阅读说明：本技术 一种双面铝金属化聚丙烯薄膜及其制备方法和电容器芯子 (Double-sided aluminum metalized polypropylene film, preparation method thereof and capacitor core ) 是由 韩秋城 古骏 杨峰 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种双面铝金属化聚丙烯薄膜及其制备方法和电容器芯子。一种双面铝金属化聚丙烯薄膜包括聚丙烯基膜和两对铝金属化层；一种双面铝金属化聚丙烯薄膜的制备方法包括第一次真空蒸镀、未电晕面电晕、第二次真空蒸镀和后处理；一种电容器芯子包括成对单面金属化聚丙烯薄膜、聚丙烯光膜和双面铝金属化聚丙烯薄膜。本发明的双面铝金属化聚丙烯薄膜,其具有提高薄膜的耐电压能力的优点；另外,本发明的制备方法具有在聚丙烯薄膜两表面均匀蒸镀铝金属化层的优点；本发明的电容器芯子具有提高热聚合效果的优点。(The invention relates to a double-sided aluminum metalized polypropylene film, a preparation method thereof and a capacitor core. A double-sided aluminum metallized polypropylene film comprises a polypropylene base film and two pairs of aluminum metallized layers; a preparation method of a double-sided aluminum metalized polypropylene film comprises the steps of first vacuum evaporation, corona of a non-corona surface, second vacuum evaporation and post-treatment; a capacitor core includes a pair of single-sided metallized polypropylene films, a polypropylene light film, and a double-sided aluminum metallized polypropylene film. The double-sided aluminum metalized polypropylene film has the advantage of improving the voltage resistance of the film; in addition, the preparation method has the advantages that the aluminum metalized layers are uniformly evaporated on the two surfaces of the polypropylene film; the capacitor core of the invention has the advantage of improving the thermal polymerization effect.)

一种双面铝金属化聚丙烯薄膜及其制备方法和电容器芯子

技术领域

本发明涉及电容器的技术领域，尤其是涉及一种双面铝金属化聚丙烯薄膜及其制备方法和电容器芯子。

背景技术

目前我国薄膜电容器市场规模整体偏小，且近几年薄膜电容器行业发展迅速，尤其是下游需求市场更是增长较快。近年电容器的体系和重量减少了3-4倍，同时改进了金属化薄膜的镀膜技术及分割技术，从而极大的帮助了薄膜电容的发展。在双面蒸镀金属化薄膜领域，该类薄膜制作的电容器以体积小、容量大、稳定性好、自愈能力强等优点，占领了越来越多的市场。但是由于镀膜工艺、分切工艺难度大、成品率难以控制等问题，国内企业极少涉足。因此，为了迎合市场需求以及国内薄膜电容发展需要，研究开发性能优良的双面蒸镀的金属化薄膜很有必要。

由于普通金属化薄膜制成的电容器难以承受大电流，金属箔制成的电容器虽可以承受大电流，但其没有“自愈”功能，而市场上现有的双面金属化聚酯薄膜虽然可以承受较大的电流并且拥有自愈功能。另外，由于同等厚度及环境下，聚丙烯薄膜相对于聚酯薄膜的介电强度更强，所承受的电压更高。并且由聚丙烯薄膜制成的电容器介电损耗较小。因此现有的薄膜电容器的芯子双面金属化聚酯薄膜要和单面金属化膜及光膜一起叠加卷绕制成。

但是，由于聚酯薄膜与聚丙烯薄膜的物理特性不同，尤其是二者的热缩比不同，如果采用上述三种薄膜制作电容器芯子，电容器芯子在进行热压工序时，聚酯薄膜与聚丙烯薄膜之间会出现热聚合效果不好，导致芯子的各层之间压不实，膜与膜之间存在空气，增速金属化层的氧化，影响电容器的性能和使用寿命。

因此，如果可以用双面蒸镀的聚丙烯薄膜代替双面蒸镀的聚酯薄膜，那么该电容器芯子的所有基材都是聚丙烯膜，热收缩比一样，该芯子在热压时热聚合效果会更好，则可以解决这一问题。所以市场上急需用双面蒸镀的聚丙烯薄膜代替双面蒸镀的聚酯薄膜。

由于在聚丙烯表面蒸镀铝金属化层需要对聚丙烯表面进行电晕处理，否则在高真空条件下，蒸发的铝无法附着在聚丙烯膜表面。但是现在生产电容器用聚丙烯薄膜的生产厂家只能对聚丙烯薄膜的一面进行电晕处理。而且，由于蒸镀的金属膜层相当薄，如何均匀蒸镀金属膜层也是需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种双面铝金属化聚丙烯薄膜，其具有提高薄膜的耐电压能力的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种双面铝金属化聚丙烯薄膜的制备方法，其解决了在聚丙烯薄膜的正反两面上均蒸镀凝结一层铝金属层的问题，具有均匀蒸镀铝金属化层的优点。

本发明的第三个目的在于提供一种电容器芯子，其各层均采用聚丙烯薄膜材质，具有提高热聚合效果的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种双面铝金属化聚丙烯薄膜，其特征在于：包括聚丙烯基膜，所述聚丙烯基膜的两表面均紧密贴设有两个并排设置的铝金属化层，同一表面的所述铝金属化层之间的条状间隔形成中间留边。

本发明进一步设置为：所述双面铝金属化聚丙烯薄膜的总厚度为4.6μm-5.0μm；其中，所述铝金属化层的方阻为1.0Ω/□-2.0Ω/□。

本发明进一步设置为：所述中间留边的宽度为2.8mm-3.2mm。

通过采用上述技术方案，聚丙烯基膜用来起到介质的作用，两层铝金属化层用来导电并储存电荷，相较于单层金属层或其他金属，铝金属化层单位面积储存的电荷增大，所以存储容量高、耐电压能力较强；同时还采用双面中留边设计，制成的电容器相当于两个电容器串联，有利于进一步提高电容器的耐电压能力。

为实现上述第二目的，本发明提供了如下技术方案：

一种双面铝金属化聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1 第一次真空蒸镀：对聚丙烯基膜的一侧电晕面进行真空蒸镀处理，铝金属化层蒸镀在聚丙烯基膜的一侧电晕面上，得到单面铝金属化聚丙烯薄膜；

S2 未电晕面电晕：取单面铝金属化聚丙烯薄膜，先对聚丙烯基膜的未电晕面进行等离子预处理，然后对另一侧未电晕面进行电晕处理，将未电晕面加工为电晕面，得到半成品薄膜；

S3 第二次真空蒸镀：取半成品薄膜，并对聚丙烯基膜的另一侧电晕面进行真空蒸镀处理，铝金属化层蒸镀在聚丙烯基膜的另一侧电晕面上，得到双面铝金属化聚丙烯薄膜半成品；

S4 后处理：对双面铝金属化聚丙烯薄膜半成品进行时效和分切处理，得到双面铝金属化聚丙烯薄膜。

本发明进一步设置为：所述第一次真空蒸镀和未电晕面电晕中，均预先对聚丙烯基膜进行如下处理，将聚丙烯基膜安装于真空环境中，且真空度为4mbar-10mbar。

本发明进一步设置为：所述真空蒸镀处理包括以下步骤，

S1 喷油屏带：加热油壶及油挡板，油壶向聚丙烯基膜的电晕面间隔地喷涂屏蔽油，屏蔽油经过油挡板附着于聚丙烯基膜的电晕面，屏蔽油的喷涂宽度为的宽度为2.8mm-3.2mm；

S2 主辊冷却：打开制冷装置，控制制冷主辊温度在-15℃-10℃，并通过制冷主辊冷却聚丙烯基膜；

S3 真空蒸镀：加热蒸发舟，蒸发舟上蒸发的铝丝附着于聚丙烯基膜的电晕面上，并形成铝金属化层；

S4 解除真空：关闭真空泵，解除真空，使真空卷绕室的压强等于大气压强。

本发明进一步设置为：所述喷油屏带步骤中，油壶温度为170℃，油挡板温度为175℃。

本发明进一步设置为：所述等离子预处理步骤中，采用等离子发生器向聚丙烯基膜的未电晕面喷射等离子体射流，且等离子发生器喷口的出口温度为250℃-350℃。

本发明进一步设置为：所述电晕处理步骤的具体实现方式为，将单面铝金属化聚丙烯薄膜通过带有高压电的极板之间，并通过高压电高压轰击聚丙烯基膜的未电晕面；其中，所述极板的轰击强度为9.8W·min/m-10.2W·min/m。

通过采用上述技术方案，为了保证铝金属化层能顺利并牢固的附着在聚丙烯薄膜的未电晕面，在对聚丙烯薄膜未电晕面进行蒸镀时，先对聚丙烯薄膜的未电晕面进行等离子预处理和电晕处理，使得气态的铝能顺利附着在聚丙烯薄膜的未电晕面上；同时采用真空蒸镀处理，使得从而气态的铝在真空高温环境下沉积于聚丙烯薄膜的电晕面，因此得到的铝金属化层较薄且较为均匀，均匀的金属膜层也是良好电容性能的保障，避免使用该薄膜的电容器的容量出现差异、以及卷绕后电容器芯子大小不一致，最终实现在聚丙烯薄膜的两表面蒸镀铝金属化膜的目的。

为实现上述第三目的，本发明提供了如下技术方案：

一种电容器芯子，包括并排设置的成对单面金属化聚丙烯薄膜、设置于所述单面金属化聚丙烯薄膜之间的聚丙烯光膜和双面铝金属化聚丙烯薄膜。

通过采用上述技术方案，当电容器芯子卷绕时采用双面铝金属化聚丙烯薄膜与单面金属化聚丙烯薄膜和聚丙烯光膜配合卷绕，则三种薄膜都是聚丙烯薄膜材质，热收缩比相近，在电容器芯子热压时，热聚合效果会得到提升。从而使制成的电容器效果更佳，使用寿命更长，电容器使用时更加静音等效果，符合市场需求。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.由于本发明的双面铝金属化聚丙烯薄膜采用聚丙烯基膜作为介质，并辅以两层铝金属化层导电并储存电荷，由于还采用双面中留边设计，制成的电容器相当于两个电容器串联，有利于提高电容器的耐电压能力；

2.本发明的方法采用等离子预处理和电晕处理的方式处理聚丙烯薄膜的未电晕面，并通过高真空金属沉积的方式真空蒸镀铝金属化层，其解决了在聚丙烯薄膜的正反两面上均蒸镀凝结一层铝金属层的问题，具有均匀蒸镀铝金属化层的优点；

3.本发明的电容器芯子，各层均采用聚丙烯薄膜材质，各层的热缩比接近，具有提高热聚合效果的优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的双面铝金属化聚丙烯薄膜的结构示意图。

图2是本发明实施例2提供的方法的流程图。

图3是本发明实施例3的电容器芯子的结构示意图。

图中，1、聚丙烯基膜；2、铝金属化层；3、中间留边；4、单面金属化聚丙烯薄膜；5、聚丙烯光膜；6、双面铝金属化聚丙烯薄膜。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：参照图1，为本发明公开的一种双面铝金属化聚丙烯薄膜，包括聚丙烯基膜1和两对分别贴设于聚丙烯基膜1表面的铝金属化层2，即其中一对铝金属化层2、聚丙烯基膜1和另一对铝金属化层2依次并排紧密贴设。另外，铝金属化层2的外侧边与聚丙烯基膜1的侧边平齐，且位于聚丙烯基膜1同一表面的铝金属化层2之间的带状间隔形成中间留边3。

双面铝金属化聚丙烯薄膜6的总厚度为4.6μm-5.0μm，总宽度为21.8mm-22.2mm。中间留边3的宽度为2.8mm-3.2mm。铝金属化层2的宽度为9.3mm-9.7mm，方阻为1.0Ω/□-2.0Ω/□。

实施例2：参照图2，为本发明公开的一种双面铝金属化聚丙烯薄膜的制备方法，用于制备实施例1的双面铝金属化聚丙烯薄膜6，包括以下步骤：第一次预安装、第一次真空蒸镀、第二次预安装、未电晕面电晕、第二次真空蒸镀、半成品检测、时效和分切、后处理。

（1）第一次预安装

通过吊机将聚丙烯基膜1送入真空卷绕室，并安装于机台放卷辊上，使得聚丙烯基膜1的第一电晕面露出。然后压紧辊压紧聚丙烯基膜1的四个边沿，并合闭真空卷绕室。最后真空泵工作并对真空卷绕室内部抽真空，真空卷绕室内部的真空度达到4mbar-10mbar。

（2）第一次真空蒸镀

在真空卷绕室抽真空的同时，加热装有屏蔽油的油壶及油挡板，使得油壶温度达到170℃，油挡板温度达到175℃。同时，打开制冷装置，使得制冷主辊温度达到﹣15℃到10℃。然后在真空状态下，使聚丙烯基膜1通过机台放卷辊不断地放卷和收卷，同时通过电子枪使得聚乙烯基膜紧贴制冷主辊。这样既可以减少蒸镀过程中蒸发的铝对聚丙烯薄膜的烫伤又可以很好的控制住聚丙烯薄膜的热收缩量。在此状态下运行1-2min，然后油壶工作，油壶内的屏蔽油通过油挡板间隔地喷涂在聚丙烯基膜1的第一电晕面的表面。其中，屏蔽油的宽度为3mm。

接着加热蒸发舟，调节蒸发舟的功率为10kW，送丝速度为1m/min，蒸发舟内的铝丝蒸发并附着在聚丙烯薄膜的第一电晕面上。这些铝附着在第一电晕面未喷涂有屏蔽油的区域，并在高真空环境下均匀沉积，从而形成一层均匀的铝金属化层2，而喷涂有屏蔽油的条状间隔则形成中间留边3。而且由于蒸镀的铝金属化层2较薄，能在蒸镀过程中保持聚丙烯基膜1的平整性，进而解决现有技术中难以控制热变形的技术问题。

蒸镀完成后，关闭真空泵，解除真空，使真空卷绕室的压强等于大气压强，得到单面铝金属化聚丙烯薄膜。

（3）第二次预安装

待聚丙烯基膜1的第一电晕面蒸镀完成后，得到单面铝金属化聚丙烯薄膜。利用机台放卷辊将聚丙烯基膜1倒过来，使得聚丙烯基膜1的未电晕面露出，然后压紧辊压紧聚丙烯基膜1的四个边沿。最后真空泵工作并对真空卷绕室内部抽真空，真空卷绕室内部的真空度达到4mbar-10mbar。

（4）未电晕面电晕

为了保证铝金属化层2能顺利并牢固的附着在聚丙烯薄膜的未电晕面，在对聚丙烯薄膜未电晕面进行蒸镀前，要对聚丙烯薄膜的未电晕面进行等离子预处理。即采用等离子发生器产生等离子射流，此等离子体发生器是冷弧等离子体发生器，当一定流速的压缩空气流流经此等离子体发生器时能产生空气等离子体射流，其喷口的出口温度为250℃-350℃。最后使得空气等离子体射流能喷射至聚丙烯薄膜的未电晕面表面，将诸如灰尘、油污之类的各种污染物质从铝箔表面清除。

然后在真空卷绕室的极板上输入惰性气体和氧气，将单面铝金属化聚丙烯薄膜通过带有高压电的极板之间，并通过高压电高压轰击聚丙烯基膜1的未电晕面，使得非电晕面表面电子活化、重新排布，进而将聚丙烯基膜1的非电晕面加工为具有电晕特性的聚丙烯基膜1。其中，极板的轰击强度为9.8W·min/m-10.2W·min/m，两极板间带的高电压为10kV，聚丙烯基膜1的湿润张力为40m·N/m-41m·N/m。处理完成之后，气态的铝才能顺利附着在聚丙烯薄膜的未电晕面上。

（5）第二次真空蒸镀

继续加热装有屏蔽油的油壶及油挡板，使得油壶温度达到170℃，油挡板温度达到175℃。同时，打开制冷装置，使得制冷主辊温度达到﹣15℃到10℃。然后在真空状态下，使聚丙烯基膜1通过机台放卷辊不断地放卷和收卷，同时通过电子枪使得聚乙烯基膜紧贴制冷主辊。这样既可以减少蒸镀过程中蒸发的铝对聚丙烯薄膜的烫伤又可以很好的控制住聚丙烯薄膜的热收缩量。在此状态下运行1-2min，然后油壶工作，油壶内的屏蔽油通过油挡板间隔地喷涂在聚丙烯基膜1的第二电晕面的表面。

接着加热蒸发舟，调节蒸发舟的功率为10kW，送丝速度为1m/min，蒸发舟内的铝丝蒸发并附着在聚丙烯薄膜的第二电晕面上。这些铝附着在第二电晕面未喷涂有屏蔽油的区域，并在高真空环境下均匀沉积，从而形成一层均匀的铝金属化层2，而喷涂有屏蔽油的条状间隔则形成中间留边3。而且由于蒸镀的铝金属化层2较薄，能在蒸镀过程中保持聚丙烯基膜1的平整性，进而解决现有技术中难以控制热变形的技术问题。

蒸镀完成后，关闭真空泵，解除真空，使真空卷绕室的压强等于大气压强，得到双面铝金属化聚丙烯薄膜6半成品。

（6）半成品检测

检测半成品规格，要求半成品规格为成品总宽度为22mm；中间留边3的宽度为3mm；铝金属化层2宽度均为9.5mm，方阻为1-2Ω/□。其中要求厚度误差小于±5%，宽度误差小于±0.2㎜。

（7）时效和分切

将收卷后的双面铝金属化聚丙烯薄膜6半成品在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为32℃-38℃、湿度为30%-50%的环境中进行第一次时效处理，时间为72h。然后将第一次时效处理后的薄膜分切成如实施例1所述的薄膜。将分切后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30℃-40℃、湿度为50%-60%的环境中进行第二次时效处理，时间为24h，得到双面铝金属化聚丙烯薄膜6成品。

（8）后处理

检测双面铝金属化聚丙烯薄膜6成品的规格，要求成品规格为成品总厚度为4.8μm，总宽度为22mm；中间留边3的宽度为3mm；铝金属化层2宽度均为9.5mm，方阻为1-2Ω/□。其中要求厚度误差小于±5%，宽度误差小于±0.2㎜。成品检测合格后，真空包装。

（9）性能检测试验

在不同批次的产品中选取样品，测量样品的总厚度和总宽度、中间留边3的宽度、铝金属化层2宽度和方阻。其中，每批次均选取10个样品，并作为一组。每个样品测量3次，取平均值；其中，铝金属化层2方阻的三次测量点分别为铝金属化层2的中间区域和周边区域。各个样品的检测结果参照表1。

表1

从表1可以看出，检测的样品中，样品的总厚度和总宽度、中间留边3的宽度、铝金属化层2宽度等数据的总平均值和方阻与后处理步骤中要求的规格一致。另外，各样品、以及各组别的平均值也符合后处理步骤中要求的规格误差。因此，采用上述方法，能制备得到符合生产要求且如实施例1所述的双面铝金属化聚丙烯薄膜6。

实施例3：参照图3，为本发明公开的一种电容器芯子，包括并排设置的成对单面金属化聚丙烯薄膜4、设置于单面金属化聚丙烯薄膜4之间的聚丙烯光膜5和双面铝金属化聚丙烯薄膜6。其中，单面金属化聚丙烯薄膜4、聚丙烯光膜5、双面铝金属化聚丙烯薄膜6和单面金属化聚丙烯薄膜4依次并排设置。单面金属化聚丙烯薄膜4为中间留边3的单面金属化聚丙烯薄膜4，双面铝金属化聚丙烯薄膜6为实施例1所述的带有中间留边3的双面铝金属化聚丙烯薄膜6。

另外，双面铝金属化聚丙烯薄膜6的宽度大于聚丙烯光膜5的宽度，上述二者的侧边之间的间距相等、且间距d1为1.5mm-2.0mm。双面铝金属化聚丙烯薄膜6的宽度小于单面金属化聚丙烯薄膜4的宽度，上述二者的侧边之间的间距相等、且间距d2为2.0mm-2.5mm。

当电容器芯子卷绕时采用双面铝金属化聚丙烯薄膜6与单面金属化聚丙烯薄膜4和聚丙烯光膜5配合卷绕，则三种薄膜都是聚丙烯薄膜材质，热收缩比相近，在电容器芯子热压时，热聚合效果会得到提升。从而使制成的电容器效果更佳，使用寿命更长，电容器使用时更加静音等效果，符合市场需求。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。