CN1005067B - 锡的蒸法镀敷 - Google Patents
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Abstract
在向一表面如用于包装的聚合物薄膜（３）蒸法镀锡的过程中，先将分散于一分散剂中的氢化钛分散体系（１７）涂于蒸发舟（９）的内表面，再把分散剂蒸发掉，然后用此蒸发舟在真空中将锡熔化，以便使其镀敷在所需的表面上。
Description
本发明涉及一种将锡蒸敷于一种表面（如塑料薄膜表面）而生产一种适用于包装的镀金属薄膜的方法。
人们所熟悉的金属的蒸敷方法，是将金属放在容器中熔化，并从其中蒸发，然后沉积在要涂覆的表面上。塑料薄膜镀金属所使用的传统装置是由包括一个输出一接受卷筒传输机构的真空室组成的。此机构使薄膜从一个或多个容器上方通过，此容器即所谓的蒸发“舟皿”通常由氮化硼材料制成。在将舟皿进行加热的同时，金属丝由真空室中的从动绕线轴喂入舟皿。
包装薄膜通常是镀铝的。因为铝有较低的熔点，令人满意的蒸气压，和较低的价格，所以特别适宜于蒸法镀敷。当铝处于熔融状态时，可完全润湿氮化硼，并迅速蒸发，因而可以在很短的时间内涂覆大面积的薄膜，并极大地减少了加工成本。
但是薄膜带有一层蒸敷锡是非常需要的，因为锡具有防止氧化变质，保护食品颜色和味道的特性。日本第5237170号专利公告描述了有机膜锡涂层在食品饮料存贮容器中的各种应用。
聚合物薄膜可用这样的方法镀锡，即用电阻加热的方法将锡熔化，然后使其蒸发而形成蒸气并镀敷在膜上。虽然锡在熔融状态时有良好的蒸气压，但不能润湿蒸发舟皿，特别是氮化硼舟皿，因而其蒸发速度非常低。这样一来，只有减低薄膜在蒸发舟皿上方的输送速度，也就是增加薄膜在蒸发舟皿上方的停留时间，才能在薄膜上沉积一层有足够厚度的锡。但停留时间的增长，会使薄膜过久地靠近热源和熔融锡滴（有可能溅出），从而易造成薄膜的损坏。同时，这样低的速度会使装置的操作成本增高，从而限制了应用的经济价值。
本发明提供了一种将锡蒸敷于一表面的方法，其中先将锡在一容器中熔化，并使其蒸发，随之蒸气沉积于要涂敷的表面。本发明的特点是在锡于容器中熔化之前，先将氢化钛涂料涂于该容器。此预处理的容器可被熔融锡润湿，从而增加了锡的蒸发速度，提高了蒸敷的经济效益。
在使用此涂料时，最好的方法是先将分散于挥发性分散剂中的氢化钛的分散体系涂于上述容器（所用分散剂不与氢化钛或容器材料互相作用），然后将分散剂蒸发掉。
分散剂可以是氯代烃，如四氯化碳，1·1·1-三氯乙烷，二氯甲烷。
所述蒸发容器可以由导电材料制成，例如此容器可由氮化硼材料构成。使用中将其通入电流加热并使锡在其中熔化。
锡可以以金属丝的形式喂入加热的蒸发容器。
替代的舟皿材料包括石墨，碳化硅。本发明可用来将锡镀敷于聚合材料薄膜上，如聚乙烯，聚丙烯薄膜。本发明的各种实施方案将通过实例说明如下，并可参照附图，其中，图1是将金属涂料蒸敷于一连续膜的装置的侧视图，图2是图1中所示蒸发舟皿的放大图。图1中的真空室1是由真空泵2抽成真空的（压力为1×10-3-8×10-3乇（torr））。其中，聚合材料薄膜3从输出卷筒4输送到接受卷筒5。中间通过滚轮6、7，此滚轮使薄膜的一部分贴近冷却箱8，与此同时，薄膜是从一排容器或蒸发舟皿（图中仅给出了一个，标号为9）上方通过的，并通过第一个接线柱10和第二个接线柱11对每一个舟皿9通电加热。
锡金属丝12从绕线轴13并通过导向管1、4送进舟皿9，并在其中熔化，蒸发，而后蒸气上升至冷却的薄膜3的表面，并在其上冷凝。
图2表示出舟皿9有一底面15，和立在底面周边之上的边壁16，舟皿底和边壁的内侧涂有氢化钛17。
图1、图2中的舟皿是这样制备的，首先取一只氮化硼舟皿，然后将分散于四氯化碳之中的氢化钛的分散体系涂于舟皿的内表面，并将四氯化碳蒸发掉，从而在舟皿的内表面形成一厚约0.1毫米的氢化钛涂层。
当使用此预处理的舟皿时，我们发现此舟皿可被熔融锡润湿，并可达到高的蒸发速度，如不使用涂有此涂料的舟皿，将会发现锡是成滴状的，其蒸发速度很慢。当使用以前用来蒸发铝的舟皿时，我们可以看到一定程度的润湿，但锡的蒸发速度还是不足。
在将分散体系涂于舟皿时，可首先用其将舟皿装满，然后把多余的液体倒出，由于表面张力的作用，可在舟皿的内表面保留一层薄膜。另外一种方法是用刷子或其他敷料器涂敷。作为分散剂使用比较成功的其他氯代烃是1，1，1-三氯乙烷和二氯甲烷。
我们分别就氢化钛之外的其他材料的涂料和氢化钛涂料分散在其他氯代烃中的情况作进一步的实验。其中，每种情况的涂层厚度为大约0.1毫米。并观察熔融锡和舟皿表面的接触角，可以发现，当锡润湿表面时，接触角为0°;当锡成滴状时，接触角为90°左右。接触角基本为零是必要的，因为只有这样才能造成最大蒸发表面，达到高的蒸发速度。直径为1.6毫米的锡金属丝是以25厘米/分的速度喂入舟皿的。蒸发可以持续到涂层的润湿作用变得无效为止，一只氮化硼舟皿在锡的镀敷过程中正常的有效寿命大约为5小时，寿命的任何一点缩短都将会对加工成本有极其不利的影响。实验中所观察到的结果列表如下。
在进一步实验中，将锡金属丝的喂入速度增至75，100，115厘米/分，也就是在较高的蒸发速度下做实验，同时所用的蒸发舟涂有氢化钛和二硅化钛。我们发现锡能连续地，令人满意地从涂有氢化钛的舟皿中蒸发。在115厘米/分的最高喂入速度下，涂有二硅化钛的舟皿在总的仅润湿作用开始之前起初是不能完全润湿的。
这些结果表明，蒸发容器（或舟皿）的氢化钛涂料能使锡在较高和很经济的速度下成功地蒸发和镀敷，并使舟皿具有较长的有效寿命，使用不带涂料和涂有其他涂料的舟皿不能获得这些优点。
尽管本发明是以氮化硼材料为例来描述的，但其他舟皿材料也可应用，例如可代用的舟皿材料包括石墨和碳化硅。它们都可以进行电阻加热，并且有较好的耐火特性以便容纳熔融金属。
我们也可以选用不导电的耐火材料的舟皿（如氧化铝），在此情况下，可用感应加热或其他方法来熔化和蒸发金属。
可以用多种分散剂，但所期望的分散剂应是非易燃的，挥发性的，这样才能安全地将其除掉。专业人员知道蒸发金属的温度高达1300度，所以应避免用简单，粗暴的方法冒险将剩余的分散剂除掉。
Claims (4)
1、一种将锡蒸敷于基底表面的方法，其中包括锡首先在氮化硼容器中熔化，并从其中蒸发，然后沉积于该表面，其特征在于，氮化硼容器具有一层氢化钛的内涂层，该涂层是在锡于容器中熔化之前，通过将分散于挥发性分散剂中的氢化钛分散体系涂于该容器，然后再将分散剂蒸发掉而得到的，其中分散剂不和氢化钛或容器构成材料发生反应。
2、权利要求1的方法，其特征在于分散剂选自四氯化碳、1，1，1-三氯乙烷或二氯甲烷。
3、权利要求1或2的方法，其特征在于所述容器是由导电材料构成的，并用通入电流的方法使其加热。
4、权利要求1或2的方法，其特征在于锡是以锡丝的形式加入所述加热的容器的。
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