JPH03166357A - 金属箔の製造方法並びに金属箔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は食品用、装飾用、建築用などのラミネート材や
電磁シールドなどに使用される金属箔およびその製造方
法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の金属箔としては厚さがｌＯμ一以下のも
のからそれより厚いものまで存在し、その製造方法とし
ては、金属薄帯又は板材に複数回の圧延処理を施すこと
により徐々に薄帯又は板材の厚さを薄くする方法が通常
行われている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のような金属箔の製造方法において
は、圧延処理を複数回施さなければならない。又、圧延
処理において、圧延材料と圧延ロールとの間に潤滑油を
介在させなければならないと共に、圧延処理中に空気中
の不純物などが圧延材料表面に付着し、金属箔表面が清
澄なものにならない。さらに非晶質（アモルファス）箔
を製造する場合、薄帯の製造段階でその厚さ、幅、長さ
の寸法に制限が生じるため、箔を製造する上でも寸法上
の制限が生じた。

すなわち、厚さ１０μ一以上の金属箔においては、複数
回の圧延処理を施すことにより得られるが、厚さ１０μ
１以下の金属箔においては厚さｌＯμｍ以上の金属箔を
重合し、重合圧延により行っている。しかしこの場合、
重合した金属箔を最終段階で剥離させなければならない
ことなどの理由により、金属箔の重合面の表面粗さ、最
大高さ（　Ｒ　ｗａｘ）が大きくなるという問題を有し
ていた。

そこで、 本発明ではこれらの問題点を解決し、 箔の製造が容易に行え、清澄な箔表面を形成でき、非晶
質箔の製造においては、寸法上の制限ができるだけ少な
くなるような金属箔並びにその製造方法を提供すること
を目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ 本第１発明は、真空又は不活性ガス雰囲気中における物
理的気相蒸着法によって、所定金属成分からなる蒸着母
材からの成分粒子を、これと対向して設けられ、連続的
に運動をする不活性表面を有する基体に対して、該基体
の一端から他端までの範囲内で気相蒸着し、所定膜厚の
薄膜を逐次形或し、その後基体表面から薄膜を剥離して
金属箔とする金属箔の製造方法である。

上記、物理的気相蒸着法には、スパッタ蒸着法、真空蒸
着法、イオンプレーティング法などがあり、スバッタ蒸
着法には、２極スパッタ法、３極スパッタ法、４極スバ
ッタ法、マグネトロンスパッタ法、対向ターゲット式ス
パッタ法、イオンビームスバッタ法、デュアルイオンビ
ームスバッタ法などがあり、さらに前者５方式には直流
印加式と高周波印加式がある。本第１発明ではいずれの
方法でも適用できる。

スバッタ蒸着法とは、イオンガンまたはプラズマなどに
より発生させたイオン源を形成させようとする薄膜物質
と同一組或からなるターゲットに衝突させ、その衝突に
よりターゲットから発生した原子状、分子状またはクラ
スター状の中性粒子またはイオン粒子を基板上に沈着さ
せる方法である。

蒸着母材としては、Ｍｇ−Ｎ　ｉ−ＹＳＡ　ｌ　−Ｔｉ
−Ｙ．．Ｌａ−Ｎｉ−ＡＩ，ＡＩ−Ｎｉ　−Ｙ−Ｎ等が
挙げられる。

つぎに本第１発明を、マグネトロンプラズマスバッタ法
を用いて実施する場合について具体的に説明する。

スバッタガス圧をＩＸＩＯ−’ｍｂａｒ以上に保った容
器内に電極（十極）と所定金属戊分からなるターゲット
（一極）を対向させ、電極間に電圧を印加し、電極間に
プラズマを発生させる。

このプラズマ領域内またはプラズマ領域近傍に基体を配
置し薄膜を形成させる。又、上記のような薄膜形或手段
を用いて行うため蒸着母材からの粒子は、イオン、原子
、分子、クラスター状態のものであるため、蒸着母材と
基体表面との間で冷却されやすく、一般的に知られてい
る液体急冷法で非晶質化し難いものであっても非晶質化
が行われる。又、上記電極間に印加する電力又は運動す
る基体の速度を調整することにより所望の膜厚の金属箔
が製造できる。

さらに上記において、装置内のガス圧、基体表面と蒸着
母材との距離などを調整することにより非晶質からなる
金属箔、非晶質と結晶質との複合体からなる金属箔、結
晶質からなる金属箔を選択的に製造することができる。

例えば、装置内のガス圧を低くし、基体表面とターゲ・
ノトの距離を所定範囲にすることにより、蒸着母材の粒
子に大きな冷却速度が得られ、非晶質からなる金属箔、
非晶質と結晶質との複合体からなる金属箔を製造できる
。これとは逆に装置内のガス圧を高く又は基体表面と蒸
着母材との距離を上記所定の範囲外にすることにより、
蒸着母材の粒子の冷却速度は小さくなり、結晶質からな
る金属箔を製造できる。

なお、例えばスパッタ法により行った場合、基体表面と
蒸着母材との距離を４０〜１００ａ＋ｍの範囲内にし、
装置内のガス圧をＩＸ　１０−’〜２０Ｘ１　０　’■
ｂａｒの範囲内に調整することにより非晶質を有する複
合体からなる金属箔を製造することができる。又、基体
表面と蒸着母材との距離が上記範囲外である場合又は装
置内のガス圧が２ｏＸ　１０’　ｉ＋ｂａｒを越えた場
合、結晶質からなる金属箔が製造される。また、装置内
のガス圧が１×１０’ｍｂａｒより低い場合は、電極間
で均一な放電の持続が困難となり金属箔は製造できない
。

上記において基体としては金属材料、樹脂材料、ガラス
などが用いられると共に、不活性な基体表面とは、ここ
では密着性の悪い表面のことを言い、これにより金属箔
を容易にはがし取ることができるものである。

なお、本第１発明でいう蒸着母材とは、スバッタ蒸着で
はターゲットであり、イオンプレーティング、真空蒸着
では蒸発源のことである。

本第２発明は、真空又は不活性ガス雰囲気中における物
理的気相蒸着法によって、所定金属成分からなる蒸着母
材からなる成分粒子を、これと対向して設けられた基体
に対して気相蒸着し、その後基体表面から薄膜を剥離し
て金属箔を形成してなり、この金属箔の両表面粗さの最
大高さ（Ｒ■ａＸ）が０．２μ會以下であることを特徴
とする金属箔である。すなわち本第２発明は、金属箔表
面の粗さの最大高さ（　Ｒ　ｗａｘ）が０．２μ煙以下
という新規な清澄な表面をもった金属箔である。その肉
厚は２〜１０μ麿である。

２μより小さいと、基体から箔として剥離することがで
きないし、１０μ量より大きい場合は圧延法によっても
できるため、その方が経済的である。

［作　用］ 所定金属成分からなる蒸着母材から連続的に運動する基
体表面に蒸着母材の一端から他端の間で順次、イオン、
原子、分子、クラスター状の蒸着母材の粒子を積重して
行き、蒸着母材の他端で所望の膜厚にし、その後基体と
薄膜とを分離し金属箔を製造する。ここで基体と薄膜と
の分離については以下のような手段がある。例えば上記
蒸着母材の他端を通過後、基体の進行方向と異なる角度
に巻取りロールによって剥離させ、該巻取りロールに金
属箔を巻取る。又、基体上に金属箔が取付いた状態で他
方側のロールに巻取り、必要に応じて基体と金属箔とを
分離させ、金属箔を製造する。又、基体と金属箔とをス
クレイパー等の手段を用いて分離する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する
。

実施例１ 第１図並びに第２図は本発明を実施するのに適した装置
の一例を示す概略図である。

第１図に示すように、溶解炉によって製造された所定成
分組成を有するターゲット　ｌを、スバッタ蒸着装置２
内に配置し、電極３（真空容器などのアース極）とター
ゲット　１との間に、タータット　ｉと所定間隔で２対
のガイドロール４に設置され、軟質性の金属材料又は樹
脂材料からなるエンドレスベルトである基体５を配置し
た。又、基体５の上方には、巻取りロールＢが基体５の
進行方向と異なる角度に生成した金属箔７を巻取り誘導
するように配置されている。

なお、必要に応じて基体表面を冷却するための冷却部８
がターゲット　ｌの粒子が蒸着する基体５の下部に近接
して設けられている。ここでスバッタ蒸着装置２内を真
空ポンプ（図示せず）にて排気した後、同装置内にアル
ゴンガスを供給し、真空ボンブと連動させて装置内の圧
力を一定に保ち、その状態でターゲット　ｌに電圧を印
加し、これと同時にガイドロール４，４を作動させ、エ
ンドレスベルト状に形成された基体５を連続的に運動さ
せ、基体５表面にスバッタ蒸着を行い、基体５表面に金
属箔７を形成する。

そして、形成した金属箔７は前記巻取りロール６により
巻取る。なお、第２図に示すように基体５の幅をターゲ
ット　１の幅より小さくすることにより、製造される金
属箔７が均一な厚さをもつものになる。

実施例２ 第３図に示すように一方側（例えば左側）のガイドロー
ル４に巻かれた基体５を他方側（例えば右側）のガイド
ロール４に順次送り込む。

この過程でスパッタ蒸着により基体５上に金属箔７を形
成し、その基体５上に金属箔７が取付いた状態で他方側
のガイドロール４に巻取られるものである。又、その後
他方側のガイドロール４は、次工程（図示せず）により
、金属箔７と基体５とに分離されるものである。上記以
外は実施例１と同様にした。

実施例３ 第４図並びに第５図に示すように基体５を円筒形状にし
、基体５内周面には必要に応じて冷却部８を設け、基体
５の円筒形外周面にターゲット　１の粒子を蒸着するも
のである。他は実施例１と同様にして実施した。ここで
冷却部８への冷却媒体の供給口　９と排出口１０とは固
定であり、供給部ｌ１、排出部１２、冷却部８、基体５
は回動するようになっている。装置シール部ｌ３は装置
内のガス圧を一定圧に保つため、排出部ｌ２の外周に沿
ってシールが施されており、又、シール部１４は、供給
口９、排出口１０（固定部分）と供給部１１、排出部１
２（可動部分）との間からの冷却媒体のもれを防ぐため
のものである。なお、基体５を上記の形状にすることに
より、基体の材質として硬質金属材料、硬質樹脂材料、
ガラスなどを使用することができる。

上記実施例１〜３で、基体上にターゲットを複数個並設
して、それぞれのターゲットを材質の異なるものとする
ことにより、多層の金属箔を得ることができる。この場
合、その目的、用途に応じて、一方表面に装飾性の良好
なもの、耐食性に優れたもの、高価なものなど、適宜に
選択した材質のものを適用すると良い。

実施例４ 第４図並びに第５図に示すようなマグネトロン方式スバ
ッタ装置にて、チタンをターゲットとして下記の処理を
施し、チタン箔を作製した。

ここでターゲットの幅は８（１）にて、また基体をター
ゲットより５０ｉａ＋幅にて対向させて行った。

基体上１清澄なものとし、装置内を密閉し、該装置内を
２　ｘ　ｔｏ−’ｍｂａｒ以下まで排気を行い、その後
装置内へアルゴンガスを導入し、内部圧力を３Ｘ１０−
’■ｂａｒに保持し、シャッターを用い、ブリスバッタ
をＩＯ分間行う予備処理を行った。

次に、ターゲットへ５２０ＶＸ　Ｏ．０４Ａ／ｃｄの電
力を印加して、基体上にＴｆをスバツタ蒸着し、成膜処
理を行った。この際、円筒形のガラスよりなる基体の外
周面移動速度を０．８ｃｍ／ｓｉｎにて行った。さらに
、基体上に形成された膜を巻取りロールまたは、スクレ
ツバーを用いて基体上より膜を分離し、厚さ５μｍのチ
タン箔を作製した。

上記のようにして得られたチタン箔の表面の最大高さ（
Ｒｍａｘ）は蒸着面、基体側面共０．１μｍ以下であっ
た。

また、上記第１図から第３図に記載の方法によっても、
上記と同様の処理により行うことができるが、この場合
、基体を樹脂材料または金属材料を用いなければならな
いので、上記基体をガラス面とした場合よりも基体表面
の最大高さ（Ｒｍａｘ）が大きくなるが、一般に使用さ
れる樹脂からなる基体（プラスチックシ一ト）の場合、
最大高さ（Ｒｉａｘ）０．２μ曙であるからこれより小
さな最大高さ（Ｒｍａｘ）を有する金属箔を得ることが
できる。又、樹脂又は金属からなる基体は、加工により
基体表面の最大高さ（Ｒｍａｘ）を小さくすることがで
きる。これにより金属箔の表面の最大高さを小さなもの
とすることができる。

［発明の効果］ 以上のように、本第１発明は物理的気相蒸着法による薄
膜形成手段を用いて製造するものであるので金属済の製
造が１工程もしくは２工程で行え、その製造が容易に行
え組或の異なる層からなる多層の金属箔を得ることがで
きると共に、真空または不活性ガス雰囲気下で製造が行
われるものであり、かつ表面をロールなどで圧延処理す
るものではないので、清澄な表面を持った金属箔が得ら
れる。さらに、非晶質金属箔を製造するに当っては、寸
法上の制限は蒸着母材の量にのみ左右されるものである
ため、寸法上め制限が少なくなると共に、上記薄膜形成
手段により製造するものであるので、一般的な単ロール
法などで得難い非晶質合金であっても製造できるもので
ある。又、上記方法で少なくとも５０％の非晶質を有す
る金属箔を得た場合、金属箔は非晶質合金の特性である
高硬度、高強度、高耐食性などの優れた特性を有するた
め、産業上の種々の用途において有用である。

又、第２発明のものは清澄な表面のものが得られるので
建築材等に応用して装飾的効果が大であり、さらには導
電性材料等に用いて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の説明図、第２図は同一部平
面図、第３図は実施例２の説明図、第４図は実施例３の
説明図、第５図は同一部側面図である。 １・・・ターゲット、２・・・スパッタ蒸着装置、３・
・・電極、４・・・ガイドロール、５・・・基体、６・
・・巻取ロール、７・・・金属箔、訃・・冷却部、９・
・・供給口、１０・・・排出口、１１・・・供給部、１
２・・・排出部、１３・・・装置シール部、ｌ４・・・
シール部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空又は不活性ガス雰囲気中における物理的気相
   蒸着法によって、所定金属成分からなる蒸着母材からの
   成分粒子を、これと対向して設けられ、連続的に運動を
   する不活性表面を有する基体に対して、該基体の一端か
   ら他端までの範囲内で気相蒸着し、所定膜厚の薄膜を逐
   次形成し、その後基体表面から薄膜を剥離して金属箔と
   することを特徴とする金属箔の製造方法。
2. （２）基体表面から所定距離に蒸着母材を設置し、少な
   くとも５０％（体積率）の非晶質を有する複合体からな
   る金属箔とする請求項（１）記載の金属箔の製造方法。
3. （３）真空又は不活性ガス雰囲気中における物理的気相
   蒸着法によって、所定金属成分からなる蒸着母材からな
   る成分粒子を、これと対向して設けられた基体に対して
   気相蒸着し、 その後基体表面から薄膜を剥離して金属箔を形成してな
   り、この金属箔の両表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が
   ０．２μｍ以下であることを特徴とする金属箔。
4. （４）肉厚が２〜１０μｍである請求項（３）記載の金
   属箔。