关键词：阻隔性薄膜工艺知多少
随着人们生活水平的提高，人们对食品保质添加剂用量越来越 干式复合法
干式复合法是以各种片材或薄膜作为基材，用凹版辊在基材表面涂布一层粘结剂，经过干燥烘道烘干发黏后，再在复合辊上压贴复合。这是目前国内常用的一种复合膜生产方法，干式复合的特点是适应面广，选择好适当的粘接剂，可以对各种薄膜和片材进行复合，如PE膜、PP膜、PA膜、PET膜等，而且复合强度高，复合速度快。但在几种阻隔薄膜中，干式复合成本非常大，因为干式复合采用了粘接剂，且用量约在2.5~5g/m2，因此会产生溶剂残留，也会对环境产生污染等问题，另外如果采用无溶剂和水胶复合，复合成本比溶剂成本更高。
涂布复合法
涂布复合法的工艺比较简单，对于较难单独加工成膜的阻隔性树脂，如PVA、PVDC等均可以采用涂布复合。PVA的熔融温度为~℃，分解温度℃，要加工成薄膜需要添加增塑剂和稳定剂，以提高热分解温度，降低熔融温度。PVA是水溶性树脂，在实际使用中采用水喝乙醇的混合物作为溶剂，在PK或PP薄膜上涂布4~6μm的厚度PVA，由于PVA耐水性差，可以采用在PVA溶剂中添加交联剂以提高其耐水性，同时也提高了PVA与涂布基材的附着力。当然为了增加阻隔性，也有一些厂家将涂布的PVA膜再进行复合加工。
共挤薄膜法
共挤阻隔薄膜是利用多台挤出机，通过一个多流道的多层共挤模头，一次性生产多层结构的薄膜的技术。这种方法对设备特别是机头设计和工艺控制的要求高，近年来随着机械加工和制作技术的成熟，共挤出复合法得到较快发展，从早的3层到现在的11层复合膜都可以生产，根据功能的需要，可选择不同的材料，比如一种典型的7层共挤复合膜，其阻隔层采用EVOH和尼龙树脂，通过粘接剂与PE树脂或PP树脂共挤一次成型，这样确保了包装的需要，又降低了成本。据有关调查表明，发达国家的共挤包装薄膜占整个阻隔性包装薄膜的40%，而我国仅占6%。因此多层共挤技术在我国将有很大的应用空间，随着薄膜表面印刷油墨的开发和表面印刷技术的提高，预计共挤出复合技术将得到更大的发展。从工艺上来说，共挤阻隔膜包括共挤吹膜和共挤流延两种方法。
蒸镀复合法
蒸镀复合法是以农业生产体系塑料薄膜为基材与无机材料复合的技术，致密的无机层能赋予材料上好的阻隔性能。典型常见的蒸镀复合是真空镀铝技术，在高真空条件下，通过高温将铝线熔化惩罚，铝蒸气沉淀集聚在塑料薄膜表面，形成一层厚约35-40mm的阻透层，作为基材的塑料薄膜可以是PE、PET、PA、PVC等,真空镀铝膜具有优良的阻隔性能，在不要求透明包装的情况下，镀铝膜是好的选择，尽管镀铝层很薄，但是其阻透性能达到透湿lt;0.1g(m2.24hgt;,透氧lt;0.1cm2/(m2.24h,其阻透性能不受湿度的影响；镀铝膜的保香性好，具有金属光泽，装饰美观，但不透明，包装内容物不直观；耐曲揉性差，折揉后易产生小孔或裂痕，从而影响阻隔性。为了改善镀铝膜的不足，新的技术之一，是采用在塑料薄膜上镀氧化硅（SiOx）,其中SiOx是Si2O3与Si3O4的混合物，工艺上可采用物理沉淀法和化学沉积法，镀氧化硅膜的无机层致密，厚度有0.05~0.06μm,阻透性优于一般共挤出膜和PVDC凃覆膜，除此之外，而且具有很好的透明性、耐揉曲性、耐酸碱性、较好的印刷性，适应在微波炉中使用，燃烧处理的残渣很少。可以用于蒸镀的原料除SiOx外，还有AhO3、MgO、TiO2等。
C3Nano新型硬涂层膜厚度非常小、抗刮擦且拥有高硬度，非常适合智能手机、平板电脑、笔记本电脑和可穿戴设备等应用。
年12月5日，C3Nano宣布其硬涂层膜ActiveGuardHC?被维信诺在其新型可折叠智能手机中采用。这种薄膜可以为AMOLED显示屏提供优异的耐刮擦性、硬度、柔韧性和较好的光学清晰度。
ActiveGuardHC?硬涂膜可以与多种基材兼容，包括透明聚酰亚胺（TPI?），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚碳酸酯（PC）。这种薄膜厚度非常小、抗刮擦且拥有高硬度，非常适合智能手机、平板电脑、笔记本电脑和可穿戴设备等应用。
随着科技的发展，手机、电视机等拥有显示屏的电子电器产品，正向着更轻、更薄、更易收纳的方向发展。如果大家逛一逛家电市场就会发现，OLED（农业生产体系发光二较管）电视机已经成为了各大主流电视整机厂商的主推款式。一些OLED电视屏幕厚度仅有2.57毫米，纤薄的机身使其真的可以像一张壁画那样紧贴在墙面上，还具有超广可视角度、几乎无穷大的对比度等画质优势。
除了电视机，目前三星、苹果、华为等品牌手机制造商也已经开发出了OLED屏幕的折叠手机，并即将推向市场。不同于我们传统概念的翻盖折叠手机，这种手机因为屏幕可以像纸一样轻薄可折叠，实现了机身整体折叠收纳的可能。
手机、电视机屏幕可弯曲折叠，已经不再是梦，而为它们解锁这一功能的，正是新型OLED屏幕的开发使用。而这一切的基础，则是PI膜。
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PI薄膜
获封“黄金薄膜”
在生产OLED显示屏的过程中，首先需要基体材料具有耐热性以及高温尺寸稳定性。基板材料在高温制造过程中，如果不能保持优良的尺寸稳定性，将会对显示器件的品质与可靠性产生致命影响。例如，如果基板在高温时的尺寸变化过大，会造成光对位精度变差以及在材料层界产生内应力，导致OLED器件显示精度的降低，并有可能在弯曲时造成层与层之间的剥离。
此外，OLED基体材料必须具有柔韧性，且要在折叠的情况下不会断裂，这样一来，OLED屏才能实现可弯曲、可折叠。
中国科学院化学研究所研究员刘金刚介绍，PI（聚酰亚胺）是一类分子结构中含有酰亚胺环的农业生产体系高分子材料，刚性的酰亚胺环赋予了这类材料优异的综合性能，从而使得PI成为柔性显示器件基板的材料。
科学家们经过对比发现，PI薄膜具有优良的耐高温特性、良好的力学性能以及优良的化学稳定性，就算是在-℃的较度低温以及℃较度高温的条件下使用，也不会改变薄膜的属性，既不熔融也不燃烧，具有较高的阻燃等级，不会被农业生产体系溶剂侵蚀和破坏，薄膜的拉伸强度和弯曲强度超过兆帕，因此PI薄膜又被称为“黄金薄膜”。
OLED有一个致命的弱点，就是怕氧怕水。一旦有氧气或者水汽进入到OLED器件中，就会引起OLED器件寿命的大幅衰减，严重影响屏幕的使用寿命和使用性能。因此，OLED的使用寿命和效果很大程度上取决于柔性基板及封装技术对于氧气和水汽的隔阻能力。
针对这个问题，在生产柔性OLED器件的过程中，工程师们利用磁控溅射等方法，将SiO2、Al2O3等成分喷涂在PI基材表面，就形成了水汽阻隔膜。这样一来，OLED在保证了可弯曲折叠的前提下，实现了防水防氧化，大大增加了屏幕的使用寿命。
成就微电子技术
OLED显示屏一般采用的是挠性印制电路板(FPC)，具有轻、薄、柔韧性好等优点，有利于制造更轻薄的显示屏产品。而挠性覆铜板(FCCL)则是生产FPC的基础材料。FCCL表面的挠性绝缘基膜，除了要具有良好的机械性能和介电绝缘性能外，还必须具备优良的挠曲性、尺寸稳定性和耐热性能。
山东万达微电子材料有限公司高工刘学勇介绍，PI膜由于具有介电常数低、热稳定性高、吸湿性低和力学性能好等特性，因而被广泛用作挠性覆铜板的基底材料及其配套的覆盖膜中，对电子线路起着机械支撑和高介电绝缘的作用。
FCCL对其覆盖薄膜除了有电力学性能的各项要求外，对薄膜的热膨胀系数、性能、厚度和质量等也都有较高的要求。在这方面，PI薄膜耐℃高温的性能就能起到很好的效果。在利用PI膜制成的挠性线路板进行电路板热熔焊接时，基板不会熔融、分解，能够很好支撑FCCL的生产要求。此外，低热膨胀系数也是FCCL生产过程中需要考量的重要指标，而PI薄膜的热膨胀系数与铜信号线接近，避免了由于两者之间热膨胀系数差别非常大而引起内应力。
作为FCCL基底材料，其吸潮率也要越低越好。当吸潮率低于2%时，柔性封装基板在图形制作过程中，才能在℃~℃的高温环境下不产生气泡或剥离现象。PI膜由于酰亚胺基团的存在，使其吸水率低于1.5%，较好地满足了FCCL的生产需求。
此外，PI膜能够做到较薄，其厚度可做到12.5微米。这也给OLED微电子零件的封装形成了有力支撑。
各种优异性能的结合，使得OLED柔性屏幕的生产成为了常态。难怪业内有人说：“没有PI薄膜，就不会有今天的微电子技术；没有12.5微米规格的PI薄膜，就没有先进的微电子封装。”
助力智慧生活
PI薄膜是由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二胺基二苯醚(DDE)在强较性溶剂二甲基乙酰胺（DMAC）中，经缩聚并流延成膜再经亚胺化处理后得到的，其生产工艺较为复杂，技术含量高。
但由于PI分子结构中存在芳香共轭结构，易形成电子转移络合物，因此PI薄膜普遍呈棕颜色，这使其在柔性显示器基材中的应用受到限制。因此，科学家们通过分子结构设计、新合成技术等方法，对PI薄膜进行改性，以使其能够有更广泛的应用。
西南科技大学教授黄渝鸿介绍，从分子设计上减少共轭单元、分子内和分子间的传荷作用，可提高PI薄膜的透明性，主要方法是在分子结构中引入含氟取代基、砜基等。PI膜引入含氟取代基后，可在不影响其良好耐热性能的前提下，大幅度提高PI薄膜的溶解性和透明性，并降低其介电常数和吸湿性。
此外，通过对聚酰亚胺分子结构优化设计，引入官能团，可以提高PI膜产品的性能。科学家们开发了PI低温化学酰亚胺化工艺，通过喷涂—双向拉伸法生产超薄PI薄膜，提高了薄膜平整性和力学性能，薄膜薄可达到6微米，介电强度、热/吸湿膨胀系数、拉伸强度等指标也都能达到全部先进水平。
PI膜改性后，综合性能优异，应用领域也因此被扩展到量子点电视、VR眼镜、智能家居、车载、人工智能、智慧楼宇、无人驾驶等领域。未来，包括教育、服饰、体育竞技、智慧城市等都将是柔性显示技术的用武之地，“互联网+柔性显示”也将在不久的将来，催生出一个全新的互联网时代。
这种薄膜的出现，为柔性设备提供了一种新型的方案，它是玻璃盖板非常理想的替代品，在折叠手机所带起的柔性大潮之下，新解决方案的出现能给更多的厂商打开柔性设备的大门。
C3Nano公司是由有名华裔女科学家、美国工程院院士、斯坦福大学化学工程系鲍哲南教授于年在美国硅谷成立的，致力于开发在广泛电子应用领域使用的新材料及化学技术的先进材料公司，是触控、显示及柔性电子产业核心技术和以纳米银为基础的透明导电技术的带领者。
当然，除了C3Nano之外，也有很多企业进行了特殊盖板的开发。
今年3月25日，日本东丽在其 芳纶是一种超级工程塑料，具有优异的刚性和耐热性，东丽则具有世界上商业化的芳纶膜Miktron?，基于这种技术储备，东丽采用了独特的聚合物设计和成膜技术，开发出了一种高刚性、高耐热性并且无色透明的芳纶薄膜。
此外，东丽通过对这种透明芳纶膜进行表面处理，成功赋予了它9H的非常高硬度和抗弯曲性，承受弯曲次数可达万次或以上。公司表示，通过使用这种产品作为柔性显示器的盖板，他们希望显示器可以变得更薄更柔韧，同时具有与玻璃相同的耐刮擦性。
年12月，东洋纺开发了耐屈曲性的光学PET薄膜，有望替代可折叠手机的玻璃盖板用PI薄膜。
膜链了解到，目前市面上公开的可折叠手机皆价格不菲，而日媒提到，东洋纺的新型薄膜性能接近于柔性CPI薄膜，但相比于CPI薄膜，它可降低约90%的材料成本！
对于折叠手机来说，目前CPI薄膜在同类产品中仍然具有不可小觑的优势。
明显的一点在于，CPI薄膜已经拥有了完备的量产条件，即使面对自身“划痕”的弱点，各厂家也可通过在其表面添加硬涂层涂布来应对。因此CPI（透明聚酰亚胺）薄膜一直被认为是可折叠显示器盖板的选择，从三星到华为，众多手机厂商都选择了这种材料作为盖板。
但自从2月韩媒爆出消息：折叠式手机专项使用超薄强化玻璃将取代CPI薄膜，成为三星电子年新一代折叠式智能型手机的保护玻璃材料，业界便对CPI薄膜的适用性产生了质疑。
这种特殊的玻璃材料就是由Dolnsys供应的UTG玻璃，这是一种更薄更坚固的玻璃，拥有比CPI盖板更有韧性，直接解决了易碎与不可挠的问题，并且保持了玻璃本身的大量优点。
与此同时，针对柔性玻璃盖板，还有一种特殊的技术正在测试中，那就是弹簧玻璃技术。弹簧玻璃技术是当激光射向可折叠智能手机弯曲的部分时，玻璃会像橡胶一样有弹性。这项技术的特殊之处在于，它只改变玻璃的一种性质，而不改变玻璃的光学性质或颜色。
来源：中玻网
排版：光学薄膜前沿
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