CN106319444A - 一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺，通过对聚丙烯薄膜的工作面依次进行电晕放电处理、热拉工艺处理和冷拉工艺处理，然后将聚丙烯薄膜被送入真空镀膜机中，通过真空镀膜机中的送丝机构将铝丝送入蒸发坩埚中，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，镀膜室中对聚丙烯薄膜进行真空蒸镀作业制成原料膜，原料膜经过分切后即制成所述防剥离的聚丙烯金属化薄膜。所述聚丙烯薄膜工作面的粗糙度显著提高，聚丙烯薄膜的工作面与镀铝层之间的结合强度显著提高，降低镀铝层和聚丙烯薄膜发生分离的几率，从而有效地提高金属化薄膜电容器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺，属于电容器技术领域。
背景技术
聚丙烯金属化薄膜由铝、锌金属丝在聚丙烯薄膜上采用真空蒸镀技术制作而成，现有聚丙烯金属化薄膜中，由于聚丙烯薄膜的工作面只进行电晕放电处理，聚丙烯薄膜与金属镀层的附着力较弱，在电容绕制过程中及电容使用中，金属镀层容易和聚丙烯薄膜分离，导致金属镀层易被击穿，影响电容器的使用寿命，且聚丙烯薄膜与金属镀层之间的结合强度也会随着电容器的使用而下降，因此提高聚丙烯薄膜与蒸镀的金属镀层之间的结合强度能够有效地提高电容器的使用寿命。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺，具体技术方案如下：
一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺，包括以下步骤：
步骤一、聚丙烯薄膜预处理
对聚丙烯薄膜的工作面进行电晕放电处理后，然后对聚丙烯薄膜依次进行热拉工艺处理和冷拉工艺处理；
步骤二、真空蒸镀
经步骤一处理的聚丙烯薄膜被送入真空镀膜机中，通过真空镀膜机中的送丝机构将铝丝送入蒸发坩埚中，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，镀膜室中对聚丙烯薄膜进行真空蒸镀作业制成原料膜，原料膜经过分切后即制成所述防剥离的聚丙烯金属化薄膜。
作为上述技术方案的改进，所述热拉工艺为，将聚丙烯薄膜送入处理槽中，处理槽中持续通入钛酸酯偶联剂的戊醇溶液，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的质量分数为12.5%~13.5%，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的温度为125~135℃，以20~22mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸109%~112%；然后再用90~95℃的热风将聚丙烯薄膜吹干。
作为上述技术方案的改进，所述冷拉工艺为，将聚丙烯薄膜在室温下以0.3~0.8mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸100.6%~101.3%。
作为上述技术方案的改进，所述电晕放电处理的工艺条件为30～35J/cm2。
本发明的有益效果：该防剥离的聚丙烯金属化薄膜通过对聚丙烯薄膜的工作面依次进行电晕放电处理、热拉工艺处理和冷拉工艺处理，聚丙烯薄膜工作面的粗糙度显著提高，聚丙烯薄膜的工作面与镀铝层之间的结合强度显著提高，降低镀铝层和聚丙烯薄膜发生分离的几率，从而有效地提高金属化薄膜电容器的使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
对聚丙烯薄膜的工作面进行电晕放电处理后，电晕放电处理的工艺条件为30～35J/cm2。然后对聚丙烯薄膜依次进行热拉工艺处理，热拉工艺为：将聚丙烯薄膜送入处理槽中，处理槽中持续通入钛酸酯偶联剂的戊醇溶液，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的质量分数为12.5%~13.5%，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的温度为125~135℃，以20~22mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸109%~112%；然后再用90~95℃的热风将聚丙烯薄膜吹干。聚丙烯薄膜经过热拉工艺处理后再进行冷拉工艺处理，冷拉工艺为：将聚丙烯薄膜在室温下以0.3~0.8mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸100.6%~101.3%。
经冷拉工艺处理后的聚丙烯薄膜被送入真空镀膜机中，通过真空镀膜机中的送丝机构将铝丝送入蒸发坩埚中，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，镀膜室中对聚丙烯薄膜进行真空蒸镀作业制成原料膜，原料膜经过分切后即制成所述防剥离的聚丙烯金属化薄膜，铝蒸气在聚丙烯薄膜的工作面冷却形成镀铝层。
实验1，取上述防剥离的聚丙烯金属化薄膜标记为样品A，取普通聚丙烯金属化薄膜标记为样品B，普通聚丙烯金属化薄膜在加工过程中，聚丙烯薄膜的工作面只进行了电晕放电处理，未经过热拉工艺和冷拉工艺处理便直接进行真空镀膜制成。将样品A切割成二百个边长1.0±0.1mm的小方格，用3M600胶带粘贴于上述小方格上，并覆盖所有小方格，利用压辊将样品A粘结在3M600胶带上，压辊对样品A和3M600胶带的压力为0.08kg/cm2，然后快速撕开3M600胶带，统计小方格中脱落的镀铝层数量。再对样品B重复样品A的实验步骤，实验所用3M600为美国3M公司制造的胶带品牌和型号。
表1 样品A和样品B的镀铝层脱落数量
从表1中数据可以看出，聚丙烯薄膜经过热拉工艺和冷拉工艺处理，聚丙烯薄膜与镀铝层之间的结合强度提高了289%。
实施例2
对聚丙烯薄膜的工作面进行电晕放电处理后，电晕放电处理的工艺条件为33J/cm2。然后对聚丙烯薄膜依次进行热拉工艺处理，热拉工艺为：将聚丙烯薄膜送入处理槽中，处理槽中持续通入钛酸酯偶联剂的戊醇溶液，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的质量分数为13.1%，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的温度为129℃，以21mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸111%；然后再用93℃的热风将聚丙烯薄膜吹干。聚丙烯薄膜经过热拉工艺处理后再进行冷拉工艺处理，冷拉工艺为：将聚丙烯薄膜在室温下以0.5mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸100.9%。
经冷拉工艺处理后的聚丙烯薄膜被送入真空镀膜机中，通过真空镀膜机中的送丝机构将铝丝送入蒸发坩埚中，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，镀膜室中对聚丙烯薄膜进行真空蒸镀作业制成原料膜，原料膜经过分切后即制成所述防剥离的聚丙烯金属化薄膜，铝蒸气在聚丙烯薄膜的工作面冷却形成镀铝层。
实验2，取上述防剥离的聚丙烯金属化薄膜标记为样品C，取普通聚丙烯金属化薄膜标记为样品D，普通聚丙烯金属化薄膜在加工过程中，聚丙烯薄膜的工作面只进行了电晕放电处理，未经过热拉工艺和冷拉工艺处理便直接进行真空镀膜制成。将样品C切割成二百个边长1.0±0.1mm的小方格，用3M600胶带粘贴于上述小方格上，并覆盖所有小方格，利用压辊将样品C粘结在3M600胶带上，压辊对样品C和3M600胶带的压力为0.08kg/cm2，然后快速撕开3M600胶带，统计小方格中脱落的镀铝层数量。再对样品D重复样品C的实验步骤，实验所用3M600为美国3M公司制造的胶带品牌和型号。
表2 样品C和样品D的镀铝层脱落数量
从表2中数据可以看出，聚丙烯薄膜经过热拉工艺和冷拉工艺处理，聚丙烯薄膜与镀铝层之间的结合强度提高了386%。
实施例3
对聚丙烯薄膜的工作面进行电晕放电处理后，电晕放电处理的工艺条件为35J/cm2。然后对聚丙烯薄膜依次进行热拉工艺处理，热拉工艺为：将聚丙烯薄膜送入处理槽中，处理槽中持续通入钛酸酯偶联剂的戊醇溶液，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的质量分数为13.5%，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的温度为135℃，以22mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸112%；然后再用95℃的热风将聚丙烯薄膜吹干。聚丙烯薄膜经过热拉工艺处理后再进行冷拉工艺处理，冷拉工艺为：将聚丙烯薄膜在室温下以0.8mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸101.3%。
经冷拉工艺处理后的聚丙烯薄膜被送入真空镀膜机中，通过真空镀膜机中的送丝机构将铝丝送入蒸发坩埚中，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，镀膜室中对聚丙烯薄膜进行真空蒸镀作业制成原料膜，原料膜经过分切后即制成所述防剥离的聚丙烯金属化薄膜，铝蒸气在聚丙烯薄膜的工作面冷却形成镀铝层。
实验3，取上述防剥离的聚丙烯金属化薄膜标记为样品E，取普通聚丙烯金属化薄膜标记为样品F，普通聚丙烯金属化薄膜在加工过程中，聚丙烯薄膜的工作面只进行了电晕放电处理，未经过热拉工艺和冷拉工艺处理便直接进行真空镀膜制成。将样品E切割成二百个边长1.0±0.1mm的小方格，用3M600胶带粘贴于上述小方格上，并覆盖所有小方格，利用压辊将样品E粘结在3M600胶带上，压辊对样品E和3M600胶带的压力为0.08kg/cm2，然后快速撕开3M600胶带，统计小方格中脱落的镀铝层数量。再对样品F重复样品E的实验步骤，实验所用3M600为美国3M公司制造的胶带品牌和型号。
表3 样品E和样品F的镀铝层脱落数量
从表3中数据可以看出，聚丙烯薄膜经过热拉工艺和冷拉工艺处理，聚丙烯薄膜与镀铝层之间的结合强度提高了227%。
可见，聚丙烯薄膜经过热拉工艺和冷拉工艺处理后，聚丙烯薄膜工作面的粗糙度显著提高，聚丙烯薄膜的工作面与镀铝层之间的结合强度显著提高。
在上述实施例中，所述30～35J/cm2中，能量单位是指电晕放电处理时处理净电压与净电流的乘积，面积单位是指塑料薄膜底层的处理面积；其中，通常的电晕放电处理的处理电压为5000V～15000V。所述的处理净电压是指输入电压扣除电晕放电装置除放电部件以外的其他部件所造成的分压，所述的处理净电流是指实际流经放电部件的电流。
钛酸酯偶联剂的戊醇溶液中，钛酸酯偶联剂为溶质，戊醇为溶剂，戊醇的沸点较高，便于在高温下进行热处理，同时戊醇挥发性强，方便后续进行热风烘干。
聚丙烯薄膜经过热拉工艺后，聚丙烯薄膜表面上形成若干个微孔，聚丙烯薄膜表面的孔隙率提高，上述的微孔不但利于钛酸酯偶联剂填充进去，而且后续进行真空镀膜时，镀铝层和聚丙烯薄膜之间的结合强度显著增高，由于钛酸酯偶联剂还促进铝金属颗粒分散均匀，钛酸酯偶联剂在聚丙烯薄膜的工作面形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了聚丙烯薄膜与镀铝层之间粘合强度，同时还防止了铝金属颗粒进一步向聚丙烯薄膜界面渗透，有利于保持聚丙烯薄膜的电绝缘性能。在热拉工艺中，聚丙烯薄膜的拉伸量和拉伸速率必须控制在一定的范围内，过大则易将聚丙烯薄膜拉变形，过小则使得不利于聚丙烯薄膜中的微孔的形成；如拉伸速率为20~22mm/min，表示每分钟聚丙烯薄膜被拉伸出的长度为20~22mm；拉伸量为109%~112%，表示聚丙烯薄膜拉伸后的长度与拉伸前的长度之间的比值为109%~112%。
聚丙烯薄膜经过热拉工艺处理后再进行冷拉工艺处理，冷拉工艺能够进一步降低由于热拉工艺过程中的应力，避免聚丙烯薄膜在真空蒸镀过程中发生剧烈的变形；冷拉过程中，聚丙烯薄膜过度拉伸会发生断裂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、聚丙烯薄膜预处理
对聚丙烯薄膜的工作面进行电晕放电处理后，然后对聚丙烯薄膜依次进行热拉工艺处理和冷拉工艺处理；
步骤二、真空蒸镀
经步骤一处理的聚丙烯薄膜被送入真空镀膜机中，通过真空镀膜机中的送丝机构将铝丝送入蒸发坩埚中，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸气，镀膜室中对聚丙烯薄膜进行真空蒸镀作业制成原料膜，原料膜经过分切后即制成所述防剥离的聚丙烯金属化薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺，其特征在于：所述热拉工艺为，将聚丙烯薄膜送入处理槽中，处理槽中持续通入钛酸酯偶联剂的戊醇溶液，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的质量分数为12.5%~13.5%，钛酸酯偶联剂的戊醇溶液的温度为125~135℃，以20~22mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸109%~112%；然后再用90~95℃的热风将聚丙烯薄膜吹干。
3.根据权利要求1所述的一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺，其特征在于：所述冷拉工艺为，将聚丙烯薄膜在室温下以0.3~0.8mm/min的速率将聚丙烯薄膜拉伸100.6%~101.3%。
4.根据权利要求1所述的一种防剥离的聚丙烯金属化薄膜加工工艺，其特征在于：所述电晕放电处理的工艺条件为30～35J/cm2。
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- 2016-09-30 CN CN201610866744.0A patent/CN106319444B/zh active Active
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