JP4962848B2 - Deposition film thickness control method for web-like deposition material - Google Patents
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本発明は、プラスチックフイルム、紙および布などの連続したウエッブ状被蒸着材に蒸着材料を真空蒸着させる連続真空蒸着装置により、ウエッブ状被蒸着材の長さ方向に均一な蒸着膜厚が得られるように制御する方法に関するものである。 The present invention provides a uniform vapor deposition film thickness in the length direction of a web-like vapor-deposited material by a continuous vacuum vapor deposition apparatus for vacuum-depositing a vapor deposition material on a continuous web-like vapor-deposited material such as plastic film, paper and cloth. It is related with the method of controlling.
連続したウエッブ状被蒸着材を蒸着する真空蒸着装置は、図1に示すように、連続したウエッブ状被蒸着材14を巻きだすための巻出し装置2、ウエッブ状被蒸着材14を搬送するための搬送ロール5、ウエッブ状被蒸着材14を巻き取るための巻取り装置3、アルミニウム、亜鉛、銅および酸化アルミニウムなどの蒸着材料7を格納するための坩堝(るつぼ)6、その坩堝6を加熱するための加熱装置8、ウエッブ状被蒸着材14への蒸着を開始・停止させるためのシャッター9、蒸着膜厚検出器12、真空槽1、真空ポンプ15、搬送ロールを駆動するための電動機10、該ウエッブ状被蒸着材14の速度検出器11、および蒸着膜厚制御装置13等で構成されている。
As shown in FIG. 1, a vacuum deposition apparatus for depositing a continuous web-shaped vapor deposition material is used to convey the
このような構成の真空蒸着装置において、蒸着膜厚を一定に保つ方法としては、従来では、蒸着膜厚が蒸着材料の温度に比例し、ウエッブ状被蒸着材がその速度に反比例することを利用して、蒸着膜厚を蒸着膜厚検出器で検出し、加熱装置に投入する電力を変更することにより蒸着材料の温度を変えて、坩堝からの蒸着材料の蒸発量を制御する方法(従来法1)、あるいは、加熱装置に投入する電力を一定にして、電動機の速度を変更することによりウエッブ状被蒸着材の速度を変更する方法(従来法2)、および従来法1と従来法2を組み合わせた方法(従来法3)が採られていた(特許文献1参照)。
しかしながら、上記の従来法1では、坩堝および蒸着材料の熱容量が大きいことから、加熱装置に投入する電力Pを変更しても、坩堝内の蒸着材料の温度が変わり安定するのまでに数分程度要するため、蒸着開始速度Vsから蒸着定常速度Vtまで加速する間、また定常速度から停止するまでの間、蒸着膜厚を均一に保つことが困難であった。また、上記の従来法2では、電動機の応答速度が速いため、定常速度付近での蒸着膜厚の急激な変動に対しては有効であるが、加熱装置に投入するパワーは一定であるため、蒸着開始速度Vsから蒸着定常速度Vtまで加速する間、また定常速度から停止するまでの間、蒸着膜厚を均一に保つことが困難であった。さらに、これらの従来法1と従来法2を組み合わせた上記の従来法3においても、蒸着開始速度Vsから蒸着定常速度Vtまで加速する間の蒸着膜厚を均一に保つことは困難であり、蒸着の開始部分および終了部において、ロスが発生する。
However, in the above-mentioned conventional method 1, since the heat capacities of the crucible and the vapor deposition material are large, even if the power P input to the heating device is changed, the temperature of the vapor deposition material in the crucible changes and stabilizes for several minutes. Therefore, it is difficult to keep the vapor deposition film thickness uniform while accelerating from the vapor deposition start speed Vs to the vapor deposition steady speed Vt and until stopping from the steady speed. Further, in the above
本発明は、上記問題点を解決せんとするものであり、蒸着開始時の低速度から定常速度までの間の蒸着膜厚を均一にすることにより、ロスを減少し生産性を向上することのできるウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法を提供することである。 The present invention is intended to solve the above problems, and by making the deposition film thickness uniform from the low speed at the start of deposition to the steady speed, loss can be reduced and productivity can be improved. Another object of the present invention is to provide a method for controlling the vapor deposition film thickness of a web-shaped vapor deposition material.
上記課題を解決する本発明のウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法は、減圧下で連続したウエッブ状被蒸着材の少なくとも一方の表面に蒸着材料を加熱蒸発させる加熱手段を用いて蒸着する真空蒸着装置において、前記ウエッブ状被蒸着材の表面上の蒸着膜厚を検出する蒸着膜厚検出手段と前記蒸着膜厚検出手段による検出値に基づいて蒸着膜厚を制御するに際し、前記ウエッブ状被蒸着材の走行速度が蒸着開始時から定常蒸着時の走行速度に達するまでの加速中の間は、蒸着材料を加熱蒸発させるための導入電力量を予め設定したプログラムにより段階的に上昇させながら、蒸着膜厚検出手段の検出値と目標膜厚の偏差から前記ウエッブ状被蒸着材の走行速度を制御することを特徴とするウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法である。 The vapor deposition film thickness control method for a web-like vapor-deposited material according to the present invention that solves the above-mentioned problems is performed by using a heating means for heating and evaporating the vapor-deposited material on at least one surface of a continuous web-like vapor-deposited material under reduced pressure. In the vacuum vapor deposition apparatus, when controlling the vapor deposition film thickness based on the vapor deposition film thickness detection means for detecting the vapor deposition film thickness on the surface of the web-shaped vapor-deposited material and the detection value by the vapor deposition film thickness detection means, While the traveling speed of the material to be deposited is being accelerated from the start of deposition to the traveling speed at steady deposition, the amount of power introduced for heating and evaporating the deposition material is increased stepwise by a preset program. A vapor deposition film thickness control method for a web-shaped vapor deposition material, characterized in that a traveling speed of the web-shaped vapor deposition material is controlled from a deviation between a detection value of a film thickness detection means and a target film thickness.
また、本発明の上記ウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法には、前記ウエッブ状被蒸着材の走行速度が定常蒸着時の走行速度に達した後、前記ウエッブ状被蒸着材の走行速度を定常蒸着時の速度に保ちながら、蒸着膜厚検出手段の検出値と目標膜厚の偏差から導入電力量を制御することが、好ましい態様として包含される。 Further, in the method for controlling the deposition film thickness of the web-shaped vapor deposition material according to the present invention, after the traveling speed of the web-shaped vapor deposition material reaches the traveling speed at the time of steady deposition, the traveling speed of the web-shaped vapor deposition material. Controlling the amount of introduced power from the deviation between the detection value of the vapor deposition film thickness detection means and the target film thickness while maintaining the speed during steady vapor deposition is included as a preferred embodiment.
本発明のウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法によれば、連続するウエッブ状被蒸着材に対して蒸着材料を加熱して蒸着する際に、蒸着開始速度から、定常蒸着速度に至る加速中に蒸着加工する部分から定常蒸着速度での蒸着加工に渡り、蒸着膜厚を均一に保つことができるので、ロスを減少し生産性を向上することが可能となる。 According to the vapor deposition film thickness control method for a web-shaped vapor deposition material of the present invention, when the vapor deposition material is heated and vapor-deposited on a continuous web-shaped vapor deposition material, acceleration from a vapor deposition start speed to a steady vapor deposition speed is achieved. Since the vapor deposition film thickness can be kept uniform from the vapor deposition portion to the vapor deposition processing at the steady vapor deposition rate, the loss can be reduced and the productivity can be improved.
本発明のウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法は、減圧下で連続したウエッブ状被蒸着材の少なくとも一方の表面に蒸着材料を加熱蒸発させる加熱手段を用いて蒸着する真空蒸着装置において、前記ウエッブ状被蒸着材の表面上の蒸着膜厚を検出する蒸着膜厚検出手段と前記蒸着膜厚検出手段による検出値に基づいて蒸着膜厚を制御するに際し、
(a)前記ウエッブ状被蒸着材の走行速度が蒸着開始時から定常蒸着時の走行速度に達するまでの加速中の間は、蒸着材料を加熱蒸発させるための導入電力量を予め設定したプログラムにより段階的に上昇させながら、蒸着膜厚検出手段の検出値と目標膜厚の偏差から前記ウエッブ状被蒸着材の走行速度を制御すると共に、
(b)前記ウエッブ状被蒸着材の走行速度が定常蒸着時の走行速度に達した後、前記ウエッブ状被蒸着材の走行速度を定常蒸着時の速度に保ちながら、蒸着膜厚検出手段の検出値と目標膜厚の偏差から導入電力量を制御する方法である。
In the vacuum deposition apparatus for vapor deposition using a heating means for heating and evaporating the deposition material on at least one surface of the continuous web-like deposition material under reduced pressure, When controlling the vapor deposition film thickness based on the detection value by the vapor deposition film thickness detection means and the vapor deposition film thickness detection means for detecting the vapor deposition film thickness on the surface of the web-shaped vapor deposition material,
(A) During the acceleration from the start of vapor deposition to the traveling speed at the time of steady vapor deposition, the web-like vapor deposition material is stepped by a program in which the amount of introduced power for heating and evaporating the vapor deposition material is set in advance. While controlling the traveling speed of the web-shaped vapor deposition material from the deviation between the detection value of the vapor deposition film thickness detection means and the target film thickness,
(B) After the traveling speed of the web-shaped vapor deposition material reaches the traveling speed at the time of steady vapor deposition, the vapor deposition film thickness detection means detects the web-shaped vapor deposition material while maintaining the traveling speed of the web-shaped vapor deposition material at the speed at the time of steady vapor deposition. This is a method of controlling the amount of introduced power from the deviation between the value and the target film thickness.
具体的に、ウエッブ状被蒸着材の走行速度をV、蒸着開始時のウエッブ状被蒸着材の走行速度をVs、ウエッブ状被蒸着材の定常蒸着時の走行速度をVtとし、蒸着材料を加熱蒸発させるための導入電力量をPとしたとき、
(a)ウエッブ状被蒸着材の走行速度VがVs≦V<Vtと定常蒸着時の走行速度Vtより低速度の間は、導入電力量Pを予め設定したプログラムにより段階的に上昇させながら、蒸着膜厚検出手段の検出値と目標膜厚の偏差からウエッブ状被蒸着材の走行速度Vを制御しながら加速し、
(b)ウエッブ状被蒸着材の走行速度VがV=Vtの定常蒸着時の走行速度Vtに達した後は、前記ウエッブ状被蒸着材の速度Vを定常蒸着時の速度Vtに保ちながら、蒸着膜厚検出手段の検出値と目標膜厚の偏差から導入電力量Pを増加または減少させて制御する。
Specifically, the traveling speed of the web-like deposition material is V, the running speed of the web-like deposition material at the start of deposition is Vs, the running speed of the web-like deposition material during steady deposition is Vt, and the deposition material is heated. When the amount of electric power introduced for evaporation is P,
(A) While the traveling speed V of the web-like vapor-deposited material is lower than the traveling speed Vt at the time of steady deposition with Vs ≦ V <Vt, the introduced power amount P is gradually increased by a preset program, Accelerate while controlling the traveling speed V of the web-like vapor deposition material from the deviation between the detection value of the vapor deposition film thickness detection means and the target film thickness
(B) After the traveling speed V of the web-shaped vapor deposition material reaches the traveling speed Vt at the time of steady vapor deposition with V = Vt, the speed V of the web-shaped vapor deposition material is maintained at the speed Vt at the time of steady vapor deposition, Control is performed by increasing or decreasing the introduced power amount P from the deviation between the detected value of the deposited film thickness detection means and the target film thickness.
すなわち、本発明の蒸着膜厚制御は、(a)蒸着を開始し、ウエッブ状被蒸着材の走行速度Vを、蒸着開始時のウエッブ状被蒸着材の走行速度Vsから定常蒸着速度Vtまで加速する間と、(b)ウエッブ状被蒸着材の走行速度Vが定常蒸着速度Vtに達した後、定常蒸着速度Vtの一定速度の2段階に分けて行われる。 That is, the vapor deposition film thickness control according to the present invention is as follows: (a) Deposition is started, and the traveling speed V of the web-like deposition material is accelerated from the running speed Vs of the web-like deposition material at the start of deposition to the steady deposition speed Vt. And (b) after the traveling speed V of the web-like material to be deposited reaches the steady deposition speed Vt, it is divided into two stages of a constant deposition speed Vt.
例えば、蒸着開始時のウエッブ状被蒸着材の走行速度Vsは、通常100m/分以下、即ち0m/分〜100m/分程度であり、定常蒸着速度Vtは通常200m/分〜1000m/分程度である。また、蒸着開始時の走行速度Vsと定常蒸着速度Vtの差異は、少なくとも50m/分以上であることが好ましく、通常100m/分〜800m/分程度である。 For example, the traveling speed Vs of the web-like material to be deposited at the start of deposition is usually 100 m / min or less, that is, about 0 m / min to 100 m / min, and the steady deposition speed Vt is usually about 200 m / min to 1000 m / min. is there. Further, the difference between the traveling speed Vs at the start of vapor deposition and the steady vapor deposition speed Vt is preferably at least 50 m / min, and is usually about 100 m / min to 800 m / min.
また、本発明では、導入電力量Pを予め設定したプログラムにより段階的に上昇させていくが、これは、ある時間間隔△t毎に△Pずつ電力を増加させていくことにより達成される。導入電力量を段階的に上昇させる際に、少なくとも2段階の複数ステップで階段状に上げることができる。例えば、10秒間隔で加熱電力の電圧値を5Vステップで10Vから500Vまで階段状に上げるようにプログラムを設定することができる。 In the present invention, the introduced power amount P is increased stepwise by a preset program. This is achieved by increasing the power by ΔP at certain time intervals Δt. When the amount of introduced power is increased stepwise, it can be raised stepwise in at least two steps. For example, the program can be set so that the voltage value of the heating power is raised stepwise from 10 V to 500 V in 5 V steps at 10 second intervals.
次に、図面に基づいて本発明のウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法について説明する。まず図1は、本発明で用いられる真空蒸着装置を例示説明するための側面断面図である。 Next, a method for controlling the deposited film thickness of the web-like material to be deposited according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a side sectional view for illustrating a vacuum deposition apparatus used in the present invention.
図1において、連続したウエッブ状被蒸着材14を蒸着するための真空蒸着装置は、真空槽1内に、連続したウエッブ状被蒸着材14を巻きだすための巻出し装置2、そのウエッブ状被蒸着材14を搬送するための搬送ロール5、冷却ロール4、連続したウエッブ状被蒸着材14を巻き取るための巻取り装置3、アルミニウム、亜鉛、銅および酸化アルミニウムなどの蒸着材料7を格納するための坩堝(るつぼ)6、その坩堝(るつぼ)6を加熱するための加熱装置8、ウエッブ状被蒸着材14への蒸着を開始・停止させるためのシャッター9、および蒸着膜厚検出手段である蒸着膜厚検出器12が収納されている。
In FIG. 1, a vacuum deposition apparatus for depositing a continuous web-shaped
真空槽1内は、真空ポンプ15で減圧下に制御保持されており、巻出し装置2から解除されたウエッブ状被蒸着材14は、搬送ロール5と冷却ロール4を経て巻取り装置3に巻き取られる間に、加熱手段である加熱装置8により加熱された蒸着材料7が蒸着される。
The inside of the vacuum chamber 1 is controlled and held under reduced pressure by a
図1では、真空槽1外には、蒸着膜厚検出器12に接続された蒸着膜厚制御装置13が配置されており、蒸着膜厚検出器12からの膜厚検出値を受けとる。この蒸着膜厚制御装置13は、更に搬送ロール5や冷却ロール4を駆動するための電動機10が速度検出器11を経て接続されており、蒸着膜厚制御装置13により搬送ロール5と冷却ロール4の回転数が制御され、それによりウエッブ状被蒸着材14の走行速度が制御される。また、この蒸着膜厚制御装置13は、真空槽1内の加熱装置8に接続されており、蒸着膜厚検出器12からの膜厚検出値を感知して、導入電力量が制御され、加熱により真空槽1内温度が制御される。
In FIG. 1, a vapor deposition film
具体的に、蒸着膜厚検出器12で検出された蒸着膜厚の検出値と、ウエッブ状被蒸着材14の速度検出器11で検出された速度値が、蒸着膜厚制御装置13に送られる。蒸着膜厚制御装置13は、後述する演算処理をして、電動機10の速度、すなわちウエッブ状被蒸着材14の走行速度と、加熱装置8に供給する導入電力量を制御する。
Specifically, the detected value of the deposited film thickness detected by the deposited
図2と図3に、本発明の蒸着膜厚制御のブロック図を示す。図2は、ウエッブ状被蒸着材の走行速度Vが、定常蒸着時の走行速度Vtより低速度の間の制御方法を説明するための制御ブロック図である。また、図3は、ウエッブ状被蒸着材の走行速度Vが、定常蒸着時の走行速度Vtに達して後の制御方法を説明するための制御ブロック図である。図2と図3に示すように、蒸着膜厚制御装置13は、搬送速度制御機能と加熱電力制御機能を備えている。
FIG. 2 and FIG. 3 show block diagrams of vapor deposition film thickness control according to the present invention. FIG. 2 is a control block diagram for explaining a control method during which the traveling speed V of the web-like deposition target material is lower than the traveling speed Vt during steady deposition. FIG. 3 is a control block diagram for explaining a control method after the traveling speed V of the web-like material to be deposited reaches the traveling speed Vt during steady deposition. As shown in FIGS. 2 and 3, the vapor deposition film
本発明の蒸着膜厚制御は、(a)蒸着を開始し、ウエッブ状被蒸着材の走行速度Vを、蒸着開始時のウエッブ状被蒸着材の走行速度Vsから定常蒸着速度Vtまで加速する間と、(b)ウエッブ状被蒸着材の速度Vが定常蒸着速度Vtに達した後、定常蒸着速度Vtの一定速度の2段階に分けて行う。 The vapor deposition film thickness control according to the present invention is as follows: (a) while vapor deposition is started and the traveling speed V of the web-shaped vapor deposition material is accelerated from the traveling speed Vs of the web-shaped vapor deposition material at the start of vapor deposition to the steady vapor deposition speed Vt. (B) After the speed V of the web-like material to be deposited has reached the steady deposition speed Vt, the process is performed in two stages of the constant deposition speed Vt.
(a)まず、蒸着を開始から、ウエッブ状被蒸着材の速度Vを蒸着開始時のウエッブ状被蒸着材の走行速度Vsから蒸着定常速度Vtまで加速する間において、すなわち、ウエッブ状被蒸着材の速度Vが定常速度速度Vtよりも低い場合、加熱電力指令演算器にあらかじめ設定したプログラムにしたがって、加熱装置からの導入電力量Pを階段状に上げていく。加熱装置の導入電力量Pの上昇と共に、蒸着材料の蒸発量が増える。膜厚検出器の検出値とあらかじめ設定された目標膜厚との偏差△tを計算し、膜厚偏差△tを速度変更量演算器に送り、膜厚偏差△tに比例した速度偏差△Vを計算し速度指令演算器に送る。速度指令演算器は、ウエッブ状被蒸着材の速度Vに計算された速度偏差△Vを加算した新たなウエッブ状被蒸着材の速度V=(V+△V)を電動機に送り、ウエッブ状被蒸着材の速度Vを変更することにより蒸着膜厚を制御する。このステップを繰り返えすことにより、蒸着膜厚を一定に制御しつつ、加熱装置の導入電力量Pの上昇に伴い、ウエッブ状被蒸着材の速度Vは上昇する。 (A) First, during the period from the start of vapor deposition to acceleration of the web-like vapor deposition material speed V from the travel speed Vs of the web-like vapor deposition material at the time of vapor deposition to the steady deposition speed Vt, that is, the web-like vapor deposition material. When the speed V is lower than the steady speed speed Vt, the amount of power P introduced from the heating device is increased stepwise in accordance with a program preset in the heating power command calculator. The amount of evaporation of the vapor deposition material increases with an increase in the introduced power amount P of the heating device. The deviation Δt between the detection value of the film thickness detector and the preset target film thickness is calculated, the film thickness deviation Δt is sent to the speed change amount calculator, and the speed deviation ΔV proportional to the film thickness deviation Δt. Is sent to the speed command calculator. The speed command calculator sends a speed V = (V + ΔV) of a new web-shaped vapor deposition material obtained by adding the calculated speed deviation ΔV to the speed V of the web-shaped vapor deposition material to the motor, and the web-shaped vapor deposition material. The deposition film thickness is controlled by changing the speed V of the material. By repeating this step, the speed V of the web-like material to be vaporized increases as the amount of power P introduced by the heating device increases while the vapor deposition film thickness is controlled to be constant.
(b)速度偏差演算器により速度検出器が検出したウエッブ状被蒸着材の走行速度Vを定常蒸着速度Vtに達したと判定した場合、速度変更指令演算器は、ウエッブ状被蒸着材の走行速度Vを定常蒸着速度Vtに保つように電動機に指令を出す。膜厚検出器の検出値とあらかじめ設定した目標膜厚との偏差△tを計算し、膜厚偏差△tを加熱電力変更量辺慙愧に送り、膜厚偏差△tに比例した加熱電力偏差△Pを計算し、過熱電力指令演算器に送る。加熱電力指令演算器は、加熱導入電力量Pに計算された電力偏差△Pを加算した新たな電力P=(P+△P)を加熱装置に送り、加熱電力を変更することにより蒸着膜厚を制御する。このようにして、蒸着開始速度から定常蒸着速度まで蒸着膜厚を均一に保つことができる。 (B) When it is determined that the traveling speed V of the web-shaped vapor deposition material detected by the speed detector by the speed deviation calculator has reached the steady vapor deposition speed Vt, the speed change command computing unit travels the web-shaped vapor deposition material. A command is issued to the electric motor to keep the speed V at the steady deposition speed Vt. The deviation Δt between the detected value of the film thickness detector and the preset target film thickness is calculated, the film thickness deviation Δt is sent to the heating power change amount side, and the heating power deviation Δ proportional to the film thickness deviation Δt is calculated. P is calculated and sent to the superheat power command calculator. The heating power command calculator sends a new power P = (P + ΔP) obtained by adding the calculated power deviation ΔP to the heating introduction power amount P to the heating device, and changes the heating power to change the deposition film thickness. Control. In this way, the deposition film thickness can be kept uniform from the deposition start rate to the steady deposition rate.
本発明において用いられる蒸着材料を加熱蒸発させる加熱手段としては、カーボン製の坩堝に蒸着材料を所定の量投入し電磁誘導法により加熱する方法、抵抗体に電流を流し加熱する方法および電子ビームを直接蒸着材料に照射して加熱する方法などが挙げられるが、何れの方法も導入電力量Pを変更することにより、単位時間あたりの蒸発量を変更制御することができる。 As a heating means for heating and evaporating the vapor deposition material used in the present invention, a predetermined amount of the vapor deposition material is charged into a carbon crucible and heated by an electromagnetic induction method, a method of heating by flowing an electric current through a resistor, and an electron beam Although the method of directly irradiating and heating a vapor deposition material etc. is mentioned, the evaporation amount per unit time can be changed and controlled by changing the introduced power amount P in any method.
蒸着膜厚を検出する手段としては、光透過(吸収)率計を用いる方法、渦電流計を用いる方法、蛍光X線測定器を用いる方法および光の干渉次数を用いる方法などがあるが、連続するウエッブ状被蒸着材の性質や蒸着材料の性質により最適なものを選び使用することができる。 As a means for detecting the deposited film thickness, there are a method using a light transmission (absorption) rate meter, a method using an eddy current meter, a method using a fluorescent X-ray measuring instrument, a method using a light interference order, etc. The optimum material can be selected and used according to the properties of the web-like material to be deposited and the properties of the deposition material.
また、蒸着材料としては、例えば、アルミニウム、銅、亜鉛、錫および銀等の金属材料や、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化錫、酸化マグネシウムおよび酸化チタン等の酸化物などが挙げられる。 Examples of the vapor deposition material include metal materials such as aluminum, copper, zinc, tin, and silver, and oxides such as aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide, tin oxide, magnesium oxide, and titanium oxide.
蒸着膜厚は、その蒸着膜厚が光を通す位の厚みの場合は、光学濃度計で光透過率を測定し、使用する製品の目的に応じて設定することができる。さらに蒸着膜厚が厚くなり、光の透過量が減った場合は、渦電流計で蒸着膜の抵抗値で蒸着膜厚を設定することができる。さらに蛍光X線計を使い、蒸着材料の元素量から蒸着膜厚を測定し、設定することも可能である。これらの方法を用い、好ましくは100オングストローム〜3μmまで用途に応じて蒸着膜厚を設定することができる。 When the deposited film thickness is such a thickness that allows light to pass therethrough, the light transmittance can be measured with an optical densitometer and set according to the purpose of the product to be used. Further, when the deposited film thickness is increased and the amount of transmitted light is reduced, the deposited film thickness can be set by the resistance value of the deposited film with an eddy current meter. Furthermore, it is also possible to measure and set the vapor deposition film thickness from the element amount of the vapor deposition material using a fluorescent X-ray meter. Using these methods, it is possible to set the vapor deposition film thickness according to the use, preferably from 100 angstroms to 3 μm.
本発明で用いられるウエッブ状被蒸着材としては、プラスチックフイルム、紙および布などが挙げられる。 Examples of the web-like deposition material used in the present invention include plastic film, paper, and cloth.
プラスチックフイルムとしては、無延伸または少なくとも一方向に延伸されたポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリエチレンナフタレートフイルム、ポリプロピレンフイルム、ポリアミドフイルム、ポリイミドフイルム、ポリフェニレンサルファイドフイルム、ポリカーボネートフイルム、およびそれらの共重合フイルムおよびポリマー同士をブレンドしたフイルムなどが挙げられる。また、これらのプラスチックフイルム少なくとも一方の面に樹脂がコーティングされていても良いし、コロナ放電処理やプラズマ処理がなされていてもかまわない。プラスチックフィルムの厚みは、通常0.5μmから500μmの範囲がロール状に巻き取る上で好ましいが、各種プラスチックフイルムの特性により異なり、ロール状に巻き取ることが可能であれば、この厚み範囲を外れても適用可能である。また、紙や布も同様である。 Plastic films include unstretched or at least unidirectionally stretched polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polypropylene film, polyamide film, polyimide film, polyphenylene sulfide film, polycarbonate film, and their copolymer films and polymers. For example, blended film. Further, at least one surface of these plastic films may be coated with a resin, or a corona discharge treatment or a plasma treatment may be performed. The thickness of the plastic film is usually preferably in the range of 0.5 μm to 500 μm for winding in a roll shape, but differs depending on the characteristics of various plastic films. Is applicable. The same applies to paper and cloth.
本発明のウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法は、連続真空蒸着装置により、プラスチックフイルム、紙および布などの連続したウエッブ状被蒸着材に蒸着材料を真空蒸着させる際に適用される蒸着膜厚制御方法であり、得られた蒸着物は、食品用包装用フイルム、表示ラベル、熱線反射用フイルムおよび防湿用蒸着紙等に好適に用いられる。 The vapor deposition film thickness control method for a web-like vapor-deposited material according to the present invention is a vapor deposition applied when a vapor deposition material is vacuum-deposited on a continuous web-like vapor-deposited material such as plastic film, paper and cloth by a continuous vacuum vapor deposition apparatus. It is a film thickness control method, and the obtained vapor-deposited material is suitably used for food packaging films, display labels, heat ray reflective films, moisture-proof vapor-deposited paper, and the like.
以下、本発明のウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法を、実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the vapor deposition film thickness control method of the web-shaped vapor deposition material of the present invention will be described in detail based on examples.
(実施例1)
図1に示した構造の真空蒸着装置(ULVAC社製巻取式真空蒸着装置EWシリーズ)を用いた。
Example 1
A vacuum vapor deposition apparatus having a structure shown in FIG. 1 (a roll type vacuum vapor deposition apparatus EW series manufactured by ULVAC) was used.
本発明の蒸着膜厚制御は、(a)蒸着を開始し、ウエッブ状被蒸着材の速度Vを蒸着開始時のウエッブ状被蒸着材の走行速度Vsから定常蒸着速度Vtまで加速する間と、(b)ウエッブ状被蒸着材の速度Vが定常蒸着速度Vtに達した後、定常蒸着速度Vtの一定速度の2段階に分けて行った。 The vapor deposition film thickness control of the present invention is as follows: (a) starting vapor deposition and accelerating the speed V of the web-shaped vapor deposition material from the running speed Vs of the web-shaped vapor deposition material at the start of vapor deposition to the steady vapor deposition speed Vt; (B) After the velocity V of the web-like vapor deposition material reached the steady vapor deposition rate Vt, the vapor deposition was performed in two steps of a constant vapor deposition rate Vt.
まず、ウエッブ状被蒸着材(東レ(株)製“ルミラー”(登録商標)T70A、厚み12μm、幅2m、長さ40000m)を真空蒸着機内にセットした後、真空ポンプにより真空槽内の真空度が3×10−2Pa以下に下がったことを確認し、蒸着を開始した。着材料にはアルミニウムを使用した。(a)蒸着を開始し、ウエッブ状被蒸着材の速度VをVs(50m/分)から蒸着定常速度Vt(500m/分)まで加速する間において、すなわち、ウエッブ状被蒸着材の速度Vが定常速度速度Vtよりも低い場合、加熱電力指令演算器にあらかじめ設定した、すなわち15秒間隔で加熱装置の電圧を10Vから5Vステップであげるプログラムにしたがって、加熱装置の電力Pを階段状に上げていった。加熱装置の電力の上昇と共に、蒸着材料の蒸発量が増える。膜厚検出器の検出値とあらかじめ設定した目標膜厚(光学濃度で0.8)との偏差△tを計算し、膜厚偏差△tを速度変更量演算器に送り、膜厚偏差△tに比例した速度偏差△Vを計算し速度指令演算器送る。速度指令演算器は、ウエッブ状被蒸着材の速度Vに計算された速度偏差△Vを加算した新たなウエッブ状被蒸着材の速度V=(V+△V)を電動機に送り、ウエッブ状被蒸着材の速度Vを変更することにより蒸着膜厚を制御する。このステップを繰り返えすことにより、蒸着膜厚を一定に制御しつつ、加熱装置の電力Pの上昇に伴い、ウエッブ状被蒸着材の速度Vは上昇する。
First, after setting a web-shaped vapor deposition material (“Lumirror” (registered trademark) T70A, Toray Industries, Inc., T70A,
(b)速度偏差演算器により速度検出器が検出したウエッブ速度Vを定常蒸着速度Vt(500m/分)に達したと判定した場合、速度変更指令演算器は、ウエッブ状被蒸着材の速度VをVt(500m/分)に保つように電動機に指令を出す。膜厚検出器の検出値とあらかじめ設定した目標膜厚との偏差△tを計算し、膜厚偏差△tを加熱電力変更量辺慙愧に送り、膜厚偏差△tに比例した加熱電力偏差△Pを計算し、過熱電力指令演算器に送る。加熱電力指令演算器は、加熱電力Pに計算された電力偏差△Pを加算した新たな電力P=(P+△P)を加熱装置に送り、加熱電力を変更することにより蒸着膜厚を制御した。この結果、図4に示すように、蒸着開始速度から定常蒸着速度まで蒸着膜厚を均一(0.8±0.1)に保つことができた。 (B) When it is determined that the web speed V detected by the speed detector by the speed deviation calculator has reached the steady deposition speed Vt (500 m / min), the speed change command calculator calculates the speed V of the web-like deposition material. Is commanded to the motor so as to keep Vt at 500 m / min. The deviation Δt between the detected value of the film thickness detector and the preset target film thickness is calculated, the film thickness deviation Δt is sent to the heating power change amount side, and the heating power deviation Δ proportional to the film thickness deviation Δt is calculated. P is calculated and sent to the superheat power command calculator. The heating power command computing unit sent the new power P = (P + ΔP) obtained by adding the calculated power deviation ΔP to the heating power P to the heating device, and controlled the deposition film thickness by changing the heating power. . As a result, as shown in FIG. 4, the deposition film thickness could be kept uniform (0.8 ± 0.1) from the deposition start rate to the steady deposition rate.
(比較例1)
実施例1と同様に、図1に示した構造の真空蒸着装置(ULVAC社製)を用いた。蒸着開始速度Vsから定常蒸着速度Vtに至るまで、膜厚検出器の検出値とあらかじめ設定した目標膜厚との偏差△tを計算し、膜厚偏差△tを加熱電力変更量演算器に送り、膜厚偏差△tに比例した加熱電力偏差△Pを計算し、過熱電力指令演算器に送った。加熱電力指令演算器は、加熱電力Pに計算された電力偏差△Pを加算した新たな電力P=(P+△P)を加熱装置に送り、加熱電力を変更することにより膜厚を制御した。まず、ウエッブ状被蒸着材(東レ(株)製“ルミラー”(登録商標)T70A、厚み12μm、幅2m、長さ40000m)を真空蒸着機内にセットした後、真空ポンプにより真空槽内の真空度が3×10−2Pa以下に下がったことを確認し、蒸着を開始した。蒸着開始速度Vs(50m/分)から毎分20m/分の一定の割合で速度を上げながら定常蒸着速度Vt(500m/分まで加速した。この結果、図5に示すように、蒸着速度上昇に坩堝からの蒸発量増加が追従せず、加速部分で蒸着膜厚が不均一になり、光学濃度の目標範囲(0.8±0.1)を外れた。
(Comparative Example 1)
Similarly to Example 1, a vacuum deposition apparatus (ULVAC) having the structure shown in FIG. 1 was used. From the deposition start speed Vs to the steady deposition speed Vt, the deviation Δt between the detection value of the film thickness detector and the preset target film thickness is calculated, and the film thickness deviation Δt is sent to the heating power change amount calculator. The heating power deviation ΔP proportional to the film thickness deviation Δt was calculated and sent to the superheat power command calculator. The heating power command computing unit sent the new power P = (P + ΔP) obtained by adding the calculated power deviation ΔP to the heating power P to the heating device, and controlled the film thickness by changing the heating power. First, after setting a web-shaped vapor deposition material (“Lumirror” (registered trademark) T70A, Toray Industries, Inc., T70A,
本発明のウエッブ状被蒸着材の蒸着膜厚制御方法は、連続するウエッブ状被蒸着材に対して蒸着材料を加熱して蒸着する際に、蒸着開始速度から定常蒸着速度に至る加速中に蒸着加工する部分から定常蒸着速度での蒸着加工に渡り、蒸着膜厚を均一に保つことができる方法であり、蒸着ロスを減少し生産性を向上させることができる。 The method for controlling the deposition thickness of the web-shaped vapor deposition material according to the present invention is a method in which vapor deposition is performed during acceleration from the vapor deposition start speed to the steady vapor deposition speed when vapor deposition is performed on a continuous web-shaped vapor deposition material. This is a method capable of keeping the vapor deposition film thickness uniform from the portion to be processed to the vapor deposition processing at the steady vapor deposition rate, and can reduce the vapor deposition loss and improve the productivity.
1 真空槽
2 巻出装置
3 巻取装置
4 冷却ロール
5 搬送ロール
6 坩堝(るつぼ)
7 蒸着材料
8 加熱装置
9 シャッター
10 電動機
11 速度検出器
12 蒸着膜厚検出器
13 蒸着膜厚制御装置
14 ウエッブ状被蒸着材
15 真空ポンプ
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7 Vapor deposition material 8 Heating device 9
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