本發(fā)明涉及一種軌道交通機車用金屬化薄膜及其加工工藝，屬于電容器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

城市軌道交通是指具有運量大、速度快、安全、準點、保護環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點的交通方式，包括地鐵、輕軌、磁懸浮、快軌、有軌電車、新交通系統(tǒng)等。因此，在城市軌道交通技術(shù)領(lǐng)域中綜合利用新能源也成為未來城市軌道交通的發(fā)展需求。在中國國家標準《城市公共交通常用名詞術(shù)語》中，將城市軌道交通定義為“通常以電能為動力，采取輪軌運轉(zhuǎn)方式的快速大運量公共交通的總稱?！?/p>

在軌道交通機車中，通常需要使用交流高壓電來給軌道交通機車輸送電力，再加上軌道交通機車上常需要使用大容量、大電流的儲能元器件；作為隔直通交、耦合、旁路、濾波、調(diào)諧回路、能量轉(zhuǎn)換、控制等的電容器是必不可少的重要元器件。薄膜電容器由于具有很多優(yōu)良的特性，因此是一種性能優(yōu)秀的電容器?，F(xiàn)常用的金屬化薄膜是在絕緣基膜上蒸鍍一層鍍鋁層，鍍鋁金屬化薄膜具有較好的附著性能，且生產(chǎn)過程易于處理。但是鍍鋁金屬化薄膜在空氣中容易被氧化而形成以三氧化二鋁為主要成份致密氧化層，該氧化層雖然能夠阻止金屬化薄膜進一步被氧化，但是在交流高壓大電流下工作時，該氧化層會導致電容器的容量迅速下降。因此，目前在軌道交通機車中不會使用金屬化薄膜電容器作為儲能元器件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種軌道交通機車用金屬化薄膜及其加工工藝，具體技術(shù)方案如下：

一種軌道交通機車用金屬化薄膜，包括絕緣基膜、金屬鍍層、空白留邊，所述金屬鍍層包括設置在絕緣基膜工作面的鍍鋁層，鍍鋁層是由多個矩形鍍鋁單元組成，所述鍍鋁單元在絕緣基膜工作面上陣列分布，相鄰鍍鋁單元之間設置有間隙；所述金屬鍍層還包括覆蓋在鍍鋁層表面的鍍錫層。

一種軌道交通機車用金屬化薄膜的加工工藝，包括如下步驟：

步驟一、絕緣基膜預處理

向第一印刷輥表面噴涂屏蔽油，通過第一印刷輥將屏蔽油印刷在待加工的絕緣基膜的工作面形成第一油層；其中，第一油層上設置有呈陣列分布的矩形空白加工區(qū)，所述第一印刷輥的表面設置有與預設的空白加工區(qū)相對應的凸版圖案一；

步驟二、初次蒸鍍

經(jīng)步驟一處理的絕緣基膜被送入第一真空鍍膜機中，在第一真空鍍膜機中將金屬鋁采用真空蒸鍍方式在絕緣基膜的工作面形成鍍鋁層；其中，在第一真空鍍膜機中：第一冷卻輥的工作溫度為-3～0℃，鋁坩鍋加熱溫度在1590～1600℃，第一真空鍍膜機內(nèi)的真空度為0.04~0.05pa；

步驟三、絕緣基膜二次處理

將絕緣基膜上的第一油層除去，然后再通過第二印刷輥將屏蔽油印刷在絕緣基膜的兩側(cè)形成第二油層；其中，第二油層與鍍鋁層之間設置有間隔，所述第二印刷輥的表面設置有與預設的空白留邊和鍍鋁層相對應的凸版圖案二；

步驟四、二次蒸鍍

經(jīng)步驟三處理的絕緣基膜被送入第二真空鍍膜機中，在第二真空鍍膜機中將金屬錫采用真空蒸鍍方式在絕緣基膜上形成覆蓋在鍍鋁層表面的鍍錫層；其中，在第二真空鍍膜機中：第二冷卻輥的工作溫度為-1～1℃，錫坩鍋加熱溫度在1495~1510℃，第二真空鍍膜機內(nèi)的真空度為0.04~0.05pa；

步驟五、后處理

將絕緣基膜上的第二油層除去，再收卷即得成品。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述絕緣基膜為聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚碳酸酯薄膜中的一種。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述屏蔽油是硅油、氟油、石蠟油、全氟聚醚油中的一種。

本發(fā)明的有益效果：

1）、鍍錫層能夠有效阻擋鍍鋁層被氧化，在交流高壓大電流下工作時，不會導致電容器的容量迅速下降。

2）、如果絕緣基膜上存在絕緣疵點，該金屬化薄膜在絕緣疵點附近不易發(fā)生擊穿，且會自行修復，不會對后續(xù)電容器的容量造成影響；即使發(fā)生自愈，也不會造成多層絕緣基膜連續(xù)擊穿，從而避免大面積灼傷現(xiàn)象的發(fā)生。因此，本發(fā)明所述金屬化薄膜卷繞制成電容器可大量應用于軌道交通機車中作為儲能元器件。

3）、第一油層、第二油層的加工要求低，加工難度低，加工成本顯著降低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述第一油層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述鍍鋁層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所述第二油層和鍍鋁層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述鍍錫層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4中a-a視圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

所述軌道交通機車用金屬化薄膜加工工藝，包括如下步驟：

步驟一、絕緣基膜預處理

向第一印刷輥表面噴涂屏蔽油，通過第一印刷輥將屏蔽油印刷在待加工的絕緣基膜1的工作面形成第一油層2，如圖1所示；其中，第一油層2上設置有呈陣列分布的矩形空白加工區(qū)21，所述第一印刷輥的表面設置有與預設的空白加工區(qū)21相對應的凸版圖案一。所述絕緣基膜1為聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚碳酸酯薄膜中的一種。所述屏蔽油是硅油、氟油、石蠟油、全氟聚醚油中的一種。

步驟二、初次蒸鍍

經(jīng)步驟一處理的絕緣基膜1被送入第一真空鍍膜機中，在第一真空鍍膜機中將金屬鋁采用真空蒸鍍方式在絕緣基膜1的工作面形成鍍鋁層3，如圖2所示；其中，在第一真空鍍膜機中：第一冷卻輥的工作溫度為-3～0℃，鋁坩鍋加熱溫度在1590~1600℃，第一真空鍍膜機內(nèi)的真空度為0.04~0.05pa。

鍍鋁層3是由多個矩形鍍鋁單元31組成，鋁蒸氣填充完空白加工區(qū)21后冷卻形成鍍鋁單元31，所述鍍鋁單元31在絕緣基膜1工作面上陣列分布，相鄰鍍鋁單元31之間的間距為4~6毫米。由于鍍鋁單元31結(jié)構(gòu)簡單，相鄰鍍鋁單元31之間的間距較大，加工精度為毫米級，其加工難度比t型金屬化安全膜、菱形金屬化安全膜的加工難度低。

步驟三、絕緣基膜二次處理

將絕緣基膜1上的第一油層2除去，然后再通過第二印刷輥將屏蔽油印刷在絕緣基膜1的兩側(cè)形成第二油層4，如圖3所示；其中，第二油層4與鍍鋁層3之間設置有間隔，這是為了避免“毛細作用”影響第二油層4的完整性；如果第二油層4與鍍鋁層3接觸，相鄰的鍍鋁單元31之間的間隙會吸引一部分的屏蔽油蔓延過來，使得第二油層4的完整性被破壞，導致后續(xù)真空鍍膜時易產(chǎn)生大量的空洞、絕緣疵點；所述第二印刷輥的表面設置有與預設的空白留邊11和鍍鋁層3相對應的凸版圖案二。所述屏蔽油是硅油、氟油、石蠟油、全氟聚醚油中的一種。

步驟四、二次蒸鍍

經(jīng)步驟三處理的絕緣基膜1被送入第二真空鍍膜機中，在第二真空鍍膜機中將金屬錫采用真空蒸鍍方式在絕緣基膜1上形成覆蓋在鍍鋁層3表面的鍍錫層5，如圖4、5所示；其中，在第二真空鍍膜機中：第二冷卻輥的工作溫度為-1～1℃，錫坩鍋加熱溫度在1495～1510℃，第二真空鍍膜機內(nèi)的真空度為0.04~0.05pa。

步驟五、后處理

將絕緣基膜1上的第二油層4除去，再收卷即得成品。

在上述實施例中，鍍鋁層3的存在保留了傳統(tǒng)鍍鋁金屬化薄膜優(yōu)良附著性能及生產(chǎn)過程易于處理的優(yōu)點。鑲嵌在鍍鋁單元31之間的錫條將所有的鍍鋁單元31連接成一個導電層，該錫條的存在不但提高了鍍錫層5與鍍鋁層3之間的接觸面積，使得鍍錫層5與鍍鋁層3之間的結(jié)合力顯著提高；鍍錫層5是由金屬錫制成，金屬錫即使被氧化成氧化錫薄膜，氧化錫薄膜的化學穩(wěn)定性好，具有導電性能，鍍錫層5和氧化錫薄膜作為保護膜能夠有效阻擋鍍鋁層3被氧化，而且在交流高壓大電流下工作時，該氧化錫薄膜不會導致電容器的容量迅速下降。

同時，錫的熔沸點均比鋁的熔沸點低，再加上鍍鋁層3的存在，因此在鍍錫層5上很難形成絕緣疵點；當本發(fā)明所述軌道交通機車用金屬化薄膜由于存在絕緣疵點時，若該絕緣疵點位于相鄰的鍍鋁單元31之間時，在該絕緣疵點兩極間發(fā)生短路現(xiàn)象，同時并產(chǎn)生較大的短路電流，而錫條的寬度為4~6毫米，相對于鍍鋁單元31來說，錫條的電阻較大，再加上錫的熔點只有231.9℃，比鋁、鋅、銀等金屬低的多，該絕緣疵點處的錫條及附近的鍍錫層5熔化成錫液，錫液能夠迅速填充到該絕緣疵點促使該絕緣疵點自行修復，相對于傳統(tǒng)絕緣疵點在自愈過程中產(chǎn)生較大的短路電流將該絕緣疵點周邊區(qū)域內(nèi)的金屬層給蒸發(fā)掉形成斷路使得電容器容量下降來說，本發(fā)明所述錫條處的絕緣疵點即使發(fā)生意外也會自行修復，不會造成后續(xù)電容器容量的下降，只是會影響該處的體積電阻。當該絕緣疵點位于某一塊鍍鋁單元31上時：如果該該絕緣疵點的面積小或絕緣程度較低，覆蓋在該鍍鋁單元31上的鍍錫層5會先一步熔化成錫液，錫液能夠迅速填充到該絕緣疵點促使該絕緣疵點自行修復，不會造成后續(xù)電容器容量的下降；如果該絕緣疵點的面積較大或絕緣程度較高，絕緣疵點附近的錫層會迅速被熔化、蒸發(fā)，同時鍍鋁單元31的尖端處易聚集大量的電荷，使得與鍍鋁單元31的尖端接觸的錫條上的電流也隨之增大，再加上鍍鋁單元31的電阻小于錫條且鋁的熔沸點小于錫，因此該鍍鋁單元31附件的四個錫條會快速熔化、蒸發(fā)使得該鍍鋁單元31與其他的鍍鋁單元31斷開形成斷路，避免發(fā)生多層絕緣基膜1連續(xù)擊穿，從而避免大面積灼傷現(xiàn)象的發(fā)生。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。