ITRM940626A1 - Perfezionamento nei processi di deposizione di strati di barriera trasparente, ossidati parzialmente in modo controllato - Google Patents
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Abstract
Processo di deposizione di strati di barriera trasparente, al vapore acqueo, aromi, ecc. in cui detti strati di metallo vaporizzato sotto vuoto vengono ottenuti mediante l'ossidazione parziale in modo controllato misurando alcuni parametri. Esso comporta vantaggi nella tecnica specifica e trova applicazione soprattutto nel settore del "grande mercato" dell'imballaggio flessibile, volto soprattutto agli alimentari. L'ossidazione parziale è l'aspetto più significativo dell'invenzione e si ottiene essenzialmente controllando lo spessore dello strato deposto per ogni passaggio, la pressione e la decomposizione dell'ambiente, la potenza e la tensione della scarica che crea il plasma; la velocità e la temperatura del film plastico, ecc. L'invenzione è applicabile a tutti gli impianti tradizionali di deposizione soprattutto dei film d'alluminio, come per es. quello "Roll-toroll".
Description
DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di breveto per l’invenzione industriale dal titolo "PERFEZIONAMENTO NEI PROCESSI DI DEPOSIZIONE DI STRATI DI BARRIERA TRASPARENTE. OSSIDATI PARZIALMENTE IN MODO CONTROLLATO";
L'invenzione riguarda un processo per la deposizione su film plastico, di strati di barriera a gas, a vapori, ad aromi, specialmente al vapore acqueo, all'ossigeno, ecc. Gli strati di barriera deposti con questo sistema, ottenuti da vaporizzazione di metalli, e quindi parzialmente ossidati, sono otenuti, in particolare, con deposizione reattiva di alluminio in ambiente ossidante.
Con l’invenzione presentata ci si propone di ottenere un significativo miglioramento delle proprietà di barriera, soprattutto al vapore acqueo ed all'ossigeno, come accennato.
I risultati ottenuti devono essere essenzialmente attribuiti ai numerosi esperimenti effettuati nel campo specifico dal titolare della presente richiesta di brevetto, titolare anche di altri brevetti appartenenti allo stesso campo, come in seguito verrà precisato.
Da deti esperimenti è emerso che l'effetto ottenuto, che è alla base dell'invenzione, è "probabilmente" legato ad una dipendenza della microstnittura del film deposto dalla presenza di atomi metallici non ossidati.
Si è usato il termine "probabilmente" poiché questo aspetto verrà chiarito nel seguito degli esperimenti.
E' chiaro comunque che ciò che conta è il risultato, e cioè, come già accennato, si ottiene uno strato di barriera trasparente notevolmente migliore rispetto a tutte le soluzioni finora note agli inventori.
Nel settore dell'imballaggio plastico flessibile è tuttora molto sentito il problema della realizzazione di strati trasparenti di barriera al vapore acqueo, ossigeno, ecc. che siano di costo contenuto. Quest'ultimo aspetto, il "costo contenuto", è abbastanza importante in questo tipo di realizzazioni. Infatti, le soluzioni finora proposte, ed anche realizzate, erano essenzialmente basate su deposizioni di ossidi, mediante tecniche PVD e CVD. Esse risultano essere troppo costose soprattutto per il "grande mercato" dell'imballaggio flessibile. Recentemente vi sono stati tentativi per diminuire il costo di questi trattamenti mediante una semplificazione dei processi e mediante l'impiego di materie prime molto economiche, ma i risultati di tali tentativi non sono stati significativi.
Una soluzione molto apprezzata è stata la deposizione reattiva dei metalli in ambiente ossidante, talvolta assistita da plasma o da ioni sotto vuoto.
Lo stesso titolare, come prima accennato, ha brevettato un metodo di deposizione che consente di massimizzare la velocità di scorrimento del film plastico, riducendo così il costo del processo. Si veda a questo proposito la domanda di brevetto N° RM 93 A 000385, depositata il 4.6.93.
Tutte le esperienze effettuate dal titolare, avevano dimostrato che la completa ossidazione del metallo (specialmente ralluminio) dava luogo a strati con scarse o nulle proprietà di barriera al vapore acqueo, ossigeno, ecc., mentre intervenendo in modo da deporre un film non completamente ossidato e perciò bevemente assorbente otticamente, senza però effetti cromatici, si ottiene un notevole miglioramento delle proprietà di barriera. L'essenza dell'invenzione presentata risiede dunque proprio nel fatto di utilizzare tutte le tecniche tradizionali di deposizione reattiva dei metalli, eventualmente assistite da plasma e/o ioni, controllando opportunamente il livello di ossidazione del film deposto. Ciò può avvenire in molti modi: automaticamente, con un temporizzatore, manualmente, ecc., misurando per es. la trasparenza ottica dello strato, ecc.
In un primo momento si potrebbe ritenere l'invenzione di scarsa altezza inventiva, ma questo dubbio scompare allorché si riconosca che il suo risultato è la soluzione di un problema finora insoluto, e cioè: l'ottenimento di proprietà di barriera agli agenti esterni principali.
Viene descritto ora a titolo esemplificativo e non limitativo il metodo di deposizione attualmente preferito dagli inventori, facendo riferimento allaJFig. 1 nella quale è riportata schematicamente la struttura di un impianto di deposizione a molti passaggi (già brevettai^ secondo la quale il materiale metallico evaporato da un crogiolo riscaldato elettricamente, viene depositato in molte fasi successive con incrementi discreti sul substrato plastico, e viene quindi parzialmente ossidato, passando in una zona di più elevata pressione rispetto alla zona di deposizione in cui viene inserita un'atmosfera ossidante anche creando un plasma. I parametri fondamentali che vengono controllati in tale configurazione sono: - spessore del singolo strato deposto per ogni passaggio;
- pressione e composizione dell'ambiente residuo, sia nella zona di deposizione sia nella zona di ossidazione;
- caratteristiche di potenza e tensione che generano la scarica che crea il plasma; - velocità di scorrimento del film plastico;
- eventuale pre-trattamento al plasma del film plastico.
pressione e composizione dell'ambiente residuo, sia nella zona di deposizione sia nella zona di ossidazione;
- velocità di scorrimento del film plastico;
- temperatura del film plastico;
Questo processo è da ritenersi molto interessante in quanto facilmente inseribile, con semplici modifiche, negli impianti tradizionali per deposizione di film ed in particolare in quelli noti con l'espressione "Roll-to-roll" frequentemente impiegati per la deposizione di alluminio.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1. Processo di deposizione su film plastico di strati trasparenti di barriera al vapore d'acqua, all'ossigeno, agli aromi, ecc., caratterizzato dal tato che detti strati vengono ottenuti mediante l'ossidazione parziale, in modo controllato, di metallo vaporizzato sotto vuoto.
- 2. Processo di deposizione su film plastico di strati trasparenti di barriera al vapore acque, all'ossigeno, aromi, ecc., secondo la Riv. 1 caratterizzato dal fatto che detta ossidazione parziale viene controllata mediante la misura della trasmittanza ottica del film deposto.
- 3. Processo di deposizione su film plastico di strati trasparenti di barriera al vapore acqueo, all'ossigeno, ad aromi, ecc., secondo le Riw. 1 e 2 caratterizzato dal fatto che detta ossidazione parziale si ottiene a mezzo del controllo dei seguenti parametri: - spessore del singolo strato deposto per ogni passaggio; - pressione e composizione dell'ambiente residuo, sia nella zona di deposizione sia nella zona di ossidazione; - carateristiche di potenza e tensione che generano la scarica che crea il plasma; - velocità di scorrimento del film plastico; - temperatura del film plastico; - eventuale pre-trattamento al plasma del film plastico; - velocità di deposizione del materiale vaporizzato.
- 4. Processo di deposizione su film plastico di strati trasparenti di barriera al vapore acqueo, all'ossigeno, ad aromi, ecc., secondo le Riw. 4, caratterizzato dal tatto che il controllo dei parametri può essere realizzato con ogni mezzo, anche con l'ausilio di un sistema elettronico collegato a temporizzatori, seguendo un programma preparato in base alla scelta dei parametri.
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| IT1276331B1 (it) | 1997-10-28 |
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