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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die
Abscheidung von Metall aus der Dampfphase, insbesondere auf
einzelnen getrennten Gegenständen. Die Abscheidung aus der
Dampfphase auf einzelnen Gegenständen wird heutzutage
industriell derart ausgeführt, dass die mit Metall zu
beschichtenden Gegenstände in einem grossen, geschlossenen Raum in
Befestigungen entlang den Wandungen des Raumes angeordnet
werden, und im Zentralbereich des Raumes befinden sich eine
Anzahl von Dampfquellen, verwirklicht durch eine grosse
Anzahl von kleinen Wolframdrahtwickeln. Jeder dieser
Drahtwickel ist mit einem kurzen Aluminium-Drahtstück versehen,
und diese werden dann mittels eines starken elektrischen
Stroms durch die Wickel auf eine sehr hohe Temperatur
erhitzt. Dabei wird das Aluminium zunächst verdampft und
dann auf den zu beschichtenden Gegenständen
niedergeschlagen. Vor Beginn des Verdampfungsprozesses ist der Raum
evakuiert worden. Durch Verwendung von mehreren
Dampfquellen und durch Bewegung und/oder Drehung der Gegenstände auf
verschiedene Weise ist es möglich, eine vergleichsweise
gleichmässige Beschichtung der Gegenstände zu erreichen.
Diese absatzweise Beschichtung von Gegenständen wird z.B.
von Carrol F. Powell, Joseph H. Oxley und John M. Blocher
Jr. in "Vapor deposition", 1966, John Wiley & Sons, New
York, USA, beschrieben, wo auch eine halbkontinuierliche
Beschichtung einer Folie durch Überleiten über einen
Aluminium enthaltenden, erhitzten Tiegel besprochen ist.
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Dieses Verfahren ist vergleichsweise zeitraubend, da es
einige Zeit braucht, bis die Dampfquelle eine genügende
Menge an Metall liefert, um die gewünschte
Beschichtungsdicke auf den betreffenden Gegenständen zu erzeugen. Es
wird nämlich nicht der gesamte Metalldampf auf den
vorgesehenen Gegenständen abgeschieden, sondern auch auf den
Wänden des Raumes und den Befestigungen. Mit der Zeit werden
die Beläge auf den Wänden und den Befestigungen so dick,
dass sich leicht Metallflocken bilden, wenn wieder Luft in
den Verdampfungsraum eingelassen wird. Solche
Metallflokken, selbst wenn sie nur eine Grösse haben, die kleiner ist
als in Luft frei schwebende, kleine Staubteilchen, können
einen absoluten und unmittelbaren Grund zur
Ausschussbildung bei sehr empfindlichen Gegenständen darstellen, auch
wenn die Störung fast unmöglich zu entdecken ist, selbst
wenn eine Lupe zu Hilfe genommen wird. Ein Beispiel
solcher empfindlichen Gegenstände sind Compact-Disks zur
Datenspeicherung oder entsprechende Platten zur Speicherung
von Bilddaten (Video-Disks). Dieses Problem ist in der DE
A-2'821'131 beschrieben, worin ein Käfig aus Drahtgeflecht
eine Anzahl einzelner Gegenstände und die Quelle für
Beschichtungsmaterial in einem Gefäss einschliesst. Die
Oberfläche des Beschichtungsmaterials im Gefäss wird mit
Elektronenstrahlen durch die Öffnungen im Käfig hindurch
beschossen oder so angeschlossen, dass die Vakuumkammer
selbst durch niedergeschlagenes Beschichtungsmaterial
weniger verunreinigt wird. Das Risiko einer Verschmutzung der
zu beschichtenden Gegenstände besteht jedoch weiter.
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Aus der Veröffentlichung WO-A-86/02387 ist es bekannt,
Zinn auf einen Polyinerfilm zu verdampfen, ausgehend von
einer Serie von Schiffchen, in die Zinndrähte eingespeist
werden, die dann geschmolzen und durch einen elektrischen
Strom erhitzt werden, der durch die Drähte geleitet wird.
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In der EP-A-0'055'344 ist eine Verdampfungsvorrichtung
beschrieben, bei der ein Draht durch eine Induktionsheizung
geführt wird, wobei das Ende des Drahtes kontinuierlich auf
einen Film verdampft wird. Die Zufuhr des Drahtes wird
geregelt, um die Verdampfung im Sinne der Erzeugung eines
konstanten Niveaus des verdampfenden geschmolzenen
Drahtendes auszugleichen.
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Das Erfordernis, die Verdampfungskammer zu evakuieren
und dann wider mit Luft zu füllen, verursacht ebenfalls
zusätzliche Zeitverluste. Auch ist die Positionierung der zu
beschichtenden Gegenstände sehr zeit- und/oder
betriebsmittelaufwändig. Es ist überdies erforderlich, die Zeit,
während derer die Gegenstände den Dämpfen ausgesetzt werden
müssen, um die gewünschte genaue und gleichmässige
Beschichtung zu erzielen, sorgfältig zu berechnen und zu
testen. Es ist weiterhin oft schwierig, eine gleichförmige
und übereinstimmende Beschichtung bei nacheinander
zugeführten Gegenständen sicherzustellen. Eine mögliche
Funktionsstörung bei der industriellen Beschichtung von ganzen
Ladungen von Gegenständen führt zu einer grossen Anzahl von
Gegenständen, die inden Abfall wandern müssen.
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Zusammengefasst kann gesagt werden, dass die
Verdampfungstechnik, selbst wenn sie als solche gute Ergebnisse
liefert, heutzutage zu zeitaufwendig und bedingungsabhängig
ist, um eine Anwendung zur schnellen Herstellung von
Massenprodukten zu ermöglichen, beispielsweise von Compact-
Disks, wo statt dessen Kathodenverdampfung oder
-zerstäubung eingesetzt werden. Diese Technik begrenzt jedoch die
Wahl der Materialien der Platten oder anderer zu
beschichtender Gegenstände auf technisch vergleichsweise
unempfindliche Stoffe, die bedauerlicherweise ausserdem schwer
formgebend zu bearbeiten sind, beispielsweise Polycarbonat
(PC). Diese Tatsache begrenzt wiederum die Plattengrösse
wegen der Formgebungsprobleme bei grösseren Platten,
beispielsweise Videodisks. Es ist ganz einfach schwierig, die
gesamte Matrix auf befriedigende Weise an den
Scheibenrändem aufzufüllen. Auf Grund dieser Schwierigkeiten und dem
sich daraus ergebenden hohen Abfallprozentsatz konnten sich
die Videodisks bis jetzt keinen grösseren Markt sichern.
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In Anbetracht der oben geschilderten Probleme besteht
die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur
Beschichtung mit Metall anzugeben, das schnell und wirksam
ist, bei der Verwendung mit einem Minlmum an Platz und
maschineller Ausrüstung auskommt, das auch für
wärmeempfindliche und sehr leicht verformbare Materialien anwendbar ist
und eine stückweise Hochgeschwindigkeits-Beschichtung
getrennter, einzelner Gegenstände gestattet, beispielsweise
im Zusammenwirken mit Spritzgussmaschinen.
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Die obige Aufgabe hat erfindungsgemäss eine
überraschend einfache Lösung, die jedoch im vollständigen
Widerspruch zu den üblichen Lehren der Verdampfung steht,
insbesondere bezüglich deren Anwendbarkeit auf wärmeemdfindliche
Materialien und Formen. Erfindungsgemäss wird der zu
beschichtende Gegenstand, beispielsweise zur Herstellung von
Compact-Disks aus PMMA (Polymethylmethacrylat), das ist ein
Material mit einem niedrigen Schmelzpunkt, einige Sekunden
in einem kleinen Abstand entsprechend einigen wenigen
Zentimetern zu einer Dampfquelle für Metalldämpfe gehalten,
welche mittels Induktion geheizt wird und welche in
dergleichen Grösse ist oder kleiner ist als die Dimensionen der zu
beschichtenden Fläche, wobei die Dampfquelle gross ist,
d.h. eine Flächengrösse besitzt, die mehr oder weniger dem
zu beschichtenden Gegenstand entspricht, und wobei die
Verdampfungsquelle aus geschmolzenem Metall mit spiegelartiger
Oberfläche und einem niedrigen Wärmestrahlungskoeffizient
besteht.
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Die Verdampfungsgeschwindigkeit aus einer Dampfquelle
hängt von der Temperatur ab, und es ist eine hohe
Temperatur erforderlich, um eine merkliche Dampfbildung zu
erzielen. Es erschien daher unwahrscheinlich, dass Kunststoffe,
insbesondere wärmeempfindliche Kunststoffe, mit
beispielsweise einer Mikrostruktur auf diese Weise beschichtet
werden könnten, da sie einen vergleichsweise niedrigen
Schmelzpunkt aufweisen und die Wärmebelastung mit der
Temperatur und der Verringerung des Abstands ansteigt.
Insbesondere bei der Beschichtung von sogenannten Compact-Disks
und ähnlichen, bei denen eine äusserst feine Mikrostruktur
beibehalten werden muss, wäre es mit den bekannten
Techniken vollständig unwahrscheinlich, dass sich die Dampfquelle
in der Nähe des zu beschichtenden Gegenstandes befindet,
ohne dass dieser beschädigt würde.
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Die Unwahrscheinlichkeit der erfindungegemässen
Gedanken und Lehre ist jedoch nur eine Fehlvorstellung, da es
sich in der Praxis herausgestellt hat, dass trotz einer
hohen Temperatur der Verdampfungsquelle und des sehr geringen
Abstands zwischen dieser und dem Gegenstand beispielsweise
Compact-Disks mit einer hochqualitativen Metallschicht
versehen werden können, ohne dass die Mikrostruktur der
beschichteten Oberfläche beeinflusst wird.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik wird die
Verdampfungsquelle gross gemacht und erhält eine Oberfläche, die
in der Grösse mehr oder weniger derjenigen der Compact-Disk
entspricht. Die grosse Oberfläche sichert der
Verdampfungsquelle eine lange Lebensdauer und eine sehr
gleichmässige, hochqualitative Beschichtung auf beispielsweise
Compact-Disks.
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Die Verdampfungsquelle strahlt natürlich Wärme ab, die
wiederum den mit Metall zu beschichtenden Gegenstand
erwärmt.
Es wurde jedoch gefunden, dass beim
erfindungsgemässen Verfahren die Metallbeschichtung des zu überziehenden
Gegenstandes sehr schnell, d.h. innerhalb weniger Sekunden,
erreicht werden kann. und dass der Temperaturanstieg auf
einem mässigen Wert bleibt, der nach Messungen in der
Praxis etwa 30 ºC betrug. Der Grund dafür ist wahrscheinlich
nicht nur der, dass die Bedampfungszeit kurz gehalten
werden kann, sondern wir nehmen nach einer Suche nach
wahrscheinlichen Erklärungen, warum das erfindungsgemässe
Verfahren überhaupt möglich ist, an, dass darüber hinaus die
spiegelnde Oberfläche des geschmolzenen Aluminiums dafür
mitverantwortlich ist. Wenn eine Verdampfungsquelle,
beispielsweise Aluminium, gut geschmolzen ist, so bildet sich
eine spiegelnde Oberfläche aus, und diese Metallfläche wird
als Spiegel zu einem schlechten Wärmestrahler. Die
spiegelnde Oberfläche der Schmelze gibt nur wenige Prozent
derjenigen Wärmestrahlung ab, die sonst abgegeben würde. Auf
Grund dieser Erscheinung wird die Metallverdampfung
wirksamer und schneller als die Wärmestrahlung. Wenn zusätzlich
die zu beschichtende Oberfläche sich zu überziehen beginnt,
wird sie ebenfalls reflektierend und wirft die
Wärmestrahlung zurück. Im Falle von Aluminium liefert noch der
niedrige spezifische Emissionsfaktor der Wärmestrahlung einen
Beitrag.
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Bei der Verwendung einer grossen Oberfläche der
Verdampfungsschmelze in der Praxis kann die Temperatur dieser
Schmelze niedriger sein, als es anderweitig der Fall ist,
um eine ausreichend hohe Verdampfungsrate zu erzielen.
Dies verringert weiterhin die Wärmebelastung des zu
beschichtenden Gegenstandes.
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Das beschriebene Verfahren schafft eine sehr wirksame
Beschichtungtechnik. Da der Gegenstand sehr nahe an die
Quelle gebracht wird, geht nur sehr wenig Dampf am
Gegenstand
vorbei. Um das vorliegende Verfahren an eine
Spritzgussanlage anzupassen, kann jeder Beschichtungsvorgang
einschliesslich Transport einige wenige Sekunden betragen.
Vorzugsweise sind die Bewegungen des Gegenstandes schnell,
und während der überwiegenden Dauer des
Beschichtungsvorganges befindet sich der Gegenstand in der
Beschichtungsstellung in Ruhe. Auf diese Weise verursachen die
Bewegungen keine Beeinträchtigung der Gleichmässigkeit der
Beschichtung, und ausserdem haben nur sehr kleine Anteile an
Metalldampf die Zeit, um an der Stelle des zu
beschichtenden Gegenstandes vorbeizuströmen. Diese Merkmale gestatten
in Verbindung mit dem oben Gesagten eine Temperatur, die
niedriger als erwartet liegt. Es ist eine Tatsache, dass
die Beschichtung, wie sie heute erfindungsgemäss ausgeführt
wird, extrem schnell erscheint, aber sogar verlangsamt
werden muss, wenn sie an die anderen Maschinen der
Herstellungsanlage angepasst werden soll.
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Es ist mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens
möglich, Compact-Disks und ähnliche Gegenstände aus
Polymethylmethacrylat (PMMA, Plexiglas ) oder anderen
Kunststoffen mit niedrigen Schmelzpunkt mit Metall zu beschichten,
da die Wärmebelastung derart gering ist, dass die
Oberflächenstruktur keine Gefahr läuft, erweicht oder zerstört zu
werden. Bis anhin war es nötig, Polycarbonat PC zu
verwenden, welches weniger empfindlich ist. Dieses Material ist
jedoch als solches zur schnellen Formgebung grösserer
Gegenstände (z.B. Videodisks) nicht geeignet, und daher
bietet die Erfindung sehr grosse Gewinnvorteile vom
praktischen Standpunkt her, da sie es gestattet, die leichter zu
verarbeitenden PMMA-Kunststoffe zu verwenden. Diese sind
ausserdem noch weniger kratzempfindlich, was für optische
Platten wie Compact-Disks, Videodisks, CD-ROMS etc.
ebenfalls von Interesse ist.
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Auch ist es nicht unwichtig, dass PMMA offensichtlich
kostengünstiger als PC ist und bessere optische
Eigenschaften als PC aufweist. Letzteres ist besonders wichtig, wenn
die zu speichernden Informationen analog gespeichert werden
sollen, beispielsweise Bilder auf Videodisks, aber weniger
wichtig für Tonplatten mit digitaler
Informationsspeicherung, und aus diesem Grunde ist es möglich, für solche
Platten PC und die Kathodenzerstäubung zu verwenden.
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Eine indirekte Auswirkung des erfindungsgemässen
Verfahrens mit einem kleinen Abstand zwischen der
Verdampfungsquelle und dem zu beschichtenden Gegenstand ist, dass
die Zielgenauigkeit des verdampften Metalls gross und der
Abfall klein ist, d.h. das Metall wird bestens ausgenutzt.
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Im Einklang mit dem erfindungsgemässen Konzept ist es
also möglich, selbst vergleichsweise dünne
Kunststoffgegenstände mit einer entsprechend niedrigen
Wärmespeicherkapazität kurze Zeit und sehr nahe an der Metallschmelze,
welche den Dampf abgibt, den Metalldämpfem auszusetzen.
Dieser Abstand kann in der Tat auf wenige Zentimeter bei einer
Dampfquelle, deren Oberfläche die Grösse derjenigen des zu
beschichtenden Gegenstandes hat oder auch grösser ist,
verringert werden.
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Gemäss einer bevorzugten weiterentwicklung des
erfindungsgemässen Verfahrens kann eine von Gegenstand zu
Gegenstand stetige und gute Beschichtung erreicht werden, wenn
die Dicke der Beschichtung gemessen wird. Dies kann
beispielsweise dadurch geschehen, dass man einen
Phototransistor verwendet, der über einen Spiegel die Wärme- oder
Lichtemission misst, die von der Metallschmelze durch einen
zu beschichtenden Gegenstand hindurchtritt und auf dessen
nichtexponierter Rückseite austritt. Bei Verwendung eines
Spiegels ist der Phototransistor vor den Metalldämpfem
geschützt,
und der Spiegel bleibt spiegelnd, selbst wenn er
mit Metall beschichtet ist. Obwohl sich die
Reflexionseigenschaften mit der Zeit ändern, so entsteht dadurch kein
Problem, da eine Relativmessung ausreicht, um eine Prüfung
auszuführen und das Verfahren zu steuern. Alternativ ist
es möglich, die Wärme- oder Lichtstrahlung zu messen,
welche in Richtung des zu beschichtenden Gegenstandes
reflektiert wird, was aber wahrscheinlich zu einer geringeren
Messgenauigkeit und einer schwierigeren Anordnung führt.
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Wegen der äusserst kurzen Expositionsdauer ist es
möglich, das erfindungsgemässe Verfahren als Teilschritt eines
umfassenderen Produktionsverfahrens auszugestalten, wobei
zur Sicherstellung von Vakuum in der
Metallbeschichtungskammer diese mit Vakuumschleusen oder -toren am Eingang und
Ausgang versehen werden kann. Die Ausführung des
Verfahrens wird weiterhin dadurch erleichtert, dass die
Vakuumkammer klein gemacht und damit schnell evakuiert werden
kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus
der nun folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform hervor, die in der beigelegten Zeichnung
veranschaulicht ist. Im der Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch
eine Vorrichtung zur Beschichtung von Compact-Disks mit
Metall, und Fig. 2 zeigt in Einzelheiten die
erfindungsgemässe Verdampfungsquelle für das Metall.
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Die in Fig. 1 gezeigte Metallbeschichtungs-Vorrichtung
weist eine erste Schleusenkammer 1, einen Verdampfungsraum
2 und eine zweite Schleusenkammer 5 auf. Eine Vakuumpumpe
3 ist über ein Ventil 4 mit jeder Kammer 1, 2 und 5
verbunden. Die Schleusenkammern 1 und 5 sind an ihren äusseren
Enden mit dicht verschliessbaren Deckeln versehen, und
zwischen den Schleusenkammern 1 und 5 und der
Metallbeschichtungskammer
2 befinden sich jeweils Ventile oder
Verschlüsse oder Schleusentore 7.
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Die Beschichtungskammer 2 ist an ihrem Boden mit einer
Verdampfungseinheit für Aluminium versehen, siehe Fig. 2
Diese Einheit ist mit 8 bezeichnet und mit einer
Antriebs- und Steuervorrichtung 9 verbunden. Im Betrieb arbeitet die
Anlage so, dass zunächst eine Compact-Disk in die linke
Schleusenkammer 1 eingeführt wird. Der Deckel 6 wird
verschlossen und die Luft mittels der Vakuumpumpe 3 evakuiert.
Dann wird das Ventil bzw. das Schleusentor 7 geöffnet, und
die Compact-Disk wird in die Beschichtungskammer 2 über die
Aluminium-Verdampfungsquelle gebracht. Die Compact-Disk
verbleibt dann in der Beschichtungskammer während der
kurzen Zeit, die für eine korrekte Beschichtung erforderlich
ist. Dann wird die Compact-Disk wieder in die
Schleusenkammer 1 zurückgebracht, das Ventil 7 wird geschlossen, und
die Compact-Disk wird durch die Deckelöffnung 6 aus der
Kammer 1 entnommen. Die Kammer 5 wird auf die gleiche
Weise wie die Kammer 1 mit Compact-Disks geladen, und in der
Beschichtungskammer 2 werden abwechselnd Platten aus der
Schleusenkammer 1 und der Schleusenkammer 5 beschichtet,
wobei die Ventile bzw. Schleusentore gegen diejenige Kammer
geschlossen bleiben, die gerade be- oder entladen wird.
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Da die Platten abwechselnd von rechts und links
zugeführt werden, kann eine hohe Produktionsgeschwindigkeit bei
gleichzeitiger ruhiger und sicherer Handhabung der Scheiben
erzielt werden.
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Eine Vorrichtung der oben beschriebenen Art kann
selbstverständlich mit zu beschichtenden Gegenständen auch
so betrieben werden, dass diese stets schrittweise in der
gleichen Richtung bewegt werden. Da sich das Beispiel auf
Compact-Disks bezieht, beispielsweise aus PMMA oder PC,
sind die einzelnen Kammern flach ausgebildet. Wenn andere
Gegenstände, beispielsweise Scheinwerfer-Reflektoren oder
dgl., zu beschichten sind, muss die Kammerform eine andere
sein. Die Pumpen 3, die mit den Schleusenkammern 1 und 5
verbunden sind, können vorzugsweise zweistufige
Drehschieberpumpen sein, während die mit der Beschichtungskammer
verbundene Pumpe vorzugsweise eine Turbomolekularpumpe ist.
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Die in Fig. 2 gezeigte Aluminiumquelle umfasst einen
Tiegel 11 mit geschmolzenem Aluminium 12. Der Tiegel ruht
auf einer Induktions-Heizvorrichtung, nämlich einer Spule
13, die wassergekühlt ist. Die Spule wird von der
Steuereinheit 14 her mit Strom und Wasser versorgt. Der Tiegel
ist von einer Wärmeisolation 15 umgeben und diese wiederum
von einem Kühlschirm 16, der sich nach unten über den
grössten Teil des Tiegels und in die
Induktions-Heizvorrichtung erstreckt. Schliesslich sind der Tiegel und die
Induktionsheizung in eine Vakuumkammer 17 eingeschlossen.
Oberhalb der Aluminiumschmelze ist eine Compact-Disk 18
gestrichelt angedeutet, die gerade mit Aluminium beschichtet
wird. Wenn die Beschichtung stattfindet, wird die
Licht- und Wärmestrahlung, die mittels des Fühlers 19 ermittelt
wird, welcher aus einem Phototransistor besteht,
vermindert. Diese Verminderung kann von einer Steuervorrichtung
20 ermittelt werden, die wiederum die Steuerung der
Induktionsheizung beeinflusst, so dass eine stabile
Beschichtungsrate von der Heizvorrichtung erzeugt wird. Weiterhin
steuert die Steuervorrichtung 20 die Zufuhr der Compact-
Disks 18. Dies geschieht derart, dass die Platte
ausreichend beschichtet ist und ausgefahren werden kann, wenn der
Detektor 19 eine ausreichende Verminderung der Strahlung in
Vergleich zum Strahlungsniveau bei Abwesenheit einer Platte
ermittelt hat. Auf diese Weise kann die
Zufuhrgeschwindigkeit an die Beschichtungsgeschwindigkeit angepasst werden,
und für die Platten wird eine kontinuierliche und
ausreichende,
aber nicht übertriebene Beschichtung erreicht.
Alternativ ist es möglich, die Zeit mehr oder weniger
konstant zu halten (was die Verknüpfung mit anderen
Produktionsstufen erleichtert), und die Beschichtungsrate wird
statt dessen durch Steuerung der Temperatur der Schmelze,
gemessen vom Phototransistor, in Abhängigkeit von der Dicke
der Beschichtung, bestimmt.
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Oberhalb des Tiegels und der Aluminiumschmelze ist ein
Schirm 21 angeordnet. Dieser dient teilweise als
Kühlschild und teilweise als Sammler für Aluminiumdämpfe, die
sich nicht auf den zu beschichtenden Gegenständen
niedergeschlagen haben. Auf diese Weise ist es leicht, durch
Auswechseln des Schirms 21 die Beschichtungskammer frei von
Metallablagerungen zu halten, welche sonst zu
Verschmutzungen führen würden.
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Da die Beschichtung der Compact-Disks von unten her
vorgenommen wird, werden Einschlüsse von Staub und anderen
Verunreinigungen vermindert, weil Staub in der Regel nach
unten fällt und nicht nach oben steigt.
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Es wird geschätzt, dass mit der beschriebenen
Vorrichtung 120'000 CD-Platten innerhalb von etwa 100 Stunden
beschichtet werden können. Die Zeit, die zur Beschichtung
einer Compact-Disk erforderlich ist, beträgt ungefähr 3
Sekunden.
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Es braucht nicht besonders betont zu werden, dass die
erfindungsgemässe Dampfquelle eine beträchtlich erhöhte
Lebensdauer im Vergleich zu des Wolframdrähten bekannter
Techniken besitzt, und dass das erfindungsgemässe Verfahren
und die zugehörige Verdampfungsquelle weit besser an eine
industrielle Anwendung angepasst sind als die Vorschläge
des Standes der Technik. Die erfindungsgemässe
Dampfquelle,
die oben beschrieben wurde, erfordert jedoch keinen
kontinuierlichen Betrieb, sondern kann vergleichsweise
schnell an- und abgeschaltet werden. Dies kann durch
Absenkung der Temperatur der Schmelze geschehen. Bei einer
mässigen Temperaturverringerung wird nämlich die
Verdampfungsrate reduziert, und das Aluminium wird in der Schmelze
verbleiben. Wenn die Verdampfung wieder eintreten soll,
wird die Temperatur wieder auf die Betriebstemperatur
gebracht. Die Verwirklichung dieser Temperaturänderungen
geschieht viel schneller als ein vollständiges Herunterfahren
der Vorrichtung. Da die Schmelze in einem Vakuum
eingeschlossen ist, kann sie über eine vergleichsweise lange
Zeit (drei Wochen!) erhitzt und flüssig bei einer niedrigen
Verdampfungsrate gehalten werden.
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Die Aufheizzeit ausgehend von Zimmertemperatur kann auf
etwa zwanzig Minuten geschätzt werden, während ein Wechsel
von der Betriebstemperatur auf eine niedrigere
Bereitschaftstemperatur in der Grössenordnung von drei Minuten
liegt, und ein Hochfahren auf Betriebstemperatur kann dann
in etwa zehn Minuten erreicht werden. Während dieser
Senkungen und Erhöhungen der Temperatur zwischen
Betriebstemperatur und Bereitschaftstemperatur kann das während dieser
Zeiten verdampfte Aluminium von einem besonderen, zu diesem
Zweck vorgesehenen Schirm aufgefangen werden.
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Obwohl, wie oben beschrieben, die Verdampfung und die
Beschichtung in einer evakuierten Umgebung stattfinden,
stellt es keine Katastrophe dar, wenn einmal Luft in die
Verdampfungsquelle gelangen würde, sei es beispielsweise
bei der Wartung oder wegen ungenügender Dichtigkeit. Bei
den jetzt verwendeten Anlagen des Standes der Technik, wo
Wolframdrähte usw. verwendet werden, tritt in diesem Falle
bei Luftzutritt eine praktisch vollständige Zerstörung der
Verdampfungsquellen ein; mit anderen Worten erlaubt die
Erfindung eine grosse Verbesserung der Produktionssicherheit.
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Zusammengefasst erlaubt die Erfindung eine schnelle
stückweise Beschichtung einzelner Gegenstände und
Oberflächen mit einem guten, dauerhaft anhaftenden und
gleichmässigen Überzug auf sehr empfindlichen Gegenständen aus
beispielsweise Kunststoff mit einer niedrigen Schmelz- und
Verformungstemperatur, mittels einer Vorrichtung, die im
Vergleich zu bekannten Arbeitsweisen klein und einfach ist
und eine hohe Produktionssicherheit und ein wirksam
vermindertes Ausschussrisiko aufweist.
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Die Erfindung kann natürlich auch zur Beschichtung von
weniger empfindlichen Materialien und/oder Gegenständen
eingesetzt werden.