JPH0693447A - 蒸着フィルムの製造装置 - Google Patents

蒸着フィルムの製造装置

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JPH0693447A
JPH0693447A JP24461292A JP24461292A JPH0693447A JP H0693447 A JPH0693447 A JP H0693447A JP 24461292 A JP24461292 A JP 24461292A JP 24461292 A JP24461292 A JP 24461292A JP H0693447 A JPH0693447 A JP H0693447A
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JP
Japan
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film
vapor
deposited film
vapor deposition
high frequency
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JP24461292A
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English (en)
Inventor
Takahiro Harada
隆宏 原田
Mika Gamou
美香 蒲生
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】特に酸化物セラミックスを透明プラスチックフ
ィルム上に高速巻き取り蒸着し、かつガスバリヤー性の
高い蒸着フィルムを容易に製造できる装置を提供する。 【構成】長尺の透明プラスチックフィルムを真空容器内
で走行させ、コーティングドラム上で蒸発材料を連続的
に真空蒸着し、次いでこの蒸着フィルムを蒸着する真空
容器と区切られた真空容器内に搬入し、この容器内で蒸
着フィルムに高周波酸素プラズマ処理を行なうことを特
徴とする。高周波酸素プラズマ処理により、蒸着膜に再
酸化反応を起こし、ピンホールのない、また高いガスバ
リヤー性を有する蒸着フィルムとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明プラスチックフィ
ルム上に、蒸発材料、特に酸化物セラミックス薄膜を形
成する蒸着フィルムの製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】透明プラスチックフィルム上へ酸化物セ
ラミックス(蒸発材料)を真空蒸着して作製された蒸着
フィルムは、透明かつガスバリヤー性に優れていること
はよく知られており、例えば酸化珪素、酸化アルミニウ
ムの蒸着フィルムは、特公昭53−12953号公報、
特開昭62−179935号公報他に示されている。
【0003】しかし、商工業的な酸化物セラミックス
(蒸発材料)を真空蒸着した蒸着フィルムの製造におい
ては、フィルムの走行速度が数10m/分以上であるこ
とが要求され、これを満たすため蒸着温度の高温化に伴
った蒸発材料の熱分解や、蒸着時のチャンバー内真空度
の上昇、蒸着膜厚の減少化等の影響により、ガスバリヤ
ー性の不充分な蒸着フィルムが得られ、商工業的には問
題を残していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点について着目してなされたもので、特に酸化物
セラミックスを透明プラスチックフィルム上に高速巻き
取り蒸着し、かつガスバリヤー性の高い蒸着フィルムを
容易に製造できる装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題に鑑
みてなされたものであって、長尺の透明プラスチックフ
ィルムを真空容器内で走行させ、コーティングドラム上
で蒸発材料を連続的に真空蒸着し、次いでこの蒸着フィ
ルムを蒸着する真空容器と区切られた真空容器内に搬入
し、この容器内で蒸着フィルムに高周波酸素プラズマ処
理を行なうことを特徴とする蒸着フィルムの製造装置を
提供するものである。
【0006】
【作用】本発明により、外気に触れさせることなく巻き
出しロールから、巻き取りロールまでのライン中で、酸
化物セラミックス等の薄膜を形成し、更に高いバリヤー
性を得るための高周波酸素プラズマ処理を行なうので一
定条件の成膜工程となり、巻き芯部分と巻き出し部分の
フィルムにおいて物性の安定した膜質の均一な蒸着膜を
得ることが可能となる。
【0007】特に、蒸発材料が酸化物セラミックスの場
合、ピンホールなどの膜欠陥がなく、表面が平滑となる
ため、2.4Å程度の酸素分子や、水蒸気分子の透過を
防止した蒸着フィルムの製造が商工業的な高速度で可能
となる。
【0008】以上に図面を参照して本発明を説明する。
【0009】図1は、本発明の製造装置の説明図であ
る。使用にあたり、透明プラスチックフィルム(2)を
真空容器(7)内の巻き出しロール(1)に設置する。
透明プラスチックフィルム(2)としては、ポリエチレ
ン、ポリプロビテン等のポリオレフィン;ポリスチレ
ン;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレン−2、6−ナフタレートなどの
ポリエステル;ナイロン−6、ナイロン−12、芳香族
ポリアミド等のポリアミド;ポリカーボネイト;ポリ塩
化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリイミド等が使用で
きる。またこれらを構成するモノマーの共重合体または
他のモノマーとの共重合体であっても良い。
【0010】また、フィルムは公知の添加剤、例えば帯
電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、易滑剤、着色剤等を
含むものであっても良い。プラスチックフィルムは、強
度、伸度、熱特性、寸法安定性等の点で延伸したフィル
ムが好ましいが、末延伸のものであっても良い。透明プ
ラスチックフィルムの厚さに制限はないが、3〜400
μmの範囲のフィルムが使用できる。機械的強度とフレ
キシビリティの点から5〜200μmの範囲のフィルム
が好ましい。なお、巻き出しロール(1)は、数10m
/分以上の高速で、一定速度で送り出す駆動手段(図示
せず)を有している。
【0011】透明プラスチックフィルム(2)は、巻き
出しロール(1)から巻き出され、複数のダンサーロー
ル(3)を経由して、コーティングドラム(4)に摺接
しする。このコーティングドラム(4)下部には蒸発源
(6)があり、この中に蒸発材料が入れられている。な
お、蒸発源の加熱方式としては、抵抗加熱、高周波誘導
加熱、電子ビーム加熱がある。また、蒸発材料として
は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等
の酸化物セラミックスを用いる。
【0012】透明プラスチックフィルム(2)表面に
は、蒸発源(6)から蒸発した蒸発材料が付着し、蒸着
膜を形成する。なお、蒸発した蒸発材料の透明プラスチ
ックフィルム(2)への付着状態を規制するために蒸気
遮蔽板(5)が設けられている。
【0013】蒸着膜が形成された透明プラスチックフィ
ルムは、中間壁(8)の間隙から高周波酸素プラズマ処
理を行なう真空容器内に搬入される。この真空容器内に
は、酸素ガスを酸素ガス導入管より導入し、高周波電源
(15)マッチングボックス(14)から高周波コイル
(9)に13.56MHzの高周波電力を供給すること
により内部に高周波酸素プラズマ雰囲気(10)を生成
できるようになっており、更には内側が石英(酸化珪
素)ガラス内壁(11)である金属容器(12)が設け
てある。ただし、高周波電極はコイル状である必要はな
く、特に定めるものではない。また、石英(酸化珪素)
硝子内壁は必ずしも必要ではない。蒸着フィルムは、こ
の金属容器(12)の中へ送入され、高周波酸素プラズ
マ処理される。この金属容器の内側を石英(酸化珪素)
ガラス内壁(11)とすることにより、不純物混入によ
るバリヤー性の劣化を防ぐことができる。また、蒸着膜
を形成する際の真空度と高周波酸素プラズマ処理をする
際の好ましい真空度は異なる場合が多いので、蒸着を行
う真空容器(7)と高周波酸素プラズマ処理を行なう真
空容器には、各々を排気するためのポンプを設ける。
【0014】以下に本発明における、高周波酸素プラズ
マ処理について以下に述べる。
【0015】(a)透明プラスチックフィルム及び酸化
物セラミックスから成る蒸着フィルムは、絶縁性のフィ
ルムであるため、直流放電ではフィルム表面が正にチャ
ージアップし、正イオンの蒸着フィルム表面の入射が起
こらない。しかし、高周波放電では、自己バイアス効果
により、正イオンが蒸着フィルム表面に入射するため、
プラズマによる処理が行なえる。
【0016】(b)蒸着フィルム表面への酸素イオンの
イオンボンバードにより表面の平滑化が可能なこと、及
び高速蒸着による蒸発温度の高温化に伴い蒸発材料であ
る酸化物セラミックスが熱分解して蒸着されており、蒸
着フィルム表面において、蒸着膜に再酸化反応を起こ
し、ピンホールのない、また高いガスバリヤー性を有す
る蒸着フィルムを形成することが可能となる。以上の効
果を出すためには、処理時間、金属容器(12)内の真
空度によるが、高周波電力を300〜600W程度とす
る事が好ましい。高周波プラズマ雰囲気への送入の回数
は、図1では4回の送入を行なっているが、この回数は
特に指定する訳ではなく、高周波酸素プラズマ処理によ
り蒸着フィルムが目的のガスバリヤー性を有するように
設定すればよい。また、膜厚は商工業的な蒸着速度の数
10m/分でバリヤー性を有するようにするため400
〜1000Å程度のレベルである。
【0017】このようにして透明プラスチックフィルム
は、酸化物セラミックスを真空蒸着された後、高周波酸
素プラズマ処理されて、さらに中間壁の間隙の間を通っ
て再び真空蒸着を行った真空系内に送入し、巻き取りロ
ールへ巻き取られる。
【0018】
【実施例】以下に図面を参照して実施例を紹介する。
【0019】{実施例1}装置は図1に示す装置を使用
した。ただし、金属容器(12)の内側には石英(酸化
珪素)ガラス内壁を設けた。
【0020】蒸発源に蒸発材料としてSiO(酸化物セ
ラミックス)を配置し、透明プラスチックフィルムとし
て厚さ12μmのポリエチレンテレフタレートフィルム
を使用し、巻き出しロールに配置した。次いで装置全体
を1×10-5Torr以下の真空度まで排気した。排気
後、高周波酸素プラズマ処理するために、酸素ガス導入
管(13)より金属容器(12)内に酸素ガスを導入
し、金属容器(11)内の真空度を1.5×10-4To
rrとした。また、高周波電力は300(W)とした。
【0021】ポリエチレンタレフタレートフィルムをダ
ンサーロール(3)、コーティングドラム(4)、中間
壁(8)、高周波酸素プラズマ雰囲気(10)の順に走
行させ、巻き取りロール(16)で巻き取った。この間
コーティングドラム(4)上で蒸発源を加熱してSiO
を蒸着させ、蒸着フィルムを金属容器(12)内の高周
波酸素プラズマ処理雰囲気内で高周波プラズマ酸素処理
した。
【0022】なお、ポリエチレンテレフタレートフィル
ムの走行速度は、60m/分とし、SiO蒸着膜の膜厚
は400Åであった。得られた蒸着フィルムの酸素透過
率、水蒸気透過率を表1に示す。なお、酸素透過率(c
c/m2 ・day・atm)は、MOCON PXTR
AN−10/50A(MOCON社製)で25℃、10
0%R.H.の条件で測定し、水蒸気透過率(g/m2
・day)はMOCON PARMATRAN−W6
(MOCON社製)で40℃、90%R.H.の条件で
測定した。
【0023】{比較例1}装置は、図1に示す装置を使
用した。蒸発源に蒸発材料としてSiOを配置し、また
透明プラスチックフィルムとして厚さ12μmのポリエ
チレンテレフタレートフィルムを使用し、巻き出しロー
ルに配置した。次いで、装置全体を1×10-5Torr
以下の真空度まで排気した。
【0024】排気後、高周波電力は印加しないで、ポリ
エチレンテレフタレートフィルムをダンサーロール
(3)、コーティングドラム(4)、中間壁(8)、高
周波酸素プラズマ雰囲気状態でない真空状態の金属容器
(12)内を走行させ、巻き取りロール(16)で巻き
取った。この間、コーティングドラム(4)上で蒸発源
を加熱してSiO蒸着させた。
【0025】なお、ポリエチレンテレフタレートフィル
ムの走行速度は、60m/分とし、SiO蒸着膜の膜厚
は400Åであった。得られた蒸着フィルムの酸素透過
率、水蒸気透過率を、表1に示す。なお、酸素透過率
(cc/m2 ・day・atm)は、MOCON OX
TRAN−10/50A(MOCON社製)で25℃、
100%R.H.の条件で測定し、水蒸気透過率(g/
2 ・day)はMOCON PARMATRAN−W
6(MOCON社製)で40℃、90%R.H.の条件
で測定した。
【0026】{実施例2}実施例1と同様の手順で高周
波電力を、200(W)に変えて蒸着フィルムを製造し
た。フィルムの走行速度は60m/分とし、SiO蒸着
膜の膜厚は400Åであった。この蒸着フィルムの酸素
透過率と水蒸気透過率を表1に示す。
【0027】{実施例3}実施例1、実施例2と同様の
手順で高周波電力を600(W)に変えて、蒸着フィル
ムを製造した。フィルムの走行速度は60m/分とし、
SiO蒸着の膜厚は400Åであった。この蒸着フィル
ムの酸素透過率と水蒸気透過率を表1に示す。
【0028】{比較例2}実施例1と同様な手順で高周
波電力を20(W)印加して、フィルムを製造した。フ
ィルムの走行速度は60m/分とし、SiO蒸着膜の膜
厚は400Åであった。得られたフィルムの酸素透過
率、水蒸気透過率を表1に示す。
【0029】{比較例3}比較例2と同様な手順で高周
波電力を1000(W)印加して、フィルムを製造し
た。フィルムの走行速度は60m/分とし、SiO蒸着
膜の膜厚は400Åであった。得られたフィルムの酸素
透過率、水蒸気透過率を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】以上のように、実施例1、実施例2、実施
例3の高周波電力の範囲で高周波酸素プラズマ処理によ
り水蒸気バリヤー性に優れた蒸着フィルムが得られた。
比較例2のように、高周波酸素プラズマ処理しても、高
周波電力が小さいと、発明の効果が不充分となり、また
比較例3のように高周波電力が大き過ぎると蒸着フィル
ムを痛め、効果が認められない場合がある。SiOの場
合、高周波酸素プラズマ処理する際、高周波電力の適合
条件として高周波電力は200〜600(W)とするこ
とが望ましい。
【0032】{実施例4}実施例1と同様の手順で、蒸
発材料の酸化物セラミックスをアルミニウム酸化物のA
2 3 に変え、高周波電力を300(W)印加して、
蒸着フィルムを製造した。フィルムの走行速度は60m
/分とし、Al2 3 蒸着膜の膜厚は400Åであっ
た。この蒸着フィルムの酸素透過率と水蒸気透過率を表
2に示す。
【0033】{実施例5}実施例4と同様の手順で、高
周波電力を200(W)に変えて蒸着フィルムを製造し
た。フィルムの走行速度は60m/分とし、Al2 3
蒸着膜の膜厚は400Åであった。この蒸着フィルムの
酸素透過率と水蒸気透過率を表2に示す。
【0034】{実施例6}実施例4と同様の手順で、高
周波電力を1000(W)に変えて蒸着フィルムを製造
した。フィルムの走行速度は60m/分とし、Al2
3 蒸着膜の膜厚は400Åであった。この蒸着フィルム
の酸素透過率と水蒸気透過率を表2に示す。
【0035】{比較例4}比較例1と同様な手順で、蒸
発材料の酸化物セラミックスをアルミニウム酸化物のA
2 3 に変え、高周波電力を印加しないで蒸着フィル
ムを製造した。フィルムの走行速度は60m/分とし、
Al2 3 蒸着膜の膜厚は400Åであった。この蒸着
フィルムの酸素透過率と水蒸気透過率を表2に示す。
【0036】{比較例5}実施例4と同様の手順で、高
周波電力を20(W)に変えて蒸着フィルムを製造し
た。フィルムの走行速度は60m/分とし、Al2 3
蒸着膜の膜厚は400Åであった。この蒸着フィルムの
酸素透過率と水蒸気透過率を表2に示す。
【0037】{比較例6}実施例4と同様の手順で、高
周波電力を1300(W)に変えて蒸着フィルムを製造
した。フィルムの走行速度は60m/分とし、Al2
3 蒸着膜の膜厚は400Åであった。この蒸着フィルム
の酸素透過率と水蒸気透過率を表2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】以上のように、実施例4、実施例5、実施
例6の高周波電力の範囲で高周波酸素プラズマ処理によ
り、酸素透過率、水蒸気透過率に優れた蒸着フィルムが
得られた。
【0040】比較例5のように高周波酸素プラズマ処理
をしても高周波電力が小さいと発明の効果が不充分とな
り、また比較例6のように高周波電力が大き過ぎると、
蒸着フィルムを痛め効果が認められない場合がある。A
2 3 の場合高周波酸素プラズマ処理する際、高周波
電力の適合条件として高周波電力は、200〜1000
(W)とすることが望ましい。
【0041】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、透明プ
ラスチックフィルム上に酸化物セラミックス等の蒸発材
料を連続して真空蒸着し、次いでこの蒸着フィルムに高
周波酸素プラズマ処理を行うことにより、ガスバリヤー
性の高い蒸着フィルムを商工業的な高速度で製造する製
造装置が得られた。
【0042】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 巻き出しロール 2 透明プラスチックフィルム 3 ダンサーロール 4 コーティングドラム 5 蒸気遮蔽板 6 蒸発源 7 真空容器 8 中間壁 9 高周波コイル 10 高周波プラズマ雰囲気 11 石英ガラス内壁 12 金属容器 13 酸素ガス導入管 14 マッチングボックス 15 高周波電源 16 巻き取りロール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長尺の透明プラスチックフィルムを真空容
    器内で走行させ、コーティングドラム上で蒸発材料を連
    続的に真空蒸着し、次いでこの蒸着フィルムを蒸着する
    真空容器と区切られた真空容器内に搬入し、この容器内
    で蒸着フィルムに高周波酸素プラズマ処理を行なうこと
    を特徴とする蒸着フィルムの製造装置。
JP24461292A 1992-09-14 1992-09-14 蒸着フィルムの製造装置 Pending JPH0693447A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003105528A (ja) * 2001-09-26 2003-04-09 Tohcello Co Ltd 酸化アルミニウム蒸着フィルム及びその製造方法
JP2005336533A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Toppan Printing Co Ltd 無機酸化物蒸着フィルムおよびその製造方法
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