JPH024963A - イオンプレーティング装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はイオンプレーティング装置、なかでもいわゆ
るＨ　ＣＤ　（Ｈｏｌｌｏｗ　Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｄｉｓ
ｃｈａｒｇｅ）法にて均一性・密着性にとくに優れた膜
を高い付着効率の下で形成できるイオンプレーティング
装置に関する。

（従来の技術） 近年、プラズマを利用したイオンプレーティング技術が
著しく進歩し、磁気記録薄膜や各種摩耗性および耐食性
コーティング、さらには装飾用コーティングなどに広く
利用されつつある。

従来、プラズマ・コーティング法としては、マグネトロ
ンスパッタ法、Ｅ　Ｂ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ
）＋ＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）法およ
びプラズマＣＶＤ法などのほか、最近では真空アークを
利用したマルティ・アーク法やＨＣＤ法によるイオンプ
レーティングが実施されている。

かかるプラズマコーティングの中でもとくにＨＣＤ法は
、イオン化率が高いため得られる被膜の質が良好で、ま
た成膜速度が比較的速いため、装飾品や工具類等の小物
のセラミックコーティング処理に主として利用されてい
た。

またイオンプレーティング法を用いて大表面積を有する
帯状物、例えば薄鋼板表面上に連続的に両面コーティン
グを工業的規模で行う場合は、例えば特開昭６２−４０
３６７号公報に開示されているように、鋼板の一方の面
にコーティングを施した後、他方の面にコーティングを
施す手順が一般的に採用されている。

しかしながら両面間で、コーティングによる鋼板表面近
傍で生じる微小弾性歪量が異なったり、わずかなコーテ
ィングむらによって例えば鋼板中央部の伸び（腹伸び）
や端部の伸び（耳伸び）などの変形を誘発し、商品価値
を著しく低下させる。

一方特開昭６２−１８２０号、同６２−１８２１号およ
び同６２−１８２１号各公報には、仕上げ焼鈍済の一方
向性珪素鋼板を鏡面研磨した表面上にイオンプレーティ
ングにより窒化物（例えばＴｉＮ等）や炭化物の張力被
膜を形成させて超低鉄損の一方向性珪素鋼板を製造する
際、＃板両面におけるわずがなコーティングむら等が磁
気特性に悪影響を及ぼすことが指摘されている。

（発明が解決しようとする課題） 従って上記した種々の問題を解消し、帯状物の両面へ同
時に連続成膜を可能にするイオンプレーティング装置を
提供することが、この発明の目的である。

（課題を解決するための手段） この発明は、真空槽内に、蒸発源を収納したるつぼと、
プラズマ発生用の中空陰極、および反応ガス導入口とを
配置する、ＨＣＤ法イオンプレーティング装置において
、真空槽内に導入する帯状物のパスラインを鉛直方向に
保持する複数のガイドロールを設置し、帯状物のパスラ
インを対称軸として、パスラインの両側に１対の中空陰
極およびるつぼをそれぞれ配置し、さらにるつぼからパ
スライン直近までの間に、蒸気移動径路を形成する集束
コイルを設置し、帯状物の両面に対して同時に連続成膜
を行うことを特徴とするイオンプレ−ティング装置であ
る。

さてこの発明に従うイオンプレーティング装置を第１図
に模式図で示す。図中１はコイルから巻戻された鋼板（
帯状物）で、図の矢印方向に通板し、差圧室２８〜２ｄ
を通じて順次真空槽３内に導入する。４ａ〜４ｄは真空
槽３内に配設した通板用のガイドロールで、真空槽３内
の蒸着処理位置で綱板１のパスラインを鉛直に保持する
役目を担う。５゜５′は例えばＴｉなどの蒸発源６，６
′を収容するるつぼ、７．７′はこの例ではほぼ９０°
に曲げた屈曲型のＨＣＤガン、８，８′はるつぼ５．５
′から鋼板１表面の直近までの間で蒸発源６，６′から
の蒸気の移動径路を形成する集束コイルで、蒸気流をる
つぼ５．５′から鋼板１両表面上へ案内し両面同時の蒸
着が可能なように集束コイル８゜８′を上方で折曲げて
集束コイル８，８′の上部開口が鋼板１に面する構造に
なる。さらに９．９′は反応ガス導入口、１０は高真空
引き用の排気口、そしてｌｌａ〜ｌｉｄは出側の差圧室
である。

（作　用） 上記の構成のイオンプレーティング装置においては、真
空槽３内の蒸着処理位置での鋼板１パスラインが鉛直方
向を通り、その両側にるつぼ５゜５′、ＨＣＤガンマ、
７′および集束コイル８゜８′を配置しであるため、鋼
板両表面の直近まで集束コイル内にてプラズマ蒸気流を
閉じ込めておくことができ、鋼板両面への同時蒸着が達
成される。したがって鋼板両面における弾性歪分布をほ
ぼ同一とすることができ、被膜形成に起因した鋼板の耳
伸びや腹伸び等による変形又は不均一な熱の影響による
変形などを防ぐことが可能となる。

なお以上のようにコーティング処理した鋼板は、ガイド
ロール４ｃおよび４ｄを経由し、徐々に真空度を低下し
た差圧室１１ａ〜ｌｉｄを通じて大気中に導かれてコイ
ルに巻取られる。

（実施例） 実１」ロー Ｃ０，０４４ｗｔχ（以下単に％と示す）　、Ｓｉ　３
．３６％、Ｍｎ　０．０６６％、Ｍｏ　０．０１３％、
Ｓｅ　０．０２０％、Ｓｂ　Ｏ，０２６％を含有し残部
は事実上Ｆｅの組成になる珪素鋼スラブを熱延して１　
、８ｍｍ厚とした後、９５０°Ｃで３分間の中間焼鈍を
はさんで２回の冷間圧延を施して０．２０ｍｍ厚の最終
冷延板とした。

その後８２０°Ｃの湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を
ほどこした後、鋼板表面上にＭｇＯ（３５％）とＡ　１
２０３（６０％）およびＺｒ０ｚ　（５％）を主成分と
する焼鈍分離剤をスラリー塗布した後８５０”Ｃで５０
時間の２次再結晶焼鈍後、１１８０″Ｃで乾Ｈ７中で８
時間純化処理を行った。

その後鋼板表面上の酸化物を酸洗処理により除去した後
、電解研磨により中心線平均粗さＲａ＝０．０８μｍの
鏡面状態とした。

その後第１図に示すこの発明のイオンプレーティング装
置（適合例）を用いてライン速度１０ｍ／ｍｉｎで、Ｔ
ｉＮ膜を０．８μｍ厚にて形成させた。

このときのプラズマ発生条件は加速電圧７５Ｖ、電流１
５００Ａ、集束コイルの励起条件は５Ｖ、５００Ａおよ
び真空度はＩ　Ｘ　１０−　’　ｔｏｒｒ、とした。

また比較のため、従来のイオンブーティング装置（ライ
ン速度：　１０ｍ／ｍｉｎ　、プラズマ発生条件ニア５
Ｖ、１５００Ａ、真空度：　８　Ｘｌ０−’ｔｏｒｒ）
にて片面ごとに蒸着処理を行った場合（従来例）、また
特開昭６２−６９５０６号公報に開示の方式（ライン速
度１５ｍ／ｍｉｎ　、プラズマ発生条件：　９ＱｋＶ、
５Ａ、真空度：　３　Ｘｌ０−’ｔｏｒｒ）で蒸着処理
を行った場合（比較例）についても調査した。

なお得られた製品の一部については、ＴｉＮ被膜上にさ
らにりん酸塩とコイダルシリカを主成分とする絶縁被膜
を塗布した後、８００°Ｃで２時間の歪取り焼鈍を施し
た。

かくして得られた各製品の磁気特性、付着効率および変
形の有無を表１にまとめて示す。

表１から明らかなように、この発明に従うＮα１は歪取
り前後の磁気特性は極めて良好で、被膜組成の調査でも
ＴｉＮのみの良好な被膜であった。また付着効率および
製品の変形状況もＮα２および３に比較して格段に優れ
た結果を示している。特にＮｏ、　３のＥＢ法によるＴ
ｉＮの成膜では被膜中に若干のＴｉ２Ｎ、　Ｔｉを含有
するため歪取り焼鈍後の磁気特性が劣化した。

実施Ｉ ＣＯ，０４１％、Ｍｎ　０．３３％、Ｐ　Ｏ，００９％
、Ｓ　Ｏ，００１１％を含有する低炭素冷延鋼板（０，
２５ｍｍ厚）を脱脂した後第１図の連続イオンプレーテ
ィング装置（ライン速度１２ｍ／ｗｉｎ　、プラズマ発
生条件：加速電圧８０Ｖ、加速電流１５００Ａ、真空度
：　６　Ｘｌ０−’ｔｏｒｒ）で鋼板両表面上にＴｉ（
ＣＮ）を約１．２μｍ厚で形成させた。そのときの鋼板
の変形は全くなく良好な製品を得ることができた。

（発明の効果） この発明によれば、均一で密着性にすぐれた蒸着膜を帯
状物の両面に同時に形成することができ、イオンプレー
ティングの適用範囲をさらに広げることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従うイオンプレーティング装置を示
す模式図である。 １・・・綱板 ２ａ　〜２ｄ、　ｌｌａ　〜１１ｄ　−差圧室３・・・
真空槽　　　　　　４ａ〜４ｄ・・・ガイドロール５．
５′・・・るつぼ　　　６，６′・・・蒸発源７．７′
・・・ＨＣＤガン　８．８′・・・集束コイル９．９′
・・・反応ガス導入口 １０・・・排気口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空槽内に、蒸発源を収納したるつぼと、プラズマ
   発生用の中空陰極、および反応ガス導入口とを配置する
   、ＨＣＤ法イオンプレーティング装置において、 真空槽内に導入する帯状物のパスラインを鉛直方向に保
   持する複数のガイドロールを設置し、 帯状物のパスラインを対称軸として、パスラインの両側
   に１対の中空陰極およびるつぼをそれぞれ配置し、 さらにるつぼからパスライン直近までの間に、蒸気移動
   径路を形成する集束コイルを設置し、 帯状物の両面に対して同時に連続成膜を行うことを特徴
   とするイオンプレーティング装置。