用于制造具有陶瓷阻隔层、无粘合剂的气体阻隔膜的装置的制造方法_3

文档序号:8367083阅读:来源:国知局
,用于膜预处理的机构设置在涂布室中。
[0060] 此外,可想到的是根据本发明的方法,在涂布室中提供至少一种沉积材料,用于 沉积陶瓷阻隔层,例如氧化铝层或氧化硅层。优选地,选择其中硅(Si)、氧化硅(SiOx)或 二氧化硅(Si0 2)的混合物被蒸发并且沉积到膜幅面上的蒸发方法。硅/氧化硅混合物 的蒸发优选地在下述温度下进行:1000°c至1500°C,1250°C至1500°C,1200°C ±100°C, 1300°C ±100°C,尤其是1250°C。尤其可想到的是,以例如50:50混合比使用Si和5102的 混合物作为涂布的起始材料。然而,该混合比一般可以是可变的并且可按需选择。同样地, 供选择的方法可用于将陶瓷阻隔材料沉积到塑料承载膜上。可以例如将溅射、等离子体强 化的化学气相沉积(PECVD)或物理气相沉积(PVD)定义为供选择的方法。
[0061] 可设定在涂布室中形成的涂布厚度的测量值。优选地,通过冷却辊进行膜幅面的 冷却,尤其是将涂布辊设定在-70°c至+70°C的温度范围内的温度。
[0062] 此外,本发明涉及具有权利要求18的特征的膜。相应地,设定多层气体阻隔膜包 括单层或多层设计的承载层,优选的是包括一种或多种热塑性材料的承载膜,所述热塑性 材料选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺或热塑性弹性体(TPE)、热塑性弹性体聚氨酯(TPU)和热塑 性聚烯烃(TP0)。将陶瓷阻隔层设置在其上,与另外的选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺或热塑性弹 性体(TPE)的塑料材料的未拉伸、单层或多层的顶层接触,而在顶层和阻隔层之间未设置 粘合剂层。
[0063] 在这方面,热塑性弹性体组包括苯乙烯嵌段共聚物或热塑性聚烯烃(TP0),或聚丙 烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯(PBU)和聚a-烯烃的弹性体聚合物。聚a-烯烃包括例如 由丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯或十二烷的单体制成的聚合物。
[0064] 在这方面,向其上进行陶瓷阻隔材料沉积的起始膜被理解为承载层或承载膜。在 这方面,覆盖产生的陶瓷阻隔材料层的膜层被理解为顶层或顶膜。可以设计相同或不同的 承载层和顶层,从本发明的角度,对承载层或顶层功能排布(Ausrichtung)没有限制。对承 载层和顶层进行指定,使得成品复合膜中单个层的次序可以根据制造中的步骤来区分。 [0065] 还有源自膜的本发明的共同的和主要的益处和技术效果,即可提供无粘合剂的陶 瓷气体阻隔膜本身,其中根据本发明的膜是在使用挤出涂布的工艺步骤的情况下提供的。
[0066] 有利地,可想到的是承载层为10至300 iim,尤其是20至250 iim,10至100 iim,优 选30-100 y m或30-80 y m和/或气体阻隔层是陶瓷层,所述陶瓷层包含低氧化硅(SiOx), 尤其是其中x = 1. 2至1. 9或1. 3至1. 8或1. 4至1. 7,尤其是1. 7的低氧化娃SiOx,或氧 化铝(A10x),并且所述陶瓷层的厚度为10至500nm,30至300nm,15至150nm,尤其是30至 100nm,优选 50nm。
[0067] 尤其有利的是通过根据权利要求1至10之一的装置和/或通过根据权利要求11 至17之一的方法制造的多层气体阻隔膜。
[0068] 尤其是所述膜包括基于聚烯烃材料和热塑性弹性体的承载层和顶层。聚烯烃材料 要理解为由包括烯烃单体的聚合物制成的塑料。由a-烯烃,如丙烯、乙烯、丁烯、己烯、辛 烯和另外的末端不饱和烯烃制成的聚合物称为聚a-烯烃。尤其要理解的是,该术语涵盖 所述单体的共聚物,源自其的聚合物的共混物,所述单体的嵌段共聚物和所述嵌段共聚物 与源自其的聚合物的共混物,所述聚合物的支链聚合物和包括由所述单体制造的聚合物、 共聚物、嵌段共聚物和支链聚合物的共混物。
[0069] 单个层可同样由其他热塑性材料,如聚酯或聚酰胺制成。
[0070] 承载膜或顶膜或这些膜的层可另外包括丙烯酸嵌段共聚物的热塑性弹性体。这 种聚合物是以嵌段方式通过苯乙烯、丙烯、丁烯、乙烯、异戊二烯、丁二烯的聚合物-化学重 复单元制成的,并且包括例如苯乙烯乙烯丁烯嵌段共聚物(SEBS、SEB)、苯乙烯异戊二烯嵌 段共聚物(SIS)、苯乙烯乙烯丙烯嵌段共聚物(SEPS、SEEPS)。示例性的层设计例如描述于 EP0739713。
[0071] 本发明另外涉及具有权利要求21的特征、用于制造无粘合剂的气体阻隔膜的装 置的用途。相应地,设定根据权利要求1至10之一的装置用于进行根据权利要求11至17 之一的方法,尤其用于制造根据权利要求18至20之一的多层的气体阻隔膜。
[0072] 本发明另外涉及具有权利要求22的特征的一次性物品。相应地,设定根据权利要 求1至10之一的装置用于进行根据权利要求11至17之一的方法,尤其用于制造根据权利 要求18至20之一的多层气体阻隔膜。
[0073] -次性物品尤其可以是一次性使用的膜袋,其优选为用于接收药液而提供的。
[0074] 现将参考附图中显示的实施方案更详细地阐释本发明的进一步的细节和益处。
[0075] 所显示的是:
[0076] 图1:用SiOx阻隔物涂布承载膜的组合方法的示意图;和
[0077] 图2:根据本发明的装置的示意图,其用于制造具有陶瓷阻隔层、无粘合剂的气体 阻隔膜;和
[0078] 图3:根据本发明的无粘合剂的复合膜的设计的示意图。
[0079] 图1以示意图显示了用SiOx阻隔物涂布膜幅面的组合方法,所述膜幅面下文中称 为承载膜。
[0080] 起始材料一氧化硅(SiO)作为SiO颗粒10存在于与另外的氧化硅化合物的 混合物中,将其在被辐射保护器24围绕的坩埚22中通过加热丝26在高真空下加热至 1300-1500°C的温度,在该温度下其以足够的量转变成气相。蒸气被引导通过蒸发熔炉20 上方,沉积在承载膜30上。然而,如此产生的SiOx层的阻隔仍是不足的。
[0081] 足够低的气体渗透性是结合离子源40 (IBAD :离子束辅助的沉积)实现的。出于 该目的,将在承载膜上冷凝的低氧化硅,如SiO,4用电离的颗粒轰击。这产生具有较少缺陷 点的更致密的SiOx层。
[0082] 离子源40如氩-氧离子源40具有高压电源HV和未详细描述的加热器。此外,离 子源40具有阳极44。在这方面,Ar+和0 2+是可由反应性气体形成的任何电离的物质的代 表。整个过程在P = 1*1(T4至l*l〇imbar的压力下的真空室50中进行。通过真空泵52施 加真空。
[0083] 图2以示意图显示了根据本发明的装置100,其用于制造具有陶瓷阻隔层、无粘合 剂的气体阻隔膜。
[0084] 在这方面,承载膜30通过锁定单元135和脱气室120引入涂布室130中。抽吸模 块150设置在锁定模块140的下游并且之后是另外的狭缝锁定模块60,以达到要求的工艺 压力。在运行穿过脱气室120之后,所述膜移动进入涂布室130中,在此气相沉积SiOx阻 隔层。通过涂布室130中的蒸发炉170产生SiOx蒸气。
[0085] 施加SiOx层与IBAD离子源180相关。另外,经离子源190进行膜的预处理,其中 表面被活化用于随后的工艺步骤。通过膜张力测量装置进行膜张力的测量并且通过层厚度 测量装置进行层厚度的测量。
[0086] 与冷却辊的良好接触是必不可少的,以避免承载膜的过度热张力,这是因为涂布 室中的工艺步骤与高热伸展(Waermeaufko_en)相关联,使得承载膜可能被破坏。根据膜 30的厚度,冷却辊温度设成_50°C至+50°C。最后,经涂布的膜30'再次通过锁定模块220、 210和锁定单元200的抽吸室230从涂布设备100送出。
[0087] 借助第二涂布机构,膜幅面可通过熔体挤出来至少部分涂布,第二涂布机构设置 在锁定单元200之后并且被示意性显示。在这方面,挤出工具240将塑料熔体施加到运输 的膜幅面30'上,并且因此于在线工艺中,即没有工艺中断并且在正在进行的工艺内涂布 刚刚产生的SiOx层。
[0088] 因此,根据该原理,陶瓷气体阻隔复合膜的制造基本上如下进行:
[0089]-挤出单层/多层承载膜;
[0090] _通过真空锁定系统,将膜幅面引入涂布设备中;
[0091] _使用陶瓷材料的"离子束辅助沉积-IBAD"来涂布膜;
[0092] -通过真空锁定系统,将膜送出;和
[0093] _通过熔体挤出,用单层/多层顶层涂布复合膜。
[0094] 已经显示,根据该方法可省略粘合剂。陶瓷涂层实时与顶层形成连接,以使陶瓷表 面的老化过程不起作用,这是决定性的。在这方面,非老化的表面与熔体挤出的顶层形成良 好连接。尤其是
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