DE19906676A1

DE19906676A1 - Bedampfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19906676A1
Application number: DE19906676A
Authority: DE
Inventors: Guenter Klemm; Hans Neudert
Original assignee: Leybold Systems GmbH
Current assignee: Leybold Systems GmbH
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2000-08-24
Also published as: JP2000243672A; ITMI20000119A0; ITMI20000119A1; KR20000057777A; GB2346897A; US6309466B1; IT1316312B1; GB0003899D0; CN1265431A

Abstract

Eine Bedampfungsvorrichtung zum Aufdampfen eines Trennmittelmusters auf eine Folie (2) in einer Folien-Beschichtungsanlage hat einen Musterträger (1) aus porösem Material. Dieser Musterträger (1) bildet einen Dampfraum (9) und wird von der Folie (2) über einen großen Bereich umschlungen, so dass der Trennmitteldampf über einen entsprechend großen Bereich durch den Musterträger (1) hindurch auf die zu bedampfende Folie (2) gelangen kann. Der nicht von der Folie (2) abgedeckte Bereich des Musterträgers (1) wird von einem Formkörper (5) aus Graphit abgedeckt, der elektrisch beheizt ist und dadurch den Formkörper (1) zu beheizen vermag.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedampfungsvorrichtung zum Aufdampfen eines Trennmittels auf eine Folie in einer Fo lien-Beschichtungsanlage, welche ein mit einem Heizer be heiztes Verdampfergefäß für das Trennmittel und einen drehbar angeordneten, zylindrischen Musterträger hat, der in seiner Mantelfläche Durchlässe zum Leiten des Trenn mitteldampfes gegen die zu bedampfende Folie aufweist, wobei die Folie den Musterträger teilweise umschlingt und der Musterträger synchron mit der Vorschubgeschwindigkeit der Folie umläuft.

Eine Bedampfungsvorrichtung der vorstehenden Art ist Ge genstand der DE 197 34 477. Bei der in den Fig. 6 bis 10 dieser Schrift gezeigten Bedampfungsvorrichtung ist im Inneren des Musterträgers eine mit dem Verdampfergefäß verbundene Trennmitteldüse unmittelbar vor der Innenman telfläche des Musterträgers angeordnet. Das zugeführte Trennmittel strömt aus dieser Trennmitteldüse durch den die Trennmitteldüse abdeckenden Bereich des Musterträgers gegen die zu bedampfende Folie. Nachteilig hierbei ist, dass für das Bedampfen der Folie nur ein sehr kurzer Zeitraum zur Verfügung steht, der sich aus der Breite der Düse und der Bahngeschwindigkeit der Folie bzw. der Um fangsgeschwindigkeit des Musterträgers ergibt. Um dennoch eine ausreichend dicke Trennmittelschicht auf der Folie zu erzeugen, muss die Bahngeschwindigkeit der Folie rela tiv gering gewählt werden, so dass die Leistung der Be dampfungsvorrichtung entsprechend gering ist. Weiterhin bereitet die Abdichtung der feststehenden Trennmitteldüse gegenüber dem umlaufenden Musterträger Schwierigkeiten und führt zu Verschleiß.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Bedamp fungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubil den, dass sich mit ihr möglichst hohe Bedampfungsraten erreichen lassen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Musterträger einen mit dem Verdampfergefäß in Verbin dung stehenden Dampfraum bildet und die Durchlässe in der Mantelfläche des Musterträgers durch den Umschlingungsbe reich der Folie und im übrigen durch einen Formkörper ab gedeckt sind, welcher zur Bildung eines engen Spaltes mit geringem Abstand entlang der Mantelfläche des Musterträ gers verläuft.

Weil gemäß der Erfindung auf eine Trennmitteldüse im In neren des Musterträgers verzichtet wird und der Muster träger einen Dampfraum bildet, steht ein großer Bereich seiner Mantelfläche für den Trennmittelaustritt zur Ver fügung. Die Folie kann deshalb im gesamten Bereich der Umschlingung des Musterträgers und nicht nur wie bei der Vorrichtung nach der DE 197 34 477 in dem schmalen Be reich der Trennmitteldüse mit dem Trennmittel bedampft werden. Im nicht von der Folie umschlungenen Bereich des Musterträgers sorgt der Formkörper dafür, dass aus dem Musterträger kein Trennmitteldampf austritt und die An lage verunreinigt, in welcher die Bedampfungsvorrichtung angeordnet ist. Die Erfindung ermöglicht es, Trennmittel in exakten Mengen und mit guter Maßhaltigkeit auf eine Folie aufzubringen, um in diesen Bereichen eine nachfol gende Metallisierung zu verhindern. Da gemäß der Erfin dung keine separate Trennmitteldüse erforderlich wird, entfällt das Erfordernis der Abdichtung zwischen einer solchen Trennmitteldüse und dem Musterträger.

Der Musterträger kann sehr unterschiedlich gestaltet sein. Es kann sich bei ihm beispielsweise um einen Me tallzylinder handeln, bei dem die Durchlässe für den Trennmitteldampf in Form von Durchbrechungen der Mantel fläche gestaltet sind. Der Musterträger ist besonders kostengünstig herzustellen und erlaubt mit geringem Auf wand die Ausbildung unterschiedlicher Muster, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Musterträger aus einem porösen Material besteht, welches au ßenseitig eine dünne Metallschicht aufweist und wenn die Durchlässe in dem Musterträger durch Gravieren oder Ätzen der Metallschicht erzeugt sind. Bei einem solchen Muster träger wirkt die äußere Metallschicht als Maske.

Einen Trennmitteldampfaustritt über den Spalt zwischen dem Formkörper und der Mantelfläche des Musterträgers kann man gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung dadurch verhindern, dass der Formkörper einen Sperrgasan schluss aufweist, der mit dem Spalt zwischen dem Formkör per und der Mantelfläche des Musterträgers Verbindung hat.

Um eine Kondensation des Trennmitteldampfes auf der Wan dung des Musterträgers zu verhindern, muss dieser im Re gelfall beheizt werden. Das lässt sich besonders kosten günstig verwirklichen, wenn der Formkörper elektrisch be heizt ist. Eine solche Beheizung bedingt wenig Aufwand, weil es sich bei dem Formkörper im Gegensatz zu dem Musterträger um ein feststehendes Bauteil handelt und weil der Formkörper bis unmittelbar vor die Außenmantelfläche des Musterträgers reicht, so dass eine gute Wärmeübertra gung durch Strahlung möglich ist.

Ganz besonders kostengünstig ist die Beheizung des Musterträgers zu verwirklichen, wenn der Formkörper aus Gra phit besteht und durch direkten Stromfluss beheizt ist.

Der Musterträger hat eine ausreichende Porösität und kann beispielsweise auf seiner Außenmantelfläche galvanisch mit einer 10 bis 100 µm dicken, das Muster bildende Durchlässe aufweisenden Metallschicht aus Kupfer, Nickel oder Chrom versehen werden, wenn der Musterträger aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff besteht.

Sollte die Beheizung durch den Formkörper nicht ausrei chen, dann kann man bei einem solchen Musterträger eine zusätzliche Beheizung dadurch vorsehen, dass der Muster träger durch direkten Stromfluss von einer Stirnseite zur anderen elektrisch beheizt ist.

Eine exakte Temperaturregelung des Musterträgers ist mög lich, wenn hierzu mit geringem Abstand zum Musterträger ein Pyrometer angeordnet ist.

Die Einleitung des Trennmitteldampfes vom feststehenden Verdampfergefäß in den rotierenden Musterträger bedingt geringen Aufwand, wenn gemäß einer anderen, vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Musterträger an einem Ende mit einer Hohlwelle in einen gedichteten Lagerkopf hineinführt, der mit dem Verdampfergefäß Verbindung hat.

Das Verdampfergefäß kann ein relativ kleines Volumen für das Trennmittel aufweisen, so dass die Verdampfungsrate über die Heizleistung rasch zu verändern ist, wenn das Verdampfergefäß über eine Nachfüll-Leitung und eine Druckausgleichsleitung mit einem Vorratsbehälter für das Trennmittel verbunden ist.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfin dungsgemäßen Musterträgers mit angrenzenden Bauteilen,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Bereich der Mantel fläche des Musterträgers in einem gegenüber der Fig. 1 vergrößerten Maßstab,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Verdampfungs vorrichtung nach der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Bedampfungsvorrichtung hat einen Musterträger 1 aus porösem Material, über welchen eine zu bedampfende Folie 2 geführt wird. Zwei teilweise darge stellte, jeweils neben dem Musterträger 1 angeordnete Um lenkwalzen 3, 4 sorgen dafür, dass die Folie 2 den Musterträger 1 über einen großen Winkel umschlingt, der bei diesem Ausführungsbeispiel etwa 180° beträgt.

Unterhalb des Musterträgers 1 ist zwischen den Umlenkwal zen 3, 4 ein Formkörper 5 aus Graphit angeordnet, welcher unter Bildung eines engen Spaltes 6 bis unmittelbar vor die Mantelfläche des Musterträgers 1 und bis nahe vor beide Umlenkwalzen 3, 4 reicht. Der Formkörper 5 weist einen Sperrgasanschluss 7 auf, über den ein Sperrgas in den Spalt 6 zwischen dem Formkörper 5 und dem Musterträ ger 1 geleitet werden kann, so dass im Bereich des Form körpers 5 kein Trennmitteldampf aus dem Musterträger 1 auszutreten vermag. Zur Lagerung des Musterträgers 1 dient eine Hohlwelle 8, über die Trennmitteldampf in das Innere des Musterträgers 1 zu gelangen vermag, der zu diesem Zweck als Dampfraum 9 ausgebildet ist. Die Mantel fläche des Musterträgers 1 begrenzt also den Dampfraum 9.

Die vergrößerte Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 lässt erkennen, dass auf der Außenmantelfläche des Musterträ gers 1 eine dünne Metallschicht 10 aufgebracht ist, wel che durch Ätzen oder Gravieren erzeugte, das Muster bil dende Durchlässe 11 hat, durch welche der Trennmittel dampf auf die zu bedampfende Folie 2 gelangt.

Die perspektivische Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt den Musterträger 1, dessen Hohlwelle 8 in einen Lagerkopf 12 führt, der als dichte Kammer ausgebildet ist und über eine Leitung 13 mit einem elektrisch beheizten Verdamp fergefäß 14 Verbindung hat. In diese Leitung 13 ist ein Sperrventil 15 geschaltet. Das Verdampfergefäß 14, wel ches kleinvolumig ausgebildet ist, hat über eine Nach füll-Leitung 16 und eine Druckausgleichsleitung 17 mit einem Vorratsbehälter 18 für Trennmittel Verbindung. Die Nachfüll-Leitung 16 weist ein Sperrventil 19 auf, über das das Trennmittel in das Verdampfergefäß 14 fließt, wenn es sich in Offenstellung befindet.

Oberhalb des Musterträgers 1 erkennt man ein Pyrometer 20, welches die Temperatur der Oberfläche des Musterträ gers 1 überwacht, so dass eine gute Temperaturregelung mittels der Beheizung des in Fig. 1 gezeigten Formkör pers 5 und gegebenenfalls des Musterträgers 1 möglich wird.

Bezugszeichenliste

1

Musterträger

2

Folie

3

Umlenkwalze

4

Umlenkwalze

5

Formkörper

6

Spalt

7

Sperrgasanschluss

8

Hohlwelle

9

Dampfraum

10

Metallschicht

11

Durchlass

12

Lagerkopf

13

Leitung

14

Verdampfergefäß

15

Sperrventil

16

Nachfüll-Leitung

17

Druckausgleichsleitung

18

Vorratsbehälter

19

Sperrventil

20

Pyrometer

Claims

1. Bedampfungsvorrichtung zum Aufdampfen eines Trennmit tels auf einer Folie in eine Folien-Beschichtungsanlage, welche ein mit einem Heizer beheiztes Verdampfergefäß für das Trennmittel und einen drehbar angeordneten, zylindri schen Musterträger hat, der in seiner Mantelfläche Durch lässe zum Leiten des Trennmitteldampfes gegen die zu be dampfende Folie aufweist, wobei die Folie den Musterträ ger teilweise umschlingt und der Musterträger synchron mit der Vorschubgeschwindigkeit der Folie umläuft, da durch gekennzeichnet, dass der Musterträger (1) einen mit dem Verdampfergefäß in Verbindung stehenden Dampfraum (9) bildet und die Durchlässe (11) in der Mantelfläche des Musterträgers (1) durch den Umschlingungsbereich der Fo lie (2) und im übrigen durch einen Formkörper (5) abge deckt sind, welcher zur Bildung eines engen Spaltes (6) mit geringem Abstand entlang der Mantelfläche des Muster trägers (1) verläuft.

2. Bedampfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Musterträger (1) aus einem porösen Material besteht, welches außenseitig eine dünne Metall schicht (10) aufweist und dass die Durchlässe (11) in dem Musterträger (1) durch Gravieren oder Ätzen der Metall schicht (10) erzeugt sind.

3. Bedampfungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (5) einen Sperrgasanschluss (7) aufweist, der mit dem Spalt (6) zwischen dem Formkörper (5) und der Mantelfläche des Musterträgers (1) Verbindung hat.

4. Bedampfungsvorrichtung nach zumindest einem der voran gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (5) elektrisch beheizt ist.

5. Bedampfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Formkörper (5) aus Graphit besteht und durch direkten Stromfluss beheizt ist.

6. Bedampfungsvorrichtung nach zumindest einem der voran gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Musterträger (1) aus carbonfaserverstärktem Kohlenstoff be steht.

7. Bedampfungsvorrichtung nach zumindest einem der voran gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Musterträger (1) durch direkten Stromfluss von einer Stirn seite zur anderen elektrisch beheizt ist.

8. Bedampfungsvorrichtung nach zumindest einem der voran gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Tem peraturregelung des Musterträgers (1) mit geringem Ab stand zum Musterträger (1) ein Pyrometer (20) angeordnet ist.

9. Bedampfungsvorrichtung nach zumindest einem der voran gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Musterträger (1) an einem Ende mit einer Hohlwelle (8)in ei nen gedichteten Lagerkopf (12) hineinführt, der mit dem Verdampfergefäß (14) Verbindung hat.

10. Bedampfungsvorrichtung nach zumindest einem der vor angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfergefäß (14) über eine Nachfüll-Leitung (16) und eine Druckausgleichsleitung (17) mit einem Vorratsbehäl ter (18) für das Trennmittel verbunden ist.