CN112030101A - 一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及镀膜技术领域，具体的说，是涉及一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，本制备方法具体为：将原膜进行烘膜工艺去除水分后安装至真空蒸镀设备，蒸发源加热铝原料，在蒸发源底部输送适量氧气进行氧化铝镀膜，对膜材进行至少一次打底蒸镀，在镀层离开蒸发源的界面处输送适量氧气，调整蒸镀量对膜材再进行至少一次真空蒸镀及镀层氧化，每次蒸镀完成后立即贴合单独冷却辊进行冷却，对已完成蒸镀的膜材进行收集成卷。本发明通过设计制备过程中的各个步骤，避免了在真空蒸镀过程中由于温度过高导致膜面受损，提高产品合格率，降低生产成本。

Description

一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及镀膜技术领域，具体的说，是涉及一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法。
背景技术
镀铝导电膜是采用特殊工艺在塑料薄膜表面镀上多层极薄的金属铝与氧化铝的复合镀层而形成的一种复合软包装材料，其中最常用的加工方法当数真空镀铝法，就是在高真空状态下通过高温将金属铝融化蒸发，使铝的蒸汽沉淀堆积到塑料薄膜表面上，从而使塑料薄膜表面具有金属光泽。氧化铝镀层可由工艺过程中大气自然氧化(熟化)，臭氧氧化，或在真空镀铝过程中输送氧气进行氧化而生产。由于它既具有塑料薄膜的特性，又具有金属的导电特性，以及氧化物的高阻隔性，是一种廉价美观、性能优良、实用性强的薄膜材料。
现有的铝膜生产工艺主要的步骤为：选取基材---放卷---真空镀铝---收卷---分切，但是在实际生产中由于原膜耐热性差，在进行真空镀铝过程中容易导致膜面受热严重，造成膜面变形或断膜，使得材料报废。此外，纯铝镀层与塑料基材的附着力与阻隔性较弱，影响产品优率。
以上缺陷，有待改善。
发明内容
为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法。
本发明技术方案如下所述：
一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，包括步骤：
S1烘膜，将原膜进行烘膜去除水分；
S2氧化铝镀膜，将原膜安装至真空蒸镀设备，启动设备，在蒸镀设备内输送氧气或臭氧，开始走膜工艺；
S3打底蒸镀铝层，对膜材进行至少一次打底蒸镀，每次蒸镀完成后立即贴合单独冷却辊进行冷却；
S4镀层氧化，在膜材离开蒸发源的界面处输送氧气，对刚形成的铝层表面进行氧化；
S5再次蒸镀铝层，对膜材进行至少一次真空蒸镀及镀层氧化，每次蒸镀完成后立即贴合单独冷却辊进行冷却；
S6收卷，对已完成蒸镀的膜材进行收集成卷。
本制备方法具体为：将原膜进行烘膜工艺去除水分后安装至真空蒸镀设备，蒸发源加热铝原料，在蒸发源底部输送适量氧气进行氧化铝镀膜，对膜材进行至少一次打底蒸镀，在镀层离开蒸发源的界面处输送适量氧气，调整蒸镀量对膜材再进行至少一次真空蒸镀及镀层氧化，每次蒸镀完成后立即贴合单独冷却辊进行冷却，对已完成蒸镀的膜材进行收集成卷。
本发明的进一步改进在于：步骤S3中的单次镀层控制在30nm以内。
通过控制蒸镀量从而控制单次镀层厚度，避免蒸发量过大导致膜面受热严重，造成膜面变形或断膜，使产品报废。
本发明的进一步改进在于：步骤S4中输送氧气的管路口附带离子源功能。
离子源为氧分子提供动能，能够提高镀层氧化效果。
本发明的进一步改进在于：步骤S5中的单次镀层控制在30-50nm。
打底蒸镀完成后提高单次蒸镀量，对膜材金属层进行加厚处理，避免因为持续使用低沉积量蒸镀将造成氧化层增多电阻率增高，影响产品效果。
本发明的进一步改进在于：步骤S3打底蒸镀工序次数为1-3次。
通过提前对膜材进行打底蒸镀，能够避免蒸发量过大导致膜面受热严重，造成膜面变形或断膜，使产品报废。
本发明的进一步改进在于：步骤S5工序次数为1-5次。
通过对打底蒸镀完成后的膜材进行多次蒸镀，对膜材金属层进行加厚处理。
本发明的进一步改进在于：原膜为PET，PI，PE或PP材质。
PET，PI，PE或PP材质的原膜在真空环境的蒸发镀膜过程相比其他材质效果更好，避免因为原膜材质的原因导致产品出现膜面变形或断膜等问题。
本发明的进一步改进在于：蒸镀温度为1200-1600摄氏度。
通过将蒸镀温度控制在1200-1600摄氏度，能够提高蒸镀效果，同时避免因为蒸镀温度过高造成膜面变形或断膜等问题。
本发明的进一步改进在于：步骤S2-S6在同一真空腔体内完成。
蒸镀步骤在同一真空腔体内完成可有效消除薄膜多次在卷绕系统中重复走带造成的打滑，打皱，变形等优率损失；能够避免薄膜多次破真空而暴露在大气环境下而受到水汽侵入，从而避免了镀层间脱离以及镀层疏松等问题；可避免多次破真空-重新换卷穿戴-腔体清洁-再抽真空-蒸发源再加热多个步骤重复发生造成的工时浪费。同时，因为腔体开启时间大幅减少，可最大程度地降低外部环境中颗粒物对真空腔体及内部部件与薄膜产品的污染及破坏，降低产品孔洞发生几率。
本发明的进一步改进在于：蒸发源采用电阻式蒸发、中频感应坩埚蒸发或电子束蒸发。
电阻式蒸发、中频感应坩埚蒸发或电子束蒸发属于稳态蒸发，能够有效避免薄膜上产生孔洞，提高产品优率。
本发明的有益效果包括：本发明通过设计制备过程中的各个步骤，避免了在真空蒸镀过程中由于温度过高导致膜面受损，提高产品合格率，降低生产成本。通过在蒸镀前进行烘膜处理确保无多余水分与蒸镀后的铝层反应造成粘结力变差以及牢固度失效；通过制作氧化铝镀层提高镀层与原膜的粘结力；通过提前对膜材进行打底蒸镀，能够避免蒸发量过大导致膜面受热严重，造成膜面变形或断膜，使产品报废；每次蒸镀完成后膜材立即贴合单独冷却辊进行冷却，能够对上次镀膜过程中的膜材提供冷却保护，同时也对刚形成的铝层起到固化稳定作用，并为下次蒸镀提供降温准备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的步骤示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，包括步骤：
S1烘膜，将原膜进行烘膜去除水分，确保无多余水分与蒸镀后的铝层反应造成粘结力变差，造成牢固度失效；
S2将原膜安装至真空蒸镀设备，蒸发源加热铝原料开启蒸发镀铝，在蒸发源底部控制管路输送适量氧气或臭氧，然后开始走膜及镀膜工艺；本实施例中蒸发源优选小型单元坩埚，坩埚蒸发源属于稳态蒸发，结合单腔体多段蒸镀的工艺特点，可有效避免薄膜上产生孔洞。
S3打底蒸镀铝层，对膜材进行至少一次打底蒸镀，避免蒸发量过大导致膜面受热严重，造成膜面变形或断膜，使产品报废；本实施例共进行1次打底蒸镀，单次镀层为25nm；每次蒸镀完成后立即贴合单独冷却辊进行冷却，该冷却辊对上次镀膜过程中的膜材提供冷却保护，同时也对刚形成的铝层起到固化稳定作用，并且为接下来马上再进入下次蒸镀提供降温准备；
S4镀层氧化，在膜材离开蒸发源的界面处输送适量氧气或臭氧，对刚形成的铝层表面进行适度氧化；
S5再次蒸镀铝层，对膜材进行至少一次真空蒸镀及镀层氧化，每次蒸镀完成后立即贴合单独冷却辊进行冷却；本实施例共进行3次再次蒸镀，每次镀层为40nm；
S6收卷，对已完成蒸镀的膜材进行收集成卷。
本发明通过设计制备过程中的各个步骤，避免了在真空蒸镀过程中由于温度过高导致膜面受损，同时通过在蒸镀前进行烘膜处理确保无多余水分与蒸镀后的铝层反应造成粘结力变差以及牢固度失效，提高产品合格率，降低生产成本。
本发明的进一步改进在于：步骤S3中的单次镀层控制在30nm以内。通过控制蒸镀量从而控制单次镀层厚度，避免蒸发量过大导致膜面受热严重，造成膜面变形或断膜，使产品报废。
本发明的进一步改进在于：步骤S4中输送氧气的管路口附带离子源功能。离子源为氧分子提供动能，能够提高镀层氧化效果。
本发明的进一步改进在于：步骤S5中的单次镀层控制在30-50nm。打底蒸镀完成后提高单次蒸镀量，对膜材金属层进行加厚处理，避免因为持续使用低沉积量蒸镀将造成氧化层增多电阻率增高，影响产品效果。
本发明的进一步改进在于：步骤S3打底蒸镀工序次数为1-3次。通过提前对膜材进行打底蒸镀，能够避免蒸发量过大导致膜面受热严重，造成膜面变形或断膜，使产品报废。
本发明的进一步改进在于：步骤S5工序次数为1-5次。通过对打底蒸镀完成后的膜材进行多次蒸镀，对膜材金属层进行加厚处理。
本发明的进一步改进在于：原膜为PET，PI，PE或PP材质。PET，PI，PE或PP材质的原膜在真空环境的蒸发镀膜过程相比其他材质效果更好，避免因为原膜材质的原因导致产品出现膜面变形或断膜等问题。
本发明的进一步改进在于：蒸镀温度为1200-1600摄氏度。通过将蒸镀温度控制在1200-1600摄氏度，能够提高蒸镀效果，同时避免因为蒸镀温度过高造成膜面变形或断膜等问题。
本发明的进一步改进在于：步骤S2-S6在同一真空腔体内完成。蒸镀步骤在同一真空腔体内完成可有效消除薄膜多次在卷绕系统中重复走带造成的打滑，打皱，变形等优率损失；能够避免薄膜多次破真空而暴露在大气环境下而受到水汽侵入，从而避免了镀层间脱离以及镀层疏松等问题；可避免多次破真空-重新换卷穿戴-腔体清洁-再抽真空-蒸发源再加热多个步骤重复发生造成的工时浪费。同时，因为腔体开启时间大幅减少，可最大程度地降低外部环境中颗粒物对真空腔体及内部部件与薄膜产品的污染及破坏，降低产品孔洞发生几率。
本发明的进一步改进在于：蒸发源采用电阻式蒸发、中频感应坩埚蒸发或电子束蒸发。电阻式蒸发、中频感应坩埚蒸发或电子束蒸发属于稳态蒸发，能够有效避免薄膜上产生孔洞，提高产品优率。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1烘膜，将原膜进行烘膜去除水分；
S2氧化铝镀膜，将原膜安装至真空蒸镀设备，启动设备，在蒸镀设备内输送氧气或臭氧，开始走膜工艺；
S3打底蒸镀铝层，对膜材进行至少一次打底蒸镀，每次蒸镀完成后立即贴合单独冷却辊进行冷却；
S4镀层氧化，在膜材离开蒸发源的界面处输送氧气，对刚形成的铝层表面进行氧化；
S5再次蒸镀铝层，对膜材进行至少一次真空蒸镀及镀层氧化，每次蒸镀完成后立即贴合单独冷却辊进行冷却；
S6收卷，对已完成蒸镀的膜材进行收集成卷。
2.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的单次镀层控制在30nm以内。
3.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中输送氧气的管路口附带离子源功能。
4.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中的单次镀层控制在30-50nm。
5.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S3打底蒸镀工序次数为1-3次。
6.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S5工序次数为1-5次。
7.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述原膜为PET，PI，PE或PP材质。
8.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，蒸镀温度为1200-1600摄氏度。
9.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2-S6在同一真空腔体内完成。
10.根据权利要求1所述的一种多层复合结构的铝基导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述蒸发源采用电阻式蒸发、中频感应坩埚蒸发或电子束蒸发。
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CN114351092A (zh) * 2021-12-01 2022-04-15 湖北润烨新能源有限公司 一种金属复合铝膜的制备方法及系统

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