專利名稱：大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)的制作方法
大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高真空連續(xù)卷繞鍍膜機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)。
背景技術(shù)：
高真空連續(xù)鍍膜機(jī)，一直以來熱蒸發(fā)鍍膜機(jī)占有主導(dǎo)地位。其主要應(yīng)用如食品包裝鍍鋁膜，電容器膜，工業(yè)金屬薄鍍保護(hù)膜。近年來柔性基材熱蒸發(fā)鍍膜工藝有了新的應(yīng)用，包括鍍制光學(xué)膜，催化膜，高阻隔膜等新型功能膜，熱蒸發(fā)連續(xù)鍍膜機(jī)具有生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，但是所膜層均勻性差，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于柔性基材的鍍膜需求越來越大。對(duì)所鍍膜層的功能性要求越來越高，膜系結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)獲得了巨大的發(fā)展，而使用磁控濺射工藝在塑料薄膜上鍍膜時(shí)，由于其熱載荷相對(duì)較大，有容易引起薄膜起皺的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，能夠在塑料基材上鍍多層膜，且不易使塑料基材起皺。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，包括圓形真空室、柔性基材卷繞系統(tǒng)以及磁控濺射源，其中，圓形真空室固定，柔性基材卷繞系統(tǒng)和磁控濺射源可以分別從圓形真空室的兩側(cè)伸入或拖出圓形真空室，圓形真空室由隔離板分隔成放卷區(qū)、前處理區(qū)以及收卷區(qū)，且這三個(gè)區(qū)都單獨(dú)通過真空閥門與擴(kuò)散泵連接，在收卷區(qū)中還設(shè)有半圓環(huán)空腔狀的鍍膜區(qū)，其位于圓形真空室下方中部的，并分隔成若干個(gè)單獨(dú)的空腔，且每個(gè)空腔都單獨(dú)連接有分子泵；柔性基材卷繞系統(tǒng)包括冷鼓、基材放卷、基材收卷以及過輥機(jī)構(gòu)，其中，冷鼓伸入與冷鼓外壁相匹配的半圓環(huán)鍍膜區(qū)的內(nèi)環(huán)壁中，在放卷區(qū)和收卷區(qū)左右對(duì)稱設(shè)有基材放卷與基材收卷，在基材放卷、冷鼓以及基材收卷附近設(shè)有過輥機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)基材從基材放卷經(jīng)過冷鼓后進(jìn)入基材收卷，磁控濺射源包括若干個(gè)與鍍膜區(qū)空腔相對(duì)應(yīng)的濺射源，并從與柔性基材卷繞系統(tǒng)相對(duì)的方向伸入到圓形真空室中鍍膜區(qū)相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)獨(dú) 立空腔中，對(duì)經(jīng)過冷鼓的基材進(jìn)行鍍膜。
所述的過輥機(jī)構(gòu)包括基材放卷釋放基材方向上設(shè)有的過輥A，以及放卷區(qū)和前處理區(qū)之間隔離板的上下兩側(cè)設(shè)有的張力測(cè)量輥和過輥D，且在該隔離板中間還設(shè)有過輥C， 同時(shí)，在冷鼓上方依次設(shè)置有進(jìn)料張力輥、展平輥B、展平輥A和出料張力輥，且進(jìn)料張力輥與出料張力輥?zhàn)笥覍?duì)稱，展平輥B和展平輥A左右對(duì)稱，在基材收卷收卷基材的方向上還依次設(shè)有過輥E、過輥B以及過輥F。
所述的從基材放卷出來的基材經(jīng)過保證基材對(duì)張力測(cè)量輥包角角度的過輥A進(jìn)入張力測(cè)量輥，從張力測(cè)量輥出來的基材經(jīng)過過輥C進(jìn)出前處理區(qū)，基材依次經(jīng)過過輥D、 進(jìn)料張力輥以及展平輥B進(jìn)入冷鼓，從冷鼓出來的基材依次經(jīng)過展平輥A、出料張力輥、過輥F、過輥E和過輥B后進(jìn)入基材收卷，其中，進(jìn)料張力輥和出料張力輥都與冷鼓具有一定的相對(duì)速度差，可以使基材較好地貼合在冷鼓表面；展平輥B和展平輥A可以保證基材在進(jìn)入冷鼓前展平。
所述的過輥D可以保證經(jīng)過過輥C和過輥D之間的基材是水平的，且在該水平面下方設(shè)有前處理離子源，可以對(duì)基材表面進(jìn)行清洗，提高膜層與基材的結(jié)合力。
所述的過輥F和過輥B之間設(shè)有產(chǎn)品型號(hào)為CTR的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)鍍膜完成的基材進(jìn)行光學(xué)性能的實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量膜的光學(xué)投射和發(fā)射參數(shù)。
所述的放卷區(qū)還設(shè)有深冷水蒸氣捕集盤管。
所述的鍍膜區(qū)半圓環(huán)空腔分為六個(gè)獨(dú)立的空腔，且磁控濺射源包括六個(gè)與鍍膜區(qū)空腔相對(duì)應(yīng)的濺射源。
所述的冷鼓連接有冷熱水循環(huán)。
本發(fā)明的顯著效果在于本發(fā)明所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)成本低、生產(chǎn)效率高，能夠在塑料基材上一次完成多層膜系的鍍膜，且不易使塑料基材起皺；同時(shí)，圓形真空室固定，柔性基材卷繞系統(tǒng)和磁控濺射源可以分別從圓形真空室的兩側(cè)伸入或拖出到圓形真空室，使設(shè)備操作維護(hù)方便。


圖1為本發(fā)明所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)抽氣和氣隔離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明所示的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)截面示意圖中1、放卷區(qū)；2、前處理區(qū)；3、收卷區(qū)；4、鍍膜區(qū)；5、分子泵；6、擴(kuò)散泵；7、真空閥門；8、隔離板；9、深冷水蒸氣捕集盤管；10、冷鼓；11、濺射源；12、進(jìn)料張力輥；13、前離子處理源；14、過輥A ;15、基材放卷；16、展平輥A ;17、基材收卷；18、過輥B ;19、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；20、張力測(cè)量輥；21、出料張力輥；22、過輥C ;23、過輥D ;24、過輥E、25、過輥F ;26、展平輥B。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1、圖2所示，一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，包括圓形真空室、柔性基材卷繞系統(tǒng)以及磁控濺射源，其中，圓形真空室固定，柔性基材卷繞系統(tǒng)和磁控濺射源可以分別從圓形真空室的兩側(cè)伸入或拖出到圓形真空室；圓形真空室由隔離板8按逆時(shí)針方向依次分割成放卷區(qū)1、前處理區(qū)2以及收卷區(qū)3，且放卷區(qū)1、前處理區(qū)2和收卷區(qū)3都單獨(dú)通過真空閥門7與擴(kuò)散泵6連接，且在放卷區(qū)I安裝有深冷水蒸氣捕集盤管9，在收卷區(qū)3中還設(shè)有半圓環(huán)空腔狀的鍍膜區(qū)4，其位于圓形真空室下方中部的，并分隔成六個(gè)單獨(dú)的空腔，且每個(gè)空腔都單獨(dú)連接有分子泵5 ;柔性基材卷繞系統(tǒng)包括冷鼓10、基材放卷15以及基材收卷17，其中，連接冷熱水循環(huán)的冷鼓10伸入與冷鼓10外壁相匹配的半圓環(huán)鍍膜區(qū) 4的內(nèi)環(huán)壁中，基材放卷15與基材收卷17左右對(duì)稱 設(shè)置，并分別伸入到放卷區(qū)I和收卷區(qū) 3中，在放卷區(qū)I中基材放卷15釋放基材的方向上設(shè)有過輥A14，在放卷區(qū)I和前處理區(qū)2 之間的隔離板8的上下兩側(cè)分別設(shè)有張力測(cè)量輥20和過輥D23，且穿過該隔離板8還設(shè)有過輥C22，其中，基材從基材放卷15放出后，經(jīng)過過輥A14后經(jīng)過張力測(cè)量輥20，過輥A14可以保證基材對(duì)張力測(cè)量輥20的包角角度，使得張力測(cè)量輥20的測(cè)量值準(zhǔn)確，過輥C22位于隔離板8的中間與隔離板8形成條形縫隙，基材經(jīng)過張力測(cè)量輥20后，通過過輥C22進(jìn)入前處理區(qū)2，基材經(jīng)過過輥D23，并在過輥C22和過輥D23之間形成水平面，且在該水平面的下方設(shè)有前處理離子源13，前處理離子源13可以對(duì)基材表面進(jìn)行清洗，提高膜層與基材的結(jié)合力；在冷鼓10上方依次設(shè)置有進(jìn)料張力輥12、展平輥B26、展平輥A16和出料張力輥 21，且進(jìn)料張力輥12與出料張力輥21左右對(duì)稱，展平輥B26和展平輥A16左右對(duì)稱，經(jīng)過過輥D23的基材依次經(jīng)過進(jìn)料張力輥12和展平輥B26后進(jìn)入冷鼓10的表面進(jìn)行鍍膜，進(jìn)料張力棍12相對(duì)于冷鼓10有一定的速度差,可使基材很好地貼合冷鼓10表面,位于進(jìn)料張力輥12與冷鼓10之間的展平輥B26可以使基材在進(jìn)入冷鼓10前展平，避免基材在冷鼓 10上產(chǎn)生皺褶；在基材收卷17收卷基材方向的周圍依次設(shè)有過輥E24、過輥B18以及過輥 F25，基材從冷鼓10出來后，依次經(jīng)過展平輥A16、出料張力輥21、過輥F25、過輥E24和過輥B18后進(jìn)入基材收卷17，其中，出料張力輥21相對(duì)冷鼓10具有一定速度差，使基材可以很好地貼合冷鼓10表面，且在過輥F25和過輥B18之間設(shè)有產(chǎn)品型號(hào)為CTR的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)18，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)18可以對(duì)鍍膜完成的基材進(jìn)行光學(xué)性能的實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量膜的光學(xué)投射和發(fā)射參數(shù)。磁控濺射源包括六個(gè)濺射源11，并從與柔性基材卷繞系統(tǒng)相對(duì)的方向伸入到圓形真空室中鍍膜區(qū)4的六個(gè)獨(dú)立空腔中，對(duì)經(jīng)過冷鼓10的基材進(jìn)行鍍膜。
本發(fā)明所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)的具體工作過程為圓形真空室固定，柔性基材卷繞系統(tǒng)和磁控濺射源分別從圓形真空室的兩側(cè)伸入到圓形真空室中，放卷區(qū)1、前處理區(qū)2以及收卷區(qū)3各 自通過真空閥門7連接的擴(kuò)散泵6開始工作，各區(qū)的劃分可使各區(qū)維持一個(gè)數(shù)量級(jí)的真空度差別，同時(shí)，能夠使鍍膜準(zhǔn)備抽真空時(shí)間縮短，提高生產(chǎn)效率，鍍膜區(qū)4通過分子泵5進(jìn)行抽真空，提高了鍍膜區(qū)抽氣均勻性，減少了抽真空時(shí)間和提高鍍膜質(zhì)量，在放卷區(qū)I中設(shè)置的深冷水蒸氣捕集管9能夠快速抽除基材在運(yùn)轉(zhuǎn)中放出的水蒸氣；位于放卷區(qū)I中基材放卷15中的基材經(jīng)過過輥A14以及張力測(cè)量輥20， 通過隔離板8中間的過輥C22，進(jìn)入前處理區(qū)2，經(jīng)過過輥C22的基材依次經(jīng)過過輥D23、進(jìn)料張力輥12以及展平輥B26后進(jìn)入到冷鼓10，在過輥C22和過輥D23之間設(shè)置的前處理離子源13可以對(duì)進(jìn)入冷鼓10之前的基材表面進(jìn)行清洗，提高膜層與基材的結(jié)合力；位于鍍膜區(qū)4中的六個(gè)濺射源11可以對(duì)通過冷鼓10表面的基材完成六種膜系的鍍膜處理，從冷鼓 10出來的基材依次經(jīng)過展平輥A16、出料張力輥21、過輥F25、過輥E24以及過輥B18后進(jìn)入到基材收卷17，其中，進(jìn)料張力輥12和出料張力輥21都與冷鼓10具有一定的相對(duì)速度差，可以使基材較好地貼合在冷鼓10表面；展平輥B26和展平輥A16可以保證基材在進(jìn)入冷鼓10前展平；經(jīng)過過輥F25的基材可以通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)18完成鍍膜基材光學(xué)性能的實(shí)時(shí)測(cè)量，在與冷熱水循環(huán)相連接的冷鼓10，在鍍膜過程中冷鼓10通入低溫液體，保證薄膜充分冷卻，防止濺射過程熱載荷損害基材；當(dāng)鍍膜結(jié)束后，對(duì)冷鼓10通入熱液溫度高于水蒸氣露點(diǎn)溫度的熱水循環(huán)，使柔性基材卷繞系統(tǒng)和磁控濺射源從圓形真空室拖出時(shí)，防止冷鼓結(jié)霜。
權(quán)利要求
1.一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其特征在于包括圓形真空室、柔性基材卷繞系統(tǒng)以及磁控濺射源，其中，圓形真空室固定，柔性基材卷繞系統(tǒng)和磁控濺射源可以分別從圓形真空室的兩側(cè)伸入或拖出圓形真空室，圓形真空室由隔離板(8)分隔成放卷區(qū) (I)、前處理區(qū)⑵以及收卷區(qū)(3)，且這三個(gè)區(qū)都單獨(dú)通過真空閥門(7)與擴(kuò)散泵(6)連接，在收卷區(qū)(3)中還設(shè)有半圓環(huán)空腔狀的鍍膜區(qū)(4)，其位于圓形真空室下方中部的，并分隔成若干個(gè)單獨(dú)的空腔，且每個(gè)空腔都單獨(dú)連接有分子泵(5);柔性基材卷繞系統(tǒng)包括冷鼓(10)、基材放卷(15)、基材收卷(17)以及過輥機(jī)構(gòu)，其中，冷鼓(10)伸入與冷鼓(10) 外壁相匹配的半圓環(huán)鍍膜區(qū)(4)的內(nèi)環(huán)壁中，在放卷區(qū)(I)和收卷區(qū)(3)左右對(duì)稱設(shè)有基材放卷(15)與基材收卷(17)，在基材放卷(15)、冷鼓(10)以及基材收卷(17)附近設(shè)有過輥機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)基材從基材放卷(15)經(jīng)過冷鼓(10)后進(jìn)入基材收卷(17)，磁控濺射源包括若干個(gè)與鍍膜區(qū)空腔相對(duì)應(yīng)的濺射源(11)，并從與柔性基材卷繞系統(tǒng)相對(duì)的方向伸入到圓形真空室中鍍膜區(qū)(4)相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)獨(dú)立空腔中，對(duì)經(jīng)過冷鼓(10)的基材進(jìn)行鍍膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其特征在于所述的過輥機(jī)構(gòu)包括基材放卷(15)釋放基材方向上設(shè)有的過輥A(14)，以及放卷區(qū)(I)和前處理區(qū)(2)之間隔離板(8)的上下兩側(cè)設(shè)有的張力測(cè)量輥(20)和過輥D (23)，且在該隔離板(8)中間還設(shè)有過輥C(22)，同時(shí)，在冷鼓(10)上方依次設(shè)置有進(jìn)料張力輥(12)、展平輥 B(26)、展平輥A(16)和出料張力輥(21)，且進(jìn)料張力輥(12)與出料張力輥(21)左右對(duì)稱， 展平輥B(26)和展平輥A(16)左右對(duì)稱，在基材收卷(17)收卷基材的方向上還依次設(shè)有過輥E (24)、過輥B (18)以及過輥F (25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其特征在于所述的從基材放卷(15)出來的基材經(jīng)過保證基材對(duì)張力測(cè)量輥(20)包角角度的過輥A(14) 進(jìn)入張力測(cè)量輥(20)，從張力測(cè)量輥(20)出來的基材經(jīng)過過輥C(22)進(jìn)出前處理區(qū)(2)， 基材依次經(jīng)過過輥D (23)、進(jìn)料張力輥(12)以及展平輥B (26)進(jìn)入冷鼓(10)，從冷鼓(10) 出來的基材依次經(jīng)過展平輥A (16)、出料張力輥(21)、過輥F (25)、過輥E (24)和過輥B (18) 后進(jìn)入基材收卷(17)，其中，進(jìn)料張力輥(12)和出料張力輥(21)都與冷鼓(10)具有一定的相對(duì)速度差，可以使基材較好地貼合在冷鼓(10)表面；展平輥B(26)和展平輥A(16)可以保證基材在進(jìn)入冷鼓(10)前展平。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其特征在于所述的過輥D(23)可以保證經(jīng)過過輥C(22)和過輥D(23)之間的基材是水平的，且在該水平面下方設(shè)有前處理離子源(13)，可以對(duì)基材表面進(jìn)行清洗，提高膜層與基材的結(jié)合力。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其特征在于所述的過輥F(25)和過輥B(18)之間設(shè)有產(chǎn)品型號(hào)為CTR的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(18)，可以對(duì)鍍膜完成的基材進(jìn)行光學(xué)性能的實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量膜的光學(xué)投射和發(fā)射參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其特征在于所述的放卷區(qū)(I)還設(shè)有深冷水蒸氣捕集盤管(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其特征在于所述的鍍膜區(qū)(4)半圓環(huán)空腔分為六個(gè)獨(dú)立的空腔，且磁控濺射源包括六個(gè)與鍍膜區(qū)空腔相對(duì)應(yīng)的濺射源(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7所述的任意一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)，其特征在于 所述的冷鼓(10)連接有冷熱水循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及高真空連續(xù)卷繞鍍膜機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種大面積柔性基材磁控濺射卷繞鍍膜機(jī)。該設(shè)備包括圓形真空室、柔性基材卷繞系統(tǒng)以及磁控濺射源圓形真空室由隔離板分隔成放卷區(qū)、前處理區(qū)、收卷區(qū)以及鍍膜區(qū)；柔性基材卷繞系統(tǒng)中的冷鼓冷鼓伸入與冷鼓外壁相匹配的半圓環(huán)鍍膜區(qū)的內(nèi)環(huán)壁中，過輥機(jī)構(gòu)保證基材從基材放卷，經(jīng)過冷鼓進(jìn)入基材收卷；磁控濺射源中的濺射源，從與柔性基材卷繞系統(tǒng)相對(duì)的方向伸入到圓形真空室中鍍膜區(qū)對(duì)經(jīng)過冷鼓的基材進(jìn)行鍍膜。該鍍膜機(jī)能夠一次完成多層膜系的鍍膜，且不易使塑料基材起皺；同時(shí)，圓形真空室固定，柔性基材卷繞系統(tǒng)和磁控濺射源分別從兩側(cè)伸入或拖出到圓形真空室的結(jié)構(gòu)，使設(shè)備操作維護(hù)方便。
文檔編號(hào)C23C14/56GK102994965SQ20111026884
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者劉曉波, 韓大凱, 趙軍, 饒敏, 徐麗云 申請(qǐng)人:核工業(yè)西南物理研究院