DE102004017241A9 - Composite material and method for its production - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Substratmaterial, insbesondere aus Kunststoff und eine Beschichtung auf wenigstens einer Seite des Substratmaterials sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Verbundmaterials. Die Beschichtung weist eine auf einer Oberfläche des Substratmaterials liegende organische Haftvermittlerschicht aus einem Siliziumoxid, eine darüber liegende überwiegend organische Kopplungsschicht aus einem Siliziumoxid und eine abschließende anorganische Barriereschicht aus Siliziumoxid auf.The invention relates to a substrate material, in particular made of plastic, and a coating on at least one side of the substrate material and a method for producing this composite material. The coating has an organic adhesion promoter layer made of a silicon oxide lying on a surface of the substrate material, a predominantly organic coupling layer made of a silicon oxide and a final inorganic barrier layer made of silicon oxide.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial mit einem Substratmaterial und einer auf wenigstens einer Seite des Substratmaterials aufgebrachten 3-lagigen Beschichtung, umfassend eine Haftvermittlerschicht, eine Kopplungsschicht und eine Barriereschicht sowie ein Verfahren zum Herstellen des Verbundmaterials, umfassend ein Substratmaterial und die 3-lagige Beschichtung, insbesondere zur Innenbeschichtung von Hohlkörpern.The invention relates to a composite material comprising a substrate material and a 3-layer coating applied to at least one side of the substrate material, comprising a primer layer, a coupling layer and a barrier layer and a method for producing the composite material comprising a substrate material and the 3-layer coating, in particular for internal coating of hollow bodies.

Hintergrund der Erfindung:Background of the invention:

Kunststoffe, insbesondere transparente Kunststoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung und verdrängen in vielen Bereichen Glas als bevorzugtem Werkstoff.Plastics, in particular transparent plastics, are becoming increasingly important and are replacing glass as the preferred material in many areas.

Ein Beispiel hierfür sind Kunststoffflaschen zur Aufbewahrung von Flüssigkeiten, insbesondere für Getränke, welche vor einigen Jahren noch fast ausschließlich aus Glas bestanden und heutzutage bereits zu einem Großteil aus PET-Kunststoff hergestellt werden.An example of this are plastic bottles for storing liquids, especially for drinks, which a few years ago consisted almost exclusively of glass and are nowadays already produced to a large extent from PET plastic.

Kunststoffflaschen weisen vielseitige Vorzüge, wie etwa niedriges Gewicht, niedriger Stückpreis und Stabilität gegenüber mechanischen Beanspruchungen aufgrund der gegenüber Glasbehältern hohen Elastizität.Plastic bottles have many advantages, such as low weight, low unit price and stability against mechanical stresses due to the high elasticity compared to glass containers.

Jedoch weisen die Kunststoffflaschen aber im allgemeinen eine vergleichsweise hohe Permeation für Gase auf. So entweicht mit der Zeit Kohlensäure aus kohlensäurehaltigen Getränken, die in solchen Behältern aufbewahrt werden, wodurch die Haltbarkeit der Getränke deutlich herabgesetzt ist. Zudem kann auch Sauerstoff durch den Kunststoff dringen und Oxidationsprozesse in den Getränken oder Flüssigkeiten in Gang setzen, was ebenfalls deren Haltbarkeit deutlich verkürzt.However, the plastic bottles generally have a relatively high permeation for gases. Carbonic acid escapes over time from carbonated drinks stored in such containers, significantly reducing the shelf life of the beverages. In addition, oxygen can penetrate through the plastic and initiate oxidation processes in the drinks or liquids, which also significantly shortens their shelf life.

Um die Vorzüge von Kunststoffbehältern mit denen von Glasbehältern mit ihrer äußerst guten Barrierewirkung zu vereinen, ist es bekannt, Kunststoffbehälter mit Barrierebeschichtungen, beziehungsweise Diffusionssperrschichten zu versehen, um deren Durchlässigkeit für Gase und Flüssigkeiten herabsetzen zu können, sowie diese gegen chemische Angriffe oder UV-Strahlung zu schützen. Die Barrierewirkung von solchen beschichteten Behältern ist um Größenordnungen verbessert.In order to combine the advantages of plastic containers with those of glass containers with their extremely good barrier effect, it is known to provide plastic containers with barrier coatings, or diffusion barrier layers in order to reduce their permeability to gases and liquids, and these against chemical attack or UV radiation to protect. The barrier effect of such coated containers is improved by orders of magnitude.

Hierbei ist beispielsweise das Abscheiden dünner SiOx-Beschichtungen oder -Beschichtungssysteme auf Polymersubstraten interessant, um deren Durchlässigkeit vor allem für Sauerstoff und Wasserdampf zu reduzieren und insbesondere dabei gleichzeitig die Transparenz des Materials zu erhalten.In this case, for example, the deposition of thin SiO x coatings or coating systems on polymer substrates is of interest in order to reduce their permeability, especially for oxygen and water vapor, and in particular to obtain the transparency of the material at the same time.

Zum Aufbringen dünner SiOx-Beschichtungen auf polymere Substrate hat sich das plasma-unterstützte CVD Verfahren als sehr geeignet erwiesen. Die Plasma unterstützte CVD Technologie, insbesondere die Plasmapolymerisation, ermöglicht das Aufbringen sehr dünner Silizium-Oxid enthaltender Schichten, die eine Dicke von ca. 40 bis 60 nm haben. Zur Erzeugung einer solchen Barriereschicht werden heutzutage hauptsächlich siliziumorganische Precurser wie HMDSO-Precurser (Hexamethyldisiloxane) oder HMDSN-Precurser (Hexamethyldisilazan) verwendet.For applying thin SiO x coatings on polymeric substrates, the plasma-assisted CVD method has proven to be very suitable. Plasma assisted CVD technology, particularly plasma polymerization, enables the deposition of very thin silicon oxide containing layers having a thickness of about 40 to 60 nm. To produce such a barrier layer, mainly silicon-organic precursors such as HMDSO precursors (hexamethyldisiloxanes) or HMDSN precursors (hexamethyldisilazane) are used today.

Geeignete Ausführungen werden u. a. in der US 6 001 429 A und der WO 01/44538 A1 beschrieben, bei denen aus der Ausgangsverbindung HMDSO unter Zufuhr von Sauerstoff als Prozessgas eine Barrierebeschichtung auf der Innenfläche eines Kunststoffbehälters erzeugt wird.Suitable designs are inter alia in the US 6,001,429 A and the WO 01/44538 A1 described in which a barrier coating on the inner surface of a plastic container is generated from the starting compound HMDSO while supplying oxygen as the process gas.

In der Schrift DE 101 39 305 A1 wird zur Verbesserung der Barrierewirkung eines Kunststoffsubstrates das Aufbringen einer Barrierebeschichtung, die im wesentlichen als Bestandteile Metalloxide, insbesondere Siliziumoxid, umfasst vorgeschlagen.In Scripture DE 101 39 305 A1 For example, in order to improve the barrier effect of a plastic substrate, it is proposed to apply a barrier coating which essentially comprises constituents metal oxides, in particular silicon oxide.

Jedoch haben anorganische Barriereeinzelschichten den Nachteil, dass sie im allgemeinen sehr spröde werden und dadurch unter Dehnungsbelastung anfällig gegen Rissbildung sind und die Barrierewirkung letztendlich nachhaltig beeinträchtigt ist. Dieser Aspekt spielt bei flexiblen Substraten, wie beispielsweise bei PET, eine entscheidende Rolle.However, inorganic barrier single layers have the disadvantage that they generally become very brittle and are thus susceptible to cracking under strain load and ultimately the barrier effect is permanently impaired. This aspect plays a crucial role in flexible substrates, such as PET.

Ferner haften anorganische Barriereschichten nicht optimal auf polymeren Substraten, da zum Beispiel zwischen einer Siliziumoxidschicht und der Oberfläche eines PET-Substrat nur geringe Bindungsenergien vorliegen.Furthermore, inorganic barrier layers do not adhere optimally to polymeric substrates because, for example, there are only low binding energies between a silicon oxide layer and the surface of a PET substrate.

Zur Erhöhung der Haftung von Barrierebeschichtungen ist es beispielsweise aus der WO 01/10725 A1 , der DE 198 49 205 A1 , EP 0 997 551 A2 , der WO 03/100 120 A2 , DE 102 58 681 A1 , DE 102 58 678 A1 und JP 2 526 766 B2 bekannt, so genannte Haftvermittlerschichten zwischen Substrat und Barriereschicht aufzubringen.To increase the adhesion of barrier coatings, it is for example from the WO 01/10725 A1 , of the DE 198 49 205 A1 . EP 0 997 551 A2 , of the WO 03/100 120 A2 . DE 102 58 681 A1 . DE 102 58 678 A1 and JP 2 526 766 B2 It is known to apply so-called adhesion promoter layers between the substrate and the barrier layer.

In der Patentschrift JP 2 526 766 B2 wird dazu beispielsweise die Verwendung einer zwischen dem Kunststoffsubstrat und der anorganischen Siliziumoxid-Barriereschicht liegenden organischen Haftvermittlerschicht, die im wesentlichen als Bestandteile Silizium, Sauerstoff und Kohlenstoff umfasst, vorgeschlagen. Der Synergieeffekt von Barriereschicht und Haftvermittlerschicht führt zu einer verbesserten Barrierewirkung. Die US 2003/0215652 A1 , DE 102 58 681 A1 und WO 03/100 120 A2 beschreiben geeignete plasma-unterstützte Verfahren zur Herstellung eines solchen Schichtsystems. Die DE 102 58 680 A1 beschreibt das Abscheiden der Barriereschicht mittels chemischer Gasphasenabscheidung.In the patent JP 2 526 766 B2 For example, the use of an organic adhesion promoter layer lying between the plastic substrate and the inorganic silicon oxide barrier layer and comprising essentially silicon, oxygen and carbon as constituents is proposed. The synergy effect of barrier layer and adhesive layer leads to a improved barrier effect. The US 2003/0215652 A1 . DE 102 58 681 A1 and WO 03/100 120 A2 describe suitable plasma-assisted methods for producing such a layer system. The DE 102 58 680 A1 describes the deposition of the barrier layer by means of chemical vapor deposition.

Um eine optimale Barriereschicht auf flexiblen Substraten, insbesondere Polymeren, herzustellen, reicht es jedoch nicht aus, lediglich die Bindungsfähigkeit der Barriereschicht an das Substrat bzw. über eine haftvermittelnde Schicht und/oder deren chemische Zusammensetzungen zu betrachten. Darüber hinaus müssen die Rauhigkeit der Barriereschicht und/oder der haftvermittelnden Schicht und die Dichte an inneren Grenzflächen in Hinblick auf Diffusionspfade innerhalb der aufgebrachten Schichten in Betracht gezogen werden.In order to produce an optimum barrier layer on flexible substrates, in particular polymers, however, it is not sufficient to consider only the binding ability of the barrier layer to the substrate or via an adhesion-promoting layer and / or their chemical compositions. In addition, the roughness of the barrier layer and / or the adhesion promoting layer and the density of internal interfaces with respect to diffusion paths within the applied layers must be considered.

Es existieren dazu Modellvorstellungen, dass solche Schichten, die sehr rauh aufgewachsen sind, eine hohe Dichte an inneren Grenzflächen aufweisen, daher kurze Diffusionswege entlang dieser Schichten ermöglichen, durch die eine schnelle Diffusion ablaufen kann und daher eine reduzierte Barrierewirkung aufweisen.There are model ideas that such layers, which are grown very rough, have a high density of internal interfaces, thus allowing short diffusion paths along these layers, through which a rapid diffusion can take place and therefore have a reduced barrier effect.

Vor diesem Hintergrund liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile des Standes des Technik zu vermeiden. Insbesondere ist es nun Aufgabe der Erfindung ein Verbundmaterial sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundmaterials anzugeben, das sich durch eine gute Haftung und optimierte Barrierewirkung auszeichnet.Against this background, therefore, the present invention has the object to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art. In particular, it is an object of the invention to provide a composite material and a method for producing such a composite material, which is characterized by a good adhesion and optimized barrier effect.

Gelöst wird diese Aufgabe auf überraschend einfache Weise bereits durch das Verbundmaterial gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 25. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved in a surprisingly simple way already by the composite material according to claim 1 and a method according to claim 25. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verbundmaterial umfasst dabei ein Substratmaterial und eine Beschichtung auf wenigstens einer Seite des Substratmaterials. Die Beschichtung weist eine auf einer Oberfläche des Substratmaterials liegende Haftvermittlerschicht, welche SiOx1Cy1 mit 1,0 ≤ x1 ≤ 2,8 und 0,1 ≤ y1 ≤ 2,8 umfasst, eine darüber liegende Kopplungsschicht, welche SiOx2Cy2 mit 1,0 ≤ x2 ≤ 2,8 und 0,1 ≤ y2 ≤ 2,8 umfasst und eine abschließende Barriereschicht welche SiOx3 mit 1,0 ≤ x3 ≤ 2,8 umfasst, auf. Für die Zusammensetzungen der Haftvermittlerschicht und der Kopplungsschicht gilt die Bedingung y2 > y1.The composite material according to the invention comprises a substrate material and a coating on at least one side of the substrate material. The coating has a lying on a surface of the substrate material adhesive layer which y1 with 1.0 ≤ x 1 ≤ 2.8 and 0.1 ≤ y ≤ comprises SiO x1 C 1 2.8, coupling an overlying layer which SiO x2 C y2 with 1.0 ≤ x 2 ≤ 2.8 and 0.1 ≤ y 2 ≤ 2.8, and a final barrier layer comprising SiO x3 with 1.0 ≤ x 3 ≤ 2.8. For the compositions of the adhesion promoter layer and the coupling layer, the condition y 2 > y 1 applies.

Die Kopplungsschicht ermöglicht insbesondere ein optimiertes Ankoppeln der Barriereschicht an die Haftvermittlerschicht und das Ausbilden einer glatten, flexiblen und äußerst dichten Oberfläche der Barriereschicht zum Erhalt einer optimierten Barrierewirkung. Die Barriereschicht bildet dabei eine Barriere gegen Stoffe aus der Atmosphäre und/oder Stoffe, die in direktem Kontakt mit dem Verbundmaterial stehen und/oder im Substratmaterial enthalten sind oder aus diesem abgespalten werden. Durch die reduzierte Permeabilität des Substrates gegenüber Gasen ist die Lagerbeständigkeit von Flüssigkeiten, insbesondere durch die überwiegend organische Kopplungsschicht deutlich verbessert, insbesondere für Substrate aus Kunststoff.In particular, the coupling layer allows optimized coupling of the barrier layer to the adhesion promoter layer and the formation of a smooth, flexible and extremely dense surface of the barrier layer to obtain an optimized barrier effect. The barrier layer forms a barrier against substances from the atmosphere and / or substances which are in direct contact with the composite material and / or are contained in the substrate material or are split off from it. Due to the reduced permeability of the substrate to gases, the storage stability of liquids, in particular by the predominantly organic coupling layer is significantly improved, especially for substrates made of plastic.

Derartige Kunststoffsubstrate umfassen dabei vorzugsweise eines oder mehrere der nachfolgenden Materialien:
polycyclische Kohlenwasserstoffe,
Polycarbonate,
Polyester,
Polyethylenterephthalate,
Polystyrol,
Polyethylen, insbesondere HDPE,
Polypropylen,
Polymethylmethacrylat,
Polyolefine und
PES.
Such plastic substrates preferably comprise one or more of the following materials:
polycyclic hydrocarbons,
polycarbonates,
Polyester,
Polyethylene terephthalate,
polystyrene,
Polyethylene, in particular HDPE,
polypropylene,
polymethyl methacrylate,
Polyolefins and
PES.

Das Verbundmaterial ist in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Hohlkörper, insbesondere ein Behältnis zur Aufbewahrung flüssiger Substanzen. Um eine optimierte Barrierewirkung gegenüber Gasen zu gewährleisten, ist der Hohlkörper von innen beschichtet.The composite material is in an advantageous embodiment, a hollow body, in particular a container for storing liquid substances. In order to ensure an optimized barrier effect against gases, the hollow body is coated from the inside.

Die organische Haftvermittler- und darüber liegende überwiegend organische Kopplungsschichten aus Siliziumoxid und Kohlenstoff und eine darüber liegende abschließende anorganische Barriereschicht aus Siliziumoxid bieten eine optimale Haftung auf Kunststoffsubstraten und sehr gute Barrierewirkungen.The organic adhesion promoter and overlying mostly organic coupling layers of silicon oxide and carbon and an overlying final inorganic barrier layer of silicon oxide offer optimum adhesion to plastic substrates and very good barrier effects.

Als besonders optimal haben sich Verbundmaterialien aus Kunststoff mit einer Haftvermittlerschicht aus SiOx1Cy1 mit 1,1 ≤ x1 ≤ 2,0; 0,5 ≤ y1 ≤ 2,0,
einer Kopplungsschicht aus SiOx2Cy2 mit 1,1 ≤ x2 ≤ 2,4; 1,1 ≤ y2 ≤ 2,8 und einer Barriereschicht aus SiOx3 mit 1,5 ≤ x3 ≤ 2,5, insbesondere 1,7 ≤ x3 ≤ 2,4 erwiesen.
Plastic composites having a bonding layer of SiO x1 C y1 with 1.1 ≦ x 1 ≦ 2.0; 0.5 ≤ y 1 ≤ 2.0,
a coupling layer of SiO x2 C y2 with 1.1 ≤ x 2 ≤ 2.4; 1.1 ≤ y 2 ≤ 2.8 and a barrier layer of SiO x3 with 1.5 ≤ x 3 ≤ 2.5, in particular 1.7 ≤ x 3 ≤ 2.4 proven.

Die Kopplungsschicht im Verbundsystem zeichnet sich zudem dadurch aus, dass eines oder mehrere der folgenden Merkmale erfüllt sind:

  • i) eine Kopplungsschicht mit y2 > y1;
  • ii) eine Kopplungsschicht mit x2 < 1,5;
  • iii) eine Kopplungsschicht mit x2 < x1;
  • iv) eine Kopplungsschicht x2 > x1.
The coupling layer in the composite system is also characterized in that one or more of the following features are fulfilled:
  • i) a coupling layer with y 2 > y 1 ;
  • ii) a coupling layer with x 2 <1.5;
  • iii) a coupling layer with x 2 <x 1 ;
  • iv) a coupling layer x 2 > x 1 .

Die Haftvermittlerschicht weist eine Dicke < 200 nm, insbesondere < 100 nm, besonders bevorzugt < 50 nm, die Kopplungsschicht eine Dicke < 20 nm, insbesondere < 10 nm, besonders bevorzugt wenigstens eine geschlossene monomolekulare Schicht und die Barriereschicht eine Dicke < 100 nm, insbesondere < 50 nm, besonders bevorzugt wenigstens eine geschlossene monomolekulare Schicht auf. Derartige Beschichtungen weisen neben guten Barriere- und Schutzeigenschaften auch eine hohe Flexibilität auf. Des weiteren können bei derartig dünnen Schichten insbesondere auch intrinsische Spannungen, die zu einem Abplatzen der Schichten führen können, vermieden werden.The adhesion promoter layer has a thickness <200 nm, in particular <100 nm, particularly preferably <50 nm, the coupling layer has a thickness <20 nm, in particular <10 nm, more preferably at least one closed monomolecular layer and the barrier layer has a thickness <100 nm, in particular <50 nm, more preferably at least one closed monomolecular layer. Such coatings also have high flexibility in addition to good barrier and protective properties. Furthermore, in such thin layers in particular, intrinsic stresses that can lead to flaking of the layers can be avoided.

Das Verbundsystem zeichnet sich durch die folgenden Merkmale aus:

  • i) durch die Kopplungsschicht wird die Barrierewirkung gegenüber einem Schichtsystem ohne Kopplungsschicht verbessert, wobei als Barriereverbesserungsfaktor für Sauerstoff wenigstens ein Faktor 3, vorzugsweise ein Faktor größer als 10 erreicht wird.
  • ii) durch die Kopplungsschicht wird die Dehnfähigkeit des Schichtsystems verbessert, insbesondere eine Rissbildung in der Barriereschicht unter elastischen Dehnungen und/oder plastischen Verformungen > 1%, vorzugsweise > 3% verhindert.
The composite system is characterized by the following features:
  • i) by the coupling layer, the barrier effect is improved over a layer system without coupling layer, wherein at least a factor of 3, preferably a factor greater than 10 is achieved as a barrier improvement factor for oxygen.
  • ii) by the coupling layer, the extensibility of the layer system is improved, in particular cracking in the barrier layer under elastic strains and / or plastic deformation> 1%, preferably> 3% prevented.

Das Verbundsystem weist dabei eines der folgenden Merkmale auf:

  • i) durch die Kopplungsschicht wird die Morphologie der Barriereschicht derart beeinflusst, dass diese glatt im Lagenwachstum aufwächst.
  • ii) durch die Kopplungsschicht wird die Morphologie der Barriereschicht derart beeinflusst, dass diese im Säulenwachstum aufwächst.
The composite system has one of the following features:
  • i) through the coupling layer, the morphology of the barrier layer is influenced so that it grows smoothly in the layer growth.
  • ii) by the coupling layer, the morphology of the barrier layer is influenced so that it grows in the column growth.

Für einen besonders bevorzugten Schichtverbund kann zwischen der Kopplungsschicht und dem Haftvermittler eine scharfe Grenzfläche in der Schichtzusammensetzung existieren, bei welcher der Übergangsbereich zwischen den Schichten kleiner als 5 nm ist, insbesondere kleiner als 2 nm ist.For a particularly preferred composite layer, a sharp interface may exist in the layer composition between the coupling layer and the adhesion promoter, in which the transition region between the layers is less than 5 nm, in particular less than 2 nm.

Im weiteren kann das Verbundmaterial außerdem zwischen der Kopplungsschicht und der Barriereschicht eine scharfe Grenzfläche in der Schichtzusammensetzung aufweisen, bei welcher der Übergangsbereich zwischen den Schichten kleiner als 5 nm ist, insbesondere kleiner als 2 nm ist.Furthermore, the composite material may additionally have a sharp interface in the layer composition between the coupling layer and the barrier layer, in which the transition region between the layers is smaller than 5 nm, in particular smaller than 2 nm.

Durch die Kopplungsschicht wird die Dichte an den Grenzflächen, insbesondere Grenzflächen parallel zum Substrat erhöht.The coupling layer increases the density at the interfaces, in particular interfaces parallel to the substrate.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann zur Erhöhung der Festigkeit des Schichtverbundes und zur optimalen Haftung der Schichten untereinander von der Haftvermittler- zur Kopplungsschicht und von der Kopplungsschicht zur Barriereschicht ein Übergangsbereich ausgebildet sein, in welchem der Kohlenstoffanteil graduell abnimmt.In another advantageous embodiment, in order to increase the strength of the layer composite and for optimal adhesion of the layers to one another, from the adhesion promoter layer to the coupling layer and from the coupling layer to the barrier layer, a transition region in which the carbon content gradually decreases can be formed.

Das erfindungsgemäße Verbundsubstrat ist mit einem Plasma unterstütztem CVD-Verfahren herstellbar. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Verbundsubstrates umfasst die nachfolgenden Schritte:

  • – zumindest ein Substrat wird in eine Vakuumkammer eingebracht,
  • – die Vakuumkammer und/oder das Substrat werden evakuiert,
  • – in die Vakuumkammer wird ein erstes Prozess-Gas, welches zumindest ein Metall und Kohlenstoff umfasst, und ein erstes Reaktionsgas eingeleitet und mittels Einleitung elektromagnetischer Energie ein Plasma erzeugt, wodurch auf dem Substrat eine organische Haftvermittlerschicht mit der Zusammensetzung SiOx1Cy1 mit 1,0 ≤ x1 ≤ 2,8 und 0,1 ≤ y1 ≤ 2,8 abgeschieden wird,
  • – in die Vakuumkammer wird ein zweites Prozess-Gas, welches zumindest ein Metall und Kohlenstoff umfasst, und ein zweites Reaktionsgas eingeleitet und mittels Einleitung elektromagnetischer Energie ein Plasma erzeugt, wodurch auf dem Substrat eine Kopplungsschicht mit der Zusammensetzung SiOx2Cy2 mit 1,0 ≤ x2 ≤ 2,8 und 0,1 ≤ y2 ≤ 2,8 und y2 > y1 abgeschieden wird,
  • – in die Vakuumkammer wird ein drittes Prozess-Gas, welches zumindest ein Metall umfasst, und ein drittes Reaktionsgas eingeleitet und mittels Einleitung elektromagnetischer Energie ein Plasma erzeugt, wodurch auf dem Substrat eine Barriereschicht aus einer Metallverbindung umfassend SiOx3 mit 1,0 ≤ x3 ≤ 2,8 abgeschieden wird,
  • – die Vakuumkammer wird belüftet und
  • – das Verbundmaterial wird entnommen.
The composite substrate according to the invention can be produced with a plasma-assisted CVD method. The method according to the invention for producing the composite substrate comprises the following steps:
  • At least one substrate is placed in a vacuum chamber,
  • The vacuum chamber and / or the substrate are evacuated,
  • A first process gas, which comprises at least one metal and carbon, and a first reaction gas are introduced into the vacuum chamber and a plasma is generated by introduction of electromagnetic energy, whereby an organic adhesion promoter layer with the composition SiO x1 C y1 with 1, 0 ≤ x1 ≤ 2.8 and 0.1 ≤ y1 ≤ 2.8,
  • - In the vacuum chamber, a second process gas, which comprises at least one metal and carbon, and a second reaction gas is introduced and generated by introduction of electromagnetic energy, a plasma, whereby on the substrate, a coupling layer having the composition SiO x2 C y2 with 1.0 ≤ x2 ≤ 2.8 and 0.1 ≤ y2 ≤ 2.8 and y2> y1 is deposited,
  • - In the vacuum chamber, a third process gas, which comprises at least one metal, and a third reaction gas is introduced and generated by introduction of electromagnetic energy, a plasma, whereby on the substrate, a barrier layer of a metal compound comprising SiO x3 with 1.0 ≤ x 3 ≤ 2.8 is deposited,
  • - The vacuum chamber is ventilated and
  • - The composite material is removed.

Die Einleitung elektromagnetischer Energie erfolgt bevorzugt durch Einkoppeln von Mikrowellenenergie, insbesondere durch Einkoppeln von gepulster Mikrowellenenergie. Die gepulste Prozessführung erlaubt eine schnelle und präzise Prozessführung, ermöglicht das Abscheiden sehr dünner, gleichmäßiger Schichten und das Einstellen exakter Mengenverhältnisse in den Schichten.The introduction of electromagnetic energy is preferably carried out by coupling microwave energy, in particular by coupling pulsed microwave energy. The pulsed process control allows fast and precise process control, allows the deposition of very thin, even layers and the setting of exact proportions in the layers.

In bevorzugten Ausführungsformen werden durch die Mikrowellenpulse Moden, insbesondere TE oder TEM-Moden im Plasma angeregt, wobei Substrate beliebiger Geometrien gleichmäßig beschichtet werden können. Typische Pulsdauern liegen zwischen 0,4 und 5 ms, die Pulspausen im Bereich von 10 bis 300 ms.In preferred embodiments modes are excited by the microwave pulses, in particular TE or TEM modes in the plasma, wherein substrates of any geometry can be uniformly coated. Typical pulse durations are between 0.4 and 5 ms, the pulse pauses in the range of 10 to 300 ms.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Beschichtung mit Hilfe von Pulsen liegt in der geringen Wärmebelastung des Kunststoffsubstrats. Des weiteren kann innerhalb der Pulspausen ein vollständiger Gasaustausch durchgeführt werden, so dass zu Beginn des nächsten Mikrowellenpulses stets eine ideale Gaszusammensetzung vorliegt.The advantages of the coating according to the invention with the aid of pulses lies in the low heat load of the plastic substrate. Furthermore, a complete gas exchange can be carried out within the pauses between pulses so that an ideal gas composition is always present at the beginning of the next microwave pulse.

Ein weiterer Vorteil der Plasmaanregung mit Hilfe von Mikrowellen, d. h. einer Frequenz von 900–3000 MHz, gegenüber einer Anregung mit Hochfrequenz (HF), ist insbesondere, die bei Anregung mit Mikrowellen dünnere Randschicht. In einer dünnen Randschicht können die Ionen des Plasmas nur wenig Energie aufnehmen, so dass diese nur mit geringer kinetischer Energie auf das zu beschichtende Substrat treffen und dort nur geringe Zerstörungen, beispielsweise aufgrund von Hitzeeintrag oder Aufladung, auslösen können. Aufgrund dieser Vorteile kann das Plasma bei Mikrowellen mit wesentlich höheren Leistungen und höheren Drücken betrieben werden, wodurch sich beispielsweise Vorteile in der Abscheiderate ergeben. A further advantage of plasma excitation with the aid of microwaves, ie a frequency of 900-3000 MHz, compared to a high frequency (RF) excitation, is in particular the thinner boundary layer when excited with microwaves. In a thin surface layer, the ions of the plasma can absorb only little energy, so that they only hit the substrate to be coated with low kinetic energy and can cause only minor damage, for example due to heat input or charging. Because of these advantages, the plasma can be operated in microwaves at much higher powers and higher pressures, resulting, for example, in advantages in the deposition rate.

Durch geeignete Wahl von Pulsdauer und Pulspause kann die Erwärmung der Proben während der Beschichtung gezielt beeinflusst werden. Es können bei 1000 W Mikrowellenleistung, bei Pulsdauern von 0,5 ms und Pulspausen von 200 ms Heizraten von kleiner als 0,3°C/s erzielt werden. Gerade für die Beschichtung von Kunststoffen ist dieses von Vorteil, weil viele Kunststoffe, wie zum Beispiel PET, schon bei Temperaturen oberhalb von 80°C sich verformen und kristallisieren, wodurch Rißbildung in der Schicht entstehen kann oder die Schicht vom Kunststoffsubstrat abplatzen kann.By suitable choice of pulse duration and pulse pause, the heating of the samples during the coating can be specifically influenced. With 1000 W microwave power, with pulse durations of 0.5 ms and pulse pauses of 200 ms, heating rates of less than 0.3 ° C / s can be achieved. Especially for the coating of plastics, this is advantageous because many plastics, such as PET, deform and crystallize even at temperatures above 80 ° C, which can cause cracking in the layer or the layer can chip off from the plastic substrate.

Zur Erzeugung der organischen Haftvermittlerschicht auf dem Substrat wird vorzugsweise ein erstes Prozess-Gas aus einer siliziumorganischen Verbindung, insbesondere HMDSN oder HMDSO und Sauerstoff eingeleitet.To produce the organic adhesion promoter layer on the substrate, a first process gas is preferably introduced from an organosilicon compound, in particular HMDSN or HMDSO, and oxygen.

Zur Erzeugung der überwiegend organischen Kopplungsschicht auf der Haftvermittlerschicht wird vorzugsweise ein zweites Prozess-Gas aus einer siliziumorganischen Verbindung, insbesondere HMDSN oder HMDSO und Sauerstoff eingeleitet. Zur Erzeugung der anorganischen Barriereschicht auf der Haftvermittlerschicht wird vorzugsweise ein drittes Prozess-Gas aus einer Silizium umfassende Verbindung, insbesondere HMDSO oder HMDSN und Sauerstoff eingeleitet.To produce the predominantly organic coupling layer on the adhesion promoter layer, a second process gas is preferably introduced from an organosilicon compound, in particular HMDSN or HMDSO, and oxygen. To produce the inorganic barrier layer on the adhesion promoter layer, a third process gas is preferably introduced from a compound comprising silicon, in particular HMDSO or HMDSN and oxygen.

Das umfasst vorzugsweise die Einstellung der Parameter der eingekoppelten elektromagnetischen Energie und/oder Strömungsparameter. Bei einem ungepulstem Plasma werden die Mengenverhältnisse insbesondere durch die Einstellung der mittleren Leistung eingestellt. Die Mengenverhältnisse bei gepulstem Plasma werden insbesondere durch Einstellung von Pulsleistung, Pulsdauer und Pulspause eingestellt.This preferably comprises the adjustment of the parameters of the coupled-in electromagnetic energy and / or flow parameters. In the case of an unpulsed plasma, the proportions are set in particular by the setting of the average power. The proportions in pulsed plasma are adjusted in particular by adjusting the pulse power, pulse duration and pulse pause.

Ein flexible, genaue und effektive Prozessführung und Einstellung von Prozessparametern zur Herstellung des Verbundsubstrates ist beispielsweise mit Verfahren auf Rundläuferanlagen gemäß den Patentanmeldungen WO 03/100 120 A2 , WO 03/100 121 A2 , WO 03/100 122 A2 und WO 03/100 129 A1 möglich, deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich mit aufgenommen wird.A flexible, accurate and effective process control and adjustment of process parameters for the production of the composite substrate is, for example, with methods on rotary machines according to the patent applications WO 03/100 120 A2 . WO 03/100 121 A2 . WO 03/100 122 A2 and WO 03/100 129 A1 possible, the disclosure content of which is included in full.

Alternativ zur Beschichtung von Hohlkörpern ist gemäß der Erfindung auch die Beschichtung von flächenförmigen Substraten, beispielsweise von Folien möglich.As an alternative to the coating of hollow bodies, it is also possible according to the invention to coat sheet-like substrates, for example films.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment:

Ausführungsbeispiel 1:Embodiment 1

a) 3 Schichten: Haftvermittlerschicht, Kopplungsschicht, Barriereschichta) 3 layers:  Adhesive layer, coupling layer, barrier layer

Eine Flasche aus Polyethylenterephtalat (PET) mit einem Füllvolumen von 0,4 l wird in eine Vakuumkammer eingebracht und außenseitig auf einen Druck von 50 mbar evakuiert und innenseitig zunächst auf einen Basisdruck niedriger als 0,1 mbar abgepumpt.A bottle of polyethylene terephthalate (PET) with a filling volume of 0.4 l is placed in a vacuum chamber and evacuated on the outside to a pressure of 50 mbar and the inside initially pumped to a base pressure lower than 0.1 mbar.

Anschließend wird in den Innenraum der Flasche bei einem Druck von 0,5 mbar ein Gemisch aus Sauerstoff und HMDSO mit einer HMDSO-Konzentration von 30% geleitet. Dann wird gepulste Mikrowellenenergie mit einer Pulsleistung von 0,95 kW, einer Pulsdauer von 0,3 ms, einer Pulspause von 20 ms und einer Frequenz von 2,45 GHz eingekoppelt und ein Plasma im Behälter gezündet.Subsequently, a mixture of oxygen and HMDSO with an HMDSO concentration of 30% is passed into the interior of the bottle at a pressure of 0.5 mbar. Then pulsed microwave energy is coupled with a pulse power of 0.95 kW, a pulse duration of 0.3 ms, a pulse pause of 20 ms and a frequency of 2.45 GHz and ignited a plasma in the container.

Während einer Zeit von 0,9 Sekunden wird der Behälter innenseitig mit einer Haftvermittlerschicht mit einer Dicke von 20 nm und einer Zusammensetzung von SiO1.4C1.2 beschichtet.During a time of 0.9 seconds, the container is coated on the inside with a primer layer having a thickness of 20 nm and a composition of SiO 1.4 C 1.2 .

Anschließend wird in den Innenraum der Flasche bei einem Druck von 0,40 mbar ein Gemisch aus Sauerstoff und HMDSO mit einer HMDSO-Konzentration von 20% geleitet. Dann wird gepulste Mikrowellenenergie mit einer Pulsleistung von 0,95 kW, einer Pulsdauer von 0,5 ms, Pulspause von 40 ms und einer Frequenz von 2,45 GHz eingekoppelt und ein Plasma im Behälter gezündet.Subsequently, a mixture of oxygen and HMDSO with an HMDSO concentration of 20% is passed into the interior of the bottle at a pressure of 0.40 mbar. Then pulsed microwave energy is coupled with a pulse power of 0.95 kW, a pulse duration of 0.5 ms, pulse pause of 40 ms and a frequency of 2.45 GHz and ignited a plasma in the container.

Während einer Zeit von 2,7 Sekunden wird der Behälter innenseitig mit einer Kopplungsschicht mit einer Dicke von 20 nm und einer Zusammensetzung von SiO1.3C0.8 beschichtet.During a period of 2.7 seconds, the container is coated on the inside with a coupling layer with a thickness of 20 nm and a composition of SiO 1.3 C 0.8 .

Anschließend wird in den Innenraum der Flasche bei einem Druck von 0,45 mbar ein Gemisch aus Sauerstoff und HMDSN mit einer HMDSN-Konzentration von 1,4% geleitet. Der Prozessgaswechsel erfolgt in einer Gaswechselpause, es wird weiterhin gepulste Mikrowellenenergie mit einer Pulsleistung von 0,9 kW, einer Pulsdauer von 0,2 ms, einer Pulspause von 50 ms und einer Frequenz von 2,45 GHz eingekoppelt und ein Plasma im Behälter gezündet.Subsequently, a mixture of oxygen and HMDSN with an HMDSN concentration of 1.4% is passed into the interior of the bottle at a pressure of 0.45 mbar. The process gas exchange takes place in a gas exchange break, it continues to be pulsed microwave energy with a pulse power of 0.9 kW, a pulse duration of 0.2 ms, a pulse pause of 50 ms and a frequency of 2.45 GHz coupled and ignited a plasma in the container.

Während einer Zeit von 3,5 Sekunden wird der Behälter innenseitig mit einer Barriereschicht mit einer Dicke von 15 nm und einer Zusammensetzung von SiO2.1 beschichtet.During a period of 3.5 seconds, the container is coated on the inside with a barrier layer having a thickness of 15 nm and a composition of SiO 2 .1.

Unmittelbar darauf wird die Flasche begast und ausgebaut.Immediately afterwards, the bottle is fumigated and removed.

b) Nur 2 Schichten: Haftvermittlerschicht, Barriereschichtb) Only 2 layers: Adhesive layer, barrier layer

Eine Flasche aus Polyethylenterephtalat (PET) mit einem Füllvolumen von 0,4 l wird in eine Vakuumkammer eingebracht und außenseitig auf einen Druck von 50 mbar evakuiert und innenseitig zunächst auf einen Basisdruck niedriger als 0,1 mbar abgepumpt.A bottle of polyethylene terephthalate (PET) with a filling volume of 0.4 l is placed in a vacuum chamber and evacuated on the outside to a pressure of 50 mbar and the inside initially pumped to a base pressure lower than 0.1 mbar.

Anschließend wird in den Innenraum der Flasche bei einem Druck von 0,5 mbar ein Gemisch aus Sauerstoff und HMDSO mit einer HMDSO-Konzentration von 30% geleitet. Dann wird gepulste Mikrowellenenergie mit einer Pulsleistung von 0,95 kW, einer Pulsdauer von 0,3 ms, Pulspause von 20 ms und einer Frequenz von 2,45 GHz eingekoppelt und ein Plasma im Behälter gezündet.Subsequently, a mixture of oxygen and HMDSO with an HMDSO concentration of 30% is passed into the interior of the bottle at a pressure of 0.5 mbar. Then pulsed microwave energy is coupled with a pulse power of 0.95 kW, a pulse duration of 0.3 ms, pulse pause of 20 ms and a frequency of 2.45 GHz and ignited a plasma in the container.

Während einer Zeit von 0,9 Sekunden wird der Behälter innenseitig mit einer Haftvermittlerschicht mit einer Dicke von 20 nm und einer Zusammensetzung von SiO1.4C1.2 beschichtet.During a time of 0.9 seconds, the container is coated on the inside with a primer layer having a thickness of 20 nm and a composition of SiO 1.4 C 1.2 .

Anschließend wird in den Innenraum der Flasche bei einem Druck von 0,45 mbar ein Gemisch aus Sauerstoff und HMDSN mit einer HMDSN-Konzentration von 1,4% geleitet. Der Prozessgaswechsel erfolgt in einer Gaswechselpause, es wird weiterhin gepulste Mikrowellenenergie mit einer Pulsleistung von 0,9 kW, einer Pulsdauer von 0,2 ms, einer Pulspause von 50 ms und einer Frequenz von 2,45 GHz eingekoppelt und ein Plasma im Behälter gezündet. Während einer Zeit von 3,5 Sekunden wird der Behälter innenseitig mit einer Barriereschicht mit einer Dicke von 15 nm und einer Zusammensetzung von SiO2.1 beschichtet.Subsequently, a mixture of oxygen and HMDSN with an HMDSN concentration of 1.4% is passed into the interior of the bottle at a pressure of 0.45 mbar. The process gas exchange takes place in a gas exchange break, it is further coupled pulsed microwave energy with a pulse power of 0.9 kW, a pulse duration of 0.2 ms, a pulse pause of 50 ms and a frequency of 2.45 GHz and ignited a plasma in the container. During a period of 3.5 seconds, the container is coated on the inside with a barrier layer having a thickness of 15 nm and a composition of SiO 2 .1.

Unmittelbar darauf wird die Flasche begast und ausgebaut.Immediately afterwards, the bottle is fumigated and removed.

Messergebnisse zu Beispiel a und Beispiel b:Measurement results for example a and example b:

In einen Belastungstest (Creep-Test) werden die Flaschen der Beispiele a) und b) unter gleichen Bedingungen bei einem Innendruck von 5 mbar und einer Temperatur von 38°C gedehnt und plastisch verformt mit einer maximalen Gesamtdehnung von 5%. Die remanente Dehnung (plastisch) ist dabei größer als 2%.In a stress test (creep test), the bottles of Examples a) and b) are stretched under the same conditions at an internal pressure of 5 mbar and a temperature of 38 ° C and plastically deformed with a maximum total strain of 5%. The remanent elongation (plastic) is greater than 2%.

Messungen der Sauerstoffdurchlässigkeit nach DIN 53380-3 mit einem elektrochemischen Sensor ergeben nach Belastungstest für die mit Beispiel a) beschichtete Flasche mit einer zusätzlichen Kopplungsschicht einen Wert von 0,017 cm3/(Probe × Tag × bar), für die mit Beispiel b) beschichtete Flasche ohne Kopplungsschicht einen Wert von 0,052 cm3/(Probe × Tag × bar) und für eine unbeschichtete Flasche einen Wert von 0,196 cm3/(Probe × Tag × bar), so dass nach Belastungstest für Beispiel a) mit Kopplungsschicht der Barriereverbesserungsfaktor für Sauerstoff (O2-BIF) 11,2 und für Beispiel b) ohne Kopplungsschicht 3,7 beträgt.Measurements of oxygen permeability after DIN 53380-3 with an electrochemical sensor after stress test for the coated with Example a) bottle with an additional coupling layer a value of 0.017 cm 3 / (sample × day × bar), for the coated with Example b) bottle without coupling layer has a value of 0.052 cm 3 / (Sample × day × bar) and for an uncoated bottle a value of 0.196 cm 3 / (sample × day × bar), so that after load test for example a) with coupling layer of the barrier improvement factor for oxygen (O2-BIF) 11.2 and for Example b) without coupling layer is 3.7.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6001429 A [0009] US6001429A [0009]
  • WO 01/44538 A1 [0009] WO 01/44538 A1 [0009]
  • DE 10139305 A1 [0010] DE 10139305 A1 [0010]
  • WO 01/10725 A1 [0013] WO 01/10725 A1 [0013]
  • DE 19849205 A1 [0013] DE 19849205 A1 [0013]
  • EP 0997551 A2 [0013] EP 0997551 A2 [0013]
  • WO 03/100120 A2 [0013, 0014, 0042] WO 03/100120 A2 [0013, 0014, 0042]
  • DE 10258681 A1 [0013, 0014] DE 10258681 A1 [0013, 0014]
  • DE 10258678 A1 [0013] DE 10258678 A1 [0013]
  • JP 2526766 B2 [0013, 0014] JP 2526766 B2 [0013, 0014]
  • US 2003/0215652 A1 [0014] US 2003/0215652 A1 [0014]
  • DE 10258680 A1 [0014] DE 10258680 A1 [0014]
  • WO 03/100121 A2 [0042] WO 03/100121 A2 [0042]
  • WO 03/100122 A2 [0042] WO 03/100122 A2 [0042]
  • WO 03/100129 A1 [0042] WO 03/100129 A1 [0042]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN 53380-3 [0059] DIN 53380-3 [0059]

Claims (37)

Verbundmaterial mit einem Substratmaterial und einer Beschichtung auf wenigstens einer Seite des Substratmaterials, wobei die Beschichtung eine auf einer Oberfläche des Substratmaterials liegende Haftvermittlerschicht, welche SiOx1Cy1 mit 1,0 ≤ x1 ≤ 2,8 und 0,1 ≤ y1 ≤ 2,8 umfasst; eine darüber liegende Kopplungsschicht, welche SiOx2Cy2 mit 1,0 ≤ x2 ≤ 2,8 und 0,1 ≤ y2 ≤ 2,8 umfasst; und eine abschließende Barriereschicht welche SiOx3 mit 1,0 ≤ x3 ≤ 2,8 umfasst; aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zusammensetzungen der Haftvermittlerschicht und Kopplungsschicht die Bedingung y2 > y1 gilt.A composite material comprising a substrate material and a coating on at least one side of the substrate material, wherein the coating has a primer layer on a surface of the substrate material which is SiO x1 C y1 of 1.0 ≤ x 1 ≤ 2.8 and 0.1 ≤ y 1 ≤ 2.8 includes; coupling an overlying layer comprising SiO x2 y2 C with 1.0 ≤ x 2 ≤ 2.8 and 0.1 ≤ y ≤ 2 2.8; and a final barrier layer comprising SiO x3 with 1.0 ≦ x 3 ≦ 2.8; characterized in that the condition y 2 > y 1 applies to the compositions of the adhesion promoter layer and coupling layer. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein Kunststoffsubstrat ist.Composite material according to claim 1, characterized in that the substrate is a plastic substrate. Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffsubstrat eines oder mehrere der nachfolgenden Materialien polycyclische Kohlenwasserstoffe, Polycarbonate, Polyester, Polyethylenterephthalate, Polystyrol, Polyethylen, insbesondere HDPE, Polypropylen, Polymethylmethacrylat, PES Polyolefine umfasst.Composite material according to claim 2, characterized that the plastic substrate one or more of the following materials polycyclic hydrocarbons, polycarbonates, Polyester, Polyethylene terephthalate, polystyrene, Polyethylene, in particular HDPE, polypropylene, polymethyl methacrylate, PES polyolefins includes. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Haftvermittlerschicht gilt: 1,1 ≤ x1 ≤ 2,0 und 0,5 ≤ y1 ≤ 2,0.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that for the adhesion promoter layer: 1.1 ≤ x 1 ≤ 2.0 and 0.5 ≤ y 1 ≤ 2.0. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht eine Dicke < 200 nm, insbesondere < 100 nm, besonders bevorzugt < 50 nm aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesion promoter layer has a thickness <200 nm, in particular <100 nm, particularly preferably <50 nm. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kopplungsschicht gilt: x2 < x1.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the following applies to the coupling layer: x 2 <x 1 . Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kopplungsschicht gilt: x2 > x1.Composite material according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the following applies to the coupling layer: x 2 > x 1 . Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kopplungsschicht gilt: 1,1 ≤ x2 ≤ 2,4 und 1,1 ≤ y2 ≤ 2,8.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that for the coupling layer: 1.1 ≤ x 2 ≤ 2.4 and 1.1 ≤ y 2 ≤ 2.8. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kopplungsschicht gilt: x2 < 1,5.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the following applies to the coupling layer: x 2 <1.5. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsschicht eine Dicke < 20 nm, insbesondere < 10 nm aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling layer has a thickness of <20 nm, in particular <10 nm. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsschicht wenigstens eine geschlossene monomolekulare Schicht aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling layer has at least one closed monomolecular layer. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kopplungsschicht und dem Haftvermittler eine scharfe Grenzfläche in der Schichtzusammensetzung existiert, bei welcher der Übergangsbereich zwischen den Schichten kleiner als 5 nm ist, insbesondere kleiner als 2 nm ist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that between the coupling layer and the adhesion promoter there is a sharp interface in the layer composition in which the transitional area between the layers is less than 5 nm, in particular less than 2 nm. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht als Material SiOx3 mit 1,5 ≤ x3 ≤ 2,5, insbesondere mit 1,7 ≤ x3 ≤ 2,4 umfasst.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier layer comprises as material SiO x3 with 1.5 ≤ x 3 ≤ 2.5, in particular with 1.7 ≤ x 3 ≤ 2.4. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht eine Dicke < 100 nm, insbesondere < 50 nm aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier layer has a thickness of <100 nm, in particular <50 nm. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht wenigstens eine geschlossene monomolekulare Schicht aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier layer has at least one closed monomolecular layer. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht im Lagenwachstum aufgewachsen ist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier layer is grown in the layer growth. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht im Säulenwachstum aufgewachsen ist.Composite material according to one of the preceding claims 1 to 16, characterized in that the barrier layer is grown in the column growth. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kopplungsschicht und der Barriereschicht eine scharfe Grenzfläche in der Schichtzusammensetzung existiert, bei welcher der Übergangsbereich zwischen den Schichten kleiner als 5 nm ist, insbesondere kleiner als 2 nm ist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that between the coupling layer and the barrier layer there is a sharp interface in the layer composition in which the transition region between the layers is less than 5 nm, in particular less than 2 nm. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass von der Kopplungsschicht zur Barriereschicht ein Übergangsbereich ausgebildet ist, in welchem der Anteil an Kohlenstoff graduell abnimmt.Composite material according to one of the preceding claims 1 to 17, characterized in that from the coupling layer to the barrier layer, a transition region is formed, in which the proportion of carbon gradually decreases. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Barriereverbesserungsfaktor für Sauerstoff von mindestens 3, vorzugsweise einen Faktor größer als 10 aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that it has a barrier oxygen improving factor of at least 3, preferably a factor greater than 10. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht unter elastischen Dehnungen und/oder plastischen Verformungen größer 1%, vorzugsweise größer 3% keine Rissbildung aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier layer under elastic strains and / or plastic deformations greater than 1%, preferably greater than 3% has no cracking. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsschicht die Barriereschicht an die Haftvermittlerschicht ankoppelt und die Barriereschicht eine glatte, flexible und äußerst dichte Oberfläche aufweist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling layer couples the barrier layer to the adhesion promoter layer and the barrier layer has a smooth, flexible and extremely dense surface. Verbundmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substratmaterial ein Hohlkörper ist.Composite material according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate material is a hollow body. Verbundmaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper von innen beschichtet ist.Composite material according to claim 23, characterized in that the hollow body is coated from the inside. Verfahren zum Herstellen eines Verbundmaterials gemäß der Ansprüche 1 bis 24 mit nachfolgenden Schritten: – zumindest ein Substrat wird in eine Vakuumkammer eingebracht, – die Vakuumkammer und/oder das Substrat werden evakuiert, – in die Vakuumkammer wird ein erstes Prozess-Gas, welches zumindest ein Metall und Kohlenstoff umfasst, und ein erstes Reaktionsgas eingeleitet und mittels Einleitung elektromagnetischer Energie ein Plasma erzeugt, wodurch auf dem Substrat eine organische Haftvermittlerschicht mit der Zusammensetzung SiOx1Cy1 mit 1,0 ≤ x1 ≤ 2,8 und 0,1 ≤ y1 ≤ 2,8 abgeschieden wird, – in die Vakuumkammer wird ein zweites Prozess-Gas, welches zumindest ein Metall und Kohlenstoff umfasst, und ein zweites Reaktionsgas eingeleitet und mittels Einleitung elektromagnetischer Energie ein Plasma erzeugt, wodurch auf dem Substrat eine Kopplungsschicht mit der Zusammensetzung SiOx2Cy2 mit 1,0 ≤ x2 ≤ 2,8 und 0,1 ≤ y2 ≤ 2,8 und y2 > y1 abgeschieden wird, – in die Vakuumkammer wird ein drittes Prozess-Gas, welches zumindest ein Metall umfasst, und ein drittes Reaktionsgas eingeleitet und mittels Einleitung elektromagnetischer Energie ein Plasma erzeugt, wodurch auf dem Substrat eine Barriereschicht aus einer Metallverbindung umfassend SiOx3 mit 1,0 ≤ x3 ≤ 2,8 abgeschieden wird, – die Vakuumkammer wird belüftet und – das Verbundmaterial wird entnommen.Method for producing a composite material according to claims 1 to 24, comprising the following steps: - at least one substrate is introduced into a vacuum chamber, - the vacuum chamber and / or the substrate are evacuated, - a first process gas, which is at least one, enters the vacuum chamber Metal and carbon and introduced a first reaction gas and generated by introduction of electromagnetic energy, a plasma, whereby on the substrate an organic primer layer having the composition SiO x1 C y1 with 1.0 ≤ x1 ≤ 2.8 and 0.1 ≤ y1 ≤ A second process gas, comprising at least one metal and carbon, and a second reaction gas are introduced into the vacuum chamber and a plasma is generated by introduction of electromagnetic energy, whereby a coupling layer having the composition SiO x 2 C is deposited y2 with 1.0 ≤ x2 ≤ 2.8 and 0.1 ≤ y2 ≤ 2.8 and y2> y1, in the vacuum chamber, a third process gas comprises at least one metal, and a third reaction gas is introduced and a plasma is generated by means of introduction of electromagnetic energy, whereby on the substrate, a barrier layer of a metal compound comprising SiO x3 with 1.0 ≤ x 3 ≤ 2,8 is deposited, - the vacuum chamber is vented and - the composite material is removed. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung elektromagnetischer Energie das Einkoppeln von Mikrowellenenergie umfasst.A method according to claim 25, characterized in that the introduction of electromagnetic energy comprises the coupling of microwave energy. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung elektromagnetischer Energie das Einkoppeln von gepulster Mikrowellenenergie umfasst.A method according to claim 26, characterized in that the introduction of electromagnetic energy comprises the coupling of pulsed microwave energy. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenpulse im Frequenzbereich von 900 bis 3000 MHz liegen.A method according to claim 27, characterized in that the microwave pulses in the frequency range of 900 to 3000 MHz. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Mikrowellenpulse Moden, insbesondere TE oder TEM-Moden im Plasma angeregt werden.A method according to claim 27 or 28, characterized in that are excited by the microwave pulses modes, in particular TE or TEM modes in the plasma. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Prozessgas eine siliziumorganische Verbindung eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims 25 to 29, characterized in that as the first process gas, an organosilicon compound is introduced. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Prozessgas Hexamethyldisiloxan oder Hexamethyldisilazan und vorzugsweise zusätzlich Sauerstoff eingeleitet wird.A method according to claim 30, characterized in that is introduced as the first process gas hexamethyldisiloxane or hexamethyldisilazane and preferably additionally oxygen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Prozessgas eine siliziumorganische Verbindung eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims 25 to 31, characterized in that as the second process gas, an organosilicon compound is introduced. Verfahren nach Anspruch 32 dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Prozessgas Hexamethyldisiloxan oder Hexamethyldisilazan und vorzugsweise zusätzlich Sauerstoff eingeleitet wird.A method according to claim 32, characterized in that is introduced as the second process gas hexamethyldisiloxane or hexamethyldisilazane and preferably additionally oxygen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass als drittes Prozessgas eine siliziumorganische Verbindung eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims 25 to 33, characterized in that as the third process gas, an organosilicon compound is introduced. Verfahren nach Anspruch 34 dadurch gekennzeichnet, dass als drittes Prozessgas Hexamethyldisiloxan oder Hexamethyldisilazan und vorzugsweise zusätzlich Sauerstoff eingeleitet wird.A method according to claim 34, characterized in that is introduced as the third process gas hexamethyldisiloxane or hexamethyldisilazane and preferably additionally oxygen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktionsgas O2, N2 oder N2 + NH3 eingeleitet wird. Method according to one of the preceding claims 25 to 35, characterized in that as reaction gas O 2 , N 2 or N 2 + NH 3 is introduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes, zweites und drittes Reaktionsgas O2 eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims 25 to 36, characterized in that O 2 is introduced as the first, second and third reaction gas.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010048960A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-19 Khs Corpoplast Gmbh Method and device for plasma treatment of workpieces
DE102010055155A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Khs Corpoplast Gmbh Method for plasma treatment of workpieces and workpiece with gas barrier layer
DE102011005234A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Substrate with gas barrier layer system, comprises substrate, plasma polymer layer as first barrier layer, plasma polymer intermediate layer, and plasma polymer layer arranged on intermediate layer on the side facing away from substrate
JP5935263B2 (en) * 2011-08-19 2016-06-15 コニカミノルタ株式会社 Gas barrier film, method for producing gas barrier film, and organic electronic device having gas barrier film
KR20130098606A (en) * 2012-02-28 2013-09-05 씨제이제일제당 (주) Food container having improved oxygen barrier properties and the manufacturing method thereof
JPWO2018101026A1 (en) * 2016-11-30 2019-10-17 コニカミノルタ株式会社 Gas barrier film

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2526766B2 (en) 1992-06-15 1996-08-21 東洋製罐株式会社 Gas barrier laminated plastics material
US6001429A (en) 1997-08-07 1999-12-14 Becton Dickinson And Company Apparatus and method for plasma processing
DE19849205A1 (en) 1998-10-26 2000-04-27 Leybold Systems Gmbh Transparent barrier layer system
WO2001010725A1 (en) 1999-08-06 2001-02-15 Plastipak Packaging, Inc. Plastic container having a carbon-treated internal surface
WO2001044538A1 (en) 1999-12-15 2001-06-21 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Device for producing a gas mixture
DE10139305A1 (en) 2001-08-07 2003-03-06 Schott Glas Composite material made of a substrate material and a barrier layer material
US20030215652A1 (en) 2001-06-04 2003-11-20 O'connor Paul J. Transmission barrier layer for polymers and containers
WO2003100120A2 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Schott Ag Device and method for treating workpieces
WO2003100129A1 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Schott Ag Rotary machine for cvd coatings
WO2003100121A2 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Schott Ag Multistation coating device and method for plasma coating
WO2003100122A2 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Schott Ag Method and device for plasma treating workpieces
DE10258680A1 (en) 2002-08-07 2004-02-19 Schott Glas Process for applying alternating layers e.g. barrier layers onto a plastic bottle by chemical gas phase deposition comprises depositing an organic adhesion promoting layer on a substrate and applying an inorganic barrier layer
DE10258681A1 (en) 2002-08-07 2004-02-26 Schott Glas Process for applying alternating layers e.g. barrier layers onto a plastic bottle by chemical gas phase deposition comprises depositing an organic adhesion promoting layer on a substrate and applying an inorganic barrier layer
DE10258678A1 (en) 2002-12-13 2004-07-08 Schott Glas Process for applying alternating layers e.g. barrier layers onto a plastic bottle by chemical gas phase deposition comprises depositing an organic adhesion promoting layer on a substrate and applying an inorganic barrier layer

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2526766B2 (en) 1992-06-15 1996-08-21 東洋製罐株式会社 Gas barrier laminated plastics material
US6001429A (en) 1997-08-07 1999-12-14 Becton Dickinson And Company Apparatus and method for plasma processing
DE19849205A1 (en) 1998-10-26 2000-04-27 Leybold Systems Gmbh Transparent barrier layer system
EP0997551A2 (en) 1998-10-26 2000-05-03 Leybold Systems GmbH Transparent barrier film system
WO2001010725A1 (en) 1999-08-06 2001-02-15 Plastipak Packaging, Inc. Plastic container having a carbon-treated internal surface
WO2001044538A1 (en) 1999-12-15 2001-06-21 Tetra Laval Holdings & Finance S.A. Device for producing a gas mixture
US20030215652A1 (en) 2001-06-04 2003-11-20 O'connor Paul J. Transmission barrier layer for polymers and containers
DE10139305A1 (en) 2001-08-07 2003-03-06 Schott Glas Composite material made of a substrate material and a barrier layer material
WO2003100120A2 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Schott Ag Device and method for treating workpieces
WO2003100129A1 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Schott Ag Rotary machine for cvd coatings
WO2003100121A2 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Schott Ag Multistation coating device and method for plasma coating
WO2003100122A2 (en) 2002-05-24 2003-12-04 Schott Ag Method and device for plasma treating workpieces
DE10258680A1 (en) 2002-08-07 2004-02-19 Schott Glas Process for applying alternating layers e.g. barrier layers onto a plastic bottle by chemical gas phase deposition comprises depositing an organic adhesion promoting layer on a substrate and applying an inorganic barrier layer
DE10258681A1 (en) 2002-08-07 2004-02-26 Schott Glas Process for applying alternating layers e.g. barrier layers onto a plastic bottle by chemical gas phase deposition comprises depositing an organic adhesion promoting layer on a substrate and applying an inorganic barrier layer
DE10258678A1 (en) 2002-12-13 2004-07-08 Schott Glas Process for applying alternating layers e.g. barrier layers onto a plastic bottle by chemical gas phase deposition comprises depositing an organic adhesion promoting layer on a substrate and applying an inorganic barrier layer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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DE102004017241B4 (en) 2012-09-27
JP4403093B2 (en) 2010-01-20
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