本文詳細介紹了雙排全幅寬無間隔布局快速蒸發ZnS 鍍膜技術的工作原理、結構組成、性能特點和創新設計要點。分析并指出影響ZnS 鍍膜質量、生產效益的主要因素和解決途徑。重點論述了提高ZnS 鍍膜速度和膜層均勻性的科學依據，解決了當前高檔激光防偽膜制作中出現的鍍膜效率低、均勻性差、光學性能不穩定等難題。首創折回式條帶狀折槽形式Mo 蒸發舟和蒸發氣體均勻分配器結構及獨特的蒸發舟雙連排全幅寬無間隔連續排列布局，使ZnS 鍍膜速度達到400 m/min 以上，整個幅寬面鍍膜的均勻性控制在5%以內。

　　近年來，隨著市場經濟的不斷發展，真空鍍膜技術和薄膜產業的發展已逐漸走向成熟，社會對功能性薄膜的需求日益增長，并得到廣泛應用，像ZnS 薄膜這種重要的光電應用材料的研發和生產更為迫切。ZnS 一直是光電系統中常選的重要材料之一，因其優良的機械特性和良好的光學特性，在許多光電系統中都有應用，尤其是在柔性基材上進行連續沉積高折射率的透明或半透明介質膜，制作高檔激光防偽膜和具有特殊用途的功能性介質薄膜。真空鍍制ZnS 薄膜技術成為一項新興的研究課題，引起真空鍍膜行業同仁的高度關注和重視。為此，真空技術網（http://smsksx.com/）認為雙排全幅寬無間隔布局快速蒸發ZnS 鍍膜技術的研究與開發非常重要。

1、實驗方法

　　本實驗在我公司設計制造的LDMYS-1.1 卷繞式高檔激光防偽膜專用鍍膜設備上進行。每個Mo 蒸發舟設計成折回式條帶狀槽形結構，折回式條帶狀蒸發舟的前、后端設有向上翻折連接頭，分別與正、負蒸發電極連接。蒸發負電極位置設計在兩排蒸發舟之間，這樣，前排蒸發舟的前端與后排蒸發舟的后端分別排列安裝在蒸發正電極上，多個蒸發舟設計成雙連排全幅寬無間隔連續排列布局，形成兩條通槽型式。在卷繞傳動系統輥系的放卷輥與鍍膜輥之間，安裝有冷卻鍍膜副輥，冷卻鍍膜副輥和鍍膜輥之間設有一定間距，包覆在冷卻鍍膜副輥和鍍膜輥的鍍膜基材與蒸發舟相平行，使鍍膜基材在經過蒸發舟時平展懸浮而過，增大鍍膜基材接受沉積面積，蒸發舟上方裝有蒸發氣體均勻分配器，用于均勻量化蒸發膜材，并使膜料蒸發具有一定的方向性。設計結構示意如圖1 所示。

1. 蒸發正電極;2. 蒸發舟;3. 蒸發負電極;4. 鍍膜輥;5. 鍍膜副輥;6. 蒸發氣體均勻分配器

圖1 設計結構示意圖

　　蒸發按此設計結構安裝正確，塊狀ZnS 兩層疊加依次排列裝填在Mo 蒸發舟內，形成兩條密集蒸發膜料“磚墻”。檢查卷繞傳動系統正常，吊裝15 μm 鍍鋁用PET 薄膜，關閉真空室體。啟動真空抽氣系統進行真空抽氣，待真空室體內壓力達到5×10^-2 Pa 左右，開啟蒸發系統，對Mo蒸發舟加熱，逐漸升溫到ZnS 正常蒸發，將膜料表面雜物蒸發干凈后，調節真空室體內壓力到5 Pa左右，再次調節蒸發功率加熱Mo 蒸發舟，達到ZnS 最佳蒸發狀態，開動卷繞系統，進行鍍膜，鍍膜速度調到400 m/min 以上，同時調整相對應的蒸發功率，觀察鍍膜均勻性和膜層厚度，并記錄各個鍍膜參數。可以做多次不同參數的鍍膜進行比較，再調整，確定最佳狀態工藝參數。表1 是在本底真空3.8×10^-2 Pa，工作真空3.8 Pa，蒸發功率3.5 kW，鍍膜速度425 m/min 時取樣，在整個650 mm 幅寬面間隔50 mm 處檢測ZnS 厚度的記錄結果。

表1 ZnS 鍍層厚度檢測值

2、技術特點分析與討論

　　真空鍍制ZnS 薄膜技術是一項新興的研究課題，其不僅涉及到物理學、化學、結晶學、表面科學和固體物理學等基礎學科，而且和真空、冶金及化工等技術密切相關。其關鍵在于如何提高鍍膜速度和鍍膜長度，并解決鍍膜的均勻性和附著力問題。目前市場上現有ZnS 鍍膜設備最難克服的是因為蒸發舟的交錯布置，重疊蒸發干擾較多，使得蒸發舟重疊部分的蒸發量遠遠大于未重疊部分，無法調節和控制，產生了鍍膜不均勻、膜層結合不牢固、光學性能不穩定等致命的質量缺陷。這樣，大大制約了鍍膜速度的提高，嚴重影響產品的生產效率和經濟效益。雙排全幅寬無間隔布局快速蒸發ZnS 鍍膜技術解決了聚酯塑料薄膜和珠光膜鍍ZnS 介質膜時出現鍍膜均勻性差、光透射性不一致、附著力不強的難題，并且成倍提高鍍膜速度、降低成本。

2.1、折回式條帶狀折槽形式Mo 蒸發舟設計

　　Mo 蒸發舟設計成折回式條帶狀折槽形式，是國內首創。對提高加熱功率，增加ZnS 蒸發膜材裝載量，保證了連續長時間鍍膜的需要，滿足大卷徑PET 薄膜基材鍍膜時的蒸發量要求，對提高生產量，提供了強有力的保障，使在柔性基材上鍍制高檔激光防偽膜和具有特殊用途的功能性介質薄膜，實現一次鍍膜達到15000 m 長度以上，攻克了ZnS 鍍膜每次局限于5000 m 長度的難題，是ZnS 真空鍍膜技術的一次飛躍。

2.2、蒸發舟雙排全幅寬無間隔布局和雙冷卻鍍膜輥懸浮平展鍍膜

　　獨特的蒸發舟雙連排全幅寬無間隔連續排列布局，在整個鍍膜幅寬長度范圍內裝料，增大ZnS 裝載量，加熱均衡，ZnS 受熱蒸發均勻，加速ZnS 膜料的蒸發速度，保證了整個幅寬面鍍膜的均勻性、一致性，徹底克服了因為蒸發的重疊而產生的膜層不均勻、光學特性不一致等致命的質量缺陷。同時，兩個冷卻鍍膜輥拉開一定距離，懸浮平展鍍膜，使薄膜基材在經過蒸發坩堝時受鍍蒸發距離在整個鍍膜區域上均等，避免了二次蒸發鍍膜，防止膜層重疊或漂浮附著，確保膜層的均勻性和附著力牢固。這種新型技術設計的ZnS真空鍍膜，膜層均勻，厚度一致，不會產生光學折射和透射上的差異，而且，ZnS 蒸發量增加，薄膜基材在經過蒸發坩堝時平展而過，整個平面附著沉積，蒸發沉積面積增大，鍍膜速度成倍提高，使ZnS 鍍膜速度達到400 m/min 以上，生產效率大幅度提高，成為國內領先水平。

2.3、蒸發舟設計蒸發氣體均勻分配器

　　在Mo 蒸發舟上方巧妙設計了蒸發氣體均勻分配器，使蒸發具有一定的方向性，且能均勻分配ZnS 蒸發量，進一步保證了整個幅寬面鍍膜的均勻性、一致性，也避免了ZnS 膜材的浪費，節約了成本。

3、結論

　　應用雙排全幅寬無間隔布局快速蒸發ZnS鍍膜技術開發研制的真空卷繞鍍膜設備，ZnS 鍍膜速度達到400 m/min 以上，整個鍍膜幅寬面膜層厚度的均勻性控制在5%以內，已經達到國內領先水平，完全可以替代進口設備。

　　雙排全幅寬無間隔布局快速蒸發ZnS 鍍膜技術的成功開發，并獲得了國家實用性專利，意味著我國在鍍制高檔防偽膜技術上有了新的突破，打破了國外同行業的技術壟斷和封鎖，為國內鍍制高檔防偽膜材料的新型裝備提供了技術保障，提高了市場競爭能力。