DE3842506A1

DE3842506A1 - Verfahren und einrichtung zum herstellen von ablagerungsfilmen

Info

Publication number: DE3842506A1
Application number: DE3842506A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Hirokawa; Kunihiko Ozaki
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1989-06-29
Anticipated expiration: 2008-12-17
Also published as: JP2612602B2; US5107791A; GB8829594D0; DE3842506C2; IT1228405B; GB2211516B; IT8822862A0; JPH01252768A; GB2211516A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung eines flexiblen Kunststoffilms, der eine Ablagerungs schicht hat, die ein Siliziumoxid als Hauptkomponente um faßt bzw. enthält, und eine Einrichtung, die für dieses Verfahren verwendbar ist.

Nach dem Stande der Technik wird in der japanischen Pa tentveröffnetlichung No. 12 953/1978 konventionellerweise ein transparenter Kunststoffilm vorgeschlagen, der einen transparenten flexiblen Film und eine darauf ausgebildete Siliziumoxid-Ablagerungsschicht umfaßt, wobei es sich bei dieser Ablagerungsschicht um eine solche handelt, die ho he bzw. ausgezeichnete Gasbarriereneigenschaften hat. Die japanische Patentveröffentlichung No. 48 511/1976 be schreibt, daß Siliziummonoxid üblicherweise als ein Ab lagerungsmaterial zur Erzielung einer solchen Ablagerungs schicht verwendet wird, daß Silizium und Siliziumdioxid außerdem in Abhängigkeit von dem Erfordernis für die Ver wendung benutzt werden und diese Komponenten in der Form von Pulver, Teilchen oder Stäben sind, daß die Ablagerung in einer kontinuierlichen Vakuumverdampfungsbeschichtungs einrichtung ausgeführt wird, und daß das Erhitzungsverfah ren in der Vakuumverdampfungseinrichtung vorzugsweise ein Hochfrequenzinduktionserhitzungsverfahren ist, daß jedoch andere Verfahren, wie beispielsweise Widerstandserhitzung und Elektronenstrahlerhitzung, verwendet werden können.

Generell ist diese kontinuierliche Vakuumverdampfungsbe schichtungseinrichtung vom sogenannten Chargentyp, in der ein Wärmeverdampfungsteil, ein in Fig. 1 gezeig ter Schmelztiegel und/oder ein in Fig. 2 gezeigtes Schiff chen 2 verwendet werden, und es gibt, wie im "Dünnfilm- Handbuch" ("Thin Film Handbook", veröffentlicht von OHM sha im Dezember 1983) beschrieben, auch andere Vorschläge, nämlich

(1) ein Verfahren, das ein kontinuierliches Zuführen eines Ablagerungsmaterials, welches zu kleinen Teilchen geformt ist, die eine geeignete Größe haben, von einem Trichter 3 über eine Rutsche 4 zu einem Schmelztiegel 1 (Fig. 3) umfaßt,
(2) ein Verfahren, welches ein kontinuierliches Zu führen eines Aluminiumdrahts 5 von einem Nachschub teil 6 zu einem Schiffchen 2 (Fig. 4) umfaßt, und
(3) ein Verfahren, welches das Anordnen eines Behälters 8, der ein Einfüll-Ablagerungsmaterial 7 enthält, unterhalb eines Schmelztiegels 1, und das konti nuierliche Zuführen des Einfüllmaterials 7 in den Schmelztiegel 1 unter Verwendung eines Antriebs schafts 9 (Fig. 5) umfaßt.

Gemäß den Untersuchungen, die zu der vorliegenden Erfin dung geführt haben, wurde jedoch gefunden, daß dann, wenn eine Kombination aus Silizium und Siliziumoxid oder wenn Siliziumoxid allein abgelagert wird, keines der obigen Ab lagerungsverfahren mit Erfolg dazu verwendbar ist, auf einem laufenden Film kontinuierlich eine Ablagerungs schicht auszubilden, die frei von Ungleichförmigkeiten in den Gasbarierreeigenschaften ist, das heißt eine Ablagerungs schicht mit stabilen Gasbarriereeigenschaften. Das be deutet, daß die Gasdurchlässigkeit eines so erhaltenen Ablagerungsfilms in Abhängigkeit von dem Ablauf der Zeit bei der Ausbildung der Ablagerungsschicht variiert, und die Ungleichförmigkeit in seinen Gasbarriereeigenschaften tritt in deutlicher Weise auf, insbesondere nach einer Retorten- bzw. Kammerbehandlung im Falle der Verwendung als Lebensmittelverpackungsmaterial.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden die Ursachen für die obigen Nachteile sehr sorgfältig untersucht, und als Ergebnis von diesen Untersuchungen wurde gefunden, daß sich die Zusammensetzung von Silziummonoxid oder von einer Mischung aus Silizium und Siliziumdioxid wahrschein lich zur Zeit der Ablagerung derselben ändert. Obwohl näm lich Siliziummonoxid durch Oxydation von Silizium, Reduk tion von Siliziumdioxid oder Reaktion zwischen Silizium und Siliziumdioxid erhalten werden kann, ist es sehr schwierig, eine stöchiometrische Verbindung zu erhalten, die ein SiO-Zusammensetzungsverhältnis von 1:1 hat, und es werden nur Verbindungen erhalten, die durch die Formel SiO_x repräsentiert werden (worin x etwa 1, generell je doch 0,9 bis 1,1, ist). Üblicherweise werden solche Ver bindungen als Siliziummonoxid bezeichnet. Das bedeutet, daß kommerziell erhältliches "Siliziummonoxid" aus Si, SiO, Si₂O₃, Si₃O₄ und SiO₂ besteht. Weiter ist das obige so genannte Siliziummonoxid ein beträchtlich instabiles, subliminierendes Material unter Ablagerungsbedingungen, die 1000°C übersteigen. Zum Beispiel erfährt es eine Zer setzung zu Silizium und Sauerstoffgas, erfährt eine Oxy dation durch eine sehr kleine Menge an Sauerstoff, oder dergleichen.

Weiterhin besteht eine andere weitgehende Ursache für die Ungleichförmigkeit in den Gasbarriereeigenschaften des Ablagerungsfilms darin, daß die Leichtigkeit der Verdampfung unter den Komponenten der obigen Mischung variiert. Zum Beispiel wird Siliziummonoxid bei einer Temperatur von 1000 bis 1100°C verdampft, während dagegen Siliziumdioxid und Silizium Schwierigkeiten bei der Verdampfung unter den obigen Bedingungen bzw. den vorstehenden Bedingungen zei gen bzw. unter diesen vorstehenden Bedingungen nur schwie rig verdampfbar sind.

Wenn eine Mischung von Silizium und Siliziumdioxid als ein Ablagerungsmaterial verwendet wird, wird Siliziummonoxid gebildet und abgelagert. Jedoch ist die Zusammensetzung die ses gebildeten Siliziummonoxids auch nicht konstant, und die Zusammensetzung und Dicke der Ablagerungsschicht va riieren vom Beginn bis zum Ende während der Dauer der Ab lagerung.

Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, ein Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms, der frei von irgend welchen Änderungen in seinen Gasbarriereeigenschaften ist, die in Abhängigkeit von dem Zeitverlauf beim Bilden einer Ablagerungsschicht auf einem laufenden flexiblen Kunst stoffilm aus einem Material aus einer Kombination von Si lizium und Siliziumoxid oder aus Siliziumoxid allein be wirkt werden und welcher Ablagerungsfilm ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften aufweist, zur Verfügung zu stel len.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, einen Ablagerungsfilm herzustellen, welcher frei von ir gendwelchen Änderungen in seinen Gasbarriereeigenschaften ist, die in Abhängigkeit von dem Zeitverlauf beim Ausbil den eines Ablagerungsfilms auf einem laufenden flexiblen Kunststoffilm aus einem Material aus einer Kombination von Silizium und Siliziumoxid oder Siliziumoxid allein verursacht werden, und welcher Ablagerungsfilm ausgezeich nete Gasbarriereeigenschaften aufweist.

Es ist ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilm zur Verfügung zu stellen, worin sich die Dicke des Ablagerungs films, der auf einem flexiblen Kunststoffilm ausgebildet wird, vom Beginn bis zum Ende während der Zeitdauer der Ablagerung nicht ändert, und weiter soll mit der Erfindung eine Einrichtung zur Verfügung gestellt werden, die für dieses Verfahren verwendbar ist bzw. mit welcher dieses Verfahren durchgeführt werden kann.

Es ist ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für die Herstellung eines Ablagerungsfilms zur Verfügung zu stellen, bei dem sich die Gasbarriere eigenschaften des erhaltenen Ablagerungsfilms selbst nach einer Retorten- bzw. Kammerbehandlung kaum verschlechtern, und außerdem soll mit der Erfindung eine Einrichtung zur Verfügung gestellt werden, die für dieses Verfahren ver wendbar ist bzw. mit welcher dieses Verfahren durchgeführt werden kann.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Her stellen eines Ablagerungsfilms zur Verfügung gestellt, welches das Verdampfen eines Ablagerungsmaterials, welches hauptsächlich aus Silizium und Siliziumoxid oder aus Si liziumoxid allein zusammengesetzt ist, durch Erhitzen um faßt, um kontinuierlich eine Ablagerungsschicht, die haupt sächlich aus Siliziumoxid zusammengesetzt ist und eine Dicke von 100 bis 3000 Å bzw. 10 bis 300 nm hat, auf der Oberfläche eines laufenden bzw. wandernden flexiblen Kunststoffilms auszubilden; worin ein Material, das aus dem obigen Ablagerungsmaterial geformt ist, durch Erhitzen verdampft wird, während dieses Material im wesentlichen kontinuierlich zu dem Wärmeverdampfungsteil bzw. dem mittels Wärme verdampfenden Teil zugeführt wird, und wobei der Ver dampfungsrückstand von dem Wärmeverdampfungsteil bzw. von dem mittels Wärme verdampfenden Teil im wesentlich konti nuierlich entladen wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, die in dem obigen Verfahren bzw. zur Durchführung des obigen Verfahrens zum Herstellen eines Ablagerungsfilm verwendbar ist, welche Einrichtung eine Vakuumkammer umfaßt, und innerhalb der Vakuumkammer eine Einrichtung zur Ermöglichung eines kontinuierlichen Laufs bzw. Wanderns eines flexiblen Kunststoffilms, ein Wärme verdampfungsteil, das eine Einrichtung zum Halten eines geformten Ablagerungsmaterials und eine Einrichtung zum Verdampfen des geformten Ablagerungsmaterials hat, wobei diese Halteeinrichtung einen Zuführungskanal des geformten Ablagerungsmaterials bzw. für das geformte Ablagerungsma terial, einen Auslaß des Verdampfungsrückstands bzw. für den Verdampfungsrückstand und eine Öffnung für die Ver dampfung des Ablagerungsmaterials hat, und eine Einrich tung zum im wesentlichen kontinuierlichen Zuführen des geformten Ablagerungsmaterials, die mit dem Zuführungs kanal zu dem Wärmeverdampfungsteil verbunden ist, und zum im wesentlichen kontinuierlichen Entladen von Ver dampfungsrückstand von dem Wärmeverdampfungsteil.

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Vorteile und Merk male der Erfindung seien nachstehend, insbesondere unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 18 der Zeichnung, anhand von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung näher er läutert; es zeigen:

Fig. 1 und 2 perspektivische Ansichten, welche die Wärme verdampfungsteile in einer konventionellen kontinuierlichen Vakuumverdampfungsbeschich tungseinrichtung vom Chargentyp zeigen;

Fig. 3 und 4 perspektivische Ansichten, welche schematisch kontinuierliche Zuführungseinrichtungen für Ablagerungsmaterial zeigen, wie sie in einer konventionellen kontinuierlichen Vakuumver dampfungsbeschichtungseinrichtung verwendet werden;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer kontinuier lichen Zuführungseinrichtung für Ablagerungs material in einer konventionellen kontinuier lichen Vakuumverdampfungsbeschichtungsein richtung;

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform eines Wärmeverdampfungsteils der vorliegenden Er findung;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines Schnitts ge mäß der Linie A-A′ durch das in Fig. 6 ge zeigte Wärmeverdampfungsteil;

Fig. 8 eine Seitenansicht des in Fig. 6 gezeigten Wärmeverdampfungsteils;

Fig. 9 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform einer Halteeinrichtung nach der vorliegenden Er findung;

Fig. 10 eine Aufsicht auf eine andere Ausführungs form eines Wärmeverdampfungsteils nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 und 12 eine Vorder- bzw. Seitenansicht der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform;

Fig. 13 und 14 schematische Ansichten, welche Ausführungs formen von Einrichtungen zum Zuführen und Entladen von geformtem Material für das Zu führen und Entladen eines Ablagerungsmate rials in dem Verfahren und der Einrichtung nach der Erfindung zeigen;

Fig. 15 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungs form einer Einrichtung zum Zuführen und Ent laden von geformtem Material, nämlich von Ablagerungsmaterial, in der vorliegenden Er findung;

Fig. 16 eine schematische Ansicht einer Vakuumver dampfungsbeschichtungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung zwischen der Zeitdauer nach dem Beginn der Ablagerung und der Dicke einer Ablagerungs schicht im Beispiel 1 zeigt;

Fig. 18 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung zwischen der Zeitdauer nach dem Beginn der Ablagerung und der Bindungsenergie des 2p- Bahnelektrons des Siliziumatoms während der Ablagerung im Beispiel 1 zeigt;

Fig. 19 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung zwischen der Zeitdauer nach dem Beginn der Ablagerung und der Dicke einer Ablagerungs schicht im Vergleichsbeispiel 1 zeigt; und

Fig. 20 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung zwischen der Zeitdauer nach dem Beginn der Ablagerung und der Bindungsenergie des 2p- Bahnelektrons des Siliziumatoms während der Ablagerung im Vergleichsbeispiel 1 zeigt.

Es sei nun eine in nähere Einzelheiten gehende Beschrei bung der Erfindung gegeben:

Als Ergebnis weiterer Untersuchungen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, wurde gefun den, daß durch Verdampfen des Ablagerungsmaterials unter Hitze derart, daß kein Verdampfungsrückstand in dem Wär meverdampfungsteil bleibt, die Zusammensetzung und Dicke einer Ablagerungsschicht auf einem laufenden bzw. wan dernden Film unerwarteterweise vom Beginn bis zum Ende während der Zeit der Ablagerung gleichförmig wird und die Gasbarriereeigenschaften des Ablagerungsfilms ausge zeichnet sind. Infolgedessen hat das Finden dieser über raschenden Tatsache zu der vorliegenden Erfindung geführt.

In der vorliegenden Erfindung ist der flexible Kunststoff film keiner speziellen Beschränkung unterworfen. Beispiele von Materialien hierfür umfassen Polyester, Polyamid, Poly propylen, Fluorpolymer, Polycarbonat, Polyimid, Polyethylen, Polyvinylchlorid, verseiftes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer etc., und diese Materialien können durch Anwendung eines Silanhaftvermittlers bzw. eines Silankopplungsmittels, eines Grundierungsmittels, insbesondere eines Silangrun dierungsmittels oder dergleichen, auf der Oberfläche der selben oder dadurch, daß man diese Materialien einer Ober flächenbehandlung durch Coronaentladung, Niedrigtemperatur plasma etc. aussetzt, verwendet werden. Es können auch Kunststoffilme verwendet werden, die monoaxial oder bi axial gestreckt bzw. gereckt sind.

In der allgemeinen Verpackung wird die Verwendung eines biaxial gestreckten bzw. gereckten Polypropylenfilms im Hinblick auf Glanz bzw. Glätte und Festigkeit bevorzugt. Auf dem Gebiet der elektronischen Materialien werden ein Fluorpolymerfilm und ein Polyesterfilm verwendet. In dem Fall, in welchem die Ablagerungsfilme für die Lebensmit telverpackung verwendet werden, die einer Retorten- bzw. Kammerbehandlung oder einer Sterilisierung durch Kochen unterworfen wird, ist es wünschenswert, einen Polyesterfilm oder Polyamidfilm zu verwenden, dessen Oberfläche auf der Ablagerungsseite keiner Coronaentladungsbehandlung, Nie drigtemperaturplasmabehandlung etc. ausgesetzt wird. Wenn die Ablagerung auf den Oberflächen des Polyesterfilms oder des Polyamidfilms, die einer solchen Oberflächenbehandlung ausgesetzt worden sind, bewirkt wird, dann wird die resul tierende Ablagerungsschicht in einigen Fällen zur Zeit der Retorten- bzw. Kammerbehandlung oder des Kochens abgelöst. Der Grund hierfür ist nicht klar. Vermutlich jedoch wird die hydrophile Natur der Filmoberfläche durch die Oberflä chenbehandlung erhöht, und daher nimmt die Wirkung von Was ser zur Zeit der Retorten- bzw. Kammerbehandlung oder des Kochens zu. Die Dicke des Kunststoffilms ist vorzugsweise 5 bis 300 µm im Hinblick auf die Leichtigkeit des Aufneh mens und des Verhinderns des Auftretens von Strecken bzw. Recken, Zusammenschrumpfen, Rißbildung etc. zur Zeit des Nehmens bzw. Aufnehmens bzw. Anwendens des Films. Zusätz lich ist es zu bevorzugen, einen vorher getrockneten Kunst stoffilm zu verwenden, um die Gleichförmigkeit der Dicke der Ablagerungsschicht und die Haftfestigkeit zwischen der Ablagerungsschicht und dem Kunststoffilm zu verbessern.

Der vorstehende flexible Kunststoffilm wird auf seiner einen Oberfläche oder auf seinen beiden Oberflächen mit einer transparenten Ablagerungsschicht versehen, die haupt sächlich aus Siliziumoxid besteht und eine Dicke von 100 bis 3000 Å bzw. 10 bis 300 nm hat. Wenn die Dicke der transparenten Ablagerungsschicht weniger als 100 Å bzw. 10 nm ist, sind die Gasbarriereeigenschaften des erhalte nen Ablagerungsfilms ungenügend. Wenn die Dicke der trans parenten Ablagerungsschicht mehr als 3000 Å bzw. 300 nm ist, erfährt die erhaltene Ablagerungsschicht wahrscheinlich Risse, Sprünge o. dgl.

Die transparente Ablagerungsschicht wird auf dem flexiblen Kunststoffilm dadurch ausgebildet, daß ein geformtes Mate rial, welches durch Formen von Material, das Silizium und Siliziumoxid oder Siliziumoxid allein enthält, erhalten worden ist, kontinuierlich zu einem Wärmeverdampfungsteil zugeführt wird und das Material durch Erhitzen in dem Wär meverdampfungsteil verdampft wird.

Es wird eine Kombination von Silizium und Siliziumoxid oder Siliziumoxid allein als das Ablagerungsmaterial verwendet, und als das Siliziumoxid wird wenigstens eines der Materia lien aus der aus SiO, Si₂O₃, Si₃O₄ und SiO₂ bestehenden Gruppe ausgewählt. Diese Siliziumverbindungen können kristallin oder amorph sein. Um die Dauerhaftigkeit, Festig keit etc. der Ablagerungsschicht zu verbessern, können nicht mehr als 10%, basierend auf dem obigen Ablagerungsmaterial, an anderen Siliziumverbindungen, als es die oben angegebe nen Siliziumoxide sind, oder an Legierungen oder Verbin dungen, wie beispielsweise Oxide, Silizide, Silicate, Fluoride, Nitride, Carbide etc. von anderen Metallen als Silizium, oder an einer Mischung dieser in dem obigen Ab lagerungsmaterial enthalten sein. Beispiele dieser Metalle umfassen Zinn, Magnesium, Aluminium, Indium, Mangan, Sil ber etc. Die Verwendung einer kleinen Menge an Metall in Kombination gibt eine Wirkung des Verbesserns des Vakuum grads, und zwar weiter aufgrund einer Reaktion desselben mit Restsauerstoff in der Vakuumkammer. Unter diesen Me tallen zeigen Zinn und Indium eine gute Stabilität in der Ablagerung und geben ein erwünschtes Ergebnis.

Das Ablagerungsmaterial, das aus diesen Komponenten her gestellt ist, wird zu einem geformten Material zugerich tet, indem wahlweise ein Bindemittel, Schmiermittel, Ab baumittel, etc. hinzugefügt wird, um dessen kontinuierliche Zuführung und Entladung zu erleichtern und dessen Spritzen während der Ablagerung zu verhindern, und die Mischung wird im nassen oder trockenen Zustand zu einer zylindri schen, kubischen, rechteckig-parellelepipedartigen, ta blettenartigen, pelletartigen, stabartigen oder drahtartigen Form durch Granulation, Kompressionsformen, Extrudieren oder ein anderes Verfahren geformt. Um die Festigkeit des geformten Materials zu erhöhen und Wasser, Gas, Ver unreinigungen etc., die in dem geformten Material enthal ten sind, zu entfernen bzw. vorher zu entfernen, ist es zu bevorzugen, das Material in Luft, Inertgas oder Vakuum während oder nach dem Formen zu trocknen oder zu Sintern. Die zylindrische oder säulen- bzw. stabartige Form, ins besondere die zylindrische oder tablettenartige Form der geformten Artikel wird im Hinblick auf die Leichtigkeit der Handhabung und Formung bevorzugt. In dem Fall, in wel chem das Ablagerungsmaterial in der zylindrischen Form vorliegt, ist es wünschenswert, daß das so geformte Abla gerungsmaterial einen Durchmesser von nicht mehr als 300 mm im äußersten Falle hat, vorzugsweise von 10 bis 100 mm, und zwar im Hinblick auf das Verhindern des Bruchs dieses Ablagerungsmaterials und das Verhindern eines Spritzens während der Ablagerung. Und in dem Fall, in dem das Ab lagerungsmaterial in der Pulverform vorliegt und das For men durch Kompressions- bzw. Druckformung ausgeführt wird, wird es bevorzugt, ein Pulver zu verwenden, das eine Teil chengröße von weniger als 100 Mesh hat, insbesondere klei ner als 200 Mesh, und zwar im Hinblick auf die Formbarkeit und die Reaktivität während der Ablagerung. Weiter kann das geformte Ablagerungsmaterial erforderlichenfalls einer Sinterbehandlung unterworfen werden, um seine phy sikalischen bzw. physischen Eigenschaften zu verbessern.

In der vorliegenden Erfindung umfaßt der Wärmeverdampfungs teil ein Wärmeverdampfungsteil, das Mittel oder eine Vor richtung zum Halten des geformten Ablagerungsmaterials und Mittel oder eine Vorrichtung zum Verdampfen des ge formten Ablagerungsmaterials durch Erhitzen hat, wobei die Haltemittel bzw. -vorrichtung einen Zuführungskanal für das geformte Ablagerungsmaterial, einen Auslaß für den Verdampfungsrückstand und eine Öffnung für die Verdampfung des Ablagerungsmaterials haben bzw. hat.

Als Mittel bzw. Vorrichtung zum Verdampfen durch Erhitzen werden bzw. wird in der vorliegenden Erfindung konventio nell bekannte Erhitzungsverfahren, wie beispielsweise das Widerstandserhitzungsverfahren, Elektronenstrahlerhitzungs verfahren, Hochfrequenzinduktionserhitzungsverfahren o. dgl., bzw. eine diese Verfahren ausführende Vorrichtung verwendet.

Die Fig. 6 bis 12, auf die nun näher Bezug genommen wird, zeigen Ausführungsformen von Wärmeverdampfungsteilen gemäß der vorliegenden Erfindung:

Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein Wärmeverdampfungsteil, das eine Halteeinrichtung 12 hat, die im inneren Querschnitt kreisförmig ist und einen Ablagerungsmaterialzuführungs kanal 10 sowie einen Verdampfungsrückstandsauslaß 11, eine Öffnung 13 auf bzw. in der Oberfläche derselben entlang einer bzw. der Hauptachse der Halteeinrichtung 12 und eine Heizeinrichtung, die vorliegend eine Hochfrequenzinduktions spule 14 ist, hat. Die Fig. 6 ist eine Aufsicht auf das Wärmeverdampfungsteil, während die Fig. 7 eine Quer schnittsansicht von einem Schnitt entlang der Linie A-A′ und Fig. 8 eine Seitenansicht dieses Wärmeverdampfungs teils ist.

Die Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärme verdampfungsteils, das eine Halteeinrichtung hat, die eine Öffnung 13 aufweist, welche sich entlang der gesamten Länge der Halteeinrichtung erstreckt und einen U-förmigen inneren Querschnitt besitzt und in welcher die Heizein richtung eine Widerstandsheizeinrichtung ist, die Elektro den 15 aufweist, und zwar je eine in der Nähe von je einem der beiden Endteile der Halteeinrichtung 12. Kühlwasser zirkuliert innerhalb der Elektroden, um die Wärme abzu leiten, die während der Ablagerung darin erzeugt wird.

Die Fig. 10 bis 12 zeigen ein Wärmeverdampfungsteil, das zwei Öffnungen 13 längs der oberen Oberfläche einer Halteeinrichtung 12 hat, deren innerer Querschnitt kreis förmig ist, sowie eine Erhitzungseinrichtung, die vorlie gend eine Widerstandserhitzung mittels zweier Elektroden 15 ist. Die Fig. 10 ist eine Aufsicht auf das Wärmever dampfungsteil, während Fig. 11 eine Vorderansicht dieses Wärmeverdampfungsteils ist und Fig. 12 eine Seitenansicht des Wärmeverdampfungsteils zeigt.

Ein Wärmeverdampfungsteil, welches einen Vorerhitzungsteil hat, der den oberen Seitenteil des geformten Ablagerungs materials zwischen dem Zuführungskanal 10 und der Öffnung 13, wie in den Fig. 6 bis 8 oder in den Fig. 10 bis 12 gezeigt ist, erhitzt, ist mehr bevorzugt verwendbar als ein Wär meverdampfungsteil, das entlang seiner gesamten oberen Seite aufgeschnitten ist, wie in Fig. 9 gezeigt ist.

Das Wärmeverdampfungsteil kann mit Mitteln oder einer Ein richtung zum Vorerhitzen des geformten Verdampfungsmaterials oder mit Mitteln oder einer Einrichtung zum Entfernen von Gas versehen sein. Das Material für die Haltemittel bzw. die Halteeinrichtung hängt von den Erhitzungsverfahren ab, und dieses Material wird aus Aluminiumoxid, Graphit, Titandi borid, Bornitrid, einem zusammengesetzten gesinterten Kör per, Aluminiumnitrid, Berylliumoxid und dergeleichen ausge wählt, und vorzugsweise aus solchen Materialien, die weniger Reaktivität mit dem verwendeten Ablagerungsmaterial aufwei sen; hierbei kann eines oder mehrere der vorgenannten Ma terialien verwendet werden, und aus einem oder mehreren der vorgenannten Materialien kann ein zusammengesetzter gesinterter Körper ausgebildet werden, um als Haltemittel bzw. Haltevorrichtung verwendet zu werden.

Im Hinblick auf eine gute Herstellbarkeit und Universalität werden Hochfrequenzinduktionserhitzung und Widerstandser hitzung bevorzugt als Erhitzungsverfahren verwendet. Ein Hilfsheizer kann in Kombination verwendet werden, um die Temperaturverteilung des Heiz- bzw. Erhitzungsteils gleich förmig oder in beabsichtigter Weise ungleichförmig zu ma chen.

In der vorliegenden Erfindung bestehen keine Beschränkungen für die Mittel bzw. Einrichtung zum im wesentlichen konti nuierlichen Zuführen und Entladen des geformten Ablagerungs materials. Zum Beispiel ist es möglich, eine in Fig. 13 ge zeigte Einrichtung zu verwenden, in welcher das geformte Ablagerungsmaterial 17 kontinuierlich durch Verwendung eines endlosen Förderbandes 16 zugeführt wird, und eine andere Einrichtung, die verwendet werden kann, ist in Fig. 14 gezeigt, in welcher Einrichtung Förderwalzen bzw. -rollen 18 dazu benutzt werden, das geformte Ablagerungs material 17 kontinuierlich zuzuführen.

Eine Einrichtung, in welcher die Zuführung partiell inter mittierend ist, wie sie in Fig. 15 gezeigt ist, kann auch verwendet werden, da eine solche Zuführung im wesentlichen eine Wirkung hat, die identisch derjenigen der kontinuier lichen Zuführung ist. In Fig. 15 wird das geformte Mate rial 17 in einem Zuführungsteil 19 plaziert, das einen U-förmigen Halter hat oder ein U-förmiger Halter ist, und dieser U-förmige Halter ist mit dem Zuführungskanal 10 des Wärmeverdampfungsteils für das geformte Ablagerungsmaterial verbunden, und das rechte Ende eines Vorschubstabs 20, wel cher nach rechts und links angetrieben ist, ist mit der linken Seite des geformten Materials 17 verbunden. Dieser Vorschubstab 20 bewegt sich um eine Länge des geformten Materials 17 mit einer vorbestimmten langsamen konstanten Geschwindigkeit (beispielsweise 5 mm pro Minute) nach rechts, so daß er auf diese Weise geformtes Material zu dem Wärme verdampfungsteil zuführt. Nachdem sich der Stab 20 bis zu einer vorbestimmten Position bewegt hat, wird es ihm ermög licht, sich um eine Länge des geformten Materials 17 mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit (beispielswei se 50 cm pro Minute) nach links zu bewegen, wodurch geform tes Material 17 (beispielsweise ein Pellet, quaderförmiges Stück o. dgl.) von einer Speiseeinrichtung 21 auf das Zu führungsteil 19 fallen kann. Unmittelbar danach bewegt sich die Vorschubstange 20 mit der vorstehend erwähnten lang samen Geschwindigkeit erneut nach rechts, um geformtes Material zu dem Erhitzungsteil bzw. Wärmeverdampfungsteil zuzuführen. Auf diese Weise ist die Zuführung des geform ten Materials 17 zu dem Erhitzungsteil bzw. Wärmeverdam pfungsteil scheinbar intermittierend, jedoch ist sie tat sächlich im wesentlichen kontinuierlich.

Die Richtung in der Zuführung des geformten Ablagerungs materials kann die gleiche sein wie die Lauf- bzw. Wande rungsrichtung des flexiblen Kunststoffilms, oder sie kann unterschiedlich hiervon sein.

In der vorliegenden Erfindung besteht keine Beschränkung bezüglich der Einrichtung zum Entladen von Ablagerungs rückstand von dem Erhitzungsteil bzw. dem Wärmeverdampfungs teil. Selbst ohne irgendeine spezielle Einrichtung kann der Ablagerungsrückstand kontinuierlich durch die Halteeinrich tung 12 mittels der Einrichtung zum kontinuierlichen Zu führen des geformten Ablagerungsmaterials 17 entladen wer den.

Die Fig. 16 ist eine schematische Ansicht, welche eine Einrichtung für die Herstellung eines Ablagerungsfilms nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Diese Einrichtung hat Vakuumkammern 22, 22′, die mit einer Vakuumeinrichtung bzw. Evakuierungseinrichtung (nicht gezeigt) verbunden sind. Innerhalb der Vakuumkammer 22 gibt es eine Zufüh rungswalze 24, die es ermöglicht, einen flexiblen Kunst stoffilm 23 abzuziehen bzw. durch die Vakuumkammer 22 lau fen bzw. wandern zu lassen, sowie eine Aufnahmewalze 25, die eine Betätigungs- bzw. Antriebseinrichtung (nicht ge zeigt) hat, und eine Hartguß- bzw. Hartwalze 26 bzw. eine Beschichtungwalze 26, welche in ihrem unteren Teil in die Seite bzw. in den Bereich der Vakuumkammer 22′ vorsteht und zwischen den beiden Walzen 24 und 25 angeordnet ist. Innerhalb der Vakuumkammer 22′ ist ein Wärmeverdampfungs teil 27 bzw. ein Erhitzungsteil 27 unterhalb der Abla gerungswalze 26 angeordnet, und weiter ist innerhalb der Vakuumkammer 22′ eine Einrichtung zum im wesentlichen kontinuierlichen Zuführen des geformten Ablagerungsmate rials 17 zu dem Wärmeverdampfungsteil 27 und zum Entladen des Verdampfungsrückstands vorgesehen.

Entgegengesetzt zu der Wärmeverdampfungseinrichtung 27 (das heißt der durch Hitze das Ablagerungsmaterial ver dampfenden Einrichtung 27) ist in der Zuführungs-und Entladungs einrichtung 29 die Speiseeinrichtung 21 plaziert, wel che nacheinander das Zuführungsteil 19 mit dem geformten Ablagerungsmaterial 17 speist. Das geformte Ablagerungs material 17 wird im wesentlichen kontinuierlich zu der Wärmeverdampfungseinrichtung 27 zugeführt, und zwar durch die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Vorschubstabs 20, und der Verdampfungsrückstand 28 wird im wesentlichen kon tinuierlich in einem Trog 30 entladen. Das Wärmeverdampfungs teil 27 wird durch ein direktes Widerstandsheizverfahren unter Verwendung von zwei Elektroden 15 erhitzt.

Die Anzahl von Wärmeverdampfungsteilen 27 und Zuführungs- und Entladungseinrichtungen 29 für geformtes Ablagerungs material kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Breite des durchlaufenden bzw. wandernden flexiblen Kunst stoffilms ausgewählt sein. Gewöhnlich ist je ein Satz, der aus einem Wärmeverdampfungsteil und einer Zuführungs- und Entladeeinrichtung besteht, alle 10 bis 20 cm angeordnet.

Der Vakuumgrad der Vakuumkammern 22, 22′ ist nicht mehr als 1,33×10^-3 mbar, bzw. nicht mehr als 10^-3 Torr, vorzugs weise 1,33×10^-4 mbar bzw. 10^-4 Torr. Die Dicke der Ab lagerungsschicht kann in geeigneter Weise durch einen Film dickensensor bzw. -fühler 31 kontrolliert bzw. gesteuert werden, welcher die Dicke der Ablagerungsschicht detektiert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms zur Verfügung gestellt, der eine Ablagerungsschicht hat, die hauptsächlich aus Si liziumoxid zusammengesetzt ist, wobei dieser Ablagerungsfilm eine gleichförmige Zusammensetzung und Dicke der Ablagerungs schicht vom Beginn bis zum Ende der Zeitdauer, während der die Ablagerung erfolgt, hat, und wobei der Ablagerungsfilm ausgezeichnete Gasbarriereneigenschaften aufweist; und wei ter wird mit der Erfindung eine Einrichtung, die für dieses Verfahren brauchbar bzw. für die Durchführung dieses Ver fahrens geeignet ist, zur Verfügung gestellt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen des obigen Ablagerungsfilms, welches sehr effek tiv in der Produktivität ist, und eine Einrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens zur Verfügung gestellt.

BEISPIELE

Die Erfindung wird nun in näheren Einzelheiten anhand der nachstehenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Eine äquimolare Mischung von Silizium und Siliziumdioxid wurde kompressionsgeformt, so daß ein tablettenförmiges Material erhalten wurde, das einen Durchmesser von 40 mm und eine Dicke von 35 mm hatte. Ein Wärmeverdampfungsteil, wie es in den Fig. 6 bis 8 gezeigt ist, wurde in einer Einrichtung, wie sie in Fig. 16 gezeigt ist, verwendet. Das vorstehende geformte Material wurde kontinuierlich zu einem Zuführungskanal des Wärmeverdampfungsteils zuge führt, das aus einem gesinterten Verbundkörper aus Borni trid hergestellt war, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/Minute, und es wurde mit einer Hochfrequenzin duktionserhitzungseinrichtung unter einem Vakuum von 0,93× 10^-4 mbar (bzw. 0,7×10^-4 Torr) auf 1350°C erhitzt, um eine Ablagerung auf einem Polyethylenterephthalatfilm auszu führen, der eine Dicke von 12 µm hatte und mit einer Ge schwindigkeit von 30 µm/Minute wanderte. Außerdem wurde die Dicke der Ablagerungsschicht unter Verwendung eines opti schen Intensitätsüberwachungsgeräts kontrolliert bzw. ge steuert.

Eine Messung der Dicke der durch die Ablagerung auf dem Polyethylenterephthalatfilm resultierenden Ablagerungs schicht dadurch, daß eine elektronenmikroskopische Photo graphie des Querschnitts des Films aufgenommen wurde, zeig te, daß die Dicke der Ablagerungsschicht konstant war, das heißt etwa 100 nm (bzw. 1000 Å), unabhängig von dem Zeitpunkt nach dem Beginn der Ablagerung, wie Fig. 17 zeigt, deren Ordinate die Dicke des Ablagerungsfilms in nm und deren Abszisse die Zeit in Minuten angibt. Die Messung der Bin dungsenergie des 2p-Umlaufelektrons der Siliziumatome in der Ablagerungsschicht des mit dieser Ablagerungsschicht erhaltenen Polyethylenterephthalatfilms durch Röntgenstrah lenphotoelektronenspektroskopieanalyse zeigte, daß die Bindungsenergie nahezu konstant ist und daß die Zusammen setzung der Ablagerungsschicht unabhängig von dem Zeit punkt nach dem Beginn der Ablagerung nahezu konstant war, wie in Fig. 18 gezeigt ist, deren Ordinate die Bindungs energie in eV und deren Abszisse die Zeit in Minuten angibt.

Die Bindungsenergien der 2p-Umlaufelektronen der Silizium atome in dem Siliziumdioxid und dem Silizium sind 103,4 eV bzw. 98,6 eV.

Vergleichsbeispiel 1

Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, je doch mit der Abänderung, daß zwei Stücke des tablettenför migen Materials, die im Beispiel 1 erhalten worden sind, in einen üblichen, aus Graphit hergestellten Schmelztiegel ge laden wurden, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, daß das vor stehende geformte Material nicht nachgefüllt wurde, und daß die Wanderungsgeschwindigkeit des Polyethylenterephtha latfilms auf 10 m/Minute eingestellt wurde, sowie eine Hoch frequenzinduktionserhitzung zum Erhalten einer Ablagerung auf dem Polyethylenterephthalatfilm ausgeführt wurde. Das Volumen des Verdampfungsrückstands betrug 70 Minuten nach Beginn der Ablagerung 26 cm².

Es wurde gefunden, daß die Dicke der Ablagerungsschicht des erhaltenen, mit einer Ablagerung versehenen Polyethylen terephthalatfilms mit fortschreitender Zeit nach dem Be ginn der Ablagerung abnahm, wie in Fig. 19 gezeigt ist, wo auf der Ordinate die Dicke des Ablagerungsfilms in nm und auf der Abszisse die Zeit in Minuten aufgetragen sind.

Die Bindungsenergie des 2p-Bahnelektrons der Silizium atome in der Ablagerungsschicht des resultierenden, mit einer Ablagerung versehenen Polyethylenterephthalatfilms änderte sich in der Weise, wie in Fig. 20 gezeigt ist, und es wur de gefunden, daß sich die Zusammensetzung der Ablagerungs schicht mit zunehmender Zeit nach dem Beginn der Ablagerung nach Siliziumdioxid zu verschob.

Es wird angenommen, daß die Gründe für das allmähliche Ab nehmen der Dicke der Ablagerungsschicht, die Änderung in ihrer Zusammensetzung und das Auftreten des Verdampfungs rückstands darin bestehen, daß das Volumen des geformten Ablagerungsmaterials mit dem Vergehen der Zeit abnahm, und daß das Ablagerungsmaterial aufgrund eines langen Verwei lens in dem Schmelztiegel mit restlichem Sauerstoff und mit Sauerstoff, der von dem Film emittiert worden war, reagier te, und daß Silizium nach der Oberfläche des geformten Ab lagerungsmaterials zu eluiert bzw. verdrängt wurde, sodaß das Zusammen setzungsverhältnis Silizium/Siliziumdioxid verändert wur de, wodurch das Fortschreiten der Reaktion, um SiO zu bil den schwierig wurde und zu den genannten unerwünschten Än derungen führte.

Beispiel 2

Die Ablagerungsschichtoberfläche des mit der Ablagerung ver sehenen Polyethylenterephthalatfilms, der im Beispiel 1 er halten worden war, wurde an die Oberfläche eines gegossenen Polypropylenfilms gebunden bzw. geklebt, der eine Dicke von 70 µm hat, und zwar unter Verwendung eines Polyurethan klebstoffs "Adcote 900" (Handelsbezeichnung, hergestellt durch die Firma Toyo Morton Co., Ltd.), und es wurde ge mäß einem üblichen Verfahren ein Beutel daraus hergestellt. Der Beutel wurde mit destilliertem Wasser als Inhalt ge füllt und dicht verschlossen. Dann wurde der Beutel einer Retorten- bzw. Kammersterilisationsbehandlung bei 125°C während 30 Minuten ausgesetzt. Dann wurde der Beutel ge öffnet und die Sauerstoffpermeabilität wurde gemäß der Norm ASTM-D-3985-81 gemessen und es ergab sich folgender Wert 1,4 ml/m² -24 Std. -1 atm -25°C -100% RH, wobei RH die relative Feuchtigkeit ist. Die Sauerstoffpermeabilität vor der Retorten- bzw. Kammersterilisationsbehandlung war 1,0 ml/m²-24 Std. -1 atm -25°C -100% RH. Infolgedessen wurde gefunden, daß nur eine geringe Abnahme der Sauerstoffperme abilität nach der Retorten- bzw. Kammersterilisationsbe handlung auftrat.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurden Beutel hergestellt, und zwar durch Wiederholen des Beispiels 2, jedoch mit der Abwandlung, daß drei Teile des mit einer Ablagerung versehenen Polyethylenterephthalat films, wie er im Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurde, ver wendet wurden, welche Ablagerungsschichtdicken von 140 nm (bzw. 1400 Å), 100 nm (bzw. 1000 Å) sowie 70 nm (bzw. 700 Å) je weils hatten. Hieraus wurden Beutel hergestellt, und dann wurden diese Beutel einer Retorten- bzw. Kammersterilisa tionsbehandlung ausgesetzt, und die Sauerstoffpermeabili tätswerte wurden vor und nach der Retorten- bzw. Kammer sterilisationsbehandlung gemessen.

Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der vorstehend genann ten Messungen:

Tabelle 1

Beispiel 3

Eine Silizium/Siliziummonoxid/Siliziumdioxid-Mischung, die ein molares Verhältnis von 35/30/35 hatte, wurde kompres sionsgeformt, so daß säulenförmiges Ablagerungsmaterial erhalten wurde, das eine Länge von 25 mm, eine Breite von 25 mm und eine Dicke von 15 mm hatte.

Ein Wärmeverdampfungsteil, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wurde in einer Einrichtung, wie sie in Fig. 16 gezeigt ist, verwendet. Das erhaltene geformte Material wurde einem Zuführungskanal eines Wärmeverdampfungsteils zuge führt, das aus Graphit hergestellt war, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/Minute, und das unter einem Va kuum von 0,93×10^-4 mbar (bzw. 0,7×10^-4 Torr) und unter Verwendung des Widerstandserhitzungsverfahrens auf 1300°C erhitzt wurde, um eine Ablagerung auf einem Polyethylen terephthalatfilm auszuführen, der mit einer Geschwindig keit von 30 m/Minute wanderte.

Die Dicke der erhaltenen Ablagerungsschicht war nahezu 100 nm bzw. 1000 Å, das heißt, sie war konstant, und zwar un abhängig von dem Zeitpunkt nach Beginn der Ablagerung.

Es wurden Beutel des mit einer Ablagerung versehenen Poly ethylenterephthalatfilms, welcher in der obigen Weise er halten worden war, in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 hergestellt. Dann wurde gemäß den Verfahrensweisen, wie sie im Beispiel 2 erwähnt sind, eine Retorten- bzw. Kammer sterilisationsbehandlung ausgeführt, und die Sauerstoffper meabilitätswerte wurden vor und nach der Retorten- bzw. Kammersterilisationsbehandlung gemessen. Die Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Messungen.

Vergleichsbeispiel 3

Das Beispiel 3 wurde wiederholt, jedoch mit der Abwandlung, daß die Zuführung des säulenförmigen Ablagerungsmaterials während des Verlaufs der Zeit gestoppt wurde, und es wur den Beutel unter Verwendung von mit einer Ablagerung ver sehenen Filem, die 10 Minuten, 30 Minuten und 60 Minuten nach Stoppen der Zuführung erhalten worden waren, herge stellt. Eine Retorten- bzw. Kammersterilisationsbehand lung wurde ausgeführt, und die Sauerstoffpermeabilitäts werte wurden vor und nach der Retorten- bzw. Kammersteri lisationsbehandlung gemessen. Die Tabelle 2 zeigt die Meß ergebnisse.

Tabelle 2

Beispiel 4

Eine Silizium/Zinn/Siliziumdioxid-Mischung, die ein mo lares Verhältnis von 10/1/10 hatte, wurde kompressionsge formt, um ein tablettenförmiges Material zu erhalten, das einen Durchmesser von 15 mm und eine Dicke von 25 mm hatte. Ein Wärmeverdampfungsteil, wie es in Fig. 10 ge zeigt ist, wurde in einer Eirichtung, wie sie in Fig. 16 gezeigt ist, verwendet. Das erhaltene geformte Material wurde dem Zuführungskanal eines Wärmeverdampfungsteils zugeführt, das aus Graphit hergestellt war, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/Minute in einem Zuführungs verfahren, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Das geformte Material wurde unter einem Vakuum von 0,53×10^-4 mbar (bzw. 0,4×10^-4 Torr) unter Verwendung einer Direktwider standserhitzungseinrichtung auf 1350°C zur Ausführung einer Ablagerung in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 erhitzt. Dann wurde die Dicke der Ablagerungsschicht gemessen, die se Messung zeigte, daß die Dicke etwa 100 nm (bzw. 1000 Å) und nahezu konstant war, und zwar unabhängig von der je weiligen Zeitdauer während der Ablagerung und dem Vorhan densein von Zinn. Es war möglich, die Atmosphäre auf einem hohen Vakuumgrad zu halten und die Ablagerung stabil aus zuführen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die darge stellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstandes der Er findung, wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er sich den gesamten Unterlagen entnehmen läßt, in vielfäl tiger Weise abwandeln und mit Erfolg ausführen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Her stellen eines Ablagerungsfilms zur Verfügung gestellt, welches das Verdampfen eines Ablagerungsmaterials umfaßt, das hauptsächlich aus Silizium und Siliziumoxid oder aus Siliziumoxid allein zusammengesetzt ist, und zwar erfolgt das Verdampfen durch Erhitzen so, daß kontinuierlich eine Ablagerungsschicht gebildet wird, die hauptsächlich aus Siliziumoxid zusammengesetzt ist und eine Dicke von 10 bis 300 nm (bzw. 100 bis 3000 Å) auf der Oberfläche eines lau fenden bzw. wandernden flexiblen Kunststoffilms hat. In diesem Verfahren wird ein Material, das aus dem obigen Ab lagerungsmaterial geformt ist, durch Erhitzen verdampft, während das Material zu einem Wärmeverdampfungsteil im wesentlichen kontinuierlich zugeführt wird, und ein Ver dampfungsrückstand wird von dem Wärmeverdampfungsteil im wesentlichen kontinuierlich entladen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Ein richtung zur Verfügung gestellt, die zur Durchführung des obigen Verfahrens für die Herstellung eines Ablagerungs films verwendbar ist, und diese Einrichtung umfaßt eine Vakuumkammer und innerhalb der Vakuumkammer eine Vorrich tung, die es ermöglicht, einen flexiblen Kunststoffilm kontinuierlich laufen bzw. wandern zu lassen, sowie ein Wärmeverdampfungsteil, das eine Einrichtung zum Halten eines geformten Ablagerungsmaterials und eine Einrichtung zum Verdampfen des geformten Ablagerungsmaterials hat, wo bei die Einrichtung zum Halten des geformten Ablagerungs materials einen Zuführungskanal für das geformte Ablagerungs material, einen Auslaß für Verdampfungsrückstand und eine Öffnung zum Verdampfen des Ablagerungsmaterials hat. Wei ter ist eine Einrichtung zum im wesentlichen kontinuier lichen Zuführen des geformten Ablagerungsmaterials, die mit dem Zuführungskanal zu dem Wärmeverdampfungsteil ver bunden ist und zum im wesentlichen kontinuierlichen Ent laden von Verdampfungsrückstand von dem Wärmeverdampfungs teil vorgesehen.

Es sei darauf hingewiesen, daß unter einer Teilchengröße von 100 Mesh und 200 Mesh insbesondere Teilchen zu ver stehen sein sollen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,15 mm bzw. 0,1 mm hindurchgehen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms, dadurch gekennzeichnet, daß es das Ver dampfen eines Ablagerungsmaterials (17), das hauptsäch lich aus einer Kombination von Silizium und Siliziumoxid oder aus Siliziumoxid allein zusammengesetzt ist, durch Erhitzen des Materials (17) zum kontinuierlichen Ausbil den einer Ablagerungsschicht, die hauptsächlich aus Sili ziumoxid zusammengesetzt ist und eine Dicke von 10 bis 300 nm (bzw. 100 bis 3000 Å) hat, auf der Oberfläche oder den Oberflächen eines laufenden bzw. wandernden flexiblen Kunststoffilms (23) umfaßt; worin ein Material (17), das aus dem vorstehenden Ablagerungsmaterial geformt ist, durch Erhitzen verdampft wird, während dieses Material (17) im wesentlichen kontinuierlich zu einem Wärmever dampfungsteil (27) zugeführt und ein Verdampfungsrück stand von dem Wärmeverdampfungsteil (27) im wesentlichen kontinuierlich entladen wird.

2. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der flexible Kunststoffilm (23) ein monoaxial bzw. biaxial gestreckter bzw. gereckter Kunststoffilm ist.

3. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der flexible Kunststoffilm (23) ein vorher getrockneter Kunststoffilm ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß der flexible Kunststoffilm (23) eine Dicke von 5 bis 300 µm hat.

5. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ablagerungsmaterial (17) wenig stens eines der Materialien enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SiO, Si₂O₃, Si₃O₄ und SiO₂ be steht.

6. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ablagerungsmaterial (17) wei ter nicht mehr als 10%, basierend auf dem Ablagerungsma terial, von wenigstens einem Metall, das aus der aus Zinn, Magnesium, Aluminium, Indium, Mangan und Silber bestehen den Gruppe ausgewählt ist, oder von wenigstens einer Legierung aus einigen dieser Metalle oder von wenigstens einem Material, das aus der aus Oxiden, Siliziden, Silikaten, Nitriden, Carbiden und Fluoriden dieser Metalle bestehenden Gruppe ausgewählt ist, enthält.

7. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ablagerungsmaterial (17) die Form eines Zylinders, eines Würfels, einer Säule, einer Tablette, eines Pellets, eines Stabs oder eines Drahts hat oder eines Quaders hat.

8. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das geformte Ablagerungsmaterial (17) durch Trocknen oder Sintern des Materials während oder nach dem Formen erhalten wird.

9. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ablagerungsmaterial ein Pul ver ist, das eine Teilchengröße von nicht mehr als 100 Mesh hat bzw. eine Teilchengröße, die nicht mehr als einer lichten Siebmaschenweite von 0,15 mm entspricht.

10. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß das Wärmeverdampfungsteil (27) eine Halteeinrichtung (12) zum Halten des geformten Ab lagerungsmaterials (17) und eine Heizeinrichtung (14;15) zum Erhitzen des geformten Ablagerungsmaterials (17) um faßt, wobei die Halteeinrichtung (12) einen Zuführungs kanal bzw. -durchlaß (10) für das geformte Ablagerungs material (17), eine Öffnung (13) für die Verdampfung und einen Entladungsauslaß (11) für Verdampfungsrückstand hat.

11. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Herstellen eines Ablagerungsfilms, insbesondere zur Durchfüh rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10,dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms durch Verdampfen eines Ablagerungsmaterials (17), das hauptsächlich aus einer Kombination von Silizium und Siliziumoxid oder aus Siliziumoxid allein zusammenge setzt ist, durch Erhitzen des Materials (17) zur kontinuier lichen Ausbildung einer Ablagerungsschicht, die hauptsäch lich aus Siliziumoxid zusammengesetzt ist und eine Dicke von 10 bis 300 nm bzw. 100 bis 3000 Å hat, auf der Oberflä che eines laufenden bzw. wandernden flexiblen Kunststoff films (23) folgendes umfaßt: eine Vakuumkammer (22, 22′) und innerhalb der Vakuumkammer (22, 22′) eine Vorrichtung (24, 25, 26), welche es ermöglicht, einen flexiblen Kunst stoffilm (23) kontinuierlich laufen bzw. wandern zu lassen, ein Wärmeverdampfungsteil (27), das eine Einrichtung (12) zum Halten eines geformten Ablagerungsmaterials (17) und eine Einrichtung (14; 15) zum Verdampfen des geformten Ab lagerungsmaterials (17) hat, wobei die Halteeinrichtung (12) einen Zuführungskanal bzw. -durchlaß (10) für das geformte Ablagerungsmaterial (17), einen Auslaß (11) für Verdampfungsrückstand und eine Öffnung (13) zum Verdampfen des Ablagerungsmaterials (17) hat, und eine Einrichtung (29) zum im wesentlichen kontinuierlichen Zuführen des ge formten Ablagerungsmaterials (17), die mit dem Zuführungs kanal bzw. -durchlaß (10) zu dem Wärmeverdampfungsteil (27) verbunden ist, und zum im wesentlichen kontinuierlichen Entladen von Verdampfungsrückstand von dem Wärmeverdam pfungsteil (27).

12. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (24, 25, 26), welche es ermöglicht, einen flexiblen Kunststoffilm (23) kontinuierlich wandern bzw. laufen zu lassen, eine Aufnahmewalze (25), die eine Betätigungseinrichtung hat, und eine Zuführungs- bzw. Speisewalze (24) hat.

13. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich net, daß die Vorrichtung (24, 25, 26), die es ermög licht, einen flexiblen Kunststoffilm (23) kontinuierlich wandern bzw. laufen zu lassen, eine Hart- bzw. Ablagerungs walze (26) zwischen einer bzw. der Aufnahmewalze (25) und einer bzw. der Zuführungs- bzw. Speisewalze (24) hat.

14. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Wärmeverdampfungsteil (27) unterhalb der Ablagerungswalze (26) vorgesehen ist.

15. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Wärmeverdampfungsteilen (27) so an geordnet ist, daß die Hauptachse derselben parallel zu der Lauf- bzw. Wanderungsrichtung des flexiblen Kunst stoffilms (23) ist.

16. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Halteeinrichtung (12) zum Hal ten des geformten Ablagerungsmaterials (17) wenigstens eine Öffnung (13) für die Verdampfung des geformten Ab lagerungsmaterials (17) hat.

17. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung (27) zum Verdampfen des Ablagerungsmaterials (17) durch Erhitzen eine nach dem Widerstandserhitzungsverfahren oder nach dem Elektro nenstrahlerhitzungsverfahren arbeitende Einrichtung ist.

18. Verfahren zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung (29) zum Zuführen des geformten Ablagerungsmaterials (17) zu dem Wärmever dampfungsteil (27) und zum Entladen desselben von diesem eine Zuführungsführung (19), insbesondere in Leitungs-, Röhren-, Kanal- o. dgl. -form, umfaßt, der mit dem Zufüh rungskanal bzw. -durchlaß (10) für das Verdampfungsmaterial (17) verbunden ist, und einen Vorschubstab (20), der sich innerhalb der Zuführungsführung (19) frei vorwärts und rückwärts bewegt.

19. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nach- bzw. Einfülleinrichtung (21) zum Nachfüllen von geformtem Ablagerungsmaterial (17) entgegengesetzt dem Ablagerungsmaterial-Zuführungskanal bzw. -durchlaß (10) der Zuführungsführung (19) angeordnet ist.

20. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung (29) zum Zuführen des geformten Ablagerungsmaterials (17) zu dem Wärmever dampfungsteil (27) und zum Entladen desselben von diesem ein endloses Band bzw. Förderband (16) ist, welches eine Verbindung mit dem Ablagerungsmaterial-Zuführungskanal bzw. -durchlaß (10) bildet.

21. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung (29) zum Zuführen des geformten Ablagerungsmaterials (17) zu dem Wärmever dampfungsteil (27) und zum Entladen desselben von diesem Förderrollen bzw. -walzen (18) sind, welche eine Verbin dung zu dem Ablagerungsmaterial-Zuführungskanal bzw. -durch laß (10) bilden.

22. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekenn zeichnet, daß der innere Querschnitt des Wärme verdampfungsteils (27) ein solcher ist, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Dreieck, Quadrat, Rechteck, Fünfeck, Kreis und Oval besteht.

23. Einrichtung zum Herstellen eines Ablagerungsfilms nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung (12) zum Halten eines geformten Ablagerungsmaterials (17) eine Öffnung (13) für die Verdampfung des Ablagerungsmaterials (17) an einer solchen Stelle in der Einrichtung (12) hat, die entfernt von dem Zuführungskanal bzw. -durchlaß (10) für das geform te Ablagerungsmaterial (17) ist.