JP2003193220A - フィルムの蒸着方法 - Google Patents
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Abstract
溶解に際し、溶解のための加熱に伴うフィルムへの熱や
帯電の影響を排して、フィルムの熱負けや破断の発生が
なく、かつ、従来に比しフィルムのロスの発生を低減す
ることができ、従ってフィルムの走行、蒸着を安定して
行うことができるフィルムの蒸着方法を提供する。 【解決手段】 芳香族ポリアミドからなる長尺フィルム
2上に、真空蒸着により薄膜を形成するフィルムの蒸着
方法である。蒸着材料の溶解を行う間は蒸着材料と長尺
フィルム2との間の遮蔽板9を閉じた状態で長尺フィル
ム2を静止または1m/min以下の極低速スピードに
て走行させ、蒸着材料の溶解が完了したところで長尺フ
ィルム2の本走行を開始させ、同時にまたはその後、遮
蔽板9を開く。
Description
法に関し、詳しくは、蒸着準備段階における蒸着材料の
溶解のための加熱によってもフィルムの熱負けや破断等
が発生せず、かつ、この段階でのフィルムのロスの発生
を最小限に抑えることができるフィルムの蒸着方法に関
する。
としての磁気テープ、包装用フィルム、電極フィルムな
どの多岐にわたる用途に、高分子フィルムへの蒸着技術
が応用されている。
システムの大容量化や小型化に伴い媒体の高密度化やテ
ープの薄型化が要求されている中で、蒸着型の磁気記録
媒体は、塗布型媒体に比し、バインダを含まないために
磁性層の充填率が高く、飽和磁化を大きくすることが可
能であり、また、薄膜化が可能であるために短波長の記
録に対しても記録減磁を抑えることができるなど、高密
度記録において有利であるという利点を有している。
分子フィルムとしてポリエチレンテレフタレート(PE
T)やポリエチレンナフタレート(PEN)を用い、蒸
着材料に磁性層を形成する強磁性金属としてCoまたは
Co−Ni合金を用いたものが知られており、これらの
蒸着技術においては、金属を蒸発させるために電子ビー
ムを用いて、高分子フィルムを冷却ドラムに抱かせた状
態で走行させながら、連続蒸着を行うことが一般的であ
る。
続的に安定して蒸発させるためには、蒸着材料およびる
つぼの事前加熱作業(溶かし込み)を行うことが必要と
なるが、この作業においては、蒸着源加熱に伴う輻射熱
により高分子フィルムが熱負けして、破断に至ってしま
うという問題があった。このため、開閉可能な遮蔽板を
蒸着材料と高分子フィルムとの間に配置して熱を遮断し
たり、高分子フィルムを冷却ドラムに抱かせるなどの手
法が用いられてはいるが、これらだけでは十分ではない
ため、フィルムを低速で走行させながら溶かし込み作業
を行う手法が採られている。
法を用いて蒸着を行った場合でも、低速とはいえ溶かし
込み時の走行部分はロスとなることから、この溶かし込
み作業はフィルムの使用効率を大幅に悪化させる要因と
なっていた。
記録の要請から、テープ1巻あたりの巻き長さを長くす
るためにテープ全厚を薄くする必要が生じており、高分
子フィルムの材料についても、薄くした場合でも強度を
確保することのできる高ヤング率材料へ移行してきてい
る。
アミド(アラミド)フィルムが代表的であるが、かかる
アラミドフィルムを用いた場合、耐熱性がPETやPE
Nよりも高くなる反面、電子ビームを蒸着源に投入した
際に発生する二次電子または反跳電子によってフィルム
が極端に帯電してしまい、フィルムを低速走行させなが
ら溶かし込みを行う方法においては、冷却ドラムへのフ
ィルムの帯電貼り付きによって剥離時のフィルム破断が
発生しやすくなり、走行も不安定となるという問題が発
生していた。
着準備段階における蒸着材料の溶解に際し、溶解のため
の加熱に伴うフィルムへの熱や帯電の影響を排して、フ
ィルムの熱負けや破断の発生がなく、かつ、従来に比し
フィルムのロスの発生を低減することができ、従ってフ
ィルムの走行、蒸着を安定して行うことができるフィル
ムの蒸着方法を提供することにある。
に、本発明のフィルムの蒸着方法は、芳香族ポリアミド
からなる長尺フィルム上に、真空蒸着により薄膜を形成
するフィルムの蒸着方法において、蒸着材料の溶解を行
う間は該蒸着材料と前記長尺フィルムとの間の遮蔽板を
閉じた状態で前記長尺フィルムを静止または1m/mi
n以下の極低速スピードにて走行させ、前記蒸着材料の
溶解が完了したところで該長尺フィルムの本走行を開始
させ、同時にまたはその後、前記遮蔽板を開くことを特
徴とするものである。
磁性金属材料を用いることが好ましく、また、前記蒸着
材料の溶解のために電子ビームを用いることが好まし
い。
の材料を用い、かつ、蒸着作業を所定の条件、手順に従
い行うことにより、フィルムに対する熱の影響を最低限
に抑え、熱の影響を受けるフィルムの範囲を最小限にし
て、冷却ドラム剥離時のフィルム破断を防止することが
できるとともに、蒸着時においては良好な走行状態を維
持し、安定した蒸着作業を行うことができる。
態についてより詳細に説明する。本発明の蒸着方法にお
いては、ヤング率が高く耐熱性にも優れた芳香族ポリア
ミドを被蒸着材料となる高分子支持体フィルムとして用
い、このフィルム上に真空蒸着により蒸着材料の薄膜を
形成する。
例を図1に示す。図示する蒸着装置1は斜め蒸着装置と
呼ばれるものであり、この装置を用いる斜め蒸着法で
は、蒸着材料の蒸気を被蒸着材料の表面に特定の角度で
入射させ、被蒸着材料に対し傾いた柱状結晶粒子からな
る蒸着材料の薄膜を形成する。具体的には、真空容器中
において、長尺フィルム状の被蒸着材料としての芳香族
ポリアミドフィルム2を供給ロール3から繰り出し、回
転する冷却ドラム4の表面に添わせて搬送しながら、定
置された蒸着るつぼ5内の蒸着材料に電子銃6から電子
ビーム6Bを照射して蒸着材料の溶湯を形成し、蒸着材
料の蒸発物を発生させて斜め蒸着を行うことにより、長
尺フィルム2の表面上に蒸着材料の薄膜を形成すること
ができる。
ている遮蔽板9は、蒸着材料の入射角を規制するための
ものであり、この遮蔽板9には、長尺フィルム2の所定
部位にのみ蒸発金属が蒸着するように、開口が形成され
ている。この開口には、図示するようにシャッター10
が設けてあり、このシャッター10が蒸着の初期および
終期には矢印の方向にスライドして遮蔽板9の開口の開
放および遮断を行い、不要な蒸着を防止する働きを有し
ている。
て、蒸着準備段階として行う蒸着材料の溶解の際に、遮
蔽板9を閉じたまま、即ち、遮蔽板9の開口をシャッタ
ー10により塞いだままの状態で、長尺フィルム2を静
止させるかまたは1m/min以下の極低速スピードに
て走行させる。これにより、長尺フィルム2に対する蒸
着材料の溶解のための加熱に伴う輻射熱の影響を最低限
に抑えつつ、熱の影響を受ける長尺フィルム2の範囲、
即ち、フィルムのロスを最小限に抑えることができる。
長尺フィルム2としてPETやPENを用いた場合、溶
かし込みの際にフィルムを静止させ、または、1m/m
in以下程度の極低速にて走行させると、熱劣化により
フィルムの状態が著しく悪化し、フィルムの走行性自体
に悪影響が及んで、蒸着準備完了後においてももはやフ
ィルムを安定に走行させることができなくなる。そこで
本発明においては、蒸着準備段階における上記フィルム
走行条件と併せ、耐熱性に優れた芳香族ポリアミドを長
尺フィルム2の材料としたことにより、フィルムの熱負
けや穴あきを防止し、走行性を良好に保ちつつ安定に蒸
着を行うことが可能となったものである。また、本発明
においては、芳香族ポリアミドのフィルムにおいて生じ
やすいフィルムの帯電による貼り付き、さらにはこれに
よる破断や、走行状態の不安定化をも生じることがな
い。
蒸着準備が整ったところで長尺フィルム2の本走行を開
始させ、シャッター10を開く。即ち、シャッター10
は、長尺フィルム2の本走行を開始させた後、走行確認
後に開いてもよいが、本走行の開始と同時に開いてもよ
い。なお、ここで「本走行」とは、蒸着時のフィルムの
走行を意味し、上述の蒸着準備段階における極低速走行
と区別される。本走行時のフィルムの走行速度は50〜
300m/min程度である。
上記手順が重要であり、蒸着に関するその他の条件は常
法に従い適宜決定すればよく、特に制限されない。特に
は、本発明の蒸着方法は、磁気記録媒体の製造におい
て、非磁性基体としての長尺フィルム2上に真空蒸着に
より磁性層を形成するに際し好適に用いることができ
る。
磁性金属材料を用いる。かかる強磁性金属材料として
は、例えば、Fe、Co、Ni等の単独若しくは混合材
料、または、Co−Ni−Cr、Fe−Ni−N、Co
−Ni−Taなどの三成分系などが挙げられるが、特に
制限されるべきものではない。この場合、斜め蒸着法に
おいては、非磁性基体2が走行可能な真空容器内を10
-3Paまで排気した後、電子銃6の電子ビームを用いて
蒸着材料を加熱、溶融させ、蒸着させることが好まし
い。
ために酸化性ガスを導入してもよい。導入すべき酸化性
ガスとしては、酸素、オゾン、亜酸化窒素などより適宜
選択することができる。これらのガスを蒸着部に導入す
るためのガス供給ノズル(図示せず)は、例えば、図示
する遮蔽板9とシャッター10との間に設ければよい。
層でも、あるいは2層以上の多層膜でも適用可能である
が、かかる磁性層全体の厚みは10〜500nmの範囲
内で制御することが好ましい。この厚みが10nmより
薄い場合はスチル耐久性が不安定となり、一方、500
nmより厚いと損失増大のために電磁変換特性が低下す
る。また、本発明において斜め蒸着を行うにあたって
は、冷却ドラムの回転方向は同方向でも逆方向でもよ
く、要求される電磁変換特性を満足するように設計すれ
ばよく、特に限定されるものではない。
6Bの蒸着るつぼ5内への照射位置の確認は、例えば、
真空容器側面に設けられた、遮光用シャッター装置11
を備えた電子ビーム監視用覗き窓にて行うことができ
る。また、符号8は、真空容器内を所定の圧力に保つた
めに設けられている真空排気ポンプを示す。
する。実施例1 図1に示す斜め蒸着装置1を用いて、真空度1×103
Paにて、電子ビーム加熱により、高分子支持体フィル
ム(ベースフィルム)2としての厚み4.0μmのアラ
ミドフィルム(東レ(株)製、ミクトロン4MA30)
上に、蒸着るつぼ5内に収納された蒸着材料としてのC
oを蒸着し、磁性層を形成した。
解時は、シャッター10を閉じた状態で、かつ、ベース
フィルム2を冷却ドラム4に抱かせた状態で静止させ、
溶解のための加熱作業として電子ビームのエミッション
電流を目的の蒸着膜厚が得られる電流まで徐々に上げて
ゆき、蒸着材料の溶解の完了とともにベースフィルム2
の走行をスタートさせ、これと同時にシャッター10を
開いて蒸着を開始して、所定の走行速度まで加速した。
この時のフィルムの走行状態および目的とする蒸着膜厚
100nmが達成されるまでのフィルムのロス長さを下
記の表1に示す。なお、蒸着膜厚はオンラインで光透過
率を計測することにより測定した。
ビームのエミッション電流を実施例1の半分の値まで下
げた後、フィルム走行をスタートさせ、これと同時にシ
ャッター10を開いて、加速中にエミッション電流を実
施例1と同じ値まで上げた以外は実施例1と同様にして
蒸着を行った。この時のフィルムの走行状態および目的
とする蒸着膜厚が達成されるまでのフィルムのロス長さ
を下記の表1に示す。
ビームのエミッション電流を実施例1の半分の値まで下
げた後、フィルム走行のスタート、加速を行い、加速走
行が始まったことを確認後即座にシャッター10を開い
た以外は実施例1と同様にして蒸着を行った。この時の
フィルムの走行状態および目的とする蒸着膜厚が達成さ
れるまでのフィルムのロス長さを下記の表1に示す。
スピードでフィルムを走行させ、蒸着材料の溶解の完了
後にフィルム走行を加速して、これと同時にシャッター
10を開いた以外は実施例1と同様にして蒸着を行っ
た。この時のフィルムの走行状態および目的とする蒸着
膜厚が達成されるまでのフィルムのロス長さを下記の表
1に示す。
ビームのエミッション電流を実施例4の半分の値まで下
げた後、フィルム走行を加速させ、これと同時にシャッ
ター10を開いて、加速中にエミッション電流を実施例
4と同じ値まで上げた以外は実施例4と同様にして蒸着
を行った。この時のフィルムの走行状態および目的とす
る蒸着膜厚が達成されるまでのフィルムのロス長さを下
記の表1に示す。
ビームのエミッション電流を実施例4の半分の値まで下
げた後、フィルム走行を加速させ、加速走行が始まった
ことを確認後即座にシャッター10を開いて、加速中に
エミッション電流を実施例4と同じ値まで上げた以外は
実施例4と同様にして蒸着を行った。この時のフィルム
の走行状態および目的とする蒸着膜厚が達成されるまで
のフィルムのロス長さを下記の表1に示す。
0m/minのスピードで走行させようとしたが、この
時点でフィルム切れが発生した。
m/minのスピードで走行させようとしたが、フィル
ムが蛇行し、フィルム切れが発生した。
6.5μmのPETフィルムを用い、蒸着材料の溶解時
はフィルムを10m/minのスピードで走行させ、蒸
着材料の溶解の完了後にフィルム走行を加速して、これ
と同時にシャッター10を開いた以外は実施例1と同様
にして蒸着を行った。この時のフィルムの走行状態およ
び目的とする蒸着膜厚が達成されるまでのフィルムのロ
ス長さを下記の表1に示す。
6.5μmのPETフィルムを用いた以外は実施例1と
同様にして蒸着を行った。この時のフィルムの走行状態
および目的とする蒸着膜厚が達成されるまでのフィルム
のロス長さを下記の表1に示す。
4.7μmのPENフィルムを用い、蒸着材料の溶解時
はフィルムを10m/minのスピードで走行させ、蒸
着材料の溶解の完了後にフィルム走行を加速して、これ
と同時にシャッター10を開いた以外は実施例1と同様
にして蒸着を行った。この時のフィルムの走行状態およ
び目的とする蒸着膜厚が達成されるまでのフィルムのロ
ス長さを下記の表1に示す。
4.7μmのPENフィルムを用いた以外は実施例1と
同様にして蒸着を行った。この時のフィルムの走行状態
および目的とする蒸着膜厚が達成されるまでのフィルム
のロス長さを下記の表1に示す。
ば、長尺芳香族ポリアミドフィルムを用いた蒸着方法に
おいて、蒸着材料の溶解によるフィルムの熱負けや破断
の発生がなく、かつ、従来に比しフィルムのロスの発生
を低減することができ、従ってフィルムの走行、蒸着を
安定して行うことができるフィルムの蒸着方法を提供す
ることができる。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 芳香族ポリアミドからなる長尺フィルム
上に、真空蒸着により薄膜を形成するフィルムの蒸着方
法において、蒸着材料の溶解を行う間は該蒸着材料と前
記長尺フィルムとの間の遮蔽板を閉じた状態で前記長尺
フィルムを静止または1m/min以下の極低速スピー
ドにて走行させ、前記蒸着材料の溶解が完了したところ
で該長尺フィルムの本走行を開始させ、同時にまたはそ
の後、前記遮蔽板を開くことを特徴とするフィルムの蒸
着方法。 - 【請求項2】 前記蒸着材料として強磁性金属材料を用
いる請求項1記載のフィルムの蒸着方法。 - 【請求項3】 前記蒸着材料の溶解のために電子ビーム
を用いる請求項1または2記載のフィルムの蒸着方法。
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