一種塑料真空蒸鍍鋁膜方法
【專利說明】一種塑料真空蒸鍍鋁膜方法
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技術(shù)領(lǐng)域
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本發(fā)明涉及一種塑料真空蒸鍍鋁膜方法。
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技術(shù)背景
[0004]現(xiàn)有的在塑料工件上真空蒸鍍鋁膜工藝一般是:第一步:在清洗干凈的塑料件表面先浸掛一層底油；第二步:待其流平且烘干后，進(jìn)入真空鍍室蒸發(fā)鍍鋁膜；第三步:然后再在鋁膜上浸掛上一層面油，隨后烘干成為保護(hù)膜層。
[0005]
底油和面油都是清漆類聚合物。在工藝流程中如果不上底油，直接在塑料工件表面上進(jìn)行真空蒸鍍鋁膜，鋁膜是鍍不牢的，其原因是塑料材質(zhì)表面結(jié)構(gòu)鍵性特點(diǎn)難與金屬鋁結(jié)合，膜/基結(jié)合力很差的緣故。所以在工藝流程第一環(huán)節(jié)上底油是必不可少的。底油材質(zhì)不同于塑料基材，改變了表面材質(zhì)性狀，與金屬鋁膜容易結(jié)合牢固，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。現(xiàn)時(shí)大部份塑料工件上真空蒸鍍鋁膜，特別是造價(jià)低的產(chǎn)品都采用上底油的工藝。
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但上底油是一種費(fèi)時(shí)費(fèi)電耗材講技巧又污染環(huán)境的工藝，例如要消耗大量底油，且浸掛的底油品質(zhì)和稀稠度有嚴(yán)格要求，對(duì)環(huán)境濕度也要求控制，浸掛底油和流平需要技巧，否則會(huì)出現(xiàn)大量不良品；底油烘干還要配備大量烘爐，一般要在65?85攝氏度烘2.5小時(shí)，底油烘干揮發(fā)對(duì)環(huán)境有污染。所以上底油的工藝方法有諸多缺點(diǎn)。
[0007]
另一種方法是用紫外固化UV油來代替底油和面油，但UV油成本較高，需要建立較貴的上UV油的生產(chǎn)線和更嚴(yán)格的凈化環(huán)境，而且上UV油的技術(shù)要求更高。
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還有一種在塑料工件上真空蒸鍍鋁之前的處理方法是不用上底油，而是在真空爐內(nèi)蒸發(fā)鍍鋁之前，用氣體離子源發(fā)射等離子束或離子束，對(duì)塑料工件表面進(jìn)行轟擊，氣體用氮?dú)饣蚣尤胍欢ū壤牡脱醯龋赡艿牡入x子束對(duì)塑料表面一來有濺射清潔去污凈化作用；二來對(duì)塑料表面高分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改性作用，如打斷改變?cè)瓉聿牧祥]合的鍵合狀態(tài)，使其出現(xiàn)斷裂鍵、表面懸掛鍵等非閉合鍵，從而提高表面活性，有利于與金屬鋁結(jié)合在一起；三來荷能離子束轟擊塑料表面有微粗化作用，有利于鋁膜機(jī)械咬合增強(qiáng)膜/基結(jié)合力。因此可以免上底油實(shí)現(xiàn)真空蒸鍍鋁。這種方法必須在真空鍍室內(nèi)增加離子源裝置和外接配套電源，設(shè)備較昂貴，且離子源較驕氣，會(huì)增加運(yùn)行維護(hù)時(shí)間和成本。
[0009]
現(xiàn)常用的在塑料真空蒸發(fā)鍍鋁設(shè)備上多裝有輝光放電轟擊裝置，即配置有高壓電極桿和外接高壓直流電源，負(fù)極電源接鍍室壁并接地，鍍室充入氮?dú)?，一般?fù)電極與鍍室壁之間加上450?650伏左右電壓，讓氮?dú)猱a(chǎn)生輝光放電等離子體對(duì)工作進(jìn)行轟擊，對(duì)上了底油的塑料表面起濺射凈化作用，但不能實(shí)現(xiàn)在不上底油條件下獲得結(jié)合牢固的真空蒸鍍鋁膜層。
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【發(fā)明內(nèi)容】

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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種塑料真空蒸鍍鋁膜方法，其不用上底油、又不需要昂貴離子源就可以獲得與塑料基體結(jié)合牢固的真空蒸鍍鋁膜。
[0012]解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種塑料真空蒸鍍鋁膜方法，其特征是包括以下步驟:
Si清洗干凈的塑料件表面后將其置入裝有輝光放電轟擊裝置即配置有高壓電極桿和外接高壓直流電源的真空鍍室內(nèi)，高壓電極桿接高壓直流電源的負(fù)極，電源正極接鍍室壁后接地，鍍室充入氮?dú)?，施?000 - 5000伏的高電壓在電極與鍍室壁之間，產(chǎn)生高電壓氮?dú)廨x光放電等離子體，維持5?10分鐘；
S2蒸發(fā)鍍鋁膜；
S3在鋁膜上浸掛上一層面油烘干。
[0013]
在上述基礎(chǔ)上，還可以在第I步的同時(shí)加入10?22%氮?dú)?，?加入10?22%氮?dú)夂??8%氧氣參與輝光放電。
[0014]
本發(fā)明具有以下有益效果:
1、采用高電壓輝光放電處理塑科表面進(jìn)行真空蒸發(fā)鍍鋁膜，可取代繁雜的、費(fèi)時(shí)費(fèi)電、耗材、有污染的上底油的前處理工藝，可獲得與基體結(jié)合牢固的鋁膜。
[0015]
2、原上底油從浸掛底油、流平、烘于耗時(shí)3個(gè)多小時(shí)，采用本發(fā)明的高壓輝光放電處理只需5?10分鐘左右。
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3、上底油工藝受油的品質(zhì)和稀稠度、環(huán)境濕度、浸掛底油的操作和流平的技巧、烘烤條件等影響，不良品率較高。采用本發(fā)明處理工藝簡(jiǎn)單、容易控制，成品率可提高20%。4、本發(fā)明處理工藝只短時(shí)間耗一些電，省掉專用底油和長(zhǎng)時(shí)間烘干所用大量電，可減少成本50%。
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5、本方法不需要投資昂貴的離子源及其配套電源。
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6、本發(fā)明處理方法可消除上底油處理方法導(dǎo)致的環(huán)境污染。
[0019]【附圖說明】
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圖1是安裝有高電壓輝光放電裝置的真空電阻加熱蒸發(fā)鍍鋁設(shè)備示意圖。
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【具體實(shí)施方式】
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下面結(jié)合附圖1說明本發(fā)明。
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實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1顯示，真空鍍室I其直徑1800mmX高2000mm，鍍室壁為12，抽氣口 13外連真空機(jī)組對(duì)真空鍍室I抽真空，工件架的自轉(zhuǎn)軸7 —邊繞鍍室中軸公轉(zhuǎn)，一邊自身自轉(zhuǎn)，它裝有多層工件掛具，工件8裝掛在其上隨其公、自轉(zhuǎn)，高壓電極桿2和6外接高壓直流電源11的負(fù)極，該高壓電源11的電壓O?4000伏可調(diào)、功率容量10KW，高壓電源11的正極接鍍室壁2且接地，負(fù)極接高壓電極桿2和6，電阻加熱絲的電極桿3和5之間并聯(lián)多條電阻發(fā)熱絲4，鍍料純鋁絲(未畫出)繞在電阻發(fā)熱絲4上，電極桿3和5外接電阻發(fā)熱絲的電源10，進(jìn)氣口 9外連氬、氧、氮等氣源。
[0024]實(shí)施例一
包括以下步驟:
Si清洗干凈的塑料件表面后將其置入裝有輝光放電轟擊裝置即配置有高壓電極桿和外接高壓直流電源的真空鍍室內(nèi)，電源負(fù)極接鍍室壁后接地，鍍室充入氮?dú)?，施?000 - 5000伏的高電壓在電極與鍍室壁之間，維持5?10分鐘；
S2蒸發(fā)鍍鋁膜；
S3在鋁膜上浸掛上一層面油烘干。本發(fā)明的工作過程:首先把塑料工件裝掛入真空鍍室自轉(zhuǎn)桿上，讓工件公轉(zhuǎn)并自轉(zhuǎn)，關(guān)爐門。啟動(dòng)真
空機(jī)組對(duì)真空鍍室抽真空達(dá)10_4Pa，然后充入氮?dú)庵?.8?8Pa，開啟高壓直流電源，輸出2000V?3500V高電壓，高壓電極桿與鍍室壁之間建立起2000?3500V的電場(chǎng)，鍍室內(nèi)的氬氣在高壓電場(chǎng)作用下，氮?dú)猱a(chǎn)生輝光放電，氮?dú)獗浑婋x成為氬等離子體；此時(shí)電源正極---
鍍室壁——?dú)宓入x子體——高壓電極桿——電源負(fù)極形成通電回路，維持鍍室內(nèi)持續(xù)高電壓輝光放電，高能量的氬等離子體流束撞擊到塑料表面引起塑料表面層凈化、改性(表面鍵狀態(tài)改變)和微粗化改作用，提高了活性；維持輝光放電處理5?10分鐘，關(guān)閉高壓直流電源。之后接通電阻絲加熱電源，通過電阻絲電極桿對(duì)電阻絲大電流供電，讓電阻絲瞬間發(fā)熱產(chǎn)生高溫，把繞在其上的鋁絲蒸發(fā)成鋁金屬蒸汽，飛向空間，部分飛到工件表面沉積成鋁膜。完成鍍膜后關(guān)閉加熱電源，停止抽真空，對(duì)鍍室充大氣，開爐門取出工件。根據(jù)工藝需要，通入氮?dú)鈺r(shí)同時(shí)加入適量的氮?dú)?、氧氣，更有效地使塑料表面改性?br>[0025]實(shí)施例二
有些塑料基材和工件形狀比較難鍍上鋁膜時(shí)，可采用氬氮混合氣體高壓輝光放電處理，也即在實(shí)施例一的步驟I中，即在通入氮?dú)獾耐瑫r(shí)加入10?22%的氮?dú)膺M(jìn)行輝光放電處理。
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實(shí)施例三
對(duì)于更難鍍上鋁膜的工件采用氬氮氧混合氣體高壓輝放電處理，也即在實(shí)施例一的步驟I中，即在通入氮?dú)獾耐瑫r(shí)加入10?22%氮?dú)夂??8%氧氣進(jìn)行輝光放電處理。這樣可更有效地使塑料表面改性，提高表面活性，以而獲得結(jié)合更牢固的真空蒸發(fā)鍍鋁膜。
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本發(fā)明可在不上底漆條件下獲得與基體結(jié)合牢固的鋁膜，經(jīng)例行性能測(cè)試考核:
1)100攝氏度沸水煮I小時(shí)；2)百格試驗(yàn)，即用百格刀劃破鋁膜層成一百格相連小方塊，再用指定3M膠紙粘撕。兩個(gè)測(cè)試均合格。
[0028]
本發(fā)明突破了傳統(tǒng)的450?650V左右的氮?dú)廨x光放電模式，克服了傳統(tǒng)的思維模式，大膽地利用高達(dá)3000伏左右的高電壓氮?dú)廨x光放電等離子體，同時(shí)適量加入氮?dú)夂脱鯕鈪⑴c輝光放電，對(duì)塑料表面進(jìn)行深度的轟擊，取得了意想不到、前所未有的塑料表面輝光放電處理效果。
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雖然沒有采用昂貴的離子源，卻達(dá)到與其相近的效能:一來有效地濺射清潔凈化表面；二來對(duì)塑料表面高分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改性作用，提高表面活性，有利于與金屬鋁結(jié)合；三來對(duì)表面有微粗化作用，有利于鋁膜機(jī)械咬合增強(qiáng)膜/基結(jié)合力。經(jīng)高電壓混合氣體輝光放電處理塑料基體表面，可以獲得與塑料基體結(jié)合牢固的真空蒸鍍鋁膜。這歸功于更高電壓輝光放電獲得足夠高的能量和足夠太的濃度的等離子體束流的作用。本發(fā)明對(duì)常用的PC、PE、PET、ABS等塑料均有效。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種塑料真空蒸鍍鋁膜方法，其特征在于:包括以下步驟: Si清洗干凈塑料件表面后將其置入裝有輝光放電轟擊裝置即配置有高壓電極桿和外接高壓直流電源的真空鍍室內(nèi)，電源負(fù)極接鍍室壁后接地，鍍室充入氮?dú)?，施?000 -5000伏的高電壓在電極與鍍室壁之間，產(chǎn)生高電壓氮?dú)廨x光放電等離子體，維持5?10分鐘； S2蒸發(fā)鍍鋁膜； S3在鋁膜上浸掛上一層面油烘干。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料真空蒸鍍鋁膜方法，其特征在于:在步驟I的同時(shí)加入10?22%氮?dú)鈪⑴c輝光放電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料真空蒸鍍鋁膜方法，其特征在于:在步驟I的同時(shí)加入10?22%氮?dú)夂??8%氧氣參與輝光放電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種塑料真空蒸鍍鋁膜方法：S1？清洗干凈的塑料件表面后將其置入裝有輝光放電轟擊裝置即配置有高壓電極桿和外接高壓直流電源的真空鍍室內(nèi)，電源負(fù)極接鍍室壁后接地，鍍室充入氮?dú)?，施?000‐5000伏的高電壓在電極與鍍室壁之間，產(chǎn)生高電壓氮?dú)廨x光放電等離子體，維持5～10分鐘；S2？蒸發(fā)鍍鋁膜；S3？在鋁膜上浸掛上一層面油烘干。在上述基礎(chǔ)上，還可以在第1步的同時(shí)加入10～22%氮?dú)?，或：加?0？～22%？氮?dú)夂?～8%？氧氣參與輝光放電。本發(fā)明無需上底油，可消除上底油處理方法導(dǎo)致的環(huán)境污染，耗時(shí)大大縮短，工藝簡(jiǎn)單、容易控制，成品率可提高20%，可減少成本50%。
【IPC分類】C23C14/24, C23C14/20
【公開號(hào)】CN105088148
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510597849
【發(fā)明人】郭忠泉
【申請(qǐng)人】南通聯(lián)恒新材料有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日