[发明专利]制备无机或无机/有机复合膜的方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2006年12月29日提交的临时申请序列号 60/882,651的优先权。

技术领域

本发明涉及一种制造薄的无机或无机/有机复合膜的方法。

背景技术

无机或无机/有机混合层已经用于电气、包装和装饰应用的薄膜 上。这些层能提供所需的特性，例如机械强度、耐热性、耐化学性、 耐磨性、防潮、防氧化以及能够影响湿度、附着力、滑移量等的表面 作用。

无机或复合膜可以通过多种生产方法制备。这些方法包括液体涂 布技术，例如溶液涂布、辊涂、浸涂、喷涂和旋涂，还包括干燥涂布 技术，例如化学气相沉积法(CVD)、等离子体增强化学气相沉积法 (PECVD)、溅射法、以及热蒸镀固体材料的真空法。这些方法中的每一 个都有缺陷。

溶液涂布方法可能需要使用溶剂(有机溶剂或含水溶剂)来形成 层。溶剂的使用既增加方法的成本，又会引起环境问题。液相方法可 能不适用于不混溶材料形成层，或高反应性材料的混合，这是由于这 些材料在液体状态混合之后会立即反应。

化学气相沉积法(CVD和PECVD)形成气相的金属烷氧化物前 体，该金属烷氧化物前体在基底上吸收后反应形成无机涂层。这些方 法限于低沉积速率(并且因此造成低线速度)，并且使烷氧化物前体 的使用低效(烷氧化物蒸气的大部分不能掺入到涂层)。CVD方法也 需要高的基底温度，常常在300-500℃范围内，该温度不适合聚合物基 底。

溅射也已经用于形成金属氧化物层。该方法的特征在于沉积速率 缓慢，使得幅材速度仅为几英尺/每分钟。溅射方法的另一个特征是材 料利用率非常低，这是由于大部分的固体溅射靶材料不能复合在涂层 中。缓慢的沉积速率、以及高设备成本、低材料利用率和非常高的能 源消耗，造成通过溅射制作薄膜成本很高。

真空方法，例如固体材料的热蒸镀法(如电阻加热或电子束加热) 也会形成低的金属氧化物沉积速率。热蒸镀对于需要非常均匀涂层(如 光学涂层)的宽卷筒应用很难按比例增加，并且还需要加热基底以获 得高质量的涂层。另外，蒸镀/升华方法会需要离子辅助来提高涂层质 量，该方法通常受限于小面积。

目前仍然需要一种以快速和低成本进行的在聚合物基底上制备无 机或无机/有机复合膜的方法。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种在基底上形成无机或无机/有机混 合层的方法，该方法包括蒸发金属烷氧化物，冷凝金属烷氧化物以在 基底上形成无机或无机/有机混合层，并且使冷凝的金属烷氧化物层与 水接触以固化该层。

在第二个方面，本发明提供了一种在基底上形成无机/有机混合层 的方法，该方法包括蒸发金属烷氧化物，蒸发有机化合物，冷凝蒸发 的烷氧化物和有机化合物，以在基底上形成层，并且固化该层。

本发明的这些方面和其他方面通过附图和本说明书将显而易见。 然而，在任何情况下都不应该将上述论述解释为对要求保护的主题的 限制，该主题仅由所附的权利要求来界定，在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1为实施本发明方法的滚筒式装置示意图。

图2为适用于本发明方法的静态、分步重复、在线或传送涂布机 的示意图。

图3为实例1中所制备样品的反射光谱。

图4为实例12中所制备样品的反射光谱。

图5为实例19-21中所制备样品的反射光谱。

图6为实例42-45中所制备样品的反射光谱。

图7为实例46中所制备样品的反射光谱。

图8为实例47-53中所制备样品的反射光谱。

具体实施方式

词语“一个”、  “一种”和“所述”与“至少一种”互换使用来 表示所描述的一种或多种元件。使用例如“在上”、“在上方”、“覆 盖”、“最上方”和“下面”等方位词来描述本发明的涂层制品中各 种元件的位置时，是指元件相对于水平放置、面朝上的基底的相对位 置。这并不是说基底或制品在制造中或制造后应该在空间上有任何特 定的方向。