JPH07150355A

JPH07150355A - 電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置

Info

Publication number: JPH07150355A
Application number: JP29803493A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyamoto; 隆司宮本; Ryukichi Matsuo; 龍吉松尾
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1995-06-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、真空中において効果的に除電し、蒸
着膜や基材を損傷することなく連続的に蒸着できること
を最も主要な目的としている。【構成】本発明は、高分子フィルムもしくは紙からなる
長尺状の基材を巻出しロールから巻出し、基材面に対向
して配設された蒸着材料を蒸着ロール上で電子ビーム加
熱によって基材上に蒸着形成した後、巻取りロールにて
巻取るようにした電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置にお
いて、蒸着された基材が蒸着ロールから剥離する部分
に、当該蒸着ロールに接するように接地された導電性を
有する補助ロールを設けたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子フィルムもしく
は紙からなる長尺状の基材上に、薄膜を連続的に形成す
る際に用いられる電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置に係
り、特に真空中において効果的に除電し、蒸着膜や基材
を損傷することなく連続的に蒸着できるようにした電子
ビーム加熱式巻取り蒸着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高分子フィルムもしくは紙か
らなる長尺状の基材上に、薄膜を連続的に形成すること
を目的として、巻取り式蒸着装置が多く用いられてきて
いる。図２は、この種の巻取り式蒸着装置の代表的な構
成例を示す概略図である。

【０００３】図２において、装置本体１１は、薄板２と
円筒状の蒸着ロール３１とによって、その内部が巻取り
室１２と蒸着室１３とに仕切られており、それぞれ図示
しない真空ポンプによって排気され、真空に維持され
る。

【０００４】また、巻取り室１２の中には、蒸着ロール
３１、巻出しロール３２、巻取りロール３３の他に、高
分子フィルムもしくは紙からなる長尺状の基材５を円滑
に走行させるための補助ロール３４ａ〜３４ｈ、および
張力をコントロールするためのダンサーロール３５ａ，
３５ｂがそれぞれ配設されている。

【０００５】さらに、蒸着室１３の中には、蒸着ロール
３１に対向した位置に、蒸着材料６を収納した容器７
（坩堝やボート等）が配設されている。さて、このよう
な巻取り式蒸着装置を用いて蒸着を行なう場合には、ま
ず、装置本体１１を真空排気した後に、巻出しロール３
２から基材５を繰り出し、補助ロール３４ａ〜３４ｄや
ダンサーロール３５ａを経由した後に、蒸着ロール３１
上で薄膜を蒸着形成し、その後再び補助ロール３４ｅや
ダンサーロール３５ｂを経由して、巻取りロール３３に
て巻取る。

【０００６】ここで、蒸着ロール３１上での蒸着は、基
材５面に対向して配設された蒸着材料６を、加熱、気化
させて基材５上に凝集、成膜させるものであるが、この
蒸着材料６を気化させるための加熱手段としては、抵抗
加熱、高周波誘導加熱、電子ビーム加熱等の方式が用い
られている。

【０００７】これらの方式のうち、電子ビーム加熱式
は、蒸着材料６のみを直接電子ビームのエネルギーで加
熱することから、蒸着材料６を収納した容器（坩堝やボ
ート）７を加熱することで間接的に蒸着材料６を加熱す
る抵抗加熱式や高周波誘導加熱式では蒸着できない高融
点材料でも、容易に蒸着を行なうことができるというメ
リットを有している。

【０００８】しかしながら、これまでの電子ビーム加熱
式による巻取り式蒸着装置では、次のような問題点があ
る。すなわち、電子ビーム加熱式蒸着では、高速に加速
された照射電子（一次電子）のエネルギーが、全て蒸着
材料６の加熱に使用されるわけではなく、エネルギーの
一部は反射電子や二次電子といった形で放出され、それ
らが蒸着された基材５上に達して基材５自体を負に帯電
させてしまう。一方、蒸着ロール３１には、蒸着中に凝
集熱や輻射熱を受ける基材５を冷却する目的で、一般に
熱伝導性の良好な金属が用いられていることから、基材
５上の負電荷によって表面上に正電荷が誘起され、蒸着
ロール３１の表面は正に帯電してしまう。

【０００９】このため、蒸着終了後に基材５が蒸着ロー
ル３１から剥離される部分において、これら正負の電荷
が蒸着膜や基材５を通して放電し、その結果蒸着膜や基
材５が損傷を受けてしまう（ガスバリア性が低下する）
という問題が発生する。

【００１０】そこで、最近では、このような問題点を解
決するために、例えば除電ブラシや除電モールを用いる
方法や、蒸着ロールの表面に絶縁層を設ける方法（例え
ば、“特開平４−３４６６６５公報”）等が提案されて
きている。

【００１１】しかしながら、除電ブラシや除電モールを
用いる方法では、真空中での除電効果が十分とは言えな
いばかりでなく、蒸着膜の表面に傷をつけてしまう恐れ
がある。

【００１２】また、蒸着ロール３１の表面に絶縁層を設
ける方法では、絶縁層が蒸着ロールの冷却能力を低下さ
せるため、高温を要する蒸着材料の蒸着を行なう場合
に、基材５の種類によっては、凝集熱や輻射熱等の熱負
荷によって基材５に皺が入る恐れがある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
巻取り式蒸着装置においては、蒸着された基材が蒸着ロ
ールから剥離する際に放電が発生して、蒸着膜や基材に
損傷を与え、優れた膜質の蒸着膜を得ることができない
という問題があった。

【００１４】本発明は、上記のような問題点を解消する
ために成されたもので、真空中において効果的に除電
し、蒸着膜や基材を損傷することなく連続的に蒸着する
ことが可能な極めて信頼性の高い電子ビーム加熱式巻取
り蒸着装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、高分子フィルムもしくは紙からなる長
尺状の基材を巻出しロールから巻出し、基材面に対向し
て配設された蒸着材料を蒸着ロール上で電子ビーム加熱
によって基材上に蒸着形成した後、巻取りロールにて巻
取るようにした電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置におい
て、蒸着された基材が蒸着ロールから剥離する部分に、
当該蒸着ロールに接するように接地された導電性を有す
る補助ロールを設けて成る。ここで、特に上記導電性を
有する補助ロールとしては、金属製の補助ロールとして
いる。

【００１６】

【作用】従って、本発明の電子ビーム加熱式巻取り蒸着
装置においては、蒸着された基材が蒸着ロールから剥離
する部分に、当該蒸着ロールに接するように接地された
導電性を有する補助ロールを設けることにより、蒸着材
料によって反射された反射電子や放出された二次電子
が、基材上に到達して基材自体を帯電させても、その電
荷は導電性を有する補助ロールを通して除電されるた
め、蒸着ロールに誘起された正電荷との間で放電が発生
することはなく、基材や蒸着膜を損傷する心配がなくな
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１は、本発明による電子ビーム
加熱式巻取り蒸着装置の構成例を示す概略図であり、図
２と同一要素には同一同一の符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００１８】すなわち、本実施例の電子ビーム加熱式巻
取り蒸着装置は、蒸着された基材５が蒸着ロール３１か
ら剥離する部分に、この蒸着ロール３１に接するように
接地された導電性を有する金属製の補助ロール３６を設
けている。

【００１９】また、蒸着室１３には、電子銃４を備えて
おり、この電子銃４からの電子ビーム８を、図示しない
偏向コイルによる磁場で曲げて蒸着材料６に照射できる
ようにしている。

【００２０】次に、以上のように構成した本実施例の電
子ビーム加熱式巻取り蒸着装置の作用について説明す
る。すなわち、図１において、蒸着材料６によって反射
された反射電子や放出された二次電子が、基材５上に到
達して基材５自体を帯電させても、その電荷は金属製の
補助ロール３６を通して除電されるため、蒸着ロール３
１に誘起された正電荷との間で放電が発生することはな
く、基材５や蒸着膜を損傷する心配がなくなる。

【００２１】次に、本実施例の電子ビーム加熱式巻取り
蒸着装置のより具体的な例について説明する。（具体例）本実施例の電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置
を用いて、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴ
と称する）フィルムからなる基材５上に、一酸化珪素
（ＳｉＯ）の蒸着を行なった。

【００２２】まず、巻出しロール３２に厚さ１２μの長
尺状ＰＥＴフィルム、容器７の中に純度９９％以上のＳ
ｉＯ粒（５〜１０ｍｍφ）をそれぞれセットした後に、
蒸着装置本体１１を２×１０^-3（Ｐａ）以下の圧力に排
気した。

【００２３】次に、ＰＥＴフィルムを走行させながら、
電子銃４から容器７中のＳｉＯに、電子ビーム８を照射
してＳｉＯを加熱、気化させ、摂氏−１０度に冷却され
た蒸着ロール３１上でＰＥＴフィルム表面に成膜した
後、巻取りロール３３にて巻取った。

【００２４】この場合、ＰＥＴフィルムの走行速度とＳ
ｉＯの蒸発速度を、以下のように変化させて蒸着を行な
った。走行速度蒸発速度蒸着膜厚具体例１４．８ｍ／ｍｉｎ２１６０Ａ／ｓ１８００Ａ具体例２４．８ｍ／ｍｉｎ７２０Ａ／ｓ６００Ａ具体例３１０．０ｍ／ｍｉｎ２１６０Ａ／ｓ８５０Ａここで、蒸発速度は蒸着前後の容器７内のＳｉＯ重量か
ら計算し、蒸着膜厚は透過型電子顕微鏡によって測定し
た。

【００２５】蒸着中、装置のガラス窓から蒸着ロール３
１と補助ロール３６部分とを観察したところ、具体例１
〜３のいずれの場合においても、放電に伴なう発光は見
られなかった。

【００２６】また、蒸着終了後に、装置内部を大気圧に
戻し、蒸着フィルムを取り出して観察したところ、いず
れのフィルムにおいても、放電痕、ピンホールともに認
められなかった。

【００２７】さらに、これらのフィルムの酸素透過率を
測定したところ、表１に示すように、いずれも１〜２ｃ
ｃ／ｍ² ／ｄａｙであった。（比較例）図２に示した従来の巻取り式蒸着装置を用い
て、上記具体例の場合と同様に、ＰＥＴフィルム上にＳ
ｉＯの蒸着を行なった。

【００２８】この場合、ＰＥＴフィルムの走行速度とＳ
ｉＯの蒸発速度は、以下のように変化させて蒸着を行な
った。走行速度蒸発速度蒸着膜厚比較例１４．８ｍ／ｍｉｎ２１６０Ａ／ｓ１８００Ａ比較例２４．８ｍ／ｍｉｎ７２０Ａ／ｓ６００Ａ比較例３１０．０ｍ／ｍｉｎ２１６０Ａ／ｓ８５０Ａ蒸着中、装置のガラス窓から蒸着ロール３１と補助ロー
ル３６部分とを観察したところ、比較例１〜３のいずれ
の場合においても、放電に伴なう発光が見られ、その強
度は比較例１，３，２の順であった。

【００２９】また、上記具体例の場合と同様に、蒸着フ
ィルムを取り出して観察したところ、いずれのフィルム
においても、放電痕とピンホールが認められ、それらの
量も比較例１，３，２の順に多かった。

【００３０】さらに、これらのフィルムの酸素透過率を
測定したところ、表１に示すように、比較例１，３では
２００ｃｃ／ｍ² ／ｄａｙ以上であり、比較例２では２
ｃｃ／ｍ² ／ｄａｙ〜２００ｃｃ／ｍ² ／ｄａｙにばら
ついていた。

【００３１】

【表１】

【００３２】上述したように、本実施例では、高分子フ
ィルムもしくは紙からなる長尺状の基材５を巻出しロー
ル３２から巻出し、基材５面に対向して配設された蒸着
材料６を蒸着ロール３１上で電子ビーム８加熱によって
基材５上に蒸着形成した後、巻取りロール３３にて巻取
るようにした電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置におい
て、蒸着された基材５が蒸着ロール３１から剥離する部
分に、この蒸着ロール３１に接するように接地された導
電性を有する金属製の補助ロール３６を設け、さらに蒸
着室１３に電子銃４を備えて、電子銃４からの電子ビー
ム８を、偏向コイルによる磁場で曲げて蒸着材料６に照
射するようにしたものである。

【００３３】従って、蒸着された長尺状の基材５が蒸着
ロール３１から剥離する部分に、当該蒸着ロールに接す
るように導電性を有する金属製の補助ロール３６を設
け、しかもこの金属製の補助ロール３６が接地されてい
るため、反射電子や２次電子による基材５上の負電荷を
完全に除去することができる。

【００３４】よって、蒸着された基材５が蒸着ロール３
１から剥離する際の放電の発生を防止して、基材５に放
電痕やピンホールを生じることなく、優れた膜質の蒸着
膜を得る（ガスバリア性を向上させる）ことが可能とな
る。

【００３５】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施できるものであ
る。上記実施例では、蒸着された基材５が蒸着ロール３
１から剥離する部分に、この蒸着ロール３１に接するよ
うに接地された導電性を有する補助ロールとして、金属
製の補助ロール３６を設ける場合について説明したが、
これに限らず、導電性を有するその他の材料からなる補
助ロールを設けるようにしても、前述の場合と同様の効
果が得られることは言うまでもない。その他、本発明は
その要旨を変更しない範囲で、種々に変形して実施でき
るものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
分子フィルムもしくは紙からなる長尺状の基材を巻出し
ロールから巻出し、基材面に対向して配設された蒸着材
料を蒸着ロール上で電子ビーム加熱によって基材上に蒸
着形成した後、巻取りロールにて巻取るようにした電子
ビーム加熱式巻取り蒸着装置において、蒸着された基材
が蒸着ロールから剥離する部分に、当該蒸着ロールに接
するように接地された導電性を有する補助ロールを設け
るようにしたので、真空中において効果的に除電し、蒸
着膜や基材を損傷することなく連続的に蒸着することが
可能な極めて信頼性の高い電子ビーム加熱式巻取り蒸着
装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置
の一実施例を示す概略図。

【図２】従来の巻取り蒸着装置の代表的な構成例を示す
概略図。

【符号の説明】

２…薄板、４…電子銃、５…基材、６…蒸着材料、７…
容器、８…電子ビーム、１１…装置本体、１２…巻取り
室、１３…蒸着室、３１…蒸着ロール、３２…巻出しロ
ール、３３…巻取りロール、３４ａ〜３４ｈ…補助ロー
ル、３５ａ，３５ｂ…ダンサーロール、３６…金属製の
補助ロール。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子フィルムもしくは紙からなる長尺
状の基材を巻出しロールから巻出し、前記基材面に対向
して配設された蒸着材料を蒸着ロール上で電子ビーム加
熱によって前記基材上に蒸着形成した後、巻取りロール
にて巻取るようにした電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置
において、前記蒸着された基材が前記蒸着ロールから剥離する部分
に、当該蒸着ロールに接するように接地された導電性を
有する補助ロールを設けて成ることを特徴とする電子ビ
ーム加熱式巻取り蒸着装置。
【請求項２】前記導電性を有する補助ロールとして
は、金属製の補助ロールであることを特徴とする請求項
１に記載の電子ビーム加熱式巻取り蒸着装置。