JPH05105941A - 真空アーク処理材料の冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率よく被処理物を冷却し真空状態を維持す
る。 【構成】 連続して移動する被処理材料からなる陰極１
と陽極４を有し、陰極１と陽極４の間に直流アーク放電
を生起させて、連続的に真空アークデスケール処理を行
う方法において、連続して移動する被処理材料の表面に
液体窒素を吹き付け、被処理材料の表面を液体窒素の蒸
発潜熱を利用して冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空中で陽極と陰極の
間に直流アーク放電を生起させて、連続的に真空アーク
デスケール等の処理を行う真空アーク処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来技術】真空アーク技術は、電気回路部品である真
空遮断機に広く用いられている技術である。近年、真空
アークを材料プロセスに応用する試みが行われている。
応用例としては、蒸着，イオンプレーティング，および
酸化被膜の除去（デスケール）などである。

【０００３】材料プロセスでは、生産性の向上のため材
料を連続的に供給し処理することが望まれるため、真空
アークプロセスにおいては、例えば被処理物を陰極とし
て用い、この被処理物を連続して移動させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】連続式真空アークデス
ケール処理では、被処理物は真空アークデスケール室に
搬送され、真空アークによりデスケールされる。この
時、被処理物は加熱されるため、陰極（被処理物）に電
気を供給するコンダクタロールも加熱される。このため
コンダクトロールの通電性が損なわれる等の問題があ
る。

【０００５】したがって、被処理物を冷却する必要があ
る。被処理物の冷却は、通常の状態であれば被処理物の
表面に冷却水を吹き付けることで行われるが、連続式真
空アークデスケール処理では、真空状態を保ちながら冷
却しなければならないため、水を使用することはできな
い。

【０００６】また、ガスを使用する冷却では、冷却効率
が悪く多量のガスを用いなければならないので真空度１
０Ｐａ程度の真空状態を維持することは困難である。

【０００７】そこで本発明は、上記問題点を解決するた
め、効率よく被処理物を冷却し真空状態を維持すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、連
続して移動する被処理材料からなる陰極（１）と、陽極
（４）を設置して被処理材料を真空アークにより処理す
る方法であって、前記被処理材料の表面に液体窒素を吹
き付ける冷却方法である。なお、カッコ内の記号は、図
面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項を示
す。

【０００９】本願の第２の発明は、連続して移動する被
処理材料からなる陰極（１）と、陽極（４）を設置して
被処理材料を真空アークにより処理する方法であって、
前記被処理材料の表面に液化不活性ガスを吹き付ける冷
却方法である。

【００１０】

【作用】これによれば、連続して移動する被処理材料か
らなる陰極（１）と、陽極（４）を有し、陰極（１）と
陽極（４）の間に直流アーク放電を生起させて、例えば
連続的に真空アークデスケール等の処理を行う真空アー
ク処理装置において、連続して移動する被処理材料の表
面に液体窒素を吹き付けるので、被処理材料の表面は液
体窒素の蒸発潜熱により冷却される。

【００１１】したがって、液体窒素の使用量は少量で良
く、効率よく真空状態を維持しうる。また、真空排気系
の能力も小さくなる。

【００１２】また、液体窒素にかえてＡｒやＮｅ等の液
化不活性ガスを使用して冷却しても同様の効果が得られ
る。

【００１３】本発明の他の目的および特徴は図面を参照
した以下の実施例の説明により明らかになろう。

【００１４】

【実施例】図１に、本発明を実施する連続式真空アーク
デスケール装置の構成概要を示し、図２に、図１に示し
たＡ−Ａ断面を示す。

【００１５】本装置は、帯状の被処理物（材料）１をア
ンコイラー２から巻解き、アーク電極（本実施例では４
ユニット設定）４の下面を通過させるときに真空アーク
でデスケールを行い、その後、コイラー３に巻取る装置
である。図において、コンダクタロール（本実施例では
６ユニット設定）５は陰極とする被処理物１に電気を供
給するために設けられる。また、差圧シール室６は真空
状態を維持するために設けられている。これにより真空
アーク処理室２０の真空度は５Ｐａ程度である。なお、
符号７はアーク電源（直流電源）である。

【００１６】アーク電源７を動作し、点火電極（図示し
ない）により真空アークを点火させると、アーク電極４
と陰極である被処理物１の間に真空アークが点弧する。
この真空アークにより被処理物１は加熱され、これにと
もないコンダクタロール５も加熱される。

【００１７】よって、真空アーク処理室２０の中央部
（特に中央部に限らない）には被処理物１を冷却する冷
却装置８が設けられている。冷却方法は、タンク９内の
液体窒素をポンプ１０によりガス供給パイプ１１を介し
て、ガススプレイノズル１２から被処理物１に吹きつけ
るものである。すなわち、液体窒素の蒸発潜熱を利用し
て被処理物１を冷却するものである。これにより液体窒
素の使用量は減る。

【００１８】なお、本実施例では、冷却材として液体窒
素を使用したが、これにかえて液化不活性ガスであるＡ
ｒやＮｅ等を使用してもよい。

【００１９】また、本実施例でいう真空アークとは、陰
極物質が蒸発し空間を満たしながらアークが維持される
アークを指す。すなわち、空間中の残留ガス量が陰極蒸
発量より圧倒的に多い通常のアークではない。なお、陰
極物質のみならず陽極物質も蒸発し空間を満たすアーク
も真空アークである。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、液体窒素の使用量は少
量で良く、効率よく真空状態を維持しうる。また、真空
排気系の能力も小さくなる。

【００２１】また、液体窒素にかえてＡｒやＮｅ等の液
化不活性ガスを使用して冷却しても同様の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施する連続式真空アークデスケー
ル装置の構成概要を示す側面図である。

【図２】 図１に示したＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１：被処理物（陰極） ２：アンコイラー ３：コイラー ４：アーク電極
（陽極） ５：コンダクタロール ６：差圧シール室 ７：アーク電源 ８：冷却装置 ９：タンク １０：ポンプ １１：ガス供給パイ
プ １２：ガススプレイノズル ２０：真空アーク処
理室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続して移動する被処理材料からなる陰極
   と、陽極を設置して被処理材料を真空アークにより処理
   する方法であって、前記被処理材料の表面に液体窒素を
   吹き付けることを特徴とする真空アーク処理材料の冷却
   方法。
2. 【請求項２】連続して移動する被処理材料からなる陰極
   と、陽極を設置して被処理材料を真空アークにより処理
   する方法であって、前記被処理材料の表面に液化不活性
   ガスを吹き付けることを特徴とする真空アーク処理材料
   の冷却方法。