Способ получения металлизированной полиолефиновой пленки

Способ получения металлизированной полиолефиновой пленки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (iii 705006 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.09.77 (21) 2525475/23()5 с присоединением заявки № (23) Ириоритет—

Опубликовано 25,12.79. Бюллетень ¹47

Дата опубликования описания 30,12.79 (51)M. Кл.

С 23 С 7/ОО

В 32 В 15/08

Пкудярстввииьй комитет

СССР (53) УДК621.703 (088. 8) ае явлви яэабретеиий я открытия

А, М. Красовский, В. И. Лашкевич, А. В. Рогачев и О. И. Палий г (72) Авторы изобретения (7i) Заявитель

Институт механики металлопопимерных систем

АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОЙ

ПОЛИОЛЕФИНОВОЙ ПЛЕНКИ

Изобретение относится к способам нанесения покрытий, в частности, к нанесе„ нию металлических покрытий на полимерные пленки.

Металлизированные полимерные пленки, сочетающие свойственное полимерам

S отсутствие проводимости и электропроводность нанесенного металла, начинают находить самое широкое и разнообразное применение при производстве электронной

10 аппаратуры, электротехнического оборудования, электро- и радиоэкранирующих устройств и т. д.

Известны различные, способы металлизации пленочных изделий из полимер1т 1 15 ных материалов (Мц ., согласно которым для обеспечения прочности .сцепления наносимых металлических слоев предусматривают либо нанесение промежуточных слоев между металлической пленкой и подложкой, либо сложную химическую обработку поверхности подложки, что, в большинстве случаев, является технологически трудоемко.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому эффекту к предлагаемому, является способ получения металлизированной полимерной пленки, заключающийся в наслаивании (формировании) полимерного материала, в том число псьлиолефинов, на предварительно анодированную металлическую поверхность (основу), отслаивании металла от полимера, обработке образованной после отслаиваEIHB основы поверхности полимера катализатором и последующем нанесении на нее проводящего металлического слоя химическим, электролитическим (известным) ме тодом 3).

После отслаивания основы поверхность полимера обладает высоким уровнем энергии и повышенной адгезией наносимого на нее металлического слоя. Однако адгезионная активность поверхности полимеров, в частности полимерных материалов, относящихся к классу полиолефипов, сохраняется очень непродолжитель«ое время, поэтому при нанесении на полиолефины .:эталлических слоев известным способом необходямо поддерживать адгезионную активность отслоенной поверхности путем ее катализирования и предварительной подготовки поверхности основы перед наслаиванием полимера, например, путем ее анодирования. А это в свою очередь сопряжено с технологическими трудностями и со снижением производительности процесса в це»»ом. 1Î

Целью изобретения явилось повышение производительности процесса и прочности сцепления металла с пленкой.

Для этого в известном способе получения металлизированной пленки из 15 полиофенов путем формирования пленки полимера на металлической подложке, еа отслаивания и нанесения íà поверхность пленки со стороны отслаивания .

Металлического слоя. Перед отслаива- 20 нием полимерную пленку подвергают обжатию в нормальном к поверхности пленки направлении с усилием 70250 кг/cM?

Механическое обжатие находящейся на основе полимерной пленки, перед отслаиЬан»гем основы, с усилием, достаточным для уменьшения начальной roEEшины пленки в зоне деформации на

5-15% и лежащим в указанных пределах, приводит к повышению контактной прочности систем основа-пленка, в результате чего, при отслаивании, повышается адгезионная активность подлежащей.металлизации поверхности пленки и создаются остаточные напрякения сжа« тия, обеспечивающие высокие механические свойства наносимого па пленку металлического слоя.

При использовании обжимающих усилий, @» величина которых лежит выше или ниже приведенных пределов, положительный эффект предложения недостижим вследствие того, что в первом случае полимер будет переходить в вязкотекучее состояние и деформация плейки будет необратимой, а во втором - изменение толщины пленки полимера будет соизмеримо с высотой микронеровностей, т.е. взаимодейст вие осйовы с пленкой будет осуществлять« о ся дискретно и увеличивать неоднородность адгезионного соединения.

При разрушении адгезионного контакта пленки и основы непосредственно в

= зоне о„-ажден»гя металла, активация по 55 верхности пленки и отложение на ней ,! слбя Металла осуществляются одновременно.. fpm атом отпадает необходимость в

3 705006 4 дополнительных операциях катализирования полимерной поверхности и предварительного анодирования основы, которые значительно увеличивают продолжительность процесса металлизации.

Схема, иллюстрирующая реализацию предложенного способа, выглядит следующим образом. На поверхности металлической основы в виде ленты формируется полимерная пленка. После образования адгезионного соединения, двухслойную систему полимер-Металл вводят в пространство между прижимными валиками, например, в рабочем обьеме вакуумного металлизатора, содержащем испарительный элемент с подлежащим нанесению Металлом.

Производя отрыв металлической основы or полимерной пленки в зоне нанесения покрытия путем приложения необходимой нагрузки к свободному концу основы, осуществляют разрушение адгезионного контакта с одновременной металлизацией свежеобразованной полимерной по- верхности в парах испаряемого металла, - При этом полимерная пленка, перед от слаиванием основы, подвергается обжатню в нормальном к поверхности пленки направлении (упругому радиальному обжат»по) прижимными валиками, вра щающимися за счет внешнего трения с металлической основой. В результате в поверхностных слоях полимера, непосредственно под валиками, происходит деформация сжатия, а в прилежащей к ним зоне поверхностных слоев - деформация растяжения; которая имеет свои лгаксимальные значения вблизи зоны сжатия.

Если на> таким образом деформирован1 ну»о полимерную цленку осуществлять осаждение металла, то произойдет затягиваниее" мик роучас тков ме таллин ской пленки вглубь полимера и ее прочность сцепления с последним, вследствие увеличения "фактической" площади адгезионного взаимодействия, возрастает.

При осуществлении предлагаемого способ-., нанесение металлического слоя на пленочные изделия предпочтительнее проводить методом испарения металла в вакууме, но не исключено и использование других методов, например, электролиI тического осажденич и др. Б ряде случаев при механической дефорл1аг;ии двухслойной системы полимерная пленка-основа, мож.»г

h но осуществлять ее подогрев со сторсгны основы путем нагревания обжимающих валиков.

705006 ностных свойств тонких пленок металла, нанесенных на нежесткую основу, и мЪтолом стравливания. При этом, о сопротивлении стиранию"судят по количес 5 ву циклов истирания при постоянных площади соприкосновения абразива с метал лическим слоем и" давлении на него. При использовании метода стравливания, о прочности напыленного слоя судят по времени, необходимом для полного растворения нанесенного на полимер слоя металла постоянной (заданной) толщины.

В качестве травителя, при оценке прочностных характеристик пленок алюминия

15 толщиной 50 нм, используют 157 раст вор Н2 0 „для пленок свинца — 20% раствор йдОН.

Для получения сравнительных данных, испытанию подвергают аналогично сфор20 мированные на анодированной алюминиевой фольге пленки полиэтилена, металлизированные известным способом.

Анодирование алюминиевой основы осуществляют в 157 растворе Н2$0 при плотности тока 0,15 Л/см . После расе слоения пленки обрабатывались 0,2% раствором С ОЗ, после чего металлизиро- вались в вакууме N и 9b

Данные испытаний сведены в таблицу.

Известный

А3 на П4020 60-62

PL на Н4020 38-40

10,2-1 1,5

14,4-15

Предлагаемый A 3 на П4020 75-80

17,0-19,5

23,5-25

РЬ на П4020 48-50

Как видно из таблицы, осуществление механической деформации полимерных пл нок перед отслаиванием основы и проведение отслаивания в процессе металлизации полимера, позволяют на 20 25% увеличить прочность сцепления металла .с полимером, при этом увеличивается производительность процесса за счет исключения необходимости в предварительноМ анодировании металлической основы и обработке подлежащей покрытию металлом поверхности полимерной пленки катализатором.

55

В качестве .материала металлической основы выбирают ленточные материалы, обладающие каталитической, относительно полиолефинов, активностью, например, алюминий.

fl р и м е р 1. Проводят металлизацию свинцом и алюминием пленок-полиэтилена, который вследствие своей неполярности обладает плохим сцеплением с напыляемым металлом, Пленки формируют путем прессования порошкообразного полиэтилена марки П 4020 дисперсностью 63-100 мкм на поверхности алюминиевой фольги толщиной 100 мкм. Режим прессования: температура - 180оС, т ) °

2 давление SO кг/см, в емя выдержки под давлением — 5 с.

Сформированные на фольге пленки нов мешались в зону металлизации вакуумной камеры с давлением порядка

1 * 3 0 мм. рт. ст., где одновременно осущес твляют механическое расслаивание полимерноЯ пленки и основы, их обжатие с усилием 100 кг/см и нанесение на по2

Ьерхность, пленки полимера слоя испаренйого в вакууме металла.

Прочность сцепления напыленных металлическьи слоев с поверхностью полимерной пленки определяют методом истирация, общепринятым для оценки прочПример 2. Проводят метаппиза цию алюминием пленок полипропилена (марка ПП-4). Пленки формируют на rmoминиевой фольге при температуре -240 С, 2 давлении — 50 кг/см, времени формирования — 5 с.

Деформацию полипропиленовых пленок обжатием осуществляют при нагрузке

130 кг/см .

Нанесение слоя алюминия и испытание металлизированных пленок полипропилена на адгезионную прочность проводят также как и в примере 1, 7 705006 8

Испытания показали, что алюминиевые Е ия пленки из полиолефина на металличеспокрытия, нанесенные на пленки из поли- кой подложке, отслаивания .подложки и напропилена предлагаемым и известным несения на поверхность пленки со стороны способами выдерживают соответственно отслаивания металла,. о т л и ч а ю щ и й85-90 и 60-67 циклов до полного истира-s с я тем, что, с целью повышения прочния, а также 20,5 и 12,5 минут до пол- ности сцепления металла с пленкой и нроного растворения металла в травителе. иэводительности процесса; перед отслаиваТаким образом, использование предла» нием полиолефиновую пленку подвергают гаемого способа металлиэации пленочных обжатию в нормальном к поверхности иэделий иэ полиолефинов, по сравненщо с 1О направлении с усилием 70-250 кг/см .

2 существующим способом, обеспечивает следующие преимущества: повышение произ- Источники информации, водительности процесса металлизации по- принятые во вниМание при экспертизе вышение прочности сцепления напылейно- 1. Патент ФРГ М 2431985, ro металлического слоя к полиолефино 5 кл. С 23 С 13/10, опубл. 1976. вым пленкам. 2. Заявка Японии % 50-20589, Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я кл. С 23 С 13/02, оцубл. 1975.

Способ получения металлизированной 3. Патент США % 37 93 1 06, полиолефиновой пленки путем формирова- кл. 156-155; опубл. 1974 (прототип).

Составитель В. Балгин, Редактор Хай-. -".кая Техред О. Андрейко Корректор Е. Папп

Заказ 7971/30 Тираж 1130 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4