(57)【要約】  本発明は、昇華されることが可能な金属層または金属合金層の真空蒸発によって、走行する基材の少なくとも１つの表面を被覆する方法に関し、金属または金属合金が、少なくとも２つのインゴットの形態で互いに接触して基材の表面に対向して設けられており、基材表面の方に向けられたインゴットの表面は、被覆プロセスの間、基材から一定距離で、基材に平行に保持されている。本発明はまた、上記方法を実行するための被覆装置、およびそのような装置用の金属供給装置（１）に関する。
2010515830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する基材の少なくとも一方の面を、昇華可能な金属または金属合金の層の真空蒸発によって被覆する被覆プロセスであって、
前記金属または金属合金は、互いに接触して設置された少なくとも２つのインゴットの形態で基材の前記一方の面に対向するように位置され、
基材の前記一方の面に対向する前記インゴットの表面は、被覆の間、基材に平行に、基材から一定距離で保持される、被覆プロセス。
【請求項２】
昇華可能な金属または金属合金の前記インゴットが、基材に平行に、基材から一定距離で対向するインゴットの表面を保持するように、同時に、かつ連続的にまたは順次的に移動される、請求項１に記載の被覆プロセス。
【請求項３】
基材に対向するインゴットの表面とは反対側の面が傾斜面に接触した状態で、昇華可能な金属または金属合金の前記インゴットが、平行移動によって同時に移動される、請求項２に記載の被覆プロセス。
【請求項４】
基材に対向するインゴットの表面とは反対側の面が前記傾斜面に接触した状態で、前記インゴットが、基材が走行する平面に平行な平面内で、基材が走行する方向に垂直な方向に平行移動によって同時に移動される、請求項３に記載の被覆プロセス。
【請求項５】
基材に対向するインゴットの表面とは反対側の面が前記傾斜面に接触した状態で、前記インゴットが、基材が走行する平面に平行な平面内で、基材が走行する方向に平行な方向に平行移動によって同時に移動される、請求項３に記載の被覆プロセス。
【請求項６】
前記基材が、垂直に走行し、前記インゴットは、一方が他方の上に積み重ねられたものである、請求項１から５のいずれか一項に記載の被覆プロセス。
【請求項７】
前記基材の両面が、昇華可能な金属または金属合金の層を真空蒸発によって被覆され、
前記金属または金属合金は、少なくとも２つのインゴットが互いに接触して設置された形態で基材の各面に対向するように位置されており、
基材の各面に対向する前記インゴットの表面は、被覆の間、基材の前記面に平行に、基材から一定距離で保持されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の被覆プロセス。
【請求項８】
前記金属または金属合金が、基材の各面に対して同じである、請求項７に記載の被覆プロセス。
【請求項９】
前記金属または金属合金が、基材の各面に対して異なる、請求項７に記載の被覆プロセス。
【請求項１０】
真空蒸発プロセスが、プラズマ蒸発による蒸着である、請求項１から９のいずれか一項に記載の被覆プロセス。
【請求項１１】
前記金属または金属合金が、亜鉛、マグネシウム、クロム、マンガン、シリコンおよびそれらの合金から選択される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の被覆プロセス。
【請求項１２】
前記金属または金属合金が、マグネシウムまたはその合金である、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
真空蒸発による蒸着が、反応性雰囲気で実行され得る、請求項１から１２のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１４】
走行する基材が、場合により既に予め被覆された鋼帯である、請求項１から１３のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１５】
走行する基材が、亜鉛または亜鉛合金で予め被覆されるとともに、マグネシウムまたはマグネシウム合金の層が蒸着された鋼帯である、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
昇華可能な金属または金属合金の層を、基材（Ｓ）の面の少なくとも１つの面上に連続的に被覆するための被覆プラントであって、
被覆プラントは、真空槽を含み、
真空槽は、
真空蒸発被覆機と、
前記基材（Ｓ）を被覆機に走行させるための手段と、
被覆機に金属または金属合金を供給するための供給機（１、１１、２１）と、
を含み、
前記金属または金属合金は、インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）の形態であり、
供給機は、前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）を互いに接触した状態で保持するとともに、被覆される基材（Ｓ）の面に対向する前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）の表面を、前記基材（Ｓ）に平行に、基材（Ｓ）から一定距離で保持するための手段を含む、被覆プラント。
【請求項１７】
前記供給機（１、１１、２１）が、基材（Ｓ）に平行に基材（Ｓ）から一定距離で対向するインゴッドの表面を保持するように、前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）を同時に、かつ順次的にまたは連続的に移動させるための手段を含む、請求項１６に記載の被覆プラント。
【請求項１８】
前記供給機（１１）が、前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）が前記基材（Ｓ）に対向するインゴットとは反対側の面を介して接触する少なくとも１つの傾斜面を含み、
インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）を移動させるための前記手段は、前記基材（Ｓ）が走行する平面に平行な平面内で、基材（Ｓ）が走行する方向に垂直な方向に平行移動によってインゴットが移動されることを可能にし、
前記傾斜面（２、２’）の傾斜は、前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）の移動の方向に増大する、請求項１７に記載のプラント。
【請求項１９】
インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）を移動させるための前記手段が、前記傾斜面（２、２’）の第１の端部に接触して第１のインゴット（Ｌ１、Ｌ’１）に作用するとともに、基材（Ｓ）に対して横に延在する少なくとも１つのピストン（３、３’）からなり、
前記第１のインゴット（Ｌ１、Ｌ’１）は、前記傾斜面（２、２’）上を傾斜面の第２の端部までに第１のインゴットに先行するインゴット（Ｌ２、．．．、Ｌｎ、Ｌ’２、．．．、Ｌ’ｎ）に順に作用する、請求項１８に記載のプラント。
【請求項２０】
インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ）を備える第１の傾斜面（２）であり、前記第１の傾斜面（２）の第１の端部に接触して第１のインゴット（Ｌ１）に作用する第１のピストン（３）を備えた第１の傾斜面（２）と、
インゴット（Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）を備える第２の傾斜面（２’）であり、前記第２の傾斜面（３’）の第１の端部に接触して第１のインゴット（Ｌ’１）に作用する第２のピストン（３’）を備えた第２の傾斜面（２’）と、
を有し、
前記ピストン（３、３’）は、同じ方向、または反対方向に作用することが可能である、請求項１９に記載のプラント。
【請求項２１】
使用済みのインゴット（Ｕ）を重力によって回収するための２つのタンク（４）を含み、
前記タンクが、前記傾斜面（２、２’）の各第２の端部の下に設置されている、請求項２０に記載のプラント。
【請求項２２】
前記供給機（１１、２１）が、前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ）が前記基材（Ｓ）に対向するインゴットの面とは反対側の面を介して接触する少なくとも１つの傾斜面（１２、２２）を有し、
インゴットを移動するための前記手段は、インゴットが基材（Ｓ）が走行する平面に平行な平面内で、基材（Ｓ）が走行する方向に平行な方向に平行移動によって移動されることを可能にし、
前記傾斜面（１２、２２）の傾斜は、前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ）の走行移動の方向に増大する、請求項１７に記載のプラント。
【請求項２３】
インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ）を移動させるための前記手段が、前記傾斜面（１２、２２）の第１の端部に接触して第１のインゴット（Ｌ１）に作用するとともに、基材（Ｓ）に対して長手方向に延在する少なくとも１つのピストン（１３、２３）からなり、
前記第１のインゴット（Ｌ１）は、前記傾斜面（１２、２２）上を傾斜面の第２の端部まで第１のインゴットに先行するインゴット（Ｌ２、．．．、Ｌｎ）に順に作用する、請求項２２に記載のプラント。
【請求項２４】
使用済みのインゴットを重力によって回収するためのタンクを含み、
前記タンクが、傾斜面（１２、２２）の前記第２の端部の下に設置されている、請求項２３に記載のプラント。
【請求項２５】
基材（Ｓ）が、垂直に走行し、前記供給機（２１）は、前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ）が積み重ねられた少なくとも１つの垂直プレート（２４）を含み、
前記プレートは、少なくとも１つの垂直ピストン（２３）に接触している、請求項２２から２４のいずれか一項に記載のプラント。
【請求項２６】
前記基材（Ｓ）の各面に対向する供給機（１、１１、２１）を含み、
各供給機（１、１１、２１）が、同一または異なる金属または金属合金を含むことが可能であり、
真空蒸発装置は、前記基材（Ｓ）の各面に対向し、
アセンブリは、同じ真空槽内に設置されている、請求項１６から２５のいずれか一項に記載のプラント。
【請求項２７】
前記真空槽に反応性雰囲気を導入するための手段を含む、請求項１６から２６のいずれか一項に記載のプラント。
【請求項２８】
前記真空蒸発装置が、プラズマ蒸発蒸着装置である、請求項１６から２７のいずれか一項に記載のプラント。
【請求項２９】
金属または金属合金の前記インゴット（Ｌ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎ）が、亜鉛、マグネシウム、クロム、マンガン、シリコンおよびそれらの合金から選択される、請求項１６から２８のいずれか一項に記載のプラント。
【請求項３０】
請求項１６から２９のいずれか一項に記載の真空被覆プラントに金属または金属合金を供給するための供給機（１、１１、２１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する基材を被覆するプロセス、より詳細には、決して限定されないが、例えば、マグネシウムなどの金属元素に基づいた層で鋼帯を被覆するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯などの走行する基材上に、金属の層からなる金属コーティング、または異なる金属のいくつかの連続層、またはほかに金属合金を蒸着する様々なプロセスが、知られている。これらのプロセスの中で、溶融亜鉛めっきおよび電気めっき、すなわち、実際には、様々な真空蒸着（マグネトロンスパッタリング、ジュール蒸発（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、電子衝撃およびＳＩＰ（自己誘導プラズマ）プロセスについて述べられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
真空蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスは、環境にやさしいとともに、事実上すべての知られている元素だけでなく合金も蒸着されることを可能にするという利点を有する。金属層が走行する基材上に連続的に蒸着されることが望まれる場合、そのとき蒸着される金属を蒸着槽に供給する方法の問題が生じる。
【０００４】
第１のタイプの被覆プラントが知られており、蒸着される金属が、例えば、ポンプによって、またはほかに気圧計原理によって、蒸着領域に運ばれる前に炉内で溶融されることによって液体の形態で保持される。しかし、この種のプラントは、昇華する金属元素、すなわち、固相から気相に直接変化するものを蒸着するのに適していない。
【０００５】
蒸着される金属が、例えば、ワイヤー形態などの固体形態である、第２のタイプの被覆プラントが知られており、それらのワイヤーは、規則的な方法でそこに導入され、またはほかに顆粒の形態であり、不活性な黒鉛坩堝内に設置される。これらのプラントは、昇華する金属元素を蒸着することができるが、蒸着プロセスは不安定であり、時間とともに不均一の被覆厚みをもたらし、火力の点から制限されて、十分に高い蒸着速度が達成されることが抑えられてしまう。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、高い蒸着速度で長時間にわたって安定操作を可能とする昇華可能な金属または金属合金で走行する基材を被覆するためのプロセスを提供することによって、先行技術のプロセスの欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明の第１の対象は、走行する基材の少なくとも一方の面を、昇華可能な金属または金属合金の層の真空蒸発によって被覆する被覆プロセスであって、上記金属または金属合金は、互いに接触して設置された少なくとも２つのインゴットの形態で基材の上記一方の面に対向するように位置され、基材の上記一方の面に対向する上記インゴットの表面は、被覆の間、基材に平行に、基材から一定距離で保持される、被覆プロセスである。
【０００８】
本発明によるプロセスは、さらに個々にまたは組み合わせて得られる以下の様々な特徴を含んでもよい。
【０００９】
昇華可能な金属または金属合金のインゴットは、基材に平行に、基材から一定距離で対向するインゴットの表面を保持するように、同時に、かつ連続的にまたは順次的に移動されてもよい。
【００１０】
基材に対向するインゴットの表面とは反対側の面が傾斜面に接触した状態で、昇華可能な金属または金属合金のインゴットは、平行移動によって同時に移動されてもよい。
【００１１】
基材に対向するインゴットの表面とは反対側の面が傾斜面に接触した状態で、インゴットは、基材が走行する平面に平行な平面内で、基材が走行する方向に垂直な方向に平行移動によって同時に移動されてもよい。
【００１２】
基材に対向するインゴットの表面とは反対側の面が傾斜面に接触した状態で、インゴットは、基材が走行する平面に平行な平面内で、基材が走行する方向に平行な方向に平行移動によって同時に移動されてもよい。
【００１３】
基材は、垂直に走行し、インゴットは、一方が他方の上に積み重ねられたものであってもよい。
【００１４】
基材の両面は、昇華可能な金属または金属合金の層の真空蒸発によって被覆され、金属または金属合金は、少なくとも２つのインゴットが互いに接触して設置された形態で基材の各面に対向するように位置されており、基材の各面に対向するインゴットの表面は、被覆の間、基材の面に平行に、基材から一定距離で保持されてもよい。
【００１５】
金属または金属合金は、基材の各面に対して同じであっても異なってもよい。
【００１６】
真空蒸発プロセスは、ＳＩＰ（自己誘導プラズマ）蒸発などのプラズマ蒸発による蒸着であってもよい。
【００１７】
金属または金属合金は、亜鉛、マグネシウム、クロム、マンガン、シリコンおよびそれらの合金から選択されてもよく、マグネシウムまたはその金属合金の１つが好ましい。
【００１８】
真空蒸発による蒸着は、反応性雰囲気で実行されてもよい。
【００１９】
走行する基材は、場合により既に予め被覆された鋼帯であってもよく、亜鉛または亜鉛合金で予め被覆されるとともに、マグネシウムまたはマグネシウム合金の層が蒸着された鋼帯であることが好ましい。
【００２０】
本発明の第２の対象は、昇華可能な金属または金属合金の層を、基材Ｓの面の少なくとも１つの面上に連続的に被覆するための被覆プラントであって、被覆プラントは、真空槽を含み、真空槽は、
真空蒸発被覆機と、
上記基材Ｓを被覆機に走行させるための手段と、
被覆機に金属または金属合金を供給するための供給機１、１１、２１と、を含み、上記金属または金属合金は、インゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎの形態であり、供給機は、上記インゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎを互いに接触した状態で保持するとともに、被覆される基材Ｓの面に対向するインゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎの表面を、基材Ｓに平行に、基材Ｓから一定距離で保持するための手段を含む、被覆プラントである。
【００２１】
本発明によるプラントは、さらに個々にまたは組み合わせて得られる次の実施形態を含んでもよい。
【００２２】
供給機１、１１、２１は、基材Ｓに平行に基材から一定距離で対向するインゴッドＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌｎの表面を保持するように、インゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌｎを同時に、かつ順次的にまたは連続的に移動させるための手段を含んでもよい。
【００２３】
供給機１１は、上記インゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎが基材Ｓに対向するインゴットとは反対側の面を介して接触する少なくとも１つの傾斜面２、２’を含み、インゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎを移動させるための手段は、基材Ｓが走行する平面に平行な平面内で、基材Ｓが走行する方向に垂直な方向に平行移動によってインゴットが移動されることを可能にし、傾斜面２、２’の傾斜は、インゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎの移動の方向に増大してもよい。
【００２４】
プラントは、インゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎを移動させるための手段は、傾斜面２、２’の第１の端部に接触して第１のインゴットＬ１、Ｌ’１に作用するとともに、基材Ｓに対して横に延在する少なくとも１つのピストン３、３’からなり、第１のインゴットＬ１、Ｌ’１は、上記傾斜面２、２’上を傾斜面の第２の端部までに第１のインゴットに先行するインゴットＬ２、．．．、Ｌｎ、Ｌ’２、．．．、Ｌ’ｎに順に作用してもよい。
【００２５】
インゴットＬ１、．．．、Ｌｎを備える第１の傾斜面２であり、第１の傾斜面２の第１の端部に接触して第１のインゴットＬ１に作用する第１のピストン３を備えた第１の傾斜面２と、インゴットＬ’１、．．．、Ｌ’ｎを備える第２の傾斜面２’であり、第２の傾斜面３’の第１の端部に接触して第１のインゴットＬ’１に作用する第２のピストン３’を備えた第２の傾斜面２’と、を有し、上記ピストン３、３’は、同じ方向、または反対方向に作用することが可能であってもよい。
【００２６】
プラントは、使用済みのインゴットＵを重力によって回収するための２つのタンク４を含み、上記タンクは、傾斜面２、２’の各第２の端部の下に設置されてもよい。
【００２７】
供給機１１、２１は、インゴットＬ１、．．．、Ｌｎが基材Ｓに対向するインゴットの面とは反対側の面を介して接触する少なくとも１つの傾斜面１２、２２を有し、インゴットを移動するための手段は、インゴットが基材Ｓが走行する平面に平行な平面内で、基材Ｓが走行する方向に平行な方向に平行移動によって移動されることを可能にし、傾斜面１２、２２の傾斜は、インゴットＬ１、．．．、Ｌｎの走行移動の方向に増大してもよい。
【００２８】
インゴットＬ１、．．．、Ｌｎを移動させるための手段は、傾斜面１２、２２の第１の端部に接触して第１のインゴットＬ１に作用するとともに、基材Ｓに対して長手方向に延在する少なくとも１つのピストン１３、２３からなり、第１のインゴットＬ１は、傾斜面１２、２２上を傾斜面の第２の端部まで第１のインゴットに先行するインゴットＬ２、．．．、Ｌｎに順に作用してもよい。
【００２９】
プラントは、使用済みのインゴットを重力によって回収するためのタンクを含み、上記タンクは、傾斜面１２、２２の第２の端部の下に設置されてもよい。
【００３０】
基材Ｓは、垂直に走行し、供給機２１は、インゴットＬ１、．．．、Ｌｎが積み重ねられた少なくとも１つの垂直プレート２４を含み、上記プレートは、少なくとも１つの垂直ピストン２３に接触してもよい。
【００３１】
プラントは、基材Ｓの各面に対向する供給機１、１１、２１を含み、各供給機１、１１、２１は、同一または異なる金属または金属合金を含むことが可能であり、真空蒸発装置は、基材Ｓの各面に対向し、アセンブリは、同じ真空槽内に設置されてもよい。
【００３２】
プラントは、真空槽に反応性雰囲気を導入するための手段を含んでもよい。
【００３３】
真空蒸発装置は、自己誘導プラズマ（ＳＩＰ）蒸発による蒸着用装置などのプラズマ蒸発蒸着装置であってもよい。
【００３４】
金属または金属合金のインゴットＬ１、．．．、Ｌｎ、Ｌ’１、．．．、Ｌ’ｎは、亜鉛、マグネシウム、クロム、マンガン、シリコンおよびそれらの合金から選択されてもよい。
【００３５】
本発明の第３の対象は、上記記載の真空被覆プラントに金属または金属合金を供給するための供給機１、１１、２１である。
【００３６】
本発明の他の特徴および利点は、単に例の目的で付与された次の説明を、添付図面を参照して読むことで明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】先行技術によるプロセスによって使用された金属インゴットの断面図である。
【図２】本発明によるプラントの第１の実施形態の斜視図である。
【図３】本発明によるプラントの第２の実施形態の斜視図である。
【図４】本発明によるプラントの第３の実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明においては、用語「蒸発プロセス」は、大気圧より低い圧力での蒸発による任意の蒸着プロセスを意味すると考えられる。好ましくは、蒸発は、真空蒸発がマグネトロンスパッタリングと組み合わされるＳＩＰ（自己誘導プラズマ）プロセスによって実行される。
【００３９】
このプロセスは、ラジカルおよび／またはイオンを生成するためのガス中で、基材と蒸着される材料を含む坩堝との間でプラズマを生成することにある。これらのイオンは、正常作動条件下では、基材上に蒸着される材料の表面上に加速され、表面原子を剥ぎ取り、表面原子は、次いで基材上に蒸着される。同時に、プラズマ中で生成されたイオンの衝撃は、蒸着される材料を加熱して、蒸発プロセスがマグネトロンスパッタリングに加えられることを可能にする。特に、このプロセスの実施に関するより多くの詳細について、欧州特許出願公開第７８０４８６号明細書を参照することができる。
【００４０】
被覆される基材が、蒸着される材料を含む坩堝に対向する真空槽を移動する。坩堝は、基材に対して負にバイアスされており、基材は、好ましくは、接地されている。坩堝の後ろに位置された磁石のアレイが、そこに生成されたプラズマを閉じ込める。被覆される基材が坩堝に対して非常に正確に位置されるために、基材は、一般的に支持ロール上に設置され、支持ロールは、その軸の周りを回転され得る。しかし、基材が厚い金属板またはガラスプレートなどの剛体プレートの形態で扱われる場合、この種のロールは不必要である。
【００４１】
したがって、本発明によるプロセスは、走行する基材上に金属または金属合金の層を蒸着することにある。
【００４２】
このプロセスは、より詳しくは、それだけではないが、鋼帯の処理に適用し、好ましくは、亜鉛または亜鉛合金で被覆された鋼帯に適用する。用語「亜鉛合金」は、少なくとも、５０％の亜鉛を含み、例えば、アルミニウム、鉄、シリコンなどを含むことができる任意の化合物を意味すると考えられる。
【００４３】
この従来のコーティングは、任意の知られている亜鉛めっきプロセス、例えば、溶融亜鉛めっき、電気めっき、または真空蒸発による蒸着によって得られ得る。しかし、真空蒸発プロセスが好ましい。
【００４４】
本発明において蒸着されたコーティングは、真空蒸発による蒸着の間に昇華することができる元素に基づく金属コーティングである。これは、特に、例えば、亜鉛、マグネシウム、クロム、マンガン、シリコンなどの元素に及ぶ。亜鉛で予め被覆された鋼帯上にマグネシウムを蒸着することが特に好ましく、その後、最終的に、耐食性の観点で特に高性能を有するＺｎ−Ｍｇコーティングを得るために、任意の適切な手段によって拡散処理が行なわれてもよい。
【００４５】
本発明者らは、まず、ＳＩＰ真空蒸着プラントを走行する鋼帯に対向する静バルクマグネシウムインゴットについて蒸発試験を行った。
【００４６】
特定の操作時間後、蒸着されたコーティングは、均一な厚みを有しておらず、蒸着速度が比較的低いことが観察された。したがって、蒸着が中断されて、インゴットの状態を観察することを可能としなければならず、その様子は図１に見てとれる。
【００４７】
インゴットの磨耗は、非常に不規則で、高い磁場領域と一致して特に強調されていることが分かる。本発明者らは、１つの特有の理論に結び付けられることを望まないが、蒸着プロセスの不安定が、直接的にインゴットの不規則な磨耗によると考える。
【００４８】
したがって、本発明者らは、プロセスを安定させるために、バルクインゴットを少なくとも２つのインゴットに分割し、これらのインゴットの上面を、被覆される基材に平行に、基材から一定距離で保持し、蒸発による磨耗を連続的にまたは順次的に補う。
【００４９】
この目的のために、ＳＩＰプロセスを使用する本発明による第１の被覆プラントが開発され、これは、供給機１が見られ得る図２に部分的に見てとれる。
【００５０】
供給機は、磁場を制限するための磁石Ａのシステムの上方を水平に走行する被覆される基材（図示せず）の下に設置され、これらの磁石は、水ボックス内に設置されている。対向電極（図示せず）が、供給機１の下に設置され、対向電極／磁石アセンブリと鋼帯との間の放電によってプラズマが生成される。システムをより簡単に理解するために、優先的浸食領域は、範囲Ｔによって示され、磁界が強い領域を表す。
【００５１】
供給機１は、第１の傾斜面２を含み、その傾斜は、左から右に増大する。この傾斜面は、任意の適切な材料からなってもよく、操作の間にスパッタリングされない場合、得られたコーティングを汚染する。この第１の傾斜面２は、例えば、タングステンからなることができる。
【００５２】
一連のｎ個のインゴットＬ１からＬｎが、この傾斜面２上に設置され、これらは、互いに接触し、それらの高さは、左から右に減少する。傾斜面２の傾斜は、インゴットＬ１からＬｎの磨耗を補うように、インゴットＬ１からＬｎの上面が、互いに平行のままで、傾斜面２に垂直な装置１の上方を走行する被覆される基材に平行のままであるように適合される。磁石とインゴットの上面との間で一定距離が維持され、インゴットの上面と被覆される基材のその面との間でも一定距離が維持される。この理由は、最も均質なプラズマをできるだけ得るために、電極間距離（ここで、一方はインゴットおよび他方は基材からなる）ができるだけ一定であることが重要であるということである。マグネトロンの磁石とインゴットの上面との間の距離が一定のままであることも同時に重要である。これらの条件が、インゴットの上面のどの点でもインゴットの消費のために満たされなければ、プラズマは、局地的に強化または減少されて、このプラズマの不安定を生成し、したがって蒸発の不安定を生成する。
【００５３】
このようにして、傾斜面２の使用は、蒸発領域のすべての点で非常に安定したプラズマを得ることを可能にする。
【００５４】
インゴットＬ１からＬｎの一方の側には、これらのインゴットＬ１からＬｎが適切に並べられた状態にする２つの側面タングステンガイド６が設けられている。
【００５５】
この第１のインゴットＬ１に作用して右にそれを平行移動で移動させるピストン３が、傾斜面２および側面ガイド６によってさらに案内されながら、第１のインゴットＬ１の左に設置されている。インゴットＬ１の移動は、最終インゴットＬｎが使用済みのインゴットを集めるための回収タンク４内に重力落下するまで、傾斜面２上に設置されたすべてのインゴットをカスケード方式で移し、使用済みのインゴットは、溶解され再使用されてもよい。
【００５６】
傾斜面２の第１の端部であるピストン３の端部が、その移動の終点にある場合、ピストン３は、次いで、反対方向に作動される。第２に、支持プレートに作用する垂直ピストン５が、一連のｐ個の新しいインゴットＲ１からＲｐを支持し、傾斜面２の第１の端部の高さに新しいインゴットをもたらすように上方に作動される。ピストン３は、次いで、インゴットＲ１の側面と接触させられ、傾斜面２に接触して第１のインゴットＬ１に押し付けられる。
【００５７】
したがって、供給機は、傾斜面２、およびピストン３によってかけられた規則的移動の結果、プロセスを中断することなく、かつ使用中のインゴットの表面を平らで、被覆される基材に対して平行に保ち、インゴットが連続的に供給され得ることが分かる。
【００５８】
強い磁場領域Ｔの大部分を覆い、したがって、蒸着速度を最適化するために、供給機１とすべての点で同一の第２の供給機１’が、領域Ｔの残り半分に対向して設置されている。ここで、ピストン３’は、一連の第２のインゴットＬ’１からＬ’ｎを右から左に移動し、傾斜面２’は、傾斜面２に対して反対方向であるが、領域Ｔの各半分のためにすべての点で同一である２つの供給機を設けることは十分可能である。
【００５９】
本実施形態では、インゴットのサイズを、領域Ｔの幅に依存してインゴットの幅を決定することによって最適化することが可能であることが分かる。
【００６０】
第２の実施形態は、図３に示されるように、第１の実施形態と同様に、水平面内を走行する基材（図示せず）に対して横に延在する一連のｎ個のインゴットＬ１からＬｎを支持する傾斜面１２を含む供給機１１を示す。供給機１１の環境は、図２の場合に説明されたものと同一である。
【００６１】
インゴットＬ１は、ピストン１３の作用により移動され、ピストン１３は、インゴットＬ１からＬｎが傾斜面１２の第２の端部の下に設置された回収タンク（図示せず）中に重力落下するまで、傾斜面１２上をインゴットＬ１からＬｎを進める。
【００６２】
システムは、２つのピストン１５によって移動されるプレート１４によってインゴットで再装填され、プレートは、インゴットＲ１からＲｐのスタックを支持し、図２に対応する装置と同じ方法で作動する。これらのインゴットＬ１からＬｎが適切に並べられた状態とする２つの側面タングステンガイド１６が、インゴットＬ１からＬｎの両側に設けられている。
【００６３】
必要な全ては、進行中にコーティングに必要な幅を正確に有する供給機を得るために、インゴットの幅および部品１６の間隔を修正することであるので、本発明によるプラントの本実施形態が、被覆される基材の様々な幅に容易に適合することを可能にすることがさらに分かる。
【００６４】
第３の実施形態は、図４に示されるように、第１の実施形態と同様の方法で、垂直面内を走行する基材Ｓに対して横に延在する一連のｎ個のインゴットＬ１からＬｎを支持する２つの傾斜面２２を含む供給機２１を示す。これらの傾斜面２２は、さらに、インゴットの正確な整列を確実にする側面チークプレートを有する。
【００６５】
インゴットＬ１は、垂直プレート２４上で２つの垂直ピストン２３の作用により移動され、それによって、傾斜面２２に沿ってインゴットＬ１からＬｎを進める。
【００６６】
一番上のインゴットＬｎが、傾斜面２２の端部を越えると、このインゴットの側面に対して水平ピストン２５が横に作動され、このように横に取り除かれ得る。
【００６７】
本実施形態は、基材が垂直位置で容易に被覆されることを可能にする。この位置は、さらに、基材の各側に本発明による供給機を設置し、同じ減圧槽内にさらに設置されることによって、２つの側面コーティングが非常に容易に適用されることを可能にする。
【００６８】
試験
第１の実施形態による配置およびＳＩＰ蒸発装置を使用して試験が行われた。厚みが４ｃｍ、幅が１０ｃｍの純亜鉛インゴットまたは純マグネシウムインゴットが使用されて、５０から２００ｃｍの幅の鋼帯を被覆した。各鋼帯は、１００ｍ／分で支持ロール上を走行した。インゴット蒸発速度も変えられた。
【００６９】
インゴットの上面と被覆される鋼帯との距離は、５ｃｍで保持され、槽の開口は、鋼帯が走行する方向において蒸着領域に対応して、４０ｃｍに設定された。実行されたすべての試験において、約１．５μｍの被覆厚みを得るために必要なインゴット走行速度が決定された。
【００７０】
結果は、次の３つの表に与えられる。
【表１】
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【表２】
2010515830.tif 000004
【表３】
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【００７１】
これらは、インゴット走行速度が、被覆される鋼帯の幅、および被覆材料の蒸発速度に本質的に依存することを示す。
【００７２】
同様の結果が、第２の実施形態および第３の実施形態による配置を使用して得られた。
【００７３】
より一般的には、１から１５ｃｍ／分のインゴット走行速度が、所望の被覆厚みの目標が達成されることを可能としたことが分かった。より大きな被覆厚みを達成することが望まれる場合、その結果必要な全ては、一連の被覆機に基材を走行させることである。したがって、上記表に示された蒸発条件下で約７．５μｍの亜鉛厚みを得るためには、５つの被覆機が必要であろう。
【００７４】
実施形態が何を採用しても、本発明は、さらに、黒鉛坩堝の使用を要求しないという利点を有し、それによって、蒸着が反応性雰囲気で起こることを可能にする。これは、特に、例えば、金属酸化物、窒化物、硫化物およびフッ化物を高い蒸着速度で蒸着することを可能にする。
【００７５】
本発明のいくつかの好ましい実施形態の説明に見られたように、コーティングは、基材が水平にまたは垂直に走行する場合に特に実行されてもよい。コーティングは、さらに、水平と垂直との間の中間にある基材の任意の位置で実行されてもよいことは当然である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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