專利名稱：連續(xù)卷繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷鍍膜裝置，具體涉及一種連續(xù)巻繞式磁控濺射法生產(chǎn)陶瓷高阻隔膜 裝置。
(二)
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平和消費(fèi)水平的日益提高，對(duì)塑料包裝的高性能、多功能性及環(huán)境友好 性的要求越來越高。其中，高阻隔性作為包裝材料的主要功能，日益受到人們的關(guān)注。高阻 隔性材料用于可重復(fù)使用的食品、化妝品、白酒、葡萄酒和啤酒包裝用材料，巨大的潛在市 場(chǎng)給高阻隔塑料行業(yè)帶來了難得的發(fā)展機(jī)遇。近年來，迅速發(fā)展的微波加熱技術(shù)給微波食品 的包裝及需經(jīng)微波殺菌消毒的一類商品的包裝提出了更高的要求，即包裝材料不僅要有優(yōu)良 的阻隔性能，而且還要耐高溫、微波透過性良好等性能，傳統(tǒng)的包裝薄膜很難全面具備這些 特點(diǎn)。
高阻隔薄膜主要通過物理氣相沉積法(PVD)和等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(PCVD)方法制 備。其中物理蒸鍍法較為成熟，生產(chǎn)速率高，能達(dá)到350-500m/min，在國(guó)際上已經(jīng)廣泛使用。 物理氣相沉積技術(shù)最為基本的兩種方法是蒸發(fā)和濺射。目前世界范圍內(nèi)用于磁控濺射陶瓷鍍 膜的設(shè)備均采用鐘罩式或立式沉積裝置，將圓形沉積室立于支架上，其上下極板也為圓形并 小于鐘罩直徑。其缺點(diǎn)在于鐘罩式或立式沉積裝置受法蘭密封方法和空間利用的限制，無法 做的很大，如果過大又加工困難，且易變形，另外直徑越大實(shí)用空間的比例越小，單件加工 的成本越高，真空室密封難度也越大，每生產(chǎn)一個(gè)批次，重新抽真空，預(yù)備時(shí)間過長(zhǎng)，使規(guī) ?；a(chǎn)受到很大的限制。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能較好的解決鐘罩式或立式沉積裝置不能連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)能 力低下、每次都要重新抽真空的問題，利用長(zhǎng)方形極靶可充分利用沉積室空間，便于大規(guī)模 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括沉積室、放巻裝置、收巻裝置以及設(shè)置在沉積室外 部的蝶閥、機(jī)械泵、羅茨泵、分子泵，在沉積室上部安有放巻裝置，中間裝有鍍膜輥，下部 裝有長(zhǎng)方形硅靶，沉積室的兩端設(shè)有封頭，在沉積室上設(shè)有觀察窗，沉積室的下部通過蝶閥 和管道分別連接有機(jī)械泵、羅茨泵和分子泵，分子泵連接維持泵。
本發(fā)明還有這樣一些技術(shù)特征
1、所述的沉積室包括兩個(gè)鍍膜真空室，內(nèi)部設(shè)有真空鍍膜箱，真空鍍膜箱內(nèi)設(shè)置有鍍膜輥，鍍膜輥中間通過循環(huán)冷卻水管道，以鍍膜輥為中心周圍布置有至少3組陰極和高低壓真 空泵及管道組成的真空抽氣系統(tǒng)，磁控濺射的陰極的靶及靶芯設(shè)置在每個(gè)真空鍍膜箱體中， 陰極通過陰極法蘭連接座以法蘭連接形式安裝在真空鍍膜箱體壁上，氣體、電源、冷卻水連 接管線置于真空鍍膜箱體壁外；
2、 所述的放巻裝置安裝在沉積室上部，放巻裝置包括巻材放巻機(jī)構(gòu)，巻材放巻機(jī)構(gòu)設(shè)置 在巻繞鍍膜機(jī)獨(dú)立的放巻真空室內(nèi)；
3、 所述的收巻裝置包括巻材收巻機(jī)構(gòu)，巻材收巻機(jī)構(gòu)設(shè)置在巻繞鍍膜機(jī)獨(dú)立的收巻真空 室內(nèi)；
4、 所述的收巻真空室、放巻真空室及鍍膜真空室之間設(shè)置有真空連接箱；
5、 所述的靶為長(zhǎng)方形硅靶，安裝在真空鍍膜箱底部，長(zhǎng)方形硅靶與真空鍍膜箱通過絕緣 墊連接，長(zhǎng)方形硅靶上裝有射頻交流電源；
6、 所述的放巻真空室及收巻真空室與真空連接箱之間設(shè)置有可以分隔兩箱之間的真空度 及真空狀態(tài)的閥門，該閥門是翻板閥或閘板閥或滾動(dòng)橡膠輥組成的門閥；
7、 所述的陰極之間設(shè)立有擋氣隔離板由兩塊隔離板組成抽氣通道，抽氣泵及抽氣管道放 置在真空鍍膜箱體兩端和/或真空鍍膜箱體之上；
8、 所述的真空鍍膜室的首個(gè)陰極安裝位置安裝濺射所產(chǎn)生的等離子體和使巻材鍍前其表 面被等離子體清洗的條形陰極離子源預(yù)處理機(jī)構(gòu)；
9、 所述的沉積室為圓柱型桶，其上設(shè)有至少一個(gè)觀察窗，放巻真空室、鍍膜真空室、收 巻真空室內(nèi)均設(shè)置有導(dǎo)向輥。
本發(fā)明裝置可以在一個(gè)鍍程鍍6層不同功能或材料的膜層，且獲得的鍍膜表面微觀結(jié)構(gòu) 非常致密，表層平滑。本發(fā)明裝置效率高、成本低。換巻和收巻時(shí)都只要開啟各自的真空室 門，真空鍍膜室門不再開啟，能保證真空鍍膜室中真空度基本不損耗，這樣提高了抽真空速 度，效率提高。
本發(fā)明在每個(gè)真空鍍膜室安裝等離子源，對(duì)膜表面進(jìn)行清洗和表面處理，以保證后續(xù)鍍 膜質(zhì)量。本發(fā)明的有益效果是鍍膜實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)只能單面鍍膜的不 足，提供了連續(xù)在基材雙面同時(shí)鍍膜的功能，這對(duì)于進(jìn)一步提高包裝材料的高阻隔性具有積 極的意義，在連續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上極大的提高了生產(chǎn)效率，極大的提高了社會(huì)效益，對(duì)柔性包 裝材料的阻隔性能有很大的提高。
(四)


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明
1、 結(jié)合圖1，本實(shí)施例磁控濺射巻繞鍍膜裝置包括有放巻真空室4和收巻真空室9、兩 個(gè)鍍膜真空室1和鍍膜真空室6、連接收巻、放巻真空室及鍍膜真空室的真空連接箱，鍍膜 真空室中有位于真空鍍膜箱體內(nèi)的鍍膜輥，以鍍膜輥為中心周圍布置有至少3組陰極和高低 壓真空泵及管道組成的真空抽氣系統(tǒng)，磁控濺射的陰極的靶及靶芯設(shè)置在每個(gè)真空鍍膜箱體 中，陰極通過陰極法蘭連接座以法蘭連接形式安裝在真空鍍膜箱體壁上，氣體、電源、冷卻 水連接管線置于真空鍍膜箱體壁外。
2、 為了鍍復(fù)合膜，要求鍍膜真空室為二個(gè)，且要求放巻真空室、收巻真空室和兩個(gè)鍍膜 真空室之間的設(shè)置位置依次為鍍膜真空室、放巻真空室、鍍膜真空室、收巻真空室，即要求 放巻真空室、收巻真空室均設(shè)置在鍍膜真空室的一側(cè)，實(shí)現(xiàn)雙面鍍膜。
3、 巻材放巻機(jī)構(gòu)與巻材收巻機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在巻繞鍍膜機(jī)獨(dú)立的真空室內(nèi)。
4、 放巻真空室及收巻真空室與真空連接箱之間設(shè)置有可以分隔兩箱之間的真空度及真空
狀態(tài)的閥門，該閥門是翻板閥或閘板閥或滾動(dòng)橡膠輥組成的門閥。
5、 磁控濺射巻繞鍍膜機(jī)，陰極之間設(shè)立的擋氣隔離板由兩塊隔離板組成抽氣通道，抽氣
泵及抽氣管道放置在真空鍍膜箱體兩端和/或真空鍍膜箱體之上。
6、 多個(gè)真空鍍膜室的首個(gè)陰極安裝位置安裝濺射所產(chǎn)生的等離子體和使巻材鍍前其表面
被等離子體清洗的條形陰極離子源預(yù)處理機(jī)構(gòu)。 本實(shí)施例操作步驟h上巻
打開箱體各個(gè)箱體，在放巻室里放入薄膜，經(jīng)導(dǎo)向輥7，從上面的矩形孔穿出，從鍍膜室 的鍍膜輥2輪下面穿過薄膜，進(jìn)入到收巻真空室9，把巻固定在巻材收巻機(jī)構(gòu)的滾軸8上， 蓋上各個(gè)箱蓋。
步驟2:抽真空
首先打開循環(huán)冷卻水和空氣壓縮機(jī)，開啟機(jī)械泵IO，五分鐘后，開啟羅茨泵ll，真空室 氣壓達(dá)到幾帕的時(shí)候打開維持泵12和三個(gè)分子泵3，分子泵轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，關(guān)閉羅茨泵和機(jī)械 泵，只用維持泵12和分子泵抽真空。
步驟3:放電鍍膜
真空室氣壓達(dá)到10—3級(jí)別時(shí)，開啟射頻電源，調(diào)解反射，從觀察窗觀察輝光。輝光穩(wěn)定 后，開啟電機(jī)讓輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，鍍膜開始。首先從放巻真空室4開始放巻，然后在鍍膜真空室1 在基材的外表面開始鍍膜，基材傳送到鍍膜真空室6時(shí)開始在內(nèi)表面鍍膜，完成了雙面鍍膜 后，在收巻真空室9收巻。
權(quán)利要求
1、一種連續(xù)卷繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于它包括沉積室、放卷裝置、收卷裝置以及設(shè)置在沉積室外部的蝶閥、機(jī)械泵、羅茨泵、分子泵，在沉積室上部安有放卷裝置，中間裝有鍍膜輥，下部裝有長(zhǎng)方形硅靶，沉積室的兩端設(shè)有封頭，在沉積室上設(shè)有觀察窗，沉積室的下部通過蝶閥和管道分別連接有機(jī)械泵、羅茨泵和分子泵，分子泵連接維持泵。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的 沉積室包括兩個(gè)鍍膜真空室，內(nèi)部設(shè)有真空鍍膜箱，真空鍍膜箱內(nèi)設(shè)置有鍍膜輥，鍍膜輥中 間通過循環(huán)冷卻水管道，以鍍膜輥為中心周圍布置有至少3組陰極和高低壓真空泵及管道組 成的真空抽氣系統(tǒng)，磁控濺射的陰極的靶及靶芯設(shè)置在每個(gè)真空鍍膜箱體中，陰極通過陰極 法蘭連接座以法蘭連接形式安裝在真空鍍膜箱體壁上，氣體、電源、冷卻水連接管線置于真 空鍍膜箱體壁外。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的 放巻裝置安裝在沉積室上部，放巻裝置包括巻材放巻機(jī)構(gòu)，巻材放巻機(jī)構(gòu)設(shè)置在巻繞鍍膜機(jī) 獨(dú)立的放巻真空室內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的 收巻裝置包括巻材收巻機(jī)構(gòu)，巻材收巻機(jī)構(gòu)設(shè)置在巻繞鍍膜機(jī)獨(dú)立的收巻真空室內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的 收巻真空室、放巻真空室及鍍膜真空室之間設(shè)置有真空連接箱。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的 靶為長(zhǎng)方形硅靶，安裝在真空鍍膜箱底部，長(zhǎng)方形硅靶與真空鍍膜箱通過絕緣墊連接，長(zhǎng)方 形硅靶上裝有射頻交流電源。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的 放巻真空室及收巻真空室與真空連接箱之間設(shè)置有可以分隔兩箱之間的真空度及真空狀態(tài)的 閥門，該閥門是翻板閥或閘板閥或滾動(dòng)橡膠輥組成的門閥。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的 陰極之間設(shè)立有擋氣隔離板由兩塊隔離板組成抽氣通道，抽氣泵及抽氣管道放置在真空鍍膜 箱體兩端和/或真空鍍膜箱體之上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的 真空鍍膜室的首個(gè)陰極安裝位置安裝濺射所產(chǎn)生的等離子體和使巻材鍍前其表面被等離子體 清洗的條形陰極離子源預(yù)處理機(jī)構(gòu)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)巻繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置，其特征在于所述的沉積室為圓柱型桶，其上設(shè)有至少一個(gè)觀察窗，放巻真空室、鍍膜真空室、收巻真空室內(nèi)均 設(shè)置有導(dǎo)向輥。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種連續(xù)卷繞式磁控濺射雙面陶瓷高阻隔膜裝置。它包括沉積室、放卷裝置和收卷裝置，在沉積室上部安有放卷裝置，中間裝有鍍膜輥，下部裝有長(zhǎng)方形硅靶，沉積室的兩端設(shè)有封頭，在沉積室上設(shè)有觀察窗，沉積室的下部通過蝶閥和管道分別連接有機(jī)械泵、羅茨泵和分子泵，分子泵連接維持泵。本發(fā)明在每個(gè)真空鍍膜室安裝等離子源，對(duì)膜表面進(jìn)行清洗和表面處理，以保證后續(xù)鍍膜質(zhì)量。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，克服了現(xiàn)有技術(shù)只能單面鍍膜的不足，提供了連續(xù)在基材雙面同時(shí)鍍膜的功能，對(duì)于進(jìn)一步提高包裝材料的高阻隔性具有積極的意義，在連續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上極大的提高了生產(chǎn)效率，極大的提高了社會(huì)效益，對(duì)柔性包裝材料的阻隔性能有很大的提高。
文檔編號(hào)C23C14/35GK101555589SQ20091007207
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者于貴文, 壯 劉, 孫智慧, 晶 林 申請(qǐng)人:哈爾濱商業(yè)大學(xué)