多层功能膜及其生产方法技术

一种制备多层组件或保护多层基材表面免受损坏和/或污染和/或碎屑的方法，所述方法包括以下步骤：(i)提供复合膜，该复合膜包括具有第一和第二表面的聚合物基础层，并在其第一表面上设置具有第一表面和第二表面的聚合物保护层，使得所述基础层的第一表面接触聚合物保护层的第一表面，其中所述聚合物保护层包含基于乙烯的共聚物，并且优选地其中聚合物基础层包含衍生自一种或多种二醇和一种或多种二羧酸的聚酯；(ii)从所述基础层的第一表面去除所述聚合物保护层；(iii)在所述基础层的暴露的第一表面上设置一层或多层功能层以提供多层基材，其中该功能层或至少最上层的该功能层以所述功能层的约5至约80wt％的量包含锌和/或锡；和(iv)将包含基于乙烯的共聚物的聚合物保护层设置于包含锌和/或锡的该功能层或至少最上层的该功能层的暴露的表面上以提供多层组件。

Multilayer functional film and its production method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层功能膜及其生产方法
本专利技术涉及功能性多层膜及其生产方法。本专利技术具体涉及渗透阻隔膜和包封膜，特别是适合用作电子装置中的包装或基材或元件的那些。
技术介绍
聚合物薄膜被广泛用作包装材料或用作敏感材料的保护膜，因为它们可以提供机械保护以及对可以导致下层敏感材料的不良化学变化的气体，尤其是氧气和/或水蒸气的渗透阻隔层。在食品包装中广泛使用阻隔膜。然而，具有厚度125μm的标准聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜提供的水蒸气透过率(WVTR)为约4.5g/m2/天(在38℃和90％相对湿度下)，并且有许多应用，如在某些食品的包装中和在电子装置中，需要更大的渗透阻隔。例如，食品包装可能需要表现出不大于1g/m2/天的WVTR；太阳能电池的渗透阻隔膜通常应该表现出不大于10-3g/m2/天的WVTR；薄膜锂电池通常应该表现出不大于约2×10-4g/m2/天的WVTR；而有机发光二极管通常需要不大于10-6g/m2/天的WVTR。因此，已经开发出了通常包括相对较厚的聚合物基础层和相对较薄的称为阻隔层的功能层的各种多层阻隔膜。已经提出各种有机和无机阻隔层，包括铝、氧化铝和氮化硅(Si3N4)。通常，可能需要多个阻隔层或无机和有机阻隔层的组合才能提供必要的渗透阻隔作用，这可能不利地增加材料和制造的成本。例如，当将阻隔膜用于光电装置如太阳能电池或显示装置中的敏感材料的封装时，也可能要求阻隔膜在可见光谱中是透明的。包括聚合物基础层的阻隔膜通常要求是柔性的，因此该阻隔层还必须可以弯曲而不会破裂，以保持渗透阻隔。另外，膜中的阻隔层或其他功能层应该与膜中的其他层充分粘合，并且多层膜结构应该表现出良好的抗分层性。具体地，在电子装置的制造中，有时需要提供非常光滑而平坦的表面用于基础层的进一步处理，例如，以确保随后施加的阻隔层或其他功能涂层如导电层的完整性，而避免其中的破裂或小孔。例如，电子装置的制造可能涉及在膜基材上溅射导电层，并且基材表面的不均匀性会导致导电层中的不均匀和/或不连续，从而导致不均匀的电导率或像素良率问题。在WO-2012/123699-A中公开了一种获得非常光滑且平整的表面的方法，其教导了一种包括基材层和可剥离的牺牲保护层的共挤出膜，该可剥离牺牲性保护层易于从基材上剥离以保护其表面不受外在缺陷如在存储或运输期间的损坏、污染和/或沾染碎屑的影响。在电子装置的制造期间，牺牲层从基材上剥离，以在将功能层施加于基材表面上之前立即留下干净的表面。在WO-2012/123699-A的专利技术中，共挤出牺牲层不仅保护基材表面免受外来缺陷，而且还减少基材的固有缺陷，从而提供表面光滑度的进一步改进。多层聚合物膜中的可剥离牺牲层的其他公开包括WO-2009/105427-A、EP-0345884-A、EP-0663867-A、US-4540623和US-7396632。使用包括多个辊的卷对卷(roll-to-roll)涂层方法，通常会实现这种类型的多层涂层膜的制造。因此，包括牺牲层和要涂覆的基材的多层膜由第一膜卷解绕，并从基材上剥离下牺牲层。然后，基材的暴露的表面通过通常在清洁的环境中将功能层设置于其上，并且通常使用包括多个辊的装置将膜传送通过该装置，而随后将所获得的膜再卷绕到第二膜卷上。例如，在EP-2312015-A和EP-2228463-A中公开了这种方法，但是却没有保持功能层的表面不受因膜在装置中的卷绕和处理而引起的缺陷和损坏。期望的是，要在下游处理期间，包括在这个或每个随后施加的层(例如，导电层)的沉积期间以及实际上在整个制造过程(特别是卷对卷制造过程)期间，保护功能层。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决一个或多个上述问题。本专利技术的一个具体目的是提供一种改进的且更有效的且经济的多层结构制造方法，该方法允许提供具有低表面缺陷和高清洁度的基材，使得其适合于沉积均匀的功能层，和/或特别是其中多层基材的抗分层性增加，和/或特别是其中功能层的表面保持没有由膜在装置中的下游加工如卷绕和处理或由随后施加的另外的功能层尤其是导电层的沉积而引起的任何缺陷和损坏。本专利技术的又一个目的是提供一种避免在施加要求高表面光滑度的功能层之前沉积平坦化层，例如有机平坦化层的方法。本专利技术的一个具体目的是提供一种提供极佳或优异的阻隔性能的多层结构，并且特别是一种允许沉积随后施加的功能层而不损害阻隔性能的多层结构。这种多层结构特别适合用作电子装置中的层。本专利技术的一个进一步的目的是提供一种允许制造需要封装以防止水进入的电子装置的更有效而经济的方法，并且尤其是允许更有效而经济的封装方法的多层结构。根据本专利技术的第一方面，提供了一种制造多层组件或保护多层基材的表面免受损坏和/或污染和/或碎屑的方法，所述方法包括以下步骤：(i)提供复合膜，该复合膜包括具有第一和第二表面的聚合物基础层，并在其第一表面上设置具有第一表面和第二表面的聚合物保护层，使得所述基础层的第一表面接触聚合物保护层的第一表面，其中所述聚合物保护层包含基于乙烯的共聚物；(ii)从所述基础层的第一表面去除所述聚合物保护层；(iii)在所述基础层的暴露的第一表面上设置一层或多层功能层以提供多层基材，优选地其中该功能层或至少最上层的功能层以所述功能层的约5至约80wt％的量包含锌和/或锡；和(iv)将包含基于乙烯的共聚物的聚合物保护层设置于包含锌和/或锡的该功能层或至少最上层的功能层的暴露的表面上以提供多层组件。本领域技术人员应该理解的是，步骤(i)至(iv)按照(i)、(ii)、(iii)和(iv)的顺序实施。具体实施方式本专利技术人出乎意料地发现，将所述基于乙烯的共聚物保护层施加或再施加于功能化基材上会导致与功能化的表面的强粘结性结合。所述保护层有利地在下游加工期间保护功能层，并有助于可靠地制造具有改进的阻隔性能的多层组件。多层组件的保护层还通过充当封装层的粘合剂而出乎意料地辅助了电子装置与封装层的封装，使得省去了传统方法中其他粘合剂的使用。聚合物基础层聚合物基础层是自支撑膜或片材，其是指在不存在支撑基底的情况下可以独立存在的膜或片材。在本专利技术中，聚合物基础层和聚合物保护层都是自支撑的。聚合物基础层优选包含聚酯，优选直链聚酯。优选地，聚酯是热塑性聚酯。优选地，聚酯是可结晶的聚酯。如本文所用，术语“聚酯”包括以其最简单形式或化学和/或物理改性的聚酯均聚物。术语“聚酯”还包括共聚酯。共聚酯可以是无规、交替或嵌段共聚酯。聚酯优选衍生自一种或多种二醇和一种或多种二羧酸。优选地，聚酯衍生自：(i)一种或多种二醇；(ii)一种或多种芳族二羧酸；和(iii)可选地，一种或多种式CnH2n(COOH)2的脂族二羧酸，其中n为2至8，其中所述芳族二羧酸在聚酯中以基于聚酯中二羧酸组分的总量约80至约100mol％的量存在。优选地，构成所述聚酯的二羧酸是芳族二羧酸。在优选的实施方式中，聚酯包含仅一种二醇和仅一种二羧酸，这种二羧酸优选是芳族二羧酸。合适的芳族二羧酸优选选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备多层组件或保护多层基材的表面免受损坏和/或污染和/或碎屑的方法，所述方法包括以下步骤：/n(i)提供复合膜，所述复合膜包括具有第一表面和第二表面的聚合物基础层，并在其第一表面上设置具有第一表面和第二表面的聚合物保护层，使得所述基础层的第一表面接触所述聚合物保护层的第一表面，其中所述聚合物保护层包含基于乙烯的共聚物，并且优选地其中所述聚合物基础层包含衍生自一种或多种二醇和一种或多种二羧酸的聚酯；/n(ii)从所述基础层的第一表面去除所述聚合物保护层；/n(iii)在所述基础层的暴露的第一表面上设置一层或多层功能层以提供多层基材，其中所述功能层或至少最上层的所述功能层以所述功能层的约5至约80wt％的量包含锌和/或锡；和/n(iv)将包含基于乙烯的共聚物的聚合物保护层设置于包含锌和/或锡的所述功能层或至少最上层的所述功能层的暴露的表面上以提供多层组件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170627 GB 1710213.81.一种制备多层组件或保护多层基材的表面免受损坏和/或污染和/或碎屑的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)提供复合膜，所述复合膜包括具有第一表面和第二表面的聚合物基础层，并在其第一表面上设置具有第一表面和第二表面的聚合物保护层，使得所述基础层的第一表面接触所述聚合物保护层的第一表面，其中所述聚合物保护层包含基于乙烯的共聚物，并且优选地其中所述聚合物基础层包含衍生自一种或多种二醇和一种或多种二羧酸的聚酯；
(ii)从所述基础层的第一表面去除所述聚合物保护层；
(iii)在所述基础层的暴露的第一表面上设置一层或多层功能层以提供多层基材，其中所述功能层或至少最上层的所述功能层以所述功能层的约5至约80wt％的量包含锌和/或锡；和
(iv)将包含基于乙烯的共聚物的聚合物保护层设置于包含锌和/或锡的所述功能层或至少最上层的所述功能层的暴露的表面上以提供多层组件。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多层组件是渗透阻隔膜、封装膜、OLED叠层或电子装置。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述渗透阻隔膜适合作为电子装置，特别是柔性电子装置和/或特别是其中所述电子装置选自电致发光(EL)显示装置、电泳显示装置、光伏电池和半导体装置的封装膜或基材。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述封装膜是适用于电子装置，特别是柔性电子装置和/或特别是其中所述电子装置选自电致发光(EL)显示装置、电泳显示装置、光伏电池和半导体装置的封装膜。


5.一种制造电子装置的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)提供复合膜，所述复合膜包括具有第一表面和第二表面的聚合物基础层，并在其第一表面上设置具有第一表面和第二表面的聚合物保护层，使得所述基础层的第一表面与所述聚合物保护层的第一表面接触，其中所述聚合物保护层不会基于乙烯的共聚物，并且优选地所述聚合物基础层包含衍生自以下的聚酯：(i)一种或多种二醇；(ii)一种或多种二羧酸；
(ii)从所述基础层的第一表面去除所述聚合物保护层；
(iii)在所述基础层的暴露的第一表面上设置一层或多层功能层以提供多层基材，其中所述功能层或至少最上层的所述功能层以所述功能层的约5至约80wt％的量包含锌和/或锡；
(iv)将包含基于乙烯的共聚物的聚合物保护层设置于包含锌和/或锡的所述功能层或至少最上层的所述功能层的暴露的表面上以提供多层组件；和
(v)优选地通过将一层或多层导电层和/或半导体层设置于所述多层组件的聚合物保护层的表面上而将一层或多层所述导电层和/或所述半导体层提供于所述多层组件之内或之上。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述导电层或所述半导体层是光学透明的。


7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述导电层包含Au、Ag、In、Al、Sn和Zn中的至少一种，或包含导电有机共轭聚合物。


8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，所述电子装置选自电致发光(EL)显示装置、电泳显示装置、光伏电池和半导体装置，和/或其中所述电子装置是柔性电子装置。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述复合膜是双轴取向的复合膜和/或是共挤出的复合膜，并且优选地是共挤出的双轴取向复合膜。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物保护层与所述聚合物基础层的粘结结合强度使得剥离力不大于2.5N/cm，并且优选处于0.1N/cm至1N/cm的范围内。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，在步骤(iv)中设置的所述聚合物保护层是与步骤(ii)中从所述复合膜的所述聚合物基础层的第一表面去除的相同的聚合物保护层。


12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，在步骤(iv)中设置的所述聚合物保护层是与步骤(ii)中去除的聚合物保护层不同的另外的聚合物保护层，但其中步骤(iv)中设置的所述另外的聚合物保护层先前已经以类似于步骤(ii)中定义的方式从权利要求1或5中限定的类似复合膜中去除。


13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述聚合物保护层设置于包含锌和/或锡的所述功能层或最上层的所述功能层的暴露的表面上，使得所述聚合物保护层的第一表面接触所述功能层或最上层的所述功能层的暴露的表面。


14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述聚合物保护层的第一表面和所述功能层或最上层的所述功能层的暴露的表面之间不存在任何附加粘合剂的情况下使所述聚合物保护层与包含锌和/或锡的所述功能层或最上层的所述功能层的暴露的表面接触。


15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物保护层与包含锌和/或锡的所述功能层或最上层的所述功能层之间的粘结结合强度使得剥离力为至少1.5N/cm，优选至少2N/cm，优选大于2.5N/cm，优选至少3N/cm，优选至少4N/cm，优选至少5N/cm，优选至少6N/cm，和/或其中所述聚合物保护层与包含锌和/或锡的所述功能层之间的粘结结合强度(SP-F)大于所述聚合物保护层与所述基础聚合物层之间的粘结结合强度(SP-B)，使得SP-F≥2SP-B。


16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基础层包含选自线性、热塑性、可结晶聚酯的聚酯。


17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基础层包含衍生自以下的聚酯：(i)一种或多种二醇；(ii)一种或多种芳族二羧酸；和(iii)可选地，一种或多种式CnH2n(COOH)2的脂族二羧酸，其中n为2至8，其中所述芳族二羧酸在所述聚酯中以基于所述聚酯中二羧酸组分的总量80至100mol％的量存在。


18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基础层包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的聚酯。


19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基础层具有不大于15％的雾度和/或至少80％的对于可见光区域(400nm至700nm)中的光的总光透射率(TLT)。


20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基础层在150℃下30分钟表现出不大于1.5％的收缩率。


21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基础层的第一表面表现出小于10nm的Ra。


22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基础层的厚度处于约5至约500μm的范围内，和/或所述聚合物保护层的厚度处于约1.0至约200μm的范围内(且优选小于15μm)，和/或所述功能层或每个所述功能层的厚度处于约5nm至约30μm的范围内。


23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，聚合物保护层的所述基于乙烯的共聚物选自乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)共聚物和乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物。


24.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，所述基于乙烯的共聚物选自乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)共聚物，并且甲基丙烯酸以共聚物的约2至约15wt％范围内的量存在于EMAA共聚物中。


25.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，所述基于乙烯的共聚物选自乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)共聚物，并且EMAA共聚物是包含少部分含金属盐的甲基丙烯酸单元的离聚物。


26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基于乙烯的共聚物选自乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)共聚物，并且EMAA共聚物是选自乙烯和被金属阳离子部分或完全中和的甲基丙烯酸的共聚物的离聚物。


27.根据权利要求25或26所述的方法，其中，所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·法尔泰希，妮科尔·普拉格，马蒂亚斯·法兰，奥拉夫·日维托克，瓦伦蒂·沃·莫根，罗伯特·文森，
申请(专利权)人：美国杜邦泰津胶片合伙人有限公司，弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：美国;US