JPH04110752U

JPH04110752U - 真空蒸着装置

Info

Publication number: JPH04110752U
Application number: JP1404991U
Authority: JP
Inventors: 守関口
Original assignee: 凸版印刷株式会社
Priority date: 1991-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1992-09-25

Abstract

(57)【要約】【目的】長尺のプラスチックフィルムを走行させなが
ら、高温度で無機物等を真空蒸着するに際し、プラスチ
ックフィルムの皺等の発生を防止する。【構成】真空密閉室内でプラスチックフィルムを、ガイ
ドロール、冷却ロール、ガイドロールの順に走行させな
がら、冷却ロール下方に配置した蒸着源から蒸発した無
機物等をプラスチックフィルムに付着させる際、冷却ロ
ールにプラスチックフィルムが接触する直前の位置に予
備冷却ロールを配置する。【効果】プラスチックフィルムが冷却させる結果、蒸着
源からの熱による影響が緩和され、皺の発生、蒸着膜の
ピンホールの発生がなく、安定した蒸着膜を得ることが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は真空蒸着装置に関する。更に詳しくは本考案は、長尺状の基材フィルムを高速で走行させながら、その表面に安定して薄膜を真空蒸着できる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

高分子フィルム等の長尺の基材フィルムを走行させながら、その表面に金、銀アルミニウム、スズ等の各種金属を真空蒸着する方法は周知である。得られる蒸着フィルムは、その金属光沢もしくは導電性や気体遮断性から、装飾用材料、導電材料、食品等の包装材料として使用されている。

【０００３】また、酸化珪素等の無機物を同様の方法で真空蒸着する方法も知られている。得られる無機物の蒸着フィルムは、その無機物の種類に応じ、酸素遮断性の包装材料、透明導電材料、赤外線反射膜などに利用される。

【０００４】この方法では、排気系を備えた密閉系内に基材フィルムを巻取り状で配置し、制御ロール、ガイドロール等を通過させた後、冷却ロールに抱かれながら、この冷却ロール下方に配置された薄膜形成材料の蒸着源を加熱して、気体状の薄膜形成材料を接触させ、薄膜形成材料を凝縮させて薄膜形成するのである。薄膜形成された基材フィルムは、再びガイドロールや制御ロールを通過して、巻取りロールに巻き取られる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、基材フィルムの走行速度が速くなるにつれて、また薄膜形成材料の融点が高くなるにつれて、あるいは基材フィルムの厚さが薄くなるにつれて、基材フィルムの流れ方向に皺が生じて薄膜の厚みにむらが生じたり、あるいは薄膜が熱負けしてピホールが生じたりするという問題があった。

【０００６】そこで、本考案は、高融点の薄膜形成材料を高速で走行する薄い基材フィルム上に真空蒸着するに際して、かかる皺やピンホールの発生のない蒸着装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案は、真空吸引機構を有する密閉系内に、基材フィルムを巻き出す巻き出しロール、蒸着フィルムを巻き取る巻取りロール、フィルムの走行方向に沿って巻き出しロールと巻取りロールの間に配置された冷却ロール、冷却ロールの下方に配置された薄膜形成材料の蒸着源、蒸着源の薄膜形成材料を加熱する加熱源、基材フィルムが冷却ロールに接触する位置の直前に配置された予備冷却ロールから成ることを特徴とする真空蒸着装置を提供する。

【０００８】以下図面を参照して本考案を説明する。図１は本考案に係る真空蒸着装置の実施例を示す説明図、図２は他の実施例を示す要部説明図である。

【０００９】本考案の装置は、図１に示すように、全体が密閉された系から成り、この系内部を真空状態に維持するため、真空吸引機構８が設けられている。装置内の圧力は、基材フィルムの種類、蒸着方法、薄膜形成材料の材質等に応じ、１０^-4〜１０^-6ｔｏｒｒ．程度で良い。

【００１０】系内には、、薄膜形成するための基材フィルム１の巻き出しロール１１が配置されており、連続的かつ高速に基材フィルム１が巻き出される。巻き出された基材フィルム１は、必要に応じて設けられた制御ロールやガイドロール２１を介して冷却ロール３に抱かれながら走行し、再び必要に応じて設けられた制御ロールやガイドロール２２を介して巻取りロール１２に巻き取られる。

【００１１】冷却ロール３は従来の冷却ロールと同一で良く、内部に冷媒等を通して温度を制御する。冷媒温度は−１０〜−３０℃が好ましい。冷却ロール３の温度により気体状態の薄膜形成材料が基材フィルム１上に凝縮して薄膜を形成するため、冷却ロール３の下方には蒸着源４を配置して基材フィルム１が冷却ロール３を抱いている間に薄膜形成する構造とする必要がある。

【００１２】図示の例では加熱源は大型電子銃５であり、蒸着源４は大型電子銃５から発射される電子線により加熱できる。加熱により蒸着源４に配置された薄膜形成材料が気体状態となり、基材フィルム１に付着する。図中、６１は高電圧電源、６２はビームコントローラーである。なお、電子線加熱の外、公知の抵抗加熱法によっても良い。

【００１３】基材フィルム１が冷却ロール３に接触を開始する直前の位置には、基材フィルム１を冷却するための予備冷却ロール７が配置されている。

【００１４】予備冷却ロール７は基材フィルム１を十分に冷却して、その軟化等の熱劣化を防止するためのもので、内部に冷媒を循環して冷却できるものである必要がある。

【００１５】予備冷却ロール７表面の温度としては、−３０℃以上であることが好ましい− ３０℃未満では系内に微量に含まれる水分が基材フィルム１表面に凝縮し走行の際の摩擦が大きくなり、高速で安定した走行系が得られない。

【００１６】また、大型電子銃５により無機物等の薄膜形成材料を大量に蒸発させた場合、蒸着源４の薄膜形成材料は１３００〜２０００℃程度の高温になり、輻射熱により基材フィルム１を加熱することになる。この加熱を受けてしかも基材フィルム１の皺を防ぎ、また薄膜の熱劣化を防ぐため、−１０℃以下であることが好ましい。

【００１７】予備冷却ロール７は、基材フィルム１を冷却ロール３表面に密着して、両者の間の滑りを防止するため、基材フィルム１と冷却ロール３が接触する位置の直前に設ける必要がある。両者が滑る場合には、基材フィルム１に応力がかかり、やはり皺が発生することがある。

【００１８】基材フィルム１が冷却ロール３と接触を開始する位置は基材フィルム１の材質や厚みにより異なるが、基材フィルム１が二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム等の耐熱性プラスチックフィルムの場合には、基材フィルム１が冷却ロール３と接触を開始する位置と冷却ロール３中心とを結ぶ線と、冷却ロール３中心からの垂線のなす角度θが６０〜１２０度の場合が好適である。予備冷却ロール７による冷却効率が生かされると共に、高速で十分な厚みに薄膜が形成できるからである。

【００１９】図２は予備冷却ロール７を多数設けた例で、多数設けることにより冷却効率を向上することができる。その外は図示を省略したが、図の場合と同様である。

【００２０】本考案に係る基材フィルム１としては、、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム等が使用できる。５〜１５μｍ程度の薄いもので良い。

【００２１】また、本考案に係る薄膜形成材料としては、金、銀、アルミニウム、スズ、銅ステンレス等の金属材料が使用できるが、高融点の無機物が好適である。本考案の特徴を特に生かすことができるからである。かかる無機物としては、酸化珪素酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化インジウム等の金属酸化物が例示できる。

【００２２】

【実施例】

・基材フィルム──────酸化マグネシウム（３Ｎ）。・装置──────────図１の装置。・系の圧力────────１×１０^-4ｔｏｒｒ．・電子銃のエネルギー───３５ｋＷ。・基材フィルム走行速度──１００ｍ／ｍｉｎ．・蒸着速度────────２μｍ／ｓｅｃ．・冷却ロール温度─────−２０℃。

【００２３】・予備冷却ロール材質───中空ステンレス製ロール表面にクロムメッキして成るロール。・予備冷却ロール温度───−１０℃。・基材フィルム１が冷却ロール３と接触を開始する位置と冷却ロール３中心とを結ぶ線と、冷却ロール３中心からの垂線のなす角度θ───１１０度。

【００２４】蒸着加工中、蒸着機の窓から、フィルムの走行状態及び皺の発生の有無を確認したところ、皺の発生は全くなく、安定した蒸着加工ができた。

【００２５】また、得られた蒸着フィルムを切断し、蒸着フィルムの幅方向及び流れ方向に１０点サンプリングして２５℃、７０％Ｒ．Ｈ．の条件で酸素透過率を測定したところ、いずれのサンプルにおいてもおよそ０．５〜１．５ｍｌ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ（ＭＯＣＯＮ社製ＭＯＣＯＮＯＸ−ＴＲＡＮ１０／５０Ａで測定）（平均１．０ｍｌ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ）であり、安定した酸素遮断性が得られた。

【００２６】＜比較例＞予備冷却ロールを使用しない外は、実施例と同様に真空蒸着した。

【００２７】走行状態と皺の発生の有無を蒸着機の窓から確認したところ、ところどころに流れ方向のスジが生じていることが分かった。

【００２８】また、酸素透過率を測定したところ、場所により１．０〜１２０ｍｌ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍと大きく変動し、バラツキの多いことが分かった。

【００２９】

【効果】

以上のように、本考案によれば、１００ｍ／ｍｉｎ程度の高速で薄い基材フィルムに高融点の薄膜形成材料を真空蒸着して、しかも安定した高品質の蒸着フィルムを製造することが可能となる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る真空蒸着装置の実施例を示す説明
図。

【図２】他の実施例を示す要部説明図。

【符号の説明】

１基材フィルム。１１巻き出しロール。１２巻取りロール。２１制御ロール又はガイドロール。２２制御ロール又はガイドロール。３冷却ロール。４蒸着源。５加熱源。７予備冷却ロール。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】真空吸引機構を有する密閉系内に、基材フ
ィルムを巻き出す巻き出しロール、蒸着フィルムを巻き
取る巻取りロール、フィルムの走行方向に沿って巻き出
しロールと巻取りロールの間に配置された冷却ロール、
冷却ロールの下方に配置された薄膜形成材料の蒸着源、
蒸着源の薄膜形成材料を加熱する加熱源、基材フィルム
が冷却ロールに接触する位置の直前に配置された予備冷
却ロールから成ることを特徴とする真空蒸着装置。