JPH02219640A - 易接着加工高分子フイルム - 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］ 本発明は水蒸気や種々のガス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易接着加工高分子フィルムに関
する。

［従来の技術とその問題点コ 水蒸気や種々のガスの透過防止能が大きいフッ素樹脂フ
ィルム、ポリエステルフィルムなどの高分子フィルムは
熱融着が困雌なため、かかる高分子フィルムはそのまま
では封止、包装材に適用するには不都合である。そこで
かかる高分子フィルムの表面に熱融着可能な熱可塑性接
着層が積層されて適用される。

しかるに、フッ素樹脂フィルムやポリエステルフィルム
などの高分子フィルムは表面エネルギーが低く不活性な
ため、被接着面を特開昭５３−６９５９３号公報で開示
されたサンドブラスト加工とグロー放電処理とを組合せ
る方法、特開昭６３−９９５８１号公報で開示された金
属、金属酸化物、または無機酸化物、シランカップリン
グ剤の被膜を形成する方法などであらかじめ処理した後
熱可塑性接着層を積層する方法がとられている。

しかるにかかる前処理方法では、高分子フィルムと熱可
塑性樹脂との接着強度が必ずしも十分とはいえず接着面
から界面剥離を起すことがあった。

特に、可撓性のある電場発光灯や太陽電池などを前記積
層フィルムで封止し、これに繰返し曲げ変形を加えると
界面剥離を起こし信頼性を欠き、高分子フィルムと熱可
塑性樹脂との接着性を改善することが待望されている。

［発明の目的コ 本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、易接着加工
高分子フィルムとして接着面が優れた剥離強度を有する
高分子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コ 本発明者は上記目的から、フッ素樹脂フィルム。

ポリエステルフィルムなど熱融着が困難な高分子フルム
を封止、包装材に適用するために、熱融着可能な熱可塑
性接着層を積層するに当り、かかる高分子フィルムの接
着性を改善することを鋭意検討した結果、高分子フィル
ムの少なくとも一面をブラスト加工した後、非常に薄い
特定の金属薄膜を設けることにより光透過性を損なうこ
となく表面の接着性を大幅に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、高分子フィルムの少なくとも一面を
ブラスト加工し、少なくともその一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、積層したこ
とを特徴とする易接着加工高分子フィルムである。

なお、本発明の如くブラスト加工した面に非常に薄い具
体的には１０Å以下、極端な場合は数人という連続膜と
はいえないような金属薄膜を被覆することにより接着性
が大幅に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。

本発明の高分子フィルムは、特に限定されないが前述の
フッ素樹脂フィルム、ポリエステルフィルムなどの熱融
着が困難な高分子フィルムが好適であり、中でも、耐湿
性と透明性が要求される前述の受発光部を有する電子部
材の封止フィルムに適し、接着剤の接着性の悪いフッ素
系樹脂フィルム、ポリエステル樹脂フィルムが好適であ
る。厚さはその可撓性面から通常約２５〜３００μｍの
ものが用いられる。

又、本発明において上記高分子フィルムの少なくとも一
面をブラスト加工する。ブラスト加工は８０〜２００メ
ツシュ前後のコランダム、シリカ、炭化硅素等の微粉末
をジェット気流と共に被処理面に噴射したり、又は高速
に回転する円板の上にかかる微粉末を落下せしめ、そし
て円板の遠心力を利用して被処理面に衝突せしめる等に
より、かかる高分子フィルムの表面を加工するものであ
る。

この場合、粉末の種類、微粉末の大きざ及び衝突速度を
制御することにより、不特定形状の、しかも大きさの異
なった凹凸を形成することができる。

かかる表面を有する高分子フィルムの表面の粗面化の程
度はＪＩＳに５４００に定義されている光沢度で表わさ
れるが、本発明に好適な粗面を有する高分子フィルムの
光沢度は５０％以下である。

次に、本発明において、上記粗面化高分子フィルムの少
なくともその粗面化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。

ポリエステルフィルムなどの高分子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述の実施例に示す
Ｔｉ、　／Ｊの他、同様の効果が得られる遷移金属、具
体的にはＺｒ、　Ｃｒ、　ｎｏ、　ｗ、　Ｆｅ。

Ｃｏ、旧の各金属元素が挙げられる。中でも、Ｔｉは実
施例に示すように接着力上昇効果が大きく、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粗面化高分子フィル
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高分子フィルム表面の活
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粗面化高分子フィルムを基板と
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　ｒｏｒｒ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Ｔｉ金属をスパッタリングして粗面化高分子フィル
ム上にＴｉ金属原子からなる薄膜を形成する。

このようにしてＴｉ等の遷移元素等の金属からなる金属
薄膜が粗面化高分子フィルムの少なくとも一方の面に被
覆されるが、本発明の用途から考えて高分子フィルムの
本来の光透過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５〜１００人
となる厚さとする。粗面化高分子フィルム本来の光透過
率は膜厚及び粗面化高分子の種類等により異なるが８７
〜９５％である。かかる高分子フィルムの表面を粗面化
すると前述の如く光沢度が低下するが、後述の実施例か
ら明らかなように熱可塑性樹脂で接着することにより実
質的な透明性が回復する。ところで、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、４００〜１１００ｎｍ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。したがってガラス
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９０
Å以下、成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粗面化高分子フィ
ルムの接着性の改良効果を引き出す限界から決定される
。粗面化した高分子フィルム上では平滑な場合とは異な
りある程度以上の膜厚が必要であり、特に粗面化高分子
フィルムの透明性を実質的に損なうことなく、かかる効
果を発現せしめるためにはＴｉの場合当該金属薄膜の厚
さは９０Å以下１０Å以上であることが好ましく、更に
接着性を考慮すると１０〜７０人が好ましい。又、被封
止物の耐久性の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２０Å以上が特に好ましい。

本発明では粗面化高分子フィルムの少なくとも一面に一
非常に薄い金属薄膜を設けるが、例えば−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粗面化高分子フィルム
の表面は、被覆面が高エネルギー物質の代表である金属
薄膜で構成され更に粗面化が投錨効果を発揮するため、
表面特性が大幅に改善され、る。該フィルムの金属薄膜
被覆面と例えば高分子基板上の可撓性アモルファスシリ
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、粗面化しただけの面、
あるいは粗面化せず金属簿膜のみを形成した面を同様に
前述の太陽電池に張り合わせた場合、接着面の剥離強度
は後述の比較例で示すように不十分なものである。

このように本発明になるブラスト加工により粗面化した
上に金属薄膜を被覆した粗面化高分子フィルムからなる
易接着加工フィルムはその表面特性が大幅に改良され、
水蒸気や種々のガス透明性の防止効果も向上し、接着性
、ガスバリア性、光透過性の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。

なお、以上の本発明の易接着加工高分子フィルムは、前
述した受・発光部を有する電子部材等の封止フィルムと
して用いる場合には、その易接着加工面にヒートシール
できる熱可塑性樹脂層を積層した態様とするのが封止効
果、封止工程の生産性、封止耐久性面等から好ましい。

なお、ここでヒートシール可能な熱可塑性樹脂層とは、
加熱及び加圧により接着が可能なプラスチック層を表わ
し、その代表的な例としては、次のようなものがある。

ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン舎プロピレン
共重合体などのポリオレフィン、ポリエステル、ポリア
ミド、アイオノマー、エチレン酢ビ共重合体、アクリル
酸エステル、メタアクリル酸エステルなどのアクリル樹
脂、ポリビニルアセタール、フェノール、変成エポキシ
樹脂などおよび、これらの共重合体や、混合物などがあ
げられるが、必ずしもこれらには限定されない。

このうち、ポリエステル、ポリアミド、アイオノマー、
アクリル樹脂、エチレン・エチルアクリル酸共重合体、
エチレン酢ビ共重合体が望ましい。

熱可塑性樹脂の厚さは、接着力はガスバリア性の点で、
５〜５０μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは１０〜
３０μｍが望ましい。

熱可塑性樹脂層を積層する方法としては、熱可塑性樹脂
層の成分を有機溶剤に溶解してコーティングする方法や
、熱可塑性接着層の成分を溶融し、押出しラミネートす
る方法、あるいは、あらかじめ熱可塑性樹脂層のシート
を作製し、これをドライラミネートなどにより接着積層
する方法などの公知の方法が採用できる。

熱可塑性樹脂層のヒートシール温度は、使用する熱可塑
性樹脂層の特性に合せて適宜、選択することができるが
、８０〜１８０℃の温度でヒートシールできるものであ
ることが望ましい。

［発明の効果］ 以上のように本発明になる易接着加工高分子フィルムは
、透明性及びガス透過防止性の優れた高分子フィルムを
用い、実質的に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、ブラスト加工した面に少なくとも金
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、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
や高分子フィルム基板の塗工型の電場発光灯の場合本発
明の易接着加工高分子フィルム又はこれに接着層、粘着
層を積層したもので張り合わせて被覆することにより可
撓性を損なうことなく、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］ 透明性の優れた高分子フィルムとして、クロロトリフル
オロエチレン（ＣＴＦＥ）重合体及びポリエチレンテレ
フタレートフィルムからなる厚さ１００μｍの２種のフ
ィルムを取り上げた。

これらのフィルムをサンドブラスト加工機に装置し、８
０メツシユのコランダム微粉末をジェット気流と共に表
面を走査し、光沢度９％のブラスト加工粗面化フィルム
を得た。

このブラスト加工フィルム及び比較のためのブラスト加
工しないフィルムの両方を用い、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、１，３ｘ　１０−］　丁ｏｒｒの圧力
下で、Ｔｉの場合にはスパッタ投入電力を０．５〜５Ｋ
Ｗの範囲でフィルム速度を１５〜４０ＣＩＩＩ／分の範
囲で、又Ｍの場合にはスパッタ投入電力を１〜５に−の
範囲でフィルム速度を６〜３０ｃｍＺ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積分透過率の
測定値゛は表１２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
属被覆フィルムサンプルの金属被覆面を１２０℃に加熱
したロール間を通し４Ｋｇ／ｃｍ２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機（イン
ストロン社製）を用いてシール等の貼合せの剥離を近似
できるＴ形剥離（ＪＩＳに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１９表２に示す
結果を得た。

表 ポリエチレンテレフタレートフィルム 本発明の特徴であるブラスト加工と金属薄膜とを組み合
わせたサンプル４．５．６．８．９．１３．１４゜１６
では非常に接着力が高いことがわかる。また上記サンプ
ルのような金属膜厚の範囲では透過率の低下も小さい。

以上、実施例、比較例から明らかなように、本発明にな
る金属被覆ブラスト加工フィルムは光透過性を損なうこ
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、この防湿性光透過フィルムとして太
陽電池、電場発光灯などに可撓性を失なうことなく用い
ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高分子フィルムの少なくとも一面をブラスト加工し
   、少なくともその一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積層したことを特徴とする易
   接着加工高分子フィルム。 ２、前記金属薄膜はＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｈｏ、Ｗ、Ｆｅ
   、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌからなる群より選ばれた１種以上の
   金属元素であり、その膜厚が５Å〜１００Åである請求
   項第１項記載の易接着加工高分子フィルム。 ３、前記金属薄膜がＴｉからなりその膜厚が１０Å〜９
   ０Åである請求項第１項記載の易接着加工高分子フィル
   ム。 ４、前記金属薄膜の膜厚が２０Å以上である請求項第１
   項〜第３項記載のいずれかの易接着加工高分子フィルム
   。 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易接着
   加工高分子フィルム。