專利名稱：具有蒸汽涂覆的evoh表面的阻擋層膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻擋層膜，本發(fā)明尤其是涉及具有至少一個(gè)暴露的高能表面以通過蒸汽淀積阻擋涂層材料而接受阻擋涂層(barrier coating)的阻擋層膜。
為了給經(jīng)涂覆的基材提供某些阻擋層性能，采用蒸汽淀積來制造涂層是已知的。例如，有機(jī)涂層如非晶形碳可以阻止諸如水、氧氣和二氧化碳等物質(zhì)的傳送。因此，已將碳涂層施加到基材(如聚合物膜)上以改進(jìn)基材所具有的阻擋層性能。這樣，蒸汽淀積的涂層通常被稱為阻擋涂層。
施加到基材上以改進(jìn)其阻擋層性能的另一個(gè)涂層的例子是無機(jī)材料如無機(jī)氧化物的涂層。硅和鋁的氧化物被廣泛地用于改進(jìn)基材，尤其是聚合物基材的阻擋層性能。硅和鋁的氧化物由于其類似于玻璃的性質(zhì)也可以提供耐磨性。
通過各種蒸汽淀積的方法可以將上述涂層淀積到基材上。一般來說可以將蒸汽淀積方法分為物理蒸汽淀積(PVD)或化學(xué)蒸汽淀積(CVD)。PVD法的例子包括離子束濺射和熱蒸發(fā)。CVD法的例子包括輝光放電和等離子體增強(qiáng)的化學(xué)蒸汽淀積(PECVD)。
在這些方法中，PECVD被廣泛地應(yīng)用，部分原因是它能涂覆溫度敏感的基材如聚合物膜。尤其值得一提的是，與其它淀積法如輝光放電以及甚至是離子束濺射所需的反應(yīng)器溫度相比，上述這種方法能在較低的反應(yīng)器溫度下淀積涂層材料。由于較低的反應(yīng)器溫度，就可以涂覆溫度敏感的基材，否則用其它涂覆方法經(jīng)較高的反應(yīng)器溫度可能對該基材有不利的影響。
然而，PECVD法是一種比較慢且時(shí)間長的方法，這使得在許多情況下這種技術(shù)在商業(yè)是并不可行。因此，現(xiàn)有技術(shù)迫切需要一種能提高使用PECVD制造阻擋層膜的速度而同時(shí)又能保持經(jīng)涂覆基材所具有的所需阻擋層性質(zhì)的方法。
現(xiàn)有技術(shù)中同樣需要提供阻擋層性能提高的阻擋層膜。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供阻擋層性能改進(jìn)的阻擋層膜及其制造方法。
提出了已有技術(shù)需求的本發(fā)明提供一種制造具有阻擋層性能的聚合物膜的方法。該方法包括將阻擋涂層蒸汽淀積到已粘合到聚合物基材上的乙烯乙烯醇層的一個(gè)暴露表面上的步驟。
聚合物基材可為任何聚合物基材，只要它與乙烯乙烯醇層相容。較好的聚合物基材包括聚丙烯，聚乙烯，雙軸尼龍和聚酯。
阻擋涂層可為有機(jī)或無機(jī)涂層。較好的無機(jī)氧化物涂層包括硅和鋁的氧化物，較具體地說是SiOx，其中x為1≤x≤2,Al2O3和它們的混合物。較好的有機(jī)涂層包括非晶形碳。
本發(fā)明也提供一種提高制造阻擋層膜速度的方法。該方法包括將乙烯乙烯醇層粘合到聚合物基材上而后將阻擋涂層蒸汽淀積到乙烯乙烯醇層的暴露表面上的步驟。將乙烯乙烯醇層粘合到聚合物基材上的一個(gè)較好的方法是通過共擠壓。
本發(fā)明也提供一種具有阻擋層性能的多層聚合物膜。該膜含有聚合物基材和涂在該聚合物基材一個(gè)面上的乙烯乙烯醇層。阻擋涂層位于乙烯乙烯醇層的外表面，即與聚合物基材相反的一面上。阻擋涂層的厚度較好為10-5000埃。
由于采用了本發(fā)明，制造含有蒸汽淀積阻擋涂層的聚合物膜所需的時(shí)間大為縮短，因而提高了PECVD技術(shù)的商業(yè)實(shí)用性。而且，本發(fā)明提供一種在涂覆時(shí)間保持不變的情況下制造對傳送水和大氣具有改進(jìn)阻擋層性能的聚合物膜的方法。因此，本發(fā)明的阻擋層膜對諸如水和大氣等物質(zhì)提供改進(jìn)的不可滲透性。
按本發(fā)明，提供一種制造具有阻擋層性能的聚合物膜的方法。該方法包括將阻擋涂層蒸汽淀積到提供高能表面、已粘合到聚合物基材上的聚合物材料的一個(gè)暴露表面上的步驟。
提供被稱為“高能表面”的聚合物材料的一個(gè)例子是非晶形尼龍。據(jù)認(rèn)為非晶形尼龍層的表面能促進(jìn)蒸汽淀積的涂層粘合到其上，而這本身又導(dǎo)致獲得較好質(zhì)量的涂層。尤其是，與其它聚合物相比，非晶形尼龍層的暴露表面具有高的“可潤濕性”或表面能。聚合物的可潤濕性被認(rèn)為能影響材料與另一種材料緊密接觸的能力。這樣，可以認(rèn)為與直接涂覆下面的聚合物基材所達(dá)到的效果相比，非晶形尼龍表層的高可潤濕性能促進(jìn)較好性能阻擋涂層的蒸汽淀積。
至此，本文業(yè)已證實(shí)使用對聚合物基材具有高能表面的聚合物層(例如非晶形尼龍)能大為縮短經(jīng)蒸汽淀積，更具體地說經(jīng)PECVD來淀積阻擋涂層所需的時(shí)間。與已有技術(shù)的膜相比，高能表面能縮短涂覆時(shí)間，而同時(shí)又能保持阻擋層性能。
即便涂覆時(shí)間保持不變，使用高能表面(例如非晶形尼龍)也能促進(jìn)制造阻擋層性能提高或改進(jìn)的阻擋層膜。換句話說，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以保持涂覆時(shí)間恒定，并可獲得阻擋層性能提高的多層聚合物膜。在短的涂覆時(shí)間內(nèi)，例如以8英尺/分鐘(FPM)較之與4 FPM的涂覆速度也可以觀察使用高能表面的效果而使之更為明顯。這被認(rèn)為是由于膜所具有的全部阻擋層性能更多是取決于涂層的品質(zhì)，而非所施加的涂層材料的數(shù)量。
本發(fā)明所用的非晶形尼龍較好是由六亞甲基二胺和間苯二酸與對苯二酸混合物合成的非晶形共聚酰胺。一種這樣的商品購得的產(chǎn)品是Dupont PA-3426。參看非晶形尼龍，可以考慮的有基本上100％非晶形的尼龍聚合物。這可通過差示掃描量熱法(DSC)很容易地加以確定，原因是聚合物不會(huì)顯示出任何與結(jié)晶區(qū)域相對應(yīng)的峰。然而，也可以考慮使用非晶形尼龍與半結(jié)晶尼龍的混合物，只要該混合物顯示出與非晶形尼龍相比擬的可潤濕性。
可用已有技術(shù)中已知的各種方法將非晶形尼龍層粘合到基材上。例如，可以使用粘合劑將尼龍層層壓到聚合物基材上。一種特別好的將尼龍層固定到聚合物基材上的方法是將聚合物材料與非晶形尼龍共擠壓，從而獲得在其至少一個(gè)面上含有一層非晶形尼龍的聚合物基材。一般來說，使用連接層將非晶形尼龍粘合到聚合物基材上。例如，諸如馬來酐改性的聚丙烯材料可以用作連接層。一種這樣的商品購得的產(chǎn)品是Atmer QF-500A。
也可以考慮其它具有與非晶形尼龍相類似可潤濕性的聚合物，它們同樣能有效地提供高能表面以通過蒸汽淀積接受阻擋涂層。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有與非晶形尼龍相類似可潤濕性的一種材料是乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)。正如本文中所述，聚合物基材上的EVOH表層能促進(jìn)與使用非晶形尼龍表層獲得的相比擬的對阻擋涂層的淀積。所用的EVOH樹脂較好為乙烯與乙烯醇的摩爾百分比約為29∶71至約48∶52的樹脂。更好的是兩者的摩爾百分比約為44∶56至約48∶52的EVOH樹脂。按本發(fā)明可以使用的EVOH樹脂是易于從日本的Kuraray Co.,Ltd.和Nippon Gohsei以及從美國的EVAL Co.，購得的商品。一種這樣較好的EVOH樹脂是由美國EVAL公司制造的48摩爾％的樹脂，ECG-156B。
與非晶形尼龍層一樣，可用已有技術(shù)中已知的各種方法將EVOH層粘合到基材上。例如，可以使用粘合劑將EVOH層層壓到聚合物基材上。一種特別好的將EVOH層固定到聚合物基材上的方法是共擠壓。這樣，制成了在其一個(gè)面上含有EVOH暴露表面的聚合物基材。也可以使用如非晶形尼龍層所用的那些連接層將EVOH層粘合到聚合物基材上。
按本發(fā)明使用的聚合物基材的例子包括，但不局限于聚丙烯，聚乙烯，雙軸尼龍和聚酯。同樣認(rèn)為也可以使用其它基材，只要這種基材與含有高能表面的材料是相容的。
本發(fā)明也提供一種提高阻擋層膜制造速度的方法。該方法包括將含有至少一個(gè)暴露的高能表面的聚合物層粘合到聚合物基材上，而后將阻擋涂層蒸汽淀積到暴露的高能表面上的步驟。同樣地，該聚合物層較好為非晶形尼龍或乙烯乙烯醇層。
如上所述，通過蒸汽淀積阻擋層材料制成阻擋涂層。按本發(fā)明，任何可被蒸汽淀積并提供阻擋層性能的材料都可用作阻擋涂層。阻擋涂層可為有機(jī)涂層如碳涂層，或?yàn)闊o機(jī)涂層如氧化物涂層。較好的碳涂層是非晶形碳，這部分是由于其阻擋層性能和易于使用。較好的氧化物涂層包括硅的氧化物(SiOx，其中1≤x≤2)和鋁的氧化物(Al2O3)。而且，也可以使用各種涂層的混合物，如SiOx，其中1≤x≤2和Al2O3。
按本發(fā)明可以使用任何蒸汽淀積技術(shù)，但條件是反應(yīng)器的溫度對要涂覆的基材沒有不利影響。宜使用CVD法，原因是聚合物材料的對溫度敏感的特性。PECVD最好，原因是反應(yīng)器溫度通常比待用作基材的所考慮的聚合物材料的熔點(diǎn)低得多。這部分是由于PECVD涂覆過程中所形成的低溫等離子體。
PVD方法通常要求反應(yīng)器的溫度高于所考慮的聚合物基材的熔點(diǎn)，結(jié)果它一般應(yīng)予以避免。然而，若反應(yīng)器溫度可以保持在對聚合物基材沒有不利影響的溫度下，則PVD方法當(dāng)然可以在本發(fā)明中使用。
對本領(lǐng)域技術(shù)熟練者來說顯而易見的是，阻擋涂層的原料取決于所用的蒸汽淀積法的類型。在PVD法中，原料通常是與待淀積的阻擋涂層相同的化學(xué)物質(zhì)。例如，將固體SiOx源放在待蒸發(fā)的反應(yīng)器中，隨后以SiOx涂層淀積到基材上。
在優(yōu)選的CVD法中，原料是與待淀積的涂層不同的化學(xué)物質(zhì)。例如，將氣態(tài)反應(yīng)劑如六甲基二硅氧烷(HMDSO)和氧氣(O2)放在反應(yīng)器中，使它們反應(yīng)，隨后在基材上形成SiOx涂層。這樣，主要的氣態(tài)反應(yīng)劑如HMDSO分解在基材上形成所需的涂層。
由于CVD涂層法是較好的，因此阻擋涂層的原料宜為氣態(tài)反應(yīng)劑或氣態(tài)反應(yīng)劑的混合物。或者，非氣態(tài)原料也可以使用，只要它們能通過如蒸發(fā)或升華轉(zhuǎn)變成氣態(tài)。
非晶形碳涂層的淀積需要碳源作為氣態(tài)反應(yīng)劑。氣態(tài)反應(yīng)劑較好為含1-20個(gè)碳原子的烴。乙炔是一種這樣較好的氣態(tài)反應(yīng)劑。
類似地，SiOx涂層(其中1≤x≤2)的淀積需要含硅化合物和氧化劑作為氣態(tài)反應(yīng)劑。這些含硅化合物的例子包括，但不局限于硅烷，硅氧烷和硅烷醇。六甲基二硅氧烷和四乙氧基硅烷(TEOS)是兩種這樣較好的氣態(tài)反應(yīng)劑。氧化劑包括，但不局限于分子氧(O2)和一氧化二氮(N2O)。然而，其它原子氧源也是可以使用的。
氧化鋁涂層的淀積需要含鋁化合物和氧化劑。含鋁化合物的一個(gè)例子是氯化鋁(AlCl3)。氧化劑可為與上述SiOx涂層淀積所用的相同的氧化劑。
整體上來說，一旦選擇了特定的阻擋涂層，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員就可容易地確定蒸汽淀積阻擋涂層所需的氣態(tài)反應(yīng)劑。
當(dāng)將氣態(tài)反應(yīng)劑加入反應(yīng)器后，主要的氣態(tài)反應(yīng)劑發(fā)生分解或與其它氣態(tài)反應(yīng)劑反應(yīng)，隨后淀積到暴露的高能表面上作為阻擋涂層。這種涂層的厚度可為10至5000埃，較好為100至2000埃。涂層的厚度主要是取決于淀積所需的時(shí)間長短。
本發(fā)明所用的等離子體宜將初級(jí)射頻施加到第一電極上產(chǎn)生。這種射頻激發(fā)流過反應(yīng)器的氣體混合物，從而形成等離子體。這種氣體混合物宜為上述氣態(tài)反應(yīng)劑如乙炔或TEOS和氧氣以及惰性或稀有氣體如氬氣或氦氣的混合物。
適用于蒸汽淀積，更具體的是PECVD的設(shè)備是眾所周知并且可以商品購得的。這種設(shè)備通常包括能容納基材大小的容器。該設(shè)備還包括排空容器的真空泵，在受控條件下將氣體混合物送入容器的裝置，和在容器中產(chǎn)生等離子體的裝置。
在一個(gè)特別好的實(shí)例中，等離子體發(fā)生裝置包括末端隔開的第一和第二電極，它們一起被用來將獨(dú)立的二級(jí)能源送入反應(yīng)器中。將13.56MHZ的初級(jí)射頻施加到第一電極上，而將90KHz至450KHz的次級(jí)射頻施加到第二電極上。宜將容器作為兩個(gè)射頻的接地。
初級(jí)射頻產(chǎn)生等離子體(通過激發(fā)氣體混合物)，而次級(jí)射頻被認(rèn)為是通過激發(fā)要淀積的涂層材料的分子來促進(jìn)碳在高能表面上的淀積。這個(gè)理論得到下述事實(shí)的支持，即當(dāng)施加此次級(jí)射頻時(shí)可以觀察到等離子體的可見變化。
其它產(chǎn)生等離子體的裝置也在本發(fā)明的考慮范圍內(nèi)。例如，也可以使用微波范圍內(nèi)的初級(jí)頻率如2.45GHz。另外，光度裝置如激光器也可以用來激發(fā)氣體混合物。磁鐵也可以用來促進(jìn)將涂層材料定向到基材上。
容器也包括用于支承待涂覆的聚合物基材的基材支架板。這個(gè)基材支架板最好與第二電極是一個(gè)整體。另外，基材支架板可以包括平坦或拱形的支承表面。認(rèn)為使用拱形支承表面將有助于本發(fā)明的工業(yè)化制造。
實(shí)施例1制造兩個(gè)非晶形碳涂覆的參照膜。將約27.94cm(11”)長×39.37cm(15.5”)寬的1密耳厚的取向聚丙烯膜放在25.4cm(10”)長×39.37cm(15.5”)寬的連接到第二電極上的基材支架板上?；闹Ъ馨灏ㄇ拾霃綖?01.6cm(40”)的拱形表面。該膜沿使膜固定在支架上的膜的長度方向上懸掛在基材支架板上。
將容器泵抽降至1mTorr。然后以100sccm的流量將乙炔/氬氣混合氣體送入容器中，混合氣體中70％是乙炔。使用位于真空泵入口處的門閥將容器中的壓力升至100mTorr的反應(yīng)壓力。將100watt能級(jí)的13.5MHZ初級(jí)頻率施加到第一電極上，而將25watt能級(jí)的95KHz次級(jí)頻率施加到第二電極上。
對基材進(jìn)行約300秒鐘的涂覆。然后，切斷氣體混合物，再次將容器泵抽降至11Torr。而后通入干氮?dú)忉尫湃萜鲀?nèi)的真空，取出各自涂覆的基材。
然后對兩個(gè)參照膜進(jìn)行試驗(yàn)。第一個(gè)參照膜在23℃和0％相對濕度下的氧氣傳輸速度(TO2)為0.4ccO2/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，在37.8℃(100°F)和90％相對濕度下的水蒸氣傳輸速度(WVTR)為0.02g H2O/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。第二個(gè)參照膜在23℃和0％相對濕度下的氧氣傳輸速度為0.6ccO2/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，在37.8℃(100°F)和90％相對濕度下的水蒸氣傳輸速度為0.09gH2O/645.16cm2(100 in2)/atm/24hr。
因此，在23℃和0％相對濕度下的平均參照氧氣傳輸速度為0.5ccO2/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，在37.8℃(100°F)和90％相對濕度下的平均參照水蒸氣傳輸速度為0.055gH2O/645.16cm2(100 in2)/atm/24hr。
實(shí)施例2使用基片來制造本發(fā)明非晶形碳涂覆的阻擋層膜，所述基片是將非晶形尼龍與聚丙烯共擠壓隨后經(jīng)雙軸取向制得的。使用Dupont nylon PA-3426樹脂粒料和Atmer QF-500A連接層。取向膜的厚度約為1密耳，非晶形尼龍層大約為膜總厚的6％或?yàn)?.06密耳。
將約27.94cm(11”)長×39.37cm(15.5”)寬的聚合物樣品放在連接到第二電極上并如實(shí)施例1所述的基材支架板上。
將容器泵抽降至1mTorr。然后以60sccm的流量將乙炔/氬氣混合氣體送入容器中，混合氣體中約83％是乙炔。使用位于真空泵入口處的門閥將容器中的壓力升至100mTorr的反應(yīng)壓力。將100watt能級(jí)的13.5MHZ初級(jí)頻率施加到第一電極上，而將25watt能級(jí)的95KHz次級(jí)頻率施加到第二電極上。
對基材進(jìn)行約60秒鐘的涂覆。然后，切斷氣體混合物，再次將容器泵抽降至1mTorr。而后通入干氮?dú)忉尫湃萜鲀?nèi)的真空，取出各自涂覆的基材。
接著對聚合物樣品進(jìn)行試驗(yàn)。該樣品膜在23℃和0％相對濕度下的氧氣傳輸速度為0.42ccO2/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，在37.8℃(100°F)和90％相對濕度下的水蒸氣傳輸速度為0.024g H2O/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。
在不同的試驗(yàn)條件下制備另外一些聚合物樣品。將對所有聚合物樣品即樣品1-8測得的結(jié)果列于表1中。
TO2在23℃和0％R.H.下，cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hrWVTR在37.8℃(100°F)和90％R.H.下，g/645.16cm2(100in2)/atm/24hrFLOW標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)從上面所列的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯而易見的是，阻擋層膜可通過將碳淀積到非晶形尼龍層的暴露、高能表面上而制得。特別明顯的是制造這種阻擋層膜的速度可以提高到約10倍，即涂覆時(shí)間從約300秒鐘減少到15至60秒鐘。同樣明顯的是所得膜的氧氣傳輸速度顯著降低，同時(shí)改進(jìn)或至少保持水的傳輸量。
實(shí)施例3使用實(shí)施例1所述現(xiàn)有的1密耳OPP膜材料制造SiOx參照膜(其中1≤x≤2)。涂覆過程之后，對來自膜的樣品進(jìn)行氧氣和水蒸氣傳輸試驗(yàn)。SiOx涂覆膜在23℃和0％相對濕度下的氧氣傳輸速度為1.54cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr(下面表示為cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr)，在37.8℃(100°F)和90％相對濕度下的水蒸氣傳輸速度為0.06g/645.16cm2(100in2)/atm/24hr(下面表示為g/645.16cm2(100in2)/atm/24hr)。
實(shí)施例4使用實(shí)施例2所述現(xiàn)有的非晶形尼龍-OPP膜材料制造本發(fā)明的SiOx涂覆膜(其中1≤x≤2)。反應(yīng)參數(shù)和涂覆時(shí)間與實(shí)施例3所用的相同。涂覆過程之后，對來自膜的樣品進(jìn)行氧氣和水蒸氣傳輸試驗(yàn)。SiOx涂覆膜的氧氣傳輸速度為0.13cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，水蒸氣傳輸速度為0.07g/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。
從實(shí)施例3和4的結(jié)果可以看出，使用諸如非晶形尼龍層提供的高能表面對其它蒸汽淀積的涂層如無機(jī)氧化物來說是適用的。特別是通過使用非晶形尼龍表層可使阻擋層膜的氧氣滲透率減小到十分之一。實(shí)施例3中SiOx涂覆的OPP膜的氧氣傳輸速度為1.54cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。另一方面，實(shí)施例4中SiOx涂覆的非晶形尼龍-OPP膜的氧氣傳輸速度為0.13g/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。因此，實(shí)施例3和4表明，當(dāng)反應(yīng)參數(shù)保持恒定時(shí)，獲得了阻擋層性能提高的阻擋層膜。
實(shí)施例3和4的結(jié)果也表明，由非晶形尼龍層的高能表面所產(chǎn)生的協(xié)同作用。該作用可通過將OPP膜與非晶形尼龍-OPP膜的氧氣傳輸速度降低的數(shù)量級(jí)作比較看出?，F(xiàn)有OPP膜的氧氣傳輸速度為100cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，在施加了SiOx涂層之后該值減少到1.54cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr?，F(xiàn)有非晶形尼龍-OPP膜的氧氣傳輸速度為50.5cc/645.15cm2(100in2)/atm/24hr，在施加了SiOx涂層之后該值減少到0.13cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。換句話說，OPP膜的氧氣傳輸速度減少約65倍。非晶形尼龍-OPP膜的氧氣傳輸速度減少約388倍。這樣，非晶形尼龍層的高能表面促進(jìn)了阻擋層的淀積，與直接涂覆下面的聚合物材料所達(dá)到的相比，它對氧氣的滲透減少約600％。
實(shí)施例5使用實(shí)施例2所述現(xiàn)有的非晶形尼龍-OPP材料來制造非晶形碳涂覆的參照膜，獲得本發(fā)明EVOH實(shí)例的標(biāo)準(zhǔn)?？傮w來說，按實(shí)施例2的步驟用非晶形碳涂層涂覆兩組四個(gè)膜樣品。一組非晶形尼龍-OPP樣品的涂覆時(shí)間約為22.5秒鐘。另一組非晶形尼龍-OPP樣品的涂覆時(shí)間約為11.25秒鐘。
隨后對樣品進(jìn)行氧氣和水蒸氣傳輸試驗(yàn)。平均涂覆22.5秒鐘的樣品的平均氧氣傳輸速度為0.070cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，平均水蒸氣傳輸速度為0.015g/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。涂覆11.25秒鐘的樣品的平均氧氣傳輸速度為0.210cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，平均水蒸氣傳輸速度為0.100g/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。
實(shí)施例6將EVOH樹脂與聚丙烯共擠壓隨后雙軸取向制成基片，制造本發(fā)明EVOH實(shí)例的非晶形碳涂覆膜。使用EVAL EVOH resin,ECG-156b樹脂粒料和AtmerQF-500A連接層。取向膜的厚度約為1密耳，其中EVOH層大約為膜總厚的6％或?yàn)?.06密耳?？傮w來說，用非晶形碳涂層涂覆兩組四個(gè)EVOH-OPP膜的膜樣品。反應(yīng)參數(shù)與實(shí)施例5中所用的相同。如實(shí)施例5中所述，分別對兩組樣品進(jìn)行22.5和11.25秒鐘的涂覆。
接著對聚合物樣品進(jìn)行試驗(yàn)。涂覆22.5秒鐘的樣品的平均氧氣傳輸速度為0.020cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，平均水蒸氣傳輸速度為0.013g/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。涂覆11.25秒鐘的樣品的平均氧氣傳輸速度為0.190cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr，平均水蒸氣傳輸速度為0.160g/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。
從實(shí)施例5和6的結(jié)果可以看出，用非晶形碳涂覆的EVOH-OPP膜所提供的阻擋層性能即便不比非晶形尼龍-OPP膜的好，也可與之相比擬。例如，經(jīng)涂覆的EVOH-OPP膜的氧氣傳輸速度事實(shí)上比非晶形尼龍-OPP膜的氧氣傳輸速度好。非晶形尼龍-OPP膜在涂覆時(shí)間分別為22.5和11.25秒鐘之后的平均氧氣傳輸速度分別為0.070和0.210cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。
EVOH-OPP膜在涂覆時(shí)間分別為22.5和11.25秒鐘之后的平均氧氣傳輸速度分別為0.020和0.190cc/645.16cm2(100in2)/atm/24hr。因此，實(shí)施例5和6的結(jié)果表明EVOH樹脂也可以在本發(fā)明中使用。
權(quán)利要求
1．一種制造具有阻擋層性能的聚合物膜的方法，它包括將選自有機(jī)涂層和無機(jī)涂層的阻擋涂層蒸汽淀積到乙烯乙烯醇共聚物層的一個(gè)暴露表面上，其中所述乙烯乙烯醇共聚物層粘合到聚合物基材上，該聚合物基材是由選自聚丙烯，雙軸尼龍，聚酯和聚乙烯的材料制成的。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述有機(jī)涂層是非晶形碳涂層，而所述無機(jī)涂層選自SiOx，其中x為1≤x≤2，Al2O3和它們的混合物。
3．一種提高制造具有阻擋層性能的聚合物膜的速度的方法，它包括將含有至少一個(gè)暴露表面的乙烯乙烯醇共聚物層粘合到由選自聚丙烯，雙軸尼龍，聚酯和聚乙烯的材料制成的聚合物基材上；隨后將選自有機(jī)涂層和無機(jī)涂層的阻擋涂層蒸汽淀積到所述乙烯乙烯醇共聚物層的所述暴露表面上。
4．如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述有機(jī)涂層是非晶形碳涂層，無機(jī)涂層選自SiOx，其中x為1≤x≤2,Al2O3和它們的無機(jī)氧化物涂層的混合物。
5．一種具有阻擋層性能的多層聚合物膜，它包含聚合物基材；在所述基材的一個(gè)面上的乙烯乙烯醇共聚物層；和在所述乙烯乙烯醇共聚物層的與所述聚合物基材相反的一面上的蒸汽淀積的阻擋涂層。
6．如權(quán)利要求5所述的多層聚合物膜，其中所述聚合物基材是由選自聚丙烯，雙軸尼龍，聚酯和聚乙烯的材料制成的。
7．如權(quán)利要求5或6所述的多層聚合物膜，其中所述阻擋涂層選自有機(jī)涂層和無機(jī)涂層。
8．如權(quán)利要求7所述的多層聚合物膜，其中所述有機(jī)涂層是非晶形碳涂層，而所述無機(jī)涂層選自SiOx，其中x為1≤x≤2，Al2O3和它們的混合物。
9．如權(quán)利要求5、6、7或8所述的多層聚合物膜，其中所述阻擋涂層為厚度是10-5000埃的阻擋涂層。
全文摘要
一種制造多層聚合物膜的方法,它是將阻擋涂層蒸汽淀積到已粘合到聚合物基材上的乙烯乙烯醇共聚物層上。一種具有阻擋層性能的多層聚合物膜,它也是在蒸汽淀積的阻擋涂層和聚合物基材之間使用乙烯乙烯醇共聚物層獲得的。
文檔編號(hào)C23C16/02GK1214741SQ97193395
公開日1999年4月21日 申請日期1997年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月1日
發(fā)明者J·R·小瓦格納 申請人:美孚石油公司