JP4265147B2 - 巻取り式真空成膜装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空中にてＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)などの合成樹脂フィルム等ウェブ状シート表面などに化学蒸着法（ＣＶＤ）等の方法により薄膜を形成する巻取り式真空成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＰＥＴなどの合成樹脂フィルム等ウェブ状シート表面に化学蒸着法（ＣＶＤ）等の方法により薄膜を形成する場合の巻取り式真空成膜装置は、例えば、図７に示すように、トルクモータ等の一定の張力にて巻取り可能な巻取り手段を持つ巻取り軸１を有し、かつパウダークラッチ等のトルク制御手段により一定のバックテンションをかけつつ合成樹脂フィルム等のウェブ状シート９の巻出しを可能にする巻出し軸２を有する。そして、この二軸１、２の間に前記ウェブ状シート９の走行を規制する複数のアイドルロール３と４および張力を検知して巻取り軸１又は巻出し軸２に適宜フィードバックを行うための張力検出器５と６を具備したテンションロール７と８を備える。そして、前記ウェブ状シート９の温度をコントロールし、ウェブ状シート９表面に膜を形成するための温調ロール１０、複数のプロセスガス噴出管１７と１８及び、電極等からなる成膜手段１１を配置している。
【０００３】
そして、巻出し軸２から所定の張力を付与されつつ巻き出される前記ウェブ状シート９が、温調ドラム１０上で、前記成膜手段１１により前記ウェブ状シート９の表面に膜を形成された後、所定の張力を伴いつつ、巻取り軸１にて巻き取られ、表面に薄膜が形成されたウェブ状成膜シート１３を得ることができる仕組みになっている。
【０００４】
しかしながら、上記の図７にもとづいて説明したような、従来の巻取り式真空成膜装置２０では、以下のような問題を生じている。即ち、金属や合成樹脂等の物質は、真空中においては脱ガスを発生するという性質があり、特に合成樹脂フィルム等のウェブ状シートからの脱ガスは非常に大きい値となる。そのため温調ロールとウェブ状シートの間に脱ガスが溜まってしまい、ウェブ状シートと温調ロールの密着性が損なわれ、ウェブ状シート表面が均一な温度分布が得られないという問題がある。
【０００５】
更に成膜時の温度変化等によりウェブ状シートが幅方向で伸びたり、縮んだりするため薄膜が損傷するなどの問題もある。
【０００６】
脱ガス量は温度のみならず、ウェブ状シートの含水率に大きく依存するため一定ではなく、成膜室の圧力が変動するといった問題があり、更に脱ガスの成分としては水分がほとんどであるが、この水分により成膜プロセスの条件が安定しない、若しくは反応の弊害になるという問題もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、化学蒸着法（ＣＶＤ）等により、合成樹脂フィルム等のウェブ状シート表面に薄膜を形成する巻取り式真空成膜装置において、脱ガスが発生した場合でもウェブ状シートの温度分布を均一にすることであり、またウェブ状シートの伸縮を抑え、かつ反応の阻害要因である水分の影響を抑えることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、請求項１に係る発明は、ウェブ状シート９の巻出し・巻取り室２２と成膜する成膜室２３と、巻出し・巻取り室２２と成膜室２３とを隔てる隔壁２１と、隔壁２１を跨いで巻出し・巻取り室２２と成膜室２３の両室に周面が配置されて、ウェブ状シート９と密着し、ウェブ状シート９の加熱・冷却をする温調ロール１０とを備え、該ロール１０の表面に溝部１０ａを有しており、且つ溝部１０ａが等間隔の螺旋状の溝であり、該螺旋状の溝がロール長手方向の中央部を境界として対称的に配置されているおり、該ロール１０周面に密着したウェブ状シート９との間に該溝部１０ａに沿って希ガスを流すことが可能な機構１９を持つことを特徴とする巻取り式真空成膜装置２０である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明を図１から図６に示す実施の形態にもとづいて詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように温調ロール１０に等間隔の溝部１０ａを温調ロール１０の長手幅方向に対してつけることで、脱ガスの排気用通路が形成され、真空成膜装置２０内が常に１０Ｔｏｒｒから１０^-2 Ｔｏｒｒの真空度に排気されているのでウェブ状シート９と温調ロール１０間の脱ガスも排気することが可能となり、前記ウェブ状シート９と温調ロール１０の密着性が向上し、前記ウェブ状シート９の温度分布を均一化することができる。この溝部１０ａの幅、深さ及び間隔は前記ウェブ状シート９の熱伝導率とプロセス条件により適宜決定する。
【００１７】
また、図２に示すように溝部１０ａを螺旋状に配置した場合、前記ウェブ状シート９の幅方向での温度分布の均一化を向上させることが可能となる。
【００１８】
更に、図３に示すように螺旋状の溝形状を左回り、右回りを重ね合わせることで排気効率を向上させ、前記ウェブ状シート９と温調ロール１０の密着性を更に向上させることで温度分布の均一性をより一層向上させることが出来る。
【００１９】
次に、図４、図５に示すように温調ロール１０周面の螺旋状の溝部１０ａがロール１０長手方向の中央部を境界として左右対称的に配置することで前記ウェブ状シート９に幅方向の伸縮の力を加えることが可能となり、成膜時の前記ウェブ状シート９の伸縮変化を抑えることが可能となる。
【００２０】
更に、図６に示すように、ガス導入機構１９により、前記溝部１０ａに沿って前記温調ロール１０周面に密着した前記ウェブ状シート９との間にアルゴン等の希ガス１０ｂを幅方向に均一に分布するように流すことで排ガスの主な成分である水分の分圧を下げることができ成膜プロセスを安定化できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明により、巻取り式真空成膜装置において、温調ロール表面の溝部から効率よく脱ガスを排気することで温調ロールと合成樹脂フィルム等のウェブ状シートの密着性を上げ、前記ウェブ状シートの温度分布を均一にすることが可能となり、螺旋状の溝形状を左右対称にすることで前記ウェブ状シートの伸縮を抑えることができ、更に前記の溝部にアルゴン等の反応に寄与しない希ガスを流すことで圧力を一定とし、加えて脱ガス等に起因する水の分圧を下げ反応の阻害要因を排し、均一で高品質な薄膜を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る巻取式真空成膜装置において、等間隔の溝付温調ロールの部分拡大図である。
【図２】本発明に係る巻取式真空成膜装置において、螺旋状の溝付温調ロールの一事例を示す部分拡大図である。
【図３】本発明に係る巻取式真空成膜装置において、螺旋状の溝付温調ロールの溝を左回りと右回りを交差させたときの一事例を示す部分拡大図である。
【図４】本発明に係る巻取式真空成膜装置において、温調ロールの表面に螺旋状の溝があり、その溝がロールの長手方向の中央部を境界として対称的に等間隔に配置されているときの前記ウェブ状シートが縮む場合に設置する一事例を示す部分拡大図である。
【図５】本発明に係る巻取式真空成膜装置において、温調ロールの表面に螺旋状の溝があり、その溝がロールの長手方向の中央部を境界として対称的に等間隔に配置されているときの前記ウェブ状シートが伸びる場合に設置する一事例を示す部分拡大図である。
【図６】本発明に係る巻取式真空成膜装置において、前記ロール周面に密着したウェブ状シートとの間に前記溝部に沿ってガスを流すことが可能なガス導入機構を配置した場合の部分拡大図である。
【図７】従来技術における巻取り式真空成膜装置の全体図を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１・・・巻取り軸
２・・・巻出し軸
３、４・・・アイドルロール
５、６・・・張力検出器
７、８・・・テンションロール
９・・・合成樹脂フィルム等のウェブ状シート
１０・・・温調ロール １０ａ…溝部 １０ｂ…アルゴン等の希ガス
１１・・・成膜手段（電極、等）
１２・・・合成樹脂フィルム等のウェブ状シート原反
１３・・・合成樹脂フィルム等のウェブ状成膜済みシート
１４、１５・・・ニップロール
１６・・・ダンサロール
１７、１８・・・ガス噴出管
１９…ガス導入機構
２０…真空成膜装置
２１…隔壁
２２…巻出し・巻取り室
２３…成膜室

Claims (1)

1. ウェブ状シートの巻出し・巻取り室と成膜する成膜室と、巻出し・巻取り室と成膜室とを隔てる隔壁と、隔壁を跨いで巻出し・巻取り室と成膜室の両室に周面が配置されて、ウェブ状シートと密着し、ウェブ状シートの加熱・冷却をする温調ロールとを備え、該ロールの表面に溝部を有しており、且つ溝部が等間隔の螺旋状の溝であり、該螺旋状の溝がロール長手方向の中央部を境界として対称的に配置されており、該ロール周面に密着したウェブ状シートとの間に該溝部に沿って希ガスを流すことが可能な機構を持つことを特徴とする巻取り式真空成膜装置。

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