功能膜制造方法和功能膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及功能膜以及制造功能膜的方法，所述功能膜是有機地且無機地層合而具有期望的功能，例如較高的氣體阻擋性能并且于無機層和有機層之間具有較高的粘合性。無機層上方的有機層含有有機溶劑；形成有機層的有機化合物；以及不包含有機溶劑的按重量計在0.1％至25％的濃度之間的硅烷偶聯(lián)劑，有機層使用不含pH控制劑的涂料，并且有機層是在涂布之后經(jīng)由加熱工藝通過固化形成的。
【專利說明】功能膜制造方法和功能膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制造功能膜的方法和功能膜，所述功能膜例如，包含交替地形成在支持物上的有機層和無機層的氣體阻擋膜。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體阻擋膜適用于，例如，不同裝置中的需要防潮性的部分或零件，以及用于包裝食品的包裝材料、電子組件等，所述裝置包含光學(xué)裝置、例如液晶顯示器和有機電致發(fā)光(electroluminescence, EL)顯不器的顯不裝置、不同的半導(dǎo)體裝置和太陽能電池。
[0003]氣體阻擋膜是大體上經(jīng)配置以包含形成在聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate, PET)膜等充當(dāng)支持物(襯底)的塑料膜上的呈現(xiàn)氣體阻擋特性的層(下文中也稱作“氣體阻擋層”)。舉例來說，由氮化硅、氧化硅和氧化鋁等不同的無機化合物中的任何無機化合物制成的層被稱為可以用于氣體阻擋膜的氣體阻擋層。
[0004]在此類氣體阻擋膜中，具有層合結(jié)構(gòu)的氣體阻擋膜也被稱為能夠獲得高氣體阻擋性能的配置，在所述層壓結(jié)構(gòu)中各自由有機化合物制成的有機層(有機化合物層)和各自由無機化合物制成的無機層(無機化合物層)交替地形成在支持物上。具有有機層和無機層的層合結(jié)構(gòu)的氣體阻擋膜在下文中也被稱作“有機/無機層合類型氣體阻擋膜”。
[0005]舉例來說，專利文獻I描述了一種氣體阻擋膜(用于透明電極的襯底)，所述氣體阻擋膜包含由含有硅烷偶聯(lián)劑的環(huán)氧丙烯酸樹脂制成且形成在聚合物膜基底上的有機層、由氧化硅或類似物制成且形成在所述有機層上的無機層(氣體阻擋層)，以及由含有硅烷偶聯(lián)劑的丙烯酸樹脂制成且形成在所述無機層上的有機層(保護涂層)。
[0006]在一般配置中，此類有機/無機層合類型氣體阻擋膜通常包含充當(dāng)支持物上的底涂劑涂層(底涂層)的有機層，并且還包含充當(dāng)最上層中的保護層的有機層，如同在專利文獻I中所描述的實例中。
[0007]不僅是如同專利文獻I中所示的那樣的經(jīng)配置以僅具有底涂劑涂層與保護層之間的一個無機層的氣體阻擋膜，而且是經(jīng)配置以包含在底涂劑涂層上交替形成的無機層和有機層并且具有充當(dāng)保護層的最上方有機層的氣體阻擋膜也是已知的。換句話說，在作為底涂劑涂層的有機層上具有多個各自由無機層和其上覆蓋的有機層組成的組合，并且使最上方有機層充當(dāng)保護層的構(gòu)成的氣體阻擋膜也是已知的。
[0008]在此類有機/無機層合類型氣體阻擋膜中主要是無機層呈現(xiàn)出了氣體阻擋特性。在有機/無機層合類型氣體阻擋膜中，無機層形成在有機層上以使無機層的形成表面平坦化，這是由于有機層和無機層是在保持有機層的平坦的同時形成的，由此形成的無機層是均勻的，并且沒有裂縫或斷裂，并且獲得了優(yōu)良的氣體阻擋性能。
[0009]還已知的是通過具有各自由有機層和無機層組成的多個組合，可以在有機/無機層合類型氣體阻擋膜中獲得更加優(yōu)良的氣體阻擋性能。
[0010]然而，在有機/無機層合類型氣體阻擋膜中，難以確保無機層與其上覆蓋的有機層之間的充分的粘合。[0011]無機層(無機膜)通常由氣相沉積工藝形成，例如，等離子化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)和派射。通過此類氣相沉積工藝獲得的膜是致密的。由于無機層是致密的，與所謂的易于粘合層的涂敷不同，形成在無機層上的有機層不允許滲透，因此無法獲得所謂的錨固效應(yīng)并且無法確保充分的粘合。
[0012]因此，在有機/無機層合類型氣體阻擋膜中的有機層在無機層上的形成過程中，將硅烷偶聯(lián)劑添加到涂料中以用于形成也如在專利文獻I中描述的有機層。
[0013]由于將硅烷偶聯(lián)劑添加到涂料中，在硅烷偶聯(lián)劑與下面的無機層之間形成了共價鍵，并且有機化合物通過共聚反應(yīng)或類似反應(yīng)而鍵合到有機膜內(nèi)部的硅烷偶聯(lián)劑。因此在無機層和其上覆蓋的有機層之間可以獲得較強的粘合性。
[0014]引用列表
[0015]專利文獻
[0016]專利文獻I JP2OOl-125O79A
【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]技術(shù)問題
[0018]然而，向覆蓋無機層的有機層添加硅烷偶聯(lián)劑同樣具有各種問題。
[0019]眾所周知的是，硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)是通過烷氧基等可水解基團的水解來進行的。對PH進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)以使得水解能夠進行下去，并且逐滴的添加pH調(diào)節(jié)劑(酸或堿)來控制pH。
[0020]即使是pH得到了適當(dāng)?shù)目刂疲瑢H調(diào)節(jié)劑逐滴的添加到含有硅烷偶聯(lián)劑的涂料中也能使水解進行下去，這是由于生產(chǎn)環(huán)境的濕度或來自有機溶劑的水供應(yīng)的緣故。水解的進行隨著時間的推移增加了涂料的粘度。因此，在涂敷步驟中的適當(dāng)?shù)耐糠髼l件下，涂料的粘度偏離了適當(dāng)?shù)恼扯确秶?，并且更有可能出現(xiàn)有缺陷的涂層或類似涂層。
[0021]專利文獻I描述了組成有機層的丙烯酸樹脂優(yōu)選地具有I到4的酸值，以抑制此類不必要的水解過程。
[0022]在含有添加到其中的硅烷偶聯(lián)劑的涂料中，涂料的水解使得醇作為副產(chǎn)物而生成。此外，如果加入了過量的硅烷偶聯(lián)劑，那么硅烷偶聯(lián)劑作為未反應(yīng)的物質(zhì)仍然存在于涂料中。
[0023]作為副產(chǎn)物生成的醇以及仍未反應(yīng)的硅烷偶聯(lián)劑成為在有機層的形成中抑制有機化合物的固化(光聚合反應(yīng))的因素。因此，這些物質(zhì)成為了增加固化時間并且因此降低生產(chǎn)率的因素。
[0024]此外，如上文所述，無機層由氣相沉積工藝(真空沉積工藝)形成，例如，等離子CVD和濺射。
[0025]如果在進一步在有機層上形成無機層的過程中如上文所述作為副產(chǎn)物生成的醇以及未反應(yīng)的硅烷偶聯(lián)劑仍然存在于有機層中，那么在無機層的形成過程中通過在降低的壓力下進行加熱使得大量的氣體從有機層中釋放出來。因此，出現(xiàn)了阻礙致密的無機層形成的因素，例如無機層的膜形成空間中的壓力變化以及非穩(wěn)定的等離子體，從而造成了包含制成的氣體阻擋膜的氣體阻擋性能降低在內(nèi)的問題。
[0026]本發(fā)明旨在提供一種功能膜制造方法以及通過所述制造方法獲得的功能膜，所述方法能夠確保在包含交替地形成在支持物(襯底)上的有機層和無機層的有機/無機層合類型氣體阻擋膜等功能膜中，有機層與其下面的無機層之間的充分的粘合性，方法是在有機層中并入硅烷偶聯(lián)劑，并且能夠持續(xù)地制造高性能的功能膜，方法是抑制由硅烷偶聯(lián)劑的不必要的水解造成的涂料粘度的增加以及由過量添加的硅烷偶聯(lián)劑或作為副產(chǎn)物的醇引起的氣體阻擋性能的降低。
[0027]問題的解決方案
[0028]為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明提供了用于制造功能膜的功能膜制造方法，所述功能膜具有支持物，以及交替地形成在支持物上的兩層以上的有機層以及一層以上的無機層，所述方法包括:通過涂敷工藝形成有機層的步驟以及通過氣相沉積工藝形成硅化合物的無機層的步驟，并且在覆蓋無機層的有機層形成時，進一步包括在有機層形成之前使無機層的表面曝露于空氣的步驟，其中覆蓋無機層的有機層是使用涂料形成的，所述涂料含有有機溶劑、用于形成有機層的有機化合物以及就不含有機溶劑的涂料的濃度而言含量為
0.lwt%至25wt%的硅烷偶聯(lián)劑、并且不含pH調(diào)節(jié)劑，方法是將涂料涂敷到無機層的表面上，并且使無機層上的涂料在高于由硅烷偶聯(lián)劑造成的副產(chǎn)物與有機溶劑的共沸點的溫度下受到熱處理和干燥，或者在高于副產(chǎn)物和有機溶劑的沸點中較高的一者的溫度下受到熱處理和干燥，隨后對有機化合物進行固化。
[0029]在上文所述的本發(fā)明的功能膜制造方法中，熱處理優(yōu)選地是通過從有機層和無機層形成的一側(cè)以及有機層和無機層未形成的一側(cè)對支持物進行加熱來執(zhí)行的。
[0030]優(yōu)選地，涂料的熱處理和干燥是同時執(zhí)行的。
[0031]作為有機化合物，用于形成覆蓋無機層的有機層的涂料優(yōu)選地含有具有高于副產(chǎn)物和有機溶劑的共沸點或沸點中的較高的一者的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度的有機化合物。
[0032]作為用于形成有機層的有機化合物，涂料優(yōu)選地含有就不含有機溶劑的涂料的濃度而言含量為50wt%或更高的三官能或更高的(甲基)丙烯酸酯單體以及三官能或更高的(甲基)丙烯酸酯低聚合物中的任一者或這兩者。
[0033]有機化合物優(yōu)選地由紫外光照射或電子束照射中的任一者或這兩者來固化。
[0034]熱處理優(yōu)選地由熱空氣加熱、用加熱輥進行加熱以及用傳熱板進行加熱中的一者以上來執(zhí)行。
[0035]優(yōu)選地，支持物是條帶形式并且從纏繞成卷的支持物卷中將支持物釋放出來，將涂料涂敷于支持物、涂料的熱處理和干燥、以及有機化合物的固化是隨著釋放的支持物在其縱向方向上傳送而執(zhí)行的，由此形成了有機層，并且具有形成在其上的有機層的支持物再次纏繞成卷。
[0036]本發(fā)明還提供了包括支持物，以及交替地形成在支持物上的兩層以上的有機層以及一層以上的無機層的功能膜，其中無機層是硅化合物層且覆蓋無機層的有機層含有含量為0.1?丨％至25被％的硅烷偶聯(lián)劑并且不含pH調(diào)節(jié)劑。
[0037]在如上所述的本發(fā)明的功能膜中，有機層優(yōu)選地含有通過對含量為50wt%或更高的三官能或更高的(甲基)丙烯酸酯單體以及三官能或更高的(甲基)丙烯酸酯低聚合物中的任一者或這兩者進行聚合獲得的成分。
[0038]功能膜優(yōu)選地包含形成在支持物的表面上的有機層以及形成為最上方層的有機層。[0039]功能膜優(yōu)選地包含各自由無機層以及覆蓋無機層的有機層組成的多個組合。
[0040]發(fā)明的效果
[0041]如上文所述配置的本發(fā)明涉及有機/無機層合類型功能膜，在所述功能膜中有機層和無機層是交替形成的。根據(jù)本發(fā)明，在此類有機/無機層合類型功能膜中形成在無機層上的有機層是使用含有預(yù)定量的硅烷偶聯(lián)劑但是不含PH調(diào)節(jié)劑的涂料形成的。另外，形成在無機層上的有機層通過涂敷涂料并且允許硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)通過熱處理來進行而形成。
[0042]因此，本發(fā)明能夠獲得高性能的功能膜，例如具有高氣體阻擋性能的氣體阻擋膜，所述氣體阻擋膜包含有機層，所述有機層與其下面的無機層具有優(yōu)良的粘合性，并且所述有機層是使用適當(dāng)?shù)耐苛闲纬傻模谒鐾苛现泄柰榕悸?lián)劑的水解并不是沒有必要的進行的，所形成的無機層是致密的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043][圖1](A)到(C)是概念上示出了通過本發(fā)明的制造方法制造的功能膜的實例的視圖。
[0044][圖2]概念上示出了用于實施本發(fā)明的功能膜制造方法的制造設(shè)備的實例；(A)示出了用于形成有機層的裝置，并且(B)示出了用于形成無機層的裝置。
【具體實施方式】 [0045]下文中參考附圖中所示的優(yōu)選實施例詳細描述了根據(jù)本發(fā)明的功能膜制造方法以及所得的功能膜。
[0046]本發(fā)明的功能膜包含交替地形成在支持物上的兩層以上的有機層以及一層以上的無機層。形成在無機層上的有機層含有含量在0.1?丨％到25被％的硅烷偶聯(lián)劑但是不含pH調(diào)節(jié)劑。
[0047]如上文所述的本發(fā)明的功能膜基本上是由本發(fā)明的功能膜制造方法制造的。
[0048]圖1(A)概念上示出了利用本發(fā)明的功能膜的氣體阻擋膜的實例。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的功能膜和制造功能膜的方法分別地并不局限于氣體阻擋膜以及制造氣體阻擋膜的方法。換句話說，本發(fā)明可以應(yīng)用到具有期望的功能的多種已知的功能膜中，包含例如光學(xué)濾波器以及防反射膜在內(nèi)的多種光學(xué)膜。然而，如同稍后將要描述的，本發(fā)明可以顯著地減少由殘留在有機層中的硅烷偶聯(lián)劑造成的醇等副產(chǎn)物的不利的影響，從而形成致密的無機層。因此，本發(fā)明有利地用于氣體阻擋膜中，在所述氣體阻擋膜中無機層的致密性大大地有助于性能。
[0050]圖1 (A)中所示的氣體阻擋膜IOa包含形成在支持物B (的表面)上的有機層12、形成在有機層12上的無機層14以及保護性有機層16，所述保護性有機層16是形成在無機層14上并且用作保護層的有機層。
[0051]本發(fā)明的氣體阻擋膜(功能膜)并不局限于所說明的實例，所述實例經(jīng)配置而將一層無機層夾在兩層有機層之間并且總共包含三層，即，有機層和無機層交替地形成在支持物B上。
[0052]換句話說，多種層配置都是可用的，前提是本發(fā)明的氣體阻擋膜經(jīng)配置而包含交替形成的兩層以上的有機層以及一層以上的有機層。因此，可以采用具有各自由有機層和無機層組成的兩層以上的組合的配置。具體而言，用作底涂劑涂層的有機層形成在支持物B的表面上且用作保護層的有機層形成在最上層中的層配置是有利地使用的，而不論氣體阻擋膜的性能和強度方面的有機層/無機層組合的數(shù)目如何。
[0053]本發(fā)明的氣體阻擋膜的優(yōu)選實例包含如圖1 (B)中所示的氣體阻擋膜10b，所述氣體阻擋膜IOb包含支持物B的表面上的有機層12a、有機層12a上的無機層14a、無機層14a上的有機層12b、有機層12b上的無機層14b，以及作為最上方有機層的保護性有機層16。簡而言之，本發(fā)明的氣體阻擋膜的優(yōu)選實例是總共包含五層的氣體阻擋膜10b，并且在所述氣體阻擋膜IOb中有機層和無機層是交替地形成在支持物B上的。
[0054]本發(fā)明的氣體阻擋膜的另一優(yōu)選的實例包含如圖1 (C)中所示的氣體阻擋膜10c，所述氣體阻擋膜IOc包含支持物B的表面上的有機層12a、有機層12a上的無機層14a、無機層14a上的有機層12b、有機層12b上的無機層14b，無機層14b上的有機層12c、有機層12c上的無機層14c，以及作為最上方有機層的保護性有機層16。簡而言之，本發(fā)明的氣體阻擋膜的優(yōu)選實例是總共包含七層的氣體阻擋膜10c，并且在所述氣體阻擋膜中有機層和無機層是交替地形成在支持物B上的。
[0055]另外的其他優(yōu)選實例是總共包含九層以上的氣體阻擋膜，并且在所述氣體阻擋膜中有機層和無機層是交替地形成的?；旧?，就氣體阻擋膜性能而言，更加優(yōu)良的氣體阻擋膜是通過各自由有機層和無機層組成的增加數(shù)目的組合獲得的。
[0056]根據(jù)本發(fā)明，支持物(襯底/基底)B并不受到特定的限制并且可以利用用于氣體阻擋膜的支持物的多種已知的片材。
[0057]優(yōu)選地使用長片形狀的支持物B (采用網(wǎng)的形式的支持物B)，因此有機層和無機層可以通過稍后描述的卷對卷式系統(tǒng)來形成。
[0058]可以有利地使用的支持物B的特定的實例包含由不同的塑料(聚合物材料)制成的塑料膜，所述塑料例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯。
[0059]支持物B可以是這樣的，在所述支持物B中，用于獲得不同的功能的層(膜)形成在上文所描述的任何塑料膜的表面上，所述層(膜)例如，保護層、粘合層、光反射層、抗反射層、光屏蔽層、平坦化層、緩沖層，以及壓力緩解層。
[0060]在氣體阻擋膜10a(10b、10c)中，形成在支持物B的表面上的有機層12(12a)是由有機化合物制成的層(主要由有機化合物組成的層(膜))并且是通過經(jīng)由聚合(交聯(lián))的有機化合物的單體或低聚物的固化獲得的。
[0061]在本發(fā)明的氣體阻擋膜IOa中，作為無機層14(14a至14c)下面的層且形成在(例如)支持物B的表面上的有機層12，基本上作為用于呈現(xiàn)出氣體阻擋特性(期望的功能)的無機層14的底涂劑涂層。通過在作為底涂劑涂層的有機層12上形成無機層14，無機層14的形成表面得到了平坦化并且因此形成的無機層14是均勻的并且不具有裂縫、斷裂或包含未形變部分的空隙(具有顯著減少的空隙)，由此可以持續(xù)地制造呈現(xiàn)出期望的氣體阻擋性能的氣體阻擋膜。
[0062]在本發(fā)明的制造方法中，形成在支持物B的表面上的有機層12的形成材料并不受特定的限制并且可以使用多種已知的有機化合物(樹脂/聚合物材料)。
[0063]更確切地說，其優(yōu)選實例包含由熱塑性樹脂制成的膜，例如，聚酯、丙烯酸類樹脂、甲基丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸-順丁烯二酸共聚物、聚苯乙烯、透明的氟樹脂、聚酰亞胺、氟化聚酰亞胺、聚酰胺、聚酰胺-酰亞胺、聚醚酰亞胺、?；w維素、聚氨酯、聚醚醚酮、聚碳酸酯、脂環(huán)族聚烯烴、聚芳酯、聚醚砜、聚砜、芴環(huán)修飾的聚碳酸酯、脂環(huán)族環(huán)修飾的聚碳酸酯、芴環(huán)修飾的聚酯，和丙烯?；衔?；聚硅氧烷以及其他有機硅化合物。
[0064]在這些之中，由將醚基團作為官能團的自由基可聚合化合物和/或陽離子可聚合化合物的聚合產(chǎn)物形成的有機層12是優(yōu)選的，因為此類有機層使無機層14的形成表面平坦化，從而允許無機層14充分地呈現(xiàn)其功能，并且所述有機層具有優(yōu)良的耐熱性。
[0065]具體而言，主要由丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸脂單體或低聚物的聚合物組成的丙烯酸樹脂和甲基丙烯酸樹脂是適用于有機層12的，因為它們在強度和光學(xué)特性方面也是優(yōu)良的。
[0066]如上文所述，在本發(fā)明的制造方法中，無機層14下面的有機層12基本上作為底涂劑涂層以用于適當(dāng)?shù)匦纬蔁o機層14。
[0067]因此，可以對有機層12的厚度進行適當(dāng)?shù)卦O(shè)置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)此目的。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的
【發(fā)明者】進行的研究，有機層12優(yōu)選地具有500nm到3，OOOnm的厚度。
[0068]無機層14(14a_14c)是硅化合物層(主要由硅化合物組成的層(膜))。在所說明的氣體阻擋膜10a(10b和IOc)中，無機層14主要呈現(xiàn)出期望的功能，S卩，氣體阻擋特性。
[0069]無機層14的形成材料并不受到特定的限制，并且可以使用多種呈現(xiàn)出氣體阻擋特性的硅化合物。
[0070]可以適當(dāng)使用的膜的特定的實例包含由無機化合物制成的那些，所述無機化合物包含:硅氧化物，例如，氧化硅、氮氧化硅、硅碳氧化物、硅碳氮氧化物；硅氮化物，例如，氮化硅和硅硝基碳化物；硅碳化物，例如，碳化硅；其氫化物；其中兩種以上的混合物；以及其含氫的類型。
[0071]具體而言，氮化硅、氧化硅和氮氧化硅的使用是具有優(yōu)勢的，因為可以獲得優(yōu)良的氣體阻擋性能。
[0072]當(dāng)保護性有機層16 (有機層12b、有機層12c等)將要形成為覆蓋層時，將_0基團或-OH基團引入到無機層14的表面。
[0073]稍后將對這一點進行進一步的詳細描述。
[0074]在本發(fā)明應(yīng)用于除氣體阻擋膜之外的功能膜的情況下，無機層14可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇呈現(xiàn)出期望功能的硅化合物而形成，例如，允許預(yù)定波段的光進行傳輸而其他波段中的光被阻斷的預(yù)定的折射率或濾波特性。
[0075]本發(fā)明的功能膜并不局限于無機層14主要呈現(xiàn)出期望的功能的膜，而是可以通過將有機層12與無機層14結(jié)合起來而呈現(xiàn)出功能膜的期望功能的膜。
[0076]在多層無機層14包含在本發(fā)明中的情況下，各層無機層14可以是全部由相同的材料(硅化合物)制成的無機層14?；蛘?，無機層14可以包含由相互地不同的材料制成的，或由彼此不同的材料制成的兩層以上的無機層14。
[0077]根據(jù)本發(fā)明，無機層14的厚度并不受到特定的限制。也就是說，無機層14的厚度可以根據(jù)形成材料進行適當(dāng)?shù)拇_定，因此可以呈現(xiàn)出期望的氣體阻擋特性(功能)。具體而言，無機層14優(yōu)選地具有15mn到200nm的厚度。
[0078]以持續(xù)的方式呈現(xiàn)出充分功能的無機膜14可以通過將無機層14的厚度調(diào)節(jié)為15nm或者更大而形成。無機層14通常是脆弱并且當(dāng)它過厚時可能引起斷裂、裂縫或分層。然而，可以通過將無機層14的厚度調(diào)節(jié)為200mn或更小來防止斷裂的發(fā)生。
[0079]考慮到這一點，無機層14優(yōu)選地具有15nm到IOOmn且尤其是20nm到75nm的厚度。
[0080]在優(yōu)選實施例中，功能膜IOa具有主要用于保護無機層14等的保護性有機層16，所述保護性有機層16形成在最上方，作為最上方層(與支持物相反的最外層，即，距離支持物最遠的層)。
[0081]眾所周知的是，無機層14通常是脆弱且較薄的。因此，在有機層12和無機層14交替地形成在其中的氣體阻擋膜IOa以及類似物中，充當(dāng)保護層的保護性有機層16形成在最上方層中而保護易于發(fā)生斷裂的無機層14，由此可以按持續(xù)的方式執(zhí)行稍后將會描述的卷對卷式處理或切割等處理。
[0082]根據(jù)本發(fā)明，保護性有機層16以及另外地形成在無機層14上的有機層，例如，圖1⑶的氣體阻擋膜IOb中的有機層12b以及圖1 (C)的氣體阻擋膜IOc中的有機層12b和有機層12c，含有含量在0.1被％到25被％的硅烷偶聯(lián)劑但是不含pH調(diào)節(jié)劑。
[0083]稍后將對這一點進行進一步描述。
[0084]形成在無機層上的有機層，例如，保護性有機層16以及形成在它們的對應(yīng)的無機層14上的有機層12b和有機層12c，是將要按特定順序形成的基本上相同的層。因此，在以下描述中將保護性有機層16作為典型的實例。
[0085]根據(jù)本發(fā)明，由與上文所描述的有機層12相同類型的有機化合物形成的多種層都可以用作保護性有機層16。
[0086]就稍后描述的加熱處理中的耐熱性而言，由醚基作為官能團的自由基可聚合化合物和/或陽離子可聚合化合物的聚合產(chǎn)物形成的層是適用于保護性有機層16的。
[0087]具體而言，不僅就上述耐熱性而且就低折射率和優(yōu)良的光學(xué)特性而言，主要由丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸脂單體或低聚物的聚合物組成的丙烯酸樹脂和甲基丙烯酸樹脂是適用于保護性有機層16的。
[0088]更確切地說，主要由丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸脂單體或者低聚合物的聚合物組成的丙烯酸樹脂和甲基丙烯酸樹脂是優(yōu)選的，所述聚合物具有兩個以上的官能團，例如，二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(DPGDA)、1，9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯(A-NOD-N)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(A-HD-N)、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(TMPTA)、(修飾的)雙酚A二(甲基)丙烯酸酯，以及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(DPHA)。
[0089]此外，通過對三官能或更高的丙烯酸酯單體或者低聚合物進行聚合獲得的成分優(yōu)選地包含在50被％或更高的含量內(nèi)且尤其優(yōu)選地包含在70wt%或更高的含量內(nèi)。
[0090]保護性有機層16的厚度并不受到特定的限制，并且可以與上文描述的有機層12的厚度相同。
[0091]圖2概念上示出了用于實施本發(fā)明的功能膜制造方法的制造設(shè)備的實例。
[0092]所述制造設(shè)備包含:有機膜形成裝置20，所述有機膜形成裝置20用于形成有機層12和保護性有機層16 (有機層12a到有機層12c)；以及無機膜形成裝置24，所述無機膜形成裝置24用于形成無機層14(無機層14a至無機層14c)。在圖2中，(A)示出了有機膜形成裝置20且(B)示出了無機膜形成裝置24。
[0093]圖2中示出的有機膜形成裝置20和無機膜形成裝置24都是所謂的卷對卷(roll-to-roll)(下文中也縮寫為R對R)膜形成裝置，在所述裝置的每一者中條帶形式的膜形成材料(網(wǎng)形式的膜形成材料)從具有纏繞成卷的膜形成材料的材料卷中供料出來，隨著材料在縱向方向上傳送，膜在膜形成材料上形成，并且具有形成在其上的膜的膜形成材料再次纏繞成卷。
[0094]在本發(fā)明的制造方法中，根據(jù)一項優(yōu)選的實施例，通過此R對R的使用可以有效地制造功能膜。
[0095]本發(fā)明的制造方法并不局限于氣體阻擋膜等功能膜是以條帶形式通過支持物B上的R對R來制造的情況。舉例來說，本發(fā)明的制造方法可以是以下類型的，其中在采用切片形式的支持物B上使用所謂的片材供料(批量)類型膜形成方法來制造功能膜。
[0096]同樣在使用切片形式的支持物B的情況中，有機層12和無機層14以及作為最上方有機層的保護性有機層16是由與下文中將要描述的R對R制造方法相同的方法形成的。
[0097]在不止一個有機層12和/或不止一個無機層14是以本發(fā)明的制造方法形成的情況下，應(yīng)用到各層的形成方法(膜形成方法)可以是相同或不同的。
[0098]圖2中所示的制造設(shè)備用于制造類似于圖1中所示的功能膜的功能膜，在所述功能膜中有機層12和無機層14交替地形成在支持物B上，有機層12形成在支持物B的表面上，并且最上方有機層是保護性有機層16。
[0099]在用于形成有機層12和保護性有機層16的圖2(A)的有機膜形成裝置20中，膜形成材料Za由本身為條帶形式的支持物B組成，或者由具有形成在其上的有機層12和無機層14的條帶形式的支持物B組成，其中無機層14呈現(xiàn)了材料表面。
[0100]另一方面，在用于形成無機層14的圖2(B)的無機膜形成裝置24中，膜形成材料Zb由具有形成在其上的有機層12的條帶形式的支持物B組成，或者由具有交替地形成在其上的兩層以上的有機層12和一層以上的無機層16的條帶形式的支持物B組成，其中有機層12呈現(xiàn)了材料表面。
[0101]圖2(A)中所示的有機膜形成裝置20是適用于形成有機層12或保護性有機層16的裝置，方法是將用于形成有機層12或保護性有機層16的涂料涂敷到膜形成材料Za上、對涂敷的涂料進行干燥，以及之后隨著膜形成材料Za在其縱向方向上傳送而通過曝光使含在涂料中的有機化合物交聯(lián)和固化。
[0102]在所說明的實例中，有機膜形成裝置20包含，例如，涂布構(gòu)件26、干燥構(gòu)件28、曝光構(gòu)件30、旋轉(zhuǎn)軸32、卷起軸34以及傳送輥對36和傳送輥對38。
[0103]除了所說明的部件之外，有機膜形成裝置20可以包含提供在已知裝置中的多種部件，所述部件隨著條帶形式的膜形成材料的傳送而通過涂敷執(zhí)行膜形成，所述部件的實例包含傳送輥對、用于膜形成材料Za的引導(dǎo)部件以及多種傳感器。
[0104]在有機膜形成裝置20中，膜形成材料Za纏繞成的材料卷42安裝在旋轉(zhuǎn)軸32上。
[0105]一旦材料卷42安裝在旋轉(zhuǎn)軸32上，則從材料卷42中釋放膜形成材料Za并且使其通過預(yù)定的傳送路徑，以到達卷起軸34(即，通過裝置進行供料)，所述傳送路徑包含涂布構(gòu)件26、干燥構(gòu)件28以及曝光構(gòu)件30。[0106]在有機膜形成裝置20中，膜形成材料Za與卷起軸34上的膜形成材料Za的纏繞同步而從材料卷42中供料出來，并且隨著膜形成材料Za沿著預(yù)定的傳送路徑在縱向方向上傳送，有機層12或類似物連續(xù)地形成在條帶形式的膜形成材料Za上。
[0107]從材料卷42中供料出來的膜形成材料Za是由傳送輥對36夾捏的，并且因此首先傳送到涂布構(gòu)件26上。
[0108]涂布構(gòu)件26用于將用于形成有機層12的涂料或者將用于形成保護性有機層16的涂料涂敷到膜形成材料Za的表面上。
[0109]在本發(fā)明的制造方法中，形成在支持物的表面上的有機層12(12a)可以使用用于形成由已知的有機化合物制成的層的涂料來形成。相比之下，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，形成在無機層14上的保護性有機層16(有機層12b和有機層12c)是由涂料形成的，所述涂料含有有機溶劑、用于形成保護性有機層16的有機化合物、以及就不包含有機溶劑的涂料的濃度而言含量為0.1被％到25wt%的硅烷偶聯(lián)劑(相對于被視作100被％的不包含有機溶劑的成分的總量的濃度)，但是不含PH調(diào)節(jié)劑。
[0110]稍后將對這一點進行進一步描述。
[0111]對于在涂布構(gòu)件26中將涂料涂敷到膜形成材料Za上的方法并沒有特定的限制。
[0112]因此，在涂料的涂敷中，涂敷涂料的已知的方法都是可用的，可以作為實例的有模具涂布、浸潰涂布、氣刀涂布、幕式涂布、輥子涂布、線棒涂布、凹面涂布以及斜板式涂布。
[0113]涂布構(gòu)件26需要將涂料涂敷到無機層14上，且因此涂料優(yōu)選地通過模具涂布(使用模具涂布器)來涂敷。如上文所述，無機層14是脆弱的并且易于出現(xiàn)裂縫或其他缺陷。根據(jù)模具涂布，只有涂料與無機層14接觸，且因此可以有利地防止對無機層14的損傷。
[0114]膜形成材料Za隨后被傳送到干燥構(gòu)件28。干燥構(gòu)件28用于對涂布構(gòu)件26涂敷的涂料(涂層膜)進行干燥。
[0115]在保護性有機層16(即，無機層上的有機層)形成時，干燥構(gòu)件28不僅作為用于干燥涂料的構(gòu)件而且還作為執(zhí)行本發(fā)明的制造方法中的熱處理的熱處理構(gòu)件。換句話說，在有機膜形成裝置20中，在保護性有機層16形成時，稍后將要描述的涂料的熱處理與涂料的干燥同時執(zhí)行(熱處理也用于對涂料進行干燥)。
[0116]在所說明的有機膜形成裝置20中，根據(jù)一項優(yōu)選實施例，干燥構(gòu)件28具有用于通過來自前表面?zhèn)?涂料側(cè))的加熱進行干燥的干燥構(gòu)件28a以及用于通過來自后表面?zhèn)?支持物B側(cè))的加熱進行干燥的干燥構(gòu)件28b。換句話說，干燥構(gòu)件28從膜形成材料Za的前表面?zhèn)群秃蟊砻鎮(zhèn)葘ν苛线M行干燥。舉例來說，前表面?zhèn)壬系母稍飿?gòu)件28a是熱空氣干燥構(gòu)件，而后表面?zhèn)壬系母稍飿?gòu)件28b是加熱輥(具有加熱機構(gòu)的通過輥)。
[0117]也就是說，干燥構(gòu)件28通過對涂料以及支持物B —起進行加熱來干燥涂料。因此，在保護性有機層16形成時，涂料也在無機層14所放置的側(cè)面得到充分加熱，從而成為經(jīng)干燥和經(jīng)熱處理的。
[0118]具有此類配置的有機膜形成裝置20是優(yōu)選的，因為有機膜形成裝置20能夠使本發(fā)明的效果更加有利地呈現(xiàn)出來，即用于形成保護性有機層16的涂料不需要含有pH調(diào)節(jié)劑，盡管其含有硅烷偶聯(lián)劑，并且獲得了較高的粘合性。
[0119]干燥構(gòu)件28 (熱處理構(gòu)件)并不受到特定的限制并且已知的加熱構(gòu)件都是可以使用的，只要稍后描述的涂料的熱處理是可能的并且涂料可以得到干燥(有機溶劑可以被移除)即可，上述過程是根據(jù)，例如，在膜形成材料Za到達曝光構(gòu)件30之前的支持物B的傳送速度，由此使得有機化合物準備就緒而進行聚合。
[0120]優(yōu)選的實例包含使用加熱輥的加熱構(gòu)件、熱空氣加熱構(gòu)件以及使用傳熱板的加熱構(gòu)件。這些可以單獨或組合起來用于加熱構(gòu)件28。
[0121]用于實施本發(fā)明的制造方法的有機膜形成裝置中用于干燥涂料的構(gòu)件(以及加熱構(gòu)件)并不局限于圖2中所示的實例。換句話說，可以使用如上所述的多種配置，只要稍后描述的涂料的熱處理是可能的且涂料可以得到適當(dāng)?shù)母稍镆允褂袡C化合物準備就緒以進行聚合即可。
[0122]舉例來說，用于從前表面?zhèn)冗M行干燥的干燥構(gòu)件28a可以僅在不使用用于從后表面?zhèn)冗M行干燥的干燥構(gòu)件28b時使用。
[0123]膜形成材料Za隨后被傳送到曝光構(gòu)件30。曝光構(gòu)件30將在由涂布構(gòu)件26涂敷后由干燥構(gòu)件28干燥的涂料曝露于紫外光(UV光)或可見光等光下，以對包含在涂料中的有機化合物(有機化合物的單體或低聚物)進行交聯(lián)(聚合)和固化，由此形成有機層12或保護性有機層16。
[0124]根據(jù)本發(fā)明，光聚合并不是用于有機化合物的交聯(lián)的唯一的方法，例如熱聚合、電子束聚合以及等離子聚合等多種方法都可以根據(jù)用于形成有機層12和保護性有機層16的有機化合物進行使用。在本發(fā)明的制造方法中，丙烯酸類型的樹脂，例如，丙烯酸樹脂以及甲基丙烯酸樹脂，可以如上文所描述有利地用于有機層12和保護性有機層16，并且因此可以有利地使用光聚合以及電子束聚合。
[0125]有機層12或保護性有機層16以此方式形成于其上的膜形成材料Za是由傳送輥對38夾捏并且傳送到卷起軸34的，并且再次纏繞到卷起軸34上形成卷。
[0126]隨著材料卷46即將要在無機膜形成裝置24中受到膜形成而形成無機層14，具有形成于其上的有機層12的膜形成材料Za (即，膜形成材料Zb)被供料到圖2(B)中所示的無機膜形成裝置24 (更確切地說是其供料室50)。
[0127]另一方面，具有形成在其上的保護性有機層16的膜形成材料Za被供料到下一步驟作為氣體阻擋膜10a(10b或IOc:功能膜)所纏繞成的產(chǎn)品卷48。
[0128]提供無機膜形成裝置24而在膜形成材料Zb的表面上形成(沉積)無機膜14，也就是說，在無機層12的表面上通過氣相沉積(真空沉積)，并且所述無機膜形成裝置24包含供料室50、膜形成室52以及卷起室54。
[0129]除了所說明的部件之外，無機膜形成裝置24可以包含提供在已知裝置中的多種部件，所述部件隨著條帶形式的膜形成材料的傳送而通過氣相沉積執(zhí)行膜形成，所述部件的實例包含傳送輥對、用于調(diào)節(jié)膜形成材料Zb的寬度方向上的位置的引導(dǎo)部件以及多種傳感器。
[0130]供料室50包含旋轉(zhuǎn)軸56、引導(dǎo)輥60以及真空排氣構(gòu)件61。
[0131]在無機膜形成裝置24中，膜形成材料Zb纏繞成的材料卷46安裝在供料室50的旋轉(zhuǎn)軸56上。
[0132]在將材料卷46安裝到旋轉(zhuǎn)軸56上時，膜形成材料Zb沿著預(yù)定傳送路徑傳送，所述傳送路徑起始于供料室50并且經(jīng)過膜形成室52而到達卷起室54的卷起軸58。同樣在無機膜形成裝置24中，膜形成材料Zb與卷起軸58上的膜形成之后的膜形成材料Zb的纏繞同步而從材料卷46中供料出來，并且隨著膜形成材料Zb在縱向方向上的傳送，無機層14連續(xù)地在膜形成室52中形成在膜形成材料Zb上。
[0133]在供料室50中，旋轉(zhuǎn)軸56是在附圖中的順時針方向上由驅(qū)動源(未圖示)進行旋轉(zhuǎn)的，從而使得膜形成材料Zb從材料卷46中供料出來。此外，供料室50使用引導(dǎo)輥60而引導(dǎo)膜形成材料Zb沿著預(yù)定的路徑從材料卷46中供料出來，從而穿過形成于隔斷壁76中的狹縫76a，將膜形成材料Zb傳送到膜形成室52。
[0134]在所說明的無機膜形成裝置24的一項優(yōu)選實施例中，供料室50和卷起室54分別配備有真空排氣構(gòu)件61和真空排氣構(gòu)件82。在無機膜形成裝置24中，在膜形成期間，真空排氣構(gòu)件分別用于將供料室50和卷起室54維持在給定的壓力下，所述壓力由稍后將要描述的膜形成室52中的壓力(用于膜形成的壓力)確定。通過這種方式，防止了鄰近的室中的壓力不利地影響膜形成室52中的壓力(膜形成室52內(nèi)的膜形成)。
[0135]真空排氣構(gòu)件61并不受特定的限制，并且可以使用在真空沉積裝置中采用的多種已知的(真空)排氣構(gòu)件，包含例如，渦輪泵、機械增壓泵、干式泵以及旋轉(zhuǎn)泵等真空泵。就此而言，同樣的情況也適用于稍后描述的其他真空排氣構(gòu)件74和真空排氣構(gòu)件82。
[0136]提供膜形成室52以通過在膜形成材料Zb的表面(即，有機層12)上的真空沉積形成無機層14。在所說明的實例中，膜形成室52包含滾筒62、膜形成構(gòu)件64、引導(dǎo)輥68、引導(dǎo)輥72以及真空排氣構(gòu)件74。
[0137]傳送到膜形成室52的膜形成材料Zb由引導(dǎo)輥68沿著預(yù)定的路徑引導(dǎo)到滾筒62的預(yù)定的位置。膜形成材料Zb隨著其由滾筒62定位在預(yù)定的位置上在縱向方向上傳送，并且無機層14由膜形成構(gòu)件64通過氣相沉積而形成。
[0138]提供真空排氣構(gòu)件74以將膜形成室52排氣到足夠通過氣相沉積形成無機膜14的程度。
[0139]滾筒62是在附圖中圍繞中心軸逆時針旋轉(zhuǎn)的圓筒形部件。
[0140]從供料室50中供料并且由引導(dǎo)輥68沿著預(yù)定的路徑引導(dǎo)到滾筒62上的預(yù)定位置的膜形成材料Zb在其圓周表面的預(yù)定區(qū)域中纏繞在滾筒62周圍，并且隨著它由滾筒62進行支持和引導(dǎo)而沿著預(yù)定的傳送路徑得到傳送，且無機層14通過膜形成構(gòu)件64而形成在表面上。
[0141]提供膜形成構(gòu)件64以通過在膜形成材料Zb的表面(有機層12)上的真空沉積形成無機層14。
[0142]在本發(fā)明的制造方法中，無機層14可以由任何已知的氣相沉積工藝(真空沉積工藝)形成，所述工藝包含專利文獻I中描述的形成工藝。因此，在膜形成構(gòu)件64中使用的膜形成工藝并不受到特定的限制并且包含CVD、等離子CVD、濺射、真空沉積以及離子電鍍的已知的膜形成工藝都是可以使用的。
[0143]因此，膜形成構(gòu)件64是根據(jù)將要實施的真空沉積工藝由適當(dāng)?shù)剡x擇的多種部件組成的。
[0144]舉例來說，當(dāng)膜形成室52是無機膜14由感應(yīng)稱合等離子CVD(inductivelycoupled plasma CVD, ICP-CVD)形成的類型時,膜形成構(gòu)件64包含用于形成感應(yīng)磁場的感應(yīng)線圈，以及用于在膜形成的區(qū)域上供應(yīng)反應(yīng)氣體的氣體供應(yīng)構(gòu)件。
[0145]當(dāng)膜形成室52是無機膜14由電容稱合等離子CVD(capacitively coupledplasma CVD，CCP_CVD)形成的類型時，膜形成構(gòu)件64包含:噴頭電極，所述噴頭電極是中空的并且在面朝滾筒62的表面處具有大量的小孔，所述噴頭電極連接到反應(yīng)氣體供應(yīng)源，并且所述噴頭電極用作射頻(radio frequency, RF)電極；以及用于供應(yīng)反應(yīng)氣體的構(gòu)件。
[0146]當(dāng)膜形成室52是無機膜14由真空沉積形成的類型時，膜形成構(gòu)件64包含:即將填充有膜材料的坩堝(蒸發(fā)源)、用于覆蓋坩堝的擋板，以及用于加熱坩堝中的膜材料的加熱構(gòu)件。
[0147]此外，當(dāng)膜形成室52是無機膜14由濺射形成的類型時，膜形成構(gòu)件64包含用于支持目標的構(gòu)件、RF電極，以及氣體供應(yīng)構(gòu)件。
[0148]具有由膜形成構(gòu)件64形成的無機層14的膜形成材料Zb，隨著它由滾筒62支持并且傳送，由引導(dǎo)輥72沿著預(yù)定的路徑引導(dǎo)并且穿過形成在隔斷壁78中的狹縫78a傳送到卷起室54中。
[0149]在所說明的實例中，卷起室54包含引導(dǎo)輥80、卷起軸58，以及真空排氣構(gòu)件82。
[0150]具有形成在其上的膜并且傳送到卷起室54的膜形成材料Zb纏繞在卷起軸58上成為卷而形成材料卷42。具有形成在其上的無機層14的膜形成材料Zb被供料到有機膜形成裝置20中(并且安裝在旋轉(zhuǎn)軸32上)，作為膜形成材料Zb所纏繞成的材料卷42。
[0151]下文中通過參考具有三層的氣體阻擋膜IOa的制造中的操作對本發(fā)明的制造方法進行了進一步的描述，所述三層，即，如圖1 (A)中所示的有機層12、無機層14以及保護性有機層16，并且使用了圖2中所示的制造設(shè)備。
[0152]在氣體阻擋膜IOa的制造時,充當(dāng)膜形成材料Za的條帶形式的支持物B纏繞成的支持卷首先安裝在旋轉(zhuǎn)軸32上作為材料卷42且有機層12形成在支持物B的表面上。
[0153]—旦材料卷42安裝在旋轉(zhuǎn)軸32上，則將支持物B從材料卷42中釋放并且使其沿著預(yù)定的傳送路徑通過，所述傳送路徑起始于傳送輥對36并且經(jīng)過涂布構(gòu)件26、干燥構(gòu)件28、曝光構(gòu)件30以及傳送輥對38而到達卷起軸34。
[0154]如上文所述，有機膜形成裝置20是利用R對R的裝置。為了更加明確，在有機膜形成裝置20中，膜形成材料Za與卷起軸34上的膜形成材料Za的纏繞同步而從材料卷42中供料出來，并且隨著膜形成材料Za在其縱向方向上傳送，有機層12或類似物連續(xù)地形成。
[0155]從材料卷42中釋放出來的支持物B (膜形成材料Za)由傳送輥對36傳送到涂布構(gòu)件26，其中用于形成有機層12的涂料被涂敷到支持物的表面上(此處將形成層)。如上文所述，有機層12是由已知的有機化合物制成的層，并且可以由任何已知的涂敷工藝形成。
[0156]因此，作為用于形成有機層12的涂料，可以利用已知的涂料來形成由有機化合物制成的膜，已知的涂料的獲得是通過將用于形成有機層12的有機化合物(單體或低聚物)溶解在有機溶劑中，并且可選地添加多種添加劑，例如硅烷偶聯(lián)劑、PH調(diào)節(jié)劑以及光聚合引發(fā)劑。
[0157]隨后用干燥構(gòu)件28對用于形成有機層12的涂料涂敷到其上的支持物B進行加熱，從而移除有機溶劑并且干燥涂料。
[0158]在涂料干燥之后通過曝光構(gòu)件30使支持物B曝露于UV光下或者類似的光下，從而對有機化合物進行聚合(交聯(lián))和固化，由此形成有機層12。用于形成有機層12和保護性有機層16的有機化合物可以可選地在氮氣環(huán)境等惰性環(huán)境下聚合。
[0159]具有形成在其上的有機層12的支持物B由傳送輥對38傳送并且纏繞在卷起軸34上形成卷。
[0160]在完成具有預(yù)定長度的有機層12的形成之后，按照需要對支持物B進行切割，按照具有形成在其上的有機層12的支持物B (具有形成在其上的有機層12的膜形成材料Za)纏繞成的材料卷46的形式供料給圖2(B)中所示的無機膜形成裝置24，并且用于形成無機層14。
[0161]在無機膜形成裝置24中，材料卷46安裝在供料室50的旋轉(zhuǎn)軸56上。
[0162]在將材料卷46安裝在旋轉(zhuǎn)軸56上之后，具有形成在其上的有機層12的支持物B (膜形成材料Zb)被釋放并且使其沿著預(yù)定路徑通過，所述路徑起始于供料室50并且通過膜形成室52而到達卷起室54的卷起軸58。
[0163]無機膜形成裝置24也是利用R對R的裝置。因此，同樣在無機膜形成裝置24中，膜形成材料Zb與卷起軸58上的膜形成材料Zb的纏繞同步而從材料卷46中供料出來，并且隨著膜形成材料Zb在縱向方向上傳送，無機層14通過氣相沉積連續(xù)地形成。
[0164]具有形成在其上的有機層12的支持物B從材料卷46中供料并且由引導(dǎo)輥60引導(dǎo)到膜形成室52。
[0165]具有形成在其上的有機層12并且傳送到膜形成室52的支持物B是由引導(dǎo)輥68引導(dǎo)并且圍繞滾筒62進行纏繞，并且隨著支持物B由滾筒62支持并且沿著預(yù)定的路徑傳送，無機層14由膜形成構(gòu)件64形成。無機層14是通過，例如，等離子CVD (CCP-CVD)形成的。
[0166]無機層14可以通過使用已知的氣相沉積工藝的硅化合物層形成方法來形成。因此，可以根據(jù)將要形成的無機層14、無機層14的厚度等對將要使用的工藝氣體和膜形成條件進行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定和/或選擇。
[0167]具有形成在其上的無機層14的支持物B (具有形成在其上的無機層的膜形成材料Zb)由引導(dǎo)輥72引導(dǎo)到卷起室54中。
[0168]已經(jīng)傳送到卷起室54的支持物B由引導(dǎo)輥58引導(dǎo)到卷起軸58中，其中支持物B纏繞在卷起軸58上形成卷。
[0169]在完成無機層14的形成之后，將潔凈的干燥空氣引入到無機膜形成裝置24的全部的室中，使得所述室對大氣開放。
[0170]因此，具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B按照需要進行切割并且按照材料卷42的形式從無機膜形成裝置20的卷起室54中取出，具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B纏繞成所述材料卷42。
[0171]具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B (具有形成在其上的無機層的膜形成材料Za)纏繞成的材料卷42被再次供料到有機膜形成裝置20以形成作為最上方層的保護性有機層16。
[0172]如上文所述，根據(jù)本發(fā)明的圖1(B)中所示的氣體阻擋膜IOb的有機層12b以及圖1 (C)中所示的氣體阻擋膜IOc的有機層12b和有機層12c基本上與保護性有機層16是相同的。因此，這些有機層(覆蓋無機層的有機層)可以按照與稍后描述的保護性有機層16相同的方式來形成。
[0173]如同在先前的有機層12的形成中，將具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B纏繞成的材料卷42安裝在旋轉(zhuǎn)軸32上并且使其沿著預(yù)定的傳送路徑通過，所述路徑終止于卷起軸34。
[0174]在保護性有機層16的形成中，有機膜形成裝置20按照與先前的有機層12的形成相同的方式形成保護性有機層16，更確切地說，隨著具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B (膜形成材料Za)在其縱向方向上傳送而使用涂布構(gòu)件26涂敷用于形成保護性有機層16的涂料，用干燥構(gòu)件28對涂敷的涂料進行干燥，并且用曝光構(gòu)件30對干燥的涂料進行固化。
[0175]有機膜形成裝置20基本上是用于在大氣中形成有機層12的裝置。
[0176]因此，從無機膜形成裝置24的卷起室54對大氣開放的時間點到用于形成保護性有機層16的涂料由涂布構(gòu)件26涂敷到無機層14的時間點的期間成為在本發(fā)明的制造方法中使無機層14的表面曝露于空氣中的步驟。
[0177]-O和-OH基團是通過將表面曝露于空氣的步驟而引入到無機層14的表面。
[0178]如上文所述，根據(jù)本發(fā)明，無機層14是硅化合物層。此外，根據(jù)本發(fā)明，無機層14是由氣相沉積形成的。
[0179]在由氣相沉積形成的硅化合物層中，所有的硅并不是以氮化硅等期望的化合物的形式存在。換句話說，具有懸空鍵的硅也存在于通過氣相沉積形成的硅化合物層中。具體而言，具有懸空鍵的娃以較大的量存在于無機層14的表面處。
[0180]因此，在形成無機層14之后，可以通過使無機層14的表面曝露于空氣(大氣)而將-O和-OH基團鍵合到懸空鍵。因此可以將-O和-OH基團，尤其是-OH基團引入到無機層14的表面。
[0181]在本發(fā)明中可以允許硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)適當(dāng)?shù)倪M行，方法是將-OH基團等基團引入到無機層14的表面，即使用于形成保護性有機層16的涂料不含pH調(diào)節(jié)劑也可。稍后將對這一點進行進一步描述。
[0182]在本發(fā)明中無機層14的表面曝露于空氣的時序也不受上述實例的限制。也就是說，可以采用任何的時序或方法，前提是將有機層將要作為覆蓋層形成于其上的無機層14的表面曝露于空氣的步驟是在從無機層14的形成到覆蓋的有機層的形成的期間中執(zhí)行的。
[0183]舉例來說，在無機層14形成之后無機膜形成裝置24對含有氮氣等惰性氣體的大氣開放的情況下，從將材料卷42從卷起室54中取出到用于形成保護性有機層16的涂料的涂敷的期間被提供給使無機層14的表面曝露于空氣的步驟。
[0184]如上文所述，在有機膜形成裝置20中，隨著具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B在其縱向方向上的傳送，用于形成保護性有機層16的涂料由涂布構(gòu)件26涂敷到無機層14。如上文所述，使用涂布構(gòu)件26涂敷涂料的方法并不受到特定的限制并且模具涂布是合適的。
[0185]在本發(fā)明的制造方法中，用于形成保護性有機層16的涂料含有有機溶劑、用于形成保護性有機層16的有機化合物、以及硅烷偶聯(lián)劑，就不包含有機溶劑的涂料的濃度而言硅烷偶聯(lián)劑的含量為0.1被％到25wt% (相對于被視作100wt%的不包含有機溶劑的成分的總量的濃度)。此外，根據(jù)本發(fā)明，用于形成保護性有機層16的涂料不含pH調(diào)節(jié)劑，所述PH調(diào)節(jié)劑在使用硅烷偶聯(lián)劑時通常添加作為必要的成分。稍后將對這一點進行進一步描述。[0186]當(dāng)在本發(fā)明的制造方法中用于形成保護性有機層16的涂料中的硅烷偶聯(lián)劑的含量低于0.lwt%時，不能充分地獲得硅烷偶聯(lián)劑添加的效果，因此造成了無機層14與保護性有機層16之間的低粘合性等缺陷。
[0187]相反的是，當(dāng)用于形成保護性有機層16的涂料中的硅烷偶聯(lián)劑的含量超過15wt%時，硅烷偶聯(lián)劑的含量過高以致于無法適當(dāng)?shù)匦纬杀Ｗo性有機層16，因此造成氣體阻擋特性(期望的功能)的降低等缺陷。
[0188]鑒于這幾點，用于形成保護性有機層16的涂料中的硅烷偶聯(lián)劑的含量優(yōu)選地為Iwt % 至 20wt %,尤其是 3wt % 至 15wt %。
[0189]在形成保護性有機層16的涂料的制備中使用的有機溶劑并不受到特定的限制，并且包含甲基乙基酮(MEK)在內(nèi)的用于在有機/無機層合類型功能膜中形成有機層的多種有機溶劑都是可以使用的。
[0190]在本發(fā)明中，可以根據(jù)需要將在有機化合物膜的形成中使用的多種添加劑，例如，光聚合引發(fā)劑，添加到用于形成保護性有機層16的涂料中，只要所述涂料含有上述必要成分而不含pH調(diào)節(jié)劑即可。
[0191]用于形成保護性有機層16的有機化合物也不受特定的限制，并且能夠通過聚合形成保護性有機層16的多種有機化合物(單體/低聚物)都是可以使用的。
[0192]具體而言，在保護性有機層16的描述中說明的各自具有醚基團作為官能團的自由基可聚合化合物和/或陽離子可聚合化合物就稍后描述的熱處理中的耐熱性而言是優(yōu)選的。在這些之中，丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸脂單體和低聚物是更加優(yōu)選的。三官能或更高的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸脂單體和低聚物是尤其優(yōu)選的。
[0193]基于不包含有機溶劑的涂料的濃度而言，并且就熱處理中的耐熱性而言，用于形成保護性有機層16的涂料優(yōu)選地含有含量為50wt%或更高的三官能或更高的丙烯酸酯單體或低聚物，最為優(yōu)選地含有含量為70wt%或更高的三官能或更高的丙烯酸酯單體或低聚物。
[0194]具有的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度Tg高于由于包含在涂料中的硅烷偶聯(lián)劑的副產(chǎn)物(主要是通過水解生成的副產(chǎn)物(通常是醇))以及在涂料中使用的有機溶劑的共沸點的化合物被優(yōu)選地用作用于形成保護性有機層16的有機化合物。在以下描述中，出于描述性目的將副產(chǎn)物和有機溶劑的共沸點簡單地稱作“副產(chǎn)物共沸點”。
[0195]或者，在由硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)生的副產(chǎn)物不與所使用的有機溶劑共沸的情況下，具有的Tg高于副產(chǎn)物和有機溶劑的沸點中較高的一者的化合物優(yōu)選地用作用于形成保護性有機層16的有機化合物。在以下描述中，出于描述性目的將副產(chǎn)物和有機溶劑的沸點中較高的一者稱作“涂料沸點”。
[0196]在本發(fā)明的制造方法中，在副產(chǎn)物與有機溶劑共沸的情況下，在涂敷涂料之后但是在涂料干燥之前，用于形成保護性有機層16的涂料在高于副產(chǎn)物的共沸點的溫度下受到熱處理?；蛘?，在副產(chǎn)物不與有機溶劑共沸的情況下，在涂敷涂料之后但是在涂料干燥之前，用于形成保護性有機層16的涂料在高于涂料的沸點的溫度下受到熱處理。
[0197]在所說明的有機膜形成裝置20中，在保護性有機層16形成時，干燥構(gòu)件28同時執(zhí)行熱處理以及涂料的干燥。
[0198]當(dāng)用于形成保護性有機層16的有機化合物的耐熱性過低時，在熱處理和干燥期間有機化合物發(fā)生軟化，這可能造成不當(dāng)?shù)母稍镆约坝袡C化合物的變質(zhì)等缺陷。
[0199]因此，具有的Tg高于副產(chǎn)物的共沸點或者涂料的沸點的有機化合物在本發(fā)明中優(yōu)選地用作用于形成保護性有機層16的有機化合物。因此防止了稍后將要描述的涂料的熱處理和干燥時的有機化合物的軟化或?qū)ζ湓斐傻钠渌麚p害，因此通過適當(dāng)干燥的涂料可以持續(xù)地形成適當(dāng)?shù)谋Ｗo性有機層16。
[0200]由涂布構(gòu)件26涂敷的涂料由干燥構(gòu)件28進行干燥。
[0201]在所說明的有機膜形狀裝置20中，在保護性有機層16形成時，干燥構(gòu)件28執(zhí)行用于形成保護性有機層16的涂料的干燥，同時于高于副產(chǎn)物共沸點的溫度下進行用于加熱涂料的熱處理(用于提升與無機層14接觸的涂料的膜表面的溫度)?；蛘?，在從硅烷偶聯(lián)劑中獲得的副產(chǎn)物不與有機溶劑共沸的情況下，干燥構(gòu)件28執(zhí)行用于形成保護性有機層16的涂料的干燥，同時于高于涂料沸點的溫度下進行用于加熱涂料的熱處理(用于提升與無機層14接觸的涂料的膜表面的溫度)。
[0202]本發(fā)明使無機層14的表面曝露于空氣，使用含有預(yù)定量的硅烷偶聯(lián)劑但不含pH調(diào)節(jié)劑的涂料，并且于高于副產(chǎn)物的共沸點或涂料的沸點的溫度下執(zhí)行用于加熱涂料的熱處理而形成保護性有機層16(無機層上的有機層)，由此可以制造出具有下面的無機層14與保護性有機層16之間的優(yōu)良的粘合性以及較高的氣體阻擋性能的氣體阻擋膜(高性能功能膜)。
[0203]在有機/無機層合類型氣體阻擋膜或類似物的制造中，在覆蓋無機層的有機層形成時將硅烷偶聯(lián)劑添加到用于形成有機層的涂料中以確保這兩個層之間的粘合。
[0204]眾所周知的是，硅烷偶聯(lián)劑是這樣一種化合物，其中可以預(yù)期與有機物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)或相互作用的烷氧基等可水解基團以及氨基等有機官能團是鍵合到硅上的。
[0205]在硅烷偶聯(lián)劑中，可水解基團發(fā)生水解以獲得-OH基團，并且在無機化合物的表面在-OH基團與-OH基團之間發(fā)生水解縮合而在硅烷偶聯(lián)劑與無機化合物的表面之間形成較強的共價鍵合。通過有機官能團與有機化合物或類似物之間的共聚作用，硅烷偶聯(lián)劑還較強地鍵合到有機化合物上。
[0206]因此，硅烷偶聯(lián)劑改進了有機層與無機層之間的粘合性。
[0207]pH顯著地影響硅烷偶聯(lián)劑的可水解基團的水解。因此，有必要通過pH調(diào)節(jié)劑的添加(通過逐滴添加酸或堿)來為使用硅烷偶聯(lián)劑的涂料調(diào)節(jié)pH，以引起可水解基團的水解。
[0208]然而，如上文所述，pH調(diào)節(jié)劑的添加造成了水解的進行，從而會遇到涂料的粘度隨著時間而增加等問題。
[0209]然而，根據(jù)本發(fā)明的
【發(fā)明者】進行的研究，在含有有機層和無機層且其中無機層是由硅化合物制成的層合結(jié)構(gòu)的情況下，硅烷偶聯(lián)劑的水解反應(yīng)和脫水縮合可以在沒有PH調(diào)節(jié)的情況下發(fā)生，方法是將-O基團，優(yōu)選地為-OH基團引入到無機層的表面，使得硅以“SiOH”或類似物的形式存在，以適當(dāng)?shù)牧繉⒑泄柰榕悸?lián)劑的涂料涂敷到表面，并且在干燥結(jié)束之前使涂料在高于副產(chǎn)物共沸點或涂料的沸點的溫度下受到熱處理。
[0210]換句話說，通過于高于副產(chǎn)物共沸點的溫度下加熱涂料且將-OH基團等基團引入到無機層的表面，-OH基團或類似物從無機層的表面釋放出來并且硅烷偶聯(lián)劑的水解反應(yīng)發(fā)生，由此無機層的表面通過經(jīng)由脫水縮合的共價鍵合而鍵合到硅烷偶聯(lián)劑。[0211]此外，通過于等于或高于副產(chǎn)物共沸點或涂料沸點的溫度下加熱涂料，副產(chǎn)物和類似物與涂料的有機溶劑一起得到了蒸發(fā)和移除。因此，反應(yīng)循環(huán)得到了加速而進一步促進無機層的表面與硅烷偶聯(lián)劑之間的結(jié)合。
[0212]換句話說，根據(jù)本發(fā)明，通過硅烷偶聯(lián)劑而不使用原本在硅烷偶聯(lián)劑使用時所必需的PH調(diào)節(jié)劑可以確保無機層14與保護性有機層16之間的粘合。
[0213]用于形成保護性有機層16的涂料可以通過在大氣中執(zhí)行的普通的方法來涂敷，因此也可以提聞生廣率。
[0214]此外，在等于或者高于從硅烷偶聯(lián)劑中獲得的副產(chǎn)物蒸發(fā)的溫度下執(zhí)行加熱。因此，在加熱期間可以移除由硅烷偶聯(lián)劑的水解生成的醇等副產(chǎn)物，從而顯著地減少殘留在有機層中的副產(chǎn)物的量。
[0215]因此，可以形成不具有雜質(zhì)(即，從硅烷偶聯(lián)劑中獲得的副產(chǎn)物)、具有高品質(zhì)、且有利地呈現(xiàn)其性能的保護性有機層16。當(dāng)如同圖1(b)中所示的氣體阻擋膜10b，無機層14b進一步形成在形成于無機層14a之上的有機層12b上時，副產(chǎn)物和類似物的蒸發(fā)消除了對無機層14b的形成的不利的影響，因此所形成的無機層14b致密而確保具有高氣體阻擋性能的氣體阻擋膜的制造。
[0216]此外，不含pH調(diào)節(jié)劑的涂料可以避免由于pH調(diào)節(jié)劑的添加造成的粘度隨著時間的增加。
[0217]另外，pH調(diào)節(jié)劑對于用于形成保護性有機層16的涂料而言是雜質(zhì)，也就是說，對于有機層的形成材料而言。因此，將pH調(diào)節(jié)劑添加到涂料中可以改變所形成的有機化合物或保護性有機層16的粘度或者降低有機化合物或所形成的保護性有機層16的溫度Tg。然而，根據(jù)本發(fā)明，這些缺陷同樣是可以防止的(抑制的)。
[0218]眾所周知的是，涂料的加熱造成了從膜的底部的向上定向的涂料的對流。這種對流不僅能夠促進涂料的干燥而且可以促進無機層14的表面處和附近的硅烷偶聯(lián)劑與無機層14之間的反應(yīng)。
[0219]因此，硅烷偶聯(lián)劑在無機層14的表面附近取向并且保護性有機層16在其表面?zhèn)扔删哂休^少的相關(guān)聯(lián)的硅烷偶聯(lián)劑的高純度有機化合物組成。通過這種方式，保護性有機層16的表面具有根據(jù)形成材料等的適當(dāng)?shù)腡g等的特征，并且保護性有機層16可以適當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)期望的功能。此外，由于硅烷偶聯(lián)劑可以在無機層14的表面附近取向，因此，即使在硅烷偶聯(lián)劑的添加量非常小的情況下，也可以獲得添加的充分的效果。
[0220]干燥構(gòu)件28在前表面?zhèn)?涂料側(cè))和后表面?zhèn)?支持物B側(cè)，即，無機層14側(cè))對涂料進行熱處理(和干燥)的所說明的實例是更加優(yōu)選的，因為可以更加有利地獲得這種效果。
[0221]在本發(fā)明的制造方法中，用于形成保護性有機層16的涂料的熱處理將在涂料的干燥結(jié)束之前執(zhí)行。因此，舉例來說，用于涂料的熱處理的加熱構(gòu)件可以單獨地提供在涂料的干燥構(gòu)件的上游，因此在涂料的熱處理之后涂料得到干燥。
[0222]然而，鑒于生產(chǎn)率以及裝置配置的簡化，優(yōu)選的是如同在所說明的情況中一樣同時執(zhí)行涂料的熱處理和干燥。
[0223]在本發(fā)明的制造方法中，用于形成保護性有機層16的涂料的熱處理將在高于副產(chǎn)物共沸點的溫度下執(zhí)行。或者，如同上文所述在從硅烷偶聯(lián)劑中獲得的副產(chǎn)物不與有機溶劑共沸的情況下，熱處理的溫度將高于涂料的沸點。
[0224]當(dāng)涂料的熱處理的溫度低于副產(chǎn)物共沸點或涂料沸點時，上述硅烷偶聯(lián)劑的水解和脫水縮合反應(yīng)不會充分地進行。
[0225]涂料的熱處理的溫度的上限并沒有特定的限制。根據(jù)本發(fā)明的
【發(fā)明者】進行的研究，熱處理溫度越高，在有機層與無機層之間獲得的粘合性越好。另一方面，在超過支持物B的軟化點的溫度下進行的熱處理中，熱量對支持物B造成損害從而妨礙了適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)物的制造。因此，涂料的熱處理的溫度優(yōu)選地等于或者低于所使用的支持物B的軟化點。
[0226]另外，熱處理的時間同樣不受特定的限制并且可以根據(jù)熱處理溫度等進行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。
[0227]根據(jù)本發(fā)明的
【發(fā)明者】進行的研究，通過在超過副產(chǎn)物的共沸點或涂料的沸點的溫度下執(zhí)行熱處理I分鐘或更久，在許多情況下硅烷偶聯(lián)劑的上述水解和脫水縮合反應(yīng)可以充分地進行，并且因此可以有利地獲得如上文所述的多種效果。
[0228]使用干燥構(gòu)件28進行涂料的熱處理和干燥，然后將具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B (膜形成部件Za)傳送到曝光構(gòu)件30，在所述曝光構(gòu)件30中支持物曝露于UV光、可見光或類似的光。
[0229]作為此曝光的結(jié)果，涂料的有機化合物得到了聚合(交聯(lián))而固化涂料，由此保護性有機層16形成在無機層14上。
[0230]具有形成在其上的有機層12、無機層14以及保護性有機層16的支持物B (具有形成在其上的保護性有機層16的膜形成材料Za)，簡而言之，氣體阻擋膜IOa纏繞在卷起輥34上形成卷。
[0231]在保護性有機層16的形成結(jié)束之后，氣體阻擋膜IOa按需要進行切割并且供料到下一步驟以作為氣體阻擋膜IOa所纏繞成的產(chǎn)品卷48。
[0232]圖2中所示的制造設(shè)備不僅有利地用于制造如上文所述的三層類型的氣體阻擋膜10a，而且可以有利地用于制造其中交替地形成有機層和無機層的有機/無機層合類型氣體阻擋膜(功能膜)。
[0233]舉例來說，在圖1(B)所示的有機/無機五層類型的氣體阻擋膜IOb的制造中，有機層12a首先通過有機膜形成裝置20形成在支持物B的表面上；隨后無機層14a通過無機膜形成裝置24形成在有機層12a的表面上；隨后有機層12b通過再次使用有機膜形成裝置20形成在無機層14a的表面上；隨后無機層14b通過再次使用無機膜形成裝置24形成在有機層12b的表面上；并且最后保護性有機層16通過有機膜形成裝置20形成在無機層14b的表面上。
[0234]在具有大量的有機層和無機層的功能膜(例如，如圖1 (C)中所示的有機/無機七層類型的氣體阻擋膜IOc)的制造中，有機層12和無機層14的形成是按照相同的方式重復(fù)地進行，從而形成預(yù)定數(shù)目(數(shù)目比有機層和無機層的總數(shù)小I)的有機層12和無機層14，并且最后保護性有機層16形成在無機層14上。
[0235]如上文所述，對應(yīng)地形成在無機層上的有機層是按照與上文所述的氣體阻擋膜IOa的保護性有機層16相同的方式形成的。
[0236]雖然在上文中已經(jīng)詳細描述了根據(jù)本發(fā)明的功能膜制造方法和功能膜，但是無論如何本發(fā)明不應(yīng)受到上述實施例的限制，并且應(yīng)理解在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下毫無疑問可以做出多種改進和修改。
[0237]實例
[0238]接下來，通過參考本發(fā)明的特定的實例對本發(fā)明進行了進一步的描述。
[0239][實例I]
[0240]圖2中所示的制造設(shè)備用于制備圖1㈧中所示的三層氣體阻擋膜10a，所述氣體阻擋膜包含有機層12、無機層14以及保護性有機層。
[0241]寬度為I，OOOmm且厚度為IOOtm的PET膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯膜)的條帶被用作支持物B。
[0242]有機化合物和光聚合引發(fā)劑被溶解在有機溶劑(MEK)中，從而制備用于形成有機層12的涂料。
[0243]TMPTA(大賽璐-氰特(Daicel-Cytec)股份有限公司)被用作有機化合物且Irgl84(汽巴精化公司)被用作光聚合引發(fā)劑。制備涂料使得就不包含有機溶劑的涂料的濃度而言，固體含量濃度為20wt%，且所含有的有機化合物和光聚合引發(fā)劑的含量分別為95wt% 和 5wt%。
[0244]支持物B (膜形成材料Za)纏繞成的材料卷42安裝在圖2 (A)中所示的有機膜形成裝置20的旋轉(zhuǎn)軸32上，將制備好的涂料涂敷到支持物B的表面上，并且對涂敷的涂料進行干燥；通過曝露于UV光對干燥的涂料進行交聯(lián)，從而獲得材料卷46，具有形成在其上的有機層12的膜形成材料Za纏繞成所述材料卷46。
[0245]對涂布構(gòu)件26涂敷的涂料的量進行調(diào)節(jié)使得有機層12具有Iun的厚度。模具涂布器被用作涂布構(gòu)件26。通過用來自干燥構(gòu)件28的熱空氣于80°C下加熱來對涂料進行干燥。此外，將UV照射器用作曝光構(gòu)件30并且對光的量進行調(diào)節(jié)使得在UV光下所進行的的曝露達到大約為500mJ/cm2的累積曝光量。
[0246]隨后，將材料卷46安裝在圖2(B)中所示的無機膜形成裝置24上，而形成厚度為50nm的氮化硅膜來作為通過在具有形成在其上的有機層12的支持物B (膜形成材料Zb)的表面上的CCP-CVD形成的無機層14。
[0247]膜形成構(gòu)件64包含:噴頭電極，所述噴頭電極設(shè)置成面朝滾筒62 ；RF電源，所述RF電源用于將等離子激發(fā)功率(plasma excitation power)供應(yīng)給噴頭電極；偏置電源，所述偏置電源用于將偏置功率供應(yīng)給滾筒62;以及供應(yīng)構(gòu)件，所述供應(yīng)構(gòu)件用于將氣體材料供應(yīng)給噴頭電極。此外，滾筒62由不銹鋼制成并且充當(dāng)噴頭電極的對電極。
[0248]用于膜形成的氣體為娃燒氣(SiH4)、氨氣(NH3)、氮氣(N2)以及氫氣(H2)。供應(yīng)的娃燒氣、氨氣、氮氣以及氫氣的量分別為100sccm、200sccm、500sccm和500sccm。用于膜形成的壓力被設(shè)定為50Pa。
[0249]用于膜形成的噴頭電極供應(yīng)有來自RF電源的13.5MHZ的頻率下的3，OOOff的等離子激發(fā)功率。另外，滾筒62供應(yīng)有來自偏置電源的500W的偏置功率。在膜形成期間，滾筒62的溫度被調(diào)節(jié)為_20°C。
[0250]在無機層14形成結(jié)束后，潔凈的干燥空氣被引入到供料室50、膜形成室52以及卷起室54中，因此所述室對大氣是開放的。
[0251]隨后，具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B所纏繞成的材料卷42被從卷起室54中取出。[0252]另一方面，有機化合物、硅烷偶聯(lián)劑和光聚合引發(fā)劑被溶解在有機溶劑(MEK)中，從而制備用于形成保護性有機層16的涂料。
[0253]有機化合物和光聚合引發(fā)劑與在有機層12中使用的那些是相同的。所用的硅烷偶聯(lián)劑是KBM5103(信越化學(xué)股份有限公司(Shin-Etsu Chemical C0.，Ltd.))。
[0254]制備涂料使得就不包含有機溶劑的涂料的濃度而言，固體含量濃度為20wt%，且所含有的有機化合物、硅烷偶聯(lián)劑和光聚合引發(fā)劑的含量分別為94.7wt%,0.3被％和5wt% (發(fā)明性實例1-1)。
[0255]從硅烷偶聯(lián)劑中獲得的副產(chǎn)物(甲醇)和作為有機溶劑的MEK的共沸點通常約為650C，盡管該值隨著剩余的MEK的量和生成的甲醇的量發(fā)生改變。
[0256]具有形成在其上的有機層12和無機層14的支持物B所纏繞成的材料卷42安裝在有機膜形成裝置20的旋轉(zhuǎn)軸32上；將制備好的涂料涂敷到支持物B的表面上，并且對涂敷的涂料進行干燥；通過曝露于UV光對干燥的涂料進行交聯(lián)而獲得具有形成在其上的有機層12、無機層14以及保護性有機層16的支持物B所纏繞成的產(chǎn)品卷48，簡而言之，就是氣體阻擋膜IOa所纏繞的產(chǎn)物卷。
[0257]對涂布構(gòu)件26涂敷的涂料的量進行調(diào)節(jié)，從而使得有機層12具有I μ m的厚度。通過用來自干燥構(gòu)件28的熱空氣于80°C下加熱來對涂料進行干燥。也就是說，用于形成保護性有機層16的涂料的加熱溫度是80°C。此外，對來自曝光構(gòu)件30的光的量進行調(diào)節(jié)，從而使得在UV光下所進行的的曝露達到大約為500mJ/cm2的累積曝光量。
[0258]通過如下地改變將要添加到用于形成保護性有機層16的有機化合物以及硅烷偶聯(lián)劑的量還制備了七種涂料，就不含有機溶劑的涂料的濃度而言已對每種涂料的含量進行了規(guī)定:有機化合物的含量為95被％且硅烷偶聯(lián)劑的含量為0wt% (比較性實例1-1);有機化合物的含量為94wt%且`硅烷偶聯(lián)劑的含量為lwt% (實例1-2);有機化合物的含量為90被％且硅烷偶聯(lián)劑的含量為5wt% (實例1-3);有機化合物的含量為85wt%且硅烷偶聯(lián)劑的含量為IOwt^ (實例1-4);有機化合物的含量為80Wt%且硅烷偶聯(lián)劑的含量為15wt% (實例1-5);有機化合物的含量為70Wt%且硅烷偶聯(lián)劑的含量為25wt% (發(fā)明性實例1-6);以及有機化合物的含量為65wt%且硅烷偶聯(lián)劑的含量為30wt% (比較性實例1_2)。
[0259]就不含有機溶劑的涂料的濃度而言，光聚合引發(fā)劑的含量為5wt%并且在整個涂料中都是均勻的。
[0260]這七種涂料的使用和處理按照與上文所述非常相似的方式進行，從而制備各自具有形成在支持物B上的有機層12、無機層14以及保護性有機層16的氣體阻擋膜。
[0261]換言之，在實例I中，總共有八種類型的氣體阻擋膜在發(fā)明性實例1-1至發(fā)明性實例1-6和比較性實例1-1和比較性實例1-2中制備。
[0262]每種制備的氣體阻擋膜的保護性有機層16的粘合性是通過橫切剝離來檢測的并且是通過剝離正方形的數(shù)目來評估的。所采用的測試是將樣品切為100個正方形的橫切剝離測試。
[0263]剝離正方形的數(shù)目為O到10的樣品被評定為良好；
[0264]剝離正方形的數(shù)目為11到50的樣品被評定為合格；以及
[0265]剝離正方形的數(shù)目為51或更大的樣品被評定為較差。[0266]此外，用鈣腐蝕方法(JP2005-283561A中描述的方法)對制備的氣體阻擋膜的氣體阻擋特性(濕蒸汽傳輸速率[g/(m2 ?天)])進行測量。
[0267]具有的濕蒸汽傳輸速率小于1.0xlO-4[g/(m2 ?天)]的樣品被評定為優(yōu)良；
[0268]具有的濕蒸汽傳輸速率為1.0xl0_4[g/(m2.天)]或更大但是小于2.0xl0_4[g/(m2.天)]的樣品被評定為良好；
[0269]具有的濕蒸汽傳輸速率為2.0xl(T4[g/(m2.天)]或更大但是小于1.0xl(T2[g/(m2.天)]的樣品被評定為合格；且
[0270]具有的濕蒸汽傳輸速率為1.0xlO-3[g/(m2 ?天)]或更大的樣品被評定為較差。
[0271]所述結(jié)果在下方的表1中與用于形成保護性有機層16的涂料中的有機化合物的含量(主要單體[% ])以及硅烷偶聯(lián)劑(硅烷[% ])的含量一起示出。
[0272][表1]
[0273]
【權(quán)利要求】
1.一種功能膜制造方法，其特征在于，用于制造功能膜，所述功能膜具有支持物、以及交替地形成在所述支持物上的兩層以上的有機層以及一層以上的無機層，所述功能膜制造方法包括: 通過涂敷工藝形成所述有機層的步驟以及通過氣相沉積工藝形成包括硅化合物的所述無機層的步驟，并且在覆蓋所述無機層的所述有機層形成時，進一步包括在所述有機層形成之前使所述無機層的表面曝露于空氣的步驟， 其中覆蓋所述無機層的所述有機層是使用涂料形成的，所述涂料含有有機溶劑、用于形成所述有機層的有機化合物、以及就不含所述有機溶劑的所述涂料的濃度而言含量為0.1wt %至25wt %的硅烷偶聯(lián)劑、并且不含pH調(diào)節(jié)劑，將所述涂料涂敷到所述無機層的表面上，然后使所述涂料在高于由所述硅烷偶聯(lián)劑造成的副產(chǎn)物與所述有機溶劑的共沸點的溫度下受到熱處理以及干燥，或者在高于所述副產(chǎn)物以及所述有機溶劑的沸點中較高的一者的溫度下受到熱處理以及干燥，隨后對所述有機化合物進行固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能膜制造方法，其中所述熱處理是通過從所述有機層和所述無機層形成的一側(cè)以及所述有機層和所述無機層未形成的一側(cè)對所述支持物進行加熱來執(zhí)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功能膜制造方法，其中所述涂料的所述熱處理和所述干燥是同時執(zhí)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的功能膜制造方法，其中作為所述有機化合物，用于形成覆蓋所述無機層的所述有機層的所述涂料含有具有高于所述共沸點或所述副產(chǎn)物以及所述有機溶劑 的沸點中的較高的一者的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度的有機化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的功能膜制造方法，其中作為用于形成所述有機層的所述有機化合物，所述涂料含有就不含所述有機溶劑的所述涂料的濃度而言含量為50wt%或更高的三官能或更高的(甲基)丙烯酸酯單體以及三官能或更高的(甲基)丙烯酸酯低聚合物中的任一者或這兩者。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的功能膜制造方法，其中所述有機化合物是通過紫外光照射以及電子束照射中的任一者或這兩者而固化的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的功能膜制造方法，其中所述熱處理是由熱空氣加熱、用加熱輥進行加熱以及用傳熱板進行加熱中的一種以上來執(zhí)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的功能膜制造方法，其中所述支持物是條帶形式并且從纏繞成卷的支持物卷中將所述支持物釋放出來，將所述涂料涂敷于所述支持物、所述涂料的所述熱處理和所述干燥、以及所述有機化合物的固化是隨著釋放的所述支持物在其縱向方向上傳送而執(zhí)行的，由此形成了所述有機層，并且具有形成在其上的所述有機層的所述支持物再次纏繞成卷。
9.一種功能膜，其特征在于所述功能膜包括支持物、以及交替地形成在所述支持物上的兩層以上的有機層以及一層以上的無機層， 其中所述無機層是包括硅化合物的層并且覆蓋所述無機層的所述有機層含有含量為0.1wt %至25?1:%的硅烷偶聯(lián)劑并且不含pH調(diào)節(jié)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功能膜，其中所述有機層含有通過對含量為50wt%或更高的三官能或更高的(甲基)丙烯酸酯單體以及三官能或更高的(甲基)丙烯酸酯低聚合物中的任一者或這兩者進行聚合獲得的成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的功能膜，其中所述功能膜包含形成在所述支持物的表面上的所述有機層以及形成為最上方層的所述有機層。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的功能膜，其中所述功能膜包含各自由所述無機層以及覆蓋所述無機層的所述有機層組成的多個組合。
【文檔編號】B05D7/24GK103764301SQ201280038000
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月1日
【發(fā)明者】巖瀬英二郎, 塚原次郎 申請人:富士膠片株式會社