DE102008018396A1

DE102008018396A1 - System for continuously vacuum-coating a band-shaped film, comprises vacuum chamber with a bottom side wall, covering wall, front wall, back wall, side walls and inner partition wall, stationary winding unit, and stationary coating roller

Info

Publication number: DE102008018396A1
Application number: DE102008018396A
Authority: DE
Inventors: Uwe Braun
Original assignee: Leybold Optics GmbH
Current assignee: Buehler Alzenau GmbH
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-10-15

Abstract

The vacuum coating system (1) comprises a vacuum chamber (2) having a bottom side wall, a covering wall (5), a front wall (8), a back wall, two side walls and an inner partition wall for dividing the vacuum chamber into a winding chamber and a coating chamber, a stationary winding unit arranged in the winding chamber with a winding-up roller for guiding a uncoated band-shaped film and a winding-off roller for winding-off the coated film, and a stationary coating roller rotatably mounted and arranged in the vacuum chamber. The back wall of the vacuum chamber has a lockable flap. The vacuum coating system (1) comprises a vacuum chamber (2) having a bottom side wall, a covering wall (5), a front wall (8), a back wall, two side walls and an inner partition wall for dividing the vacuum chamber into a winding chamber and a coating chamber, a stationary winding unit arranged in the winding chamber with a winding-up roller for guiding a uncoated band-shaped film and a winding-off roller for winding-off the coated film, and a stationary coating roller rotatably mounted and arranged in the vacuum chamber. The back wall of the vacuum chamber has a lockable flap, which is relocatable in the axial direction of the winding-off and winding-up rollers. The film to be coated is guided from the winding chamber into the coating chamber and subsequently guided back into the winding chamber by using the coating roller. A section of the front wall of the vacuum chamber is relocatable together with an evaporating unit fastened at the section in a shifting direction non-parallel to an axial direction of the winding-off and winding-up rollers. The movable section of the front wall overstretches the entire front wall of the vacuum chamber. A winding plane running through the axis of the winding-off and winding-up rollers is obliquely arranged opposite to the vertical direction and has an angle of 10-15[deg] to the vertical direction. The flap provided in the back wall is aligned parallel to the winding plane.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Beschichtungsanlage zum kontinuierlichen Beschichten einer bandförmigen Folie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise in der gattungsbildenden DE 10 2005 042 762 A1 beschrieben ist.The invention relates to a vacuum coating system for continuously coating a strip-shaped film according to the preamble of claim 1, as used for example in the generic DE 10 2005 042 762 A1 is described.

Das Beschichten bandförmiger Folien durch Kondensation von Metalldampf im Hochvakuum oder durch Sputterprozesse ist bekannt. Eine zugehörige Anlage ist beispielsweise in der DE 10 2005 042 762 A1 beschrieben und schematisch in 5 dargestellt. Die Anlage 101 umfasst eine Vakuumkammer 102 mit einem Gehäuse 103, das durch zwei Seitenwände 106, 107 verschlossen ist. Das Gehäuse 103 hat im Ausführungsbeispiel der 5 einen rechteckigen Querschnitt mit einer bodenseitigen Wand 104, einer Deckwand 105 sowie einer vorderen und einer hinteren Wand 108, 109, kann aber auch hohlzylinderförmig gestaltet sein. Der Innenraum 110 der Vakuumkammer 102 ist durch Trennwände 111 in eine Wickelkammer 112 und zwei Beschichtungskammern 113 aufgeteilt. Die Wickelkammer 112 enthält eine Wickeleinheit mit einer Abwickelwalze 115 zur Zuführung der unbeschichteten Folie und einer Aufwickelwalze 116 zum Aufwickeln der beschichteten Folie 120 sowie unterschiedliche Führungswalzen 117. Die Beschichtungskammern 113 enthalten je eine Verdampfereinheit 118. Um die Beschichtungskammern 113 untereinander abzutrennen, sind zwischen den Beschichtungskammern weitere Trennwände 111 vorgesehen. Der Wickelkammer 112 und den Beschichtungskammern 113 ist jeweils eine Vakuumpumpe zugeordnet, deren Zuführungen in 5 mit dem Bezugszeichen 121 bezeichnet sind. Eine drehbar gelagerte Beschichtungswalze 119 ist in einer solchen Weise zwischen Wickeleinheit 114 und Verdampfereinheit 118 angeordnet, dass ein Teilbereich der Mantelfläche der Beschichtungswalze 119 in die Wickelkammer 112 hineinragt, während ein anderer Teilbereich der Mantelfläche der Beschichtungswalze 119 in die Beschichtungskammern 113 hineinragt. Die zu beschichtende Folie 120 wird auf einer auf der Abwickelwalze 115 gehaltenen Spule 125 zugeführt. Die Folie 120 wird über die Führungswalzen 117 hinweg und entlang eines Teilbereiches der Mantelfläche der Beschichtungswalze 119 durch die Beschichtungskammern 113 geführt, wo sie beschichtet wird. Anschließend wird die beschichtete Folie 120 zurück in die Wickelkammer 112 transportiert, wo sie über weitere Führungswalzen 117 geführt und auf einer an der Aufwickelwalze 116 befestigten Spule 126 aufgewickelt wird.The coating of ribbon-shaped films by condensation of metal vapor in a high vacuum or by sputtering processes is known. An associated plant is for example in the DE 10 2005 042 762 A1 described and schematically in 5 shown. The attachment 101 includes a vacuum chamber 102 with a housing 103 through two side walls 106 . 107 is closed. The housing 103 has in the embodiment of 5 a rectangular cross section with a bottom wall 104 , a top wall 105 as well as a front and a back wall 108 . 109 , but can also be designed as a hollow cylinder. The interior 110 the vacuum chamber 102 is through partitions 111 in a winding room 112 and two coating chambers 113 divided up. The winding chamber 112 includes a winding unit with an unwinding roll 115 for feeding the uncoated film and a take-up roll 116 for winding up the coated film 120 as well as different guide rollers 117 , The coating chambers 113 each contain an evaporator unit 118 , To the coating chambers 113 Separate between each other, between the coating chambers further partitions 111 intended. The winding chamber 112 and the coating chambers 113 in each case a vacuum pump is assigned, whose feeds in 5 with the reference number 121 are designated. A rotatably mounted coating roller 119 is between winding unit in such a way 114 and evaporator unit 118 arranged that a portion of the lateral surface of the coating roller 119 in the winding room 112 protrudes while another portion of the lateral surface of the coating roller 119 in the coating chambers 113 protrudes. The film to be coated 120 gets on one on the unwinding roller 115 held coil 125 fed. The foil 120 is about the guide rollers 117 and along a partial region of the lateral surface of the coating roller 119 through the coating chambers 113 led where it is coated. Subsequently, the coated film 120 back to the winding room 112 transported where they have more guide rollers 117 guided and on one of the take-up roller 116 attached coil 126 is wound up.

Im Betrieb einer solchen Vakuum-Beschichtungsanlage 101 fallen unterschiedliche Wartungsarbeiten an. Insbesondere müssen die auf den Abwickel- und Aufwickelwalze aufgenommenen Spulen 125, 126 ersetzt werden, das Kammerinnere muss gereinigt werden, weiterhin muss in regelmäßigen zeitlichen Abständen die Verdampfereinheit 118 gewartet werden (durch Austausch bzw. Reinigung der Kathode, der Sprühmasken etc.) Um diese Arbeiten durchführen zu können, muss die Vakuumkammer 102 geöffnet werden, und zwar in einer solchen Weise, dass die Wickeleinheit 114 und die Verdampfereinheit 118 für das Bedienpersonal gut zugänglich sind. In der aus der DE 10 2005 042 762 A1 bekannten Anlage wird dies dadurch bewirkt, dass die Vakuumkammer 102 in einen stationären und einen beweglichen Kammerabschnitt aufgeteilt ist, wobei der stationäre Kammerabschnitt das Gehäuse 103 und die erste Seitenwand 106 mit den daran gelagerten Walzen (Beschichtungswalze 119, Abwickelwalze 115 und Aufwickelwalze 116) und die Trennwände 111 umfasst, während der bewegliche Kammerabschnitt die zweite Seitenwand 107 mit der daran befestigten Verdampfereinheit 118 umfasst (Konstruktion mit beweglicher Verdampfereinheit). Der bewegliche Kammerabschnitt ist in Axialrichtung 130, 130' der Walzen verschiebbar gegenüber dem stationären Kammerabschnitt angeordnet, so dass die Vakuumkammer 102 durch ein Verschieben des beweglichen Kammerabschnitts entlang der Axialrichtung 130 der Walzen geöffnet werden kann, um dem Bedienpersonal einen Zugang zu der Verdampfereinheit 118 und dem Innenraum 110 der Vakuumkammer mit der darin befindlichen Wickeleinheit 114 zu ermöglichen. – Alternativ kann die Verdampfereinheit 118 in dem stationären Kammerabschnitt enthalten sein, während die Walzen (Beschichtungswalze 119, Abwickelwalze 115 und Aufwickelwalze 116) gemeinsam mit der ersten Seitenwand 106 den beweglichen Kammerabschnitt bilden, der zur Durchführung von Wartungsarbeiten in Axialrichtung 130 der Walzen aus der Vakuumkammer 102 herausgezogen werden kann (Konstruktion mit beweglicher Walzeneinheit). Zum Schließen der Vakuumkammer 102 wird die erste Seitenwand 106 mit den daran befestigten Walzen in das Gehäuse 103 zurückgeschoben, wodurch die Vakuumkammer 102 in die mehrere Bereiche (Wickelkammer 112 und Beschichtungskammern 113) aufgeteilt wird.In the operation of such a vacuum coating system 101 different maintenance work. In particular, the coils accommodated on the unwinding and winding rollers must 125 . 126 must be replaced, the interior of the chamber must be cleaned, furthermore, must at regular intervals, the evaporator unit 118 be serviced (by replacing or cleaning the cathode, the spray masks, etc.) To perform this work, the vacuum chamber 102 be opened, in such a way that the winding unit 114 and the evaporator unit 118 are easily accessible to the operating personnel. In the from the DE 10 2005 042 762 A1 known system this is effected by the fact that the vacuum chamber 102 is divided into a stationary and a movable chamber portion, wherein the stationary chamber portion of the housing 103 and the first sidewall 106 with the rollers mounted thereon (coating roller 119 , Unwinding roll 115 and take-up roller 116 ) and the partitions 111 while the movable chamber portion is the second side wall 107 with the attached evaporator unit 118 includes (construction with movable evaporator unit). The movable chamber portion is in the axial direction 130 . 130 ' the rollers arranged displaceable relative to the stationary chamber section, so that the vacuum chamber 102 by displacing the movable chamber portion along the axial direction 130 The rollers can be opened to give the operator access to the evaporator unit 118 and the interior 110 the vacuum chamber with the winding unit therein 114 to enable. - Alternatively, the evaporator unit 118 be included in the stationary chamber section, while the rollers (coating roller 119 , Unwinding roll 115 and take-up roller 116 ) together with the first sidewall 106 form the movable chamber section, which is to perform maintenance in the axial direction 130 the rollers from the vacuum chamber 102 can be pulled out (construction with movable roller unit). To close the vacuum chamber 102 becomes the first sidewall 106 with the rollers attached to it in the housing 103 pushed back, causing the vacuum chamber 102 in the several areas (winding chamber 112 and coating chambers 113 ) is divided.

In beiden aus der DE 10 2005 042 762 A1 bekannten Konstruktionen wird zum Öffnen der Vakuumkammer eine der Seitenwände 106 oder 107 verschoben. Das bedeutet, dass im Bereich der beweglichen Seitenwand 106 oder 107 zusätzlich eine Lagerplatte vorgesehen sein muss, in der die Enden der Walzen 115, 116 und 119 drehbar gelagert sind. Da die Seitenwände relativ zueinander verschoben werden, können zudem die notwendigen Vakuumdurchführungen für die Antriebe der Walzen nur von einer Seite her, nämlich durch diejenige (bewegliche oder stationäre) Seitenwand 106, an der die (bewegliche oder stationäre) Walzeneinheit befestigt ist, realisiert werden. Weiterhin ist die Teilung der Vakuumkammer 102 in eine Wickelkammer 112 und eine Beschichtungskammer 113 aufwendig auszuführen, da zwischen dem beweglichen Kammerabschnitt und den stationären Trennwänden 111 (bzw. zwischen den beweglichen Trennwänden 111 und dem stationären Kammerabschnitt) Dichtelemente 135 vorgesehen sein müssen, in denen sich beim Ein- und Ausfahren des beweglichen Kammerabschnitts Schmutzpartikel einlagern können. Außerdem ist eine Auftrennung des Arbeitsbereichs in der Umgebung der Beschichtungsanlage 101 in eine „saubere Zone” mit dem Gehäuseinneren und der Wickeleinheit 114 einerseits und eine „schmutzige Zone” (in die Wartung der Verdampfereinheit 118, insbesondere der Austausch bzw. die Reinigung der Blende etc. einen Abtrag von Schmutzpartikeln verursacht) andererseits nur mit großem Aufwand zu realisieren.In both of the DE 10 2005 042 762 A1 known constructions is to open the vacuum chamber one of the side walls 106 or 107 postponed. That means that in the area of the movable side wall 106 or 107 In addition, a bearing plate must be provided, in which the ends of the rollers 115 . 116 and 119 are rotatably mounted. In addition, since the side walls are displaced relative to each other, the necessary vacuum feedthroughs for the drives of the rollers can only from one side, namely by that (movable or stationary) side wall 106 to which the (movable or stationary) roller unit is attached can be realized. Furthermore, the division of the vacuum chamber 102 in a winding room 112 and a Be coating chamber 113 complicated perform, since between the movable chamber portion and the stationary partitions 111 (or between the movable partitions 111 and the stationary chamber portion) sealing elements 135 must be provided, in which dirt particles can be stored during retraction and extension of the movable chamber section. In addition, a separation of the work area in the environment of the coating plant 101 in a "clean zone" with the housing interior and the winding unit 114 on the one hand and a "dirty zone" (in the maintenance of the evaporator unit 118 , in particular the replacement or cleaning of the diaphragm, etc. caused a removal of dirt particles) on the other hand only with great effort to realize.

Derzeit wird ein Großteil der Vakuum-Beschichtungsanlagen als Konstruktionen mit beweglicher Walzeneinheit ausgeführt, bei denen also das Gehäuse der Vakuumkammer mit der darin befestigten Verdampfereinheit stationär ist, während das Walzensystem verfahren wird. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass das Walzensystem im herausgezogenen Zustand von drei Seiten (vorne, hinten und oben) zugänglich ist, was die Wartung bzw. den Spulenaustausch einfach gestaltet. Weiterhin ist die Pumpeneinheit stationär, einfach zugänglich und ohne Zusatzaufwand an die Vakuumkammer anbindbar. Diese Konstruktion hat jedoch einen schwerwiegenden Nachteil: Da das Walzensystem Teil des beweglichen Kammerabschnitts bildet, muss bei jedem Spulenwechsel der gewichtsmäßig schwerste Teil der Beschichtungsanlage verfahren werden. Dies erfordert zusätzliche mechanische Aufwendungen zur Versteifung der Wickeleinheit, um Torsionen der Einheit zu vermeiden und die Wickelqualität nicht zu beeinträchtigen.Currently Much of the vacuum coating equipment is called constructions designed with movable roller unit, where so the housing of the vacuum chamber with the attached therein Evaporator unit is stationary while the roller system is moved. This construction has the advantage that the roller system when pulled out from three sides (front, back and top) is accessible, what the maintenance or the bobbin exchange simply designed. Furthermore, the pump unit is stationary, easily accessible and without additional effort to the vacuum chamber connectable. However, this construction has a serious disadvantage: Since the roller system forms part of the movable chamber section, must be the weight of each bobbin change the heaviest part of the coating system. This requires additional mechanical effort to stiffen the Wrapping unit to prevent torsion of the unit and the winding quality not to interfere.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vakuum-Beschichtungsanlage in einer solchen Weise weiterzuentwickeln, dass die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.Of the The invention is therefore based on the object, the known vacuum coating system in to evolve in such a way that the ones described above Disadvantages are avoided.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The The object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Danach ist die Vakuumkammer in einer solchen Weise konstruiert, dass zum Öffnen der Vakuumkammer ein Abschnitt der vorderen Wand der Vakuumkammer zusammen mit der an diesem Abschnitt befestigten Verdampfereinheit nicht parallel zur Axialrichtung der Walzen angeordneten verschoben wird. Anstelle der aus dem Stand der Technik bekannten Verschiebbarkeit einer der Seitenwände der Vakuumkammer (mit daran befestigter Walzeneinheit oder daran befestigter Verdampfereinheit) in Axialrichtung der Walzen ist also nun ein Teil der parallel zur Axialrichtung der Walzen angeordneten vorderen Wand der Vakuumkammer und die daran befestigte Verdampfereinheit verschiebbar gegenüber den stationären Walzen angeordnet, und zwar in einer solchen Weise, dass sie in einer Richtung nicht parallel, vorzugsweise senkrecht zur Axialrichtung der Walzen aus der Vakuumkammer herausgezogen werden kann. Vorzugsweise kann die Richtung der Verschiebung auch mit einer Abweichung von bis zu +/–30° schräg zur Senkrechten auf die Axialrichtung stehen. Vorzugsweise überspannt der bewegliche Abschnitt die gesamte vordere Wand der Vakuumkammer, so dass die Verdampfereinheit gemeinsam mit der gesamten vorderen Wand gegenüber der stationär in der Vakuumkammer befestigten Wickeleinheit verschoben werden kann.After that the vacuum chamber is constructed in such a way that it can be opened the vacuum chamber is a portion of the front wall of the vacuum chamber together with the evaporator unit attached to this section not displaced parallel to the axial direction of the rollers becomes. Instead of the known from the prior art displacement one of the side walls of the vacuum chamber (with attached Roll unit or evaporator unit attached thereto) in the axial direction The rollers are now part of the parallel to the axial direction the rollers arranged front wall of the vacuum chamber and the thereto fixed evaporator unit displaceable relative to the stationary Rollers arranged, in such a way that they are in a direction not parallel, preferably perpendicular to the axial direction the rollers can be pulled out of the vacuum chamber. Preferably can also change the direction of displacement with a deviation of up to +/- 30 ° oblique to the vertical stand in the axial direction. Preferably spans the movable section the entire front wall of the vacuum chamber, so that the evaporator unit along with the entire front Wall opposite the stationary in the vacuum chamber attached winding unit can be moved.

Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen der Vakuum-Beschichtungsanlagen, bei denen die Verdampfereinheit parallel zu der Axialrichtung der Walzen verschiebbar gelagert ist, wird in der Beschichtungsanlage gemäß der Erfindung die Verdampfereinheit senkrecht zur Axialrichtung der Walzen hinausgezogen. Dies beinhaltet mehrere Vorteile:

– Während in den aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen die Verdampfereinheit über die gesamte Walzenbreite verschoben werden muss, um die darin enthaltenen Kathodeneinheiten, Sprühmasken etc. erreichen zu können, muss bei der erfindungsgemäßen Konstruktion die Verdampfereinheit nur etwa eine der doppelten Tiefe der Verdampfereinheit entsprechende Distanz aus der Vakuumkammer herausgezogen werden, um Zugänglichkeit zur gesamten Verdampfereinheit zu schaffen. Insbesondere in Beschichtungsanlagen für breite Folienbänder reduziert dies den erforderlichen Platzbedarf erheblich. Aufgrund der kürzeren Verfahrwege werden weiterhin wesentlich geringere Anforderungen an die Verfahreinheit gestellt, wodurch Kosten eingespart werden. Somit können in der erfindungsgemäßen Anlage auch Folien großer Breite mit vertretbarem Aufwand beschichtet werden.
– Die Walzen des Wickelsystems und die Beschichtungswalze können direkt in den Seitenwänden der Vakuumkammer gelagert werden, da beide Seitenwände stationär sind. Somit entfällt die Lagerplatte, die bei den Konstruktionen der DE 10 2005 042 762 A1 zur Fixierung der Walzen im Bereich der Seitenwände notwendig ist, da dort eine Seitenwand (bzw. zumindest ein Abschnitt einer Seitenwand) einen Teil der beweglichen Kammerhälfte bildet und mit der Verdampfereinheit herausgezogen wird. Auf diese Weise wird in der erfindungsgemäßen Vakuum-Beschichtungsanlage Gewicht und Material gespart.
– Da in der erfindungsgemäßen Vakuum-Beschichtungsanlage die beiden Seitenwände stationär sind, können weiterhin die Vakuumdurchführungen für das Wickelsystem und die Beschichtungswalze von beiden Seitenwänden her erfolgen, was mehr Raum sowohl für die Installation als auch für die Wartung der Anlage schafft.

In contrast to the known from the prior art constructions of vacuum coating equipment, in which the evaporator unit is mounted parallel to the axial direction of the rollers displaceable in the coating system according to the invention, the evaporator unit is pulled out perpendicular to the axial direction of the rollers. This includes several advantages:

While in the constructions known from the prior art, the evaporator unit must be moved over the entire width of the roll in order to achieve the cathode units, spray masks, etc. contained therein, in the construction according to the invention the evaporator unit only has to correspond to about twice the depth of the evaporator unit Removed distance from the vacuum chamber to provide accessibility to the entire evaporator unit. In particular, in coating systems for wide film strips this significantly reduces the space required. Due to the shorter travel distances, much lower demands are placed on the track unit, which saves costs. Thus, films of large width can be coated with reasonable effort in the system according to the invention.
- The rolls of the winding system and the coating roller can be stored directly in the side walls of the vacuum chamber, since both side walls are stationary. Thus, eliminates the bearing plate, which in the constructions of DE 10 2005 042 762 A1 is necessary for fixing the rollers in the region of the side walls, since there is a side wall (or at least a portion of a side wall) forms part of the movable chamber half and is pulled out with the evaporator unit. In this way, weight and material are saved in the vacuum coating system according to the invention.
- As in the vacuum coating system according to the invention, the two side walls are stationary, can continue the vacuum feedthroughs for the winding system and the Beschich roller from both side walls, which creates more space for both installation and maintenance of the system.

Der bewegliche Bereich der vorderen Wand, an der die Verdampfereinheit befestigt ist, kann sich auf einen (unteren) Teilbereich der vorderen Wand beschränken, so dass beim Herausziehen der Verdampfereinheit lediglich ein Teilbereich dieser Wand bewegt wird, während der restliche (obere) Bereich der vorderen Wand stationär ist. Alternativ kann der obere Bereich der vorderen Wand mit einer Klappe versehen sein, die einen Zugang zum Wickelsystem ermöglicht. In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Vakuum-Beschichtungsanlage ist die gesamte vordere Wand verschiebbar, so dass beim Herausziehen der Verdampfereinheit einerseits die Verdampfereinheit zugänglich wird, andererseits aber auch ein Zugang zu dem darüber angeordneten Wickelsystem geschaffen wird.Of the movable area of the front wall, where the evaporator unit attached, may be on a (lower) portion of the front Restrict wall so that when pulling out the evaporator unit only a portion of this wall is moved while the remaining (upper) area of the front wall is stationary is. Alternatively, the upper portion of the front wall with a Flap be provided, which allows access to the winding system. In a particularly advantageous embodiment of the vacuum coating system the entire front wall is slidable, so when pulling out the evaporator unit on the one hand the evaporator unit accessible on the other hand, access to it arranged winding system is created.

Vorteilhafterweise ist auch die der vorderen Wand gegenüberliegende hintere Wand (zumindest abschnittsweise) beweglich und weist beispielsweise eine verschließbare Klappe auf, mit der ein weiterer Zugang zum Wickelsystem geschaffen wird. Im Interesse eines möglichst geringen Platzbedarfs der Anlage wird die in der hinteren Wand vorgesehene Klappe zum Öffnen verschoben oder in einer solchen Weise geschwenkt, dass sie während des Öffnens näherungsweise parallel zu ihrer Schließposition ausgerichtet ist. Um die Beladung des Wickelsystems zu erleichtern, ist es vorteilhaft, die Abwickelwalze versetzt gegenüber der Aufwickelwalze anzuordnen, in einer solchen Weise, dass eine durch die Achsen der Abwickelwalze und der Aufwickelwalze verlaufende Wickelebene schräg gegenüber der Vertikalen angeordnet ist und einen Winkel von bis zu 30°, vorzugsweise zwischen 10° und 15°, mit der Vertikalrichtung einschließt. Die Klappe ist zweckmäßigerweise ebenfalls um einen Winkel von bis zu 30° schräg gegenüber der Vertikalen gekippt angeordnet, so dass die Klappe näherungsweise parallel zur Wickelebene ausgerichtet ist. Durch Verfahren der vorderen Wand und Öffnen der Klappe in der hinteren Wand ist das Wickelsystem sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite der Vakuumkammer aus zugänglich, so dass eine ähnlich gute Zugänglichkeit des Wickelsystems erreicht wird wie bei der aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktion mit beweglicher Walzeneinheit.advantageously, is also the front wall opposite the rear Wall (at least in sections) movable and has, for example, a lockable flap on, with another access is created to the winding system. For the sake of a possible Small space requirement of the plant is provided for in the rear wall Flap open to open or in such a way panning that they approximately during opening aligned parallel to its closed position. Around To facilitate the loading of the winding system, it is advantageous the unwinding roll offset from the take-up roll arrange in such a way that one through the axes of Abwickelwalze and the take-up roller extending winding plane obliquely is arranged opposite the vertical and an angle of up to 30 °, preferably between 10 ° and 15 °, with the vertical direction encloses. The Flap is conveniently also one Angle of up to 30 ° diagonally opposite the vertical tilted so that the flap approximately Aligned parallel to the winding plane. By procedure of the front Wall and opening the flap in the back wall is that Winding system from both the front and the back the vacuum chamber accessible from, leaving a similar good accessibility of the winding system is achieved as in the known from the prior art construction with movable Rolling unit.

Gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktion mit beweglicher Walzeneinheit weist die erfindungsgemäße Gestaltung der Vakuum-Beschichtungsanlage – bei ähnlich guter Zugänglichkeit des Wickelsystems – erhebliche Vorteile auf: Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist der gewichtsmäßig schwerste Teil (Wickelsystem und Beschichtungswalze) stationär in der Vakuumkammer angeordnet. Da die Walzeneinheit nicht verschoben werden muss, kann bei der Auslegung der Stützkonstruktion für Wickelsystem und Beschichtungswalze auf andernfalls notwendige Versteifungen/Verstärkungen verzichtet werden, was die Anlage – insbesondere bei großen Folienbreiten – konstruktiv wesentlich einfacher und leichter macht.Across from the known from the prior art construction with movable Roller unit has the design according to the invention the vacuum coating system - with similarly good Accessibility of the winding system - considerable Advantages: In the plant according to the invention is the heaviest part by weight (winding system and coating roller) stationarily disposed in the vacuum chamber. Since the roller unit does not have to be moved, can in the Design of the support structure for winding system and coating roll on otherwise necessary stiffeners / reinforcements be omitted what the plant - especially in large Foil widths - structurally much easier and lighter power.

Die Wartung und Reinigung der Verdampfereinheit erfolgt im Außenraum der Vakuumkammer, und zwar im Bereich der vorderen Wand, während der Wechsel der Folienrollen im Bereich der hinteren Wand der Vakuumkammer durchgeführt wird. Somit kann wirksam sichergestellt werden, dass bei der Reinigung der Verdampfereinheit auftretende Verschmutzungen nicht in den Bereich der Folienrollen gelangen können. Auf diese Weise kann z. B. bei einer Folienbeschichtung mit Aluminium eine Verschmutzung der Folie mit Al-Staub vermieden werden, was insbesondere bei Lebensmittelverpackungen von hoher Wichtigkeit ist. Außerdem sind bei der erfindungsgemäßen Anlage die mit Wartung und Reinigung einhergehenden Verschmutzungen auf einen Bereich außerhalb der Vakuumkammer beschränkt, was sich positiv auf das Vakuum in der Vakuumkammer während des Betriebs der Anlage auswirkt.The Maintenance and cleaning of the evaporator unit takes place outdoors the vacuum chamber, in the area of the front wall, during the Change of film rolls in the area of the rear wall of the vacuum chamber is carried out. Thus, it can be effectively ensured that when cleaning the evaporator unit contamination occurring can not get into the area of the film rolls. In this way, z. B. in a foil coating with aluminum a contamination of the film with Al dust can be avoided, causing especially in food packaging of high importance is. In addition, in the inventive Plant the soiling associated with maintenance and cleaning limited to an area outside the vacuum chamber, which positively affect the vacuum in the vacuum chamber during operation of the system.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:in the The invention will be described below with reference to one of the figures Embodiment explained in more detail. Showing:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer Vakuumkammer einer Vakuum-Beschichtungsanlage im geschlossenen Zustand; 1 a schematic sectional view of a vacuum chamber of a vacuum coating system in the closed state;

2 eine schematische Schnittdarstellung der Vakuumkammer der 1 im geöffneten Zustand. 2 a schematic sectional view of the vacuum chamber of 1 in the open state.

3 eine perspektivische Darstellung der Vakuum-Beschichtungsanlage der 1 mit geschlossener Klappe; 3 a perspective view of the vacuum coating system of 1 with closed flap;

4 die Vakuum-Beschichtungsanlage der 1 mit geöffneter Klappe; 4 the vacuum coating system of 1 with open flap;

5 eine schematische Schnittdarstellung einer Vakuum-Beschichtungsanlage nach dem Stand der Technik. 5 a schematic sectional view of a vacuum coating system according to the prior art.

1–4 zeigen schematische Schnittdarstellungen (1 und 2) bzw. perspektivische Darstellungen (3 und 4) einer Vakuumkammer 2 einer Vakuum-Beschichtungsanlage 1 zum Beschichten einer bandförmigen Folie 20. Die Vakuumkammer 2 hat einen näherungsweise trapezförmigen Querschnitt und schließt einen Hohlraum 10 ein, der nach unten hin von einer bodenseitigen Wand 4, nach oben hin von einer Deckwand 5 und seitlich von einer vorderen Wand 8, einer hinteren Wand 9 und zwei Seitenwänden 6, 7 umschlossen wird (wobei in 1 und 2 nur eine der Seitenwände 6 dargestellt ist, während die andere Seitenwand 7 z. B. in 3 und 4 erkennbar ist). Der Hohlraum 10 der Vakuumkammer 2 wird durch eine Trennwand 11 in eine Wickelkammer 12 und eine Beschichtungskammer 13 aufgeteilt. Zur Erzeugung von Hochvakuum in der Beschichtungskammer 13 und der Wickelkammer 12 sind beide Kammern über Zuführungen an Vakuumpumpen 22 angeschlossen 1 - 4 show schematic sectional views ( 1 and 2 ) or perspective views ( 3 and 4 ) a vacuum chamber 2 a vacuum coating system 1 for coating a tape-shaped film 20 , The vacuum chamber 2 has an approximately trapezoidal cross section and closes a cavity 10 one down from a bottom wall 4 , upwards from a cover wall 5 and laterally from a front wall 8th , a rear one wall 9 and two side walls 6 . 7 is enclosed (where in 1 and 2 only one of the side walls 6 is shown while the other side wall 7 z. In 3 and 4 is recognizable). The cavity 10 the vacuum chamber 2 is through a partition 11 in a winding room 12 and a coating chamber 13 divided up. For generating high vacuum in the coating chamber 13 and the winding chamber 12 Both chambers are via feeds to vacuum pumps 22 affiliated

In der Wickelkammer 12 befindet sich eine Wickeleinheit 14 mit einer Abwickelwalze 15 und einer Aufwickelwalze 16, wobei auf die Abwickelwalze 15 eine Spule 25 mit zu beschichtender Folie 20 aufgesteckt ist, während die Aufwickelwalze 16 eine Spule 26 trägt, auf die die beschichtete Folie 20 aufgewickelt wird. Eine Beschichtungswalze 19 ragt mit ihrer Mantelfläche näherungsweise hälftig in die Wickelkammer 12 und die Beschichtungskammer 13 hinein. Die Folie 20 wird mit Hilfe von Führungswalzen 17 in einer solchen Weise über die Beschichtungswalze 19 geführt, dass sie straff und mit einer vorgegebenen Spannung entlang eines unteren Bereiches der Mantelfläche der Beschichtungswalze 19 verläuft.In the winding room 12 there is a winding unit 14 with an unwinding roller 15 and a take-up roller 16 , being on the unwinding roll 15 a coil 25 with foil to be coated 20 is plugged while the take-up roller 16 a coil 26 carries on which the coated film 20 is wound up. A coating roller 19 projects with its lateral surface approximately halfway into the winding chamber 12 and the coating chamber 13 into it. The foil 20 is with the help of guide rollers 17 in such a way over the coating roller 19 guided that they taut and with a predetermined tension along a lower portion of the lateral surface of the coating roller 19 runs.

Der Schwenkarm 21 ist eine Einheit am Aufwickler, der die Folie bis sehr nahe an den Wickel führt. Dies ist sinnvoll, da die Folie faltenfrei aufgewickelt werden soll.The swivel arm 21 is a unit on the rewinder, which leads the film to very close to the winding. This is useful because the film should be wound up wrinkle-free.

In der Beschichtungskammer 13 ist unterhalb der Beschichtungswalze 19 eine Verdampfereinheit 18 bzw. eine Verdampferbank mit einer Vielzahl von Beschichtungsquellen 28 angeordnet, in der das für die Beschichtung der Folie 20 vorgesehene Metall verdampft wird. Der Metalldampf wird über ein Beschichtungsfenster 29 mit Beschichtungsmaske an der Folie 20 abgeschieden, die von der Beschichtungswalze 19 mit konstanter Geschwindigkeit an der Verdampfereinheit 18 vorbeigeführt wird. Das Beschichtungsfenster dient dazu, eine Verschmutzung der Beschichtungswalze zu verhindern, insbesondere durch größere Al-Partikel. Das Beschichtungsfenster ist schwenkbar angeordnet, d. h. zum Reinigen wird es 90° geschwenkt um somit einen direkten Zugriff auf das Fenster zu haben.In the coating chamber 13 is below the coating roller 19 an evaporator unit 18 or an evaporator bank with a plurality of coating sources 28 arranged in the for the coating of the film 20 provided metal is evaporated. The metal vapor is over a coating window 29 with coating mask on the foil 20 deposited by the coating roller 19 at constant speed at the evaporator unit 18 is passed. The coating window serves to prevent contamination of the coating roller, in particular by larger Al particles. The coating window is pivotally arranged, ie it is pivoted 90 ° for cleaning so as to have direct access to the window.

Die bodenseitige Wand 4 die Deckwand 5 sowie die beiden Seitenwände 6, 7 bilden einer stationären Teil der Vakuumkammer 2, d. h. sie sind unverschiebbar mit einer Bodenplatte 40 verbunden. Die Ab- und Aufwickelwalzen 15, 16, die Führungswalzen 17 und die Beschichtungswalze 19 sind drehbar in den beiden Seitenwänden 6, 7 gelagert; ihre Axialrichtungen 30 verlaufen parallel. Zur gesteuerten bzw. geregelten Drehung der Walzen 15, 16, 17, 19 sind (in den Figuren nicht dargestellte) Antriebseinheiten vorgesehen. Die Spannungsversorgung der Antriebseinheiten erfolgt über Vakuumdurchführungen in beiden Seitenwänden 6, 7. Zur Steuerung der gesamten Vakuum-Beschichtungsanlage ist eine Steuereinheit 34 vorgesehen.The bottom wall 4 the top wall 5 as well as the two side walls 6 . 7 form a stationary part of the vacuum chamber 2 ie they are immovable with a bottom plate 40 connected. The unwinding and winding rollers 15 . 16 , the guide rollers 17 and the coating roller 19 are rotatable in the two side walls 6 . 7 stored; their axial directions 30 run parallel. For controlled or controlled rotation of the rollers 15 . 16 . 17 . 19 are provided (not shown in the figures) drive units. The power supply of the drive units via vacuum feedthroughs in both side walls 6 . 7 , To control the entire vacuum coating system is a control unit 34 intended.

Die Verdampfereinheit 18 ist an der vorderen Wand 8 der Vakuumkammer 2 befestigt und kann zusammen mit dieser in einer Verfahrrichtung 31 senkrecht zur Achsrichtung 30 der Walzen 15, 16, 17, 19 verschoben werden. In dem in 1–4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die vordere Wand 8 zweiteilig gestaltet und umfasst einen in Verfahrrichtung ... verschiebbaren unteren Wandabschnitt 8A, der die Verdampfereinheit 18 trägt, und einen schwenkbaren (oder in Achsrichtung verschiebbaren) oberen Wandabschnitt 8B. Alternativ kann der obere Wandabschnitt 8B am unteren Wandabschnitt 8A befestigt sein, so dass er gemeinsam mit dem unteren Wandabschnitt 8A verschoben wird.The evaporator unit 18 is on the front wall 8th the vacuum chamber 2 attached and can together with this in a traversing direction 31 perpendicular to the axial direction 30 the rollers 15 . 16 . 17 . 19 be moved. In the in 1 - 4 embodiment shown is the front wall 8th designed in two parts and includes a displaceable in the direction of travel ... lower wall section 8A who the evaporator unit 18 carries, and a pivotable (or displaceable in the axial direction) upper wall portion 8B , Alternatively, the upper wall section 8B at the bottom wall section 8A be attached so that it shares the bottom wall section 8A is moved.

Im Betrieb der Vakuum-Beschichtungsanlage 1 ist die Vakuumkammer 2 geschlossen und evakuiert (siehe 1 und 3). Soll die Verdampfereinheit 18 gewartet werden (z. B. für einen Austausch der Verdampferbank 28 und/oder eine Reinigung oder Wechsel der Beschichtungsmasken 29 etc.), so wird der untere Wandabschnitt 8A der vorderen Wand 8 in Verfahrrichtung 31 verschoben, so dass die an der vorderen Wand 8 befestigte Verdampfereinheit 18 aus der Vakuumkammer 2 heraus bewegt wird (siehe 2). Im herausgefahrenen Zustand ist sowohl die Verdampfereinheit 18 als auch die Beschichtungskammer 13 für das Bedienpersonal leicht zugänglich, so dass die notwendigen Wartungsarbeiten durchgeführt werden können.In operation of the vacuum coating system 1 is the vacuum chamber 2 closed and evacuated (see 1 and 3 ). Should the evaporator unit 18 be serviced (eg for an exchange of the evaporator bank 28 and / or cleaning or changing the coating masks 29 etc.), so the lower wall section 8A the front wall 8th in the direction of travel 31 moved so that the on the front wall 8th attached evaporator unit 18 from the vacuum chamber 2 is moved out (see 2 ). In the retracted state is both the evaporator unit 18 as well as the coating chamber 13 easily accessible to the operating personnel so that the necessary maintenance work can be carried out.

Soll ein Folienwechsel durchgeführt werden, so muss die Aufwickelwalze 16 mit einer leeren Spule 26 versehen werden, auf die Abwickelwalze 15 muss eine Spule 25 mit unbeschichteter Folie 20 aufgesteckt werden, und die Folie 20 muss über erste Führungswalzen 17 bis zur Beschichtungswalze 19 und über weitere Führungswalzen 17 bis zu der auf der Aufwickelwalze 16 getragenen Spule 26 geführt werden. Um für das Bedienpersonal den dazu benötigten Zugang zur Wickelkammer 12 zu schaffen, ist die hintere Wand 9 der Vakuumkammer 2 mit einer Klappe 23 versehen, die im geöffneten Zustand (siehe 4) die Wickeleinheit 14 freilegt und einen Austausch der Spulen 25, 26 ermöglicht. Im Ausführungsbeispiel der 1–4 überspannt die Klappe 23 die gesamte hintere Wand 9 und ist in einer solchen Weise schwenkbar an der Deckwand 5 der Vakuumkammer 2 gelagert, dass die Klappe 23 während der gesamten Schwenkbewegung parallel zu den Achsen 30 der Walzen 15, 16 ausgerichtet ist; ein solcher Schwenkmechanismus ermöglicht ein sehr platzsparendes Öffnen der Klappe 23. Um die Entnahme und das Einbringen der Spulen 25, 26 zu erleichtern, sind die beiden Ab- und Aufwickelwalze 15, 16 in Vertikalrichtung Z etwas versetzt zueinander angeordnet, so dass die Verbindungsebene (Wickelebene) 32 ihrer Achsen 30, 30' einen Winkel 33 von bis zu 30°, vorzugsweise zwischen 10° und 15°, zur Vertikalrichtung gekippt ist. Analog ist auch die Klappe 23 um den Winkel 33 gegenüber der Vertikalrichtung Z geneigt angeordnet. Auf diese Weise können die Spulen 25, 26 von schräg oben in die Wickelkammer 12 eingebracht bzw. aus der Wickelkammer 12 entnommen werden. Zum Einfädeln der Folie 20 über die Führungswalzen 17 und die Beschichtungswalze 19 wird die vordere Wand 8 in Verschiebungsrichtung 31 verfahren, so dass die Wickelkammer 12 auch von der Vorderseite der Vakuumkammer 2 aus zugänglich ist. Zusätzlich kann das oberhalb des verschiebbaren Wandabschnitts 8A angeordnete obere Wandteil 8B geöffnet werden, um die Zugänglichkeit zur Wickelkammer 12 zu verbessern.If a film change is to be carried out, then the take-up roll must 16 with an empty spool 26 be provided on the unwinding roll 15 needs a coil 25 with uncoated foil 20 be plugged, and the slide 20 must have first guide rollers 17 to the coating roller 19 and about more guide rollers 17 up to that on the take-up roll 16 worn coil 26 be guided. In order for the operating staff the required access to the winding chamber 12 to create is the back wall 9 the vacuum chamber 2 with a single flap 23 provided in the open state (see 4 ) the winding unit 14 exposes and an exchange of coils 25 . 26 allows. In the embodiment of 1 - 4 straddles the flap 23 the entire back wall 9 and is pivotable on the top wall in such a way 5 the vacuum chamber 2 stored that flap 23 during the entire pivoting movement parallel to the axes 30 the rollers 15 . 16 is aligned; Such a pivot mechanism allows a very space-saving opening of the flap 23 , To the removal and insertion of the coils 25 . 26 To facilitate, are the two unwinding and winding roller 15 . 16 arranged in the vertical direction Z slightly offset from one another, so that the connection plane (winding plane) 32 their axes 30 . 30 ' an angle 33 of up to 30 °, preferably between 10 ° and 15 °, tilted to the vertical direction. Analog is also the door 23 around the angle 33 arranged inclined with respect to the vertical direction Z. In this way, the coils can 25 . 26 from diagonally up into the winding room 12 introduced or from the winding chamber 12 be removed. For threading the foil 20 over the guide rollers 17 and the coating roller 19 becomes the front wall 8th in the direction of displacement 31 proceed so that the winding chamber 12 also from the front of the vacuum chamber 2 is accessible from. In addition, this may be above the sliding wall section 8A arranged upper wall part 8B be opened to the accessibility to the winding chamber 12 to improve.

1, 1011, 101: Vakuum-BeschichtungsanlageVacuum coating plant
2, 1022, 102: Vakuumkammervacuum chamber
103103: Gehäusecasing
4, 1044, 104: bodenseitige Wandbottom wall
5, 1055, 105: Deckwandtop wall
6, 7, 106, 1076 7, 106, 107: zwei Seitenwändetwo side walls
8, 1088th, 108: vordere Wandfront wall
9, 1099 109: hintere Wandrear wall
10, 11010 110: Innenraum Vakuumkammerinner space vacuum chamber
11, 11111 111: Trennwandpartition wall
12, 11212 112: Wickelkammerwinding chamber
13, 11313 113: Beschichtungskammercoating chamber
14, 11414 114: Wickeleinheitwinding unit
15, 11515 115: Abwickelwalzeunreeling
16, 11616 116: Aufwickelwalzewinding roll
17, 11717 117: Führungswalzenguide rollers
18, 11818 118: Verdampfereinheit mit Beschichtungsquelleevaporator unit with coating source
19, 11919 119: Beschichtungswalzecoating roll
20, 12020 120: Foliefoil
2121: Schwenkarmswivel arm
121121: Zuführung zu Vakuumpumpefeed to vacuum pump
2222: Vakuumpumpevacuum pump
2323: Klappe in hinterer Wandflap in the back wall
25, 12525 125: Spule auf AbwickelwalzeKitchen sink on unwinding roller
26, 12626 126: Spule auf AufwickelwalzeKitchen sink on take-up roller
2828: Beschichtungsquellecoating source
2929: Beschichtungsfenstercoating window
30, 13030 130: Axialrichtung der Walzenaxially the rollers
3131: Verfahrrichtung der Vorderwandtraversing the front wall
3232: Wickelebene = Verbindungsebene der Achsenwinding plane = Connection plane of the axes
3333: Winkel zwischen Verbindungsebene und Vertikaleangle between connection plane and vertical
3434: Steuereinheitcontrol unit
135135: Dichtelementsealing element
4040: Bodenplattebaseplate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005042762 A1 [0001, 0002, 0003, 0004, 0009]

Claims

Vacuum coating system for continuous coating of a film ( 20 ) - with a vacuum chamber ( 2 ) with a bottom wall ( 4 ), a top wall ( 5 ), a front and a back wall ( 8th . 9 ), two side walls ( 6 . 7 ) and an inner partition ( 11 ) for dividing the vacuum chamber ( 2 ) in a winding chamber ( 12 ) and a coating chamber ( 13 ), - with a stationary in the winding chamber ( 12 ) arranged winding unit ( 14 ) with an unwinding roll ( 15 ) for feeding the uncoated film ( 20 ) and a take-up roller ( 16 ) for winding the coated film ( 20 ) - with one in the coating chamber ( 13 ) arranged evaporator unit ( 18 ) for applying a coating material to the film ( 20 ) - and with a stationary in the vacuum chamber ( 2 ), rotatably mounted coating roller ( 19 ), by means of which the film to be coated ( 20 ) from the winding chamber ( 12 ) in the coating chamber ( 13 ) and then back into the winding chamber ( 12 ), characterized in that a section ( 8A ) of the front wall ( 8th ) of the vacuum chamber ( 2 ) together with the one on this section ( 8A ) attached evaporator unit ( 18 ) in a direction of displacement ( 31 ) non-parallel to the axial direction ( 30 . 30 ' ) of the unwinding and winding rollers ( 15 . 16 ) is displaceable.

Vacuum coating system according to claim 1, characterized in that the movable section ( 8A ) of the front wall ( 8th ) the entire front wall ( 8th ) of the vacuum chamber ( 2 ) spans.

Vacuum coating system according to claim 1 or 2, characterized in that the rear wall ( 9 ) of the vacuum chamber ( 2 ) a closable flap ( 23 ) having.

Vacuum coating system according to claim 3, characterized in that the flap ( 23 ) in the axial direction ( 30 . 30 ' ) of the unwinding and winding rollers ( 15 . 16 ) is displaceable.

Vacuum coating installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that one through the axes ( 30 . 30 ' ) of the unwinding and winding rollers ( 15 . 16 ) extending winding plane ( 32 ) is arranged obliquely with respect to the vertical direction (Z) and an angle ( 33 ) up to 30 °, preferably between 10 ° and 15 °, with the vertical direction (Z).

Vacuum coating system according to claim 5, characterized in that in the rear wall ( 9 ) provided flap ( 23 ) approximately parallel to the winding plane ( 32 ) is aligned.