プラズマアークコーティング用装置および方法
移動する基材の側面をコーティングするためのシステム。このシステムは、プラズマ供給源のアレイ、このアレイの上流に位置する第１複数のオリフィスおよびこのアレイの下流に位置する第２複数のオリフィスを含む。コーティング反応物を各オリフィスからそのオリフィスに関連するプラズマ供給源から出るプラズマジェットの中へ噴射する。制御装置がこの基材の輪郭およびこのアレイに対する基材の位置に従ってこのコーティング反応物の流れおよびこれらのオリフィスへのフラッシュガスの流れを調節する。この基材の反対の側面をコーティングするために追加のプラズマアレイおよびオリフィスの組を使ってもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には基材をコーティングするためのシステムおよび方法に関する。更に具体的には、本発明は、基材上に作るコーティングを向上するためおよびこのコーティングの形成に使用する反応物の量を節約するために反応物の導入を制御する、プラズマコーティングシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、本発明を適用できる、プラズマコーティングシステムは、連続して結合してあり且つその中を基材が連続して通過する、種々のステーションまたは領域を含む。これらのステーションには、負荷ロック、加熱ステーション、一つ以上のコーティングステーションおよび出口ロックがあるかも知れない。このコーティングステーションには、膨張熱プラズマ（ＥＴＰ）供給源のような、一つ以上のプラズマ供給源、および反応物を噴射するための関連する反応物マニホールドがある。このコーティングプロセス中、コーティング反応物をこのプラズマ供給源から出るプラズマジェットの中に噴射するので、基材にこのプラズマ供給源を通過させる。基材ができたプラズマプリュームを通過すると、コーティングがこれらの基材の表面上に付着する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
典型的には、コーティングステーションは、コーティングプロセス中に反応物を連続的に供給する。これは、一般的に余分なスプレー、過剰コーティング付着並びに反応物の過剰使用および浪費になる。
【０００４】
その上、或るシステムでは、プラズマ供給源が、基材の両側のコーティングを可能にするために、コーティングステーションの対向する側に位置する。その様なコーティングステーションでは、余分なスプレーを最少化または防ぐように、対向するプラズマプリュームのバランスを取ることは達成することが困難であり且つ一般的に生産作業中に一貫して維持することはできない。その結果、これらのプリュームを基材によって完全に遮断しないとき、対向するプラズマプリュームが混ざるかも知れない。これは更に特定の先駆物質が基材の意図しない側、例えば、その特定の先駆物質を担持するプラズマプリュームを発生したプラズマ供給源に直接対向しない基材の側に凝結する結果になるかも知れない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般的に、本発明は、基材をコーティングするためのインライン、連続プラズマコーティングシステムに関する。そのようなシステムでは、一連の基材を逐次、言換えれば、縦一列で連続的にコーティングステーションを通過させる。このプラズマコーティングシステムは、プラズマ供給源のアレイ（プラズマアレイ）、このプラズマアレイの上流に位置する複数のマニホールド、およびこのプラズマアレイの下流に位置する複数のマニホールドを含む。一つ以上のコーティング反応物をこれらのマニホールドのオリフィスから、およびこのプラズマアレイのプラズマ供給源から出るプラズマジェットの中へ噴出する。制御装置が各マニホールドを通るコーティング反応物の流れおよびフラッシュガスの流れを基材の形状に従っておよび／またはプラズマ供給源に対する基材の位置に従って調節する。第２構成のマニホールドおよびプラズマ供給源も使い且つ制御して基材の第２側または対向する面にコーティングを付着させてもよい。
【０００６】
更なる特徴および利点は、以下の詳細な説明、請求項および添付の図面から当業者には容易に明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の原理に従って基材をコーティングするためのシステムの概略平面図である。
【図２Ａ】図１のシステムのコーティングステーションを通り概略的に描かれた端面図である。
【図２Ｂ】図２Ａで全体として線２Ｂ−２Ｂに沿って見たコーティングステーションの概略側面図である。
【図３】基材を図１のシステムを通して進めるときに任意に使ってもよい、関連するスペース充填物と共に基材を示す。
【図４】図２Ａおよび２Ｂで見られるコーティングステーション用のコーティング反応物マニホールド供給組立体を示す。
【図５Ａ】図４で見られるコーティング反応物マニホールド供給組立体の円５内の構成のための代替弁構成を示す。
【図５Ｂ】図４で見られるコーティング反応物マニホールド供給組立体の円５内の構成のための代替弁構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
さて、図面を参照すると、本発明の原理による、基材コーティングシステム１０が図１に概略的に示してある。この基材コーティングシステム１０は、負荷ロック１２、基材加熱領域１４、一つ以上の基材コーティング領域１６および出口ロック１８を含み、それらは全て直列且つ気密式に結合してある。それで、種々のステーションおよび領域は、このコーティングプロセスに資する適当な真空圧を維持するために複数の真空ポンプ（図示せず）によって排気してもよい。
【０００９】
この基材コーティングシステム１０は、基材２０にこのシステム１０を連続的に通過させるので、複数の基材２０（二つの基材が示してある）をコーティングするために使うのが好ましい。
【００１０】
当業者には明白なように、これらの基材それ自体は多種多様な材料で作ってもよい。代表的実施例では、基材２０が熱可塑性プラスチック材料で作ってある。そのような材料には、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミドおよびポリ塩化ビニルがあるがそれらに限らない。基材２０用に他の適当な材料には、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート、ポリエステルカーボネート、アクリルポリマ、ポリエステル、ポリウレタン等がある。この基材２０を作ってもよい更なる材料の例には、セラミック、ガラス、金属または半導体がある。
【００１１】
基材２０は、構成材料に依って種々の手法によって作ってもよい。そのような手法には、無制限に、射出成形、冷間成形、真空成形、押出し、ブロー成形、トランスファー成形、圧縮成形、および熱成形がある。その上、基材２０は、事実上、湾曲していても、平坦でも、剛性でもまたは柔軟でもよい。
【００１２】
このシステム１０を使用する際、基材２０を基材キャリヤ２４上に置き、それはラック、ハンガまたはその他の装置でもよい。そのような装置はこの業界で知られ、従って、ここに更に詳しくは説明しない。基材キャリヤ２４は、負荷ロック１２に入り且つこの負荷ロック１２の中でまたはその前に、このキャリヤ２４および基材２０をこのコーティングシステム１０を通して運ぶ、矢印２５で示すコンベヤと係合する。明らかに、このキャリヤ２４および基材２０をこのコーティングシステム１０を通して運ぶために適するどんな機構を使ってもよい。
【００１３】
一旦基材加熱領域１４に運び込むと、基材２０をコーティングに適する温度に加熱する。これを達成するために、この基材加熱領域１４は、加熱ユニット２６を含み、その二つを示す。これらの加熱ユニット２６は、基材加熱領域１４内またはその外部に、その側壁にまたはそれに沿って、またはこのシステム１０の全体の設計によって決る場所に位置する。種々の種類の加熱ユニット２６を使ってもよく、それには赤外線ヒータ、マイクロ波ヒータ、抵抗ヒータ、非反応性プラズマプリューム等があるがそれらに限らない。
【００１４】
基材加熱領域１４を通過してから、基材キャリヤ２４は、基材コーティング領域１６に入り、そこではコーティングを基材２０上に付着させる。一旦基材２０をコーティングすると、次にそれらを出口ロック１８へ運び、そこでそれらをこのコーティングシステム１０から解放する。
【００１５】
多種多様なコーティング方法論および手順を本発明と共に使ってもよいが、図示するように、この基材コーティング領域１６は、一つ以上の膨張熱プラズマ（ＥＴＰ）供給源アレイ２８を含み、それらはこのコーティング領域１６に互いに向合う対で配置してもよい。これらのＥＴＰ供給源アレイ２８は、それら自体のポート３０上に、または基材コーティング領域１６の側壁上に位置する共通マニホールドに取付けてある。
【００１６】
各ＥＴＰ供給源アレイ２８は、不活性ガスを供給するのが好ましく、それを加熱し、部分的にイオン化し、およびそれは、アレイ２８からプラズマジェットして基材コーティング領域１６の中へ出て、それを図１に対向するアレイ２８からの組合わせまたは共通プラズマプリューム３２として示す。このコーティングシステム１０に利用してもよい不活性ガスの例には、アルゴン、ヘリウム、ネオン等があるがそれらに限らない。
【００１７】
コーティング反応物および酸化ガスは、それぞれ、コーティング反応物およびガス噴射マニホールド３４、３６から噴射する。蒸気の形で制御した比率で噴射した酸化ガスおよびコーティング反応物は、プラズマジェットの中へ拡散し、それは基材コーティング領域１６の中へ膨張し且つそこを通過する基材２０の方へ向けられる。酸化ガスの例には、酸素および亜酸化窒素、またはその任意の組合わせがあるがそれらに限定されない。コーティング反応物の例には、デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）、ビニルトリメチルシラン（ＶＴＭＳ）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（Ｖ−Ｄ４）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）等のような有機シリコーンがあるがそれらに限定されない。
【００１８】
次に図２Ａおよび図２Ｂを参照して、システム１０の種々の構成は、活性化した反応物、または幾つかの実施例では、活性化した複数の反応物が、基材２０がこのコーティング領域１６を前進するとき、その片側または両側にぶつかることを伴う。基材２０は、車輌のウインドウ、ルーフパネルまたはその他の部品の形をしていてもよく、ポリカーボネートで作ってあるのが好ましく且つ加熱ユニット２６は、この基材２０がコーティング領域１６に入る前に適切な温度であることを保証する。もし必要なら、コーティング領域１６に入る前の輸送中のあらゆる熱損失を補うためにこのコーティング領域１６に追加のヒータを使ってもよい。
【００１９】
本発明によるシステム１０は、基材の輪郭が異なるためまたは基材コンベヤシステムが複雑な形状に対応するため若しくは静的加熱工程と走査コーティング工程の組合わせに対応するために基材の独立の運動若しくは関連付けもたらすため、連続する基材２０の隣接する前後縁が互いに入れ子になっていないとき起る、連続する基材間に隙間があるときのコーティング領域１６の真空室壁上の余分なコーティング材料を最少化する。
【００２０】
このコーティング領域１６は、このコーティング領域１６の各側に複数のプラズマ供給源３８（非限定的例として六つを示す）を備える真空室である。これらのマニホールド部３４、３６は、更に上流か下流マニホールド部として描いてもよく；上流および下流という用語は、プラズマ供給源３８に対するマニホールド部の位置および基材２０の移動方向（図２Ｂに矢印４０によって示す）を参照する。各マニホールド部３４、３６は、一つ以上のプラズマ供給源３８に関連する。それで、図２Ｂに示すコーティング領域１６の各側は、三つの上流コーティング反応物および酸化ガスマニホールド部３４、３６並びに三つの下流コーティング反応物および酸化ガスマニホールド部３４、３６を備える。コーティング領域１６の種々のマニホールド部３４は、互いに独立にコーティング反応物を噴射する。同様に、簡単な制御機構を使って酸化ガスマニホールド部３６を個々にまたは二つ以上のマニホールド部３６の種々の組合わせでオン・オフに切替えることができる。
【００２１】
図２Ｂに示すように、前進する基材２０の前縁４２が最初に上流マニホールド部３４、３６を通過し、次にＥＴＰプラズマアレイ２８およびその個々のプラズマ供給源３８を、および最後に下流マニホールド部３４、３６を通過する。従って、後縁４４が下流マニホールド部３４、３６を通過する基材２０の最後の部分である。
【００２２】
本発明のある実施例では、図３に見られるように、充填物４６も１組のタブ４８によってキャリヤおよび／またはコンベヤ２５に取付けてある。この充填物４６は、それが基材２０の縁の実質的延長部であるように基材２０に密接している。この充填物４６は、例えば、ポリカーボネートまたはアルミニウムで作った、この基材２０の周りに近接した縁を形成する、使い捨てまたは再利用可能部品である。そのような構成で、この充填物４６は、外部熱およびコーティング材料の収集器の役を務める。それでこの充填物は、この基材２０全体に亘る均一な温度およびコーティング厚さを助長する。特別な実施例で、この基材２０全体に亘る温度は、コーティング領域１６の入口で約６５°Ｃ±１０°Ｃであり、コーティング厚さは、コーティング領域１６の後で約２μｍと３μｍの間であり、およびコンベヤ２５が基材２０をこのシステム１０を通して約２．５ｃｍ／ｓの速度で動かす。先に記したように、マニホールドを通るコーティング反応物の連続流が基材間の材料の浪費を生じる。その上、その連続流がこのシステム１０に関する余分なクリーニングおよび保守負担を作る。
【００２３】
システム１０の種々の実施例は、連続する基材２０間（または基材２０と充填物４６の間）に大きい隙間があるとき、基材２０の中心に比べてコーティング厚さが大きくなりがちである、基材の縁での比較的厚いプラズマコーティングの傾向を減らすことができる。コーティング厚さに推奨範囲があるので、コーティングプロセスをより丈夫にするように基材全域に亘る厚さ変動性を最小にすることが望ましい。薄すぎるコーティングは、耐摩耗性を危うくするかも知れない。縁での比較的厚いコーティングは、多分基材２０の縁での丈夫でない浸水性能への寄与因子である。
【００２４】
図４を参照して、システム１０は、更に、マニホールド部３４が互いに独立に且つその前部でそれを通過する基材２０の前縁および後縁４２、４４の輪郭に従って作動できるように、上流および下流マニホールド部３４を指示する制御装置５０を含む。
【００２５】
この制御装置５０は、個々のマニホールド部３４へのコーティング反応物の流れをマニホールド部３４の特定の一つに対する基材前縁および後縁４２、４４の位置に従って調節する。特に、制御装置５０は、三方弁５２を作動し、その一つは各マニホールド部３４に関連する。この弁５２は、コーティング反応物を計量コーティング反応物供給源５４から導管５６、５８を介してそれぞれのコーティング反応物マニホールド部３４へ導く。複数のマニホールド部３４が共有する、計量コーティング反応物供給源５４は、このコーティング反応物を蒸気の形で提供し、そうする際に加圧コーティング反応物供給源６８および蒸気質量流量制御装置７０を利用する。その代りとしては、弁５２がこのコーティング反応物を関連するコーティング反応物マニホールド部３４からそらせる。この弁５２の制御は、マニホールド部３４およびそれらの関連する噴出オリフィス６０への流れの調節を、全て計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れを途切れなく続けながらもたらす。コーティング反応物のそらされた流れは、導管６２を介して、比較的低温の凝縮容器６４の中へ導いてもよく、それも複数の弁５２およびコーティング反応物マニホールド部３４が共有することができる。この凝縮容器６４は、蒸気の形のコーティング反応物を凝縮し、この凝縮したコーティング反応物は、任意の導管６６を介して計量コーティング反応物供給源５４の中へ任意に再利用し戻すことができる。要するに、弁５２は、計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れをマニホールド部３４または再生用凝縮容器６４へ導くことによってそれぞれ個々のコーティング反応物マニホールド部３４へのコーティング反応物の流れを調節する。
【００２６】
コーティング反応物の流れをマニホールド部３４から離して凝縮容器６４の中へそらせるように弁５２を切替えた後、導管５８の中の残留蒸気がマニホールド部３４の中へ流れ続けられることは明白だろう。しかし、これは、コーティング反応物蒸気の残量流れがコーティング反応物の流れの調節に対するこのシステムの有効反応速度を制限するので望ましくない。言換えれば、弁５２は、コーティング反応物がマニホールド部３４へ入るのを瞬間的には停止しない。コーティング領域１６の中へのコーティング反応物の流れの調節に関連するもう一つの問題は、コーティング領域１６へ供給するコーティング反応物の突然の欠如がコーティング領域１６の真空室内のガス負荷の変調を来すことがあり、それによってコーティングプロセス中にコーティング領域１６内の圧力の望ましくない変調を来すことがある。
【００２７】
上記の予想される問題の両方を解消するために、本発明のシステム１０は、各コーティング反応物マニホールド部３４に関連する第２三方弁７２を含む。この弁７２は、アルゴン、酸素またはその両方のような、フラッシュガスを計量フラッシュガス供給源７４から先に議論した弁５２の下流の導管５８に結合した導管７６を通して導き且つその量率を制御する。計量コーティング反応物供給源５４同様、この計量供給源７４は、加圧フラッシュガス供給源７８およびフラッシュガス質量流量制御装置８０を含む。制御装置５０の指示の下で、弁７２の開放を、計量フラッシュガス供給源７４からのフラッシュガスの流れが計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れに置き換わるように弁５２の動作に関連して制御する。計量フラッシュガス供給源７４からのフラッシュガスの流れは、それが置き換わる計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れにほぼ等しいのが好ましい。制御装置５０は、それが弁５２にコーティング反応物を凝縮容器６４へそらせるように指示するときに弁７２を開くように指示するので、コーティング領域１６内の圧力変動の望ましくない問題は最小限になる。その上、そのようなフラッシュガスの流れを供給することもマニホールド部３４に繋がる導管５８から残留コーティング反応物を一掃し、それによってこのシステムの反応時間を最小にする。このフラッシュガスは、コーティング反応物がなければコーティング領域１６にコーティングを作らないので、上述の種類であるのが好ましい。
【００２８】
図５Ａおよび５Ｂに示す、代替実施例では、先の実施例の三方弁５２および遮断弁７２が単一の、四方弁８２で置換えてある。この様にして、一つの弁しかどのコーティング反応物マニホールド部３４にも関係しない。図５Ａに示すように、制御装置５０は、コーティング反応物をコーティング反応物マニホールド部３４へおよびフラッシュガスを凝縮容器６４へ導くように四方弁８２を位置付けることができる。フラッシュガスをコーティング反応物マニホールド部３４へ導くために、制御装置５０は、四方弁８２に、例えば、四分の一回転（図５Ｂ参照）回転するように指示する。するとフラッシュガスがコーティング反応物マニホールド部３４へ導かれ、一方コーティング反応物は凝縮容器６４へ導かれる。
【００２９】
先に説明したように、計量フラッシュガス供給源７４からのフラッシュガスの流量は、計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流量にほぼ等しい。制御装置５０の指示の下で、四方弁８２は、計量フラッシュガス供給源７４からのフラッシュガスの流れおよび計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れの両方を導く。上に説明したどちらの実施例でも、どの瞬間にも、フラッシュガスか気化反応物がほぼ同量率でコーティング反応物マニホールド部へ流れている。従って、コーティングステーション内の圧力は、コーティング反応物の流れを調節しても、実質的に一定である。更に、コーティング反応物マニホールド部で、コーティング反応物を停止するための応答時間は、コーティング反応物の流れを凝縮容器６４へそらせた後にフラッシュガスが導管５８の中およびコーティング反応物マニホールド部３４の中の残留蒸気に迅速に置き換わるので、短縮する。もし、この反応物が常温で液体ならば、前述の導管または弁を加熱してもよいことを注記する。
【００３０】
計量コーティング反応物供給源５４、凝縮容器６４、および計量フラッシュガス供給源７４を上に複数のコーティング反応物マニホールド部３４が共有するように説明したが、この計量コーティング反応物供給源５４、凝縮容器６４、および計量フラッシュガス供給源７４は、個々に単一のマニホールド部３４と関連することができる。
【００３１】
この様に、このシステム１０は、基材前縁または後縁がプラズマ供給源３８のそれぞれのアレイの前を横切るとき、特定の手順に従って、上流および下流マニホールドへの反応物の流れを調節することによって基材の縁での過剰コーティングを減少しまたは最少化する。このコーティング反応物は、基材２０が存在するときだけマニホールド３４へ提供し、それによって縁コーティング中にコーティング先駆物質の流動を減らし且つコーティング領域１６の片側に生じるコーティング先駆物質が基材２０の反対側に付着する機会を制限する。個々のマニホールドに対する局部縁位置によって表す、個々の切替え事象の最適タイミングは、実験的に決めることができ、それでここで議論する必要がない。従ってそれは十分な精度および分解能で基材２０の位置を追跡するための装置設計の問題に過ぎないので、所望のタイミングを容易に実現できる。
【００３２】
従って、このシステム１０は、連続する基材２０間に大きな隙間があるとき、コーティング反応物を凝縮容器６４へそらすので、もし任意の充填物４６を採用するなら、その上は勿論、コーティング領域１６の壁上への外部コーティングの形成も最少化する。これは、室壁クリーニング（およびもし採用するなら充填物４６のクリーニング）の回数を最少化し且つ反応物の利用を最大化する効果を有する。先に述べたように、このシステム１０は、プラズマコーティング厚さの均一性を改善し、このプラズマコーティングプロセスをコーティング厚さのための上および下仕様限界に関してよりロバストにする。
【００３３】
図解した実施例に示したように、これらのマニホールドは、多種多様な輪郭の基材縁に対応するために分割してある。基材移動の方向と横向きにした供給源アレイ２８で、異形基材縁の異なる部分が一般的にプラズマ供給源３８を異なる時間に通過する。コーティング反応物マニホールド３４を分割することが、所望の手順に従って、マニホールド３４間に独立の局部流れ切替えをもたらす。他の実施例では、複数オリフィス６０を備えるマニホールド部３４を使うのではなく、個々のオリフィスをこの発明の原理に従って制御してもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には基材をコーティングするためのシステムおよび方法に関する。更に具体的には、本発明は、基材上に作るコーティングを向上するためおよびこのコーティングの形成に使用する反応物の量を節約するために反応物の導入を制御する、プラズマコーティングシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、本発明を適用できる、プラズマコーティングシステムは、連続して結合してあり且つその中を基材が連続して通過する、種々のステーションまたは領域を含む。これらのステーションには、負荷ロック、加熱ステーション、一つ以上のコーティングステーションおよび出口ロックがあるかも知れない。このコーティングステーションには、膨張熱プラズマ（ＥＴＰ）供給源のような、一つ以上のプラズマ供給源、および反応物を噴射するための関連する反応物マニホールドがある。このコーティングプロセス中、コーティング反応物をこのプラズマ供給源から出るプラズマジェットの中に噴射するので、基材にこのプラズマ供給源を通過させる。基材ができたプラズマプリュームを通過すると、コーティングがこれらの基材の表面上に付着する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
典型的には、コーティングステーションは、コーティングプロセス中に反応物を連続的に供給する。これは、一般的に余分なスプレー、過剰コーティング付着並びに反応物の過剰使用および浪費になる。
【０００４】
その上、或るシステムでは、プラズマ供給源が、基材の両側のコーティングを可能にするために、コーティングステーションの対向する側に位置する。その様なコーティングステーションでは、余分なスプレーを最少化または防ぐように、対向するプラズマプリュームのバランスを取ることは達成することが困難であり且つ一般的に生産作業中に一貫して維持することはできない。その結果、これらのプリュームを基材によって完全に遮断しないとき、対向するプラズマプリュームが混ざるかも知れない。これは更に特定の先駆物質が基材の意図しない側、例えば、その特定の先駆物質を担持するプラズマプリュームを発生したプラズマ供給源に直接対向しない基材の側に凝結する結果になるかも知れない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般的に、本発明は、基材をコーティングするためのインライン、連続プラズマコーティングシステムに関する。そのようなシステムでは、一連の基材を逐次、言換えれば、縦一列で連続的にコーティングステーションを通過させる。このプラズマコーティングシステムは、プラズマ供給源のアレイ（プラズマアレイ）、このプラズマアレイの上流に位置する複数のマニホールド、およびこのプラズマアレイの下流に位置する複数のマニホールドを含む。一つ以上のコーティング反応物をこれらのマニホールドのオリフィスから、およびこのプラズマアレイのプラズマ供給源から出るプラズマジェットの中へ噴出する。制御装置が各マニホールドを通るコーティング反応物の流れおよびフラッシュガスの流れを基材の形状に従っておよび／またはプラズマ供給源に対する基材の位置に従って調節する。第２構成のマニホールドおよびプラズマ供給源も使い且つ制御して基材の第２側または対向する面にコーティングを付着させてもよい。
【０００６】
更なる特徴および利点は、以下の詳細な説明、請求項および添付の図面から当業者には容易に明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の原理に従って基材をコーティングするためのシステムの概略平面図である。
【図２Ａ】図１のシステムのコーティングステーションを通り概略的に描かれた端面図である。
【図２Ｂ】図２Ａで全体として線２Ｂ−２Ｂに沿って見たコーティングステーションの概略側面図である。
【図３】基材を図１のシステムを通して進めるときに任意に使ってもよい、関連するスペース充填物と共に基材を示す。
【図４】図２Ａおよび２Ｂで見られるコーティングステーション用のコーティング反応物マニホールド供給組立体を示す。
【図５Ａ】図４で見られるコーティング反応物マニホールド供給組立体の円５内の構成のための代替弁構成を示す。
【図５Ｂ】図４で見られるコーティング反応物マニホールド供給組立体の円５内の構成のための代替弁構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
さて、図面を参照すると、本発明の原理による、基材コーティングシステム１０が図１に概略的に示してある。この基材コーティングシステム１０は、負荷ロック１２、基材加熱領域１４、一つ以上の基材コーティング領域１６および出口ロック１８を含み、それらは全て直列且つ気密式に結合してある。それで、種々のステーションおよび領域は、このコーティングプロセスに資する適当な真空圧を維持するために複数の真空ポンプ（図示せず）によって排気してもよい。
【０００９】
この基材コーティングシステム１０は、基材２０にこのシステム１０を連続的に通過させるので、複数の基材２０（二つの基材が示してある）をコーティングするために使うのが好ましい。
【００１０】
当業者には明白なように、これらの基材それ自体は多種多様な材料で作ってもよい。代表的実施例では、基材２０が熱可塑性プラスチック材料で作ってある。そのような材料には、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミドおよびポリ塩化ビニルがあるがそれらに限らない。基材２０用に他の適当な材料には、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルカーボネート、ポリエステルカーボネート、アクリルポリマ、ポリエステル、ポリウレタン等がある。この基材２０を作ってもよい更なる材料の例には、セラミック、ガラス、金属または半導体がある。
【００１１】
基材２０は、構成材料に依って種々の手法によって作ってもよい。そのような手法には、無制限に、射出成形、冷間成形、真空成形、押出し、ブロー成形、トランスファー成形、圧縮成形、および熱成形がある。その上、基材２０は、事実上、湾曲していても、平坦でも、剛性でもまたは柔軟でもよい。
【００１２】
このシステム１０を使用する際、基材２０を基材キャリヤ２４上に置き、それはラック、ハンガまたはその他の装置でもよい。そのような装置はこの業界で知られ、従って、ここに更に詳しくは説明しない。基材キャリヤ２４は、負荷ロック１２に入り且つこの負荷ロック１２の中でまたはその前に、このキャリヤ２４および基材２０をこのコーティングシステム１０を通して運ぶ、矢印２５で示すコンベヤと係合する。明らかに、このキャリヤ２４および基材２０をこのコーティングシステム１０を通して運ぶために適するどんな機構を使ってもよい。
【００１３】
一旦基材加熱領域１４に運び込むと、基材２０をコーティングに適する温度に加熱する。これを達成するために、この基材加熱領域１４は、加熱ユニット２６を含み、その二つを示す。これらの加熱ユニット２６は、基材加熱領域１４内またはその外部に、その側壁にまたはそれに沿って、またはこのシステム１０の全体の設計によって決る場所に位置する。種々の種類の加熱ユニット２６を使ってもよく、それには赤外線ヒータ、マイクロ波ヒータ、抵抗ヒータ、非反応性プラズマプリューム等があるがそれらに限らない。
【００１４】
基材加熱領域１４を通過してから、基材キャリヤ２４は、基材コーティング領域１６に入り、そこではコーティングを基材２０上に付着させる。一旦基材２０をコーティングすると、次にそれらを出口ロック１８へ運び、そこでそれらをこのコーティングシステム１０から解放する。
【００１５】
多種多様なコーティング方法論および手順を本発明と共に使ってもよいが、図示するように、この基材コーティング領域１６は、一つ以上の膨張熱プラズマ（ＥＴＰ）供給源アレイ２８を含み、それらはこのコーティング領域１６に互いに向合う対で配置してもよい。これらのＥＴＰ供給源アレイ２８は、それら自体のポート３０上に、または基材コーティング領域１６の側壁上に位置する共通マニホールドに取付けてある。
【００１６】
各ＥＴＰ供給源アレイ２８は、不活性ガスを供給するのが好ましく、それを加熱し、部分的にイオン化し、およびそれは、アレイ２８からプラズマジェットして基材コーティング領域１６の中へ出て、それを図１に対向するアレイ２８からの組合わせまたは共通プラズマプリューム３２として示す。このコーティングシステム１０に利用してもよい不活性ガスの例には、アルゴン、ヘリウム、ネオン等があるがそれらに限らない。
【００１７】
コーティング反応物および酸化ガスは、それぞれ、コーティング反応物およびガス噴射マニホールド３４、３６から噴射する。蒸気の形で制御した比率で噴射した酸化ガスおよびコーティング反応物は、プラズマジェットの中へ拡散し、それは基材コーティング領域１６の中へ膨張し且つそこを通過する基材２０の方へ向けられる。酸化ガスの例には、酸素および亜酸化窒素、またはその任意の組合わせがあるがそれらに限定されない。コーティング反応物の例には、デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）、ビニルトリメチルシラン（ＶＴＭＳ）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサン（Ｖ−Ｄ４）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）等のような有機シリコーンがあるがそれらに限定されない。
【００１８】
次に図２Ａおよび図２Ｂを参照して、システム１０の種々の構成は、活性化した反応物、または幾つかの実施例では、活性化した複数の反応物が、基材２０がこのコーティング領域１６を前進するとき、その片側または両側にぶつかることを伴う。基材２０は、車輌のウインドウ、ルーフパネルまたはその他の部品の形をしていてもよく、ポリカーボネートで作ってあるのが好ましく且つ加熱ユニット２６は、この基材２０がコーティング領域１６に入る前に適切な温度であることを保証する。もし必要なら、コーティング領域１６に入る前の輸送中のあらゆる熱損失を補うためにこのコーティング領域１６に追加のヒータを使ってもよい。
【００１９】
本発明によるシステム１０は、基材の輪郭が異なるためまたは基材コンベヤシステムが複雑な形状に対応するため若しくは静的加熱工程と走査コーティング工程の組合わせに対応するために基材の独立の運動若しくは関連付けもたらすため、連続する基材２０の隣接する前後縁が互いに入れ子になっていないとき起る、連続する基材間に隙間があるときのコーティング領域１６の真空室壁上の余分なコーティング材料を最少化する。
【００２０】
このコーティング領域１６は、このコーティング領域１６の各側に複数のプラズマ供給源３８（非限定的例として六つを示す）を備える真空室である。これらのマニホールド部３４、３６は、更に上流か下流マニホールド部として描いてもよく；上流および下流という用語は、プラズマ供給源３８に対するマニホールド部の位置および基材２０の移動方向（図２Ｂに矢印４０によって示す）を参照する。各マニホールド部３４、３６は、一つ以上のプラズマ供給源３８に関連する。それで、図２Ｂに示すコーティング領域１６の各側は、三つの上流コーティング反応物および酸化ガスマニホールド部３４、３６並びに三つの下流コーティング反応物および酸化ガスマニホールド部３４、３６を備える。コーティング領域１６の種々のマニホールド部３４は、互いに独立にコーティング反応物を噴射する。同様に、簡単な制御機構を使って酸化ガスマニホールド部３６を個々にまたは二つ以上のマニホールド部３６の種々の組合わせでオン・オフに切替えることができる。
【００２１】
図２Ｂに示すように、前進する基材２０の前縁４２が最初に上流マニホールド部３４、３６を通過し、次にＥＴＰプラズマアレイ２８およびその個々のプラズマ供給源３８を、および最後に下流マニホールド部３４、３６を通過する。従って、後縁４４が下流マニホールド部３４、３６を通過する基材２０の最後の部分である。
【００２２】
本発明のある実施例では、図３に見られるように、充填物４６も１組のタブ４８によってキャリヤおよび／またはコンベヤ２５に取付けてある。この充填物４６は、それが基材２０の縁の実質的延長部であるように基材２０に密接している。この充填物４６は、例えば、ポリカーボネートまたはアルミニウムで作った、この基材２０の周りに近接した縁を形成する、使い捨てまたは再利用可能部品である。そのような構成で、この充填物４６は、外部熱およびコーティング材料の収集器の役を務める。それでこの充填物は、この基材２０全体に亘る均一な温度およびコーティング厚さを助長する。特別な実施例で、この基材２０全体に亘る温度は、コーティング領域１６の入口で約６５°Ｃ±１０°Ｃであり、コーティング厚さは、コーティング領域１６の後で約２μｍと３μｍの間であり、およびコンベヤ２５が基材２０をこのシステム１０を通して約２．５ｃｍ／ｓの速度で動かす。先に記したように、マニホールドを通るコーティング反応物の連続流が基材間の材料の浪費を生じる。その上、その連続流がこのシステム１０に関する余分なクリーニングおよび保守負担を作る。
【００２３】
システム１０の種々の実施例は、連続する基材２０間（または基材２０と充填物４６の間）に大きい隙間があるとき、基材２０の中心に比べてコーティング厚さが大きくなりがちである、基材の縁での比較的厚いプラズマコーティングの傾向を減らすことができる。コーティング厚さに推奨範囲があるので、コーティングプロセスをより丈夫にするように基材全域に亘る厚さ変動性を最小にすることが望ましい。薄すぎるコーティングは、耐摩耗性を危うくするかも知れない。縁での比較的厚いコーティングは、多分基材２０の縁での丈夫でない浸水性能への寄与因子である。
【００２４】
図４を参照して、システム１０は、更に、マニホールド部３４が互いに独立に且つその前部でそれを通過する基材２０の前縁および後縁４２、４４の輪郭に従って作動できるように、上流および下流マニホールド部３４を指示する制御装置５０を含む。
【００２５】
この制御装置５０は、個々のマニホールド部３４へのコーティング反応物の流れをマニホールド部３４の特定の一つに対する基材前縁および後縁４２、４４の位置に従って調節する。特に、制御装置５０は、三方弁５２を作動し、その一つは各マニホールド部３４に関連する。この弁５２は、コーティング反応物を計量コーティング反応物供給源５４から導管５６、５８を介してそれぞれのコーティング反応物マニホールド部３４へ導く。複数のマニホールド部３４が共有する、計量コーティング反応物供給源５４は、このコーティング反応物を蒸気の形で提供し、そうする際に加圧コーティング反応物供給源６８および蒸気質量流量制御装置７０を利用する。その代りとしては、弁５２がこのコーティング反応物を関連するコーティング反応物マニホールド部３４からそらせる。この弁５２の制御は、マニホールド部３４およびそれらの関連する噴出オリフィス６０への流れの調節を、全て計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れを途切れなく続けながらもたらす。コーティング反応物のそらされた流れは、導管６２を介して、比較的低温の凝縮容器６４の中へ導いてもよく、それも複数の弁５２およびコーティング反応物マニホールド部３４が共有することができる。この凝縮容器６４は、蒸気の形のコーティング反応物を凝縮し、この凝縮したコーティング反応物は、任意の導管６６を介して計量コーティング反応物供給源５４の中へ任意に再利用し戻すことができる。要するに、弁５２は、計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れをマニホールド部３４または再生用凝縮容器６４へ導くことによってそれぞれ個々のコーティング反応物マニホールド部３４へのコーティング反応物の流れを調節する。
【００２６】
コーティング反応物の流れをマニホールド部３４から離して凝縮容器６４の中へそらせるように弁５２を切替えた後、導管５８の中の残留蒸気がマニホールド部３４の中へ流れ続けられることは明白だろう。しかし、これは、コーティング反応物蒸気の残量流れがコーティング反応物の流れの調節に対するこのシステムの有効反応速度を制限するので望ましくない。言換えれば、弁５２は、コーティング反応物がマニホールド部３４へ入るのを瞬間的には停止しない。コーティング領域１６の中へのコーティング反応物の流れの調節に関連するもう一つの問題は、コーティング領域１６へ供給するコーティング反応物の突然の欠如がコーティング領域１６の真空室内のガス負荷の変調を来すことがあり、それによってコーティングプロセス中にコーティング領域１６内の圧力の望ましくない変調を来すことがある。
【００２７】
上記の予想される問題の両方を解消するために、本発明のシステム１０は、各コーティング反応物マニホールド部３４に関連する第２三方弁７２を含む。この弁７２は、アルゴン、酸素またはその両方のような、フラッシュガスを計量フラッシュガス供給源７４から先に議論した弁５２の下流の導管５８に結合した導管７６を通して導き且つその量率を制御する。計量コーティング反応物供給源５４同様、この計量供給源７４は、加圧フラッシュガス供給源７８およびフラッシュガス質量流量制御装置８０を含む。制御装置５０の指示の下で、弁７２の開放を、計量フラッシュガス供給源７４からのフラッシュガスの流れが計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れに置き換わるように弁５２の動作に関連して制御する。計量フラッシュガス供給源７４からのフラッシュガスの流れは、それが置き換わる計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れにほぼ等しいのが好ましい。制御装置５０は、それが弁５２にコーティング反応物を凝縮容器６４へそらせるように指示するときに弁７２を開くように指示するので、コーティング領域１６内の圧力変動の望ましくない問題は最小限になる。その上、そのようなフラッシュガスの流れを供給することもマニホールド部３４に繋がる導管５８から残留コーティング反応物を一掃し、それによってこのシステムの反応時間を最小にする。このフラッシュガスは、コーティング反応物がなければコーティング領域１６にコーティングを作らないので、上述の種類であるのが好ましい。
【００２８】
図５Ａおよび５Ｂに示す、代替実施例では、先の実施例の三方弁５２および遮断弁７２が単一の、四方弁８２で置換えてある。この様にして、一つの弁しかどのコーティング反応物マニホールド部３４にも関係しない。図５Ａに示すように、制御装置５０は、コーティング反応物をコーティング反応物マニホールド部３４へおよびフラッシュガスを凝縮容器６４へ導くように四方弁８２を位置付けることができる。フラッシュガスをコーティング反応物マニホールド部３４へ導くために、制御装置５０は、四方弁８２に、例えば、四分の一回転（図５Ｂ参照）回転するように指示する。するとフラッシュガスがコーティング反応物マニホールド部３４へ導かれ、一方コーティング反応物は凝縮容器６４へ導かれる。
【００２９】
先に説明したように、計量フラッシュガス供給源７４からのフラッシュガスの流量は、計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流量にほぼ等しい。制御装置５０の指示の下で、四方弁８２は、計量フラッシュガス供給源７４からのフラッシュガスの流れおよび計量コーティング反応物供給源５４からのコーティング反応物の流れの両方を導く。上に説明したどちらの実施例でも、どの瞬間にも、フラッシュガスか気化反応物がほぼ同量率でコーティング反応物マニホールド部へ流れている。従って、コーティングステーション内の圧力は、コーティング反応物の流れを調節しても、実質的に一定である。更に、コーティング反応物マニホールド部で、コーティング反応物を停止するための応答時間は、コーティング反応物の流れを凝縮容器６４へそらせた後にフラッシュガスが導管５８の中およびコーティング反応物マニホールド部３４の中の残留蒸気に迅速に置き換わるので、短縮する。もし、この反応物が常温で液体ならば、前述の導管または弁を加熱してもよいことを注記する。
【００３０】
計量コーティング反応物供給源５４、凝縮容器６４、および計量フラッシュガス供給源７４を上に複数のコーティング反応物マニホールド部３４が共有するように説明したが、この計量コーティング反応物供給源５４、凝縮容器６４、および計量フラッシュガス供給源７４は、個々に単一のマニホールド部３４と関連することができる。
【００３１】
この様に、このシステム１０は、基材前縁または後縁がプラズマ供給源３８のそれぞれのアレイの前を横切るとき、特定の手順に従って、上流および下流マニホールドへの反応物の流れを調節することによって基材の縁での過剰コーティングを減少しまたは最少化する。このコーティング反応物は、基材２０が存在するときだけマニホールド３４へ提供し、それによって縁コーティング中にコーティング先駆物質の流動を減らし且つコーティング領域１６の片側に生じるコーティング先駆物質が基材２０の反対側に付着する機会を制限する。個々のマニホールドに対する局部縁位置によって表す、個々の切替え事象の最適タイミングは、実験的に決めることができ、それでここで議論する必要がない。従ってそれは十分な精度および分解能で基材２０の位置を追跡するための装置設計の問題に過ぎないので、所望のタイミングを容易に実現できる。
【００３２】
従って、このシステム１０は、連続する基材２０間に大きな隙間があるとき、コーティング反応物を凝縮容器６４へそらすので、もし任意の充填物４６を採用するなら、その上は勿論、コーティング領域１６の壁上への外部コーティングの形成も最少化する。これは、室壁クリーニング（およびもし採用するなら充填物４６のクリーニング）の回数を最少化し且つ反応物の利用を最大化する効果を有する。先に述べたように、このシステム１０は、プラズマコーティング厚さの均一性を改善し、このプラズマコーティングプロセスをコーティング厚さのための上および下仕様限界に関してよりロバストにする。
【００３３】
図解した実施例に示したように、これらのマニホールドは、多種多様な輪郭の基材縁に対応するために分割してある。基材移動の方向と横向きにした供給源アレイ２８で、異形基材縁の異なる部分が一般的にプラズマ供給源３８を異なる時間に通過する。コーティング反応物マニホールド３４を分割することが、所望の手順に従って、マニホールド３４間に独立の局部流れ切替えをもたらす。他の実施例では、複数オリフィス６０を備えるマニホールド部３４を使うのではなく、個々のオリフィスをこの発明の原理に従って制御してもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１および第２側面を有する基材をコーティングするためのシステムにして、該システムを通る経路に沿って動かされる前記基材をコーティングするシステムであって、
前記基材が経路に沿って動くとき前記基材の第１側面の方へプラズマジェットを出すように構成した少なくとも一つのプラズマ供給源、
一般的に該プラズマ供給源に隣接して位置する関連するマニホールド部に結合した複数のオリフィス、
該オリフィスの各々に結合し且つそれにコーティング反応物を提供するように構成したコーティング反応物供給源、
前記オリフィスの各々に結合し且つそれにフラッシュガスを提供するように構成したフラッシュガス供給源、および
前記プラズマ供給源に対する基材の位置に従ってこれらのオリフィスへのコーティング反応物およびフラッシュガスの提供を独立に制御するように構成した制御装置を含むシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムに於いて、前記制御装置が前記プラズマ供給源に対する前記基材の前縁および後縁の位置に従って前記オリフィスへのコーティング反応物およびフラッシュガスの提供を独立に制御するように構成してあるシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムに於いて、前記複数のオリフィスは、前記基材が動かされる経路に対してそれぞれ前記プラズマ供給源の上流および下流に位置する上流オリフィスおよび下流オリフィスを含むシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムに於いて、前記複数のオリフィスが少なくとも二つのグループのオリフィスを含み、各グループのオリフィスが関連するマニホールド部に結合してあるシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、更に、前記コーティング反応物供給源と前記マニホールド部の間にインラインに配置したコーティング反応物弁および前記フラッシュガス供給源と前記マニホールド部の間にインラインに配置したフラッシュガス弁を含み、前記コーティング反応物弁は前記制御装置に接続してあり、前記フラッシュガス弁も前記制御装置に接続してあるシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムに於いて、前記制御装置は、前記コーティング反応物弁および前記フラッシュガス弁の動作を制御することによって前記コーティング反応物供給源からのコーティング反応物の流れおよび前記フラッシュガス供給源からのフラッシュガスの流れを調節するように構成してあるシステム。
【請求項７】
請求項５に記載のシステムに於いて、前記コーティング反応物弁が三方弁であるシステム。
【請求項８】
請求項５に記載のシステムに於いて、前記フラッシュガス弁が遮断弁であるシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムであって、更に、前記コーティング反応物供給源、前記フラッシュガス供給源および前記マニホールド部の間にインラインに位置する四方弁を含み、該四方弁は前記制御装置に接続してありおよび前記制御装置は、この四方弁の動作を独立に制御することによって上記マニホールド部へのコーティング反応物およびフラッシュガスの流れを独立に調節するように構成してあるシステム。
【請求項１０】
請求項１０に記載のシステムに於いて、前記四方弁が凝縮槽にも接続してあるシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムに於いて、前記コーティング反応物供給源がコーティング反応物の加圧供給源およびコーティング反応物計量装置を含み、並びに前記フラッシュガス供給源がフラッシュガスの加圧供給源およびフラッシュガス計量装置を含むシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムであって、前記基材がこのシステムを通過するとき上記基材のかなりの部分を囲むような形状の充填物をさらに含むシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記基材が前記経路に沿って動くとき前記基材の第２側面の方へプラズマジェットを出すように構成した少なくとも一つの第２プラズマ供給源、
一般的に第２プラズマ供給源に隣接して位置する複数の第２オリフィスをさらに含み、
前記コーティング反応物供給源は、前記第２オリフィスの各々に結合してあり且つそれにコーティング反応物を提供するように構成してあり、
前記フラッシュガス供給源は、前記第２オリフィスの各々に結合してあり且つそれにフラッシュガスを提供するように構成してあり、および
前記制御装置は、第２プラズマ供給源に対する基材の位置に従って第２オリフィスへのコーティング反応物およびフラッシュガスの提供を独立に制御するように構成してあるシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムに於いて、前記複数の第２オリフィスは、前記基材が動かされる経路に対してそれぞれ前記第２プラズマ供給源の上流および下流に位置する第２上流オリフィスおよび第２下流オリフィスを含むシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムに於いて、前記複数の第２オリフィスが少なくとも二つの第２グループの第２オリフィスを含み、各第２グループが関連するマニホールド部に結合してあり、前記制御装置は、前記第２プラズマ供給源に対する前記基材の位置に従って前記マニホールド部へのコーティング反応物およびフラッシュガスの提供を独立に制御するように構成してあるシステム。
【請求項１６】
コーティングシステムを通る経路に沿って動く基材をコーティングする方法であって、
前記基材の経路に沿って位置するプラズマ供給源から前記基材の第１側面の方へプラズマジェットを出す工程、
前記プラズマ供給源に隣接する第１位置からプラズマジェットの中へコーティング反応物を噴射する工程、
前記プラズマ供給源に隣接する第２位置からプラズマジェットの中へコーティング反応物を噴射する工程、
前記第１位置からのコーティング反応物の噴射を第１位置からのフラッシュガスの噴射で置換える工程、および
前記第２位置からのコーティング反応物の噴射を第２位置からのフラッシュガスの噴射で置換える工程を含む方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法に於いて、前記置換え工程を前記プラズマ供給源に対する前記経路に沿う前記基材の位置に応じて始める方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法に於いて、前記置換え工程が前記第１および第２位置からのコーティング反応物を凝縮槽へ向け直す方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法に於いて、前記第１および第２位置からの前記コーティング反応物の噴射を置換える工程が前記コーティング反応物が置換える前のそれぞれのコーティング反応物と実質的に同じ流量のフラッシュガスで置換える方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法であって、コーティング反応物を前記プラズマジェットの中へ噴射するときフラッシュガスを凝縮槽へ向ける工程をさらに含む方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法であって、前記基材をコーティングするとき前記基材の側縁の周りに実質的に密接するスペース充填部品を備える工程をさらに含む方法。
【請求項２２】
請求項１６に記載の方法であって、前記第１位置からのフラッシュガスの噴射をコーティング反応物の噴射で置換え、および前記第２位置からのフラッシュガスの噴射をコーティング反応物の噴射で置換える工程をさらに含む方法。
【請求項２３】
請求項１６に記載の方法であって、
前記基材の上記経路に沿って位置する第２プラズマ供給源から上記基材の第２側面の方へ第２プラズマジェットを出す工程、
第２プラズマ供給源に隣接する第３位置から前記第２プラズマジェットの中へコーティング反応物を噴射する工程、
前記第２プラズマ供給源に隣接する第４位置から第２プラズマジェットの中へコーティング反応物を噴射する工程、
前記第３位置からのコーティング反応物の噴射をこの第１位置からのフラッシュガスで置換える工程、および
前記第４位置からのコーティング反応物の噴射をフラッシュガスで置換える工程をさらに含む方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、前記第３位置からのフラッシュガスの噴射をコーティング反応物の噴射で置換え、および前記第４位置からのフラッシュガスの噴射をコーティング反応物の噴射で置換える工程をさらに含む方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法に於いて、前記第１および第３位置が前記基材の前記経路に対する前記第１および第２プラズマ供給源の上流にあり並びに前記第２および第４位置が前記基材の前記経路に対する前記第１および第２プラズマ供給源の下流にある方法。
【請求項１】
対向する第１および第２側面を有する基材をコーティングするためのシステムにして、該システムを通る経路に沿って動かされる前記基材をコーティングするシステムであって、
前記基材が経路に沿って動くとき前記基材の第１側面の方へプラズマジェットを出すように構成した少なくとも一つのプラズマ供給源、
一般的に該プラズマ供給源に隣接して位置する関連するマニホールド部に結合した複数のオリフィス、
該オリフィスの各々に結合し且つそれにコーティング反応物を提供するように構成したコーティング反応物供給源、
前記オリフィスの各々に結合し且つそれにフラッシュガスを提供するように構成したフラッシュガス供給源、および
前記プラズマ供給源に対する基材の位置に従ってこれらのオリフィスへのコーティング反応物およびフラッシュガスの提供を独立に制御するように構成した制御装置を含むシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムに於いて、前記制御装置が前記プラズマ供給源に対する前記基材の前縁および後縁の位置に従って前記オリフィスへのコーティング反応物およびフラッシュガスの提供を独立に制御するように構成してあるシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムに於いて、前記複数のオリフィスは、前記基材が動かされる経路に対してそれぞれ前記プラズマ供給源の上流および下流に位置する上流オリフィスおよび下流オリフィスを含むシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムに於いて、前記複数のオリフィスが少なくとも二つのグループのオリフィスを含み、各グループのオリフィスが関連するマニホールド部に結合してあるシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、更に、前記コーティング反応物供給源と前記マニホールド部の間にインラインに配置したコーティング反応物弁および前記フラッシュガス供給源と前記マニホールド部の間にインラインに配置したフラッシュガス弁を含み、前記コーティング反応物弁は前記制御装置に接続してあり、前記フラッシュガス弁も前記制御装置に接続してあるシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムに於いて、前記制御装置は、前記コーティング反応物弁および前記フラッシュガス弁の動作を制御することによって前記コーティング反応物供給源からのコーティング反応物の流れおよび前記フラッシュガス供給源からのフラッシュガスの流れを調節するように構成してあるシステム。
【請求項７】
請求項５に記載のシステムに於いて、前記コーティング反応物弁が三方弁であるシステム。
【請求項８】
請求項５に記載のシステムに於いて、前記フラッシュガス弁が遮断弁であるシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムであって、更に、前記コーティング反応物供給源、前記フラッシュガス供給源および前記マニホールド部の間にインラインに位置する四方弁を含み、該四方弁は前記制御装置に接続してありおよび前記制御装置は、この四方弁の動作を独立に制御することによって上記マニホールド部へのコーティング反応物およびフラッシュガスの流れを独立に調節するように構成してあるシステム。
【請求項１０】
請求項１０に記載のシステムに於いて、前記四方弁が凝縮槽にも接続してあるシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムに於いて、前記コーティング反応物供給源がコーティング反応物の加圧供給源およびコーティング反応物計量装置を含み、並びに前記フラッシュガス供給源がフラッシュガスの加圧供給源およびフラッシュガス計量装置を含むシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムであって、前記基材がこのシステムを通過するとき上記基材のかなりの部分を囲むような形状の充填物をさらに含むシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムであって、
前記基材が前記経路に沿って動くとき前記基材の第２側面の方へプラズマジェットを出すように構成した少なくとも一つの第２プラズマ供給源、
一般的に第２プラズマ供給源に隣接して位置する複数の第２オリフィスをさらに含み、
前記コーティング反応物供給源は、前記第２オリフィスの各々に結合してあり且つそれにコーティング反応物を提供するように構成してあり、
前記フラッシュガス供給源は、前記第２オリフィスの各々に結合してあり且つそれにフラッシュガスを提供するように構成してあり、および
前記制御装置は、第２プラズマ供給源に対する基材の位置に従って第２オリフィスへのコーティング反応物およびフラッシュガスの提供を独立に制御するように構成してあるシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムに於いて、前記複数の第２オリフィスは、前記基材が動かされる経路に対してそれぞれ前記第２プラズマ供給源の上流および下流に位置する第２上流オリフィスおよび第２下流オリフィスを含むシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムに於いて、前記複数の第２オリフィスが少なくとも二つの第２グループの第２オリフィスを含み、各第２グループが関連するマニホールド部に結合してあり、前記制御装置は、前記第２プラズマ供給源に対する前記基材の位置に従って前記マニホールド部へのコーティング反応物およびフラッシュガスの提供を独立に制御するように構成してあるシステム。
【請求項１６】
コーティングシステムを通る経路に沿って動く基材をコーティングする方法であって、
前記基材の経路に沿って位置するプラズマ供給源から前記基材の第１側面の方へプラズマジェットを出す工程、
前記プラズマ供給源に隣接する第１位置からプラズマジェットの中へコーティング反応物を噴射する工程、
前記プラズマ供給源に隣接する第２位置からプラズマジェットの中へコーティング反応物を噴射する工程、
前記第１位置からのコーティング反応物の噴射を第１位置からのフラッシュガスの噴射で置換える工程、および
前記第２位置からのコーティング反応物の噴射を第２位置からのフラッシュガスの噴射で置換える工程を含む方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法に於いて、前記置換え工程を前記プラズマ供給源に対する前記経路に沿う前記基材の位置に応じて始める方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法に於いて、前記置換え工程が前記第１および第２位置からのコーティング反応物を凝縮槽へ向け直す方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法に於いて、前記第１および第２位置からの前記コーティング反応物の噴射を置換える工程が前記コーティング反応物が置換える前のそれぞれのコーティング反応物と実質的に同じ流量のフラッシュガスで置換える方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法であって、コーティング反応物を前記プラズマジェットの中へ噴射するときフラッシュガスを凝縮槽へ向ける工程をさらに含む方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法であって、前記基材をコーティングするとき前記基材の側縁の周りに実質的に密接するスペース充填部品を備える工程をさらに含む方法。
【請求項２２】
請求項１６に記載の方法であって、前記第１位置からのフラッシュガスの噴射をコーティング反応物の噴射で置換え、および前記第２位置からのフラッシュガスの噴射をコーティング反応物の噴射で置換える工程をさらに含む方法。
【請求項２３】
請求項１６に記載の方法であって、
前記基材の上記経路に沿って位置する第２プラズマ供給源から上記基材の第２側面の方へ第２プラズマジェットを出す工程、
第２プラズマ供給源に隣接する第３位置から前記第２プラズマジェットの中へコーティング反応物を噴射する工程、
前記第２プラズマ供給源に隣接する第４位置から第２プラズマジェットの中へコーティング反応物を噴射する工程、
前記第３位置からのコーティング反応物の噴射をこの第１位置からのフラッシュガスで置換える工程、および
前記第４位置からのコーティング反応物の噴射をフラッシュガスで置換える工程をさらに含む方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、前記第３位置からのフラッシュガスの噴射をコーティング反応物の噴射で置換え、および前記第４位置からのフラッシュガスの噴射をコーティング反応物の噴射で置換える工程をさらに含む方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法に於いて、前記第１および第３位置が前記基材の前記経路に対する前記第１および第２プラズマ供給源の上流にあり並びに前記第２および第４位置が前記基材の前記経路に対する前記第１および第２プラズマ供給源の下流にある方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【公表番号】特表２０１０−５１４９３８（Ｐ２０１０−５１４９３８Ａ）
【公表日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４４２９７（Ｐ２００９−５４４２９７）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８９０８４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８３３０１
【国際公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（５０５３６５４０４）エクスアテック、エル．エル．シー． (51)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８９０８４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０８３３０１
【国際公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（５０５３６５４０４）エクスアテック、エル．エル．シー． (51)
【Ｆターム（参考）】
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