高阻隔膜真空鍍膜設備 – 包裝材料壽命延長方案

 

高阻隔材料的應用

高阻隔膜其實早已出現(xiàn)在日常生活中，目前的高分子高阻隔材料主要應用于食品與藥品包裝、電子器件封裝、太陽能電池封裝、OLED封裝。

1. 食品與藥品包裝

食品與藥品包裝是目前高阻隔材料應用最廣的領域。主要是為了防止空氣中的氧氣和水蒸氣進入包裝中使食物和藥品變質(zhì)，而大大降低了其保質(zhì)期。
對于食品與藥品包裝一般對阻隔要求不是特別高，要求阻隔的材料的水蒸氣透過率（WVTＲ）和 氧透過率（OTＲ）要分別低于10g/m2/day和100cm3/m2 /day。

2. 電子器件封裝

現(xiàn)代電子信息的快速發(fā)展，人們對電子元器件提出了更高的要求，向便攜性、多功能化發(fā)展。這就對電子器件封裝材料提出了更高的要求，既要具有良好的絕緣性，又要能保護其不會受到外界氧氣和水蒸氣的腐蝕，而且還要具有一定的強度，這就需要使用到高分子阻隔材料。
一般電子器件對封裝材料阻隔性要求為水蒸氣透過率（WVTR）和氧透過率（OTR）要分別低 于10－1g/m2/day和1cm3/m2 /day。

3. 太陽能電池封裝

由于太陽能常年暴露在空氣中，空氣中的氧氣和水蒸氣易對太陽能電池外面的金屬化層產(chǎn)生腐蝕作用，嚴重影響太陽能電池的使用。所以有必要對太陽能電池組件采用高阻隔材料進行封裝處理，這樣不僅可以使太陽能電池的使用壽命得到了保障，還增強了電池的抗擊強度。
太陽能電池對封裝材料阻隔性要求為水蒸氣透過率（WVTR）和氧透過率（OTR）要分別低于10－2g/m2/day和10－1cm3/m2/day。

4. OLED封裝

OLED從開發(fā)初期起就被寄予了下一代顯示器的重任，但壽命過短一直是制約其商業(yè)化應用的一大難題，影響OLED使用壽命的主要原因是電極材料和發(fā)光材料對氧、水、雜質(zhì)都非常敏感，很容易被污染從而導致器件性能的下降，從而降低發(fā)光效率，縮短使用壽命。
為了保證產(chǎn)品的發(fā)光效率并延長其使用壽命，器件在封裝時一定要隔絕氧和水。
并且為了保證柔性OLED顯示器的使用壽命大于10000h，必須要求阻隔的材料的水蒸氣透過率（WVTR）和氧透過率（OTR）要分別低于10－6g/m2/day和10－5cm3/m2/day，其標準遠遠高于在有機光伏、太陽能電池封裝以及食品、藥品和電子器件包裝技術(shù)等領域?qū)ψ韪粜阅艿囊?，因此必須選用阻隔性能十分優(yōu)異的柔性襯底材料對器件進行封裝，才能滿足產(chǎn)品壽命的嚴格要求。
聚合物表面由于經(jīng)常與外界環(huán)境接觸，容易對聚合物的表面吸附、阻隔性、印刷產(chǎn)生影響。為了讓聚合物能更好的應用于日常生活，通常對聚合物的表面進行處理。 主要包括：表面化學處理、表面接枝改性以及等離子體表面處理。
表面涂覆即利用物理氣象沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）、分子層沉積（MLD）、層層自組裝（LBL）或磁控濺射沉積等技術(shù)在聚合物表面沉積金屬氧化物或氮化物等材料，從而在薄膜表面形成致密且阻隔性能優(yōu)異的涂層。
納米復合材料是利用不可滲透且具有大的長徑比的片狀納米粒子通過插層復合法、原位聚合法或溶膠-凝膠法制備的納米復合材料。片狀納米粒子的加入這不僅可以降低體系中聚合物基體的體積分數(shù)，以降低滲透分子的溶解度，而且還能夠延長滲透分子的滲透路徑，降低滲透分子的擴散速率，使阻隔性能得到改進。

 

鍍膜必要條件

基材

基材必須具備表面平坦度，光學特性，可承受鍍膜的耐性。一般情況下使用表面附帶功能涂布層的PET基材。
鍍膜工藝
可廉價制備可連續(xù)鍍膜的真空卷對卷工藝?；木?卷長度數(shù)千米，所以必須要有能穩(wěn)定鍍膜長尺寸基材的鍍膜工藝。在沒有光學問題發(fā)生的范圍內(nèi)，必須保證寬度方向的膜厚均一性。

膜種

考慮到光學特性，一般使用Si系列的膜。單層膜結(jié)構(gòu)，因SiO系的光學性折射率低，折射率接近于基材所以被建議使用。SiN系在阻隔性?彎曲性上表現(xiàn)優(yōu)越，但因折射率高使得光線透過成了難題。多層膜結(jié)構(gòu)，在阻隔性、彎曲性方面建議使用。同時，從故有的制造方法進行生產(chǎn)的話成本有高昂的傾向。

 

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