DE869661C - Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung der Metallisierung auf Unterlagen mit Hilfe einer Abdeckvorrichtung - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung der Metallisierung auf Unterlagen mit Hilfe einer Abdeckvorrichtung Die Herstellung elektrischer Kondensatoren, aus metallisiertem Dielektrikum erfordert die Freilassung jeweils eines Randes des, metallisierten Dielektrikums in gewisser Breite, um die zur Vermeidung von Überschlägen nötige Isolation, zu erhalten.
• Das am nächsten liegende Verfahren besteht in der Verwendung von Abdeckschablonen der verschiedensten Art. Der Sinn. einer derartigen Abdeckung besteht nun darin, daß, sie den Metallniederschlag, sei es bei der Kathodenzerstäubung oder sei es bei der thermischen Metallverdampfung, von dem hinter ihr befindlichen, an sich in der übrigen Fläche zu metallisierenden Material fernhalten soll und demzufolge selbst dem Metallniederschlag ausgesetzt ist. Die Abdeckung erhält infolgedessen zwangsläufig ebenfalls einen Metallniederschlag, der insbesondere bei einer so starken Bedampfung wie der thermischen Metallbedampfung die Eignung der Abdeckung mit wachsender Dauer der Einwirkung in immer stärkerem Maße beeinträchtigt. Der wachsende Metallbelag hat zur Folge, daßi namentlich bei der Herstellung ganzer Rollen metallisierten Papiers Randverbreitungen, Abhebung der Abdeckung und dadurch Unschärfe des Randes und damit auch Verringerung der Isolation des Randstreifens sowie schließlich sogar Reißen des Papiers eintreten können.
• Mechanische Reinigungen der Abdeckungen während des Bedampfungsvorganges sind nur dann wirksam, wenn sie allseitig und mit erheblichem Druck arbeiten. Solche Einrichtungen erfordern dann, einen verhältnismäßig großen Aufwand und haben leicht Beschädigungen der Abdeckvorrichtung zur Folge, von der wegen der hohen Reibungsverluste benötigten großen Antriebsleistung in der Vakuumkammer ganz zu schweigen.
• Man, hat deshalb versucht; diese Schwierigkeiten durch Verhinderung des Niederschlags, auf der Abdeckung, z. B,. durch Einschmieren mit Fett od. ä. zu verringern. Derartige Maßnahmen haben aber wegen der damit verbundenen erhöhten Gasabgabe andere erhebliche Nachteile im Gefolge. Es ist. auch bekannt, die Metallisierung am Rand von dielektrischen Bändern für Kondensatoren dadurch zu verhindern, daß, die dielektrischen Bänder bei der Aufbringung des Metallbelages dachziegelartig äufeinandergelegt werden, so daß der Rand jedes Bandes durch das nächstfolgende abgedeckt wird. Alle diese bekannten Verfahren weisen den Nachteil auf, daß sie einen verhältnismäßighohen Aufwand erfordern.
• Gemäß. dem Vorschlag der Erfindung werden die angegebenen Nachteile vermieden und eine gute Wirksamkeit mit Einfachheit der Anwendung dadurch erreicht, daß die Abdeckvorrichtung geheizt wird. Vorzugsweise wird gleichzeitig die Temperatur der zu metallisierenden Unterlage, gegebenenfalls durch Kühlung und/oder Schutz vor Wärme-Strahlung, möglichst niedrig gehalten. Dadurch wird die Wirkung der Behe@izung örtlich begrenzt, um bei besonders, temperaturempfindlichen Dielektrika denen Beschädigung durch die Wärmeeinwirkung zu vermeiden. -Es. wird dabei von. der Überlegung ausgegangen, daß die Kondensation von Metallen natürlich um so wirkungsvoller ist, je tiefer die Temperatur des zu bedampfenden Materials liegt. Andererseits. wird bei Beheizung der Abdeckung der Anteil des auf dieser niedergeschlagenen Metalls um so kleiner, je größer die Temperaturdifferenz zwischen der Abdeckvorrichtung und dem zu metallisierenden Material ist. Außerdem wird mit steigender Temperatur der Abdeckvorrichtung ein immer größerer Teil des, bereits auf der Abdeckung niedergeschlagenen, Metalls wieder weggedampft.
• Eine einfache Art der Beheizung besteht darin, däßi die Abdeckbänder als geschlossene Windung ausgebildet und durch einen geschlossenen Eisenkern eines erregten Transformators geführt werden. Die Abdeckvorrichtung kann dabei als umlaufendes, durch den geschlossenen Eisenkern geführtes Band ausgebildet sein. Sie kann aber auch als an zwei Enden eingespanntes, gegebenenfalls hin und her bewegtes Band vorgesehen sein, dessen Windungsrückschlüß, .durch die zwischen den- Einspannstellen befindliche Masse gebildet ist. Der Eisenkern wird hierbei von einer besonderen Wicklung erregte Das Abdeckband stellt dann die aus einer einzigen Windung bestehende Sekundärwicklung eines Transformators dar. Die beheizte Abdeckung kann unter Umständen lediglich bei der Vorbedampfung angewendet werden, da je nach der Bedampfüngsart dann die bei der Vorbedampfung frei gebliebenen Ränder nachher bei der Hauptbedampfüng ebenfalls. vom Metallbelag frei bleiben. Vorteilhaft ist die Abdeckvorrichtung ohne mechanische Berührung mit der Heizvorrichtung vor der zu metallisierenden Unterlage bewegbar angeordnet.
• Eine besonders einfache Art der Beheizung für umlaufende Abdeckbänder ist in Fig. r als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Abdeckband z, welches an den nicht zu metallisierenden Stellen bzw. Rändern der zu bedampfenden Unterlagen vorbeigeführt wird; ist als einzige Windung der Sekundärwicklung eines Transformators 2 durch dessen geschlossenen Eisenkern hindurchgeführt, der von einer besonderen Wicklung 3 erregt wird. Das Abdeckband z kann. als durchlaufendes, mit der zu metallisierenden Unterlage gleichzeitig bewegtes Band oder auch als ein zwischen zwei Enden eingespanntes Band ausgeführt sein. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist in einfacher Weise jegliche Berührung zwischen der Heizvorrichtung und dem Abdeckband vermieden. Irgendwelche Wärmestrahlung der Heizvorrichtung auf die zu metallisierende Unterlage kann ebenfalls bei dieser Ausführung leicht ausgeschaltet werden.
• Bei dem vorgeschlagenen Ausführungsbeispiel, die Bildung von Niederschlägen auf den. Abdeckbändern durch Heizen des Bandes zu verhindern, wurde das Band in seiner gesamten Länge geheizt. Infolgedessen trat eine Abdampfung des niedergeschlagenen Metalls längs seines ganzen Weges, insbesondere aber naturgemäß bereits auch in der Nähe der Bedampfungsstelle und damit in der Nähe des Papiers oder sonstigen zu bedampfenden Stoffes auf.
• Eine solche Ausführung ist in der Zeichnung in Fig. 2 dargestellt. Das. zu bedampfende Papier r soll an beiden Seiten einen Isolierrand, d. h. einen nicht zu bedampfenden Randerhalten. Diese Bedampfung sollen die Abdeckbänder 2 und 3 verhindern. Die Bedampfung soll hier aus einem Tiegel q. erfolgen, wobei die Bedampfungsrichtung durch einen Pfeil angegeben ist: Wenn auch die Zeichnung schematisch ist, @so läßt sich doch erkennen, daß. bei der bereits aus mechanischen -Gründen gewählten, geringen Stärke des biegsamen, endlosen Abdeckbandes die Gefahr eines Niederschlags unterhalb der Bänder gering ist: Damit die Abdeckbänder möglichst wirksam sind, sollen sie so nahe wie möglich an die abzudeckenden Stellen gebracht werden. Infolgedessen ist es meist üblich, die Abdeckbänder unmittelbar auf dem Papier laufen zu lassen: Mit Rücksicht auf die Temperaturempfindlichkeit der zu bedampfenden Stoffe kann daher oft die Heizung des Abdeckbandes wegen der unmittelbaren Nachbarschaft zwischen geheiztem Abdeckband und wärmeempfindlichem Stoff nicht so weit getrieben werden, wie es an sich zur Vermeidung der Niederschlagbildung und damit zur Erhaltung eines. einwandfreien Isolierrandes notwendig wäre, da eine Überhitzung des. Abdeckbandes, wenn die Heizung in; unmittelbarer Nähe des wärmeempfindlichen. Stoffes vorgenommen wird, leicht eine Beschädigung des zu bedampfenden Materials zur Folge haben würde.
• Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht nun darin, daß, bei Verwendung von Bändern zur Abdeckung diese Bänder außerhalb der Abdeckzone der zu metallisierenden, Unterlage geheizt werden.
• Um die Gefahr durch Wiederverdampfung und des dadurch bewirkten Niederschlages unterhalb der Abdeckbänder weitgehend auszuschalten als auch die Heizung des Bandes ohne Rücksicht auf die Temperaturempfindlichkeit des zu bedampfenden Stoffes durchführen. zu können, wird der Erfindung gemäß die Heizung der Abdeckbänder nicht über ihre ganze Länge, sondern nur örtlich und an einer Stelle vorgenommen, die von den zum Teil zu metallisierenden und zum Teil gegen die Metallisierung abzudeckenden Stoffen entfernt gelegen ist. Die Erhitzung kann dann so weit getrieben werden, wie es die Beseitigung der unerwünschten Metallniederschläge erfordert und wie es, die mechanischen Eigenschaften des. Bandes erlauben. Es ist ferner ohne weiteres möglich, die Erhitzung an einer Stelle vorzunehmen, die z. B. durch Abschirmung oder auch allein durch ihre räumliche Lage eine unerwünschte Bedampfung des Papiers durch das Wiederwegdampfen von Metallatomen vom Abdeckband ausschließt. Sollte die Temperatur der Bänder bei diesem Verfahren nach Austritt aus der Erhitzungszone und insbesondere. in der Nähe des Papiers höher.sein, als es diesem zuträglich ist, so kann dazwischen noch eine Kühlung, z. B. durch Führung über eine gekühlte Walze, vorgesehen werden. Eine solche Kühlung auf der Strecke zwischen Heizung des Abdeckbandes und der Bedampfungsstelle -ermöglicht gegebenenfalls auch eine feinere Temperaturregulierung des Abdeckbandes.
• Die örtliche Erhitzung des Abdeckbandes erfolgt zweckmäßig durch Wirbelstrom oder besonders vorteilhaft durch Induktion, da dann je nach der Wahl der Frequenz nur eine mehr oder weniger dünne Schicht an der Oberfläche des Bandes und diese schnell erhitzt werden kann.
• Eine Vorrichtung zur Ausführung des, gekennzeichneten: Verfahrens ist schematisch in Fig. 3 der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Das Papier ii läuft von der Vorratsrolle i2. über zwei Umlenkrollen 13 zur Aufwickelrolle 1q. und wird auf diesem Wege dem vom Tiegel 15 ausgehenden Metalldampfstrom ausgesetzt. Zur Herstellung der Isolierränder laufen zwischen Tiegel 15 und Papier i i ein oder mehrere Abdeckbänder 16 in gleicher Bewegungsrichtung. Werden die Umlenkrollen. 17 und 18 etwas nach oben versetzt, so werden dadurch die Abdeckbänder gegen: die Rollen 13 und damit auch gegen das Papier i i gedrückt. Die Abdeckbänder sind hier beispielsweise als endlose Bänder ausgebildet. Zwischen den, Rollen 18 und, ig laufen die Bänder durch eine Spule 2o, die von dem vom Hochfrequenzgenerator 2,1 gelieferten Hochfrequenzstrom durchflossen wird. Sollte die Kühlung auf der Strecke und durch die Rollen ig und 17 nicht ausreichen, so kann noch eine oder weitere Rollen 22 vorgesehen werden. Eine oder alle dieser Rollen können zur Erhöhung ihrer Kühlwirkung von einem Kühlmittel durchflossen: werden. Es sei aber darauf hingewiesen, daß, die Abdeckkühlung nur so weit zu erfolgen hat, wie es die Temperaturempfindlichkeit des zu bedampfenden: Materials erfordert, da andernfalls die zu starke Kühlung der Bänder deren besonders intensive B.edampfung zur Folge hat.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: .i. Verfahren zur Verhinderung der Metall,isierung auf Unterlagen, - insbesondere von wärmeempfindlichen, dielektrischen Stoffen mit Hilfe einer Abdeckvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckvorrichtung geheizt wird.
2. 2. Verfahren zur Verhinderung der Metallisierung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß. gleichzeitig die Temperatur der zu metallisierenden Unterlage, gegebenenfalls durch Kühlung oder Schutz vor Wärmestrahlung, möglichst niedrig gehalten wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Bändern zur Abdeckung diese Bänder außerhalb der Abdeckzone der zu metallisierenden Unterlagen geheizt werden. q..
4. Verfahren nach Anspruch. i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizte Abdeckung lediglich bei der Vorbedampfung angewendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch: i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckbänder als geschlossene Windung eines erregten Transformators ausgebildet werden.
6. 6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daßi die Abdeckvorrichtung als umlaufendes Brand vorgesehen ist.
7. 7. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daßi die Abdeckvorrichtung als an zwei Enden eingespanntes, gegebenenfalls hin. und her bewegtes .Band ausgebildet ist, dessen Windungsrückschlu3 durch die zwischen. den Einspannstellen befindliche Masse gebildet ist. B. Vorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckvorrichtung ohne mechanische Berührung mit der Heizvorrichtung vor der zu metallisierenden Unterlage bewegbar angeordnet ist. g. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß, die Heizung eines Abdeckbandes nicht über seine ganze Länge, sondern nur örtlich und an einer Stelle erfolgte, die von den zum Teil zu metallisierenden und zum Teil gegen die Metallisierung abzudeckenden Stoffe entfernt gelegen ist. . - i: o.- Verfahren nach Anspruch i bis q., 8 und 9, dadurch gekennzeichnet,: d@aß das oder die Abdeckbänder zunächst so weit erhitzt Werden,, daß der auf die Bänder gelangte Metallniederschlag zumindest nicht mehr stört, dabei aber gegebenenfalls stärker erhitzt werden, als an der Unterlage erwünscht, dann aber durch eine natürliche oder künstliche Kühlung, z. B. durch Führung über eine gekühlte Walze, auf die zulässige Temperatur gebracht werden. i i. Verfahren nach Anspruch i bis q., 8 bis io, dadurch :gekennzeichnet, däß die Heizung durch Induktion erfolgt. i2. Verfahren nach Anspruch i bis q., 8 bis io; dadurch gekennzeichnet, daß@ die Heizung durch Wirbelströme vorgenommen wird.