JPH0771838B2 - 防湿性透明フィルム - Google Patents

防湿性透明フィルム

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JPH0771838B2
JPH0771838B2 JP63293493A JP29349388A JPH0771838B2 JP H0771838 B2 JPH0771838 B2 JP H0771838B2 JP 63293493 A JP63293493 A JP 63293493A JP 29349388 A JP29349388 A JP 29349388A JP H0771838 B2 JPH0771838 B2 JP H0771838B2
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metal thin
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宏 岡庭
和富 鈴木
健司 中谷
俊明 谷田部
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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
性透明フイルムに関する。
[従来の技術とその問題点] 防湿性透明フイルムとしては、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、あ
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イルム
が公知である。しかるに、かかるフッ素樹脂フイルムは
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、高分子フイ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
防湿性透明フイルムが待望されている。
[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
明フイルムとして優れた防湿特性を有するフッ素樹脂フ
イルムを用い、その本来の機能を損なうことなく、接着
性を改良した防湿性透明フイ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、フッ素樹脂フイルムの透明性
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、フッ素樹脂フイ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、フッ素樹脂フイルムよりなる防湿性
透明フイルムにおいて、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であるTiからなる金属薄膜
を、波長550nmにおけるフイルム全体の光透過率が85%
以上となる膜厚である2Å〜90Åの膜厚で積層したこと
を特徴とする防湿性透明フイルムである。
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100Å以下、極端な場合は数Å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イル
ム表面の活性化によるものと思われる。
以下、本発明の詳細を説明する。
本発明に用いるフッ素樹脂フイルムには、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、あるいはパー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
素樹脂フイ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フロライドとの共重合体からなるフ
イルムは好適であり、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フッ素樹脂フイルムの少なくと
も一面に設ける金属薄膜は、前述したところによりフッ
素樹脂フイ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,Alの他、同様の効果が得
られる遷移金属、具体敵にはZr,Cr,Mo,W,Fe,Co,Ni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
脂フイ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
プ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イルムを基板とし、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10-3Torr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
リングしてフッ素樹脂フイルム上に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イ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イルム
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イルムも含
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。フッ素樹脂フイ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、400〜1100nm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。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90Å以下、
Al金属原子からなる金属薄膜では30Å以下となる。一
方、金属薄膜の膜厚の下限はフッ素樹脂フイルムの接着
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イルム
表面の高エネルギー化に十分であることがわかった。
又、特にフッ素樹脂フイ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2Å以上であることが必
要であり、更に接着性を考慮すると2〜70Åが好まし
い。又、防湿性面からは金属薄膜がフイルム全面に連続
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イ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イルムの表
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。該フイ
ルムの金属薄膜被覆面と例えば高分子基板との可撓性ア
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
フイルムからなる防湿性透明フイルムはその表面特性が
大幅に改良され、透明性を損なうことなくフッ素樹脂フ
イルム特有の防湿性を生かすことができ、接着性,防湿
性及び透明性の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。
[発明の効果] 以上のように本発明になる防湿性透明フイルムは、透明
性及び防湿性の優れたフッ素樹脂フイルムを用い、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イ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イルム基板の塗
工型の電場発光灯の場合該防湿性フイルムで張り合わせ
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] 透明性の優れたフッ素樹脂フイルムとして、クロロトリ
フルオロエチレン(CTFE)重合体及びCTFEとフッ化ビニ
リデンとの共重合体からなる厚さ100μmの2種のフイ
ルムを取り上げた。
これらのフイ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Al金属
板を用い、アルゴンガスを導入し、1.3×10-3Torrの圧
力下で、Tiの場合にはスパッタ投入電力を0.5〜5KWの範
囲でフイルム速度を15〜40cm/分の範囲で、又Alの場合
にはスパッタ投入電力を1〜5KWの範囲でフイルム速度
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×線法により測定
した。
得られた金属被覆フイルムの各サンプルの550nmの光透
過率の測定値は表1,表2の通りである。
次にナイロンフイルムに厚さ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イルムと上述の種々の膜厚の金属
被覆フッ素樹脂フイ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 K 6854)を検出感度の高い20cm/
分の引張速度で行い、ナイロンフイルムとフッ素樹脂フ
イルムの接着力を測定し、表1,表2に示す結果を得た。
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.3〜6と12〜14は非常に接着力が大きいこ
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
Å、更には2〜70Åの範囲でピークとなることがわか
る。又Alにおいても同様の傾向が見られる。膜厚が100
Å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イルム全面
にこの膜厚で均一に形成された連続膜ではなく、実質的
にはほぼフイルム全面を被覆しているが部分的に例えば
島状にフイ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
ており、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
れており、従って防湿面を含めると本発明においては10
Å以上の金属薄膜が好ましい。
なお、比較例のサンプルNo.7,9,10,15,17,18と前述の実
施例を比較すると、金属薄膜の膜厚はフイルムを含めた
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イルムからなる防湿性透明フイ
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
透明フイルムは太陽電池,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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中谷 健司 東京都日野市旭が丘4丁目3番2号 帝人 株式会社薄膜材料研究所内 (72)発明者 谷田部 俊明 東京都千代田区内幸町2丁目1番1号 帝 人株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−135250(JP,A) 特開 昭62−185868(JP,A) 特開 昭47−39172(JP,A) 特開 昭58−187345(JP,A) 実開 昭57−118824(JP,U)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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であるTi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
    る膜厚である2Å〜90Åの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. 【請求項2】前記金属薄膜の膜厚が10Å以上である請求
    項第1項記載の防湿性透明フィルム。
  3. 【請求項3】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2項記載のいずれか
    の防湿性透明フィルム。
JP63293493A 1988-11-22 1988-11-22 防湿性透明フィルム Expired - Lifetime JPH0771838B2 (ja)

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