(57)【要約】  本発明は、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）、およびジェット入口から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、ノズル出口は、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）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）物体プロファイルがノズル出口縁部に近密に嵌合するように物体をノズル出口に配置するステップであり、以てノズル出口と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）プラズマジェット発生器を介してシールド内にプラズマジェットを提供し、シールド内の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、上記動作圧力において、低温の無酸素プラズマによって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物体をプラズマコーティングする、方法に関する。
2021527565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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または２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
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１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
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
を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
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ｅ中に、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６に記載の方法。
【請求項８】
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む、請求項６または７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
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８に記載の方法。
【請求項１０】
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または７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
−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９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９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１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
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１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２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。
【請求項１４】
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）を備える、請求項１３に記載のキット。
【請求項１５】
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１３または１４に記載のキット。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記シールドがモノリシックである、請求項１６または１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記シールドが絶縁材料を含む、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
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１６〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記シールドの前記ノズル出口が平坦でない縁部（２５’’’）を含む、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
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１６〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記側壁が先細り部分（２１ａ）を含む、請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
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）を含む、請求項１６〜２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
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１６〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
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１６〜２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
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１６〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、プラズマ蒸着の技術分野に関する。したがって、本発明は、ＩＰＣ  Ｈ０５Ｈ  １／２４および／またはＩＰＣ  Ｂ０１Ｊ  １９／０８に関係し得る。
【背景技術】
【０００２】
背景
プラズマ蒸着によるコーティングは、他のコーティング技法に対して、特に、物体をコーティング物質を含む液体にさらすことによってコーティングが被着される湿式技法に対して、多くの利点を提供する。例えば、プラズマコーティングは非常に薄いコーティング層を可能にする、あらゆる種類の形状を有する物体のコーティングを可能にする、コーティング物質の損失がわずかである、などの利点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プラズマコーティング技法は、通常、真空技法と大気圧技法とに分けることができる。本発明は、プラズマの圧力が大気圧に近い大気圧プラズマコーティングに関する。実際には、プラズマ圧力は、例えばわずかに過圧であるなど、大気圧とわずかに異なり得る。大気圧プラズマコーティング技法は、真空チャンバが不要であり、コーティングプロセスをインラインで容易に実施することができるため、真空プラズマコーティング技法に比べて大きな利点がある。
【０００４】
いくつかのプラズマコーティングプロセスが、欧州特許出願公開第０  ２１７  ３９９号、米国特許第３，９１４，５７３号、米国特許出願公開第２０１７／０９５９２９号および欧州特許出願公開第１  ８７５  ７８５号に開示されている。これらの文献は、プラズマを１０００℃以上まで加熱し、プラズマを高速で基板に溶射する特定のタイプのプラズマ溶射ガンに関するものである。米国特許第３，９１４，５７３号に開示されているようなプロセスは、通常、プラズマ温度をはるかに超える溶融温度を有する鋼などの金属物体を材料粒子でコーティングするために使用することができる。基板へのコーティングを強化するために材料粒子を軟化するには、高いプラズマ温度が必要である。
【０００５】
しかしながら、本発明は、異なるタイプの大気圧プラズマコーティングプロセスおよびそのための装置に関するものであり、これにより、金属および非金属基板を含むすべてのタイプの基板、特にまた、１０００℃をはるかに下回り、時として２００℃、１５０℃、１００℃またはさらにそれ以下の溶融温度および／または流動温度を有するプラスチックおよび／またはガラス物質への、分子物質のコーティングが可能になる。明らかに、欧州特許出願公開第０  ２１７  ３９９号、米国特許第３，９１４，５７３号、米国特許出願公開第２０１７／０９５９２９号および欧州特許出願公開第１  ８７５  ７８５号に開示されているプラズマ溶射ガンのプロセスおよび専用装置は使用することができない。低温、通常は２００℃未満のプラズマ温度でのプラズマコーティング技法が必要である。
【０００６】
特開２００８−１３０５０３号は、大気圧プラズマジェット発生手段および処理チャンバを備えるデバイスを開示している。プラズマジェットを処理チャンバに挿入することができる。処理チャンバは、樹脂製上部と下部とを備え、これらは小さい間隙によって相互に離間されており、それによって、デバイスは、過圧によって処理チャンバ内に周囲空気が含まれるのを防ぐように構成されており、これによって、小さい間隙を介して処理チャンバからガスが流出する。
【０００７】
当該文献は、材料の表面形状に関係なく、プラズマプルームを長くして表面を効率的に再形成することができる大気圧プラズマジェット装置を提供するという問題を解決することを開示している。
【０００８】
しかしながら、当該文献によるデバイスはコーティング堆積には適していない。当該文献は特に、可能な用途として洗浄および親水性の改善を記載している。
【０００９】
さらに、当該文献によるデバイスは連続する基板のインライン処理には適していない。当該文献は、特に、処理対象物の出し入れのための開口面積調整手段（またはシャッタ）を記載している。当該文献はさらに、処理対象物のサイズが、処理チャンバの上部の開口面に実質的に等しいことを記載している。それにより、当該文献はバッチ処理チャンバを提供する。
【００１０】
さらに、当該文献による装置は、複数の不規則な表面の容易な洗浄、長期の保守、および／またはインライン処理に適合されていない。
【００１１】
特開２００７−３２３８１２号は、第１の反応空間と、混合ガス領域を含む混合ガス容器とを備える大気圧プラズマデバイスを開示している。このデバイスは、第１の反応空間から混合ガス領域に１次プラズマジェットを入れ、反応性ガスを含む混合ガスを混合ガス領域に入れて、１次プラズマと衝突させるように構成される。
【００１２】
当該文献によるデバイスは、不規則な表面を有する連続する基板上へのインラインプラズマ堆積には適合していない。さらに、この装置は、容易な洗浄および／または長期の保守には適合していない。
【００１３】
本発明は、上記の問題の少なくともいくつかを解決することを目的としている。それにより、すべてのタイプの基板の低温でのインライン大気圧プラズマコーティングが均一なコーティングを得られるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明の概要
第１の態様では、本発明は、請求項１に記載の、大気圧プラズマジェットを介してコーティングを堆積するための方法を提供する。
【００１５】
第２の態様では、本発明は、請求項１３に記載の、大気圧プラズマジェット発生器のキットを提供する。
【００１６】
第３の態様では、本発明は、請求項１６に記載の、大気圧プラズマジェットを介してコーティングを堆積するための装置を提供する。
【００１７】
さらなる態様では、本発明は、大気圧プラズマジェットを介してコーティングを堆積するための方法であって、
−ジェット出口（１２）を備える大気圧プラズマジェット発生器（１）を提供するステップと、
−ジェット入口（２２）、ノズル出口（２４）、およびジェット入口からノズル出口まで延在する側壁（２１）を備えるシールド（２）を提供するステップと、
−シールドをプラズマジェット発生器に取り外し可能に取り付け、以てジェット入口とジェット出口とを連通可能に結合するステップと、
−プラズマジェット発生器を介してシールド内にプラズマジェットを提供し、シールド内のプラズマジェットにコーティング前駆体を注入するステップであり、以て環境に対してシールド内に過圧を発生させる、ステップと、
−基板の表面とノズル出口とを相対的に動かし、以て上記表面にコーティングを堆積させるステップと
を含む、方法を提供する。
【００１８】
シールドのノズル出口は、処理される基板の表面に近接近して配置することができ、シールド内の過圧を介して、周囲空気の実質的な流入を防ぐことができる。コーティングの堆積中に、例えば、プラズマジェットがシールドの内壁を劣化させること、および／またはシールド内壁にコーティングが堆積することにより、シールドが劣化する可能性がある。加えて、より重要なことに、異なるサイズおよび／または形状の基板が利用されるとき、単一のノズルでは、各基板に対して満足のいく結果が得られない可能性がある。本発明は、用途に応じてシールドを交換することを可能にする。大きい平坦な表面へのインラインコーティング堆積には、大きい平坦なノズル出口を備えたシールドを利用することができる。平坦でない表面へのインラインコーティング堆積には、特に適合された平坦でないノズルを備えたシールドを利用することができる。有限の不規則な試験片の処理について、試験片は静止したままにすることができ、ジェットは動かすことができ、以て、ノズル出口は、試験片の表面に密接に従うことを可能にするのに十分に小さいサイズを含むことができる。本発明は、プラズマジェット発生器を介してシールド内にプラズマジェットを提供し、シールド内のプラズマジェットにコーティング前駆体を注入し、以て、大気圧よりわずかに、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、当該動作圧力における、低温の無酸素プラズマによるすべてのタイプの物体のインラインプラズマコーティングを可能にする。過圧は、ノズル出口縁部と物体のプロファイルとの一致に起因するノズル出口の縁部と物体の表面との間の小さい間隙と組み合わさって、物体の表面を酸素欠乏プラズマゾーンにさらすことを可能にし、これによって、表面へのコーティングのより良好な接着および経年劣化の減少を含め、特に均一性および安定性に関して、コーティングのより良好な結果がもたらされる。さらに、酸素欠乏プラズマゾーンの存在により、酸素との反応性に起因して他の方法では使用することができないであろう多数の前駆体分子の使用が可能になる。
【００１９】
さらに、本発明では、プラズマ温度は好ましくは低く、好ましくは２００℃より低く、より好ましくは１８０℃より低く、より好ましくは１６０℃より低く、より好ましくは１４０℃より低く、より好ましくは１３０℃より低く、より好ましくは１２０℃より低く、より好ましくは１１０℃より低く、より好ましくは１００℃より低く、より好ましくは９０℃より低く、より好ましくは８０℃より低く、より好ましくは７０℃より低く、より好ましくは６０℃より低く、より好ましくは５０℃より低く維持されることに留意されたい。
【００２０】
本発明のさらなる利点、特徴、および例が、詳細な説明に開示されている。
図面の説明
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】本発明による装置の実施形態の斜視図である。
【図１ｂ】本発明による装置の実施形態の斜視図である。
【図２ａ】本発明によるシールドの実施形態の斜視図である。
【図２ｂ】本発明によるシールドの実施形態の斜視図である。
【図２ｃ】本発明によるシールドの実施形態の斜視図である。
【図２ｄ】本発明によるシールドの実施形態の斜視図である。
【図３】本発明によるシールドの実施形態の斜視図である。
【図４】本発明によるアダプタおよびシールドの実施形態の斜視図である。
【図５ａ】本発明によるシールドの実施形態の長手方向の図である。
【図５ｂ】本発明によるシールドの実施形態の側面図である。
【図６】本発明によるシールドの代替的な実施形態の側面図である。
【図７】粉末のプラズマコーティングに特に好ましい、本発明によるシールドを備えた装置の断面図である。
【図８】繊維のプラズマコーティングに特に好ましい、本発明によるシールドを備えた装置の断面図である。
【図９】軸対称の物体と一致するように特に製造された縁部を備えた、本発明によるシールドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
発明の詳細な説明
本発明は、大気圧プラズマジェットを介してコーティングを堆積するための装置および方法に関する。本発明はさらにキットに関する。本発明は、上記の対応する節に要約されている。以下では、本発明を詳細に説明し、好ましい実施形態を論じ、本発明を実施例を介して例示する。
【００２３】
他に定義されない限り、技術用語および科学用語を含む、本発明の開示に使用されるすべて用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味を有する。さらなる案内によって、本発明の教示をよりよく理解するために用語の定義が含まれている。
【００２４】
本明細書で使用される場合、以下の用語は以下の意味を有する。
本明細書において使用される場合の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明確に別段の指示をしない限り、単数形と複数形の両方の指示対象を指す。例として、「１つの区画（ａ  ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）」は、１つまたは複数の区画を指す。
【００２５】
パラメータ、量、持続時間などのような測定可能な値を参照する、本明細書で使用される場合の「約」は、指定された値の±２０％以下、好ましくは±１０％以下、より好ましくは±５％以下、さらにより好ましくは±１％以下、またさらにより好ましくは±０．１％以下の変動を、そのような変動が開示されている発明において機能するのに適切である限りにおいて包含するように意図されている。ただし、修飾語「約」が参照する値自体も特定的に開示されていることを理解されたい。
【００２６】
本明細書において使用される場合の「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」ならびに「から成る（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ  ｏｆ）」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」または「包含する（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「包含する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「包含する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」と同義であり、例えば構成要素などの後続するものが存在することを指定する包含的または制約のない用語であり、当技術分野において知られている、またはそこに開示されている、追加の、引用されていない構成要素、特徴、要素、部材、ステップの存在を除外せず、排除しない。
【００２７】
端点による数値範囲の列挙は、その範囲内に含まれるすべての数値と分数、および列挙された端点を含む。
【００２８】
第１の態様では、本発明は、いくつかのステップを含む、大気圧プラズマジェットを介してコーティングを堆積するための方法を提供する。ジェット出口を備えるプラズマジェット発生器が提供される。シールドが、処理される物体のプロファイルに一致する縁部を有して製造される。シールドは、ジェット入口、ノズル出口、およびジェット入口からノズル出口まで延在する側壁を備える。シールドは、プラズマジェット発生器に取り外し可能に取り付けることができ、それにより、ジェット入口とジェット出口とは、連通可能に結合される。プラズマジェットを、プラズマジェット発生器を介してシールド内に提供することができる。コーティング前駆体を、シールド内のプラズマジェットに注入することができる。これにより、環境に対してシールド内に過圧が発生し得る。基板の表面を、ノズル出口に対して相対的に動かすことができ、それにより、コーティングを表面に堆積させることができる。
【００２９】
第２の態様では、本発明はキットを提供する。キットは、ジェット出口を備える大気圧プラズマジェット発生器用に構成することができる。ノズルキットは、アダプタおよび複数の交換可能なシールドを備えることができる。各シールドは、ジェット入口、ノズル出口、およびジェット入口からノズル出口まで延在する側壁を備える。アダプタは、上記シールドの１つをプラズマジェット発生器に取り外し可能に取り付け、以てジェット出口とジェット入口を連通可能に結合するように構成することができる。
【００３０】
第３の態様では、本発明は、大気圧プラズマジェットを介してコーティングを堆積するための装置を提供する。装置は、ジェット出口を備えるプラズマジェット発生器を備える。装置は、アダプタおよび交換可能なシールドをさらに備える。シールドは、ジェット入口、ノズル出口、およびジェット入口からノズル出口まで延在する側壁を備える。アダプタは、シールドを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、ジェット出口とジェット入口を連通可能に結合する。
【００３１】
第２の態様によるノズルキットは、第３の態様による装置のために、および／または第１の態様による方法において使用することができる。第１の態様による方法は、第３の態様による装置を介して実行することができる。したがって、当業者には、本発明の３つの態様が相互に関連していることが理解されよう。したがって、本書に開示されている上記または下記の各特徴は、特定の態様に関連して開示されている場合でも、本発明の各態様に関与することができる。
【００３２】
本明細書において使用される場合の「大気圧」は、圧力が周囲の環境の圧力と近似的にまたはほぼ一致することを示す。この用語は、本発明のプラズマ技術を、環境との実質的な圧力差を維持するために反応容器を必要とする低圧および高圧プラズマ技術と区別する。したがって、プラズマ技術の当業者には、本明細書に使用される場合の「大気圧」が、１０１３２５Ｐａとして定義される圧力単位「気圧（ａｔｍ）」として解釈されるべきではないことが理解されよう。
【００３３】
本明細書において使用される場合の「連通可能に結合される」は、質量流量、すなわち、流体、気体、および／またはプラズマの流れを指す。したがって、連通可能に結合されたプラズマジェット発生器のジェット出口とシールドのジェット入口とは、上記ジェット出口を出るプラズマジェットがジェット入口を介してシールドに入るように構成される。
【００３４】
本明細書において使用される場合の「プラズマジェット」は、プラズマジェットおよび／またはプラズマジェットの残光を指す。例えば、シールド内の「プラズマジェット」に注入されたコーティング前駆体は、シールド内のプラズマジェットおよび／またはプラズマジェットの残光に注入されたコーティング前駆体を指し得る。
【００３５】
本発明の方法は、以下のステップ：
ａ．ジェット入口（２２）、ノズル出口（２４）、およびジェット入口から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、ノズル出口は、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．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．物体プロファイルがノズル出口縁部に近密に嵌合するように物体をノズル出口に配置するステップであり、以てノズル出口と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．プラズマジェット発生器を介してシールド内にプラズマジェットを提供し、シールド内の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、当該動作圧力において、低温の無酸素プラズマによって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物体をプラズマコーティングする。
【００３６】
ステップａにおいて、交換可能なフィールドは、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。
【００３７】
この方法は、特に低温プラズマに関連する。これにより、好ましくは、プラズマ温度は１２０℃より低く、より好ましくは７０℃より低い。
【００３８】
本発明のキットは、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）、およびジェット入口からノズル出口まで延在する側壁（２１）を含み、各シールドのノズル出口は、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。
【００３９】
第１のシールドの容易な取り外しおよび第２のシールドの容易な取り付けを可能にするために、好ましくは、シールドは、プラズマジェット発生器に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）によってジェット出口に取り外し可能に取り付けられ、以て、プラズマジェット発生器のジェット出口とシールドのジェット入口とが連通可能に結合される。
【００４０】
ステップｄ中、例えば、インラインコーティングを実施するために、物体を、ノズル出口および縁部に対して相対的に動かすことができる。これにより、上記縁部は、好ましくは、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の距離に維持される。
【００４１】
好ましい実施形態では、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、上記相対運動は、上記長手方向に沿った相対並進を含む。これは特に、平坦でない場合がある、すなわち、長手方向に垂直な非直線的断面を有する場合がある板状またはシート状の物体の場合である。
【００４２】
好ましい実施形態では、縁部は、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、上記シールドは、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、上記相対運動は、物体入口縁部から上記シールド内の処理チャンバを通じて第１の縁部までの長手方向の物体の動きを含む。これは、対象物が、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る場合に特に有用であり、好ましくは以て、請求項９に記載の方法が使用され、第１の縁部および第２の縁部が繊維の断面と一致する直径を有する円形の開口部を含み、以て、繊維が上記第１の縁部および第２の縁部の開口部を通過することが可能になる。これはまた、物体が、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る場合にも特に有用であり、好ましくは以て、請求項９に記載の方法が使用され、上記第１の縁部および上記第２の縁部は、それぞれ第１の縁部および第２の縁部の位置において粉末ビームの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、粉末が上記第１の縁部および第２の縁部の開口部を通過することが可能になる。
【００４３】
別の好ましい実施形態では、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、上記相対運動は、上記中心軸を中心とした相対回転を含む。これにより、物体もしくはシールドまたはその両方を中心軸の周りで例えば３６０°、または複数のコーティングパスの場合は３６０°の整数倍だけ回転させることにより、物体の表面を迅速かつ信頼可能に処理することができる。
【００４４】
キットは、好ましくは、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も含む。キットは、１つのプラズマジェット発生器、または、例えば２、３、４以上など複数のプラズマジェット発生器を含んでもよい。
【００４５】
本発明の装置は、
−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、シールドは、ジェット入口（２２）、ノズル出口（２４）、およびジェット入口から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、
アダプタは、シールドを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、ジェット出口とジェット入口とを連通可能に結合する。
【００４６】
シールドのノズル出口は、処理される基板の表面に近接近して配置することができ、シールド内部の過圧を介して、周囲空気の実質的な流入を防ぐことができる。コーティングの堆積中に、例えば、プラズマジェットがシールドの内壁を劣化させること、および／またはシールド内壁にコーティングが堆積することにより、シールドが劣化し、および／または、汚染される可能性がある。加えて、異なるサイズおよび／または形状の基板が利用されるとき、単一のノズルでは、各基板に対して満足のいく結果が得られない可能性がある。本発明は、用途に応じてシールドを交換することを可能にする。大きい平坦な表面へのインラインコーティング堆積には、大きい平坦なノズル出口を備えたシールドおよび大きい前駆体スループットを利用することができる。平坦でない表面へのインラインコーティング堆積には、特に適合された平坦でないノズル出口を備えたシールドを利用することができる。有限の不規則な試験片の処理について、試験片は静止したままにすることができ、プラズマジェット発生器は動かすことができ、以て、ノズル出口は、不規則な試験片の表面に密接に従うことを可能にするのに十分に小さいサイズを含むことができる。第１の基板への第１のコーティング堆積に使用される第１のコーティング前駆体が、第２の基板への第２のコーティング堆積において望ましくない場合、第２のコーティング堆積中の第１のコーティング前駆体による汚染を回避するためにノズルを交換することができる。
【００４７】
好ましい実施形態では、シールドは、ジェット入口に、側壁に取り付けられたフランジを含む。アダプタは、フランジを保持するように適合されたサイズおよび形状を備えた開口部を含む保持壁を備えることができる。アダプタおよびプラズマジェット発生器は、アダプタをプラズマジェット発生器に取り付けるように構成された相補的な取り付け手段を備えることができる。アダプタは、保持壁を介して、シールドのフランジをプラズマジェット発生器に対して、ジェット出口とジェット入口とが連通可能に結合される位置に押し付けるように構成することができる。好ましくは、フランジは、ジェット入口を取り囲む平坦な表面を含む。好ましくは、フランジは、ジェット入口を介したシールドへの周囲空気の実質的な流入を回避するように、アダプタによってプラズマジェット発生器に押し付けられるように適合されている。それにより、フランジは、ジェット入口を介したシールドへの周囲空気の実質的な流入を回避するとともに、アダプタを介してジェット発生器へとシールドを取り付けるという二重の目的を含む。シールドは、それに沿ってジェット入口とノズル出口とが空間的に分離されている長さ方向を含む。好ましくは、フランジは、本質的に、上記長さ方向に垂直である。好ましくは、上記フランジの上記平坦な表面は、本質的に、上記長さ方向に垂直である。
【００４８】
好ましくは、シールドはモノリシックである。シールドは射出成形によって製造されてもよい。シールドは３Ｄ印刷によって製造されてもよい。好ましくは、シールドは、絶縁材料、より好ましくはプラスチックを含む。シールドのノズル出口は縁部を含む。シールドのノズル出口は、平坦な縁部を含み得る、すなわち、ノズル出口は平坦である。シールドのノズル出口は、平坦でない縁部を含み得る、すなわち、ノズル出口は平坦でない。これにより、平坦でない表面のインラインコーティングが可能になり、以て、縁部の各部分と表面との間に小さい距離が維持される。
【００４９】
コーティング前駆体を、シールド内のプラズマジェットに注入することができる。プラズマジェット発生器のジェット出口は、複数の出口区画を含むことができる。プラズマジェット発生器は、第１の区画からプラズマジェットを提供し、第２の区画からコーティング前駆体を提供するように構成することができる。ジェット出口は、コーティング前駆体を提供するための内側区画と、プラズマジェットを提供するための外側区画とを画定する、２つの同心の円筒壁を含むことができる。ジェット出口は、２つの内壁を介して３つの区画に区分され、コーティング前駆体を提供するための中間区画およびプラズマジェットを提供するための２つの外側区画を画定する長方形の出口を含むことができる。
【００５０】
好ましい実施形態では、シールドの側壁は、少なくとも１つの前駆体入口、好ましくは２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の前駆体入口などの少なくとも２つの前駆体入口を含む。前駆体入口は、シールドの内側と連通可能に結合された第１の外端と、前駆体源と連通可能に結合するための第２の外端とを含む管状中空体を含むことができる。管状本体は円筒形であってもよい。管状本体は、１つまたは複数の屈曲部を含むことができる。コーティング前駆体は、シールド内のプラズマジェットの上記少なくとも１つの前駆体入口を介して注入することができる。
【００５１】
好ましい実施形態では、プラズマジェット発生器のジェット出口は開口部を含み、シールドのジェット入口は開口部を含み、それによってジェット入口の開口部はジェット出口の開口部よりも大きい。これは、拡大によって速度が低下し、圧力が上昇し、以て環境に対してシールド内に過圧が発生するのを助けるため、有利である。これは、急激な拡大が乱流および／または再循環を引き起こし、したがってシールドの対応する部分に存在する成分の混合を引き起こし得るため、さらに有利である。好ましくは、シールドは、ジェット入口とノズル出口との間に一定の長さを含み、上記少なくとも１つの前駆体入口は、上記長さの最大５０％、好ましくは、上記長さの最大４０％、より好ましくは、上記長さの最大３０％に等しいジェット入口の距離内でシールドの内側と連通可能に結合される。再循環も起こる領域で前駆体の流入が起こるため、これは有利である。前駆体の流入が、ジェット入口におけるプラズマジェット流入と実質的に平行でない方向、好ましくは本質的に垂直である方向、好ましくは長さ方向に本質的に平行な方向で起こり、以て乱流をさらに増大させるため、これはさらに有利である。
【００５２】
好ましい実施形態では、シールドの側壁は先細り部分を含む。先細り部分は、例えば、大きい本質的に平坦な表面にコーティングを堆積するために、ジェット入口からジェット出口に向かってシールドの断面を拡大することができる。先細り部分は、例えば、コーティング堆積を狭いスポットに集中させ、それにより、任意選択的に、ノズル出口の動きを介して不規則な表面に密接に従うことを可能にするための小さいノズル出口を作成するに、ジェット入口からジェット出口に向かってシールドの断面を縮小することができる。好ましくは、先細り部分は、ノズル出口がジェット入口よりも小さい開口部を含むように適合される。好ましくは、先細り部分は、シールドの長さの少なくとも２０％にわたって延在する。
【００５３】
好ましい実施形態では、ノズルは均質化手段を備える。好ましくは、シールドは、好ましくは内側に、上記均質化手段を備える。均質化手段は、流れ擾乱要素を含むことができる。流れ擾乱要素は、複数の傾斜面を含むことができる流れ擾乱要素は、各々が複数の傾斜面を含む複数の層を含むことができる。流れ擾乱要素は、シールドの長さ方向に対して少なくとも２０°かつ最大７０°の角度を含む表面を含むことができる。
【００５４】
好ましい実施形態では、ノズルは冷却用に適合されている。好ましくは、シールドの側壁は、冷却流体を通過させるためのチャネルを含む。チャネルは、好ましくは、シールドの長さの最大６０％、より好ましくは最大５０％、さらにより好ましくは最大４５％の、ノズル出口からの距離に配置される。
【００５５】
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の距離として維持され、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。
【００５６】
好ましい実施形態では、プラズマジェット発生器は、誘電体バリア放電またはコロナ放電を介してプラズマジェットを生成するように構成される。好ましくは、プラズマジェット発生器は、ＡＣ電源を備える。
【００５７】
本発明は、本発明をさらに例示する以下の非限定的な実施例によってさらに説明され、実施例は、本発明の範囲を限定することを意図しておらず、またそのように解釈されるべきではない。
【００５８】
実施例
実施例１：第１の装置
本発明による装置の第１の実施形態の少なくとも一部が図１ａに示されている。この装置は、大気圧プラズマジェット発生器（１）と、アダプタ（３）およびシールド（２）を備えるノズルとを備える。
【００５９】
プラズマジェット発生器（１）は、円筒形外端を備える本体（１１）を備える。円筒形外端は、側壁（１４）および本質的に側壁に垂直な端壁（１３）を含み、端壁においてジェット出口（１２）が提供される。円筒形外端は直径（ｄ５）を含む。ジェット出口（１２）は、直径（ｄ１）を含む。プラズマジェット発生器（１）は、コーティング前駆体を提供するための内側区画と、プラズマジェットおよび／または残光を提供するための外側区画との２つの区画をジェット出口（１２）内に画定する、２つの円筒壁を含むことができる。プラズマジェット発生器は、例示的に、欧州特許第１  ８４４  ６３５号の請求項１〜８および明細書の対応する節に従って構成されてもよい。
【００６０】
シールド（２）は、ジェット入口（２２）、ノズル出口（２４）、およびジェット入口（２２）からノズル出口（２４）まで延在する側壁（２１ａ、２１ｂ）を備える。シールドは、それに沿ってジェット入口（２２）とノズル出口（２４）とが離間されている長さ方向を含む。シールド（２）は、ジェット入口（２２）の縁部（２３）において側壁（２１ａ）に取り付けられ、ジェット入口（２２）を取り囲むフランジ（２６）をジェット入口に備える。ジェット入口は、直径（ｄ２）を含む。ノズル出口は、直径（ｄ６）を含む。シールドは、長さ方向によるシールドの長さの最大５０％に等しい、ジェット入口の距離内に配置されている先細り部分（２１ａ）を備える。先細り部分（２１ａ）は、ジェット入口からノズル出口に向かってシールドを狭くし、それに起因して、ノズル出口の直径（ｄ６）は、ジェット入口の直径（ｄ２）よりも小さい。ジェット入口直径（ｄ２）はジェット出口直径（ｄ３）よりも大きく、詳細な説明に記載されている有利な結果を可能にする。ノズル出口は、平坦な縁部（２５）を備え、すなわち、ノズル出口の縁部は、本質的に一平面内にある。好ましくは、当該平面は、本質的に、長さ方向に垂直である。
【００６１】
アダプタ（３）は、本質的にジェット入口直径（ｄ２）に側壁（２１ａ）の厚さの２倍を加えた値に等しいかまたはわずかに大きい直径（ｄ３）を含む円形開口部（３２）を含む保持壁（３１）を備える。それにより、開口部（３２）は、シールド（２）のフランジ（２６）を保持するように、特にフランジ（２６）をプラズマジェット発生器（１）の端壁（１３）に押し付けるように構成されたサイズおよび形状を備える。保持壁は、本質的に外端直径（ｄ５）に等しい直径（ｄ４）を含む。アダプタは、プラズマジェット発生器の外端の側壁（１４）上に位置決めするための２つの湾曲した側壁部分（３３）と、アダプタをプラズマジェット発生器に取り付け、それにより、ジェット出口（１２）とジェット入口（２２）とを連通可能に結合したままにしながらフランジ（２６）を端壁（１３）に押し付けるための取り付け手段（３５）を含む２つのアーム（３４）とをさらに備える。取り付け手段は、弾性与張機構を取り付けるための穴を含むことができる。
【００６２】
実施例２：装置
本発明による装置の第２の実施形態の少なくとも一部が図１ｂに示されている。この装置は、大気圧プラズマジェット発生器（１’）と、アダプタ（３’）およびシールド（２’）を備えるノズルとを備える。
【００６３】
プラズマジェット発生器（１’）は、直方体外端を備える本体（１１’）を備える。直方体外端は、側壁（１４’）および本質的に側壁に垂直であり、ジェット出口（１２’）が提供される端壁（１３’）を含む。直方体外端は、高さ（ｈ５）および幅（ｌ５）を含む。ジェット出口（１２’）は、高さ（ｈ１）および幅（ｌ１）を含む。プラズマジェット発生器（１’）は、コーティング前駆体を提供するための１つの内側区画と、プラズマジェットおよび／または残光を提供するための２つの外側区画との３つの区画をジェット出口（１２’）内に画定する、２つの内壁を含む。プラズマジェット発生器は、例示的に、欧州特許第１  ８４４  ６３５号の請求項９〜１５および明細書の対応する節に従って構成されてもよい。
【００６４】
シールド（２’）は、ジェット入口（２２’）、ノズル出口（２４’）、およびジェット入口（２２’）からノズル出口（２４’）まで延在する側壁（２１’）を備える。シールドは、それに沿ってジェット入口（２２’）とノズル出口（２４’）とが離間されている長さ方向を含む。側壁は、本質的に長さ方向に垂直である、均一な長方形断面を含む。シールド（２’）は、ジェット入口（２２’）の縁部（２３’）において側壁（２１’）に取り付けられ、ジェット入口（２２’）を取り囲むフランジ（２６’）をジェット入口に備える。ジェット入口およびノズル出口は、高さ（ｈ２）と幅（ｌ２）を含む。ノズル出口（２４’）は、平坦な縁部（２５’）を備え、すなわち、ノズル出口の縁部は、本質的に一平面内にある。好ましくは、当該平面は、本質的に、長さ方向に垂直である。
【００６５】
アダプタ（３’）は、本質的にそれぞれジェット入口高さ（ｈ２）および幅（ｌ２）に側壁（２１’）の厚さの２倍を加えた値に等しいかまたはわずかに大きい高さ（ｈ３）および幅（ｌ３）を含む長方形開口部（３２’）を含む保持壁（３１’）を備える。それにより、開口部（３２’）は、シールド（２’）のフランジ（２６’）を保持するように、特にフランジ（２６’）をプラズマジェット発生器（１’）の端壁（１３’）に押し付けるように構成されたサイズおよび形状を備える。保持壁は、本質的に、それぞれ外端の高さ（ｈ５）および幅（ｌ５）に等しい高さ（ｈ４）および幅（ｌ４）を含む。アダプタは、プラズマジェット発生器の外端の側壁（１４’）上に位置決めするための２つの側壁部分（３３’）と、アダプタをプラズマジェット発生器に取り付け、それにより、ジェット出口（１２’）とジェット入口（２２’）とを連通可能に結合したままにしながらフランジ（２６’）を端壁（１３’）に押し付けるための取り付け手段（３５’）を含む２つのアーム（３４’）とをさらに備える。取り付け手段は、弾性与張機構を取り付けるための穴を含むことができる。
【００６６】
実施例３：シールド形状
この実施例では、図２ａ、図２ｂ、図２ｃ、および図２ｄが参照される。この実施例で開示されている特定の機能は、上記の実施例１および２のシールドに関与し得る。
【００６７】
シールドは、ジェット入口（２２’’、２２’’’）およびノズル出口（２４’’、２４’’’）を含む。シールドは、それに沿ってジェット入口とノズル出口とが空間的に分離されている長さ方向をさらに含む。シールドはまた、ジェット入口からノズル出口まで延在する側壁（２１ａ’’，２１ｂ’’，２１’’’）を備える。シールドは、長さ方向に沿った長さ、すなわち、ジェット入口とノズル出口とが離間される距離を含む。ジェット入口は、本質的に長さ方向に垂直である、本質的に平坦な縁部（２３’’）を含む。シールドは、ジェット入口にあり、側壁に取り付けられている、ジェット入口を取り囲むフランジ（２６’’、２６’’’）をさらに含む。シールドの側壁は、長さ方向に垂直な均一な断面を含むことができる（図２ｃおよび図２ｄ）。代替的に、シールドの側壁は、先細り部分（２１ａ’’）、および、長さ方向に垂直な均一な断面を有する部分（２１ｂ’’）を含んでもよい。シールドの側壁は、円形（図２ａおよび図２ｂ）、楕円形、長方形（図２ｃおよび図２ｄ）、正方形、三角形、五角形、六角形、ひし形、八角形、星形、十字形などである、長さ方向に垂直な断面を含むことができる。好ましくは、シールドの側壁は、ジェット出口の形状に適合された形状を含み、ジェット出口の対応する寸法よりも大きい１つまたは複数の寸法をさらに含む、長さ方向に垂直な断面を含む。最も好ましくは、上記形状は円形または長方形である。シールドは、ノズル出口（２４’’、２４’’’）においてノズル出口縁部（２５’’、２５’’’）も備える。ノズル出口縁部は平坦であってもよい（図２ａおよび図２ｂ）。ノズル出口縁部は、長さ方向に垂直な平面内にあり得る。ノズル出口縁部はまた、平坦でなくてもよい（図２ｃおよび図２ｄ）。それにより、ノズル出口縁部は、フランジまでの異なる距離を含む２つの部分を含むことができる。それにより、ノズル出口縁部は、長さ方向に湾曲を含む部分を含むことができる。
【００６８】
実施例４：追加のシールド特徴
図３を参照すると、シールドは、少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つの前駆体入口（２７）を含むことができる。前駆体入口は、好ましくは、側壁を介して、より好ましくは、シールドの長さの最大５０％のジェット入口の距離内で、シールドに連通可能に結合される。前駆体入口は、側壁（図３）の先細り部分（２１ａ）を介して、または代替的に、側壁の真っ直ぐな部分、すなわち長さ方向に平行な部分を介して結合することができる。
【００６９】
図３および図４を参照して、突出する前駆体入口（２７、２７’’’’）および／またはジェット入口（２２’’’’）からノズル出口（２４’’’’）に向かってシールドを広げる先細り部分（２１’’’’）を含むシールドについて、アダプタは、アダプタの保持壁（３１’’）を介してプラズマジェット発生器の端壁にフランジ（２６’’’’）を押し付けるために、シールドのフランジ（２６’’）を取り囲むことを可能にするためのヒンジ（３６’’）およびロック機構（３７’’）を含むことができる。
【００７０】
図５ａ、図５ｂおよび図６には、それぞれ本発明によるシールドの実施形態の長さ方向に沿った図、長さ方向に垂直な側面図、および長さ方向に垂直な側面図が示されている。シールドの側壁は、冷却流体を通過させるためのチャネルを含む。チャネルは、入口（２９ａ）、出口（２９ｃ）、およびチャネル入口（２９ａ）からチャネル出口（２９ｃ）まで延在する側壁内のらせん状区画（２９ｂ）を備える。チャネルは、シールドの長さの最大５０％に等しいジェット入口の距離内に提供することができる（図５ａおよび図５ｂ）。チャネルは、代替的かつ優先的に、シールドの長さの最大５０％に等しいノズル出口の距離内に提供することができる（図６）。シールドは、複数の流れ擾乱要素（２８）から成る複数の層をさらに含む。層は長さ方向において離間されている。各要素は、長さ方向に対して、少なくとも２０°かつ最大７０°、好ましくは少なくとも３０°かつ最大６０°の角度にある表面を含むことができ、それにより、流れの方向を実質的に方向転換するように構成され、シールド内のガスおよび／またはプラズマおよび／または残光の成分の混合を可能にする。複数の層は、シールドの長さの最大５０％に等しいノズル出口の距離内に提供することができる（図５ａおよび図５ｂ）。複数の層は、代替的かつ優先的に、シールドの長さの最大５０％に等しいジェット入口の距離内に提供することができる（図６）。したがって、冷却機構および均質化手段を、シールドの同じ部分またはシールドの異なる部分に設けることができる。
【００７１】
実施例５：粉末コーティング
図７は、粉末のプラズマコーティングに特に好ましい、本発明によるシールドを備えた装置の断面図を示す。
【００７２】
不活性ガスを、所定の流量でガイドシステム（４０）の入口において提供することができる。例えば、ベンチュリインジェクタ（４２）を介して、粉末（４１）を加えることができる。結果得られる粉末ビームは、続いて、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）に案内され、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。粉末ビームは、プラズマを通じて粉末ビームと円周方向に一致する物体入口縁部から長手方向（５０）に沿って流れ、一定の長さ（５１）にわたってプラズマにさらされ続け、個々の粉末粒子のコーティングを可能にする。ビームは、粉末ビームと円周方向に一致する物体出口縁部を通ってシールドを出、次いで、不活性ガス（５３）からコーティングされた粉末（５４）を抽出するために、例えば、サイクロンなどのコレクタシステム（５２）内で収集される。コーティングされた粉末は、さらなるコーティングサイクルのために入口（４０）に戻すことができる。
【００７３】
実施例６：繊維コーティング
図８は、繊維のプラズマコーティングに特に好ましい、本発明によるシールドを備えた装置の断面図を示す。
【００７４】
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。コーティングされた粉末は、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。
【００７５】
実施例７：回転コーティング
図９は、軸対称の物体と一致するように特に製造された縁部を備えた、本発明によるシールドの斜視図を示す。
【００７６】
シールド（６０）は、半径方向プロファイル（６２）を含む軸対称物体（６１）を処理するように特に製造されている。それにより、シールド（６０）は、ジェット入口（６３）と、半径方向プロファイル（６２）と一致する縁部（６４）を含むノズル出口とを備える。物体の表面をプラズマにさらしている間、物体はその中心軸（６６）を中心に回転（６５）される。シールドは、例えば先行する実施例のように、または図１Ａ〜図５Ｂでより明確に示されているように、プラズマジェット発生器のジェット出口への容易で取り外し可能な取り付けのために、ジェット入口の近くにフランジを有することができる。図９では、物体とシールドとの間の間隙を最小限に抑えるために、物体の表面を縁部（６４）にわずかに挿入することができることに留意されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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