，000毫米的寬度，其中至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、或至少97%的膜面積是 無皺痕區(qū)域。
[0102] 根據(jù)ASTM D1894測量，膜和金屬化膜在鋼上、在金屬化表面上、和其自身上可以具 有小于0.75的動態(tài)和靜態(tài)摩擦系數(shù)。
[0103] 根據(jù)ASTM D257測量，膜和金屬化膜可以具有大于1E13歐姆每平方的表面電阻率。 [0104]根據(jù)SATM D149測量，膜和金屬化膜可以具有從0至175°C的擊穿強(qiáng)度差異比23°C 的值小40 %。
[0105] 基于23°C的值，膜和金屬化膜可以具有在1kHz下從0至175°C小于+/_5%、或小于 +/-3%的電容差異。
[0106] 膜和金屬化膜可以基本上無溶劑，即，包含小于1，000ppm、小于750ppm、小于 500ppm、或小于250ppm的具有小于250道爾頓的分子量的化合物。
[0107] 膜和金屬化膜可以在至少3平方米的面積上，或當(dāng)在0.3米的距離無放大觀察時在 至少9平方米的面積上不具有可觀察的斑點或凝膠。
[0108] 膜和金屬化膜可以在至少3平方米的面積上，或當(dāng)在50x放大下觀察時在至少9平 方米的面積上不具有可觀察的空隙(void)。
[0109] 聚醚酰亞胺膜可以用于任何無定形膜應(yīng)用，但特別適合于金屬化。金屬化膜可以 用于任何金屬化膜應(yīng)用，但特別適合于電子應(yīng)用，例如作為電容器或電路材料。使用卷繞成 圓柱體形狀的金屬化聚合物膜可以制造高能量密度、高電壓非極性的電容器。在一個具體 的實施方式中，擠出聚醚酰亞胺膜，然后通過噴射導(dǎo)電金屬(諸如銅或鋁)到移動的聚合物 膜上(通過在真空室中蒸汽沉積），以達(dá)到從1埃至1000納米、1至3000埃、或1至1000埃的厚 度將其金屬化。聚合物膜上金屬的電阻率可以是在約0.1歐姆每平方至100歐姆每平方的范 圍內(nèi)。進(jìn)行金屬化加工之前，可以適當(dāng)?shù)匮谏w聚合物膜，以提供在膜的寬度邊緣未金屬化的 邊沿(margin)，使得金屬化膜(當(dāng)組裝電容器時）的交替層在相對的邊緣具有未金屬化的區(qū) 域，以防止當(dāng)最終應(yīng)用末端金屬化時電容器的電極短路。
[0110] 然后可以通過卷繞兩個堆疊的金屬化聚合物膜成管狀而制造電容器。連接電線到 各金屬層。在一個具體地實施方式中，將金屬化膜的兩個分離的卷放置到電容器卷繞器 (winder)中且在芯軸(mandrel)上緊密地卷繞在一起(其可以隨后被移除)使得層以聚醚酰 亞胺/金屬化層/聚醚酰亞胺/金屬化層的順序布置，以重復(fù)電容器的典型結(jié)構(gòu)，即，在相對 側(cè)上具有兩個金屬層的電介質(zhì)。在相對側(cè)上用未金屬化的邊沿卷繞膜的兩個卷。
[0111] 電容器卷繞的程度取決于所需電容器的物理尺寸或所需電容。兩個輥的緊密卷繞 有助于移除任何留載（entrapped)空氣，否則可能引起過早擊穿。各個電容器可以在至少 100級、結(jié)合HEPA過濾器的潔凈室環(huán)境中進(jìn)行加工，以減少由外來顆粒引起的介電膜層之間 的接觸點污染的可能性，以及減少電介質(zhì)中的水分?jǐn)z入。可以使用電纏繞以在每個電容器 上更好地保持均勻的拉伸。然后電容器可以在其邊緣貼膠帶（tape)且在托盤捆扎（strap) 兩側(cè)開放，以防止膜層的解繞且允許用導(dǎo)電元素噴射圓柱體的邊緣或末端，例如使用高鋅 含量焊料，隨后是90 %錫、10 %鋅的常規(guī)較軟的末端噴射焊料。第一噴射劃擦金屬化表面且 建立槽(trough)來實現(xiàn)與電介質(zhì)膜上的金屬化更好的接觸。末端噴射的組合進(jìn)一步有助于 與最終的終端更好的接觸粘合。隨后，導(dǎo)電的，例如，鋁導(dǎo)線（leads)就可以焊接到每個末端 以形成最終的終端。一個終端可以點焊到容器(can)的底部，而另一終端可以平行焊接到 蓋。液體滲透物(例如，異丙基苯基砜)填充于電容器(在真空填充裝置中），并關(guān)閉。
[0112] 在另一實施方案中，本發(fā)明涉及包括由卷繞的金屬化單軸拉伸擠出膜制成的電容 器的電子制品。
[0113]其他電容器的構(gòu)造是可能的。例如，電容器可以具有平坦的構(gòu)造，其包括布置成堆 疊構(gòu)造的至少第一和第二電極；以及布置于與每個第一和第二電極之間且至少部分接觸的 聚醚酰亞胺膜。另外的聚醚酰亞胺膜和電極層可以存在于交替層。因此，用于形成電子設(shè)備 的多層制品是在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，包括聚醚酰亞胺層/金屬層/電介質(zhì)層，其中 該電介質(zhì)層可以是如本文所述的聚醚酰亞胺膜，或其他電介質(zhì)材料。附加層(例如，附加的 交替的電介質(zhì)/金屬層)可以是可選地存在。
[0114] 包括以下的實施例以向?qū)嵺`權(quán)利要求的本領(lǐng)域技術(shù)人員提供另外的指導(dǎo)。因此， 這些實施例不旨在以任何方式限制本發(fā)明。
[0115] 通過參考將引用的所有專利和參考合并在此。除非另有說明，所有的份數(shù)和百分 數(shù)均按重量計。
[0116] 盡管為了舉例說明的目的，已經(jīng)給出了典型的實施方式，上述描述不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為 是在本文中的范圍上的限制。因此，在不離開本文中的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以想到各種改變，調(diào)整，和替代物。
[0117]實施例
[0118] 實施例1-4
[0119] 實施例1:
[0120] 目的:本實施例的目的是評估在制造單軸拉伸的高收率擠出的聚醚酰亞胺膜中聚 醚酰亞胺(PEI 1)的收率(yield)，所述聚醚酰亞胺膜是包含衍生自芳香族二酐與選自間亞 苯基二胺的二胺的聚合反應(yīng)的單元的擠出的聚醚酰亞胺，使得該聚醚酰亞胺用伯單胺(苯 胺)封端。
[0121] 實施例2:
[0122] 目的:本實施例的目的是評估在制造單軸拉伸的高收率擠出的聚醚酰亞胺膜中聚 醚酰亞胺(PEI 2)的收率，所述聚醚酰亞胺膜是包含衍生自芳香族二酐與選自間亞苯基二 胺的二胺的聚合反應(yīng)的單元的擠出的聚醚酰亞胺，使得該聚醚酰亞胺不用取代的芳香族伯 單胺(苯胺)封端。
[0123] 實施例3:
[0124] 目的:本實施例的目的是評估在制造單軸拉伸的高收率擠出的聚醚酰亞胺膜中聚 醚酰亞胺(PEI 4)的收率，所述擠出的聚醚酰亞胺膜是包含衍生自芳香族二酐與選自對亞 苯基二胺的二胺的聚合反應(yīng)的單元的擠出的聚醚酰亞胺，使得該聚醚酰亞胺不用取代的芳 香族伯單胺(苯胺)封端。
[0125] 實施例4:
[0126]目的：本實施例的目的是評估(show evaluate)在制造單軸拉伸的高收率擠出的 聚醚酰亞胺膜中聚醚酰亞胺(PEI 3)的收率(yield)，所述擠出的聚醚酰亞胺膜是包含衍生 自芳香族二酐與選自對亞苯基二胺的二胺的聚合反應(yīng)的單元的擠出的聚醚酰亞胺，使得該 聚醚酰亞胺用取代的芳香族伯單胺(苯胺)封端。
[0127] 材料
[0128]使用以下材料制造用于測試的聚醚酰亞胺膜：
[0129] 表1:材料描述
[0130]
[0131] 技術(shù)和程序
[0132] 以下段落描述了如何確定用于這些實施例的材料的性質(zhì)。在轉(zhuǎn)變?yōu)楸∧ぶ?，?用具有5.25盎司桶的180噸注射成型機(jī)模制ASTM樣品進(jìn)行用于比較的拉伸和熱撓曲溫度 (HDT)的測試。在150°C的除濕干燥機(jī)中干燥8小時至水分含量小于0.02wt %之后，以380°C 的熔融溫度模制材料。油式調(diào)溫器(模溫機(jī)，oil-thermolator)用于控制模具表面溫度至 150°C。螺桿旋轉(zhuǎn)是在60-80rpm的范圍內(nèi)，具有0.3MPa背壓，在螺桿復(fù)原之后，無螺桿減壓。 產(chǎn)生了32-35秒的典型的循環(huán)時間且是依賴于模制的ASTM測試樣品。使用ASTM D 638標(biāo)準(zhǔn) 測試方法以I型測試樣以及0.2英寸/分鐘的速率評估拉伸性質(zhì)，而熱撓曲溫度使用ASTM D 648，264psi (1.8MPa)以及0.250英寸(6.4mm)未退火的測試樣品。此外，使用每種材料的粒 料來測量熔體流動速率的流變性質(zhì)（通過ASTM D1238在337°C和6.6kgf下），以及毛細(xì)管流 變儀來測量340°C的剪切粘度。使用差示掃描量熱法(DSC)以20°C/min的加熱速率至300°C 測量玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，第二掃描上報告結(jié)果。表2顯示了所確定的性質(zhì)。
[0133] 表2-材料性質(zhì)
[0134]
[0135] 膜制造性質(zhì)
[0136] 由如下材料制成測試的膜。所示的膜實例由表1中所列的材料制造，且全部是使用 配備以16RPM操作的用于恒定體積流的Maag恪體栗的控制在恒壓模式的Dr Co 11 in 30mm的 單螺桿擠出機(jī)制備。在加工之前，在除濕干燥器中干燥材料6-8小時至小于0.02wt%的濕度 水平。依據(jù)材料的類型和擠出的膜厚度，熔融溫度范圍從350至365°C。通過具有設(shè)定為300 微米的模唇間隙的450mm寬的Cloeren Epoch V模頭擠出材料。通過以每秒14米的連續(xù)的線 速度拉伸隨后的恪體幕（drawing down the subsequent melt curtain)在拋光的鑄造車?yán)?上形成10微米的擠出膜以及卷繞到芯上用于膜測試。
[0137] 采用利用具有每像素 8微米的分辨率的智能LINE-CAM 8000HS數(shù)字線CCD行掃描攝 像機(jī)的Schenk Vision在線掃描儀測量膜上和膜中缺陷并且計數(shù)。根據(jù)在尺寸上范圍為小 于25微米至超過大于100微米的尺寸來分類缺陷(計數(shù)）。具有大于3000的總?cè)毕萦嫈?shù)的膜 被分類為在擠出前具有包含小于90重量百分?jǐn)?shù)的聚醚酰亞胺的擠出的聚醚酰亞胺膜的膜， 而具有小于或等于3000缺陷的總?cè)毕莸哪け环诸悶樵跀D出前具有包含大于90重量百分?jǐn)?shù) 的聚醚酰亞胺的擠出的聚醚酰亞胺膜的膜。
[0138] 膜測試/評估程序
[0139] 針對通過先前描述的程序擠出的膜使用下列測試方法和程序評估表4中報告的膜 測試結(jié)果。在GaldenHT?油中使用ASTM D-149測試方法測試每種材料的擠出薄膜的介電 擊穿強(qiáng)度。使用加熱板/電阻線圈將油升至測試溫度。在3英寸的黃銅板底部電極上，由1/4 英寸的不銹鋼球組成電極。使用Trek 30/20±30kV DC高電壓電源以500V/S傾斜升高黃銅 板直到材料短路以及導(dǎo)致?lián)舸┑碾妷河蒐ab v i ew計算機(jī)軟件記錄。在20°C、50 °C、100 °C、和 150°C下測量介電擊穿強(qiáng)度。報告值產(chǎn)生于在各溫度下的20個樣品以及報道了 Weibull統(tǒng)計 分析平均值(Weibull statistical analysis average)。
[0140] 通過以下方法測量模樣品的介電常數(shù)和分散因數(shù)。金，lOOnm厚，沉積于每種類型 的材料的5個樣品上（通過10mm的圓形蔭罩（shadow mask)，通過電子束蒸發(fā)，作為頂部電 極）。由在樣品的整個底部的區(qū)域上(over the area)的lOOnm厚度的金形成底部電極。在施 加的偏置場下使用Agilent E4980A精密LCR儀表測量電容和耗散因數(shù)。使用電極的直徑 (10mm圓形直徑電極用于所有電測試）和膜厚度計算介電常數(shù)。使用精確至±0.2μπι的 Heidenhain Metro測厚儀計算膜厚度。爐溫從-40°C變化至150°C，且在每個相應(yīng)的溫度下 LCR儀表改變頻率，范圍從100Hz至1GHz。連接至數(shù)字萬用表的爐內(nèi)熱電偶驗證了爐溫。
[0141] 使用差示掃描量熱法(DSC)以20°C/min的加熱速率至300°C測量膜的玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度(Tg)，第二掃描上報告的結(jié)果。
[0142] 使用Trouser Tear ASTM D1938測試方法測量在機(jī)器方向和橫向方向所取 (taken)的膜的樣品的撕裂強(qiáng)度。
[0143] 根據(jù)ASTM D1894在鋁表面上測量擠出模的動態(tài)和靜態(tài)摩擦系數(shù)。
[0144] 題
[0145] 使用以上提及的技術(shù)得到了以下結(jié)果，如表3和表4所示。圖1示出了實施例1和實 施例2的缺陷的結(jié)果。
[0146] 表3-膜中缺陷計數(shù)-Schenk光學(xué)掃描儀
[0147] L0149J 實施例1:討論
[0150] 在實施例1，表3中的結(jié)果，示出了由以伯單胺(PEI 1)封端的聚醚酰亞胺制造的擠 出聚醚酰亞胺膜比由不以伯單胺封端的聚醚酰亞胺(PEI2)制造的膜表現(xiàn)更佳。進(jìn)一步，本 結(jié)果說明了高收率擠出的聚醚酰亞胺膜在擠出前包含至少90重量百分?jǐn)?shù)的聚醚酰亞胺。
[0151] 更具體地，表3中的結(jié)果說明了在伯單胺封端的可加工性的影響和改善減少了在 擠出膜中產(chǎn)生的缺陷總數(shù)，相對于時間的缺陷趨勢以及隨后影響擠出過程的收率。應(yīng)當(dāng)特 別注意單胺封端的改善降低>1〇〇微米的大型缺陷以及50-100微米的尺寸范圍的缺陷的數(shù) 目，這導(dǎo)致材料的低收率和較差的可加工性。包含苯胺封端的樹脂顯示出隨著時間更穩(wěn)定 的缺陷計數(shù)(與相對于時間缺陷計數(shù)增加的對照樹脂相比）。這反應(yīng)出使用無苯胺封端的材 料的挑戰(zhàn)，由于材料加工越長，缺陷的數(shù)目和尺寸增加且隨后導(dǎo)致不可接受的加工收率 (process yield)以及材料的低利用率。苯胺封端的聚醚酰亞胺更穩(wěn)定且將存留在膜中，不 會迀移和燃燒以及燒焦，對于無苯胺封端的聚醚酰亞胺而言是明顯的。此外，視覺缺陷諸如 模具線(die line)、包含物和污跡(smear)視覺上是不明顯的，由于不在任何加工表面上收 集材料以及降解。在整體的缺陷計數(shù)的移動和相對于時間苯胺封端的樹脂的穩(wěn)定性增加兩 者都提供了整體的機(jī)械利用率的增加和生產(chǎn)收率的增加。
[0152] 進(jìn)一步，如表2和4所指定，本數(shù)據(jù)還示出了基于聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)通過凝膠滲透色譜 測量的，由PEI 1制造的單軸拉伸的高收率擠出模具有20,000至400,000的重均分子量;如 在340°C通過毛細(xì)管流變儀測量的在lOOsecT 1和SJOOsecT1下的小于11的粘度比；如通過 八5丁]?0638確定的大于或等于380,00(^8丨（261810^)的拉伸模量。如根據(jù)45了]\10648在 264psi(1.8MPa)下在0.250英寸(6.4臟)厚的測試樣品上測量的，膜具有大于210°(3或大于 217°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、至少195°C的熱變形溫度，在lkHz、23°C和50%RH下至少3的介電 常數(shù)，在lkHz、23°C和50%RH下1%或更小的耗散因數(shù)，以及根據(jù)ASTM D-149測量的至少300 伏/微米的擊穿強(qiáng)度。
[0153] 進(jìn)一步，膜全部由無皺痕的區(qū)域制成，表明該膜具有膜厚度的+/-10%或更小的膜 厚度的變化，以及膜平均厚度的小于+/-3%的表面粗糙度平均值(Ra)。由于在芯上卷繞膜 導(dǎo)致膜上沒有視覺的皺痕或撕裂，這也是視覺上明顯的。
[0154] 實施例2:討論
[0155] 在實施例2中的結(jié)果示出了由不以伯單胺封端的聚醚酰亞胺制成的擠出聚醚酰亞 胺膜的表現(xiàn)明顯差于由封端的聚醚酰亞胺(PEI 1)制成的膜。大型缺陷的數(shù)量明顯高于以 苯胺作為封端的材料。隨著時間缺陷的數(shù)量增加，由于當(dāng)材料在膜唇表面收集時其燒焦和 燃燒，且最后墜落到通道網(wǎng)（passing web)上以及隨后變成膜中的缺陷。這限制了任何潛在 的長時間生產(chǎn)運行至幾小時，由于在收率可以被再次建立之前，該問題需要從機(jī)械表面清 除。由于缺陷的數(shù)量太大以至于不能用于任何應(yīng)用，可加工性和由此的收率隨著時間而降 低。此外，視覺缺陷(諸如模線(die line)，包含物和污點）（其不必成為由光學(xué)掃描儀計數(shù) 的視覺缺陷），由肉眼是顯而易見的，這導(dǎo)致收率損失，因為它形式和功能是不可接受的。無