Aparato para la formación de polímero de forma continua sobre superficies de metal por polimerización por plasma de CC.

Un aparato para la formación de polímero de forma continua por polimerización por plasma de CC,

quecomprende:

una cámara de transporte que tiene un rodillo de desenrollado para desenrollar un sustrato cuya superficieva a tratarse y para transportar el mismo hasta la otra cámara y un rodillo de devanado para devanar elsustrato con tratamiento de superficie;

una cámara de deposición para polimerizar por plasma la superficie del sustrato por plasma de descarga deCC usando el sustrato como un electrodo e instalando dos electrodos opuestos, opuestos al sustrato;

una unidad de suministro de alta tensión conectada eléctricamente con el sustrato y los electrodos;

una unidad de bombeo para mantener la cámara de deposición vacía; y

una unidad de suministro de gas para introducir gas reactivo y gas no reactivo en la cámara de deposición,en la que los electrodos opuestos se encuentran separados tanto en el lado superior como en el inferior delsustrato,

en el que el sustrato en la cámara de deposición actúa como un ánodo al aplicar una alta tensión al mismo,y el electrodo opuesto actúa como un cátodo al aplicar una alta tensión al mismo, y

en el que el sustrato y la unidad de suministro de alta tensión están conectados eléctricamente el uno con laotra de una forma tal que el sustrato que se encuentra en contacto con el rodillo de desenrollado seenergiza al aplicar una potencia al rodillo de desenrollado.

Aparato para la formación de polímero de forma continua sobre superficies de metal por polimerización por plasma de CC

Campo de la técnica La presente invención se refiere a un aparato para la formación de polímero de forma continua por polimerización por plasma, que comprende una cámara de transporte que tiene un rodillo de desenrollado para desenrollar un sustrato cuya superficie va a tratarse y para transportar el mismo hasta la otra cámara y un rodillo de devanado para devanar el sustrato con tratamiento de superficie, una cámara de deposición para polimerizar por plasma la superficie del sustrato por plasma de descarga usando el sustrato como un electrodo e instalando dos electrodos opuestos, opuestos al sustrato, una unidad de suministro de alta tensión conectada eléctricamente con el sustrato y los electrodos, una unidad de bombeo para mantener la cámara de deposición vacía, y una unidad de suministro de gas para introducir un gas reactivo y un gas no reactivo en la cámara de deposición, en la que los electrodos opuestos se encuentran separados tanto en el lado superior como en el inferior del sustrato. Un aparato de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir del documento JP 11 128634 A.

Técnica anterior

En general, cuando la superficie de un sustrato tal como una placa de metal se trata por descarga de plasma, se forma una capa de recubrimiento que tiene una dureza, resistencia a la abrasión, etc. excelentes. Un producto que tiene la capa de recubrimiento se usa como un disco magnético, disco óptico, herramienta de carburo y similar. Además, cuando una película de recubrimiento por pintura formada sobre la superficie de una placa de acero se polimeriza por plasma, la placa de acero se endurece y tiene una durabilidad y una resistencia a la corrosión excelentes.

Mientras tanto, cuando se hace posible formar de manera continua un polímero por polimerización por plasma, se mejora la productividad del producto polimerizado.

Con respecto a los materiales de aislamiento, incluyendo resina, paño de tejido, tejido no tejido, etc. de un sustrato de tipo banda, es relativamente sencillo formar de manera continua un polímero por polimerización por plasma, y ya se ha propuesto un número de aparatos. (Patentes japonesas 58–120859, 61–21105 y 2–103206) .

No obstante, en el caso de que el metal de tipo banda que se usa como el sustrato se polimerice por plasma mediante una descarga de alta frecuencia a la vez que se mantiene el mismo a un potencial no puesto a tierra, existe un problema con la formación de polímero de forma continua. La razón de lo anterior es que, debido a que los materiales de metal presentan conductividad, una tensión de descarga se aplica no sólo a un electrodo, sino también al sustrato metálico y a las partes metálicas que se encuentran en contacto con el sustrato. Por lo tanto, en el caso de que un sustrato metálico se polimerice por plasma mediante una descarga de alta frecuencia a la vez que se mantiene el mismo a un potencial no puesto a tierra, una descarga anómala tiene lugar debido a la conductividad del metal y, por lo tanto, el aparato se contamina. Además, la capa de recubrimiento sobre la superficie polimerizada del sustrato metálico es propensa a pulverizarse, o despegarse debido a una descarga inestable, lo que da como resultado la degeneración de la capa de recubrimiento y la degradación del producto.

Por otro lado, también es posible formar de manera continua un polímero por polimerización por plasma a la vez que se mantiene un potencial puesto a tierra. Es decir, el material de metal de tipo banda se polimeriza por plasma a la vez que se mantiene este al potencial puesto a tierra y se transporta el mismo de forma continua. No obstante, en el caso de que se mantenga el potencial puesto a tierra, es difícil adquirir unas características de deposición tales como resistencia a la abrasión, que puede adquirirse en el caso del potencial no puesto a tierra con respecto al sustrato polimerizado por plasma.

En la patente japonesa abierta a inspección pública Hei 6–136506, se da a conocer un aparato para la formación de polímero por polimerización por plasma. En el aparato, se da a conocer un sustrato de tipo banda que puede polimerizarse por plasma suprimiendo la descarga anómala y la descarga inestable a la vez que se mantiene el potencial no puesto a tierra que se menciona anteriormente. Este aparato hace posible generar una descarga de plasma bajo una atmósfera de presión predeterminada y aplicar de este modo una tensión de descarga sólo al electrodo.

El aparato comprende: una cámara 10 de transporte en la que están ubicados un conjunto de un rodillo 11 de desenrollado y un rodillo 12 de devanado, un par de rodillos 13 y 14 tensores, y una abertura 15 de soporte; una cámara 20 de deposición en la que la deposición se realiza sobre un sustrato; un electrodo 21 con forma de rollo y un electrodo 22 opuesto ubicado opuesto al electrodo con forma de rollo; una placa 30 de apantallamiento aislante preparada entre la cámara de transporte y la cámara de deposición; dos aberturas 31 y 32 diferenciales formadas sobre la placa de apantallamiento para mantener la diferencia de presión entre la cámara de transporte y la cámara de deposición; unas bombas 17 y 18 de vacío para controlar la atmósfera de presión de la cámara de transporte y la cámara de deposición; una abertura 23 de inyección de gas para inyectar gas de materia prima en la cámara de deposición; y unas aberturas 16 y 24 de escape conectadas con la cámara de transporte y la cámara de deposición.

Un sustrato 1 que va a polimerizarse por plasma se transporta a partir del rodillo 11 de desenrollado en la cámara 10 de transporte, y se introduce en la cámara 20 de deposición a través de la abertura 31 diferencial a un lado. A continuación, este se transporta hasta el electrodo 21 con forma de rollo, se pasa a través de las proximidades del electrodo 22 opuesto, y después de lo anterior se transporta hasta el rodillo 12 de devanado en la cámara 10 de transporte a través de la abertura 32 diferencial en el otro lado. En el aparato que se describe anteriormente, en un proceso en el que el sustrato de tipo banda que se transporta desde la cámara de transporte a la cámara de deposición se polimeriza por plasma mediante una descarga de alta frecuencia y se envía de vuelta a la cámara de transporte, la atmósfera de la cámara de deposición es una atmósfera de descarga luminiscente, y la atmósfera de la cámara de transporte es una atmósfera de descarga no luminiscente, que es menor que la de la cámara de deposición.

La descarga de plasma tiene tendencia a generarse bajo una atmósfera de presión predeterminada de acuerdo con el tipo de descarga. Por ejemplo, la polimerización por plasma tiende a generarse, en general, bajo una atmósfera de presión de 10–3 ~ 10 torr (0, 13 ~ 130 Pa) . Más allá de este intervalo, es difícil generar una descarga luminiscente. Por lo tanto, incluso en el caso de que se polimerice un material de metal conductor de tipo banda, se prefiere que el área de cámara de transporte y la cámara de deposición estén separadas una de otra, cada una de las áreas se mantiene a una atmósfera de presión diferente mediante la abertura diferencial, la cámara de deposición se encuentra bajo la atmósfera de presión de 10–3 torr (0, 13 Pa) , y la cámara de transporte se encuentra bajo una atmósfera de presión más allá del intervalo anterior, mediante lo cual, una descarga luminiscente se genera en la cámara de deposición a la vez que es difícil generar una descarga luminiscente en la cámara de transporte, suprimiendo de este modo la descarga anómala.

Por lo tanto, se dice que la descarga no se consigue en la totalidad del sustrato, sino sólo en la cámara de deposición diferenciando la atmósfera de presión de las cámaras entre sí tal como se describe anteriormente, mediante lo cual se evita la descarga no predecible de los materiales de metal, con la excepción de las porciones de electrodo, con respecto al sustrato de metal de tipo banda mantenido al potencial no puesto a tierra, formando de este modo una capa de recubrimiento de un buen material de película.

No obstante, en el aparato, un electrodo con forma de rollo como un electrodo de descarga y un electrodo opuesto curvo como un electrodo opuesto se instalan en la cámara de deposición en la que la reacción por plasma tiene lugar mediante una descarga de alta frecuencia, y el electrodo de rollo se encuentra en contacto con una superficie del sustrato sobre el que va a realizarse la deposición. En el presente caso, de ambas superficies del sustrato entre el electrodo de rollo y el electrodo opuesto en las... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para la formación de polímero de forma continua por polimerización por plasma de CC, que comprende:

una cámara de transporte que tiene un rodillo de desenrollado para desenrollar un sustrato cuya superficie va a tratarse y para transportar el mismo hasta la otra cámara y un rodillo de devanado para devanar el sustrato con tratamiento de superficie; una cámara de deposición para polimerizar por plasma la superficie del sustrato por plasma de descarga de CC usando el sustrato como un electrodo e instalando dos electrodos opuestos, opuestos al sustrato; una unidad de suministro de alta tensión conectada eléctricamente con el sustrato y los electrodos; una unidad de bombeo para mantener la cámara de deposición vacía; y una unidad de suministro de gas para introducir gas reactivo y gas no reactivo en la cámara de deposición, en la que los electrodos opuestos se encuentran separados tanto en el lado superior como en el inferior del sustrato, en el que el sustrato en la cámara de deposición actúa como un ánodo al aplicar una alta tensión al mismo, y el electrodo opuesto actúa como un cátodo al aplicar una alta tensión al mismo, y en el que el sustrato y la unidad de suministro de alta tensión están conectados eléctricamente el uno con la otra de una forma tal que el sustrato que se encuentra en contacto con el rodillo de desenrollado se energiza al aplicar una potencia al rodillo de desenrollado.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cámara de transporte comprende:

una cámara de desenrollado que tiene un rodillo de desenrollado para desenrollar el sustrato cuya superficie va a tratarse y para transportar el mismo hasta la otra cámara; y una cámara de devanado que tiene un rodillo de devanado para devanar el sustrato con tratamiento de superficie.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una unidad de aislamiento para aislar eléctricamente una trayectoria eléctrica entre la unidad de suministro de alta tensión y el sustrato con respecto al cuerpo principal del aparato.

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los medios de aislamiento están colocados en una porción en la que el rodillo de desenrollado está soportado en la cámara, y comprende además un miembro de aislamiento para aislar el rodillo de desenrollado con respecto a la cámara.

5. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, , 3, o 4, en el que, con el fin de aplicar una potencia al sustrato a través del rodillo de desenrollado y de aislar la trayectoria eléctrica con respecto al cuerpo principal del aparato, la cámara de transporte comprende:

una unidad de accionamiento para suministrar una fuerza giratoria desde el exterior de la cámara de transporte a un rodillo de desenrollado; un primer eje de accionamiento conectado directamente con la unidad de accionamiento para transmitir la fuerza giratoria de la unidad de accionamiento; un segundo eje de accionamiento conectado con un rodillo en el cual está enrollado un sustrato y el primer eje de accionamiento; unas unidades de soporte de eje para soportar el segundo eje de accionamiento y para transmitir una carga del sustrato sobre el segundo eje de accionamiento a la cámara de transporte; y un acoplamiento de aislamiento insertado entre el primer eje de accionamiento y el segundo eje de accionamiento para aislar de ese modo los dos ejes de accionamiento, y la unidad de soporte de eje comprende: un cojinete en el cual se inserta el extremo del segundo eje de accionamiento para que pueda girarse de este modo; un bloque en el cual está instalado el cojinete; un conector instalado en un extremo del bloque para conectarse de este modo con la fuente de potencia de una unidad de suministro de alta tensión; un apoyo para soportar el bloque desde una porción inferior y para hacer que una carga sobre el segundo eje de accionamiento se transmita al fondo de la cámara; y un miembro de aislamiento insertado entre el bloque y el apoyo para aislar de ese modo eléctricamente los mismos.

6. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato y la unidad de suministro de alta tensión están conectados eléctricamente el uno con la otra de una forma tal que el sustrato que se encuentra en contacto con el rodillo de devanado se energiza al aplicar una potencia al rodillo de devanado.

7. El aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la unidad de aislamiento está colocada en una porción en la que el rodillo de devanado está soportado en la cámara, y comprende además un miembro de aislamiento para aislar el rodillo de devanado con respecto a la cámara.

8. El aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1, 6 o 7, en el que, con el fin de aplicar una potencia al sustrato a través del rodillo de devanado y de aislar la trayectoria eléctrica con respecto al cuerpo principal del aparato, la cámara de transporte comprende:

una unidad de accionamiento para suministrar una fuerza giratoria desde el exterior de la cámara de transporte a un rodillo de desenrollado; un primer eje de accionamiento conectado directamente con la unidad de accionamiento para transmitir la fuerza giratoria de la unidad de accionamiento; un segundo eje de accionamiento conectado con un rodillo en el cual está enrollado un sustrato y el primer eje de accionamiento por engrane; unidades de soporte de eje para soportar el segundo eje de accionamiento y para transmitir una carga del sustrato sobre el segundo eje de accionamiento a la cámara de transporte; y un acoplamiento de aislamiento insertado entre el primer eje de accionamiento y el segundo eje de accionamiento para aislar de ese modo los dos ejes de accionamiento, y dicha unidad de soporte de eje comprende: un cojinete en el cual se inserta el extremo del segundo eje de accionamiento para que pueda girarse de este modo; un bloque en el cual está instalado el cojinete; un conector instalado en un extremo del bloque para conectarse de este modo con la fuente de potencia de una unidad de suministro de alta tensión; un apoyo para soportar el bloque desde una porción inferior y para hacer que una carga sobre el segundo eje de accionamiento se transmita al fondo de la cámara; y un miembro de aislamiento insertado entre el bloque y el apoyo para aislar de ese modo eléctricamente los mismos.

9. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato y la unidad de suministro de alta tensión están conectados eléctricamente de una forma tal que el sustrato que se encuentra en contacto con el rodillo tensor se energiza al aplicar una potencia al rodillo tensor, en el que el rodillo tensor mantiene la pista de alimentación del sustrato constantemente en contacto con el sustrato que va a transportarse y da al sustrato una fuerza de tracción de tal modo que el sustrato no se combe.

10. El aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 9, en el que, con el fin de aplicar una potencia al sustrato a través de un rodillo tensor y de aislar la trayectoria eléctrica con respecto al cuerpo principal del aparato, la cámara de transporte comprende: un rodillo tensor; y una unidad de soporte de eje para transmitir una carga del sustrato sobre el rodillo tensor al fondo de la cámara de transporte, y dicha unidad de soporte de eje comprende: un cojinete en el cual se inserta el extremo del rodillo tensor para que pueda girarse de este modo; un bloque en el cual está

instalado el cojinete; un conector instalado en un extremo del bloque para conectarse de este modo con la fuente de potencia de una unidad de suministro de alta tensión; un apoyo para soportar el bloque desde una porción inferior y para hacer que una carga sobre el rodillo tensor se transmita al fondo de la cámara; y un miembro de aislamiento insertado entre el bloque y el apoyo para aislar de ese modo eléctricamente los mismos.