(57)【要約】本発明の目的は、化学蒸着（ＣＶＤ）によって加工物を特に効果的かつ高速でコーティングできるようにすることである。この目的は、加工物を処理する、特にＣＶＤコーティングする本発明の回転装置（１）であって、円形コンベア（３）、円形コンベアによって搬送される処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）、およびやはり円形コンベア（３）によって搬送される少なくとも１つの第１ポンプ装置（７１〜７４）を備える回転装置（１）によって達成される。
2005526915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物を処理する、特にＣＶＤコーティングする回転装置（１）であって、
円形コンベア（３）、
該円形コンベア（３）によって搬送される処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）、および
少なくとも１つの第１ポンプ装置（７１〜７４）を備え、
該第１ポンプ装置（７１〜７４）は、前記円形コンベア（３）によって搬送される、回転装置。
【請求項２】
前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）を前記ポンプ装置（７１〜７４）に接続する少なくとも１つの分配装置（１３、１５）を備える、請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】
前記分配装置（１３、１５）は、環状分配器（１３）を有する、請求項２に記載の回転装置。
【請求項４】
前記分配装置（１３、１５）は、制御弁（１５）を有する、請求項２または３に記載の回転装置。
【請求項５】
前記第１ポンプ装置（７１〜７４）は、少なくとも１つのルーツポンプを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項６】
前記第１ポンプ装置および分配装置（１３、１５）間の真空管路の直径ｄをその長さｌで割った商が１／１５以上、好ましくは１／１０以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項７】
固定位置に配置された少なくとも１つの第２ポンプ装置（９１〜９６）を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項８】
前記第１および第２ポンプ装置（７１〜７４、９１〜９６）は、異なった圧力範囲に適応させられている、請求項７に記載の回転装置。
【請求項９】
前記第２ポンプ装置（９１〜９６）は、予備ステージとして前記第１ポンプ装置（７１〜７４）に接続される、請求項７または８に記載の回転装置。
【請求項１０】
前記第２ポンプ装置（９１〜９６）は、少なくとも１つのスライドベーン回転ポンプを有する、請求項７〜９のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１１】
前記第２ポンプは、回転供給部（１１）によって前記円形コンベア（３）に接続される、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１２】
静止および／または回転動作において、前記回転供給部の漏れ率は１０−１ｍｂａｒｌ／秒以下、好ましくは１０−２〜１０−４ｍｂａｒｌ／秒の範囲に入る、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１３】
前記第２固定ポンプ装置（９１〜９６）は、前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）を前記ポンプ装置（９１〜９６）に接続する少なくとも１つの分配装置（１３、１５）に接続される、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１４】
前記円形コンベア（３）が回転するとき、前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）に連続的に接続される少なくとも２つの固定的な第２ポンプ装置（９１、９２）を備える、請求項７〜１３のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１５】
前記円形コンベアが回転するとき、前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）に連続的に接続される少なくとも２つの第１ポンプ装置（７１〜７４）を備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１６】
処理ガスを排出する第１ポンプ装置（７４）を備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１７】
前記第１ポンプ装置（７２、７４）は、直列に接続された少なくとも２つのポンプステージ（７２１、７２２、７４１、７４２）を有する、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１８】
少なくとも２つの同一または同等ポンプ装置を備える、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項１９】
前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）を前記ポンプ装置（７１〜７４）に接続する分配装置（１３、１５）を備え、該分配装置は、排気段階の期間中にそれぞれ同一または同等のポンプ装置の１つを少なくとも１つの処理ステーションに接続する、請求項１８に記載の回転装置。
【請求項２０】
処理ガスを前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）内へ供給する機構を備える、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項２１】
電磁エネルギ、好ましくはマイクロ波を供給する機構を備える、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の回転装置。
【請求項２２】
特に請求項１〜２１のいずれか１項に記載の回転装置（１）内で加工物のＣＶＤコーティングを行う方法であって、
少なくとも１つの加工物を回転中の円形コンベア（３）上の処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）に導入すること、
前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）を少なくとも１つの第１ポンプ装置（７１〜７４）に接続すること、
前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）を排気すること、および
前記加工物をコーティングすること、
を含み、前記第１ポンプ装置（７１〜７４）は、前記円形コンベア（３）と共に搬送される、方法。
【請求項２３】
前記加工物は、処理ガスおよび電磁エネルギが前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）内へ供給される結果としてコーティングされる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
通気、および前記加工物の取り出しを行うステップを含む、請求項１〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）は、少なくとも１つの固定的な第２ポンプ装置（９１、９２）に接続される、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記ポンプ装置（７１〜７４、９１〜９６）は、前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）に連続的に接続される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２ポンプ装置（９３〜９６）は、前記第１ポンプ装置（７１〜７４）の予備ステージとして機能する、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
処理ガスは、前記コーティング作業中に第１ポンプ装置（７４）によって吸い出される、請求項２２〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
排気中において少なくとも断続的に２つ以上の第１ポンプ装置（７１、７２、７３）が直列に接続される、請求項１〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
制御弁（１５）の切り換えの結果として、前記処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）は、前記第１ポンプ装置（７１、７２、７３）か、または第２ポンプ装置（９１、９２）に接続される、請求項１〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記排気は、少なくとも２ステップで実行される、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記ステップ間で、異なったポンプ装置（７１、７２、７３、９１、９２）間の切り換えを行うことを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
４つまたは５つの排気ステップを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
処理ステーション内の圧力は、第１ステップで≦２００ｍｂａｒまで、次の第２ステップで≦８０ｍｂａｒまで、次の第３ステップで≦１．５ｍｂａｒまで、次の第４ステップで≦０．１ｍｂａｒまで、また、５ステップでの排気の場合、次の第５ステップで≦０．０１ｍｂａｒまで、段階的に減圧される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
排気中、ポンプ装置（７１〜７４、９１〜９６）はそれぞれ、１つの処理ステーション（５１、５２・・・５Ｎ）だけに接続される、請求項１〜３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
少なくとも１つの排気段階中の前記処理ステーションの前記排気は、少なくとも２つの同一または同等ポンプ装置を用いて行われる、請求項１〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの排気段階の期間中、同一または同等ポンプ装置はそれぞれ、少なくとも１つの処理ステーションに接続される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記加工物は、中空体の形をしており、前記加工物は、前記加工物の内部領域内でのプラズマの着火によってコーティングされる、請求項１〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工物を処理する回転装置および方法、特に回転するポンプ装置を用いたＣＶＤコーティングの回転装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、食品の保管にますます多用されるようになっているプラスチック容器は通常、ガスに対して非常に高い透過率を有する。したがって、時間の経過に伴って、そのような容器に保管されている炭酸飲料から二酸化炭素が逃げて、結果的にその飲料はすぐに気が抜ける。さらに、酸素がプラスチックを通り抜けて、内部に保管されている食品の酸化プロセスを開始することも可能であり、これも同様に、それらの保存寿命を大幅に短縮させる。他方、プラスチック容器には多くの利点もあり、たとえば、軽量であり、単価が安く、ガラスと比べて弾性が高いことによって機械的荷重に関して安定している。
【０００３】
プラスチック容器のこれらの利点を、きわめて良好なバリア効果があるガラス容器の利点と組み合わせるために、プラスチック容器に、このタイプの容器のバリア効果を数桁の大きさで改善するバリアコーティングか、または拡散バリア層を設けることが既知である。
【０００４】
このタイプのコーティングはガラス容器にも適し、たとえば医薬品包装の分野において、たとえば、ケイ素酸化物バリアによってアルカリ金属イオンがガラス容器壁から内部へ移動することを防止するであろう。
【０００５】
このタイプの層を付着させるために使用される１つの特に有効で低コストの技術は、化学蒸着（ＣＶＤ）である。ＣＶＤ処理では、コーティングすべき表面を取り囲む反応性化学ガス混合物によって層を付着させる。このように、実質的に無制限の範囲の可能な層をさまざまなガスの混合物から生成することができる。特に、たとえば上記ＳｉＯ２層などの酸化物層が適当な拡散バリアであることがわかっている。
【０００６】
ＣＶＤコーティング用の化学反応性ガス混合物は、熱的に、または、たとえば電磁エネルギを導入する結果として処理ガスをイオン化することによって、発生させることができる。プラスチックは通常、十分に熱的に安定していないか、または軟化点が低いため、熱の作用を受けるＣＶＤコーティングは、プラスチック表面のコーティングには不向きである。しかし、この場合、プラズマ拡張ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）コーティングの選択が推奨される。このプロセスでも、コーティングすべき表面をプラズマが加熱するので、プラズマインパルスＣＶＤ（ＰＩＣＶＤ）コーティングが特に適している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このタイプの処理を産業規模で使用できるようにするために、要する処理時間は、同時か、または時間をずらしてコーティングを実行する複数の室を必要とする。ＰＩＣＶＤコーティングは低圧状態で行われるので、これにより、特に大量生産品をコーティングするとき、コーティング装置で高いスループットを達成しなければならず、そのために排気に使用可能な時間がごくわずかしかないので、たとえばプラスチック中空体などのコーティングすべき加工物をコーティング領域に導入して、それらを非常に迅速に排気するという課題を提供する。
【０００８】
必要な高いスループットを達成できるようにするために、コーティングすべき加工物用のコーティングステーションが円経路に沿って回転する回転装置を使用することが好都合である。このタイプの装置では、回転中に個々の処理段階を規定の部分円すなわち角度範囲に割り当てるようにした連続的なコーティングシーケンスを実現することができる。
【０００９】
このタイプの装置は、特に国際公開第ＷＯ００５８６３１号から既知である。この公報に提案されており、誘電中空体のプラズマ処理用の円形コンベア（コンベヤ・カルーセル，回転コンベヤ）であって、複数の同一の処理ステーションを有し、その各々が少なくとも１つの中空体を受け取るように構成されている、円形コンベアにおいて、処理ステーションは、排気のために、回転気密接続部を有する分配装置によって圧力源に接続される。円形コンベアは、独立して同等である少なくとも２つの圧力源を有する。処理ステーションは群に分けられ、その各群に１つの圧力源が割り当てられる。圧力源との接続およびそれからの切り離しは、回転接続部を有する分配装置によって行われる。
【００１０】
しかし、この円形コンベアには多くの欠点がある。特に、単一のポンプ装置を使用してそれらのコーティングステーションを排気しないことが適切であるとわかっている。実際に、迅速に低圧に達するために、異なったポンピングステージでの多段排気が適切であるが、国際公開第ＷＯ００５８６３１号によって開示されている装置では、処理ステーションがそれぞれ１つの圧力源に一度だけ接続される。
【００１１】
さらに、圧力源および回転処理ステーション間に回転接続部を実現しなければならない。低圧では、漏れ防止気密性およびコンダクタンスに課せられる要求が非常に高く、このことは、装置の故障しやすさの増大を必然的に伴う。
【００１２】
さらに、回転気密接続部を有する分配装置では、この機構を円形コンベアの回転軸上に配置する必要があるが、コーティングステーションは円形コンベアの周辺部に配置されている。このため、分配装置から処理ステーションまで長い真空接続管路が必要である。しかし、このことは真空系のコンダクタンスにとって有害であり、したがって、必要な排気時間の長さに悪影響を及ぼす。
【００１３】
また、同一群に属する２つの処理ステーションを共通の圧力源に一緒に接続すると、処理ステーション間のクロストークが発生して、これらのステーションが異なった圧力レベルである場合、圧力源を介して互いに接続される可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明は、加工物を特に効果的かつ高速でコーティングすることができるＣＶＤコーティング用の回転装置および方法を提供するという目的に基づく。
【００１５】
この目的は、請求項１に主張されているような、加工物の処理、特にＣＶＤまたはプラズマコーティング用の回転装置またはプラズマモジュール、および請求項２２に主張されている方法によって、驚くほど簡単に達成される。
【００１６】
本装置の好都合な改善を従属請求項で示す。したがって、本発明による回転装置は、
円形コンベアまたはプラズマホイール、
円形コンベアによって搬送される処理ステーションまたはプラズマステーション、および
動作媒体用の少なくとも１つの第１ポンプ装置または供給装置を備える。
第１ポンプ装置は、円形コンベアによって搬送される。
【００１７】
ポンプ装置が円形コンベアによって搬送されることから、このポンプ装置を処理ステーションに接続するとき、真空気密回転供給部が必要ない。また、回転供給部を使用するときの、他の方法では実現することができないポンプ装置への近さから、処理ステーションへの供給管路を短く保ち、大きい断面積にすることができる。
【００１８】
比較すると、回転接続部の場合、接続部を密封状態に保つことの困難さは、直径に伴って、したがって達成することができるコンダクタンスに伴って増加する。
【００１９】
したがって、本発明の、特に上述したような回転装置で加工物のＣＶＤコーティングを行う方法は、
少なくとも１つの加工物を回転中の円形コンベア上の処理ステーションに導入すること、
処理ステーションを少なくとも１つの第１ポンプ装置に接続すること、
処理ステーションを排気すること、および
加工物をコーティングすること、
を提供し、第１ポンプ装置は、円形コンベアと共に搬送される。
【００２０】
コーティングが行われた後、処理ステーションを通気して、加工物を取り出すことができる。１つまたは複数のポンプ装置と処理ステーションとの接続は、分配装置によって好都合に行うことができる。この分配装置は、特に環状分配器の形の分配器を好都合に有することができ、これにポンプ装置とコーティング室への接続管路とが接続される。
【００２１】
この場合、特定の処理ステーションとポンプ装置との接続は、円形コンベア上の処理ステーションの角度位置に応じて、分配装置によって行われる。この目的のために、分配装置は制御弁を有してもよい。それにより、制御弁の切り換えの結果として、処理ステーションを第１または第２ポンプ装置に接続することができ、弁は対応の角度位置で開放または閉鎖され、それにより、ポンプ装置または分配器との接続を生じる。
【００２２】
本発明による回転装置は、固定位置に配置された少なくとも１つの第２ポンプ装置または外部供給装置を有することも特に好ましい。この場合、処理ステーションをこの第２ポンプ装置にも接続して、それによって排気してもよい。この目的のため、処理ステーションを第２ポンプ装置に接続するために、第１共転ポンプ装置と同様に、第２固定ポンプ装置を少なくとも１つの、また特に同一の分配装置に接続してもよい。
【００２３】
処理ステーションの排気は好ましくは、少なくとも２つのステップすなわち排気段階で行われ、好ましくは、ステップ間で異なったポンプ装置間の切り換えが行われる。最終圧力に迅速に達することができるようにするため、たとえば、第１および第２ポンプ装置を異なった圧力範囲に適応させることが好都合である。その場合、これらを処理ステーションに連続的に接続し、それによって、たとえば排気中の圧力範囲を減少させて、各ポンプ装置がそれに最適である圧力範囲内で動作するようにしてもよい。この状況において、同一の吸い込み能力の場合、圧力の低下に伴って、吸い込み力も減少するので、共転する第１ポンプ装置を第２ポンプ装置より低い圧力範囲用に最適化すれば、特に好都合である。したがって、短い排気時間の場合、特に低圧では、できる限り効率的である吸い込み能力を達成するために、供給管路の良好なコンダクタンスが重要である。
【００２４】
しかしながら、さらに、吸い込み力をコーティング室内に広まっている圧力に一致させるために、ポンプ装置間の切り換えに加えて、ポンプ装置の追加接続を実現することも可能である。単段ポンプ排気の場合および複数段排気の場合の両方において、ポンプ装置がそれぞれ１つの処理ステーションだけに接続されるように排気を行うことが特に好都合である。これは、コーティング室が異なった圧力を有する２つの処理ステーションに１つのポンプ装置が接続されることを防止するため、好都合である。そうでなければ、ガスがポンプ装置を介して流れる結果として、２つの処理ステーション内に平均圧力が確定され、したがって、最初に低圧であった室内の圧力が増加することになるであろう。
【００２５】
特に、高いスループットを有する回転装置の場合、１つの排気ステップまたは排気段階に対して１つだけより多くのポンプ装置を設けることも好都合であろう。したがって、本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも２つの同一または同等ポンプ装置を有する回転装置によって、ポンプ力を増加させることができる。これらの同一または同等ポンプ装置は、共転する第１および／または固定的な第２ポンプ装置であってもよい。そのため、本発明のこの実施形態によれば、少なくとも１つの排気段階中に同一または同等ポンプ装置を使用して、処理ステーションの排気が行われる。
【００２６】
本発明のこの実施形態の好都合な改善によれば、少なくとも１つの排気段階の期間中、それぞれ同一または同等ポンプ装置の１つを少なくとも１つの処理ステーションに接続する。この目的のために、処理ステーションをポンプ装置に接続する分配装置が設けられており、この分配装置はそれぞれ、その排気段階の期間中、同一または同等のポンプ装置の１つを少なくとも１つの処理ステーションに接続する。
【００２７】
このように、例として、１つの処理ステーションまたは処理ステーション群が、１つの排気段階に割り当てられた部分円に入るときに同一ポンプ装置の第１のものに接続される。そして、次の処理ステーションまたは処理ステーション群は、その部分円に入るときに同一ポンプ装置の第２のものに接続される。ポンプ装置へのこの接続順序が好都合に循環式に継続されるであろう。
【００２８】
本発明による回転装置内で第１ポンプ装置が共転配置されることにより、その１つまたは複数のポンプ装置内の、コーティングステーションにつながる接続管路を短くして、管路の断面積を大きくすることが可能になる。このように、第１ポンプ装置の有効吸い込み能力が、そのポンプ装置の実際の最大吸い込み能力と比べて比較的控えめに減少するだけにすることができる。次の関係が、実際の吸い込み能力Ｓおよび供給管路によって減少する有効吸い込み能力Ｓｅｆｆ間に当てはまる。
（１）  １／Ｓｅｆｆ＝１／Ｓ＋１／Ｌ’
但し、Ｌは供給管路のコンダクタンスまたは流れコンダクタンス(flow conductance)を表す。
【００２９】
流れコンダクタンスは、主に管路の断面積によって決まり、例として、ある管路に対して次式によって与えられる。
（２）  Ｌ＝ｑｐＶ／（ｐ０−ｐ２）
ここで、ｐ０は管路の上流側の圧力を表し、ｐ２は管路のポンプ側端部の圧力を表す。ｑｐＶは、真空管路を通るｐ・Ｖ流量を表す。例として、層流(laminar flow)の場合、これは次式から得られる（たとえば、"Handbuck Vakuumtechnik"（[Vacuum technology handbook]、第６版、Vieweg-Verlag  １９９７年を参照）。
(３)  ｑｐＶ＝π／１２８η・ｄ／１・ｐ０／
但し、ηはガスの動的粘度を表す。変数ｄおよびｌは、管路の直径および長さを表す。真空管路のコンダクタンスがそれらの長さ、および特にそれらの直径に大きく依存することが、方程式３からわかるであろう。さらに、方程式（２）を方程式（３）と組み合わせることから、圧力差の低下に伴って、コンダクタンスが減少することもわかるであろう。したがって、圧力が低下するのに伴って、発生する圧力差も小さくなる。そのため、管路の断面積、または長さに対する直径の係数ｄ／ｌは、高い圧力でのコンダクタンスにとって低い圧力範囲の場合より重要性が低い。したがって、円形コンベア上に第１ポンプ装置を取り付ける本発明に従った配置では、このポンプ装置から処理ステーションまでの真空管路を特に短くすることが結果的に可能であり、したがって、排気を相当に加速することができる。したがって、本発明の１つの実施形態によれば、たとえば、第１ポンプ装置および分配装置間の真空管路の直径ｄをその長さｌで割った商ｄ／ｌが１／１５以上、好ましくは１／１０以上であることができる。
【００３０】
少なくとも１つの第２固定ポンプ装置を備える本発明の実施形態では、第２固定ポンプ装置を第１共転ポンプ装置の予備ステージとして、かつ／または処理ステーションの排気における第１ポンプステージとして使用することができる。両方の場合、その時に第２固定ポンプ装置は、第１共転ポンプ装置より高い圧力範囲で動作する。したがって、方程式（２）および（３）に従って、ある管路断面積に対してコンダクタンスが増加し、そのため、この場合、固定的な第２ポンプ装置から回転中の円形コンベアまでの真空接続および真空管路の長さの重要性が低くなる。本発明に従った装置の一実施形態によれば、例として、第２ポンプ装置の配置、およびそのポンプ装置から分配装置、たとえば、特に環状分配器まで、または第１ポンプ装置までの真空管路の寸法は、第２ポンプ装置および分配装置間の真空管路の直径ｄをその長さｌで割った商ｄ／ｌが１／６０以上、好ましくは１／３０以上であるようなものにすることができる。
【００３１】
本発明に従った方法の一実施形態によれば、処理ステーションが４排気ステップで排気される。処理ステーション内の圧力が、第１ステップで≦２００ｍｂａｒまで、次の第２ステップで≦８０ｍｂａｒまで、次の第３ステップで≦１．５ｍｂａｒまで、次の第４ステップで≦０．１ｍｂａｒまで、段階的に減圧されるようにポンプ装置を接続すれば、適当なステップが達成される。
【００３２】
さらに、本発明のさらなる実施形態は、５ステップでの排気を提供する。この場合、たとえば、上記の４ステップ方法と同様に排気を行うことができ、次の第５ステップで、処理ステーション内の圧力を≦０．０１ｍｂａｒまで低下させる。両方の実施形態で、たとえば、さらなるステップにおいて、処理ガスを抜き出すためのポンプ装置に切り換えることが可能である。
【００３３】
特にルーツポンプが、ポンプ装置用の適当な真空源であることがわかった。これらのポンプは、特に高真空範囲における低い圧力での高い吸い込み能力を特徴とする。
【００３４】
代替としてか、または追加して、第２ポンプ装置を第１ポンプ装置の予備ステージとして動作させてもよいか、またはそれに接続してもよい。結果的に、第１ポンプ装置に予備真空が与えられ、その結果、低圧で第１ポンプ装置の吸い込み能力が増加する。第２ポンプ装置は、たとえば、１つまたは複数のスライドベーン回転ポンプを有してもよい。このタイプのポンプは、低真空範囲における比較的高い圧力での高い吸い込み力をを特徴とする。
【００３５】
固定的な第２ポンプ装置は、たとえば、回転供給部または回転継手によって円形コンベアに接続してもよい。第２ポンプ装置が比較的高い圧力範囲用である場合、回転供給部のコンダクタンスおよび漏れ率に関して課せられる要求が、このタイプの接続が最終圧力を生じなければならない場合より相当に低い。一実施形態によれば、この場合、静止および／または回転動作において、回転供給部の漏れ率が１０−１ｍｂａｒｌ／秒以下、好ましくは１０−２〜１０−４ｍｂａｒｌ／秒間の範囲に入る。
【００３６】
第１および／または第２ポンプ装置を使用した排気もそれぞれ、異なった圧力範囲の複数のステージで行われれば適当であることがわかっている。単段排気と比較して、この場合、全体的なポンプ力を、したがって使用するポンプのサイズを大幅に減少させることができる。したがって、円形コンベアが回転するときに処理ステーションに連続的に接続される少なくとも２つの固定的な第１および／または第２ポンプ装置を設けることが好都合に可能である。
【００３７】
さらに、コーティング室内に低圧で高い吸い込み力を与えることができるために、第１ポンプ装置が直列接続された少なくとも２つのポンプステージを有する場合も好都合である。たとえば、２つ以上の第１ポンプ装置を制御弁の適当な切り換えによって排気段階中に断続的に直列に接続することも可能である。
【００３８】
本発明に従った回転装置をＰＥＣＶＤまたはＰＩＣＶＤコーティングに使用して、処理ステーション内へ供給される処理ガスおよび電磁エネルギの結果として加工物をコーティングすることが特に好ましい。さらに、この目的のために、本装置は、処理ガスを処理ステーション内へ供給する機構、および電磁エネルギ、好ましくはマイクロ波を供給する機構を有する。その場合、マイクロ波によってプラズマが処理ガス雰囲気内に発生し、そのプラズマの反応生成物がコーティングすべき加工物の表面上に付着する。特に、この場合、たとえばプラスチックまたはガラスから形成されたアンプルまたはボトルなどの中空体の形をした加工物の内部コーティングを、加工物の内部でプラズマを着火させることによって行うことも可能である。この目的のために、処理ガスを加工物の内部領域に導入する。
【００３９】
このタイプの加工物の内側だけをコーティングしようとする場合、加工物を処理ステーション内の対応の取り付け部内に保持することができ、それからその内部領域を環境から封止する。このように、それによって処理ガスを内部領域内だけに導入することができる。適当な圧力を設定してから、プラズマを内部領域内だけで着火させる。
【００４０】
処理ガスは、コーティング中に第１ポンプ装置によって吸い出すこともできる。新しい処理ガスを同時に供給すれば、コーティング作業中に処理ガス雰囲気が継続的に再生される。この場合、プラズマ内に発生した望ましくない反応生成物が継続的に排出され、その結果、特に純粋かつ高品質のコーティングを生じることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
次に、例示的な実施形態に基づき、また添付図面を参照しながら、本発明を以下でさらに詳細に説明するが、同一の参照記号は同一または同様な部品を表す。
【００４２】
図１Ａは、本発明に従った回転装置の概略図を示し、回転装置は全体的に１で表されている。
【００４３】
回転装置１は、円形コンベア３（コンベヤ・カルーセル，回転コンベヤ）を有し、その上に複数の処理ステーションが取り付けられており、そのうちの２つの処理ステーション５１および５２が図示されている。円形コンベア３はキャリヤフレーム（carrying frame）１７内に回転可能に取り付けられる。この目的のため、円形コンベア３は、キャリヤプレート２５上に据え付けられ、このプレート自体は回転軸受け２６に取り付けられ、したがって、キャリヤフレーム（carrier frame）１７内で回転軸４を中心にして回転することができる。
【００４４】
円形コンベア３上には共転する第１ポンプ装置も取り付けられており、そのうちの２つの第１ポンプ装置７１および７２が図示されている。
【００４５】
加えて、本発明による装置は第２固定ポンプ装置も有し、これらは真空管路または接続管１９を介して回転供給部１１に接続されている。図１Ａは、例として２つのポンプ装置９１、９２を示している。しかし、本装置は、さらなる第２ポンプ装置を有してもよい。第１ポンプ装置７１および２２のガス出口に接続された円形コンベア３のさらなる真空管路２０が、回転供給部１１から分岐している。したがって、固定的な第２ポンプ装置９１、９２・・・は、第１共転ポンプ装置７１および７２の予備ステージとして機能する。これらのポンプ装置が低真空下で予備ステージとして動作するため、漏れ率およびコンダクタンスに関して回転供給部１１に課せられる要求も低い。このことは、このタイプの装置の製造コスト、および、ある適当な構造における回転供給部の故障しやすさの両方を低減させる。本発明の実施形態によれば、静止および／または回転動作において１０−１ｍｂａｒｌ／秒以下、好ましくは１０−２〜１０−４ｍｂａｒｌ／秒の範囲に入る桁の大きさの回転供給部の漏れ率でも許容することができる。
【００４６】
第２固定ポンプ装置は、第１共転ポンプ装置と比べて高い圧力範囲で動作することから、たとえば、層流の場合の方程式（２）および（３）に従って、ある直径における真空管路１９のコンダクタンスは、第１共転ポンプ装置が使用される圧力範囲の場合より高い。したがって、固定配置であること、および回転供給部１３がこれらのポンプ装置９１、９２用の真空接続部内に配置されていることによって真空管路１９が長くなることは、第１ポンプ装置を固定位置に配置した場合ほど大きい影響をそれらのポンピング能力に及ぼさない。
【００４７】
第１ポンプ装置７１および７２は、大きい断面積を有する真空管路または接続管路２３を介して環状分配器１３に接続される。制御管路１５に接続されている分配器管路または接続管路２１が、環状分配器１３から分岐している。制御弁１５自体は、コーティング室５１、５２に接続されている。したがって、環状分配器１３および制御弁は、ポンプ装置および処理ステーション間の接続を行う分配装置の一部である。
【００４８】
円形コンベア２が回転しているとき、それぞれの処理ステーション５１、５２が通過する規定の角度範囲が、コーティングに関係する個々の処理段階、たとえば、導入、排気、コーティングおよび取り出しなどの段階に割り当てられる。処理ステーション５１、５２を第１ポンプ装置７１、７２に接続すること、およびそれらから切り離すことは、制御弁１５の切り換えによって行われる。
【００４９】
個々の共転する第１ポンプ装置７１および７２は特に、異なった圧力ステージで動作してもよい。この場合、処理ステーションの排気を複数ステージで行い、各ステージの排気を高い方の圧力ステージのポンプから低い方の圧力ステージのポンプに切り換えることができる。したがって、円形コンベアが回転するとき、ポンプ装置７１および７２は処理ステーションに連続的に接続される。ポンプ装置７１および７２間の切り換えも、好ましくは制御弁１５によって行われる。制御弁１５は、たとえば、円形コンベアに取り付けられた制御弁１５が通過する機械的制御カムによって作動させることができる。しかし、弁を電気機械構造にすることもでき、その場合、これらの弁の切り換えは、切り換え電流のオン・オフによって行われる。
【００５０】
多段排気の場合、第２固定ポンプ装置が共転第１ポンプ装置７１、７２用の予備ステージとして使用されるだけでなく、特に排気の初期段階で、処理ステーションを少なくとも１つの固定的な第２ポンプ装置に接続することもできる。これは、たとえば、処理ステーションを大気圧から低真空まで排気するのに役立つ。この目的のため、図１Ａに示された実施形態では、回転供給部１１を介して環状分配器１３を固定的な第２ポンプ装置９２に接続する真空管路２２が設けられている。その場合、排気の第１ステージにおいて、コーティング室５１、５２を環状分配器１３から制御弁１５によってポンプ装置９２に接続し、それによって低真空を得ることができる。
【００５１】
図１Ｂは、本発明に従った装置のさらなる実施形態を示す。本実施形態では、回転供給部１１が環状分配器１３の下方に配置されている。このように、ポンプ装置９１および９２を床の付近に配置して、直径と比べて特に短い真空管路を使用して回転供給部１１に接続することができる。これにより、円形コンベア３と共に回転する第１ポンプ装置７１、７２および環状分配器１３から固定的な第２ポンプ装置９１、９２までの真空接続部によって、非常に高いコンダクタンスを達成することもできる。この真空接続部は、ポンプ装置９１、９２から回転供給部１１までの真空管路１９、および回転供給部からポンプ装置７１、７２および／または環状分配器１３まで延びた真空管路２０および２２を有する。
【００５２】
図１Ａおよび図１Ｂに例として示されたような本発明による装置では、それぞれ真空接続部を介してポンピング動作するポンプ装置の有効吸い込み能力が、ポンプ装置の実際の最大吸い込み能力と比べてわずかに減少するだけであるコンダクタンスに達することができる。共転する第１ポンプ装置を備えた本発明による構造では、ポンプ装置を同様に処理ステーションに近接して配置することができ、また、真空管路を短く保つことができるので、特に処理ステーション５１、５２との真空接続部についてもこれが達成される。たとえば、第１ポンプ装置７１、７２および環状分配器１３間の真空管路２３の寸法は、真空管路２３の直径ｄをその長さｌで割った商が１／１５以上か、さらには１／１０以上であるように短くすることができる。図１Ａおよび図１Ｂを参照しながら説明した実施形態において、ポンプ装置を円形コンベアと共に回転するのではなく、固定位置に取り付けて、回転供給部を介して処理ステーションに接続するとしたならば、相当に長い真空管路が必要になるであろう。構造的理由のため、同一の直径の場合、直径ｄおよび管路長さ１の商ｄ／ｌがわずか１／６０以下にもなるであろう。たとえば、１０センチメートルの管路直径の場合、約６メートルの管路長さが必要になるであろうが、共転配置では、この長さを約１〜１．５メートル以下に短縮することができる。また、このように、たとえば、長い真空接続部では必要であるような管路の偏向を減少させることもできる。たとえば、１０センチメートルの直径を有する管路におけるコンダクタンスに関して言うと、９０°の各偏向は、管路が約０．３メートルずつさらに長くなることに対応する。
【００５３】
図２は、回転装置１の部品の概略的平面図である。回転装置のこの実施形態は、３つの共転する第１ポンプ装置７１、７２、７３を有し、これらは環状分配器１３に接続されている。低い圧力での高い吸い込み能力を特徴とするルーツポンプを第１ポンプ装置用に使用することが好ましい。他方、このタイプのポンプは低い圧縮能力を有するだけであり、したがって、排気が終了した後に低い最終圧力に達するためには、予備ステージが一般的に必要である。以上に既に説明したように、これらの予備ステージは、第２固定ポンプ装置によって与えられ、これらのポンプは回転供給部１１を介してポンプ装置７１、７２および７３に接続される。
【００５４】
詳細に説明すると、図２に示された回転装置１の実施形態は、合計５個のこのタイプの固定ポンプ装置９１〜９５を有する。ポンプ装置９１〜９５は、すべてが同一タイプである必要はない。むしろ、それらは吸い込み力および最適圧力範囲の点で異なってもよい。低真空範囲で高い吸い込み力を有するスライドベーン回転ポンプをポンプ装置９１〜９５用に使用することが好ましい。
【００５５】
図３は、本発明による回転装置の多段真空回路の実施形態の真空回路図を示す。本発明のこの実施形態では、排気が４または５ステップで行われる。さらに、排気に続いたコーティング段階中、処理ガスが吐き出される。処理ガスの吐き出しを含めた合計６つの個々の排気段階には、円形コンベアの回転の結果として個々の処理ステーション５１、５２・・・５Ｎが円形コンベア３上で移動して通過する角度領域すなわち扇形部分４１〜４６が割り当てられている。扇形部分４１〜４６の各々において、それぞれ１つの処理ステーションが個々のポンプ装置に、または多段ポンプ装置に接続される。処理ガスの吐き出しを含めた排気処理全体を通して、各ポンプ装置はそれぞれ１つの処理ステーションだけに接続される。特定の排気段階に割り当てられた角度範囲を離れるときか、または次の角度範囲に入る前、処理ステーションとポンプ装置との接続が再び切り離される。制御弁および環状分配器を有する分配装置によって、接続および切り離しを同様に行うこともできる。適当な圧力計測管３０、たとえば、ピラニ測定管を使用して、圧力の測定および検査を行うことができる。
【００５６】
扇形部分４０に割り当てられた装填領域に加工物を供給した後、処理ステーションは、扇形部分４１を通過するとき、固定的な第２ポンプ装置９１に接続され、 これはコーティングステーションのコーティング領域を≦２００ｍｂａｒの圧力まで排気する。処理ステーションが次の扇形部分４２内にあるとき、それはさらなる固定ポンプ装置９２に接続され、これはより低い圧力範囲用に最適化されている。それがこの扇形部分を通過するとき、ポンプ装置９２が処理ステーションのコーティング領域を≦８０ｍｂａｒの圧力まで排気する。次に、共転する第１ポンプ装置７１、７２が、また、５段排気の場合には任意選択のさらなる第１ポンプ装置７３も使用されて、さらなる排気段階中により低い圧力に達し、それにより、大きい断面積を有する短い供給管路を使用することができ、回転供給部をシールことに伴う困難さを回避することができる。この場合、処理ステーションは、角度範囲５３、５４および５５を通過するとき、１．５ｍｂａｒ以下、０．１ｍｂａｒ以下、５段排気の場合には０．０１ｍｂａｒ以下まで排気され、それにより、各排気段階での圧力の大きさがほぼ１桁ずつ低下する。
【００５７】
高い機械能力、すなわち高いスループットを達成するために、２つの処理ステーションの装填間の時間が非常に短い。排気時間も同様に短く保つことができる。この状況において、細かい段階に分けた排気処理が非常に好都合であり、それは、この目的に必要なポンプを比較的小さく保つことができるからである。
【００５８】
さらに、第２固定ポンプ装置９３、９４および９５が予備ステージとして第１ポンプ装置７１、７２および７３の上流に接続され、それにより、ポンピングを２段階で行って、個々のポンプでの高い圧縮率を減少または回避する。
【００５９】
固定された第２ポンプ装置９１〜９４はそれぞれ、大気圧に対してポンピングを行うのに特に適するスライドベーン回転ポンプとして構成される。それに対して、共転する第１ポンプ装置７１〜７４はすべて、低い圧力で高い吸い込み力を与えるために、ルーツポンプを有する。
【００６０】
ポンプ装置７２および７４はさらに２段構造であって、それぞれルーツポンプ７２１、７２２および７４１、７４２を有する。
【００６１】
扇形部分４１〜４５を通過移動すると、最終圧力までの排気が終了して、次にコーティング室は、コーティングに割り当てられた角度範囲４６を通る。ここで、処理ガスがコーティング領域に入れられ、マイクロ波が供給されて、その結果、プラズマが着火されて、処理ステーション内の加工物のコーティングが行われる。この処理段階中、コーティング設備がポンプ装置７４に接続され、このポンプ装置は２段構造であって、他方の第１ポンプ装置と同様に、第２固定ポンプ装置に接続される。大量の発生ガスを除去するために、この場合は、予備ステージ、すなわち固定的な第２ポンプ装置９６もルーツポンプを有する。
【００６２】
コーティングが完了した後、処理ステーションは、扇形部分４７に割り当てられた取り出し領域に入り、ここでコーティング済み加工物は適当なコンベヤ機構で取り出されて運び去られる。処理ステーションの装填と同様に、取り出しは割り付けホィール（図３には示されていない）によって行うこともできる。
【００６３】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明のさらなる実施形態の、異なった２時点における真空回路図を示し、わかりやすくするために、これらの図面はコーティングステーションの排気用の真空回路図だけを示す。この真空回路図に基づいて説明する本発明の実施形態では、個々の真空段階用に複数の同等ポンプ装置を使用し、それにより、ポンプ力をさらに増強する。本実施形態では、共転する第１ポンプ装置７１、７２および７３が互いに同等であるように構成される。固定的な第２ポンプ装置９１および９２も同等であり、したがって同一圧力かつ同一ポンプ力で動作する。
【００６４】
本発明のこの実施形態によれば、処理ステーション５１、５２・・・５Ｎの排気は、扇形部分４１に割り当てられた第１排気段階中には同等ポンプ装置９１、９２を使用して、また、扇形部分４２に割り当てられた第２排気段階中には同等の共転する第１ポンプ装置７１、７２、７３を使用して行われる。
【００６５】
詳しく言うと、扇形部分４１または４２に割り当てられたそれぞれの排気段階の期間中、それぞれ同等ポンプ装置９１、９２または７１、７２、７３の１つが少なくとも１つの処理ステーションに接続される。
【００６６】
この場合、処理ステーション５１、５２・・・５Ｎは分配装置に接続され、この分配装置は、図１Ａおよび図１Ｂを参照しながら説明したように、環状分配器１３および弁１５を有するであろう。
【００６７】
扇形部分４１、４２の１つに入ると、それぞれの排気段階の期間中、すなわち、扇形部分または部分円４１または４２を通過するためにかかる時間中、処理ステーションの各々が同等ポンプ装置９１、９２または７１〜７３の１つに接続される。
【００６８】
図４Ａに示された円形コンベア３の位置において、処理ステーション５２はポンプ装置９１に接続され、処理ステーション５３はポンプ装置９２に接続され、処理ステーション５４はポンプ装置７１に接続され、処理ステーション５５はポンプ装置７２に接続され、処理ステーション５６はポンプ装置７３に接続されている。
【００６９】
図４Ｂに示された位置において、円形コンベア３が前方へ回転しており、そのため、処理ステーション５１が角度領域４１に入っている。同時に、処理ステーション５３は、角度領域４１に対応した排気段階を終了して、さらなる排気段階に割り当てられた後続の扇形部分４２に入っており、そこで処理ステーション５３は共転ポンプ装置７３に接続されている。扇形部分５１に対応した排気段階が終了したとき、この処理ステーション５３に接続されていたポンプ装置９２がこのステーションから切り離されて、次に、扇形部分４１に新しく入っていた処理ステーション５１に接続された。
【００７０】
ポンプ装置７１〜７３の接続および切り離しは、扇形部分４２を通過中か、または、この扇形部分に対応した排気段階の開始および終了時に同様に行われ、ポンプ装置９１および９２または７１、７２および７３は、それぞれの排気段階の期間中、循環的に接続されるか、または循環的に継続される。
【００７１】
図４Ａおよび図４Ｂを参照しながら説明した本発明の実施形態の代替として、個々の処理ステーションの代わりに、それぞれ少なくとも２つの処理ステーションからなる群をそれぞれ１つのポンプ装置に接続することも可能であり、この場合、これらの処理ステーションはそれぞれ群単位で排気される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１Ａ】本発明に従った回転装置の一実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】本発明に従った回転装置のさらなる実施形態を示す図である。
【図２】本発明に従った回転装置の部品の概略的平面図である。
【図３】本発明に従った回転装置の多段真空回路の一実施形態の真空回路図である。
【図４Ａ】複数の同等ポンプ装置を有する真空回路図のさらなる実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】複数の同等ポンプ装置を有する真空回路図のさらなる実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    回転装置
３    円形コンベア
４    回転軸
５１、５２・・・，５Ｎ    処理ステーション
７１〜７４    第１共転ポンプ装置
７２１、７２２、７４１、７４２    ルートポンプ
９１〜９６    第２固定ポンプ装置
１１    回転供給部
１３    環状分配器
１５    制御弁
１７    キャリヤフレーム
１９〜２３    真空管路
２５    キャリヤプレート
２６    軸受け
３０    圧力計測管
４０〜４７    角度範囲
【図１Ａ】
2005526915.tif 000003
【図１Ｂ】
2005526915.tif 000004
【図２】
2005526915.tif 000005
【図３】
2005526915.tif 000006
【図４Ａ】
2005526915.tif 000007
【図４Ｂ】
2005526915.tif 000008
【国際調査報告】
2005526915.tif 000009
2005526915.tif 000010
2005526915.tif 000011
2005526915.tif 000012
2005526915.tif 000013
2005526915.tif 000014