[發明專利]氣體阻隔性膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201480018692.0
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN105102667A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 德永幸大;上林浩行;佐竹光;鈴木基之
• 申請（專利權）人: 東麗株式會社
• 主分類號: C23C14/08
• 分類號: C23C14/08;B32B9/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍;焦成美

技術領域

本發明涉及氣體阻隔性膜及其制造方法，所述氣體阻隔性膜用于需要高氣體阻隔性的食品、醫藥品的包裝用途；太陽能電池、電子紙(electronicpaper)、有機電致發光(EL)顯示器等電子部件用途。

背景技術

透明氣體阻隔性膜用作需要隔絕水蒸氣、氧等各種氣體的食品、醫藥品等的包裝材料及電子紙、太陽能電池等的電子設備部件，所述透明氣體阻隔性膜通過使用氧化鋁、氧化硅、氧化鎂等無機物(包含無機氧化物)，利用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等物理氣相沉積法(PVD法)、或者等離子體化學氣相沉積法、熱化學氣相沉積法、光化學氣相沉積法等化學氣相沉積法(CVD法)等，在高分子膜基材的表面形成所述無機物的蒸鍍層而成。對于電子紙、有機薄膜太陽能電池而言，要求水蒸氣透過度為1.0×10^-3g/(m²·24hr·atm)以下的高氣體阻隔性，在有機EL顯示器、柔性顯示器用途中，要求水蒸氣透過度為1.0×10^-5g/m²·24hr·atm以下的高氣體阻隔性。

作為滿足如上所述的高水蒸氣阻隔性的方法之一，提出了一種氣體阻隔性膜，其通過使有機層和無機層交替地多層層合、從而通過填孔(padding)效果防止產生缺陷(專利文獻1)。此外，為了在高分子膜基材上減少缺陷，還提出了一種氣體阻隔性膜，其對基材表面進行平坦化，而且形成有無機層(專利文獻2、3)。

此外，也提出了通過使用以ZnO和SiO₂為主要成分的靶標進行濺射，從而在膜基材上形成有ZnO－SiO₂系膜的層合片材(專利文獻4)；和利用離子鍍法，在基材上形成有Si－O－Zn膜(Si:O:Zn的原子數之比在100:200～500:2～100的范圍內)的氣體阻隔性片材(專利文獻5)等。

然而，在膜基材上僅形成有無機膜時，存在下述情況：缺乏柔軟性、在使膜彎曲時產生膜破裂，或者氮化硅等的折射率高，由于與膜基材的折射率差的原因而使得反射率變大。

專利文獻1：日本特開2005－324406號公報(權利要求書)

專利文獻2：日本特開2002－113826號公報(權利要求書)

專利文獻3：日本特開2008－246893號公報(權利要求書)

專利文獻4：日本特開2013－47363號公報(權利要求書)

專利文獻5：日本特開2009－24255號公報(權利要求書)

發明內容

然而，對于使有機層和無機層交替地多層層合的方法而言，在實施了數十層的多層層合時的層的形成過程中，有時會產生下述問題等：因等離子體輻射熱而導致高分子膜基材受到損害，產生由熱皺縮導致的翹曲，在后續加工中操作性變差；氣體阻隔性膜的柔軟性不足，對于彎曲的情況來說氣體阻隔性變差。

此外，對于形成氣體阻隔層的基材使用平滑基材、附有增粘涂層(anchorcoat，其目的是為了實現表面平滑化)的基材的方法而言，雖然通過防止產生針孔、裂痕可提高氣體阻隔性的再現性，但是，由于無法改善所形成的氣體阻隔層的性質，所以難以實現1.0×10^-6g/m²·24hr·atm以下的高氣體阻隔性。

此外，在膜基材上僅形成有無機膜時，存在下述情況：缺乏柔軟性、在使膜彎曲時產生膜破裂，或者氮化硅等的折射率高，因為與膜基材的折射率差的原因而使得反射率變大。

本發明鑒于所述現有技術的背景，目的在于提供一種氣體阻隔性膜，所述氣體阻隔性膜即使在彎曲時，氣體阻隔性也不易降低，并呈現出高透明和高度的氣體阻隔性。

本發明為了解決所述課題，采用下述手段。

[1]一種氣體阻隔性膜，在高分子膜基材的至少一側具有至少含有氧化鋅和二氧化硅的氣體阻隔層，其中，所述氣體阻隔層滿足以下[I]～[III]中的任一項：

[I]鋅的K吸收端的X射線吸收近邊結構(XANES)光譜中，(9664.0eV的光譜強度)/(9668.0eV的光譜強度)的值為0.910～1.000；

[II]鋅原子濃度除以硅原子濃度所得的比例為0.1～1.5，下式所表示的結構密度指數為1.20～1.40，

結構密度指數＝(利用X射線反射率(XRR)法求出的氣體阻隔層的密度)/(由利用X射線光電子能譜(XPS)法求出的組成比率計算出的理論密度)；