(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を、コーティング装置のコーティングチャンバ内で行われる蒸着プロセスによってコーティングするためのデバイスであって、該デバイスは、以下：
物品を保持するための少なくとも１つの部分セル；
内部支持基部；および
該内部支持基部を回転させるための機構、
を備え、
ここで、該部分セルは、以下：
第一の末端および第二の末端ならびに各末端を接続する外壁を備える中空部分であって、該外壁は、コーティング材料の蒸気が該部分セルに流れることを可能にするほどに十分に大きく、かつ物品を収容するに十分に小さい、複数の通過穴を有する、中空部分、
を備え、そして
該内部支持基部が、以下：
中空チャンバであって、該中空チャンバは、第一の末端および第二の末端、ならびに各末端を接続する外壁を備え、該外壁には、該部分セルが少なくとも１つの取り付けデバイスによって取り外し可能に配置され、該取り付けデバイスは、第一の末端において該部分セルに結合され、そして第二の末端において該内部支持基部に結合される、中空チャンバ、
を備える、
デバイス。
【請求項２】
前記部分セルの中空部分が、細長い、中空の円柱である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記部分セルの第一の末端が、前記中空部分を密閉するために、該末端に取り外し可能に取り付けられたエンドキャップを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記部分セルの第二の末端が、前記中空部分を密閉するために、該末端に取り外し可能に取り付けられたエンドキャップを備える、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記内部支持基部の中空チャンバが、細長い、中空の円柱である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記内部支持基部の中空チャンバが、複数の通過穴を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記内部支持基部の中空チャンバが、固体材料から構築される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記内部支持基部を回転させる前記機構が、駆動モータおよび駆動シャフトを備え、該駆動シャフトが、第一の末端で該内部支持基部に強固に接続され、そして第二の末端で該駆動モータに接続され、ここで、該駆動モータが該駆動シャフトを回転させて、該内部支持基部を回転させる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記内部支持基部が、実質的に水平な配向で、前記駆動シャフトに取付けられる、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記取り付けデバイスが、ケーブルである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記ケーブルが、剛性かつ非可撓性の材料から構成される、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記部分セルが、前記内部支持基部の前記中空チャンバの外部表面に取り外し可能に取り付けられる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記部分セルが、内部支持基部円柱状チャンバの中空チャンバの内部表面に取り外し可能に取り付けられる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
物品を、コーティング装置のコーティングチャンバ内で行われる蒸着プロセスによってコーティングするためのデバイスであって、該デバイスは、以下：
物品を保持するための少なくとも１つの部分セル；
内部支持基部；
少なくとも１つのキャリアセルであって、該キャリアセルは、該内部支持基部の該中空チャンバに内部表面に強固に取り付けられた、キャリアセル；
少なくとも１対のクリートであって、該クリートは、該中空支持基部の該中空チャンバの外部表面に取り付けられた第一のクリート、および該コーティングチャンバの内壁に結合された第二のクリートを備える、１対のクリート；ならびに
該内部支持基部を回転させるための機構、
を備え、
ここで、該部分セルは、以下：
第一の末端および第二の末端ならびに各末端を接続する外壁を備える中空部分であって、該外壁は、コーティング材料の蒸気が該部分セルに流れることを可能にするほどに十分に大きく、かつ物品を収容するに十分に小さい、複数の通過穴を有する、中空部分、
を備え、
該内部支持基部が、以下：
中空チャンバであって、該中空チャンバは、第一の末端および第二の末端、ならびに各末端を接続する外壁を備える、中空チャンバ、
を備え、そして
該キャリアセルが、以下：
中空部分であって、該中空部分は、第一の末端および第二の末端を有し、各末端を接続する外壁を備え、ここで、該外壁が複数の通過穴を有する、中空部分、を備える、
デバイス。
【請求項１５】
前記部分セルの中空部分が、細長い、中空の円柱である、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記部分セルの第一の末端が、前記中空部分を密閉するために、該末端に取り外し可能に取り付けられたエンドキャップを備える、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記部分セルの第二の末端が、前記中空部分を密閉するために、該末端に取り外し可能に取り付けられたエンドキャップを備える、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記内部支持基部の中空チャンバが、細長い、中空の円柱である、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記内部支持基部の中空チャンバが、複数の通過穴を備える、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記内部支持基部の中空チャンバが、固体材料から構築される、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記内部支持基部を回転させる前記機構が、駆動モータおよび駆動シャフトを備え、該駆動シャフトが、第一の末端で該内部支持基部に強固に接続され、そして第二の末端で該駆動モータに接続され、ここで、該駆動モータが該駆動シャフトを回転させて、該内部支持基部を回転させる、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記内部支持基部が、実質的に水平な配向で、前記駆動シャフトに取付けられる、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項２３】
物品を、コーティング装置のコーティングチャンバ内で行われる蒸着プロセスによってコーティングするためのデバイスであって、該デバイスは、以下：
物品を保持するための少なくとも１つの部分セル；
内部支持基部；
少なくとも１つのキャリアセルであって、該キャリアセルは、該内部支持基部の該中空チャンバの内部表面に強固に取り付けられた、キャリアセル；
少なくとも１つのセルクリートであって、該セルクリートは、キャリアクリートの内壁表面に強固に取り付けられた、セルクリート；ならびに
該内部支持基部を回転させるための機構、
を備え、
ここで、該部分セルは、以下：
第一の末端および第二の末端ならびに各末端を接続する外壁を備える中空部分であって、該外壁は、コーティング材料の蒸気が該部分セルに流れることを可能にするほどに十分に大きく、かつ物品を収容するに十分に小さい、複数の通過穴を有する、中空部分、
を備え、
該内部支持基部が、以下：
中空チャンバであって、該中空チャンバは、第一の末端および第二の末端、ならびに各末端を接続する外壁を備える、中空チャンバ、
を備え、そして
該キャリアセルが、以下：
中空部分であって、該中空部分は、第一の末端および第二の末端を有し、各末端を接続する外壁を備え、ここで、該外壁が複数の通過穴を有し、そして、該部分セルをその内部に収容するような寸法を有する、中空部分、
を備える、
デバイス。
【請求項２４】
前記部分セルの中空部分が、細長い、中空の円柱である、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記部分セルの第一の末端が、前記中空部分を密閉するために、該末端に取り外し可能に取り付けられたエンドキャップを備える、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記部分セルの第二の末端が、前記中空部分を密閉するために、該末端に取り外し可能に取り付けられたエンドキャップを備える、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記内部支持基部の中空チャンバが、細長い、中空の円柱である、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記内部支持基部の中空チャンバが、複数の通過穴を備える、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記内部支持基部の中空チャンバが、固体材料から構築される、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記内部支持基部を回転させる前記機構が、駆動モータおよび駆動シャフトを備え、該駆動シャフトが、第一の末端で該内部支持基部に強固に接続され、そして第二の末端で該駆動モータに接続され、ここで、該駆動モータが該駆動シャフトを回転させて、該内部支持基部を回転させる、請求項２３に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記内部支持基部が、実質的に水平な配向で、前記駆動シャフトに取付けられる、請求項３０に記載のデバイス。
【請求項３２】
コーティング材料を用いて、コーティング装置のコーティングチャンバにおいて、減圧条件下で行われる蒸着コーティングプロセスによって、物品をコーティングする方法であって、該方法は、以下：
物品を少なくとも１つの部分セルに充填する工程であって、該部分セルは、内部支持基部に取り外し可能に配置され、該部分セルは、第一の末端および第二の末端ならびに各末端を接続する外壁を備え、該外壁は、コーティング材料の蒸気が該部分セルに流れることを可能にするほどに十分に大きく、かつ該物品を収容するに十分に小さい、複数の通過穴を有し、そして該部分セルは、該部分セルが該内部支持基部から移動またはスイングすることを可能にするような様式で、該内部支持基部に配置される、工程；
該部分セルを、該第一および第二の末端のうちの少なくとも一方に取り外し可能に接続された、少なくとも１つのエンドキャップで密閉する工程；
該コーティングチャンバ内で減圧を生成する工程；
該内部支持基部を回転させる工程であって、ここで、該部分セルが、該内部支持基部上で固定位置から回転する、工程；
圧力下で、該コーティングチャンバに、コーティング材料の蒸気を送達する工程；
該コーティングチャンバの全体にわたって、コーティング材料の蒸気を循環させる工程；
該部分セルと該内部支持基部を衝突させることによって、該部分セルを機械的に攪拌する工程；ならびに
コーティングプロセスが完了した後に、該部分セルから物品を取り出す工程、を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、蒸着によってポリマーおよびコーティングに適切な他の材料で物品をコーティングするための装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、コーティング装置で行われる蒸着コーティングプロセスによって、ワイヤおよびワイヤ型部品をポリマーパリレンでコーティングするための装置および方法を提供する。
【０００２】
（発明の背景）
ポリマーで物品をコーティングする先行技術の方法は、蒸着のプロセスを含む。パリレンは、薄い表面フィルムを形成し、そして種々の形状および表面構成の物品に同調するその能力に起因して、物品をコーティングするための優れたポリマーである。パリレンは、このようなコーティング特定に起因して、特に種々の長さおよび直径のワイヤおよびワイヤ型部品のコーティングに適切である。パリレンは、代表的に、コーティング装置において吸引条件下で行われる蒸着プロセスによって物品の表面に適用される。このパリレンの二量体は、最初にガス状態に気化し、次いで熱分解的に（ｐｙｒｏｌｉｔｉｃａｌｌｙ）分裂して、反応性モノマーパリレン蒸気を形成する。このモノマーパリレン蒸気は、コーティング装置のコーティングチャンバに移動され、そしてこのコーティングチャンバ内を循環し、このチャンバにコーティングされる物品が含まれる。モノマー蒸気が物品の表面に接触する場合に、この蒸気は表面上で凝縮し、そして重合して物品上にパリレンの表面フィルムまたはコーティングを形成する。このような蒸着コーティングプロセスは、表面フィルムまたはコーティングが達成困難であっても、ワイヤ型の物品およびワイヤ部品をコーティングする優れた方法である。これは、蒸着プロセスによって大量または大きな負荷（ｂｕｌｋ  ｌｏａｄ）のワイヤ型物品およびワイヤ部品をコーティングする場合に、特にそうである。
【０００３】
蒸着によって物品をコーティングするための先行技術のデバイスは、米国特許第４，７５８，２８８号に開示されるようなドラム型装置を含み、ここで、コーティングプロセスの間に物品を回転および転倒させるコーティングドラムに、物品が配置される。このコーティング装置の不利は、パリレン蒸気が、供給チューブによってこのドラム内に導入されなけらばならないということである。蒸着コーティングプロセスが吸引条件下で行われる場合、圧力勾配は、このドラム内で生成され得、そしてまた、このドラムとパリレン蒸気が循環する外部大気との間で生成され得る。圧力勾配は、パリレン蒸気の一様でない循環を引き起こし、これが物品の表面上でのパリレン蒸気の一様でない蒸着を生じ、そして一様でなくかつ調和しない表面フィルムを生じる。さらに、このコーティング装置は、大量または大きな負荷の重量によって引き起こされる表面フィルムへの機械的損傷に起因して、大量または大きな負荷の物品のコーティングを導かない。
【０００４】
本出願の受託者に譲渡された米国特許第５，２０１，９５６号に開示されるバスケット型セル（ｃｅｌｌｕｌａｒ）装置は、ドラム型装置の改善であり、ここで、複数の側壁通過穴を有する複数のバスケット型セルは、回転の共通軸の周りに構成される。この側壁通過穴は、このバスケット型セルがコーティングプロセスの間に回転される場合に、そこに含まれる物品を、循環するパリレン蒸気と密接に連絡する。先行技術のデバイスを超える改善であるが、バスケット型セルラー装置は、それ自体では常に大量または大きな負荷の物品（特に、大量または大きな負荷のワイヤ型物品およびワイヤ部品）をコーティングするために適切でな手段であるというわけではない。
【０００５】
パリレン蒸着によってワイヤ型物品およびワイヤ部品をコーティングするための他の先行技術のデバイスは、コーティング装置のコーティングチャンバ内に含まれる固定板に、個々の物品を静的位置に手動で取りつけることを含む。例えば、ワイヤ部品の固定板への取りつけは、個々のワイヤ部品を自由に吊るし得、このワイヤ部品の表面を、このコーティングチャンバ内の大気中で循環するパリレン蒸気に暴露する。しかし、このワイヤ部品は、隣接するワイヤ部品が接触または一緒に接着することを防ぐために、十分に間隔を空けなければならない。個々のワイヤ部品の間の不充分な空間は、パリレンの一様でない蒸着を引き起こし得、これがワイヤ部品上に調和しない表面フィルムを形成するか、またはこのワイヤ部品の表面の一部が、コーティングされないまま残る。要求される空間的配置は、徹底的かつ一様なパリレンの蒸着を保証し、そして究極的に、一様かつ調和した表面フィルムまたはコーティングは、有意な手動取り扱いおよび固定板への個々のワイヤ部品を適切に間隔を空けそして取り付けるための固定に関与する。この様式での個々のワイヤ部品の手動での取り付けおよび取り外しは、骨の折れる集約的な行動であり、これはこのコーティングプロセスの効率を低下させる。
【０００６】
結果として、蒸着コーティングのためにワイヤ部品を適切に配置するための固定板のようなデバイスの使用は、負荷当たりの低い割合の比を生じる。このコーティングプロセスはまた、コーティングの静的方法であり、ここでこのワイヤ部品は、このコーティングプロセスの間静止したままである。従って、このような静的プロセスは、パリレン蒸気の適切な循環の達成に高度に依存し、そしてコーティング装置の大気で生じ得る圧力勾配に感受性である。
【０００７】
従って、物品の手動の取り扱いおよび固定の必要性を減少または排除し、そして先行技術のデバイスの負荷当たりの割合の比（特に、ワイヤ型物品およびワイヤ部品のコーティングに関して）を増加する、蒸着コーティング装置および方法が所望される。さらに、コーティングされる物品の表面を適切に曝露することによって、コーティングプロセスの間の圧力勾配に対してコーティング装置および方法の感受性を減少し、その上この物品が固着または一緒にコーティングされることを防止することが所望される。さらに、大量または大きな負荷の物品（特に、大量または大きな負荷のワイヤ型物品およびワイヤ部品）の表面をコーティングするための、一様かつ調和した表面フィルムを作製する、蒸着コーティング装置および方法を提供することが所望される。
【０００８】
（発明の要旨）
本発明の実施形態は、蒸着プロセスによって物品をコーティングするため（特に、大量または大きな負荷の物品（ワイヤ型物品およびワイヤ部品を含む）をコーティングするため）の装置および方法を提供し、これは、上記の先行技術のデバイスおよび方法の問題を克服する。
【０００９】
本発明の第１の実施形態において、コーティング装置内で吸引条件下で行われる蒸着のプロセスによるワイヤ部品のコーティングのための可動セルタンブルコーター（ｃｏａｔｅｒ）が提供される。この可動セルタンブルコーターは、コーティング装置のコーティングチャンバ内に位置し、ここでパリレン蒸気が循環して、可動セルタンブルコーターに含まれるワイヤ部品をコーティングする。パリレン蒸気は、コーティングチャンバおよび可動セルタンブルコーターの大気を通って循環し、そして、ワイヤ部品の表面と接触する際に、ワイヤ部品の表面上で凝縮および重合して、パリレン表面コートを生成する。蒸着プロセスの間に、この可動セルタンブルコーターは、回転およびタンブルして、そこに含まれるワイヤ部品を、このコーティングプロセスの間にワイヤ部品がパリレン蒸着によって一緒に固着するかまたは一緒にコーティングされることを防ぐように、十分に移動可能な状態に維持する。
【００１０】
本発明の第１の実施形態において、この可動セルタンブルコーターは、少なくとも１つの可動部分セルおよび内部支持基部を備え、この基部に可動部分セルが配置される。この可動部分セルは、第１の末端および第２の末端、ならびに各末端を接続する外壁を備える中空部分を含む。この可動部分セルの中空部分は、環状の円柱として構築され得る。この中空部分の外壁は、コーティング材料の蒸気がこの可動部分セルに流れることを可能にするほどに十分に大きく、かつコーティングされるワイヤ部品を収容するに十分に小さい、複数の通過穴を有する。この中空部分は、金属ふるい、または蒸着コーティングプロセスの条件に耐える特性を有する他の適切な材料（例えば、ワイヤメッシュ、高密度ポリエチレン、ポリビニルクロリド、ポリウレタンおよびナイロンであるがこれらに限定されない）で構築され得る。このふるいのゲージは、コーティングされるワイヤ部品のサイズに適応するように、増加または減少され得る。
【００１１】
この可動部分セルの中空部分の末端の少なくとも１つは、可動部分セルに取り外し可能に取り付けられかつワイヤ部品の装填および取り外しを可能にするエンドキャップを備える。このエンドキャップは、この可動部分セルから完全に取り除かれるように構築され得るか、またはヒンジによって可動部分セルに取り付けられ得る。このエンドキャップは、高密度ポリエチレンまたは蒸着コーティングプロセスの条件に耐える特性を有する他の適切な材料（例えば、ポリビニルクロリド、ポリウレタンおよびナイロンであるがこれらに限定されない）で構築される。
【００１２】
この可動セルタンブルコーターの内部支持基部は、可動部分セルよりもより大きな全体の寸法を有する中空円柱状チャンバを備え、ここにこの可動部分セルが配置される。この中空チャンバは、可動部分セルと同様に環状円柱として構築および配置され得、蒸着プロセスの条件に耐えるのに適切な多孔質または固体の材料で構築される。あるいは、この中空チャンバは、コーティングチャンバおよび可動部分セル全体の蒸気の循環を増大するための、コーティング材料の蒸気がこの中空チャンバを通って流れることを可能にするほど十分に大きい複数の通過穴を備える。
【００１３】
この可動セルタンブルコーターは、内部支持基部およびそこに配置される可動部分セルを回転するための機構をさらに備える。この機構は、駆動モータおよび駆動シャフトを備え得、この駆動シャフトが、第１の末端でこの内部支持基部に強固に接続され、そして反対の末端で駆動モータに接続するために、このコーティングチャンバおよび吸引シールを通過する。この駆動モータは駆動シャフトを回転させて、コーティングチャンバ内での内部支持基部の回転を生じる。
【００１４】
本発明の第１の実施形態において、可動部分セルは、少なくとも２個の取付けデバイス（例えば、一対のケーブル（これに限定されない））によって内部支持基部の外部表面に取り外し可能に装着する。各ケーブルの第一末端は、この可動部分セルの第一末端および第二末端に隣接して接続されている。各ケーブルの第二末端は、ケーブルによりこの可動部分セルが内部支持基部から離れて移動および旋回するのを可能にする様式で、内部支持基部の外部表面に取付けられる。各ケーブは、ループまたはホック様の接続部によって内部支持基部に取付けられ得、これにより、ケーブルが内部支持基部への取り付け点から移動および旋回するのを可能にし、これにより、内部支持基部から離れて可動部分セルを旋回または推進させる。
【００１５】
このケーブルおよび他の同様の取付けデバイスにより、充填材料の内部支持基部から可動部分セルへの、可動部分セルの容易な脱着が可能となる。他の取付けデバイスとしては、ヒンジ、ワイヤおよびロッドが挙げられ得るが、これらに限定されない。この取付けデバイスは、強固でかつ非可撓性材料から構成され、この材料は、蒸着プロセスの条件に耐える特性を有する。
【００１６】
この内部支持基部に取付ける場合、この可動部分セルは、内部支持基部がドライブシャフトによって回転されるように内部支持基部上の固定位置から回転する。この強固でかつ非可撓性のケーブルの性質により、可動部分セルが内部支持基部から離れて旋回または推進されるのを可能にする。この内部支持基部に各ケーブルを取付けるループまたはホック様接続部は、内部支持基部から離れて可動部分セルが移動するのを可能にする。強固でかつ非可撓性の性質を有さない場合、このケーブルは、可動部分セルの重量下で捻れて崩壊し、そしてこの可動部分セルを、内部支持基部から離れて旋回または推進するのではなく、弛緩部位の内部支持基部上で回転およびスライドさせる。
【００１７】
この蒸着コーティングプロセスは、パリレンの気化および熱分解により開始する。二量体としてより安定であるが、パリレンは、最初に気化され、次いでコーティング装置のコーティングチャンバ全体にわたる循環の前に、モノマー蒸気に熱分解しなければならない。パリレンは、当業者に周知の方法によって、気化および熱分解される。パリレンは、本明細書中で参考として援用される米国特許第５，２０１，９５６号に開示される方法によってモノマー蒸気に気化および熱分解される。
【００１８】
モノマーパリレン蒸気は、可動セルタンブルコーター（ｔｕｍｂｌｅ  ｃｏａｔｅｒ）が配置された、コーティング装置のコーティングチャンバに移動され、そしてコーティングチャンバおよび可動セルタンブルコーターの全体にわたって循環する。第一の実施形態において、内部支持基部の回転により、この基板に取付けられた可動部分セルを、内部支持基部上の固定位置から回転させる。内部支持基部が回転する場合、この可動部分セルは、内部支持基部から旋回するか、またはこの内部支持基部から離れて推進される。可動部分セルは、循環アークの頂部または最上部を通過して到達するまで、循環アークの上方で回転し、ここで、この可動部分セルは、下方を回転し始める。この可動部分セルが下方を回転する場合、このセルは、あるポイントに到達するまで内部支持基部から離れて推進され、このポイントにおいて、内部支持基部の内側に向かって移動し、そして内部支持基部と最終的に衝突する。
【００１９】
この可動部分セルと内部支持基部との衝突は、可動部分セルに機械的衝撃を与え、このセル内に含まれるワイヤ部品を振動させ、そして崩壊させる。このように、機械的振動は、ワイヤ部品を分離し、かつ再配向させ、そしてコーティングプロセス中に、ワイヤ部品を十分な移動状態に維持させ、ワイヤ部品が固着または共にコーティングされるのを防止する。機械的振動によりまた、個々のワイヤ部の表面が、コーティングプロセスの間に循環しているパリレン蒸気に十分曝露され、均一かつ一貫したコーティングを提供する。
【００２０】
本発明の別の実施形態において、可動部分セルは、内部支持基部の内部表面に、ケーブルの少なくとも１つの対によって取り外し可能に取付けされている。この可動部分セルは、内部支持基部が回転する場合に、内部支持基部から離れて推進される。この可動部分セルは、第一実施形態において記載されるように、回転アークの頂部または最上部を通過して到達するまで、回転アークの上方で回転し、ここで、この可動部分セルは、下方に回転し始める。この可動部分セルが下方に回転する場合、このセルは、あるポイントに到達するまで内部支持基部から離れて推進され、このポイントにおいて、内部支持基部の内側に向かって移動し、そして内部支持基部と衝突する。この可動部分セルと内部支持基部との衝突は、このコーティングプロセス中に、可動部分セル内に含まれるワイヤ部品を十分な移動状態に維持させ、ワイヤ部品が固着または共にコーティングされるのを防止する。
【００２１】
本発明のさらに別の実施形態において、この可動部分セルは、この可動部分セルより大きな全直径を有する、少なくとも１個のキャリアセル内に含まれ、そしてこの内部支持基部の内部表面に強固に取付けられる。この可動部分セルは、このキャリアセルに固定または取付けられないが、このキャリアセル内に自由に含まれる。内部支持基部が回転する場合に、このキャリアセルは、内部支持基部上の固定位置から回転し、そしてこの基板中に含まれる可動部分セルは、このキャリアセルの周りを回転し、そして転がる。
【００２２】
この可動部分セルがキャリアセルの周りを回転し、そして転がる場合に、クリートの少なくとも一対によって機械的に振動される。この一対のクリートは、内部支持基部の外部表面上に取付けられた第一クリートおよびこのコーティングチャンバの内壁の表面に連結された第二クリートを備える。この第一クリートは、内部支持基部上の固定位置から回転され、そして第一クリートが第二クリートと接触する場合に、この第二クリートと一時的に係合するか、または第二クリート上に配置される。この第一クリートは、第一クリートが内部支持基部の回転から回転し続ける場合に、この第二クリートから即時に脱係合またはスリップする。第二クリートから第一クリートの脱係合またはスリップにより、ここに含まれるキャリアセルおよび可動部分セルが機械的に衝突し、その結果として、可動部分セル内に含まれるワイヤ部品が、十分に移動状態で維持され、そして固着および共にコーティングされるのを防ぐ。
【００２３】
内部支持基部は、中空チャンバの第一末端および第二末端で取り付けられる末端プレートを備え、それに含まれるキャリアセルおよび可動部分セルを取り囲む。
【００２４】
本発明のなお別の実施形態において、この可動部分セルは、キャリアセルの内壁表面に強固に取付けられた少なくとも１個のセルクリアを有するキャリアセル内に含まれる。このキャリアセルが、内部支持基部上の固定部分から回転する場合に、この可動部分セルが、セルクリートを係合するか、またはこのセルクリート上に配置する。このキャリアセルが回転する場合に、この可動部分セルは、セルクリートによって上方に持上げられる。このキャリアセルが下方に回転し始める場合、この可動部分セルは、セルクリートから脱係合または落ち、そしてこのキャリアセルの内壁表面に衝突する。この可動部分セルと内部支持基部との衝突は、可動部分セルに機械的衝撃を与え、そしてコーティングプロセス中に、このセル中に含まれるワイヤ部品を十分な移動状態に維持させる。
【００２５】
同様に、内部支持基部の中空チャンバの第一末端および第二末端は、末端プレートでシールされ得、この中空チャンバ内に含まれるキャリアセルおよび可動部分セルを取り囲む。
【００２６】
この可動セルタンブルコーターを、単一コーティングを実施する間に、複数の可動部分セルを内部支持基部に取付けることによって上方でシールして、負荷につき高い割合の比で達成する。この可動セルタンブルコーターは、複数の可動部分セルまたは大きなサイズの可動部分セルを適用するために内部支持基部の直径およびコーティングチャンバのサイズを増加させることによって、大量のワイヤ部品をコーティングし得る。可動部分セルは、単一の実施の間に、種々の長さおよび直径のワイヤ部品を含み得、これにより、可動セルタンブルコーターの経済性を増加させる。さらに、個々の可動部分セルは、種々のサイズのワイヤ部品を含むために副区画に分けられ、この可動セルタンブルコーターの経済性をさらに増加させる。
【００２７】
（発明の詳細な説明）
以下に記載される本発明の例示的な実施形態は、ワイヤ型物品およびワイヤ部品を、蒸着によってパリレンでコーティングする際に使用するための可動セルタンブルコーターに関する。しかし、当業者は、本発明の実施形態は、ワイヤ型物品およびワイヤ部品をパリレンでコーティングすることに限定されず、蒸着によってワイヤ型物品およびワイヤ部品をコーティングするために適切な他のポリマーまたは材料を利用する他の用途において使用され得ることを理解する。さらに、当業者は、本発明は、一貫した均一な表面フィルムまたは表面コーティングを達成するために、タンブリングまたはある形態の機械的撹拌を必要とし得る他のタイプの物品およびワークピースをコーテイングするために使用され得ることを認識する。
【００２８】
本発明の実施形態は、図１〜８を参照して記載され、これは、実施形態を例示する目的で示され、発明の範囲を限定することを意図しない。
【００２９】
図１に示されるように、本発明は、物品をコーティングするため、特に、ワイヤ型物品およびワイヤ部品（本明細書中以下で、「ワイヤ部品」と称される）を、コーティング装置１０内で行われる蒸着プロセスによって、パリレンでコーティングするための可動セルタンブルコーター１１を提供する。この可動セルタンブルコーター１１は、コーティング装置のコーティングチャンバ１４内に配置され、ここで、気化したパリレンは、真空条件下で循環して、蒸着によってワイヤ部品をコーティングする。
【００３０】
パリレンはダイマーとしてより安定であるが、これは、このコーティングチャンバ内の循環の前に、モノマー蒸気に気化および熱分解されなければならない。パリレンをモノマー蒸気に気化および熱分解する方法は、当該分野で周知であり、このような方法は、米国特許第５，２０１，９５６号（これは本明細書中で参考として援用される）に開示される。
【００３１】
パリレンダイマーは、図１に示されるように、手段２０によって、コーティング装置１０の気化ゾーン２１に導入される。この気化ゾーン２１は、２００℃以上までの温度にこの気化ゾーン２１を加熱する能力を有するヒーターによって加熱され、蒸着プロセスの間に代表的に使用される圧力下でパリレンを気化する。気化されたパリレンは、次いで、手段２２によって、この気化ゾーン２１から熱分解ゾーン２３まで通過する。この熱分解ゾーン２３は、蒸着プロセスの間に代表的に使用される圧力下で、８００℃またはそれ以上までの温度に熱分解ゾーン２３を加熱する能力を有するヒーターを備える。熱分解されたパリレンは、熱分解されて、反応性のパリレンモノマー蒸気になる。モノマーのパリレン蒸気は、続いて、手段２４によって、熱分解ゾーン２３からこの可動セルタンブルコーター１１が配置されているコーティングチャンバ１４まで通過する。
【００３２】
このコーティングプロセスは、真空条件下で行われ、ここで、この可動セルタンブルコーター１１は、コーティングチャンバ１４内で生成される真空と連絡しており、これにより、パリレンモノマー蒸気は、この可動セルタンブルコーターを通って容易に流れ得る。このような真空条件は、図１に示されるように、真空ポンプ３３によって生成され、これは、約１０ｍｔｏｒｒ〜約５０ｍｔｏｒｒまでのコーティングチャンバ１４内の減圧を提供する。この真空ポンプ３３は、手段３２によって、低温凝縮トラップ３１および吸引ライン３０に連結される。この真空ポンプ３３は、吸引ライン３０を通して凝縮トラップ３１まで残りのパリレンモノマーの蒸気を排出し、この凝縮トラップ内で、この蒸気は凝縮され、単離され、最終的に、手段３４によってコーティング装置から排出される。
【００３３】
コーティングプロセスの間、反応性のモノマーのパリレン蒸気は、コーティングチャンバ１４全体にわたって循環し、そして可動セルタンブルコーター１１を通って容易に流れる。モノマーパリレン蒸気が、この可動セルタンブルコーター１１の雰囲気全体にわたって拡散する場合、これは凝縮し、そしてワイヤ部品の表面と接触すると、この表面上で重合して、パリレン表面コーティングを形成する。可動セルタンブルコーター１１は、その中に含まれるワイヤ部品を、コーティングプロセスの間にひっくり返して、そのワイヤ部品が固着するかまたは一緒になってコーティングされないようにするのに十分な可動状態に保つ。
【００３４】
図２および３に例示される本発明の第１の実施形態において、可動セルタンブルコーター１１は、内部支持基部１３に連結された少なくとも１つの可動部分を備え、これは、このコーティング装置１０のコーティングチャンバ１４内に配置される。可動部分セル１２は、第１の末端部４および第２の末端部５ならびに各々の末端部を連結する外壁６を有する中空部分１５を備える。この可動部分セルの中空部分１５の断面形状は、本発明では重要ではない。図３は、円状の円柱状中空部分１５の断面を例示する。
【００３５】
可動部分セル１２の中空部分１５は、金属スクリーニングまたは蒸着コーティングプロセスの条件に耐える特徴を有する任意の適切な材料から構築され得、これには、ワイヤメッシュ、高密度ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンまたはナイロンが挙げられるが、これらに限定されない。図２および３に示される中空部分１５は、パリレン蒸気がこの可動部分セル１２を通って容易に流れ得るのに十分大きく、かつパリレン蒸気の適切かつ均一な循環を妨害する、可動部分セル内の圧力勾配の生成を回避するのに十分小さいゲージを有する金属スクリーニングから構築される。圧力勾配は、ワイヤ部品の表面上のパリレン蒸気の不均一で不完全な蒸着を生じ、これは、不完全で不均一な表面コーティングを生じる。中空部分を構築するために使用されるスクリーニング材料のゲージは、コーティングされるワイヤ部品のサイズに適応するように変えられ得る。
【００３６】
図７ａに示されるように、可動セルタンブルコーター１１の内部支持基部１３は、第１の解放末端部５０およびこの第１の末端部５０と対向する第２の解放末端部５１ならびに各々の末端部を連結する外壁５２を有する中空チャンバ２０を備える。図２および３に示されるように、この中空チャンバは、可動部分セル１２の形状と類似の円状の円柱として構築され得る。この中空チャンバ２０は、蒸着コーティングプロセスの条件に耐える特徴を有する中実または多孔性の材料から構築され得る。あるいは、この中空チャンバ２０の外壁５２は、この中空チャンバ２０を通るコーティング蒸気の流れを可能にするのに十分大きな複数の穴７０を備える。このような穴７０を通って、可動セルタンブルコーター１１およびコーティングチャンバ１４全体にわたるパリレン蒸気の循環が促進される。
【００３７】
図２および３に示されるように、内部支持基部１３は、実質的に水平の配向で、コーティングチャンバ１４内に配置される。この内部支持基部１３は、この内部支持基部１３の一端に強固に連結される駆動シャフト１８によって回転する。この駆動シャフト１８の反対の末端は、コーティングチャンバ１４および真空シール１８ａを通って、内部支持基部１３から伸長して、駆動モータ１９に強固に連結する。この駆動モータ１９は、内部支持基部１３を回転させる駆動シャフト１８を回転させる。
【００３８】
可動部分セル１２は、様々な従来のデバイスによってワイヤ部品で充填され得る。図２は、中空部分１５の第１および第２の末端部４、５の少なくとも一方に取り外し可能に取り付けられた末端キャップ１６を有する可動部分セルを示す。この末端キャップ１６は、可動部分セルから完全に取り外されるように構築され得るか、またはヒンジによって可動部分セルに取り付けられ得る。この末端キャップは、蒸着コーティングプロセスの条件に耐える特徴を有する任意の適切な材料から構築され、これには、高密度ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンまたはナイロンが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３９】
可動部分セル１２は、この可動部分セルが、容易に脱着し、そしてこの内部支持基部に再取付けされ得る様式で、内部支持基部１３に取り付けられる。図２および３に示される第１の実施形態において、可動部分セル１２は、少なくとも２つの取付けデバイス（例えば、一対のケーブル１７が挙げられるが、これに限定されない）によって、内部支持基部１３の外壁５２に取り外し可能に取り付けられる。図３に示されるように、各ケーブル１７は、第１の末端部１７ａにおいて、可動部分セルの第１の末端部４または第２の末端部に隣接した可動部分セル１２に連結される。ケーブルの第２の末端部１７ｂは、可動部分セルを内部支持基部１３の外壁５２に取り付ける。各ケーブル１７は、可動部分セルが内部支持基部１３へのケーブル１７の取付け点において、内部支持基部１３から旋回するかまたはこれから推進する様式で、可動部分セルを内部支持基部の外壁５２に取り付けられる。例えば、各ケーブル１７は、ループ様連結またはフック様連結によって、内部支持基部１３の外壁５２に取り付けられ得、この連結は、このケーブル１７が、その取付け点から内部支持基部まで移動または旋回し得るように構築および配置される。
【００４０】
可動部分セル１２を内部支持基部１３に取り付けるための他の取付けデバイスとしては、ヒンジ、ワイヤおよびロッドが挙げられるが、これらに限定されない。これらの取付けデバイスは、蒸着コーティングプロセスの条件に耐える特徴を有する剛性の不可撓性材料から構築され、これには、金属またはプラスチックが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４１】
ケーブル１７の剛性かつ非可撓性の特徴によって、この可動部分セル１２は、内部支持基部１３が回転すると、この内部支持基部１３の周りの固定位置から回転し得る。図３に示されるように、ケーブル１７によって、可動部分セル１２は、旋回し得るか、または回転の間に、内部支持基部１３から推進され得る。各ケーブルを内部支持基部に取り付けるループ様またはフック様連結５６は、可動部分セルのこのような移動または旋回を容易にする。例えば、内部支持基部１３が時計回り方向で回転する場合、この可動部分セル１２は、時計回り方向で、内部支持基部１３の周りを同様に回転し、同時に、剛性ケーブル１７によって内部支持基部１３から離れて旋回または推進される。剛性の不可撓性の特徴がない場合、このケーブル１７は、可動部分セルの重みを受けて曲がりそして圧潰し、そしてこの可動性部分セルは、内部支持基部から旋回または推進するよりむしろ、緩和された位置において内部支持基部上で回転またはスライドし得る。
【００４２】
図３に示すように、内部支持基部１３の回転によって、可動部分セル１２が内部支持基部の固定位置から回転する。内部支持基部が回転すると、可動部分セルは、スイングし、内部支持基部に対して離れるように推進される。可動部分セルは、頂部または円弧の最も高い点にちょうど達するまで、円弧内を上に回転し、この頂部または円弧の最も高い点で、可動部分セルは下向きに回転し始める。可動部分セルが下向きに回転すると、それは内部支持基部に向かって内向きにますます移動し、最終的に、内部支持基部に衝突するまで、内部支持基部から離れるように推進される。可動部分セル１２と内部支持基部１３との衝突は、可動部分セル１２を攪拌し、そしてその中に含まれるワイヤ部品を可動部分セル１２の周りで振動させ、タンブリングさせる。
【００４３】
衝突が生成する機械的な震動（ｊａｒｒｉｎｇ）は、ワイヤ部品を分離し、再配向させ、そしてコーティングプロスの間、ワイヤ部品を十分に可動な状態に維持して、パリレン蒸気が凝縮し、そしてワイヤ部品の表面で重合するとき、ワイヤ部品が一緒に固着するかまたはコーティングされることを妨げる。機械的攪拌はまた、循環するパリレン蒸気に対してワイヤ部品の表面の暴露を最大にし、それによって、各ワイヤ部品の表面が十分に曝露されて、パリレン蒸気の適切な蒸着を受容して、一定のパリレン表面フィルムを形成する。可動部分セル１２は、代表的に、内部支持基部１３の周りで、１分間当たり約６回転まで回転し、これによって、ワイヤ部品がコーティングランを通してタンブリングされそして分離され続け得る。
【００４４】
図４に示される本発明の別の実施形態において、可動部分セル１２は、内部支持基部１３の中空チャンバ２０の内部表面５４に、少なくとも１対の剛性不撓性ケーブル１７によって取り外し可能に取り付けられる。各ケーブル１７は、ループまたはフック様の接続によって中空チャンバ２０の内部表面５４に同様に取り付けられ、これによって、可動部分セル１２は、内部支持基部１３からケーブル１７の取り付け点において内部支持基部１３に移動し得るかまたはスイングし得る。可動部分セルは、同様に、内部支持基部が回転するとき、内部支持基部の固定点から回転する。可動部分セルは、内部支持基部から離れるように推進され、そして頂部または円弧の最も高い点にちょうど達するまで、円弧内を上に回転し、この頂部または円弧の最も高い点で、可動部分セルは下向きに回転し始める。可動部分セル１２が下向きに回転すると、それは内部支持基部１３に向かって内向きにますます移動し、最終的に、内部表面５４に衝突するまで、内部支持基部１３から離れるように推進される。可動部分セル１２と内部支持基部１３との衝突は、可動部分セル１２を機械的に震動させ、その中に含まれるワイヤ部品を振動およびタンブリングさせ、それによって、ワイヤ部品が一緒に固着するかまたはコーティングされることを妨げるのに十分可動な状態でワイヤ部品を維持する。
【００４５】
図５に図示される本発明のなお別の実施形態において、可動部分セル１２は、内部支持基部１３の内部表面５４に剛性で取り付けられるキャリアセル３０内に含まれる。可動部分セル１２は、キャリアセル３０に取り付けられないで、むしろキャリアセル内に自由に含まれる。可動部分セルは、キャリアセルが内部支持基部の回転の間に内部支持基部１３の固定位置から回転するときに、キャリアセル３０の周りを回転しそしてタンブリングする。
【００４６】
図８に示されるように、キャリアセル３０は、可動部分セル１２よりも大きい全体の寸法を有し、可動部分セルと同様に構成され、そして構築される。キャリアセル３０は、第１末端８１および第２末端８２を有する中空部分３４を備え、外壁８４は、第１末端および第２末端を接続する。中空部分３４は、図８に示されるように、可動部分１２の形状に類似した円状の円柱形形状であり得る。さらに、中空部分は、可動部分セルのエンドキャップ１６と同様に、キャリアセル３０の少なくとも第１末端８１または第２末端８２に取り外し可能に取り付けられる少なくとも１つのエンドキャップ８３を備える。キャリアセルのエンドキャップは、キャリアセルからの完全な除去のために構築され得るか、または蝶番によってキャリアセルに取り付けられ得る。中空部分３４のエンドキャップ８３は、同様に、適切な材料（例えば、限定しないが、高密度ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンおよびナイロン）から構築され得る。
【００４７】
中空部分３４の外壁８４は、蒸気がキャリアセルおよびその中に含まれる可動部分セルに容易に流れ込むのに十分大きいが、パリレン蒸気の適切な循環を阻害するキャリアセルおよび可動部分セル内の圧力勾配を妨げるのに十分小さい複数のスルーホール８５を備える。中空部分３４は、金属篩または蒸着コーティングプロセスの条件に耐える性質を有する他の適切な材料（例えば、限定しないが、ワイヤメッシュ、高密度ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンおよびナイロン）から同様に構築され得る。
【００４８】
図５および７ｂに示されるように、内部支持基部１３は、キャリアセル３０およびその中に含まれる可動部分セル１２を囲うために、内部支持基部１３の第１末端５０および第２末端５１に取り付けられた末端プレート３５ａ、３５ｂを備え得る。
【００４９】
内部支持基部１３が回転するとき、キャリアセル３０内に含まれる可動部分セル１２は、キャリアセルが内部基部の固定位置から回転するとき、キャリアセル３０の周りを回転しそしてタンブリングする。可動部分セルに含まれるワイヤ部品は、少なくとも一対のクレート（ｃｌｅａｔ）３６によって作り出される機械的攪拌によって内部支持基部の回転の間に十分な可動状態で維持される。一対のクレート３６は、内部支持基部１３の外壁５２に取り付けられた第１クレート３１およびコーティングチャンバ１４の内壁５５の表面に接続される第２クレート３２を備える。第１クレート３１は、第１クレート３１が第２クレート３２に係合するまで、内部支持基部が回転するとき内部支持基部の固定点から回転する。第１クレート３１は、第１クレートおよび第２クレートが内部支持基部の回転の間に出会う場合、第２クレート３２で一時的に係合するかまたは静止する。第１クレート３１は、すぐに第２クレート３２から外れるかまたは滑り、第１クレート３１は内部支持基部の回転によって回転し続ける。第２クレート３２からの第１クレート３１の外れまたは滑りは、キャリアセルを機械的に震動させ、そしてその中に含まれる可動部分セルを回転およびタンブリングさせる。可動部分セルの回転およびタンブリングによって引き起こされる機械的攪拌は、その中に含まれるワイヤ部品を、コーティングプロセスの間を通して、ワイヤ部品が一緒に固着するかまたはコーティングされることを妨げるのに十分な状態で維持する。
【００５０】
図６に示される本発明のなお別の実施形態において、一対のクレートが、キャリアセル３０の内壁６５の表面に剛性に取り付けられた少なくとも１つのクレート３３によって置き換えられる。内部支持基部１３が回転するとき、可動部分セル１２は、キャリアセルの周りで回転し、そしてタンブリングし、そしてセルクレート３３と係合する。可動部分セル１２およびセルクレート３３が係合するとき、可動部分セルは、セルクレートの回転によって上に持ち上げられる。回転が続くと、キャリアセルは、下に回転し始め、そして可動部分セルは、下向きの回転に応答してセルクレートから外れるかまたは滑る。可動部分セル１２は、セルクレート３３から落ち、そしてキャリアセル３０の内壁６５と衝突し、これは、可動部分セルおよびその中に含まれるワイヤ部品を機械的に攪拌する。このような機械的攪拌は、コーティングプロセスの間、十分な可動状態でワイヤ部品を維持する。
【００５１】
図６および７ｂに示されるように、内部支持基部１３は、キャリアセル３０およびその中に含まれる可動部分セル１２を囲うために、内部支持基部１３の第１末端５０および第２末端５１に取り付けられるエンドプレート３５ａ、３５ｂを同様に備え得る。
【００５２】
複数の可動部分セルは、単一のコーティングランのための負荷能力を増加させるために内部支持基部に取り付けられ得る。いくつかの可動部分セルを使用することによって、大量またはバルクの負荷のワイヤ部品が同時にコーティングされ得、これによって高い負荷当たりの部品の比を達成する。可動タンブルコーターの負荷能力は、さらなる可動部分セルを収容するために、内部支持基部およびコーティングチャンバの直径の増加とともにスケールアップされ得る。
【００５３】
可動セルタンブルコーターは、例えば、単回のコーティングランの間、同じコーティングチャンバ内で負荷当たり約５，０００〜６，０００ピースまで生産し得、一方、静的な先行技術の装置および方法は、約５００〜１，０００ピースの低い負荷当たりの部品を達成する。可動セルタンブルコーターは、さらに、個々の可動部分セルが、数インチの長さ〜数フィートの長さの範囲の種々の長さおよび数千分の１〜０．１００インチの範囲の種々の直径の部品が、単回のコーティングランの間にコーティングされ得る、ワイヤ部品の種々のサイズを保持し得る点で蒸着により、コーティングワイヤ部品の経済性を増加させる。さらに、種々の可動部分セルは、異なるサイズの部品を同時に保持するためのサブコンパートメントを作るためにさらに分割され得る。
【００５４】
本発明の少なくとも例示的な実施形態をこのように記載したが、種々の変更、改変および改良が、当業者に容易に生じる。このような変更、改変および改良は、本発明の範囲および精神の範囲内にあることを意図する。従って、先の記述は、例示のみのつもりであり、限定としては意図しない。本発明の制限は、先の特許請求の範囲およびその均等物にのみ規定される。
【００５５】
本発明のさらなる理解のために、参照が、図面によりなされ、これは、本明細書中で参考として援用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、先行技術の蒸着コーティング装置の概略図を例示する。
【図２】  図２は、コーティング装置内に含まれる可動セルタンブルコーターを備える本発明の一実施形態の側面図を例示し、可動部分セルは、内部支持基部の外部表面に取り外し可能に取り付けられている。
【図３】  図３は、図２の線３−３に沿って取られた、可動セルタンブルコーターの断面図を例示する。
【図４】  図４は、内部支持基部の内部表面に取り外し可能に取り付けられた可動部分セルを備える、可動セルタンブルコーターの別の実施形態の断面図を例示する。
【図５】  図５は、内部支持基部の内部表面に強固に取付けられ、そして一対のクリートを含む、キャリアセル内に含まれる可動部分セルを備える可動セルタンブルコーターのなお別の実施形態の断面図を例示する。
【図６】  図６は、キャリアセルの内壁に強固に取り付けられたセルクリートを有するキャリアセル内に含まれる可動部分セルを備える可動セルタンブルコーターのさらに別の実施形態の断面図を例示する。
【図７ａ】  図７ａは、本発明の１実施形態の内部支持基部の斜視図を例示する。
【図７ｂ】  図７ｂは、末端プレートを備える本発明の別の実施形態の内部支持基部の斜視図を例示する。
【図８】  図８は、図５のキャリアセルの斜視図を例示する。
【図１】
0004987204.tif 000002
【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６】
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【図７ａ】
0004987204.tif 000008
【図７ｂ】
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【図８】
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