CN105986239A - 多辊单室双面卷绕镀膜设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多辊单室双面卷绕镀膜设备及方法，其设备包括真空室、卷绕机构和镀膜机构，真空室为横置的圆筒状或方形箱状结构，真空室内部的空间包括卷绕区和镀膜区，且卷绕区和镀膜区之间通过水冷隔板隔离，水冷隔板上设有供卷材经过用的通孔，卷绕机构位于卷绕区内，镀膜机构位于镀膜区内。其方法是放卷辊放出的卷材穿过水冷隔板后进入镀膜区，在镀膜区内经过多组磁控靶逐渐进行双面镀膜，最后穿过水冷隔板进入卷绕区中由收卷辊进行收集。本发明通过在单一的真空室中设置卷绕机构和镀膜机构，并通过设置多组磁控靶和水冷辊实现卷材的双面镀膜，简化柔性基材双面镀膜的工艺，有效提高镀膜效率，降低产品成本，提高其市场竞争力。

Description

多辊单室双面卷绕镀膜设备及方法

技术领域

本发明涉及卷材表面镀膜技术领域，特别涉及一种多辊单室双面卷绕镀膜设备及方法。

背景技术

目前，柔性基材镀膜一般是采用直线式的镀膜设备进行加工，且只能进行单面镀膜，即当柔性基材需要进行双面镀膜时，需要先对柔性基材的一面进行镀膜，完成后，再覆膜返回镀膜设备中对另一面进行镀膜。在实际生产中，该加工方式工艺程序多而繁琐，周期相当长，另外，直线式的镀膜设备一般需要多个真空室组合完成各个工序，设备结构复杂、占地面积大，设备的制作成本也高，因此，当市场需求较大时，传统的加工方式生产效率低下，根本无法满足产品的需求量，同时，其产品的加工成本过高，使得产品的市场竞争力也不强。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对不耐高温的柔性基材镀膜工艺，提供一种镀膜效率高且设备成本较低的多辊单室双面卷绕镀膜设备。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述设备实现的多辊单室双面卷绕镀膜方法。

本发明的技术方案为：一种多辊单室双面卷绕镀膜设备，包括真空室、卷绕机构和镀膜机构，真空室为横置的圆筒状或方形箱状结构，真空室内部的空间包括卷绕区和镀膜区，且卷绕区和镀膜区之间通过水冷隔板隔离，水冷隔板上设有供卷材经过用的通孔，卷绕机构位于卷绕区内，镀膜机构位于镀膜区内。其中，通过水冷隔板隔离卷绕区和镀膜区，可保持镀膜区的独立性，避免磁控靶溅射时污染卷绕区内的各机构及卷材。

所述卷绕机构包括放卷辊和收卷辊，放卷辊和收卷辊并排设于卷绕区内，卷材由放卷辊放出，经过镀膜区镀膜后，由收卷辊收集；沿卷材的输送方向，放卷辊的出料侧设有导辊和张力检测辊，收卷辊的进料侧也设有导辊和张力检测辊。

所述镀膜机构包括水冷辊挡板、多组水冷辊和多组磁控靶，卷材缠绕于水冷辊上，每组水冷辊的一侧设有一组磁控靶，水冷辊与相应的磁控靶之间设有水冷辊挡板。其中，为了保证卷材的平衡，每组水冷辊包括两个同步的水冷辊，在镀膜过程中，要求每个水冷辊的旋转方向必须与卷材保持一致并同步，因此将水冷辊两两组合成一组进行传送和导向。每组磁控靶中的磁控靶数量可根据卷材卷绕时在镀膜区内的高度(即相邻两组水冷辊之间的距离)进行相应设置，并且每组磁控靶安装于同一磁控靶支撑板上，而磁控靶的组数可根据镀膜层厚度的需要进行设置。在水冷辊和磁控靶之间设置水冷辊挡板，可避免磁控靶溅射时对水冷辊造成污染，影响其后续的使用。

所述卷绕区位于镀膜区上方，卷绕机构设于水冷隔板上方，镀膜机构设于水冷隔板下方；多组水冷辊中，相邻的水冷辊交替排列于镀膜区的上部和下部，各水冷辊相应的磁控靶设于水冷辊的下方或上方(即当水冷辊位于镀膜区上部时，磁控靶设于水冷辊下方，当水冷辊位于镀膜区下部时，磁控靶设于水冷辊上方)。

所述镀膜区中还设有离子处理装置，离子处理装置位于镀膜机构进料端的卷材两侧，且离子处理装置与镀膜机构中的第一组磁控靶及第二组磁控靶中的个别磁控靶并排设置。该位置上，离子处理装置与第一组磁控靶可以互换安装，根据工艺需要灵活配置，也可只设置磁控靶或离子处理装置。

所述真空室的两端分别设有靶车和卷绕车，靶车和卷绕车底部分别设置导轨，镀膜机构中的多组磁控靶设于靶车上，卷绕机构、离子处理装置和镀膜机构中的水冷辊挡板及多组水冷辊设于卷绕车上；靶车沿导轨运行，带动多组磁控靶进入或退出镀膜区，卷绕车沿着导轨运行，带动卷绕机构、离子处理装置、水冷辊挡板和多组水冷辊进入或退出卷绕区。由于在单个真空室内设置卷绕机构及镀膜机构，所以真空室内各组成部件的集成度高，操作和维护都相当复杂、难度较大，为此，在真空室外设置靶车和卷绕车，通过靶车安装磁控靶，通过卷绕车安装卷绕机构、离子处理装置及水冷辊，使用或需要维护时，通过靶车和卷绕车带动镀膜机构、卷绕机构和离子处理装置进入或退出真空室，从而进行安装或维护，其操作方便，也可降低维护难度，对实现在同一真空室内实现多辊双面镀膜起着关键性的作用。其中，离子处理装置可根据镀膜工艺的实际需要确定是否安装并使用。根据实际需要，多组磁控靶也可直接固定于真空室内，因此只要在真空室一端设置卷绕车，以降低真空室内的集成度即可。

所述水冷隔板的边沿与真空室的内壁之间留有间隙，当卷绕车较大且具有圆筒形外壁时，该间隙可供其通过，方便安装。

所述靶车上设有磁控靶安装架，每组磁控靶通过一个磁控靶支撑板独立安装于磁控靶安装架上，且多组磁控靶在磁控靶安装架上并排布置。

通过上述设备可实现一种多辊单室双面卷绕镀膜方法，包括以下步骤：

(1)靶车和卷绕车分别沿导轨移动，将卷绕机构、镀膜机构和离子处理装置送入真空室中，卷绕机构对应进入卷绕区，镀膜机构和离子处理装置对应进入镀膜区；

(2)卷绕机构中，放卷辊放出卷材，卷材由放卷辊出料侧的导辊和张力检测辊输送，穿过水冷隔板后进入镀膜区；

(3)卷材先由离子处理装置进行双面离子处理，然后再经过多组磁控靶逐渐进行表面镀膜；镀膜过程中，靶车上相邻的两组磁控靶完成对卷材的双面镀膜；

(4)完成镀膜后，卷材穿过水冷隔板进入卷绕区中，由收卷辊进料侧的导辊和张力检测辊输送，最后由收卷辊进行收集。

上述多辊单室双面卷绕镀膜设备使用时，可通过在真空室外配备分子泵或扩散泵等抽真空机组，在卷绕机构、镀膜机构及离子处理装置进入真空室后，实现对真空室进行抽真空，抽真空机组采用现有设备通用的抽真空机组即可。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本多辊单室双面卷绕镀膜设备通过在单一的真空室中设置卷绕机构和镀膜机构，并通过设置多组磁控靶和水冷辊实现卷材的双面镀膜，简化柔性基材双面镀膜的工艺，有效提高镀膜效率，降低产品成本，提高其市场竞争力。

本多辊单室双面卷绕镀膜设备结构简单紧凑，将卷绕机构、镀膜机构和离子处理装置设于同一真空室内，可较大幅度简化设备结构，降低设备成本，真空室内各组成部件结构紧凑、集成度高，因此设备的空间利用率高，为大幅提高产能并降低产品成本提供了有力前提。

本多辊单室双面卷绕镀膜设备通过在真空室的两外端设置靶车和卷绕车，并将多组磁控靶安装于靶车上，将卷绕机构、离子处理装置和多组水冷辊安装于卷绕车上，再根据需要通过靶车和卷绕车进行安装和维护，简化设备的操作和维护，使设备使用更加方便，维护成本也较低。

附图说明

图1为本多辊单室双面卷绕设备实施例1的原理示意图。

图2为真空室两端分别设置靶车和卷绕车时的结构示意图。

图3为图2的A方向视图。

图4为实施例2的原理示意图。

图5为实施例3的原理示意图。

上述各图中，1为真空室，2为放卷辊，3为导辊，4为张力检测辊，5为水冷辊，6为收卷辊，7为磁控靶，8为离子处理装置，9为水冷辊挡板，10为水冷隔板，11为磁控靶支撑板，12为卷材，13为卷绕车，14为靶车，15为磁控靶安装架，16为导轨，17为卷绕区，18为镀膜区。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种多辊单室双面卷绕镀膜设备，如图1所示，包括真空室、卷绕机构和镀膜机构，真空室为横置的圆筒状或方形箱状结构，真空室内部的空间包括卷绕区和镀膜区，且卷绕区和镀膜区之间通过水冷隔板隔离，水冷隔板上设有供卷材经过用的通孔，卷绕机构位于卷绕区内，镀膜机构位于镀膜区内。其中，通过水冷隔板隔离卷绕区和镀膜区，可保持镀膜区的独立性，避免磁控靶溅射时污染卷绕区内的各机构及卷材。

卷绕机构包括放卷辊和收卷辊，放卷辊和收卷辊并排设于卷绕区内，卷材由放卷辊放出，经过镀膜区镀膜后，由收卷辊收集；沿卷材的输送方向，放卷辊的出料侧设有导辊和张力检测辊，收卷辊的进料侧也设有导辊和张力检测辊。

镀膜机构包括水冷辊挡板、多组水冷辊和多组磁控靶，卷材缠绕于水冷辊上，每组水冷辊的一侧设有一组磁控靶，水冷辊与相应的磁控靶之间设有水冷辊挡板。其中，为了保证卷材的平衡，每组水冷辊包括两个同步的水冷辊，在镀膜过程中，要求每个水冷辊的旋转方向必须与卷材保持一致并同步，因此将水冷辊两两组合成一组进行传送和导向。每组磁控靶中的磁控靶数量可根据卷材卷绕时在镀膜区内的高度(即相邻两组水冷辊之间的距离)进行相应设置，并且每组磁控靶安装于同一磁控靶支撑板上，而磁控靶的组数可根据镀膜层厚度的需要进行设置。在水冷辊和磁控靶之间设置水冷辊挡板，可避免磁控靶溅射时对水冷辊造成污染，影响其后续的使用。

其中，卷绕区位于镀膜区上方，卷绕机构设于水冷隔板上方，镀膜机构设于水冷隔板下方；多组水冷辊中，相邻的水冷辊交替排列于镀膜区的上部和下部，各水冷辊相应的磁控靶设于水冷辊的下方或上方(即当水冷辊位于镀膜区上部时，磁控靶设于水冷辊下方，当水冷辊位于镀膜区下部时，磁控靶设于水冷辊上方)。

如图2或图3所示，真空室的两端分别设有靶车和卷绕车，靶车和卷绕车底部分别设置导轨，镀膜机构中的多组磁控靶设于靶车上，卷绕机构和镀膜机构中的水冷辊挡板及多组水冷辊设于卷绕车上；靶车沿导轨运行，带动多组磁控靶进入或退出镀膜区，卷绕车沿着导轨运行，带动卷绕机构、水冷辊挡板和多组水冷辊进入或退出卷绕区。由于在单个真空室内设置卷绕机构及镀膜机构，所以真空室内各组成部件的集成度高，操作和维护都相当复杂、难度较大，为此，在真空室外设置靶车和卷绕车，通过靶车安装磁控靶，通过卷绕车安装卷绕机构及水冷辊，使用或需要维护时，通过靶车和卷绕车带动镀膜机构、卷绕机构进入或退出真空室，从而进行安装或维护，其操作方便，也可降低维护难度，对实现在同一真空室内实现多辊双面镀膜起着关键性的作用所述水冷隔板的边沿与真空室的内壁之间留有间隙，当卷绕车较大且具有圆筒形外壁时，该间隙可供其通过，方便安装。靶车上设有磁控靶安装架，每组磁控靶通过一个磁控靶支撑板独立安装于磁控靶安装架上，且多组磁控靶在磁控靶安装架上并排布置。根据实际需要，多组磁控靶也可直接固定于真空室内，因此只要在真空室一端设置卷绕车，以降低真空室内的集成度即可。

如图1所示，水冷隔板的边沿与真空室的内壁之间留有间隙，当卷绕车较大且具有圆筒形外壁时，该间隙可供其通过，方便安装。

通过上述设备可实现一种多辊单室双面卷绕镀膜方法，包括以下步骤：

(1)靶车和卷绕车分别沿导轨移动，将卷绕机构和镀膜机构送入真空室中，卷绕机构对应进入卷绕区，镀膜机构和离子处理装置对应进入镀膜区；

(2)卷绕机构中，放卷辊放出卷材，卷材由放卷辊出料侧的导辊和张力检测辊输送，穿过水冷隔板后进入镀膜区；

(3)卷材经过多组磁控靶逐渐进行表面镀膜；镀膜过程中，靶车上相邻的两组磁控靶完成对卷材的双面镀膜；

(4)完成镀膜后，卷材穿过水冷隔板进入卷绕区中，由收卷辊进料侧的导辊和张力检测辊输送，最后由收卷辊进行收集。

上述多辊单室双面卷绕镀膜设备使用时，可通过在真空室外配备分子泵或扩散泵等抽真空机组，在卷绕机构、镀膜机构进入真空室后，实现对真空室进行抽真空，抽真空机组采用现有设备通用的抽真空机组即可。另外，各磁控靶可采用圆柱靶或平面靶，根据工艺需要进行选择即可。

实施例2

本实施例一种多辊单室双面卷绕镀膜设备，如图4所示，与实施例1相比较，其不同之处在于：镀膜区中还设有离子处理装置，离子处理装置位于镀膜机构进料端的卷材两侧，实施例1的镀膜机构中的第一组磁控靶和第二组磁控靶中的部分磁控靶被离子处理装置代替。另外，在靶车和卷绕车中，镀膜机构中的多组磁控靶设于靶车上，卷绕机构、离子处理装置和镀膜机构中的水冷辊挡板及多组水冷辊设于卷绕车上；靶车沿导轨运行，带动多组磁控靶进入或退出镀膜区，卷绕车沿着导轨运行，带动卷绕机构、离子处理装置、水冷辊挡板和多组水冷辊进入或退出卷绕区。

通过上述设备实现的多辊单室双面卷绕镀膜方法，包括以下步骤：

(1)靶车和卷绕车分别沿导轨移动，将卷绕机构、镀膜机构和离子处理装置送入真空室中，卷绕机构对应进入卷绕区，镀膜机构和离子处理装置对应进入镀膜区；

(2)卷绕机构中，放卷辊放出卷材，卷材由放卷辊出料侧的导辊和张力检测辊输送，穿过水冷隔板后进入镀膜区；

(3)卷材先由离子处理装置进行双面离子处理，然后再经过多组磁控靶逐渐进行表面镀膜；镀膜过程中，靶车上相邻的两组磁控靶完成对卷材的双面镀膜；

(4)完成镀膜后，卷材穿过水冷隔板进入卷绕区中，由收卷辊进料侧的导辊和张力检测辊输送，最后由收卷辊进行收集。

实施例3

本实施例一种多辊单室双面卷绕镀膜设备，如图5所示，与实施例1相比较，其不同之处在于：镀膜区中还设有离子处理装置，离子处理装置位于镀膜机构进料端的卷材两侧，且离子处理装置与镀膜机构中的第一组磁控靶并排设置于卷材的同一高度外侧，即该位置上，离子处理装置与第一组磁控靶及第二组磁控靶中的个别磁控靶并排设置。另外，在靶车和卷绕车中，镀膜机构中的多组磁控靶设于靶车上，卷绕机构、离子处理装置和镀膜机构中的水冷辊挡板及多组水冷辊设于卷绕车上；靶车沿导轨运行，带动多组磁控靶进入或退出镀膜区，卷绕车沿着导轨运行，带动卷绕机构、离子处理装置、水冷辊挡板和多组水冷辊进入或退出卷绕区。

通过上述设备实现的多辊单室双面卷绕镀膜方法，包括以下步骤：

(1)靶车和卷绕车分别沿导轨移动，将卷绕机构、镀膜机构和离子处理装置送入真空室中，卷绕机构对应进入卷绕区，镀膜机构和离子处理装置对应进入镀膜区；

(2)卷绕机构中，放卷辊放出卷材，卷材由放卷辊出料侧的导辊和张力检测辊输送，穿过水冷隔板后进入镀膜区；

(3)卷材先由离子处理装置进行双面离子处理，同时，第一组磁控靶和第二组磁控靶分别对卷材两面进行镀膜；然后再经过多组磁控靶逐渐进行表面镀膜；镀膜过程中，靶车上相邻的两组磁控靶完成对卷材的双面镀膜；

(4)完成镀膜后，卷材穿过水冷隔板进入卷绕区中，由收卷辊进料侧的导辊和张力检测辊输送，最后由收卷辊进行收集。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.多辊单室双面卷绕镀膜设备，其特征在于，包括真空室、卷绕机构和镀膜机构，真空室为横置的圆筒状或方形箱状结构，真空室内部的空间包括卷绕区和镀膜区，且卷绕区和镀膜区之间通过水冷隔板隔离，水冷隔板上设有供卷材经过用的通孔，卷绕机构位于卷绕区内，镀膜机构位于镀膜区内。

2.根据权利要求1所述的多辊单室双面卷绕镀膜设备，其特征在于，所述卷绕机构包括放卷辊和收卷辊，放卷辊和收卷辊并排设于卷绕区内，卷材由放卷辊放出，经过镀膜区镀膜后，由收卷辊收集；沿卷材的输送方向，放卷辊的出料侧设有导辊和张力检测辊，收卷辊的进料侧也设有导辊和张力检测辊。

3.根据权利要求1所述的多辊单室双面卷绕镀膜设备，其特征在于，所述镀膜机构包括水冷辊挡板、多组水冷辊和多组磁控靶，卷材缠绕于水冷辊上，每组水冷辊的一侧设有一组磁控靶，水冷辊与相应的磁控靶之间设有水冷辊挡板。

4.根据权利要求3所述的多辊单室双面卷绕镀膜设备，其特征在于，所述卷绕区位于镀膜区上方，卷绕机构设于水冷隔板上方，镀膜机构设于水冷隔板下方；多组水冷辊中，相邻的水冷辊交替排列于镀膜区的上部和下部，各水冷辊相应的磁控靶设于水冷辊的下方或上方。

5.根据权利要求4所述的多辊单室双面卷绕镀膜设备，其特征在于，所述镀膜区中还设有离子处理装置，离子处理装置位于镀膜机构进料端的卷材两侧。

6.根据权利要求5所述的多辊单室双面卷绕镀膜设备，其特征在于，所述真空室的两端分别设有靶车和卷绕车，靶车和卷绕车底部分别设置导轨，镀膜机构中的多组磁控靶设于靶车上，卷绕机构、离子处理装置和镀膜机构中的水冷辊挡板及多组水冷辊设于卷绕车上；靶车沿导轨运行，带动多组磁控靶进入或退出镀膜区，卷绕车沿着导轨运行，带动卷绕机构、离子处理装置、水冷辊挡板和多组水冷辊进入或退出卷绕区。

7.根据权利要求6所述的多辊单室双面卷绕镀膜设备，其特征在于，所述水冷隔板的边沿与真空室的内壁之间留有间隙。

8.根据权利要求6所述的多辊单室双面卷绕镀膜设备，其特征在于，所述靶车上设有磁控靶安装架，每组磁控靶独立安装于磁控靶安装架上，且多组磁控靶在磁控靶安装架上并排布置。

9.根据权利要求6～8任一项所述设备实现的多辊单室双面卷绕镀膜方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)靶车和卷绕车分别沿导轨移动，将卷绕机构、镀膜机构和离子处理装置送入真空室中，卷绕机构对应进入卷绕区，镀膜机构和离子处理装置对应进入镀膜区；

(2)卷绕机构中，放卷辊放出卷材，卷材由放卷辊出料侧的导辊和张力检测辊输送，穿过水冷隔板后进入镀膜区；

(3)卷材先由离子处理装置进行双面离子处理，然后再经过多组磁控靶逐渐进行表面镀膜；镀膜过程中，靶车上相邻的两组磁控靶完成对卷材的双面镀膜；

(4)完成镀膜后，卷材穿过水冷隔板进入卷绕区中，由收卷辊进料侧的导辊和张力检测辊输送，最后由收卷辊进行收集。