JPS5945009B2 - 蒸着フイルムの製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属または非金属を表面に真空蒸着積層した熱
可塑性合成樹脂フィルムの連続製造装置に関する。

従来の合成樹脂フイルムの表面に金属（以下非金属も含
んで意味する）等を真空蒸着する蒸着フイルムの製造装
置は、予め所定の長帯状の形状に製造されたフィルムを
ロール状に巻取り、これを真空槽内に収容し、真空槽を
所定の真空度に排気してから同一槽内に配置してある巻
取りロールに巻取りながら、その途中に配置された蒸気
源上を通過せしめてフイルム表面に真空蒸着を行い、蒸
着完了後に真空槽に大気を導入して蒸着フイルムを巻取
つた巻上りロールを取出するバツチ式装置により行つて
おり、非常に生産性の低い装置であり、よつて製品コス
トも高いものであつた。

ところで、大気中にあるフイルムをエアーシールを介し
て真空槽に導入し、かつ蒸着後の製品をエアーシールを
介して大気中に取出し、これらを連続的に行うことによ
り連続真空蒸着を実施することは理論的に可能であるこ
とは知られているが、エアーシールに大容量の真空ポン
プを必要とし、またエアーシール部において高速の空気
流を伴うので、薄く強度の小さい合成樹脂フイルムには
適さず、フィルム取出し時に蒸着膜がこわれ易い欠点が
ある。しかし、最近では特に断熱材、装飾材、包装材等
に低価格の蒸着フィルムが要求されており、高生産性を
有し、しかも薄く強度の小さいフイルムでも蒸着できる
製造装置が要請されている。

本発明はこのような従来装置の欠点と現在の要請に答え
るべく発明されたものである。すなわち、本発明の目的
は、フイルムの押出し、蒸着、巻取りを夫々所要の真空
度の中で連続して行い、厚いフィルムから薄く強度の小
さいフイルムまで広範囲のものを高速で蒸着できて生産
性が高く、密封保護した耐久性の優れているフイルムを
製造できる蒸着フイルムの製造装置を提供するにある。

本発明装置に使用できる熱可塑性合成樹脂材料は、例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、
ポリ塩化ビニリデン、ポリスチロール、ポリスチレン、
ポリエステル、ポリカーボネート、アセテート、サーリ
ンその他押出し成形ができしかもフイルム化が可能な熱
可塑性合成樹脂であり、押出成形による場合には１μか
ら１００μ程度の厚さにする。

上記材料をベースとして共押出成形する場合は、１／１
０μから５μ程度の厚さのフイルムを形成する。

そのフイルムの材料としては、サーリンに対してナイロ
ン、ポリプロピレン等を、低密度ポリエチレンに対して
高密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポ
リプロピレン等を、高密度ポリエチレンに対してはエチ
レン酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン等を、ポリ塩
化ビニリデンに対してエチレン酢酸ビニル共重合体等を
夫夫組合せて使用する。尚、この他にアイオノマーエチ
レンアクリル酸エステル共重合体、等も使用可能である
。このような厚さに成形されているフイルムに蒸着され
る金属としては、アルミニウム、クローム、鉄、銅、亜
鉛、錫等が適用され、鉄においては１〜５μの厚さ、そ
の他の金属では５０λ〜２０００λ程度の厚さに蒸着さ
れる。

また、非金属としては、炭素、酸化珪素、二酸化珪素、
二酸化チタン、硫化亜鉛、フツ化マグネシウム等を使用
する。本発明において１層のフイルム層に金属（以下非
金属も含んで意味する）を蒸着する場合は、低真空（大
気圧以下から１０−２Ｔ０ｒｒ）中で押出機から熱可塑
性合成樹脂フイルムを押出し、このフイルムを冷却ロー
ルにより冷却しながら多数の漸減圧室を経て高真空（約
１０−４Ｔ０ｒｒ以上）中に導き、この高真空中におい
てフイルムの表面に金属真空蒸着を行い、その後少なく
とも一室以上の漸増圧室を経て後部処理室に導入する。
押出成形する室から蒸着室まで真空度を段階的に高めて
いるので、空気排出作用によるフイルムへの弊害は皆無
となり、真空ポンプは小型のものを高効率で使用できる
。

これは蒸着後方に配備した漸増圧室についても同様であ
る。２層のフイルム層間に蒸着金属を媒体として強固に
結合したフイルムを製造する場合は、フイルム面に蒸着
されている金属表面に更にフイルムを押出成形によりコ
ーテングするだけでよい。

フイルム層が１層の場合も２層の場合も同様に巻取りロ
ールに巻取られる。この巻取る機構も真空槽内に配置さ
れている。フイルムを巻取るロールもフイルムが巻取ら
れた巻上りロールもエアーロック弁を介して真空槽を出
入りさせるので、真空槽内をいちいち大気圧にした後、
巻取りロールを取出すという必要がないので、フイルム
製造は巻取りロール１個分に限ることなく連続製造され
る。尚、以下の説明では１台の押出機から押出成形され
るフイルムを１層というが共押出成形機を使用すれば２
層となり、よつて本発明方法では２層のフィルムから５
層のフイルムまで製造することができる。

次に本発明蒸着フイルムの製造方法を実施するための装
置を図面に基いて説明する。

１は真空槽２の外部に位置する第１押出機であり、所要
の樹脂材料を導入パイプ３をＴダイ４へ送り、Ｔダイの
スリツトから冷却ロール５のロール面ヘフイルム状に押
出す。

この第１押出機１は公知のものであり、そのＴダイ４は
真空槽２内に位置し、この部分は排気系によつて大気圧
以下から１０−２Ｔ０ｒｒの真空状態にされている。

真空槽２の内部は各工程に必要な真空度になるように多
数の真空ポンプ（図示せず）に連通する排気口を有する
排気系が形成されている。冷却ロール５の後方には２個
のロール６，７が配置されており、これらのロールと多
数のシール部材８・・・・・・によつて多数の漸減圧室
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅが形成されている。

これらの漸減圧室には夫々別個に排気係が接続されてお
り、冷却ロール５からロール６，７を通つてコーテング
ロール１１へ移送されるフイルム１０ぱ漸次減圧されて
いる室を通つてコーテングロール１１へ達する。

この漸減圧室は１０−１〜１０−２Ｔ０ｒｒの真空度か
ら１０−４Ｔ０ｒｒの真空度にまで上げており、多数の
エアーシールされた室に区分されているので、空気排出
時に大きな気流を発生させることなく、かつ小型の真空
ポンプで効率よく真空にできる。前記シール部材８とロ
ール又はフイルム面との間隙は数百μであり、各漸減圧
室はほぼ完全に隔離している。

３個のロール５，６，７によつてコーテングロール１１
へ送られかつ所定の厚さに形成されたフイルムにはコー
テングロール１１の下方に位置する蒸気発生装置１２か
ら蒸発してくる所要の金属が付着する。

前記蒸気発生装置１２は公知のものであり、これを配置
してある蒸着室１３は約１０−４〜１０−５Ｔ０ｒｒの
高真空度に維持されている。金属蒸着中のフイルム１０
はその裏面、すなわち蒸着裏面はコーテングロールによ
つて冷却されている。

コーテングロール１１の後方には４個のロール１５，１
６，１７，１８が配置されており、口ール１５，１６は
シール部材１９・・・・・・と共に後部漸増圧室２０・
・・・・・を形成し、ロール１７，１８は重層フイルム
冷却用のロールである。

後部漸増圧室２０・・・・・・は蒸着室１３の高真空中
から巻取り位置の低真空中へ移送するフイルム１０に大
圧力差による弊害を与えないように漸次真空度を低下さ
せるために設けており、その目的は前部の漸減圧室９・
・・・・・と同様である。すなわち、真空槽２内部は大
気圧以下から１０−２Ｔ０ｒｒ程度の真空度で良いが蒸
着室１３は１０−４〜１０−５Ｔ０ｒｒの高真空度にし
なければならず、しかもその蒸着室のみを高真空度にす
るのは大容量の真空ポンプを必要として装置が大型にな
りかつ効果が悪いので、蒸着室の両側から真空度を漸次
少しづつ上げて蒸着室で所要の真空度になるように構成
している。尚、前記シール部材８・・・・・・，１９・
・・・・・のロール側端部はその詳細を図示していない
が、揺動可能又は進退自在に形成されており、フイルム
先端の導入を容易にしている。合成樹脂フイルム１０の
片面に蒸着物質を蒸着するだけであれば、ロール１６か
ら巻取り機構２１ヘフイルムを送れば良いのであるが、
剥離し易い蒸着物質の場合、又ぱ必要に応じて蒸着物質
の上に更にフイルムをコーテングすることがある。

２２は蒸着物質を挟んで２層の合成樹脂フイルムを積層
したサンドイツチ形状のフイルムを形成するために第３
層となるフイルムを押出す押出機であり、この押出機２
２のＴダイ２３のみが真空槽２内に配置されている。

Ｔダイ２３のスリツトから押出されて蒸着後のフイルム
１０に積層されたフイルムは冷却ロール１７，１８によ
つて冷却され、ガイドロール２５，２６を介して巻取り
機構２１へ送られる。巻取り機構２１は巻取りロール３
０を回転させてフイルム１０を巻取る機構であり、巻取
りロール３０はフィルムの走行速度と同期して回転し、
フイルム巻終りに近ずくと後方位置（新巻取りロール３
１の位置）へ移動する。

そして巻取りロール３０に一定量のフイルムが巻取られ
るとカッタ３２によつて切断されて巻上りロールとなる
。巻取りロールの後方移動とともに新巻取りロール３１
は矢印３４方向へ前方位置（巻取りロール３０の位置）
に移動し、巻取りロール３０と入れ替る。巻取りロール
３０に巻取られていたフイルムがカツタ３２によつて切
断されると、フイルムの先端はただちに新巻取りロール
３１によつて巻取られる。これによつて、連続して蒸着
されてくるフイルムは連続的に新しい巻取りロールに巻
取られる。新巻取りロール３１の位置へ移動して来た巻
上りロールは、真空槽２の下部に配置されている取出し
機構３５のマジツクハンド３６によつて取出され、更に
この取出し機構３５の出口３７から大気中へ取出される
。

３８，３９は夫々エアーロツク弁を示しており、真空槽
２内に配置されかつ大気に開放される取出し機構３５の
気密を保つている。

前記巻上りロールが取出された後には、その位置に新巻
取りロール３１がロール供給機構４１によつて供給され
る。

ロール供給機構４１はロール収納部４２から落下して来
るロールをマジツクハンド４３でつかんで、真空槽２内
へ新巻取りロール３１として供給する機構であり、この
機構も真空槽２内に位置し、エァーロック弁４４，４５
によつて気密が保持されており、所定の真空度になつて
いる。５１，５２はフイルム押出成形によつて生じるフ
イルムの両側縁を切断して再使用するための再生機構で
あり、合成樹脂フイルム層を１層のみ形成する場合は機
構５１のみ、任意に設けられる押出機２２を設けて２層
のフイルム層を形成する場合は機構５２のみ夫々設ける
。

機構５１ぱスリツタ５３、ピンチロール５４Ｔ５５、押
出機５６とから成り、スリツタ５３はロール６と共働し
てフィルムの両側縁を切断し、その切断された線状材は
ピンチロール５４，５５に案内されて押出機５６へ送ら
れる。

前記線状材は押出機５６によつて溶解されて再使用され
る。機構５２は機構５１と同一であり、そのスリツ夕は
ロール１８と共働する。この再生機構によつて、フイル
ムが走行中であつてもその両側縁を切断でき、よつて装
置の連続運転が可能であり、切断した線状材を再使用す
るので経済的である。

本発明装置によれば、一の真空槽内でフィルム押出成形
から真空蒸着、巻取りまで連続して行なうことができ、
従来のバツチ式装置あるいはその他の連続真空蒸着装置
に比べて、画期的な連続高速製造が可能となり、生産性
を向上させることができる。

更に、厚いフイルムから薄いフイルムまで広範囲のフイ
ルムへの蒸着が可能となり、また蒸着層を挟んで２層の
フイルム層を形成したサンドイツチ形状に形成すること
もできる。また、金銀糸用、装飾用、ホイル用、ラベル
、包装材料の他に、コンデンサー等の電子・電気材料、
磁気記録テープ、虹彩膜材、感光材料等の多用途のフイ
ルムを製造できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明蒸着フイルムの製造方法を実施するための
蒸着フィルムの製造装置の全体説明図である。 １，２２・・・・・・押出機、２・・・・・・真空槽、
４，２３・・・・・・Ｔダイ、５，６，７，１５，１６
，１７，１８・・・・・・ロール、８，１９・・・・・
・シール部材、９・・・・・・漸減圧室、１０・・・・
・・フイルム、１１・・・・・・コーテングロール、１
２・・・・・・蒸気発生装置、１３・・・・・・蒸着室
、２０・・・・・・漸増圧室、２１・・・・・・巻取り
機構、３０・・・・・・巻取りロール、３５・・・・・
・取出し機構、４１・・・・・・ロール供給機構、５１
，５２・・・・・・再生機構、５３・・・・・・スリツ
タ、５６・・・・・・押出機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）低真空中で熱可塑性合成樹脂フィルムを押し
   出す押出機と（ｂ）前記押出機から押し出された熱可塑
   性合成樹脂フィルムを冷却する少なくとも１つの冷却ロ
   ールと（ｃ）前記冷却ロールを包囲し且つ前記押出機の
   真空度よりも高真空である少なくとも１つの漸減圧室と
   （ｄ）前記漸減圧室の真空度よりも高真空であり且つ前
   記冷却ロールによつて冷却された熱可塑性合成樹脂フィ
   ルムの表面に対し金属または非金属の真空蒸着を行なう
   蒸気発生装置と（ｅ）前記蒸気発生装置によつて真空蒸
   着中の前記熱可塑性合成樹脂フィルムの裏面を冷却する
   コーテングロールと（ｆ）前記蒸気発生装置の真空度よ
   りも低真空であり且つ前記真空蒸着のされた熱可塑性合
   成樹脂フィルムの通過される少なくとも１つの漸増圧室
   と（ｇ）前記漸増圧室の後部に配置され且つ真空蒸着後
   前記漸増圧室を通過せしめられた熱可塑性合成樹脂フィ
   ルムを巻き取り巻取終了時に熱可塑性合成樹脂フィルム
   を切断する巻取機構とを備えてなることを特徴とする蒸
   着フィルムの製造装置。 ２ （ａ）低真空中で熱可塑性合成樹脂フィルムを押し
   出す第１の押出機と（ｂ）前記第１の押出機から押し出
   された熱可塑性合成樹脂フィルムを冷却する少なくとも
   １つの冷却ロールと（ｃ）前記冷却ロールを包囲し且つ
   前記第１の押出機の真空度よりも高真空である少なくと
   も１つの漸減圧室と（ｄ）前記漸減圧室の真空度よりも
   高真空であり且つ前記冷却ロールによつて冷却された熱
   可塑性合成樹脂フィルムの表面に対し金属または非金属
   の真空蒸着を行なう蒸気発生装置と（ｅ）前記蒸気発生
   装置によつて真空蒸着中の前記熱可塑性合成樹脂フィル
   ムの裏面を冷却するコーテングロールと（ｆ）前記蒸気
   発生装置の真空度よりも低真空であり且つ前記真空蒸着
   のされた熱可塑性合成樹脂フィルムの通過される少なく
   とも１つの漸増圧室と（ｇ）前記漸増圧室を通過した熱
   可塑性合成樹脂フィルムの蒸着面に熱可塑性合成樹脂を
   押し出してコーテングを行なう第２の押出機と（ｈ）前
   記第２の押出機の後部に配置され且つ前記第２の押出機
   によりコーテングの行なわれた熱可塑性合成樹脂フィル
   ムを巻き取り巻取終了時に熱可塑性合成樹脂フィルムを
   切断する巻取機構とを備えてなることを特徴とする蒸着
   フィルムの製造装置。 ３ （ａ）低真空中で熱可塑性合成樹脂フィルムを押し
   出す第１の押出機と（ｂ）前記第１の押出機から押し出
   された熱可塑性合成樹脂フィルムを冷却する少なくとも
   １つの冷却ロールと（ｃ）前記冷却ロールを包囲し且つ
   前記第１の押出機の真空度よりも高真空である少なくと
   も１つの漸減圧室と（ｄ）前記漸減圧室の真空度よりも
   高真空であり且つ前記冷却ロールによつて冷却された熱
   可塑性合成樹脂フィルムの表面に対し金属または非金属
   の真空蒸着を行なう蒸気発生装置と（ｅ）前記蒸気発生
   装置によつて真空蒸着中の前記熱可塑性合成樹脂フィル
   ムの裏面を冷却するコーテングロールと（ｆ）前記蒸気
   発生装置の真空度よりも低真空であり且つ前記真空蒸着
   のされた熱可塑性合成樹脂フィルムの通過される少なく
   とも１つの漸増圧室と（ｇ）前記漸増圧室を通過した熱
   可塑性合成樹脂フィルムの蒸着面に熱可塑性合成樹脂を
   押し出してコーテングを行なう第２の押出機と（ｈ）前
   記第１の押出機もしくは第２の押出機に付設され熱可塑
   性合成樹脂フィルムの両側縁をスリツタで切断整形し且
   つ切断片を溶解して再使用する再生機構と（ｉ）前記第
   ２の押出機の後部に配置され且つ前記第２の押出機によ
   りコーテングの行なわれた熱可塑性合成樹脂フィルムを
   巻き取り巻取終了時に熱可塑性合成樹脂フィルムを切断
   する巻取機構とを備えてなることを特徴とする蒸着フィ
   ルムの製造装置。 ４ （ａ）低真空中で熱可塑性合成樹脂フィルムを押し
   出す押出機と（ｂ）前記押出機から押し出された熱可塑
   性合成樹脂フィルムを冷却する少なくとも１つの冷却ロ
   ールと（ｃ）前記冷却ロールを包囲し且つ前記押出機の
   真空度よりも高真空である少なくとも１つの漸減圧室と
   （ｄ）前記漸減圧室の真空度よりも高真空であり且つ前
   記冷却ロールによつて冷却された熱可塑性合成樹脂フィ
   ルムの表面に対し金属または非金属の真空蒸着を行なう
   蒸気発生装置と（ｅ）前記蒸気発生装置によつて真空蒸
   着中の前記熱可塑性合成樹脂フィルムの裏面を冷却する
   コーテングロールと（ｆ）前記蒸気発生装置の真空度よ
   りも低真空であり且つ前記真空蒸着のされた熱可塑性合
   成樹脂フィルムの通過される少なくとも１つの漸増圧室
   と（ｇ）前記漸増圧室の後部に配置され且つ真空蒸着後
   前記漸増圧室を通過せしめられた熱可塑性合成樹脂フィ
   ルムをロールに巻き取り巻取終了時に熱可塑性合成樹脂
   フィルムを切断する巻取機構と（ｈ）前記巻取機構に対
   し熱可塑性合成樹脂フィルムの巻回されていないロール
   を供給するロール供給機構と（ｉ）前記巻取機構から熱
   可塑性合成樹脂フィルムの巻回されたロールを取り出す
   取出機構とを備えてなることを特徴とする蒸着フィルム
   の製造装置。 ５ （ａ）低真空中で熱可塑性合成樹脂フィルムを押し
   出す第１の押出機と（ｂ）前記第１の押出機から押し出
   された熱可塑性合成樹脂フィルムを冷却する少なくとも
   １つの冷却ロールと（ｃ）前記冷却ロールを包囲し且つ
   前記第１の押出機の真空度よりも高真空である少なくと
   も１つの漸減圧室と（ｄ）前記漸減圧室の真空度よりも
   高真空であり且つ前記冷却ロールによつて冷却された熱
   可塑性合成樹脂フィルムの表面に対し金属または非金属
   の真空蒸着を行なう蒸気発生装置と（ｅ）前記蒸気発生
   装置によつて真空蒸着中の前記熱可塑性合成樹脂フィル
   ムの裏面を冷却するコーテングロールと（ｆ）前記蒸気
   発生装置の真空度よりも低真空であり且つ前記真空蒸着
   のされた熱可塑性合成樹脂フィルムの通過される少なく
   とも１つの漸増圧室と（ｇ）前記漸増圧室を通過した熱
   可塑性合成樹脂フィルムの蒸着面に熱可塑性合成樹脂を
   押し出してコーテングを行なう第２の押出機と（ｈ）前
   記第２の押出機の後部に配置され且つ前記第２の押出機
   によりコーテングの行なわれた熱可塑性合成樹脂フィル
   ムをロールに巻き取り巻取終了時に熱可塑性合成樹脂フ
   ィルムを切断する巻取機構と（ｉ）前記巻取機構に対し
   熱可塑性合成樹脂フィルムの巻回されていないロールを
   供給するロール供給機構と（ｊ）前記巻取機構から熱可
   塑性合成樹脂フィルムの巻回されたロールを取り出す取
   出機構とを備えてなることを特徴とする蒸着フィルムの
   製造装置。 ６ （ａ）低真空中で熱可塑性合成樹脂フィルムを押し
   出す第１の押出機と（ｂ）前記第１の押出機から押し出
   された熱可塑性合成樹脂フィルムを冷却する少なくとも
   １つの冷却ロールと（ｃ）前記冷却ロールを包囲し且つ
   前記第１の押出機の真空度よりも高真空である少なくと
   も１つの漸減圧室と（ｄ）前記漸減圧室の真空度よりも
   高真空であり且つ前記冷却ロールによつて冷却された熱
   可塑性合成樹脂フィルムの表面に対し金属または非金属
   の真空蒸着を行なう蒸気発生装置と（ｅ）前記蒸気発生
   装置によつて真空蒸着中の前記熱可塑性合成樹脂フィル
   ムの裏面を冷却するコーテングロールと（ｆ）前記蒸気
   発生装置の真空度よりも低真空であり且つ前記真空蒸着
   のされた熱可塑性合成樹脂フィルムの通過される少なく
   とも１つの漸増圧室と（ｇ）前記漸増圧室を通過した熱
   可塑性合成樹脂フィルムの蒸着面に熱可塑性合成樹脂を
   押し出してコーテングを行なう第２の押出機と（ｈ）前
   記第１の押出機もしくは第２の押出機に付設され熱可塑
   性合成樹脂フィルムの両側縁をスリツタで切断整形し且
   つ切断片を溶解して再使用する再生機構と（ｉ）前記第
   ２の押出機の後部に配置され且つ前記第２の押出機によ
   りコーテングの行なわれた熱可塑性合成樹脂フィルムを
   ロールに巻き取り巻取終了時に熱可塑性合成樹脂フィル
   ムを切断する巻取機構と（ｊ）前記巻取機構に対し熱可
   塑性合成樹脂フィルムの巻回されていないロールを供給
   するロール供給機構と（ｋ）前記巻取機構から熱可塑性
   合成樹脂フィルムの巻回されたロールを取り出す取出機
   構とを備えてなることを特徴とする蒸着フィルムの製造
   装置。