JP2016084494A - 薄膜形成装置および薄膜形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プラスチックフィルムの表面に各種薄膜を形成した蒸着フィルムにおいて、フィルムと薄膜との間の密着力が過酷な温度条件下においても十分高く、かつシワや熱負けなどの欠点を生じることなく、高い生産性での加工が可能な薄膜形成装置、薄膜形成方法を提供する。【解決手段】真空容器内に、冷却ドラムと、前記冷却ドラムに対向して配置された薄膜形成機構を備え、前記冷却ドラムの表面に沿って搬送される長尺フィルムの表面に前記薄膜形成機構により薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記薄膜形成機構に対して前記長尺フィルムの搬送方向の上流側に、前記冷却ドラムに対向して配置された荷電粒子照射装置を備える薄膜形成装置、形成方法。【選択図】 図1
Description
本発明は、薄膜形成装置および薄膜形成方法に関する。
従来から、プラスチックフィルムの表面に金属や金属酸化物などの各種薄膜を形成した蒸着フィルムは、食品、医薬品、工業用品等の包装用途をはじめ、電化製品、電子機器、建築材料等の各種用途に広く用いられている。蒸着フィルムの用途により、ガスバリア性、遮光性、透明性、導電性、耐屈曲性など必要な要求特性が異なるが、多くの用途で共通して要求されることが多い特性の一つとしてプラスチックフィルムとその表面に形成した薄膜との間の密着性が挙げられる。蒸着フィルムの密着性に問題があると最終製品の信頼性が確保できなくなるため、これまでに密着性を向上させる手段の検討と改良が多く行われてきた。
密着性を改善する方法として、たとえば特許文献1のようにプラスチックフィルムの表面にコロナ処理を施したあとで薄膜を形成する方法や、特許文献2のようにプラスチックフィルムの表面にウェットコーティングによって易接着層を形成したあとで薄膜を形成する方法、また特許文献3のように真空中でプラスチックフィルムの表面にプラズマ処理を施したあとで続けて薄膜を形成する方法、また特許文献4のように真空中でプラスチックフィルムの表面にイオン照射処理を施した後で続けて薄膜を形成する方法などが挙げられる。
しかしながら、特許文献1のようなコロナ処理を用いる方法では、レトルト食品包装等の過酷な温度条件で使用するための十分な密着力を得ることができなかった。また、コロナ処理後に薄膜を形成するまでの時間経過に伴って、得られる密着力は急激に低下してしまう。これを回避するために大気中でのコロナ処理と真空中での薄膜形成を連続的に行うには、真空シール機構が非常に大がかりになるという問題もあった。また、特許文献2のようなウェットコーティングにより易接着層を形成するという方法では、薄膜を形成する工程とは別にウェットコーティングの設備及び工程が必要となるため、コスト的に不利となってしまうという問題があった。また、特許文献3の真空中でのプラズマ処理を施す方法では、薄膜形成を真空中での蒸着・スパッタ・CVD(化学蒸着)等により実施する場合、いずれのプロセスも真空中で実施できるため生産性の向上は期待できるが、用途によっては密着力が不十分であるという問題があった。また、特許文献4のようなプラスチックフィルムの表面にイオン照射処理を施す方法は、プラズマ処理を施す方法に比べてエネルギーの大きいイオンを用いているため表面改質効果が高く強い密着力を得ることができる。しかし、イオンによりフィルムが帯電してしまうため、静電気力により搬送時にフィルムがロールに貼り付いてシワの原因になったり、薄膜形成後の蒸着フィルムに残留した帯電電荷によりフィルムのべたつきが生じて後加工での搬送において問題を引き起こしたりするという問題があった。
そこで、本発明の目的は、プラスチックフィルムの表面に各種薄膜を形成した蒸着フィルムにおいて、プラスチックフィルムとその表面に形成した薄膜との間の密着力がレトルト食品包装等の晒される過酷な温度条件下においても十分高く保持され、かつ静電気帯電によるシワや薄膜形成時の熱負けなどの欠点を生じることなく、高い生産性での加工が可能な薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、真空容器内に、冷却ドラムと、前記冷却ドラムに対向して配置された薄膜形成機構を備え、前記冷却ドラムの表面に沿って搬送される長尺フィルムの表面に前記薄膜形成機構により薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記薄膜形成機構に対して前記長尺フィルムの搬送方向の上流側に、前記冷却ドラムに対向して配置された荷電粒子照射装置を備える、薄膜形成装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記荷電粒子照射装置がアノードレイヤー型イオン源である、薄膜形成装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記薄膜形成機構と前記荷電粒子照射装置との間に隔壁を備える、薄膜形成装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記荷電粒子照射装置の周辺の空間の圧力を調整するための圧力調整機構を備える、薄膜形成装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、真空容器内において、長尺フィルムを冷却ドラムの表面に沿って搬送させながら、前記長尺フィルムが前記冷却ドラムの表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルムの表面に荷電粒子ビームを照射し、引き続き前記長尺フィルムが同一の前記冷却ドラムの表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルムの表面に薄膜を形成する、薄膜形成方法を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記荷電粒子ビームがアノードレイヤー型イオン源により発生させたイオンビームである、薄膜形成方法を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記荷電粒子照射装置がアノードレイヤー型イオン源である、薄膜形成装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記薄膜形成機構と前記荷電粒子照射装置との間に隔壁を備える、薄膜形成装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記荷電粒子照射装置の周辺の空間の圧力を調整するための圧力調整機構を備える、薄膜形成装置を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、真空容器内において、長尺フィルムを冷却ドラムの表面に沿って搬送させながら、前記長尺フィルムが前記冷却ドラムの表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルムの表面に荷電粒子ビームを照射し、引き続き前記長尺フィルムが同一の前記冷却ドラムの表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルムの表面に薄膜を形成する、薄膜形成方法を提供する。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記荷電粒子ビームがアノードレイヤー型イオン源により発生させたイオンビームである、薄膜形成方法を提供する。
本発明において、アノードレイヤー型イオン源とは、円周状あるいはレーストラック状のスリットを備え、前記スリットからイオンビームを発生させることができる構造の装置のこと をいう。
本発明によれば、以下に説明するとおり、薄膜形成加工時にしわや熱負けなどの欠点を発生させることなく、プラスチックフィルムとその表面に形成した薄膜との間の密着力が優れた蒸着フィルムを生産性良く得ることができる。
以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の薄膜形成装置の一例を示す概略断面図である。真空排気が可能な真空容器1の内部には冷却ドラム2を備える。巻出しロール3から巻き出された長尺フィルム4は、搬送ロール5を経由した後、前記冷却ドラム2の表面に沿って冷却されながら搬送され、別の搬送ロール5を経由して巻取りロール6に巻き取られる。また、薄膜形成機構7が前記冷却ドラム2に対向した位置に配置される。前記薄膜形成機構7は、前記長尺フィルム4が前記冷却ドラム2の表面に沿って冷却されながら搬送されている間に、前記長尺フィルム4の表面に薄膜を形成するためのものであり、薄膜を構成しようとする材料を前記長尺フィルム4の表面に真空中で供給できるものであれば任意の形式のものを選択することができる。例えば、薄膜形成機構7として、材料を加熱して気化供給する抵抗加熱蒸発源、誘導加熱蒸発源、電子ビーム加熱蒸発源や、イオンによるスパッタリング現象を用いるスパッタ電極、材料をガスとして供給してプラズマにより分解したのち化学的に再結合させるプラズマCVD機構などを選択することができるが、その他のものを用いても構わない。
本発明では、前記薄膜形成機構7に対して前記長尺フィルム4の搬送方向の上流側に、前記冷却ドラム2に対向するように荷電粒子照射装置8を設ける。荷電粒子照射装置8は、正イオン、負イオン、電子ビームなどの荷電粒子を、前記冷却ドラム2の表面に沿って搬送されている長尺フィルム4の表面に照射する。荷電粒子を照射された後の長尺フィルム4は、そのまま前記冷却ドラム2の表面から剥がされることなく前記薄膜形成機構7へ搬送されて、薄膜が形成される。
一般的に、荷電粒子を用いて密着力向上や表面清浄化のための表面処理を行う場合、非処理物体の表面には荷電粒子により電荷が蓄積して表面電位が上昇し、後からやってきた荷電粒子が反発力を受けて荷電粒子の持つエネルギーが減少したり荷電粒子の量が少なくなったりすることにより、十分な強度の表面処理が行えなくなる恐れがある。しかし、本発明の構成のように冷却ドラム2の表面に沿って搬送されている長尺フィルム4に対して荷電粒子を照射すれば、冷却ドラム2の表面に誘導される電荷により長尺フィルム4の表面電位の上昇が抑制され、荷電粒子の持つエネルギーの低下が抑制されかつ荷電粒子の供給可能量が増えるため、効果の高い表面処理が可能となるため好ましい。
また、荷電粒子を用いる処理の場合、被処理表面に付与されるエネルギー量が多いことが多く、被処理表面の温度が上昇することがある。これにより、長尺フィルム4が熱により変形などのダメージを受ける懸念があるが、本発明では長尺フィルム4が冷却ドラム2の表面に沿って搬送されているため荷電粒子による処理をしながら長尺フィルム4を十分冷却できるため、好ましい。
また、本発明では、冷却ドラム2の表面に沿って搬送されている長尺フィルム4に対して荷電粒子が照射されるため、長尺フィルム4の表面には荷電粒子による電荷が蓄積する。この電荷により、長尺フィルム4と冷却ドラム2との間には静電気力が作用するため、長尺フィルム4と冷却ドラム2とは互いに密着する。これにより、長尺フィルム4と冷却ドラム2との間の熱交換効率が良くなるため、薄膜形成機構7により薄膜が形成されたときに長尺フィルム4が受けた熱を速やかに冷却ドラム2へと放出することができ、長尺フィルム4の熱的ダメージが緩和されるため、好ましい。
なお本発明では、冷却ドラム2の電位は接地電位にしておけば問題ないが、荷電粒子による処理強度や帯電量を調節するために冷却ドラム2の電位を制御しても構わない。例えば、冷却ドラム2を真空容器1などの接地電位の物体から電気的に絶縁できるように支持したうえで、冷却ドラム2に直流電源などを接続して電位を調整できるようにしてもよい。
本発明では、前記薄膜形成機構7により形成される薄膜が導電性薄膜であることが好ましい。冷却ドラム2の表面に沿って搬送されている長尺フィルム4に対して荷電粒子照射装置8により荷電粒子が照射されるため、長尺フィルム4の表面には電荷が蓄積する。この状態で長尺フィルム4が冷却ドラム2の表面から剥離されると、長尺フィルム4と冷却ドラム2との間で剥離放電が発生して長尺フィルム4に帯電が残留することがある。帯電が残留すると、製品の滑り性が悪化して後工程での搬送において問題を引き起こす可能性がある。そこで、本発明のように、荷電粒子照射装置8による長尺フィルム4の表面処理のあと、薄膜形成機構7による長尺フィルム4の表面への薄膜形成を同一の冷却ドラム2の表面に沿って搬送されている長尺フィルム4に対して行い、かつ前記薄膜形成機構7により形成される薄膜が導電性であれば、長尺フィルム4の表面に蓄積された電荷が導電性薄膜に誘起される誘導電荷によりキャンセルされて、冷却ドラム2の表面から剥離されるまでの間に見かけ上の帯電がなくなるため、好ましい。ここでいう導電性薄膜とは、静電気的に導電性であれば見かけ上の帯電がなくなるため問題ないが、好ましくは体積抵抗率が102Ωcm以下であればより迅速に帯電をキャンセルすることができるため、より好ましい。
また本発明では、前記荷電粒子照射装置8がアノードレイヤー型イオン源であることが好ましい。図2にアノードレイヤー型イオン源の一般的な構成の外観図を示す。また図3にはアノードレイヤー型イオン源の一般的な構成の断面図を示す。アノードレイヤー型イオン源は、その前面に円周状あるいはレーストラック状のスリット9を備え、その内部にはスリットの間隙に磁界を形成するための磁石10と、高電圧を印加できるアノード11を備える。アノードレイヤー型イオン源の内部に図示しないガス供給源からガスを供給し、アノード11に高電圧を印加することにより、スリット9からイオンビームを照射することができる。
アノードレイヤー型イオン源はその電極構造を直線状に長くすることができるため、幅が広く均一なイオンビームを発生させることができる。長尺フィルム4の長手方向とアノードレイヤー型イオン源の長手方向が直角になるように配置すれば、長尺フィルム4を搬送することにより長尺フィルム4の幅方向および長手方向の全領域にわたり均一にイオンビームを照射することが可能であるため、好ましい。また、アノードレイヤー型イオン源は、イオン源の動作用熱電子を発生させるためのフィラメントやイオンを加速して送り出すための電極前面のグリッド電極などといったメンテナンス周期が短い構成部品が不要であるため、電極管理の点においても有利であり好ましい。
アノードレイヤー型イオン源はその電極構造を直線状に長くすることができるため、幅が広く均一なイオンビームを発生させることができる。長尺フィルム4の長手方向とアノードレイヤー型イオン源の長手方向が直角になるように配置すれば、長尺フィルム4を搬送することにより長尺フィルム4の幅方向および長手方向の全領域にわたり均一にイオンビームを照射することが可能であるため、好ましい。また、アノードレイヤー型イオン源は、イオン源の動作用熱電子を発生させるためのフィラメントやイオンを加速して送り出すための電極前面のグリッド電極などといったメンテナンス周期が短い構成部品が不要であるため、電極管理の点においても有利であり好ましい。
また本発明では、図4に示すように前記薄膜形成機構7と前記荷電粒子照射装置8との間に隔壁12を備えることが好ましい。前記隔壁の材質は任意のものを選択できるが、前記薄膜形成機構7からの熱の影響を考慮して耐熱性および機械的強度の観点からステンレスやアルミニウムなどの金属を用いることが好ましい。また、前記隔壁12が熱を受けた時の変形等を防止するために、前記隔壁12の内部に冷却水を通水するなどの冷却機構を備えていても構わない。前記隔壁12の形状は板状やブロック状など任意のもので構わないが、前記薄膜形成機構7の位置から見たときに前記荷電粒子照射装置8が見通せないように前記隔壁12を配置することが、荷電粒子照射装置8の汚れ防止等の観点から好ましい。荷電粒子照射装置8の表面に薄膜が付着したり、薄膜の断片が荷電粒子照射装置8の内部に侵入したりすると、荷電粒子照射装置8の異常放電を誘発することがあり、荷電粒子の照射状態が不安定になってしまう。そこで隔壁12を設けることにより、荷電粒子照射装置8への薄膜の付着や内部への薄膜断片の侵入を防止することができ、荷電粒子を安定して照射することができるため好ましい。また、前記隔壁12と冷却ドラム2との隙間はできるだけ狭い方が、隔壁12により圧力差を設けるためには好ましく、その隙間は10mm以下が好ましく、5mm以下であればより好ましい。薄膜形成機構7における適正な雰囲気圧力範囲と荷電粒子照射装置8の適正な雰囲気圧力範囲とが異なる場合であっても、前記隔壁12を設けることにより薄膜形成機構7の周辺の雰囲気圧力と荷電粒子照射装置8の周辺の雰囲気圧力との差圧を確保できるようになるため、好ましい。
また本発明では、図5に示すように前記荷電粒子照射装置8の周辺の空間の圧力を調整するための圧力調整機構13を備えることが好ましい。一般的に荷電粒子照射装置8にはそれぞれの荷電粒子発生方式に応じて運転時に好ましい安定動作圧力範囲が存在する。特に荷電粒子照射装置8がアノードレイヤー型イオン源である場合、その安定動作圧力範囲はたとえば0.2Paから2Pa程度などであり、その範囲を外れると放電は可能であるが放電光がちらついたりアーク放電が発生したりするなど、安定的な放電ができなくなってしまうことがある。そこで、荷電粒子照射装置8による荷電粒子の供給状態を安定させるために、圧力調整機構13を設けることが好ましい。圧力調整機構13としては、荷電粒子照射装置8の周辺の空間の圧力を調整できるものであれば任意のもので構わないが、例えば荷電粒子照射装置8の周辺の空間を局所的に排気可能な真空ポンプや、荷電粒子照射装置8の周辺の空間とその他の空間を仕切る隔壁12に設けた開度調整が可能な開口部、荷電粒子照射装置8の周辺の空間にガスを供給できるガスノズル、などであれば圧力調整を容易かつ安定に実施可能であるため、好ましい。
また本発明では、真空容器1内において、長尺フィルム4を冷却ドラム2の表面に沿って搬送させながら、前記長尺フィルム4が前記冷却ドラム2の表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルム4の表面に荷電粒子ビームを照射し、引き続き前記長尺フィルム4が同一の前記冷却ドラム2の表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルム4の表面に薄膜を形成することが好ましい。このような薄膜形成方法によれば、薄膜形成加工時にしわや熱負けなどの欠点を発生させることなく、フィルムとその表面に形成した薄膜との間の密着力が優れた蒸着フィルムを生産性良く得ることができるため、好ましい。
また本発明では、真空容器1内において、長尺フィルム4を冷却ドラム2の表面に沿って搬送させながら、前記長尺フィルム4が前記冷却ドラム2の表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルム4の表面に荷電粒子ビームを照射し、引き続き前記長尺フィルム4が同一の前記冷却ドラム2の表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルム4の表面に薄膜を形成することが好ましい。このような薄膜形成方法によれば、薄膜形成加工時にしわや熱負けなどの欠点を発生させることなく、フィルムとその表面に形成した薄膜との間の密着力が優れた蒸着フィルムを生産性良く得ることができるため、好ましい。
さらに本発明では、前記荷電粒子ビームがアノードレイヤー型イオン源により発生させたイオンビームであることが好ましい。アノードレイヤー型イオン源であれば、既に説明した通り長尺フィルムの幅方向にわたり広く均一な荷電粒子ビームを安定的に供給することができるため、長尺フィルムを搬送させることで長尺フィルムの長手方向にわたりフィルムの全面に均一な表面処理及び帯電付与が可能であるため、好ましい。
以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。
[実施例1]
図1に示す装置を用いて、長尺フィルム4の表面に薄膜を形成した。長尺フィルム4として厚さ12μm、幅300mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製、“ルミラー”(登録商標)P60)を用い、薄膜の材料としては純度99%以上のアルミニウムを使用した。薄膜形成機構7としては電子ビーム蒸着装置を使用した。冷却ドラム2の温度を−15℃に設定し、長尺フィルム4を速度300m/minで搬送させた。荷電粒子照射装置8として電子ビーム照射装置を設置して、薄膜が形成される前の長尺フィルム4の表面に荷電粒子を照射した。荷電粒子が照射された長尺フィルム4の表面に電子ビーム蒸着により厚さ60nmのアルミニウムの薄膜を形成したあと巻き取ることにより、長尺の蒸着フィルムを得た。
図1に示す装置を用いて、長尺フィルム4の表面に薄膜を形成した。長尺フィルム4として厚さ12μm、幅300mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製、“ルミラー”(登録商標)P60)を用い、薄膜の材料としては純度99%以上のアルミニウムを使用した。薄膜形成機構7としては電子ビーム蒸着装置を使用した。冷却ドラム2の温度を−15℃に設定し、長尺フィルム4を速度300m/minで搬送させた。荷電粒子照射装置8として電子ビーム照射装置を設置して、薄膜が形成される前の長尺フィルム4の表面に荷電粒子を照射した。荷電粒子が照射された長尺フィルム4の表面に電子ビーム蒸着により厚さ60nmのアルミニウムの薄膜を形成したあと巻き取ることにより、長尺の蒸着フィルムを得た。
この時、蒸着フィルムの外観は、しわや熱負けによる変形は確認されず良好であった。
このようにして得た長尺の蒸着フィルムの密着力評価を以下の方法で行った。長尺の蒸着フィルムの幅方向における中央部からA4サイズの大きさでサンプルを切り出した。切り出したサンプルの蒸着面にウレタン系2液型接着剤(東洋モートン株式会社製、AD503、CAT−10)をドライ膜厚で3μm相当の厚さで塗布して、厚さ12μmのPETフィルム(東レ株式会社製、“ルミラー”(登録商標)P60)をラミネートした。またサンプルの蒸着面と反対側の基材側にも同上のウレタン系2液型接着剤をドライ膜厚で3μm相当の厚さで塗布し、厚さ60μmの未延伸PPフィルム(東レフィルム加工株式会社製、“トレファン”(登録商標)NO「ZK100」)とラミネートした。これを40℃のオーブンに入れて48時間のエージング処理を行い、積層体を形成した。その積層体を12cm角にカットしたものを2枚用意し、未延伸PPフィルムが内側になるように2枚を重ねて、ヒートシーラー(富士インパルス株式会社製、インパルスシーラー“VAC−PAC”VT−400)を用いて、2秒間加熱、3秒間冷却の条件で三方をシールした。袋状になった部分に蒸留水100mlを入れ、空気が入らないようにして残る開放部分をシールして、密封状態とした。これをオートクレーブ(トミー精工株式会社製、レトルト食品用オートクレーブ)に入れ、135℃の熱水中に30分間放置した後取り出した。室温の水の中に浸漬して室温になったことを確認後、シ−ル部をカットして袋内部の水を排出した。袋を構成していた積層体を幅15mm長さ100mmの大きさに切り取り、引張圧縮試験機(株式会社オリエンテック製、“テンシロン”万能試験機)を用いて、剥離面に綿棒で水分を供給しながら、T型剥離、引張速度50mm/minの条件でラミネート強度を測定した。ラミネート強度の測定結果は、150g/15mmと良好であった。
[実施例2]
長尺フィルム4として厚さ12μm、幅2000mmのPETフィルム(東レ株式会社製、“ルミラー”(登録商標)P60)を用い、荷電粒子照射装置としてアノードレイヤー型イオン源を用いた。荷電粒子照射装置8の電源電圧を2kVに設定してイオンビームを照射した。それ以外は実施例1と同様の方法で長尺の蒸着フィルムを得た。
長尺フィルム4として厚さ12μm、幅2000mmのPETフィルム(東レ株式会社製、“ルミラー”(登録商標)P60)を用い、荷電粒子照射装置としてアノードレイヤー型イオン源を用いた。荷電粒子照射装置8の電源電圧を2kVに設定してイオンビームを照射した。それ以外は実施例1と同様の方法で長尺の蒸着フィルムを得た。
このようにして得た蒸着フィルムの外観は、広幅のフィルムにも関わらず全幅にわたりしわや熱負けによる変形などは確認されず良好であった。
またこのようにして得た蒸着フィルムを実施例1と同様の方法を用いて、ラミネート強度の測定を実施した。ラミネート強度の測定結果は250g/15mmと良好であった。
[実施例3]
図4に示すように、薄膜形成機構7と荷電粒子照射装置8との間に隔壁12を設置した。隔壁12の厚さは10mm、隔壁12の端部と冷却ドラム2との隙間は3mmに設定した。それ以外は実施例2と同様にして、長尺の蒸着フィルムを得た。
図4に示すように、薄膜形成機構7と荷電粒子照射装置8との間に隔壁12を設置した。隔壁12の厚さは10mm、隔壁12の端部と冷却ドラム2との隙間は3mmに設定した。それ以外は実施例2と同様にして、長尺の蒸着フィルムを得た。
このようにして得た蒸着フィルムの外観は、フィルムの全幅および全長さにおいてしわや熱負けによる変形などは確認されず良好であった。
またこのようにして得た蒸着フィルムを実施例1と同様の方法を用いて、ラミネート強度の測定を実施した。ラミネート強度の測定結果は250g/15mmと良好であった。
また、2時間連続蒸着を実施したあとの荷電粒子照射装置8の汚れ状態を確認したところ、実施例2では荷電粒子照射装置8の表面に蒸着膜が付着して清掃が必要であったが、本実施例では蒸着膜の付着が全く見られず、清掃は不要であった。
[実施例4]
図5に示すように、荷電粒子照射装置8の周辺の空間の圧力を調整するための圧力調整機構13として、排気配管、圧力調整バルブおよび真空ポンプを設置した。真空ポンプとしてはターボ分子ポンプを用い、圧力調整バルブにバタフライ型バルブを用いてその開度と荷電粒子照射装置8へのガス供給量とで荷電粒子照射装置8の周辺の空間の圧力を調整した。
図5に示すように、荷電粒子照射装置8の周辺の空間の圧力を調整するための圧力調整機構13として、排気配管、圧力調整バルブおよび真空ポンプを設置した。真空ポンプとしてはターボ分子ポンプを用い、圧力調整バルブにバタフライ型バルブを用いてその開度と荷電粒子照射装置8へのガス供給量とで荷電粒子照射装置8の周辺の空間の圧力を調整した。
荷電粒子照射装置8へのガス供給量を200sccmとして、荷電粒子照射装置8の周辺の空間の圧力が0.5Paになるように圧力調整バルブの開度を調整した。荷電粒子照射装置8の電源電圧を3kVに設定し、実施例3と同様にして長尺の蒸着フィルムを得た。
このようにして得た蒸着フィルムの外観は、フィルムの全幅および全長さにおいてしわや熱負けによる変形などは確認されず良好であった。
またこのようにして得た蒸着フィルムを実施例1と同様の方法を用いてラミネート強度の評価を実施した。ラミネート強度の測定結果は400g/15mmであり、非常に良好であった。
[比較例1]
図6に示す装置を用いて、長尺の蒸着フィルムを作成した。本発明の荷電粒子照射装置は搭載せず、真空プラズマ処理装置14を設置した。真空プラズマ処理装置14は平行平板型電極からなり、電極には図示しないマッチングボックスおよび13.56MHzの高周波電源を接続して、5kWの電力を投入した。荷電粒子照射装置を使用せずに真空プラズマ処理装置14を用いたこと以外は実施例1と同様の条件で、長尺の蒸着フィルムを得た。
図6に示す装置を用いて、長尺の蒸着フィルムを作成した。本発明の荷電粒子照射装置は搭載せず、真空プラズマ処理装置14を設置した。真空プラズマ処理装置14は平行平板型電極からなり、電極には図示しないマッチングボックスおよび13.56MHzの高周波電源を接続して、5kWの電力を投入した。荷電粒子照射装置を使用せずに真空プラズマ処理装置14を用いたこと以外は実施例1と同様の条件で、長尺の蒸着フィルムを得た。
このようにして得た蒸着フィルムの外観は、フィルムの端部にシワ状の蒸着膜ムラが確認され、巻き上がりの製品ロール表層には熱負けによる窪みがあり、外観は不良であった。
またこのようにして得た蒸着フィルムを実施例1と同様の方法を用いて、ラミネート強度の評価を実施した。ラミネート強度の測定結果は50g/15mmであった。
本発明は、各種薄膜形成装置、各種薄膜形成方法に応用することができる。
1 真空容器
2 冷却ドラム
3 巻出しロール
4 長尺フィルム
5 搬送ロール
6 巻取りロール
7 薄膜形成機構
8 荷電粒子照射装置
9 スリット
10 磁石
11 アノード
12 隔壁
13 圧力調整機構
14 真空プラズマ処理装置
2 冷却ドラム
3 巻出しロール
4 長尺フィルム
5 搬送ロール
6 巻取りロール
7 薄膜形成機構
8 荷電粒子照射装置
9 スリット
10 磁石
11 アノード
12 隔壁
13 圧力調整機構
14 真空プラズマ処理装置
Claims (6)
- 真空容器内に、冷却ドラムと、前記冷却ドラムに対向して配置された薄膜形成機構を備え、前記冷却ドラムの表面に沿って搬送される長尺フィルムの表面に前記薄膜形成機構により薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記薄膜形成機構に対して前記長尺フィルムの搬送方向の上流側に、前記冷却ドラムに対向して配置された荷電粒子照射装置を備える、薄膜形成装置。
- 前記荷電粒子照射装置がアノードレイヤー型イオン源である、請求項1に記載の薄膜形成装置。
- 前記薄膜形成機構と前記荷電粒子照射装置との間に隔壁を備える、請求項1又は2に記載の薄膜形成装置。
- 前記荷電粒子照射装置の周辺の空間の圧力を調整するための圧力調整機構を備える、請求項1〜3のいずれかに記載の薄膜形成装置。
- 真空容器内において、長尺フィルムを冷却ドラムの表面に沿って搬送させながら、前記長尺フィルムが前記冷却ドラムの表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルムの表面に荷電粒子ビームを照射し、引き続き前記長尺フィルムが同一の前記冷却ドラムの表面に沿って搬送されつつある状態で前記長尺フィルムの表面に薄膜を形成する、薄膜形成方法。
- 前記荷電粒子ビームがアノードレイヤー型イオン源により発生させたイオンビームである、請求項5に記載の薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
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