DE2206162A1

DE2206162A1 - Verfahren zur Herstellung metallisierter Thermoplaste

Info

Publication number: DE2206162A1
Application number: DE19722206162
Authority: DE
Inventors: Leslie Hamilton Harpenden; Mann David St. Albans; Remmington Timothy Alan Hertford; Hertfordshire Cobb (Großbritannien). C23c 13-10
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1972-02-09
Publication date: 1972-08-17
Also published as: USB220683I5; NL7201408A; IT946865B; FR2124558B1; FR2124558A1; GB1370893A; US3914471A

Description

PATENTAHWXim DR.-ING. H. FINCKE DIPL-IN G. H. BOHR DIPL.-ING.8.STAEGlR -9. FEB. 1972

MÖNCHEN 5 MOLLERSTR. 31

Imperial Chemical Industries Limited, London, Grossbritannien

Verfahren zur Herstellung metallisierter Thermoplaste

Die Erfindung betrifft die Herstellung von metallisierten Thermoplasten, insbesondere von metal-

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lisierten Folien insfeesondere aus kristallinen Polyestern und Polyolefinen.

Metallisierte Folien insbesondere aus Polyestern finden eine verbreitete Anwendung. Fur gewiss® Verwendungszwecke besteht aber ein.lachteil darin, dass sich das Metali zu leicht von dar Folie lösen kann, und dass die Haftfestigkeit des Metalls auf der Folie gleich Null su werden neigt, ΐΐβηη die Folie auf ein Substrat aufgeschichtet wird« das nachträglich gebogen wird. Für solche tewendungsf'alle ist die Folie also schlecht g©@ignet_ffl Ein weiterer Nachteil besteht da^ia_s dass die "benachbarten Lagen der aufgewickelten Folie u.tf_o unerwünscht aneinander kleben können.

Es wurde nun gefunden, dass sich di© Metallschicht schwerer von der Folie entfernen lasst und dass das unerwünschte Kleben verringert wird, wenn man den Thermoplast vor oder nach der Aufbringtmg der Metallschicht erhitzt. \

Gemäss der vorliegenden Erfindimg wird ein Verfahren zur Herstellung von metallisierten Thermoplasten durch Aufdampfen ein@e Metalle vorgeschlagen, das dadurch gekennselehnet ist, dass der Thermoplast vor oder nach der Aufbringung d©r Hetallsehicht

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auf. eine unter dem Schmelzpunkt des Thermoplastes liegende Temperatur erhitzt

Die vorliegende Erfindung wird zwar allgemein anhand von Thermoplasten beschrieben, bezieht sich Jedoch primär auf metallisierte Folien.

Die Temperatur, auf welche der Thermoplast erhitzt werden soll, hängt von der Art des Thermoplastes und von der Erwärmungszeit ab. Sie kann durch Vorversuche festgestellt werden» Für die scheinbare Verbesserung der Haftfestigkeit der Metallsieht auf dem Thermoplast ist noch keine volle Erklärung gefunden worden. Nach einer Theorie hinsichtlich Polyethylenterephthalat vermutet man, dass diese Verbesserung auf eine Wanderung gewisser Stoffe, z.B„ Diäthylenglykol oder Oligomere, z_oB. Dimere oder Trimere, des Glykolterephthalate, an die Oberfläche während der Erwärmung zurückzuführen ist, wobei diese Stoffe vielleicht einen Film auf der Oberfläche der metallisierten Folie bildet, der die Metallschicht vor den lösenden Kräften schützt. Somit soll die Wärmebehandlung nicht übermässig lang durchgeführt werden, da die den Schutzfilm bildenden Stoffe sonst verdampfen könnten. Die Wärmebehandlung kann vor oder nach der Aufbringung der Metallschicht

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erfolgen* Vorzugsweise wird die Folie gedoch unmittelbar nach der Aufbringung der Metallschicht und vor dem Aufwickeln erhitzt_e Di® Folien können auf Jede geeignete Weise erhitzt werden,, wobei dies am zweckmässigsten geschieht, indem die Folie durch einen Ofen hindurchgeleitet wird_$ in dem die Luft die gewünschte Temperatur aufweist« Diese Temperatur richtet sich nach der Art des Thermoplastes <, Im Falle von Polyethylenterephthalat wurde gefunden, dass die Folie auf eine zwischen 80 und 200°C, im allgemeinen ab etwa 100⁰C, liegende Temperatur kurzzeitig, z.B. während 30 Sekunden bis 10 Hinuten, erhitzt werden soll. Im allgemeinen reicht eine Wärmezeit von bis zu etwa 5 Miauten aus» Die Temperatur sollte unter dem Schmelzpunkt des Thermoplastes liegen* Bei metallisierten thermoplastischen Folien,, die orientiert wurden,, wählt man vorzugsweise eine Temperatur, die unter der Temperatur liegt, bei der die Folie zur Erzielung der Formbeständigkeit thermofixiert wurde.

Bei einigen Stoffen, insbesondere Polyolefinfolien_T wird deren Oberfläche vorzugsweise einer Behandlung zur Verbesserung der Klebeigenschaften der Oberfläche

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vor der Aufbringung der Metallschicht unterworfen. Diese Behandlung kann eine physikalische oder chemische Behandlung zur Oxydierung der Folien·= oberfläche und somit zur Verbesserung deren Klebeigenschaften sein«. Als chemische Behandlungen kommen ζ»B_o Behandlungen mit Oxydationsmitteln wie Chromsäure in Schwefelsäure₉ heisser Salpetersäure oder Aussetzen der Folienoberfläche dem Ozon₉ in Frage° Andererseits kann die Folienoberflache einer Glühentladung (wie in der britischen Patentschrift 715 9Ή ausführlich beschrieben), einer ionisierenden Bestrahlung oder so lange einer Flamme ausgesetzt werden, dass eine oberflächliche Oxydierung aber noch keine Verformung der Oberfläche eintritt. Wegen ihrer Wirkung und Einfachheit wird die Behandlung mit elektrischer Hochspannung mit Glühentladung bevorzugt.

Gemäss der vorliegenden Erfindung erfolgt die Auf·= bringung der Metallschichte auf die Thermoplast© durch Direktbehaadlimg der Oberfläche des Thermoplastes mit einem Strom aus Metalldampf im Vakuum. Dabei wird das Metall unter Hochvakuum von in der Regel 10"^ bis 10"^ Torr auf eine über dessen Schmelzpunkt liegende Temperatur erhitzt, so dass der

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Dampfdruck des Metalls grosser als etwa 10"^ ist« Unter solchen Umständen verdampft das Metall unter Emission von Molekularstrahlen in allen Richtungen. Diese Molekularstrahl©!! treffen das Substrat_s kondensieren und bilden somit eine dünne Metallschicht auf dem Substrat.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist anwendbar auf die Abscheidung von Metallüberzügen jeder Art auf Thermoplaste. Insbesondere werden hierzu als Metalle Zink, Aluminum, Kupfer und Gold verwendete

Auch betrifft die vorliegende Erfindung metallisierte Folien, die nach dem erfindungsgemässen hergestellt wurden, so dass organische thermoplastische Folien mit einem Metallüberzug auch im Rahmen der Erfindung liegen.

Das Verfahren und Produkt nach der Erfindung betreffen alle Thermoplaste, insbesondere Folien aus jedem organischen thermoplastischen polymeren Stoff, z.B„ Polymeren und Copolymeren aus a-Olefinen wie Äthylen, Propylen, Buten und ^-Methylpentene; linearen Polyestern wie Polyethylenterephthalat und Polyäthylen-1,2-dipheno:^äthan-4,4-' -dicarbonsäureester; Polymeren und Copolymeren mit Vinyl-

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Chlorid; Pol;fa.n<iäeB$ Polyimiden xma Poljsiilfoa^n ■ i^owie auch MiBcmmgen dieser Polymere_e Folien,, die «grfindimgsgemass metallisiert vjerßesj kozmen unorien<~ feiert oder in einer oder beiden Richtungen in der IOlienebene orientiert sein» Wenn sie in beiden Richtungen orientiert sind_s so kenn die Orientierung in diesen Richtungen gleich oder -verschieden eeini der Orientierungsgrad kann in eine:;? bevorzugten Richtung (meistens in der Längsrichtung) höher sein. Die Erfindung ist besonders gut geeignet für orientierte Folien aus Polypropylen und Polyterephthalatc Die erhaltenen metallisierten Folien eignen sich für die Herstellung von elektrischen Kondensatoren,, oder sie können zu dekorativen Tesrfcilgarnen zerschnitten werden«,

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden rein beispielsweise anhand von Beispielen naher erläutert.» In diesen Beispielen wurden orientierte und thermo-=· fixierte Folien aus Polyäthylenterephthalat„ die nach einem üblichen Aufdampfverfahren metallisiert wurden, vor und nach der Metallisierung erhitzt, wobei jeweils der abziehbare Metallanteil gemessen wurde« Die Prüfung bestand darin, dass auf die Metallschicht der Folie ein Stück SELLOTAPE 1109 aufgeklebt und anschliessend abgezogen wurde„ worauf die entfernte Menge Metall festgestellt wurde«.

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- a

Beifipiel

Diethylenglykolge-
halt der
Folie

3,7%
10,0%

Abgezogene Abgezogene Hetallraenge Metai!menge ohne nach Ervmr-Erwärmung mung der

metall :1 öierten Folie 5 Minuten auf 100⁰C

Abgezogene Metallmenge nach Erwärmung der Folie 5 Minuten auf 100⁰C und anschlieasender Metallisierung

10%

0% 0% 0%

5% 2% 0%

Beispiel 2

Das Verfahren gem'ass Beispiel 1 wurde mit dei· FoI.ie mit einem 1,5-2 gew%-igen Gehalt an Diäthylenglylrol wiederholt» Die metallisierte FoüIo wurde einige Minuten auf 18O⁰C erhitzt und dann auf Metallhaftfestigkeit heiss und auch kalt geprüft. In beiden Fällen konnte überhaupt kein Metall entfernt werden«

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Claims

P a ί; e η t a η s ρ r ii α ii a

/i.\ Verfahren zur Hers bellung von metallisierten Thermo- -' plasten durch Auf dämpfen, einer Metallschicht auf den Thermoplast, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast vor oder nach der Aufbringung der Metallschicht auf eine unter dem SchiaeLz.punkl; des Thermoplastes liegende Temperatur erhitzt; wird*
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass als Thermoplast Polyalkylenterephthalat gewählt wird und dieses während 30 Sekunden bis 10 Minuten auf eine Temperatur Lm Bereich von 80 bis 200⁰G erhitzt wird.

M.-Il«. H. t.ttCit, D'K.-lwr,. H. BDHS DlPL-IMG. 8. STAEGbB

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