本发明专利技术涉及用于在塑料衬底上沉积阻挡层的涂覆装置，所述涂覆装置包括用于沉积包括金属的第一层的第一涂覆台，和用于沉积包括树脂的第二层的第二涂覆台，其中，用于处理所沉积的第一层的处理台设置在所述第一涂覆台和所述第二涂覆台之间，所述处理台包括溅射装置，所述溅射装置用于使沉积沉积材料的一个或多个原子层或者岛。本发明专利技术还涉及可以通过上述涂覆装置执行的适当方法和由此产生的层结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在塑料衬底上沉积阻挡层的方法，其包括用于沉积包括金属的第一阻挡层的第一涂覆步骤，和用于沉积包括树脂的第二阻挡层的第二涂覆步骤；并且涉及用于执行上述方法的涂覆装置以及由上述方法所产生的层结构。
技术介绍
在用于包装食品、化学品和药物以及技术产品或其他农产品的包装产业中，由塑料衬底和阻挡层制成的复合薄膜是众所周知的，阻挡层沉积在塑料衬底上用于防止水分和氧气穿过复合薄膜。为了防止所包装的物品与可能引起产品的环境降解的污染物和氧气接触，使用了不同的形成复合薄膜的层系统。在WO 02/02315A1、DE 4328767AU DE 19935181A1、DE 19917076A1或JP 2006044130A中给出了示例。通常使用的一种层系统包括作为衬底的塑料薄膜，由铝或氧化铝制成的第一阻挡层沉积在该塑料薄膜上。在第一阻挡层上提供第二阻挡层。第二阻挡层由三聚氰胺树脂组成。两个阻挡层都可以通过蒸发过程沉积在塑料薄膜的表面。但是，尽管上述层系统具有对由上述薄膜包装的物品相对于水分和氧气的良好保护，但是铝层或氧化铝层上的三聚氰胺树脂的纯粘结性(pure adhesion)是非常严重的缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提高塑料薄膜上的铝阻挡层或氧化铝阻挡层上的三聚氰胺树脂的粘结性。通常，本专利技术的目的是提供用于使用阻挡层涂覆塑料衬底的方法以及涂覆装置，所述阻挡层具有良好的粘结性以及良好的整体防护水分和氧气的性能。此外，提供了适当的层系统。此外，涂覆装置应当易于使用和制造，上述方法应当易于实施。通过具有权利要求1的特征的涂覆装置以及具有权利要求8的特征的方法以及具有权利要求17的特征的层系统实现上述目的。从属权利要求的内容是优选实施例。本专利技术基于通过在第一阻挡层和第二阻挡层之间设置粘结层可以显著提高包括树脂的第二阻挡层在包括金属的第一阻挡层上的粘结性这一发现。根据本专利技术的粘结层包括通过溅射过程所沉积的沉积材料的单一或多个原子层或者沉积材料岛。因此，根据本专利技术的实施例，粘结层的表述包括非常薄的连续层以及仅具有分离岛形式的层的展开部分的非连续层。用于沉积粘结层的材料可以从硅、氧化硅(特别是非化学计量SiOx)、铁、钢、不锈钢、铬、镍、钒、以及其合金和氧化物中选择。在单一或多个原子层中以及岛形式的分离凝聚块中沉积上述材料，导致显著提高粘结性，同时保持了其他特性，尤其是阻挡功能。多个或一些原子层的表述意味着一行接一行的2到20行原子或分子，尤其是5到50，特别是约10 行。所沉积的材料的量可以小于沉积完全连续层的量，但是第一和第二阻挡层中只存在分离材料岛。可以通过在沉积过程中连续移动衬底来沉积上述薄粘结层。因此，沉积率和待涂覆衬底在溅射源上移动的传送速度，沉积材料的量可以是适合的。但是，也可以是衬底在沉积过程中不移动的静态沉积。在第一和第二阻挡层之间沉积薄粘结层的专利技术方法可以应用于刚性塑料材料或软塑料材料。优选的，本专利技术用于可以用在包装产业中的软塑料薄膜。因此，衬底可以是卷绕带形式的软塑料薄膜，其可以在卷绕镀膜装置处理。上述卷绕镀膜装置可以包括两个卷绕辊，卷绕辊用于分别解绕和卷绕未涂覆的塑料薄膜或涂覆的塑料薄膜。沿着从解绕辊到卷绕辊的传送路径，可以放置用于沉积第一阻挡层的第一涂覆台、用于沉积第二涂覆层的第二涂覆台、和用于溅射沉积粘结层的处理台。对于动态涂覆过程以及对于处理过程，在上述过程中衬底移动，衬底的移动速度可以设置成0. 1到20m/s之间，尤其是3到14m/s，特别是5到llm/s。由于衬底的速度，可以设置适当的溅射条件，以实现所需的沉积薄粘结层。第一涂覆步骤可以是蒸发步骤，在蒸发步骤过程中蒸发金属，并将金属涂覆到塑料材料的表面。可以通过热蒸发来实现蒸发，从而用于执行第一涂覆步骤的第一涂覆台可以包括热蒸发装置。但是，可以想到诸如电子束蒸发装置之类的其他蒸发装置、或者用于诸如电子束蒸发和空心阴极电弧激活沉积(HAD过程)的组合过程的装置。此外，例如，还能够通过提供用于向蒸发过程供应反应气体的气体供应装置来执行反应蒸发。还可以通过蒸发执行用于沉积第二阻挡涂层的第二涂覆步骤。因此，可以向第二涂覆台提供用于蒸发树脂(特别是三聚氰胺树脂)的热蒸发装置。如上所述，通过溅射过程在处理台中沉积粘结层或部分粘结层。为此，处理台可以包括溅射装置，该溅射装置具有至少一个阴极，例如可旋转阴极，尤其是平面阴极。阴极可以包括待溅射靶材，靶材在阴极前面或者靶材可以用作阴极。至少一个靶材可以是磁控管阴极，由于磁控管的磁体的磁场引起提高了靶材材料的原子化，磁控管阴极能提供更高的溅射产额，从而能够在更高的沉积率下执行溅射过程。优选的，溅射装置可以包括所谓的“孪生磁控溅射靶”装置，其中两个磁控管电极可选的用作阴极。但是，上述孪生电极装置还可以使用没有磁体的电极，但是只是平面电极，尤其是平板电极。电极从阴极切换到阳极的频率可以设置在IkHz到IMHz的范围内，尤其是IOkHz 到IOOkHz，优选是30kHz到50kHz。但是，除了交流电压外，还可以使用直流电源或脉冲直流电源。通过执行上诉专利技术方法，可以产生包括塑料衬底层、包括金属的第一阻挡层、包括树脂的第二阻挡层、以及第一阻挡层和第二阻挡层之间的粘结中间层的层系统(也称为复合薄膜)。粘结层可以包括溅射沉积材料的单一或多个原子层，溅射沉积材料例如钢、不锈钢、铬、铁、镍、钒、硅、和其氧化物和合金。除了连续的粘结层之外，还可以只在第一阻挡层和第二阻挡层之间沉积单独的和分离的材料岛。上述层系统可以与其他层组合，例如由另外的塑料薄膜等制成的顶层。 附图说明根据下面参考附图对优选实施例的详细描述，本专利技术进一步的优点、特性和特征将显而易见。涂覆以纯粹示意性的形式示出，其中图1是根据本专利技术的实施例的涂覆装置的侧视图；图2是根据本专利技术的具有层系统的带的截面图；和图3是第一阻挡层和沉积在第一阻挡层上的粘结层的俯视图。具体实施例方式图1以纯粹示意性的形式示出了可以用于生产根据本专利技术的层系统以及用于执行专利技术方法的涂覆装置。图1示出了涂覆卷绕带形式的软塑料薄膜的卷绕镀膜装置。除了软塑料材料之外，也可以想到涂覆刚性衬底。对于上述衬底，当如下所述的涂覆台以及处理台也可以用于刚性衬底时，只需要修改传送路径。根据图1中的实施例，涂覆装置包括第一卷绕辊1，其用于从盘上解绕待涂覆的塑料薄膜3。塑料薄膜3或带被引导通过几个引导辊4、5、6和7，被第一处理辊8所接收。在第一处理辊8处，布置第一涂覆台9和处理台10。第一涂覆台9包括蒸发器，通过蒸发器可以蒸发诸如铝之类的金属。此外，第一涂覆台9包括气体供应14，通过气体供应14可以向第一涂覆台9提供用于执行反应蒸发的诸如氧气之类的反应气体。在涂覆装置运行的过程中，在带或塑料薄膜3在第一处理辊8上移动并因此沿第一涂覆台9通过时，诸如铝之类的金属可以在第一涂覆台蒸发。在通过第一涂覆台的过程中，所蒸发的金属沉积在塑料薄膜3上，以形成例如由铝组成的第一阻挡层。 如果在蒸发过程中，氧气被弓丨导于第一涂覆台，则氧化铝Al2O3或AlOx可以沉积在塑料薄膜上作为可选的第一阻挡层。在第一涂覆台9之后，沿处理辊8移动的塑料薄膜8通过执行溅射沉积处理的处理台10。为此，处理台包括所谓的“孪生本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种涂覆装置，其用于在塑料衬底上沉积阻挡层，所述涂覆装置包括用于沉积包括金属的第一层的第一涂覆台，和用于沉积包括树脂的第二层的第二涂覆台，其中用于处理所沉积的第一层的处理台设置在所述第一涂覆台和所述第二涂覆台之间，所述处理台包括溅射装置，所述溅射装置用于沉积沉积材料的一个或多个原子层、或者岛。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德·霍夫曼，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US
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