特許 6805250 蒸着法により１本または複数のヤーンをコーティングする装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805250

(24)【登録日】2020年12月7日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】蒸着法により１本または複数のヤーンをコーティングする装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/44 20060101AFI20201214BHJP

   C23C 16/54 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   C23C16/44 F

   C23C16/54

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-526055(P2018-526055)

(86)(22)【出願日】2016年11月18日

(65)【公表番号】特表2018-534426(P2018-534426A)

(43)【公表日】2018年11月22日

(86)【国際出願番号】FR2016053008

(87)【国際公開番号】WO2017085420

(87)【国際公開日】20170526

【審査請求日】2019年10月16日

(31)【優先権主張番号】1561150

(32)【優先日】2015年11月19日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】516299213

【氏名又は名称】サフラン・セラミックス

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ビュエ，エミリアン

(72)【発明者】

【氏名】チボー，シモン

(72)【発明者】

【氏名】デルカン，アドリアン

(72)【発明者】

【氏名】デカン，セドリック

【審査官】 山本 一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−０６１２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４９−００４１３７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特表２００８−５３０３７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／４４

Ｃ２３Ｃ １６／５４

Ｃ２３Ｃ １４／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸着法による１本または複数のヤーン（２）をコーティングする装置（１）であって、装置は、少なくとも、
長手方向軸（Ｘ）に沿って伸び、内周壁（５）と外周壁（７）との間に位置する少なくとも１個の処理ゾーン（４ａ）を有する処理チャンバー（４）であって、その中で少なくとも１本のヤーン（２）が蒸着法を実施することによりコートされる処理チャンバー（４）と、
前記少なくとも１本のヤーン（２）を処理ゾーン（４ａ）を通って送るように構成されたコンベヤーシステム（６）と、
内周または外周壁（５または７）中に存在する少なくとも１個の入口オリフィス（７ａ）を通って処理気相（１０ａ）を処理ゾーン（４ａ）中に注入するように構成された注入装置と、
残留気相（１１ａ）を、内周または外周壁（５または７）中に存在する少なくとも１個の出口オリフィス（８ａ）を通って処理ゾーン（４ａ）から除去するように構成された除去装置であって、前記入口オリフィス（７ａ）および前記出口オリフィス（８ａ）が処理チャンバー（４）の長手方向軸（Ｘ）に垂直の共通の面（Ｐ）内に位置し、処理チャンバー（４）の円周方向（Ｃ）に沿ってずれている除去装置と、を含む装置（１）。

【請求項2】

複数の入口オリフィス（７ａ）および複数の出口オリフィス（８ａ）を有する、請求項１に記載の装置（１）。

【請求項3】

入口オリフィス（７ａ）および出口オリフィス（８ａ）が、それぞれの出口オリフィス（８ａ）が円周方向（Ｃ）に沿って、２個の入口オリフィス（７ａ）の間に配置されるように、ずれている、請求項２に記載の装置（１）。

【請求項4】

前記入口オリフィス（７ａ）および前記出口オリフィス（８ａ）が、円周方向（Ｃ）に沿って均一に分布する、請求項２または請求項３に記載の装置（１）。

【請求項5】

入口オリフィス（単一または複数）（７ａ）が、それぞれ内周または外周壁（５または７）中に位置し、出口オリフィス（単一または複数）（８ａ）が、それぞれ外周または内周壁（７または５）中に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１）。

【請求項6】

コンベヤーシステム（６）が、処理チャンバー（４）を通る前記少なくとも１本のヤーン（２）の移動速度を調節するための要素を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１）。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の装置（１）を使うことにより、１本または複数のヤーン（２）を蒸着法により処理する方法であって、方法は、少なくとも、
注入装置を使用して、前記入口オリフィス（７ａ）を通って気相（１０ａ）を処理ゾーン（４ａ）中に注入するステップと、
コンベヤーシステム（６）を使って、注入された気相（１０ａ）から蒸着により少なくとも１本のヤーン（２）上に層を形成するように、処理ゾーン（４ａ）を通って、前記少なくとも１本のヤーン（２）を送るステップと、
前記出口オリフィス（８ａ）を通って処理ゾーン（４ａ）から残留気相（１１ａ）を除去するステップと、を含む、方法。

【請求項8】

前記少なくとも１本のヤーン（２）が、処理チャンバー（４）を通ってコンベヤーシステム（６）により連続的に送られる、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

層が、化学蒸着法または反応性化学蒸着法により形成される、請求項７または請求項８に記載の方法。

【請求項10】

層が中間相コーティング層である請求項７から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

複合材料部品を製造する方法であって、方法は、少なくとも、
少なくとも請求項１０に記載の方法を実施することにより、中間相コーティングで複数のヤーン（２）をコーティングするステップと、
このようにして中間相コーティングでコートしたヤーンに対し、１つまたは複数の繊維操作を行うことにより、繊維プリホームを形成するステップと、
複合材料部品を得るために、繊維プリホームをマトリックスで高密度化するステップと、を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸着法により１本または複数のヤーンをコーティングする装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

セラミックマトリックス複合（ＣＭＣ）材料は、比較的高い動作温度で使用される。このような材料は、セラミックのヤーンまたはセラミックマトリックス内に存在する炭素材料のヤーンから構成される強化繊維を含む。

【0003】

ＣＭＣから部品を作成する間、繊維強化部品を形成する繊維織物は、最初に、例えば、３次元機織により得られる。繊維織物はその後、作製される部品の形状に近い形状を有する繊維プリホームを得るために成形される。その後プリホームは、マトリックスを形成するために高密度化され、それにより、最終部品が得られる。マトリックスは、例えば、化学蒸気浸透（ＣＶＩ）法により、または溶融含浸（ＭＩ）ＭＩ法により、完全にまたは部分的に作製される。繊維成形ステップ（機織、編組、．．．）の前に、ヤーンは、最初にマトリックス内で開始したクラックによるヤーンの繊維の破壊を遅くするために、中間相コーティングによりコートし得る。例えば、脆化を緩和する中間相コーティングは、亀裂が中間相に到達時にクラック進行エネルギーを、亀裂が中間相内で曲げられるように、原子スケールで局在化剥離により消散させることができる層状構造の材料から作製し得る。例えば、脆化を緩和する中間相を構成する材料は、層状構造を示す熱分解カーボン（ＰｙＣ）、および窒化ホウ素（ＢＮ）であってよい。例えば、中間相コーティングは、化学蒸着（ＣＶＤ）、化学蒸気浸透（ＣＶＩ）、または実際の液体技術により形成してよい。

【0004】

化学蒸着法により複数のヤーンを中間相で連続的にコーティングするのに好適する装置は、文献で提案されている。このような装置は、処理チャンバーを含み、これを通して、コーティングするために複数のヤーンが、プーリーシステムにより駆動されて、送られる。化学蒸着によりヤーン上に中間相コーティングを形成するために、反応性ガス混合物が入口オリフィスを介して処理チャンバー中に注入される。反応しなかった全ての反応性ガス混合物が反応副産物と一緒に、出口オリフィスを介してポンプで排出される。この出口オリフィスは、入口オリフィスから、処理チャンバーの長手方向軸に沿って、ずれている。このような装置では、注入されるガス混合物は、処理チャンバーの長手方向軸に沿って、出口オリフィスを通ってポンプにより排出されるまで流れていく。複数層中間相コーティングは、それぞれが気相を注入する装置および残留気相を除去するための装置を含む、複数のこのタイプのユニットを直列に配置することにより作製できる。

【0005】

それにもかかわらず、既知の方法の信頼性は、これらの方法で、プーリーシステムが十分なヤーン張力を維持するのが困難な場合がある限り、および比較的高いヤーンの移動速度で使用でき、これにより特定のヤーンがコンベヤープーリーの溝から外れる場合がある限り、改善できる。

【0006】

さらに、単位時間当たりに処理できるヤーンの数を増やすことを可能とする装置を提供することが望ましい場合がある。

【0007】

また、繊維のコーティング法を記載している、文献、仏国特許出願公開第１５６４８４１号明細書、米国特許出願公開第２００７／００９９５２７号明細書、西独国実用新案第９４２１８９５号明細書、欧州特許出願公開第１２７７８７４号明細書、および西独特許出願公開第３４２４１６６号明細書も既知である。また、反応性化学蒸着（ＣＶＤ）法を記載している、文献、仏国特許出願公開第２７２７４３５号明細書も既知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】仏国特許出願公開第１５６４８４１号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２００７／００９９５２７号明細書

【特許文献3】西独国実用新案第９４２１８９５号明細書

【特許文献4】欧州特許出願公開第１２７７８７４号明細書

【特許文献5】西独特許出願公開第３４２４１６６号明細書

【特許文献6】仏国特許出願公開第２７２７４３５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

したがって、蒸着による１本または複数のヤーンのコーティング方法の信頼性の改善を可能とする装置を提供する必要性が存在する。

【0010】

また、単位時間当たりに処理できるヤーンの数を増やすことを可能とする装置を提供する必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この目的のために、第１の態様では、本発明は、蒸着法による１本または複数のヤーンをコーティングする装置を提供し、該装置は、少なくとも、
長手方向軸に沿って伸び、内周壁と外周壁との間に位置する少なくとも１個の処理ゾーンを有する処理チャンバーであって、内部で少なくとも１本のヤーンが蒸着法を実施することによりコートされる処理チャンバーと、
前記少なくとも１本のヤーンを処理ゾーンを通って送るように構成されたコンベヤーシステムと、
内周または外周壁中に存在する少なくとも１個の入口オリフィスを通って処理気相を処理ゾーン中に注入するように構成された注入装置と、
残留気相を、内周または外周壁中に存在する少なくとも１個の出口オリフィスを通って処理ゾーンから除去するように構成された除去装置であって、前記入口オリフィスおよび前記出口オリフィスが処理チャンバーの長手方向軸に垂直の共通の面内に位置し、処理チャンバーの円周方向に沿ってずれている除去装置と、を含む。

【0012】

前記処理チャンバーの長手方向軸に垂直の平面は、入口オリフィスの一部および出口オリフィスの一部と交差する。この平面は、場合により、入口オリフィスおよび出口オリフィスとこれらオリフィスの中心で交差してよい。したがって、入口オリフィスおよび出口オリフィスを、それぞれのこれらのオリフィスの一部が長手方向軸に垂直の共通の平面中に位置する限り、処理チャンバーの長手方向軸に沿って少しずらすことが可能である。

【0013】

本発明の装置は、好都合にも、短い長さおよび小さいサイズを与える。装置の長さが短いために、本発明は、蒸着中に適切なヤーン張力を加えることをより容易にする。特に、処理チャンバーの長さが先行技術装置に比べて短いという事実が、有利にも、より遅い移動速度が使用されることを可能とするのに役立ち、しかし、ヤーン処理の持続時間を増やすことはなく、したがって、好都合にも、ヤーン（単一または複数）がコンベヤーシステムから外れるリスクを減らすのに役立つ。さらに、処理ゾーンの長さが短いことを前提とすれば、処理ゾーンでの蒸着の条件を信頼性の高い方式で制御できるのは有利である。さらに、内周壁と外周壁との間に位置する環形状の処理ゾーンの使用が、有利にも、処理用ヤーンを処理ゾーンの円周に沿って配置可能とするのに役立ち、それにより、ヤーンが処理チャンバーの直径に沿って配置される構成と比較して、単位時間に処理されるヤーンの品質を高めることを可能にする。

【0014】

装置はまた、処理ゾーンを加熱するように構成されたヒーターシステムも含む。

【0015】

ある実施形態では、装置は、複数の入口オリフィスおよび複数の出口オリフィスを有し得る。

【0016】

このような実施形態は、比較的大きな数のヤーンを均一に被覆するように有利に作用する。

【0017】

ある実施形態では、入口オリフィスおよび出口オリフィスは、それぞれの出口オリフィスが円周方向に沿って、２個の入口オリフィスの間に配置されるように、ずれて存在し得る。

【0018】

ある実施形態では、前記入口オリフィスおよび前記出口オリフィスは、円周方向に沿って均一に分布させてもよい。

【0019】

このような実施形態は、種々の処理されるヤーン上に形成されるコーティングの均一性をさらに改善するのに有利に役立つ。

【0020】

ある実施形態では、入口オリフィス（単一または複数）は、それぞれ内周または外周壁中に位置し、出口オリフィス（単一または複数）は、それぞれ外周または内周壁中に位置してもよい。換言すれば、このような状況下では、入口オリフィスが内周壁中に位置する場合、出口オリフィスは外周壁中に位置し、また、入口オリフィスが外周壁中に位置する場合は、出口オリフィスは内周壁中に位置する。

【0021】

このような実施形態は、種々の処理されるヤーン上に形成されるコーティングの均一性をさらに改善するのに有利に役立つ。

【0022】

ある実施形態では、コンベヤーシステムは、前記少なくとも１本のヤーンが処理チャンバーを通る移動速度を調節するための要素を含み得る。

【0023】

このような特徴は、処理ゾーンを通る前記少なくとも１本のヤーンの移動速度を変更することにより、形成される層（単一または複数）の厚さを変えるのをより容易にするのに有利に役立つ。

【0024】

ある実施形態では、装置は、処理チャンバー中に存在する少なくとも一個の穿孔要素であって、前記穿孔要素と内周または外周壁との間に存在するガスケットと共に、処理ゾーンを横方向に画定する、少なくとも１個の穿孔要素を含み得る。ある実施形態では、装置は、第１と第２のこのタイプの穿孔要素を提供し、第１の穿孔要素は内周壁に対面して存在し、第２の穿孔要素は外周壁に対面して存在する。

【0025】

本発明はまた、上述の装置を使って、１本または複数のヤーンを蒸着法により処理する方法を提供し、該方法は、
注入装置を使用して、前記入口オリフィスを通って気相を処理ゾーン中に注入するステップと、
コンベヤーシステムを使って、注入された気相から蒸着により前記少なくとも１本のヤーン上に層を形成するように、処理ゾーンを通って、少なくとも１本のヤーンを送るステップと、
前記出口オリフィスを通って処理ゾーンから残留気相を除去するステップと、を少なくとも含む。

【0026】

前記層は、前記少なくとも１本のヤーンがコンベヤーシステムにより処理ゾーンを通って移動される間に堆積され得る。

【0027】

ある実施態様では、前記少なくとも１本のヤーンは、処理チャンバーを通ってコンベヤーシステムにより連続的に送られ得る。換言すれば、前記少なくとも１本のヤーンは、処理チャンバーを通過している間、停止しない。このような状況下では、その処理チャンバーを通る進路全体を通して、前記少なくとも１本のヤーンはゼロでない速度で移動している。

【0028】

ある実施態様では、前記少なくとも１本のヤーンを、処理チャンバーを１回通過させるだけでよい。

【0029】

実施される蒸着法は、化学蒸着（ＣＶＤ）、反応性化学蒸着（ＲＣＶＤ）、または物理蒸着（ＰＶＤ）であってよい。

【0030】

ある実施態様では、層は化学蒸着（ヤーンの表面上に物質を追加する）により、または反応性化学蒸着（ヤーンの表面に存在する物質の転換）により形成され得る。

【0031】

ある実施態様では、層は中間相コーティング層であり得る。

【0032】

例えば、中間相コーティング層は、熱分解カーボン（ＰｙＣ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、ホウ素ドープ炭素（ＢＣ）、シリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）、または混合ホウ素および炭化ケイ素（Ｓｉ−Ｂ−Ｃ）から作製されてよい。

【0033】

本発明は、複合材料部品を製造する方法をさらに提供し、該方法は、
少なくとも上述の方法を実施することによる中間相コーティングで複数のヤーンをコーティングするステップと、
このようにして中間相コーティングでコートしたヤーンに対し、少なくとも１つまたは複数の繊維操作を行うことにより、繊維プリホームを形成するステップと、
複合材料部品を得るために、繊維プリホームをマトリックスで高密度化するステップと、を少なくとも含む。

【0034】

繊維プリホームは、中間相コーティングによりコートされたヤーンを用いて、機織、例えば、３次元機織により、得られるのが好ましい。

【0035】

マトリックスは、炭化ケイ素などのセラミック材料を含んでもよく、または炭素から作製されてもよい。マトリックスは、任意の既知のタイプの方法、例えば、化学蒸気浸透または溶解浸潤などにより作製されてよい。

【0036】

例えば、作製される部品は、タービンエンジンブレードまたはタービンリングセクターであってよい。

【0037】

本発明の他の特徴および利点は、以下の非限定的例として、および添付図面に関連して提供された本発明の特定の実施形態の説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明の装置の処理チャンバーの長手方向軸に垂直の断面を示す線図である。

【図2】図１の装置の処理チャンバーの長手方向軸に沿った断面を示す図である。

【図3】処理チャンバーの長手方向軸に沿った断面の図で、図１の装置の入口オリフィスをさらに詳細に示す図である。

【図4】処理チャンバーの長手方向軸に沿った断面の図で、図１の装置の出口オリフィスをさらに詳細に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図１は、蒸着法により複数のヤーン２をコーティングするための本発明の装置１を示す。

【0040】

図１に特に示すように、装置１は、蒸着法を実施することによりヤーン２がコートされる第１の処理ゾーン４ａを画定する処理チャンバーを含む。第１の処理ゾーン４ａでコートされるヤーン２は、相互連結されていない（特に、ヤーンは、一緒に織られても、編まれても、または組まれてもいない）。ヤーン２は、いずれの繊維操作にも供されておらず、それらは繊維構造を形成していない。ヤーン２は、セラミック材料、例えば、酸化物、窒化物、または炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの炭化物材料から作製されてよい。変形形態では、ヤーンは炭素ヤーンから作製されてもよい。ある実施形態では、ヤーン２の一部がセラミック材料から作製され、ヤーン２の一部が炭素から作製される。ある実施形態では、少なくとも２０本のヤーン、例えば、２０から２００本のヤーンを第１の処理ゾーン４ａ中で同時に処理し得る。第１の処理ゾーン４ａは、内周壁５と、外周壁７との間に存在する。処理チャンバー４は、内周壁５および外周壁７により半径方向で画定される。第１のゾーン４ａは、処理チャンバーの長手方向軸に垂直の断面で見た場合、環形状である。図１に示す例では、第１のゾーン４ａは、処理チャンバーの長手方向軸に垂直の断面で見た場合、通常、円形状である。それにもかかわらず、第１ゾーンが、処理チャンバーの長手方向軸に垂直の断面として認められるいくつかの他の形状、例えば、一般的楕円形または多角形の、例えば、直線で囲まれたまたは正方形の形状を有することは、本発明の範囲を超えるものではないであろう。ヤーン２は、第１のゾーン４ａで円周方向に分布する。第１のゾーン４ａの円周に沿ったこのようなヤーン２の分布は、処理ゾーンの直径に沿って分布するヤーンと比べて、単位時間に処理されるヤーンの数を増やすように有利に作用する。装置１はまた、第１の処理気相１０ａを、内周壁５中に存在する複数の入口オリフィス７ａを通って、第１のゾーン４ａに注入するように構成された第１の注入装置（図示せず）を含む。示した例では、それぞれの入口オリフィス７ａは、内周壁５中に存在する。装置１はまた、残留する第１の気相１１ａを第１のゾーン４ａから外周壁７中に存在する複数の出口オリフィス８ａを通って除去するように構成された第１の除去装置（図示せず）を含む。示した例では、それぞれの出口オリフィス８ａは、外周壁７中に存在する。第１の除去装置は、残留する第１の気相を処理チャンバーから除去するように構成される。残留する第１の気相を除去するために、それぞれの出口オリフィス８ａは、真空ポンプ（図示せず）などの吸引手段と連通している。それぞれの入口オリフィス７ａおよび出口オリフィス８ａは、処理チャンバーの長手方向軸に垂直の共通の平面中に位置している（この平面は、図１の断面および図２の平面Ｐに相当する）。さらに、入口オリフィス７ａおよび出口オリフィス８ａは、処理チャンバーの円周方向Ｃに沿ってずれている。さらに正確には、図１の例は、それぞれの出口オリフィス８ａは、円周方向Ｃに沿った２個の連続した入口オリフィス７ａの間に配置される。換言すれば、ゾーン４ａ通って円周方向Ｃに沿って移動すると、入口オリフィス７ａおよび出口オリフィス８ａが交替する、すなわち、入口オリフィス７ａを通過し、次に出口オリフィス８ａを通過し、次に入口オリフィス７ａ通過し、などと交互に通過する。さらに、示した例では、入口オリフィス７ａおよび出口オリフィス８ａは、円周方向Ｃに沿って均一に分布する。図１は、第１のゾーン４ａ中の第１の気相の進路を示す（進路Ｔと呼ぶ）。出口オリフィス８ａを通って吸引が起こるので、第１のゾーン４ａが処理チャンバーの長手方向軸に垂直の断面で眺める場合、第１の気相は、第１のゾーン４ａ中の環に沿って存在する。この第１の気相の進路は、第１のゾーン４ａで環状に配置されたヤーンを均一に処理するように機能する。

【0041】

２個の連続した入口オリフィス７ａの間の円周方向Ｃに沿った角度差α_１は、１５°以上であってよい。角度差α_１は、９０°以下であってよく、特に、この角度差は１５°から９０°の範囲にあってよい。示した例では、この角度差は、実質的に９０°である。入口オリフィス７ａの数は、４個以上であってよい。入口オリフィス７ａの数は、２５個以下であってよく、例えば、４から２５個の範囲にあってよい。内周壁５と外周壁７との間の距離ｄ_１は、０．０２メートル（ｍ）以上であってよい。距離ｄ_１は、０．１ｍ以下であってよく、例えば、０．０２ｍから０．１ｍの範囲にあってよい。距離ｄ_１は、処理チャンバーの長手方向軸に垂直の断面に測定される。

【0042】

２個の連続した出口オリフィス８ａの間の円周方向Ｃに沿った角度差α_２は、１５°以上であってよい。角度差α_２は、１８０°以下であってよく、特に、この角度差は１５°から１８０°の範囲にあってよい。示した例では、この角度差は、実質的に９０°である。出口オリフィス８ａの数と、入口オリフィス７ａの数との間の比率は、０．５から１の範囲にあってよい。種々の処理されるヤーン間で特に均一なコーティングを得るためには、この比率が１に等しいのが有利である。出口オリフィス８ａの数は、２個以上であってよい。出口オリフィス８ａの数は、２５個以下であってよく、例えば、２から２５個の範囲にあってよい。入口オリフィス７ａと、連続した出口オリフィス８ａの間の円周方向Ｃに沿った角度差α_３は、７．５°以上であってよい。角度差α_３は、１３５°以下であってよく、特に、この角度差は７．５°から１３５°の範囲にあってよい。それと反対の言及がない限り、２個のオリフィス間の角度差は、これら２個のオリフィスの中心間の角度差に該当する。

【0043】

図示していない変形形態では、入口オリフィスが、外周壁中に存在し、出口オリフィスが、内周壁中に存在してもよい。特に入口オリフィスおよび出口オリフィスの相対的配置の観点、および角度差の観点から、上述の性質は、この実施形態にも同様に適用可能である。図示していない変形形態では、単一の入口オリフィスおよび例えば、入口オリフィスの位置の反対側の位置に配置された単一の出口オリフィスを備えることが可能である。

【0044】

処理チャンバー４は、第１の入口端部１５ａと第２の入口端部１５ｂとの間で、長手方向軸Ｘに沿って伸びる（図２参照）。図２はまた、長手方向軸Ｘに垂直な平面Ｐを示し、この平面内に、入口および出口オリフィス７ａおよび８ａが位置する。

【0045】

例えば、処理チャンバー４は、０．５ｍ以上の長さのｌ_１としてよく、例えば、０．５ｍから５ｍの範囲にある。処理チャンバー４の長さｌ_１は、長手方向軸Ｘに沿って測定した、入口端部１５ａと出口端部１５ｂとの間の距離に一致する。第１の処理ゾーン４ａは、長手方向軸Ｘに沿って測定した長さｌ_ａであってよく、これは、０．０１ｍ以上であり、例えば、０．０１ｍから０．２ｍの範囲にある。

【0046】

さらに、装置１は、コンベヤーシステム６を含む。これは、示した例では、複数のプーリー６ａおよび６ｂを含む。第１セットのプーリー６ａは、入口端部１５ａに対面する位置にあり、第２セットのプーリー６ｂは、出口端部１５ｂに対面する位置にある。第１と第２の一連のプーリー６ａおよび６ｂは、長手方向軸Ｘに沿って環状に配置される。ヤーン２は、プーリー６ａと６ｂとの間で張力をかけられ、そのヤーンは、入口および出口端部１５ａと１５ｂとの間で張力をかけられる。コンベヤーシステム６は、コンベヤー軸Ｙに沿って第１のゾーン４ａを通りヤーン２を処理チャンバー４に送るように構成される。示した例では、コンベヤー軸Ｙは、長手方向軸Ｘに平行である。図２の例では、コンベヤー軸Ｙは、直線として示されている。コンベヤーシステム６は、処理チャンバー４の全長ｌ_１を通りヤーン２を送るように構成される。内周および外周壁５および７は両方共処理チャンバー４の長手方向軸Ｘに沿って伸びる。コンベヤーシステム６は、ヤーン２を、内周壁５と外周壁７との間を通って送るように構成される。

【0047】

処理チャンバー４はまた、図２に示すように、第１の処理ゾーン４ａから長手方向軸Ｘに沿って、およびコンベヤー軸Ｙに沿って、ずれている第２の処理ゾーン４ｂを画定し得る。第２の処理ゾーン４ｂは、入口オリフィス（単一または複数）および出口オリフィス（単一または複数）８ｂの位置設定の観点から、第１の処理ゾーン４ａと同じ特性を示す。この第２の処理ゾーン４ｂの存在は任意である。チャンバー４が第２の処理ゾーン４ｂを画定する場合、装置１はまた、第２の処理気相を少なくとも１個の入口オリフィスを通って第２の処理ゾーン４ｂに注入するように構成された第２の注入装置を備え得る。この場合、第２の処理気相は、第１の処理気相とは異なる。さらに、この構成では、装置１はまた、少なくとも１個の第２の出口オリフィス８ｂを通って残留する第２の気相１１ｂを第２のゾーン４ｂから除去するように構成された第２の除去装置も含む。第２のゾーン４ｂに開口している入口オリフィス（単一または複数）および出口オリフィス（単一または複数）は、長手方向軸Ｘに垂直の共通の平面中に位置し、それらは処理チャンバーの円周方向に沿ってずれている。コンベヤーシステム６により送られる際に、ヤーン２は第１のゾーン４ａを通過し、その後、第２のゾーン４ｂを通過する。第２の処理ゾーン４ｂは、長手方向軸Ｘに沿って測定した長さｌ_ｂで存在してよく、これは、０．０１ｍ以上であり、例えば、０．０１ｍから０．２ｍの範囲にある。

【0048】

図２で示した例では、処理チャンバー４はまた、コンベヤー軸Ｙに沿って第１と第２のゾーン４ａと４ｂとの間に位置するバリヤーゾーン４ｃを画定する。コンベヤーシステム６により送られる間に、ヤーン２はバリヤーゾーン４ｃを通過する。図２示す例では、ヤーン２がコンベヤーシステム６により送られる間に、それらのヤーンは、第１のゾーン４ａ、次にバリヤーゾーン４ｃ、その後、第２のゾーン４ｂを次々に通過する。バリヤーゾーン４ｃの存在は任意である。示した例では、装置１はまた、気相１０ｃをバリヤーゾーン４ｃに注入するように構成された、不活性気相（図示せず）を注入するための注入装置を含む。不活性気相１０ｃは、少なくとも１個の不活性気相入口オリフィスを通って注入される。不活性気相１０ｃは、少なくとも１個の不活性気相除去オリフィス８ｃを通って不活性気相除去装置（図示せず）を介してバリヤーゾーン４ｃから、および処理チャンバー４から除去される。不活性気相入口および出口オリフィスの配置は、第１と第２のゾーンでの入口および出口オリフィスの配置と同じであってよい。例えば、不活性気相は、Ｎ２および／またはアルゴン（Ａｒ）を含んでよい。バリヤーゾーン中に存在する不活性気相は、「ガスカーテン」として機能し、第１と第２との気相の間の混合を減らすまたは回避する（これが望ましい場合）役割をする。

【0049】

図２に示す装置１の例は、２個の処理ゾーン４ａおよび４ｂを画定する処理チャンバー４を備え、ゾーン４ａと４ｂのそれぞれにおいて蒸着法により別々の層が形成される。このような装置１は、蒸着によりヤーン２上に２層コーティングを形成する役割をする。バリヤーゾーン４ｃの存在は、第１と第２の気相の混合を完全に回避する役割をし、それにより、第１と第２のゾーン４ａと４ｂで形成される２つの層の間の明確な境界面を得ることを可能とする。

【0050】

図示していない変形形態では、処理チャンバーは、蒸着によりヤーン上に単層コーティングを形成する働きをする装置の場合のような、単一の処理ゾーンを画定する。さらなる変形形態では、処理チャンバーは、少なくとも３層からなるコーティングを行う場合のように、少なくとも３個の処理ゾーンを画定し得る。図示していない別の形態では、バリヤーゾーン４ｃの存在を除くことが可能である。

【0051】

図３および４は、第１の処理ゾーン４ａに関連する図１および２に示す装置１の詳細を示す。また、第２の処理ゾーン４ｂのようなゾーンが存在する場合、同じ構造がこのゾーンにおいても存在すると理解される。図３は、装置１の、入口オリフィス７ａを通る長手方向断面の部分図であり、図４は、装置１の、出口オリフィス８ａを通る長手方向断面の部分図である。装置１は、蒸着を実施するための、第１の処理ゾーン４ａを加熱するように構成されたヒーターシステムを備える。より正確には、ヒーターシステムはサセプター２０および誘導コイル１３を備える。示した例では、サセプター２０は、処理チャンバー４の外側に存在し、第１のゾーン４ａを取り囲む。示した例では、サセプター２０は、蒸着を実施するために、第１のゾーン４ａを加熱するように処理チャンバー４を画定する外周壁７を加熱する。また、内周壁５（この追加のシステムは図３と４には示していないが、このシステムは抵抗または誘導加熱を含んでもよい）に対面する追加のヒーターシステムを設置することも可能である。サセプター２０は、同様に処理チャンバー４の外側に位置する誘導コイル１３と誘導結合される。第１と第２の穿孔グリッド１７および１７’が処理チャンバー４中に存在し、それぞれのグリッドは、それぞれ複数の貫通穿孔１７ａおよび１７’ａを提供する。第１の穿孔グリッド１７は、入口オリフィス７ａに対面して存在し（図３参照）、第２の穿孔グリッド１７’は、出口オリフィス８ａに対面して存在する（図４参照）。それぞれのこれらのグリッド１７および１７’は、長手方向軸Ｘに垂直の断面で見ると環形状である。第１の穿孔グリッド１７は、入口オリフィス７ａと処理ゾーン４ａとの間の流体流連通を可能とする役割を果たす。第２の穿孔グリッド１７’は、処理ゾーン４ａと出口オリフィス８ａとの間の流体流連通を可能とする役割を果たす。したがって、第１の処理ゾーン４ａは、第１の穿孔グリッド１７により、および第２の穿孔グリッド１７’により半径方向に画定される。第１のゾーン４ａは、第１と第２の穿孔グリッド１７と１７’との間に位置する。第１の上流および下流ガスケット１６ａおよび１６ｂは、第１の穿孔グリッド１７と内周壁５との間に存在する。第２の上流および下流ガスケット１６’ａおよび１６’ｂは、第２の穿孔グリッド１７’と外周壁７との間に存在する。第１のガスケット１６ａおよび１６ｂは、第１の気相１０ａを第１のゾーン４ａの方に導く役割をする。第２のガスケット１６’ａおよび１６’ｂは、残留する第１の気相１１ａを出口オリフィス８ａの方に導く役割をする。

【0052】

蒸着コーティング法を実施する際に、第１の気相１０ａは、入口オリフィス７ａを通って注入され、その後、蒸着が起こる第１のゾーン４ａ中に入るために、第１の穿孔グリッド１７の穿孔１７ａを通って流れる。前述のように、第１のゾーン４ａ中に入れば、第１の気相はそのゾーン４ａ中の環に沿って存在する。その後、第１の気相１１ａは、第２の穿孔グリッド１７’の穿孔１７’を通って、除去されるように出口オリフィス８ａの方に流れる。第１のゾーン４ａは、コンベヤー軸Ｙに沿って第１の上流および下流ガスケット１６ａおよび１６ｂにより画定される。換言すれば、第１のゾーン４ａの長さｌ_ａは第１の上流ガスケット１６ａと第１の下流ガスケット１６ｂとの間の距離ｄ以下であり、ｌ_ａと距離ｄは、コンベヤー軸Ｙに沿って測定される。

【0053】

図示していない変形形態では、サセプターは、処理チャンバー４中に存在し、第１のゾーンを横方向に画定する。このような状況下では、サセプターは複数の貫通穿孔を提供し、例えば、第２の穿孔グリッドの位置を占める。

【0054】

ヤーン２を中間相コーティングでコートするために、次の方法を実施することが可能である。ヤーン２は最初に、第１のゾーン４ａを通って送られる。第１の気相１０ａは、第１の注入装置により最初の入口オリフィス７ａを通って注入され、一方、ヤーン２は第１のゾーン４ａを通って連続的に送られる。第１の気相１０ａによる処理は、化学蒸着により第１の気相からヤーン２上に第１の中間相コーティング層を形成する役割をし、同時に、それらのヤーンは第１のゾーン４ａを通って送られる。第１の中間相コーティング層をコートされたヤーンは、その後、バリヤーゾーン４ｃを通過した後、コンベヤーシステム６により第２の処理ゾーン４ｂに送られる。この第２のゾーン４ｂでは、化学蒸着により第２の気相から既に第１の層をコートされたヤーン上に第２の中間相コーティング層を形成するために、第２の処理気相１０ｂが、第２の注入装置により入口オリフィスを通って注入される。化学蒸着を実施するための気相は、形成される層のための１つまたは複数の前駆物質を含む。気相は単一ガスまたはガス混合物を含んでよい。炭素中間相コーティングが形成される場合には、気相は、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタンから選択される１つまたは複数のガス状炭化水素を含んでもよい。変形形態では、気相は、セラミック材料用の気体プリカーサー、例えば、メチルトリクロロシラン（ＭＴＳ）を含んでよい。所定の堆積を得るために、処理チャンバー４で加えられる圧力および温度条件と共に使用されるプリカーサー（単一または複数）の選択は、当業者の一般知識の一部である。ヤーン２は、コンベヤーシステム６により処理チャンバー４の入口の第１の端部１５ａと出口の第２の端部１５ｂとの間で連続的に送られる。さらに、示した例では、ヤーン２は、処理チャンバー４を１回のみ通過する（ヤーンが第２の端部１５ｂに達すると、第１の端部１５ａの方に戻ることはない）。例えば、処理チャンバー４を通るヤーンの進路の全体を通してまたは一部でヤーン２に加えられる移動速度は、毎分０．０１メートル（ｍ／分）以上であってよい。処理チャンバー４を通るヤーンの進路の全体を通してまたは一部でヤーン２に加えられる移動速度は、２ｍ／分以下であってよく、例えば、０．０１ｍ／分から２ｍ／分の範囲であってよい。前述のように、コンベヤーシステム６が、処理チャンバー４を通るヤーン２の移動速度を調節するための要素を含み得るのは有利である。ヤーン２の移動速度を変えることにより、使用者は、ヤーンの処理ゾーン（単一または複数）中の通過時間を調節でき、その結果、ヤーン上に形成された層（単一または複数）の厚さを調節できる。移動速度が設定されると、当業者なら、一般知識を用いて、目的の蒸着を得るために使用する気相の流速値を決定できる。例えば、第１の注入気相の流速および／または第２の注入気相の流速は、毎分０．０１リットル（Ｌ／分）以上、例えば、０．０１Ｌ／分から５０Ｌ／分の範囲にある。

【0055】

（例）
窒化ホウ素（ＢＮ）の中間相コーティングを、図１に示すタイプの処理チャンバーの処理ゾーンを移動する複数のヤーン上に蒸着法により堆積させた。ヤーンは、炭素ヤーンまたはセラミック材料から作製されたヤーン（（ＳｉＣ）またはＳｉ−Ｃ−Ｏヤーン、例えば、供給業者Ｎｉｐｐｏｎ ＣａｒｂｏｎによるＮｉｃａｌｏｎ（登録商標）、Ｈｉ−Ｎｉｃａｌｏｎ（登録商標）またはＨｉ−Ｎｉｃａｌｏｎ（登録商標）タイプＳヤーン）とした。処理気相を入口オリフィス７ａを通して処理ゾーンに注入し、残留気相を出口オリフィス８ａを通して前記ゾーンから除去した。角度差α_１およびα_２は３６°、角度差α_３は１８°であった。したがって、１０個の入口オリフィスおよび１０個の出口オリフィスが存在した。円周方向に沿った２個の連続した入口オリフィスの間の円弧の長さは、０．１５ｍであった。外周壁７の直径は０．５ｍ、内周壁５の直径は０．４５ｍであった。処理ゾーンを通るヤーンの移動速度値は、毎分５０ミリメートル（ｍｍ／分）とした。加熱長さ（すなわち、サセプターの長さ）は、２２０ミリメートル（ｍｍ）、サセプターの直径は、５５０ｍｍであった。蒸着を実施するために、以下のパラメーターとした：
温度：１１００℃；
α係数（ＮＨ_３の体積流量をＢＣｌ_３の体積流量で除算した比率に相当）：１．３；
β係数（Ｎ_２の流量を、（ＢＣｌ_３＋ＮＨ_３）の体積流量で除算した比率に相当）：１；
合計圧力：０．２キロパスカル（ｋＰａ）；
通過時間 ８７ミリ秒（ｍｓ）；および
処理持続時間：３００分。

【0056】

より正確には、次の処理気相の流量とした（これらの流量は、１０個全ての入口オリフィスに供給するために与えられる）：
Ｈ_２：２．０２Ｌ／分；
ＮＨ_３：１．１４Ｌ／分；
ＢＣｌ_３：０．８８Ｌ／分；
合計：４．０３Ｌ／分。

【0057】

これらの処理条件は、堆積物の厚さおよびの長さの観点から見て、高度に結晶質で均一な３００ナノメートル（ｎｍ）の厚さを有し、同心状の窒化ホウ素中間相コーティングを得ることを可能にした。

【0058】

用語の「．．．から．．．の範囲にある」は、上下限値を含むものと理解されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】