MX2010010926A - Metodo para deposicion de capas de barrera sobre un sustrato de plastico asi como dispositivo de revestimiento para el mismo y un sistema de capas. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de revestimiento para depositar capas de barrera sobre un sustrato de plástico que comprende una primera estación de revestimiento para depositar una primera capa que comprende un metal y una segunda estación de revestimiento para depositar una segunda capa que comprende una resma, en donde una estación de tratamiento para tratar la primera capa depositada está dispuesta entre la primera y la segunda estaciones de revestimiento, que comprende medios de deposición mediante pulverización catódica para depositar una o varias capas atómicas o islas de material de deposición; la invención además se refiere a un método apropiado que puede se realizado por el dispositivo de revestimiento, y a un sistema de capas producido por el mismo.

Description

IÉTODO PARA DEPOSICIÓN DE CAPAS DE BARRERA SOBR TRATO DE PLÁSTICO ASÍ COMO DISPOSITIVO DE REVESTI PARA EL MISMO Y UN SISTEMA DE CAPAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para depos s de barrera sobre un sustrato de plástico que comprende un pri vestimiento para depositar una primera capa de barrera que co etal y un segundo paso de revestimiento para depositar una de barrera que comprende una resina y se refiere a un dispo timiento para llevar a cabo dicho método así como a un sist s producido por este método.

NTECEDENTE DE LA INVENCIÓN mas de capas que forman la lámina delgada mixta. Ejemplos se ocumentos WO 02/02315 A1 , DE 43 28 767 A1 , DE 199 351 81 170 76 A1 o JP 2006044130 A. Un sistema de capas comúnment rende una lámina delgada de plástico como un sustrato sobre el sitada una primera capa de barrera hecha de aluminio u ó inio. Sobre la primera capa de barrera, se provee una segunda ra. La segunda capa de barrera está hecha de una resina de m as capas de barrera pueden ser depositadas en la superficie de l da de plástico mediante procedimientos de evaporación. Sin e ue dicho sistema de capas comprende buena protección p uctos empacados mediante una lámina delgada con respec dad y oxígeno, la adhesión pura de la resina de melamina sobre uminio o alúmina es una desventaja seria.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN a humedad y oxígeno. Más aún, se debe proveer un sistema d iado. Además, el dispositivo de revestimiento debe ser sen e y de fabricarse y el método debe ser fácil de llevar a cabo.

Solución técnica Los objetos antes mencionados se resuelven medi sitivo de revestimiento que tiene las características de la reivindi omo un método que tiene las características de la reivindicaci un sistema de capas con las características de la reivindicación lidades preferidas son la materia de las reivindicaciones dependi La presente invención se basa en el hallazgo de que la a na segunda capa de barrera que comprende una resina so ra capa de barrera que comprende un metal pue ficativamente mejorada al disponer una capa adhesiva entre la p uiométrico, hierro, acero, acero inoxidable, cromo, níquel, van aleaciones y óxidos de los mismos. La deposición de dichos m en una o varias capas atómicas así como en aglomeraciones disc a de islas conduce a una mejora significativa en adhesión mie ienen las otras propiedades especialmente la función de bar sión varias o algunas capas atómicas significa que hay sólo cialmente 5 a 50, particularmente aproximadamente 10 hileras de léculas una sobre la otra. La cantidad de material depositado p oca que ni siquiera una capa continua completa es depositada, islas de material discretas están presentes en la primera y la s de barrera.

Dicha capa de adhesivo delgada puede ser depositada nuamente el sustrato durante el procedimiento de deposici iguiente, la velocidad de deposición y la velocidad de transporte strato ue ha de ser de ositado es movido sobre la fuente de de a delgada de plástico flexible en forma de una banda enrolla e ser procesada en un dispositivo de revestimiento en cinta sitivo de revestimiento en cinta puede comprender dos r ñado para desenrollar y enrollar la lámina delgada de plá tida o la lámina delgada de plástico revestida, respectivamen de la trayectoria de transporte del rollo de desenrollado al llado de una primera estación de revestimiento para deposició ra capa de barrera, la segunda estación de revestimiento para d gunda capa de barrera y una estación de tratamiento para de iante pulverización catódica de la capa adhesiva puede ser localiz Para los procedimientos de revestimiento dinámico a el procedimiento de tratamiento, durante el cual el sustrato es m idad del sustrato se puede fijar para que sea de 0.1-20 cialmente 3-14 m/seg y particularmente 5 a 11 m/seg. Debido dad del sustrato las condiciones de de osi i n m i lv oración como medios de evaporación de haz de electrones o procesos combinados como evaporación de haz de elect sición activada por arco de cátodo hueco (proceso HA ebibles. Además, también es posible llevar a cabo una eva iva, por ejemplo proveyendo medios de suministro de g nistrar gas reactivo al proceso de evaporación.

El segundo paso de revestimiento para depositar un stimiento de barrera también se puede levar a cabo por evapora iguiente, el medio de evaporación térmica para la evaporación de cialmente resinas de melamina se pueden proveer para la ión de revestimiento.

Como se mencionó antes, la capa de adhesivo o sivo parcial es depositada en la estación de tratamiento medi edimiento de deposición mediante pulverización catódica. Pa ósito la estación de tratamiento uede com render medios de de rización catódica a una velocidad de deposición más alta.

Preferiblemente, el medio de deposición mediante pulve ica puede comprender una denominada disposición de los" en la cual dos electrodos de magnetrón son alternati dos como cátodo. Sin embargo, dicha disposición de electrodos ién puede usar electrodos sin imanes, sino sólo electrodos cialmente electrodos planares.

La frecuencia por la cual los electrodos son cambiado o a un ánodo y viceversa se puede fijar en el intervalo de 1 kHz a cialmente 10 kHz a 100 kHz y preferiblemente 30 kHz a 50 k rgo, en lugar de un suministro de energía de CA también se pu ministro de energía de CC o CC pulsada.

Al llevar a cabo el método inventivo, un sistema de ién diseñado como lamina delgada mixta, que comprende una ato de lástico una rimera ca a de barrera ue com rende un ra.

Dicho sistema de capas se puede combinar con otras ca plo, una capa superior hecha de otra lámina delgada de plástico o BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Ventajas, características y aspectos adicionales de la ción serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallad lidades preferidas con respecto a los dibujos anexos. Los tran en forma puramente esquemática en La figura 1 una vista lateral de un dispositivo de revestir rmidad con una modalidad de la presente invención; La figura 2 una sección transversal de una banda que ma de capas de conformidad con la presente invención; y en La fi ura 3 una vi ta s ri r r l tir sustratos rígidos. Para dichos sustratos, sólo la trayect porte tiene que ser modificada mientras las estaciones de reves onrio la estación de tratamiento como se describe más adelante eden usar para sustratos rígidos.

De conformidad con la modalidad mostrada en la figu sitivo de revestimiento comprende un primer rollo de devanado nrollar la lámina delgada de plástico 3 que ha de ser revestida de a. La lámina delgada de plástico 3 o banda es guiada sobre ro 4, 5, 6 y 7 para ser recibida por un primer rollo de procesamiento de procesamiento 8 una primera estación de revestimiento ión de tratamiento 10 están dispuestas.

La primera estación de revestimiento 9 compre orador por el cual un metal, como el aluminio, puede ser eva ás, la primera estación de revestimiento 9 comprende un sumin inio. Si durante proceso de evaporación se introduce oxígeno gas imera estación de revestimiento, óxido de aluminio (alúmina) AI2O e ser depositado sobre la lámina delgada de plástico como una de barrera alternativa.

Después de la primera estación de revestimiento 9, la da de plástico 3 que se mueve a lo largo del rollo de procesa a la estación de tratamiento 10 en donde un proceso de de iante pulverización catódica se lleva a cabo. Para este pro ión de tratamiento comprende una denominada disposición de el imanes gemelos" que tiene dos electrodos 11 y 12 que son o nativamente como cátodo y ánodo. Por consiguiente, los electro on conectados a un suministro de energía 13 que provee voltaje frecuencia de 40 kHz. Los electrodos 11 y 12 son preferib rodos planares que se extiende con su extensión de longitud a tr ndimiento de la deposición mediante pulverización catódica pu rado.

La estación de tratamiento también comprende un sumi 15 que permite suministrar gases reactivos para deposición rización catódica reactiva. Sin embargo, en lugar de deposición rización catódica reactiva, por ejemplo deposición rización catódica de un objetivo de metal en presencia de oxíg s mismos, como óxido de silicio SiOx o similar, pueden ser dep iante pulverización catódica en forma directa.

Después de dejar la estación de tratamiento 10, la da de plástico 3 que comprende la primera capa de barrera y un de capas atómicas del material depositado mediante pulve ica es guiado sobre los rodillos de guía 16 y 17 hasta el segundo esamiento 22.

En el se undo rollo de rocesamiento 22 ue es si ico 3, de modo después de calentar el tubo 19 a una temper imadamente 200 a 300°C, el vapor de la resina de melamin el tubo 19. Puesto que la ranura en el tubo 19 está dirigida haci rocesamiento 22 a lo largo del cual la lámina delgada de plástico r revestida es transportada, el vapor de melamina puede pasar abertura 21 del alojamiento de la segunda estación de revestimie r a la lámina delgada de plástico prerrevestida 3 a fin de er nda capa de barrera que comprende resina de melamina. Des el área de la segunda estación de revestimiento 18, la lámina del ico 3 es guiada por el rodillo de guía 23 al rollo de devanado 2 llando la lámina delgada de plástico completamente revestida 24 a.

Puesto que los procedimientos de revestimiento en la ión de revestimiento 9 y la segunda estación de revestimient el rocedimiento de de osición mediante ulverización catódica de metal, como óxido de aluminio.

En el siguiente paso en la estación de tratamiento 10 u delgada de una capa de adhesivo puede ser depositada por te eposición mediante pulverización catódica. Especialmente, la de iante pulverización catódica de alta frecuencia que usa dos el son cambiados alternativamente como cátodos y ánodos se ar a frecuencias de 1 kHz a 1 MHz, especialmente 10 kHz a 10 preferiblemente 30 kHz a 50 kHz, especialmente de aproximadarr Como materiales objetivo, se pueden usar silicio o metales o al etal así como óxidos de los mismos. Por ejemplo, cromo, vanadio o acero o acero inoxidable se pueden usar como un material respecto a los óxidos, se puede usar especialmente deposición rización catódica reactiva de Si. Además, es posible usar obje l u objetivos de silicio bajo una atmósfera que contenga oxígeno se lleve a cabo la de osición mediante ulverización catódica rea ner sobre la primera capa de barrera.

Esto se muestra esquemáticamente en las figuras 2 y 3.

La figura 2 muestra una sección transversal a través de l da de plástico completamente procesada con el sustrato de plá imera capa de barrera 31 , la capa de adhesivo 32 y la segunda ra 33. Por consiguiente, un sistema de capas mostrado en la e comprender un polietileno o terftalato de polietileno as opileno o sustrato de polipropileno biaxialmente orientado 30 una capa de aluminio o alúmina 31 como la primera capa de ba sitada. Sobre la primera capa de barrera 31 una capa de a nua 32, como se muestra en la figura 2, o islas separadas de ma de adhesivo 32' se proveen.

La capa de adhesivo 32 o 32' mejora la adhesión de la de barrera 33 sobre la primera capa de barrera en donde la de barrera es referiblemente una resina de melamina. iones de revestimiento que comprende medios de deposición rización catódica para depositar una o varias capas atómicas o rial de deposición. 2. El dispositivo de revestimiento de conformidad con el n donde el dispositivo de revestimiento está adaptado para nuamente el sustrato para ser depositado durante proce sición. 3. El dispositivo de revestimiento de conformidad con el 2, en donde el dispositivo de revestimiento es un dispos timiento en cinta para revestir una lámina delgada de plástico fie a de una banda enrollable. 4. El dispositivo de revestimiento de conformidad con el , en donde se proveen medios impulsores para mover el sustrat están diseñados para permitir una velocidad de movimiento del - 7. El dispositivo de revestimiento de conformidad con cu s aspectos anteriores, en donde la primera estación de reves rende medios de evaporación para la evaporación de metales. 8. El dispositivo de revestimiento de conformidad con cu s aspectos anteriores, en donde la primera estación de reves rende medios de evaporación de haz de electrones. 9. El dispositivo de revestimiento de conformidad con cu s aspectos anteriores, en donde la primera estación de reves rende medios para realizar una deposición activada por arco d o (proceso de HAD). 10. El dispositivo de revestimiento de conformid uiera de los aspectos anteriores, en donde la primera esta stimiento comprende medios para deposición reactiva. 11. El dispositivo de revestimiento de conformid uiera de los as ectos anteriores en donde la rimera e ta iante pulverización catódica comprenden por lo menos un cátodo 14. El dispositivo de revestimiento de conformid uiera de los aspectos anteriores, en donde los medios de de iante pulverización catódica comprenden por lo menos un cá netrón. 15. El dispositivo de revestimiento de conformid uiera de los aspectos anteriores, en donde los medios de de iante pulverización catódica comprenden por lo menos dos elec rodos de magnetrón alternativamente operados como cátodo. 16. El dispositivo de revestimiento de conformid uiera de los aspectos anteriores, en donde los medios de de iante pulverización catódica comprenden un suministro de ener e voltaje de CC o voltaje de CA al cátodo, la frecuencia de la en iendo fijada entre 1 kHz y 1 Hz. 17. El dis ositivo de revestimiento de conformidad os uno de los componentes del grupo que comprende acer dable, cromo, hierro, níquel, vanadio, silicio y óxidos de los mismo 20. El dispositivo de revestimiento de conformid uiera de los aspectos anteriores, en donde los medios de de iante pulverización catódica comprenden medios para de iante pulverización catódica reactiva. 21. El dispositivo de revestimiento de conformid uiera de los aspectos anteriores, en donde los medios de de iante pulverización catódica comprenden medios de suministro suministrar gases reactivos. 22. El dispositivo de revestimiento de conformid uiera de los aspectos anteriores, en donde la primera esta stimiento y la estación de tratamiento están asociadas a un primer esamiento y la segunda estación de revestimiento está asocia ndo rollo de rocesamiento. 24. El método de conformidad con el aspecto 23, en ato es continuamente movido durante por lo menos uno del pri ndo pasos de revestimiento y el paso de tratamiento. 25. El método de conformidad con el aspecto 23, en idad de movimiento del sustrato es 0.1-20 m/seg durante el pa ión de tratamiento. 26. El método de conformidad con el aspecto 23, en idad de movimiento del sustrato es 3-14 m/seg durante el pa ión de tratamiento. 27. El método de conformidad con el aspecto 23, en idad de movimiento del sustrato es 5-11 m/seg durante el pa ión de tratamiento. 28. El método de conformidad con cualquiera de los asp , en donde el sustrato es una lámina delgada de plástico flexible na banda enrollable. , en donde durante el primer paso de revestimiento se lleva a c sición activada por arco de cátodo hueco (proceso de oración reactiva. 32. El método de conformidad con cualquiera de los asp , en donde durante el primer paso de revestimiento se depos ina. 33. El método de conformidad con cualquiera de los asp , en donde durante el segundo paso de revestimiento se depo a. 34. El método de conformidad con cualquiera de los asp , en donde durante el segundo paso de revestimiento se depo a de melamina. 35. El método de conformidad con cualquiera de los asp , en donde el proceso de deposición mediante pulverización cat a cabo con volta e de CC o volta e de CA en el cátodo la frecu o, níquel, vanadio, silicio y óxidos de los mismos. 39. El método de conformidad con cualquiera de los asp , en donde durante el paso de tratamiento se realiza deposición rización catódica reactiva. 40. El método de conformidad con cualquiera de los asp , en donde el método se lleva a cabo bajo condiciones de vacío. 41. El método de conformidad con cualquiera de los asp , en donde el método se lleva a cabo en un dispositivo de reves nformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22. 42. Un sistema de capas que comprende una capa de lástico, una primera capa de barrera que comprende un met nda capa de barrera que comprende una resina, en donde era capa de barrera y la segunda capa de barrera está dispu de adhesivo que tiene una o varias capas atómicas o islas de ma 43. El sistema de ca as de conformidad c n l 46. El sistema de capas de conformidad con cualquier ctos 42 a 44, en donde se provee por lo menos una capa superior Aunque la presente invención se ha descrito en det ecto a las modalidades, es evidente para un experto en la técnic ción no está restringida a las modalidades descritas, sino que e modificaciones y alteraciones que caen dentro del alcance dicaciones. Especialmente, la invención cubre todas las binaciones de aspectos individuales descritos en la pre cialmente modalidades con diferentes combinaciones de asp alidades en donde se omiten aspectos individuales.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1.- El dispositivo de revestimiento para deposición de C ra sobre un sustrato de plástico que comprende una primera est stimiento para depositar una primera capa que comprende un me nda estación de revestimiento para depositar una segunda c prende una resina, en donde una estación de tratamiento para era capa depositada está dispuesta entre la primera y la ciones de revestimiento que comprende medios de deposición rización catódica para depositar una o varias capas atómicas o rial de deposición. 2 - El dispositivo de revestimiento de conformidad dicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo de reves ción de revestimiento comprende medios de evaporació oración de resinas. 5. - El dispositivo de revestimiento de conformidad con CU s reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque los eposición mediante pulverización catódica comprenden por lo m do planar y/o por lo menos dos electrodos o electrodos de m nativamente operados como cátodo. 6. - El dispositivo de revestimiento de conformidad con cu s reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque los eposición mediante pulverización catódica comprenden un sumi gía que provee voltaje de CC o voltaje de CA al cátodo, la frecu ergía de CA siendo fijado entre 1 kHz y 1 MHz. 7. - El dispositivo de revestimiento de conformidad con cu s reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la ción de revestimiento y la estación de tratamiento están asociad prende la deposición mediante pulverización catódica de una s atómicas o islas de material de deposición sobre el sustrato. 9. - El método de conformidad con la reivindica cterizado además porque el sustrato es continuamente movido o menos uno del primer y el segundo pasos de revestimiento y el miento. 10. - El método de conformidad con cualquiera dicaciones 8 a 9, caracterizado además porque el sustrato es un ada de plástico flexible en forma de una banda enrollable y se se grupo que comprende polietileno PE, tereftalato de polietile ropileno biaxialmente orientado BOPP, polipropileno PP y acetato 11- El método de conformidad con cualquiera dicaciones 8 a 10, caracterizado además porque durante el pri vestimiento se lleva a cabo una deposición activada por arco d o (proceso de HAD) o evaporación reactiva. de revestimiento se deposita una resina de melamina. 15. - El método de conformidad con cualquiera dicaciones 8 a 14, caracterizado además porque durante el miento se deposita por lo menos uno de los componentes del gr prende acero, acero inoxidable, cromo, hierro, níquel, vanadio, s de los mismos. 16. - El método de conformidad con cualquiera dicaciones 8 a 15, caracterizado además porque durante el miento se realiza la deposición mediante pulverización catódica re 17. - Un sistema de capas que comprende una capa de lástico, un primera capa de barrera que comprende un meta nda capa de barrera que comprende una resina, en donde era capa de barrera y la segunda capa de barrera está dispu de adhesivo que tiene una o varias capas atómicas o islas de ma 18. - El sistema de capas de conformidad con la reivin