(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着パターンに沿って孔を設けた円筒形スクリーンと、フィルムを挟んでスクリーンと反対側に圧胴ロールを備え、フィルムを前記スクリーンの外周面に当接して送る第１の駆動装置と、前記スクリーンを回転させる第２の駆動手段と、蒸着金属がフィルムに付着することを防止する金属付着防止剤を気化させる気化手段をスクリーン内部に設置し、前記気化手段により気化された金属付着防止剤を前記スクリーンに設けた孔を通して前記フィルムに付着させた後そのフィルムに蒸着金属を付着する付着手段と、前記スクリーンを保温する第１の加熱手段をスクリーンの外側に備え、前記金属付着防止剤の気化状態を保つ保温手段及び前記金属付着防止剤の噴出口を加熱する第２の加熱手段、並びにスクリーンと金属付着防止剤の噴出口との間隔を調整する第１の間隔調整手段と圧胴ロールとスクリーンとの間隔を調整する第２の間隔調整手段を設けた金属化フィルムの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は力率改善用の電力用コンデンサ、電機機器用のコンデンサ、各種電源回路用のコンデンサ、及び通信機器等に使用される金属化フィルムコンデンサの金属化フィルム製造装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンデンサ用の金属化フィルムを製造する方法として、図７から図１０を用いて説明する。
【０００３】
図７において、真空蒸着機内でプラスチックフィルム１（高分子フィルム）が冷却ロール３と接する位置で、蒸発源７からの蒸着金属６が蒸着される直前に油付着装置を通し、保安機構となる複数個の分割したマージン部を原反長手方向に形成する方法が知られている（特開昭５７−１５２１２２号公報参照）。
【０００４】
この方法に用いられる装置は、オイル３３の入ったオイルタンク５とその外側で回転する回転シャッター３２とから構成されており、オイルタンク５内のオイル３３が加熱気化され、オイルガス２がオイルタンク５の第１の開孔部３４を通り、回転シャッター３２の第２の開孔部３５と重なった際にプラスチックフィルム１にオイル３３が付着し、かつ、回転シャッター３２はプラスチックフィルム１の送給速度に同期して回転しているため、一定幅、一定間隔でオイル３３を付着させることができるというものである。
【０００５】
またこの他に、図８に示すように、特定のロール円周上に凸部３６を形成した凸版ロール３０を用い、オイルタンク５から供給されたオイルガス２を、オイルローラ３８に付着させ、そのオイルを凸版ロール３０に転写させ凸部３６の表面にオイル３３等の金属の蒸着を防止する物質を付着させ、それをプラスチックフィルム１上に転写させて未蒸着部分を形成する方法（特開平６−１５８２７１号公報参照）がある。
【０００６】
また図９に示すように、ロール円周上に凹部３７を形成した凹版ロール３１を用い、凹部３７の窪みにオイル３３等の金属の蒸着を防止する物質を付着させ、それをプラスチックフィルム１上に転写させて未蒸着部分を形成する方法（特開平４−３４６６５２号公報参照）が知られている。
【０００７】
さらに、図１０に示すように原反長手方向に平行な一定幅、一定間隔のマージン部をオイルマスキング法やテープマージン法により蒸着工程で形成した後、後工程でレーザーによるトリミングや放電加工等によってフィルムの長手方向に複数個の分割電極、及びヒューズ部を形成する方法等も存在した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の様な構成で未蒸着部分を形成する方法では種々の課題があった。
【０００９】
回転シャッター３２を用いた方法の場合、保安機構付の金属化フィルムコンデンサとする際、コンデンサの特性上、原反長手方向に蒸着膜電極を分割するのみならず、分割電極内で短形の島状非金属化部（ヒューズ部）も同時形成する必要があり、この場合、回転シャッター３２により分割部及びヒューズ部を形成しようとすると、原反幅方向に対し細いヒューズ部のみが回転シャッター３２の接続部となる。このため高速での蒸着を実施する際、回転シャッター３２が変形しやすく分割及びヒューズ部が不鮮明になりやすいため、蒸着スピードを高速化できないという問題があった。また、回転シャッター３２の変形防止のため変形しにくい材質のものを使ったり、厚みを上げるといった手段をとると、重量的な問題から作業性が悪くなるといった問題点があった。さらにこの場合、長手方向のマージン部をオイルマスキング法、又はテープマージン法等で別箇所で形成する必要があるので、その際の調整が作業性悪化に大きな影響を及ぼしていた。
【００１０】
また、凸版ロール３０を用いた方法では、蒸着工程中に凸部３６にオイル３３等の金属の蒸着を防止する物質を付着させ未蒸着部のマージン部を形成する際、すなわち、プラスチックフィルム１の長手方向に島状分割電極を形成し、さらにその島状分割電極にヒューズ機能を付加させる際には、凸版ロール３０の回転円心力でオイル３３等が飛散して蒸着膜が班点状になったり、マージンのかすれが発生するために、蒸着スピードをあげられないといった問題点があった。
【００１１】
また、凹版ロール３１を用いた方法ではスピードはあげられるものの、凹版ロール３１（パターンロール）のコストが高いうえに、切り替え時の凹版ロール３１の脱着も重量的な問題から容易に行いにくいといった問題点があった。
【００１２】
また、蒸着時に長手方向のマージン部のみを形成して、後工程でレーザーによるトリミングや放電加工等によってプラスチックフィルム１の長手方向に複数個の島状分割電極を形成する方法では、他の方法に比べて１工程多いため経済的、時間的ロスが大きかった。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するものであり、蒸着金属の付着を防止するオイルを高速でかつ十分に付着させることができる金属化フィルムの製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の金属化フィルムの製造装置は蒸着パターンに沿って孔を設けた円筒形スクリーンと、フィルムを挟んでスクリーンと反対側に圧胴ロールを備え、フィルムを前記スクリーンの外周面に当接して送る第１の駆動装置と、前記スクリーンを回転させる第２の駆動手段と、蒸着金属がフィルムに付着することを防止する金属付着防止剤を気化させる気化手段をスクリーン内部に設置し、前記気化手段により気化された金属付着防止剤を前記スクリーンに設けた孔を通して前記フィルムに付着させた後そのフィルムに蒸着金属を付着する付着手段と、前記スクリーンを保温する第１の加熱手段をスクリーンの外側に備え、前記金属付着防止剤の気化状態を保つ保温手段及び前記金属付着防止剤の噴出口を加熱する第２の加熱手段、並びにスクリーンと金属付着防止剤の噴出口との間隔を調整する第１の間隔調整手段と圧胴ロールとスクリーンとの間隔を調整する第２の間隔調整手段を設けたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
上記構成により、本発明の金属化フィルムの製造装置は、フィルムを挟んで反対側に圧胴ロールを備えたことによりフィルムのばたつきを防止し、精度よくパターン形成ができるものである。さらには金属付着防止剤を気化させる気化手段をスクリーン内部に設置し、前記金属付着防止剤の気化状態を保つ保温手段及び前記金属付着防止剤の噴出口を加熱する加熱手段を設けたことにより金属付着防止剤がフィルムに到達するまでの間、気化状態をより確実に保つことができより鮮明なパターン模様を形成することができる。また、スクリーンの外側にスクリーンを保温する加熱手段を設けたことによりスクリーンの外側に出たオイルガスの液化を防止することができ、高速で安定したパターン形成が可能となる。さらにはスクリーンと金属付着防止剤の噴出口との間隔を調整する第１の間隔調整手段と圧胴ロールとスクリーンとの間隔を調整する第２の間隔調整手段を設けたことにより、使用するオイルの種類や送り速度、パターン模様の種類等の条件の変化に対応して、最適なスクリーンと金属付着防止剤の噴出口との間隔を容易に調整することができるものである。
【００３４】
以下本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態における金属化フィルムの第１の製造装置を示す図、図２（ａ），（ｂ）は同装置により製造された金属化フィルムの一例を示す図，図３は同装置のスクリーンシリンダーを示す図、図４は同スクリーン部分のＡ部拡大図、図５（ａ）は同スクリーンシリンダーの内部の配管の説明図、図５（ｂ）は同スクリーンシリンダーのオイルノズルの説明図である。
【００３５】
図において、１はプラスチックフィルム、２は気化されたオイルガスであり、オイルタンク５からオイルガス流路８を通って、パターンが形成されたスクリーンシリンダー４内からプラスチックフィルム１に向かって噴き出される。７は蒸発源であり、金属を熱し蒸着金属６としてプラスチックフィルム１に蒸着させるものである。３は冷却ロール、１５はオイルノズル、２５はスクリーンシリンダー４を保温する遠赤外線ヒーター、２６はパターン部である。
【００３６】
また、９はマージン部、１０は分割マージン部、１１は第１の蒸着膜、１２はヒューズ部、１３は窓マージン部、１４は第２の蒸着膜である。
【００３７】
図１に示すような、厚み６μｍのポリプロピレンフィルムの片面に亜鉛をヘビーエッジ状に蒸着する真空蒸着機内において、基材のプラスチックフィルム１が冷却ロール３を通過する手前で、オイルガス２により、図２に示した保安機構パターンを形成した。図２は保安機構パターンの一例であるが、保安機構は基本的に蒸着膜を微小な面積に分割したものであり、そのためにはパターンを施したスクリーンシリンダー４はメッシュ状である必要がある。
【００３８】
すなわち、仮にパターン部２６がメッシュ状ではなく打ち抜いたものであるとすると、長手方向のマージン部９が形成できず、別方法で形成する必要があると同時に、図２（ａ），（ｂ）に示したパターンの場合はヒューズ部１２のみが接続部となることとなり、スクリーンシリンダー４は高速回転するためには強度的に弱くなる。さらにスクリーンシリンダー４は連続蒸着機内で使用するため円筒形である必要があり、平板形状では連続にならない他、多角形の形状であると基材であるプラスチックフィルム１を傷つけることになりかねない。
【００３９】
またメッシュの穴径は１０μｍ〜１ｍｍが望ましい。１０μｍ未満の場合は目詰まりしやすい問題があり、また１ｍｍを超えた場合にはヒューズ部の精度が落ちるといった問題があるからである。
【００４０】
オイルガス２はスクリーンシリンダー４内のオイルタンク５にて加熱気化され、加熱されたオイルガス流路８を通り、気化状態を保持したままオイルガス噴出口であるオイルノズル１５の先端部まで誘導され、オイルノズル１５の先端部よりパターン加工を施したスクリーンシリンダー４を通過して基材であるプラスチックフィルム１に付着される。
【００４１】
この時、スクリーンシリンダー４が未加熱の場合、またオイルガス流路８の加熱がない場合、オイルタンク５内にて気化したオイルガス２が液化してしまうため遠赤外線ヒーター２５によりスクリーンシリンダー４を、またオイルガス流路８及びオイルノズル１５も加熱保温を行なった。ただし、オイルガス流路８及びオイルノズル１５に熱伝導の良好な材質のものを使用した場合は、この部分の加熱保温は必ずしも必要ではない。
【００４２】
そしてスクリーンシリンダー４、オイルノズル１５、オイルタンク５、オイルガス流路８、遠赤外線ヒーター２５は図５（ａ），（ｂ）に示したようにスクリーンシリンダー４の外側にスクリーンシリンダー表面から約２０ｍｍ離れた配置とし、スクリーンシリンダー４の巾は基材であるプラスチックフィルム１の巾以上とし、遠赤外線ヒーター２５の巾はスクリーンシリンダー４の巾以上、オイルノズル１５の巾はスクリーンシリンダー４の巾と同じ長さとした。オイルノズル１５はその先端部が、円筒形をしたスクリーンシリンダー４の内壁面の曲面に沿う形状とし、スクリーンシリンダー４の内壁面に当てて蒸着を行った。
【００４３】
また基材のプラスチックフィルム１は一部をスクリーンシリンダー４の円筒表面に沿わせると同時にスクリーンシリンダー４自体も駆動させ（駆動手段は図示せず）プラスチックフィルム１と同期をとって送らせた。これはスクリーンシリンダー４に駆動をかけずに蒸着するとプラスチックフィルム１がスクリーンシリンダー４の表面ですべりを発生しパターン精度、鮮明さが確保できないためである。
【００４４】
そしてプラスチックフィルム１の一部が沿う部分にオイルノズル１５をスクリーンシリンダー４の内壁面に当てることで確実なオイル付着を行い鮮明なパターンとすることができた。
【００４５】
なお、本実施の形態ではオイルノズル１５をスクリーンシリンダー４の内面に当てて行ったが、パターンによってはオイルノズル１５とスクリーンシリンダー４の内面との間にわずかな空隙をもたせた方が良い場合もあり、オイルノズル１５には第１の間隔調整手段を備えるとより確実なオイル付着を行い、鮮明なパターンにできる。
【００４６】
この第１の間隔調整手段について図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。なお、図６（ａ）において図６（ｂ）の第１のベアリング２７，第２のベアリング２８，プーリー２９は図が煩雑になるので省いてある。
【００４７】
スクリーンシリンダー４内に設けられたオイルノズル１５は第１のブラケット１６に取付けられ、第１のブラケット１６は第１のベース１９に取付けられている。そして、第１のベース１９は第２のベース２０に設けられた第１のリニアレール２２により水平方向に移動可能になっている。
【００４８】
また、スクリーンシリンダー４は、第１のベアリング２７，第２のベアリング２８を介して第２のブラケット１７に取付けられ、スクリーンシリンダー４と第１のベアリング２７との間にプーリー２９を取付けプーリー２９に駆動用ベルト（図示せず）を介してスクリーンシリンダー４を回転させている。また、第２のブラケット１７は第３のブラケット２４に取付けられ、第３のブラケット２４は第２のベース２０に取付けられている。このため、スクリーンシリンダー４とオイルノズル１５は互いに平行に間隔調整ができる。
【００４９】
以上のように、第１の間隔調整手段によれば、スクリーンシリンダー４とオイルノズル１５との平行を保ったまま、スクリーンシリンダー４とオイルノズル１５との間隔を任意に調節することが可能になる。
【００５４】
また、保安機構パターンは図２のように帯状長手方向のマージン部９と金属化フィルムコンデンサにした場合、保安機構となる分割マージン部１０及びヒューズ部１２とからなる。
【００５５】
本実施の形態では蒸着スピードを３００ｍ／分、６００ｍ／分の２段階とし、マージン部９を４ｍｍ、分割マージン部１０の巾、窓マージン部１３の巾を各々０．５ｍｍ、分割巾を３０ｍｍ、ヒューズ部１２の巾を０．８ｍｍとして試作した。比較のために同じ保安機構パターンを形成した回転シャッター３２を取付けての試作（比較例１）、及び凸部形状を有するパターンロールをスクリーンシリンダーの代わりに取り付け、オイルを転写させる方法で同様の試作（比較例２）を行った。またヘビーエッジ蒸着のため、第１の蒸着膜１１を１０〜２０Ω／□、第２の蒸着部１４を３〜５Ω／□の膜抵抗値とした。
【００５６】
【表１】
0003541620.tif 000002
【００５７】
（表１）は本発明の実施の形態と比較例の分割マージン部１０、ヒューズ部１２の蒸着後の鮮明さを目視で確認した結果である。
【００５８】
本実施の形態は６００ｍ／分の高速でも分割マージン部１０、ヒューズ部１２とも鮮明なマージンが確認された。
【００５９】
なお本実施の形態では、プラスチックフィルム１を挟んでスクリーンシリンダー４の反対側に圧胴ロール１８を取り付けずに作成したが、装置としては圧胴ロール１８を設置したほうが良い。圧胴ロール１８の設置により、プラスチックフィルム１、スクリーンシリンダー４のばたつきが抑えられ、より精度のよいものが得られる。また、圧胴ロール１８側にプラスチックフィルム１を沿わせた場合でも、同様の蒸着が達成できた。但し、高精度を要する場合はスクリーンシリンダー４側にプラスチックフィルム１を沿わせた方が良く、特に精度を要しない場合で高速蒸着を実施する場合は圧胴ロール１８側に沿わせた方が良好な結果となった。
【００６０】
そして前述のスクリーンシリンダー４とオイルノズル１５の間隔と同様に、パターンによってはスクリーンシリンダー４と圧胴ロール１８間の空隙を設けることが可能となるように、第２の間隔調整手段を設けるとさらに良い間隔を任意に調節することが可能になる。
【００６１】
この第２の間隔調整手段について図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。なお、図６（ａ）において図６（ｂ）の第１のベアリング２７，第２のベアリング２８，プーリー２９は図が煩雑になるので省いてある。
【００６２】
スクリーンシリンダー４は、第１のベアリング２７，第２のベアリング２８を介して第２のブラケット１７に取付けられ、スクリーンシリンダー４と第１のベアリング２７との間にプーリー２９を取付けプーリー２９に駆動用ベルト（図示せず）を介してスクリーンシリンダー４を回転させている。また、第２のブラケット１７は第３のブラケット２４に取付けられ、第３のブラケット２４は第２のベース２０に取付けられている。
【００６３】
また、第２のベース２０は第３のベース２１に設けられた第２のリニアレール２３により水平方向に移動することができる。
【００６４】
以上のように、第２の間隔調整手段によれば、スクリーンシリンダー４を水平方向に移動させることができるため、スクリーンシリンダー４と圧胴ロール１８との距離を任意に調節することができる。
【００６５】
いずれの場合も、空隙を設けることでオイルガス２の拡散効果をねらいとするパターンに適する。
【００６６】
比較例１の回転シャッター方法では回転シャッター２１の変形が確認され、分割マージン部１０、ヒューズ部１２ともほとんど形成できなかった。回転シャッター２１の変形要因としては継ぎ部（ヒューズ部）が０．８ｍｍと細く、軽量化、低コスト化を図るため厚みも十分確保できなかったためである。また比較例２の凸部形状では６００ｍ／分でマージン部に一部蒸着金属が付着しており鮮明さに欠けた。これは凸部形状の先端に付着したオイルが高速回転により飛散したため十分なオイル量がフィルムに転写されなかったためと考えられる。
【００６７】
なお本実施の形態では、片面亜鉛蒸着の例を挙げて説明してきたが蒸着金属としてアルミニウム、アルミニウム−亜鉛の合金の場合、また両面蒸着の場合も同様の結果であった。
【００６８】
このように従来の問題点を解決するためには、金属化フィルムコンデンサ用の金属化フィルムを製造する真空蒸着機もしくは蒸着工程において、蒸着金属の付着を防止する目的でオイル等を付着させる手段として、基材であるプラスチックフィルム１の巾以上の巾を有する筒体であるスクリーンシリンダー４の表面より、その内部空洞部まで任意の形の貫通穴加工部（メッシュ）で任意のパターン模様を形成し、かつその筒体蒸着スピードと同期させ回転させながら、気化したオイルガス２等をその貫通穴加工部（メッシュ）を通してプラスチックフィルム１に蒸着金属を付着させる金属化フィルムの製造装置もしくは製造方法によって解決できる。
【００６９】
すなわち、コンデンサ用の金属化フィルムを製造する蒸着機内において、図１に示すようなロール配置とし図３に示したスクリーンシリンダー４を取付、オイルタンク５より供給されるオイル等を気化させた金属の蒸着を防止するガス状の物質を、メッシュ加工により任意のパターン模様が形成されたスクリーンシリンダー４を通過させてプラスチックフィルム１（誘電体フィルム）に付着させた後、金属を蒸着させることで分割ヒューズパターン及び長手方向の一定幅、一定間隔のマージン部を形成すると同時に、プラスチックフィルム１を挟んでスクリーンシリンダー４と反対側にプラスチックフィルム１の通路を規制する圧胴ロール１８を備えているため、蒸着スピードを上げてもプラスチックフィルム１のばたつきが無く、プラスチックフィルム１とオイルノズル１５（オイルガス噴出口）の距離が一定に保て、パターンの鮮明さが保てる。
【００７０】
また切替時においても軽量のスクリーンシリンダー４を交換すれば良く、長手方向のマージン部９も同時形成のため切替調整も簡素化でき、作業性が改善されるとともに経済的な設備とすることが可能である。
【００７１】
以上の説明から明らかなように本実施の形態によれば、蒸着工程中で金属化フィルムとした場合保安機構となる分割ヒューズパターン、及び長手方向のマージン部９を高速蒸着中で形成可能であるために、安全機能と生産性に優れた金属化フィルムとなる上、スクリーンシリンダー４は従来のオイルノズル１５と比べ軽量のため脱着・取付が容易な上に経済的に極めて優位であるためトータルメリットが非常に大きい。
【００７２】
なお、メッシュは貫通穴加工を施したものでもよく、また繊維状に織られたものであってもよい。
【００７３】
そして、前述の製造装置もしくは製造方法により金属化フィルムを作成して、その金属化フィルムで構成される保安機構付の金属化フィルムコンデンサとした場合、コスト比較で従来方法によるコンデンサの８０％とすることができ経済的効果が非常に大なるものである。
【００７４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の金属化フィルムの製造装置は、フィルムを挟んで反対側に圧胴ロールを備えたことによりフィルムのばたつきを防止し、精度よくパターン形成ができるものである。さらには金属付着防止剤を気化させる気化手段をスクリーン内部に設置し、前記金属付着防止剤の気化状態を保つ保温手段及び前記金属付着防止剤の噴出口を加熱する加熱手段を設けたことにより金属付着防止剤がフィルムに到達するまでの間、気化状態をより確実に保つことができより鮮明なパターン模様を形成することができる。また、スクリーンの外側にスクリーンを保温する加熱手段を設けたことによりスクリーンの外側に出たオイルガスの液化を防止することができ、高速で安定したパターン形成が可能となる。さらにはスクリーンと金属付着防止剤の噴出口との間隔を調整する第１の間隔調整手段と圧胴ロールとスクリーンとの間隔を調整する第２の間隔調整手段を設けたことにより、使用するオイルの種類や送り速度、パターン模様の種類等の条件の変化に対応して、最適なスクリーンと金属付着防止剤の噴出口との間隔を容易に調整することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における第１の金属化フィルムの製造装置を示す図
【図２】（ａ）同装置により製造された金属化フィルムの一例を示す図
（ｂ）同一例のＡ−Ａ断面図
【図３】同装置のスクリーンシリンダーを示す図
【図４】同スクリーンシリンダーの要部Ａ拡大図
【図５】（ａ）同スクリーンシリンダーの内部の配管の説明図
（ｂ）同スクリーンシリンダーのオイルノズルの説明図
【図６】（ａ）同実施の形態の間隔調整手段を示す主要部外観図
（ｂ）同実施の形態の間隔調整手段を示す主要部正面図
【図７】従来の第１の金属化フィルムの製造装置の説明図
【図８】従来の第２の金属化フィルムの製造装置の説明図
【図９】従来の第３の金属化フィルムの製造装置の説明図
【図１０】従来の第４の金属化フィルムの製造装置の説明図
【符号の説明】
１    プラスチックフィルム
２    オイルガス
３    冷却ロール
４    スクリーンシリンダー
５    オイルタンク
６    蒸着金属
７    蒸発源
８    オイルガス流路
９    マージン部
１０  分割マージン部
１１  第１の蒸着膜
１２  ヒューズ部
１３  窓マージン部
１４  第２の蒸着膜
１５  オイルノズル
１６  第１のブラケット
１７  第２のブラケット
１８  圧胴ロール
１９  第１のベース
２０  第２のベース
２１  第３のベース
２２  第１のリニアレール
２３  第２のリニアレール
２５  遠赤外線ヒーター
２６  パターン部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003541620.tif 000009
【図８】
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【図９】
0003541620.tif 000011
【図１０】
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