DE4328767A1

DE4328767A1 - Verbundfolien

Info

Publication number: DE4328767A1
Application number: DE4328767A
Authority: DE
Inventors: Helmar Dipl Chem Utz
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: EP0640474A1; DE4328767C2; ATE202519T1; JPH07195649A; EP0640474B1; DE59409792D1; US5895723A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von transparenten nichtmetallischen Funktionszwi schenschichten mit ausgewählten Ausgangsverbindungen zwischen zwei Substraten an sich bekannter Art im Vakuum sowie die mit diesem Verfahren hergestellten Folienverbunde.

Folienverbunde, die aus zwei Substraten und Verbin dungsschichten mit bestimmten Funktionen bestehen, sind bekannt. Es gibt hier Folienverbunde, die eine Funktionszwischenschicht aufweisen, welche licht durchlässig ist und die gleichzeitig als Barriere (die Gasdurchlässigkeit vermindernde Sperrschicht) wirkt. Weitere Funktionszwischenschichten sind be kannt, die lichtdurchlässig aber gleichzeitig elek trisch leitende Schichten aufweisen.

Funktionszwischenschichten sind ebenfalls hergestellt worden, die aus im sichtbaren Bereich transparente aber infrarote Strahlung reflektierende Schichten darstellen.

Zum Herstellen von derartigen Folienverbunden werden derzeit unterschiedlichste Verfahren eingesetzt.

Neben der Coextrusion, der (Co-)Extrusionsbeschich tung und Extrusionslaminierung ist die Kaschierung von Folien, bei welcher zwei Folienbahnen mit Hilfe eines Klebstoffes verbunden werden, das am häufigsten angewandte Verfahren.

Folien mit vakuumtechnisch aufgebrachten Funktions schichten (z. B. Aluminium oder SiO_x als Sperrschicht gegenüber Gasen oder Aromastoffen) werden fast aus schließlich durch Kaschierung zu Verbunden verarbei tet. Durch das Aufbringen einer zweiten Folie wird eine gute Siegelfähigkeit des Verbundes erzielt und gleichzeitig die sehr empfindlichen aufgedampften Schichten vor mechanischer Beanspruchung oder auch dem Einfluß der Umgebung geschützt, da die Dünn schicht zwischen den beiden dickeren Folien eingebet tet ist.

Mit sogenannten "bedampften" Folien muß sowohl bei der Herstellung als auch bei der Weiterverarbeitung äußerst vorsichtig umgegangen werden, da bereits ge ringe mechanische Beanspruchungen zu einer deutlichen Verschlechterung der Barriereeigenschaften führen.

Aus Umweltgründen versucht man heute, Produkte mög lichst so zu gestalten, daß sie nach ihrem Gebrauch recyclet werden können. Dies gilt insbesondere für Verpackungsmaterialien. Verbunde stellen unter diesem Gesichtspunkt wegen der Materialvielfalt ein großes Problem dar. Man versucht daher, möglichst einheitli che und daher besser gemeinsam recyclebare Aus gangsstoffe zu verwenden. So gibt es z. B. bereits reine Polyolefinverbunde mit einer SiO_x-Sperrschicht. Um einen derartigen Verbund herzustellen, ist es der zeit allerdings notwendig, Kaschierkleber zu verwen den, die nach dem Aushärten ein nicht schmelzbares Netzwerk ausbilden, welches sich beim Recycling stö rend auswirkt.

Zur Erzielung einer besseren Umweltverträglichkeit wird auch versucht, biologisch abbaubare bzw. kompo stierbare Verpackungen zu entwickeln. Hauptnachteile der heute zur Verfügung stehenden biologisch abbauba ren Kunststoffe sind deren schlechte Sperreigenschaf ten, insbesondere gegenüber Wasserdampf. Man versucht daher durch den Einsatz der vakuumtechnischen Be schichtung die Sperreigenschaften zu verbessern. Wie "bedampfte" konventionelle Folien sind auch "bedampf te" biologisch abbaubare Folien äußerst empfindlich gegenüber mechanischen Beanspruchungen bei der Her stellung und der Weiterverarbeitung, welche zu Bar riereverschlechterung führen. Die aufgedampften Schichten müssen daher zu ihrem Schutz eingebettet (zweite Folie, Lackierung . . . ) werden. Zur Erzielung einer guten Siegelfähigkeit ist es notwendig, eine Siegelschicht auf die bedampfte biologisch abbaubare Folie auf zutragen. Wie bei konventionellen Verbunden kann dies durch Kaschierung erfolgen. Hierfür einzu setzende Kaschierkleber sind allerdings nicht biolo gisch abbaubar bzw. kompostierbar wie die bedampften Folien und die Siegelschicht. Sie können daher bei der Kompostierung stören.

Zur Energieeinsparung werden häufig beschichtete Ar chitekturgläser eingesetzt. Durch Auftragen von dün nen Schichten im Vakuum können Gläser mit hoher Wär medämmwirkung und/oder Sonnenschutzwirkung erzielt werden. Für denselben Zweck beschichtet man auch Fo lien, die auf Fensterscheiben aufgebracht werden kön ne. Derartige Folien sind einseitig beschichtet, d. h. die Funktionsschicht liegt vor der Kaschierung z. B. auf Glas frei, sie können daher leicht mechanisch oder bei entsprechender Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen (z. B. Silberschicht gegenüber Cl- und 5-Verbindungen) beschädigt werden.

Für elektrooptische Bauelemente, wie z. B. Flüssigkri stallanzeigen, werden elektrisch leitfähige, für sichtbares Licht transparente Beschichtungen z. B. auf Glas oder Kunststoffen eingesetzt. Auch hier liegt die aufgebrachte Schicht offen und kann bei der Wei terverarbeitung leicht beschädigt werden.

Aus der GB 2 064 427 A ist ein Folienverbund bekannt, der zwar ohne Kaschierkleber hergestellt wird, die daraus resultierende Funktionszwischenschicht wird aber mittels eines oxidierbaren Metalls aufgedampft, welches durch seine Getterwirkung gegenüber Sauer stoff eine Oxidation der Metalloberflächen vor der Verbindungsbildung verhindert, was aber bewirkt, daß Folienverbunde entstehen, die keine transparenten Barriereschichten aufweisen.

Alle Folienverbunde mit transparenten Funktionszwi schenschichten haben somit den Nachteil, daß sie un ter Verwendung eines Kaschierklebers hergestellt wer den und somit schlecht oder sogar gar nicht recyclet werden können, wobei als zusätzlicher Nachteil noch verminderte Barriereeigenschaften in Kauf genommen werden müssen.

Die Folienverbunde, die nach der GB 2 064 427 herge stellt werden, weisen zwar eine Funktionszwischen schicht auf, die ohne Kaschierkleber eingebracht ist, diese Funktionszwischenschicht hat aber den entschei denden Nachteil, daß sie metallisch und nicht trans parent ist und somit nicht für die vorstehend be schriebenen Anwendungen eingesetzt werden kann.

Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Verbundfolien hergestellt werden können, die ohne Kaschierkleber aufgebaut sind, wobei gleichzei tig gefordert ist, daß keine Einschränkungen hinsich tlich der Funktion der Schicht entstehen.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 16 zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf. Die Aufga benlösung hinsichtlich der Folienverbunde wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 17 gelöst.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es erstmalig mög lich, Klebstoff-freie und daher voll recyclebare Fo lienverbunde, mit gegenüber den Ausgangsmaterialien wesentlich verbesserten Sperreigenschaften herzustel len. Die transparente nichtmetallische Sperrschicht wirkt dabei gleichzeitig als Verbindungsschicht. Da mit ist das Problem gelöst, daß das Recycling von Polymerverbunden durch den in den Polymerverbunden enthaltenen Kaschierkleber nur sehr schwer oder gar nicht möglich ist.

Wenn nun biologisch abbaubare Substrate ausgewählt werden, kann ein vollständig biologisch abbaubarer Polymerverbund hergestellt werden. Eine Kompostierung ist damit problemlos möglich.

Erfindungsgemäß wird die transparente Funktionszwi schenschicht dadurch hergestellt, daß bereits bei der Herstellung des Verbundes die Funktionszwischen schicht in einem einstufigen Prozeß, durch ein geeig netes Verfahren, zwischen zwei Substrate, d. h. Folien eingebracht wird. Überraschenderweise hat sich ge zeigt, daß es mit nichtmetallischen Funktionszwi schenschichten möglich ist, Verbunde herzustellen, die eine Zwischenschicht aufweisen, die gleichzeitig als Verbindungsschicht und Sperrschicht wirkt. Ent gegen der GB 2 064 427 entstehen dabei auch transpa rente Schichten, wenn die Schichtdicke im Bereich von 10 bis 1000 nm variiert.

Nach der GB 2 064 427 ist es dabei wichtig, daß für eine gute Verbindungsbildung vorhandener Sauerstoff durch das aufzudampfende Metall gegettert wird und somit nicht zur Oxidation der Verbindungsschicht führt. Es war demnach zu erwarten, daß oxidische Ver bindungen für eine derartige Funktionszwischenschicht mit gleichzeitiger Verbindungswirkung nicht geeignet sind.

Im Gegensatz dazu hat sich gezeigt, daß der vorhande ne Sauerstoff bei den erfindungsgemäßen Verbunden nicht stört. Beim Aufdampfen z. B. von Oxiden hat das Vorhandensein von Sauerstoff sogar noch den Vorteil, daß dabei auftretender Sauerstoffverlust, welcher zur Suboxidbildung führt, sogar ausgeglichen wird. Über raschenderweise hat sich gezeigt, daß mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren transparente Barriereschichten entstehen, die gleichzeitig als Verbindungsschicht wirken.

Als nichtmetallische Ausgangsverbindungen sind dabei grundsätzlich alle aus dem Stand der Technik bekannte Ausgangsverbindungen zum Herstellen von dünnen Schichten, Überzügen und zur Herstellung von opti schen Materialien geeignet.

Eine zusammenfassende Darstellung über geeignete Ma terialien ist u. a. zu entnehmen bei Haefer, R.A. Oberflächen- und Dünnschicht-Technologie, Teil I "Be schichtung von Oberflächen", Berlin, Springer-Verlag 1987.

Besonders bevorzugt sind alle oxidischen Verbindun gen, Metallhalogenide, Sulfide, Telluride, oder Sele nide der 2. bis 4. HGr, der Übergangselemente oder der Lanthanide. Andere geeignete Ausgangsverbindungen sind Gläser sowie organische Monomere für die Plasma polymerisation.

Besonders geeignet sind bei den oxidischen Verbindun gen Aluminiumoxid, Ceroxid, Hafniumoxid, Magnesium oxid, Siliciumdioxid, Siliciummonoxid, Tantaloxid, Titandioxid, Titan(3)oxid, Titanmonoxid, Yttriumoxid, Zirkonoxid, Zirkonmonoxid u. dergleichen oder Mischungen davon.

Besonders bevorzugt bei den Fluoriden sind: Bleifluorid, Calciumfluorid, Cerfluorid, Kryolith, Lanthanfluorid, Magnesiumfluorid, Neodymfluorid, Tho riumfluorid.

Besonders bevorzugt bei den Sulfiden sind: Cadmiumsulfid und Zinksulfid, bei den Telluriden Bleitellurid, Cadmiumtellurid und Zinktellurid, bei den Seleniden Cadmiumselenid und Zinkselenid.

Bei den organischen Monomeren für die Plasmapolymeri sation sind 3 Gruppen geeignet:

Gruppe I

Acrylsäure, Acrylnitril, Ferrocen, Methylmethacrylat, Styrol, Vinylferrocen.

Gruppe II

Acetylen, Annilin, Ethylen, Benzol, Butadien, Cyclo hexen, Diethylvinylsilan, Divinylbenzol, Hexamethyl disiloxan, Hexamethyldisilazan, Methylethylen, N-Vi nylpyrrolidon, Propylen, Propylenoxid, Pyridin, 1,3,5-Trichlorbenzol, Tetramethylsilan, Toluol, Tri ethylsilan, Vinylacetat, Xylol.

Gruppe III

Chlorodifluoromethan, Chlorotrifluoroethylen, Hexa fluoropropan, Hexafluoropropylen, Hydroperfluoropro pan, Perfluorobuten-2, Tetrafluoroethylen, Trifluoro ethylen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit Polymerverbunde mit einer, zwei, drei oder mehr Funk tionszwischenschichten hergestellt werden. Die Anzahl der Funktionszwischenschichten richtet sich je nach Anforderungen, die an den Polymerverbund gestellt werden. Je nachdem können demnach eine oder zwei bzw. drei Funktionszwischenschichten, wobei die Ausgangs materialien entsprechend ausgewählt werden, aufge bracht werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform schlägt nun noch vor, daß zusätzlich zu den nichtmetallischen Funktionszwi schenschichten eine genügend dünne und daher trans parente metallische Schicht aufgebracht wird. Diese metallische Schicht dient dann z. B. bei Silber zur Erzeugung einer Wärmedämmung ohne Sonnenschutz wirkung. Als Metalle eignen sich dabei alle aus dem Stand der Technik bekannten Metalle zur Erzeugung von dünnen Schichten, wie z. B. Aluminium, Antimon, Blei, Cadmium, Eisen, Gallium, Germanium usw.

Erfindungsgemäß werden nun die nichtmetallischen, bzw. in der bevorzugten Ausführungsform mit den Me tallschichten auch die metallischen Werkstoffe, durch ein geeignetes Verdampfungsverfahren bei der Bildung des Folienverbundes auf die Folien aufgebracht.

Die Funktionszwischenschichten können dabei zwischen die Substrate mit allen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aufgebracht werden. Grundsätzlich eignen sich dafür ein thermisches Verdampfen, Katho denzerstäubung sowie CVD. Bei Verwendung von organi schen Substanzen ist es möglich, durch die Anwendung von einem Plasma plasmapolymerisierte Schichten auf den Substraten auszubilden. Derartige Prozesse können dabei auch ohne zusätzliche Verdampfer durchgeführt werden. Auch die zusätzliche Anregung durch ein Plas ma, z. B. durch Mikrowelleneinkopplung zur Erzeugung der anorganischen Klebeschicht ist bevorzugt.

Die Polymerverbunde können dabei aus zwei identischen Substraten oder aber aus mindestens einer Funktions zwischenschicht und zwei verschiedenen Substraten aufgebaut sein. Als Substrate kommen hierbei alle aus dem Stand der Technik bekannten Folien in Frage, wie z. B. Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polycarbonat, regenerierte Zellulose, Zelluloseace tat, Polyhydroxybuttersäure und deren Copolymere, stärkebasierte Kunststoffe oder Kunststoffe mit Stär kezusatz, aliphatische Polycarbonate und Polyester wie Polycaprolacton, Polymilchsäure, Polymilchsäure copolymere, Polyethylensuccinat und Polybutylensucci nat, Polypeptide, Polysaccharide, Papier, Karton oder andere biologisch abbaubare Materialien sowie deren Kombinationen als Verbund oder Mischung bzw. in be schichteter Form.

Da die erfindungsgemäße Funktionszwischenschicht be reits bei der Bildung immer zwischen zwei Folien ein gebettet wird, ist sie sowohl bei der Herstellung als auch bei weiteren Verarbeitungsschritten gegen mecha nische Einflüsse und andere Umgebungseinflüsse sehr gut geschützt und daher weniger empfindlich.

Folien mit Wärmedämm- und/oder Sonnenschutzwirkung bzw. Folien, die elektrisch leitfähig und für Licht transparent sind, können bereits bei der Herstellung kaschiert werden. Die funktionelle Schicht ist durch die Einbettung zwischen zwei Kunststoffolien sehr gut geschützt. Derartige Folien weisen wesentliche Vor teile sowohl bei der Weiterverarbeitung (z. B. geringe Gefahr mechanischer oder auch chemischer Beschädi gung) als auch bei der Anwendung (z. B. direkte Ver wendung ohne weiteren Träger) auf.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vor liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen den Beschreibung der Fig. 1 bis 5 sowie der Aus führungsbeispiele 1 bis 5.

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer bei spielhaften Hochvakuum-Bandbedampfungsanlage mit ei nem Verdampfer.

Fig. 2 zeigt den beispielhaften Aufbau einer Hoch vakuum-Bandbedampfungsanlage mit mehreren Ver dampfern.

Fig. 3 zeigt den beispielhaften Aufbau einer Bandbe dampfungsanlage zur Erzeugung von z. B. Wärmedämm bzw. Sonnenschutzverbundfolien.

Fig. 4 zeigt die Ausführungsform mit einer Bedamp fungswalze.

Fig. 5 zeigt verschiedene erfindungsgemäße Verbund folien.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht die Hoch vakuum-Bandbedampfungsanlage aus einer Wickelkammer 10 und einer Bedampfungskammer 11. In der Bedamp fungskammer 11 werden zwei bahnförmige Substrate 6, 7 aus der Wickelkammer 10 über zwei Bedampfungswalzen 3, 4 in der Bedampfungskammer 11 zusammengeführt. Aus einem Verdampfer 9 wird das Verdampfungsgut (z. B. oxidische Verbindung) in den Spalt zwischen die bei den Walzen 3 und 4 verdampft. Das auf den Substraten 6, 7 kondensierende Verdampfungsgut verbindet die Substrate 6, 7 und bildet gleichzeitig eine Sperr schicht. Der sich bildende Polymerverbund 8 wird auf einer Walze 5 aufgewickelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei, wie in Fig. 1 abgebildet, mit einer Zwei-Kammer-Anlage mit den Substraten 6, 7 innerhalb der Kammer 10, 11, oder aber in einer Ein-Kammer-Anlage oder auch in sog. "Air-to-air-Anlagen" bei welchem die Substrate durch Schleusen in die eigentliche Bedampfungskammer ein geführt werden, durchgeführt werden.

Als Verdampfungsquellen können neben üblichen thermi schen Verdampfern, wie z. B. Schiffchen oder größere Tiegel, die direkt widerstandsbeheizt, induktiv oder indirekt durch Strahlung beheizt werden, aber auch Elektronenstrahlverdampfer oder Magnetrons eingesetzt werden. Zusätzlich kann zur Aktivierung ein Plasma in der Bedampfungszone eingekoppelt werden.

Die eingesetzten Substrate können zudem vor der Be dampfung z. B. durch ein Plasma oder Glimmentladung in der Anlage vorbehandelt werden.

Fig. 2 zeigt nun eine Ausführungsform entsprechend Fig. 1, nur mit mehreren Verdampfungsquellen. Mit dieser Verfahrensweise kann durch die zusätzlichen Verdampfer 12 und 13 bereits vor der eigentlichen Verbindungsbildung andere Substanzen auf die Substra te aufgedampft werden. Grundsätzlich können, wie in Fig. 2 abgebildet, drei Verdampfer oder aber auch nur zwei Verdampfer verwendet werden. Die Mittel schicht, die mit dem Verdampfer 9 aufgebracht wird, kann z. B. aus einem Metall bestehen, welches eine Verbindungsbildung fördert und so dünn ist, daß es noch transparent ist.

Durch die Verdampfer 12 und 13 können nun entweder oxidische Verbindungen, Metallhalogenide oder auch Gläser aufgebracht werden. Dadurch werden nun vor der eigentlichen Verbindungsbildung andere Substanzen auf die Substrate aufgebracht. Auch können metallorgani sche Substanzen zugeführt werden, welche in einem Plasma (nicht abgebildet) vor dem Bedampfungsspalt reagieren und eine Verbindungsschicht ergeben (CVD- Prozeß). Bei Verwendung von organischen Substanzen, wie z. B. Styrol, Hexamethyldisiloxan, Acetylen, Ethylen usw. können mit vorhandenem Plasma auch plas mapolymerisierte Schichten gebildet werden. Derartige Prozesse können auch ohne zusätzliche Verdampfer 12, 13 durchgeführt werden.

Fig. 3 zeigt nun eine Ausführungsform, bei der die Verdampfer 12 und 13 durch Sputterguellen 14, 15, die in einen Sputterkammer 16, 17 angeordnet sind, er setzt sind. Auch bei dieser Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens werden nun die einzelnen Sub strate 6, 7, bevor sie der Verbindungsbildung unter zogen werden, mit separaten Funktionszwischenschich ten beschichtet. Auch dieses Verfahren ist selbstver ständlich mit einem Plasma kombinierbar.

Fig. 4 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Verfahrens bei dem die Funktionszwi schenschicht zuerst auf ein über eine Bedampfungswal ze 3 geführtes Substrat 6 aufgebracht wird (Anspruch 5).

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß zur Verbin dungsbildung zwischen zwei Substraten durch Aufdamp fen nicht zwingend beide Substrate im Spalt zwischen den beiden Bedampfungswalzen 3, 4 (bei der Zusammen führung) bedampft werden müssen. Vielmehr kann es ausreichend sein, daß nur ein Substrat bedampft wird. Eine einzige Bedampfungswalze 3 ist dabei aus reichend. Das zweite Substrat 7 wird nach Bedampfung des ersten Substrats 6 zugeführt und z. B. durch eine Anpresswalze 18 auf der Bedampfungswalze 3 auf die bedampfte Seite des Substrates aufgedrückt.

Um eine Verbindung der beiden Substrate 6, 7 zu er halten, muß die aufgedampfte Schicht reaktiv gegen über der zugeführten Substratoberfläche sein und ein hoher Druck ausgeübt werden, um einen engen Kontakt der Oberflächen zu bewirken. Wird z. B. Siliciummon oxid aufgedampft, so nimmt die aufgedampfte SiO_x- Schicht noch Sauerstoff auf. Wird eine glatte Sub stratoberfläche mit entsprechenden reaktiven Gruppen (z. B. coronavorbehandeltes Polypropylen) mit der noch reaktiven SiO_x-Schicht in engen Kontakt gebracht, so kommt es zu Verbindungsbildung.

Als Aufdampfmaterialien können alle Materialien ver wendet werden, die reaktive Oberflächen ergeben, d. h. nach dem Bedampfungsvorgang z. B. noch Sauerstoff auf nehmen (z. B. Siliciummonoxid, Titanmonoxid).

Bei den zugeführten Substraten können alle Substrate verwendet werden, deren Oberflächen mit der reaktiven Oberfläche der aufgedampften Schicht eine Verbindung bilden können (z. B. Sauerstoffliefern). Die Sub stratoberfläche sollte möglichst glatt sein, um einen engen Kontakt zu ermöglichen. Das Substrat kann hier zu coextrudiert oder auch lackiert bzw. beschichtet sein. Eine Aktivierung der Substratoberfläche kann z. B. auch durch eine Vorbehandlung (Corona, Beflam mung, Plasma, Glimmentladung oder Behandlung mit z. B. Ozongas), in oder außerhalb der Bedampfungsanlage erfolgen.

Fig. 5 zeigt mit den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Verbundfolien.

Fig. 5a zeigt einen Sperrschichtverbund ohne Kaschierkleber unter Verwendung von orientiertem Polypropylen mit einer Schichtdicke von 20 µm, einer SiO_x-Sperrschicht und siegelfähigem Polypropylen mit einer Schichtdicke von 50 µm.

Fig. 5b zeigt einen biologisch abbaubaren Sperr schichtverbund ohne Kaschierkleber, mit PHB-V als Substrat (16 µm) einer SiO_x-Sperr- bzw. Verbindungs schicht und thermoplastischer Stärke in einer Schichtdicke von 50 µm als zweites Substrat.

Fig. 5c zeigt eine Wärmedämmschicht geschützt zwi schen zwei Polyesterfolien, die gleichzeitig als Trä ger dienen. Dieser Verbund ist so aufgebaut, daß die mittlere Funktionsschicht eine Silberschicht ist, die von Indiumoxid-/Zinnoxid-Funktionsschichten umgeben ist. Als Substrat fungiert in diesem Fall eine PET- Schutz- bzw. Trägerfolie.

Fig. 5d zeigt eine optisch transparente, elektrisch leitfähige Oxidschicht, die durch zwei Polyesterfo lien geschützt ist. Als Funktionsschicht wirkt hier eine Indium-/Zinnoxidschicht, die durch PET-Schutz bzw. Trägerfolien geschützt ist.

Beispiel 1

Gemäß Fig. 1 werden eine 20 µm dicke biaxial-orien tierte Polypropylenfolie und eine 70 µm dicke cast- Polypropylenfolie (siegelfähig) mit 100 nm SiO be dampft. Hierdurch erhält man einen recyclefähigen Polypropylenverbund, wie in Fig. 5a dargestellt, bei welchem die Sperrschicht bereits bei der Erzeugung eingebettet vorliegt und daher vor Beschädigung ge schützt ist. Der Verbund kann z. B. als Verpackungs material eingesetzt werden.

Beispiel 2

Gemäß Fig. 1 werden eine 16 µm dicke biaxial-orien tierte Folie aus Polyhydroxybuttersäure-Hydroxyvale riansäure-Copolymer und eine 50 µm dicke Folie aus thermoplastischer Stärke mit 100 nm SiO bedampft. Der hierdurch erzeugte Verbund (Fig. 5b) ist biologisch abbaubar bzw. kompostierbar und kann z. B. für kurzle bige Verpackungen eingesetzt werden. Die Sperrschicht wird bereits bei der Erzeugung geschützt und ist da her weniger empfindlich.

Beispiel 3

Gemäß Fig. 3 werden zwei Polyesterfolien in den Sputterkammern 14 und 17 jeweils mit einer Mischung aus Indium- und Zinnoxid beschichtet. In der Bedamp fungskammer 11 werden die beschichteten Folien zusam mengeführt, wobei in den Spalt zwischen den beiden Bedampfungswalzen 3, 4 Silber verdampft wird. Das so erzeugte "Sandwich" kann z. B. als Wärmedämmfolie freitragend oder auf Glas aufgebracht werden. Durch die Einbettung der eigentlichen funktionellen Schicht zwischen zwei Polyesterfolien ist diese vorteilhaft geschützt (Fig. 5c).

Beispiel 4

Gemäß Fig. 1, wobei der Verdampfer durch eine Katho denzerstäubungseinrichtung ersetzt ist, wird in einen Spalt zwischen zwei Polyesterfolien Indiumoxid mit Beimengungen von Zinnoxid aufgesputtert. Es entsteht hierdurch eine elektrisch leitfähige, für sichtbares Licht transparente Schicht, die geschützt zwischen zwei Polyesterfolien eingebettet, vorliegt (Fig. 5d). Das so erzeugte Material kann z. B. für elektrooptische Bauelemente eingesetzt werden.

Beispiel 5

Eine 20 µm dicke OPP-Folie wird analog Fig. 4 auf einer leicht modifizierten konventionellen Bandbe dampfungsanlage mit 100 nm SiO_x bedampft. Dabei wird auf der Bedampfungswalze (nach der Bedampfung) eine 70 µm dicke siegelfähige coextrudierte cast-PP-Folie zugeführt und mit einer Anpresswalze stark auf die bedampfte Seite des Substrates angedrückt. Die coex trudierte cast-PP-Folie besteht aus einer zusatz stofffreien Schicht und einer konventionellen Schicht mit Antiblockmittel. Die zusatzstofffreie Schicht wurde coronavorbehandelt. Diese Seite der Folie kommt auf die Siliciumoxidschicht. Die dabei in der Bedamp fungsanlage gebildete doppellagige Folie wird gemein sam auf eine Rolle aufgewickelt. Zur Verbindungsbil dung wird diese Rolle sofort nach der Fertigstellung in einer Druckkammer unter hohem Druck eingelagert. Nach dem Abreagieren der aufgedampften Siliciumoxid schicht entsteht ein fester, recyclefähiger Verbund mit einer SiO_x-Sperrschicht als Verbindungsschicht.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Folienverbunden, bei dem bei der Herstellung des Verbundes zwischen zwei Substraten (Folien) im Vakuum, Funktionszwischen schichten durch Verdampfen aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine nichtmetallische transparente Funk tionszwischenschicht aufgebracht wird, die als Sperrschicht und/oder Verbindungsschicht wirkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Funktionszwischenschicht durch Verdamp fen einer Ausgangsverbindung entsteht, die ausgewählt ist aus den Gruppen

a) der oxidischen Verbindungen, der Metallhalogenide, der Sulfide, der Telluride oder der Selenide, der 2. bis 4. HGr, der Übergangselemente oder der Lanthani de, oder
b) der Gläser oder
c) von organischen Monomeren für die Plasmapolymerisation oder Mischungen davon mit einer Schichtdicke von 10 bis 1000 nm.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausgangsverbindungen der Gruppe a) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe Aluminium oxid, Ceroxid, Hafniumoxid, Magnesiumoxid, Silicium dioxid, Siliciummonoxid, Tantaloxid, Titandioxid, Titan(3)oxid, Titanmonoxid, Yttriumoxid, Zirkonoxid, Zirkonmonoxid, Bleifluorid, Calciumfluorid, Cerfluo rid, Kryolith, Lanthanfluorid, Magnesiumfluorid, Neo dymfluorid, Thoriumfluorid, Cadmiumsulfid, Zinksul fid, Bleitellurid, Cadmiumtellurid, Zinktellurid, Cadmiumselenid, Zinkselenid und dgl. oder Mischungen davon.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Funktionszwischenschicht zwischen zwei über Bedampfungswalzen gegeneinander geführte Substrate aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Funktionszwischenschicht zunächst auf ein über eine Bedampfungswalze geführtes festes Substrat aufgebracht wird und anschließend das zweite Substrat zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß zwei Funktionszwischenschichten aufge bracht werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß drei Funktionszwischenschichten aufge bracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß zusätzlich eine dünne und daher trans parente Metallschicht aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Funktionszwischenschichten durch thermisches Aufdampfen aufgebracht werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Funktionszwischenschichten durch CVD aufgebracht werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Funktionszwischenschicht durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Folienverbunde aus zwei identi schen Substraten bestehen.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienverbunde aus 2 ver schiedenen Substraten bestehen.

14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Substrate ausgewählt sind aus der Gruppe Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Po lyamid, Polycarbonat, regenerierte Zellulose, Zellu loseacetat, Polyhydroxybuttersäure und deren Copoly mere, stärkebasierte Kunststoffe oder Kunststoffe mit Stärkezusatz, aliphatische Polycarbonate und Poly ester wie Polycaprolacton, Polymilchsäure, Polymilch säurecopolymere, Polyethylensuccinat und Polybutylen succinat, Polypeptide, Polysaccharide, Papier, Karton oder andere biologisch abbaubare Materialien, sowie deren Kombinationen als Verbund oder Mischung bzw. in beschichteter Form.

15. Verfahren nach Anspruch 2 bis 14, dadurch ge kennzeichnet, daß das Aufbringen der Funktionszwi schenschicht von Verbindungen aus der Gruppe c nach Anspruch 2 durch eine Plasmaquelle erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, daß die Substratoberflächen vor dem Aufdampfen der Funktionszwischenschicht z. B. mit ei ner Plasmaquelle vorbehandelt werden.

17. Folienverbunde, hergestellt durch das Verfahren nach Anspruch 1 bis 16.