 12 of the example of International Publication No. 2011/074440. By the method, a laminate was obtained.

(比較例11:試料18)
無機層[A]を設けない以外は、試料1と同様にして積層体を得た。試料18は無機層[A]を設けていないため、耐屈曲性試験は実施していない。
(Comparative Example 11: Sample 18)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 1 except that the inorganic layer [A] was not provided. Since the sample 18 is not provided with the inorganic layer [A], the bending resistance test is not performed.

(比較例12:試料19)
無機層[B]を無機層[B1]から厚み90nmの無機層[B2]に変更した以外は、試料18と同様にして積層体を得た。試料19は無機層[A]を設けていないため、耐屈曲性試験は実施していない。
(Comparative Example 12: Sample 19)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 18, except that the inorganic layer [B] was changed from the inorganic layer [B1] to the inorganic layer [B2] having a thickness of 90 nm. Since the sample 19 is not provided with the inorganic layer [A], the bending resistance test is not performed.

(比較例13:試料20)
無機層[B]を無機層[B1]から厚み300nmの無機層[B3]に変更した以外は、試料18と同様にして積層体を得た。試料20は無機層[A]を設けていないため、耐屈曲性試験は実施していない。
(Comparative Example 13: Sample 20)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 18, except that the inorganic layer [B] was changed from the inorganic layer [B1] to the inorganic layer [B3] having a thickness of 300 nm. Since the sample 20 is not provided with the inorganic layer [A], the bending resistance test is not performed.

(比較例14:試料21)
無機層[B]を無機層[B1]から厚み20nmの無機層[B4]に変更した以外は、試料18と同様にして積層体を得た。試料21は無機層[A]を設けていないため、耐屈曲性試験は実施していない。
(Comparative Example 14: Sample 21)
A laminate was obtained in the same manner as Sample 18, except that the inorganic layer [B] was changed from the inorganic layer [B1] to the inorganic layer [B4] having a thickness of 20 nm. Since the sample 21 is not provided with the inorganic layer [A], the bending resistance test is not performed.

得られた積層体の評価結果を表1、2に示す。   The evaluation results of the obtained laminate are shown in Tables 1 and 2.

表1、2から明らかなように、本発明の実施例の積層体(試料1〜7)は、いずれも対応する比較例の積層体(試料18〜21)と比較して、高いガスバリア性を有していることが分かった。また、本発明の実施例の積層体は、本発明を満たさない比較例の積層体(試料8〜17)と比較して、高いガスバリア性に加え、高温高湿下での膜質安定性と耐屈曲性を有していることが分かった。   As is clear from Tables 1 and 2, the laminated bodies (samples 1 to 7) of the examples of the present invention have higher gas barrier properties than the corresponding laminated bodies (samples 18 to 21). I found it. In addition, the laminates of the examples of the present invention, compared with the laminates of the comparative examples that do not satisfy the present invention (samples 8 to 17), have high gas barrier properties, film quality stability and resistance to high temperatures and high humidity. It was found to have flexibility.

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ので、例えば、食品、医薬品などの包装材および薄型テレビ、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。   Since the laminate of the present invention is excellent in gas barrier properties against oxygen gas, water vapor and the like, it can be usefully used, for example, as a packaging material for foods, pharmaceuticals, etc., and as a member for electronic devices such as thin televisions and solar cells. The application is not limited to these.

1 基材
2 無機層[A]
3 無機層[B]
4 アンカーコート層[C]
5 積層体
6 積層体の無機層[A]が積層されている面側
7 積層体の無機層[A]が積層されていない面側
8 耐屈曲試験装置の可動板
9 耐屈曲試験装置の固定板
10 耐屈曲試験装置の可動板の往復方向
11 折り曲げ半径
1 Substrate 2 Inorganic layer [A]
3 Inorganic layer [B]
4 Anchor coat layer [C]
5 Laminate 6 Surface side where the inorganic layer [A] of the laminate is laminated 7 Surface side where the inorganic layer [A] of the laminate is not laminated 8 Movable plate 9 of the bending resistance test apparatus 9 Fixing of the bending resistance test apparatus Plate 10 Reciprocating direction of movable plate of bending resistance test equipment 11 Bending radius

Claims (5)

基材の少なくとも片面に、SiとOとNとを含有する無機層[A]を有する積層体であって、前記無機層[A]が深さ方向における全ての測定点で式(1)を満たし、かつ前記無機層[A]が式(2)を満たす、積層体。
式(1):[SiOH/Si]>0.02
式(2)[SiOH/Si]A20以下>[SiOH/Si]A20超
[SiOH/Si]:Tof−SIMS分析で検出される相対イオン強度SiOHと相対イオン強度Siの比
[SiOH/Si]A20以下:無機層[A]の深さ方向における表面側からの深さが0nm以上20nm以下の領域における測定点の[SiOH/Si]の平均値
[SiOH/Si]A20超:無機層[A]の深さ方向における表面側からの深さが20nm超の領域における測定点の[SiOH/Si]の平均値
A laminate having an inorganic layer [A] containing Si, O, and N on at least one surface of the substrate, wherein the inorganic layer [A] is expressed by the formula (1) at all measurement points in the depth direction. A laminated body satisfying and the inorganic layer [A] satisfies the formula (2).
Formula (1): [SiOH / Si]> 0.02
Formula (2) [SiOH / Si] A20 or less > [SiOH / Si] A20 super
[SiOH / Si]: Ratio of relative ionic strength SiOH + detected by Tof-SIMS analysis to relative ionic strength Si + [SiOH / Si] A20 or less : depth from the surface side in the depth direction of the inorganic layer [A] Average value [SiOH / Si] of measurement points in the region of 0 nm or more and 20 nm or less [SiOH / Si] more than A20 : in the region where the depth from the surface side in the depth direction of the inorganic layer [A] is more than 20 nm [SiOH / Si] average value of measurement points
前記[SiOH/Si]A20以下が0.05以上である、請求項1に記載の積層体。 The laminate according to claim 1, wherein the [SiOH / Si] A20 or less is 0.05 or more. 前記[SiOH/Si]A20超が0.1未満である、請求項1または2に記載の積層体。 The laminate according to claim 1 or 2, wherein the [SiOH / Si] A20 exceeds 0.1. 前記基材と前記無機層[A]との間に、無機層[B]を有し、該無機層[B]が亜鉛、ケイ素、スズ、アルミニウム、インジウム、チタン、銀、ジルコニウム、ニオブ、モリブデンおよびパラジウムからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。   There is an inorganic layer [B] between the base material and the inorganic layer [A], and the inorganic layer [B] is zinc, silicon, tin, aluminum, indium, titanium, silver, zirconium, niobium, molybdenum. The laminate according to any one of claims 1 to 3, comprising at least one element selected from the group consisting of palladium and palladium. 前記無機層[B]がケイ素と亜鉛とを含有する、請求項4に記載の積層体。   The laminate according to claim 4, wherein the inorganic layer [B] contains silicon and zinc.
JP2017036088A 2017-02-28 2017-02-28 Laminate Pending JP2018140552A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017036088A JP2018140552A (en) 2017-02-28 2017-02-28 Laminate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017036088A JP2018140552A (en) 2017-02-28 2017-02-28 Laminate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018140552A true JP2018140552A (en) 2018-09-13

Family

ID=63527426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017036088A Pending JP2018140552A (en) 2017-02-28 2017-02-28 Laminate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018140552A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7323085B1 (en) * 2022-03-16 2023-08-08 東レ株式会社 LAMINATED BODY, PACKAGING BODY, LAMINATED PRODUCTION METHOD
WO2023176468A1 (en) * 2022-03-16 2023-09-21 東レ株式会社 Laminated body, packaging body, and method for producing laminated body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7323085B1 (en) * 2022-03-16 2023-08-08 東レ株式会社 LAMINATED BODY, PACKAGING BODY, LAMINATED PRODUCTION METHOD
WO2023176468A1 (en) * 2022-03-16 2023-09-21 東レ株式会社 Laminated body, packaging body, and method for producing laminated body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6391025B2 (en) Gas barrier film
US10829643B2 (en) Gas barrier film
JP6465019B2 (en) Gas barrier film
JP6340843B2 (en) Gas barrier film
JP6579162B2 (en) Gas barrier film
JP2018052041A (en) Laminate
JP6593072B2 (en) Gas barrier film and electronic device
JP6175960B2 (en) Gas barrier film
JP6879209B2 (en) Laminate
JP2014088016A (en) Gas barrier film
JP2018140552A (en) Laminate
JP2017024369A (en) Gas barrier film
JP6578943B2 (en) Gas barrier film
JP6918446B2 (en) Gas barrier film
JP2013237264A (en) Gas barrier film
JP6601216B2 (en) Gas barrier film, electronic device using the same, and method for producing gas barrier film
JP7017041B2 (en) Laminate
JP2018052040A (en) Laminate
JP6507632B2 (en) Laminate
JP2015074160A (en) Gas barrier film
JP2018083383A (en) Laminate