JP4238565B2 - 真空蒸着装置及び蒸着フィルム製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材フィルム表面に蒸着層を形成して蒸着フィルムを製造するための真空蒸着装置及び蒸着フィルム製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィルムシート状の紙やプラスチック等からなる素材フィルムに対し、ガスバリア性や防湿性を持たせるように、真空中で金属等の蒸着層を素材フィルム表面に形成可能な真空蒸着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の真空蒸着装置は、通常、次の（１）〜（３）のように動作する。
（１）真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを適宜、テンションロールを介して入側ガイドロールからコーティングロールに導入する。
（２）コーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成する。
（３）コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら、当該蒸着フィルムを適宜、テンションロールを介して巻取りロールに巻き取らせる。
【０００４】
ここで、巻出し及び巻取りロール、コーティングロール及びテンションロールは、それぞれ図示しないモータにより回転が制御されている。それ以外の各ロールは、フィルムの移動に応じて回転するフリーロールになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２７９８４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような真空蒸着装置では、通常は何の問題もないが、本発明者の検討によれば、次のような点で改良の余地があると考えられる。
【０００７】
例えば、蒸着フィルムが巻取りロールに巻き取られるまでの間に、蒸着フィルム表面の蒸着層が各ロールに擦られ、蒸着層に傷が入る可能性がある点である。仮に蒸着層に傷が入ると、ガスバリア性や防湿性といった蒸着層の性能が不十分になる恐れがある。このため、蒸着層に傷が入る可能性がある点を解消するように、改良する余地があると考えられる。
【０００８】
本発明は上記実情を考慮してなされたもので、蒸着層に傷が入る可能性を解消でき、蒸着層の性能を十分に実現し得る真空蒸着装置及び蒸着フィルム製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応する発明は、真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを入側ガイドロールからコーティングロールに導入し、このコーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成し、前記コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら当該蒸着フィルムを巻取りロールに巻き取らせる真空蒸着装置であって、前記コーティングロールの外周速度ｖ１と前記出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるための同調手段、を備えており、前記同調手段としては、前記コーティングロールの回転軸を回転中心とする第１歯車と、前記出側ガイドロールの回転軸を回転中心とする第２歯車と、前記第１歯車の回転を前記第２歯車に伝達するための偶数個の中間歯車と、を備え、前記第１歯車、前記第２歯車及び前記各中間歯車の歯数としては、前記コーティングロールの半径をｒ１とし、前記出側ガイドロールの半径をｒ２としたとき、前記第１歯車の単位時間当りの回転数ｎ１と前記第２歯車の単位時間当りの回転数ｎ２とがｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）の関係をもつように設けられている真空蒸着装置である。
【００１１】
さらに、請求項２に対応する発明は、真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを入側ガイドロールからコーティングロールに導入し、このコーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成し、前記コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら当該蒸着フィルムを巻取りロールに巻き取らせる真空蒸着装置であって、前記コーティングロールの外周速度ｖ１と前記出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるための同調手段、を備えており、前記同調手段としては、前記コーティングロールの半径ｒ１をｋ倍（０．４＜ｋ≦１）した半径ｒ１’を有し、当該コーティングロールの回転軸を回転中心とする第１ベルト車と、前記出側ガイドロールの半径ｒ２を前記ｋ倍した半径ｒ２’を有し、当該出側ガイドロールの回転軸を回転中心とする第２ベルト車と、前記第１ベルト車の回転を前記第２ベルト車に伝達するためのベルトと、を備えた真空蒸着装置である。
【００１３】
一方、請求項３，４に対応する発明は、請求項１，２に対応する真空蒸着装置を蒸着フィルム製造方法として表現したものである。
【００１４】
（作用）
従って、請求項１〜４に対応する発明は、同調手段１８が、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２とすることにより、蒸着フィルムｆ２表面の蒸着層が出側ガイドロール１５に擦れないため、蒸着層に傷が入る可能性を解消でき、蒸着層の性能を十分に実現させることができる。
【００１５】
また、請求項１，３に対応する発明は、同調手段が第１歯車、第２歯車及び中間歯車により構成されるので、容易且つ確実に、前述した作用を奏することができる。
【００１６】
さらに、請求項２，４に対応する発明は、同調手段が第１ベルト車、第２ベルト車及びベルトにより構成されるので、容易且つ確実に、前述した作用を奏することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態は、蒸着層に傷が入る可能性を解消する観点から、コーティングロールの外周速度ｖ１と出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２とするための同調手段を設けたものである。
【００１９】
すなわち、本発明者の検討によれば、蒸着層に傷が入る状況は、形成された蒸着層が最初に接する出側ガイドロールの外周速度ｖ２がコーティングロールの外周速度ｖ１よりも遅い場合に、蒸着層が出側ガイドロールに擦れて生じるからである。このため、各実施形態は、いずれも蒸着層が出側ガイドロールに擦れないようにするための同調手段を備えた点で共通し、同調手段の構成が異なる点で相違している。以下、順に説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る真空蒸着装置の構成を模式的に示す断面図であり、図２はこの真空蒸着装置の一部を示す模式図である。この真空蒸着装置１は、紙又はプラスチック等の素材フィルムｆ１の表面に、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素等の蒸着層を形成して、ガスバリア性や防湿性を有する蒸着フィルムｆ２を製造するものである。図示するように、隔壁２を介して導入出部１０及び蒸着室２０が互いに隔てられている。
導入出部１０は、素材フィルムｆ１を蒸着室２０に導入し、蒸着フィルムｆ２を蒸着室２０から導出するための部屋であり、巻出ロール１１、入側テンションロール１２、入側ガイドロール１３、コーティングロール１４、出側ガイドロール１５、出側テンションロール１６、巻取りロール１７及び同調手段１８を備えている。
【００２１】
巻出ロール１１は、予め素材フィルムｆ１が巻かれており、蒸着フィルムの製造時に、この素材フィルムｆ１が入側テンションロール１２に巻き出されるものである。
【００２２】
入側テンションロール１２は、任意の巻出経路上に適宜、複数個（図示せず）が配置され、巻出ロール１１から巻き出された素材フィルムｆ１の張力を調整しつつ、入側ガイドロール１３に導出するものである。
【００２３】
入側ガイドロール１３は、コーティングロール１４の近傍に配置され、入側テンションロール１２から導出された素材フィルムｆ１をコーティングロール１４に案内しながら導出するものである。
【００２４】
コーティングロール１４は、一部が蒸着室２０内のルツボ２１に対向するように配置され、入側ガイドロール１３から導出された素材フィルムｆ１を蒸着室２０内に導出し、素材フィルムｆ１表面に蒸着層が形成されてなる蒸着フィルムｆ２を出側ガイドロール１５に導出するものである。なお、コーティングロール１４、図示しない制御装置から回転数（毎分）等が制御されることにより、結果として外周速度ｖ１で回転可能となっている。
【００２５】
出側ガイドロール１５は、コーティングロール１４の近傍に配置され、蒸着フィルムｆ２がコーティングロール１４から導出された後に最初に蒸着層表面が接するロールであり、この蒸着フィルムｆ２を出側テンションロール１６に導出するものである。
【００２６】
ここで、コーティングロール１４の近傍とは、例えば１５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内であるが、これに限らず、５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内としてもよい。また、本明細書中の真空蒸着装置１０は、同調手段１８の説明に不要なものはその記載を省略している。
【００２７】
また、出側ガイドロール１５は、同調手段１８から制御され、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と同じ外周速度ｖ２を有して回転することにより、蒸着フィルムｆ２の蒸着面に傷を付けずに、蒸着フィルムｆ２を出側テンションロール１６に導出するものとなっている。
【００２８】
出側テンションロール１６は、任意の巻取り経路上に適宜、複数個（図示せず）が配置され、出側ガイドロール１５から導出された蒸着フィルムｆ２の張力を調整しつつ、巻取りロール１７に導出するものである。
【００２９】
巻取りロール１７は、出側テンションロール１６から導出された蒸着フィルムｆ２が巻き取られるものである。
【００３０】
同調手段１８は、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と、出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるためのものであり、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）に示す方式などが使用可能となっている。
【００３１】
（ａ）歯車を介して同調させる構成であり、例えば平歯車、はすば歯車、かさ歯車、ねじ歯車、ウォームとウォームホイールなどの任意の歯車が適宜、用いられる。
【００３２】
（ｂ）ベルトを介して同調させる方式で、例えばＶベルト、タイミングベルト又は歯付ベルト等の任意のベルトが用いられる。なお、ベルトに限らず、チェーンを用いてもよい。
【００３３】
（ｃ）モータを制御する方式であり、例えばコーティングロール１４のモータＭ１とは別に設けられ、出側ガイドロール１５を回転させるモータＭ２と、このモータＭ２の回転を制御するモータ制御部とが用いられる。
【００３４】
蒸着室２０は、蒸着材料を保持するルツボ２１を収容し、図示しない電子銃などの蒸発手段により、ルツボ２１内の蒸着材料を蒸発させ、コーティングロール１４により導入される素材フィルムｆ１の表面に蒸着層を形成するための部屋である。
【００３５】
なお、蒸着室２０に用いられる蒸着方式は、ＰＶＤ（physical vapor deposition: 物理蒸着法）方式及びＣＶＤ（chemical vapor deposition: 化学蒸着法）方式のいずれの方式としてもよい。ＰＶＤ方式としては、抵抗加熱、誘導加熱及び電子線加熱等のいずれかの方式としてもよい。
【００３６】
次に、以上のように構成された真空蒸着装置による蒸着フィルムの製造方法を説明する。
真空蒸着装置１においては、真空中で巻出しロール１１から巻き出した素材フィルムｆ１を入側テンションロール１２を介して入側ガイドロール１４からコーティングロール１４に導入する。
コーティングロール１４は、この素材フィルムｆ１を蒸着室２０に導入し、素材フィルムｆ１表面に蒸着層が形成されてなる蒸着フィルムｆ２を出側ガイドロール１５に導出する。
【００３７】
出側ガイドロール１５は、この蒸着フィルムｆ２表面の蒸着層を押さえながら、当該蒸着フィルムｆ２を出側テンションロール１６に導出する。
【００３８】
このとき、同調手段１８により、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と、出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とがｖ１＝ｖ２となるように同調されている。
【００３９】
これにより、形成後の蒸着層を導出する速度ｖ１と、蒸着層に最初に接して蒸着層を押さえるロール１５の速度ｖ２とが一致することにより、蒸着層が出側ガイドロール１５に擦れることが無いので、蒸着層に傷を付けずに蒸着フィルムｆ２を出側テンションロール１６に導出できる。
【００４０】
以下同様に、出側テンションロール１６は、導出された蒸着フィルムｆ２を巻取りロール１７に導出し、巻取りロール１７はこの蒸着フィルムｆ２を順次巻き取る。しかる後、巻出ロール１１の全ての素材フィルムｆ１を蒸着室を通して蒸着フィルムｆ２に形成し、巻取りロール１７に巻き取った時点で、巻取りロール１７単位の蒸着フィルムｆ２の製造が完了する。
【００４１】
上述したように本実施形態によれば、同調手段１８が、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２とすることにより、蒸着フィルムｆ２表面の蒸着層が出側ガイドロール１５に擦れないため、蒸着層に傷が入る可能性を解消でき、蒸着層の性能を十分に実現させることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。なお、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００４３】
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の具体例であり、同調手段１８を（ａ）歯車により実現した構成となっている。
【００４４】
係る同調手段１８は、コーティングロール１４の回転軸を回転中心とする第１歯車ａ１と、出側ガイドロール１５の回転軸を回転中心とする第２歯車ａ２と、第１歯車ａ１の回転を第２歯車ａ２に伝達するための２個の中間歯車ａ３，ａ４とを備えている。
【００４５】
ここで、各歯車ａ１〜ａ４としては、平歯車を用いたが、これに限らず、前述したように任意の歯車が適用可能となっている。
【００４６】
また、中間歯車ａ３，ａ４の個数は、２個に限らず、任意の偶数個であればよい。偶数個の理由は、コーティングロール１４と出側ガイドロール１５との回転方向の関係（互いに逆回転）を変えない意味であり、この意味を満たすならば特殊な配置により奇数個にしてもよい。なお、この偶数個は０をも含んでいる（中間歯車ａ３，ａ４を省略し、第１歯車ａ１が直接、第２歯車ａ２に回転力を伝達する構成に変形してもよい）。
【００４７】
また、第１歯車ａ１、第２歯車ａ２及び各中間歯車ａ３，ａ４の歯数は、コーティングロール１４の半径をｒ１とし、出側ガイドロール１５の半径をｒ２としたとき、第１歯車ａ１の単位時間当りの回転数ｎ１と第２歯車ａ２の単位時間当りの回転数ｎ２とがｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）の関係をもつように設定されている。
【００４８】
以上のような構成としても、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させることができるので、第１の実施形態の効果を得ることができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図である。
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の具体例であり、同調手段１８を（ｂ）ベルトにより実現した構成となっている。
【００５０】
係る同調手段１８は、第１ベルト車ｂ１、第２ベルト車ｂ２及びベルトｂ３を備えている。
第１ベルト車ｂ１は、コーティングロール１４の半径ｒ１をｋ倍（例、０．４＜ｋ≦１）した半径ｒ１’を有し、当該コーティングロール１４の回転軸を回転中心に回転するものである。
【００５１】
第２ベルト車ｂ２は、出側ガイドロール１５の半径ｒ２を上記ｋ倍した半径ｒ２’を有し、当該出側ガイドロール１５の回転軸を回転中心にして回転するものである。
【００５２】
ここで、両ベルト車ｂ１，ｂ２の半径ｒ１’，ｒ２’を同一値ｋを用いて設計した理由は、両ベルト車ｂ１，ｂ２と、両ロール１４，１５とを互いに相似形にすることにより、容易且つ確実に、両ロール１４，１５の外周速度ｖ１，ｖ２をｖ１＝ｖ２に同調させるためである。
【００５３】
ベルトｂ３は、第１ベルト車ｂ１の回転力を第２ベルト車ｂ２に伝達するものであり、前述したように任意のベルトが適用可能となっている。
【００５４】
以上のような構成としても、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させることができるので、第１の実施形態の効果を得ることができる。
【００５５】
（第４の実施形態）
図５は本発明の第４の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図である。
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の具体例であり、同調手段１８を（ｃ）モータ制御により実現した構成となっている。
【００５６】
係る同調手段１８は、モータＭ２、第１回転計ｃ１、第２回転計ｃ２及びモータ制御部ｃ３を備えている。
ここで、モータＭ２は、コーティングロール１４を回転させる既存のモータＭ１とは独立に設けられ、モータ制御部ｃ３から制御され、出側ガイドロール１５を回転させるためのものである。
【００５７】
第１回転計ｃ１は、コーティングロール１４の単位時間当りの回転数ｎ１を測定し、得られた回転数ｎ１をモータ制御部ｃ３に送出するものである。
【００５８】
第２回転計ｃ２は、出側ガイドロール１５の単位時間当りの回転数ｎ２’を測定し、得られた回転数ｎ２’をモータ制御部ｃ３に送出するものである。
【００５９】
モータ制御部ｃ３は、第１回転計ｃ１から受けた回転数ｎ１及び第２回転計ｃ２から受けた回転数ｎ２’に基づいて、出側ガイドロール１５の単位時間当りの回転数ｎ２をｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）とするように、モータＭ２を制御する機能をもっている。
【００６０】
以上のような構成としても、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させることができるので、第１の実施形態の効果を得ることができる。
【００６１】
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００６２】
例えば第４の実施形態の場合、モータ制御部ｃ３は、回転数ｎ１を第１回転計ｃ１から得る場合に限らず、既存のモータＭ１のモータ制御部（図示せず）から得る構成としてもよい。
【００６３】
また、回転数ｎ１は、ここでは測定値としたが、これに限らず、設定値に変形してもよい。さらに、第１回転計ｃ１は、コーティングロール１４の単位時間当りの回転数ｎ１と、モータＭ１の回転数とが等しい場合（ロール１４とモータＭ１の回転軸が共通の場合）、モータＭ１の回転数を測定するものに変形してもよい。また、回転数ｎ１の変形例は、回転数ｎ２でも同様に適用可能である。
【００６４】
また、各回転計ｃ１，ｃ２は、回転数ｎ１，ｎ２を測定するものに限らず、各ロール１４，１５の外周速度ｖ１，ｖ２を直接測定するものに変形してもよい。この場合、モータ制御部ｃ３もｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）の式に代えて、ｖ１＝ｖ２の式を用いる構成に変形すればよい。
【００６５】
以上のような種々の変形は、第４の実施形態に限らず、第１乃至第３の実施形態でも同様に考えられる。
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わされた効果が得られる。さらに、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００６６】
その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、蒸着層に傷が入る可能性を解消でき、蒸着層の性能を十分に実現し得る真空蒸着装置及び蒸着フィルム製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る真空蒸着装置の構成を模式的に示す断面図
【図２】同実施形態における真空蒸着装置の一部を示す模式図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図
【図４】本発明の第３の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図
【図５】本発明の第４の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図
【符号の説明】
１…真空蒸着装置
２…隔壁
１０…導入出部
１１…巻出ロール
１２…入側テンションロール
１３…入側ガイドロール
１４…コーティングロール
１５…出側ガイドロール
１６…出側テンションロール
１７…巻取りロール
１８…同調手段
２０…蒸着室
２１…ルツボ
ｆ１…素材フィルム
ｆ２…蒸着フィルム
ｖ１，ｖ２…外周速度
ａ１…第１歯車
ａ２…第２歯車
ａ３，ａ４…中間歯車
ｂ１…第１ベルト車
ｂ２…第２ベルト車
ｂ３…ベルト
Ｍ１，Ｍ２…モータ
ｃ１，ｃ２…回転計
ｃ３…モータ制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材フィルム表面に蒸着層を形成して蒸着フィルムを製造するための真空蒸着装置及び蒸着フィルム製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィルムシート状の紙やプラスチック等からなる素材フィルムに対し、ガスバリア性や防湿性を持たせるように、真空中で金属等の蒸着層を素材フィルム表面に形成可能な真空蒸着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の真空蒸着装置は、通常、次の（１）〜（３）のように動作する。
（１）真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを適宜、テンションロールを介して入側ガイドロールからコーティングロールに導入する。
（２）コーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成する。
（３）コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら、当該蒸着フィルムを適宜、テンションロールを介して巻取りロールに巻き取らせる。
【０００４】
ここで、巻出し及び巻取りロール、コーティングロール及びテンションロールは、それぞれ図示しないモータにより回転が制御されている。それ以外の各ロールは、フィルムの移動に応じて回転するフリーロールになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２７９８４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような真空蒸着装置では、通常は何の問題もないが、本発明者の検討によれば、次のような点で改良の余地があると考えられる。
【０００７】
例えば、蒸着フィルムが巻取りロールに巻き取られるまでの間に、蒸着フィルム表面の蒸着層が各ロールに擦られ、蒸着層に傷が入る可能性がある点である。仮に蒸着層に傷が入ると、ガスバリア性や防湿性といった蒸着層の性能が不十分になる恐れがある。このため、蒸着層に傷が入る可能性がある点を解消するように、改良する余地があると考えられる。
【０００８】
本発明は上記実情を考慮してなされたもので、蒸着層に傷が入る可能性を解消でき、蒸着層の性能を十分に実現し得る真空蒸着装置及び蒸着フィルム製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応する発明は、真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを入側ガイドロールからコーティングロールに導入し、このコーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成し、前記コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら当該蒸着フィルムを巻取りロールに巻き取らせる真空蒸着装置であって、前記コーティングロールの外周速度ｖ１と前記出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるための同調手段、を備えており、前記同調手段としては、前記コーティングロールの回転軸を回転中心とする第１歯車と、前記出側ガイドロールの回転軸を回転中心とする第２歯車と、前記第１歯車の回転を前記第２歯車に伝達するための偶数個の中間歯車と、を備え、前記第１歯車、前記第２歯車及び前記各中間歯車の歯数としては、前記コーティングロールの半径をｒ１とし、前記出側ガイドロールの半径をｒ２としたとき、前記第１歯車の単位時間当りの回転数ｎ１と前記第２歯車の単位時間当りの回転数ｎ２とがｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）の関係をもつように設けられている真空蒸着装置である。
【００１１】
さらに、請求項２に対応する発明は、真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを入側ガイドロールからコーティングロールに導入し、このコーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成し、前記コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら当該蒸着フィルムを巻取りロールに巻き取らせる真空蒸着装置であって、前記コーティングロールの外周速度ｖ１と前記出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるための同調手段、を備えており、前記同調手段としては、前記コーティングロールの半径ｒ１をｋ倍（０．４＜ｋ≦１）した半径ｒ１’を有し、当該コーティングロールの回転軸を回転中心とする第１ベルト車と、前記出側ガイドロールの半径ｒ２を前記ｋ倍した半径ｒ２’を有し、当該出側ガイドロールの回転軸を回転中心とする第２ベルト車と、前記第１ベルト車の回転を前記第２ベルト車に伝達するためのベルトと、を備えた真空蒸着装置である。
【００１３】
一方、請求項３，４に対応する発明は、請求項１，２に対応する真空蒸着装置を蒸着フィルム製造方法として表現したものである。
【００１４】
（作用）
従って、請求項１〜４に対応する発明は、同調手段１８が、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２とすることにより、蒸着フィルムｆ２表面の蒸着層が出側ガイドロール１５に擦れないため、蒸着層に傷が入る可能性を解消でき、蒸着層の性能を十分に実現させることができる。
【００１５】
また、請求項１，３に対応する発明は、同調手段が第１歯車、第２歯車及び中間歯車により構成されるので、容易且つ確実に、前述した作用を奏することができる。
【００１６】
さらに、請求項２，４に対応する発明は、同調手段が第１ベルト車、第２ベルト車及びベルトにより構成されるので、容易且つ確実に、前述した作用を奏することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態は、蒸着層に傷が入る可能性を解消する観点から、コーティングロールの外周速度ｖ１と出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２とするための同調手段を設けたものである。
【００１９】
すなわち、本発明者の検討によれば、蒸着層に傷が入る状況は、形成された蒸着層が最初に接する出側ガイドロールの外周速度ｖ２がコーティングロールの外周速度ｖ１よりも遅い場合に、蒸着層が出側ガイドロールに擦れて生じるからである。このため、各実施形態は、いずれも蒸着層が出側ガイドロールに擦れないようにするための同調手段を備えた点で共通し、同調手段の構成が異なる点で相違している。以下、順に説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る真空蒸着装置の構成を模式的に示す断面図であり、図２はこの真空蒸着装置の一部を示す模式図である。この真空蒸着装置１は、紙又はプラスチック等の素材フィルムｆ１の表面に、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素等の蒸着層を形成して、ガスバリア性や防湿性を有する蒸着フィルムｆ２を製造するものである。図示するように、隔壁２を介して導入出部１０及び蒸着室２０が互いに隔てられている。
導入出部１０は、素材フィルムｆ１を蒸着室２０に導入し、蒸着フィルムｆ２を蒸着室２０から導出するための部屋であり、巻出ロール１１、入側テンションロール１２、入側ガイドロール１３、コーティングロール１４、出側ガイドロール１５、出側テンションロール１６、巻取りロール１７及び同調手段１８を備えている。
【００２１】
巻出ロール１１は、予め素材フィルムｆ１が巻かれており、蒸着フィルムの製造時に、この素材フィルムｆ１が入側テンションロール１２に巻き出されるものである。
【００２２】
入側テンションロール１２は、任意の巻出経路上に適宜、複数個（図示せず）が配置され、巻出ロール１１から巻き出された素材フィルムｆ１の張力を調整しつつ、入側ガイドロール１３に導出するものである。
【００２３】
入側ガイドロール１３は、コーティングロール１４の近傍に配置され、入側テンションロール１２から導出された素材フィルムｆ１をコーティングロール１４に案内しながら導出するものである。
【００２４】
コーティングロール１４は、一部が蒸着室２０内のルツボ２１に対向するように配置され、入側ガイドロール１３から導出された素材フィルムｆ１を蒸着室２０内に導出し、素材フィルムｆ１表面に蒸着層が形成されてなる蒸着フィルムｆ２を出側ガイドロール１５に導出するものである。なお、コーティングロール１４、図示しない制御装置から回転数（毎分）等が制御されることにより、結果として外周速度ｖ１で回転可能となっている。
【００２５】
出側ガイドロール１５は、コーティングロール１４の近傍に配置され、蒸着フィルムｆ２がコーティングロール１４から導出された後に最初に蒸着層表面が接するロールであり、この蒸着フィルムｆ２を出側テンションロール１６に導出するものである。
【００２６】
ここで、コーティングロール１４の近傍とは、例えば１５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内であるが、これに限らず、５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内としてもよい。また、本明細書中の真空蒸着装置１０は、同調手段１８の説明に不要なものはその記載を省略している。
【００２７】
また、出側ガイドロール１５は、同調手段１８から制御され、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と同じ外周速度ｖ２を有して回転することにより、蒸着フィルムｆ２の蒸着面に傷を付けずに、蒸着フィルムｆ２を出側テンションロール１６に導出するものとなっている。
【００２８】
出側テンションロール１６は、任意の巻取り経路上に適宜、複数個（図示せず）が配置され、出側ガイドロール１５から導出された蒸着フィルムｆ２の張力を調整しつつ、巻取りロール１７に導出するものである。
【００２９】
巻取りロール１７は、出側テンションロール１６から導出された蒸着フィルムｆ２が巻き取られるものである。
【００３０】
同調手段１８は、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と、出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるためのものであり、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）に示す方式などが使用可能となっている。
【００３１】
（ａ）歯車を介して同調させる構成であり、例えば平歯車、はすば歯車、かさ歯車、ねじ歯車、ウォームとウォームホイールなどの任意の歯車が適宜、用いられる。
【００３２】
（ｂ）ベルトを介して同調させる方式で、例えばＶベルト、タイミングベルト又は歯付ベルト等の任意のベルトが用いられる。なお、ベルトに限らず、チェーンを用いてもよい。
【００３３】
（ｃ）モータを制御する方式であり、例えばコーティングロール１４のモータＭ１とは別に設けられ、出側ガイドロール１５を回転させるモータＭ２と、このモータＭ２の回転を制御するモータ制御部とが用いられる。
【００３４】
蒸着室２０は、蒸着材料を保持するルツボ２１を収容し、図示しない電子銃などの蒸発手段により、ルツボ２１内の蒸着材料を蒸発させ、コーティングロール１４により導入される素材フィルムｆ１の表面に蒸着層を形成するための部屋である。
【００３５】
なお、蒸着室２０に用いられる蒸着方式は、ＰＶＤ（physical vapor deposition: 物理蒸着法）方式及びＣＶＤ（chemical vapor deposition: 化学蒸着法）方式のいずれの方式としてもよい。ＰＶＤ方式としては、抵抗加熱、誘導加熱及び電子線加熱等のいずれかの方式としてもよい。
【００３６】
次に、以上のように構成された真空蒸着装置による蒸着フィルムの製造方法を説明する。
真空蒸着装置１においては、真空中で巻出しロール１１から巻き出した素材フィルムｆ１を入側テンションロール１２を介して入側ガイドロール１４からコーティングロール１４に導入する。
コーティングロール１４は、この素材フィルムｆ１を蒸着室２０に導入し、素材フィルムｆ１表面に蒸着層が形成されてなる蒸着フィルムｆ２を出側ガイドロール１５に導出する。
【００３７】
出側ガイドロール１５は、この蒸着フィルムｆ２表面の蒸着層を押さえながら、当該蒸着フィルムｆ２を出側テンションロール１６に導出する。
【００３８】
このとき、同調手段１８により、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と、出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とがｖ１＝ｖ２となるように同調されている。
【００３９】
これにより、形成後の蒸着層を導出する速度ｖ１と、蒸着層に最初に接して蒸着層を押さえるロール１５の速度ｖ２とが一致することにより、蒸着層が出側ガイドロール１５に擦れることが無いので、蒸着層に傷を付けずに蒸着フィルムｆ２を出側テンションロール１６に導出できる。
【００４０】
以下同様に、出側テンションロール１６は、導出された蒸着フィルムｆ２を巻取りロール１７に導出し、巻取りロール１７はこの蒸着フィルムｆ２を順次巻き取る。しかる後、巻出ロール１１の全ての素材フィルムｆ１を蒸着室を通して蒸着フィルムｆ２に形成し、巻取りロール１７に巻き取った時点で、巻取りロール１７単位の蒸着フィルムｆ２の製造が完了する。
【００４１】
上述したように本実施形態によれば、同調手段１８が、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２とすることにより、蒸着フィルムｆ２表面の蒸着層が出側ガイドロール１５に擦れないため、蒸着層に傷が入る可能性を解消でき、蒸着層の性能を十分に実現させることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分について主に述べる。なお、以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００４３】
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の具体例であり、同調手段１８を（ａ）歯車により実現した構成となっている。
【００４４】
係る同調手段１８は、コーティングロール１４の回転軸を回転中心とする第１歯車ａ１と、出側ガイドロール１５の回転軸を回転中心とする第２歯車ａ２と、第１歯車ａ１の回転を第２歯車ａ２に伝達するための２個の中間歯車ａ３，ａ４とを備えている。
【００４５】
ここで、各歯車ａ１〜ａ４としては、平歯車を用いたが、これに限らず、前述したように任意の歯車が適用可能となっている。
【００４６】
また、中間歯車ａ３，ａ４の個数は、２個に限らず、任意の偶数個であればよい。偶数個の理由は、コーティングロール１４と出側ガイドロール１５との回転方向の関係（互いに逆回転）を変えない意味であり、この意味を満たすならば特殊な配置により奇数個にしてもよい。なお、この偶数個は０をも含んでいる（中間歯車ａ３，ａ４を省略し、第１歯車ａ１が直接、第２歯車ａ２に回転力を伝達する構成に変形してもよい）。
【００４７】
また、第１歯車ａ１、第２歯車ａ２及び各中間歯車ａ３，ａ４の歯数は、コーティングロール１４の半径をｒ１とし、出側ガイドロール１５の半径をｒ２としたとき、第１歯車ａ１の単位時間当りの回転数ｎ１と第２歯車ａ２の単位時間当りの回転数ｎ２とがｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）の関係をもつように設定されている。
【００４８】
以上のような構成としても、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させることができるので、第１の実施形態の効果を得ることができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図である。
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の具体例であり、同調手段１８を（ｂ）ベルトにより実現した構成となっている。
【００５０】
係る同調手段１８は、第１ベルト車ｂ１、第２ベルト車ｂ２及びベルトｂ３を備えている。
第１ベルト車ｂ１は、コーティングロール１４の半径ｒ１をｋ倍（例、０．４＜ｋ≦１）した半径ｒ１’を有し、当該コーティングロール１４の回転軸を回転中心に回転するものである。
【００５１】
第２ベルト車ｂ２は、出側ガイドロール１５の半径ｒ２を上記ｋ倍した半径ｒ２’を有し、当該出側ガイドロール１５の回転軸を回転中心にして回転するものである。
【００５２】
ここで、両ベルト車ｂ１，ｂ２の半径ｒ１’，ｒ２’を同一値ｋを用いて設計した理由は、両ベルト車ｂ１，ｂ２と、両ロール１４，１５とを互いに相似形にすることにより、容易且つ確実に、両ロール１４，１５の外周速度ｖ１，ｖ２をｖ１＝ｖ２に同調させるためである。
【００５３】
ベルトｂ３は、第１ベルト車ｂ１の回転力を第２ベルト車ｂ２に伝達するものであり、前述したように任意のベルトが適用可能となっている。
【００５４】
以上のような構成としても、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させることができるので、第１の実施形態の効果を得ることができる。
【００５５】
（第４の実施形態）
図５は本発明の第４の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図である。
すなわち、本実施形態は、第１の実施形態の具体例であり、同調手段１８を（ｃ）モータ制御により実現した構成となっている。
【００５６】
係る同調手段１８は、モータＭ２、第１回転計ｃ１、第２回転計ｃ２及びモータ制御部ｃ３を備えている。
ここで、モータＭ２は、コーティングロール１４を回転させる既存のモータＭ１とは独立に設けられ、モータ制御部ｃ３から制御され、出側ガイドロール１５を回転させるためのものである。
【００５７】
第１回転計ｃ１は、コーティングロール１４の単位時間当りの回転数ｎ１を測定し、得られた回転数ｎ１をモータ制御部ｃ３に送出するものである。
【００５８】
第２回転計ｃ２は、出側ガイドロール１５の単位時間当りの回転数ｎ２’を測定し、得られた回転数ｎ２’をモータ制御部ｃ３に送出するものである。
【００５９】
モータ制御部ｃ３は、第１回転計ｃ１から受けた回転数ｎ１及び第２回転計ｃ２から受けた回転数ｎ２’に基づいて、出側ガイドロール１５の単位時間当りの回転数ｎ２をｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）とするように、モータＭ２を制御する機能をもっている。
【００６０】
以上のような構成としても、コーティングロール１４の外周速度ｖ１と出側ガイドロール１５の外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させることができるので、第１の実施形態の効果を得ることができる。
【００６１】
なお、本願発明は、上記各実施形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００６２】
例えば第４の実施形態の場合、モータ制御部ｃ３は、回転数ｎ１を第１回転計ｃ１から得る場合に限らず、既存のモータＭ１のモータ制御部（図示せず）から得る構成としてもよい。
【００６３】
また、回転数ｎ１は、ここでは測定値としたが、これに限らず、設定値に変形してもよい。さらに、第１回転計ｃ１は、コーティングロール１４の単位時間当りの回転数ｎ１と、モータＭ１の回転数とが等しい場合（ロール１４とモータＭ１の回転軸が共通の場合）、モータＭ１の回転数を測定するものに変形してもよい。また、回転数ｎ１の変形例は、回転数ｎ２でも同様に適用可能である。
【００６４】
また、各回転計ｃ１，ｃ２は、回転数ｎ１，ｎ２を測定するものに限らず、各ロール１４，１５の外周速度ｖ１，ｖ２を直接測定するものに変形してもよい。この場合、モータ制御部ｃ３もｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）の式に代えて、ｖ１＝ｖ２の式を用いる構成に変形すればよい。
【００６５】
以上のような種々の変形は、第４の実施形態に限らず、第１乃至第３の実施形態でも同様に考えられる。
また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わされた効果が得られる。さらに、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合には、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【００６６】
その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、蒸着層に傷が入る可能性を解消でき、蒸着層の性能を十分に実現し得る真空蒸着装置及び蒸着フィルム製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る真空蒸着装置の構成を模式的に示す断面図
【図２】同実施形態における真空蒸着装置の一部を示す模式図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図
【図４】本発明の第３の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図
【図５】本発明の第４の実施形態に係る真空蒸着装置に適用される同調手段の一例を示す模式図
【符号の説明】
１…真空蒸着装置
２…隔壁
１０…導入出部
１１…巻出ロール
１２…入側テンションロール
１３…入側ガイドロール
１４…コーティングロール
１５…出側ガイドロール
１６…出側テンションロール
１７…巻取りロール
１８…同調手段
２０…蒸着室
２１…ルツボ
ｆ１…素材フィルム
ｆ２…蒸着フィルム
ｖ１，ｖ２…外周速度
ａ１…第１歯車
ａ２…第２歯車
ａ３，ａ４…中間歯車
ｂ１…第１ベルト車
ｂ２…第２ベルト車
ｂ３…ベルト
Ｍ１，Ｍ２…モータ
ｃ１，ｃ２…回転計
ｃ３…モータ制御部
Claims (4)
- 真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを入側ガイドロールからコーティングロールに導入し、このコーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成し、前記コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら当該蒸着フィルムを巻取りロールに巻き取らせる真空蒸着装置であって、
前記コーティングロールの外周速度ｖ１と前記出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるための同調手段、
を備えており、
前記同調手段は、
前記コーティングロールの回転軸を回転中心とする第１歯車と、
前記出側ガイドロールの回転軸を回転中心とする第２歯車と、
前記第１歯車の回転を前記第２歯車に伝達するための偶数個の中間歯車と、
を備え、
前記第１歯車、前記第２歯車及び前記各中間歯車の歯数は、前記コーティングロールの半径をｒ１とし、前記出側ガイドロールの半径をｒ２としたとき、前記第１歯車の単位時間当りの回転数ｎ１と前記第２歯車の単位時間当りの回転数ｎ２とがｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）の関係をもつように設けられていることを特徴とする真空蒸着装置。 - 真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを入側ガイドロールからコーティングロールに導入し、このコーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成し、前記コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら当該蒸着フィルムを巻取りロールに巻き取らせる真空蒸着装置であって、
前記コーティングロールの外周速度ｖ１と前記出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるための同調手段、
を備えており、
前記同調手段は、
前記コーティングロールの半径ｒ１をｋ倍（０．４＜ｋ≦１）した半径ｒ１’を有し、当該コーティングロールの回転軸を回転中心とする第１ベルト車と、
前記出側ガイドロールの半径ｒ２を前記ｋ倍した半径ｒ２’を有し、当該出側ガイドロールの回転軸を回転中心とする第２ベルト車と、
前記第１ベルト車の回転を前記第２ベルト車に伝達するためのベルトと、
を備えたことを特徴とする真空蒸着装置。 - 真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを入側ガイドロールからコーティングロールに導入し、このコーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成し、前記コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら当該蒸着フィルムを巻取りロールに巻き取らせる蒸着フィルム製造方法であって、
前記コーティングロールの外周速度ｖ１と前記出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるための同調工程、
を備えており、
前記同調工程は、
前記コーティングロールの回転軸を回転中心に第１歯車が回転する工程と、
この第１歯車の回転に応動して偶数個の中間歯車が回転する工程と、
この複数個の中間歯車のうちの最終段の中間歯車の回転に応動して前記出側ガイドロールの回転軸を回転中心に第２歯車が回転する工程と、
を備え、
前記第１歯車、前記第２歯車及び前記各中間歯車の歯数は、前記コーティングロールの半径をｒ１とし、前記出側ガイドロールの半径をｒ２としたとき、前記第１歯車の単位時 間当りの回転数ｎ１と前記第２歯車の単位時間当りの回転数ｎ２とがｎ２＝ｎ１（ｒ１／ｒ２）の関係をもつように設けられていることを特徴とする蒸着フィルム製造方法。 - 真空中で巻出しロールから巻き出した素材フィルムを入側ガイドロールからコーティングロールに導入し、このコーティングロール上で蒸着層を素材フィルム表面に形成し、前記コーティングロールから導出された蒸着フィルム表面の蒸着層を出側ガイドロールで押さえながら当該蒸着フィルムを巻取りロールに巻き取らせる蒸着フィルム製造方法であって、
前記コーティングロールの外周速度ｖ１と前記出側ガイドロールの外周速度ｖ２とをｖ１＝ｖ２となるように同調させるための同調工程、
を備えており、
前記同調工程は、
前記コーティングロールの半径ｒ１をｋ倍（０．４＜ｋ≦１）した半径ｒ１’を有する第１ベルト車が、前記コーティングロールの回転軸を回転中心に回転する工程と、
この第１ベルト車の回転に応じてベルトが移動する工程と、
前記出側ガイドロールの半径ｒ２を前記ｋ倍した半径ｒ２’を有する第２ベルト車が、このベルトの移動に応じて前記出側ガイドロールの回転軸を回転中心に回転する工程と、
を備えたことを特徴とする蒸着フィルム製造方法。
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| JP2002333839A JP4238565B2 (ja) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | 真空蒸着装置及び蒸着フィルム製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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