DE102020102546B4

DE102020102546B4 - Verfahren und Messgerät zur Folienmetallisierung

Info

Publication number: DE102020102546B4
Application number: DE102020102546.7A
Authority: DE
Inventors: Niels KOCH
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2040-02-04
Also published as: DE102020102546A1

Abstract

Verfahren zum Metallisieren einer Folie, bei dem- eine Metallisierungsvorrichtung (10) eine in einer Vorschubrichtung (12) transportierte Folie während des Transports durch ein kontinuierliches Aufbringen einer Metallschicht auf die Folie metallisiert;- eine Steuereinheit (15) der Metallisierungsvorrichtung (10) zumindest einen Metallisierungsparameter des Metallisierens einstellt;- ein Messgerät (50) der Metallisierungsvorrichtung (10) während des Transports kontinuierlich zumindest einen funktechnischen Streuparameter der metallisierten Folie (13) ermittelt;- die Steuereinheit (15) den zumindest einen Metallisierungsparameter abhängig von dem zumindest einen ermittelten funktechnischen Streuparameter regelt, wobei- eine Markierungseinheit (16) der Metallisierungsvorrichtung (10) einen Abschnitt der metallisierten Folie (13) markiert, wenn ein für den Abschnitt erfasster Wert des zumindest einen funktechnischen Streuparameters außerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt; und- die Steuereinheit (15) den zumindest einen Metallisierungsparameter abhängig von einer Häufigkeit und/oder Größe von markierten Abschnitten der metallisierten Folie (13) regelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Metallisieren einer Folie, bei dem eine Metallisierungsvorrichtung eine Folie durch Aufbringen einer Metallschicht auf die Folie metallisiert und eine Steuereinheit der Metallisierungsvorrichtung zumindest einen Metallisierungsparameter des Metallisierens einstellt. Ferner betrifft die Erfindung ein Messgerät zum Ermitteln eines funktechnischen Streuparameters einer metallisierten Folie.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen zum Metallisieren einer Folie sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und dienen dazu, mittels Aufbringens einer Metallschicht auf zumindest eine Hauptfläche einer nicht-metallischen Folie, insbesondere einer Kunststofffolie, eine metallisierte Folie herzustellen. Verfahren zum Metallisieren von Kunststofffolien sind in US 7,256,746 B2 , US 2011/0005461 A1 und WO 2018/230625 A1 beschrieben. Messgeräte oder Verfahren zum Ermitteln eines funktechnischen Streuparameters sind in US 2008/0249730 A1 , DE 692 27 862 T2 und US 2017/0097231 A1 beschrieben.
DE 10 2013 101 269 A1 beschreibt ein Beschichtungsverfahren, das auf dem Ermitteln eines optischen Streuparameters beruht. Aus DD 278 608 A1 ist ein Beschichtungsverfahren bekannt, bei dem nacheinander zwei Metallschichten mit verschiedenen Leitfähigkeiten und in zwei verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten auf ein bandförmiges Substrat aufgebracht werden.
Eine metallisierte Folie kann beispielsweise zum Herstellen einer beheizbaren Abdeckvorrichtung für einen RADAR-Sensor eines Fahrassistenzsystems eines Fahrzeugs verwendet werden. Abdeckvorrichtungen für RADAR-Sensoren werden auch als Radome bezeichnet.
Die beheizbare Abdeckvorrichtung verhindert ein Verschmutzen des RADAR-Sensors und lässt sich mittels Beheizens zudem bei Bedarf enteisen. Sowohl an dem RADAR-Sensor haftender Schmutz als auch an einer von dem RADAR-Sensor abgewandten Außenfläche der Abdeckvorrichtung haftendes Eis könnten von dem RADAR-Sensor gesendete und empfangene Funksignale stören, wodurch eine Gefahr einer Fehlfunktion des RADAR-Sensors vergrößert und eine Betriebssicherheit des Fahrzeugs verringert wäre.
Eine solche beheizbare Abdeckvorrichtung für einen RADAR-Sensor eines Fahrzeugs ist in DE 10 2015 218 841 A1 beschrieben. Die Abdeckvorrichtung ist als ein Kunststoffelement ausgebildet, welches mit einer Frontplatte verbunden werden kann, um ästhetischen Anforderungen an eine Fahrzeugkarosserie gerecht zu werden. Die Abdeckvorrichtung umfasst eine metallisierte Folie, welche an einer bestimmungsgemäß zu dem RADAR-Sensor weisenden Hauptfläche eine metallische Struktur in Form von Leiterbahnen aufweist, und einen thermoplastischen Kunststoff, mit welchem die metallisierte Folie hinterspritzt ist. Die metallische Struktur erwärmt sich infolge einer ohmschen Verlustleistung eines durch die metallische Struktur fließenden elektrischen Stroms.
Allerdings werden Funksignale an der leitfähigen metallisierten Folie reflektiert, wodurch die Funktion eines von der Abdeckvorrichtung abgedeckten RADAR-Sensors beeinträchtigt ist. Zu einer unerwünschten Beeinträchtigung eines RADAR-Sensors kann es auch dann kommen, wenn der RADAR-Sensor aus ästhetischen Gründen hinter einem Karosserieteil eines Fahrzeugs angeordnet ist. Das Karosserieteil, beispielsweise ein Emblem eines Fahrzeugherstellers, oder ein Designelement, beispielsweise ein Kühlergrill, umfasst in vielen Fällen ebenfalls eine metallisierte Folie, welche dem Karosserieteil einen metallischen Glanz verleiht.
So offenbart EP 0 954 052 A2 bzw. US 6,184,842 B1 ein Karosserieteil eines Fahrzeugs in Form eines Kühlergrills. Zur Herstellung des Kühlergrills wird eine metallisierte Folie in einem Tiefzieh- oder Blisterverfahren unter Erwärmung und mit Hilfe eines Vakuums über eine Form gezogen, deren Kontur dem Kühlergrill entspricht. Die metallisierte Folie kann beispielsweise mittels Kathodenzerstäubens (Sputtering) oder Gasphasenabscheidens hergestellt werden. Dabei wird eine Dicke der Metallschicht durch Wahl einer Beschichtungsdauer derart eingestellt, dass sie sichtbares Licht vollständig reflektiert, aber für Funksignale des RADAR-Sensors transparent ist.
Nach der Lehre von EP 0 954 052 A2 bzw. US 6,184,842 B1 wird die Transparenz der metallisierten Folie für Funksignale des RADAR-Sensors durch Messen eines ohmschen Widerstands, d. h. einer elektrischen Leitfähigkeit, der metallisierten Folie oder durch Messen eines Transmissionswerts der metallisierten Folie für Funksignale mit einer Mikrowellenfrequenz kontrolliert.
Eine solche nachträgliche Kontrolle der metallisierten Folie führt aber typischerweise zu einem beträchtlichen Ausschuss von metallisierter Folie, welche eine unzureichende Transparenz aufweist, wodurch das Herstellungsverfahren für die metallisierte Folie ineffizient wird. Zudem haben umfangreiche Testreihen und viele Versuche der Anmelderin gezeigt, dass bereits eine äußerst geringe Leitfähigkeit der Metallschicht der metallisierten Folie die Transparenz für Funksignale des RADAR-Sensors störend mindert. Nur eine praktisch nicht-leitfähige metallisierte Folie wirkt ausschließlich als ein Dielektrikum und reflektiert daher die Funksignale des RADAR-Sensors zuverlässig nicht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Metallisieren einer Folie vorzuschlagen, welches bei geringem Ausschuss eine ausschließlich dielektrisch wirkende metallisierte Folie mit metallischem Glanz erzeugt. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, ein Messgerät zum Ermitteln eines funktechnischen Streuparameters einer metallisierten Folie bereitzustellen.
Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Metallisieren einer Folie, bei dem eine Metallisierungsvorrichtung eine in einer Vorschubrichtung transportierte Folie durch ein kontinuierliches Aufbringen einer Metallschicht auf die Folie metallisiert und eine Steuereinheit der Metallisierungsvorrichtung zumindest einen Metallisierungsparameter des Metallisierens einstellt. Mit dem Verfahren kann eine fortlaufend von einer Folienrolle abgewickelte Folie im Dauerbetrieb, d. h. ohne eine Unterbrechung des Transports der Folie, metallisiert werden. Das Verfahren ist deshalb für eine Serienfertigung sehr gut geeignet. Durch das Einstellen eines Metallisierungsparameters bestimmt die Steuereinheit zumindest eine physikalische Eigenschaft der Metallschicht, beispielsweise eine Dicke der Metallschicht.
Bevorzugt wird durch Einstellen des Metallisierungsparameters eine elektrische Leitfähigkeit der Metallschicht und/oder eine flächenbezogener Reflexivitätsgrad der Metallschicht für sichtbares Licht bestimmt. Idealerweise soll kein Bereich der Metallschicht eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Dies ist der Fall, wenn die Metallschicht insgesamt nicht geschlossen oder durchgängig ist, d. h. aus einer Mehrzahl von durch Lücken getrennten Metallinseln besteht, und geschlossene oder durchgängige Bereiche der Metallschicht, d. h. die Metallinseln, einen Durchmesser von maximal 5% einer Betriebswellenlänge eines RADAR-Sensors aufweisen. Beispielsweise sollen für einen RADAR-Sensor mit einer Betriebswellenlänge von 4 mm, bzw. einer Betriebsfrequenz von 77 GHz, die Metallinseln einen Durchmesser von maximal 200 µm (0,2 mm) haben.
Jedoch soll ein ausreichender flächenbezogener Reflexivitätsgrad der Metallschicht geschaffen werden, um einen visuell durchgängig wahrgenommenen metallischen Glanz der metallisierten Folie zu gewährleisten. Dies ist der Fall, wenn aufgrund einer Gesamtfläche und Verteilung der Lücken relativ zu einer Gesamtfläche und Verteilung der geschlossenen oder durchgängigen Bereiche, d. h. der Metallinseln, die Lücken ein räumliches Auflösungsvermögen des menschlichen Auges unterschreiten und mithin für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt ein Messgerät der Metallisierungsvorrichtung während des Transports kontinuierlich zumindest einen funktechnischen Streuparameter der metallisierten Folie und regelt die Steuereinheit den zumindest einen Metallisierungsparameter abhängig von dem zumindest einen ermittelten funktechnischen Streuparameter. Auf diese Weise wird der zumindest eine Metallisierungsparameter abhängig von einer Regelgröße in Echtzeit eingestellt. Die Regelgröße kann der zumindest eine ermittelte funktechnische Streuparameter selbst oder eine von dem zumindest einen ermittelten funktechnischen Streuparameter abhängige Größe sein. Dank des Regelns des zumindest einen Metallisierungsparameters durch die Steuereinheit wird sichergestellt, dass die hergestellte metallisierte Folie höchstens mit Ausnahme von einzelnen Bereichen für von einem RADAR-Sensor gesendete und empfangene Funksignale vollständig oder zumindest nahezu transparent ist.
Bevorzugt wird ein Transmissionsdämpfungswert und/oder ein Reflexionsdämpfungswert der metallisierten Folie als der zumindest eine funktechnische Streuparameter ermittelt. Der Transmissionsdämpfungswert oder Transmissionswert (S₂₁) und der Reflexionsdämpfungswert oder Reflexionswert (S₁₁) der metallisierten Folie geben an, inwieweit für von einem RADAR-Sensor gesendete und empfangene Funksignale verschwindet oder zumindest nicht störend ist.
Erfindungsgemäß markiert eine Markierungseinrichtung der Metallisierungsvorrichtung einen Abschnitt der metallisierten Folie, wenn ein für den Abschnitt erfasster Wert des zumindest einen funktechnischen Streuparameters außerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt. Die markierten Bereiche bilden einen Ausschuss des Herstellungsverfahrens und können gezielt von einer Weiterverarbeitung der metallisierten Folie ausgenommen werden.
Weiterhin erfindungsgemäß regelt die Steuereinheit den zumindest einen Metallisierungsparameter abhängig von einer Häufigkeit und/oder Größe von markierten Abschnitten der metallisierten Folie. Die Häufigkeit und/oder Größe der markierten Abschnitte ist eine zum Minimieren des Ausschusses ideale Regelgröße, welche ihrerseits mit dem zumindest einen funktechnischen Streuparameters korrelliert.
Die Folie kann mittels Kathodenzerstäubens oder Gasphasenabscheidens metallisiert werden. Kathodenzerstäuben (Sputtering) und Gasphasenabscheiden (PVD, CVD) sind bewährte Beschichtungsverfahren. Aber auch alternative Beschichtungsverfahren oder spezielle Ausprägungen der genannten Beschichtungsverfahren gehören zum Gegenstand der Erfindung.
Auch ein Gegenstand der Erfindung ist ein Messgerät zum Ermitteln eines funktechnischen Streuparameters einer metallisierten Folie, mit einer Sendeeinheit zum Senden eines Funksignals, zumindest einer Empfangseinheit zum Empfangen des gesendeten und von einer metallisierten Folie gestreuten Funksignals und einer mit der Sendeeinheit und der zumindest einen Empfangseinheit verbundenen Verarbeitungseinheit. Die Sendeeinheit ist in der Regel empfindlich gegenüber Beschleunigungen und mechanische Belastungen. Deshalb soll die Sendeeinheit ortsfest montiert sein, um eine Beschädigung oder eine Fehlfunktion der Sendeeinheit zu vermeiden. Das gesendete Funksignal entspricht vorzugsweise einer Betriebswellenlänge eines RADAR-Sensors, wenn die metallisierte Folie bestimmungsgemäß den RADAR-Sensor zumindest teilweise abdeckt. Die Verarbeitungseinheit ist konfiguriert, Berechnungen mit von der Sendeeinheit und der Empfangseinheit empfangenen Daten auszuführen.
Das erfindungsgemäße Messgerät ist konfiguriert, zum Ermitteln eines funktechnischen Streuparameters der metallisierten Folie während eines Transports der metallisierten Folie kontinuierlich ein Leistungsverhältnis einer von der Empfangseinheit erfassten Empfangsleistung des empfangenen Funksignals zu einer von der Sendeeinheit erfassten Sendeleistung des gesendeten Funksignals zu berechnen. Das Messgerät kann während eines Herstellungsverfahrens für eine metallisierte Folie, bevorzugt während des erfindungsgemäßen Verfahrens, kontinuierlich ein berechnetes Leistungsverhältnis als den funktechnischen Streuparameter bereitstellen und ist daher zum Bilden eines Regelkreises geeignet. Als Regelgröße kommt der ermittelte funktechnische Streuparameter selbst oder eine mit dem ermittelten funktechnischen Streuparameter korrelierte Größe in Betracht.
In einer Ausführungsform ist eine Empfangseinheit gegenüberliegend zu der Sendeeinheit angeordnet und das berechnete Leistungsverhältnis ein Transmissionsdämpfungswert einer zwischen der Empfangseinheit und der Sendeeinheit angeordneten metallisierten Folie. Diese Anordnung korrespondiert zu einer Senderichtung eines RADAR-Sensors.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Empfangseinheit neben der Sendeeinheit angeordnet und das berechnete Leistungsverhältnis ein Reflexionsdämpfungswert einer gegenüberliegend zu der Empfangseinheit und der Sendeeinheit angeordneten metallisierten Folie sein. Diese Anordnung korrespondiert zu einer Empfangsrichtung eines RADAR-Sensors.
Vorteilhaft umfasst das Messgerät zwei Empfangseinheiten, welche jeweils gegenüberliegend zu der Sendeeinheit und neben der Sendeeinheit angeordnet sind.
Erfindungsgemäß umfasst die Sendeeinheit eine mit der Verarbeitungseinheit verbundene einzige Funksignalquelle und einen mit der einzigen Funksignalquelle verbundenen linearen geschlitzten Hohlleiter. Die Sendeeinheit kann zusätzlich ein mit der einzigen Funksignalquelle verbundenes lineares Antennenfeld umfassen. Dank der linearen Ausgestaltung kann eine einzige Sendeeinheit über die gesamte Breite einer metallisierten Folie erstrecken, wobei die Breite in einer zu einer Vorschubrichtung der metallisierten Folie senkrechten Querrichtung gemessen wird. Die Verwendung einer einzigen Sendeeinheit anstelle einer Mehrzahl von Sendeeinheiten ist zuverlässig, effizient und kostengünstig.
Weiterhin erfindungsgemäß weist der lineare geschlitzte Hohlleiter eine Mehrzahl von Schlitzen auf, welche eine Länge und in der Linearrichtung einen Abstand von jeweils einer halben Wellenlänge des gesendeten Funksignals aufweisen und zwei zueinander beabstandete und sich parallel in der Linearrichtung erstreckende lineare Anordnungen bilden, welche bezogen auf die Linearrichtung um eine halbe Wellenlänge versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich eine metallisierte Folie über ihre gesamte Breite gleichzeitig und lückenlos mit einem Funksignal beaufschlagen.
Vorteilhaft weist die Empfangseinheit eine lineare Antennenanordnung mit einer Mehrzahl von zueinander beabstandet angeordneten Hornantennen auf. Die Mehrzahl von Hornantennen ermöglichen eine Ortsauflösung in der Querrichtung der metallisierten Folie. An jede Hornantenne ist ein Detektor angeschlossen, welcher konfiguriert sein kann, eine zu einer erfassten Empfangsleistung proportionale Ausgangsspannung bereitzustellen, welche mittels eines Voltmeters und eines A/D-Wandlers für eine Weiterverarbeitung auf einfache Weise digitalisierbar ist.
Die Empfangseinheit kann zudem eine Antriebseinheit zum Verschieben der linearen Antennenanordnung in der Linearrichtung aufweisen. Die Antriebseinheit ist konfiguriert, die lineare Antennenanordnung zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position zu verschieben. Dank der linearen Antriebseinheit kann die lineare Antennenanordnung Freiräume zwischen den Hornantennen aufweisen und doch die gesamte Breite einer metallisierten Folie überstreichen. Auf diese Weise werden weniger Hornantennen benötigt, was mit geringeren Kosten des Messgeräts einhergeht.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Transparenz einer metallisierten Folie, d. h. ihr Transmissionsverhalten und Reflexionsverhalten, für von RADAR-Sensoren gesendete und empfangene Funksignale bereits während der Herstellung der metallisierten Folie geprüft und sichergestellt wird. Infolgedessen wird ein Ausschuss von nicht ausreichend transparenter metallisierter Folie gering gehalten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die hergestellte metallisierte Folie sowohl transparent für Funksignale von RADAR-Sensoren und als auch reflektierend für sichtbares Licht ist und infolgedessen zur Herstellung Karosserieteilen von Fahrzeugen, beispielsweise Emblemen von Fahrzeugherstellern, geeignet ist, welche einen RADAR-Sensor zumindest teilweise abdecken und einen metallischen Glanz aufweisen sollen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:

1 eine perspektivische Teildarstellung einer Metallisierungsvorrichtung mit einem Messgerät zum Ermitteln eines funktechnischen Parameters einer metallisierten Folie nach einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Draufsicht der Sendeeinheit des in 1 gezeigten Messgeräts;
3 eine Seitenansicht der Empfangseinheit des in 1 gezeigten Messgeräts.

1 zeigt eine perspektivische Teildarstellung einer Metallisierungsvorrichtung 10 mit einem Messgerät 50 zum Ermitteln eines funktechnischen Parameters einer metallisierten Folie 13 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Die Metallisierungsvorrichtung 10 umfasst ferner eine oder mehrere Walzen 11, welche in bekannter Weise konfiguriert sind, die metallisierte Folie 13 mit einer in der industriellen Massenfertigung üblichen Vorschubgeschwindigkeit von 10 ms^-1 in einer Vorschubrichtung 12 zu transportieren. In der Figur sind beispielhaft und nicht einschränkend zwei Walzen 11 gezeigt.
Zu der Metallisierungsvorrichtung 10 gehören auch eine Steuereinheit 15 und eine mit der Steuereinheit 15 verbundene Markierungseinheit 16, welche bezogen auf die Vorschubrichtung 12 hinter dem Messgerät 50 angeordnet und konfiguriert ist, in einer Markierrichtung 17 Markierungen auf die metallisierte Folie 13 aufzubringen.
Die Metallisierungsvorrichtung 10 umfasst weiterhin eine an sich bekannte und in der Figur nicht gezeigte Metallisierungseinheit, welche bezogen auf die Vorschubrichtung 12 der metallisierten Folie 13 vor dem gezeigten Teil der Metallisierungsvorrichtung 10 angeordnet und mit der Steuereinheit 15 verbunden ist. Die Metallisierungseinheit ist konfiguriert, eine Folie, beispielsweise eine Kunststofffolie, abhängig von zumindest einem von der Steuereinheit 15 eingestellten Metallisierungsparameter zu metallisieren, d. h. eine Metallschicht auf zumindest eine Hauptfläche der Folie aufzubringen.
Das Messgerät 50 ist ein sogenannter Hochfrequenz-Netzwerkanalysator und umfasst eine Sendeeinheit 20 zum Senden von Funksignalen 21 mit einer bestimmten Betriebswellenlänge bzw. Betriebsfrequenz oder einem bestimmten Betriebswellenlängenbereich bzw. Betriebsfrequenzbereich eines RADAR-Sensors, eine Empfangseinheit 30 zum Empfangen von gesendeten und von der metallisierten Folie 13 gestreuten Funksignalen 21 und eine Verarbeitungseinheit 40, welche mit der Sendeeinheit 20 und der Empfangseinheit 30 sowie mit der Steuereinheit 15 der Metallisierungsvorrichtung 10 verbunden ist.
Das Messgerät 50, genauer gesagt die Verarbeitungseinheit 40, ist konfiguriert, zum Ermitteln eines funktechnischen Streuparameters S₂₁, S₁₁ der metallisierten Folie 13 während des Transports der metallisierten Folie kontinuierlich ein Leistungsverhältnis einer von der Empfangseinheit erfassten Empfangsleistung des empfangenen Funksignals 21 zu einer von der Sendeeinheit 20 erfassten Sendeleistung des gesendeten Funksignals 21 zu berechnen.
Die Empfangseinheit 30 ist gegenüberliegend zu der Sendeeinheit 20 angeordnet, so dass sich die metallisierte Folie 13 zwischen der Empfangseinheit 30 und der Sendeeinheit 20 erstreckt. Die Sendeeinheit 20 und die Empfangseinheit 30 erstrecken sich in einer zu der Vorschubrichtung 12 senkrechten Querrichtung 14 jeweils über die gesamte Breite der metallisierten Folie 13. Das Messgerät 50 umfasst weiterhin eine in der Figur nicht gezeigte zweite Empfangseinheit, welche neben der Sendeeinheit 20 angeordnet ist, so dass sich die zweite Empfangseinheit und die Sendeeinheit 20 auf derselben Seite der metallisierten Folie 13 befinden.
Auf diese Weise ist ein erstes berechenbares Leistungsverhältnis ein Transmissionsdämpfungswert der zwischen der Empfangseinheit 30 und der Sendeeinheit 20 angeordneten metallisierten Folie 13, während ein zweites berechenbares Leistungsverhältnis ein Reflexionsdämpfungswert der gegenüberliegend zu der zweiten Empfangseinheit und der Sendeeinheit 20 angeordneten metallisierten Folie 13 ist.
2 zeigt eine Draufsicht der Sendeeinheit 20 des in 1 gezeigten Messgeräts 50. Die Sendeeinheit 20 umfasst eine in der Figur nicht gezeigte mit der Verarbeitungseinheit 40 verbundene einzige Funksignalquelle und einen mit der einzigen Funksignalquelle verbundenen linearen geschlitzten Hohlleiter, welcher als ein Leistungsteiler für das von der einzigen Funksignalquelle gesendete Funksignal 21 wirkt. Der Hohlleiter eignet sich für hohe Betriebsfrequenzen wie beispielsweise 77 GHz bzw. für geringe Betriebswellenlängen wie 4mm.
Dazu weist der lineare geschlitzte Hohlleiter eine Mehrzahl von Schlitzen 23 auf, welche eine Länge und in der Linearrichtung 24 einen Abstand von jeweils einer halben Wellenlänge des gesendeten Funksignals 21 aufweisen. Die Schlitze 23 bilden zwei zueinander beabstandete und sich parallel in der Linearrichtung 24 erstreckende lineare Anordnungen 22, welche bezogen auf die Linearrichtung 24 um eine halbe Wellenlänge versetzt angeordnet sind. Die Linearrichtung 24 erstreckt sich parallel zu der Querrichtung 14 der metallisierten Folie 13.
In alternativen Ausführungsformen kann die Sendeeinheit zusätzlich zu dem Hohlleiter ein mit der einzigen Funksignalquelle verbundenes lineares Antennenfeld umfassen. Lineare Antennenfelder eignen sich für niedrige Betriebsfrequenzen wie beispielsweise Betriebsfrequenzen unterhalb von 10 GHz.
3 zeigt eine Seitenansicht der Empfangseinheit 30 des in 1 gezeigten Messgeräts 50. Die Empfangseinheit 30 umfasst eine lineare Antennenanordnung 32 mit einer Mehrzahl von zueinander beabstandet angeordneten Hornantennen 33. Der Abstand zweier benachbarter Hornantennen 33 zueinander ist derart gewählt, dass zwischen den beiden benachbarten Hornantennen 33 ein für eine Hornantenne 33 ausreichender Freiraum 31 verbleibt.
Ferner umfasst die Empfangseinheit 30 eine nicht dargestellte an sich bekannte Antriebseinheit. Die Antriebseinheit ist konfiguriert, die lineare Antennenanordnung 32 in der Linearrichtung 34 zwischen einer ersten gezeigten Position und einer zweiten Position zu verschieben. In der zweiten Position sind die Hornantennen 33 in den gezeigten Freiräumen 31 angeordnet. Die Linearrichtung 34 erstreckt sich parallel zu der Querrichtung 14 der metallisierten Folie 13.
In alternativen Ausführungsformen kann der Abstand zweier benachbarter Hornantennen 33 zueinander derart gewählt sein, dass zwischen den beiden benachbarten Hornantennen 33 Freiräume 31 verbleiben, welche für zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Hornantennen 33 ausreichen. In diesen Ausführungsformen ist ein Abstand zwischen der ersten Position und der zweiten Position der linearen Antennenanordnung 32 entsprechend größer als bei der gezeigten Ausführungsform.
Die zweite Empfangseinheit kann denselben Aufbau haben wie die gezeigte Empfangseinheit 30.
Während des Betriebs der Metallisierungsvorrichtung 10 wird die Folie von der Metallisierungseinheit in der Vorschubrichtung 12 transportiert und während des Transports durch ein kontinuierliches Aufbringen einer Metallschicht auf die Folie, beispielsweise mittels Kathodenzerstäubens (Sputtering) oder Gasphasenabscheidens (physikalisches Bedampfen, PVD, oder chemisches Bedampfen, CVD), metallisiert. Dazu stellt die Steuereinheit 15 der Metallisierungsvorrichtung 10 zumindest einen Metallisierungsparameter wie beispielsweise eine Vorschubgeschwindigkeit der Folie oder eine Temperatur, einen Luftdruck oder eine elektrische Feldstärke der Metallisierungseinheit ein.
In einem weiteren Verfahrensschritt ermittelt das Messgerät 50 der Metallisierungsvorrichtung 10 während des Transports kontinuierlich zumindest einen funktechnischen Streuparameter S₂₁, S₁₁ der metallisierten Folie 13. Dazu sendet die Sendeeinheit 20 ein Funksignal 21 in Richtung der metallisierten Folie 13. Die Empfangseinheit 30 empfängt das von der metallisierten Folie 13 transmittierte Funksignal 21, während die zweite Empfangseinheit das von der metallisierten Folie 13 reflektierte Funksignal 21 empfängt. Die Empfangseinheit 30 und die zweite Empfangseinheit werden von den jeweiligen Antriebseinheiten zwischen den jeweiligen ersten Positionen und zweiten Positionen verschoben, wobei die linearen Antennenanordnungen 32 sich jeweils über die gesamte Breite der metallisierten Folie 13 erstrecken.
Die Verarbeitungseinheit 40 berechnet als ein erstes Leistungsverhältnis ein Verhältnis einer von der Empfangseinheit 30 erfassten Empfangsleistung des empfangenen Funksignals 21 zu einer von der Sendeeinheit 20 erfassten Sendeleistung des gesendeten Funksignals 21. Die Verarbeitungseinheit 40 ermittelt als den zumindest einen funktechnischen Streuparameter S₂₁ demnach einen Transmissionswert.
Die Verarbeitungseinheit 40 berechnet als ein zweites Leistungsverhältnis eine von der zweiten Empfangseinheit erfassten Empfangsleistung des empfangenen Funksignals 21 zu einer von der Sendeeinheit 20 erfassten Sendeleistung des gesendeten Funksignals 21. Die Verarbeitungseinheit 40 ermittelt als den zumindest einen funktechnischen Streuparameter S11 demnach einen Reflexionswert der metallisierten Folie 13.
Die Steuereinheit 15 regelt den zumindest einen Metallisierungsparameter der Metallisierungseinheit abhängig von dem zumindest einen ermittelten funktechnischen Streuparameter S₂₁, S₁₁, d. h. dem Transmissionswert S₂₁ oder dem Reflexionswert S₁₁.
Die Markierungseinheit 16 der Metallisierungsvorrichtung 10 markiert einen Abschnitt der metallisierten Folie 13, wenn ein für den Abschnitt erfasster Wert des zumindest einen funktechnischen Streuparameters S₂₁, S₁₁, d. h. des Transmissionswerts S₂₁ oder des Reflexionswerts S₁₁, außerhalb eines vorbestimmten akzeptablen Toleranzbereichs liegt. Die Steuereinheit 15 regelt den zumindest einen Metallisierungsparameter abhängig von einer Häufigkeit und/oder Größe von markierten Abschnitten der metallisierten Folie 13, derart, dass die Häufigkeit und/oder Größe der markierten Abschnitte minimiert wird.
Die Häufigkeit und/oder Größe der markierten Abschnitte hängen ihrerseits von dem zumindest einen Metallisierungsparameter ab. Entsprechend sind die Häufigkeit und/oder Größe der markierten Abschnitte Regelgrößen, welche zu dem zumindest einen funktechnischen Streuparameter korrelieren und von der Steuereinheit 15 durch Einstellen des zumindest einen Metallisierungsparameters in Echtzeit minimiert werden.
BEZUGSZEICHENLISTE:

10: Metallisierungsvorrichtung
11: Walze
12: Vorschubrichtung
13: Folie
14: Querrichtung
15: Steuereinheit
16: Markierungseinheit
17: Markierrichtung
20: Sendeeinheit
21: gesendetes Funksignal
22: lineare Anordnung
23: Schlitz
24: Linearrichtung
30: Empfangseinheit
31: Freiraum
32: Antennenanordnung
33: Hornantenne
34: Linearrichtung
40: Messgerät
50: Verarbeitungseinheit

Claims

Verfahren zum Metallisieren einer Folie, bei dem - eine Metallisierungsvorrichtung (10) eine in einer Vorschubrichtung (12) transportierte Folie während des Transports durch ein kontinuierliches Aufbringen einer Metallschicht auf die Folie metallisiert; - eine Steuereinheit (15) der Metallisierungsvorrichtung (10) zumindest einen Metallisierungsparameter des Metallisierens einstellt; - ein Messgerät (50) der Metallisierungsvorrichtung (10) während des Transports kontinuierlich zumindest einen funktechnischen Streuparameter der metallisierten Folie (13) ermittelt; - die Steuereinheit (15) den zumindest einen Metallisierungsparameter abhängig von dem zumindest einen ermittelten funktechnischen Streuparameter regelt, wobei - eine Markierungseinheit (16) der Metallisierungsvorrichtung (10) einen Abschnitt der metallisierten Folie (13) markiert, wenn ein für den Abschnitt erfasster Wert des zumindest einen funktechnischen Streuparameters außerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt; und - die Steuereinheit (15) den zumindest einen Metallisierungsparameter abhängig von einer Häufigkeit und/oder Größe von markierten Abschnitten der metallisierten Folie (13) regelt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Transmissionswert und/oder ein Reflexionswert der metallisierten Folie (13) als der zumindest eine funktechnische Streuparameter ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Folie mittels Kathodenzerstäubens oder Gasphasenabscheidens metallisiert wird.
Messgerät (50) zum Ermitteln eines funktechnischen Streuparameters einer metallisierten Folie (13), mit einer Sendeeinheit (20) zum Senden eines Funksignals (21), zumindest einer Empfangseinheit (30) zum Empfangen des gesendeten und von einer metallisierten Folie (13) gestreuten Funksignals (21) und einer mit der Sendeeinheit (20) und der zumindest einen Empfangseinheit (30) verbundenen Verarbeitungseinheit (40), welche konfiguriert ist, zum Ermitteln eines funktechnischen Streuparameters der metallisierten Folie (13) während eines Transports der metallisierten Folie (13) kontinuierlich ein Leistungsverhältnis einer von der Empfangseinheit erfassten Empfangsleistung des empfangenen Funksignals (21) zu einer von der Sendeeinheit (20) erfassten Sendeleistung des gesendeten Funksignals (21) zu berechnen, wobei die Sendeeinheit (20) eine mit der Verarbeitungseinheit (40) verbundene einzige Funksignalquelle und einen mit der einzigen Funksignalquelle verbundenen linearen geschlitzten Hohlleiter mit einer Mehrzahl von Schlitzen (23) umfasst, welche eine Länge und in der Linearrichtung (24) einen Abstand von jeweils einer halben Wellenlänge des gesendeten Funksignals (21) aufweisen und zwei zueinander beabstandete und sich parallel in der Linearrichtung (24) erstreckende lineare Anordnungen (22) bilden, welche bezogen auf die Linearrichtung (24) um eine halbe Wellenlänge versetzt angeordnet sind.
Messgerät nach Anspruch 4, bei dem eine Empfangseinheit (30) gegenüberliegend zu der Sendeeinheit (20) angeordnet und das berechnete Leistungsverhältnis ein Transmissionsdämpfungswert einer zwischen der Empfangseinheit (30) und der Sendeeinheit (20) angeordneten metallisierten Folie (13) ist, und/oder eine Empfangseinheit neben der Sendeeinheit (20) angeordnet und das berechnete Leistungsverhältnis ein Reflexionsdämpfungswert einer gegenüberliegend zu der Empfangseinheit (30) und der Sendeeinheit (20) angeordneten metallisierten Folie (13) ist.
Messgerät nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Empfangseinheit (30) eine lineare Antennenanordnung (32) mit einer Mehrzahl von zueinander beabstandet angeordneten Hornantennen (33) und eine Antriebseinheit zum Verschieben der linearen Antennenanordnung (32) in der Linearrichtung (34) aufweist.