本文详细介绍了双排全幅宽无间隔布局快速蒸发ZnS 镀膜技术的工作原理、结构组成、性能特点和创新设计要点。分析并指出影响ZnS 镀膜质量、生产效益的主要因素和解决途径。重点论述了提高ZnS 镀膜速度和膜层均匀性的科学依据，解决了当前高档激光防伪膜制作中出现的镀膜效率低、均匀性差、光学性能不稳定等难题。首创折回式条带状折槽形式Mo 蒸发舟和蒸发气体均匀分配器结构及独特的蒸发舟双连排全幅宽无间隔连续排列布局，使ZnS 镀膜速度达到400 m/min 以上，整个幅宽面镀膜的均匀性控制在5%以内。

　　近年来，随着市场经济的不断发展，真空镀膜技术和薄膜产业的发展已逐渐走向成熟，社会对功能性薄膜的需求日益增长，并得到广泛应用，像ZnS 薄膜这种重要的光电应用材料的研发和生产更为迫切。ZnS 一直是光电系统中常选的重要材料之一，因其优良的机械特性和良好的光学特性，在许多光电系统中都有应用，尤其是在柔性基材上进行连续沉积高折射率的透明或半透明介质膜，制作高档激光防伪膜和具有特殊用途的功能性介质薄膜。真空镀制ZnS 薄膜技术成为一项新兴的研究课题，引起真空镀膜行业同仁的高度关注和重视。为此，真空技术网（http://www.jnannai.com/）认为双排全幅宽无间隔布局快速蒸发ZnS 镀膜技术的研究与开发非常重要。

1、实验方法

　　本实验在我公司设计制造的LDMYS-1.1 卷绕式高档激光防伪膜专用镀膜设备上进行。每个Mo 蒸发舟设计成折回式条带状槽形结构，折回式条带状蒸发舟的前、后端设有向上翻折连接头，分别与正、负蒸发电极连接。蒸发负电极位置设计在两排蒸发舟之间，这样，前排蒸发舟的前端与后排蒸发舟的后端分别排列安装在蒸发正电极上，多个蒸发舟设计成双连排全幅宽无间隔连续排列布局，形成两条通槽型式。在卷绕传动系统辊系的放卷辊与镀膜辊之间，安装有冷却镀膜副辊，冷却镀膜副辊和镀膜辊之间设有一定间距，包覆在冷却镀膜副辊和镀膜辊的镀膜基材与蒸发舟相平行，使镀膜基材在经过蒸发舟时平展悬浮而过，增大镀膜基材接受沉积面积，蒸发舟上方装有蒸发气体均匀分配器，用于均匀量化蒸发膜材，并使膜料蒸发具有一定的方向性。设计结构示意如图1 所示。

1. 蒸发正电极;2. 蒸发舟;3. 蒸发负电极;4. 镀膜辊;5. 镀膜副辊;6. 蒸发气体均匀分配器

图1 设计结构示意图

　　蒸发按此设计结构安装正确，块状ZnS 两层叠加依次排列装填在Mo 蒸发舟内，形成两条密集蒸发膜料“砖墙”。检查卷绕传动系统正常，吊装15 μm 镀铝用PET 薄膜，关闭真空室体。启动真空抽气系统进行真空抽气，待真空室体内压力达到5×10^-2 Pa 左右，开启蒸发系统，对Mo蒸发舟加热，逐渐升温到ZnS 正常蒸发，将膜料表面杂物蒸发干净后，调节真空室体内压力到5 Pa左右，再次调节蒸发功率加热Mo 蒸发舟，达到ZnS 最佳蒸发状态，开动卷绕系统，进行镀膜，镀膜速度调到400 m/min 以上，同时调整相对应的蒸发功率，观察镀膜均匀性和膜层厚度，并记录各个镀膜参数。可以做多次不同参数的镀膜进行比较，再调整，确定最佳状态工艺参数。表1 是在本底真空3.8×10^-2 Pa，工作真空3.8 Pa，蒸发功率3.5 kW，镀膜速度425 m/min 时取样，在整个650 mm 幅宽面间隔50 mm 处检测ZnS 厚度的记录结果。

表1 ZnS 镀层厚度检测值

2、技术特点分析与讨论

　　真空镀制ZnS 薄膜技术是一项新兴的研究课题，其不仅涉及到物理学、化学、结晶学、表面科学和固体物理学等基础学科，而且和真空、冶金及化工等技术密切相关。其关键在于如何提高镀膜速度和镀膜长度，并解决镀膜的均匀性和附着力问题。目前市场上现有ZnS 镀膜设备最难克服的是因为蒸发舟的交错布置，重叠蒸发干扰较多，使得蒸发舟重叠部分的蒸发量远远大于未重叠部分，无法调节和控制，产生了镀膜不均匀、膜层结合不牢固、光学性能不稳定等致命的质量缺陷。这样，大大制约了镀膜速度的提高，严重影响产品的生产效率和经济效益。双排全幅宽无间隔布局快速蒸发ZnS 镀膜技术解决了聚酯塑料薄膜和珠光膜镀ZnS 介质膜时出现镀膜均匀性差、光透射性不一致、附着力不强的难题，并且成倍提高镀膜速度、降低成本。

2.1、折回式条带状折槽形式Mo 蒸发舟设计

　　Mo 蒸发舟设计成折回式条带状折槽形式，是国内首创。对提高加热功率，增加ZnS 蒸发膜材装载量，保证了连续长时间镀膜的需要，满足大卷径PET 薄膜基材镀膜时的蒸发量要求，对提高生产量，提供了强有力的保障，使在柔性基材上镀制高档激光防伪膜和具有特殊用途的功能性介质薄膜，实现一次镀膜达到15000 m 长度以上，攻克了ZnS 镀膜每次局限于5000 m 长度的难题，是ZnS 真空镀膜技术的一次飞跃。

2.2、蒸发舟双排全幅宽无间隔布局和双冷却镀膜辊悬浮平展镀膜

　　独特的蒸发舟双连排全幅宽无间隔连续排列布局，在整个镀膜幅宽长度范围内装料，增大ZnS 装载量，加热均衡，ZnS 受热蒸发均匀，加速ZnS 膜料的蒸发速度，保证了整个幅宽面镀膜的均匀性、一致性，彻底克服了因为蒸发的重叠而产生的膜层不均匀、光学特性不一致等致命的质量缺陷。同时，两个冷却镀膜辊拉开一定距离，悬浮平展镀膜，使薄膜基材在经过蒸发坩埚时受镀蒸发距离在整个镀膜区域上均等，避免了二次蒸发镀膜，防止膜层重叠或漂浮附着，确保膜层的均匀性和附着力牢固。这种新型技术设计的ZnS真空镀膜，膜层均匀，厚度一致，不会产生光学折射和透射上的差异，而且，ZnS 蒸发量增加，薄膜基材在经过蒸发坩埚时平展而过，整个平面附着沉积，蒸发沉积面积增大，镀膜速度成倍提高，使ZnS 镀膜速度达到400 m/min 以上，生产效率大幅度提高，成为国内领先水平。

2.3、蒸发舟设计蒸发气体均匀分配器

　　在Mo 蒸发舟上方巧妙设计了蒸发气体均匀分配器，使蒸发具有一定的方向性，且能均匀分配ZnS 蒸发量，进一步保证了整个幅宽面镀膜的均匀性、一致性，也避免了ZnS 膜材的浪费，节约了成本。

3、结论

　　应用双排全幅宽无间隔布局快速蒸发ZnS镀膜技术开发研制的真空卷绕镀膜设备，ZnS 镀膜速度达到400 m/min 以上，整个镀膜幅宽面膜层厚度的均匀性控制在5%以内，已经达到国内领先水平，完全可以替代进口设备。

　　双排全幅宽无间隔布局快速蒸发ZnS 镀膜技术的成功开发，并获得了国家实用性专利，意味着我国在镀制高档防伪膜技术上有了新的突破，打破了国外同行业的技术垄断和封锁，为国内镀制高档防伪膜材料的新型装备提供了技术保障，提高了市场竞争能力。