CN101645386B - 用于对中空体进行等离子体处理的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对中空体进行等离子体处理的设备，其包括真空处理室和用于产生等离子体的装置，其中，该设备的特征在于：用于产生等离子体的装置包括设置在真空处理室中的基本为U形剖面的电极，当进行等离子体处理时中空体至少部分置入所述U形电极中，并且该中空体至少暂时地相对于U形电极移动。此外，本发明涉及用于对中空体进行等离子体处理的方法，其中，将所述中空体移入真空处理室中，在其中进行等离子体处理，并且所述等离子体是通过电磁场产生的，所述方法的特征在于当进行等离子体处理时将中空体至少部分置入电磁场中，以及所述中空体至少暂时地相对于电磁场移动。

Description

用于对中空体进行等离子体处理的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对中空体进行等离子体处理的设备和方法。具体而言，根据本发明的设备用于在减压下进行PECVD(等离子体增强化学气相沉积)方法，在该方法中，将薄层沉积在中空体的内表面上。 
背景技术
具体而言，中空体包括用于包装食品、饮料或者药品的容器。这种容器可以为例如聚酯(特别是PET)、PS、PP或者PE的塑料容器。此外，可以使用生物方法制备的塑料和/或者可生物降解的塑料。本发明包括对所有标准类型容器进行的等离子体处理，特别是对0.1L～10L的容器进行的等离子体处理。所述容器可以用所有标准的模塑法制备，例如拉伸吹塑法、挤出法、注射成型法。 
所述层可以为玻璃状的SiOx层。具体而言，x的值位于1.5～2.5之间。所述层一般是通过经由等离子体中的电离和重组用氧氧化硅氧烷和/或者硅氨烷前体分子，特别是HMDSO(六甲基二硅氧烷)，而形成的。氧在此优选以过量的量使用。此外，可以施用含碳层，特别是所谓的DLC(类金刚石碳)。特别地，乙炔在此用作前体分子。 
具体而言，中空体的等离子体涂覆用于降低塑料瓶(特别是PET饮料瓶)对气体(例如氧气和/或者二氧化碳)的渗透性。对于对氧敏感的饮料和/或者碳酸饮料(例如啤酒、果汁、牛奶)，常规类型塑料的隔气性不足，使得所得产品的储存期太短。与没有涂覆的参照瓶相比，涂覆的PET瓶子一般显示的BIF(屏障改善因子)为特别是5(对氧)和大约2～3(对二氧化碳)，即，其具有以该因子增加的屏障性。这大大延长了产品的储存期。 
等离子体涂覆的PET瓶子在饮料工业中的另一个应用为有效地防止PET内部的污染物和/或者杂质(例如乙醛)渗入所述层并进入瓶子内部。经过处理的PET瓶子因而可以用于没有天然味道的饮料，例如特别是不含碳酸的水。 
涂覆中空体的另一个优点为在中空体被填充之后，清洁剂和/或者灭菌剂(例如H2O2或者肥皂)不能渗透进入中空体的壁中，从而不能进入产品中。另一个优点为有机填充材料/杂质没有渗透进入瓶壁内，从而可以重复利用该中空体，例如，用于食品包装。 
除了等离子体涂覆，等离子体灭菌也特别适合于清洁中空体，特别是在食品和饮料包装工业中。通过在UV范围内的短波电磁辐射以及离子化和自由基化的等离子组分对污染物(例如有害微生物)的作用进行用等离子体对中空体的灭菌。作为等离子涂覆的另一种选择，可以进行等离子体灭菌。也可以在处理中空体的过程中组合实施这两种方法。 
用于对容器进行等离子体处理的设备和方法，特别是制备用于提高隔气性的等离子体涂覆的塑料等离子体容器的设备和方法已经广为人知。 
DE 10225659A1描述了其中在可抽真空的独立室中将工件内部进行等离子体涂覆的方法，其中，等离子体是通过使用微波能产生的。 
在美国第2002/1,796,031A1号中描述了用于特别是PET瓶子的内部涂覆的另一种方法。在此，将含碳涂层通过等离子体方法涂覆在瓶子的内表面上，其中将准备涂覆的瓶子放入到一个单个室中，并通过微波能在该瓶子的内部产生等离子体。 
这些现有技术中披露的方法的缺点在于，对中空体进行的等离子体处理是在其中安置各自中空体的单个室中进行的。在尽可能短的时间内需要制备大量的涂覆容器的大规模生产的情况下，就需要大量这种类型的单个室。因此，由这些现有技术已知的设备和方法必然成本高昂且需要大尺寸的装置。 
在DE 102004036063A1中描述了克服这些缺点的方法。其披露了用于等离子体涂覆和/或者灭菌的设备和方法，其中，在真空室中，通过在容器内部中的棒状电极依靠真空室中的微波能产生等离子体。 
微波产生的等离子体，即，通过GHz范围内的电磁波产生的等离子体，其总的缺点在于难以实现对底物进行均匀的等离子体处理，特别是在中空体的情况下。这就意味着特别难于确保沉积具有高隔气性的均匀层。此外，在利用微波产生等离子体的情况下需要高能输入，其在成本方面是不利的。 
为了克服这些缺点，有人提议应该通过应用高频能(即，在kHz～MHz范围内的电磁波)产生等离子体。例如，在美国6,180,191B1、美国6,539,890B1或者US 6,112,695中描述了该方法。然而，在一些例子中，也描述了在等离子体处理的过程中其中安置容器的单个室。 
因此，因为现有技术中描述的设备和方法成本高昂、尺寸大和效率低，所以其是复杂的、昂贵的或者仅仅在某种程度上适合大规模处理。 
发明内容
本发明的目的是提供用于对中空体进行等离子体处理的设备和方法，与常规的设备和方法相比，所述设备和方法具有紧凑、简化和低成本的设计，并使等离子体处理尽可能地均匀和一致。 
根据本发明，用如在权利要求1中所述的设备实现这些目的，其中提供了真空处理室和用于产生等离子体的装置，并且所述用于产生等离子体的装置包括配置在真空处理室中的基本为U形剖面的电极，当进行等离子体处理时中空体至少部分置入U形电极中，并且中空体至少暂时相对于U形电极移动。 
所述U形电极具有基本为U形的剖面。其半径可以根据本发明自由地选择。本发明特别包含的一个的实施方式基本包括直侧壁，和以相对于底壁成直角设置的两个侧面支架。 
或者，使所述电极剖面与中空体的形状相匹配，即，使U形电极的形状基本与中空体的形状向匹配。 
所述U形电极以通道的形式沿着纵向延伸。因而在电极的内部可以同时设置多个中空体。因此，无需多个分开的单个室。因此，同时其可以节省空间，即，减少中空体之间的距离。这使得可以进行节省空间的配置，即，更小的装配尺寸。 
优选地，将所述U形电极可交换地排列在真空处理室中。这使得可以对应于不同的中空体形状使用不同U形电极。由于每次都可以使不同的U形电极类型适合于中空体的不同形状，因而可以得到可变和高效的方法并对中空体进行尽可能均匀的等离子体处理。 
将U形电极的尺寸和深度构造为使得中空体与U形电极之间的空隙尽可能地小，并且如果可能的话，可以将中空体整体地置入到U形电极内部。将U形电极构造为可以由此处理大多数常规的饮料瓶(即，体积大约为0.1L～1.0L)。 
根据一个优选的实施方式，将U形电极的侧壁构造为与管形对电极平行。特别优选的配置为使管型对电极与U形电极的侧壁的距离基本相同。由此可以在U形电极的内部产生均匀的电磁场，使得以尽可能均匀的方式对中空体进行等离子体处理。
所述U形电极基本由导电材料组成，特别是由铜或者特种钢组成。 
根据本发明的一个有利设计，所述设备包括至少两个独立的抽吸装置，一个抽吸装置在中空体的内部产生第一减压(P2)，而另一个抽吸装置在真空处理室的内部但是在中空体的外部产生第二减压(P1)，其中所述减压(P2)较小，优选比第二减压(P1)小至少10～2000倍。当进行等离子体处理时，所述中空体的内部相对于真空处理室是以气密形式密封的。特别优选的是，第一减压(P2)大约为2Pa，而第二减压(P1)大约为3500pa。这确保了仅仅在中空体的内部产生等离子体，而因此仅仅在中空体的内部进行等离子体处理。通过设定上述的压力条件可以在需要进行等离子体处理的地方选择性地产生等离子体。从而可以以在能量方面廉价的方式运行该设备。与仅仅具有一个泵系统的设备相比，因为需要更少的阀来产生不同的第二减压(P1)和第一减压(P2)，所以含有至少两个独立的泵系统的实施方式提供的另外优势在于其较少需要保养和不易发生故障。 
根据另外的配置，用于产生等离子体的装置包括产生在高频范围内的电磁场的发生器。通过产生在高频范围内的电磁场，产生了在强度和膨胀方面都非常均匀的等离子体，因而确保了对中空体进行均匀的等离子体处理。 
所述频率范围特别优选地在kHz～MHz的范围内，特别优选地在1kHz～100MHz的范围内。这将产生特别均匀的等离子体。 
特别是与微波等离子体相比，可以以在能量方面更有利的方式产生高频等离子体。因而可以降低处理成本。而且，在使用微波等离子体的标准方法中，主要需要许多单个室来在中空体的内部产生均匀的等离子体。然而，本发明成功地实现了用一个单个的U形电极同时对多个瓶子进行等离子体处理。这使得显著减小了设备尺寸并降低了设备成本。此外，根据本发明的高频等离子体不易发生故障，即，与微波等离子体相比，其更易于产生均匀的等离子体，即，结果为特别均匀的等离子体处理。 
所述设备的另一个实施方式包括一个或多个管型对电极作为产生等离子体的装置，当进行等离子体处理时，该装置至少部分设置在中空体的内部，并且将该对电极设置为沿着其纵轴有多个用于向中空体引入气体的开口。由于所述与U形电极结合的管型对电极，所以产生了用于处理中空体的等离子体。该管型对电极沿着其纵轴设置多个开口。因而，可以以均匀的方式在中空体中转变处理气体，使得等离子体具有特别高的均匀性。此外，可以在管型对电极的底部额外地设置一个或多个开口。在管型电极上的多个开口以及开口的适当分布的优势在于处理气体以均匀和有效的方式分布在中空体中，由此能进行尽可能均匀地等离子体处理。 
所述开口可以贯穿整个管型对电极和/或者可以设置在该电极的下端。 
特别优选的是，将管型电极中的开口配置为使得在电极下端(即，在容器底部附近)的数量和/或者开口直径是增加的。这确保了特别均匀的等离子体处理。所述开口的直径优选在mm的范围内，特别优选在0.5mm的范围内。特别是，沿着纵轴的开口的距离在大约8mm～25mm的范围内。此外，可以沿着管型对电极的圆周并排地设置多个开口。 
特别地，所述管型对电极的外径在mm的范围内，优选地，其大约为5mm～10mm。大直径使得管型对电极难以插入中空体内甚至不可能插入中空体内，并且也使得通过中空体的开口吸进废气。小直径的缺点在于管型对电极的机械稳定性不足。 
以如下方式使所述管型对电极的长度适应于中空体的高度：使中空体的底部与管型对电极的下端的最大距离为大约50mm。 
当所述距离更大时，就不能确保均匀的等离子体处理，因为电磁场不再均匀了。 
所述管型对电极被特别设计为使得其长度是可变的，并且可以适应于中空体的不同长度。这使得该设备的设计灵活、高效和低成本。另一个实施方式包括可更换的管型对电极。因此，可以容易地适应不同长度的中空体。另外的优点在于其易于更换，这是基于维护工作等考虑的。 
所述管型对电极基本由导电材料组成，特别地为铜和特种钢，并且其以导电的方式经由发生器与U形电极连接。 
在另一个实施方式中，所述管型电极在至少一个部分中包括至少一个磁体，优选地，在中空体底部的末端包含至少一个磁体。这使得可以选择性地变化电磁场，从而使得也可以选择性地变化等离子体处理。特别是，由此可以在整个中空体的区域内产生均匀的等离子体，这确保了尽可能有效和均匀的等离子体处理。此外，可以选择性地对中空体的部分(特别是，例如中空体的底部)进行增强等离子体处理。更具体而言，所述磁体用于防止或者至少显著地降低管型对电极的涂覆。 
对所述磁体的数量、类型和配置没有限制。所述磁体可以由一个或者多个单独的磁体组成，并且特别是由市售的条形永久磁体构成，优选由钴/钐合金制成。 
在所述设备的一个选择性实施方式中，所述U形电极包括多个单个部分。所述再分为多个单个部分的优点在于每个单个部分需要的功率减少了，这确保了设备的构造特别高效和经济。此外，由此可以在所述各个部分中进行不同的等离子体处理，这特别是允许进行可变的等离子体处理。 
在设备的另一个优选的实施方式中，所述真空处理室包括用于控制对一个接一个的中空体进行等离子体处理的均匀性的装置。具体而言，该装置为用于记录等离子体的光谱参数的分析装置。由此，其可以用于控制各个单独的中空体。 
根据本发明，上述目的进一步用根据权利要求7所述的方法实现，其中，将中空体移入真空处理室中，在该真空处理室中进行等离子体处理并通过电磁场产生等离子体，其中，所述方法的特征在于当进行等离子体处理时，将中空体至少部分置入电磁场中，并且至少暂时地相对于电磁场移动。 
所述方法的一个优选设计包括如下步骤：将管型对电极置于中空体的内部，并且将中空体至少部分置入U形电极的内部；在中空体中和真空处理室中设定适当的压力；加入一种或多种处理气体并产生电磁场；以如下方式在中空体的内部产生等离子体：在等离子体处理的过程中，中空体被至少暂时地设置在U形电极的内部，并且使中空体相对于U形电极移动。以这种步骤程序可以得到有效、低成本的制备方法。 
在一个优选的实施方式中，在中空体内部设定第一减压(P2)，并且在真空处理室的内部但是在中空体的外部设定第二减压(P1)，同时第一减压(P2)比第二减压(P1)小，优选小至少10～2000倍。这确保了在根据本发明的方法中，所述等离子体处理仅仅发生在中空体的内部，这确保了特别有效的等离子体处理。 
根据本发明的另一个设计，所述等离子体是通过在高频范围内的电磁场产生的。这使得对中空体进行的等离子体处理特别有效和特别均匀。此外，可以以低成本和有效的方式通过根据该实施方式的电磁场产生等离子体。 
在所述方法的另一个实施方式中，在等离子体处理的过程中，用由场强和/或频率不同的电磁场产生的不同的等离子体处理单独的中空体。这使得可以对中空体进行特别有效的等离子体处理，并且该方法可以以特别灵活的方式进行配置。 
一个优选设计的特征在于用位于管型对电极内部的一个或多个磁体改变电磁场。离子或电子可以被磁体偏转和/或者控制。因此，通过适当地设置位于管型电极中的磁体，可以调节中空体内的电子和离子流，进而可以调节等离子体的质量，以这样的方式提供对中空体进行优选的等离子体处理，即，尽可能均匀的等离子体处理。特别是在等离子体涂覆的情况下，这将防止或者至少显著地降低电极的涂覆。 
根据该方法的一个优选的变化实施方式，通过在管型对电极上的一个或多个开口将处理气体加入到中空体中，所述开口优选沿着管型对电极的纵轴、沿着管型对电极的周边设置和特别是设置在管型对电极的下端。因而可以调节处理气体的加入使得在整个中空体中实现均匀地等离子体处理。这使得步骤程序有效、快速和成本低。 
由于在等离子体方法中，在进行等离子体处理时，加热管型电极。其提供的优点在于，特别是在等离子体涂覆的情况下，在管型对电极的表面上没有层沉积，或者层沉积显著地减少。当使用高频能时，因为由于电摩擦损失而发生电极的加热，所以加热管型对电极不需使用有源加热元件等。这应该被特别视作相对于微波产生的等离子体的一个优点，因为在此对管型对电极的加热不强。在进行本发明的方法中，所述管型对电极的温度特别在不大于大约100℃的范围内。从如下的事实中可以特别看出这种加热方式的优点：根据本发明，在较长的时间里，管型电极的开口在等离子体涂覆过程中没有被涂覆或者没有被严重涂覆，而因此可以均匀地输入气体。由于不需要对管型电极进行维护(例如更换管型电极)或者仅仅需要较低程度的维护，这使得方法有效且成本低。 
本发明特别包括一种方法，在该方法中，所述等离子体处理为用于使用SiOx层对中空体进行内部涂覆的PECVD(等离子体增强化学气相沉积)法。这种等离子体处理方法以有效和低成本的方式降低了中空体(特别是PET瓶子)的透气性，使得对于气体(例如氧和/或者二氧化碳)的透气性显著降低。 
所述层厚度特别地在纳米范围内，优选在1nm～100nm的范围内，特别优选在10nm～30nm的范围内。在薄层的情况下，其不能确保均匀的层覆盖表面。厚层的缺点在于所述层变脆并易裂，由此，特别是在中空体变形的情况下，所述层的性质，特别是层的隔气性劣化。 
所述方法特别用于形成均匀的层厚度。最小和最大的层厚度优选分别为平均层厚度的50％和150％。这实现了对气体特别有效的阻隔。在层厚度不均匀的地方，阻隔作用将不足和/或者因为必须增加总的层厚度只可以进行非有效的方法。
在另一个优选的实施方式中，根据对各个单独的中空体进行的等离子体处理的均匀性控制所述方法。这里由光谱法对中空体内部的等离子体进行特别分析，其中由分析仪器记录相关的光谱参数。在具有不足的参数的容器中，根据本发明可以提供对受影响的中空体的后续分离。更具体而言，也可以通过回路调节工艺参数，由此使得该方法均匀。 
附图说明
参照如下图所述的实施方式将进一步解释本发明及其优点，其中： 
图1为根据本发明的设备的示意性剖视图； 
图2为具有中空体的设备的放大剖视图； 
图3为管型对电极的示意性剖视图； 
图4为根据本发明的设备的示意性俯视图； 
图5为根据本发明的一个优选实施方式的俯视图中的示意性剖视图，其中，以多个部分的方式设置U形电极； 
图6为根据本发明的一个优选实施方式的等离子体涂覆的中空体的示意性剖视图。 
图7为所述设备的一个优选实施方式作为旋转装置的示意性图示。 
具体实施方式
图1示意性地显示了设备1，其包括真空处理室2和用于容纳将要处理的中空体4的U形电极6。如图4所示，U形电极6延伸的角度大约为220°。U形电极6在真空处理室2中水平地沿着圆形径迹设置。在真空处理室2中设置了多个管型对电极8，在等离子体处理过程中，将该管型对电极8伸入到各个中空体4的内部。此外，在真空处理室2中提供了用于传输中空体的转子形式的装置16，从而使中空体4以在U形电极6的内部沿着圆形的径迹移动这种方式相对于U形电极6移动。所述设备1包括两个独立的泵系统或者抽吸装置12和14。泵系统12在真空处理室2中产生真空(P1)；泵14在中空体4中产生真空(P2)。第一减压(P2)比第二减压(P1)低至少10～2000倍。更具体而言，第一减压(P2)大约为2Pa，并且第二减压(P1)大约为3000Pa。在等离子体处理的过程中，通过泵系统14持续进行抽吸中空体4。 
U形电极6电连接至发生器10，并且与处理室2的外壳是电绝缘的。发生器10设置在真空处理室的外面并且其外壳接地。该发生器可以在U形电极6和同样接地的管型对电极8之间产生交变电压。因而在U形电极6的内部产生了高频范围内的电磁场。所述电磁场在kHz～MHz的范围内，特别是在1kHz～100MHz的范围内。所述发生器的输出功率为，例如20KW。所述发生器可以由多个单独的发生器组成，例如由4个各为5KW的发生器组成。 
在所述设备中，可以用常规的夹持系统和传输系统来夹持或者传输中空体4(未示出)。所述夹子优选与外壳主体是电绝缘的，从而防止在夹子与U形电极之间产生任何等离子体。 
图2显示设备1的一个放大的部分，其图示了其中置入中空体4的U形电极6。将管型对电极8设置在中空体4的内部。通过密封装置22将中空体4以相对于真空处理室2的内部气密的形式密封。密封装置22与阀24相结合，该阀在等离子体处理的过程中是打开的，使得泵系统14可以进行抽吸中空体4以使其达到第一减压P2。 
在一个可选的实施方式中，所述阀连接(即，阀24和密封装置22)是可旋转的，使得容器4在涂覆的过程中可以旋转。这将使得等离子体处理特别均匀。 
U形电极6的侧壁可以设置为平行于管型对电极8。管型对电极8与U形电极6的侧壁的距离是基本相同的。因此，在U形电极6的内部可以产生均匀的电磁场，使得对中空体4进行的等离子体处理尽可能均匀地进行。 
图3详细显示了管型对电极8的设计。所述管型对电极8的外径为大约10mm。管型对电极8为中空管，并且包括多个开口18，通过这些开口可以将处理气体引入到中空体4的内部。所述开口18的直径大约为0.3mm。沿着管型对电极8的纵向设置了7处开口18；沿着水平轴在同一水平面上以90°的角度设置4处开口，使得管型对电极8包括总共28个侧面开口18。沿着纵轴的开口18的距离在约18～25mm之间。沿着纵轴的开口18之间的距离是不规则的，朝向电极末端和容器底部的开口之间的距离分别逐渐减少。此外，在管型电极8的下端设置了一个或多个另外的开口18。由于开口18的这种分布，可以设置处理气体的输入使得在整个中空体中实现均匀的等离子体处理并且可以得到有效、快速和低成本的方法。 
使管型对电极8的长度适应于中空体4的高度。在中空体4的底部与管型对电极8下端之间的距离不大于约50mm。更大的距离不能确保均匀的等离子体处理，其原因是电磁场不再均匀。 
可以以使管型对电极8相对于密封装置22移动的可变方式调节所述管型电极8的长度。这使得设备1的设计可变、有效和成本低，因为管型对电极8的长度可以容易地并快速地适应于中空体4的不同长度。 
此外，管型对电极8包括用于安装密封装置22的安装单元19。这样配置安装单元19使得可以通过螺钉型或者插栓型单元以快速和有效的方式转换管型对电极8。通过管型对电极8的更换，可以适应于不同长度的中空体4。另外的优点为考虑到维护时快速和简单的可交换性。 
管型对电极8基本由导电金属，特别是铜和特种钢组成，并且其以导电的方式经发生器10连接至U形电极6。 
在管型对电极8的内部容纳有由钴/钐合金组成的条形磁体(未示出)。管型对电极8包括可去除的套管20，通过其可以更换所述磁体。该磁体从管型电极的末端在其长度方向上延伸直至中空体的直径变细的区域。由于所述磁体改变了等离子体，使得电极没有被涂覆，以及由此可以得到特别有效的方法。此外，这确保了均匀的等离子体处理。 
图4以俯视图的角度显示了设备1的设计。所述设备1包括用于将中空体4置入真空处理室2中的气塞装置36。此外，设备1包括星形入口30和星形出口28，其用于将中空体4运送至转子16。当进行等离子体处理时，所述转子16用于相对于U形电极6移动中空体4。经由上升曲线34和32将中空体4从星形入口30和星形出口28的位置移至U形电极6的位置。图7再次显示了设备1的剖视图。中空体4通过安装设备(未示出)与转子16相连。这通过所谓的瓶颈处理完成，即，安装是通过中空体的瓶颈进行的。这种安装/处理系统在现有技术中是公知的。 
图5显示了设备1的一个可选的实施方式，其中将U形电极6再分为多个部分的形式，使得形成了四部分6a～d。这种被再分为多个部分的U形电极6存在的优点在于相对于管型对电极8用于在U形电极6上产生合适的电磁场所需的功率减少了，使得可以得到特别有效和低成本的方法。 
在设备1中可以如下实施所述方法： 
经由气塞装置36将多个中空体4持续地置入真空处理室2中，其中，通过抽吸装置12产生真空(P1)。所述中空体4经由星形入口30被转移至转子 16。通过转子16的转动使中空体4作环状移动。通过上升曲线34和转动操作的进行，各个中空体被导向对电极8，使得管型对电极8被导入中空体4的内部。 
同时，通过上升/转动运动将中空体4至少部分置入U形电极6的内部。通过上升操作将中空体4紧压向密封装置22，由此实现中空体的内部相对于真空处理室2的气密密封。打开阀24，在中空体4的内部通过抽吸装置12产生真空(P2)，并持续进行抽吸操作。随后，将处理气体经由管型对电极8的开口18引入到中空体4的内部。与U形电极6以导电方式连接的发生器10现在在U形电极6的内部相对于接地的管型对电极8产生电磁场。随着转子16的转动的进行，中空体4在所述的电磁场中移动，并且在中空体的内部产生等离子体。这意味着，在当将中空体4设置在U形电极的内部并相对于U形电极移动时，对中空体4进行的等离子体处理发生了。在进行等离子体处理后，通过上升曲线32使中空体4向下移动。由此打开密封装置22而关闭阀24，使得中空体的内部压力设定为第二减压(P1)，其与真空处理室2中一致。随着转动的进行，所述中空体从U形电极6的内部移出，并且管型对电极8也通过向下运动从中空体的内部移出。从而熄灭在处理后的中空体4的内部的等离子体。接着，中空体4从转子16转移到星形出口28，并从真空处理室2中弹出。 
可以使用所述方法使用单个U形电极6在多个中空体4的内部产生等离子体。由于贯穿U形电极6的整个内部都存在电磁场，因此在中空体4的相对移动过程中也确保了等离子体对各个单个中空体作用较长时间。因此，因为设置在设备内部的所有的中空体都位于相同的U形电极中，所以不需要单独的室。这提供了特别有效和低成本的方法，因为可以省去将中空体4置入多个单个室中的步骤。 
压力被设定为在中空体4内部中的第一减压(P2)比在真空处理室2中的第二减压(P1)小至少10～2000倍。这确保了仅仅在中空体4的内部发生等离子体处理。其优点在于仅处理中空体的内部。这意味着可以以有效的方式控制等离子体处理的位置，由此可以得到有效、在能量方面有利的方法。 
所述电磁场的频率在高频的范围内，优选在kHz～MHz的范围内，特别优选在1kHz～100MHz的范围内。这使得方法特别有效和成本低。 
在根据图5的方法的一个可选的实施方式中，在等离子体处理的过程中，用不同的等离子体处理中空体。这是通过如下方法实现的：以多个部分的形 
处理气体通过沿着管型对电极8的纵轴设置的开口18加入到中空体中。通过多个开口18同时加入处理气体具有的优点为，处理气体以可以均匀和特别有效的等离子体处理的方式被加入到中空体4中。特别是在等离子体涂覆方法中，由此可以实现尽可能地均匀的层厚度。这使得该方法有效、快速和低成本。 
当进行等离子体处理时，加热管型对电极8。其具有的优点为：特别是在等离子体涂覆方法中，在管型对电极8的表面上没有层沉积，或者层沉积显著减少。由于使用高频能，在没有使用源热源元件等的情况下加热管型对电极8，因为由于等离子体操作，电极在此被加热。当实施该方法时，对电极8的温度在不高于100℃的范围内。从如下的事实中可以特别看出这种加热方式的优点：根据本发明，在较长的时间里，开口18在等离子体涂覆过程中没有被涂覆或者没有被严重涂覆，而因此可以均匀地输入气体。因此，由于不需要维护(例如更换管型电极)或者仅仅需要较低程度的维护，所以可以得到有效且成本低的方法。 
设备1用于进行用于中空体4的等离子体处理，具体而言，用于进行使用SiOx层5进行内部涂覆的PECVD法。或者，也可以沉积DLC层。涂覆后的中空体如图6所示。 

Claims (21)

1.一种用于对中空体(4)进行等离子体处理的设备，其包括真空处理室(2)和用于产生等离子体的装置，该设备的特征在于，用于产生等离子体的装置包括设置在真空处理室(2)中的基本为U形剖面的电极(6)，并且该电极以通道的形式沿着纵向延伸以在电极的内部同时设置多个中空体，当进行等离子体处理时中空体(4)至少部分置入U形电极(6)中并且相对于U形电极(6)至少暂时地移动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括至少两个独立的抽吸装置，一个抽吸装置(14)在中空体(4)的内部产生第一减压(P2)，而独立的抽吸装置(12)在真空处理室(2)的内部但在中空体(4)的外部产生第二减压(P1)，所述第一减压(P2)比第二减压(P1)小。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一减压(P2)比第二减压(P1)小至少10～2000倍。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的设备，其特征在于，所述用于产生等离子体的装置包括用于产生高频范围的电磁场的发生器(10)。
5.根据权利要求4所述的设备，所述发生器(10)产生在kHz和MHz范围的电磁场。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述的设备，其特征在于，所述用于产生等离子体的装置包括当进行等离子体处理时至少暂时地设置在中空体(4)内部的一个或多个管型对电极(8)，并且该管型对电极(8)沿着其纵轴方向包括用于向中空体(4)中引入气体的多个开口(18)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述管型对电极(8)包括位于其至少一个位置上的至少一个磁体。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述管型对电极(8)包括位于面向中空体底部的末端处的至少一个磁体。
9.根据权利要求1～3中任意一项所述的设备，其特征在于，所述U形电极(6)包括多个单独的部分(6a～d)。
10.一种用于对中空体(4)进行等离子体处理的方法，其中，将所述中空体(4)移入进行等离子体处理的真空处理室(2)中，并通过电磁场产生等离子体，其特征在于，当进行等离子体处理时，将中空体(4)至少部分置入产生电磁场的U形电极(6)的内部，并且至少暂时地相对于电磁场移动，并且所述电极以通道的形式沿着纵向延伸以在电极的内部同时设置多个中空体。
11.根据权利要求8所述的方法，该方法包括如下步骤：
-将管型对电极(8)置入中空体(4)的内部；
-在中空体(4)中和真空处理室(2)中设定合适的压力；
-加入一种或多种处理气体并产生电磁场；
-以在等离子体处理过程中至少暂时将中空体(4)设置在U形电极(6)的内部，并且使中空体(4)相对于U形电极(6)移动的方式在中空体(4)的内部产生等离子体。
12.根据权利要求10～11中任意一项所述的方法，其特征在于，设定中空体(4)内部的第一减压(P2)并设定在真空处理室(2)内部但在中空体外部的第二减压(P1)，所述第一减压(P2)比所述第二减压(P1)小。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一减压(P2)比所述第二减压(P1)小至少10～2000倍。
14.根据权利要求10～11中任意一项所述的方法，其特征在于，通过在高频范围内的电磁场产生等离子体。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述，通过在kHz和MHz范围内的电磁场产生等离子。
16.根据权利要求10～11中任意一项所述的方法，其特征在于，在等离子体处理过程中，使用由在场强和/或频率方面不同的电磁场产生的不同等离子体处理中空体(4)。
17.根据权利要求10～11中任意一项所述的方法，其特征在于，通过位于管型对电极(8)中的一个或多个磁体改变所述电磁场。
18.根据权利要求10～11中任意一项所述的方法，其特征在于，通过沿着管型对电极(8)的纵轴设置的一个或多个开口(18)将一种处理气体或多种处理气体引入到中空体(4)中。
19.根据权利要求10～11中任意一项所述的方法，其特征在于，当进行等离子体处理时，加热管型对电极(8)。
20.根据权利要求10～11中任意一项所述的方法，其特征在于，所述等离子体处理为用于对中空体进行内部涂覆的PECVD法。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述等离子体处理为用于对中空体进行内部涂覆的使用SiOx层的PECVD法。
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