ES2952997T3

ES2952997T3 - Método y aparato mejorados para la deposición de revestimiento por chorro de plasma a presión atmosférica sobre un sustrato

Info

Publication number: ES2952997T3
Application number: ES18179354T
Authority: ES
Inventors: Gill Scheltjens; Régis Heyberger; Malek Alnasser
Original assignee: Molecular Plasma Group SA
Current assignee: Molecular Plasma Group SA
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2023-11-07
Anticipated expiration: 2038-06-22
Also published as: KR20210024030A; EP3586954A1; KR102626649B1; EP3586954B1; PL3586954T3; EP3810318A1; EP3586954C0; US20230416921A1; JP2021527565A; US20210254218A1; CN112313005A; US11767594B2; AU2019291136A1; CA3104812A1; HUE063134T2; CN119932534A; WO2019243631A1

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato (1, 2, 3), un kit de boquillas (2, 3) y un método para depositar un recubrimiento mediante un chorro de plasma a presión atmosférica. El aparato comprende un generador de chorro de plasma (1) que comprende una salida de chorro (12) y una boquilla que comprende un adaptador (3) y una protección reemplazable (2). El kit de boquillas comprende un adaptador (3) y una pluralidad de protectores reemplazables (2). Una protección comprende una entrada de chorro (22), una salida de boquilla (24) y una pared lateral (21) que se extiende desde la entrada de chorro (22) hasta la salida de boquilla (24). El adaptador (3) está configurado para unir de manera desmontable el protector (2) al generador de chorro de plasma (1) y acoplar de ese modo de manera comunicativa la salida del chorro (12) y la entrada del chorro (22). Los precursores del recubrimiento se pueden inyectar en un chorro de plasma en el escudo (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato mejorados para la deposición de revestimiento por chorro de plasma a presión atmosférica sobre un sustrato

Campo técnico

La invención pertenece al campo técnico de la deposición de plasma. Por lo tanto, la invención puede pertenecer a CPC H05H 1/24, IPC B01J 19/08, B05B15/65, B05B7/22, B05B15/18 y/o B05B7/04.

Antecedentes

Véase, por ejemplo, el documento EP0217399A2.

El documento JP 2008/130 503 A describe un dispositivo que comprende unos medios de generación de chorro de plasma a presión atmosférica y una cámara de procesamiento. Se puede insertar un chorro de plasma en la cámara de procesamiento. La cámara de procesamiento comprende una parte superior de resina y una parte inferior, separadas entre ellas por un pequeño espacio, por lo que el dispositivo está configurado para evitar la entrada de aire ambiental en la cámara de procesamiento por sobrepresión, lo que provoca una salida de gas de la cámara de procesamiento a través del pequeño espacio.

El documento describe la solución al problema de proporcionar un aparato de chorro de plasma a presión atmosférica capaz de alargar la columna de plasma para reformar eficazmente la superficie independientemente de la forma de la superficie del material.

Sin embargo, el dispositivo según el documento no es adecuado para la deposición de revestimientos. El documento en particular describe la limpieza y la mejora de la hidrofilia como posibles usos.

Además, el dispositivo según el documento no es adecuado para el procesamiento en línea de sustratos continuos. El documento en particular describe medios de ajuste del área de apertura (o persianas) para la carga y descarga de un objeto de procesamiento. El documento describe además que el tamaño del objeto de procesamiento es sustancialmente igual a la superficie de apertura de la parte superior de la cámara de procesamiento. Por lo tanto, el documento proporciona una cámara de procesamiento por lotes.

Además, el dispositivo según el documento no está adaptado para una fácil limpieza, mantenimiento a largo plazo y/o tratamiento en línea de una pluralidad de superficies irregulares.

El documento JP 2007/323812 A describe un dispositivo de plasma a presión atmosférica que comprende un primer espacio de reacción y un recipiente de gas de mezcla que comprende una región de gas de mezcla. El dispositivo está configurado para insertar un chorro de plasma primario desde el primer espacio de reacción en la región de gas de mezcla y para insertar un gas mixto que comprende un gas reactivo en la región de gas de mezcla para colisionar con el plasma primario.

El dispositivo según el documento no está adaptado para la deposición de plasma en línea sobre un sustrato continuo con una superficie irregular. Además, el dispositivo no está adaptado para una fácil limpieza y/o mantenimiento a largo plazo.

La presente invención pretende resolver al menos algunos de los problemas mencionados anteriormente.

Compendio de la invención

En un primer aspecto, la presente invención proporciona un aparato para depositar un revestimiento mediante un chorro de plasma a presión atmosférica, según la reivindicación 1.

En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un juego de boquillas para un generador de chorro de plasma a presión atmosférica, según la reivindicación 10.

En un tercer aspecto, la presente invención proporciona un método para depositar un revestimiento mediante un chorro de plasma a presión atmosférica, según la reivindicación 11.

La salida de la boquilla del escudo se puede colocar muy cerca de la superficie de un sustrato a tratar, y mediante la sobrepresión en el escudo, se puede evitar la entrada sustancial de aire ambiental. Durante la deposición del revestimiento, el escudo puede deteriorarse, por ejemplo, debido al deterioro del chorro de plasma en la pared interior del escudo y/o a la deposición de un revestimiento sobre la pared interior del escudo. Además, cuando se utilizan sustratos de diferentes tamaños y/o formas, es posible que una sola boquilla no produzca resultados satisfactorios para cada sustrato. La presente invención permite reemplazar el escudo dependiendo de la aplicación. Para la deposición de revestimiento en línea sobre superficies planas grandes, se puede utilizar un escudo con una salida de boquilla plana grande. Para la deposición de revestimiento en línea sobre superficies no planas, se puede utilizar un escudo con una boquilla no plana especialmente adaptada. Para el tratamiento de un espécimen irregular finito, el espécimen puede permanecer estacionario y el chorro puede moverse, por lo que la salida de la boquilla puede tener un tamaño lo suficientemente pequeño como para permitir seguir de cerca la superficie del espécimen.

Otras ventajas, características y ejemplos de la presente invención se describen en la descripción detallada.

Descripción de figuras

Las figuras 1a y 1b muestran vistas en perspectiva de realizaciones de aparatos según la presente invención.

Las figuras 2a, 2b, 2c, 2d y 3 muestran vistas en perspectiva de realizaciones de escudos según la presente invención.

La figura 4 muestra una vista en perspectiva de una realización de un adaptador y un escudo según la presente invención.

Las figuras 5a y 5b muestran, respectivamente, una vista longitudinal y una vista lateral de una realización de un escudo según la presente invención.

Descripción detallada del invento

La presente invención se refiere a un aparato y un método para depositar un revestimiento mediante un chorro de plasma a presión atmosférica. La presente invención se refiere además a un juego de boquillas. La invención se ha resumido en la sección correspondiente anterior. En lo que sigue, la invención se describe en detalle, se discuten las realizaciones preferidas y se ilustra la invención mediante ejemplos.

A menos que se defina de otro modo, todos los términos utilizados en la exposición de la invención, incluidos los términos técnicos y científicos, tienen el significado que comúnmente entiende un experto en la materia a la que pertenece esta invención. A modo de orientación adicional, se incluyen definiciones de términos para apreciar mejor las enseñanzas de la presente invención.

Como se usa en la presente memoria, los siguientes términos tienen los siguientes significados:

"Un", "una" y "el" tal como se usan en la presente memoria se refieren tanto al singular como al plural, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. A modo de ejemplo, "un compartimento" se refiere a uno o más de un compartimento.

"Aproximadamente", tal como se usa en la presente memoria para referirse a un valor medible tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal y similares, pretende abarcar variaciones de /-20% o menos, preferiblemente /-10% o menos, más preferiblemente /-5% o menos, incluso más preferiblemente /-1% o menos, y aún más preferiblemente /-0,1% o menos del valor especificado, en la medida en que tales variaciones sean apropiadas para realizar en la invención expuesta. Sin embargo, debe entenderse que también se describe específicamente el valor al que se refiere el modificador "aproximadamente".

"Comprende", " comprendiendo” y “que comprende" y "compuesto por" tal como se usan en la presente memoria son sinónimos de "incluyen", "incluyendo", "que incluye" o "contienen", "conteniendo", "que contienen" y son términos inclusivos o abiertos que especifican la presencia de lo que sigue, por ejemplo un componente y no excluyen ni impiden la presencia de componentes, características, elementos, miembros, pasos adicionales no enumerados, conocidos en la técnica o revelados en ella.

La recitación de intervalos numéricos por puntos finales incluye todos los números y fracciones subsumidos dentro de ese intervalo, así como los puntos finales recitados.

En un primer aspecto, la invención proporciona un aparato para depositar un revestimiento mediante un chorro de plasma a presión atmosférica. El aparato comprende un generador de chorro de plasma que comprende una salida de chorro. El aparato comprende además un adaptador y un escudo reemplazable. El escudo comprende una entrada del chorro, una salida de la boquilla y una pared lateral que se extiende desde la entrada del chorro hasta la salida de la boquilla. El adaptador está configurado para unir de forma separable el escudo al generador de chorro de plasma y, por lo tanto, unir de forma comunicativa la salida del chorro y la entrada del chorro.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un juego de boquillas. El juego de boquillas puede configurarse para un generador de chorro de plasma a presión atmosférica que comprende una salida de chorro. El juego de boquillas comprende un adaptador y una pluralidad de escudos reemplazables. Cada escudo comprende una entrada del chorro, una salida de la boquilla y una pared lateral que se extiende desde la entrada del chorro hasta la salida de la boquilla. El adaptador puede configurarse para unir de forma separable uno de dichos escudos al generador de chorro de plasma y, por lo tanto, acoplar comunicativamente la salida del chorro y la entrada del chorro.

En un tercer aspecto, la invención proporciona un método para depositar un revestimiento mediante un chorro de plasma a presión atmosférica, que comprende varios pasos. Se proporciona un generador de chorro de plasma que comprende una salida de chorro. Se proporciona un escudo. El escudo comprende una entrada del chorro, una salida de la boquilla y una pared lateral que se extiende desde la entrada del chorro hasta la salida de la boquilla. El escudo puede unirse de forma separable al generador de chorro de plasma, por lo que la entrada del chorro y la salida del chorro están acopladas comunicativamente. Se puede proporcionar un chorro de plasma en el escudo a través del generador de chorro de plasma. Los precursores de revestimiento pueden inyectarse en el chorro de plasma en el escudo. De este modo, se puede crear una sobrepresión en el escudo con respecto al entorno. La superficie de un sustrato se puede mover relativamente con respecto a la salida de la boquilla y, por lo tanto, se puede depositar un revestimiento sobre la superficie.

El juego de boquillas según el segundo aspecto puede usarse para un aparato según el primer aspecto y/o en un método según el tercer aspecto. El método según el tercer aspecto puede ejecutarse a través de un aparato según el primer aspecto. Un experto normal en la técnica apreciará que los tres aspectos de la presente invención están, por lo tanto, interrelacionados. Por lo tanto, cada característica expuesta en la presente memoria, arriba o abajo, puede pertenecer a cada uno de los aspectos de la presente invención, incluso si se ha divulgado junto con un aspecto particular.

"Presión atmosférica", como se usa en la presente memoria, denota que la presión coincide aproximadamente o casi con el del entorno circundante. El término distingue la tecnología de plasma actual con tecnologías de plasma de baja y alta presión que requieren un recipiente de reacción para mantener una diferencia de presión sustancial con el medio ambiente. Por lo tanto, un experto en tecnología de plasma apreciará que la "presión atmosférica", tal como se usa en la presente memoria, debería no interpretarse como la unidad de presión "atm" definida como 101 325 Pa.

"Comunicativamente acoplado", como se usa en la presente memoria, se refiere al flujo másico, es decir, flujo de fluido, gas y/o plasma. Por lo tanto, una salida de chorro acoplada comunicativamente de un generador de chorro de plasma y una entrada de chorro de un escudo están configuradas para que un chorro de plasma que sale de dicha salida de chorro entre en el escudo a través de la entrada de chorro.

“Chorro de plasma”, como se usa en la presente memoria, se refiere a un chorro de plasma y/o un resplandor residual del chorro de plasma. Por ejemplo, los precursores de revestimiento inyectados en el "chorro de plasma" dentro del escudo pueden referirse a precursores de revestimiento inyectados en el chorro de plasma y/o un resplandor residual posterior del chorro de plasma dentro del escudo.

La salida de la boquilla del escudo se puede colocar muy cerca de la superficie de un sustrato a tratar, y mediante la sobrepresión dentro del escudo, se puede evitar la entrada sustancial de aire ambiental. Durante la deposición del revestimiento, el escudo puede deteriorarse y/o contaminarse, por ejemplo, debido al deterioro del chorro de plasma en la pared interior del escudo y/o la deposición del revestimiento en la pared interior del escudo. Además, cuando se utilizan sustratos de diferentes tamaños y/o formas, es posible que una sola boquilla no produzca resultados satisfactorios para cada sustrato. La presente invención permite reemplazar el escudo dependiendo de la aplicación. Para la deposición de revestimiento en línea sobre superficies planas grandes, se puede utilizar un escudo con una salida de boquilla plana grande y un rendimiento de precursor grande. Para la deposición de revestimiento en línea sobre superficies no planas, se puede utilizar un escudo con una salida de boquilla no plana especialmente adaptada. Para el tratamiento de un espécimen irregular finito, el espécimen puede permanecer estacionario y puede moverse el generador de chorro de plasma , por lo que la salida de la boquilla puede tener un tamaño suficientemente pequeño para permitir seguir de cerca la superficie del espécimen irregular. Cuando un primer precursor de revestimiento utilizado en una primera deposición de revestimiento sobre un primer sustrato no se desea en una segunda deposición de revestimiento sobre un segundo sustrato, puede reemplazarse la boquilla para evitar la contaminación con el primer precursor de revestimiento durante la segunda deposición de revestimiento.

En una realización preferida, el escudo comprende en la entrada del chorro una pestaña unido a la pared lateral. El adaptador puede comprender una pared de contención que comprende una abertura con tamaño y forma adaptados para contener la pestaña. El adaptador y el generador de chorro de plasma pueden comprender medios de unión complementarios configurados para unir el adaptador al generador de chorro de plasma. El adaptador puede configurarse para presionar, a través de la pared de contención, la pestaña del escudo contra el generador de chorro de plasma en una posición en la que la salida del chorro y la entrada del chorro están acopladas comunicativamente. Preferiblemente, la pestaña comprende una superficie plana que rodea la entrada del chorro. Preferiblemente, la pestaña está adaptada para ser presionada por el adaptador contra el generador de chorro de plasma de manera que se evite una entrada sustancial de aire ambiental en el escudo a través de la entrada del chorro. La pestaña comprende, por lo tanto, el doble propósito de evitar la entrada sustancial de aire ambiental en el escudo a través de la entrada del chorro y la unión del escudo al generador de chorro por medio del adaptador. El escudo comprende una dirección longitudinal, a lo largo de la cual están separadas espacialmente la entrada del chorro y la salida de la boquilla. Preferiblemente, la pestaña es en esencia perpendicular a dicha dirección longitudinal. Preferiblemente, dicha superficie plana de dicha pestaña es en esencia perpendicular a dicha dirección longitudinal.

Preferiblemente, el escudo es monolítico. Se puede fabricar un escudo mediante moldeo por inyección. Se puede fabricar un escudo mediante impresión 3D. El escudo comprende un material aislante, más preferiblemente un plástico. La salida de la boquilla del escudo comprende un borde. La salida de la boquilla de un escudo puede comprender un borde plano, es decir, la salida de la boquilla es plana. La salida de la boquilla de un escudo puede comprender un borde no plano, es decir, la salida de la boquilla no es plana. Esto permite el revestimiento en línea de superficies no planas, por lo que se mantiene una pequeña distancia entre cada parte del borde y la superficie.

Los precursores de revestimiento pueden inyectarse en el chorro de plasma en el escudo. La salida de chorro del generador de chorro de plasma puede comprender múltiples compartimentos de salida. El generador de chorro de plasma puede configurarse para proporcionar un chorro de plasma desde un primer compartimento y precursores de revestimiento desde un segundo compartimento. La salida del chorro puede comprender dos paredes cilíndricas concéntricas, que definen un compartimento interior para proporcionar precursores de revestimiento y un compartimento exterior para proporcionar un chorro de plasma. La salida del chorro puede comprender una salida rectangular seccionada en tres compartimentos a través de dos paredes interiores, definiendo un compartimento intermedio para proporcionar precursores de revestimiento y dos compartimentos exteriores para proporcionar un chorro de plasma.

La pared lateral del escudo comprende al menos una entrada de precursor, preferiblemente al menos dos entradas de precursor, tales como dos, tres, cuatro o más entradas de precursor. Una entrada de precursor puede comprender un cuerpo hueco tubular que comprende un primer extremo exterior acoplado comunicativamente con el interior del escudo y un segundo extremo exterior para acoplamiento comunicativo con una fuente de precursor. El cuerpo tubular puede ser cilíndrico. El cuerpo tubular puede comprender uno o más codos. Los precursores de revestimiento se pueden inyectar, a través de dicha al menos una entrada de precursor, en el chorro de plasma en el escudo.

En una realización preferida, la salida del chorro del generador de chorro de plasma comprende una abertura y la entrada del chorro del escudo comprende una abertura, por lo que la abertura de la entrada del chorro es mayor que la abertura de la salida del chorro. Esto es ventajoso ya que una ampliación da como resultado una disminución de la velocidad y un aumento de la presión, lo que ayuda a crear la sobrepresión dentro del escudo con respecto al entorno. Esto es más ventajoso ya que un aumento brusco puede provocar un flujo turbulento y/o recirculación y, por lo tanto, la mezcla de los componentes presentes en una parte correspondiente del escudo. Preferiblemente, el escudo comprende una longitud entre la entrada del chorro y la salida de la boquilla, y dicha al menos una entrada de precursor está comunicativamente acoplada con el interior del escudo dentro de una distancia de la entrada del chorro igual a como máximo el 50% de dicha longitud, preferiblemente como máximo el 40% de dicha longitud, más preferiblemente como máximo el 30% de dicha longitud. Esto es ventajoso ya que la entrada de precursores se produce en una región en la que también se produce la recirculación. Esto es más ventajoso ya que la entrada de precursores ocurre en una dirección sustancialmente no paralela, preferiblemente en esencia perpendicular a la entrada del chorro de plasma en la entrada del chorro, preferiblemente en esencia paralela a la dirección longitudinal, aumentando así aún más el flujo turbulento.

En una realización preferida, la pared lateral del escudo comprende una parte cónica. La parte cónica puede agrandar una sección transversal del escudo desde la entrada del chorro hacia la salida del chorro, por ejemplo para depositar un revestimiento sobre una gran superficie esencialmente plana. La parte cónica puede encoger una sección transversal del escudo desde la entrada del chorro hacia la salida del chorro, por ejemplo para concentrar la deposición de revestimiento en un punto estrecho, creando así opcionalmente una pequeña salida de boquilla para permitir seguir estrechamente una superficie irregular a través del movimiento de la salida de boquilla. Preferiblemente, la parte cónica está adaptada para que la salida de la boquilla comprenda una abertura más pequeña que la entrada del chorro. Preferiblemente, la parte que se estrecha se extiende sobre al menos el 20% de la longitud del escudo.

En una realización preferida, la boquilla comprende unos medios de homogeneización. Preferiblemente, el escudo comprende dichos medios de homogeneización, preferiblemente en su interior. Los medios de homogeneización pueden comprender elementos de perturbación del flujo. Los elementos de perturbación del flujo pueden comprender una pluralidad de superficies inclinadas. Los elementos de perturbación del flujo pueden comprender una pluralidad de capas, cada una de las cuales comprende una multitud de superficies inclinadas. Un elemento de perturbación del flujo puede comprender una superficie que comprende un ángulo de al menos 20° y como máximo 70° con la dirección longitudinal del escudo.

En una realización preferida, la boquilla está adaptada para enfriar. Preferiblemente, la pared lateral del escudo comprende un canal para el paso de un fluido refrigerante. El canal está preferiblemente situado a una distancia de la salida de la boquilla de como máximo el 60%, más preferiblemente como máximo el 50%, incluso más preferiblemente como máximo el 45%, de la longitud del escudo.

En una realización preferida, el aparato puede comprender un medio de transporte para el tratamiento en línea de una superficie plana o no plana de un sustrato continuo, por lo que el aparato está configurado para mantener cada parte del borde de la salida de la boquilla a una distancia de al menos 0,1 mm y como máximo 5 mm, preferiblemente al menos 0,2 mm y como máximo 2 mm, más preferiblemente al menos 0,5 mm y como máximo 1 mm, de dicha superficie de dicho sustrato. El método puede comprender el paso de mover relativamente una superficie de un sustrato y la salida de la boquilla, por lo que cada parte de dicho borde se mantiene a una distancia de al menos 0,1 mm y como máximo de 5 mm, preferiblemente al menos de 0,2 mm y como máximo de 2 mm, más preferiblemente al menos de 0,5 mm y como máximo de 1 mm, de dicha superficie de dicho sustrato y depositando así un revestimiento sobre dicha superficie. Un espacio de la magnitud indicada entre el borde de la salida de la boquilla y la superficie del sustrato es particularmente adecuado para evitar la entrada de aire ambiental a través de una ligera sobrepresión en el escudo, mientras que al mismo tiempo permite una salida suficiente de los gases del escudo.

En una realización preferida, el generador de chorro de plasma está configurado para generar un chorro de plasma mediante una descarga de barrera dieléctrica o una descarga de corona. Preferiblemente, el generador de chorro de plasma comprende una fuente de alimentación de CA.

La invención se describe adicionalmente mediante los siguientes ejemplos no limitantes que ilustran aún más la invención, y no pretenden limitar el alcance de la invención ni deben interpretarse como tales.

Ejemplos

Ejemplo 1: Primer aparato

En la figura 1 a se muestra al menos una parte de una primera realización de un aparato según la presente invención. El aparato comprende un generador de chorro de plasma a presión atmosférica (1) y una boquilla que comprende un adaptador (3) y un escudo (2).

El generador de chorro de plasma (1) comprende un cuerpo principal (11) que comprende un extremo exterior cilíndrico. El extremo exterior cilíndrico comprende una pared lateral (14) y una pared extrema (13) esencialmente perpendicular a la pared lateral en la que se proporciona una salida de chorro (12). El extremo exterior cilíndrico comprende un diámetro (d5). La salida de chorro (12) comprende un diámetro (d1). El generador de chorro de plasma (1) comprende dos paredes cilíndricas que definen dos compartimentos en la salida de chorro (12): un compartimento interior para proporcionar precursores de revestimiento y un compartimento exterior para proporcionar un chorro de plasma y/o resplandor residual. El generador de chorro de plasma puede configurarse a modo de ejemplo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8 del documento EP 1844635 B1 y las secciones correspondientes de la descripción.

El escudo (2) comprende una entrada de chorro (22), una salida de boquilla (24) y una pared lateral (21 a, 21 b) que se extiende desde la entrada de chorro (22) hasta la salida de boquilla (24). El escudo comprende una dirección longitudinal a lo largo de la cual están espaciadas la entrada del chorro (22) y la salida de boquilla (24). El escudo (2) comprende una pestaña (26) en la entrada del chorro que está unida en el borde (23) de la entrada de chorro (22) a la pared lateral (21a) y que rodea la entrada de chorro (22). La entrada del chorro comprende un diámetro (d2). La salida de la boquilla comprende un diámetro (d6). El escudo comprende una parte cónica (21 a) situada a una distancia de la entrada del chorro igual como máximo al 50% de la longitud del escudo según la dirección de la longitud. La parte cónica (21 a) estrecha el escudo desde la entrada del chorro hacia la salida de la boquilla, por lo que el diámetro de salida de boquilla (d6) es menor que el diámetro de entrada de chorro (d2). El diámetro de entrada de chorro (d2) es mayor que el diámetro de salida de chorro (d3), lo que permite las ventajosas consecuencias descritas en la descripción detallada. La salida de la boquilla comprende un borde plano (25), es decir, el borde de la salida de la boquilla se encuentra esencialmente en un plano. Preferiblemente, el plano es en esencia perpendicular a la dirección longitudinal.

El adaptador (3) comprende una pared de contención (31) que comprende una abertura circular (32) que comprende un diámetro (d3) en esencia igual o ligeramente mayor que el diámetro de entrada de chorro (d2) más del doble del espesor de la pared lateral (21 a). La abertura (32) comprende, por lo tanto, un tamaño y una forma configurada para contener la pestaña (26) del escudo (2) y, en particular, para presionar la pestaña (26) sobre la pared extrema (13) del generador de chorro de plasma (1). La pared de contención comprende un diámetro (d4) en esencia igual al diámetro de extremo exterior (d5). El adaptador comprende además dos partes de pared lateral curvadas (33) para colocar sobre la pared lateral (14) del extremo exterior del generador de chorro de plasma y dos brazos (34) que comprenden medios de unión (35) para unir el adaptador al generador de chorro de plasma y, por lo tanto, presionar la pestaña (26) contra la pared extrema (13) mientras se mantienen acopladas comunicativamente la salida de chorro (12) y la entrada de chorro (22). Los medios de fijación pueden comprender orificios para fijar un mecanismo tensor elástico.

Ejemplo 2: Aparato

En la figura 1 b se muestra al menos una parte de una segunda realización de un aparato según la presente invención. El aparato comprende un generador de chorro de plasma a presión atmosférica (1') y una boquilla que comprende un adaptador (3') y un escudo (2').

El generador de chorro de plasma (1') comprende un cuerpo principal (11') que comprende un extremo exterior paralelepipédico. El extremo exterior paralelepipédico comprende una pared lateral (14') y una pared extrema (13') esencialmente perpendicular a la pared lateral y en el que se proporciona una salida de chorro (12'). El extremo exterior paralelepípedo comprende una altura (h5) y una anchura (l5). La salida de chorro (12') comprende una altura (h1) y una anchura (l1). El generador de chorro de plasma (1') comprende dos paredes interiores que definen tres compartimentos en la salida de chorro (12'): un compartimento interior para proporcionar precursores de revestimiento y dos compartimentos exteriores para proporcionar un chorro de plasma y/o resplandor residual. El generador de chorro de plasma puede configurarse a modo de ejemplo de acuerdo con las reivindicaciones 9 a 15 del documento EP 1844635 B1 y las secciones correspondientes de la descripción.

El escudo (2') comprende una entrada de chorro (22'), una salida de boquilla (24') y una pared lateral (21') que se extiende desde la entrada de chorro (22') hasta la salida de boquilla (24'). El escudo comprende una dirección longitudinal a lo largo de la cual están espaciadas la entrada de chorro (22') y la salida de boquilla (24'). La pared lateral comprende una sección transversal rectangular uniforme en esencia perpendicular a la dirección longitudinal. El escudo (2') comprende una pestaña (26') en la entrada del chorro que está unida en el borde (23') de la entrada de chorro (22') a la pared lateral (21') y que rodea la entrada de chorro (22'). La entrada del chorro y la salida de la boquilla comprenden una altura (h2) y una anchura (l2). La salida de boquilla (24') comprende un borde plano (25'), es decir, el borde de la salida de la boquilla se encuentra esencialmente en un plano. Preferiblemente, el plano es en esencia perpendicular a la dirección longitudinal.

El adaptador (3') comprende una pared de contención (31') que comprende una abertura rectangular (32') que comprende una altura (h3) y un anchura (l3) en esencia igual o ligeramente mayor que, respectivamente, la altura de entrada de chorro (h2) y el anchura (l2) más del doble del espesor de la pared lateral (21'). La abertura (32') comprende, por lo tanto, un tamaño y una forma configurada para contener la pestaña (26') del escudo (2') y, en particular, para presionar la pestaña (26') sobre la pared extrema (13') del generador de chorro de plasma (1'). La pared de contención comprende una altura (h4) y una anchura (l4) esencialmente iguales a la altura (h5) y la anchura (l5) del extremo exterior, respectivamente. El adaptador comprende además dos partes de pared lateral (33') para colocar sobre la pared lateral (14') del extremo exterior del generador de chorro de plasma y dos brazos (34') que comprenden medios de unión (35') para unir el adaptador al generador de chorro de plasma y, por lo tanto, presionar la pestaña (26') contra la pared extrema (13') mientras se mantiene la salida de chorro (12') y la entrada de chorro (22') acopladas comunicativamente. Los medios de fijación pueden comprender orificios para fijar un mecanismo tensor elástico.

Ejemplo 3: formas de escudo

En este ejemplo, se hace referencia a las Figuras 2a, 2b, 2c y 2d. Las características específicas descritas en este ejemplo pueden pertenecer a los escudos de los ejemplos anteriores 1 y 2.

Un escudo comprende una entrada de chorro (22", 22m) y una salida de boquilla (24", 24m). El escudo comprende además una dirección longitudinal a lo largo de la cual están separadas espacialmente la entrada del chorro y la salida de la boquilla. El escudo también comprende una pared lateral (21 a", 21b", 21'') que se extiende desde la entrada del chorro hasta la salida de la boquilla. El escudo comprende una longitud a lo largo de la dirección de la longitud, es decir, una distancia sobre la cual están separadas la entrada del chorro y la salida de la boquilla. La entrada del chorro comprende un borde en esencia plano (23"), en esencia perpendicular a la dirección longitudinal. El escudo comprende además una pestaña (26", 26'') en la entrada del chorro y unido a la pared lateral, que rodea la entrada del chorro. La pared lateral del escudo puede comprender una sección transversal uniforme perpendicular a la dirección longitudinal (figuras 2c y 2d). La pared lateral del escudo puede comprender alternativamente una parte cónica (21a") y una parte (21b") con una sección transversal uniforme perpendicular a la dirección longitudinal. La pared lateral del escudo puede comprender una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal que es circular (figuras 2a y 2b), ovalada, rectangular (figuras 2c y 2d), cuadrada, triangular, pentagonal, hexagonal, en forma de diamante, octogonal, en forma de estrella, en forma de cruz y similares. Preferiblemente, la pared lateral del escudo comprende una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal que comprende una forma adaptada a la forma de la salida del chorro y que comprende además una o más dimensiones mayores que las dimensiones correspondientes de la salida del chorro. Lo más preferiblemente, dicha forma es circular o rectangular. El escudo también comprende un borde de salida de boquilla (25", 25m) en la salida de boquilla (24", 24m). El borde de salida de la boquilla puede ser plano (figuras 2a y 2b). El borde de salida de la boquilla puede estar dentro de un plano perpendicular a la dirección longitudinal. El borde de salida de la boquilla también puede ser no plano (figuras 2c y 2d). El borde de salida de la boquilla puede comprender, por lo tanto, dos partes que comprendan diferentes distancias a la pestaña. El borde de salida de la boquilla puede comprender, por tanto, partes que comprenden una curvatura en la dirección longitudinal.

Ejemplo 4: Características adicionales del escudo

Con referencia a la figura 3, un escudo comprende al menos una, preferiblemente al menos dos, entradas de precursor (27). Preferiblemente, una entrada de precursor está acoplada de manera comunicativa con el escudo mediante la pared lateral, más preferiblemente dentro de una distancia de la entrada del chorro de como máximo el 50% de la longitud del escudo. La entrada de precursor se puede acoplar mediante una parte cónica (21a) de la pared lateral (figura 3) o, alternativamente, a través de una parte recta de la pared lateral, es decir, una parte paralela a la dirección longitudinal.

Con referencia a las figuras 3 y 4, para entradas de precursor sobresalientes (27, 27") y/o escudos que comprenden una parte cónica (21") que ensancha el escudo desde la entrada del chorro (22"") hacia la salida de la boquilla (24"), el adaptador puede comprender una bisagra (36") y un mecanismo de bloqueo (37") para permitir rodear la pestaña (26") del escudo con el fin de presionar la pestaña (26") contra una pared extrema de un generador de chorro de plasma mediante la pared de contención (31") del adaptador.

En las figuras 5a, 5b y 6, se muestran respectivamente una vista a lo largo de la dirección longitudinal, una vista lateral perpendicular a la dirección longitudinal y una vista lateral perpendicular a la dirección longitudinal de realizaciones de escudos según la presente invención. La pared lateral del escudo comprende un canal para el paso de un fluido refrigerante. El canal comprende una entrada (29a), una salida (29c) y una sección en espiral (29b) dentro de la pared lateral que se extiende desde la entrada de canal (29a) hasta la salida de canal (29c). El canal puede proporcionarse a una distancia de la entrada del chorro igual como máximo al 50% de la longitud del escudo (figuras 5a y 5b). El canal puede, alternativa y preferiblemente, proporcionarse a una distancia de la salida de la boquilla igual como máximo al 50% de la longitud del escudo (figura 6). El escudo comprende además una pluralidad de capas de múltiples elementos de perturbación de flujo (28). Las capas están espaciadas en la dirección de la longitud. Cada elemento puede comprender una superficie en un ángulo de al menos 20° y como máximo de 70°, preferiblemente de al menos 30° y como máximo de 60°, con la dirección longitudinal, estando así configurado para desviar sustancialmente la dirección del flujo, permitiendo la mezcla de componentes de los gases y/o plasma y/o resplandor residual dentro del escudo. La pluralidad de capas puede proporcionarse a una distancia de la salida de la boquilla igual como máximo al 50% de la longitud del escudo (figuras 5a y 5b). La pluralidad de capas puede proporcionarse alternativa y preferiblemente a una distancia de la entrada del chorro igual como máximo al 50% de la longitud del escudo (figura 6). Por lo tanto, el mecanismo de refrigeración y los medios de homogeneización pueden estar dispuestos en una misma parte del escudo o en una parte diferente del escudo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato para depositar un revestimiento mediante un chorro de plasma a presión atmosférica, comprendiendo el aparato:

- un generador de chorro de plasma (1) que comprende una salida de chorro (12); y

- una boquilla que comprende un adaptador (3) y un escudo reemplazable (2), comprendiendo el escudo una entrada de chorro (22), una salida de boquilla (24) y una pared lateral (21) que se extiende desde la entrada de chorro hasta la salida de la boquilla,

en el que el adaptador está configurado para acoplar de manera separable el escudo con el generador de chorro de plasma y, por lo tanto, acoplar comunicativamente la salida del chorro y la entrada del chorro,

en el que la pared lateral del escudo comprende al menos una entrada de precursor (27), y en el que el escudo comprende un material aislante.

2. Aparato según la reivindicación 1 anterior, en el que el escudo comprende en la entrada de chorro (22) una pestaña (26) unida a la pared lateral (21), y en el que el adaptador comprende una pared de contención (31) que comprende una abertura (32) con tamaño y forma adaptados para contener la pestaña.

3. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el escudo es monolítico.

4. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la salida de la boquilla del escudo comprende un borde no plano (25m).

5. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la salida de chorro (24) comprende una abertura, y en el que la entrada de chorro (22) comprende una abertura mayor que la abertura de la salida del chorro.

6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared lateral comprende una parte cónica (21a).

7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la boquilla comprende un medio de homogeneización (28), comprendiendo preferiblemente el escudo elementos de perturbación del flujo.

8. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la boquilla está adaptada para enfriar (29a, 29b, 29c), comprendiendo preferiblemente la pared lateral del escudo un canal para el paso de un fluido refrigerante.

9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato comprende un medio de transporte para el tratamiento en línea de una superficie plana o no plana de un sustrato continuo, en el que la salida de boquilla (24) del escudo comprende un borde (25), y en el que el aparato está configurado para mantener dicho borde a una distancia de al menos 0,1 mm y como máximo de 5 mm, preferiblemente de al menos 0,2 mm y como máximo de 2 mm, más preferiblemente de al menos 0,5 mm y como máximo de 1 mm, de dicha superficie de dicho sustrato.

10. Juego de boquillas que comprende un adaptador (3) y una pluralidad de escudos reemplazables (2), comprendiendo cada escudo una entrada de chorro (22), una salida de boquilla (24) y una pared lateral (21) que se extiende desde la entrada del chorro hasta la salida de la boquilla, en el que el adaptador está configurado para unir de forma desmontable uno de dichos escudos al generador de chorro de plasma y así acoplar comunicativamente la salida del chorro y la entrada del chorro, en el que la pared lateral del escudo comprende al menos una entrada de precursor (27), y en el que el escudo comprende un material aislante, por lo que el juego de boquillas comprende además un generador de chorro de plasma (1) que comprende una salida de chorro (12).

11. Método para depositar un revestimiento mediante un chorro de plasma a presión atmosférica, comprendiendo el método los pasos de:

- proporcionar un generador de chorro de plasma a presión atmosférica (1) que comprende una salida de chorro (12);

- proporcionar un escudo (2) que comprende una entrada de chorro (22), una salida de boquilla (24) y una pared lateral (21) que se extiende desde la entrada del chorro hasta la salida de la boquilla;

- unir de forma separable el escudo al generador de chorro de plasma y acoplar así de forma comunicativa la entrada del chorro y la salida del chorro;

- proporcionar un chorro de plasma en el escudo mediante el generador de chorro de plasma e inyectar precursores de revestimiento en el chorro de plasma dentro del escudo, creando así una sobrepresión en el escudo con respecto al entorno; y

- mover relativamente una superficie de un sustrato y la salida de la boquilla, y depositar así un revestimiento sobre dicha superficie

en el que la pared lateral del escudo comprende al menos una entrada de precursor (27), y en el que dichos precursores de revestimiento se inyectan a través de dicha al menos una entrada de precursor en el chorro de plasma dentro del escudo, y en el que el escudo comprende un material aislante.

12. Método según la reivindicación 11, en el que la salida de boquilla (24) del escudo comprende un borde (25), y en el que el método comprende el paso de mover relativamente una superficie de un sustrato y la salida de la boquilla, manteniendo así dicho borde a una distancia de al menos 0,1 mm y como máximo de 5 mm, preferiblemente de al menos 0,2 mm y como máximo de 2 mm, más preferiblemente de al menos 0,5 mm y como máximo de 1 mm, de dicha superficie de dicho sustrato, y depositando así un revestimiento sobre dicha superficie.