阻隔膜构造及其制造方法技术

一种阻隔膜，该阻隔膜包括：基底；与基底相邻的基础聚合物层；与基础聚合物层相邻的氧化物层；与氧化物层相邻的粘附调整层；以及与粘附调整层相邻的顶部涂层聚合物层。任选的无机层可施加在顶部涂层聚合物层上方。包含粘附调整层提供了增强的抗湿性，以及顶部涂层聚合物层对下面的阻隔堆叠层的改善的剥离强度粘附性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻隔膜构造及其制造方法本专利技术是在政府支持下根据能源部授予的批号3053、合同号DE-EE0004739完成的。政府在本专利技术中享有一定的权利。相关专利申请本申请要求2012年8月8日提交的美国临时申请61/680,963和2013年3月13日提交的美国临时申请61/779455在35U.S.C.§119(e)下的权益。
本公开整体涉及阻隔膜和制造阻隔膜的方法。
技术介绍
聚合物和氧化物诸如氧化铝或氧化硅的多层堆叠在一次涂覆工艺中沉积在柔性聚合物膜上，以使得阻隔膜能够抵抗水分渗透。这些阻隔膜可通过多种生产方法来制备，包括液体涂覆技术，诸如溶液涂覆、辊涂、浸涂、喷涂、旋涂；以及干法涂覆技术，诸如用于固体材料热蒸发的化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、溅射和真空工艺。此类阻隔膜和方法的实例可在以下文献中找到：例如，美国专利5,440,446(Shaw等人)；5,877,895(Shaw等人)；6,010,751(Shaw等人)；7,018,713(Padiyath等人)；以及6,413,645(Graff等人)，这些专利均以引用方式并入本文，如同全文示出一样。这些阻隔膜作为玻璃封装材料的柔性替代物在显示器、照明和太阳能市场中具有多种应用。
技术实现思路
本申请的专利技术者试图开发出具有改善的耐候性和抗层间分层能力的阻隔膜。一种阻隔膜的一些实施例包括基底、与基底相邻的基础聚合物层、与基础聚合物层相邻的氧化物层、与氧化物层相邻的粘附调整层；以及与粘附调整层相邻的顶部涂层聚合物层。在一些实施例中，顶部涂层聚合物包括丙烯酸酯。任选地，无机层可位于顶部涂层聚合物层上。在一些实施例中，粘附调整层为粘附促进层。在其它实施例中，粘附调整层为剥离层。一些用于制备阻隔膜的方法的实施例包括以下步骤：提供基底、将基础聚合物层施加到基底、将氧化物层施加到基础聚合物层、将粘附调整层施加到氧化物层；以及将顶部涂层聚合物层施加于粘附调整层上。单独的粘附促进层提供了增强的抗湿性、以及顶部涂层对下面的阻隔堆叠层的改善的剥离强度粘附性。单独的剥离层将临时性保护层施加到氧化物层和聚合物层中的一者并且随后去除，从而形成了改善的阻隔组件。在一些实施例中，将保护层施加到氧化物层以在处理期间保护氧化物层。在处理期间包含保护层减少了氧化物层中的缺陷形成。在一些实施例中，随后在下游处理期间将保护层从氧化物层去除。在一些实施例中，立即通过施加粘合剂层和/或顶部片材或保护衬片来保护所暴露的氧化物层。本申请的其它特征和优点在以下连同两幅附图一起考虑的详细说明书中进行描述或提及。附图说明附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，并且它们结合具体实施方式阐明本专利技术的优点和原理。在这些附图中，图1为示出具有粘附调整层的阻隔膜的示意性横截面；以及图2为示出用于制备阻隔膜的方法的示意图。附图未必按比例绘制。应当理解，在给定附图中用于指示部件的数字的使用并不旨在限制另一附图中标记有相同数字的部件。具体实施方式在以下详细说明中，可参考形成本说明一部分的一组附图，并且在附图中通过例证的方式示出若干具体实施例。应当理解，在不脱离本专利技术的范围或实质的情况下，设想并可做出其它实施例。若干方法可用于制备多层阻隔膜中的氧化物层，如上所述。这些方法中的每一种均提供了独特的挑战。在一些情况下，多层阻隔膜中的各层之间的粘附性对于所期望的应用是不足的。例如，聚合物层(例如，聚酯层、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯层)可能不具有对相邻的聚合物层的良好的粘附性。另选地，聚合物层可能不具有对相邻的氧化物层的良好的粘附性。例如，当使用溅射工艺来形成氧化物层时，可能会发生粘附性问题。在溅射工艺中，可用于形成阻隔氧化物层的沉积能量一般是较高的。相比之下，沉积聚合物层中所涉及的能量一般较低，并且这种沉积能量差异可导致粘附性问题。为增加各层之间的粘附性，具体地讲是初始粘附性，硅低价氧化物的薄型溅射层(例如，无机“接合”层)已被证明为可用的。这个无机接合层元件随后可与基底层(一种氧化物)和聚合物封堵层两者形成化学键。用于制备无机接合层的溅射工艺必须在具有精确的功率和气体流设置的情况下来进行，以改善粘附性能。这种沉积工艺历史上易受噪声影响，这导致聚合物层的粘附性多变且较低。甚至当阻隔堆叠的初始粘附性合格时，低价氧化物和聚合物层之间或相邻的聚合物层之间的粘附性在暴露于85℃和85％相对湿度的加速老化条件时已显示出缺点。此外，氧化物层的缺陷可能会在处理期间发生。氧化物层的缺陷可能会降低聚合物层和氧化物层之间的粘附性，从而导致对水进入、降解和/或阻隔膜从其意图保护的设备分层的增大的易感性。一种用于制备阻隔膜的更稳健的解决方案是所需的。本申请的专利技术者试图开发出具有改善的耐候性和抗层间分层能力的阻隔膜。在一个方面，专利技术者认识到需要增加阻隔膜的各层之间的粘附性。在另一方面，专利技术者认识到需要在处理期间临时性地保护氧化物层以减少缺陷形成。图1为阻隔膜10的示意性横截面。膜10包括按以下顺序布置的层：基底12；基础聚合物层14；无机层(例如，氧化物层)16；单独的粘附调整层18；顶部涂层聚合物层20；以及任选的无机层21。尽管仅示出两个聚合物层(14、20)和两个无机层(16、21)，但膜10可包括位于基底10和顶部涂层聚合物层20或无机层21之间的聚合物和氧化物的另外的交替的层。尽管图1中粘附调整层18定位在无机层16和顶部涂层聚合物层20之间，但应当理解粘附调整层可存在于任何聚合物-聚合物或聚合物-氧化物交界处。具体地，粘附调整层可设置在基底和基础聚合物层之间、基础聚合物层和氧化物层之间、氧化物层和顶部涂层聚合物层之间、和/或顶部涂层聚合物层上。在一些实施例中，粘附调整层18为粘附促进层，该粘附促进层改善了膜10的抗湿性和阻隔膜10的剥离强度粘附性。在其它实施例中，粘附调整层为剥离层，该剥离层可为氧化物层提供临时性保护。用于阻隔膜10的各层的示例性材料在下文和实例部分中确定。图2为系统22的图解，该图示出了用于制备阻隔膜10的示例性方法。系统22处于真空下，并且包括用于接收和移动基底12的冷冻转筒24(如由膜26表示)，从而提供移动的幅材。蒸发器28施加基础聚合物，该基础聚合物由固化单元30进行固化，以在转筒24沿着箭头25所示的方向推进膜时形成基础聚合物层14。氧化物溅射单元32施加氧化物，以在转筒24推进膜26时形成无机层16。对于基础聚合物和氧化物的另外的交替的层，转筒24可沿着与箭头25相反的方向反向旋转，并且随后再次推进膜26，以施加另外的交替的基础聚合物层和氧化物层，并且可根据要求或需要对交替的层重复该子过程多次。一旦基础聚合物和氧化物的交替的层完成，则转筒24进一步推进膜，并且蒸发器34沉积粘附调整层。转筒24进一步推进膜，并且蒸发器36沉积顶部涂层聚合物层20。粘附调整层18和顶部涂层聚合物层20可单独固化。另选地，粘附调整层18和顶部涂层聚合物层20可由固化单元38一起固化。顶部涂层聚合物层20可包括例如辐射固化的单体(例如(甲基)丙烯酸酯)。实例部分更详细地描述了使用系统22来制备阻隔膜10的示例性工艺。尽管系统22在图2中示出，但应当理解粘附调整层可存在于如上所述的任何交界处。在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻隔膜，其包括：基底；与所述基底相邻的基础聚合物层；与所述基础聚合物层相邻的氧化物层；与所述氧化物层相邻的粘附调整层；以及与所述粘附调整层相邻的顶部涂层聚合物层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.08 US 61/680,963;2013.03.13 US 61/779,4551.一种阻隔膜，其包括：基底；与所述基底相邻的基础聚合物层；与所述基础聚合物层相邻的氧化物层；与所述氧化物层相邻的蒸气沉积的粘附调整剥离层；以及与所述粘附调整剥离层相邻的顶部涂层聚合物层。2.根据权利要求1所述的阻隔膜，其还包括位于所述基底和所述顶部涂层聚合物层之间的所述基础聚合物层和所述氧化物层的多个交替的层。3.根据权利要求1所述的阻隔膜，其中所述基底包括柔性透明膜。4.根据权利要求1所述的阻隔膜，其中所述基础聚合物层包括丙烯酸酯。5.根据权利要求1所述的阻隔膜，其中所述氧化物层包括无机硅铝氧化物层。6.根据权利要求1所述的阻隔膜，其还包括施加到所述顶部涂层聚合物层的无机层。7.根据权利要求6所述的阻隔膜，其中所述无机层包括无机硅铝氧化物层。8.根据权利要求1所述的阻隔膜，其中所述顶部涂层聚合物层包括丙烯酸酯。9.根据前述权利要求中任一项所述的阻隔膜，其中粘附调整剥离层还存在于所述基底和所述基础聚合物层之间、以及所述基础聚合物层和所述氧化物层之间中的一者。10.一种用于制备阻隔膜的方法，该方法包括：提供基底；将基础聚合物材料施加到所述基底，以形成基础聚合物层；将氧化物材料施加到所述基础聚合物材料，以形成氧化物层；将粘附调整剥离材料蒸气沉积在所述氧化物材料上，以形成粘附调整剥离层；以及在所述粘附调整剥离材料上形成顶部涂层聚合物层。11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述基础聚合物材料施加到所述基底包括使基础聚合物材料蒸发到所述基底上，以及使所述蒸发的基础聚合物材料固化以形成基础聚合物层。12.根据权利要求10或11所述的方法，其中施加所述氧化物材料包括将氧化物材料溅射沉积到所述基础聚合物材料上。13.根据权利要求10所述的方法，该方法还包括：重复地...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·C·斯帕尼奥拉，马克·A·勒里希，托马斯·P·克伦，艾伦·K·纳赫蒂加尔，克里斯托弗·S·莱昂斯，盖伊·D·乔利，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US