制备无机或无机／有机杂化阻挡膜的方法技术

本发明专利技术提供了在基底上形成无机或杂化有机／无机阻挡层的方法，其包括使汽化的金属醇化物凝结从而在所述基底的上方形成层，并且将所述凝结的金属醇化物层与水接触以使得所述的层固化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制备无机或杂化无机/有机阻挡薄膜的方法。
技术介绍
无机或杂化无机/有机层已在用于电学、包装和装饰应用的薄膜中使用。这些层 可以提供所需的性质，如机械强度、耐热性、化学耐受性、耐磨性、水分阻挡性和氧气阻挡 性。可以通过多种生产方法制备无机或杂化膜。这些方法包括液体涂布技术，如溶液 涂布、辊涂、浸涂、喷涂、旋涂以及干法涂布技术，如化学气相沉积法(CVD)、等离子体增强化 学气相沉积法(PECVD)、用于固体材料热蒸镀的溅射和真空方法。这些方法中的每一个均具 有缺陷。化学气相沉积法(CVD和PECVD)形成了汽化金属醇化物前体，当吸附到基底上后 该前体会发生反应以形成无机涂层。这些方法受限于低沉积速率(并因此造成低线速度) 并且使醇化物前体的使用效率较低(大量醇化物蒸汽未掺入到涂层中)。CVD方法还需要 通常在300-500 °C范围内的高基底温度，这可能不适用于聚合物基底。还使用溅射以形成金属氧化物层。该方法的特征在于低沉积速率，从而允许仅几 英尺/分钟的幅材速度。由于大部分固体溅射靶材未掺入到所述涂层中，因此溅射方法的 另一个特征在于其较低的材料利用。低沉积速率结合高设备成本、低材料利用以及非常高 的能量消耗使得通过溅射生产薄膜非常昂贵。如固体材料的热蒸镀(例如，电阻加热或电子束(e_束)加热)的真空方法也会 导致低金属氧化物沉积速率。对于需要非常均一的涂层(例如，光学涂层)的辊宽幅材应 用来说，热蒸镀难以放大并且可能需要基底加热以获得有质量的涂层。另外，蒸发/升华方 法可能需要通常受限于较小区域的离子辅助以改善涂层的质量。仍然需要在聚合物基底上制备无机或杂化无机/有机阻挡膜的方法，该方法可以 快速实施并且成本较低。
技术实现思路
本专利技术在一个方面提供了在基底上形成无机或杂化有机/无机阻挡层的方法，该 方法包括在所述基底上方形成第一金属醇化物层，将所述第一金属醇化物层与水接触以使 得所述的层固化，其中在真空下形成了所述无机或杂化有机/无机层。在第二个方面，本专利技术在一个方面提供了在基底上形成无机或杂化有机/无机阻 挡层的方法，该方法包括使汽化的金属醇化物凝结从而在所述基底的上方形成层，并且将 所述凝结的金属醇化物层与水接触以使得所述的层固化。在第三个方面，本专利技术提供了形成阻挡膜的方法，所述阻挡膜包含位于基底上的 杂化有机/无机层，该方法包括形成包含金属醇化物和有机化合物的层从而在所述基底的 上方形成第一杂化层，使所述杂化层固化，其中所述杂化层是在真空下形成的。在第四个方面，本专利技术提供了在基底上形成杂化有机/无机层的方法，该方法包 括使汽化金属醇化物和汽化有机化合物凝结从而在所述基底的上方形成层，并且使所述凝 结的金属醇化物层与水接触以使得所述的层固化。在第五个方面，本专利技术提供了在基底上形成无机或杂化有机/无机层的方法，该 方法包括使金属醇化物或使金属醇化物和有机化合物汽化，使所述蒸发物靠近辉光放电电 极以形成等离子体，并且使来自所述等离子体的材料凝结从而在所述基底的上方形成层。 所述等离子体可以含有水或者所述凝结的层可以与水接触以使得所述的层固化。在另一个方面，本专利技术提供了在基底上形成杂化有机/无机层的方法，其中已部 分水解的所述金属醇化物或金属醇化物预聚合物在所述基底的上方形成层并且仍然处于 液体状态。通过与水接触或通过辐射、通过加热或通过其他化学方法或通过这些方法的组 合使所述的层固化。在另一个方面，本专利技术提供了在可以表现出光学功能性的聚合物基底上制备无机 或杂化无机/有机阻挡膜的方法。根据附图和本说明书，本专利技术的这些和其他方面将是显而易见的。然而，在任何情 况下，以上概述都不应理解为是对权利要求书中所要求保护主题的限制，该主题仅受所附 权利要求书的限定，并且在审查期间可以进行修改。附图说明图1是适于实施本专利技术所公开的方法的滚筒式设备的示意图。图2是适于在本专利技术所公开的方法中使用的静态式、步进重复式、内嵌式或传送 带式涂布机的示意图。图3是实例1中所制备的样品的反射光谱。图4是实例12中所制备的样品的反射光谱。图5是实例18-20中所制备的样品的反射光谱。图6是实例41-44中所制备的样品的反射光谱。图7是实例45中所制备的样品的反射光谱。图8是实例46-52中所制备的样品的反射光谱。具体实施例方式词语“一种”、“该”和“所述”与“至少一个”可互换地使用，表示一个或多个所描 述的元件。通过对本专利技术所公开的被涂布制品中的各个元件的位置使用如“上方”、“之上”、 “覆盖”、“最上方”、“之下”等的方向词，我们相对于水平布置的、面向上方的基底说明了元件 的相对位置。不能认为所述基底或制品在制造期间或制造后具有任何特定的空间方位。术语“聚合物”包括均聚物和共聚物以及可以在可混溶的共混物中形成的均聚物 或共聚物，例如通过共挤出或通过包括，例如，酯交换反应在内的反应形成。术语“共聚物” 包括无规聚合物和嵌段共聚物两者。术语“阻挡膜”或“阻挡层”表示膜或层，其设计用于减少或限制蒸汽、气体或香气 迁移或透过所述膜或层。可以使其透过而减少的示例性气体和蒸汽包括氧气或水蒸汽。术语“交联”聚合物表示通过共价化学键，通常通过使分子或基团交联从而将聚合6物链连接在一起以形成网状聚合物的聚合物。交联聚合物通常的特征在于其不溶性，但在 存在适当溶剂的情况下可以是溶胀性的。术语“水”表示水蒸汽、液体水(例如，雾)、所吸附的水或通过所述基底或所述层 吸附的水。可以通过任何合适的源提供水，例如，汽化器、含有水蒸汽的等离子体、催化燃烧器等。术语“在真空下”表示所述基底周围的空气(气体)压力已降低至大气压以下的 条件。优选地，在真空下表示低于10托的压力，更优选地，低于1托。术语“固化”是指造成化学变化(例如，通过消耗水的反应)使得膜层硬化或使其 粘度增加的方法。术语“金属”包括纯金属或金属合金。术语“光学功能性”或“光学功能的”或“光学功能”表示在具有本专利技术所公开的杂 化有机/无机层的基底中提供所需的光学性能，或者减少或消除不希望的光学性能。术语“光学透明的”是指在约1米的距离，优选在约0. 5米的距离，通过肉眼检测 不存在目视可见的失真、雾度或缺陷的制品。当相对于层使用时，术语“光学厚度”是指所述层的物理厚度乘以其平面折射率。 在一些光学设计中，优选的光学厚度约为透射光或反射光的所需波段的中心波长的1/4。可以采用多种基底。在一个实施例中，所述基底为透光性的并且在550nm可以 具有至少约50%的可见光透射。示例性基底为刚性或柔性塑料材料，其包括热塑性塑料， 如聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯)、聚丙烯酸酯(例如， 聚(甲基丙烯酸甲酯))、聚碳酸酯、聚丙烯、高密度或低密度聚乙烯、聚砜、聚(醚砜)、聚 氨酯、聚酰胺、聚(乙烯醇缩丁醛)、聚氯乙烯、含氟聚合物(例如，聚偏二氟乙烯和聚四氟 乙烯)、聚乙烯硫醚和热固性材料，如环氧树脂、纤维素衍生物、聚酰亚胺、聚苯并睡唑-酰 亚胺和聚苯并噁唑。所述基底还可以是多层光学薄膜(“M0F”)，如在美国专利申请公开 No. 2004/0032658A1中所述的那些。在一个实施例中，可以在包括PET的基底上制备本专利技术所公开的膜。所述基底可 以具有多种厚度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种在基底上形成包含无机或杂化有机／无机层的阻挡膜的方法，该方法包括：在所述基底上形成第一金属醇化物层；将所述第一金属醇化物层与水接触从而使所述的层固化；其中所述无机或杂化有机／无机层是在真空下形成的。

【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：克拉克·I·布莱特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US