CN102543432A - 可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：1）原料准备；2）挤出机挤出铸片；3）激冷辊及风淋冷却；4）纵向拉伸；5）横向拉伸；6）测厚、切边及电晕处理；7）收卷；8）第一次时效处理；9）分切；10）第二次时效处理。本发明由于在电晕处理时，对聚丙烯电容薄膜进行了双面电晕处理，则在后续的蒸镀工序中对双面电晕处理的聚丙烯电容薄膜进行双面镀金属化膜层，而因为聚丙烯电容薄膜的两面都镀有金属化膜层，所以在不增大封装体积和增加所制备的电容器的承载大电流能力的前提下，而不用增加金属化膜层的厚度，且双面电晕处理的聚丙烯电容薄膜进行双面镀金属化膜层的厚度与原先单面的金属化膜层的厚度相同，故不易出现厚度不均，容易脱开的问题，成品率较高，进而使得制备的电容器的成本较低。
Description
技术领域
本发明属于电容膜制备领域，特别是涉及一种可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法。
背景技术
聚丙烯电容薄膜即电容器用双向拉伸聚丙烯薄膜，双向拉伸聚丙烯薄膜的简称为BOPP，即双向拉伸聚丙烯薄膜英文名称“Biaxially Oriented Polypropylene”的简称。
薄膜电容分为金属化薄膜电容器和金属箔式电容器。通常的薄膜电容器的制法是将铝等金属箔当成电极和塑胶薄膜重叠后卷绕在一起制成。但是另外薄膜电容器又有一种制造法，叫做金属化薄膜(Metallized Film)，其制法是在塑胶薄膜上以真空蒸镀上一层很薄的金属以做为电极。如此可以省去电极箔的厚度，缩小电容器单位容量的体积，所以薄膜电容器较容易做成小型，容量大的电容器，例如常见的MKP电容，就是金属化聚丙烯膜电容器(Metailized Polypropylene Film Capacitor)的代称。
目前，现有技术的的金属化聚丙烯电容薄膜制电容器一般使用的是单面的金属化聚丙烯电容薄膜，即单面电晕处理里的聚丙烯电容薄膜，但是它具有一主要缺点为耐受大电流能力较差，这是由于单层的金属化膜层比金属箔要薄很多，承载大电流能力较弱；而要改善金属化聚丙烯电容薄膜电容器这一缺点，有两个改善途径：一是减少膜宽，增大卷绕直径，但这样电容器的体积就会相应的增大，而不利于电路的封装，同时影响电路向小型化方面的发展；二是增加金属化膜层的厚度，就可在不增大封装体积的情况下实现，但是金属化膜层的厚度增加后，不利于金属层蒸镀，蒸镀时金属层容易出现厚薄不均的情况，且金属层容易与聚丙烯电容薄膜脱开，报废率较高，成品率较低，导致电容器制备成本较高。因此现有技术的聚丙烯电容薄膜存在不增大封装体积和增加所制备的电容器的承载大电流能力的同时，电容器制备成本较高的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决以上技术问题是，提供一种在不增大封装体积和增加所制备的电容器的承载大电流能力的同时，使得电容器制备成本较低的可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法。
为实现本发明目的，本发明所用的技术方案是：提供一种可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：
1）原料：需用等规度≥98.5%，灰分小于等于20ppm的聚丙烯原料；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为230~265℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为90~108℃，厚片的厚度为成品厚度的8~9倍；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为140~150℃，拉伸倍率为4.0~6.0，定型温度为138~148℃，拉伸段设有红外加热装置，且红外加热装置的温度设定为140~150℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热段为10.5~16.5米，预热温度为160~172℃，拉伸段为9~15米，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为8.0~10，定型段为15~19.5米，定型温度为150~180℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为3.8~4.8μm，使用两个电极对薄膜的两面同时进行电晕处理，电晕时两个电极的输出功率为6~20KW，输出电压为6~12KV，脉冲频率为20~100KHz，放电间隙为2~3mm，电极的轰击强度为7~9W·Min/m2；
7）收卷；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为32~38℃的环境中时效处理，时间为72~82小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30~40℃的环境中时效处理，时间为≥12小时。
所述的步骤6）中电晕处理时，薄膜湿润张力≥42mN/m，电极的放电状态为弧状密集雾弥式放电。
所述的步骤7）中收卷张力为26%~32%，收卷压力为40%~50%。
所述的收卷张力为26%，收卷压力为45%。
与现有技术相比，本发明由于在电晕处理时，对聚丙烯电容薄膜进行了双面电晕处理，则在后续的蒸镀工序中对双面电晕处理的聚丙烯电容薄膜进行双面镀金属化膜层，而因为聚丙烯电容薄膜的两面都镀有金属化膜层，所以在不增大封装体积和增加所制备的电容器的承载大电流能力的前提下，而不用增加金属化膜层的厚度，且双面电晕处理的聚丙烯电容薄膜进行双面镀金属化膜层的厚度与原先单面的金属化膜层的厚度相同，故不易出现厚度不均，容易脱开的问题，成品率较高，进而使得制备的电容器的成本较低。
具体实施方式
下面结合具体实施实例说明，但本发明不限于以下具体实施实例。
实施例1
一种可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：
1）原料：需用等规度≥98.5%，灰分小于等于20ppm的聚丙烯原料，比利时BOREALLS POLYMERS生产的聚丙烯颗粒；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为230~265℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为90℃，厚片的厚度为成品厚度的9倍；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为140~150℃，拉伸倍率为4.3，定型温度为138~148℃，拉伸段设有红外加热装置，且红外加热装置的温度设定为140~150℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热段为12米，预热温度为160~172℃，拉伸段为10.5米，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为8.0，定型段为16.5米，定型温度为150~180℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为3.8μm，使用两个电极对薄膜的两面同时进行电晕处理，电晕时两个电极的输出功率为6KW，输出电压为6KV，脉冲频率为20KHz，放电间隙为2mm，电极的轰击强度为7W·Min/m2；排气为四风道臭氧抽排装置；薄膜湿润张力≥42mN/m，电极的放电状态为弧状密集雾弥式放电；电晕处理的原理是在处理装置上施加高频高压电，使其电晕放电，产生细小密集的紫蓝色火花，空气电离后产生的各种等离子在强电场的作用下，加速而冲击处理装置内的薄膜，这些等离子粒子的能量一般在几至几十电子伏特，与薄膜分子的化学键能相接近，因此能诱发薄膜表面分子的化学键断裂而降解，增大表面粗糙度，能明显改善薄膜表面的润湿性和附着性，以提高与镀层的粘接性；两个电极的设置相对于单电极，具有能产生更高处理值，耗能更低；能减少储存时，表面张力的下降；能减少薄膜在电晕处理过程中的受热；能减少表面感应的静电的特点；
7）收卷：收卷张力为20%，收卷压力为40%；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为32℃的环境中时效处理，时间为82小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30℃的环境中时效处理，时间为32小时。
所涉及的设备均为常规市售的设备（设备均为德国布鲁克纳公司生产）。
实施例2
一种可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：
1）原料：需用等规度≥98.5%，灰分小于等于20ppm的聚丙烯原料，比利时BOREALLS POLYMERS生产的聚丙烯颗粒；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为230~265℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为100℃，厚片的厚度为成品厚度的10倍；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为140~150℃，拉伸倍率为5.0，定型温度为138~148℃，拉伸段设有红外加热装置，且红外加热装置的温度设定为140~150℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热段为13.5米，预热温度为160~172℃，拉伸段为12米，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为9.0，定型段为16.5米，定型温度为150~180℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为4.3μm，使用两个电极对薄膜的两面同时进行电晕处理，电晕时两个电极的输出功率为13KW，输出电压为9KV，脉冲频率为60KHz，放电间隙为2.5mm，电极的轰击强度为8W·Min/m2；薄膜湿润张力≥42mN/m，电极的放电状态为弧状密集雾弥式放电；排气为四风道臭氧抽排装置；
7）收卷：收卷张力为26%，收卷压力为45%；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为35℃的环境中时效处理，时间为76小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为35℃的环境中时效处理，时间为20小时。
实施例3
一种可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，它包括以下步骤：
1）原料：需用等规度≥98.5%，灰分小于等于20ppm的聚丙烯原料，比利时BOREALLS POLYMERS生产的聚丙烯颗粒；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为230~265℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为108℃，厚片的厚度为成品厚度的11倍；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为140~150℃，拉伸倍率为5.6，定型温度为138~148℃，拉伸段设有红外加热装置，且红外加热装置的温度设定为140~150℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热段为15米，预热温度为160~172℃，拉伸段为13.5米，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为10，定型段为18米，定型温度为150~180℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为4.8μm，使用两个电极对薄膜的两面同时进行电晕处理，电晕时两个电极的输出功率为20KW，输出电压为12KV，脉冲频率为100KHz，放电间隙为3mm，电极的轰击强度为9W·Min/m2；薄膜湿润张力≥42mN/m，电极的放电状态为弧状密集雾弥式放电；排气为四风道臭氧抽排装置；
7）收卷：收卷张力为32%，收卷压力为50%；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为38℃的环境中时效处理，时间为72小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为40℃的环境中时效处理，时间为12小时。
Claims (4)
1.一种可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1）原料：需用等规度≥98.5%，灰分小于等于20ppm的聚丙烯原料；
2）挤出机挤出铸片：将步骤1）处理后的聚丙烯原料投入挤出机挤出成片状熔体，挤出机的温度为230~265℃；
3）激冷辊及风淋冷却：将步骤2）中制得的片状熔体通过激冷辊及风淋冷却定型得到厚片，激冷辊的温度为90~108℃，厚片的厚度为成品厚度的9~11倍；
4）纵向拉伸：将步骤3）制得的厚片依次进行纵向预热、拉伸和定型，预热温度为100~140℃，拉伸温度为140~150℃，拉伸倍率为4.0~6.0，定型温度为138~148℃，拉伸段设有红外加热装置，且红外加热装置的温度设定为140~150℃；
5）横向拉伸：将步骤4）制得的厚膜依次进行横向预热、拉伸和定型，预热段为10.5~16.5米，预热温度为160~172℃，拉伸段为9~15米，拉伸温度为155~165℃，拉伸倍率为8.0~10，定型段为15~19.5米，定型温度为150~180℃；
6）测厚、切边及电晕处理：薄膜的厚度为3.8~4.8μm，使用两个电极对薄膜的两面同时进行电晕处理，电晕时两个电极的输出功率为6~20KW，输出电压为6~12KV，脉冲频率为20~100KHz，放电间隙为2~3mm，电极的轰击强度为7~9W·Min/m2；
7）收卷；
8）第一次时效处理：将收卷后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为32~38℃的环境中时效处理，时间为72~82小时；
9）分切：根据需求将第一次时效处理后的薄膜分切成一定宽度的小卷薄膜；
10）第二次时效处理：将分切后的小卷薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30~40℃的环境中时效处理，时间为≥12小时。
2.根据权利要求1所述的可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，其特征在于：所述的步骤6）中电晕处理时，薄膜湿润张力≥42mN/m，电极的放电状态为弧状密集雾弥式放电。
3.根据权利要求1所述的可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，其特征在于：所述的步骤7）中收卷张力为26%~32%，收卷压力为40%~50%。
4.根据权利要求3所述的可双面金属化的聚丙烯电容薄膜的制备方法，其特征在于：所述的收卷张力为26%，收卷压力为45%。
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