JP5027418B2 - シートの薄膜形成装置および薄膜付きシートの製造方法 - Google Patents
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Description
また、前記シート案内面と前記薄膜との間に印加する電位差を、前記シートの厚み1[μm]あたり20[V]以上30[V]以下とする薄膜付きシートの製造方法である。
ここで挙げられた静電容量C[F]の算出方法について説明する。シートの比誘電率をε、薄膜が形成されているシートにおいてシート案内面と接触している部分のシート搬送方向の距離をL[m]、シートの上に薄膜が形成されている幅をW[m]、シートの厚みをt[m]、真空の誘電率をε0[F/m]とすると、前述の静電容量C[F]は式(2)で算出できる。
ここでL[m]はシート上で薄膜が形成され始める点(以後「薄膜形成開始点」と呼ぶ)からシートがシート案内面から剥離する点(以後「剥離点」と呼ぶ)までの距離[m]をいう。シートに既に導電性の薄膜が形成済みであり、さらにその薄膜形成面に重ねて薄膜を形成する場合には、L[m]はシートがシート案内面に接触し始める点から剥離点までのシート上の距離をいう。
(1)ピンホールの検出方法
バックライト光源上に薄膜形成したシートを置き、ピンホールの発生箇所を目視で見つけ、発生箇所を光学顕微鏡を使って拡大倍率100倍の透過光観察で観察し、ピンホールの直径を測定した。またピンホール周囲の膜剥がれ部については、同じ光学顕微鏡を使って拡大倍率50倍の透過光観察で顕微鏡写真を撮影し、その写真上でピンホールの周囲に発生している膜剥がれ部を全て包含するように描いた最小外接円の直径を測長した。
[実施例1]
電気絶縁性シートとして、厚さ3.7[μm]、幅620[mm]のポリプロピレンフィルム(東レ株式会社製「トレファン」)の片面に、図1に示す巻取式真空蒸着装置を用い、以下に示す蒸着条件で蒸着した。
(蒸着条件)
蒸発源 :誘導加熱坩堝
蒸発材料 :アルミニウム
蒸発パワー:30[kW]
真空環境 :1×10−2[Pa]
膜厚(表面抵抗値):2.2[Ω/□]
(フィルム搬送条件)
搬送速度 :250[m/分]
シート案内面と薄膜との静電容量:1.3[μF]
(電圧印加条件)
図1に示すように、直流電源14、第1抵抗15、第2抵抗16、スイッチ17を配置した。各条件は以下の通り。
(2)第1抵抗:40[kΩ]
(3)第2抵抗:500[Ω]
(4)ピンホール検出条件:キャン−薄膜間電位差18が50[V]を下回った場合
(5)ピンホール検出からスイッチ切替までの時間:100[μs]
(6)薄膜13とシート案内面3が形成する静電容量:1.3[μF]
(7)時定数:第1抵抗を介した電圧印加経路では0.052[s]
第2抵抗を介した電圧印加経路では0.65[ms]
蒸着を完了したフィルムを、250[m]の長さでバックライト光源越しにピンホール観察した結果12[個]のピンホールを見つけだした。顕微鏡観察した結果、ピンホールの直径は全て0.3[mm]以内であり、平均直径は0.13[mm]であった。また膜剥がれ部の直径は全て0.8[mm]以上であった。すなわち、この金属蒸着フィルム(矩形のシートである)は155[m2]の面積の全体において、すべてのピンホールが直径0.3[mm]以下であり、かつこれらピンホールの周囲の膜剥がれ部の直径が0.8[mm]以上となった。
[実施例2]
使用した電気絶縁性シート、蒸着条件およびフィルム搬送条件は実施例1と同じで、図10に示す巻取式真空蒸着装置を用い、以下に示す蒸着条件で蒸着した。ここでは、荷電粒子源として電子ビーム照射装置により蒸着前のフィルムを帯電させた後に蒸着した。
(電圧印加条件)
図10に示すように、直流電源14、第1抵抗15、第2抵抗16、スイッチ17を配置した。各条件は以下の通り。
(2)第1抵抗:40[kΩ]
(3)第2抵抗:500[Ω]
(4)ピンホール検出条件:キャン−薄膜間電位差18が50[V]を下回った場合
(5)ピンホール検出からスイッチ切替までの時間:100[μs]
(6)薄膜13とシート案内面3が形成する静電容量:1.3[μF]
(7)時定数:第1抵抗を介した電圧印加経路では0.052[s]
第2抵抗を介した電圧印加経路では0.65[ms]
(電子ビーム照射条件)
(1)フィラメント電流:100[mA]
(2)加速電圧:4[kV]
(3)スキャン周波数:1[kHz]
(4)照射範囲:フィルム幅620[mm]の中央部[600]mmの範囲
(5)隔壁24とシート案内面3との間隔26:2[mm]
蒸着を完了したフィルムを、250[m]の長さでバックライト光源越しにピンホール観察した結果8[個]のピンホールを見つけだした。顕微鏡観察した結果、ピンホールの直径は全て0.3[mm]以内であり、平均直径は0.11[mm]であった。また膜剥がれ部の直径は全て0.8[mm]以上であった。すなわち、この金属蒸着フィルム(矩形のシートである)は155[m2]の面積の全体において、すべてのピンホールが直径0.3[mm]以下であり、かつこれらピンホールの周囲の膜剥がれ部の直径が0.8[mm]以上となった。
[比較例1]
使用した電気絶縁性シート、蒸着条件およびフィルム搬送条件は実施例1と同じで、図7に示す巻取式真空蒸着装置を用い、以下に示す蒸着条件で蒸着した。
(電圧印加条件)
図7に示すように、直流電源14、第1抵抗15、を配置した。各条件は以下の通り。
(2)第1抵抗:500[Ω]
(3)薄膜13とシート案内面3が形成する静電容量:1.3[μF]
(4)時定数:第1抵抗を介した電圧印加経路では0.65[ms]
蒸着を完了したフィルムを、250[m]の長さでバックライト光源越しにピンホール観察した結果、13[個]ピンホールが見つかり、そのうちの3[個]は直径が0.3[mm]を越えており、平均直径は0.25[mm]であった。膜剥がれ部の直径は全て0.8[mm]以上であった。また、これら直径0.3[mm]を越えるピンホールは、250[m]の全長に偏りなく存在したため、直径0.3[mm]を越えるピンホールが存在しない連続した100[m2]の矩形領域が形成されなかった。
[比較例2]
使用した電気絶縁性シート、蒸着条件およびフィルム搬送条件は実施例1と同じで、図7に示す巻取式真空蒸着装置を用い、以下に示す蒸着条件で蒸着した。
(電圧印加条件)
図7に示すように、直流電源14、第1抵抗15、を配置した。各条件は以下の通り。
(2)第1抵抗:40[kΩ]
(3)薄膜13とシート案内面3が形成する静電容量:1.3[μF]
(4)時定数:第1抵抗を介した電圧印加経路では0.052[s]
蒸着を完了したフィルムを、250[m]の長さでバックライト光源越しにピンホール観察した結果13[個]のピンホールを見つけだした。顕微鏡観察した結果、13[個]ピンホールが見つかり、その直径は全て0.3[mm]以内であり、平均直径は0.12[mm]であった。また膜剥がれ部の直径は全て0.8[mm]以上であった。しかしながら、各ピンホール発生箇所の下流の蒸着フィルムには熱負けによるシワが1〜2[m]の長さで発生していた。
2 原反ロール体
3 シート案内面
4 中間ローラ(巻出側)
5 中間ローラ(巻取側)
6 巻取ロール体
7 誘導加熱坩堝
8 蒸着材料
9 電力投入装置
10 蒸気
11 マスク部材
12 開口部
13 薄膜
14 直流電源
15 第1抵抗
16 第2抵抗
17 スイッチ
18 シート案内面−薄膜間電位差
19 直流電源の出力電圧
20 シート搬送方向
21 接地
22 荷電粒子源
23 荷電粒子
24 隔壁
25 荷電粒子の照射範囲
26 隔壁とシート案内面との間隙
31 薄膜形成開始点
32 剥離点
33 巻付点
41 ピンホール部
42 膜剥がれ部
43 正常部
51 陰極
52 第1陽極
53 第2陽極
54 X軸用偏向コイル
55 Y軸用偏向コイル
56 陰極用交流電源
57 加速用直流電源
58 X軸偏向用交流電源
59 Y軸偏向用交流電源
60 電子ビームの照射方向
Claims (10)
- シートと接触しながら前記シートを搬送するシート案内面を有し、前記シート案内面の運動に伴って前記シートを搬送する搬送手段と、前記シート案内面上の前記シートに向かって微粒子を飛散させて前記シート上に薄膜を形成する微粒子発生源と、前記シートに形成された前記薄膜と前記シート案内面との間に所定の電気抵抗を介して電位差を発生させる電位差発生手段とを備えるシートの薄膜形成装置であって、前記電気抵抗は、少なくとも2種類の抵抗値の状態をとりうるものであり、前記電気抵抗の前記抵抗値の状態を変化させる抵抗値変更手段を備え、該抵抗値変更手段は、前記薄膜と前記シート案内面との間の前記電位差の絶対値が所定の値以下になったときに、前記電気抵抗の抵抗値をそれ以前より低い抵抗値に変更するものであり、さらに、前記電位差発生手段は直流電源であって、該直流電源の正電位側が前記シート案内面側に接続されていることを特徴とするシートの薄膜形成装置。
- シート案内面に接触しながら搬送方向に搬送されている電気絶縁性シート上に、微粒子発生源から飛来させた微粒子を堆積させ、導電性の薄膜を形成する薄膜付きシートの製造方法であって、前記シート案内面と前記シート上に形成された前記薄膜との間に所定の電気抵抗を有する電源を用いて電位差を発生させ、前記薄膜から見て前記シート案内面の方が正電位になるように、前記シート案内面と前記薄膜との間に電位差を印加し、前記シートにピンホールが形成されたことを検出したときに前記電気抵抗を低減させることを特徴とする薄膜付きシートの製造方法。
- 前記シート案内面と前記薄膜との間に印加する電位差を、前記シートの厚み1[μm]あたり20[V]以上30[V]以下とすることを特徴とする請求項2に記載の薄膜付きシートの製造方法。
- 前記薄膜から前記シート案内面に至る電気回路の時定数を、定常的な薄膜形成時には0.01[s]以上1[s]以下とし、前記ピンホールを検出した後所定の時間の間0.01[s]以下になるよう前記電気抵抗を切り替えることを特徴とする請求項2または3に記載の薄膜付きシートの製造方法。
- 前記薄膜と前記シート案内面との間に印加した電位差の変化を検出することにより前記ピンホールの発生を検出することを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の薄膜付きシートの製造方法。
- 前記ピンホールを検出してから、50[μs]から1[ms]の間に時定数が0.01[s]以下になるように前記電気抵抗を切り替えることを特徴とする請求項4または5に記載の薄膜付きシートの製造方法。
- 前記シートが前記シート案内面に接触しており、かつ前記シートに薄膜の形成する部位の前記搬送方向の上流において、前記シートを帯電させることを特徴とする請求項2から6のいずれかに記載の薄膜付きシートの製造方法。
- 前記帯電は、荷電粒子を前記シートに対して照射することによりおこなうことを特徴とする請求項7に記載の薄膜付きシートの製造方法。
- 前記帯電を行う部位における前記シート案内面の表面における電界の方向が、前記荷電粒子を前記シート案内面に引き寄せる方向となるように前記荷電粒子を照射することを特徴とする請求項7または8に記載の薄膜付きシートの製造方法。
- 金属薄膜つきフィルムであって、前記金属薄膜つきフィルムに含まれる連続した100[m2]以上の面積を有する矩形領域であって、前記矩形領域に含まれるすべてのピンホールが直径0.3[mm]以下であり、かつ前記すべてのピンホールの周囲の膜剥がれ部の直径が0.8[mm]以上である前記矩形領域を1[個]以上含むことを特徴とする、金属薄膜つきフィルム。
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