DE69902027T2

DE69902027T2 - Behälter mit einer beschichtung mit sperreigenschaften und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE69902027T2
Application number: DE69902027T
Authority: DE
Inventors: Nasser Beldi; Naima Boutroy; Patrick Chollet; David Darras; Fabrice Oge; Jean-Michel Rius
Original assignee: Sidel SA
Current assignee: Sidel SA
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: PL343173A1; US6919114B1; AU740485B2; HUP0102593A2; EP1068032A1; BG104787A; CA2325880C; JP2002509845A; JP3921345B2; HK1033290A1; DK1068032T3; CZ20003390A3; NO20004779L; AU2938999A; ZA200004926B; FR2783667B1; ES2179628T3; BR9909196A; FR2776540A1; US20020176947A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Behälter wie etwa Flaschen oder Flakons mit heterogenem Aufbau aus einem Material mit einem Sperreffekt und einem polymeren Material.
Behälter aus polymerem Material wie PET weisen den Nachteil auf, daß sie für bestimmte Gase, insbesondere Sauerstoff und Kohlensäuregas, nicht undurchlässig sind.
Aus diesem Grund verlieren kohlensäurehaltige Getränke zunehmend ihr Kohlensäuregas, das durch das polymere Material in die Atmosphäre abwandert: die Lebensdauer einer in einer Flasche aus PET enthaltenen, kohlensäurehaltigen Flüssigkeit kann in gewerblicher Hinsicht bis zu mehreren Wochen oder höchstens eine geringe Anzahl von Monaten (z. B. 4 bis 6 Monate) betragen.
Desgleichen gelangt der Sauerstoff der Atmosphäre durch das polymere Material in Kontakt mit der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit und führt zu der Gefahr, daß diese durch ihn oxidiert und ihre Eigenschaften verschlechtert werden: die Lebensdauer einer mit Bier befüllten Flasche aus PET kann in gewerblicher Hinsicht bis zu einigen Wochen (z. B. 2 bis 5 Wochen) betragen.
Es ist bekannt, den Sperreffekt, der den polymeren Materialien zu eigen ist, aus denen die Behälter bestehen, dadurch zu verstärken, daß man die Wandung aus Polymer mit einer Schicht eines Materials mit einem stärkeren Sperreffekt versieht.
Es wurde vorgeschlagen, zu diesem Zweck mehrschichtige synthetische Materialien zu verwenden, wie etwa solche, die aus aliphatischen Polyamiden und/oder Mischungen aus verschiedenen Materialien hergestellt sind. Die Behälter werden dann aus mehrschichtigen Vorformlingen gefertigt, bei denen die Schicht aus Material mit Sperreffekt zwischen mindestens zwei Schichten von polymerem Material (z. B. aus PET) eingefaßt ist. Die gewerbliche Lebensdauer derart aufgebauter Bierflaschen ist wesentlich verlängert (z. B. bis 12 Wochen).
Ein schwerwiegender Nachteil dieser mehrschichtigen Behälter liegt jedoch in der Ablösung der Schichten voneinander. Überdies sind die Fertigung des Vorformlings wie auch die Fertigung des Behälters aus dem Vorformling mittels Blas- oder Blasziehformen kompliziert, erfordern vorsorgliche Maßnahmen, und sind kostspielig.
Es wurde auch vorgeschlagen, die Behälter aus polymerem Material mittels Außenbeschichtung mit einer Schicht aus einem geeigneten Material zu behandeln, wie etwa den als PVDC bezeichneten oder wärmeaushärtbaren Harzen. Dennoch bleibt der Zuwachs an Sperreffekt, der dadurch erzielt wird, gering, und das Vorhandensein des Beschichtungsmaterials führt zu Schwierigkeiten beim Recyceln des polymeren Basismaterials.
Des weiteren halten alle oben aufgeführten bekannten Lösungen das polymere Material (z. B. PET) in Berührung mit der Flüssigkeit und bieten somit keinen Schutz gegen die durch diese Berührung verursachten Nachteile: Abwanderung bestimmter Bestandteile des Polymers in die Flüssigkeit, Möglichkeit einer chemischen Reaktion des Polymers mit der Flüssigkeit, Übertragung von Acetaldehyd in die Flüssigkeit usw., wobei es sich sämtlich um Erschei nungen handelt, welche Probleme im Hinblick auf die Geschmackswahrnehmung verursachen können.
Es ist auch vorgeschlagen worden, eine Schicht aus einem Material mit einem Sperreffekt, z. B. hartem Kohlenstoff, auf eine Wandung aus Polymer, z. B. PET, unter Verwendung eines Plasmas aufzubringen (Schrift US 5 041 303).
Die Schrift EP 0 773 166 erwähnt außerdem die Möglichkeit der Bildung einer solchen Schicht aus Kohlenstoff auf der Innenfläche der Wandung des Behälters.
Eine solcherart aufgebrachte Kohlenstoffschicht gestattet es zwar, alle weiter oben genannten Nachteile abzustellen.
Dennoch handelt es sich hierbei um eine relativ dicke Schicht aus hartem Kohlenstoff oder diamantartigem Kohlenstoff ("diamond-like carbon" bzw. DLC). Die Wandung eines derart aufgebauten Behälters vereint somit eine innere Schicht aus hartem Kohlenstoff DLC mit einer beträchtlichen Steifigkeit und eine äußere Schicht aus polymerem Material wie PET mit einer beträchtlichen Verformbarkeit. Infolge ihrer unterschiedlichen und nicht miteinander vereinbaren mechanischen Eigenschaften kommt es häufig vor, daß sich die beiden Schichten aus Polymer und hartem Kohlenstoff voneinander ablösen oder verschieben.
Im allgemeinen ist die Fertigung von Behältern aus polymerem Material, die einen Sperreffekt besitzen, mittels Anwendung einer der obenstehend genannten Vorgehensweisen aufgrund der Komplexität der Anwendung der ver schiedenen Verfahren, der niedrigen Fertigungstakte, und der hohen Kosten dieser Fertigungen wenig verbreitet.
Die Erfindung hat im wesentlichen zur Aufgabe, alle der oben aufgeführten Probleme, die bei gegenwärtig bekannten Behältern mit einem verbesserten Sperreffekt angetroffen werden, gleichzeitig abzustellen, und einen Behälter vorzuschlagen, der wirkungsvollen Schutz für seinen Inhalt bietet und gleichzeitig mit Hilfe wenig komplexer Mittel unter annehmbaren wirtschaftlichen Bedingungen gewerblich herstellbar ist.
Zu diesen Zwecken betrifft die Erfindung gemäß einem ersten ihrer Aspekte einen Behälter wie etwa eine Flasche oder einen Flakon mit heterogenem Aufbau aus einem Material mit einem Sperreffekt und einem polymeren Material, das bei erfindungsgemäßem Aufbau dadurch gekennzeichnet ist, daß das Material mit Sperreffekt ein amorphes Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz umfaßt, das ein Substrat aus polymerem Material beschichtet. Das Substrat besteht aus einem Vorformling des Behälters, der bereits die endgültige Formgebung des Behälters besitzt.
Unter einem amorphen Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz ist hierbei ein Kohlenstoff zu verstehen, der nicht nur die bereits im harten Kohlenstoff vorliegenden CH- und CH²-Bindungen aufweist, sondern auch CH³-Bindungen, die im harten Kohlenstoff nicht vorkommen (andeutungsweise liegen die Anteile der CH³-, CH²- und CH-Bindungen im harten Kohlenstoff bei 0, 40 bzw. 60 und im amorphen Kohlenstoff mit polymerer Tendenz bei 25, 60 bzw. 15, während die Anteile der Elektronenzustände sp³, sp² und sp im harten Kohlenstoff bei 68, 30 bzw. 2 und im Kohlenstoff vom polymeren Typ bei 53, 45 bzw. 2 liegen).
Die Wahl eines amorphen Kohlenstoffmaterials mit polymerer Tendenz erlaubt es, das durch die Steifigkeit des harten Kohlenstoffs bzw. von DLC hervorgerufene Problem zu lösen: die amorphen Kohlenstoffmateralien mit polymerer Tendenz besitzen nämlich eine wesentlich geringere mechanische Steifigkeit als der harte Kohlenstoff, und die Verformbarkeit einer Schicht aus einem solchen Material ist derjenigen eines polymeren Materials wie PET vergleichbar: eine Behälterwandung, die erfindungsgemäß aus einem solchen amorphen Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz aufgebaut ist, das an einem Substrat aus polymerem Material wie PET anhaftet, kann somit die allfälligen Verformungen erfahren, ohne daß eine Ablösung dieser beiden Schichten auftritt.
Zwar besitzen die amorphen Kohlenstoffmaterialien mit polymerer Tendenz naturgemäß in ihrem physikalisch-chemischen Gefüge einen niedrigeren Koeffizienten der molekularen Durchlässigkeit als der bisher verwendete harte Kohlenstoff, so daß man annehmen könnte, daß der von ihnen zur Verfügung gestellte Sperreffekt weniger vollständig ist. Es ist dies übrigens ein Grund, warum sie bislang ausgeklammert wurden und die Kohlenstoffschichten mit Sperreffekt aus hartem Kohlenstoff oder DLC bestanden. Die mit amorphen Kohlenstoffmaterialien mit polymerer Tendenz durchgeführten Versuche haben nun aber überraschend gezeigt, daß der unter bestimmten Betriebsbedingungen erzielte Sperreffekt in der Praxis für die Konditionierung von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten oder oxidierbaren Flüssigkeiten weitgehend ausreichend ist.
Auch der Einsatz von Nano-Kompositwerkstoffen vom Kohlenstofftyp ("diamond-like nanocomposites" bzw. DLN) kann ins Auge gefaßt werden - d. h. Verbindungen mit stabilisierten und zufälligen, einander überlagernden Dop pelnetzen, von denen eines ein Netz aus amorphem Kohlenstoff mit polymerer Tendenz (a-C:H, mit bis zu 50% sp³- Bindungen) ist, und das andere ein Netz aus sauerstoffstabilisiertem Silizium (a-Si:O)- und Nanokompositwerkstoffen mit Einschluß von Metallatomen sein kann.
Die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz besitzt vorteilhaft eine Dicke von weniger als ca. 3000 Å (darüber verleiht die zu große Dicke der kohlenstoffhaltigen Schicht eine zu hohe mechanische Steifigkeit, bei der die Gefahr bestünde, daß sie zu ihrem Bruch und/oder ihrer Ablösung führt), die vorzugsweise zwischen 800 und 1500 Å liegt.
Es ist anzumerken, daß der amorphe Kohlenstoff vom polymeren Typ, obgleich er bei den angegebenen Dicken noch transparent ist, eine Orangefärbung aufweist, die zum Schutz gegen ultraviolette Strahlung beiträgt (insbesondere Schutz von Bier). Es wurde festgestellt, daß unter bestimmten Betriebsbedingungen die Sperrwirksamkeit dieses Schutzes gegen Ultraviolettlicht von der Beschichtungsdicke abhängt und sehr interessanterweise mit der Umgebungshelligkeit stark zunimmt (Faktor von ca. 8 in Dunkelheit, aber Faktor von ca. 30 bei Tageslicht).
Das polymere Material, bei dem es sich in praktischen Anwendungen um ein Polyolefin oder ein Polyester wie PET oder PEN handelt, kann aufgrund der der kohlenstoffhaltigen Schicht zu eigenen Steifigkeit eine geringere Dicke aufweisen. Zu diesem Thema ist auch anzumerken, daß die Kohlenstoffbeschichtung zu einer Verringerung der Verformung der Behälterwandung unter der Einwirkung des Drucks einer gashaltigen Flüssigkeit wie einer kohlensäurehaltigen Flüssigkeit beiträgt. Der Behälter behält daher eine stabile Form bei, und sein Innenvolumen bleibt konstant:
dies führt zu keinerlei Veränderung der Zusammensetzung der darin eingeschlossenen Flüssigkeit.
Obgleich die Beschichtung aus einem Material mit einem Sperreffekt auf der Außenseite des Behälter-Vorformlings aufgebracht werden kann, ist es dennoch vorzuziehen, wenn diese Beschichtung die Innenschicht des Behälters bildet, so daß sie zu einer Isolierung des polymeren Materials und der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit voneinander beiträgt. Der Sperreffekt ist daher erweitert und macht eine eventuelle Abwanderung von Bestandteilen des Polymers in die Flüssigkeit, eine eventuelle chemische Reaktion zwischen Stoffen des Polymers und der Flüssigkeit, eine eventuelle Abwanderung von Acetaldehyd in die Flüssigkeit usw. unmöglich.
Vorliegend wird auf den Umstand abgehoben, daß die Grundlage der Ausbildung eines erfindungsgemäßen Behälters auf der Bildung von chemischen Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen an der Oberfläche des polymeren Substrats, die eine verfügbare chemische Bindung aufweisen, und den Atomen des kohlenstoffhaltigen Materials beruht, die in Kontakt mit dem Polymer mit einer freien chemischen Bindung gebracht werden, welche bereit ist, sich mit der verfügbaren Bindung der Oberflächenkohlenstoffe des polymeren Substrats zu kombinieren. Unter diesen Umständen ist die Beschichtung aus Kohlenstoffmaterial durch eine äußerst starke chemische Bindung an das Polymersubstrat gebunden; das Kohlenstoffmaterial hat überdies die oben erläuterte polymere Tendenz, wobei die starke chemische Bindung dennoch von einer relativen Verformungseignung der Kohlenstoffbeschichtung begleitet ist: diese beiden Eigenschaften führen gemeinsam zu einem Aufbau, der nicht mehr die Nachteile (insbesondere Ablö sung der Schichten) der früheren Behälter aus hartem Kohlenstoff oder DLC aufweist.
Zum Aufbringen der Kohlenstoffbeschichtung mit Kohlenstoffatomen, die eine freie chemische Bindung aufweisen, die bereit ist, sich mit derjenigen eines an der Oberfläche befindlichen Polymer-Kohlenstoffatoms zu binden, kann ein Verfahren zur Plasmaabscheidung angewendet werden.
Die Erfindung schlägt somit gemäß einem zweiten ihrer Aspekte ein Verfahren unter Anwendung eines Plasmas mit Anregung durch elektromagnetische Wellen zur Ausbildung eines Behälters wie etwa einer Flasche oder eines Flakons mit heterogenem Aufbau aus einem Material mit einem Sperreffekt und einem polymeren Material mit der Formgebung des herzustellenden Behälters, das ein Substrat darstellt, vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das ein Substrat darstellende polymere Material mit einem Material mit einem Sperreffekt beschichtet wird, welches ein amorphes Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz umfaßt, unter Anwendung der folgenden Schritte:
- Einführen eines aus polymerem Material bestehenden und das Substrat darstellenden Behälter-Vorformlings in ein Gehäuse,
- Einspritzen von mindestens einem kohlenstoffhaltigen Vorläufermaterial im gasförmigen Zustand unter einem sehr geringen Druck von weniger als 10 mbar in eine Reaktionskammer, wobei das Vorläufermaterial unter den Alkanen, Alkenen, Alkinen, den Aromaten, oder einer Kombination von bestimmten von diesen ausgewählt ist,
- Herstellen in der Reaktionskammer einer elektromagnetischen Anregung durch Mikrowellen im UHF-Bereich mit einer ausreichend geringen Leistung, die zum Erzeugen eines Plasmas unter Temperaturbedingungen geeignet ist, welche einerseits das Polymer auf einer Temperatur unter der Glasübergangstemperatur halten und andererseits die Ablagerung eines amorphen Kohlenstoffmaterials mit polymerer Tendenz hervorrufen.
Bei einer ersten möglichen Ausführungsweise ist der Behälter-Vorformling aus polymerem Material verschlossen, während das gasförmige kohlenstoffhaltige Vorläufermaterial in das Gehäuse eingespritzt wird, das somit die Reaktionskammer darstellt, infolgedessen die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz auf der Außenfläche des Behälter-Vorformlings aufgebracht wird.
Bei einer zweiten möglichen Ausführungsweise wird das gasförmige kohlenstoffhaltige Vorläufermaterial in den Behälter-Vorformling aus polymerem Material, der dann die Reaktionskammer darstellt, gleichzeitig mit der Erzeugung eines ausgeprägten Unterdrucks im Behälter-Vorformling eingeführt, infolgedessen sich das Plasma nur im Inneren des Vorformlings bildet, und die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz auf die Innenfläche des Behälter-Vorformlings aufgebracht; des weiteren, um eine Verformung des Behälters aufgrund des darin vorliegenden Vakuums zu verhindern, wird gleichzeitig ein Unterdruck in dem Gehäuse erzeugt, um die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und der Außenseite des Vorformlings zu verringern. Des weiteren weist das Gehäuse in diesem Fall vorzugsweise eine Querabmessung ähnlich derjenigen des Körpers des Behälter-Vorformlings auf, so daß sie dem Behälter-Vorformling eng folgt, wodurch die Anwendung von Mitteln für die Erzeugung eines Unterdrucks mit geringerer Leistungsfähigkeit erforderlich ist.
Durch die Maßnahmen, welche das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnen, ist man in der Lage, die Ablagerung einer Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz, welche die erforderliche geringe Dicke von weniger als 3000 Å und insbesondere zwischen 800 und 1500 Å aufweist, innerhalb einer kurzen Zeit in der Größenordnung von mehreren Sekunden, welche nicht mehr als etwa 20 Sekunden beträgt, mit einer bescheidenen Mikrowellenleistung in der Größenordnung von mehreren hundert Watt (z. B. ca. 200 bis 600 W) mit infolgedessen einer Leistungsdichte von ca. 0,5 bis 2 W/cm³ zu bewirken. Infolgedessen bleibt die entsprechende Temperatursteigerung in dem polymeren Material, welches den Behälter-Vorformling darstellt und als Substrat für die Ablagerung (je nach Fall auf der Innen- oder Außenseite) der Kohlenstoffbeschichtung dient, relativ gering und unter der Glasübergangstemperatur des Polymers (ca. 80ºC bei PET).
Es sind diese Bedingungen für die Bildung der Kohlenstoffbeschichtung unter der Einwirkung eines Mikrowellenplasmas unter geringem Druck (von nicht mehr als mehreren Millibar und in der Praxis in der Größenordnung von 0,01 bis 0,5 mbar) oder "kalten Plasmas", die zu einer amorphen Kohlenstoffstruktur mit polymerer Tendenz führen, d. h. einer Kohlenstoffstruktur, die aus einem Netz aus überhydriertem amorphem Kohlenstoff besteht bzw. ein solches beinhaltet, und die oben aufgeführten vorteilhaften Eigenschaften besitzt.
Abgesehen von der Herstellung eines Behälters mit einer einen Sperreffekt aufweisenden Schicht, die einen guten mechanischen Halt auf dem Polymersubstrat besitzt, stellt das erfindungsgemäße Verfahren des weiteren den Vorteil zur Verfügung, daß insbesondere die Herstellung von sterilen Behältern erleichtert wird, die in Fertigungsstraßen für eine keimfreie Konditionierung verwendet werden können.
Das im Verlauf des Vorgangs zur Ablagerung der Kohlenstoffbeschichtung erzeugte Plasma kann sich als ausreichend für eine gewünschte Reinigung der Innenfläche des Behälter-Vorformlings erweisen.
Für die Herstellung eines hohen Grades an Keimfreiheit ist es möglich, ein vorausgehend in Form von Mikrotröpfchen zerstäubtes oder beispielsweise mit Hilfe eines Erhitzers in Dampfform eingeführtes Bakterizid auf der Innenfläche des Behälter-Vorformlings zu verwenden (z. B. Wasserstoffperoxid, Phosphorsäure, Wasserdampf usw.). Die darauffolgende Erzeugung eines Plasmas unter den genannten Bedingungen ist in der Lage, ein stark reduzierendes Milieu zu erzeugen (z. B. Erzeugung von nativem Sauerstoff), das die anfängliche bakterielle Kontamination stark verringern kann, um den Erfordernissen einer Sterilisierung zu genügen.
Für die Anwendung des vorgenannten Verfahrens schlägt die Erfindung gemäß einem dritten ihrer Aspekte eine Vorrichtung vor, welche ein Plasma mit Anregung durch elektromagnetische Wellen anwendet, zur Bildung eines Behälters wie etwa einer Flasche oder eines Flakons mit heterogenem Aufbau aus einem Material mit einem Sperreffekt und einem polymeren Material, welches ein Substrat (Behälter-Vorformling) mit der Formgebung des herzustel lenden Behälters darstellt, wobei die Vorrichtung eine Plasmaerzeugungseinrichtung aufweist, mit einem Gehäuse, das mit Mitteln zum Einspritzen eines gasförmigen Vorläufermaterials und Mitteln zur elektromagnetischen Anregung versehen ist, und die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Beschichten des das Substrat bildenden polymeren Materials mit einem Material mit Sperreffekt, welches ein amorphes Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz umfaßt, die Mittel zum Einspritzen des Vorläufermaterials an eine Einrichtung zum Erzeugen eines Vorläufermaterials im gasförmigen Zustand angeschlossen sind, das unter den Alkanen, Alkenen, Alkinen, den Aromaten, oder einer Kombination von bestimmten von diesen ausgewählt ist, dadurch, daß zum Beschichten des das Substrat bildenden polymeren Materials aus einem Material mit einem Sperreffekt, welches ein amorphes Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz umfaßt, die Mittel zum Einspritzen in das Gehäuse münden und dazu ausgelegt sind, das Vorläufergas unter einem sehr geringen Druck von weniger als 10 mbar zuzuführen, sowie dadurch, daß die Mittel zur elektromagnetischen Anregung zum Erzeugen von Mikrowellen im UHF-Bereich geeignet sind.
Bei einer ersten Ausführungsweise weist das Gehäuse Abmessungen auf, die deutlich größer als diejenigen des zu behandelnden Behälter-Vorformlings sind, und die Einspritzmittel außerhalb des Behälter-Vorformlings in das Gehäuse münden, infolgedessen, da der Behälter-Vorformling geschlossen ist, die Vorrichtung ein Plasma außerhalb des Behälter-Vorformlings erzeugt, und sich die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz auf der Außenfläche des Behälter-Vorformlings ablagert.
Bei einer zweiten Ausführungsweise münden die Mittel zum Einspritzen des gasförmigen Vorläufermaterials in das Innere des im Gehäuse angeordneten Behälter-Vorformlings, und es sind Pumpmittel vorgesehen, die auf das Innere des Behälter-Vorformlings hin offen sind und dazu geeignet sind, in diesem einen ausgeprägten Unterdruck zu erzeugen, infolgedessen das Plasma im Inneren des Behälter- Vorformlings erzeugt wird, und sich die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz auf der Innenfläche des Behälter-Vorformlings ablagert. Um eine Verformung des Vorformlings infolge des im Inneren vorherrschenden Unterdrucks zu vermeiden, wird gleichzeitig ein Unterdruck im Inneren des Gehäuses erzeugt, um den Druckunterschied zwischen der Innen- und Außenseite des Gehäuses zu verringern. Vorteilhaft ist dann das Gehäuse mit einem abnehmbaren Deckel zum dichten Verschließen versehen, der dazu konzipiert ist, die Einspritzeinrichtung der Mittel zum Einspritzen des gasförmigen Vorläufermaterials und die Ansaugöffnung der Pumpmittel zu tragen; sie weist des weiteren Tragemittel auf, die geeignet sind, einen Behälter-Vorformling bei seinem Hals zu tragen durch dichtendes Anlegen der Halsöffnung des Behälter-Vorformlings gegen die Innenfläche des Deckels, wobei die Halsöffnung die Ansaugöffnungen und die Einspritzeinrichtung umgibt. Des weiteren ist es wünschenswert, wenn die Tragemittel in Axialrichtung verfahrbar sind, um den Behälter-Vorformling vor dem Aufbringen der Beschichtung an die Innenfläche des Deckels zu führen, so daß er die Ansaug- und Einspritzöffnungen abdeckt, bzw. um den fertiggestellten Behälter nach Aufbringen der Beschichtung davon zu entfernen.
Vorzugsweise, um die Verwendung der Pumpmittel zu erleichtern und zu vermeiden, auf überdimensionerte Mittel zurückgreifen zu müssen, weist das Gehäuse ein Quer maß nahe bei demjenigen des Körpers des Behälter-Vorformlings auf.
Infolge der erfindungsgemäßen Vorkehrungen, insbesondere der verkürzten Behandlungszeiten, ist man in der Lage, ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters mit einer Schicht mit Sperreffekt gewerblich anzuwenden, das es ermöglicht, solche Behälter in einem Fertigungstakt zu produzieren, der mit den gegenwärtigen Erfordernissen bei der Konditionierung von Flüssigkeiten vereinbar ist.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich bei der Lektüre der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bestimmter Ausführungsweisen, die einzig als nichteinschränkende Beispiele gegeben sind. In dieser Beschreibung wird auf die beigefügte Zeichnung bezug genommen, in der:
Fig. 1 bis 3 in schematischer Schnittansicht drei jeweilige Ausführungsweisen einer Vorrichtung zeigen, welche die Ausbildung eines Behälters mit einer Schicht aus Material mit Sperreffekt gemäß der Erfindung gestattet, und
Fig. 4 eine Schnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung von Fig. 1 ist, die für die Ausbildung einer im Inneren des Behälters befindlichen Schicht aus einem Material mit Sperreffekt konzipiert ist.
Zuerst einmal unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die Vorrichtung einen Hohlraum 1 mit leitfähigen, z. B. metallischen Wänden auf, der in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Gegenstand und der angestrebten Kopplungsart bemessen ist, und der ein Gehäuse 2 umschließt, das durch Wände 3 aus einem für elektromagnetische Mikrowellen transparenten Material, z. B. aus Quarz, begrenzt ist.
Das Gehäuse 2 ist geschlossen, beispielsweise auf der Oberseite, durch einen abnehmbaren Deckel 4, der die Anordnung des zu behandelnden Gegenstandes im Gehäuse und seine Herausnahme nach der Behandlung gestattet.
Damit im Gehäuse 2 ein Vakuum erzeugt werden kann, ist dieses mit externen Pumpmitteln (nicht dargestellt) über mindestens einen Anschluß verbunden: in Fig. 1 sind zwei Anschlüsse 5 im Boden bzw. im Deckel 4 vorgesehen (Pumpbetrieb symbolisiert durch die Pfeile 6).
Für die Einspritzung von mindestens einem gasförmigen Vorläufermaterial in das Gehäuse 2, vorzugsweise unter einem Druck von weniger als 1 mbar, ist mindestens eine Einspritzeinrichtung 7 vorgesehen, die an mindestens eine Einrichtung zum Erzeugen von gasförmigem oder flüssigem Vorläufermaterial (nicht gezeigt) angeschlossen ist, wie etwa einen Tank, einen Mischer oder einen Erhitzer. Die Einspritzeinrichtung 7 durchsetzt den Deckel, an dem sie befestigt ist, indem sie sich beispielsweise koaxial im Anschluß 5 der Pumpmittel erstreckt.
Der Hohlraum 1 ist mit einem Generator für elektromagnetische Mikrowellen (nicht dargestellt) durch einen Wellenleiter 8 verbunden, der sich in Radialrichtung bezüglich der Seitenwand des Hohlraums 1 erstreckt. Dieser Wellenleiter ist mit Reguliereinrichtungen versehen, beispielsweise Justierschrauben 12, welche die Einstellung des Hohlraums gestatten. Gegenüber davon (diametral entgegengesetzt, falls der Hohlraum geradzylindrisch ist, was in der Praxis der Fall ist) erstreckt sich ein Wellenleiterabschnitt 9, der mit einem axial beweglichen Einstellkolben 10 versehen ist, welcher eine Einrichtung für denn Querschluß darstellt.
Im Hohlraum 1 schließlich sind oben bzw. unten zwei ringförmige Platten 11 angeordnet, welche das Gehäuse 2 umgeben und Längsschlußeinrichtungen für die Mikrowellen darstellen.
Falls Kohlenstoff auf das Substrat aus polymerem Material, d. h. auf die Wandung des Behälter-Vorformlings aus polymerem Material aufgebracht werden soll, kann das gasförmige Vorläufermaterial unter den Alkanen (z. B. Methan), Alkenen, Alkinen (z. B. Acetylen) und den Aromaten ausgewählt werden.
Der Druck im Inneren der Reaktionskammer (die entweder durch das Gehäuse oder durch den Behälter-Vorformling gebildet wird, wie nachfolgend erläutert wird) muß gering sein, vorzugsweise weniger als ca. 10 mbar, in der Praxis in der Größenordnung von 0,01 bis 0,5 mbar.
Des weiteren ist es unerläßlich, daß die Erwärmung, welche das polymere Material des Substrats erfährt, ausreichend gering bleibt, damit nicht die Glasübergangstemperatur des Polymers erreicht wird (die bei PET beispielsweise in der Größenordnung von 80ºC liegt). Es ist daher notwendig, für die Abscheidungsreaktion eine geringe Mikrowellenleistung anzuwenden, z. B. von höchstens einigen hundert Watt beim Mikrowellen im UHF- Bereich (z. B. in der Größenordnung von 2,45 GHz).
In Anbetracht der Abscheidungsbedingungen, insbesondere der niedrigen Abscheidungstemperatur von Kohlenstoff, wird ein stark hydrierter amorpher Kohlenstoff erhalten, der nicht nur CH und CH-Radikale, sondern auch einen beträchtlichen Anteil an CH³-Radikalen enthält. Es handelt sich somit um einen Kohlenstoff mit polymerer Tendenz oder "weichen" Kohlenstoff, der eine geringere Steifigkeit als harter Kohlenstoff bzw. DLC besitzt. Diese Schicht aus Kohlenstoff mit polymerer Tendenz besitzt daher eine Verformungsfähigkeit, welche sie - wenn auch in geringem Maße - in die Lage versetzt, den Verformungen des Polymers zu folgen, aus dem das Substrat besteht. Hierdurch ergibt sich eine bessere mechanische Kopplung zwischen dem Polymersubstrat und dem Kohlenstoff, und die Gefahr von Ablösungen ist hierdurch stark verringert oder gar beseitigt.
Es ist dennoch anzumerken, daß der Kohlenstoff mit polymerer Tendenz oder "weiche" Kohlenstoff, obgleich er eine geringere Steifigkeit als harter Kohlenstoff oder DLC aufweist, seinerseits ebenfalls eine merkliche Steifigkeit bewahrt, die jedenfalls deutlich höher als diejenige des Polymers ist, aus dem das Substrat besteht. Es ist insofern ratsam, der Kohlenstoffschicht die Funktion zu verleihen, einen Teil der Eigensteifigkeit des herzustellenden Behälters zur Verfügung zu stellen; das Substrat aus Polymer kann somit zum Teil von der Funktion der mechanischen Festigkeit im Inneren des herzustellenden Behälters entbunden sein. Hierdurch ist es möglich, die Dicke des Substrats aus Polymer und somit die Menge von Polymer, die bei der Fertigung eines jeden Behälters eingesetzt wird, zu verringern.
Überdies verstärkt das Vorhandensein der Kohlenstoffschicht die mechanische Festigkeit des Behälters und verringert, und beseitigt dadurch sogar die Verformungsfähigkeit eines mit einer stark kohlensäurehaltigen Flüssigkeit befüllten Behälters: die Form und somit das Volu men des Behälters bleiben stabil, wodurch ein teilweises Ausgasen der Flüssigkeit vermieden wird.
Wohlgemerkt sind die hier erwähnten Vorteile begleitend zu dem fundamentalen, obenstehend angegebenen und in erster Linie angestrebten der Erzielung eines Sperreffekts, der insbesondere einem Gasaustausch zwischen der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit und der Atmosphäre entgegenwirkt.
Schließlich ist es aufgrund der erfindungsgemäß angewendeten Mittel möglich, eine Abscheidungsrate von mehreren hundert Ångström pro Sekunde und Behandlungszeiten in der Größenordnung von mehreren Sekunden zu erzielen, die somit durchaus mit industriellen Fertigungsprozessen kompatibel sind.
Wohlgemerkt können weitere Vorrichtungsausführungsweisen ins Auge gefaßt werden, um das für die gewünschte Aufbringung der Schicht aus amorphem Kohlenstoff mit polymerer Tendenz geeignete Plasma im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu erzeugen.
Somit wird in Fig. 2, unter Beibehaltung der gleichen Anordnung des Hohlraums 1 und des Gehäuses 2 (die gleichen Bezugszeichen sind hier beibehalten, um die Elemente zu bezeichnen, die mit denjenigen der Fig. 1 identisch sind) die Mikrowellenanregung ausgehend von einer Antenne 13 erhalten, die in Radialrichtung in den Hohlraum 1 durch dessen Seitenwandung vorsteht, und die über einen Koaxialleiter 14 an einen Wellenleiter 15 im TM-Modus angeschlossen ist.
Fig. 3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsweise mit axialem Mikrowellen-Hohlraum ausgehend von einer Antenne 13, die im Boden des Hohlraums 1, im wesentlichen quer zum Boden und annähernd koaxial zum Gehäuse 2 angeordnet ist. Der Längsschluß wird hier von einer einzigen, oberen ringförmigen Platte 11 zur Verfügung gestellt, während eine einzige Pumpöffnung 5 im Gehäuse 2 vorgesehen ist.
Die verschiedenen vorstehend erläuterten Vorrichtungsausführungsweisen ermöglichen die Aufbringung des kohlenstoffhaltigen Materials auf der Außenfläche des Behälter-Vorformlings aus polymerem Material: das Gehäuse 2 weist dabei ein deutlich größeres Volumen auf als der Behälter-Vorformling auf, damit sich das Plasma entwickeln kann, wobei der Behälter-Vorformling im verschlossenen Zustand angeordnet ist, um eine Aufbringung auf der Innenseite zu verhindern.
Dennoch, wie vorausgehend angedeutet wurde, stellt eine äußere Schicht aus dem kohlenstoffhaltigen Material nur einen teilweisen Sperreffekt zur Verfügung, der es nicht gestattet, den Wechselwirkungen zwischen dem Polymer des Substrats und dem im allgemeinen flüssigen Inhalt entgegenzuwirken.
Die Erzielung eines vollständigen Sperreffekts kann daher nur durch eine innen im Behälter aufgebrachte Schicht mit einem Sperreffekt zur Verfügung gestellt werden. Die Aufbringung einer solchen inneren Schicht erfordert eine Anpassung der Behandlungsvorrichtung.
In. Fig. 4 ist eine Variante der Vorrichtung von Fig. 1 dargestellt, die für die Aufbringung einer inneren kohlenstoffhaltigen Schicht konzipiert ist. Das Gehäuse 2 besitzt vorzugsweise eine solche Formgebung, daß ihre Quer- oder Diametralabmessung wenig größer als diejenige des zu behandelnden Behälter-Vorformlings ist, um die Erzeugung eines Vakuums in dem nachstehend beschriebenen Gehäuse zu erleichtern. Um eine Verformung des Vorformlings aufgrund des im Inneren vorherrschenden Unterdrucks zu verhindern, wird gleichzeitig ein Unterdruck im Inneren des Gehäuses erzeugt, um den Druckunterschied zwischen der Innen- und Außenseite des Vorformlings zu verringern oder gar aufzuheben.
Der Deckel 4, der in Vertikalrichtung (Doppelpfeil 16) verfahrbar ist, um das Anordnen des Behälter-Vorformlings und das Entnehmen des behandelten Behälters zu ermöglichen, ist von einem Vertikalarm 17 zum Tragen des Behälter-Vorformlings 18 durchsetzt: dieser Arm ist in Vertikalrichtung (Doppelpfeil 19) beweglich und gegebenenfalls drehbar.
Der Deckel 4 weist eine innere Abdichtung 20 auf, die mit einer axialen Passage 21 versehen ist, in der oder gegenüber von der die Einspritzeinrichtung 7 für das Vorläufergas mündet. An ihrem unteren Ende ist die axiale Passage 21 als Sitz 22 ausgebildet, der für die im wesentlichen dichtende Aufnahme der Halsöffnung 23 des Halses des Behälter-Vorformlings 18 für eine genaue axiale Anordnung des Behälter-Vorformlings geeignet ist. Die Abdichtung 20 weist des weiteren eine ringförmige Öffnung auf, die von dem Tragarm 17 durchsetzt wird, mit dem die axiale Passage 22 in Verbindung steht; diese Öffnung bildet die Ansaugöffnung 5 in Richtung auf die Pumpmittel zum Herstellen des Vakuums. Um die für die Erzeugung des Plasmas geeigneten Bedingungen einzig im Behälter-Vorformling herzustellen, wird in diesem ein ausgeprägter Unterdruck hergestellt, und gleichzeitig im Gehäuse der bereits erwähnte Kompensationsunterdruck erzeugt.
Diese Anordnung erlaubt es, im Behälter-Vorformling, der damit selbst die Reaktionskammer bildet, ein Plasma zu erzeugen, das eine Abscheidung des kohlenstoffhaltigen Materials auf der Innenseite gestattet.
Beispielhaft wurde die Vorrichtung der Fig. 4 unter Verwendung von Acetylen als gasförmiges Vorläufermaterial eingesetzt, das in die Halsöffnung des Behälter-Vorformlings über einen Einspritzeinrichtung mit einem Durchmesser von 4 mm mit einem Durchsatz von 80 sccm und unter einem Druck von 0,25 mbar eingebracht wird. Der Restdruck im Inneren des Vorformlings ist in der Größenordnung von 0,2 mbar, und es wurde festgestellt, daß ein Restdruck von 50 mbar im Inneren des Gehäuses sich als ausreichend herausstellte, um eine Verformung des Vorformlings unter diesen Bedingungen zu verhindern. Die Anregung wird von Mikrowellen im UHF-Bereich mit einer Frequenz von 2,45 GHz (bzw. einer Wellenlänge λ = 12 cm in Vakuum) zur Verfügung gestellt; die Mikrowellenleistung liegt in der Größenordnung von 180 W. Unter diesen Umständen konnte eine Kohlenstoffabscheidung mit einer Wachstumsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 250 Å/s durchgeführt werden, d. h. es konnte eine Schicht mit einer Dicke in der Größenordnung von 1500 Å in einem Zeitraum von ca. 6 Sekunden erzielt werden.
Gemäß einem zweiten Beispiel wurde eine Vorrichtung von dem Typ von Fig. 4 angewendet durch Einspritzen von Acetylen mit einem Durchsatz von ca. 160 unter einem Druck von ca. 0,1 mbar in den Behälter-Vorformling. In diesem Fall wird mit einer Mikrowellenleistung von ca. 350 W für eine Halbliterflasche oder ca. 500 W für eine Literflasche eine effektive Sperrschicht in einem Zeitraum von ca. 2 bis 3 Sekunden hergestellt.
Die Anwendung eines Plasmas bei dem Vorgang zum Fertigen des Behälters gestattet es je nach den Behandlungsbedingungen (insbesondere der Zeitdauer), die Durchführung einer Behandlung zum Reinigen oder Keimfreimachen (Sterilisieren) des Inneren des Behälters auf einfache Weise in den Anlagen vorzunehmen, welche auf der Produktionslinie die Herstellung des Behälters, sein Befüllen und das Verschließen im keimfreien Milieu bewerkstelligen.
Das im Verlauf der Abscheidung der kohlenstoffhaltigen Schicht erzeugte Plasma kann sich als ausreichend erweisen, um eine Reinigung ersten Grades der Innenfläche des Vorformlings durchzuführen.
Für eine intensivere Behandlung erzeugt ein einfaches Sauerstoffplasma reaktionsfähige, beispielsweise metastabile Spezies von atomarem oder molekularem Sauerstoff, die in der Lage sind, unter der Einwirkung ihrer Eigenenergien die anfängliche bakterielle Kontamination in einem ausreichenden Anteil zu verringern, um den Hygienekriterien zu entsprechen.
Diese Behandlungen werden in einem Zeitraum von weniger als zehn Sekunden durchgeführt, die mit industriellen Anlagen vereinbar sind.
Für die Erzielung einer hochgradigen Sterilisation ist es nötig, ein Bakterizid zu Hilfe zu nehmen wie etwa Wasserstoffperoxid H&sub2;O&sub2;, auf das man nach einer vorgegebenen Zeit in Berührung mit dem Vorformling ein Sauerstoffplasma einwirken läßt. Die durch das Plasma in der Wasserstoffperoxid-Sauerstoff-Mischung hervorgerufenen Phänomene erzeugen die erwähnten reaktionsfähigen Spezies sowie weitere, die stark reduzierend sind und eine starke bakterizide Wirkung besitzen können.
Die Plasmabehandlung kann des weiteren als Vorgehensweise zum Entfernen eines Bakterizids wie Phosphorsäure, die reduzierend ist, ins Auge gefaßt werden.
Hier wäre zu betonen, daß sich das Wasserstoffperoxid unabhängig von seiner bakteriziden Wirkung auch als Substanz mit einer Wirkung zur Erzeugung von freien Radikalen unter den Kohlenstoffatomen des Polymers, die auf der Oberfläche des Substrats vorliegen, verhält. Es ergibt sich infolgedessen auf der Oberfläche des Polymers eine Erhöhung der Anzahl der freien Radikale, die bereit sind, auf die Oberfläche aufgebrachte Kohlenstoffatome einzufangen, und infolgedessen eine Verstärkung der zwischen dem Polymer und dem auf dessen Oberfläche abgeschiedenen Kohlenstoff zu bewirken. Es kann daher in Betracht gezogen werden, vor der Abscheidung der kohlenstoffhaltigen Schicht in Plasmaatmosphäre zu Wasserstoffperoxid auf die Oberfläche des Substrats zu versprühen, welche anschließend einem Sauerstoffplasma ausgesetzt wird, um ein besseres Anhaften der Kohlenstoffschicht am Polymer zu erzielen.

Claims

1. Behälter wie etwa eine Flasche oder ein Flakon mit heterogenem Aufbau aus einem Material mit einem Sperreffekt und einem polymeren Material, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit Sperreffekt ein amorphes Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz umfaßt, das ein Substrat aus einem polymeren Material beschichtet.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit Sperreffekt ein Nano-Kompositwerkstoff auf Basis von amorphem Kohlenstoff mit polymerer Tendenz ist.

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit Sperreffekt eine Nanozusammensetzung auf Basis von amorphem Kohlenstoff mit polymerer Tendenz und mit Einschluß von metallischen Atomen ist.

4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Material mit Sperreffekt eine Dicke von weniger als ca. 3000 Å aufweist.

5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Material mit Sperreffekt eine Dicke von zwischen 50 und 1500 Å aufweist.

6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material ein Polyolefin oder ein Polyester, insbesondere PET oder PEN ist.

7. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Material mit Sperreffekt auf dem Substrat im Inneren des Behälters angeordnet ist.

8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Material mit Sperreffekt auf dem Substrat auf der Außenseite des Behälters angeordnet ist.

9. Verfahren unter Anwendung eines Plasmas mit Anregung durch elektromagnetische Wellen zur Ausbildung eines Behälters wie etwa einer Flasche oder eines Flakons mit heterogenem Aufbau aus einem Material mit einem Sperreffekt und einem polymeren Material mit der Formgebung des herzustellenden Behälters, das ein Substrat darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Substrat darstellende polymere Material mit einem Material mit einem Sperreffekt beschichtet wird, welches ein amorphes Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz umfaßt, unter Anwendung der folgenden Schritte:

- Einführen eines aus polymerem Material bestehenden und das Substrat darstellenden Behälter-Vorformlings (18) in ein Gehäuse (2), in dem ein Hochvakuum hergestellt wurde,

- Einspritzen von mindestens einem kohlenstoffhaltigen Vorläufermaterial im gasförmigen Zustand unter sehr geringem Druck in eine Reaktionskammer (2, 18), wobei das Vorläufermaterial unter den Alkanen, Alkenen, Alkinen, den Aromaten, oder einer Kombination von bestimmten von diesen ausgewählt ist, und

- gleichzeitiges Herstellen in der Reaktionskammer einer elektromagnetischen Anregung durch Mikrowellen im UHF-Bereich mit einer ausreichend geringen Leistung, die zum Erzeugen eines Plasmas unter Temperaturbedingungen geeignet ist, welche einerseits das Polymer auf einer Temperatur unter der Glasübergangstemperatur halten und andererseits die Ablagerung eines amorphen Kohlenstoffmaterials mit polymerer Tendenz hervorrufen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter-Vorformling (18) aus polymerem Material verschlossen ist, während das gasförmige kohlenstoffhaltige Vorläufermaterial in dem Gehäuse (2) auf das Äußere des Vorformlings aufgespritzt wird, wobei das zwischen dem Gehäuse und der Außenseite des Vorformlings befindliche Volumen die Reaktionskammer darstellt, infolgedessen die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz auf der Außenfläche des Behälter-Vorformlings ausgebildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige kohlenstoffhaltige Vorläufermaterial in den Behälter-Vorformling (18) aus polymerem Material, der dann die Reaktionskammer darstellt, gleichzeitig mit der Erzeugung eines ausgeprägten Unterdrucks im Behälter-Vorformling eingeführt wird, infolgedessen sich das Plasma nur im Inneren des Vorformlings bildet, und die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz auf die Innenfläche des Behälter-Vorformlings aufgebracht wird, und gleichzeitig ein Unterdruck in dem Gehäuse erzeugt wird, um die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und der Außenseite des Vorformlings zu verringern.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine Querabmessung ähnlich derjenigen des Körpers des Behälter-Vorformlings (18) aufweist, so daß sie dem Behälter-Vorformling eng folgt, um die Ausbildung des Vakuums im Gehäuse zu erleichtern.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Vorläufermaterial unter einem Druck von weniger als 1 mbar eingespritzt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ausbildung der Innenbeschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz im Behälter-Vorformling (18) ein Sauerstoffplasma gebildet wird, das dazu geeignet ist, nativen Sauerstoff zu erzeugen, um den Behälter- Vorformling zu reinigen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ausbildung der Innenbeschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz im Behälter-Vorformling (18) ein Bakterizid versprüht und daraufhin ein Sauerstoffplasma gebildet wird, infolgedessen das Plasma die Bildung eines stark reduzierenden Milieus hervorruft, die dazu geeignet ist, bakterielle Kontaminierung zu verringern.

16. Vorrichtung, welche ein Plasma mit Anregung durch elektromagnetische Wellen anwendet, zur Bildung eines Behälters wie etwa einer Flasche oder eines Flakons mit heterogenem Aufbau aus einem Material mit einem Sperreffekt und einem polymeren Material, welches ein Substrat (Behälter-Vorformling (18)) mit der Formgebung des herzustellenden Behälters darstellt, wobei die Vorrichtung eine Plasmaerzeugungseinrichtung aufweist, mit einem Gehäuse (2), das mit Mitteln (7) zum Einspritzen eines gasförmigen Vorläufermaterials und Mitteln (8-12) zur elektromagnetischen Anregung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beschichten des das Substrat bildenden polymeren Materials mit einem Material mit Sperreffekt, welches ein amorphes Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz umfaßt, die Mittel (7) zum Einspritzen des Vorläufermaterials an eine Einrichtung zum Erzeugen eines Vorläufermaterials im gasförmigen Zustand angeschlossen sind, das unter den Alkanen, Alkenen, Alkinen, den Aromaten, oder einer Kombination von bestimmten von diesen ausgewählt ist, und die Einspritzmittel zum Zuführen des gasförmigen Vorläufermaterials unter einem sehr geringen Druck konzipiert sind, und die Mittel (8-12) zur elektromagnetischen Anregung zum Erzeugen von Mikrowellen im UHF-Bereich geeignet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) Abmessungen aufweist, die deutlich größer als diejenigen des zu behandelnden Behälter-Vorformlings (18) sind, sowie dadurch, daß die Einspritzmittel außerhalb des Behälter-Vorformlings (18) in das Gehäuse (2) münden, infolgedessen, da der Behälter-Vorformling geschlossen ist, die Vorrichtung ein Plasma außerhalb des Behälter-Vorformlings erzeugt, und sich die Beschichtung aus amorphem Koh lenstoffmaterial mit polymerer Tendenz auf der Außenfläche des Behälter-Vorformlings ablagert.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (7) zum Einspritzen des gasförmigen Vorläufermaterials in das Innere des im Gehäuse (2) angeordneten Behälter-Vorformlings (18) münden, dadurch, daß Pumpmittel (6) vorgesehen sind, die auf das Innere des Behälter-Vorformlings (18) hin offen sind und dazu geeignet sind, in diesem einen ausgeprägten Unterdruck zu erzeugen, infolgedessen das Plasma im Inneren des Behälter-Vorformlings erzeugt wird, der eine Reaktionskammer darstellt, und die Beschichtung aus amorphem Kohlenstoffmaterial mit polymerer Tendenz sich auf der Innenfläche des Behälter-Vorformlings ablagert, sowie dadurch, daß die Pumpmittel (6) des weiteren dazu konzipiert sind, gleichzeitig im Gehäuse (2) einen Unterdruck zu erzeugen, um die Druckdifferenz zwischen dem Inneren und der Außenseite des Vorformlings zu reduzieren.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) mit einem abnehmbaren Deckel (4) zum dichten Verschließen versehen ist, der dazu konzipiert ist, die Einspritzeinrichtung (7) der Mittel zum Einspritzen des gasförmigen Vorläufermaterials und die Ansaugöffnung (5) der Pumpmittel zu tragen, sowie dadurch, daß sie des weiteren Tragemittel (17) aufweist, die geeignet sind, einen Behälter-Vorformling bei seinem Hals zu tragen durch dichtendes Anlegen der Halsöffnung (23) des Behälter-Vorformlings gegen die Innenfläche (22) des Deckels, wobei die Halsöffnung die Ansaugöffnungen und die Einspritzeinrichtung umgibt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragemittel (17) in Axialrichtung (19) verfahrbar sind, um den Behälter-Vorformling vor dem Aufbringen der Beschichtung an die Innenfläche des Deckels (4) zu führen, so daß er die Ansaugöffnung und die Einspritzvorrichtung abdeckt, bzw. um den fertiggestellten Behälter nach Aufbringen der Beschichtung davon zu entfernen.

21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen-Anregungsmittel einen Wellenleiter (8) aufweisen, der in Radialrichtung an einen das Gehäuse (2) umgebenden Hohlraum (1) angeschlossen ist, wobei der Hohlraum (1) mit Mitteln (11) für den Längsschluß versehen ist, welche das Gehäuse umgeben, und der Wellenleiter mit Mitteln (10) für den Querschluß versehen ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine Querabmessung ähnlich derjenigen des Körpers des Behälter-Vorformlings (18) aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen- Anregungsmittel eine Antenne (13) aufweisen, die an einen Wellenleiter (15) angeschlossen und in Radialrichtung in einem das Gehäuse (2) umgebenden Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei der Hohlraum (1) mit Mitteln (11) für den Längsschluß versehen ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen- Anregungsmittel eine Antenne (13) aufweisen, die an einen Wellenleiter (15) angeschlossen und koaxial in einem das Gehäuse (2) umgebenden Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei der Hohlraum (1) mit Mitteln (11) für den Längsschluß versehen ist.