JPH02141235A - 防湿性透明フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水蒸気の透過によって性能が大幅に劣化する太
陽電池や電場発光灯などのエレクトロニクス素子、医療
品や食品などの透明封止、包装材に適用され、かかる部
材の耐久性を大幅に向上せしめることを目的とする防湿
１生透明フイルムに関する。

［従来の技術とその問題点］ 防湿性透明フィルムとしては、フッ化オレフィン重合体
、すなわち、α−フルオルオレフィン特にパーフルオル
化されたあるいは弗素と共に水素を含有している化合物
の重合体、ハロゲン含有α−フルオロオレフィン、おる
いはパーフルオロアルコキシエチレンの重合体、更に前
記α−フルオロオレフィン、ハロゲン含有α−オレフィ
ンあるいはパーフルオルオロアルコキシエチレンの少く
とも２種を用いた共重合体などのフッ素樹脂フィルムが
公知である。しかるに、かかるフッ素樹脂フィルムは表
面エネルギーが低く不活性なため、接着剤、インクなど
が附着せず、そのままでは接着が必要な用途に利用する
ことができなかった。

又、高分子フィルム基板等を用いた可撓性アモルファス
シリコン太陽電池、あるいは薄膜型エレクトロルミネッ
センス表示体等においては、その耐久性面からその全体
を封止する必要があり、上述の接着性を有する可撓性の
防湿性透明フィルムか待望されている。

［発明の目的］ 本発明は、かかる現状に鑑みなされたもので、防湿性透
明フィルムとして優れた防湿特性を有するフッ素樹脂フ
ィルムを用い、その本来の機能を損なうことなく、接看
避を改良した防湿性透明フィルムを提供することを目的
とするものである。

［発明の構成及び作用］ 本発明者は上記目的から、フッ素樹脂フィルムの透明性
を損なうことなく、接着性を改善することを鋭意検討し
た結果、フッ素樹脂フィルムの表面にその光透過率を殆
んど損なわない非常に薄い特定の金属薄膜を設けること
により表面の接着性を改善することができることを見出
し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、フッ素樹脂フィルムよりなる防湿性
透明フィルムにおいて、少なくともその１面に該表面を
活性化する効果を有する金属からなる金属薄膜を、波長
５５０ｎｍにおけるフィルム全体の光透過率が８５％以
上となる膜厚で積層したことを特徴とする防湿性透明フ
ィルムである。

なお、本発明の如く光透過率を損なわないような非常に
薄い具体的には１００Ａ以下、極端な場合は数人という
連続膜とは言えないような金属薄膜により接着性が改良
される理由は明確ではないが、積層した金属によるフィ
ルム表面の活性化によるものと思われる。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いるフッ素樹脂フィルムには、前述のフッ化
オレフィン重合体、すなわちα−フルオルオレフィン、
特にパーフルオル化されあるいは弗素と共に水素を含有
する化合物の重合体、ハロゲン含有α−フルオロオレフ
ィン、あるいはパフルオロアルコキシエチレン重合体、
更に前記αフルオロレフイン、ハロゲン含有α−オレフ
ィンおるいはパーフルオルオロアルコキシエチレンの少
なくとも２種を用いた共重合体などの公知のフッ素樹脂
フィルムが全て利用できる。前記α−フルオロオレフィ
ンの炭素数は好ましくは２〜６、特に好ましくは２〜４
である。なかでもテトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、クロルトリフルオ
ロエチレン重合体（ＣＴＦＥ）、クロルトリフルオロエ
チレンとビニリデン７０ライドとの共重合体からなるフ
ィルムは好適であり、厚さはその可撓性面から通常的２
５〜３００μｍのものが用いられる。

又、本発明において上記フッ素樹脂フィルムの少なくと
も一面に設ける金属薄膜は、前述したところによりフッ
素樹脂フィルムの低エネルギー表面を活性化する効果を
有する金属原子からなるものである。かかる金属原子と
しては後ｊホの実施例に示すＴｉ、　Ａｉの伯、同様の
効果が得られる遷移金属、具体的にはＺｒ、　Ｃｒ、　
）ｔｏ、　Ｗ、　Ｆｅ、　Ｃｏ、　ｔｈの各金属元素が
挙げられる。中でも、Ｔｉ、　Ｚｒは実施例に示すよう
に接着力上昇効果が大きく、その表層が酸化されても透
明性のよい酸化物となり透明性が劣化しない点で特に好
ましい。なお、本発明の金属薄膜は、その表層が用いる
金属によっては大気中で酸化されるので、かかる酸化物
層を表層に有するものを含むことは言うまでもない。本
発明においては、上記活性化面からそのフッ素樹脂フィ
ルムと接する側の底層部が金属原子からなることが肝要
である。

上記金属薄膜は、真空蒸着法、スパッタリング法、イン
ブレーティング法などの公知のフッ素樹脂表面の活性化
効果を有する物理蒸着法で形成される。例えば、スパッ
タリング法では上記フッ素樹脂フィルムを基板とし、対
向電極に例えばＴｉ金属からなるターゲットを配し、雰
囲気を１０−３丁ｏｒｒのＡｒ不活性雰囲気として両電
極間に直流電圧を印加してグロー放電を発生させて１１
金属をスパッタリングしてフッ素樹脂フィルム上に１１
金属原子からなる薄膜を形成する。

このようにしてＴｉ又はＺｒ等の遷移元素等の金属から
なる金属薄膜がフッ素樹脂フィルムの少なくとも一方の
面に被覆されるが、本発明の目的であるフッ素樹脂フィ
ルムの本来の透明性を保持させるため及び後述の実施例
から明らかなように大きな接着力が得られるという点か
ら、その表面に被覆される該金属薄膜の厚さはフィルム
も含めた全体の５５０ｎｍにおける光透過率が８５％以
上となる厚さとする。フッ素樹脂フィルム本来の光透過
率は膜厚及びフッ素樹脂の種類等により異なるが８７〜
９５％である。又、太陽電池や電場発光灯等の用途分野
では、防湿性透明部材にガラス板が用いられているが、
４００〜１ｌ１００ｎの波長域ではソーダライムガラス
の光透過率は８４％前後、白板ガラスでは９１．６％前
後といわれている。ガラス板のかかる光学特性を考慮す
れば、前記膜厚で太陽電池等の高性能分野を含む各種適
用分野で必要な透明性に対して十分であることがわかる
。と同時に後述の実施例から明らかなように、驚くべき
ことにこの膜厚範囲ではピークに近い接着力が得られる
のである。かかる光透過率を与える金属原子の膜厚は、
適用される金属原子の種類により異なり、一義的に決め
ることは困難である。例えば実施例に示すＴｉ金属原子
からなる金属薄膜では９０Ａ以下、Ｍ金属原子からなる
金属薄膜では３０Å以下となる。

方、金属薄膜の膜厚の下限はフッ素樹脂フィルムの接着
性の改良効果を引き出さねばならぬが、実施例に示すよ
うにＴｉでは単原子層の厚さがあればフッ素樹脂フィル
ム表面の高エネルギー化に十分であることがわかった。

又、特にフッ素樹脂フィルムの透明性を実質的に損なう
ことなく、かかる効果を発現ＶしめるためにはＴｉの場
合当該金属薄膜の厚さは９０Å以下２Å以上であること
が好ましく、更に接着性を考慮すると２〜？ＯＡが好ま
しい。

又、防湿性面からは金属薄膜がフィルム全面に連続膜と
して形成されていることが好ましく、かかる点を考慮す
ると１０Å以上が特に好ましい。

本発明ではフッ素樹脂フィルムの少なくとも一面に非常
に薄い金属薄膜を設けるが、例えば一方の面は接着性の
改良、他方の面は印刷性の改良などに応用できる。即ち
、かかる金属薄膜を被覆したフッ素樹脂フィルムの表面
は、被覆面が高エネルギー物質の代表である金属薄膜で
構成されているため、表面特性が改善される。該フィル
ムの金属薄膜被覆面と例えば高分子基板との可撓則アモ
ルファスシリコン太陽電池の光電変換面とを対向させ、
その間にエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂膜を挿入し
て両者を熱ロールを用いて加熱圧着した結果、両者は強
固に張り合わされ、容易に剥離することはできなかった
。一方、従来の金属薄膜を被覆していない面を同様に前
述の太陽電池に張り合わせた場合、両者は簡単に剥離し
、エチレン−酢酸ビニル共重合体膜は太陽電池の光電変
換面側に付着していた。

このように本発明になる金属薄膜を被覆したフッ素樹脂
フィルムからなる防湿性透明フィルムはその表面待［生
が大幅に改良され、透明性を損なうことなくフッ素樹脂
フィルム特有の防湿性を生かすことができ、接着ｊ生、
防湿１生及び透明１生の３特性に同時に優れ、且つ必要
に応じ可撓性も得られるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明になる防湿［生透明フィルムは、透
明性及び防湿性の優れたフッ素樹脂フィルムを用い、そ
の透明性を殆んど損なわない薄い金属薄膜によりその表
面を改質して接着性を向上せしめたものである。従って
、金属薄膜を積層した該表面改質面側に接着層や粘着層
を積層したフッ素樹脂フィルムは太陽電池や電場発光灯
などの防湿保護材に利用できる。特に高分子基板のアモ
ルファスシリコン太陽電池素子や高分子フィルム基板の
塗工型の電場発光灯の場合該防湿性フィルムで張り合わ
せることにより可ｍ　８％を損なうことなく、これらの
素子を封止できるので好適に応用できる。このように本
発明は、多方面の防湿用途に適用できる非常に有用なも
のである。

以下に本発明の実施例を示す。

［実施例］ 透明性の優れたフッ素樹脂フィルムとして、クロロトリ
フルオロエチレン（ＣＴＦＥ）重合体及びＤＴＦＥとフ
ッ化ビニリデンとの共重合体からなる厚さ１００μｍの
２種のフィルムを取り上げた。

これらのフィルムをロールツーロール型のＤＣスパッタ
リング装置に装着し、金属ターゲットにＴｉ金属及びＭ
金属板を用い、アルゴンガスを導入し、１．３　Ｘｌ０
−３　Ｔｏｒｒの圧力下で、Ｔｉの場合にはスパッタ投
入電力を０．５〜５にΔの範囲でフィルム速度を１５〜
４０ｃｍ／分の範囲で、又Δ！の場合にはスパッタ投入
電力を１〜５ＫＷの範囲でフィルム速度を６〜３０ｃｍ
／分の範囲で夫々変化させて種々の膜厚の金属薄膜を堆
積した。なお、膜厚は蛍光Ｘ線法により測定した。

得られた金属被覆フィルムの各サンプルの５５０ｎｍの
光透過率の測定値は表１１表２の通りである。

次にナイロンフィルムに厚さ５０μｍのエチレン−エチ
ルアクリレート共重合体からなる熱可塑性のホットメル
ト型接着剤層を設けたフィルムと上述の種々の膜厚の金
泥被覆フッ素樹脂フィルムサンプルの金属被覆面を１２
０’Ｃに加熱したロール間を通し４にｇ／Ｃ…２の加圧
下で張り合わせた。

その後これらの張り合わせた積層体を引張試験＊＜イン
ストロン社製）を用いてシール等の貼合ぜの剥離を近似
できるＴ形剥離（ＪＩＳ　Ｋ　６８５４）を検出感度の
高い２０Ｃｍ／分の引張速度で行い、ナイロンフィルム
とフッ素樹脂フィルムの接着力を測定し、表１２表２に
示す結果を得た。

表　１　　ＣＴＦＥ重合体フィルム 表　２　　ＣＴＦＥ共重合１本フィルム従来例のサンプ
ルＮｏ、１．１１に比し、本発明の実施例であるサンプ
ルＮｏ、　２〜Ｂ、　８．１２〜１４．１６は非常に接
着力が大ぎいことがわかる。そして接着力は金属の膜厚
に依存し、驚くべきことにＴｉでは、透明性を殆んど損
なわない２〜９０人、更には２〜７０人の範囲でピーク
となることがわかる。又Ｍにおいても同様の傾向が見ら
れる。膜厚が１００人を越えると接着力が低下する理由
は明確でないが、応力集中が生ずるためと考えられる。

なお、サンプルＮｏ、２．３から明らかなように２Å以
下というほぼ単原子層に近い膜厚でも充分な接着力が得
られている。かかる膜厚の金属薄膜は公知の通りフィル
ム全面にこの膜厚で均一に形成された連続膜ではなく、
実質的にはほぼフィルム全面を被覆しているが部分的に
例えば島状にフィルム面が露出した部分を有するものと
なっており、防湿面では不利であるが、本発明の目的は
達成してあり、本発明の金属薄膜に含まれるものである
。

該連続膜という点からは、少なくとも１０Å以上が必要
といわれてあり、従って防湿面を含めると本発明におい
ては１０Å以上の金属薄膜が好ましい。

なお、比較例のサンプルＮＯ，７，９，１０，１５，１
７１８と前述の実施例を比較すると、金属薄膜の膜厚は
フィルムを含めた全体の光透過率が８５％以上になる範
囲にあれば充分であることがわかる。これは金属薄膜自
体でいえば、その膜厚は金属薄膜による光透過率の低下
が９％以下となる膜厚である。

以上、実施例、比較例から明らかなように、本発明にな
る金属被覆フッ素樹脂フィルムからなる防湿性透明フィ
ルムは透明性を損なうことなく金属被覆面の高エネルギ
ー化、換言すれば接着性が改善されており、この防湿性
透明フィルムは太陽電池、電場発光灯、特に高熱基板の
これらの素子の場合可撓性を損なうことなく好適に利用
できる。

特 許 出 願 人 帝人株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フッ素樹脂フィルムよりなる防湿性透明フィルムに
   おいて、少くともその１面に該表面を活性化する効果を
   有する金属からなる金属薄膜を、波長５５０ｎｍにおけ
   るフィルム全体の光透過率が８５％以上となる膜厚で積
   層したことを特徴とする防湿性透明フィルム。 ２、前記金属はＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆ
   ｅ、Ｃｏ、Ｎｉからなる群より選ばれた１種以上の金属
   元素である請求項第１項記載の防湿性透明フィルム。 ３、前記金属薄膜がＴｉからなりその膜厚が２Å〜９０
   Åである請求項第１項記載の防湿性透明フィルム。 ４、前記金属薄膜の膜厚が１０Å以上である請求項第１
   項〜第３項記載のいずれかの防湿性透明フィルム。 ５、前記金属薄膜が物理蒸着法により積層された蒸着薄
   膜である請求項第１項〜第４項記載のいずれかの防湿性
   透明フィルム。