[发明专利]汽化单元以及借助所述类型汽化单元来真空涂布物件的方法

说明书

为了确保金属是均匀汽化的，特别是在真空汽提汽化器设备中均匀汽化的，本发明公开了一种汽化单元(2)，所述汽化单元具有内腔(6)，所述内腔由外腔(8)所连接至的周向幅材(10)限定。

背景技术

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的汽化单元以及借助这种汽化单元来真空涂布物件的方法。

例如，此类型的汽化单元可见于US 2011/013891 A1或WO 2008/092423 A1。

这种汽化单元被设计为具有限定的比电导率的陶瓷主体。就用金属(特别是铝)涂布柔性基板而言，此类型的汽化单元通常用于借助PVD(物理气相沉积)技术的称为真空汽提金属化设备的设备。例如，柔性基板可为纸张、塑料薄膜以及纺织物。

汽化单元经由电阻式加热器而加热至规定温度，例如，在1500℃与1900℃范围内的温度。将要汽化的金属以金属线材的形式供料至汽化单元顶侧，最初，先会熔融金属线材，然后在约1^-4kPa(10^-4毫巴)的真空下汽化熔融金属。汽化单元通常在它们的顶侧具有槽状腔体，用于容纳熔融金属。

为了进行电阻加热，电极(特别是铜电极)分别邻接汽化单元的相对面，这些电极通常被冷却至250℃。

原则上，目标在于尽可能地均匀且充分地润湿汽化单元，同时实现较高汽化速率以有利于以较高涂覆速率涂布的物件实现均匀的金属化。然而，通常实现这个目标极其困难。除了别的以外，这是由于以下事实：金属线材通常并非是在精确中心位置被供料至汽化单元，由此导致熔融金属不对称地润湿汽化表面。在某种程度上，这另外会致使液态金属在一侧上已经到达汽化单元的边缘并与相对冷的电极接触。这导致了金属喷溅，这对高质量涂布是不可取的。为了防止发生这种情况，原则上可使温度(以及由此汽化速率)增加。然而，随着温度增加，也会产生称之为化学腐蚀的问题，这个问题由此减少汽化单元的整体使用寿命。例如，蒸发器单元通常具有在5与25工作小时之间范围内的使用寿命。

一般来说很难实现所希望的限定汽化器表面区域(例如，其由腔体形成)的均匀、完全润湿。当此类型的汽化单元工作时，通常仅会润湿由腔体形成的汽化器表面区域的部分区域。

实际还可看出与汽化器表面的不完全润湿有关的另一问题，这是因为在未润湿的部分区域中缺乏经由液化金属而进行的冷却，这些部分区域具有显著较高温度。这些区域还被称为“热点”。这些区域部分地达到超过2000℃的温度，这会导致汽化单元的损坏和损毁。

本发明的目的

从这一点出发，本发明是基于以下目的：实现汽化器表面的完全润湿，尤其是在不带来使汽化单元边缘上的熔融金属与电极接触的风险的情况下，并且由此还防止喷溅。

实现本发明的方法

所述目的是根据本发明通过具有根据权利要求1所述的特征的汽化单元以及通过具有根据权利要求11所述的特征的方法实现。所提出的关于汽化单元的优点和优选的实施例也将合理地应用于本方法。

汽化单元具有顶侧，所述顶侧包括用于汽化金属的汽化器表面。内腔结合到顶侧中，该内腔由环绕幅材限定，外腔继而又邻接环绕幅材。以此方式，内腔形成汽化器内表面，并且外腔形成汽化器外表面。这意味着外腔还在操作期间被加热器充分加热，使得到达该外腔中的熔融材料被汽化。

因此，环绕幅材为由环绕幅材所侧向限定的一种类型的收集盘。该收集盘接收要汽化的熔融材料。该材料通常以线材的形式按上文所述方式供料。线材因高温汽化单元而熔融。

因此，内腔形成内部主要汽化表面，同时外腔具体起到溢流保护作用。这个内腔通常被设计为(具体来说，中心)盆状凹陷，该盆状凹陷被设计用于容纳将在操作期间被汽化的熔融材料，并且因此这个内腔具有底板以及限定侧壁。