Способ получения металлизированной полиолефиновой пленки

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублики 705006(61) Дополнительное к авт. с (22) Заявлено 14.09,77 (21 д 1)М. Кл,С 23 С 7/ОО В 32 В 15/О 2525475/23-0 у с присоединением заявк Пкудерстввииьй кекитвт СССР пе делла яэабрвтеиий я етврытия. И. Пали 72) Авторы изобретени пкевич, А. В. Рогач М. Красовский, В. И С 7 те институт механики металлоподим АН Белорусской ССР явитель(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОЙ ПОЛИОЛЕФИНОВОЙ ПЛЕНКИНаибод тиил близким по техни чаемому аффекту яется способ полу ной полимерной пл наслаивании (форм материала, в том на предварительно ескои с прелла. -нос оду гаемому, явл тадлизирован чаюшийся в полимерного лиодефинов ванную метал чения меенки, заклюован исде псь юди оповерхность ос лич об 0ни за метал- олимер- о Изобретение относится к способам нанесения покрытий, в частности, к нанесению металлических покрытий на полимерные пленки,Металлизированные полимерные пленки, сочетающие свойственное полимерамотсутствие проводимости и электропроводность нанесенного металла, начинают находить самое широкое и разнообразноеприменение при производстве электроннойаппаратуры, электротехнического оборудования, электро- и радиоэкранируюшихустройств и т, д,Известны различные,способылизации пленочных изделий из п.1 тных материалов зц., согласно к торым для обеспечения прочности .сцепления наносимых металлических слоев предусматривают либо нанесение промежуточных слоев между металлической пленкойи подложкой, либо сложную химическуюобработку поверхности подложки, что, вбольшинстве случаев, является технологически трудоемко. ву), отслаивании металла от полимера,работке образованной после отсдаивая основы поверхности полимера катали- тором и последующем нанесении на нее проводящего металлического слоя химическим, электролитическим (известным) методом 3.После отслаивания основы поверхность полимера обладает высоким уровнем энер.гии и повышенной адгезией наносимого на нее металлического слоя, Однако адгезионная активность поверхности полимеров, в частности полимерных материалов, относящихся к классу полиолефипов, сохраняется очень непродолжительное время, поэтому при нанесении на полиолефины .,:аталлических слоев известным способом необходямо поддерживать адгезионную активность отслоенной поверхности путем ее катализирования и предварительной подготовки поверхности основы перед наслаиваниемполимера, например, путем ее анодирования, А это в свою очередь сопряжено стехнологическими трудностями и со снижением производительности процесса в- целом. 1 ОЦелью изобретения явилось повышение производительности процесса и прочности сцепления металла с пленкой.Для этого в известном способе получения металлизированной пленки из 15полиофенов путем формирования пленкиполимера на металлической подложке,ее отслаивания и нанесения на поверхность пленки со стороны отслаиванияМеталлического слоя. Перед отслаиванием полимерную пленку подвергаютобжатию в нормальном к поверхностипленки направлении с усилием 70250 кг/смМеханическое обжатие находящейсяна основе полимерной пленки, передотслаиЬанйем основы, с усилием, достаточным для уменьшения начальной толшины пленки в зоне деформации на5-15% и лежащим в указанных предьлах, приводит к повышенщо контактнойпрочности систем основа-пленка, врезультате чего, при отслаивании, повышается адгезионная активность подлежащей металлизации поверхности пленкии создаются остаточные наприения сжатия, обеспечивающие высокие механические свойства наносимого па пленку - металлического слоя.При использовании обжимающих усилий, фвеличина которых лежит выше или нижеприведенных пределов, положительныйэффект предложения недостижим вследствие того, что в первом случае полимербудет переходить в вязкотекучее состояние и деформация плейки будет необратимой, а во втором - изменение толщиныпленки полимера будет соизмеримо с высотой микронеровностей, т,е. взаимодейст вие осйовы с пленкой будет осуществлять 50ся дискретно и увеличивать неоднородность адгезионного соединения.При разрушении адгезионного контакта пленки и основы непосредственно взоне осаждения металла, активация поверхности пленки и отложение на ней,слбя металла осуществляются одновременно. При атом отпадает необходимость в з 705006дополнительных операциях катализированияполимерной поверхности и предварительного анодирования основы, которые значительно увеличивают продолжительностьпроцесса металлизации,Схема, иллюстрирующая реализациюпредложенного 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 прижимнымиваликами, например, в рабочем обьемевакуумного металлизатора, содержащемиспарительный элемент с подлежащимнанесению Металлом.Производя отрыв металлической основы от 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 радиальномуобжатию) прижимными валиками, вра- щающимися за счет внешнего трения сметаллической основой. В результатев поверхностных слоях полимера, непосредственно под валиками, происходит деформация сжатия, а в прилежащей к нимзоне поверхностных слоев - деформациярастяжения; которая имеет свои максимальные значения вблизи зоны сжатия,Если на такимобразом деформированную полимерную пленку осуществлятьосаждение металла, то произойдет затягивание" микроучастков металлич .скойпленки вглубь полимера и ее прочностьсцепления с последним, вследствие увеличения "фактической" площади адгезиоггного взаимодействия, возрастает.При осуществлении предлагаемого способа, нанесение металлического слоя напленочные изделия предпочтительнее проводить методом испарения металла ввакууме, но не исключено и использование других методов, например, электролитического осажденич и др. Б ряде случаевпри механической деформаг;ии двухслойнойсистемы полимерная пленка-основа, мож.ггУно осуществлять ее подогрев со сторсгныосновы путем нагревания обжимающихваликов.705006 В качестве материала металлическойосновы выбирают ленточные материалы,обладающие катадитической, относительнополиолефинов, активностью, например, алюминий.П р и м е р 1, Проводят металлизацию свинцом и алюминием пленок-полиэтилена который вследствие своей неполярности обладает плохим сцеплением снапыляемым металлом, Пленки формируют путем прессования порошкообразного полиэтилена марки П 4020 дисперсностью 63-100 мкм на поверхности алюминиевой фольги толщиной 100 мкм.Режим прессования: температура - 180 оС,2давление 50 кг/см, вемя выдержкипод давлением - 5 с.Сформированные на фольге пленки нов мешались в зону металлизации вакуумной камеры с давлением порядка110 ф мм. рт. стгде одновременно осушес твляют механическое рассдаивание полимерной пленки и основы, их обжатие сусилием 100 кг/см и нанесение на по 2Ьерхность, пленки полимера слоя испаренйого в вакууме металла.Прочность сцепления напыленных металдически слоев с поверхностью полимерной пленки определяют методом истирация, общепринятым для оценки прочностныл свойств тонких пленок металла,нанесенных на нежесткую основу, и мЪтолом стравливания. При этом, о сопротивлении стиранию"судят по кодичес 5 ву циклов истирания при постоянных площади соприкосновения абразива с метал лическим слоем"и"йаблении нанего, Прииспользовании метода стравливания, опрочности 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 алюминия15толщиной 50 нм, используют 157 о раст- вор Н 20 для пленок свинца - 20% раствор йдОН,Йпя получения сравнительных данных,испытанию подвергают аналогично сфор 20мированные на анодированной алюминиевойфольге пленки полиэтилена, металлизированные известным способом. Анодирование алюминиевой основыосуществляют в 15% растворе Н 2604 при плотности тока 0,15 А/см . После расеслоения пленки обрабатывались 0,2% раствором СОЗ, после чего металлизиро- вадись в вакууме И и РЬ30Данные испытаний сведены в таблицу. А на П 402 РВ на Ц 402,5 вес тный 38-4 17,0-19,5 0 7 П 40 Как видно из таблицы, осуществление механической деформации полимерных пль. нок перед отслаиванием основы и проведение отслаивания в процессеметалли- зации полимера, позволяют на 20 25% увеличить прочность сцепления металла с подимером, при этом увеличивается производительность процесса за счет исключения необходимости в предвари- тельноМ анодировании металлической основы и обработке подлежащей покрытию металлом поверхности полимерной пленки катализатором. ят метаппиза олипропилена рмируют на адюературе -240 С ремени формироеновыл пленоки нагрузке и испытан липропидона опят также реддагаемый А 3 на При мер 2. Проводцию алюминием пленок п(марка ПП). Пленки фоминиевой фольге при темпдавлении - 50 кг/см, ввания - 5 с.Деформацию полипропидобжатием осуществляют пр130 кг/см,Нанесение слоя алюминметаллизированных пленокадгезионную прочность прокак и в примере 1,7705006 8Испытания показали, что алюминиевые ния пленки из полиолефина на металличеспокрытия, нанесенные на пленки из поли- кой подложке, отслаивания.подложки и напропилена предлагаемым и известным несения на поверхность пленки со стороныспособами выдерживают соответственно отслаивания металла,. о т л и ч а ю щ и й-90 и 60-67 циклов до полного истира- 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 сравнению с 1 О направлении с усилием 70-250 кг/см,й существующим способом, обеспечиваетследующие преимущества; повышение произ- Источники информации, водительности процесса металлизации по- принятые во внимание при экспертизе вышение прочности сцепления напылейно, Патент ФРГ Мо 2431985, го металлического слоя к полиолефино 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 % 3793106, полиолефиновой пленки путем формирова- кл. 156-155; опубл. 1974 (прототип),20Составитель В. Балгин,Редактор Хай-,о -",кая Техред О. Андрейко Корректор Е. Папп Заказ 7971/30 Тираж 1130 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва,Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4