CN114334453A - 一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于薄膜技术领域，公开了一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法。该制备方法中包括纵向拉伸的过程和电晕处理过程；纵向拉伸的温度为141‑145℃；电晕处理是对薄膜的两面进行电晕处理，对其中的一面进行电晕处理的功率为2‑6W·min/m2。通过选用特定的纵向拉伸温度和薄膜的辅电晕面的处理功率，从而使得本发明制得的薄膜的辅电晕面的润湿张力范围为30‑34达因，进而使得薄膜金属化后，应用在各种类型的电容器中的噪音不超过30dB，具有良好的降噪音效果和通用性。
Description
技术领域
本发明属于薄膜技术领域，特别涉及一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法。
背景技术
含金属化薄膜的电容器在交流电压下会产生噪声或称为交流声。当电容器应用在有静声要求场合时，该噪声将成为致命的缺陷。有研究认为，由于在电容器介质薄膜层间存在间隙，薄膜在电磁力的作用下发生周期性形变，导致薄膜共振，从而引起了交流声。对于这种噪声，现有技术多采用调整电容器芯子的卷绕张力，或者热压定型工艺来解决；有的则通过改进电容器的设计结构来降低噪音。如申请号为CN108831764A的发明专利中采用热压温度为135℃，使得薄膜卷的两片金属化膜贴合，将经过热压后的薄膜卷于140℃的温度下进行热处理8.5h，然后将经过热处理的薄膜卷自然降温至常温，利于消除薄膜卷热压后的应力，并缓慢降温使其形态稳定，使得制备的低噪音薄膜电容器工作时噪音变小。薄膜卷浸渍于改性酸酐环氧树脂中时，且薄膜卷浸渍的真空度小于或者等于-0.092MPa，将薄膜卷内部的空气尽可能的排除，让环氧树脂充分填充，减小膜层气隙，采用改性酸酐环氧树脂，利用其固化后良好的绝缘特性，改性酸酐环氧树脂在固化后不会影响电容器的任何电气特性，是非常良好的填充材料，使得制备的低噪音薄膜电容器工作时噪音变小。在已固化的改性酸酐环氧树脂表面涂覆一层柔性环氧粉，起到了对噪音吸收的作用。最后经过该发明制得的低噪音薄膜电容器以正弦波形峰值位置为测试初始点测试时，噪音小于25dB，并且此位置的电压变化最快，振幅最明显，故制备的低噪音薄膜电容器满足LED调光灯电路中的电容器对噪音的要求。
发明专利CN102426919A公开了一种低噪音金属化薄膜电容器生产工艺，包括卷绕工序∶将金属薄膜套在一根轴上卷绕，卷完后抽掉轴就形成一个中间有孔的电容芯子；预压工序：将卷绕工序中卷绕的电容芯子放置于两平板间，并在放置于上方的平板上垂直施加压力进行预压；热压工序∶在热压装置下压板上一次放置多个电容芯子，并在上压板底部并列设置多个浮动压块，每一个浮动压块对准并只压一个电容芯子浮动，浮动压块和上压板之间设置导热硅胶块，工作时上压板带着浮动压板下压进行热压。利用本工艺生产的产品一致性相当好，产品使用时工作噪音比市面传统产品比大幅度降低，可满足苛刻的电子产品要求，使用效果好，产品聚合性好，工作时耐电压能力也大幅提高。
现有技术中多采用特定的电容器设计，或者电容器制备工艺的改良，或者专用工具来实现电容器噪音的降低，虽然都有一定的降低噪音的效果，但是不具备通用性。
如果能够从金属化薄膜角度进行改进，实现降低电容器噪音的目的，则将该金属化薄膜应用在各种不同的电容器中，具有良好的通用性。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法，通过本发明所述的制造方法制得的薄膜进行金属化，然后应用在各种不同的电容器中，可显著降低电容器由于薄膜引起的噪音。
本发明的发明构思为：本发明在薄膜的制备过程中，通过选用特定的纵向拉伸温度(141-145℃)和薄膜的辅电晕面(薄膜包括主电晕面和辅电晕面，辅电晕面是指不进行蒸镀金属的面，主电晕面是指可蒸镀金属的面)的处理功率(2-6W·min/m2)，从而使得本发明制得的薄膜的辅电晕面的润湿张力范围为30-34达因，进而使得薄膜金属化(即对薄膜的一面蒸镀金属)后，应用在各种类型的电容器中的噪音不超过27dB，具有良好的降噪音效果和通用性。
本发明的第一方面提供一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法。
具体的，一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法，所述制备方法中包括纵向拉伸的过程和电晕处理过程；
所述纵向拉伸的温度为141-145℃；
所述电晕处理是对薄膜的两面进行电晕处理，对其中的一面进行电晕处理的功率为2-6W·min/m2。
在141-145℃温度下进行纵向拉伸使得最终制得的薄膜的表面粗糙度为0.12-0.16微米，这样的表面粗糙度的薄膜在用于制作电容器时，电容器膜层与膜层之间的空隙变得更利于电容器热定型工序的进行，有利于将膜层之间的气体排除，避免膜层之间形成气泡，从而减少因为电容器内部气泡在交流电场中引发的振动而产生的噪音，起到降低电容器的噪音效果。如果低于该温度范围进行纵向拉伸处理，则制得的薄膜进过蒸镀金属后，应用在电容器中，噪音达到32-35dB，若高于该温度范围进行纵向拉伸处理，则制得的薄膜进过蒸镀金属后，应用在电容器中，薄膜容易被击穿，影响薄膜的正常使用。
优选的，所述纵向拉伸的温度为142-145℃。
优选的，对薄膜另一面进行电晕处理的功率≥15W·min/m2；进一步优选的，对薄膜另一面进行电晕处理的功率为18-30W·min/m2。
电晕处理的功率为2-6W·min/m2的面称为辅电晕面，电晕处理的功率为≥15W·min/m2的面称为主电晕面。辅电晕面是指不进行蒸镀金属的面，主电晕面是指可蒸镀金属的面。
优选的，主电晕面的润湿张力≥38达因，例如为42-38达因。
优选的，辅电晕面的润湿张力为30-34达因，例如32-33达因。
对薄膜的辅电晕面的电晕处理的功率若高于2-6W·min/m2的范围，则薄膜容易断裂、粘附性强，不利于蒸镀金属；若低于2-6W·min/m2的范围，则制得的薄膜进过蒸镀金属后，应用在电容器中，噪音达到32-38dB。
本发明所述薄膜在制备过程中需要同时满足纵向拉伸的温度为141-145℃和对薄膜的辅电晕面的电晕处理的功率为2-6W·min/m2的条件，才能使得制得的薄膜可正常进行蒸镀金属(即对薄膜进行金属化，制得金属化薄膜)，应用在电容器中才具有低噪音(噪音不超过27dB)和通用性的效果。
优选的，所述对其中的一面进行电晕处理的功率为3-5.5W·min/m2。
优选的，所述可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔融挤出：将电工膜粒子输入熔融挤出机中进行熔融挤出，得到熔体；
(2)过滤：将步骤(1)制得的熔体进行过滤；
(3)铸片∶将经过步骤(2)处理的熔体进行铸片，冷却结晶，制得片材；
(4)纵向拉伸：将步骤(3)制得的片材经过温度为100-135℃的纵拉预热辊筒进行预热，再经纵拉拉伸辊筒在141-145℃的温度进行纵向拉伸，再定型，制得膜片；
(5)横向拉伸：步骤(4)制得的膜片进行横向拉伸，制得粗薄膜；
(6)电晕处理：将步骤(5)制得的粗薄膜进行两面电晕处理，其中的一面进行电晕处理的功率为2-6W·min/m2，对另一面进行电晕处理的功率≥15W·min/m2，制得薄膜。
优选的，步骤(1)中，所述电工膜粒子的熔融指数为2.5-3.5g/10min(测试的温度为230℃，砝码重量2.16kg)。
优选的，步骤(1)中，所述电工膜粒子的等规度大于等于96％，灰份小于50ppm。
优选的，步骤(1)中，所述电工膜粒子的成分为聚丙烯(电工膜粒子是本领域常规原料)。
优选的，步骤(1)中，所述熔融挤出的过程分为三段式挤出，具体包括喂料区温度为40-60℃，熔融区温度为240-265℃，塑化区温度为230-250℃。
优选的，步骤(2)中，所述过滤的过程是采用过滤网的面积大于0.8m2，过滤网的目数大于500目的烛式过滤器对熔体进行过滤。
优选的，步骤(3)中，所述铸片的过程为：将过滤后的熔体送衣架试的单层膜头挤出，模唇开口调整0.8-1.2mm，模头温度控制在230-250℃。
优选的，步骤(3)中，所述冷却结晶的过程为：通过气刀将铸片得到的片状熔体贴附在温度大于90℃(例如92-100℃)的冷却辊上，冷却形成片材。
优选的，步骤(4)中，所述纵向拉伸的倍数为4.5-5.5倍。
优选的，步骤(4)中，所述定型是经设定温度为135-150℃的纵拉定型辊筒进行。
优选的，步骤(5)中，所述横向拉伸的温度为160-170℃，横向拉伸比为8-10。
本发明的第二方面提供一种金属化薄膜。
具体的，一种金属化薄膜，将上述薄膜的一面蒸镀金属，即制得金属化薄膜。
优选的，所述金属蒸镀所蒸镀的金属为铝、锌或锌铝合金。
本发明的第三方便提供上述金属化薄膜的应用。
电容器，包括上述金属化薄膜。
优选的，所述电容器的型号为CBB61，MKP，MKPH。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明在薄膜的制备过程中，通过选用特定的纵向拉伸温度(141-145℃)和薄膜的辅电晕面(薄膜包括主电晕面和辅电晕面，辅电晕面是指不进行蒸镀金属的面，主电晕面是指可蒸镀金属的面)的处理功率(2-6W·min/m2)，从而使得本发明制得的薄膜的辅电晕面的润湿张力范围为30-34达因，进而使得薄膜金属化(即对薄膜的一面蒸镀金属)后，应用在各种类型的电容器中的噪音不超过30dB，具有良好的降噪音效果和通用性。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1：薄膜的制备
一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔融挤出：将电工膜粒子从喂料口输入熔融挤出机中进行熔融挤出，得到熔体；电工膜粒子的熔融指数为3.0g/10min，等规度为97％，灰份小于50ppm，电工膜粒子的成分为聚丙烯(成分为聚丙烯的电工膜粒子是本领域的常规原料)；熔融挤出的过程分为三段式挤出，具体包括喂料区温度为50℃，熔融区温度为250℃，塑化区温度为240℃；
(2)过滤：将步骤(1)制得的熔体进行过滤，过滤的过程是采用过滤网的面积为1m2，过滤网的目数为600目的烛式过滤器对熔体进行过滤；
(3)铸片∶将经过步骤(2)处理的熔体进行铸片，铸片的过程为：将过滤后的熔体送衣架试的单层膜头挤出，模唇开口调整1.0mm，模头温度控制在240℃，冷却结晶，冷却结晶的过程为：通过气刀将铸片得到的片状熔体贴附在温度为100℃的冷却辊上，制得片材；
(4)纵向拉伸：将步骤(3)制得的片材经过温度为125℃的纵拉预热辊筒进行预热，再经纵拉拉伸辊筒在142℃的温度进行纵向拉伸，纵向拉伸的倍数为5.0倍，再定型，定型是经设定温度为140℃的纵拉定型辊筒进行定型，制得膜片；
(5)横向拉伸：步骤(4)制得的膜片进行横向拉伸，横向拉伸的温度为165℃，横向拉伸比为9，制得粗薄膜；
(6)电晕处理：将步骤(5)制得的粗薄膜进行两面电晕处理，其中的一面进行电晕处理的功率为3W·min/m2，处理的时间为0.05s，对另一面进行电晕处理的功率为17W·min/m2，处理的时间为0.05s，制得薄膜(薄膜的厚度为8微米)。
实施例2：薄膜的制备
一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔融挤出：将电工膜粒子从喂料口输入熔融挤出机中进行熔融挤出，得到熔体；电工膜粒子的熔融指数为3.0g/10min，等规度为97％，灰份小于50ppm，电工膜粒子的成分为聚丙烯；熔融挤出的过程分为三段式挤出，具体包括喂料区温度为50℃，熔融区温度为250℃，塑化区温度为240℃；
(2)过滤：将步骤(1)制得的熔体进行过滤，过滤的过程是采用过滤网的面积为1m2，过滤网的目数为600目的烛式过滤器对熔体进行过滤；
(3)铸片∶将经过步骤(2)处理的熔体进行铸片，铸片的过程为：将过滤后的熔体送衣架试的单层膜头挤出，模唇开口调整1.0mm，模头温度控制在240℃，冷却结晶，冷却结晶的过程为：通过气刀将铸片得到的片状熔体贴附在温度为100℃的冷却辊上，制得片材；
(4)纵向拉伸：将步骤(3)制得的片材经过温度为125℃的纵拉预热辊筒进行预热，再经纵拉拉伸辊筒在144℃的温度进行纵向拉伸，纵向拉伸的倍数为5.0倍，再定型，定型是经设定温度为140℃的纵拉定型辊筒进行定型，制得膜片；
(5)横向拉伸：步骤(4)制得的膜片进行横向拉伸，横向拉伸的温度为165℃，横向拉伸比为9，制得粗薄膜；
(6)电晕处理：将步骤(5)制得的粗薄膜进行两面电晕处理，其中的一面进行电晕处理的功率为4W·min/m2，对另一面进行电晕处理的功率为17W·min/m2，制得薄膜(薄膜的厚度为8微米)。
实施例3：薄膜的制备
一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔融挤出：将电工膜粒子从喂料口输入熔融挤出机中进行熔融挤出，得到熔体；电工膜粒子的熔融指数为3.0g/10min，等规度为97％，灰份小于50ppm，电工膜粒子的成分为聚丙烯；熔融挤出的过程分为三段式挤出，具体包括喂料区温度为50℃，熔融区温度为250℃，塑化区温度为240℃；
(2)过滤：将步骤(1)制得的熔体进行过滤，过滤的过程是采用过滤网的面积为1m2，过滤网的目数为600目的烛式过滤器对熔体进行过滤；
(3)铸片∶将经过步骤(2)处理的熔体进行铸片，铸片的过程为：将过滤后的熔体送衣架试的单层膜头挤出，模唇开口调整1.0mm，模头温度控制在240℃，冷却结晶，冷却结晶的过程为：通过气刀将铸片得到的片状熔体贴附在温度为100℃的冷却辊上，制得片材；
(4)纵向拉伸：将步骤(3)制得的片材经过温度为125℃的纵拉预热辊筒进行预热，再经纵拉拉伸辊筒在141℃的温度进行纵向拉伸，纵向拉伸的倍数为5.0倍，再定型，定型是经设定温度为140℃的纵拉定型辊筒进行定型，制得膜片；
(5)横向拉伸：步骤(4)制得的膜片进行横向拉伸，横向拉伸的温度为165℃，横向拉伸比为9，制得粗薄膜；
(6)电晕处理：将步骤(5)制得的粗薄膜进行两面电晕处理，其中的一面进行电晕处理的功率为6W·min/m2，对另一面进行电晕处理的功率为17W·min/m2，制得薄膜(薄膜的厚度为8微米)。
对比例1
与实施例1相比，对比例1中的区别仅在于，对比例1步骤(4)中在139℃的温度进行纵向拉伸，其余过程与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，对比例2中的区别仅在于，对比例2步骤(4)中在147℃的温度进行纵向拉伸，其余过程与实施例1相同。对比例2制得的薄膜蒸镀金属后，应用在电容器中，薄膜容易被击穿，影响薄膜的正常使用。
对比例3
与实施例3相比，对比例3中的区别仅在于，对比例3步骤(6)中，其中的一面进行电晕处理的功率为1.5W·min/m2，其余过程与实施例3相同。
对比例4
与实施例3相比，对比例4中的区别仅在于，对比例4步骤(6)中，其中的一面进行电晕处理的功率为7W·min/m2，其余过程与实施例3相同。对比例4制得的薄膜容易出现断裂、粘附，影响正常的蒸镀金属的过程，无法正常应用在电容器中。
产品效果测试
1.降噪音效果测试
取实施例1-3、对比例1、3制得的薄膜，分别在相同条件下蒸镀方阻为9Ω的锌铝合金，制得相应的金属化薄膜。
将上述金属化薄膜应用在型号为CBB61的电容器中，正常使用电容器，测试噪音大小，噪音≥30dB为不合格，噪音＜30dB为合格，测试结果如表1所示。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例3 | |
| 噪音(dB) | 26 | 27 | 25 | 31 | 32 |
从表1可以看出，用本发明实施例1-3制得的薄膜来制备金属化薄膜，并应用在电容器中，电容器在正常使用的情况下的噪音不超过27dB，而对比例1、对比例3制得的薄膜来制备金属化薄膜，并应用在电容器中，电容器在正常使用的情况下的噪音不低于30dB。由此可见，本发明薄膜制备过程中，纵向拉伸温度和电晕处理的功率选择对薄膜的应用过程中的降噪音效果产生显著影响。
2.通用性测试
将实施例1制得的薄膜应用在型号为CBB61、CBB65、MKP的电容器中，测试的噪音都低于30dB。在工业批量生产中，电容器噪音测试的合格率均在95％以上。
Claims (10)
1.一种薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法中包括纵向拉伸的过程和电晕处理过程；
所述纵向拉伸的温度为141-145℃；
所述电晕处理是对薄膜的两面进行电晕处理，对其中的一面进行电晕处理的功率为2-6W·min/m2。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纵向拉伸的温度为142-145℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对其中的一面进行电晕处理的功率为3-5.5W·min/m2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对薄膜另一面进行电晕处理的功率≥15W·min/m2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)熔融挤出：将电工膜粒子输入熔融挤出机中进行熔融挤出，得到熔体；
(2)过滤：将步骤(1)制得的熔体进行过滤；
(3)铸片∶将经过步骤(2)处理的熔体进行铸片，冷却结晶，制得片材；
(4)纵向拉伸：将步骤(3)制得的片材经过温度为100-135℃的纵拉预热辊筒进行预热，再经纵拉拉伸辊筒在141-145℃的温度进行纵向拉伸，再定型，制得膜片；
(5)横向拉伸：步骤(4)制得的膜片进行横向拉伸，制得粗薄膜；
(6)电晕处理：将步骤(5)制得的粗薄膜进行两面电晕处理，其中的一面进行电晕处理的功率为2-6W·min/m2，对另一面进行电晕处理的功率≥15W·min/m2，制得所述薄膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电工膜粒子的熔融指数在2.5-3.5g/10min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电工膜粒子的成分为聚丙烯。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述纵向拉伸的倍数为4.5-5.5倍；所述定型是经设定温度为135-150℃的纵拉定型辊筒进行。
9.一种金属化薄膜，其特征在于，对权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的薄膜的一面蒸镀金属，制得所述金属化薄膜。
10.电容器，其特征在于，包括权利要求9所述的金属化薄膜。
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| CN202111584226.7A CN114334453B (zh) | 2021-12-22 | 一种可用于生产低噪音电容器的薄膜的制备方法 |
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