DE2431985C3

DE2431985C3 - Verfahren zum Vakuumbedampfen eines Films mit einer Metallschicht

Info

Publication number: DE2431985C3
Application number: DE19742431985
Authority: DE
Inventors: Shinsuke; Terasaki Shuji; Sasaki Tohru; Iwaki Fukushima Yoshikawa (Japan)
Original assignee: Kureha Kagaku Kogyo KX., Tokio
Priority date: 1973-07-10
Filing date: 1974-07-03
Publication date: 1977-04-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vakuumbedampfen einer Oberfläche eines Films mit einer Metallschicht, der bei seiner Behandlung von einem zweiten mitlaufenden Film gestützt vird.

Bei der Durchführung des Vakuumaiifdampfverfahrens für extrem dünne, unter 9 μ starke Filme ergibt sich das Problem, daß leicht Furchen bzw. Falten in den abschließend metallisierten Filmen auftreten. Dies beruht auf der Deformation oder der Änderung in den Abmessungen des Films, was durch die Wärmestrahlung von der Metalldampfquelle beim Verdampfen und durch die während der Kondensation des auf den Film abgeschiedenen Metalls freigesetzte Wärme.verursacht wird.

Bislang wurden zur Überwindung des vorstehend genannten Problems Versuche gemacht, die Kühlwirkung in der Anlage zu erhöhen und die von der js Verdampfungsquelle übertragene Wärme auf ein Minimum zu senken. Eine weitere, bisher angewendete Lösung dieses Problems liegt in der Verwendung eines Basis- oder Trägerfilms genügender Steifheit und Dimensionsstabilität gegenüber Wärme, der mit dem der Bedampfung zu unterwerfenden Film laminiert wird. vgl. zum Beispiel DT-AS 10 59 739.

Der erstere Lösungsweg jedoch reicht für eine industriell befriedigende Produktion metallisierter Filme mit unter 9 μ liegender Stärke, wenn diese aus biegsamen Materialien, wie z. B. Polypropylen oder Polyvinylidenfluorid sind, und unter 6 μ Stärke, wenn sie aus verhältnismäßig steifen Materialien, wie z. B.

Polyester bestehen, nicht aus.

Nahezu unmöglich ist es. die Vakuumaufdampfung in industriellem Maßstab auf beiden Seiten solch dünner Filme durchzuführen.

Der letztere Lösungsweg ist ebenfalls unbequem, da es ziemlich schwierig ist, einen extrem dünnen Film auf den Grund- oder Tragerfilm faltenfrei aufzulaminieren und da leicht Falten auftreten und aufgrund der Verschiedenheit der Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der. beiden Filmen zu einem Abblättern

führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem das Vakuumaufdampfen auf eine oder beide Seiten von extrem dünnen Filmen möglich ist.

Bei einem Verfahren der genannten Art ist diese erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein laminierter Film, bestehend aus dem ersten und dem zweiten Film von zumindest der Stärke des ersten Films, die beide vor dem Laminieren nicht verstreckt worden sind, hergestellt wird, daß der laminierte Film in wenigstens einer Richtung bei einer Temperatur unter den Schmelzpunkten und über den Einfrierpunkten der Filmmalerialien verstreckt wird und daß der verstreckte laminierte Film zur Bildung der Metallschicht auf der freien Oberfläche des ersten Films der Vakuumbedampfung unterworfen wird.

Bei dem vorstehenden Verfahren sollen die beiden nicht gedehnten Filme aus polymeren Materialien bestehen, so daß sie gleichzeitig gedehnt werden können. Auch ist zu fordern, daß die gedehnten Filme sich so verhalten, als wären sie einheitlich oder hafteten aneinander, ohne daß sich Lull /wischen ihnen befindet und ohne daß sie unabhängig voneinander verdrillt sind, was zu ihrer Trennung führen würde sowie daß sie keine Falten aufweisen. Diese Forderungen können durch geeignete Auswahl der Polymeren, eines bestimmten Siärkeverhältnisses der beiden Filme und anderer Komponenten erfüllt werden.

Der laminierte Film kann einfach durch Laminieren einer Lage mit der anderen Lage erhalten werden, wenn sie aus dem gleichen Polymeren, aus dem gleichen polymeren Material mit verschiedenen Gehalten an Stabilisatoren und/oder Weichmachern, oder wenn sie aus polymeren Materialien der gleichen Art bestehen, in die jeweils das gleiche Polymerisat eingemischt ist. Bei solchen Filmmaterialien, die gegenseitig unlöslich sind, wird vorzugsweise ein laminierter Film direkt aus einer Düse extrudiert, die so ausgestaltet ist, daß sie mit den in zugehörigen Extrudern hergestellten polymeren Materialien beschickt wird, oder es werden jeweils aus den Extrudern stranggepreßte Filme gegeneinander gepreßt, um das Laminat zu bilden.

Der so gebildete und dann gedehnte Laminatfilm ist aufgrund seiner Stärke, die sich auf wenigstens das zweifache des einzelnen, zu behandelnden Films beläuft, steif genug. Zudem kann ein Delaminieren oder eine Trennung des Films aufgrund der Wärmeverformung kaum erfolgen, weil zwei Schichten des Films im selben Maße und bei derselben Temperatur gedehnt worden sind, was ähnliche Dimensionsstabilität der beiden Schichten hervorruft.

Wenn eine Metallschicht auf beiden Seiten gebildet werden soll, wird die metallisierte Schicht auf einen weiteren Tragerfilm so übertragen, daß die die Metallschicht tragende Oberfläche den weiteren Trägerfilm mit der anderen, d. h. unbehandeltcn, Oberfläche berührt, die der nachfolgenden Metallisieri'ngsbehandlung ausgesetzt wird.

Übertr

Diese Übertragung kann leicht durchgeführt werden, wenn der metallisierte Film zu einer Rolle aufgewickelt ist. wobei die Oberfläche des ersten Films mit der Metallschicht sich in Berührung mit der Rückseite der nächsten Umdrehung des ersten mitlaufenden Trägerfilms befindet, der dann den weiteren Trägerfilrn bildet.

In diesem Fall nämlich wird durch Abwickeln der Rolle in solcher Weise, daß der metallisierte Film vom t.rsprünglichen Trägerfilm abgelöst und mit seiner metallisierten Oberfläche mit der Rückseite des Trägerfilms der nächsten Wicklung laminiert wird, ein neuer Laminatfilm erhalten, bei welchem die metallisierte Oberfläche mit dem neuen oder weiteren Trägerfilm in Berührung steht, während die andere Oberfläche einer weiteren Vakuumaufdampfung ausgesetzt wird.

Zwar ist die Haftung zwischen der metallisierten Oberfläche und dem weiteren Trägerfiln» nicht so stark wie die zwischen der unbehandelten Oberfläche und dem ursprünglichen Trägerfilm, doch beeinträchtigt dies praktisch nicht, weil die beiden den neuen Laminatfilm bildenden Film während des vorangegangenen Metallisierungsprozesses eine Wärmebehandlung erführen haben, so daß eine wesentlich geringere Schrumpfung und praktisch keine Faltenbildung bei der nachfolgenden Vakuumaufdampfung auftreten. 2;

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Vakuumaufdampfung auf einer Oberfläche eines Laminatfilms und

F 1 g. 2 eine Übertragung eines metallisierten Films auf einen weiteren Trägerfilm so. daß die unbehanclelte Oberfläche des Films für einen weiteren Metallisierungsvorgang zur Verfügung steht.

In Fig. 1 ist ein langer Laminatfilm. bestehend aus einem ersten, zu metallisierenden Film 2 und einer. zweiten, als Trägerfilm dienenden Film I, zu einer Rolle A aufgewickelt. Der Laminatfilm wurde vor dem Aufwickeln zur Rolle A einem Dehnungsprozeß unterworfen. Die beiden Filme haften .ineinander.

Der Laminatfilm wird nai'¹ und nach von der Rolle Λ abgerollt, um einer Vakiiumbedampfung oder Metallisierung H unterworfen zu worden, in der eine Metallschicht 3 auf der Oberfläche des Films 2 gebildet wird. Der so metallisierte Laminatfilm wird dann zu einer weiteren Rolle C aufgespult. Dabei ist eic Film 2 nur auf einer seiner Oberflächen metallisiert, während die andere Oberfläche unbehanclcli ist.

Wenn die andere Oberfläche des Films 2 metallisiert «erden soll, wird der Film 2. der bereits auf einer seiner so Oberflächen metallisiert worden ist. vom Trägerfilm I. w: in F i g. 2 gezeigt, abgelöst, dann wird der ehe Aiißenschicht darstellende Film, ei. h. der Trägerfilm I. abgewickelt, wie durch einen Pfeil in F i g. 2 dargestellt, bis die Vorderkante des Trägerfilms 1 eine Umdrehung um die Rolle C macht. Der abgewickelte Trägerfilm I wird über die metallisierte Oberfläche des Films 2 ueieat. wodurch an einem -Xbziehp'.iiki 4 ein neuer l.jminatfilm erhalten wird, der aus einem Frägerfilm 1 und einem metallisierten Film '.'.estern, dessen nichtme Λο tallisierte Oberfläche behandelt wird. Der neue, v.m eiern Abziehpunkt 4 abgezogene LaininaiHm w^;rd dünn einer nachfolgenden Metallisieningsbehandhi".· um, worten. die ähnlich wie bei ß in F1 g. 1 au^gc^-hri werden kann, wodurch ein Laminatfilm aus iiiirv, auf beiden Seiten metallisievien Film und einem Tragerfilm erhalten wird.

P.ei dem oben beschriebenen Vorsehe.1 wird de¹' Tragerfilm während des zweiten MeU1llisierungspr0y.es· ses ebenso wie beim ersten Metallisierungspro/eß zur Verstärkung des zu behandelnden Films verwendet. Hat jedoch der zu behandelnde Film eine ausreichende Stärke, beispielsweise stärker als 10 μ. so kann die Verwendung des Trägerfilms beim /weiten Metallisicrungsprozeß entfallen. In diesem Falle wird der Film, der bereits auf einer Seite während des ersten Metallisierungsprozesses metallisiert wurden ist. al'eine dem zweiten Metallisierungsprozeß unterworfen, el. h.. ohne durch den Trägerfilm unterlegt zu sein. Es beeinträchtigt das Endprodukt praktisch nicht, wenn die Verwendung des Trägerfi'ns für den Fall unterbleibt. daß der zu behandelnde Film stark genug ist. weil der Film, der die Wärmebehandlung während des ersten Metallisierungsprozesse« hinter sich hat. sieh während des zweiten Meuillisierungsprozesses weniger leicht verzieht. Fs ist auch möglich, ein anderes Ti äi:·. imine! einzusetzen, wie z. R. ein sich von dem im ersten Metallisierungsprozcl.l verw endeten unterscht. iderules polymeres Material oder eine Metallfolie an Siel: Jes im ersten MeiaMisierungsprozeß \erwendeien li.-uerfilms.

Im allgemeinen wird der auf einer oder beiden .seilen metallisierte Film nach dem Ablösen vom Fragen:1m sofor; verwendet. In dieser Hinsicht i-i c mögla!;. iki; Film in Stücke zu schneiden, um ihn in der Form cnes i.airinatfilm^ λ eiterzuvcarhcilen und zu tr.uisp· 'nieren, um den i η bis zur tatsächlichen V crw endun-j ζι· schi'nzen.

Aus der vorangegangenen Beschreibung wird ^i,π daß das neue Verfahren tue Möglichkeit zur V.ikunmhc dämpfung -..vrem dunner Filme seh.iff;, wobei ,Ut /w behandelnde Film in engem Kontakt mit dein Trägerfilm ohne Fur hen gehalten wu'd und wi-'nei diese beiden Filme voneinander w.·."'. ahge!öM werden, wenn sie sich aufgrund ν iner I °. mneraUüMPder.ing ausdehnen oder schrump'en.

Der durch das neue Verfahre:¹ 'iietallisierte I ilm kann unabhängig vom Trägerfilm, d. h. nach dem Ablose¹ uim Prägerfilm. verwendet werden Fs ist ,mch niöglu Ii den Film im laminierten Zustand mit Λ πι fräger^! Ί"η als i l'.eiektrikum eines Kondensators zu verw enden.

Weitere Vorteile. Merkmale und Aiisfühningsformen des neuen Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung der folgenden Beispiele, die das Verfahren ledoeh mehl auf diese beschränken.

Beispiel I

Fin erster ungedehnter Film von ¹I ~> u Starke und ein zweier iingedehnier Film \'·η ■>->(> μ Stäike wurden miteinander verklebt. Die K . k 1 Filme bestanden aus einen Polyvinylidenfluorid-Polymerisat, dessen Strukuir-Viskosnat η in Dimeihvlfi'mamid-Lösung, gemessen bei iO C . 1.10 Poise war

Der iingedehnte und so laminierte Film, bestehend aus dem genannten ersten und zweiten Film, wurde ' mn i" Maschinenrichtung mil emc:· f "ieschwind:gkeit von 12 m Ί',ιη und hei I "¹¹I ' ■ :■ -.'re· kt. bis er .?Smal so laiiL¹ w,!-. wie ;i" unverstrc »>· /iisiand. Dann >mii\Ic der so in _>in>v Richin-n; ·. er-Ί -cku¹ 1 aminatfilm mit eine-· Spatiiirahme:. he¹ i"·¹ ' η (.)uerrichtimg versus ki. bis er di. "vSiache Breite der 'irspri'inghchen ■\bmesMuiü erreichte, uii.l d "in wurde er einer Wärmehehandlung hei 17 i C abgesetzt. Ms Frgehnis dieser bi.ixialen V-'-'streckung wurde ein Laniiiiattilm erhalten, vier aus ..'-,nem ersien Film von (■> u und einem /weiten I Im von ^ u Starke hesiand. De erste und der

/weite Film hafteten in dieser Stufe offenbar aneinander, könnten jedoch leicht voneinander getrennt werden, wenn man dies versuchen würde.

Die Koeffizienten der beiden Filme wurden innerhalb des möglichen Fchlerbereichs als gleich angenommen, und der Versuch zeigte, daß nie eine Trennung auftrat, wenn der l.aminatfilni um 3% in Laufrichtung und 2% in Querrichtung bei 140 C frei schrumpfen konnte. Der erste Film von b μ Stärke und 500 mm Breite wurde dann in der vorgenannten Weise behandelt, um so auf jeder Oberfläche eine Aluminiumschicht mit einem Oberflächenwiderstand von 1.2 Ω/em² zu bilden, was direkt als Dielektrikum eines Kondensators verwendet werden konnte. Der Versuch zeigte, daß keine Falten in diesem metallisierten Film auftraten, die die Endprodukte beeinträchtigen würden.

Beispiel 2

Ein erster ungedchnter Film aus Polyvinylidenfluorid-Polymerisat mit einer Struktur-Viskosität η von 1,0 Poise und einer Stärke von 20 μ wurde hergestellt. Als zweiter Film wurde ein weiterer unverstrecktcr Film hergestellt, der aus dem gleichen Polymerisat, verschnitten mit 5% Polymethylmcthaerylat bestand. Der zweite Film von 52 μ Stärke wurde au,s dem so verschnittenen Polymerisat geformt.

Diese beiden Filme wurden miteinander laminiert.

sodann in Laufrichtung bei 40 C und einer Geschwindigkeit von 15 m/min in einer Richtung verstreckt, bis die Länge das 4,8fache der unverstreckten Länge erreichte, wodurch ein Laniinatfilm von 30 μ Gesaintstärke, bestehend aus einem Polyvinylidenfluorid-Iilm von 4 μ Stärke und einem Trägerfilm von 2b μ Stärke, erhalten wurde.

Als Koeffizienten für die trockene Wärmeschrumpfung bei 100⁰C wurden 12% in Laufrichtung und 0% in

ίο Querrichtung beobachtet.

Der erste verstreckte Film von 4 μ Stärke wurde dann durch Vakuumbedampfung nach dem zuvor beschriebenen Verfahren behandelt, um .so auf jeder Seite eine Aluminiumschicht mit einem Oberflächenwiderstand von 3.5 Ω/cm² zu bilden, und dann vom Trägerfilm abgezogen.

So zeigt es sich, daß extrem dünne Filme von 4 μ Stärke aus Polyvinylidenfluorid sicher und im industriellen Maßstab auf beiden Seiten metallisiert werden können, was bisher nach dem herkömmlichen Vakuumdampfverfahren ziemlich schwierig war.

Es können extrem dünne metallisierte Filme, die nach dem neuen Verfahren hergestellt werden, viele Verwendungen finden, z. B. als piezoelektrischer Film zum Einbau in schallelektrische Wandler, elektromechanische Umsetzer oder in einem druckaufzeichnender Element oder Dielektrikum in einem Kondensator.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zum Vakuumbedampfen einer Oberfläche eines Films mit einer Metallschicht, der bei seiner Behandlung von einem zweiten mitlaufenden Film gestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein laminierter Film, bestehend aus dem ersten und dem zweiten Film von zumindes! der Stärke des ersten Films, die beide vor dem Laminieren nicht verstreckt worden sind, hergestellt wird, daß der laminierte Film in wenigstens einer Richtung bei einer Temperatur unter den Schmelzpunkten und über den Einfiierpunkten der Filmmaterialien verstreckt wird und daß der verstreckte laminierte Film zur Bildung der Metallschicht auf der freien Oberfläche des ersten Filrns der Vakuumbedampfung unterworfen wird.
2. Verfahren zum Vakuumbedampfen gemäß Anspruch 1 beider Seiten eines Films, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vakuumbedampfen der einen Oberfläche des ersten Films des laminierten Films dieser zu einer Rolle aufgewickelt wird, daß der erste Film vom zweiten Film an der Außenfläche der Rolle abgelöst und einer von diesen um die Rolle herum abgewickelt wird, daß ein neuer laminierter Film durch Auflegen des abgewickelten Films auf den anderen Film in der Weise gebildet wird, daß der erste Füm den zweiten Film an dessen behandelter Oberfläche berührt und wobei die andere Oberfläche freiliegt, und daß der neue laminierte Film zur Behandlung des ersten Films an seiner anderen Oberfläche der Vukuumbedampfung unterworfen wird.

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