JPS6330988B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6330988B2 JPS6330988B2 JP15453083A JP15453083A JPS6330988B2 JP S6330988 B2 JPS6330988 B2 JP S6330988B2 JP 15453083 A JP15453083 A JP 15453083A JP 15453083 A JP15453083 A JP 15453083A JP S6330988 B2 JPS6330988 B2 JP S6330988B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- moisture
- transparent
- torr
- Prior art date
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- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
技術分野:
本発明は防湿性を有する透明薄膜の形成方法、
特に、有機質基材に透明で高い防湿性の薄膜を形
成する方法に関する。
従来技術:
包装材料、特に食品、薬品、化学製品などの包
装に用いられる包装材料は、内容物の変質を防ぐ
ために防湿機能をもつていることが必要である。
そのために、従来は、例えばベースプラスチツク
フイルムにアルミニウム箔を貼り合わせてアルミ
ニウム箔の防湿特性を利用することが行われてい
る。この場合の包装材料は、防湿性については優
れているがベースプラスチツクフイルムの透明性
が損われ内容物を透視することができない。しか
も、フレキシビリテイが極端に低減するためピン
ホールを生じるおそれがある。包装材料の別の例
としては、それ自体が防湿性を有する塩化ビニリ
デン系、フツ素系樹脂フイルムがある。これらフ
イルムは防湿性を厳しく要求される用途にはフイ
ルム厚を厚くしなければならず、製造作業上にも
種々の問題が生じる。
また、プラスチツクの表面に金属アルミを真空
蒸着することにより防湿性を向上させる試みがな
されている。しかし、アルミ蒸着膜は不透明であ
るために、これを包装材料に使用したときには内
容物を透視することができない。しかも、蒸着さ
れたアルミニウムとベースフイルムとの密着強度
も比較的低いため、その界面において剥離の生じ
るおそれがある。
このような従来の包装材料の欠点を改良すべ
く、例えば特公昭51−48511号公報にはプラスチ
ツクフイルムの表面にケイ素酸化物の蒸着層を設
けて透明防湿フイルムを得ることが提案されてい
る。このケイ素酸化物蒸着フイルムは、ケイ素酸
化物が水にわずかながら溶解するため、その防湿
性能は経時的に劣化する。また、特開昭54−
152089号公報には金属、金属酸化物および酸化ケ
イ素を蒸着したポリエステルフイルムが開示され
ている。この蒸着フイルムは基材にポリエステル
フイルムが用いられたときのみその防湿性能を発
現しうるにすぎない。
電子工業分野においても、近年ますます、EL
素子や太陽電池などに透明でしかも高度の耐湿性
能を有する膜が保護膜として要求されつつある。
発明の目的:
本発明の目的は、有機質基材に透明でかつ高防
湿性を有する薄膜を形成する方法を提供すること
にある。本発明の他の目的は、基材との密着性に
すぐれた薄膜の形成方法を提供することにある。
発明の要旨:
本発明の薄膜形成方法は、真空槽内に酸素ガス
を導入しつつ金属マグネシウムを加熱し蒸発させ
て有機質基材上に透明なマグネシウム酸化物薄膜
を形成するものであり、そのことにより上記目的
が達成される。
用いられる基材としては有機質のものであり透
明で柔軟性に富むポリ塩化ビニル、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニ
リデン、ナイロン、ポリビニルアルコール、フツ
素樹脂などでなるフイルムが用いられる。なお基
材は板状であつてもよいし、レンズ状のプラスチ
ツク成形体であつてもよい。フイルムの厚みには
特に制限はないが作業性を考慮すると、5μm〜
300μmが好ましい。この透明フイルムに酸素ガ
スを供給し反応蒸着法によりマグネシウム酸化物
薄膜を形成する。具体的には、真空槽内に上記フ
イルムを配設し真空槽を真空ポンプで排気しなが
ら酸素ガスを導入し金属マグネシウムを抵抗加
熱、電子ビーム加熱等の既知の加熱方法により加
熱する。この加熱によりマグネシウム蒸気を発生
させる。このマグネシウム蒸気が導入酸素ガスと
反応し基材上にマグネシウム酸化物薄膜が形成さ
れる。導入する酸素ガス量は、通常、真空槽の容
器、真空ポンプの排気能力、マグネシウムの蒸発
速度などにより適宜決定されるが、蒸着中の酸素
分圧が1×10-4〜1×10-3トールとなるよう調整
されることが好ましい。酸素分圧が1×10-4トー
ルよりも低いと形成されたマグネシウム酸化物薄
膜中の酸素量が少なくなり着色するために透明性
が損なわれる。酸素分圧1×10-3トールよりも高
いと形成されたマグネシウム酸化物薄膜の膜質が
ポーラスとなり防湿性が低下する。
マグネシウム酸化物薄膜は、反応蒸着法のほか
に反応性イオンプレーテイング法によつても形成
されうる。この方法により得られる薄膜も前記反
応蒸着法による薄膜とその性能において相異はな
い。
マグネシウム酸化物薄膜の膜厚としては0.01μ
m〜0.5μmが好ましい。膜厚が0.01μm以下の場
合一様な連続膜になりにくい。そのために防湿性
が著しく低下する。0.5μm以上では形成されたマ
グネシウム酸化物薄膜にクラツクが発生しやすく
なり防湿性の低下をきたす。
実施例:
以下に本発明を実施例について説明する。
実施例 1
厚さ15μmのポリエチレンテレフタレート
(PET)フイルムをベースフイルムとし、これを
真空槽内に配置する。槽内を1×10-5トールに排
気したのち、蒸着中の酸素ガス分圧が3×10-4ト
ールの圧力になるよう酸素ガスを導入した。純度
99.9%の金属マグネシウムを抵抗加熱によつて加
熱し、蒸発源とPETフイルムとの距離が25cmの
ときにマグネシウム酸化物の成膜速度が約100
Å/minになるように蒸着を行なつた。そして膜
厚が1000Åと2000Åの2種類の蒸着薄膜を得た。
このようにして得られた透明蒸着フイルムの透湿
度を透明度と共に表に示す。透湿度は、JISZ−
0208に基づく40℃・90%RHにおける水蒸気透過
率を示す。透明度は目視観察により測定され、透
明度の優れたものを、良好なものを+、不透明
なもものを−で表示されている。
実施例 2
酸素ガス分圧を6×10-4トールに調整したこと
以外は実施例1と同じである。結果を表に示す。
実施例 3
ベースフイルムとして二軸延伸ポリプロピレン
フイルムを用いたこと以外は実施例2と同じであ
る。結果を表に示す。
比較例 1
真空度5×10-5トール下で、厚さ15μmのPET
フイルム上にSiOを約1000Åおよび2000Åの二種
の膜厚に蒸着した。その透湿度を透明度と共に表
に示す。
比較例 2
真空度5×10-5トール下で、厚さ15μmのPET
フイルム上にSiO2を約1000Åおよび2000Åの二
種の膜厚に蒸着した。その透湿度を透明度と共に
表に示す。
比較例 3
蒸着中の酸素分圧が5×10-5トールの条件で行
なつたこと以外はすべて実施例1と同じである。
その結果を表に示す。
Technical field: The present invention relates to a method for forming a transparent thin film having moisture resistance;
In particular, the present invention relates to a method of forming a transparent and highly moisture-proof thin film on an organic substrate. Prior Art: Packaging materials, especially packaging materials used for packaging foods, medicines, chemical products, etc., must have a moisture-proofing function to prevent the contents from deteriorating.
To this end, conventionally, for example, aluminum foil has been bonded to a base plastic film to take advantage of the moisture-proof properties of the aluminum foil. Although the packaging material in this case has excellent moisture resistance, the transparency of the base plastic film is impaired and the contents cannot be seen through. Moreover, since the flexibility is extremely reduced, pinholes may occur. Other examples of packaging materials include vinylidene chloride-based and fluorine-based resin films which themselves have moisture-proof properties. These films must be thick for applications where moisture resistance is strictly required, and various problems arise in the manufacturing process. Attempts have also been made to improve moisture resistance by vacuum-depositing metallic aluminum onto the surface of plastic. However, since the aluminum vapor-deposited film is opaque, when it is used as a packaging material, the contents cannot be seen through. Furthermore, since the adhesion strength between the vapor-deposited aluminum and the base film is relatively low, there is a risk that peeling may occur at the interface. In order to improve these drawbacks of conventional packaging materials, for example, Japanese Patent Publication No. 51-48511 proposes providing a vapor-deposited layer of silicon oxide on the surface of a plastic film to obtain a transparent moisture-proof film. In this silicon oxide vapor-deposited film, the silicon oxide is slightly dissolved in water, so its moisture-proofing performance deteriorates over time. Also, JP-A-54-
Publication No. 152089 discloses a polyester film on which metals, metal oxides, and silicon oxides are deposited. This vapor-deposited film can exhibit its moisture-proofing performance only when a polyester film is used as the base material. In recent years, EL has been increasingly used in the electronics industry.
A transparent film having a high degree of moisture resistance is increasingly required as a protective film for elements, solar cells, and the like. OBJECT OF THE INVENTION: An object of the present invention is to provide a method for forming a transparent thin film having high moisture resistance on an organic substrate. Another object of the present invention is to provide a method for forming a thin film with excellent adhesion to a substrate. Summary of the invention: The thin film forming method of the present invention is to form a transparent magnesium oxide thin film on an organic substrate by heating and evaporating metallic magnesium while introducing oxygen gas into a vacuum chamber. The above objective is achieved. The base material used is an organic film made of transparent and highly flexible polyvinyl chloride, polypropylene, polyethylene, polyester, polyvinylidene chloride, nylon, polyvinyl alcohol, fluororesin, or the like. Note that the base material may be plate-shaped or may be a lens-shaped plastic molded body. There is no particular limit to the thickness of the film, but considering workability, it should be 5 μm or more.
300 μm is preferred. Oxygen gas is supplied to this transparent film and a magnesium oxide thin film is formed by reactive vapor deposition. Specifically, the film is placed in a vacuum chamber, and while the vacuum chamber is evacuated by a vacuum pump, oxygen gas is introduced, and metal magnesium is heated by a known heating method such as resistance heating or electron beam heating. This heating generates magnesium vapor. This magnesium vapor reacts with the introduced oxygen gas to form a magnesium oxide thin film on the substrate. The amount of oxygen gas to be introduced is normally determined appropriately depending on the container of the vacuum chamber, the exhaust capacity of the vacuum pump, the evaporation rate of magnesium , etc. It is preferable to adjust it so that it becomes tall. When the oxygen partial pressure is lower than 1×10 −4 Torr, the amount of oxygen in the formed magnesium oxide thin film decreases, resulting in coloration and loss of transparency. If the oxygen partial pressure is higher than 1×10 −3 Torr, the quality of the formed magnesium oxide thin film becomes porous and the moisture proofing property decreases. The magnesium oxide thin film can be formed not only by reactive vapor deposition but also by reactive ion plating. The thin film obtained by this method has no difference in performance from the thin film obtained by the above-mentioned reactive vapor deposition method. The thickness of the magnesium oxide thin film is 0.01μ.
m to 0.5 μm is preferable. If the film thickness is less than 0.01 μm, it is difficult to form a uniform continuous film. As a result, moisture resistance is significantly reduced. If the thickness is 0.5 μm or more, cracks are likely to occur in the formed magnesium oxide thin film, resulting in a decrease in moisture resistance. Examples: The present invention will be described below with reference to Examples. Example 1 A polyethylene terephthalate (PET) film with a thickness of 15 μm was used as a base film, and this was placed in a vacuum chamber. After the inside of the tank was evacuated to 1×10 −5 Torr, oxygen gas was introduced so that the oxygen gas partial pressure during vapor deposition became 3×10 −4 Torr. purity
When 99.9% metallic magnesium is heated by resistance heating and the distance between the evaporation source and the PET film is 25cm, the film formation rate of magnesium oxide is approximately 100%.
Vapor deposition was carried out at a rate of Å/min. Two types of deposited thin films with thicknesses of 1000 Å and 2000 Å were obtained.
The moisture permeability of the transparent vapor-deposited film thus obtained is shown in the table together with the transparency. Moisture permeability is JISZ−
Shows the water vapor transmission rate at 40℃ and 90%RH based on 0208. Transparency was measured by visual observation, and those with excellent transparency are indicated as +, those with good transparency are indicated as +, and those that are opaque are indicated as -. Example 2 The same as Example 1 except that the oxygen gas partial pressure was adjusted to 6×10 −4 Torr. The results are shown in the table. Example 3 The same as Example 2 except that a biaxially stretched polypropylene film was used as the base film. The results are shown in the table. Comparative example 1 PET with a thickness of 15 μm under a vacuum degree of 5 × 10 -5 Torr
SiO was deposited on the film to two thicknesses of about 1000 Å and 2000 Å. The moisture permeability and transparency are shown in the table. Comparative example 2 PET with a thickness of 15 μm under a vacuum degree of 5 × 10 -5 Torr
SiO 2 was deposited on the film to two thicknesses of about 1000 Å and 2000 Å. The moisture permeability and transparency are shown in the table. Comparative Example 3 Everything was the same as in Example 1 except that the oxygen partial pressure during vapor deposition was 5×10 −5 Torr.
The results are shown in the table.
【表】
発明の効果:
本発明方法で得られる薄膜は、有機質基材フイ
ルムの種類に無関係に透明でかつ防湿性に優れて
いる。その防湿性は、しかも、従来のケイ素酸化
物の蒸着フイルムに比較し極端に向上している。
本発明によるマグネシウム酸化膜の基材フイルム
への密着性も良好であり、JISD−0202による剥
離試験に合格している。
本発明の透明薄膜をつけた透明プラスチツクフ
イルムは、このように、従来にない優れた防湿性
能を有するため、食品・医薬品・化学薬品などの
包装材および電子工業分野におけるEL素子や太
陽電池の保護膜として最適である。[Table] Effects of the invention: The thin film obtained by the method of the invention is transparent and has excellent moisture resistance, regardless of the type of organic base film. Moreover, its moisture resistance is extremely improved compared to conventional silicon oxide vapor-deposited films.
The adhesion of the magnesium oxide film according to the present invention to the base film was also good, and it passed the peel test according to JISD-0202. The transparent plastic film coated with the transparent thin film of the present invention has unprecedented moisture-proofing performance, and is therefore useful as a packaging material for foods, pharmaceuticals, and chemicals, as well as for protecting EL elements and solar cells in the electronics industry. Ideal as a membrane.
Claims (1)
シウムを加熱し蒸発させて有機質基材上に透明な
マグネシウム酸化物薄膜を形成する防湿性を有す
る透明薄膜の形成方法。 2 前記酸素ガスの供給量を制御することにより
金属マグネシウム蒸着中の酸素分圧を1×10-4〜
1×10-3トールとする特許請求の範囲第1項に記
載の方法。 3 前記基材が透明なフレキシブルシートまたは
フイルムである特許請求の範囲第1項に記載の方
法。[Scope of Claims] 1. A method for forming a transparent thin film having moisture-proof properties, which forms a transparent thin film of magnesium oxide on an organic substrate by heating and evaporating metallic magnesium while supplying oxygen gas in a vacuum chamber. 2 By controlling the supply amount of the oxygen gas, the oxygen partial pressure during metal magnesium vapor deposition is set to 1 × 10 -4 ~
1. The method according to claim 1, wherein the torr is 1×10 −3 Torr. 3. The method according to claim 1, wherein the base material is a transparent flexible sheet or film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15453083A JPS6046363A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Formation of transparent thin film having moistureproofness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15453083A JPS6046363A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Formation of transparent thin film having moistureproofness |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046363A JPS6046363A (en) | 1985-03-13 |
| JPS6330988B2 true JPS6330988B2 (en) | 1988-06-21 |
Family
ID=15586267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15453083A Granted JPS6046363A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Formation of transparent thin film having moistureproofness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046363A (en) |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP15453083A patent/JPS6046363A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6046363A (en) | 1985-03-13 |
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