JPS62500528A - 錫の蒸着 - 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】 （７１■ 本発明は、表面に錫を蒸着させる方法に関するものであって、たとえば包装用に 適した金属被覆フィルムを製作するため、プラスチック材料製フィルムの表面に 錫を蒸着する方法に関する。

既知の金属蒸着法では、金属を容器内で溶融しそこから蒸発させ、ついで被覆す べき表面へ蒸着させるようにして行なう、プラスチック材料製フィルムに金属被 覆処理をするための従来型装置は、リールからリールへの移送機構を備えた真空 チャンバから成り、この機構によって、蒸発“ボート”またはヒータと称される １個以上の容器の上をフィルムが通過するようにしである。ボートは、窒化硼素 材料製であることが多い、ボートは、電流で加熱し、そして真空チャンバ内で金 属ワイヤを駆動スプールからボートの中へ供給する。

包装用フィルムの金属被覆処理には、アルミニウムを使用するのが普通である。

アルミニウムは、特に蒸着に適している。その理由として、アルミニウムは、融 点が比較的低く、好適な蒸気圧特性を有し、そして価格的にも満足できるからで ある。溶融状態でのアルミニウムは、窒化硼素を完全に濡らし、急速に蒸発する 。その結果、広い面積のフィルムを短時間に被覆でき、加工費が低置となる。

しかしながら、錫の蒸着被膜をもったフィルムに対する需要もある。それは、酸 化変質を防止し、食品の色や香りを保存するのに役立つ性質を、錫が有している からである。

日本の特公昭５２−３７１７０号明細書には、飲食物の貯蔵容器に用いる有機材 料フィルムに錫を被覆した場合の種々の用途について記載しである。

高分子材料のフィルムに錫の金属被覆を施すには、抵抗加熱法を利用して錫を溶 融蒸発させ、錫の蒸気を作ればよい。溶融した錫は、好適な蒸気圧特性を備えて いるが、不都合なことにボート特に窒化硼素製ボートを濡らさない。

その結果、錫の蒸発速度は非常に低くなる。したがって、有効な厚さの被膜を蒸 着させるためには、蒸発ボートの上方でフィルムを移動させる速度を落し、蒸発 ボート上での滞留時間を長くしなければならない。このように蒸発ボート上の滞 留時間を長くすると、フィルムが、高温や、ボートから飛散した溶融錫滴に、過 度にさらされる結果、フィルムの損傷を招く危険度が高まってしまう、またこの ような低速では、装置の諸経費もかさみ、営利的操業での採算がとれなくなって しまう。

本発明は、錫を容器内で溶融しそこから蒸発させついで表面に蒸気から沈着させ るようにして、表面に錫を蒸着させる方法において、錫を容器内で溶融させる前 に、容器に対し水素化チタンの被覆を施す、ことを特徴とする錫の蒸着方法を提 供する。このように容器の前処理を行なう結果、容器は溶融錫で濡らされるので 、錫の蒸発率が向上し、かくて経済的蒸着が可能となる。

好適には、水素化チタンまたは容器の材料と反応しない揮発性分散剤に水素化チ タンを入れた分散液を容器に塗布し、ついで分散剤を蒸発させることによって被 覆を施す。

分散剤は、塩素化炭化水素、たとえば４塩化炭素、１．１．１−トリクロルエタ ンおよびジクロルメタンから成る群から選択するとよい。

容器は電導性材料製とし、錫を溶融するのに電流を通すことによって容器を加熱 するとよい。たとえば、窒化硼素を材料として容器を作る。

錫はワイヤの形状で加熱容器に供給するとよい。

代替できるボート材料としては、グラファイトや炭化珪素がある。本発明は、高 分子材料製のフィルム、たとえばポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエス テルのフィルム上に錫を蒸着させるのに使うことができる。

以下、本発明の種々の実施態様を、添付図面を参照し。

実施例によって説明する。

第１図は、連続ウェブ上に金属被膜を蒸着する装置の概略側面図であり、 第２図は、第１図に示した蒸発ボートの拡大図である。

第１図を参照し、真空チャンバ１は真空ポンプ２で１〜８×１０−３トリチエリ の圧力まで真空に引く。真空チャンバ内に高分子材料のフィルム３を入れる。フ ィルムは、供給リール４から、ロール６．７を介して、巻取リリール５まで移送 する３０−ル６；７は、−列に配置した加熱容器すなわち蒸発ボートの上方をフ ィルムが通過するさいに、その部分のフィルムを冷却プレート８に当接させる。

図面には、符号９で示した蒸発ボートを、１個だけ示しである。

各ボート９は、第１接点１０から第２接点１１まで、電流を通して加熱する。

金属錫のワイヤ１２を、スプール１３から、案内管１４を経て、ボート９へ供給 する。ボートで錫は溶融し蒸発する。この蒸気が上昇して、冷却されたフィルム ３上で凝縮する。

第２図に示すように、ボート９は、底１５と、底の周辺から立上がった側壁１６ とを備える。ボートの底および側壁の内面は、水素化チタン１７で被覆する。

第１および２図のボートとしては、窒化硼素を材料としたボートを選び、４塩化 炭素中に水素化チタンを分散させたものをボートの内面へ塗布して作る。４塩化 炭素は、その後蒸発し、ボートの内面には、０．１ｍｍのオーダの厚さをもった 水素化チタンの被膜が残る。

このような前処理をボートに施すことによって、ボートは溶融錫で濡れ、高い蒸 発率が得られることが判明した。

一方、被膜なしの場合には、錫が小滴となり、蒸発は緩慢にしか行なわれないこ ともわかった。以前にアルミニウムの蒸発に使用した履歴のあるボートの場合に は、部分的に濡れることはｗ１察できたが、錫の蒸発率はなお不十分であった・ 分散液を塗布するには、ボートに分散液を満たし、ついで余分の液を注ぎ出し１ 表面張力によって保持された薄膜が残るようになればよい。別法として、ブラシ 等の塗布器で分散液を塗布してもよい。分散剤として有効なその他の塩素化炭化 水素は、１，１．１−トリクロルエタンおよびジクロルメタンである。

さらに別の実験を行ない、水素化チタン以外の材料を被覆する方法、また他の塩 素化炭化水素系分散剤を用いた分散液から水素化チタンを沈着させる方法も試み た。いずれの場合も、被膜の厚さは、０．１ｍのオーダであった。溶融錫とボー ト表面との間の接触角を観測したところ、錫が表面を濡らす場合は、角度がゼロ であったが、錫が小滴状になる場合は、角度が約９０度もしくは９０度以上であ った。接触角がほぼゼロであることは、錫が蒸発するための表面積が最大となり 、高い蒸発率を得るのに不可欠なことである。直径１．６Ｉの錫のワイヤを、２ ５　ａｓ　／　ｗｉｎの速度でボートに供給し、蒸発は最長５時間継続した。約 ５時間にわたってアルミニウムメタライジング処理をした窒化硼素製ボートの耐 用寿命は、満足すべきものと認められており、そしてこれより耐用寿命が短いと 、製造原価がかなり高くなってしまう。観測した結果を次表に示す。

さらに別の実験を行ない、錫のワイヤの供給速度を７５．１’ＯＯおよび１１５ ａｗ／ｌ１ｉｎまで高め、すなわち蒸発率を高め、そして蒸発ボートに水素化チ タンおよび２珪化チタンを被覆してみた。その結果、水素化チタンを被覆したボ ー１〜からは、錫が十分に蒸発し続けることがわかった。

２珪化チタンを被覆したボートの場合には、最高のワイヤ供給速度１１５　ａｎ ／ｗｉｎでも、全体的に湿潤化が進む前の初期の段階においては、完全な濡れは 得られなかった。

これらの結果は、蒸発容器すなわちボートに水素化チタンを被覆することによっ て、ボートの耐用寿命を十分に長く保ちながらも、高くかつ経済的な効率で錫を 有効に蒸着させうろことを示している。このことは、被覆を施さないボートや、 化学的に類似した他の材料で被覆したボートをもってしても不可能なことである 。特に、類似のチタン化合物や、類似金属の水素化合物でも、水素化チタンによ って得られたのと同じ結果は生じなかった。

以上１本発明を窒化硼素製ボートの場合について説明してきたが、他のボート材 料を使用することもできる。たとえば、代替できるボート材料としては、グラフ ァイトまたは炭化珪素がある。これらは、いずれも電気抵抗加熱が可能であり、 溶融金属を保持するに適した耐熱性を備えている。

代りとして、非電導性の耐熱材料（たとえばアルミナ）を使ってもよい、この場 合、金属を溶融し蒸発させるには、誘導加熱その他の方法による。

種々の分散剤を使うこともできようが、分散剤としては、不燃性でかつ揮発性が あり、蒸発しても安全なものが望ましい。金属を蒸発させるのに使用する温度は 、１．５００゜にも達するから、分散剤が残留していて急激に蒸発するような危 険を避けなければならないことは、当業者にとって容易に理解できるであろう。

１５際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ｒＮＴＥＲＮＡＴ工０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．錫を容器内で溶融しそこから蒸発させついで表面に蒸気から沈着させるよう にして、表面に錫を蒸着させる方法において、錫を容器内で溶融させる前に、容 器に対し水素化チタンの被覆を施す、ことを特徴とする錫の蒸着方法。
2. ２．水素化チタンまたは容器の材料と反応しない揮発性分散剤に水素化チタンを 入れた分散液を容器に塗布し、ついで分散剤を蒸発させることによって被覆を施 す、ことを特徴とする請求の範囲の第１項に記載の方法。
3. ３．分散剤は塩素化炭化水素である、ことを特徴とする請求の範囲の第１または ２項のいずれかに記載の方法。
4. ４．分散剤は、４塩化炭素、１，１，１−トリクロルエタンおよびジクロルメタ ンから成る群から選択する、ことを特徴とする請求の範囲の前掲各項のいずれか に記載の方法。
5. ５．容器は電導性材料製とし、錫を溶融するのに電流を通すことによって容器を 加熱する、ことを特徴とする請求の範囲の第１項に記載の方法。
6. ６．容器は窒化硼素材料製である、ことを特徴とする請求の範囲の第５項に記載 の方法。
7. ７．錫はワイヤの形状で加熱容器に供給する、ことを特徴とする請求の範囲の第 １項に記載の方法。