DE4343040C1

DE4343040C1 - Barrier film

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Publication number: DE4343040C1
Application number: DE19934343040
Authority: DE
Inventors: Klaus Goedicke; Manfred Dr Neumann; Siegfried Prof Dr Schiller; Volker Kirchhoff; Henry Morgner; Nicolas Schiller; Horst Schmidt
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2013-12-17

Abstract

The object is to provide barrier films having an inorganic layer system which have better barrier properties than known films and are cheaper to produce. In accordance with the invention, an underlayer is sputtered, plasma-supported, from a pure metal or a metal alloy or a chemical compound onto a flexible base material. The barrier layer is vapour-deposited, plasma-supported, onto the underlayer from the same or another type of material as the underlayer. A top layer is sputtered, plasma-supported, onto the barrier layer, again from the same or another type of material. The barrier film is essentially used as a packaging material for foods and sensitive products or as a laminate with other flexible materials. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Barrierefolie, bestehend aus einem anorganischen Schichtsystem, auf einem Basismaterial, vorzugs weise auf einem flexiblen Träger, aufgebracht, welches das Hindurchtreten bestimmter Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten in hohem Maße reduziert. Derartige Barrierefolien werden beispielsweise zum Herstellen von Verpackungen für Lebensmittel, Pharmazeutika und andere empfindliche Güter benötigt. Dabei werden die meist flexiblen, bahnförmigen Basismaterialien, wie Polymerfolien oder polymerbeschichtete Papiere oder Kartonagen, mit bestimmten Barrierebeschichtungen versehen und danach einzeln oder als Laminat mit anderen flexiblen Materialien zu Beutelverpackungen, Kartonverpackungen, Tiefziehverpackungen u. a. weiterverarbeitet.The invention relates to a barrier film consisting of a inorganic layer system, on a base material, preferred wise on a flexible support, which the Passage of certain gases, vapors and liquids in high Reduced dimensions. Such barrier films are, for example for the production of packaging for food, pharmaceuticals and other sensitive goods needed. Most of them flexible, web-shaped base materials, such as polymer films or polymer-coated paper or cardboard, with certain Provide barrier coatings and then individually or as Laminate with other flexible materials for bag packaging, Cardboard packaging, thermoformed packaging u. a. processed further.

Es ist bekannt, Barriereschichten durch Lackier- oder Extrusions verfahren aus organischen Materialien herzustellen, insbesondere wenn es sich um optisch transparente Barriereschichten handelt. Für Verpackungsanwendungen kommen vor allem Schichten aus PVDC und EVOH zum Einsatz. PVDC-Schichten stellen eine große Umweltbe lastung dar, weil bei der Müllverbrennung chlorhaltige Gase freigesetzt werden, die sowohl die Verbrennungsanlagen als auch die Umwelt schädigen. EVOH ist sehr feuchtigkeitsempfindlich und daher nur begrenzt einsetzbar. Generelle Nachteile beim Einsatz organischer Barriereschichten in der Verpackung sind die ungenügende Sterilisationsbeständigkeit und Recyclingfähigkeit der beschichteten Polymerfolien.It is known to apply barrier layers by painting or extrusion to produce processes from organic materials, in particular if it is optically transparent barrier layers. Layers of PVDC are used primarily for packaging applications and EVOH are used. PVDC layers represent a major environmental concern burden, because in waste incineration gases containing chlorine are released, both the incinerators as well harm the environment. EVOH is very sensitive to moisture and therefore only of limited use. General disadvantages in use organic barrier layers in the packaging are the insufficient resistance to sterilization and recyclability of the coated polymer films.

Es ist bekannt, anorganische Barriereschichten für Verpackungen einzusetzen. Obwohl bereits vor längerer Zeit vorgeschlagen wurde, optisch transparente Schichten aus Siliziumoxid oder Aluminiumoxid als Barriereschichten auf Polymerfolien für Verpac kungszwecke einzusetzen (US 3,442,686), sind erst in neuerer Zeit anorganisch beschichtete transparente Barriereverpackungen als Pilotprodukte auf dem Markt erschienen. Die Ursache dafür ist, daß entweder die Barriereeigenschaften noch nicht befriedi gend oder die Herstellungskosten zu hoch sind.It is known to have inorganic barrier layers for packaging to use. Although proposed a long time ago was, optically transparent layers of silicon oxide or Aluminum oxide as barrier layers on polymer films for Verpac Use purposes (US 3,442,686) are only newer Time inorganic coated transparent barrier packaging appeared on the market as pilot products. The cause of that is that either the barrier properties are not yet satisfactory or the manufacturing costs are too high.

Zur Verbesserung der Barriereeigenschaften und auch der Sterili sationsbeständigkeit der damit hergestellten Verpackungsfolien wurde vorgeschlagen, mehrere anorganische Schichten übereinander aufzutragen oder mehrere anorganische Materialien gleichzeitig aus der Dampfphase abzuscheiden und somit entsprechende Misch schichten herzustellen. Dabei soll einerseits durch eine zusätz liche Schicht unter der eigentlichen Barriereschicht die Haftung zwischen Barriereschicht und Polymerfolie verbessert und somit die Sterilisationsbeständigkeit der Verpackungsfolie erhöht werden (DE 32 12 377 A1). Andererseits soll durch Mischschichten aus verschiedenen anorganischen Materialien die Barrierewirkung dieser Schichten gegenüber verschiedenen Gasen und Dämpfen erhöht werden. Zu diesem Zweck wurden für die Herstellung optisch transparenter Barriereschichten sowohl Mischschichten aus ver schiedenen Oxiden als auch Mischschichten aus Oxiden und Metallen (GB 2 246 795 B; Misiano, C. u. a., Proc. 36. SVC-Conf., Dallas 1993, S. 307 ff; Deak, G. I. u. a., Proc. 36. SVC-Conf., Dallas 1993, S. 318 ff) vorgeschlagen. Trotz dieser aufwendigen Schichtsysteme sind reproduzierbar gute Barriereeigenschaften in Verbindung mit einer hohen Sterilisationsbeständigkeit bisher nicht erreicht worden. Hinzu kommt, daß die bisher vorgeschlage nen Schichtsysteme und Mischschichten für transparente Barriere folien aufwendige Mehrfach-Verdampfersysteme benötigen und damit hohe Beschichtungskosten verursachen. Auch der Vorschlag, durch zusätzliche Plasmaaktivierung während der Beschichtung die Barriereeigenschaften und die Sterilisationsbeständigkeit repro duzierbar zu verbessern (DE 41 13 221 A1; Kelly, R. S. A., Proc. 36. SVC-Conf., Dallas 1993, S. 312 ff), führten nicht zum gewünschten Erfolg. Aufgrund der genannten qualitativen und ökonomischen Probleme war es auf dem Gebiet der transparenten Barriereschichten bisher nicht möglich, die relativ billigen organischen Schichten durch hochwertige und umweltfreundliche anorganische Schichten zu ersetzen.To improve the barrier properties and also the sterility sation resistance of the packaging films produced with it it has been proposed to stack several inorganic layers to apply or several inorganic materials at the same time to separate from the vapor phase and thus appropriate mixing to produce layers. On the one hand, an additional layer under the actual barrier layer between barrier layer and polymer film improved and thus increases the sterilization resistance of the packaging film be (DE 32 12 377 A1). On the other hand, through mixed layers the barrier effect from various inorganic materials of these layers increased compared to various gases and vapors become. For this purpose they were optically for the production transparent barrier layers and mixed layers of ver different oxides as well as mixed layers of oxides and metals (GB 2 246 795 B; Misiano, C. et al., Proc. 36th SVC Conf., Dallas 1993, pp. 307 ff; Deak, G.I. u. a., Proc. 36 SVC Conf., Dallas 1993, pp. 318 ff). Despite this elaborate Layer systems are reproducibly good barrier properties in Connection with a high sterilization resistance so far has not been reached. In addition, the previously proposed layer systems and mixed layers for transparent barriers need complex multiple evaporator systems and thus cause high coating costs. Even the suggestion by additional plasma activation during coating Barrier properties and the sterilization resistance repro inducible to improve (DE 41 13 221 A1; Kelly, R. S.A., Proc. 36.SVC Conf., Dallas 1993, pp. 312 ff), did not lead to desired success. Because of the qualitative and economic problems it was in the area of transparent So far, barrier layers have not been possible, which are relatively cheap organic layers through high quality and environmentally friendly to replace inorganic layers.

Es sind auch Folien, z. B. aus PET, bekannt, die mit organischen Schichten aus Al₂O₃ und SiO versehen sind. Diese einzelnen Schichten - mindestens 2 - sind durch kontinuierliche, nacheinan der folgende Verdampfung in O₂-Atmosphäre im Vakuum aufgebracht. Durch entsprechend angeordnete Blenden werden die jeweils nicht benötigten Teilchenquellen geschlossen (JP 03-191 951 A). Derar tige Schichtsysteme aus diesen Materialien haben in der Praxis nicht die gewünschte Barrierewirkung erreicht, und die Haftfe stigkeit läßt zu wünschen übrig.There are also foils, e.g. B. from PET, known with organic Layers of Al₂O₃ and SiO are provided. This individual Layers - at least 2 - are continuous, one after the other the following evaporation in an O₂ atmosphere in a vacuum. By means of appropriately arranged screens, they are not required particle sources closed (JP 03-191 951 A). Derar Layer systems made from these materials have been used in practice does not achieve the desired barrier effect, and the adhesive Stability leaves much to be desired.

Auch auf dem Gebiet der lichtundurchlässigen, meist metallischen Barriereschichten besteht der dringende Bedarf, die Barriere eigenschaften zu verbessern. Die bekannten Barriereschichten, meist aus aufgedampftem Aluminium, haben aus bisher ungeklärten Gründen eine höhere Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit, als das aufgrund ihrer Dicke zu erwarten ist. Die Folge davon ist, daß in vielen Fällen anstelle dünner Metallschichten etwa 100 mal so dicke Metallfolien zum Einsatz kommen, um den gewünschten Barriereeffekt zu erzielen.Also in the field of opaque, mostly metallic There is an urgent need for barrier layers, the barrier to improve properties. The well-known barrier layers, mostly made of evaporated aluminum, have from previously unexplained Found a higher gas and water vapor permeability than that is to be expected due to their thickness. The consequence of this is that in many cases instead of thin metal layers about 100 times as much thick metal foils are used to achieve the desired Achieve barrier effect.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine anorganische Barrierefolie anzugeben, die bessere Barriereeigenschaf ten aufweist als die bisher bekannten Barrierefolien, und die gleichzeitig mit relativ geringen Kosten herstellbar ist. Insbe sondere soll erreicht werden, daß transparente anorganische Barriereschichten mit vergleichbaren Kosten, aber mit wesentlich besseren Eigenschaften als transparente organische Barriere schichten hergestellt werden können, und daß somit die umweltbe lastenden organischen Barriereschichten abgelöst werden können. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die nicht transparen ten metallischen Barriereschichten in ihren Eigenschaften so zu verbessern, daß sie in noch größerem Maße die wesentlich mate rialintensiveren Metallfolien ablösen können.The object of the invention is an inorganic Barrier film to indicate the better barrier property ten than the previously known barrier films, and the can be produced at a relatively low cost at the same time. In particular special should be achieved that transparent inorganic Barrier layers with comparable costs, but with essential ones better properties than transparent organic barrier Layers can be produced, and thus the environmentally burdensome organic barrier layers can be removed. Another object of the invention is to make the non-transparent properties of metallic barrier layers improve that they will mate the much more rial-intensive metal foils.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Patentan spruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 12 beschrieben.According to the invention the task according to the features of the patent Proverb 1 solved. Further configurations are in the Claims 2 to 12 described.

Das erfindungsgemäße Schichtsystem aus der auf das Basismaterial, vorzugsweise auf die Folie aufgestäubten Unterschicht, der darauf plasmagestützt aufgedampften eigentlichen Barriereschicht und der abschließend darauf aufgestäubten Deckschicht zeigt überraschenderweise wesentlich bessere Barriereeigenschaften als die bisher bekannten Mehrschichtsysteme. Für das Erreichen dieses Effektes ist es von großer Bedeutung, daß die Unterschicht und die Deckschicht aufgestäubt werden und konti nuierlich in die Barriereschicht übergehen. Diese Lösung unter scheidet sich grundsätzlich von den bekannten Ausführungen mit einer separaten Unterschicht und einer separaten Deckschicht ohne einen kontinuierlichen Übergang zur eigentlichen Barriereschicht. The layer system of the invention based on the base material, preferably on the film sputtered underlayer, the plasma-supported vapor-deposited actual barrier layer thereon and finally shows the top layer dusted on it Surprisingly much better barrier properties than the previously known multi-layer systems. For achieving this It is of great importance that the Bottom layer and the top layer are dusted and continuous nuously pass into the barrier layer. This solution below differs fundamentally from the known designs a separate underlayer and a separate top layer without a continuous transition to the actual barrier layer.

Die Ursache für die wesentliche Verbesserung der Barriereeigen schaften wird darin gesehen, daß durch die höhere Energie der gestäubten Teilchen eine dichtere Packung der Schichtmoleküle erfolgt. Diese dichte Packung ist besonders an der Unter- und Oberseite der Barriereschicht erforderlich, um das Ein- und Heraustreten des permeierenden Gases in die bzw. aus der Barriereschicht zu erschweren.The reason for the substantial improvement of the barrier's own is seen in the fact that through the higher energy the dusted particles a denser packing of the layer molecules he follows. This tight pack is particularly on the bottom and Top of the barrier layer required to get in and out Emergence of the permeating gas in or out of To complicate the barrier layer.

Vermutlich tritt eine zusätzliche Behinderung der Diffusion durch die Fremdatome der Nachbarschicht im Durchdringungsbereich der Gradientenschichten ein. Das Konzentrationsgefälle der Fremdatome ist offenbar effektiver als die konstante Konzentration von Fremdatomen über die Dicke der Barriereschicht bei den bereits bekannten Mischschichten.An additional impediment to diffusion probably occurs the foreign atoms of the neighboring layer in the penetration area of the Gradient layers. The concentration gradient of the foreign atoms is apparently more effective than the constant concentration of Foreign atoms about the thickness of the barrier layer in the already known mixed layers.

Durch die erfindungsgemäße Plasmaaktivierung beim Aufdampfen der Barriereschicht tritt ein weiterer Effekt ein, der die Vorteile der Barrierefolie begründet. Die Plasmaaktivierung wirkt sowohl beim Aufdampfen der Barriereschicht als auch beim Aufstäuben der Unter- und Deckschicht und führt somit zu einer Verdichtung aller drei Schichten und zu einer festen Verankerung der Fremdatome aus der jeweiligen Nachbarschicht.Due to the plasma activation according to the invention when the Barrier layer occurs another effect that has the advantages of the barrier film. The plasma activation works both when evaporating the barrier layer as well as when dusting the Under and top layer and thus leads to a compression of all three layers and to firmly anchor the foreign atoms the respective neighboring layer.

Es wurde weiterhin gefunden, daß es ausreicht, wenn die Unter- und Deckschicht eine Halbwertsdicke von Bruchteilen eines Nanome ters hat, d. h. zur Erreichung des gewünschten Effekts genügen wenige Atomlagen. Unter Halbwertsdicke versteht man die Dicke der Schichten, innerhalb der die Konzentration des jeweiligen Schichtmaterials größer als 50% der Maximalkonzentration ist. Die Hauptfunktion der Unter- und Deckschicht scheint im gradien tenförmigen Eindringen in die Barriereschicht zu liegen. Eine andere Funktion der aufgestäubten dünnen Unterschicht besteht vermutlich in der Keimbildung für das dichte Aufwachsen der aufgedampften Barriereschicht.It was also found that it was sufficient if the sub and top layer has a half-value thickness of fractions of a nanome ters has, d. H. are sufficient to achieve the desired effect few atomic layers. The half-value thickness is the thickness of the Layers within which the concentration of each Layer material is greater than 50% of the maximum concentration. The main function of the bottom and top layers appears in the gradien penetration into the barrier layer. A other function of the sputtered thin underlayer exists probably in the nucleation for the dense growth of the evaporated barrier layer.

Für bestimmte Materialkombinationen ist es vorteilhaft, wenn die Dotierung durch Fremdatome der Unter- und Deckschicht bis in die Mitte der Barriereschicht reicht und dort noch eine Konzentration von 0,1 bis 1 Atomprozent relativ zur Konzentration der Atome der Barriereschicht aufweisen. Der optimale Konzentrationsabfall der Fremdatome und ihre Konzentration in der Mitte der Barriere schicht ist in zweckmäßiger Weise experimentell zu ermitteln.For certain material combinations, it is advantageous if the Doping by foreign atoms of the lower and upper layers right into the In the middle of the barrier layer there is enough concentration from 0.1 to 1 atomic percent relative to the concentration of the atoms of the Have a barrier layer. The optimal drop in concentration Foreign atoms and their concentration in the middle of the barrier layer is expediently to be determined experimentally.

Eine vorteilhafte Ausführung der Barrierefolie besteht darin, die Schichten aus Metall oder Metallegierungen auszuführen. Es hat sich gezeigt, daß die Barrierewirkung bei gleicher Schichtdicke deutlich besser ist als bei den bekannten metallischen Schichtsystem-Ausführungen. Neben der Verdichtung der Schicht treten bedingt durch die höhere Teilchenenergie beim Aufstäuben der Unterschicht weniger Poren in der Schicht auf.An advantageous embodiment of the barrier film is that Execute layers of metal or metal alloys. It has it has been shown that the barrier effect with the same layer thickness is significantly better than the known metallic ones Layer system versions. In addition to the compression of the layer occur due to the higher particle energy when dusting the Lower layer less pores in the layer.

Durch die wesentlich verbesserten Barriereeigenschaften können in vielen Fällen die bisher noch verwendeten Barrierefolien aus Metall durch etwa 100 mal dünnere metallische Barriereschichten ersetzt werden.Due to the significantly improved barrier properties, in many cases the barrier films still used Metal through metallic barrier layers about 100 times thinner be replaced.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Barrierefolie besteht darin, daß das Schichtsystem aus chemischen Verbindungen besteht. Hier bewirkt der Aufstäubprozeß für Unter- und Deckschicht und die Plasmaaktivierung für alle drei Schichten nicht nur eine Verdich tung der Schichten - wie bei den Metallen -, sondern fördern auch die Ausbildung stöchiometrischer Verbindungen. Dadurch ist es sogar möglich, bei entsprechendem Reaktivgaseinlaß die Verbin dungsschichten durch Aufstäuben bzw. Verdampfen der entsprechenden Ausgangselemente herzustellen. Besonders geeignet ist die erfin dungsgemäße Barrierefolie mit Schichten aus Oxiden, Nitriden und Carbiden durch Einlaß von O₂, N₂ oder CH₄ als Reaktivgas. Hervor ragende Barriereeigenschaften werden erreicht, wenn eine plasmagestützt aufgedampfte Barriereschicht aus Aluminiumoxid mit Unter- und Deckschichten kombiniert wird, die ebenfalls aus Aluminiumoxid oder aus Siliziumoxid, Chromoxid oder Zinnoxid bestehen.There is a particularly advantageous embodiment of the barrier film is that the layer system consists of chemical compounds. This is where the dusting process for the top and bottom layers and the Plasma activation for all three layers is not just a compaction layers - as with metals - but also promote the formation of stoichiometric connections. That’s it even possible, with the appropriate reactive gas inlet, the connector layers by dusting or evaporating the corresponding layers To produce output elements. The inventin is particularly suitable Barrier film according to the invention with layers of oxides, nitrides and Carbides through inlet of O₂, N₂ or CH₄ as a reactive gas. Out excellent barrier properties are achieved when a plasma-supported vapor-deposited aluminum oxide barrier layer Bottom and top layers are combined, which are also made Aluminum oxide or silicon oxide, chromium oxide or tin oxide consist.

Das erfindungsgemäße Schichtsystem ist außer zur Herstellung von Barrierefolie für Verpackungszwecke auch zum Korrosionsschutz von metallischen Oberflächen wie Metallblech, Metallfolie oder Metallschichten auf beliebigen Unterlagen geeignet. Es ist darüber hinaus auch für den Schutz nichtmetallischer korrosions empfindlicher Oberflächen geeignet.The layer system according to the invention is not only for the production of Barrier film for packaging purposes also for corrosion protection of metallic surfaces such as sheet metal, metal foil or Metal layers suitable on any documents. It is also for the protection of non-metallic corrosion suitable for sensitive surfaces.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist eine Barrierefolie im Schnitt dargestellt.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing, a barrier film is in section shown.

Auf einer Folie 1 von 12 µm Dicke aus Polyethylen als Basismate rial ist eine Unterschicht 2 aus Aluminiumoxid mit einer Halb wertsdicke von 1,0 nm und auf dieser ist die 20 nm dicke Barriereschicht 3 aus Aluminiumoxid aufgebracht. Darauf befindet sich eine Deckschicht 4 aus Aluminiumoxid, die 1,0 nm dick ist.On a film 1 of 12 μm thick made of polyethylene as the base material is a lower layer 2 made of aluminum oxide with a half-thickness of 1.0 nm and on this the 20 nm thick barrier layer 3 made of aluminum oxide is applied. There is a cover layer 4 made of aluminum oxide, which is 1.0 nm thick.

Das Aufbringen des Schichtsystems erfolgt derart:
Die zu beschichtende Folie 1 wird in einer Vakuumbeschichtungsan lage über eine Kühlwalze geführt, auf welcher nacheinander zunächst mittels eines Magnetrons die Unterschicht 2 aufgestäubt wird. Danach wird durch plasmaaktivierte Verdampfung die Barriereschicht 3 aufgedampft und schließlich mittels eines zweiten Magnetrons die Deckschicht 4 aufgestäubt. Die beiden Magnetrons sind dabei relativ zum Verdampfer so angeordnet, daß die Teilchenströme der Magnetrons und des Verdampfers kontinuier lich ineinander übergehen und sich die Teilchenströme der beiden Magnetrons in der Mitte der Bedampfungszone mit ihren Randberei chen überlappen. Die beiden Magnetrons dienen gleichzeitig als Elektroden zur Erzeugung des Plasmas für die plasmaaktivierte Bedampfung. Für das Abscheiden chemischer Verbindungen wird den Teilchenströmen der beiden Magnetrons und des Verdampfers das entsprechende Reaktivgas zugeführt. Insbesondere für das Abschei den elektrisch isolierender Verbindungen werden die beiden Magnetrons impulsweise und zeitlich abwechselnd betrieben, indem abwechselnd jeweils ein Magnetron als Anode und ein Magnetron als Katode geschaltet ist.The layer system is applied as follows:
Is which is to be coated sheet 1 in an Vakuumbeschichtungsan position over a cooling roll out, to which successively first by means of a magnetron, the backsheet 2 is sputtered. Thereafter, the barrier layer 3 is vapor-deposited by means of plasma-activated evaporation and finally the cover layer 4 is dusted on by means of a second magnetron. The two magnetrons are arranged relative to the evaporator in such a way that the particle streams of the magnetrons and the evaporator merge continuously into one another and the particle streams of the two magnetrons overlap with their peripheral areas in the middle of the vaporization zone. The two magnetrons also serve as electrodes for generating the plasma for plasma-activated evaporation. For the separation of chemical compounds, the corresponding reactive gas is supplied to the particle streams of the two magnetrons and the evaporator. In particular for the separation of the electrically insulating connections, the two magnetrons are operated alternately in pulses and in time by alternately switching one magnetron as the anode and one magnetron as the cathode.

Durch diese Anordnung der Magnetrons und die gleichzeitige Funktion der Magnetrons als Elektroden zur Plasmaaktivierung wirkt das zwischen den Magnetrons erzeugte Plasma sowohl beim Aufdampfen der Barriereschicht 3 als auch beim Aufstäuben der Unterschicht 2 und Deckschicht 4. Außerdem ist der Aufbau der Einrichtung durch diese Doppelfunktion der Magnetrons sehr einfach und kostengünstig.As a result of this arrangement of the magnetrons and the simultaneous function of the magnetrons as electrodes for plasma activation, the plasma generated between the magnetrons acts both when the barrier layer 3 is evaporated and when the underlayer 2 and cover layer 4 are dusted on. In addition, the construction of the device is very simple and inexpensive due to this double function of the magnetrons.

Claims

1. barrier film, consisting of an inorganic layer system on a flexible base, characterized in that on a flexible base material, in particular a polymer film ( 1 ), first a sputtered base layer ( 2 ), then a plasma-supported vapor-deposited barrier layer ( 3 ) and on this a sputtered cover layer ( 4 ) are applied, and that the lower layer ( 2 ), barrier layer ( 3 ) and cover layer ( 4 ) continuously merge into one another, that the half-value thickness of the lower layer ( 2 ) and cover layer ( 4 ) is small compared to the half-value - Thickness of the barrier layer ( 3 ) is that the half-value thickness of the lower layer ( 2 ) and top layer ( 4 ) each 0.2 to 2 nm and the half-value thickness of the barrier layer ( 3 ) 10 to 100 nm that all three Layers ( 2 ; 3 ; 4 ) are formed as gradient layers and the material of the lower layer ( 2 ) and cover layer ( 4 ) with a concentration gradient as a doping material in the bar barrier layer ( 3 ) is included.

2. Barrier film according to claim 1, characterized in that the doping concentrations of the materials of the lower and top layers ( 2 ; 4 ) in the central plane of the barrier layer ( 3 ) are between 0.1 and 1 atomic percent of the material of the barrier layer.

3. barrier film according to claim 1 and 2, characterized in that the lower layer ( 2 ), barrier layer ( 3 ) and cover layer ( 4 ) consist of pure metals or metal alloys.

4. barrier film according to claim 3, characterized in that all three layers ( 2 ; 3 ; 4 ) made of the same metal, preferably made of aluminum.

5. barrier film according to claim 3, characterized in that the lower layer ( 2 ) and cover layer ( 4 ) consist of the same metal, preferably of chromium or a chromium alloy, and that the barrier layer ( 3 ) of a different metal, preferably of aluminum , consists.

6. barrier film according to claim 3, characterized in that all three layers ( 2 ; 3 ; 4 ) consist of different metals or metal alloys.

7. barrier film according to claim 1 and 2, characterized in that the lower layer ( 2 ), barrier layer ( 3 ) and cover layer ( 4 ) consist of chemical compounds, preferably of oxides, nitrides or carbides.

8. barrier film according to claim 7, characterized in that all three layers ( 2 ; 3 ; 4 ) of the same chemical connec tion, preferably made of aluminum oxide.

9. barrier film according to claim 7, characterized in that the lower layer ( 2 ) and cover layer ( 4 ) consist of the same chemical compound, preferably of silicon oxide, chromium oxide or tin oxide, and that the barrier layer ( 3 ) consists of a different chemical compound, preferably made of aluminum oxide.

10. barrier film according to claim 7, characterized in that all three layers ( 2 ; 3 ; 4 ) consist of different chemical compounds.