一种耐候性高的阻隔膜结构
技术领域
本发明涉及阻隔膜结构，尤其是涉及一种耐候性高的阻隔膜结构。
背景技术
现有的阻隔膜结构至少包括柔性基膜和无机物阻隔层，但柔性基膜在制作或保存时，容易出现异物、凹凸点、扎伤点、刮伤等不可避免的缺陷，造成在其上方制作无机物阻隔层时，因无机物阻隔层的厚度通常在1um以下，无法有效遮盖上述所有的缺陷，造成水气、氧气可透过该缺陷部位渗透，因而降低阻隔之效果。
中国专利CN201580025987.5提出于柔性基膜上方，多制作一层水性聚氨酯树脂层，该水性聚氨酯树脂层除了可以将柔性基膜的上述缺陷进行遮盖外，也可增加其与无机物阻隔层之间的密著性，进而达到提升阻隔效果与耐候性。但因柔性基膜具有柔软之特性，其不像玻璃基材具有较高的支撑效果，容易造成弯曲、折伤，因此在柔性基膜对应的位置处极易造成无机物阻隔层出现裂痕等缺陷。
另外，中国专利CN201380011749.X公开了一种使用柔性层(有机阻隔层)与无机阻隔层相互间隔的多层堆叠之方式，藉由有机物与无机物不同之特性，相互遮蔽对方之缺陷，增长水气、氧气通过之路径，进而达到良好的阻隔效果。但需制作多层间隔结构，制作速度缓慢，不利于大量生产。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，提出一种耐候性高的阻隔膜结构，结构简单，阻隔效果好，适于大批量生产。
本发明采用的技术方案如下：
一种耐候性高的阻隔膜结构，包括柔性基膜、底涂层、第二无机物阻隔层、无机物反应层、第一无机物阻隔层和有机物保护层，所述柔性基膜的一侧设置所述底涂层，所述底涂层相对所述柔性基膜的另一侧设置所述第二无机物阻隔层，所述第二无机物阻隔层相对所述底涂层的另一侧设置所述无机物反应层，所述无机物反应层相对所述第二无机物阻隔层的另一侧设置所述第一无机物阻隔层，所述第一无机物阻隔层相对所述无机物反应层的另一侧设置所述有机物保护层。
进一步地，所述底涂层设为丙烯酸酯层、聚氨酯层、环氧树脂层、乙烯-乙烯醇共聚物层、聚乙烯醇层其中的一种。
进一步地，所述底涂层的厚度设为0.1um～5um之间，或者，所述底涂层的厚度设为0.2um～2um之间，或者，所述底涂层的厚度设为0.3um～1um之间。
进一步地，所述有机物保护层包含丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇其中的一种。
进一步地，所述有机物保护层的厚度设为0.1um～5um之间，或者，所述有机物保护层的厚度设为0.2um～2um之间，或者，所述有机物保护层的厚度设为0.3um～1um之间。
进一步地，所述底涂层和所述有机物保护层中均设有无机物粒子，所述无机物粒子设为金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化合物其中的一种或二种以上。
进一步地，所述第一无机物阻隔层和所述第二无机物阻隔层设为相同的材质，其包含金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化合物、金属碳氮化合物、金属碳氧化合物中的一种或二种以上。
进一步地，所述第一无机物阻隔层和所述第二无机物阻隔层的厚度均设为10nm～500nm之间，或者，所述第一无机物阻隔层和所述第二无机物阻隔层的厚度均设为20nm～200nm之间，或者，所述第一无机物阻隔层和所述第二无机物阻隔层的厚度均设为20nm～100nm之间。
进一步地，所述金属包含硅、铝、锌、钛、铟、锡、铌、银、钌、镓、钽、铂、钒其中的一种。
进一步地，所述无机物反应层设为硷金属氧化物层、氧化锌层、氧化锡层、氧化钛层、二氧化钛层、金属参杂氧化锌层或氧化硅层其中的一种。
进一步地，所述无机物反应层的厚度设为10nm～1000nm之间，或者，所述无机物反应层的厚度设为20nm～800nm之间，或者，所述无机物反应层的厚度设为30nm～500nm之间。
进一步地，所述柔性基膜设为PET膜、OPP膜、ONY膜、PI膜、PMMA膜、COP膜、TAC膜、PC膜或PEN膜。
进一步地，所述柔性基膜的厚度设为6um～250um之间，或者，所述柔性基膜的厚度设为8um～188um之间，或者，所述柔性基膜的厚度设为12um～125um之间。
进一步地，所述第一无机物阻隔层和所述第二无机物阻隔层均包含缺陷，所述缺陷设为裂痕、针孔或异物中的一种或二种以上。
本发明的有益效果是：
本发明以底涂层、无机层、保护层三层结构为设计主体，设计简单易于生产。其中无机层特别加入了反应型无机层之设计，有别于以往阻隔膜之技术皆以阻挡水气、氧气为设计理念，本发明在无机物阻隔层之间夹入一无机物反应层，藉由阻挡、吸收、再阻挡之特性，达到高阻隔之效果，同时兼具生产效能。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，
图1：本发明实施例中的耐候性高的阻隔膜结构的结构图。
各部件名称及其标号
1—有机物保护层；
2—第一无机物阻隔层；
3—无机物反应层；
4—第二无机物阻隔层；
5—底涂层；
6—柔性基膜；
7—缺陷。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
请参照图1所示，本发明的实施例公开一种耐候性高的阻隔膜结构，包括柔性基膜6、底涂层5、第二无机物阻隔层4、无机物反应层3、第一无机物阻隔层2和有机物保护层1，所述柔性基膜6的一侧设置所述底涂层5，所述底涂层5相对所述柔性基膜6的另一侧设置所述第二无机物阻隔层4，所述第二无机物阻隔层4相对所述底涂层5的另一侧设置所述无机物反应层3，所述无机物反应层3相对所述第二无机物阻隔层4的另一侧设置所述第一无机物阻隔层2，所述第一无机物阻隔层2相对所述无机物反应层3的另一侧设置所述有机物保护层1。
所述第二无机物阻隔层4、无机物反应层3、第一无机物阻隔层2统称为无机层。本发明以底涂层5、无机层、保护层三层结构为设计主体，设计简单易于生产。其中无机层特别加入了反应型无机层之设计，有别于以往阻隔膜之技术皆以阻挡水气、氧气为设计理念，本发明在无机物阻隔层之间夹入一无机物反应层3，藉由阻挡、吸收、再阻挡之特性，达到高阻隔之效果，同时兼具生产效能。
因无机物阻隔层本身伴随著不可避免的缺陷7，因此只能阻挡部分水蒸气与氧气，第一无机物阻隔层2仅能阻挡大部分的水蒸气、氧气，仍有部分会经过缺陷7位置渗漏过去。因此在第一无机物阻隔层2与第二无机物阻隔层4之间，增加一无机物反应层3，该无机物反应层3会与通过第一无机物阻隔层2的部分水蒸气气、氧气进行反应，使得水蒸气、氧气进入第二无机物阻隔层4之前，浓度已经降低非常多，纵使进入的第二无机物阻隔层4依然有裂痕缺陷7问题，但通过到达柔性基膜6之水蒸气、氧气已经非常的少，水蒸气阻隔率可以达到10-3g/m2.day以下之阻隔效果。
在第一无机物阻隔层2上方增加一有机物保护层1，除了可以增加耐弯折效果之外，也可以填补第一无机物阻隔层2之裂痕缺陷7，水蒸气阻隔率可达到更高10-4甚至是10-5g/m2.day以下的效果。
因柔性基膜6为一有机物，与无机物阻隔层之间接触效果并不佳，因此在无机物阻隔层与柔性基膜6之间增加一底涂层5，除可达到表面平坦化之效果外，也可增加与第二无机物阻隔层4之间的密著性，进而增加耐候特性、耐蒸煮特性。
具体的，所述柔性基膜6设为PET膜、OPP膜、ONY膜、PI膜、PMMA膜、COP膜、TAC膜、PC膜或PEN膜，其厚度设为6um～250um之间，其优选的厚度设为8um～188um之间，其更优的厚度设为12um～125um之间。
所述底涂层5设为丙烯酸酯层、聚氨酯层、环氧树脂层、乙烯-乙烯醇共聚物层、聚乙烯醇层其中的一种，其厚度设为0.1um～5um之间，其优选的厚度设为0.2um～2um之间，其更优的厚度设为0.3um～1um之间。
所述第一无机物阻隔层2和所述第二无机物阻隔层4设为相同的材质，其包含金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化合物、金属碳氮化合物、金属碳氧化合物中的一种或二种以上。进一步地，所述第一无机物阻隔层2和所述第二无机物阻隔层4的厚度均设为10nm～500nm之间，优选的，所述第一无机物阻隔层2和所述第二无机物阻隔层4的厚度均设为20nm～200nm之间，更优的，所述第一无机物阻隔层2和所述第二无机物阻隔层4的厚度均设为20nm～100nm之间。上述金属包含硅、铝、锌、钛、铟、锡、铌、银、钌、镓、钽、铂、钒其中的一种，上述对应的金属化合物也为所述金属对应的化合物。
所述无机物反应层3设为硷金属氧化物层、氧化锌层、氧化锡层、氧化钛层、二氧化钛层、金属参杂氧化锌层或氧化硅层其中的一种。所述无机物反应层3的厚度设为10nm～1000nm之间，优选的，所述无机物反应层3的厚度设为20nm～800nm之间，更优的，所述无机物反应层3的厚度设为30nm～500nm之间。
所述有机物保护层1包含丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇其中的一种。所述有机物保护层1的厚度设为0.1um～5um之间，优选的，所述有机物保护层1的厚度设为0.2um～2um之间，更优的，所述有机物保护层1的厚度设为0.3um～1um之间。
所述第一无机物阻隔层2和所述第二无机物阻隔层4均包含缺陷7，所述缺陷7设为裂痕、针孔或异物中的一种或二种以上。
在其中一种实施方式中，所述底涂层5和所述有机物保护层1中均设有无机物粒子，所述无机物粒子设为金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化合物其中的一种或二种以上。即有机物保护层1以及底涂层5以有机物为主体，亦可并参杂部分无机物粒子。其中无机物粒子为金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化合物等。
本实施例提供以下几种阻隔膜结构以及它们之间的阻隔效果对比如下：
比较例1:
使用PET作为柔性基膜6，使用电子束蒸镀、磁控溅镀、化学气象层积、原子沉积之方式，于PET上方沉积一厚度为120nm之氮氧化硅薄膜作为第二无机物阻隔层4，于该层上方以相同之方式，制作一厚度为120nm之氮氧化硅薄膜作为第一无机物阻隔层2。
弯折测试：將制作完成之阻隔膜产品材成宽150mm长300mm，于长边两侧荷重250g并置于卷直径5mm导辊上进行角度180度次数10次之弯折。
高温高湿密著：将制作完成之阻隔膜产品放置于温度85℃湿度85％之条件下，进行时间500小时之可靠性测试，使用厂商为3M型号610之胶带，对高温高湿后之产品进行百格测试，测试该产品之密著。
阻隔率测试：使用mocon生产之水蒸气阻隔率测试设备，测试产品之水蒸气透过率(WVTR)。
比较例2:
参照比较例1之作法，制作一含有第一、第二无机物阻隔层4之阻隔膜，并使用微凹或狭缝之涂布方式将水性聚氨酯树脂涂布于第一无机物阻隔膜之上方，经热风干燥固化后，即可得到一厚度为1um的有机物保护层1。
比较例3:
使用微凹或狭缝之涂布方式将聚丙烯酸树脂涂布于PET柔性基膜6上方，经热风干燥以及UV固化后，即可得到一厚度为1um的底涂层5，于底涂层5之上方参照比较例2之方式，依序制作第二无机物阻隔层4、第一无机物阻隔层2、有机物保护层1。
比较例4:
参照比较例3之方式，依序于PET柔性基膜6上方制作底涂层5、及厚度为60nm之第二无机物阻隔层4，于第二无机物阻隔层4之上方，一样使用真空镀膜方式沉积一厚度为120nm之无机物反应层3，该无机物反应层3为硷金属氧化物、氧化锌、二氧化钛、二氧化锡或硷金属参杂氧化硅或氧化锌，于该反应层上方一样参照比较例3之方式，依序制作厚度为60nm之无机物阻隔层，以及有机物保护层1。
比较例5:
参照比较例4之方式，于PET柔性基膜6上方依序制作底涂层5，厚度120nm之第二无机物阻隔层4，厚度240nm之无机物反应层3，厚度120nm之第一无机物阻隔层2，以及有机物保护层1。
由比较例1及比较例2可以看出，具有有机物保护层1之样品，经过弯折测试后，其水蒸气阻隔率仍维持一定水平，可看出其具有较好之耐弯折特性。
由比较例2及比较例3可以看出，具有底涂层5之样品，可改善经高温高湿后得密著问题。
由比较例3及比较例4可看出，无机物阻隔层加上无机物反应层3之后度相同的情形下，其阻隔效果大幅度提升，达到1x10-4之等级，同时也兼具耐弯折性及高温高湿后密著良好之特性。
由比较例4及比较例5可看出，若要增加阻隔效果，并不需改变现有之结构，仅需增加无机物阻隔层以及无机物反应层3之后度，即可得到更加之阻隔效果。
综上所述，本发明以底涂层5、无机层、保护层三层结构为设计主体，设计简单易于生产。其中无机层特别加入了反应型无机层之设计，有别于以往阻隔膜之技术皆以阻挡水气、氧气为设计理念，本发明在无机物阻隔层之间夹入一无机物反应层3，藉由阻挡、吸收、再阻挡之特性，达到高阻隔之效果，同时兼具生产效能。
只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。
