一种后处理真空无机物镀层及制备方法置

技术领域

本发明涉及具有更高阻隔性能以防止氧气、水蒸气等透过并且可用于制造各种包装容器的阻隔膜及其制造方法。

背景技术

为了食品，药品、化学品等物品的保存，开发出了各种形式的包装容器。在这些包装容器中，为了防止内容物变质，并且提高保存期限，通常使用包括塑料薄膜在内的各种形式的阻隔材料作为构成包装容器的材料。在双轴取向聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或双轴取向尼龙构成的衬底膜的一侧蒸镀氧化硅、氧化铝等无机氧化物膜的透明阻隔膜受到广泛关注。目前已经开发和提出了其作为阻隔材料之一的薄膜，以及使用这种材料的各种形式的包装容器。

与包括聚偏二氯乙烯基树脂(PVDC)或聚乙烯醇基树脂(PVA)等塑料膜的传统阻隔材料或包括镀铝膜金属层的树脂膜等阻隔薄膜材料相比，其在废品包装的处理性方面更具优势。例如，该新型阻隔材料即使在焚烧等处理时也不会造成生态破坏，因此今后作为制造用阻隔材料的用途和需求有望增加。

但是制备气相沉积氧化物薄膜的条件非常难以控制，包括例如衬底膜的种类、气相沉积速率、气相沉积压力、气相沉积气体流量、真空度、蒸镀输出量、蒸镀时的温度等。而且仅靠氧化硅或氧化铝等无机氧化物的蒸镀膜一次层膜，不能确保制造出具有良好氧气或水蒸气阻隔性能的薄膜材料。不同的产品批次之间会出现波动或产生次品等问题。

此外，在使用透明双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或双轴拉伸尼龙膜作为衬底，制备具有氧化硅等无机氧化物的蒸镀透明阻膜时，生成物呈淡黄色、黄色、褐色，存在损害印刷图案的透明性的问题。

因此，针对现有不足，本发明了提供一种后处理真空无机物镀层及制备方法置，其具有高阻隔性以防止氧气或水蒸气透过，透明性更佳，产品质量波动更小，并且可用于制造各种包装容器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种后处理真空无机物镀层及制备方法置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种后处理真空无机物镀层及制备方法置，包含两层结构，一层有机聚合物衬底与一层无机氧化物层，后处理方法为退火热处理。

所述有机聚合物衬底层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜(PEN)、聚丙烯薄膜(BOPP、OPP)、聚乙烯薄膜(PE)、聚酰亚胺薄膜(PI膜)、聚碳酸酯薄膜(PC)、尼龙(PA)中的一种。

所述无机氧化物层为SiOx、TiOx、SnOx、AlOx中的一种，优选的无机氧化物层为SiOx或AlOx。

所述无机氧化物层的沉积方式为气相沉积，优选的，沉积方式为电阻式热蒸发或电子束蒸发。

优选的，所述有机聚合物衬底厚度为10至125μm的范围内，更优的，所述有机聚合物衬底厚度为12至100μm的范围内。

所述热处理的时间为30分钟至10天的范围，具体时间根据无机氧化物种类而定。

所述的未经热处理的薄膜具有在0.1％至1％的范围内的残余应力，并且在纵向和横向方向中的至少一个方向上，由热处理引起的衬底的热收缩在-0.001％至-1.0％的范围内。

所述薄膜经热处理30分钟以上，无机氧化物的性状改变，式MO

所述薄膜经热处理30分钟以上，薄膜在纵向和横向方向中的至少一个方向上，由处理引起的衬底的热收缩在-0.001％至-1.0％的范围内，使得无机氧化物的气相沉积无机膜的密度增加从而使得无机氧化物蒸镀膜的厚度减薄退火前厚度的0.01～10％。

为了提高与氧化硅蒸镀膜的结合性，可以根据需要在各种衬底设置表面处理层。上述表面处理层可以根据需要进行，使用前处理例如电晕放电处理、臭氧处理、使用氩气或氮气的低温等离子处理、辉光放电处理等。

作为提高各种衬底膜与氧化物蒸镀膜的密合性的方法，也可以使用底涂的方法。底涂层的材料可选用聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃树脂以及有机改性陶瓷、有机-无机杂化聚合物等。

一种后处理真空无机物镀层及制备方法置，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一：将有机聚合物衬底层进行离线电晕处理或低温等离子体处理；

步骤二：在在由步骤一得到的有机聚合物衬底上利用卷对卷辊涂(方式涂布一层0.5-1μm的底涂层则进一步增加衬底与蒸镀膜的结合能力，并用在烘箱中120℃下进行8-15s固化，根据底涂材料确定熟化工艺。

步骤三：对步骤二得到的薄膜，通过电阻式热蒸发、电子束蒸发等方法，镀上一层无机氧化镀层，该无机层厚度为5-100nm；

步骤四：对步骤三得到的带有氧化物镀层的薄膜，将其放入带有热空气循环功能的熟化室内，设置熟化温度与熟化时间。

步骤五：将熟化完成的阻隔薄膜取出，用兰光公司C390H水汽透过率测试仪和C103M气体透过率测试仪分别测试制得的阻隔膜的氧气与水蒸气透过率，用佑科仪的T2600紫外分光光度计测试薄膜的光透过率。

有益效果

本发明提供了一种后处理真空无机物镀层及制备方法置。具备以下有益效果：

在制备高阻隔性薄膜时，先在机聚合物衬底的表面上通过气相沉积方法形成无机氧化层。对以上所述经气相沉积获得的具有无机氧化层的阻隔性薄膜进行退火处理。该退火处理的方式是在55℃至150℃的温度范围内进行加热处理，可以引起衬底薄膜的热收缩并增加气相沉积的无机氧化物薄膜的密度，经热处理后的薄膜将拥有更好的阻隔性能和更高的透明度，最终得到水蒸汽透过率在2.0～0.01g/(m

附图说明

图1为真空无机物镀层前后的示意图。

具体实施方式

为了方便理解本发明，下面将结合实施例与附图对本发明进行更全面的描述。但具体实施例仅用于解释本发明，本发明并不局限于本文所述的实施例。

实施例1，对宽幅630mm，厚度为35μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)的内面的进行电晕处理,然后进行等离子体清洗，使用电子束蒸发设备进行进行SiOx的镀膜，镀膜参数为卷绕膜速设置为50m/min，电压设置为140V，氩气流量设置为15立方厘米每分钟，电子束功率为5kw。然后将镀上了无机层的阻隔膜放入带有空气循环系统的熟化室内，熟化条件设置为80℃/24h。对熟化结束的阻隔膜进行取样检测，用兰光公司C390H水汽透过率测试仪和C103M气体透过率测试仪分别测试制得的阻隔膜的氧气与水蒸气透过率，用佑科仪的T2600紫外分光光度计测试薄膜的光透过率。

实施例2，对宽幅630mm，厚度为35μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)的内面的进行电晕处理,然后进行等离子体清洗，使用电子束蒸发设备进行SiOx的镀膜，镀膜参数为卷绕膜速设置为50m/min，电压设置为140V，氩气流量设置为15立方厘米每分钟，电子束功率为5kw。然后将镀上了无机层的阻隔膜放入带有空气循环系统的熟化室内，熟化条件设置为80℃/48h。对熟化结束的阻隔膜进行取样检测，用兰光公司C390H水汽透过率测试仪和C103M气体透过率测试仪分别测试制得的阻隔膜的氧气与水蒸气透过率，用佑科仪的T2600紫外分光光度计测试薄膜的光透过率。

实施例3，对宽幅630mm，厚度为35μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)的内面的进行电晕处理,然后进行等离子体清洗，使用电子束蒸发设备进行进行SiOx的镀膜，镀膜参数为卷绕膜速设置为50m/min，电压设置为140V，氩气流量设置为15立方厘米每分钟，电子束功率为5kw。然后将镀上了无机层的阻隔膜放入带有空气循环系统的熟化室内，熟化条件设置为120℃/2h。对熟化结束的阻隔膜进行取样检测，用兰光公司C390H水汽透过率测试仪和C103M气体透过率测试仪分别测试制得的阻隔膜的氧气与水蒸气透过率，用佑科仪的T2600紫外分光光度计测试薄膜的光透过率。

实施例4，对宽幅630mm，厚度为35μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)的内面的进行电晕处理,然后进行等离子体清洗，使用电子束蒸发设备进行无机氧化物镀膜工艺，镀膜参数为卷绕膜速设置为50m/min，电压设置为140V，氩气流量设置为15立方厘米每分钟，电子束功率为5kw。然后将镀上了无机层的阻隔膜放入带有空气循环系统的熟化室内，熟化条件设置为55℃/10day。对熟化结束的阻隔膜进行取样检测，用兰光公司C390H水汽透过率测试仪和C103M气体透过率测试仪分别测试制得的阻隔膜的氧气与水蒸气透过率，用佑科仪的T2600紫外分光光度计测试薄膜的光透过率。

实施例5，对宽幅1300mm，厚度为12μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)的内面的进行电晕处理,然后进行等离子体预处理，使用电阻式热蒸发设备进行AlOx的镀膜工艺，镀膜参数镀膜真空5*10

实施例6，对宽幅1300mm，厚度为12μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)的内面的进行电晕处理,然后进行等离子体预处理，使用电阻式热蒸发设备进行AlOx的镀膜工艺，镀膜参数镀膜真空5*10

对比例1，对宽幅630mm，厚度为35μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)的内面的进行电晕处理,然后进行等离子体清洗，使用电子束蒸发设备进行进行SiOx的镀膜，镀膜参数为卷绕膜速设置为50m/min，电压设置为140V，氩气流量设置为15立方厘米每分钟，电子束功率为5kw。对镀膜结束的阻隔膜直接进行取样检测，用兰光公司C390H水汽透过率测试仪和C103M气体透过率测试仪分别测试制得的阻隔膜的氧气与水蒸气透过率，用佑科仪的T2600紫外分光光度计测试薄膜的光透过率。

对比例2，对宽幅1300mm，厚度为12μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)的内面的进行电晕处理,然后进行等离子体预处理，使用电阻式热蒸发设备进行AlOx的镀膜工艺，镀膜参数镀膜真空5*10

以下为各实施例和对比例的气体透过率与透光率的试验数据表：表中，A：加热温度(单位：℃)；B：加热时间(单位：小时)。C：水蒸汽渗透率(g/m

综上所述,由实施例1、2、3、4和对比例1，以及实施例5、6和对比例2可知，在温度范围内，热处理温度越高，时间越长，对于薄膜的阻隔性能和光透过率的改善越大。对于经气相沉积获得的具有无机氧化层的阻隔性薄膜进行退火处理，能有效改善其阻隔性能和透明度。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。