JPWO2019243631A5

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Publication number: JPWO2019243631A5
Application number: JP2020571421A
Authority: JP
Publication date: 2022-06-20

Description

ステップａにおいて、交換可能なシールドは、物体プロファイルの少なくとも一部に一致する縁部を有するように特に製造される。したがって、異なるタイプの物体をコーティングする場合、異なるシールドを製造することができ、それらの各々がそれぞれのタイプの物体に対して一致する縁部を有する。したがって、この方法はまた、複数のタイプの物体をプラズマコーティングするために適用することもでき、各タイプの物体が、異なる物体プロファイルを含み、ステップａは、各タイプの物体に対して実施され、以て、複数の交換可能なシールドが製造され、各シールドは、それぞれの物体の物体プロファイルの少なくとも一部と本質的に一致しているノズル出口縁部を有するノズル出口を備える。好ましい実施形態では、シールドは、３Ｄ印刷技法を使用して製造され、これにより、非常に複雑な縁部を適度に速く、信頼可能に作成することができる。

好ましい実施形態では、装置は、連続する基板の平坦な表面または平坦でない表面のインライン処理のための輸送手段を備えることができ、それにより、装置は、ノズル出口の縁部の各部分を、上記基板の上記表面の少なくとも０．１ｍｍかつ最大５ｍｍ、好ましくは少なくとも０．２ｍｍかつ最大２ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．５ｍｍかつ最大１ｍｍの距離に維持するように構成される。この方法は、基板の表面とノズル出口とを相対的に動かすステップを含むことができ、それにより、上記縁部の各部分は、上記基板の上記表面の少なくとも０．１ｍｍかつ最大５ｍｍ、好ましくは少なくとも０．２ｍｍかつ最大２ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．５ｍｍかつ最大１ｍｍの距離に維持され、以て、上記表面にコーティングを堆積させる。ノズル出口の縁部と基板の表面との間の指定された大きさの間隙は、シールドからのガスの十分な流出を同時に可能にしながら、シールド内のわずかな過圧による周囲空気の流入を防ぐのに特に良好に適している。

設定は実施例５と同様である。繊維（５５）が、第１のプラズマジェット発生器（４５ａ）および第２のプラズマジェット発生器（４５ｂ）を備えたコーティング装置（４４）を通じて引かれ、そこに不活性ガスおよび前駆体を含むエアロゾルが提供される（４６ａ、４６ｂ）。シールド（４７）が、２つのアダプタ（４８ａ、４８ｂ）によって両方のプラズマジェット発生器（４５ａ、４５ｂ）のジェット出口に取り外し可能に取り付けられ、それによって、シールドのジェット入口（４９ａ、４９ｂ）がプラズマジェット発生器のジェット出口と連通する。繊維は、プラズマを通じて繊維と円周方向に一致する物体入口縁部（５７）から長手方向（５６）に沿って進み、一定の長さ（５１）にわたってプラズマにさらされ続ける。繊維は、繊維と円周方向に一致する物体出口縁部（５８）を通ってシールドを出る。繊維は、さらなるコーティングサイクルのために入口（５７）に戻すことができる。

Claims

物体プロファイルを含む物体をプラズマコーティングするための方法であって、
ａ．ジェット入口（２２）、ノズル出口（２４）、および前記ジェット入口から前記ノズル出口まで延在する側壁（２１）を備える交換可能なシールド（２）を製造するステップであり、前記ノズル出口は、前記物体プロファイルの少なくとも一部と本質的に一致する縁部（２５）を含む、製造するステップと、
ｂ．前記交換可能なシールドをプラズマジェット発生器のジェット出口に取り外し可能に取り付けるステップと、
ｃ．前記物体プロファイルが前記ノズル出口縁部に近密に嵌合するように前記物体を前記ノズル出口に配置するステップであり、以て前記ノズル出口と前記物体との間の間隙を最小限に抑える、配置するステップと、
ｄ．前記プラズマジェット発生器を介して前記シールド内にプラズマジェットを提供し、前記シールド内の前記プラズマジェットにコーティング前駆体を注入し、以て、大気圧より高い、好ましくは最大１０％だけ高い動作圧力を生成することによって、前記動作圧力において、低温の無酸素プラズマによって前記物体をプラズマコーティングするステップと
を含み、
以て、酸素欠乏プラズマゾーン内で前記物体をプラズマコーティングする、方法。
前記プラズマが、ステップｄにおいて、１２０℃より低い、好ましくは７０℃より低い温度でコーティングされる、請求項１に記載の方法。
前記シールドは、前記プラズマジェット発生器に前記シールドを取り外し可能に取り付けるように構成されたアダプタ（３）によって前記ジェット出口に取り外し可能に取り付けられ、以て、前記プラズマジェット発生器の前記ジェット出口と前記シールドの前記ジェット入口とが連通可能に結合される、請求項１に記載の方法。
複数のタイプの物体をプラズマコーティングするためのものであり、各タイプの物体が、異なる物体プロファイルを含み、ステップａが、各タイプの物体に対して実施され、以て、複数の交換可能なシールドが製造され、各シールドは、それぞれの前記物体の前記物体プロファイルの少なくとも一部と本質的に一致しているノズル出口縁部を有するノズル出口を備える、請求項１に記載の方法。
前記シールドの前記側壁が少なくとも１つの前駆体入口（２７）を含み、以て、前記コーティング前駆体が、前記シールド内の前記プラズマジェット内の前記少なくとも１つの前駆体入口を介して注入される、請求項１に記載の方法。
ステップｄが、
ｅ．表面にコーティングを堆積させるために、前記物体の前記表面と前記ノズル出口とを相対的に動かすステップを含み、
好ましくはステップｅ中に前記表面にコーティングを堆積させるために、前記物体の前記表面と前記ノズル出口とを相対的に動かし、前記縁部は、前記基板の前記表面の少なくとも０．１ｍｍかつ最大５ｍｍ、好ましくは少なくとも０．２ｍｍかつ最大２ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．５ｍｍかつ最大１ｍｍの距離に維持され、以て、前記表面にコーティングを堆積させる、請求項１に記載の方法。
前記物体プロファイルは、長手方向に沿って本質的に同じであり、前記相対運動は、前記長手方向に沿った相対並進を含み、前記縁部は、前記物体プロファイルに円周方向に一致する第１の縁部であり、以て、前記シールドは、前記物体プロファイルに円周方向に一致する物体入口縁部である第２の縁部を含み、以て、前記相対運動は、前記物体入口縁部から前記シールド内の処理チャンバを通じて前記第１の縁部までの前記長手方向の前記物体の動きを含む、請求項６に記載の方法。
前記物体プロファイルは、中心軸を中心として本質的に軸対称であり、前記相対運動は、前記中心軸を中心とした相対回転を含む、請求項６に記載の方法。
－前記物体は、長手方向に同じである本質的に円形の断面を含むプロファイルを有する繊維であり、好ましくは以て、請求項７に記載の方法が使用され、前記第１の縁部および前記第２の縁部が前記繊維の前記断面と一致する直径を有する円形の開口部を含み、以て、前記繊維が前記第１の縁部および前記第２の縁部の前記開口部を通過することが可能になり、または
－前記物体は、長手方向に沿って吹き付けられ、以て、長手方向に同じであるかまたは前記長手方向に変化する直径を有する本質的に円形の断面を含むプロファイルを有する粉末ビームが形成される粉末であり、好ましくは以て、請求項７に記載の方法が使用され、前記第１の縁部および前記第２の縁部は、それぞれ前記第１の縁部および前記第２の縁部の位置において前記粉末ビームの前記断面に一致するそれぞれの直径を有するそれぞれの円形開口部を含み、以て、前記粉末が前記第１の縁部および前記第２の縁部の前記開口部を通過することが可能になる、
請求項１に記載の方法。
前記シールドが、３Ｄ印刷技法を使用して製造される、請求項１に記載の方法。
請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法を実施するためのキットであって、複数の交換可能なシールド（２）を備え、各シールドは、ジェット入口（２２）、ノズル出口（２４）、および前記ジェット入口から前記ノズル出口まで延在する側壁（２１）を含み、各シールドの前記ノズル出口は、物体の物体プロファイルの少なくとも一部と本質的に一致するノズル出口縁部を含み、好ましくは、各シールドは、物体プロファイルのそれぞれの部分または複数のタイプの物体のそれぞれの物体プロファイルの少なくとも一部と本質的に一致するノズル出口縁部を有するノズル出口を含む、キット。
プラズマジェット発生器に前記シールドの少なくとも１つ、好ましくは前記シールドの各々を取り外し可能に取り付け、以て前記プラズマジェット発生器のジェット出口と、前記プラズマジェット発生器に取り付けられているシールドの前記ジェット入口とを連通可能に結合するように構成されたアダプタ（３）を備え、前記キットはさらに前記複数のシールドの各々を取り付けることができるプラズマジェット発生器を備える、請求項１１に記載のキット。
大気圧プラズマジェットを介してコーティングを堆積させるための装置であって、
－ジェット出口（１２）を備えるプラズマジェット発生器（１）と、
－アダプタ（３）および交換可能なシールド（２）を備えるノズルであって、前記シールドは、ジェット入口（２２）、ノズル出口（２４）、および前記ジェット入口から前記ノズル出口まで延在する側壁（２１）を備える、ノズルと
を備え、
前記アダプタは、前記シールドを前記プラズマジェット発生器に取り外し可能に取り付けるように構成され、以て、前記ジェット出口と前記ジェット入口とを連通可能に結合する、装置。
前記シールドは、前記ジェット入口（２２）に、前記側壁（２１）に取り付けられたフランジ（２６）を含み、前記アダプタは、前記フランジを保持するのに適合されたサイズおよび形状を備えた開口部（３２）を含む保持壁（３１）を含む、請求項１３に記載の装置。
前記シールドがモノリシックである、請求項１３に記載の装置。
前記シールドが絶縁材料を含むか、および／または前記シールドがポリマー材料を含み、好ましくはポリマー材料から作成される、請求項１３に記載の装置。
前記シールドの前記ノズル出口が平坦でない縁部（２５’’’）を含み、
前記側壁が先細り部分（２１ａ）を含み、
前記シールドの前記側壁が少なくとも１つの前駆体入口（２７）を含み、および／または、
前記ジェット出口（２４）が開口部を含み、前記ジェット入口（２２）が前記ジェット出口の前記開口部よりも大きい開口部を含む、請求項１３に記載の装置。
前記ノズルが均質化手段（２８）を備え、好ましくは前記シールドが流れ擾乱要素を備える、請求項１３に記載の装置。
前記ノズルが冷却用に適合され（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ）、好ましくは前記シールドの前記側壁が、冷却流体を通過させるためのチャネルを含む、請求項１３に記載の装置。
前記装置が、連続する基板の平坦な表面または平坦でない表面のインライン処理のための輸送手段を備え、前記シールドの前記ノズル出口（２４）が縁部（２５）を含み、前記装置が、前記基板の前記表面の少なくとも０．１ｍｍかつ最大５ｍｍ、好ましくは少なくとも０．２ｍｍかつ最大２ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．５ｍｍかつ最大１ｍｍの距離に前記縁部を維持するように構成されている、請求項１３に記載の装置。