WO2000063012A1 - Method of producing composites, composites and the use of such composites - Google Patents

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WO2000063012A1
WO2000063012A1 PCT/EP2000/002474 EP0002474W WO0063012A1 WO 2000063012 A1 WO2000063012 A1 WO 2000063012A1 EP 0002474 W EP0002474 W EP 0002474W WO 0063012 A1 WO0063012 A1 WO 0063012A1
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evaporated
intermediate layer
materials
composite
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Ulrich Moosheimer
Horst-Christian Langowski
Torsten Kerbstadt
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    • B32B37/206—Laminating a continuous layer between two continuous plastic layers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing composites, composites produced therewith and to the use of such composites.
  • Such composites are used wherever objects have to be protected against environmental influences, for example in the packaging of food, chemical, pharmaceutical, technical and / or agricultural products.
  • a good barrier effect of the packaging material against gas, water vapor and aroma substances is necessary in order to maintain the food quality.
  • Aluminum is usually used to produce film composites for packaging applications in a vacuum using a resistance evaporator Temperatures above 1400 ° C evaporated and deposited on a foil.
  • Other inorganic coating materials such as aluminum oxide or silicon oxide, are also used. These are deposited, for example, by electron beam evaporators or chemical deposition from the gas phase on a foil that is guided past. Following the coating of the film, a second film is added and glued to the first film, so that a composite film is formed.
  • DE 43 28 767 C2 shows a process for producing film composites without laminating adhesive, in which two films are connected in a vacuum, an intermediate functional layer being evaporated between the two films.
  • the functional intermediate layer consists of inorganic materials such as silicon oxide, indium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, and / or
  • Zinc oxide A disadvantage of this process is that the evaporation must take place at a very high temperature, so that a high energy consumption arises and the coated films are thermally stressed.
  • the object of the present invention is to provide a method for producing composites, a composite and the use of such composites, which can be carried out simply, inexpensively and reliably and which results in composites with better functional properties.
  • This object is achieved by a method according to the preamble of claim 1, a composite according to the preamble of claim 14 in connection with their respective characteristic features and by the use according to claim 15.
  • a composite is produced from at least two flat materials with an intermediate functional layer located between them, in that the intermediate layer is vapor-deposited on at least one of the flat materials on the side facing the other flat material and later glued to it when the composite is bonded.
  • an organic monomer is vapor-deposited as the intermediate functional layer without subsequently treating it further, for example without subsequently crosslinking it.
  • the intermediate layer produced in this way not only develops a barrier effect against aroma substances, oxygen or water vapor, but also serves as an adhesion promoter between the two foils bonded to one another.
  • the process according to the invention has a very low energy consumption due to the low evaporation temperatures for the organic monomers and that less complex evaporation techniques can be used.
  • inexpensive evaporation materials are used, so that the process costs are kept low. Since the dependencies for organic coatings barrier effect of the layer thickness is only slight, the barrier values can be improved even with rougher flat materials as substrates for the evaporation by the evaporated organic layer.
  • the flat materials to be glued together can be bonded together directly in the evaporation chamber.
  • Particularly suitable monomers are triazines, in particular 1, 3, 5-triazines or their salts or mixtures thereof.
  • Monomers such as melamine, ammeiin, ammelide, cyanuric acid, 2-ureidornelamine, melam, meier, melon or melamine salts such as melamine cyanurate, melamine phosphate, dimelamine pyrophosphate or melamine polyphosphate or functionalized melamines such as hexamethoxymethyl or melamine or melamine or melamine or melamine or acrylate function have therefore been used as the intermediate layer
  • the above substances have been shown to be favorable. These can be caused, for example, by thermal
  • Evaporation can be applied to the flat materials.
  • Sheet-like materials in particular foils, are advantageously suitable as flat materials
  • Polymers for example polyester, polypropylene, polyethylene, polyamide, polycarbonate or paper, cardboard or metal strips or their combinations.
  • one or more can be on each of the at least two flat materials on the sides facing each other or on the outside further layers are evaporated.
  • Inorganic layers of aluminum, aluminum oxide, silicon oxide or mixtures thereof can thus be used to improve the barrier properties with regard to flavor, 0 2 - or H 2 0 diffusion. It is important to ensure that the layer of organic monomer is evaporated last to ensure good adhesion.
  • the corresponding flat material can already have been pretreated, painted or pre-coated several times in order to further improve the adhesion of the respective layer.
  • the pretreatment for example precoating, can be carried out outside the vacuum chamber or only immediately before coating with the monomer in the vacuum chamber.
  • the composite can also be further refined by pretreatment, coating, for example lamination and / or painting.
  • the composites generated in this way can in particular
  • Packaging of food, chemical, pharmaceutical, technical and / or agricultural products can be used.
  • Figure 1 shows the structure of a high vacuum evaporation system with an evaporator.
  • 2 shows the construction of a high vacuum evaporation system with several evaporators;
  • FIG. 3 shows the structure of a band steaming system with several evaporation chambers
  • FIG. 4 shows the structure of a steaming system with a steaming roller
  • Fig. 6 shows another composite film according to the invention.
  • FIG. 1 consists of a winding chamber 10 and a steaming chamber 11 separate therefrom.
  • Two unwinding rollers 1, 2 and one winding roller 5 are arranged in the winding chamber 10.
  • Films 6, 7, which are wound on the unwinding rolls 1 and 2, are brought together.
  • the adhesion-promoting organic layer eg melamine
  • the evaporating material which condenses on the foils 6, 7 connects the foils 6, 7 and, in addition to an adhesion-promoting layer, may also form a barrier layer at the same time.
  • the film composite 8 formed is then wound onto the winding roller 5.
  • the unwinding rollers 1, 2 can also be arranged outside the evaporation chamber, so that the foils 6, 7 are sluiced into the actual evaporation chamber 10, 11 be introduced.
  • Evaporation sources are thermal evaporators that are heated directly by resistance, inductively or indirectly by radiation, but also electron beam evaporators.
  • the films used can be pretreated by a plasma or glow discharge in the system.
  • FIG. 2 shows an evaporation plant which is designed as in FIG. 1, but instead of one, several
  • Evaporation sources 9, 12, 13 are arranged in the evaporation chamber 11. Corresponding elements as in Fig. 1 are provided in Fig. 2 with corresponding reference numerals as in Fig. 1. By arranging additional evaporation sources 12, 13, additional layers can be applied to the films before the actual connection of the two films 6, 7.
  • One of the layers applied by the evaporation sources 9, 12 or 13 consists of an organic one according to the invention
  • FIG. 3 shows a further embodiment in which, compared to the embodiment from FIG. 2, the additional evaporators 12 and 13 are replaced by sputtering sources 14, 15 which are arranged in a sputtering chamber 16, 17.
  • the individual foils 6, 7 can be coated with further separate functional intermediate layers by sputtering before the bond is formed.
  • This device can of course also be combined with a plasma source for pretreating the films or for activation.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment in which the evaporation source is arranged below an evaporation roller 3. Only the film 6 is guided over this vaporization roller 3, so that only the film 6 is first coated with the organic monomer. Only then are the films 6, 7 brought together to form a composite by the evaporation roll 3 and a pressure roll 18 and the steamed side of the film 6 is pressed onto the film 7.
  • the supplied foils can also be painted or coated on their surface.
  • the film surface can e.g. by pretreatment (corona, flame, plasma, glow discharge or
  • Treatment with e.g. Ozone gas can be activated in or outside the vaporization system.
  • 5 shows some composite films produced using the methods according to the invention.
  • 5a shows a barrier layer composite without laminating adhesive using oriented polypropylene 50 with a layer thickness of 20 ⁇ m, a melamine barrier and adhesive layer 51 and sealable polypropylene with a layer thickness of 50 ⁇ m as second film 52.
  • 5b shows a composite of 12 ⁇ m thick PET film 53 and 70 ⁇ m thick P d film 55 with a melamine layer 54 in between.
  • FIG. 5c shows a heat insulation layer 58 which is embedded between two polyester films 56, 57 serve as a carrier at the same time.
  • This composite is constructed in such a way that the middle functional layer 58 is a silver layer which is surrounded by indium oxide / tin oxide functional layers.
  • An adhesive layer made of melamine is evaporated between one of the functional layers and the adjacent polyester film.
  • 5d shows an optically transparent, electrically conductive oxide layer 60 which extends between two polyester films 59, 61.
  • An indium / tin oxide layer acts as the functional layer, a melamine layer being vapor-deposited as an adhesion-promoting layer between the functional layer and the two respectively adjacent polyester films.
  • a 20 ⁇ m thick biaxially oriented polypropylene film and a 70 ⁇ m thick cast polypropylene film (sealable) are vapor-coated with 100 nm melamine.
  • the composite can be used, for example, as packaging material.
  • two polyester films in the sputtering chambers 14 and 17 are each coated with a mixture of indium and tin oxide.
  • a 20 ⁇ m thick OPP film is vaporized with 100 nm melamine in a slightly modified conventional belt steaming system as shown in FIG. 4.
  • a 70 ⁇ m thick, sealable, co-extruded cast PP film is fed onto the evaporation roller (after the evaporation) and pressed strongly onto the vaporized side of the substrate with a pressure roller.
  • the co-extruded cast PP film consists of an additive-free layer and a conventional layer with antiblocking agent.
  • the additive-free Layer was corona treated. This side of the film comes on the melamine layer.
  • the double-layer film formed in the vaporization system is wound up on a roll. To form a connection, this roll is stored in a pressure chamber under high pressure immediately after completion. A firm bond with a melamine barrier layer is created as a connecting piece.
  • FIG. 6 shows the basic structure of a further film composite according to the invention.
  • Melamine is applied at relatively low evaporation temperatures of approx. 250 ° C, which means that the substrate material is only slightly loaded and therefore material defects, rejects and thus also manufacturing costs are minimized.

Abstract

The invention relates to a method of producing composites and to composites produced by said method. Such composites are used wherever articles need protection from environmental damages, for example for packaging material for food, for chemical, pharmaceutical, technical and/or agricultural products. The aim of the invention is to improve a composite in such a manner that it provides an excellent protection of the packaged item from environmental damages while guaranteeing a high barrier effect vis-à-vis gas, steam and aromatic substances. To this end, an intermediate layer (51) that consists of an organic monomer, for example a triazine or a melamine, is vacuum-evaporated onto a first film (50) and then an additional film (52) is applied on said intermediate layer.

Description

Verfahren zur Herstellung von Verbunden, Verbünde sowie Verwendung derartiger Verbünde Process for producing composites, composites and use of such composites
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Verbunden, damit hergestellte Verbünde sowie auf die Verwendung derartiger Verbünde. Solche Verbünde werden überall dort eingesetzt, wo Gegenstände vor Umwelteinflüssen geschützt werden müssen, beispielsweise bei der Verpackung von Lebensmitteln, chemischen, pharmazeutischen, tεchni- sehen und/oder landwirtschaftlichen Produkten. Zum Schutz des Füllgutes vor Umwelteinflüssen ist eine gute Sperrwirkung des Packstoffes gegenüber Gas, Wasserdampf und Aromastoffen erforderlich, um die Lebensmittelqualität zu erhalten.The invention relates to a method for producing composites, composites produced therewith and to the use of such composites. Such composites are used wherever objects have to be protected against environmental influences, for example in the packaging of food, chemical, pharmaceutical, technical and / or agricultural products. To protect the contents from environmental influences, a good barrier effect of the packaging material against gas, water vapor and aroma substances is necessary in order to maintain the food quality.
Zur Herstellung von Folienverbunden für Verpak- kungsanwendungen werden üblicherweise im Vakuum mittels eines Widerstandsvεrdampfers Aluminium bei Temperaturen über 1400 °C verdampft und auf einer vorbeigeführten Folie abgeschieden. Auch andere anorganische Beschichtungsmaterialien, wie Aluminiumoxid oder Siliziumoxid finden Anwendung. Diese werden beispielsweise durch Elektronenstrahl- Verdampfer oder chemische Abscheidung aus der Gasphase auf einer vorbeigeführten Folie abgeschieden. Im Anschluß an die Beschichtung der Folie wird eine zweite Folie hinzugeführt und mit der ersten Folie verklebt, so daß eine Verbundfolie entsteht .Aluminum is usually used to produce film composites for packaging applications in a vacuum using a resistance evaporator Temperatures above 1400 ° C evaporated and deposited on a foil. Other inorganic coating materials, such as aluminum oxide or silicon oxide, are also used. These are deposited, for example, by electron beam evaporators or chemical deposition from the gas phase on a foil that is guided past. Following the coating of the film, a second film is added and glued to the first film, so that a composite film is formed.
So zeigt beispielsweise die DE 43 28 767 C2 ein Verfahren zum Herstellen von Folienverbunden ohne Ka- schierkleber, bei dem zwei Folien im Vakuum verbunden werden, wobei zwischen den beiden Folien eine FunktionsZwischenschicht aufgedampft wird. Die Funktionszwischenschicht besteht dabei aus anorganischen Materialien wie Siliziumoxid, Indiumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, und/oderFor example, DE 43 28 767 C2 shows a process for producing film composites without laminating adhesive, in which two films are connected in a vacuum, an intermediate functional layer being evaporated between the two films. The functional intermediate layer consists of inorganic materials such as silicon oxide, indium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, and / or
Zinkoxid. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Verdampfung bei sehr hoher Temperatur erfolgen muß, so daß ein hoher Energieverbrauch entsteht und die beschichteten Folien thermisch belastet werden.Zinc oxide. A disadvantage of this process is that the evaporation must take place at a very high temperature, so that a high energy consumption arises and the coated films are thermally stressed.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Verbunden, einen Verbund sowie die Verwendung derartiger Verbünde zur Verfügung zu stellen, das einfach, kostengünstig und zuverlässig durchgeführt werden kann und Verbünde mit besseren funktionellen Eigenschaften ergibt. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Verbund nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 in Verbindung mit ihren jeweiligen kennzeichnenden Merkmalen sowie durch die Verwendung nach Anspruch 15 gelöst.The object of the present invention is to provide a method for producing composites, a composite and the use of such composites, which can be carried out simply, inexpensively and reliably and which results in composites with better functional properties. This object is achieved by a method according to the preamble of claim 1, a composite according to the preamble of claim 14 in connection with their respective characteristic features and by the use according to claim 15.
Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben.Advantageous further developments are given in the dependent claims.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Verbund aus mindestens zwei flachen Materialien mit einer zwischen diesen befindlichen Funktionszwischenschicht hergestellt, indem die Zwischenschicht bei der Bindung des Verbundes auf mindestens einem der flachen Materialien auf der dem anderen flachen Material zugewandten und mit dieser später verklebten Seite aufgedampft wird. Erfindungsgemäß wird als Funktionszwischenschicht ein organisches Monomer aufgedampft ohne es anschließend weiter zu behandeln, beispielsweise ohne es anschließend nachzuvernetzen. Die so erzeugte Zwischenschicht entwickelt nicht nur eine Barrierewirkung gegenüber Aromastoffen, Sauerstoff oder Wasserdampf sondern dient als Haftvermittlung zwischen den beiden miteinander verklebten Folien. Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß es einen sehr geringen Energieverbrauch aufweist aufgrund der für die organischen Monomere geringen Verdampf ngs- temperaturen und daß weniger aufwendige Ver- dampfungstechniken eingesetzt werden können. Weiterhin werden kostengünstige Verdampfungsmaterialien verwendet, so daß die Prozeßkosten niedrig gehalten werden. Da für organische Beschichtungen die Abhän- gigkeit der Barrierewirkung von der Schichtdicke nur gering ist, können auch bei rauheren flachen Materialien als Substrate für die Verdampfung durch die aufgedampfte organische Schicht die Barrierewerte verbessert werden.According to the method according to the invention, a composite is produced from at least two flat materials with an intermediate functional layer located between them, in that the intermediate layer is vapor-deposited on at least one of the flat materials on the side facing the other flat material and later glued to it when the composite is bonded. According to the invention, an organic monomer is vapor-deposited as the intermediate functional layer without subsequently treating it further, for example without subsequently crosslinking it. The intermediate layer produced in this way not only develops a barrier effect against aroma substances, oxygen or water vapor, but also serves as an adhesion promoter between the two foils bonded to one another. It is particularly advantageous in the process according to the invention that it has a very low energy consumption due to the low evaporation temperatures for the organic monomers and that less complex evaporation techniques can be used. In addition, inexpensive evaporation materials are used, so that the process costs are kept low. Since the dependencies for organic coatings barrier effect of the layer thickness is only slight, the barrier values can be improved even with rougher flat materials as substrates for the evaporation by the evaporated organic layer.
Die miteinander zu verklebenden flachen Materialien können unmittelbar in der Verdampfungskammer miteinander- verbunden werden. Als Monomer sind besonders Triazine, insbesondere 1, 3 , 5-Triazine oder deren Salze oder Mischungen dieser geeignet. Als Zwischenschicht haben sich daher Monomere wie Melamin, Ammeiin, Ammelid, Cyanursäure, 2- Ureidornelamin, Melam, Meiern, Melon oder Melaminsalze wie Melamincyanurat , Melaminphosphat , Dimelamin- pyrophosphat oder Melaminpolyphosphat oder funktionalisierte Melamine wie Hexamethoxymethyl- Melamin oder acrylatfunktionalisiertes Melamin oder eine Mischung der obigen Substanzen als günstig er- wiesen. Diese können beispielsweise durch thermischesThe flat materials to be glued together can be bonded together directly in the evaporation chamber. Particularly suitable monomers are triazines, in particular 1, 3, 5-triazines or their salts or mixtures thereof. Monomers such as melamine, ammeiin, ammelide, cyanuric acid, 2-ureidornelamine, melam, meier, melon or melamine salts such as melamine cyanurate, melamine phosphate, dimelamine pyrophosphate or melamine polyphosphate or functionalized melamines such as hexamethoxymethyl or melamine or melamine or melamine or melamine or acrylate function have therefore been used as the intermediate layer The above substances have been shown to be favorable. These can be caused, for example, by thermal
Verdampfen auf die flachen Materialien aufgebracht werden.Evaporation can be applied to the flat materials.
Als flache Materialien eignen sich vorteilhaft bahnförmige Materialien, insbesondere Folien ausSheet-like materials, in particular foils, are advantageously suitable as flat materials
Polymeren, beispielsweise Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polycarbonat oder Papier, Karton oder Metallbänder oder deren Kombinationen.Polymers, for example polyester, polypropylene, polyethylene, polyamide, polycarbonate or paper, cardboard or metal strips or their combinations.
Selbstverständlich können auf jedem der mindestens zwei flachen Materialien auf den einander zugewandten Seiten oder auch auf den Außenseiten ein oder mehrere weitere Schichten aufgedampft werden. So können durch anorganische Schichten aus Aluminium- , Aluminiumoxid-, Siliziumoxid oder deren Mischungen die Barriereeigenschaften bezüglich Aromastoff-, 02- oder H20-Diffusion verbessert werden. Dabei ist darauf zu achten, daß die Schicht aus organischem Monomer zuletzt aufgedampft wird, um eine gute Haftung zu vermitteln. Vor dem Aufdampfen der Schichten kann das entsprechende flache Material bereits mehrfach vor- behandelt, lackiert oder vorbeschichtet sein, um die Anhaftung der jeweiligen Schicht weiter zu verbessern. Die Vorbehandlung, beispielsweise Vorbeschich- tung, kann außerhalb der Vakuumkammer oder auch erst unmittelbar vor der Beschichtung mit dem Monomer in der Vakuumkammer erfolgen. Eine weitere Veredelung des Verbundes kann ebenfalls durch Vorbehandlung, Beschichtung, beispielsweise Kaschieren und/oder Lackierung, erfolgen.Of course, one or more can be on each of the at least two flat materials on the sides facing each other or on the outside further layers are evaporated. Inorganic layers of aluminum, aluminum oxide, silicon oxide or mixtures thereof can thus be used to improve the barrier properties with regard to flavor, 0 2 - or H 2 0 diffusion. It is important to ensure that the layer of organic monomer is evaporated last to ensure good adhesion. Before the layers are vapor-deposited, the corresponding flat material can already have been pretreated, painted or pre-coated several times in order to further improve the adhesion of the respective layer. The pretreatment, for example precoating, can be carried out outside the vacuum chamber or only immediately before coating with the monomer in the vacuum chamber. The composite can also be further refined by pretreatment, coating, for example lamination and / or painting.
Die so erzeugten Verbünde können insbesondere zurThe composites generated in this way can in particular
Verpackung von Lebensmitteln, chemischen, pharmazeutischen, technischen und/oder landwirtschaftlichen Produkten eingesetzt werden.Packaging of food, chemical, pharmaceutical, technical and / or agricultural products can be used.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.Exemplary embodiments of the present invention are described below.
Es zeigenShow it
Fig. 1 den Aufbau einer Hochvakuumbedampfungsanlage mit einem Verdampfer; Fig. 2 den Aufbau einer Hochvakuumbedampfungsanlage mit mehreren Verdampfern;Figure 1 shows the structure of a high vacuum evaporation system with an evaporator. 2 shows the construction of a high vacuum evaporation system with several evaporators;
Fig. 3 den Aufbau einer Bandbedampfungsanlage mit mehreren Verdampfungskammern;3 shows the structure of a band steaming system with several evaporation chambers;
Fig. 4 den Aufbau einer Bedampfungsanlage mit einer Bedampfungswalze;4 shows the structure of a steaming system with a steaming roller;
Fig. 5 verschiedene erfindungsgemäße Verbundfolien;5 different composite films according to the invention;
Fig. 6 eine weitere erfindungsgemäße Verbundfolie.Fig. 6 shows another composite film according to the invention.
Die Hochvakuumbandbedampfungsanlage aus Fig. 1 be- steht aus einer Wickelkammer 10 und einer hiervon getrennten Bedampfungskammer 11. In der Wickelkammer 10 sind zwei Abwickelrollen 1, 2 und eine Aufwickelrolle 5 angeordnet. Zwischen der Wickelkammer 10 und der Bedampfungskammer 11 befinden sich zwei Bedampfungswalzen 3, 4, über die zwei bahnförmige1 consists of a winding chamber 10 and a steaming chamber 11 separate therefrom. Two unwinding rollers 1, 2 and one winding roller 5 are arranged in the winding chamber 10. Between the winding chamber 10 and the vaporization chamber 11 there are two vaporization rollers 3, 4, over which two web-shaped
Folien 6, 7, die auf den Abwickelrollen 1 bzw. 2 aufgewickelt sind, zusammengeführt werden. Aus einem Verdampfer 9 wird die haftvermittelnde organische Schicht (z.B. Melamin) in den Spalt zwischen den beiden Walzen 3 und 4 verdampf . Das auf den Folien 6, 7 kondensierende Verdampfungsgut verbindet die Folien 6, 7 und bildet neben einer haftvermittelnden Schicht u.U. auch gleichzeitig eine Sperrschicht. Der gebildete Folienverbund 8 wird anschließend auf die Aufwickelwalze 5 aufgewickelt. Die Abwickelwalzen 1, 2 können auch außerhalb der Verdampfungskammer angeordnet werden, so daß die Folien 6, 7 durch Schleusen in die eigentliche Bedampfungskammer 10, 11 eingeführt werden. Als Verdampfungsquellen stehen thermische Verdampfer, die direkt widerstandsbeheiz , induktiv oder indirekt durch Strahlung beheizt werden, aber auch Elektronenstrahlverdampfer zur Ver- fügung. Eine Vorbehandlung der eingesetzten Folien kann durch ein Plasma- oder eine Glimmentladung in der Anlage erfolgen.Films 6, 7, which are wound on the unwinding rolls 1 and 2, are brought together. The adhesion-promoting organic layer (eg melamine) is evaporated from an evaporator 9 into the gap between the two rollers 3 and 4. The evaporating material which condenses on the foils 6, 7 connects the foils 6, 7 and, in addition to an adhesion-promoting layer, may also form a barrier layer at the same time. The film composite 8 formed is then wound onto the winding roller 5. The unwinding rollers 1, 2 can also be arranged outside the evaporation chamber, so that the foils 6, 7 are sluiced into the actual evaporation chamber 10, 11 be introduced. Evaporation sources are thermal evaporators that are heated directly by resistance, inductively or indirectly by radiation, but also electron beam evaporators. The films used can be pretreated by a plasma or glow discharge in the system.
Fig. 2 zeigt eine Bedampfungsanlage, die wie in Fig. 1 ausgeführt ist, wobei jedoch statt einer mehrereFIG. 2 shows an evaporation plant which is designed as in FIG. 1, but instead of one, several
Verdampfungsquellen 9, 12, 13 in der Verdampfungskammer 11 angeordnet sind. Entsprechende Elemente wie in Fig. 1 sind in Fig. 2 mit entsprechenden Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Durch die Anordnung zusätzlicher Verdampfungsquellen 12, 13 können vor der eigentlichen Verbindung der beiden Folien 6, 7 weitere Schichten auf die Folien aufgetragen werden. Eine der Schichten, die durch die Verdampfungsquellen 9, 12 oder 13 aufgetragen werden, besteht dabei aus einem erfindungsgemäßen organischenEvaporation sources 9, 12, 13 are arranged in the evaporation chamber 11. Corresponding elements as in Fig. 1 are provided in Fig. 2 with corresponding reference numerals as in Fig. 1. By arranging additional evaporation sources 12, 13, additional layers can be applied to the films before the actual connection of the two films 6, 7. One of the layers applied by the evaporation sources 9, 12 or 13 consists of an organic one according to the invention
Monomer.Monomer.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der gegenüber der Ausführungsform aus Fig. 2 die zusätzlichen Verdampfer 12 und 13 durch Sputterquel- len 14, 15 die in einer Sputterkammer 16, 17 angeordnet sind, ersetzt sind. Dadurch können die einzelnen Folien 6, 7 vor der Verbundbildung mit weiteren separaten FunktionsZwischenschichten durch Sputtern beschichtet werden. Auch diese Vorrichtung ist selbstverständlich mit einer Plasmaquelle zur Vorbehandlung der Folien bzw. zur Aktivierung kombinierbar. Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel bei dem die Verdampfungsquelle unterhalb einer Bedampfungs- walze 3 angeordnet ist. Über diese Bedampfungswalze 3 wird lediglich die Folie 6 geführt, so daß zuerst lediglich die Folie 6 mit dem organischen Monomer beschichtet wird. Erst anschließend werden durch die Bedampfungswalze 3 und eine Anpreßwalze 18 die Folien 6, 7 zu einem Verbund zusammengeführt und die bedampfte Seite der Folie 6 auf die Folie 7 auf- gedrückt.FIG. 3 shows a further embodiment in which, compared to the embodiment from FIG. 2, the additional evaporators 12 and 13 are replaced by sputtering sources 14, 15 which are arranged in a sputtering chamber 16, 17. As a result, the individual foils 6, 7 can be coated with further separate functional intermediate layers by sputtering before the bond is formed. This device can of course also be combined with a plasma source for pretreating the films or for activation. FIG. 4 shows a further exemplary embodiment in which the evaporation source is arranged below an evaporation roller 3. Only the film 6 is guided over this vaporization roller 3, so that only the film 6 is first coated with the organic monomer. Only then are the films 6, 7 brought together to form a composite by the evaporation roll 3 and a pressure roll 18 and the steamed side of the film 6 is pressed onto the film 7.
Die zugeführten Folien können auf Ihrer Oberfläche auch lackiert oder beschichtet sein. Weiterhin kann die Folienoberfläche z.B. durch eine Vorbehandlung (Corona, Beflammung, Plasma, Glimmentladung oderThe supplied foils can also be painted or coated on their surface. Furthermore, the film surface can e.g. by pretreatment (corona, flame, plasma, glow discharge or
Behandlung mit z.B. Ozongas) in oder außerhalb der Bedampfungsanlage aktiviert werden.Treatment with e.g. Ozone gas) can be activated in or outside the vaporization system.
In Fig. 5 sind einige mit den erfindungsgemäßen Ver- fahren hergestellte Verbundfolien dargestellt. Fig. 5a zeigt einen Sperrschichtverbund ohne Kaschierkleber unter Verwendung von orientiertem Polypropylen 50 mit einer Schichtdicke von 20 μm, einer Melamin-Sperr- und Haftschicht 51 und siegel- fähigem Polypropylen mit einer Schichtdicke von 50 μm als zweite Folie 52.5 shows some composite films produced using the methods according to the invention. 5a shows a barrier layer composite without laminating adhesive using oriented polypropylene 50 with a layer thickness of 20 μm, a melamine barrier and adhesive layer 51 and sealable polypropylene with a layer thickness of 50 μm as second film 52.
Fig. 5b zeigt einen Verbund aus 12 μm dicker PET- Folie 53 und 70 μm dicker PΞ-Folie 55 mit einer da- zwischenliegenden Melaminschicht 54.5b shows a composite of 12 μm thick PET film 53 and 70 μm thick P d film 55 with a melamine layer 54 in between.
Fig. 5c zeigt eine Wärmedämmschicht 58, die zwischen zwei Polyesterfolien 56, 57 eingelagert ist, die gleichzeitig als Träger dienen. Dieser Verbund ist so aufgebaut, daß die mittlere Funktionsschicht 58 eine Silberschicht ist, die von Indiumoxid-/Zinnoxid- Funktionsschichten umgeben ist. Zwischen einer der Funktionsschichten und der benachbarten Polyester- folie ist eine Haftschicht aus Melamin aufgedampft.5c shows a heat insulation layer 58 which is embedded between two polyester films 56, 57 serve as a carrier at the same time. This composite is constructed in such a way that the middle functional layer 58 is a silver layer which is surrounded by indium oxide / tin oxide functional layers. An adhesive layer made of melamine is evaporated between one of the functional layers and the adjacent polyester film.
Fig. 5d zeigt eine optisch transparente, elektrisch leitende Oxidschicht 60, die sich zwischen zwei Polyesterfolien 59, 61 erstreckt. Als Funktionsschicht wirkt hier eine Indium/Zinnoxidschicht, wobei zwischen der Funktionsschicht und den beiden jeweilig benachbarten Polyesterfolien eine Melaminschicht als Haftvermittlungsschicht aufgedampft ist.5d shows an optically transparent, electrically conductive oxide layer 60 which extends between two polyester films 59, 61. An indium / tin oxide layer acts as the functional layer, a melamine layer being vapor-deposited as an adhesion-promoting layer between the functional layer and the two respectively adjacent polyester films.
Im folgenden werden konkrete Beispiele von erfindungsgemäßen Folienverbunden dargestellt werden.Specific examples of film composites according to the invention will be presented below.
BeisOiel 1Example 1
Gemäß Fig. 1 werden eine 20 μm dicke biaxial-orientierte Polypropylenfolie und eine 70 μm dicke cast- Polypropylenfolie (siegelfähig) mit 100 nm Melamin bedampft. 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 geschützt ist. Der Verbund kann z.B. als Verpackungsmaterial eingesetzt werden. Beispiel 2According to FIG. 1, a 20 μm thick biaxially oriented polypropylene film and a 70 μm thick cast polypropylene film (sealable) are vapor-coated with 100 nm melamine. This results in a recyclable polypropylene composite, as shown in FIG. 5a, in which the barrier layer is already embedded during production and is therefore protected from damage. The composite can be used, for example, as packaging material. Example 2
Gemäß Fig. 3 werden zwei Polyesterfolien in den Sput- terkammern 14 und 17 jeweils mit einer Mischung aus Indium- und Zinnoxid beschichtet . In der3, two polyester films in the sputtering chambers 14 and 17 are each coated with a mixture of indium and tin oxide. In the
Bedampfungskammer 11 werden die beschichteten Folien zusammengeführt, wobei in den Spalt zwischen den beiden Bedampfungswalzen 3, 4 Melamin verdampft wird. Durch die Einbettung der Melaminschicht zwischen zwei Polyesterfolien ist diese vorteilhaft geschützt (Fig. 5c) .Steaming chamber 11, the coated films are brought together, wherein melamine is evaporated into the gap between the two steaming rollers 3, 4. By embedding the melamine layer between two polyester films, it is advantageously protected (FIG. 5c).
Beispiel 3Example 3
Gemäß Fig. 1, wobei der Verdampfer durch eine1, wherein the evaporator by a
Kathodenzerstäubungseinrichtung ersetzt ist, wird in einen Spalt zwischen zwei Polyesterfolien Melamin aufgedamft . Es entsteht hierdurch eine Melaminschicht, die geschützt zwischen zwei Polyesterfolien eingebettet vorliegt (Fig. 5d) .Cathode sputtering device is replaced, melamine is vaporized into a gap between two polyester films. This creates a melamine layer that is protected between two polyester films (Fig. 5d).
Beispiel 4Example 4
Eine 20 μm dicke OPP-Folie wird analog Fig. 4 auf einer leicht modifizierten konventionellen Band- bedampfungsanlage mit 100 nm Melamin 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 coextrudierte cast-PP-Folie besteht aus einer Zusatzstofffreien Schicht und einer konventionellen Schicht mit Antiblockmittel . Die Zusatzstofffreie Schicht wurde coronavorbehandelt . Dieses Seite der Folie kommt auf die Melaminschicht. Die dabei in der Bedampfungsanlage gebildete doppellagige Folie wird gemeinsam auf eine Rolle aufgewickelt. Zur Verbin- dungsbildung wird diese Rolle sofort nach der Fertigstellung in einer Druckkammer unter hohem Druck eingelagert. Es entsteht ein fester Verbund mit einer Melamin-Sperrschicht als Verbindungsstück.A 20 μm thick OPP film is vaporized with 100 nm melamine in a slightly modified conventional belt steaming system as shown in FIG. 4. A 70 μm thick, sealable, co-extruded cast PP film is fed onto the evaporation roller (after the evaporation) and pressed strongly onto the vaporized side of the substrate with a pressure roller. The co-extruded cast PP film consists of an additive-free layer and a conventional layer with antiblocking agent. The additive-free Layer was corona treated. This side of the film comes on the melamine layer. The double-layer film formed in the vaporization system is wound up on a roll. To form a connection, this roll is stored in a pressure chamber under high pressure immediately after completion. A firm bond with a melamine barrier layer is created as a connecting piece.
Beispiel 5Example 5
Figur 6 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines weiteren erfindungsgemäßen Folienverbundes. Zwischen den beiden Folien eines Trägermaterials sowie eines Ka- schiermaterials befindet sich eine inorganische aufgedampfte Schicht A und eine weitere inorganische aufgedampfte Schicht B aus AI, Al203 oder deren Mischungen sowie zwischen der aufgedampften Schicht B und dem Kaschiermaterial eine aufgedampfte Ka- schierkleberschicht aus Melamin. Der Auftrag von Melamin erfolgt dabei bei relativ geringen Verdampfungstemperaturen von ca. 250 °C, wodurch das Substratmaterial nur gering belastet und daher Materialfehler, Ausschuß und damit auch Herstel- lungskosten minimiert werden. FIG. 6 shows the basic structure of a further film composite according to the invention. Between the two foils of a carrier material and a lamination material there is an inorganic vapor-deposited layer A and a further inorganic vapor-deposited layer B made of Al, Al 2 O 3 or their mixtures as well as a vapor-deposited lamination adhesive layer between the vapor-deposited layer B and the lamination material Melamine. Melamine is applied at relatively low evaporation temperatures of approx. 250 ° C, which means that the substrate material is only slightly loaded and therefore material defects, rejects and thus also manufacturing costs are minimized.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen von Verbunden aus mindestens zwei flächigen Materialien mit einer zwischen zwei dieser Materialien befindlichen Funktionszwischenschicht, wobei die Zwischenschicht bei der Bildung des Verbundes auf mindestens einem der Materialien auf der dem anderen Material zugewandten Seite aufgedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein organisches Monomer aufgedampft wird.1. A process for producing composites from at least two flat materials with a functional intermediate layer located between two of these materials, the intermediate layer being vapor-deposited on at least one of the materials on the side facing the other material during the formation of the composite, characterized in that as the intermediate layer an organic monomer is evaporated.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Materialien in einer Verdampfungskammer miteinander verbunden werden.2. The method according to the preceding claim, characterized in that the at least two materials are joined together in an evaporation chamber.
3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein Triazin aufgedampft wird.3. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a triazine is evaporated as the intermediate layer.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that as
Zwischenschicht ein 1, 3 , 5-Triazin oder dessen Salze bzw. eine Mischung davon aufgedampft wird.Intermediate layer a 1, 3, 5-triazine or its salts or a mixture thereof is evaporated.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that as
Zwischenschicht Melamin, Ammeiin, Ammelid, Cyanursäure, 2-Ureidomelamin, Melam, Meiern, Melon oder Melaminsalze wie Melamincyanurat , Melaminphosphat, Dimelaminpyrophosphat oder Melaminpolyphosphat oder funktionalisierte Melamine wie Hexamethoxymethyl -Melamin oder acrylatfunktionalisiertes Melamin oder eine Mischung davon aufgedampft wird.Interlayer melamine, ammeiin, ammelide, cyanuric acid, 2-ureidomelamine, melam, meier, melon or melamine salts such as melamine cyanurate, Melamine phosphate, dimelamine pyrophosphate or melamine polyphosphate or functionalized melamines such as hexamethoxymethyl melamine or acrylate functionalized melamine or a mixture thereof is evaporated.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht durch thermisches Verdampfen aufgedampft wird.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the intermediate layer is evaporated by thermal evaporation.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß flächige, insbesondere bahnförmige Materialien, vorzugsweise Folien aus Polymeren wie beispielsweise Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polycarbonat oder Papier, Karton oder Metallbänder oder deren Kombinationen beschichtet und miteinander verbunden werden.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that flat, in particular sheet-like materials, preferably films made of polymers such as polyester, polypropylene, polyethylene, polyamide, polycarbonate or paper, cardboard or metal strips or their combinations are coated and connected together.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund aus bereits vorbehandelten, beschich- teten oder lackierten Materialien, wie beispielsweise mit Corona vorbehandelten Polypropylenfolien oder mit Acrylaten lackierten Folien als zumindest eines der flachen Materialien hergestellt wird.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the composite is produced from at least one of the flat materials from previously pretreated, coated or coated materials, such as polypropylene films pretreated with corona or films coated with acrylates.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einem der flachen Materialien auf der dem anderen flachen Material zugewandten Seite ein oder mehrere weitere Schichten aufgedampft werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that on at least one of the flat materials one or more additional layers are evaporated on the side facing the other flat material.
10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Schichten anorganische Schichten aus AI, Al203, SiOx oder deren Mischungen aufgedampft werden.10. The method according to the preceding claim, characterized in that inorganic layers of Al, Al 2 0 3 , SiO x or mixtures thereof are evaporated as further layers.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Schicht zuletzt aufgedampft wird.11. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the organic layer is evaporated last.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die12. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the
Folien vor dem Aufdampfen einer der Schichten mit einer Plasmaquelle vorbehandelt werden.Films are pretreated with a plasma source before the vapor deposition of one of the layers.
13. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der13. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the
Verbund anschließend beschichtet, beispielsweise kaschiert und/oder lackiert, wird.The composite is then coated, for example laminated and / or painted.
14. Verbund aus mindestens zwei Folien und einer aufgedampften Zwischenschicht hergestellt durch ein Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche .14. Composite of at least two films and a vapor-deposited intermediate layer produced by a method according to at least one of the preceding claims.
15. Verwendung eines Folienverbundes nach Anspruch 14 zur Verpackung, insbesondere zur Verpackung von Lebensmitteln, chemischen, pharmazeutischen, technischen und/oder landwirtschaftlichen Produkten. 15. Use of a film composite according to claim 14 for packaging, in particular for packaging food, chemical, pharmaceutical, technical and / or agricultural products.
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