(57)【要約】本発明は、作業工具の被覆を、特に照射によって硬化させる方法に関する。三次元加工物の接近し難い領域にある被覆を簡単な要領で硬化させるために、前記加工物はプラズマ発生室内に置かれ、その中でプラズマが発生され、これによってその被覆を少なくとも部分的に硬化させる。
2005527356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物（１０２）をプラズマ発生室（１０４）内に置き、そして被覆（１００）を少なくとも部分的に硬化させるプラズマをプラズマ発生室（１０４）内で発生することを特徴とする
加工物（１０２）の被覆（１００）を硬化させる方法。
【請求項２】
被覆（１００）は放射線硬化性であり、そして該プラズマ内で被覆（１００）の硬化に適した放射線が発生されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
該プラズマの内部で、約５０ｎｍ乃至約８５０ｎｍの範囲、特に約５０ｎｍ乃至約７００ｎｍの範囲、好ましくは約１５０ｎｍ乃至約７００ｎｍの範囲、特に好ましくは約２００ｎｍ乃至約６００ｎｍの範囲の波長の電磁放射線が発生されることを特徴とする請求項１又は２の方法。
【請求項４】
少なくとも紫外線部分を含む電磁放射線によって硬化可能である被覆（１００）を該加工物が具備していることを特徴とする請求項３の方法。
【請求項５】
プラズマ発生室（１０４）内の圧力が高くても約１００Ｐａ、好ましくは高くても約１Ｐａ、特に高くても約０．１Ｐａの値に調節されることを特徴とする請求項１乃至４の一つの方法。
【請求項６】
プラズマ発生室（１０４）はプロセスガスとして窒素及び／又は希ガス、好ましくはアルゴン、を内部に持っていることを特徴とする請求項１乃至５の一つの方法。
【請求項７】
添加剤、例えば金属及び／又は金属ハロゲン化物が添加されているプロセスガスをプラズマ発生室（１０４）が内部に持っていることを特徴とする請求項１乃至６の一つの方法。
【請求項８】
少なくとも１個の入射装置（１３２、１３２'）を用いてプラズマ発生室（１０４）に電磁放射線を入射することによってプラズマが発生されることを特徴とする請求項１乃至７の一つの方法。
【請求項９】
マイクロ波放射線、好ましくは約１ＧＨｚ乃至１０ＧＨｚの範囲、特に約２ＧＨｚ乃至３ＧＨｚの範囲の周波数を持つマイクロ波放射線の入射によってプラズマが発生されることを特徴とする請求項８の方法。
【請求項１０】
該電磁放射線がマグネトロン（１４０）を用いて発生されることを特徴とする請求項８又は９の一つの方法。
【請求項１１】
電子サイクロトロン共鳴効果を発生するために磁場を発生させることを特徴とする請求項８乃至１０の一つの方法。
【請求項１２】
数個の入射装置（１３２、１３２'）を用いてプラズマ発生室（１０４）内へ電磁放射線を入射することを特徴とする請求項８乃至１１の一つの方法。
【請求項１３】
加工物（１０２）は、入口開口（１５４）を備えた内部空間（１５２）を有し、そして該電磁放射線が入口開口（１５４）を通って加工物（１０２）の内部空間（１５２）内に達するように少なくとも１個の入射装置（１３２）を使用してプラズマ発生室（１０４）内に該電磁放射線を入射することを特徴とする請求項８乃至１２の一つの方法。
【請求項１４】
硬化プロセスの間、イオン化ガスをプラズマ発生室（１０４）に供給することを特徴とする請求項１乃至１３の一つの方法。
【請求項１５】
該電磁放射線をプラズマ発生室（１０４）に入射する入射装置（１３２、１３２'）に近接している送入設備（１４４）を使用して、プラズマ発生室（１０４）に該イオン化ガスを供給することを特徴とする請求項１４の方法。
【請求項１６】
加工物（１０２）を前置室（１６０）へ運び入れ、硬化プロセスのために前置室（１６０）からプラズマ発生室（１０４）へ運ぶことを特徴とする請求項１乃至１５の一つの方法。
【請求項１７】
前置室（１６０）は、加工物（１０２）を運び入れた後に真空引きされることを特徴とする請求項１６の方法。
【請求項１８】
加工物（１０２）が前置室（１６０）内で、電磁放射線、特にマイクロ波放射線の照射を受けることを特徴とする請求項１６又は１７の一つの方法。
【請求項１９】
加工物（１０２）が、硬化プロセスの後でプラズマ発生室（１０４）から導出室（１６２）へ運ばれることを特徴とする請求項１乃至１８の一つの方法。
【請求項２０】
導出室（１６２）へ加工物（１０２）が運ばれる前に、導出室（１６２）が真空引きされることを特徴とする請求項１９の方法。
【請求項２１】
加工物（１０２）が非平面状に構成されていることを特徴とする請求項１乃至２０の一つの方法。
【請求項２２】
加工物（１０２）が少なくともアンダカット及び／又は少なくとも陰領域を有することを特徴とする請求項１乃至２１の一つの方法。
【請求項２３】
加工物（１０２）が電導性材料からなることを特徴とする請求項１乃至２２の一つの方法。
【請求項２４】
加工物（１０２）が金属材料からなることを特徴とする請求項１乃至２３の一つの方法。
【請求項２５】
加工物（１０２）がプラスチック材料及び／又は木材からなることを特徴とする請求項１乃至２４の一つの方法。
【請求項２６】
プラズマ発生室（１０４）は、プロセスガスとして窒素、ヘリウム及び／又はアルゴンを内部に持つことを特徴とする請求項１乃至２５の一つの方法。
【請求項２７】
プラズマ発生室（１０４）は、組成が硬化プロセス中に変化するプロセスガスを内部に持つことを特徴とする請求項１乃至２６の一つの方法。
【請求項２８】
硬化プロセス中にプラズマ内で発生される電磁放射線の重心が、硬化プロセスの第１段階中には第１の波長の処にあり、そして硬化プロセスの後寄りの第２段階中には、該第１の波長とは異なっている第２の波長の処にあるように、プロセスガスの組成が変わることを特徴とする請求項２７の方法。
【請求項２９】
該第２の波長は該第１の波長より短いことを特徴とする請求項２８の方法。
【請求項３０】
硬化プロセス中にプラズマ内で発生される電磁放射線の重心が、硬化時間が増大するにつれて短い波長へ移動するように、プロセスガスの組成が変えられることを特徴とする請求項２７乃至２９の一つの方法。
【請求項３１】
プラズマ発生室（１０４）は、プラズマが点火される時点で、アルゴン、好ましくは実質的にアルゴンのみを内部に持っていることを特徴とする請求項１乃至３０の一つの方法。
【請求項３２】
プラズマ発生室（１０４）に、１個又は数個の送入設備（１４４）を介して１種又は数種のガス及び／又は一つの混合ガスを供給することを特徴とする請求項１乃至３１の一つの方法。
【請求項３３】
数個の入射装置（１３２、１３２'）を用いて電磁放射線をプラズマ発生室（１０４）に入射することによりプラズマが発生され、入射装置（１３２、１３２'）の少なくとも２個は互いに異なる入射能力を有することを特徴とする請求項１乃至３２の一つの方法。
【請求項３４】
数個の入射装置（１３２、１３２'）を用いて電磁放射線をプラズマ発生室（１０４）に入射することによりプラズマが発生され、入射装置（１３２、１３２'）の少なくとも２個は異なる構造方式であることを特徴とする請求項１乃至３３の一つの方法。
【請求項３５】
少なくとも１個の反射体（２０２）が該プラズマ内で発生した電磁放射線を反射するためにプラズマ発生室（１０４）内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３４の一つの方法。
【請求項３６】
少なくとも１個の鏡箔がプラズマ発生室（１０４）内に反射体（２０２）として設けられていることを特徴とする請求項３５の方法。
【請求項３７】
プラズマ発生室（１０４）の境界壁の少なくとも一つの部分領域が反射体（２０２）として形成されていることを特徴とする請求項３５又は３６の方法。
【請求項３８】
少なくとも１個の反射体（２０２）が反射材料としてアルミニウム及び／又は特殊鋼を含むことを特徴とする請求項３５乃至３７の一つの方法。
【請求項３９】
少なくとも１個の反射体（２０２）がプラズマ発生室（１０４）から取り出すことができることを特徴とする請求項３５乃至３８の一つの方法。
【請求項４０】
ガスが１個又は数個の排気設備（２０８）によりプラズマ発生室（１０４）から吸い出されることを特徴とする請求項１乃至３９の一つの方法。
【請求項４１】
プラズマ発生室（１０４）内の圧力が、絞り弁（２００）を備えた少なくとも一つの排気設備（２０８）を使用して変えられることを特徴とする請求項１乃至４０の一つの方法。
【請求項４２】
加工物（１０２）が、少なくとも部分的に電気絶縁された支持台（２１２）を使用してプラズマ発生室（１０４）の境界壁から電気的に隔離されることを特徴とする請求項１乃至４１の一つの方法。
【請求項４３】
加工物（１０２）が、プラズマ発生室（１０４）の境界壁の電位とは異なる電位を有することを特徴とする請求項１乃至４２の一つの方法。
【請求項４４】
加工物（１０２）が、電導性の支持台によりプラズマ発生室（１０４）の境界壁と電導的に連絡されることを特徴とする請求項１乃至４３の一つの方法。
【請求項４５】
加工物（１０２）が、プラズマ発生室（１０４）の境界壁と同じ電位を有することを特徴とする請求項１乃至４４の一つの方法。
【請求項４６】
加工物（１０２）が、地電位に置かれることを特徴とする請求項１乃至４５の一つの方法。
【請求項４７】
少なくとも紫外線部分を含む電磁放射線によって、又は熱により、又は少なくとも紫外線部分を含む電磁放射線と熱との組合せによって硬化可能である被覆（１００）を加工物（１０２）が具備していることを特徴とする請求項１乃至４６の一つの方法。
【請求項４８】
加工物（１０２）が、プラズマ内には発生しない電磁放射線の照射をプラズマ発生の前、間及び／又は後に受けることを特徴とする請求項１乃至４７の一つの方法。
【請求項４９】
加工物（１０２）が、プラズマ内には発生しないマイクロ波放射線及び／又は赤外放射線の照射をプラズマ発生の前、間及び／又は後に受けることを特徴とする請求項４８の方法。
【請求項５０】
加工物（１０２）が、プラズマ発生の前後、及び／又は間で乾燥されることを特徴とする請求項１乃至４８の一つの方法。
【請求項５１】
大気圧よりも低い圧力、好ましくは約２０００Ｐａ乃至５００００Ｐａの範囲の圧力に加工物（１０２）がプラズマ発生の前に曝されることを特徴とする請求項１乃至５０の一つの方法。
【請求項５２】
プラズマ発生中に加工物（１０２）が曝される圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力に加工物（１０２）がプラズマ発生の前に曝されることを特徴とする請求項１乃至５１の一つの方法。
【請求項５３】
プラズマ発生室（１０４）内に磁場を発生させることを特徴とする請求項１乃至５２の一つの方法。
【請求項５４】
磁場の強さが硬化プロセス中に変えられることを特徴とする請求項５３の一つの方法。
【請求項５５】
プラズマ発生室（１０４）内で、硬化プロセスを開始した後で磁場を初めて発生させることを特徴とする請求項５３又は５４の一つの方法。
【請求項５６】
磁場の強さがプラズマ発生室（１０４）内で空間的に変わることを特徴とする請求項５３乃至５５の一つの方法。
【請求項５７】
請求項１乃至５６の一つの方法によって硬化された被覆（１００）を具備した加工物。
【請求項５８】
装置（１２２）がプラズマ発生室（１０４）、加工物（１０２）をプラズマ発生室（１０４）に運び入れるための設備（１７０）及びプラズマ発生室（１０４）内にプラズマを発生させるための設備（１３２、１３２'、１３６、１４０）を有することを特徴とする加工物（１０２）の被覆（１００）、特に放射線硬化性被覆（１００）を硬化するための装置。
【請求項５９】
約５０ｎｍ乃至約８５０ｎｍの範囲、特に約５０ｎｍ乃至約７００ｎｍの範囲、好ましくは約１５０ｎｍ乃至約７００ｎｍの範囲、特に好ましくは約２００ｎｍ乃至約６００ｎｍの範囲の波長の電磁放射線を放出するプラズマがプラズマ発生室（１０４）内で発生されることができる請求項５８の装置。
【請求項６０】
プロセスガスの圧力がプラズマ発生室（１０４）内において、高くても約１００Ｐａ、好ましくは高くても約１Ｐａ、特に高くても約０．１Ｐａの値に制御されることを特徴とする請求項５８又は５９の一つの装置。
【請求項６１】
プラズマ発生室（１０４）が、プロセスガスとして窒素又は希ガス、好ましくはアルゴン、を内部に持っていることを特徴とする請求項５８乃至６０の一つの装置。
【請求項６２】
装置（１２２）が、プラズマ発生室（１０４）内へ電磁放射線を入射するための入射装置（１３２、１３２'）を少なくとも一つ有することを特徴とする請求項５８乃至６１の一つの装置。
【請求項６３】
入射装置（１３２、１３２'）を使用して、好ましくは約１ＧＨｚ乃至１０ＧＨｚの範囲、特に約２ＧＨｚ乃至３ＧＨｚの範囲の周波数を持つマイクロ波放射線をプラズマ発生室（１０４）内へ入射することができることを特徴とする請求項６２の装置。
【請求項６４】
装置（１２２）が、電磁放射線を発生するための設備（１４０）を有することを特徴とする請求項６２又は６３の一つの装置。
【請求項６５】
装置（１２２）が、プラズマ発生室（１０４）内に磁場を発生するための設備（１３８）を有することを特徴とする請求項６２乃至６４の一つの装置。
【請求項６６】
装置（１２２）が、プラズマ発生室（１０４）内へ電磁放射線を入射するための数個の入射装置（１３２、１３２'）を有することを特徴とする請求項６２乃至６５の一つの装置。
【請求項６７】
少なくとも一つの入射装置（１３２'）が、この入射装置（１３２'）を使用してプラズマ発生室（１０４）へ入射された電磁放射線が入口開口（１５４）を通って、プラズマ発生室（１０４）内に置かれた加工物（１０２）の内部空間（１５２）内に到達するように配置され方向付けされていることを特徴とする請求項６２乃至６６の一つの装置。
【請求項６８】
装置（１２２）が、プラズマ発生室（１０４）内へイオン化ガスを供給するための送入設備（１４４）を少なくとも一つ有することを特徴とする請求項５８乃至６７の一つの装置。
【請求項６９】
プラズマ発生室（１０４）に電磁放射線を入射できる入射装置（１３２、１３２'）に近接して送入設備（１４４）が設けられていることを特徴とする請求項６８の装置。
【請求項７０】
装置（１２２）が、硬化プロセスの前に加工物（１０２）を受け入れるための前置室（１６０）を有することを特徴とする請求項５８乃至６９の一つの装置。
【請求項７１】
前置室（１６０）が真空引き可能であることを特徴とする請求項７０の装置。
【請求項７２】
前置室（１６０）内で加工物（１０２）に電磁放射線、特にマイクロ波放射線を照射する設備（１３２、１３６、１４０）を前置室（１６０）が備えていることを特徴とする請求項７０又は７１の一つの装置。
【請求項７３】
加工物（１０２）を前置室（１６０）からプラズマ発生室（１０４）内へ運ぶための運搬装置（１７０）、好ましくはローラコンベヤを装置（１２２）が有することを特徴とする請求項７０乃至７２の一つの装置。
【請求項７４】
装置（１２２）が、硬化プロセスの後で加工物（１０２）を受け入れるための導出室（１６２）を有することを特徴とする請求項５８乃至７３の一つの装置。
【請求項７５】
導出室（１６２）が真空引き可能であることを特徴とする請求項７４の装置。
【請求項７６】
加工物（１０２）をプラズマ発生室（１０４）から導出室（１６２）内へ運ぶための運搬装置（１７０）、好ましくはローラコンベヤを装置（１２２）が有することを特徴とする請求項７４又は７５の一つの装置。
【請求項７７】
該装置が、非平面状の加工物（１０２）の被覆（１００）を硬化させるように構成されていることを特徴とする請求項５８乃至７６の一つの装置。
【請求項７８】
該装置が、少なくともアンダカット及び／又は少なくとも陰領域を持つ加工物（１０２）の被覆（１００）を硬化させるように構成されていることを特徴とする請求項５８乃至７７の一つの装置。
【請求項７９】
該装置が、導電性材料からなる加工物（１０２）の被覆（１００）を硬化させるように構成されていることを特徴とする請求項５８乃至７８の一つの装置。
【請求項８０】
該装置が、金属材料からなる加工物（１０２）の被覆（１００）を硬化させるように構成されていることを特徴とする請求項５８乃至７９の一つの装置。
【請求項８１】
該装置が、プラスチック材料及び／又は木材からなる加工物（１０２）の被覆（１００）を硬化させるように構成されていることを特徴とする請求項５８乃至８０の一つの装置。
【請求項８２】
プロセスガスとして窒素、ヘリウム及び／又はアルゴンがプラズマ発生室（１０４）に供給可能であることを特徴とする請求項５８乃至８１の一つの装置。
【請求項８３】
プラズマ発生室（１０４）が、硬化プロセス中に組成が変化するプロセスガスを内部に持つことを特徴とする請求項５８乃至８２の一つの装置。
【請求項８４】
硬化プロセス中にプラズマ内で発生される電磁放射線の重心が、該硬化プロセスの第１段階中には第１の波長の処にあり、そして硬化プロセスの後寄りの第２段階中には、該第１の波長とは異なる第２の波長の処にあるように、プロセスガスの組成が変わることを特徴とする請求項８３の装置。
【請求項８５】
該第２の波長が該第１の波長より短いことを特徴とする請求項８４の装置。
【請求項８６】
硬化プロセス中にプラズマ内で発生される電磁放射線の重心が、硬化時間が増大するにつれて短い波長へ移動するように、プラズマ発生室（１０４）内のプロセスガスの組成が変えられることを特徴とする請求項８３乃至８５の一つの装置。
【請求項８７】
プラズマ発生室（１０４）は、プラズマが点火される時点で、アルゴン、好ましくは実質的にアルゴンのみを内部に持っていることを特徴とする請求項５８乃至８６の一つの装置。
【請求項８８】
プラズマ発生室（１０４）に１種又は数種のガス及び／又は一つの混合ガスを供給する１個又は数個の送入設備（１４４）を該装置が有することを特徴とする請求項５８乃至８７の一つの装置。
【請求項８９】
プラズマ発生室（１０４）に電磁放射線を入射することによってプラズマを発生させる数個の入射装置（１３２、１３２'）を該装置が有し、入射装置（１３２、１３２'）の少なくとも２個が互いに異なる入射能力を有することを特徴とする請求項５８乃至８８の一つの装置。
【請求項９０】
該装置が、プラズマ発生室（１０４）に電磁放射線を入射することによってプラズマを発生させる数個の入射装置（１３２、１３２'）を有し、入射装置（１３２、１３２'）の少なくとも２個が異なる構造方式であることを特徴とする請求項５８乃至８９の一つの装置。
【請求項９１】
該プラズマ内で発生された電磁放射線を反射するために少なくとも１個の反射体（２０２）がプラズマ発生室（１０４）内に備えられていることを特徴とする請求項５８乃至９０の一つの装置。
【請求項９２】
プラズマ発生室（１０４）内に少なくとも１個の鏡箔が反射体として備えられていることを特徴とする請求項９１の装置。
【請求項９３】
プラズマ発生室（１０４）の境界壁の少なくとも一つの部分領域が反射体（２０２）として形成されていることを特徴とする請求項９１又は９２の一つの装置。
【請求項９４】
少なくとも１個の反射体（２０２）が反射材料としてアルミニウム及び／又は特殊鋼を含むことを特徴とする請求項９１乃至９３の一つの装置。
【請求項９５】
少なくとも１個の反射体（２０２）がプラズマ発生室（１０４）から取り出すことができることを特徴とする請求項９１乃至９４の一つの装置。
【請求項９６】
該装置が、プラズマ発生室（１０４）からガスを吸い出すために１個又は数個の排気設備（２０８）を有することを特徴とする請求項５８乃至９５の一つの装置。
【請求項９７】
該装置が、少なくとも絞り弁（２００）を備えた排気設備（２０８）をプラズマ発生室（１０４）の圧力を変えるために有することを特徴とする請求項５８乃至９６の一つの装置。
【請求項９８】
加工物（１０２）をプラズマ発生室（１０４）の境界壁から電気的に隔離する少なくとも部分的に電気絶縁された支持台（２１２）を装置が有することを特徴とする請求項５８乃至９７の一つの装置。
【請求項９９】
加工物（１０２）が、プラズマ発生室（１０４）の境界壁の電位とは異なる電位を有することができることを特徴とする請求項５８乃至９８の一つの装置。
【請求項１００】
加工物（１０２）をプラズマ発生室（１０４）の境界壁に電導的に連絡する電導性の支持台（２１２）を該装置が有することを特徴とする請求項５８乃至９９の一つの装置。
【請求項１０１】
加工物（１０２）がプラズマ発生室（１０４）の境界壁と同じ電位におかれ得ることを特徴とする請求項５８乃至１００の一つの装置。
【請求項１０２】
加工物（１０２）が地電位におかれ得ることを特徴とする請求項５８乃至１０１の一つの装置。
【請求項１０３】
少なくとも紫外線部分を含む電磁放射線によって、又は熱により、又は少なくとも紫外線部分を含む電磁放射線と熱との組合せによって硬化可能である加工物（１０２）の被覆（１００）を硬化させるように該装置が構成されていることを特徴とする請求項５８乃至１０２の一つの装置。
【請求項１０４】
プラズマ内には発生しない電磁放射線、好ましくはマイクロ波放射線及び／又は赤外線を加工物（１０２）にプラズマ発生の前、間及び／又は後に照射するための設備を有することを特徴とする請求項５８乃至１０３の一つの装置。
【請求項１０５】
プラズマ発生の前後、及び／又は間に加工物（１０２）を乾燥する設備を該装置が有することを特徴とする請求項５８乃至１０４の一つの装置。
【請求項１０６】
大気圧よりも低い圧力、好ましくは約２０００Ｐａ乃至５００００Ｐａの範囲の圧力に加工物（１０２）をプラズマ発生の前に曝す設備を該装置が有することを特徴とする請求項５８乃至１０５の一つの装置。
【請求項１０７】
プラズマ発生中に加工物（１０２）が曝される圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力に加工物（１０２）をプラズマ発生の前に曝す設備を該装置が有することを特徴とする請求項５８乃至１０６の一つの装置。
【請求項１０８】
プラズマ発生室（１０４）内に磁場を発生させる設備を該装置が有することを特徴とする請求項５８乃至１０７の一つの装置。
【請求項１０９】
磁場発生設備によって硬化プロセス中に発生された磁場の強さが変更可能であることを特徴とする請求項１０８の装置。
【請求項１１０】
プラズマ発生室（１０４）内の磁場の発生が、硬化プロセスの開始に対して遅らせることができることを特徴とする請求項１０８又は１０９の一つの装置。
【請求項１１１】
磁場発生設備によってプラズマ発生室（１０４）内に発生される磁場の強さが空間的に変更可能であることを特徴とする請求項１０８乃至１１０の一つの装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工物の被覆、特に放射線硬化性被覆を硬化させる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外光の照射を受けて硬化する材料からなる被覆を加工物に付け、そのように被覆された加工物に引き続いて紫外線の照射を受けさせることは、技術水準に基づいて知られている。
【０００３】
加工物、例えば自動車ボデーを紫外線硬化性透明ラッカーで被覆し、そしてその加工物に紫外光を照射してこの被覆を硬化させることが特に知られている。
【０００４】
このような紫外線硬化性透明ラッカーは、特に高い引っ掻き傷抵抗性に特徴がある。
【０００５】
紫外線硬化性被覆を硬化させる既知の方法及び装置では、被覆された加工物は紫外放射ランプから出る紫外光の照射を受ける。
【０００６】
被覆加工物がアンダカット領域及び陰領域を持つ複雑な三次元の幾何学的配置を有すると、加工物の全ての被覆表面を紫外放射ランプによって照らすことができるように加工物に対して相対的に動くことのできる手持ち装置付き紫外放射ランプを組み入れる必要がある。紫外放射ランプは嵩張るから、そのような手持ち装置の使用それ自体では、各アンダカット領域又はそれ以外で陰になる領域にも紫外光を到達させることができない。被覆の紫外光不到達領域は硬化させることができず、これは、加工物の使用寿命中に硬化されていない被覆の構成成分が蒸発し、健康に害のある悪臭負荷の長期間発生を引き起こす。
【０００７】
この問題を取り扱うために、紫外線によっても熱供給によっても硬化できるハイブリッド塗装システムを使用することが知られている。このようなハイブリッド塗装システムは、紫外放射ランプが良好に接近できる加工物の領域を紫外線照射により、並びに接近し難い加工物の領域を熱対流により硬化させることを可能とする。このようなハイブリッド塗装システムの無欠陥硬化のために、２個の全く異なった方法処置、即ち紫外照射及び熱対流硬化が順次行われなければならず、これは紫外放射ランプも適当な加熱装置も硬化装置に持たせなければならないので、結果として大きな時間消費及び装置的経費を有するという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明は、三次元的な加工物の接近し難い領域の被覆も簡単な要領で硬化させることを可能とする、特に放射線硬化性の、被覆を硬化させる方法を創出するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１の前提部分の構成を備えた方法において、本発明に従い、加工物がプラズマ発生室の中に置かれ、そしてそのプラズマ発生室内においてプラズマが発生され、そのプラズマによって被覆が少なくとも部分的に硬化されることによって解決される。
【００１０】
本発明による解決策は、プラズマが被覆の硬化に使用できるという知見に基づいている。加工物自体がプラズマ発生室内に置かれ、そして加工物が発生プラズマ内に存在することによって、加工物の全表面の被覆は、接近しがたい内部表面の被覆も又、硬化されることができる。
【００１１】
プラズマは、被覆が放射線硬化性であると共にプラズマ内において被覆の硬化に適した放射線が発生されるということによって特に被覆の硬化を生じさせることができる。
【００１２】
加工物自体がプラズマ発生室内に置かれており、その加工物が発生したプラズマ内にあるということによって、プラズマから放射された放射線が種々の側面から加工物に達することができる。特に、プラズマは加工物の内部空間内においても発生され、そのためこの中空空間の境界面が中空空間自体から、被覆の硬化に適した放射線の照射を受ける。このようにして、被覆硬化に適した放射線は、加工物の任意の被覆表面のそれぞれに到達し、特に加工物のアンダカット領域又は陰領域に達し、その結果、このために複雑で高価な手持ち装置を必要とすることなく、加工物面にある放射線硬化性被覆を完全に硬化されることができる。
【００１３】
被覆はプラズマによって実質的に全部硬化されるのが好ましい。この場合、本発明による方法は、唯一のプロセスステップ、即ちプラズマ硬化を必要とし、そのため本発明による硬化方法は省時間で、且つ少ない装置上の出費で実施できる。
【００１４】
加えて、被覆は放射線硬化性であれば十分であり、被覆は特に同時に熱硬化性である必要がなく、従って複雑なハイブリッド塗装システムを使用しなくても良い。
【００１５】
熱硬化性を断念することによって、被覆には、高い品質、特に高い引っ掻き傷抵抗性を有する放射線硬化性材料が使用できる。
【００１６】
本発明による方法におけるプラズマは、プラズマ発生室内において、加工物によって占められない空間を常に占めるので、加工物の幾何学的配置の変更はプロセス進行に対する影響が小さいか又は全く無い。
【００１７】
被覆の硬化は照射によって行われ、そして熱対流によっては行われず、少なくとも排他的には行われないので、加工物全体が被覆の硬化のために加熱される必要がない。そうすることによって、硬化のために必要なエネルギー消費が明らかに削減される。
【００１８】
プラズマ硬化プロセスの前、間又は後で、別の熱硬化プロセス、例えば熱対流及び／又は赤外線照射による熱硬化プロセスを組み入れることができる。
【００１９】
発明の好適な形態において、少なくとも紫外線部分を含む電磁放射線がプラズマの中で発生されるようにされる。
【００２０】
この明細書及び添付の請求範囲において、「紫外線」は１ｎｍ乃至４００ｎｍの範囲の波長を持つ電磁放射線と解される。
【００２１】
プラズマが発生するプロセスガスの構成及びプラズマ内へのエネルギー入射並びにプラズマの作動圧力を適切に選択することによって、プラズマ内に発生する電磁放射線の波長領域及び線量に影響を及ぼすことができる。
【００２２】
１００ｎｍより下の波長を持つ非常に短い放射線の構成部分は、硬化被覆の毀損を防止するためにできるだけ小さく保持されるべきである。
【００２３】
更に、硬化被覆の品質に対して、被覆がプラズマの照射に曝される経過時間を長くても約１２０秒、好ましくは長くても約９０秒に限界付けることが有利であることが実証されている。
【００２４】
プラズマが約５０ｎｍ乃至約８５０ｎｍの範囲、特に約５０ｎｍ乃至約７００ｎｍの範囲、好ましくは約１５０ｎｍ乃至約７００ｎｍの範囲、特に好ましくは２００ｎｍ乃至約６００ｎｍの領域の電磁放射線を放出するようにプラズマが生成されるのが好ましい。
【００２５】
特に、プラズマから放出される放射線が、少なくとも紫外線、好ましくは約２００ｎｍ乃至約４００ｎｍの範囲の紫外線部分を放出すると有利である。
【００２６】
加工物は、プラズマから放出される放射線によって硬化され得る放射線硬化性被覆を備えているのが好ましい。
【００２７】
特に、加工物が、紫外領域の部分を少なくとも含み、好ましくは約２００ｎｍ乃至約４００ｎｍの範囲の電磁放射線によって硬化可能である被膜を備えていると有利である。
【００２８】
被覆硬化のために適した放射線の高線量を放出するプラズマを発生するために、プラズマ発生室内の圧力が、最高で約１００Ｐａ、好ましくは最高で約１Ｐａ、特に最高で約０．１Ｐａの値に調節されると、特に有利であると実証されている。
【００２９】
更に、かかる低圧力での作業は、被覆硬化が実質的に酸素排除下で実施されるという利点を示している。酸素は被覆の架橋反応に対して抑制物質として働くので、被覆の硬化は真空下で迅速に進行することができ、及び／又はプラズマ内に供給すべき電力が、酸素雰囲気中で進行する架橋反応に比べて削減することができる。
【００３０】
プラズマが生成されるプロセスガスとして、化学的に不活性でイオン化し易いガスが使用されるべきであろう。
【００３１】
プラズマ発生室が、プロセスガスとして窒素及び／又は希ガス、好ましくはアルゴンを含むと特に有利であると実証されている。
【００３２】
更に、プロセスガスに、金属、例えば水銀、又は金属のハロゲン化物、例えばフッ化オスミウムＯｓＦ７又はフッ化イリジウムＩｒＦ６が混ぜられると、使用可能な放射線の産量を増大するために有利である。
【００３３】
プラズマは、プラズマ発生室に静電場を付与することにより、及び／又は交番電磁場がプラズマ発生室内に入射されることによって基本的に発生される。
【００３４】
好ましくは、少なくとも一つの入射装置を用いてプラズマ発生室内に電磁放射線を入射することによりプラズマが発生するようにされる。
【００３５】
プラズマ発生室内に入射されるこの電磁放射線の周波数は、マイクロ波領域又は高周波領域内にあるようにできる。
【００３６】
そこで、この明細書及び添付の請求の範囲において、マイクロ波放射線は３００ＭＨｚ乃至３００ＧＨｚの範囲の周波数を持つ電磁放射線と解され、そして高周波放射線は、３ｋＨｚ乃至３００ＭＨｚの周波数を持つ電磁放射線と解される。
【００３７】
マイクロ波放射線の使用は、高線量の紫外線を発生するために特に適していることが実証されている。
【００３８】
従って発明の好適な形態では、プラズマが、マイクロ波放射線、好ましくは約１ＧＨｚ乃至約１０ＧＨｚの範囲、特に約２ＧＨｚ乃至約３ＧＨｚの範囲の周波数を持つマイクロ波放射線を入射することによって発生されるようにされる。
【００３９】
入射すべき電磁放射線は特にマグネトロンによって発生することができる。
【００４０】
入射された電磁放射線のイオン化作用を高めるために、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）効果を生ずるための磁場が生ずるようにすることができる。ここでは、例えば磁石コイル装置によって静磁場が生成され、これはプラズマ発生室の内部において、プラズマ発生室内に入射された交番電磁場の軸芯に対して略平行に向いている。磁場の強さは、電子のサイクロトロン周波数が磁場において入射電磁放射線の周波数に対応するように調節される。この共鳴ケースにおいては、プラズマ発生室内の自由電子は、交番電磁場から特に多くのエネルギーを受け取り、これはプロセスガスの特に効率的なイオン化を齎す。
【００４１】
プラズマの種々の位置でそれぞれ可能な限り高いイオン密度を発生するために、加工物に対して好ましくは種々の位置に配置される数個の入射装置を用いて電磁放射線がプラズマ発生室内に入射されるようにすることもできる。
【００４２】
被処理加工物が入口開口を備えた内部空間を有するときは、電磁放射線がその入口開口を通って加工物の内部空間に達するように、少なくとも一つの入射装置によって電磁放射線がプラズマ発生室内に入射されるのが有利である。そうすることによって、加工物の内部空間内にも高いイオン密度を有し且つ対応する高い紫外放射を行うプラズマが発生され、その結果内部空間の境界面の被覆を迅速に硬化させ得ることが保証される。
【００４３】
加工物で自動車ボデーが問題のときは、自動車ボデーの塗装に際しその内部空間内に達して上塗りラッカーを硬化させることが特に重要である。これは本発明による方法では、電磁放射線用入射装置が自動車ボデーの窓開口に対向して配置され、入射装置によって発生された放射線場の軸芯が当該の窓開口を通って自動車ボデーの内部空間内を指向することによって容易に行われる。
【００４４】
発明の好適な形態では、イオン化されるガスが硬化プロセス中にプラズマ発生室内へ供給されるようになっている。
【００４５】
イオン化するガスは特に窒素又は希ガス、例えばアルゴンである。
【００４６】
イオン化されるガスを硬化プロセス中にプラズマ発生室へ連続的に供給することによって、プラズマ発生室内で流れが発生し、イオン化されたガス粒子及び／又はイオン化されたガス粒子との衝突によって励起されたガス粒子がその流れによって、入射電磁放射線が進入到達できず従ってプラズマが発生できない加工物の陰の領域に達することができる。
【００４７】
更に、プラズマ発生室内でのガス流の発生によって、できるだけ均一で等方性のプラズマ状態が実現され、そしてそれによって被覆硬化に適した放射線の位置及び方向に依存しない線量が得られる。
【００４８】
特に、電磁放射線をプラズマ発生室内へ入射する入射装置に隣接している送入設備によって、イオン化するガスがプラズマ発生室へ供給されると有利である。プラズマ発生室内で分配される前のガスが、電磁放射線の供給位置にできるだけ近接して案内されて通過すれば、導入されたガス内で特に高いイオン密度が発生し、これがガス流によって連続的にプラズマ発生室全体に分配される。
【００４９】
本発明による方法を特に省時間で実施できるようにするために、加工物は硬化プロセス前に前置室へ運び入れられ、そこで前処理が施され、そして硬化プロセスのために前置室からプラズマ発生室へ運ばれるようにすることができる。
【００５０】
特に、前置室は加工物の搬入後に真空引きされ、この場合前置室は内部で加工物の周囲圧力が大気圧からプラズマ発生室の作業圧力に低下される導入室として役立つようにすることができる。
【００５１】
前置室を真空引きすることによって、被覆内に含まれている溶剤の予蒸発を生じ、その結果硬化する被覆の予乾燥が前置室内で前もって生ずるに至る。
【００５２】
これの代わりに又はこれを補完するものとして、加工物は前置室内で、電磁放射線、特にマイクロ波放射線の照射を受ける。硬化される被覆はここで特に、電磁放射線からエネルギーを直接吸収することによって予乾燥される。これの代わりに又はこれを補完するものとして、被覆の最初の硬化反応を前もって発生させるために、被覆硬化に適した放射線を放射するプラズマを前置室内に前もって発生することも可能である。
【００５３】
更に、加工物は硬化プロセスの後で、プラズマ発生室から出されて導出室へ運ばれるようにすることができる。
【００５４】
特に、加工物を導出室へ搬入する前に導出室は排気されてプラズマ発生室の作業圧力になるようにすることができる。
【００５５】
加工物を導出室へ搬入した後で導出室は通気されることができ、即ち導出室内の圧力は大気圧へ回復され、そして加工物は続いて導出室から取り出される。
【００５６】
請求項２１は、本発明の方法によって硬化された被覆を持つ加工物を対象としている。
【００５７】
加工物は、全ての任意の、特に金属材料及び／又は非金属材料から構成することができる。
【００５８】
特に、加工物は例えば、鋼鉄、プラスチック又は木材から作ることができる。
【００５９】
発明による方法は特に、非平面に及び／又は三次元的に構成された加工物の被覆を硬化させるのに良く適している。
【００６０】
非平面の加工物は、その被覆面が全てで同一面になく互いに異なっている、特に互いに非平行の面内にあり、及び／又は平坦に構成されていない加工物である。
【００６１】
特に、非平面加工物は、面法線が互いに逆方向に向いている被覆面を持つことがある。
【００６２】
特に、本発明の方法は、少なくとも被覆されたアンダカット及び／又は被覆陰領域を有する加工物の被覆の硬化に適している。
【００６３】
加工物の陰領域とは、点状又は平らな光源を用いて加工物を照らすときに、光源から出る光の光路が直接到達しない領域と解される。
【００６４】
本発明による方法は、電導性材料を含み、好ましくは１以上の電導性材料から完全に構成される加工物の被覆の硬化に適している。
【００６５】
特に、加工物は金属材料を含みそして好ましくは１以上の金属材料から完全に構成されるようにすることができる。
【００６６】
しかしながらこれに代えて又はこれを補完して、加工物はプラスチック材料及び／又は木材を含み、好ましくは全部が１以上のプラスチック材料から乃至は全部が木材から構成されるようにすることもできる。
【００６７】
プラズマ発生室は、内部でプラズマが発生されるプロセスガスとして単一ガス又は数種のガスの混合体を内部に持っている。
【００６８】
プラズマ発生室が、プロセスガスとして、窒素、ヘリウム及び／又はアルゴンを内部に有すると特に好適であることが実証されている。
【００６９】
アルゴンは、プラズマの点火及び安定化に特に適している。
【００７０】
ヘリウムは特に紫外スペクトルの長波領域で独特の強度ピークを生ずる。
【００７１】
窒素は紫外スペクトルの広い領域で中程度乃至高い強度を生ずる。
【００７２】
特に、プラズマ発生室は、硬化プロセス中に組成が変化するプロセスガスを中に持つようにすることができる。
【００７３】
従って例えば、硬化プロセス中にプラズマ内で発生する電磁放射線の重心が、硬化プロセスの第１段階で第１波長の処にあり、そして硬化プロセスの後寄りの第２段階中には第１波長とは異なる第２波長の処にあるようにすることができる。
【００７４】
特に第２波長が第１波長よりも小さいと有利である。
【００７５】
そうすることによって、加工物の被覆が全厚さに亘って完全硬化するに特に適している長波領域に重心のある電磁放射線を硬化プロセスの第１段階において発生することが実現される。
【００７６】
重心が短い波長領域にあり、そのため特に被覆の自由表面に近い上塗りを硬化させるのに特に適している電磁放射線が硬化プロセスの第２段階中に発生する。
【００７７】
従って、本発明方法の好適な形態では、硬化プロセス中にプラズマ内で発生する電磁放射線の重心が硬化時間が増大するにつれて短い波長領域へ移動するように硬化プロセス中のプロセスガスの組成が変わるようにされる。
【００７８】
従って、プラズマ発生室内において約６０秒間の硬化プロセスの第１段階の間にガス供給の適切な制御によって、約２０体積パーセントのアルゴンと残りのヘリウムを含むプロセスガスの組成が調節される。このプロセスガスの組成は、プラズマ内で発生した電磁放射線のスペクトルの重心が長い波長の紫外領域にあるようにする。
【００７９】
後に続く、例えば３０秒間の硬化プロセスの第２段階では、プラズマ内で発生する電磁放射線のスペクトルの重心を短い波長へ移動するようにこのガス混合物に窒素が加えられる。
【００８０】
更に、プラズマが点火される時点でプラズマ発生室がアルゴンを含んでいると、特に有利であることが実証されている。アルゴンはプラズマ形成の点火ガスとして、そしてプラズマの安定化のために特に適している。
【００８１】
従って、本発明方法の好適な形態では、プラズマが点火される時点で、プラズマ発生室は実質的にアルゴンのみを含むようにされる。
【００８２】
望ましいプロセスガスの組成を得るために、１個又は数個の送入設備を介して１個又は数個のガス及び／又は混合ガスがプラズマ発生室へ供給されることができる。
【００８３】
プラズマ発生室内の放射線分布を、複雑で非平面の加工物の幾何学的配置に適合できるようにするために、数個の入射装置を用いてプラズマ発生室内へ電磁放射線を入射することによってプラズマが発生されるようにすることができ、ここでは硬化プロセス中に加工物の重心を通る水平面によってプラズマ発生室を２個の半室に分割されたときに、２個の半室のそれぞれに少なくとも一つの入射装置があるように入射装置が配設されている。
【００８４】
これに代えて又はこれを補完して、硬化プロセス中に加工物の重心を通る鉛直面によってプラズマ発生室を２個の半室に分割するとき、２個の半室のそれぞれに少なくとも一つの入射装置があるようにすることができる。
【００８５】
プラズマ発生室内における放射線分布を、複雑で非平面の加工物の幾何学的配置と空間的に変わる被覆厚さとに良好に適合させるために、数個の入射装置を用いてプラズマ発生室内へ電磁放射線を入射することによってプラズマが発生し、そこでは少なくとも２個の入射装置が互いに異なる入射能力を有するようにすることができる。
【００８６】
従って特に、大きい厚さの被覆を有する加工物の領域の傍に高い入射能力を持つ入射装置が配置されるようにでき、他方小さい厚さの被覆を有する加工物の領域の傍に小さい入射能力を持つ入射装置が配置できる。
【００８７】
更に、数個の入射装置を用いて電磁放射線をプラズマ発生室内へ入射することによってプラズマが発生し、少なくとも２個の入射装置が異なる構造方式を持つようにすることができる。
【００８８】
従って、例えば一つの入射装置はＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマ源として、そして他の送入装置は高周波−平行板−プラズマ装置として構成されることができる。
【００８９】
プラズマ発生室内の放射線分布を一様に及び／又は所定の加工物の幾何学的配置に出来る限り良好に適合できるように、プラズマ内に発生した電磁放射線を反射するためにプラズマ発生室内に少なくとも一つの反射体を備えるようにすることができる。
【００９０】
特にプラズマ発生室内に少なくとも一つの鏡箔が反射体として設けることができる。
【００９１】
これに代えて又はこれを補完するものとして、プラズマ発生室の境界壁の少なくとも部分領域が反射体として構成するようにすることができる。
【００９２】
少なくとも反射体が反射材料としてアルミニウム及び／又は特殊鋼を有すると特に有利であることが実証されている。
【００９３】
反射体を別の幾何学的配置の、及び／又は他の材料からなる他の反射体と簡単に置換できるように、少なくとも反射体がプラズマ発生室から取り出せると有利である。
【００９４】
プラズマ発生室内に望ましいプロセスガスの流れパターンを生成できるようにするために、プラズマ発生室から１以上の排気装置を通してガスが吸い出されるようにすることができる。
【００９５】
内部に配置された絞り弁を備えた少なくとも一つの排気装置によってプラズマ発生室内の圧力が変えられると、ガス供給が定常に保持される中でプラズマ発生室内の圧力が簡単な方法で変えることができる。
【００９６】
被覆された加工物の材料及び幾何学的配置に応じて、加工物がプラズマ発生室の境界壁の電位とは異なる電位を有し、及び／又はプラズマ発生室の境界壁の電位と同じ電位を有するのが有利となる。
【００９７】
本発明方法の特別の形態では、加工物が、少なくとも部分的に電気絶縁された支持台によって、プラズマ発生室の境界壁から電気的に隔離されるようになっている。
【００９８】
この方法のかかる形態によって、加工物がプラズマ発生室の境界壁の電位とは異なる電位を持つことが可能である。
【００９９】
これに代えて、加工物は電導性の支持台によってプラズマ発生室の境界壁に電気的に連絡されるようにすることも可能である。
【０１００】
これによって、加工物がプラズマ発生室の境界壁と同じ電位を持つようにすることが簡単な方法で可能である。
【０１０１】
更に、加工物及び／又はプラズマ発生室の境界壁が地電位にあるようにすることも可能である。
【０１０２】
加工物の電位をプラズマ発生室の境界壁に関して適切に選択することによって発生プラズマを安定化することができる。
【０１０３】
本発明の特別の形態では、更に、少なくとも紫外線の部分を含む電磁放射線によって、又は熱により、又は少なくとも紫外線の部分を含む電磁放射線と熱との組合せにより硬化可能である被覆を加工物が持つようにされる。
【０１０４】
かかる被覆は例えば、所謂「二重硬化ラッカー」として知られている。
【０１０５】
そのような被覆を使用することによって、プラズマ内に発生した電磁放射線によっては硬化されず又は不十分な程度にしか硬化されない加工物の被覆のその位置が熱供給によって十分に硬化されることが可能である。その際、熱供給は例えば赤外線により、又は対流により行われる。更に熱供給は、プラズマ内に発生した電磁放射線による硬化の前、最中及び／又は後に行われる。
【０１０６】
特に予乾燥又は後硬化の目的で、加工物は、プラズマ発生の前、最中及び／又は後に、プラズマ内では発生されない電磁放射線の照射を受けるようにすることが可能である。
【０１０７】
かかる放射線は、特にマイクロ波放射線及び／又は赤外線とすることができる。
【０１０８】
溶剤を含有する被覆の場合で被覆硬化時の泡形成を防止するために、加工物はプラズマ発生の前後、及び／又は最中に乾燥されるようにすることができる。
【０１０９】
そのような乾燥は、例えばマイクロ波放射線及び／又は赤外放射線の照射により行うことができる。
【０１１０】
これに代えて又はこれを補完するものとして、加工物はプラズマ発生の前に、大気圧より低い圧力、好ましくは約２０００Ｐａ乃至５００００Ｐａの範囲の圧力に曝されるようにすることができる。
【０１１１】
加工物をこのような低下圧力に曝すことによって、硬化する被覆からの溶剤の気化を生じせしめることができる。
【０１１２】
このような予乾燥用真空を発生させるための装置的な費用を小さく保持するために、加工物は、プラズマ発生中に加工物が曝される圧力よりも高く、大気圧よりも低い圧力にプラズマ発生前に曝されるようにするのが好ましい。
【０１１３】
更に、プラズマ発生室内における硬化プロセスの間に、プラズマの局所的なイオン化度とそれによるプラズマ発生室内の放射線分布に特に影響を及ぼす磁場が発生するようにすることができる。
【０１１４】
プラズマ発生室内の放射線分布に影響を及ぼすために役立つこの磁場は、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）効果の利用及びそれに伴うプラズマ発生に役立つ磁場とは独立して及び場合によってはこれに付加して発生される。
【０１１５】
硬化プロセスの間のプラズマ発生室内の局所的イオン化度及びそれに伴う放射線分布を変えられるように、本発明方法の特別の形態では、放射線分布に影響を及ぼす磁場の強度が硬化プロセス中に変えられるようになっている。
【０１１６】
特に、プラズマ発生室内の磁場は、硬化プロセスの開始後に先ず発生するようにされることができる。
【０１１７】
硬化プロセスの遅い段階で先ず発生するかかる磁場によって、特別に曝露されている加工物の位置の有効硬化時間を加工物の他側に比べて少なくするように特にすることができる。
【０１１８】
これは、透明のラッカー、特に白色のラッカーを使用する際に変色を防止するために特に有用である。
【０１１９】
プラズマ発生室内の局所的なイオン化度とこれに伴う放射線分布を、加工物の幾何学的配置と加工物の局所的被覆厚さにできるだけ良好に適合させるために、放射線分布に影響を及ぼす発生磁場の強度がプラズマ発生室内において空間的に変わるようにすることができる。
【０１２０】
特に、重い加工物の場合は、加工物をプラズマ発生室内へ運び入れそして硬化プロセスの後で運び出す供給装置が設けられると有利である。
【０１２１】
本発明は、加工物の接近し難い位置の被覆も簡単なやり方で硬化することを可能とする、加工物の被覆、特に放射線硬化性の被覆の硬化装置を作り出すという別の課題に基づいている。
【０１２２】
この課題は、請求項５８の前提部分の構成を備えた装置において、プラズマ発生室、プラズマ発生室へ加工物を搬入するための設備、及びプラズマ発生室内でプラズマを発生するための設備をその装置が有することによって本発明により解決される。
【０１２３】
プラズマ発生室内において発生されたプラズマは、放射線硬化性被覆の硬化に必要な放射線を特に放出することができる。
【０１２４】
本発明による装置の特別の形態は、本発明の方法の特別形態と関連してその効果が既に説明されている従属請求項５９乃至１１１の主題である。
【０１２５】
本発明の別の特徴的構成及び利点は、実施例の以下の説明及び図面指示によって示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１２６】
同一又は作用的に均等な要素は全図において同一の参照符号で示されている。
【０１２７】
図１において、プラズマ発生室１０４の中に置かれた加工物１０２の放射線硬化性被覆１００を硬化させる方法の作用原理が示されている。
【０１２８】
被覆１００は、紫外線の照射によって硬化可能な材料からできている。
【０１２９】
このような放射線硬化性材料の仕様は当該技術において知られており、屡々発表されている。そういうことで、これらの仕様は、例えば、モノマー、オリゴマー、及び／又はポリマーのような重合部分、場合によっては結合剤、１又は数個の光イニシエータ、並びに、場合によっては、別の一般的ラッカー添加剤、例えば溶剤、反応進行補助剤、粘着改良剤、例えば光保護剤、紫外線吸収剤のような安定剤、を含んでいる。
【０１３０】
適当なモノマーの例は、アクリル酸塩、場合によっては、ヒドロキシル基又はエポキシ基を含むアクリル酸塩である。重合可能な成分としては、更に、不飽和の、場合によっては官能化アミド、ポリエステル、ポリウレタン及びポリエーテルが機能を奏す。
【０１３１】
かかる放射線硬化性仕様は、例えば、以下の成分の混合によって準備できる。
８９．０部  ７５％のヘキサンジオールジアクリル酸塩中エポキシアクリル酸塩（これは、ベルギー国のウーツェーベー（ＵＣＢ）会社から登録商標エベクリル（Ｅｂｅｃｒｙｌ）６０４の名称で販売されている。）
１０．０部  ポリエチレングリコール−４００−ジアクリル酸塩（これは、ザルトマー（Ｓａｒｔｍｅｒ）会社から登録商標ザルトマー  エスアール（Ｓａｒｔｍｅｒ  ＳＲ）３４４の名称で販売されている。）
【０１３２】
１．０部  シリコンジアクリル酸塩（これは、ベルギー国のウーツェーベー（ＵＣＢ）会社から登録商標エベクリル（Ｅｂｅｃｒｙｌ）  ３５０の名称で販売されている。）
【０１３３】
２．０部  フェニル−１−ヒドロキシシクロヘキシル−ケトン（これは、スイス国  チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ）会社から、登録商標イルガクレ（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）  １８４の名称で販売されている。）
【０１３４】
これらの材料は、可視光線及び約２００ｎｍ乃至約６００ｎｍの波長領域の紫外線の照射によって架橋され、それによって硬化することができる。
好ましい金属又は非金属材料から構成することのできる加工物１０２は、適切な態様で、例えば、サブマージ塗装、又はスプレー塗装又は吹き付けにより放射線硬化性材料からなる被覆を付着されるが、これはさし当たり硬化されていない。
【０１３５】
被覆された加工物１０２は、約０．１Ｐａ乃至約１００Ｐａの範囲の作業圧力のプロセスガス、例えばアルゴン又は窒素、によって満たされたプラズマ発生室１０４の中に搬入される。
【０１３６】
加工物１０２がプラズマ発生室１０４の中に搬入された後で、プロセスガス内が上述の低圧力に調節されることによって、図１において電極１０６、１０８によって図示されるように静電場をプラズマ発生室１０４に付与することにより、及び／又はプラズマ発生室内へ交番電磁場を入射することによって、プラズマ発生室１０４内でプラズマが発生される。
【０１３７】
特に、電磁放射線がプラズマ発生室１０４内へ入射されることが意図されている。この電磁放射線の周波数は、マイクロ波領域（約３００ＭＨｚ乃至３００ＧＨｚ）内又は高周波領域（約３ＫＨｚ乃至約３００ＭＨｚ）内にある。
【０１３８】
付与された静電場内乃至入射された交番電磁場内においてエネルギーを受け取った電子によって、プロセスガスの中性粒子（原子又は分子）１１０は衝突してイオン化され、その結果更に自由電子１１２とガスイオン１１４が生ずる。
【０１３９】
自由電子１１２とガスイオン１１４が他の中性ガス粒子に衝突することによって、ラジカル１１６と励起ガス粒子（原子又は分子）１１８が発生する。
【０１４０】
プラズマのこの励起粒子は、少なくとも部分的に可視領域及び紫外線領域（約２００ｎｍ乃至約６００ｎｍ）の波長を有する電磁放射線１２０の形でこれに伝達されるエネルギーの粒子を放出する。
【０１４１】
この放出された紫外線の一部は、プラズマからプラズマ内部に置かれた加工物１０２の被覆１００へ達し、そこで吸収され、被覆１００の硬化を齎す架橋反応、例えば重合反応、重縮合反応又は重付加反応を起こし、これは被覆１００の硬化を齎す。
【０１４２】
被覆１００の十分な硬化を生じさせるための十分な量の紫外線を被覆１００が受けると、プラズマへのエネルギー供給が遮断され、そのため再び中性のプロセスガス雰囲気が発生し、プラズマ発生室１０４内の圧力は大気圧力になり、そして硬化された被覆１００を持つ加工物１０２がプラズマ発生室１０４から取り出される。
【０１４３】
図２において図示され、全体が符号１２２によって示された、加工物１０２の放射線硬化性被覆１００を硬化する装置は、内部空間がプラズマ発生室１０４を形成する気密のプラズマ室１２４を持っている。
【０１４４】
プラズマ室１２４は、例えば約１００リットルの内部容積を持つことができる。
【０１４５】
プラズマ室１２４は、真空ポンプ系１２８に繋がり且つ遮断弁１３０によって遮断可能な排気配管１２６によって約１０−３Ｐａの圧力まで真空引きされることができる。
【０１４６】
加工物支持台１３１に支持されており、加工物支持台１３１とは反対側の上面に前述の放射線硬化性材料からなる被覆１００を備えているシリコン板として例えば構成された加工物１０２は、プラズマ室１２４の（図示されていない）入口扉を通って、図２に示された作業位置へ搬入することができる。
【０１４７】
作業位置にある加工物１００の上方の中心部に、全体として符号１３２で示されたマイクロ波放射線用入射装置が配置され、これは、中空導体延長部１３６の中に配置されたアンテナ１３４と磁石コイル装置１３８を有している。
【０１４８】
中空導体延長部１３６を介して、アンテナ１３４は、例えば２．４５ＧＨｚの周波数を持つマイクロ波を発生するマグネトロン１４０に連絡され、そのマイクロ波は中空導体延長部１３６を介してアンテナ１３４に達し、そこからプラズマ発生室１０４の中に入射される。
【０１４９】
中空導体延長部１３６は石英窓１４１によって、プラズマ発生室１０４から分離されている。
【０１５０】
磁石コイル装置１３８は、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）効果によってマイクロ波放射線のイオン化作用を強化するために使用される。
【０１５１】
磁石コイル装置１３８は静磁場を発生させ、これは、プラズマ発生室１０４の内部で、アンテナ１３４から放射されるマイクロ波放射線ビームの軸１４２と略平行に調節される。磁場の強さは、電磁場での電子のサイクロトロン周波数が入射されたマイクロ波の周波数に対応するように調節される。この共鳴ケースにおいて、自由電子は特に交番電磁場から多くのエネルギーを受け取り、これはプロセスガスの特に効率的なイオン化を齎す。
【０１５２】
２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波放射線が使用されると、従ってＥＣＲ効果を実現するために８７５ガウスの強さの磁場が使用されなければならない。
【０１５３】
入射装置１３２によって発生されるマイクロ波放射線ビームの軸１４２に対して対称に数個のプロセスガス送入設備１４４が配設され、これはプラズマ室１２４内に気密に導かれた供給噴射口１４６をそれぞれ有しており、これは、マスフロー制御器１４９を備えた供給配管１４８を介してガス容器１５０にそれぞれ接続されている。勿論数個の送入設備１４４も同じガス容器１５０に接続されることができる。
【０１５４】
マスフロー制御器１４９の各は、それぞれ制御線１５１を介して制御装置１５３に接続され、これは、プラズマ発生室１０４に供給されるプロセスガスの総量を必要な放射線量に従って調節する。
【０１５５】
入射装置１３２として、ドイツ国  Ｄ−０９３３７  ホーヘンシュタイン−エルンストタール  のロート  ウント  ラウ  オーベルフレッフェンテヒニーク  アーゲー（Roth ＆ Rau Oberflachentechnik AG）会社からアールアール（ＲＲ）２５０  の名称で販売されているＥＣＲ−プラズマ源が特に使用できる。
【０１５６】
上述の装置１２２は次のように運転される。
【０１５７】
加工物支持台１３１に支持され、未硬化の被覆１００を備えた加工物１０２がプラズマ室１２４に搬入された後で、プラズマ室は遮断弁１３０を開けてから真空ポンプ系１２８によって約１０−３Ｐａの基底圧力まで真空引きされる。
【０１５８】
その後でプロセスガスが、ガス容器１５０から送入設備１４４を介してプラズマ発生室１０４内に、例えば約０．３Ｐａの作業圧力に達するまで導入される。
【０１５９】
その際、プラズマ室１２４内へのガス流はマスフロー制御器１４９によって、プラズマ室１２４内へのガス流が全体として約１０ｓｃｃｍ乃至約１００ｓｃｃｍ（標準立法センチメートル毎分）に達するように調節される。
【０１６０】
プロセスガスとして、例えばアルゴン又は窒素が使用される。
【０１６１】
望ましい作業圧力が達成されると、マグネトロン１４０によって発生されたマイクロ波放射線はプラズマ発生室１０４内に入射され、それによってプラズマ発生室１０４内でプラズマが発生される。
【０１６２】
入射されたマイクロ波出力は、例えば約４００Ｗから約１０００Ｗまで、好ましくは６００Ｗに達する。
【０１６３】
数個の入射装置１３２が使用されれば、入射装置当たりの供給マイクロ波出力は好ましくは、それぞれ約４００Ｗから約１０００Ｗまで、好ましくは６００Ｗになる。
【０１６４】
プラズマ室１２４に供給されたガス粒子はマイクロ波放射線ビームの中でイオン化され、そしてそこから更にプラズマ発生室１０４を通って移動し、その結果実質的にプラズマ室１２４がプラズマで満たされる。
【０１６５】
プラズマ内で励起されたガス粒子に荷電粒子が衝突することによって、紫外領域の放射線が放出され、これは被覆１００によって吸収され、そこで架橋反応が生じて被覆１００の硬化を齎す。
【０１６６】
例えば９０秒の曝露時間の後に、プラズマ運転は停止されてプラズマ室１２４が通気される。
【０１６７】
硬化した被覆１００を持つ加工物１０２が取り出される。
【０１６８】
以下に前述の装置１２２を用いて実施された硬化方法の２個の具体的な実施例が示される。
実施例１
光硬化性の仕様が以下の成分の混合によって作られる。
４４．５部  脂肪族ウレタンアクリル酸塩（エベクリル（Ebecryl） 284;  脂肪族ウレタンアクリル酸塩８８部／ヘキサンジオールジアクリル酸塩１２部；バイエル  アーゲー（Bayer AG））
３２．２部  脂肪族ウレタン−トリ／テトラ−アクリル酸塩（ロスキダール  ウーアー  ファオペー  エルエス（Roskydal UA VP LS） 2308；バイエル  アーゲー（Bayer AG））
５０．０部  イソプロパノール
１．５部  反応進行補助剤（ビィック（Byk） 306；ビィック  フェミー（Byk  Chemie））
【０１６９】
表に示された仕様のために、２．７％の１−ヒドロキシ・シクロヘキシル・フェニルケトン（イルガクレ（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８４、チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ））、０．５％の２−（２，４，６−トリメチルベンゼン）フェニルホスフィンオキシド（イルガクレ（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９、チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ））、１．５％のティヌフィン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）４００（＝２−［４−［（２−ヒドロキシ−３−ドデシルオキシプロピル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−２−（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジンと、２−［４−［（２−ヒドロキシ−３−トリデシルオキシプロピル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−２−（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジンとの混合物、チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ）及び１％のティヌフィン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）２９２（＝２−（１，２，２，６，６−ペンタメチル４−ピペリジニル）−セバシン酸塩と、１−（メチル）−８−（１，２，２，６，６−ペンタメチル４−ピペリジニル）−セバシン酸塩との混合物、チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ））（固体で購入）が与えられ、４０℃の元で水浴で攪拌される。アルミニウム被覆コイルが、頭部でＵ形の形状にされる。３０μｍの生成被覆強度が得られるように、ラッカーがスプレー吹き付けで塗布される。三次元基層のラッカーは、換気炉内において室温で５分、続いて８０℃で１０分間排気され、それからプラズマ室１２４内で硬化される。ガス量比が１３５／６５ｓｃｃｍの窒素／ヘリウム雰囲気下で硬化が行われ、マイクロ波アンテナを用いて入射されたマイクロ波出力は９０ｓ間の５００Ｗに対応する。マイクロ波アンテナに対するサンプルの距離は１５０ｍｍである。良好に硬化された非粘着性の被覆が得られる。硬化の等級は国家規格の振子硬さ（ＤＩＮ５３１５７）を用いて測定される。振子硬さの値が大きければ大きいほど、被覆は硬くなる。Ｕ形板の左側は、６７ｓの振子硬さを有し、右側は９１ｓの振子硬さを有する。Ｕ形板の上面では、振子硬さは１２６ｓの値に達している。
【０１７０】
実施例２
【０１７１】
以下の構成要素を混合することにより成分Ａ、Ｂが得られる。
【０１７２】
成分Ａ
１１．３８部  ヒドロキシル基含有ポリアクリル酸塩：酢酸ブチル内に７０％（デスモフェン（Desmophen）Ａ  ８７０，バイエル  アーゲー（Bayer AG））
２１．２３部  酢酸ブチル内にポリエステルポリオール７５％（デスモフェン  ファオペー  エルエス（Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ VP LS）２０８９，バイエル  アーゲー（Bayer AG））
０．５５部  反応進行補助剤（ビィック（Byk） 306；ビィック  フェミー（Byk  Chemie））
３２．０３部  メタノール
成分Ａの中に、以下の光イニシエータ及び光保護剤が混入される。
０．１７部  ２−（２，４，６−トリメチルベンゼン）フェニルホスフィンオキシド（イルガクレ（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９、チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ））
１．５２部  １−ヒドロキシ・シクロヘキシル・フェニルケトン（イルガクレ（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８４、チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ））
０．８５部  ティヌフィン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）４００（＝２−［４−［（２−ヒドロキシ−３−ドデシルオキシプロピル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−２（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジンと、２−［４−［（２−ヒドロキシ−３−トリデシルオキシプロピル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−２（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジンとの混合物、チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ）
０．５６部  ティヌフィン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）２９２（＝２［１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）］−セバシン酸塩と、１−（メチル）−８−（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）−セバシン酸塩との混合物、チバ  スペツィアリテーテンフェミー（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｚｉａｌｉｔａｔｅｎｃｈｅｍｉｅ））
それから、成分Ｂ
３２．０９部  イソシアン酸エステル基含有ウレタンアクリル酸塩（ロスキダール  ウーアー  ファオペー  エルエス（Roskydal UA VP LS） 2337；バイエル  アーゲー（Bayer AG））
が付加されて均質に分散される。
このようにして、二重硬化ラッカーが得られる。
【０１７３】
ラッカーの塗装は、３０μｍの乾燥被覆強度が得られるように１００μｍの隙間ドクターを用いて平らなアルミニウム被覆コイルへ行われる。ラッカーは、室温で５分間排気され、続いて換気炉において１２０℃で１５分間熱架橋され、そしてそれからプラズマ室１２４内で硬化される。硬化は、ガス量比１６０／４０ｓｃｃｍの窒素／アルゴン雰囲気下で行われ、マイクロ波出力は９０ｓ間の８００Ｗに対応する。マイクロ波アンテナに対するサンプルの距離は、１５０ｍｍになっている。良好に硬化された非粘着性の被覆が得られる。硬化の等級は、国家規格の振子硬さ（ＤＩＮ５３１５７）によって測定される。振子硬さの値が高ければ高いほど、被覆はより硬くなる。１１８ｓの値が得られる。
【０１７４】
前述のＥＣＲプラズマ源の代わりに、装置１２２では、プラズマ発生室内で加工物から間隔をおいて配置される平行板電極装置を持つ高周波平行板プラズマ装置も使用できる。この場合には、平行板電極装置と加工物支持台との間に例えば約１３．６ＭＨｚの高周波交流電圧が付加されて、プラズマが点火される。供給出力は、例えば約１０Ｗ乃至２００Ｗである。好ましい作業圧力は約１Ｐａであり、且つ供給配管内のマスフロー制御器を用い、イオン化ガス、好ましくはアルゴン、の供給を通じて制御される。
【０１７５】
処で、高周波を使用して運転される装置の変形は、前述の被膜に関する限りでは、構成及び機能に関してマイクロ波を使用して運転される変形と一致する。
【０１７６】
加工物１０２の放射線硬化性被覆１００を硬化させるための装置１２２の図３に示された第２実施形態は、加工物１０２の作業位置の上方にある第１入射装置１３２に加えて、プラズマ室１２４において第１入射装置１３２に対向する側面に第２の入射装置１３２'が配設されている点で異なる。
【０１７７】
第２の入射装置１３２'は、構造において第１入射装置１３２に対応しており、マグネトロン１４０に繋がり、且つプラズマ発生室１０４に対して石英ガラス板１４１により隔離されている中空導体延長部１３６内のアンテナ１３４、並びにＥＣＲ効果を発生するための磁石コイル装置１３８を特に持っている。
【０１７８】
更に、第２の入射装置１３２'によって発生されるマイクロ波放射線ビームの軸芯１４２'に対して対称的に、数個のプロセスガス用ガス送入設備１４４'が配設されているが、これは、プラズマ発生室１０４内に気密に導入されると共に供給配管１４８を介してガス容器１５０のマスフロー制御器１４９に連絡された供給噴射口１４６をそれぞれ有する。
【０１７９】
マスフロー制御器１４９はそれぞれ、制御線１５１を介して制御装置１５３に連絡し、これはプラズマ発生室１０４に供給されるプロセスガスの全量を必要な線量に従って調節する。
【０１８０】
装置１２２の図３に示された第２の実施形態は、図３に示された加工物１０２の様に、入口開口１５４を備えた中空室１５２を例えば有する複雑に構成された三次元加工物１０２の被覆１００も硬化可能としているが、ここでは中空室の境界面も硬化すべき被覆１００を備えている。
【０１８１】
加工物１０２は、中空室１５２の入口開口１５４が第２の入射装置１３２'に対向配置され、且つ入射装置１３２'の軸芯１４２'が入口開口１５４を通して中空室１５２内を指し示すようにプラズマ発生室１０４内に配置される。
【０１８２】
これによって、第２の入射装置１３２'から出るマイクロ波放射線ビームが加工物１０２の中空室１５２内に達して、中空室１５２内にもプラズマが発生されることが保証される。
【０１８３】
プラズマの荷電粒子との衝突によって励起されたガス粒子は、加工物１０２の外側にあるプラズマ発生室１０４の領域から可視光線又は紫外線が達することができない中空室１５２の陰領域１５６にも拡散によって達し、そして中空室１５２の陰領域１５６の内壁面の被覆１００によって吸収される可視光線及び紫外線をそこで放射する。このようにして、この影の領域１５６の被覆１００も十分に硬化することができる。
【０１８４】
処で前述の被膜を引き合いに出す限り、放射線硬化性被覆１００を硬化させる装置１２２の図３に示された第２の実施形態は構成及び機能に関し、図２に示された第１の実施形態と同じである。
【０１８５】
加工物１０２の放射線硬化性被覆１００を硬化する装置の図４及び図５に示された第３実施形態は、搬送方向１５８に沿って順次並んだ３個の排気可能な室、即ち前置室乃至導入室１６０、プラズマ室１２４及び導出室１６２を有する。
【０１８６】
これらの室の各は、約２．５ｍの直径と約６ｍの長さを有し、そのため各室は、搬送枠体１６６に保持される自動車ボデー１６４の形の加工物をそれぞれ受け入れることができる。
【０１８７】
各搬送枠体は、搬送方向１５８に平行に配置された２本の滑り木１６８を有し、これでそれぞれの搬送枠体１６６が室１６０、１２４，１６２のそれぞれの内部に配置されているローラコンベヤ１７０の輸送ローラに支持される。
【０１８８】
導入室１６０の入口及び導出室１６２の出口は、それぞれ真空気密に閉じられる外部昇降ゲート１７２によって閉じることができる。導入室１６０からプラズマ室１２４への貫通口及びプラズマ室１２４から導出室１６２への貫通口は、真空気密に遮断される内部昇降ゲート１７２'によってそれぞれ閉じることができる。
【０１８９】
図４及び図５において、この昇降ゲート１７２、１７２'はその上方開放位置に示されており、その位置では自動車ボデー１６４用の前述の貫通口が開いている。
【０１９０】
室１６０、１２４、１６２の各は、前置ポンプ１７４をそれぞれ並びにルーツ真空ポンプ１７６をそれぞれ用いて、約１Ｐａの作業圧力まで真空引きすることができる。
【０１９１】
プラズマ室１２４はマイクロ波放射線のために数個の入射装置１３２を備えており、その一つが、プラズマ室１２４の中に置かれた自動車ボデー１６４の上方の中心に配置され、そして別の二つが自動車ボデー１６４の窓開口１７８に対向して位置するようにプラズマ室１２４の側壁に配置され、その結果この入射装置によって発生されるマイクロ波放射線ビームの軸芯１４２が、窓開口１７８を通って自動車ボデー１６４の内部空間内に入り込む。
【０１９２】
各入射装置１３２は、周波数２．４５ＧＨのマイクロ波を発生するためのマグネトロン１４０に中空導体延長部１３６をそれぞれ介して結ばれている。
【０１９３】
更に、入射装置１３２のそれぞれに隣接して（図示しない）ガスノズルが配置されており、これは供給配管を介してガス容器に連絡され、そしてこれを介してプロセスガス、例えば窒素又はアルゴン、が硬化プロセスの間プラズマ室１２４内へ供給可能となっている。
【０１９４】
導入室１６０内にもマイクロ波放射線用の入射装置１３２が備えられており、これは中空導体延長部１３６を介してマグネトロン１４０に接続され、導入室１６０内に置かれる自動車ボデー１６４の上方の中心に配置されている。
【０１９５】
入射装置１３２は、自動車ボデー１６４の幾何学的配置に従って自己を最適に位置決めするように、特にできるだけ窓開口の近くに来ることができるように、プラズマ室１２４の内部乃至導入室１６０の内部で移動可能である。
【０１９６】
自動車ボデー１６４の放射線硬化性被覆を硬化させるための前述の装置１２２は、以下のように作用する。
【０１９７】
装置は工程的に運転され、第１作業工程、第１搬送工程、第２作業工程及び第２搬送工程が順次来て装置の作業サイクルを構成する。
【０１９８】
全サイクル時間、即ち２個の作業工程と２個の搬送工程の継続時間の合計は、約９０秒となる。
【０１９９】
図６に図示された第１作業工程の間、全ての昇降ゲート１７２、１７２'は閉じられている。導出室１６２の中に１個の自動車ボデー１６４が、そしてプラズマ室１２４内に別の自動車ボデー１６４'が置かれている。
【０２００】
第１作業工程において、導出室１６２はその内部が周囲圧力になるまで通気される。
【０２０１】
プラズマ室１２４内の自動車ボデー１６４'は、第１作業工程においてプラズマ硬化プロセス下にあるが、ここではプラズマ発生室１０４として機能するプラズマ室１２４の内部空間にプロセスガスがガスノズルを介して供給され、マグネトロン１４０からのマイクロ波放射線によってプラズマが点火される。
【０２０２】
プラズマが発生されたプラズマ発生室１０４の領域に直接的に臨んでいる自動車ボデー１６４'の被覆１００のその領域は、この領域から可視光線及び紫外線の照射を受ける。
【０２０３】
更に、プラズマの荷電粒子との衝突によって、励起ガス粒子が自動車ボデー１６４'の内部空間内の陰領域にも拡散進入し、そこで可視光線と紫外線を放出するため、被覆１００はこの陰領域１５６内でも硬化される。
【０２０４】
硬化プロセス中にプラズマ室１２４内に供給されたマイクロ波出力は、全体として約１０ｋＷになる。
【０２０５】
空の導入室１６０は第１作業工程の間にその内部が周囲圧力に達するまで通気される。
【０２０６】
第１作業工程に続く、図７に示された第１搬送工程において、外側の昇降ゲート１７２が開けられる。続いて、供給方向１５８において導入室１６０の前にある塗装装置の領域から新しい自動車ボデー１６４″が導入室１６０に供給されるが、その領域では自動車ボデー１６４″が例えば前述の組成を有する放射線硬化性材料からなるラッカー塗膜を付けられ、一方第１作業工程において導出室１６２内にある自動車ボデー１６４は、導出室１６２内のローラコンベヤ１７０によって導出室１６２に続く塗装装置の領域へ再び供給される。
【０２０７】
自動車ボデー１６４'は第１搬送工程の間プラズマ室１２４の中に留まり、プラズマ硬化プロセスは第１搬送工程の間継続される。
【０２０８】
装置の図８に示された第２作業工程は第１搬送工程に続いており、ここでは全ての昇降ゲート１７２、１７２'が再び閉じられている。
【０２０９】
第２作業工程において、自動車ボデー１６４'のプラズマ硬化プロセスはプラズマ室１２４内で継続される。
【０２１０】
更に第２作業工程の間、導入室１６０と導出室１６２は、それぞれの前置ポンプ１７４及びそれぞれのルーツ真空ポンプ１７６によって真空引きされて、大気圧から約１００Ｐａの作業圧力になる。この真空引きによって、導入室１６０においてラッカー塗装の形で自動車ボデー１６４″に存在する被覆１００の予乾燥が生ずる。
【０２１１】
被覆１００をマイクロ波放射線によって直接乾燥するために、或いは望ましい場合は導入室１６０においてプラズマを前もって点火するためにマイクロ波放射線が入射装置１３２によってマグネトロン１４０から導入室１６０に入射されることができ、これは可視光線と紫外線を被覆に放射し、そうすることによって被覆の第１硬化反応を起こす。
【０２１２】
プラズマ室における例えば約６０秒の自動車ボデー１６４'の予定照射時間が終了した後で、プラズマへのエネルギー供給が遮断され、ガスの供給が調節される。
【０２１３】
第２作業工程に続く、図９に示された第２の搬送工程において、内部の昇降ゲート１７２'は開かれ、一方外部の昇降ゲート１７２は閉じたままである。
【０２１４】
第２搬送工程において、自動車ボデー１６４'が、プラズマ室１２４内及び導出室１６２内のローラコンベヤにより、プラズマ室１２４から導出室１６２へ運ばれる。
【０２１５】
同時に第２搬送工程において、自動車ボデー１６４″が導入室１６０内及びプラズマ室１２４内のローラコンベヤにより導入室１６０からプラズマ室１２４へ運ばれる。
【０２１６】
続いて、内部の昇降ゲート１７２'が閉じられ、装置１２２の作業サイクルが再び、第１作業工程（図１０）から始まり、そこではプラズマ室１２４内の自動車ボデー１６４″がプラズマ硬化プロセス下にあり、導出室１６２及び導入室１６０が、その内部が周囲圧力になるまで通気される。
【０２１７】
プラズマ室１２４内のプラズマ硬化を完全にするために、自動車ボデーは導入室１６０内で熱的に前処理され、及び／又は導出室１６２内で熱的に後処理されるようにすることもできる。
【０２１８】
熱的な前処理及び後処理は別個の熱硬化反応を特に含むことができるが、これでは例えば熱対流を用いた熱供給により、及び／又は赤外線照射により、例えば約５０℃乃至２５０℃の範囲の温度にラッカー塗膜が温められ、こうして硬化される。
【０２１９】
更に、自動車ボデーはプラズマ室１２４の中でも、プラズマ硬化反応の前、最中及び／又は後で、例えば赤外線の照射によるラッカー塗膜の加熱により熱的に処理されることができる。
【０２２０】
加工物１０２の放射線硬化性被覆１００を硬化させる装置の図１１及び図１２に示された第４の実施形態は、図４及び図５に示された第３の実施形態とは、放射線硬化性被覆１００を持つ自動車ボデー１６４の長手方向水平中心面の上方に配置されたマイクロ波放射線用入射装置１３２に加えて、図１２で最も良く看取できるように、自動車ボデー１６４の長手方向水平中心面の下方に配置された追加の装置１３２'を備えている点で区別される。
【０２２１】
この追加の入射装置１３２'の各も、２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波を発生するために、中空導体延長部１３６を介してマグネトロン１４０に接続されている。
【０２２２】
異なる入射装置１３２、１３２'は全て同じ構成とすることができる。
【０２２３】
しかしながらこれに代えて、少なくとも２個のこの入射装置１３２、１３２'がその構造方式に関し、及び／又はプラズマ発生室１０４内に入射されるマイクロ波出力に関し異なるようにすることも可能である。
【０２２４】
特に、被覆１００の厚さが比較的大きい自動車ボデー１６４の領域の近くにある入射装置１３２又は１３２'は、被覆１００の厚さがより小さい自動車ボデー１６４の領域の近くにある入射装置１３２又は１３２'よりもより大きい入射能力を持つようにすることが可能である。
【０２２５】
更に、この第４実施形態では、一方の側のプラズマ室１２４、導入室１６０及び導出室１６２と、それぞれの室１２４を排気できる他方の側の真空ポンプ１２８との間の排気配管１２６の内部に、それぞれ絞り弁２００が設けられている。
【０２２６】
吸込側に配置された絞り弁２００によって、プラズマ室１２４、乃至導入室１６０又は導出室１６２の圧力が、当該室への定常ガス供給の下で変えることができる。このようにして、各室において、望ましい、時間的に変わる圧力プロフィルを、それぞれの室へのガス供給の制御調節を必要とせずに生成することができる。
【０２２７】
入射装置１３２、１３２'の数を増大することにより、及び／又は入射装置１３２、１３２'の入射出力をそれぞれの局所的な皮膜厚さに合わせることによって、プラズマ室１２４内のプラズマ状態の均質化が達成できる。
【０２２８】
処で、放射線硬化性被覆硬化装置の第４の実施形態は、前述の説明を引き合いに出す限り、第３の実施形態と構成及び作用に関して同じである。
【０２２９】
加工物１０２の放射線硬化性被覆１００を硬化させる装置の図１３に示された第５実施形態は、プラズマ室１２４の内部に、それぞれ自動車ボデー１６４の方を向いた反射面２０４を備えた反射体２０２が設けられている点でのみ前述の第３実施形態とは異なる。
【０２３０】
反射体２０２は、プラズマ内で発生された電磁放射線を自動車ボデー１６４に向かって反射させ、そうすることによりプラズマ室１２４内の放射線分布の均質化を達成することに役立つ。
【０２３１】
更に、反射体２０２によって、自動車ボデー１６４の接近し難く、陰になる領域に十分な量の電磁放射線を照射することが可能である。
【０２３２】
反射面２０４は、例えばアルミニウム又は特殊鋼から形成でき、又はこれらの材料でできている鏡箔を備えることができる。
【０２３３】
反射体２０２はプラズマ室１２４の壁に取り外し自在に取り付けられて、反射体２０２がプラズマ室１２４から取り出されて別の反射体２０２と交換できるのが好ましい。
【０２３４】
処で、加工物の被覆を硬化する装置の第５実施形態は、前述の説明を参照する限りでは、構造及び作用に関し第３実施形態と同じである。
【０２３５】
自動車ボデー１６４の放射線硬化性被覆を硬化させる装置の図１４に示された第６実施形態は、プラズマ室１２４の境界壁（プラズマ室１２４の内部空間に面する内部昇降ゲート１７２'の壁面を含む）が反射皮膜２０６を備えていて、そのためこの実施形態ではプラズマ室１２４の境界壁自体が、プラズマ発生室１０４内で発生した電磁放射線を加工物１０２に向けて反射する反射体２０２として役立つ点で前述の第５実施形態と区別される。
【０２３６】
反射被覆２０６は、例えばアルミニウム又は特殊鋼から形成することができる。
【０２３７】
更に、プラズマ室１７２の境界壁は反射被覆を備えないで、全体を反射材料で形成することもできる。
【０２３８】
プラズマ室１２４の境界壁から離れて設けられた第５実施形態の反射体は、第６実施形態では無くすこともできる。しかしながら、追加の反射体２０２が、第５実施形態との関連で記載されているように、反射性の境界壁を備えたプラズマ室１２４の内部に、プラズマ室１２４内の放射線分布に必要な場合に適切に影響を及ぼすように設けることも考えられよう。
【０２３９】
処で、加工物の放射線硬化性被覆を硬化させる装置の第６実施形態は、前述の説明を引き合いに出す限り、構造及び作用に関し第５実施形態と同じである。
【０２４０】
加工物１０２の放射線硬化性被覆１００を硬化させる装置の図１５に示された第７実施形態は、プラズマ室１２４へプロセスガスを供給するための送入設備１４４を数個、そしてプラズマ室１２４からガスを吸い出すための排気設備２０８を数個有している。
【０２４１】
各排気設備２０８は、遮断弁１３０と真空ポンプ１２８が内部に配置されている排気配管１２６を有している。
【０２４２】
図１５から看取できるように、自動車ボデー１６４の長手方向水平中心面の下方領域に送入設備１４４が、そして自動車ボデー１６４の長手方向水平中心面の上方領域に排気設備２０８が配設されている。
【０２４３】
このようにして、内部でプラズマが発生するプロセスガスの画成流れがプラズマ室１２４を通って下方から上方に、特に自動車ボデー１６４を横切って発生する。
【０２４４】
プラズマ室１２４を通るプロセスガスのそのような画成流の発生が、均一な放射線分布を持つ安定したプラズマの発生のために有利であることが実証されている。
【０２４５】
処で、加工物の放射線硬化性被覆を硬化させる装置の第７実施形態は、前述の説明を引き合いに出す限り、構造及び作用に関し第３実施形態と同じである。
【０２４６】
放射線硬化性被覆硬化装置の図１６に示された第８実施形態は、更に少なくとも一つの磁石要素２１０が、プラズマ発生室１０４内で磁場を発生するために設けられている点で、前述の実施形態と異なる。
【０２４７】
磁石要素２１０によって発生される磁場によって、プラズマの局所イオン化度とそれによるプラズマ室１２４内の放射線分布が影響を受ける。
【０２４８】
磁石要素２１０は永久磁石として又は電磁石として構成できる。
【０２４９】
電磁石としての構成は、磁石要素２１０を用いて時間的に変わる磁場を発生するために特に適している。
【０２５０】
特に、磁場が磁石要素２１０によって先ず被覆１００の硬化プロセスの開始の後に、例えば、硬化時間の半分が略経過した後に、加工物１０２の特にむき出しの位置が照射される放射線強度を低減するために発生される。
【０２５１】
特にこのようにして明色のラッカー塗装の、特に白色ラッカー塗装の変色を防止することができる。
【０２５２】
処で、放射線硬化性被覆硬化装置の第８実施形態は、前述の説明を引き合いに出す限り、構造及び作用に関し第３実施形態と同じである。
【０２５３】
特に、電導性材料からなる加工物１０２の場合には、被覆１００を備えた加工物１０２とプラズマ室１２４の境界壁が同じ電位にされると、発生プラズマの安定のために有利となる。
【０２５４】
これは、加工物１０２が電導性の加工物支持台によってプラズマ室１２４の境界壁に電導的に連結されることによって特に実現することができる。
【０２５５】
模範例として、それ自身がプラズマ室１２４の境界壁に電導的に連絡されている搬送枠体１６６に、電導性の加工物支持台２１２を介して連結されている自動車ボデー１６４が図１８に示されている。この場合、加工物（自動車ボデー１６４）は電位φ１にあるが、これは搬送枠体１６６とプラズマ室１２４の境界壁の電位φ２と一致する。
【０２５６】
特に加工物１０２とプラズマ室１２４の境界壁とが地電位にあるように計画することも可能である。
【０２５７】
しかしながらこれに代えて、プラズマ室１２４の境界壁の電位と異なる電位に、加工物１０２があるようにすることもケースバイケースで有利なことがある。
【０２５８】
この場合、加工物１０２は電気絶縁体によって、プラズマ室１２４の境界壁から隔離することが必要である。
【０２５９】
これに対する模範例として、加工物支持台２１２を介して搬送枠体１６６と機械的に連結された自動車ボデー１６４が図１７に示されている。しかしながらこの場合、加工物支持台２１２は電気絶縁体２１４を有し、これは加工物支持台２１２の加工物側部分を加工物支持台２１２の搬送枠体部分から電気的に分離している。
【０２６０】
この場合、加工物（自動車ボデー１６４）の電位φ１は、搬送枠体１６６とプラズマ室１２４の境界壁の電位φ２と異なる。
【０２６１】
加工物１０２の電位φ１は、規定された電位、例えば地電位又は地電位とは異なる電位にすることができる。
【０２６２】
これに代えて、加工物１０２は外部の所定電位にはなく、変動可能な電位に保持されるようにすることもできる。
【０２６３】
電気絶縁体２１４は、十分な電気絶縁作用を備えた任意の材料、例えば適当なプラスチック材料又は適当なセラミック材料から構成できる。
【０２６４】
電気絶縁体２１４は耐真空性材料から構成するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０２６５】
【図１】図１は、プラズマ中において加工物の放射線硬化性被覆を硬化させる原理図を示す。
【図２】図２は、加工物の放射線硬化性被覆硬化装置の第１実施形態の断面図を示す。
【図３】図３は、加工物の放射線硬化性被覆硬化装置の第２実施形態の横断面図を示す。
【図４】図４は、自動車ボデーの放射線硬化性被覆を硬化させるために使用されると共に導入室、プラズマ室及び導出室を有する放射線硬化性被覆硬化装置の第３実施形態の縦断面図を示す。
【図５】図５は、図４の装置の図４における５−５線に沿う横断面図を示す。
【図６】図６は、図４及び図１５の装置の側面図をその装置の作業サイクルの連続した段階で示す。
【図７】図７は、図４及び図１５の装置の側面図をその装置の作業サイクルの連続した段階で示す。
【図８】図８は、図４及び図１５の装置の側面図をその装置の作業サイクルの連続した段階で示す。
【図９】図９は、図４及び図１５の装置の側面図をその装置の作業サイクルの連続した段階で示す。
【図１０】図１０は、図４及び図１５の装置の側面図をその装置の作業サイクルの連続した段階で示す。
【図１１】図１１は、自動車ボデーの放射線硬化性被覆を硬化させるために使用されると共に導入室、プラズマ室及び導出室を有する放射線硬化性被覆硬化装置の第４実施形態の縦断面図を示す。
【図１２】図１２は、図１１の装置の図１１における１２−１２線に沿う横断面図を示す。
【図１３】図１３は、自動車ボデーの放射線硬化性被覆を硬化させるために使用されると共に反射体を有する放射線硬化性被覆硬化装置の第５実施形態の横断面図を示す。
【図１４】図１４は、自動車ボデーの放射線硬化性被覆を硬化させるために使用され、且つ反射室壁を備えたプラズマ室を有する放射線硬化性被覆の硬化装置の第６実施形態の横断面図を示す。
【図１５】図１５は、自動車ボデーの放射線硬化性被覆を硬化させるために使用されると共にプロセスガス用の数個の送入設備及び排出設備を有する放射線硬化性被覆硬化装置の第７実施形態の横断面図を示す。
【図１６】図１６は、自動車ボデーの放射線硬化性被覆を硬化させるために使用され、且つ発生プラズマのイオン化度に影響を及ぼすための磁石を備えている放射線硬化性被覆硬化装置の第８実施形態の横断面図を示す。
【図１７】図１７は、電気絶縁体を含む加工物保持装置によって搬送枠体に保持されている、放射線硬化性被覆を備えた自動車ボデーの部分側面図を示す。
【図１８】図１８は、加工物保持装置によって搬送枠体に保持されている自動車ボデーがその加工物保持装置を介してその搬送枠体に電気伝導的に結ばれている、放射線硬化性被覆を備えている自動車ボデーの部分側面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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