真空鍍膜圖案生成裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種真空鍍膜圖案生成裝置及方法，真空鍍膜圖案生成裝置包括真空腔室、靶材、帶有通孔的鏤花板和基材；靶材、鏤花板和基材設(shè)置在真空腔室內(nèi)，鏤花板設(shè)置在靶材與基材之間，靶材出射的鍍覆材料透過鏤花板上的通孔在基材上沉積成膜。本發(fā)明的真空鍍膜圖案生成裝置及方法，利用鏤花板鍍膜顯花原理形成圖案，工藝過程簡(jiǎn)單，易于操作，并且是一次成型，可實(shí)現(xiàn)鍍膜與圖案同步生成，生產(chǎn)效率高，可滿足工業(yè)化大批量生產(chǎn)的需求。
【專利說明】真空鍍膜圖案生成裝置及方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及真空鍍膜領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種真空鍍膜圖案生成裝置及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]真空鍍膜是一種生成薄膜材料的技術(shù)，在真空室內(nèi)鍍膜材料的原子或分子從表面離析出來打到被鍍物體的表面上。真空鍍膜一般是指用物理的方法沉積薄膜，主要有蒸發(fā)鍍膜、離子鍍和濺射鍍膜。其中濺射鍍膜中的磁控濺射鍍膜以其膜基結(jié)合牢度好、效率高、無污染等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。磁控濺射是為了在低氣壓下進(jìn)行高速濺射，必須有效地提高氣體的離化率。通過在靶陰極表面引入磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射效率的方法。其原理是:把基材和靶材安裝于真空室內(nèi)，在處于低壓狀態(tài)(10_3~10_5乇)氣體的輝光放電中形成正、負(fù)離子及電子。正離子轟擊作為陰極的靶材，使靶材原子被濺射出來，在基材上形成薄膜，從而實(shí)現(xiàn)基體材料的各種功能化。
[0003]利用磁控濺射技術(shù)在基材表面形成一層金屬、金屬合金或其他鍍覆材料的薄膜，使基材具有特定的功效并兼具薄膜的顏色和光效應(yīng)。但是這種鍍膜基材的表面裝飾效果單調(diào)，缺少圖案和色彩變化，難以滿足人們對(duì)基材的功能性與美觀性兼具的需求。
[0004]因此，現(xiàn)在急需一種能快速得到各種圖案花樣的的鍍膜裝置和鍍膜方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有的真空鍍膜技術(shù)所獲得的鍍膜基材的表面裝飾效果單調(diào)缺乏圖案和色彩變化，難以滿足人們對(duì)基材的功能性和美觀性兼具的需求，提供一種真空鍍膜圖案生成裝置及方法，以克服上述缺陷。
[0006]本發(fā)明提供一種真空鍍膜圖案生成裝置，包括:真空腔室、靶材、帶有通孔的鏤花板和基材；靶材、鏤花板和基材設(shè)`置在真空腔室內(nèi)，鏤花板設(shè)置在靶材與基材之間，靶材出射的鍍覆材料透過鏤花板上的通孔在基材上沉積成膜。
[0007]本發(fā)明的真空鍍膜圖案生成裝置，還包括鏤花板傳動(dòng)裝置和基材傳動(dòng)裝置，用于帶動(dòng)鏤花板和基材以相同速度傳動(dòng)。
[0008]本發(fā)明的真空鍍膜圖案生成裝置，還包括設(shè)置在基材下方的平面支持裝置。
[0009]當(dāng)使用平面支持裝置支撐基材時(shí)，鏤花板與基材之間的間距為0至5厘米連續(xù)可調(diào)。
[0010]本發(fā)明的真空鍍膜圖案生成裝置，還包括設(shè)置在基材下方的弧面支持裝置。
[0011]使用弧面支持裝置支撐基材時(shí)，鏤花板緊貼基材。
[0012]本發(fā)明還提供一種真空鍍膜圖案生成方法，包括以下步驟:
[0013]S100)設(shè)置真空腔室沉積薄膜環(huán)境；
[0014]S200)安裝鏤花板與基材，設(shè)置鏤花板與基材的間隔；
[0015]S300)啟動(dòng)靶材，向鏤花板與基材濺射鍍覆材料。
[0016]本發(fā)明的真空鍍膜圖案生成方法，其中步驟S200還包括:[0017]S201)設(shè)置鏤花板傳動(dòng)裝置和基材傳動(dòng)裝置，使鏤花板和基材以相同速度傳動(dòng)。
[0018]本發(fā)明的真空鍍膜圖案生成方法，步驟S200中，在鏤花板下方使用平面支撐裝置支撐鏤花板時(shí)，鏤花板與基材的間隔為0至5厘米；在鏤花板下方使用弧面支撐裝置支撐鏤花板時(shí)，鏤花板緊貼基材。
[0019]實(shí)施本發(fā)明的真空鍍膜圖案生成裝置及方法，利用鏤花板鍍膜顯花原理形成圖案，工藝過程簡(jiǎn)單，易于操作，并且是一次成型，可實(shí)現(xiàn)鍍膜與圖案同步生成，生產(chǎn)效率高，可滿足工業(yè)化大批量生產(chǎn)的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，其中:
[0021]圖1為本發(fā)明真空鍍膜圖案生成裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明真空鍍膜圖案生成裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明真空鍍膜圖案生成裝置第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖4a為本發(fā)明的一則鏤花板的實(shí)施例；
[0025]圖4b為圖4a鏤花板對(duì)應(yīng)生成的基材圖樣；
[0026]圖5為本發(fā)明真空鍍膜圖案生成方法的一則優(yōu)選實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]如圖1所示為本發(fā)明真空鍍膜圖案生成裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，真空鍍膜圖案生成裝置包括真空腔室100，設(shè)置在真空腔室100內(nèi)部的靶材500、帶有通孔的鏤花板300、基材200。鏤花板300設(shè)置在靶材500與基材200之間。在本實(shí)施例中，靶材500通過磁控濺射鍍膜的方法，將鍍覆材料，例如金屬、金屬氧化物、合金材料等，濺射出來，透過鏤花板300上的通孔在基材200上沉積，形成帶有圖案的鍍膜基材。
[0029]優(yōu)選的，基材200與鏤花板300之間的距離為0至5厘米，這個(gè)距離為連續(xù)可調(diào)，當(dāng)兩者的距離越接近產(chǎn)生的圖案的邊緣越清晰，當(dāng)兩者完全緊貼的時(shí)候，能獲得與鏤花板300完全對(duì)應(yīng)的圖案；考慮到當(dāng)基材200與鏤花板300之間的距離太遠(yuǎn)的時(shí)候，圖案邊緣的模糊效應(yīng)，該距離一般不超過5厘米。
[0030]優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，真空鍍膜圖案生成裝置還包括基材前處理裝置、抽真空裝置、冷卻裝置等，用于使真空腔室100產(chǎn)生合適進(jìn)行磁控濺射的環(huán)境。
[0031]通過選擇合適的靶源500與基材200，最終能獲得呈現(xiàn)不同色彩的圖案效果，增強(qiáng)了基材的裝飾性。
[0032]在本實(shí)施例中使用了真空磁控濺射技術(shù)，在其他類型的真空鍍膜中，依據(jù)相應(yīng)的鍍膜原理也能進(jìn)行與本實(shí)施例中相似的圖案鍍膜效果。
[0033]如圖2所示為本發(fā)明真空鍍膜圖案生成裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，在本實(shí)施例中，真空鍍膜圖案生成裝置除了真空腔室100，設(shè)置在真空腔室100內(nèi)部的靶材500、帶有通孔的鏤花板300、基材200之外，還包括鏤花板傳動(dòng)裝置和基材傳動(dòng)裝置，用于帶動(dòng)鏤花板300和基材200以相同速度傳動(dòng)。
[0034]其中，鏤花板傳動(dòng)裝置包括調(diào)節(jié)輪401、402、403、404，調(diào)節(jié)輪401和402可以上下調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)鏤空板300與基材200相對(duì)距離的連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)輪403與404在調(diào)節(jié)輪401、402上下調(diào)節(jié)時(shí)作適應(yīng)性的水平調(diào)節(jié)，以控制鏤花板300的張進(jìn)度，避免鏤花板打滑影響傳動(dòng)速度。
[0035]基材傳動(dòng)裝置包括張緊輪405、406，用于調(diào)芐基材200的張力，特別是對(duì)紡織類的基材材料，其不同的織物組織要求的張力不同。通過調(diào)節(jié)張緊輪405、406的位置，基材200能夠獲得不同的張緊程度。
[0036]鏤花板傳動(dòng)裝置和基材傳動(dòng)裝置還包括電機(jī)，在電機(jī)帶動(dòng)下，鏤花板300和基材200以相同速度傳動(dòng)，在靶材500的建設(shè)區(qū)域，鏤花板300與基材200相對(duì)靜止，以保證圖案的成型質(zhì)量。
[0037]在本實(shí)施例中，還包括一個(gè)平面支持裝置601，在濺射區(qū)安裝于基材200的下方，以確?；脑谄矫嫔线\(yùn)行，避免了基材200因重力作用而產(chǎn)生形變，進(jìn)而影響鍍覆的效果。
[0038]在本實(shí)施例中，靶材500包括多種鍍覆材料，以滿足多種材料的同時(shí)或分別濺射，實(shí)現(xiàn)鍍膜的多樣性，確保多層鍍膜的生產(chǎn)效率。
[0039]如圖3所示為本發(fā)明真空鍍膜圖案生成裝置第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中將平面支撐裝置替換成弧面支撐裝置602。由于兩端的重力作用，鏤花板300和基材200在弧面支撐裝置602上將會(huì)緊貼其弧面，配合排列成與弧面支撐裝置602相配合的弧線型靶材500，將能在基材200上獲得良好的平面鍍覆效果。
[0040]為了保證鏤花板300能夠以適當(dāng)繃緊程度傳動(dòng)，防止打滑，在傳動(dòng)輪401與傳動(dòng)輪404之間，以及在傳動(dòng)輪402與傳動(dòng)輪403之間，加裝張緊輪407、408，避免鏤花板300在傳動(dòng)過程中發(fā)生打滑。在本實(shí)施例中，鏤花板300和基材200相互緊貼。
[0041]以下結(jié)合圖4a和圖4b具體說明鏤空板300與基材200的鍍覆效果。圖4a給出一種鏤空板300的實(shí)施例，在柔性的材料上設(shè)置通孔301，通孔301為六角形的鏤空通孔，濺射出來的靶材通過鏤空的通孔301，在位于鏤空板300下方的基材200上沉積，形成六角形的圖樣201。當(dāng)鏤空板300緊貼基材200時(shí)，得到的圖樣201的邊緣將最為清晰，最后獲得如圖4b所示的效果。
[0042]如圖5所示為本發(fā)明真空鍍膜圖案生成方法的一則優(yōu)選實(shí)施例。真空鍍膜圖案生成方法包括以下的步驟:
[0043]S100)設(shè)置真空腔室沉積薄膜環(huán)境；鍍膜需要真空環(huán)境，以確保靶材能夠順利濺射到基材上，具體的真空腔室沉積薄膜環(huán)境包括真空腔室的真空度、真空腔室的溫度。
[0044]S200)安裝鏤花板與基材，設(shè)置鏤花板與基材的間隔；將鏤花板與基材安裝在靶材的濺射區(qū)，鏤花板設(shè)置在基材與靶材之間，并設(shè)置鏤花板與基材之間的間隔為O至5厘米。在一則優(yōu)選的調(diào)芐基材與靶材距離的方法中，鏤花板繞設(shè)在調(diào)節(jié)輪上，通過調(diào)節(jié)輪的位置改變，使得鏤花板與基材之間的距離實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)。若在鏤花板下方使用平面支撐裝置支撐鏤花板，鏤花板與基材的間隔為O至5厘米連續(xù)可調(diào)；若在鏤花板下方使用弧面支撐裝置支撐鏤花板，則鏤花板緊貼基材，兩者間距固定不變。
[0045]S201)設(shè)置鏤花板傳動(dòng)裝置和基材傳動(dòng)裝置，使鏤花板和基材以相同速度傳動(dòng)；鏤花板和基材均為柔性材料，例如鏤花板可選用增強(qiáng)型聚酯、聚乙烯、橡膠、不銹鋼等材料?；膫鲃?dòng)裝置包括張緊輪，用于調(diào)芐基材卷繞時(shí)的繃緊程度，避免因?yàn)榇蚧a(chǎn)生鏤花板和基材的傳動(dòng)不同步。[0046]S300)啟動(dòng)靶材，向鏤花板與基材濺射鍍覆材料。靶材可采用多個(gè)靶材平行放置的形式，可以濺射一種靶材也可以同時(shí)濺射不同的靶材，使得圖案的顏色更加豐富，選擇性更大。當(dāng)使用磁控濺射的原理進(jìn)行鍍膜時(shí)可以設(shè)置靶材連接陰極，基材連接陽極，在磁場(chǎng)的作用下靶材粒子以極大的速度濺射到基材表面，粒子相互間連接在一起，形成納米級(jí)別的薄膜。
[0047]形成圖案的靶材薄膜是以粒子或粒子團(tuán)沉積而成，以納米狀態(tài)存在，它不但具有靶材材料本身的功能特點(diǎn)，還具有納米材料的特殊屬性，如小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)、界面效應(yīng)等，這些特點(diǎn)往往能極大增強(qiáng)靶材材料原有功能并且具備新的特殊效應(yīng)。 [0048]以上僅為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】，不能以此來限定本發(fā)明的范圍，本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的一般技術(shù)人員根據(jù)本創(chuàng)作所作的均等變化，以及本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員熟知的改變，都應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種真空鍍膜圖案生成裝置，包括真空腔室(100 )、靶材(500 )和基材(200 )，其特征在于，所述真空鍍膜圖案生成裝置還包括帶有通孔的鏤花板(300)，所述靶材(500)、鏤花板(300 )和基材(200 )設(shè)置在所述真空腔室(100 )內(nèi)，所述鏤花板(300 )設(shè)置在靶材(500 )與基材(200 )之間，靶材(500 )出射的鍍覆材料透過鏤花板(300 )上的通孔在基材(200 )上沉積成膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空鍍膜圖案生成裝置，其特征在于，所述真空鍍膜圖案生成裝置還包括鏤花板傳動(dòng)裝置和基材傳動(dòng)裝置，用于帶動(dòng)鏤花板(300)和基材(200)以相同速度傳動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空鍍膜圖案生成裝置，其特征在于，所述鏤花板(300)與基材(200)之間的間距為0至5厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空鍍膜圖案生成裝置，其特征在于，所述真空鍍膜圖案生成裝置還包括設(shè)置在基材(200 )下方的平面支持裝置(601)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空鍍膜圖案生成裝置，其特征在于，所述真空鍍膜圖案生成裝置還包括設(shè)置在基材(200 )下方的弧面支持裝置(602 )。
6.一種真空鍍膜圖案生成方法，其特征在于，所述方法包括:S100)設(shè)置真空腔室沉積薄膜環(huán)境；S200)安裝鏤花板與基材，設(shè)置鏤花板與基材的間隔；S300)啟動(dòng)靶材，向鏤花板與基材濺射鍍覆材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空鍍膜圖案生成方法，其特征在于，所述步驟S200還包括:S201)設(shè)置鏤花板傳動(dòng)裝置和基材傳動(dòng)裝置，使鏤花板和基材以相同速度傳動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的真空鍍膜圖案生成方法，其特征在于，所述步驟S200中，在鏤花板下方使用平面支撐裝置支撐鏤花板，鏤花板與基材的間隔為0至5厘米。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的真空鍍膜圖案生成方法，其特征在于，所述步驟S200中，在鏤花板下方使用弧面支撐裝置支撐鏤花板，鏤花板與基材相互緊貼。
【文檔編號(hào)】C23C14/04GK103668047SQ201210321183
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月3日
【發(fā)明者】姜綬祥, 趙殿棟, 張雷, 丁峰, 郭榮輝, 簡(jiǎn)志偉, 羅天頤, 莫崧鷹, 尚頌民, 袁進(jìn)華, 楊妍麗 申請(qǐng)人:香港紡織及成衣研發(fā)中心有限公司