JPH04501875A - カスケードアークプラズマトーチとプラズマ重合のためのプロセス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 カスケードアークプラズマトーチとプラズマ重合のためのプロセス′ 発明の背景とその要約 本発明は、低温プラズマ重合被覆に使用するためのカスケードアークプラズマト ーチ（ｅ＊ｓｃｇｄｅ　ｓ＋ｃ　ｐｌ■ａ＊　ｔｏｒｃｈ）に係わる。

本発明は、低圧力及び低温度におけるプラズマ重合のためのプロセスにも係わる 。

プラズマ重合は、１９６０年代初期から使用されるようになった技術である。こ の技術の開発の初期段階においては、プラズマ重合がポリマーの超薄層を形成す るために使用される非常に新しい方法であるという印象が広く持たれた。その結 果として得られるプラズマポリマーが、同一の七ツマ−から得られる従来のポリ マーと同一であると考えられたが故に、この方法は、主として重合の方法論にお ける新奇性の点で関心の対象となっていた。プラズマ重合の最も初期の開発が行 われて以来経過した２５年以上の年月の間に、この技術によって生成されるポリ マーが、より従来的な手段によって生成されるポリマーの特性とは異なった特徴 的特性を有するということが明らかになっている。

３Ｊ在では、特殊な材料を調製するのに使用されることが可能な独特な方法とし てプラズマ重合を言い表すことがより適切である。

現在は、プラズマ重合は、実験室の研究対象の段階に止まったままの技術である 。高度に独占的な企業活動が現時点でどの程度までプラズマ重合研究に関与させ られているかを推定することは難しいが、プラズマ真空蒸着重合の大規模な工業 的応用の幾つかが現在において使用されていることが知られている。

例えば、大半のヨーロッパ製自動車に使用されるヘッドライト反射器がＢｏｓｃ ｈによって大規模な真空蒸着プロセスを使用して製造されていることを取り上げ ることが可能である。この実際的な応用では、反射表面のための金属の真空蒸着 と、前記金属表面を腐食と変色から保護するための、前記金属表面上へのプラズ マポリマーの溶着とが、１つの連続的プロセスに組み合わされている。３Ｍ　Ｃ ｏｍｐｓｎ７は、メタクリル酸メチルを含む様々な成分の真空蒸着によって光記 憶ディスクを製造する。その示された工業的プロセスはプラズマ重合を使用し、 この使用の度合いは、プラズマ重合が単なる実験室の研究対象という重要性を遥 かに越えた重要性を達成したことを実証している。

しかし、プラズマ重合による蒸着のために現在使用される技術は幾つかの欠点を 伴い、そうした欠点の中から次のものを取り上げることが可能である。

従来のプラズマ重合では、均一に被覆されることが可能な基体の総表面積は、そ の基体表面がプラズマ体積の中に浸されなければならないが故に、プラズマの総 体積によって制限される。

従来のプラズマ重合では、基体を収容するプラズマ体積がその全体積に互って使 用モノマーを含むが故に、使用上ツマ−に比べて蒸着ポリマーの収率は非常に低 い。

イオン化の故に、モノマー分子の過剰なフラグメンテーシ褒ンが生じ、その結果 として、蒸着ポリマーの収率の更に著しい低下が引き起こされる。

本発明の主要な目的は、従来技術のプラズマ重合技術に関連した欠点を排除し又 は少なくとも着しく減少させると同時に、低温度において作用させられるカスケ ードアークプラズマトーチの使用に基づく新たな技術を提供することである。

本発明の別の目的は、低温プラズマ重合において使用するためのカスケードアー クプラズマトーチを提供することである。

本発明の更に別の目的は、カスケードアーク発生装置を使用する、低圧力及び低 温度におけるプラズマ重合のためのプロセスを提供することである。

本発明は、完全に新しい着想に基づいておる。この着想においては、１つのモノ マー又はモノマー混合物がプラズマトーチ又はプラズマジェットの中に噴射され るが、従来技術の場合のように真空チャンバ内に噴射されることがない。カスケ ードアーク発生装置内に発生される低温プラズマトーチ中の高い気体速度の故に 、イオン化が発生するエネルギー人力区域への七ツマー分子の逆拡散が、実際上 はゼロである。これは、カスケードアークトーチの中に注入されるモノマーが、 プラズマ重合のための不可欠な段階であると信じる研究者もいるイオン化プロセ スを受けないだろうということを意味する。本発明は、何らかの特定の機構又は 作用原理に限定されるものと解釈されるべ°きではない。しかし現在までプラズ マ重合に不可欠であると考えられてきた七ツマ−のイオン化なしに、プラズマ重 合が生じることが、驚くべきことに発見されている。

従って本発明は、低温プラズマ重合被覆に使用するためのカスケードアークプラ ズマトーチ装置を提供し、前記装置は、真空発生のための手段と、１つのプラズ マ反応装置であって、複数の絶縁体リングによって分離され且つ電極コネクタの 間に配置され且つそのプラズマ反応装置を貫通する中央通路を形成する同心の複 数の電気伝導性リングを含む該プラズマ反応装置と、前記プラズマ反応装置に対 して電圧を加える１つの電圧供給源と、不活性気体を前記通路の中に送り込む供 給手段とを有する。

そうした装置は、プラズマ重合を可能にする気体を前記通路の下流側端部におい て前記通路内に送り込むための、プラズマ反応器の下流側端部に配置された第１ の入口手段によって特徴付けられる。

そうしたモノマー気体供給用の第１の入口手段は、前記装置の中央通路の周囲に 分散配置された複数の入口部分又はノズルによって構成されることが好ましい。

本発明の別の態様によって、本発明の装置には、前記第１の・入口手段に隣接し て好ましくはその下流に配置される粉末入口手段が備えられることが可能である 。これらの粉末入口手段は、粉末のプラズマ重合処理のために、発生プラズマ中 に粉末を送り込むことが可能である。そうした粉末入口手段は、第１の入口手段 と同様に、前記中央通路の周囲に分散配置された複数の入口部分又はノズルによ って構成されることが可能である。

更に本発明は、低圧力及び低温度におけるプラズマ重合のためのプロセスを提供 し、前記プロセスは、ａ）低圧力区域の中に方向付けられるプラズマトーチを形 成するために、カスケードアーク発生装置内でプラズマを発生させる段階と、 ｂ）前記プラズマトーチの中にモノマー気体を噴射する段階と、 Ｃ）プラズマ重合によって基体上に１つの膜を形成するために、段階ｂ）から結 果的に得られるプラズマトーチを１つの基体上に方向付ける段階とを 有する。

前記低圧力区域の圧力は、約ＩＱＯＴｏｒｒ未満であることが好ましい。前記プ ラズマ区域の中に供給される前記モノマー気体は、炭化水素と、ハロゲン化炭化 水素と、シランと、任意に水素が加わったオルガノシランとから選択されるモノ マーを含むことが好ましい。

本発明の特別な特徴の１つによって、プラズマ重合によって被覆されるべき基体 は、冶金粉末のような粉末である。こうした粉末は、モノマー気体の注入場所の 下流においてプラズマトーチの中に送り込まれる。

本発明のプロセスの更に別の態様に従って、前記基体は、ワイヤ、管材料、帯、 又は、フィラメント等のような細長い部材である。これらの部材は、七ツマー気 体噴射場所の前方において前記プロセスの中にその長さ方向において送り込まれ 、それによって、基体表面の予備処理とポリマー蒸着とが、単一の均一的なプロ セスの形で行われることが可能である。そうした予備処理によって、基体表面上 の望ましくない汚染が容易に取り除かれることが可能である。

本発明は、それによって高い収率の蒸着ポリマーが得られ且つ良好に範囲が限定 された局在的なポリマー蒸着が可能にされる、新たな技術を提供する。広い面積 の均一な被覆を得るために、プラズマトーチが、予定パターンの形で蒸着位置を 走査するように配置されることが可能である。この関係において重要な側面の１ つは、グロー放電を使用する従来のプラズマ重合において遭遇するプラズマ体積 ／表面積に基因する制限からの解放を、本発明が与えるということである。

本書で説明される低温プラズマトーチ技術の別の利点は、その被覆作用が、磁場 とファラディケージ効果の存在とのような他の外部要因によって撹乱されること がより少なく、その結果として、本発明のプロセスは、自動車車体の内部表面の ようなファラディケージの内側表面の被覆に適用されることが可能であるという ことである。

本発明は、プラズマ重合による粉末処理をも可能にする。本発明めこの側面の主 目的は、プラズマポリマー被覆の超薄膜を付与することによって粉末の表面特性 を変化させることである。

そうした応用は、セラミック粉末又は粉末冶金用の金属粉末のような粉末一般の 焼結を含む。

更に本発明は、自動車塗料に使用されるアルミニウム粉末のような金属ピグメン トの保護被覆と、塗料又はプラスチックに使用される着色ピグメント又は充填剤 の保護被覆とに関して有益である。この関係では、例えばアルミニウム粉末の陽 極酸化のための酸素のような他の気体と、メタンとが、アルゴンのような不活性 気体と混合されることによって、アークシステムを通して送られることが可能で ある。更に複雑な複数のモノマーが、プラズマトーチ装置の中央通路の下流に位 置するモノマー人口を通して送り込まれることも可能である。

プラズマ反応装置通路の下流側端部においてカスケードアークによって発生させ られるプラズマトーチの中に、１つのモノマー気体を噴射することによって、前 記七ツマ−と前記プラズマ内の励起された種との化学反応が、前記モノマー分子 のイオン化を生じさせることなくポリマー堆積を行うために、利用されることが 可能である。有機分子のイオン化がその分子の当初の分子構造の著しいフラグメ ンテーシヨンを引き起し、従って蒸着ポリマーの収率を低下させてそのポリマー の特性を変化させもするが故に、前出のことは１つの利点である。

グロー放電を使用する大半のプラズマ重合手順では、プラズマポリマーの形成の ためには、一般的に０．１〜１５　Ｇｌ／Ｋｇモ／　７−のエネルギー人力が必 要と考えられている。しかし、この高いエネルギーレベルもまた、当初のモノマ ー構造の過剰なフラグメンテ−シランを引き起こす。本発明の技術を使用するこ とによって、低圧力カスケードアークが、１〜１０　Ｍｌ／Ｋｇ七ツマ−のエネ ルギー人力において発生させられることが可能である。

これは、従来技術で使用されるエネルギー人力よりも数桁小さいエネルギー人力 である。従って、本発明の低圧力カスケードアークは、その化学的構造が第一義 的にモノマー構造の選択にによっては副次的にしか制御されない、ポリマー膜を 形成することを可能にする。

本発明のカスケードアーク反応装置では、この反応装置内に噴射されるモノマー 気体は、プラズマの高い前方への流束の故に、カスケードアーク発生器の中に逆 方向に拡散することが不可能である。この結果として、反応チャンバ内に入るア ルゴンのような不活性気体の流量に比較してモノマー流量が相対的に小さいにも 係わらず、驚くほど高いポリマーの蒸着率が得られる。これは、そうしたシステ ム内での化学反応の速度が大きいということと、反応装置内に噴射されるモノマ ー又はモノマー混合物が迅速且つ十分に火炎によって消費され且つ基体上に蒸着 させられることを意味する。

以下では本発明が、非限定的な具体例と特定の実施例とによ・って、更に説明さ れることだろう。これらの実施例は、次のような添付図面に関連して説明される だろう。

図１は、本発明によるトーチ発生装置の概略的な側部断面図である。

図２は、図１の線Ｂ−Ｂに沿った拡大横断面図である。

図３は、図２の線Ａ−Ａに沿った断面図である。

図４は、本発明の発生装置の別の実施例の概略的な側部断面図である。

図６は、ワイヤ又はフィラメントの被覆に使用するための図１に示される発生装 置の変形例の概略的な側部断面図である。

図７は、複数のトーチ発生装置がワイヤ又はフィラメントの被覆に使用される、 図６に示される発生装置の変形例の概略的な側面図である。

図８は、図７の変形例の端部図である。

図９は、本発明の更に別の実施例の概略的な側部断面図である。

好適実施例の詳細な説明 カスケードアーク反応装置は、プラズマポリマーの局所的蒸着に使用可能な、プ ラズマトーチの新しい変形の１つのタイプである。図１〜図３に概略的に示され る反応装置又は発生装置は、一般的に参照番号ｌで示され、絶縁体リング５で分 離された一組の同心の金属リング３で組み立られている。金属リング３は、端部 キャップ７内に位置し且つ前記キャップから絶縁された陰極１３と、１つの陽極 リング８との間で、電気的に励起する。１つの円形スリーブ１０が、１つの絶縁 体リングを介して陽極８の下流側端部に取り付けられている。比較的低い直流電 圧の供給装置１１が、図１に示されるように陰極１３と陽極８との間に接続され ている。適切な電圧は約０．２〜２　ｋＶである。金属リング３と絶縁体リング ５とのシステムは１つの中央通路１５を形成し、本反応装置の作動時には、前記 部分工５の下流側延長部分内にプラズマトーチ１７が形成されるだろう。端部キ ャップ７においてアルゴンが本システムの中に噴射され、本反応装置の出口にお いて、真空の中に高い気体流束を与える。トーチ１７は（図面には図示されてい ない）真空チャンバの中に方向付けられ、そのプラズマは、端部キャップ内の複 数の陰極１３と陽極リングＢとの間の電界放射によって与えられる。そのトーチ は典型的には約１０　Ｔｏｏｒの真空内で作用する。

インゼクタリング９が、図２と図３により詳細に且つ拡大図の形で示される。こ のインゼクタリング９には、１つのリング型の溝２１の中に開口する複数の七ツ マー気体用人口１９が備えられ、一方でこのリング型溝２１は、中央通路１５の 中に開口する複数の半径方向溝２３に接続されている。

図４と図５とに示される実施例は、図１〜図３に示される実施例と概ね一致して はいるが、そのインゼクタリング２９は、処理用粉末を複数の半径方向溝３３を 介して中央通路Ｉｓの中に送り込むための、粉末人口３１を有するように変更さ れている。中央通路１５の中に粉末を送り込むためのこの配置は、モノマー気体 の注入場所の下流に位置させられている。

図６に示される実施例は、その本貫的部分においては図１に示される実施例に一 致する。しかし図６のトーチ発生装置は、金属リング３と絶縁体リング５と陽極 リング８とで構成されたシステムの延長部分が、１つの中央穴３９を有する１つ の端部壁３７を備えた１つのスリーブ３５の形で与えられることによって部分変 更されている。図２と図３とに示されたインゼンタリングと同一の構造を有する インゼクタリング９が、プラズマ発生装置の中央通路の中に望ましいモノマーを 送り込むために、端部壁３７の外側に中心に向けて取り付けられている。

スリーブ３５の壁内には、ワイヤ又はフィラメント４５を送り込むための、１つ の傾斜した入口開口４１が備えられている。ワイヤ又はフィラメント４５は、案 内部材４３の周りを通過させられ、中央穴３９とインゼクタリング９を通して、 プラズマ重合による被覆のためにトーチ１フの中へ送り出される。その後で、被 覆されたワイヤ又はフィラメント４５は、別の案内部材４７の周りを通過させら れ、貯蔵部材４９上に巻き取られる。もちろんコストの節約と能力の増大とのた めに、ワイヤ、管材料、帯、フィラメントのような複数の細長い部材の同時処理 のための複数の入口開口を配置することが可能である。そうした場合には、それ らの入口開口は、前記スリーブ壁の周囲に均等に分散配置されることが適切であ る。

スリーブ３５の内側空間を通過する時、ワイヤ又はフィラメント４５は、インゼ クタリング９を通過してトーチ１７の中に送り出される前に、表面クリーニング を受けていることだろう。ワイヤ又はフィラメント４５のこの予備処理は、これ らのワイヤ又はフィラメントの上に蒸着されるべき被覆の良好な接着を得る上で 有益である。

図７と図８に示される実施例は、図６の実施例と類似しているが、複数のカスケ ードアークプラズマトーチが参照番号５０１．５０ｂ　１５０ｅ　、　５０ｄ　 （図８）で示されている。この実施例では、プラズマアークトーチは、主軸Ｘの 周囲に実質的に円形に配列される。トーチ発生装置５２の傾斜取り付は配置の故 に、各々のプラズマトーチ５Ｇ＞　、　５０ｂ　、　５０ｃ　、　５０ｄの軸は 、主軸Ｘ上の１つの焦点に集中するだろう。

従ってこれらのトーチの各々が、ワイヤ、管材料、帯、モノフィラメント等のよ うな細長い部材４５がその中を通過可能な、広範囲の火炎区域５４を与えるだろ う。図７と図８の実施例は、。

複数のトーチによって与えられる火炎区域５４を通過する主軸Ｉに沿った１つの 直線経路を有するが故に、細長い部材が処理されることを可能にする。更にこの 実施例は、多数のワイヤ又はモノフィラメント等が同時に処理されることを可能 にする。図７は、例えばワイヤ又はモノフィラメント４５がトーチの上流におけ る未被覆状態から区域５４の下流における被覆状態へと矢印の方向に案内部材４ ７上を通過する時に、このワイヤ又はモノフィラメント４５を貯蔵巻き枠４９が 巻き取り又は巻き戻すような配置を示す。このタイプの多トーチ配置は、貯蔵巻 き枠４９Ｉ　と４９・ｂとによって概略的に示されるように、複数のワイヤ又は モノフィラメント４５の被覆を可能にする。本発明はワイヤ又はモノフィラメン トの被覆に関して説明されてきたが、様々な構成を有するマルチフィラメント撚 り糸及び他の細長い部材に対しても適している。

図９の配置は、好ましくは図４に示されるタイプのインゼクタシステムによって 粉末が垂直方向に上向きにその中に送り込まれる、粉末処理のための装置を示す 。この装置では、そのトーチ発生装置５２は、図７に示されたものと同一タイプ のトーチ発生装置である。従って、２つのカスケードアークプラズマトーチが５ ０１　と５０ｂとに示されている。気体Ｓ６が主軸Ｘの方向に送り込まれる。こ の気体は管Ｓ８の中に送り込まれる。管５ｓ内への気体送り込み場所から下流に 、粉末６２を管５８の中に送り込むための導管６０が備えられている。この方法 で粉末６２を送り込むことによって、図９に示されるように、粉末６２が気体５ ６によって垂直方向に上向きに吹き上げられる。

これらの粉末は、その中にチャンバ６６の範囲を限定するハウジング６４の中に 部分的に延びる火炎区域５４の中で処理される。

処理された粉末６２が前記区域５４から下向きに下降して適切な捕集チャンバ（ 図示されていない）の中に入ることを可能にするように、チャンバ６４には開口 ６８が備えられている。

本発明の実施例の他の部分的変更が可能であることが、上記の説明から明らかで ある。例えば単一のトーチが使用され、且つこのトーチが、処理されるべきフィ ラメントの経路に対して斜めに配置されるように位置決めされる図７関連で説明 された実施例が使用されることが可能である。意図される追加的な配置の１つは ２段階の処理プロセスであり、このプロセスによって、図６の実施例が、単一の カスケードアークプラズマトーチの使用によるフィラメントの処理のために利用 される。これに続いて、図７の配置によって意図されるような複数のカスケード アークプラズマトーチが、前記単一トーチの下流に配置されることも可能である 。単一トーチの下流に且つ主軸Ｘの周囲に実質的に円形に複数のトーチが配列さ れるこの配置が、第２段階の処理を可能にする。

図７と図８に示されるように、複数のトーチが円形に配列されることが可能であ ること、スクリューインゼクタ又は他のそうした装置によって、処理されるべき 粉末が前記配列トーチの下流に送り込まれることが可能であることも意図される 。そうした配置は、図６の実施例の場合のような単一のトーチと組み合わされて 使用されることも可能だろう。

以下では本発明が特定の実施例によって説明され、これらの実施例では、図面に 示される本発明の装置の実施例が使用される。

実施例１ １つのプラズマアークシステムを有する、添付図面の図１に示されるタイプのカ スケードアーク反応装置が、直径２■の１つの通路と、陽極の下流側に位置した １つのモノマー人口システムとを有した。真空チャンバが、ｌ　ｍｌｏ＋ｒ未満 のシステム圧力に排気され、その後で、反応装置の陰極側の端部キャップフにお いて、アルゴンが約２０００　＋ｃｃｍ／分の流量で送り込まれた。

７００ボルトの電圧を加えることによってアークが発生させられ、テトラフルオ ロエチレンが約１２　ｓｅｃｍ／分の流量でモノマー人口の中に送り込まれた。

３ｃｔａＸ　３ｃ＋ａの冷間引き抜き鋼シートが、火炎形のアーク放電の先端に 置かれた。テトラフルオロエチレンのプラズマポリマーが前記基体の上に約１０ ０　ｎｌｌ１分の速度で蒸着された。フッ素の炭素に対する原子比率は約１．８ であった。

実施例２ 本実施例のモノマーがメタンであることと、約６　ｓｅｃ＋＋／分のメタンが陰 極キャップの中に送り込まれるということを除いて、実施例１で説明されたのと 同一の反応装置と同一の条件とが使用された。メタンのプラズマポリマーが約４ ００　ｎｍ７分の速度で基体上に堆積させられた。水素と炭素との原子比率は最 大で約１．０だうた。

直径４■の通路を有する前述の通りのカスケードアーク反応装置上で、七ツマー 人口の下流側に図４と図５とに示されるような粉末給送システムが備えられた。

陽極リング８の直ぐ後方に位置した１つのモノマー人口から、アルゴンが約６０ ０　＋ｃｅｓ／分の流量で加えられ、且つメタンが約６　ｓｅｃ＋ａ／分の流量 で加えられた。プラズマポリマー形成アークが、６００ボルトを加えることによ って発生させられた。粉末冶金での使用する銅粉末が、それから歯車ポンプによ って約２　ｃｃｍ１分の速度で粉末入口を介してアークプラズマの中に送り込ま れた。プラズマポリマーで被覆された粉末が、真空チャンバ内のトラップ内に収 集された。

プラズマポリマー被覆粉末は５ｈ当たり約２６秒という流れを有し、一方、未被 覆粉末は５０ｇ当たり約３０秒という流れを有するという点で、プラズマポリマ ー被覆粉末と未被覆粉末はその流動に関し異なった挙動を示した。見掛は密度と 圧縮率は、実質的に変化しなかった。

実施例４ カスケードアーク反応装置の通路直径（４ｉｍｌ　と概ね同一の内径と５０＋ｍ の長さとを育する、機械加工可能なセラミックで作られた延長管が、図６に示さ れる通りのカスケードアーク反応装置の上に配置された。この延長管には約１＋ ｍの直径を有する１つの傾斜した小穴が備えられ、ワイヤ又はフィラメントがこ の穴を通過して前記管の中心部分の中へ送り込まれた。前記延長管の下流側端部 には、図２と図３に示されるタイプのモノマー人ロリングが配置された。Ｎｙｌ ｏｎ　６６フイラメントのプラズマ重合被覆が、実施例１で説明されたのと同一 の条件を使用して行われた。フィラメントは延長管及び火炎１７を通して送り込 まれた。このフィラメントは直径０．３ｍｓを有するモノフィラメントであり、 このプラズマポリマー被覆フィラメントは、Ｔｅｌｒｏｍの疎水表面特性と類似 した高い疎水表面特性を示した。

実施例５ ゛　実施例４で説明されたものと同一の装置が本実施例で使用され、直径０．５ １を有するばね鋼のガイドワイヤが、プラズマポリマー被覆された。このガイド ワイヤの材料の主要な特性を維持する一方で、例えばプラスチックと生体組織と に対する、そのワイヤの摩擦が大きく減少させられた。前記ガイドワイヤを例え ば人体内へのカテーテルの挿入に使用する上で、このことは、実際的に重要であ る。

本発明の原理と好ましい実施例と操作方式とが、上記の出願内容の中でこれまで 説明された。しかしここで保護されることが意図される発明は、上記で開示され た特定の形態が制限的であるよ−りも説明的であると見なされるが故に、こうし た特定形態に限定されるものと解釈されるべきでない。本発明の主旨からの逸脱 なしに、変形と変化とが当業者によって行われることが可能である。従って上記 の詳細な説明は例示的な性質のものであり、且つ添付の請求項に述べられる通り の本発明の範囲と主旨とを限定するものではない。

補正書の写しく翻訳幻提出書（特許法第１８４条の７第」功平成３年５月２３日 Ｗ（

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．低温プラズマ重合被覆に使用するためのカスケードアークプラズマトーチ装 置であって、核装置が、真空発生のための手段と、前記真空発生手段と組み合わ されて、複数の絶縁体リングによって分離され且つ電極コネクタの間に配置され 且つプラズマ反応装置を貫通する１つの中央通路を形成する同心の複数の電気伝 導性リングを含む、１つの該プラズマ反応装置と、前記プラズマ反応装置に対し て電圧を加える１つの電圧供給源と、不活性気体を前記通路の中に送り込む供給 手段とを有し、更に、プラズマ重合を可能にするモノマー気体を前記通路の下流 側端部において前記通路内に送り込むための、前記プラズマ反応装置の下流側端 部に配置された第１の入口手段を有することを特徴とする装置。
2. ２．前記第１の入口手段が、前記中央通路の周囲に分散配置された複数の入口部 分又はノズルを備える請求項１に記載のカスケードアークプラズマトーチ装置。
3. ３．発生させられたプラズマの中にプラズマ重合処理のための粉末を送り込むこ とを可能にする粉末入口手段を、前記第１の入口手段の下流側に更に有する請求 項１又は２に記載のカスケードアークプラズマトーチ装置。
4. ４．前記粉末入口手段が、前記中央通路の周囲に分散配置された複数の入口部分 又はノズルを備える請求項３に記載のカスケードアークプラズマトーチ装置。
5. ５．低圧におけるプラズマ重合のためのプロセスであって、該プロセスが、 ａ）低圧力区域の中に方向付けられるプラズマトーチを形成するために、カスケ ードアーク発生装置内でプラズマを発生させる段階と、 ｂ）前記プラズマトーチの中にモノマー気体を噴射する段階と、 ｃ）プラズマ重合によって基体上に１つの膜を形成するために、段階ｂ）から結 果的に得られるプラズマトーチを１つの基体表面上に方向付ける段階とを 有するプロセス。
6. ６．前記低圧力区域の真空が約１００Ｔｏｒｒ未満である請求項５に記載のプロ セス。
7. ７．前記モノマー気体が、炭化水素と、ハロゲン化炭化水素と、シランと、任意 に水素が加わったオルガノシランとから選択されるモノマーを含む請求項５に記 載のプロセス。
8. ８．前記基体が、モノマー気体の噴射場所の下流で前記プラズマトーチの中に送 り込まれる粉末である請求項５、６、又は７のいずれか一項に記載のプロセス。
9. ９．前記基体が細長い部材であり、プラズマ重合によって前記部材上に膜を蒸着 させるために、前記部材がその長さ方向にプラズマ区域を通して前記トーチの中 に送り込まれる請求項５、６、又は７のいずれか一項に記載のプロセス。
10. １０．前記モノマー気体が前記プラズマ区域の下流側端部において注入される請 求項９に記載のプロセス。
11. １１．前記プラズマが１〜１０ＭＪ／ｋｇのエネルギー入力において発生させら れる請求項５、６、又は７のいずれか一項に記載のプロセス。
12. １２．複数のアークプラズマトーチが、１つの主軸の周囲に実質的に円形の配列 で備えられている請求項１に記載のカスケードアークプラズマトーチ装置。
13. １３．前記複数のアークプラズマトーチの各々が、前記主軸上の１つの焦点に集 中するように配置されている請求項１２に記載のカスケードアークプラズマトー チ装置。
14. １４．前記複数のアークプラズマトーチによって限定される火炎区域を通過させ るように１つの基体を送るための手段を含む請求項１２に記載のカスケードアー クプラズマトーチ装置。
15. １５．前記火炎区域が前記主軸に沿って延びる請求項１４に記載のカスケードア ークプラズマトーチ装置。
16. １６．前記火炎区域の通過させて複数の基体を送るための手段を含む請求項１４ に記載のカスケードアークプラズマトーチ装置。
17. １７．前記火炎区域の通過させて粉末の形の１つの基体を送るための手段を含む 請求項１４に記載のカスケードアークプラズマトーチ装置。
18. １８．低温プラズマ重合被覆に使用するためのカスケードアークプラズマトーチ 装置であって、該装置が、真空発生のための手段と、前記真空発生手段と組み合 わされて、複数の絶縁体リングによって分離され且つ電極コネクタの間に配置さ れ且つプラズマ反応装置を貫通する１つの中央通路を形成する同心の複数の電気 伝導性リングを含む、少なくとも１つの該プラズマ反応装置と、前記プラズマ反 応装置に対して電圧を加える１つの電圧供給源と、不活性気体を前記通路の中に 送り込む供給手段とを有し、更に、プラズマ重合を可能にするモノマー気体を、 前記通路の下流側端部に発生されるトーチの中に導くための導管手段を有するこ とを特徴とする装置。
19. １９．プラズマ重合処理のための粉末を、発生されたプラズマの中に送り込むこ とを可能にする粉末入口手段を更に有する請求項１８に記載のカスケードアーク プラズマトーチ装置。
20. ２０．そのトーチが、前記導管の主軸上の１つの焦点に集中する２つ以上のプラ ズマ反応装置を有する請求項１８又は１９に記載のカスケードアークプラズマト ーチ装置。
21. ２１．前記プラズマ反応装置の数に一致した数の前記粉末入口手段を有する請求 項２０に記載のカスケードアークプラズマトーチ装置。