JP2002046726A - 高分子化合物製容器の表面改質方法とその装置 - Google Patents
高分子化合物製容器の表面改質方法とその装置Info
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Abstract
4で密閉した状態からソレノイドコイル7を励磁した
後、収納室3内に負圧を導入する。次に収納室3内にプ
ラズマを発生させ、次に高圧電源15から電極5に直流
の高電圧パルスを印加する。これによって、PET容器
2における内方側の表面内部にイオンが注入されて、表
面そのものがDLC(ダイヤモンドライクカーボン)に
改質される。 【効果】 PET容器2の内方側の表面そのものをDL
Cに改質するので、そのDLCの層が剥離することがな
い。したがって、ビールや炭酸飲料用の容器としても好
適なPET容器2を提供できる。
Description
の表面改質方法とその装置に関し、より詳しくは、例え
ばPET容器(ポリエチレンテフレタート容器)の内側
の表面をDLC(ダイヤモンドライクカーボン)などの
ようなガス透過が少ないものに改質する方法および装置
に関する。
栓性を備えているため、飲料用容器としてPET容器が
多数用いられている。上述した特長がある反面、PET
容器は酸素および二酸化炭素を透過するという欠点があ
るため、ビールや炭酸ガス含有飲料を充填する容器とし
ては不適当であり、そのような飲料用の容器として使用
できないという欠点があった。そこで、従来、上述した
PET容器の欠点を解消するために、PET容器の内面
を硬質炭素膜でコーティングする装置および方法が提案
されている(例えば、特許第2788412号)。上記
特許に開示された装置および方法によれば、PET容器
の内面のみに硬質炭素膜をコーティングできるので、こ
の硬質炭素膜によって酸素や二酸化炭素の透過を阻止す
ることができる。
許に開示された装置および方法においては、硬質炭素膜
の原料となる炭素系ガスをPET容器内に供給し、これ
にプラズマを発生させてから容器の内側の表面に付着さ
せることで、硬質炭素膜を形成していたものである。換
言すると、上記特許に開示された装置および方法は、あ
くまでも容器の内側の表面に硬質炭素膜をコーティング
する技術であり、容器の内側の表面そのものを改質する
ものではなかった。そのため、上記特許の装置および方
法によって製造されたPET容器に飲料を充填した場合
には、コーティングされた硬質炭素膜が剥離して飲料内
に混入する虞があり、飲料用の容器としては信頼性にか
けるという欠点があった。そこで、本発明は、酸素およ
び二酸化炭素の透過を阻止するかあるいは透過しにくく
することができるとともに、飲料等の充填後に容器の内
方側の表面が剥離することがない容器を提供することで
ある。
素を含む高分子化合物製容器にイオンを注入して、該容
器の表面層を、炭酸ガスおよび酸素が透過しない材質も
しくは透過しにくい材質に改質させるようにしたもので
ある。また、第2の本発明は、高分子化合物製容器を気
密を保持して収納可能な収納室と、この収納室内に負圧
を導入する負圧源と、収納室内にプラズマを発生させる
プラズマ発生手段と、収納室に収納した容器内に挿入さ
れる電極と、この電極に高電圧パルスを印加する高電圧
電源とを備えて、収納室内に収納した容器の内方側の表
面層を、炭酸ガスおよび酸素を透過しない材質もしくは
透過しにくい材質に改質させる高分子化合物製容器の表
面改質装置を提供するものである。
容器の表面層を、炭酸ガスおよび酸素を透過しない材質
もしくは透過しにくい材質に改質させることが出来る。
そのため、炭酸ガスや酸素が透過しないかもしくは透過
しにくい高分子化合物製容器を提供することが出来るよ
うになり、しかも、容器の表面層そのものを改質する事
により、該改質された表面層が剥離する事がない。した
がって、ビールや炭酸ガスを含有する飲料用としても好
適な高分子化合物製容器を提供することが出来る。
説明すると、図1から図3において、1はPET容器2
の内方側の表面を改質させる改質装置である。この改質
装置1は、PET容器2を収納可能なカップ状の収納室
3と、この収納室3の上端開口を閉鎖する蓋体4と、こ
の蓋体4に設けた管状の電極5と、収納室3の内周部に
配置したコイル6と、収納室3およびコイル6を囲繞し
て配置したソレノイドコイル7とを備えている。改質装
置1によって表面を改質されるPET容器2は、上端に
開口部2Aを備えるとともに、上端の外周部に図示しな
いキャップが螺合されるねじ部2Bを備えている。PE
T容器2は無色透明であり、補強のために胴部の所要個
所に複数の環状突起2Cを形成している。つまり、改質
装置1によって表面を改質されるPET容器2は、従来
公知の一般的なPET容器であり、上記開口部2Aを介
して内部に飲料などの液体が充填されるようになってい
る。このように構成したPET容器2は、開口部2Aが
上方となるように収納室3内に供給されるようになって
いる。
するとともに上端部側が広口となったカップ状に形成し
てあり、その上端部に近接する位置に吸引口3Aを形成
している。導管8の一端を上記吸引口3Aに接続してあ
り、導管8の他端は負圧源11に接続している。導管8
の途中には常閉の電磁開閉弁13を設けてあり、この電
磁開閉弁13の作動は制御装置14によって制御するよ
うにしている。制御装置14によって電磁開閉弁13が
開放されると、導管8と吸引口3Aを介して収納室3内
に負圧を導入出来るようになっている。なお、導電性材
料からなる収納室3はグランドなど電圧が一定なものに
電気的に接続されている。つぎに、蓋体4は円板状に形
成した導電性材料からなり、図示しない昇降機構によっ
て収納室3の上方側において昇降できるようになってい
る。蓋体4の中央部には貫通孔4Aを穿設してあり、そ
の貫通孔4Aに気密を保持して電極5側の支持部5Aを
摺動自在に貫通させている。上記支持部5Aは円筒状の
絶縁材料から構成してあり、電極5の所定位置に嵌着し
ている。なお、蓋体4の下面の外周部には環状のシール
部材29を埋設してあり、蓋体4を収納室3の上端開口
部に載置して、収納室3を閉鎖した際に、収納室3の上
端開口部と蓋体4との間の気密を保持するようにしてい
る。電極5は導電性のパイプからなり、直流の高圧電源
15に電気的に接続されている。電極5の上端部は蓋体
4の上面よりも上方に突出させてあり、この上端部に導
管16の一端を接続している。この導管16の他端はガ
スの供給源12に接続している。本実施例では、このガ
スの供給源12にアルゴンガスを貯溜するようにしてい
る。導管16の途中に常閉の電磁開閉弁21を設けてあ
り、この電磁開閉弁21の作動も制御装置14によって
制御するようにしている。制御装置14によって電磁開
閉弁21が開放されると、導管16を介して供給源12
から収納室3内にアルゴンガスが供給されるようになっ
ている。このように、本実施例においては、電極5はガ
スの導入管を兼ねている。
を収納室3の上端から離隔した上昇端位置に位置させた
状態において、図示しない搬送機構によって収納室3内
にPET容器2が収納されるようになっている。その後
に上記昇降機構によって蓋体4が下降端位置まで下降さ
れるので、上記電極5が収納室3内の容器2内に挿入さ
れ、その後、蓋体4が収納室3の上端部に載置されて収
納室3の上端開口部が密閉されるようになっている。そ
して、この密閉状態において、導管8を介して負圧が導
入された後に、導管16と電極5を介してPET容器2
の内部空間を含めた収納室3の内部空間全域にアルゴン
ガスが供給されるようになっている。また、図2に示す
ように、蓋体4によって収納室3の上端開口を閉鎖した
状態においては、電極5の支持部5AがPET容器2の
上端口部2Aおよびねじ部2Bの内方側に位置するよう
になっている。そして、この状態から上記昇降機構によ
って、さらに電極5そのものを蓋体4に対して所定寸法
だけ上昇させることが出来るようにしている(図3)。
この図3の状態では、絶縁材からなる支持部5AがPE
T容器2の上端開口部2Aよりも上方側に位置するよう
になっている。電極5に接続した直流の高圧電源15
は、制御装置14によって作動を制御されるようになっ
ており、制御装置14から高圧電源15に作動指令が伝
達されると、高圧電源15は電極5に正の高電圧パルス
で印加するように構成している。
6は、収納室3に対して電気的に絶縁させてあり、この
コイル6は収納室3の外部に配置した整合器17を介し
て数MHz〜数100MHzの高周波電源18に接続し
ている。高周波電源18の作動も制御装置14によって
制御するようにしてあり、制御装置14から高周波電源
18に作動指令が伝達されると、高周波電源18は上記
コイル6に数MHz〜数100MHzの高周波電流を印
加するようになっている。さらに、収納室3を囲繞して
配置したソレノイドコイル7は図示しない電源に接続さ
れており、この電源に制御装置14から作動指令が伝達
されると、ソレノイドコイル7が励磁され、直流磁界が
発生する。この実施例においては、コイル7、整合器1
7および高周波電源18によって、プラズマを発生させ
るプラズマ発生手段を構成している。
な工程を経てPET容器2の内方側の表面を改質させ
る。すなわち、収納室3内にPET容器2が収納される
前の状態においては、蓋体4は図示しない昇降機構によ
って、収納室3の上端部から離隔してその上方側の上昇
端位置に保持されている。この状態において、図示しな
い搬送機構によってPET容器2が収納室3の上方位置
まで搬送された後、該PET容器2を収納室3内に収納
する(図1)。次に、昇降機構によって蓋体4が下降端
位置まで下降される。これにより、電極5が開口部2A
を介してPET容器2内に挿入されるとともに蓋体4に
よって収納室3の上端開口部が密閉される(図2)。次
に、制御装置14がソレノイドコイル7の電源を切換え
てソレノイドコイル7に通電するので、ソレノイドコイ
ル7が励磁される。これにより、PET容器2を収納し
た収納室3の内部空間全域に磁場が発生する。次に、制
御装置14が電磁開閉弁13を所定時間だけ開放させる
ので、導管8を介して収納室3内に負圧が導入されて、
収納室3の内部空間が大気圧よりも低圧となる。次に、
この状態から制御装置14が導管16に設けた電磁開閉
弁21を所定時間だけ開放させるので、導管16を介し
てアルゴンガスがPET容器2の内部空間に導入され
る。つまり、収納室3内におけるPET容器2の内外の
空間にアルゴンガスが介在した状態となる。
8に作動指令を伝達するので、該高周波電源から数MH
z〜数100MHzの高周波電流がコイル6に印加され
る。これにより、収納室3内にプラズマを発生させる。
さらに、この状態において、制御装置14から高圧電源
15に作動指令を伝達して、該高圧電源15から電極5
に一連の複数の正の高電圧パルスが印加される。これに
より、PET容器2の内方側におけるプラズマ中のイオ
ンがPET容器2における内方側の表面の内部に注入さ
れる。ここで、PET容器2は絶縁物であるため、イオ
ン注入時にチャージアップが起こり、表面電位が上昇す
るが、パルス休止時にプラズマに曝されるため中和さ
れ、元の電位に戻る。そして、次のパルスで再度イオン
注入が行なわれる。次に、この状態において、昇降機構
によって電極5を所定の高さだけ、蓋体4に対して上昇
させる(図3)。そして、再度高電圧パルスを印加して
イオン注入を行なう。したがって、電極5の支持部5A
がPET容器2の上端部よりも上方側に支持される。そ
のため、それまで支持部5Aが位置していたねじ部2B
の内側の表面の内部にも確実にイオンが注入される。本
実施例では、このようにしてPET容器2における内方
側の表面全域の内部にイオンを注入する。そのため、本
来、炭素原子を備えたPET容器2における内方側の表
面の材質そのものが全域にわたってDLC(ダイヤモン
ドライクカーボン)に改質される(図4参照)。つま
り、本実施例は、本来のPET容器2の表面にDLCを
コーティングするのではなく、PET容器2の表面の材
質そのものをDLCに改質して、図4における右方側に
示すように内方側の表面全域にDLCの層22を形成す
るようにしている。なお、上記作業工程において、イオ
ンの注入後に、図2の位置か図3の位置まで必ずしも電
極5を上昇させなくとも良い。このようにして、1つの
PET容器2に対する表面の改質作業が終了すると、昇
降機構によって蓋体4が上昇端位置まで上昇されるの
で、収納室3が開放されるとともに、電極5がPET容
器2から抜き出される。なお、閉鎖状態から蓋体4を上
昇させる前に、一端導管8を介して収納室3内を大気に
開放した後に上記昇降機構によって蓋体4を上昇させる
方が良い。このあと、処理済のPET容器2は図示しな
い取り出し機構によって取り出される一方、新たなPE
T容器2が収納室3内に収納されて、その後、上述した
工程を経て新たなPET容器2の内方側の表面がDLC
の層22に改質されるようになっている。
の内方側の表面全域をDLCの層22に改質させている
ので、無色透明あるいはわずかに着色するだけでありな
がら、炭酸ガスおよび酸素の透過を阻止することが出来
るもしくは透過しにくいPET容器2を提供することが
出来る。したがって、ミネラルウォータ等の一般的な飲
料だけでなく、ビールなどの炭酸ガスを含有した飲料用
の容器としても好適なPET容器2を提供することがで
きる。しかも、本実施例は、従来のようにDLC膜を容
器2の内方側の表面に付着させてコーティングするので
はなく、PET容器2における内方側の表面の材質自体
をDLCに改質しているので、DLCの層22が剥離す
ることがない。したがって、PET容器2内に飲料等の
液体を充填した後において、その液体内に剥離したDL
Cが混入する虞がなく、飲料などの容器として安全な容
器を提供することができる。さらに、本実施例は、従来
のようにDLC膜を表面にコーティングする技術と比較
して、PET容器2の内方側の表面にDLCの層22を
形成するのに要する時間は、従来のコーティングする場
合の数分の1であり、したがって、処理速度が速い改質
装置1および改質方法を提供できる。また、本実施例に
よって内方側の表面を改質したPET容器2は、全てリ
サイクルすることが出来る。なお、上記実施例において
はガスの供給源12にアルゴンガスを貯溜して、収納室
3内に供給していたが、アルゴンガスの代わりに炭化水
素ガスや窒素ガスを用いてもよい。
して次のような構成であっても良い。つまり、上記図1
から図3に示した第1実施例において、ガスの供給源1
2、導管16および電磁開閉弁21を省略して、その他
は第1実施例と同様の構成であっても良い。ただし、こ
の第2実施例においては、電極5としてパイプではなく
棒状のものを用いる。この第2実施例では、コイル6、
整合器17および高周波電源18によってプラズマを発
生させるプラズマ発生手段を構成している。このような
第2実施例の改質装置1においては、次のような工程で
処理を行なう。すなわち、昇降機構によって蓋体4およ
び電極5を上昇端位置に保持した状態において、図示し
ない搬送機構によってPET容器2が収納室3の上方位
置まで搬送した後、該PET容器2を収納室3内に収納
する。次に、昇降機構によって蓋体4が下降端位置まで
下降されるので、電極5がPET容器2内に挿入される
とともに蓋体4によって収納室3の上端開口部が密閉さ
れる。これと同時に、制御装置14がソレノイドコイル
7の電源を切換えてソレノイドコイル7に通電するの
で、ソレノイドコイル7が励磁されて収納室3内に磁場
が発生する。このあと、制御装置14が電磁開閉弁13
を所定時間だけ開放させるので、収納室3内に負圧が導
入される。このあと、制御装置14は、高周波電源18
に作動指令を伝達するので、該高周波電源から数MHz
〜数100MHzの高周波電流がコイル6に印加され
る。これにより、収納室3内にプラズマを発生させる。
さらに、この状態において、制御装置14から高圧電源
15に作動指令を伝達するので、該高圧電源15から正
の高電圧パルスが電極5に印加される。これにより、P
ET容器2の内方側におけるプラズマ中のイオンがPE
T容器2における内方側の表面の内部に注入される。し
たがって、PET容器2における内方側の表面全域がD
LCの層22に改質される。このような第2実施例にお
いても、上述した第1実施例と同様の作用効果を得るこ
とが出来る。
のであり、端的に言えば、この第3実施例は上記第1実
施例におけるソレノイドコイル7の代わりに複数の永久
磁石25を用いるとともに、コイル6、整合器17およ
び高周波電源18の代わりにマグネトロン26を用いた
ものである。すなわち、この第3実施例における収納室
3は、円筒状とした本体部の下端外周部にフランジ部3
Cを形成してあり、このフランジ部3Cの下面に一枚の
石英板を重合させている。この石英板によって収納室3
の底面3Bを構成している。そして、この状態の石英板
(底面3B)およびフランジ部3Cの外周部に、導波管
28側に形成したフランジ状の連結部27Aを嵌装して
あり、それによって、収納室3と導波管27とを連結し
ている。なお、フランジ部3Cと底面3Bとしての石英
板の間には、環状のシール部材28を設けてあり、それ
によって、両部材間の気密を保持している。そして、上
記導波管27の他端にマグネトロン26を気密を保持し
て連結している。このマグネトロン26の作動も制御装
置14によって制御するようにしてあり、制御装置14
によってマグネトロン26が作動されると、上記収納室
3内に向けて2.45GHzのマイクロ波を供給するよ
うになっている。つぎに、この実施例では、収納室3の
外周部には、円周方向における等ピッチで棒状の永久磁
石25を配置している。ここで隣り合う永久磁石25
は、収納室3の外周面と接触する位置の磁極が異なるよ
うに配置されている。したがって、この第3実施例にお
いては、上記複数の永久磁石25によって、それらに近
接した収納室3の内周部の近くに常時磁場が形成されて
いる。さらに、この実施例においては、蓋体4の下面の
外周部に環状のシール部材29を取り付けている。蓋体
4によって収納室3の上端開口を閉鎖した際に、上記シ
ール部材29によって、蓋体4と収納室3の上端開口部
との間の気密を保持するようにしている。この第3実施
例においては、導波管27、マグネトロン26によっ
て、プラズマを発生させるプラズマ発生手段を構成して
いる。その他の構成は、上述した第1実施例のものと同
じであり、それらについて詳細な説明は省略する。
て、次のようにしてPET容器2の表面を改質させる。
すなわち、図示しない昇降機構によって、蓋体4および
電極5が上昇端位置に保持されている状態において、図
示しない搬送機構によって搬送されてきたPET容器2
が収納室3内に収納される。次に、昇降機構によって蓋
体4が下降端の位置まで下降される。これにより、電極
5が開口部2Aを介してPET容器2内に挿入されると
ともに蓋体4によって収納室3の上端開口部が密閉され
る(図5)。複数の永久磁石25によって収納室3の内
周部には磁場が形成されているので、収納室3内に収納
されたPET容器2にも、永久磁石25による磁力が作
用する。次に、制御装置14が電磁開閉弁13を所定時
間だけ開放させるので、導管8を介して収納室3内に負
圧が導入されて、収納室3の内部空間が大気圧よりも低
圧となる。次に、この状態から制御装置14が導管16
に設けた電磁開閉弁21を所定時間だけ開放させるの
で、導管16を介してアルゴンガスがPET容器2の内
部空間に導入される。つまり、収納室3内におけるPE
T容器2の内外の空間にアルゴンガスが介在した状態と
なる。なお、このときの収納室3内の圧力は大気圧以下
となっている。このあと、制御装置14はマグネトロン
26を作動させるので、該マグネトロン26から収納室
3の底面3Bにむけて2.45GHzのマイクロ波が供
給される。これにより、収納室3内にマイクロ波が供給
されて、収納室3内のアルゴンガスにプラズマを発生さ
せる。さらに、この状態において、制御装置14から直
流の高圧電源15に作動指令を伝達するので、該高圧電
源15から正の高電圧パルスが電極5に印加される。こ
れにより、PET容器2の内方側におけるプラズマ中の
イオンがPET容器2における内方側の表面の内部に注
入される。なお、このあと、必要に応じて昇降機構によ
って電極5を所定の高さだけ、蓋体4に対して上昇さ
せ、そのあとに、再度高圧電源15に作動指令を伝達
し、再度PET容器2の内側の表面にイオンを注入して
も良い。以上のように構成した第3実施例においても、
上記第1実施例と同様の作用効果を得ることが出来る。
端的に言えば、この第4実施例は上記第1実施例におけ
るコイル6、整合器17および高周波電源18の代わり
に導波管27およびマグネトロン26を用いたものであ
る。すなわち、この第4実施例においては、導波管27
の一端を導電性材料からなる蓋体4の上面中央部に接続
している。電極5の上端部はこの導波管27を気密を保
持して貫通させて、上方側に突出させてあり、導管16
の端部を接続している。導波管27の他端に上記第3実
施例と同様のマグネトロン26を気密を保持して連結し
ている。マグネトロン26の作動も制御装置14によっ
て制御するようにしてあり、制御装置14によってマグ
ネトロン26が作動されると、上記収納室3の底面3B
に向けてマイクロ波を供給するようになっている。この
第4実施例では、蓋体4に導波管27の端部を接続して
いるので、図示しない昇降機構は、蓋体4、電極5およ
び導波管27を昇降させるようになっている。また、こ
の実施例においては、蓋体4の下面の外周部に環状のシ
ール部材29を取り付けている。蓋体4によって収納室
3の上端開口を閉鎖した際に、上記シール部材29によ
って、蓋体4と収納室3の上端開口部との間の気密を保
持するようにしている。この第4実施例においては、導
波管27、マグネトロン26によってプラズマを発生さ
せるプラズマ発生手段を構成している。その他の構成
は、上述した第1実施例のものと同じであり、それらに
ついて詳細な説明は省略する。
て、次のようにしてPET容器2の表面を改質させる。
すなわち、図示しない昇降機構によって、蓋体4、電極
5および導波管27が上昇端位置に保持されている状態
において、図示しない搬送機構によって搬送されてきた
PET容器2が収納室3内に収納される。次に、昇降機
構によって蓋体4等が下降端の位置まで下降される。こ
れにより、電極5が開口部2Aを介してPET容器2内
に挿入されるとともに蓋体4によって収納室3の上端開
口部が密閉される(図7)。それと同時に、制御装置1
4はソレノイドコイル7の電源を切換えて、ソレノイド
コイル7に通電するので、ソレノイドコイル7が励磁さ
れる。これにより、収納室3内に磁場が形成される。次
に、制御装置14が電磁開閉弁13を所定時間だけ開放
させるので、導管8を介して収納室3内に負圧が導入さ
れて、収納室3の内部空間が大気圧よりも低圧となる。
次に、この状態から制御装置14が導管16に設けた電
磁開閉弁21を所定時間だけ開放させるので、導管16
を介してアルゴンガスがPET容器2の内部空間に導入
される。つまり、収納室3内におけるPET容器2の内
外の空間にアルゴンガスが介在した状態となる。なお、
このときの収納室3内の圧力は大気圧以下となってい
る。このあと、制御装置14はマグネトロン26を作動
させるので、該マグネトロン26から蓋体4にむけてマ
イクロ波が供給される。これにより、収納室3内のアル
ゴンガスにプラズマを発生させる。さらに、この状態に
おいて、制御装置14から直流の高圧電源15に作動指
令を伝達するので、該高圧電源15から正の高電圧パル
スが電極5に印加される。これにより、PET容器2の
内方側におけるプラズマ中のイオンがPET容器2にお
ける内方側の表面の内部に注入される。なお、このあ
と、必要に応じて、昇降機構によって電極5を所定の高
さだけ、蓋体4に対して上昇させ、そのあとに、再度高
圧電源15に作動指令を伝達し、再度PET容器2の内
側の表面の内部にイオンを注入しても良い。以上のよう
に構成した第4実施例においても、上記第1実施例と同
様の作用効果を得ることが出来る。
ものである。この第5実施例は、上記第1実施例におけ
るコイル6、整合器17および高周波電源18を省略し
たものである。その他の構成は、第1実施例のものと同
じであり、詳細な説明は省略する。この第5実施例にお
いては、プラズマを発生させるプラズマ発生手段を、高
圧電源15によって兼用している。この第5実施例にお
いては、次のようにしてPET容器2の表面を改質させ
る。すなわち、図示しない昇降機構によって、蓋体4、
電極5が上昇端位置に保持されている状態において、図
示しない搬送機構によって搬送されてきたPET容器2
が収納室3内に収納される。次に、昇降機構によって蓋
体4が下降端の位置まで下降される。これにより、電極
5が開口部2Aを介してPET容器2内に挿入されると
ともに蓋体4によって収納室3の上端開口部が密閉され
る(図8)。それと同時に、制御装置14はソレノイド
コイル7の電源を切換えて、ソレノイドコイル7に通電
するので、ソレノイドコイル7が励磁される。これによ
り、収納室3内に磁場が形成される。次に、制御装置1
4が電磁開閉弁13を所定時間だけ開放させるので、導
管8を介して収納室3内に負圧が導入されて、収納室3
の内部空間が大気圧よりも低圧となる。次に、この状態
から制御装置14が導管16に設けた電磁開閉弁21を
所定時間だけ開放させるので、導管16を介してアルゴ
ンガスがPET容器2の内部空間に導入される。つま
り、収納室3内におけるPET容器2の内外の空間にア
ルゴンガスが介在した状態となる。なお、このときの収
納室3内の圧力は大気圧未満になっている。このあと、
制御装置14から直流の高圧電源15に作動指令を伝達
するので、該高圧電源15から正の高電圧パルスが電極
5で印加される。これにより、PET容器2の内方側に
プラズマを発生させると同時に、発生したプラズマ中の
イオンをPET容器2における内方側の表面の内部に注
入させる。これにより、PET容器2における内方側の
表面の内部がDLCに改質される。なお、このあと、必
要に応じて、昇降機構によって電極5を所定の高さだ
け、蓋体4に対して上昇させ、そのあとに、再度高圧電
源15に作動指令を伝達し、再度PET容器2の内側に
プラズマを発生させるとともにPET容器2の内方側の
表面にイオンを注入しても良い。以上のように構成した
第5実施例においても、上記第1実施例と同様の作用効
果を得ることが出来る。
たものであり、この第6実施例は上記図7に示した第4
実施例におけるソレノイドコイル7を省略し、その代わ
りに複数の永久磁石25を設けたものである。すなわ
ち、この第6実施例では、電極5における支持部5Aよ
りも下方側の内周面に、円周方向における等ピッチで棒
状の永久磁石25を配置している。図11に示すよう
に、隣り合う永久磁石25は、電極5の内周面と接触す
る位置の磁極が異なるように配置されている。したがっ
て、この第6実施例においては、上記複数の永久磁石2
5によって、電極5そのものに常時磁場が形成されてい
る。この他の構成は、上記図7に示した第4実施例と同
じであり詳細な説明は省略する。 ----(第6実施例の作動説明) 以上のように構成した第6実施例の改質装置1によっ
て、次のようにしてPET容器2の表面を改質させる。
すなわち、図示しない昇降機構によって、蓋体4、電極
5および導波管27が上昇端位置に保持されている状態
において、図示しない搬送機構によって搬送されてきた
PET容器2が収納室3内に収納される。次に、昇降機
構によって蓋体4等が下降端の位置まで下降される。こ
れにより、電極5が開口部2Aを介してPET容器2内
に挿入されるとともに蓋体4によって収納室3の上端開
口部が密閉される(図10)。収納室3に挿入された電
極5には、複数の永久磁石25によって磁場が形成され
る。このあと、制御装置14が電磁開閉弁13を所定時
間だけ開放させるので、導管8を介して収納室3内に負
圧が導入されて、収納室3の内部空間が大気圧よりも低
圧となる。次に、この状態から制御装置14が導管16
に設けた電磁開閉弁21を所定時間だけ開放させるの
で、導管16を介してアルゴンガスがPET容器2の内
部空間に導入される。つまり、収納室3内におけるPE
T容器2の内外の空間にアルゴンガスが介在した状態と
なる。なお、このときの収納室3内の圧力は大気圧以下
となっている。このあと、制御装置14はマグネトロン
26を作動させるので、該マグネトロン26から蓋体4
にむけてマイクロ波が供給される。これにより、収納室
3内のアルゴンガスにプラズマを発生させる。さらに、
この状態において、制御装置14から直流の高圧電源1
5に作動指令を伝達するので、該高圧電源15から正の
高電圧パルスが電極5に印加される。これにより、PE
T容器2の内方側におけるプラズマ中のイオンがPET
容器2における内方側の表面の内部に注入される。な
お、このあと、昇降機構によって電極5を支持部5Aの
上下方向寸法に相当する高さだけ、蓋体4に対して上昇
させ、そのあとに、再度高圧電源15に作動指令を伝達
し、再度PET容器2における内側の表面の内部にイオ
ンを注入しても良い。以上のように構成した第6実施例
においても、上述した各実施例と同様の作用効果を得る
ことが出来る。
化合物製容器の表面層を、炭酸ガスおよび酸素を透過し
ない材質もしくは透過しにくい材質に改質させることが
出来るという効果が得られる。
後の状態を示すPET容器2の要部の断面図。
図。
器 3…収納室 4…蓋体 5…電極 6…コイル 7…ソレノイド 11…負圧源 12…ガスの供給源 15…高圧電
源 18…高周波電源 22…DLC
の層
Claims (13)
- 【請求項1】 炭素を含む高分子化合物製容器にイオン
を注入して、該容器の表面層を、炭酸ガスおよび酸素が
透過しない材質もしくは透過しにくい材質に改質させる
ことを特徴とする高分子化合物製容器の表面改質方法。 - 【請求項2】 上記容器における内方側にプラズマを発
生させてから、上記容器の内部に配置した電極に高電圧
パルスを印加して、イオンを上記容器の表面層に注入
し、該容器の表面層を炭酸ガスおよび酸素が透過しない
材質もしくは透過しにくい材質に改質させることを特徴
とする請求項1に記載の高分子化合物製容器の表面改質
方法。 - 【請求項3】 上記電極に正の高電圧パルスを印加する
ことを特徴とする請求項2に記載の高分子化合物製容器
の表面改質方法。 - 【請求項4】 上記高分子化合物製容器は、PET(ポ
リエチレンテレフタレート)製容器あるいは、合成樹脂
製の容器であることを特徴とする請求項1から請求項3
のそれぞれに記載の高分子化合物製容器の表面改質方
法。 - 【請求項5】 高分子化合物製容器を気密を保持して収
納可能な収納室と、この収納室内に負圧を導入する負圧
源と、収納室内にプラズマを発生させるプラズマ発生手
段と、収納室に収納した容器内に挿入される電極と、こ
の電極に高電圧パルスを印加する高電圧電源とを備え
て、収納室内に収納した容器の内方側の表面層を、炭酸
ガスおよび酸素を透過しない材質もしくは透過しにくい
材質に改質させることを特徴とする高分子化合物製容器
の表面改質装置。 - 【請求項6】 上記収納室内に磁場を発生させる磁場発
生手段を備えることを特徴とする請求項5に記載の高分
子化合物製容器の表面改質装置。 - 【請求項7】 上記収納室内にガスを供給するガス供給
源を備えることを特徴とする請求項6に記載の高分子化
合物製容器の表面改質装置。 - 【請求項8】 上記プラズマ発生手段は、収納室の内周
部に設けたコイルと、このコイルに整合器を介して高周
波電流を印加する高周波電源とを備えることを特徴とす
る請求項6あるいは請求項7に記載の高分子化合物製容
器の表面改質装置。 - 【請求項9】 上記プラズマ発生手段は、導波管を介し
て収納室内にマイクロ波を供給するマグネトロンを備え
ることを特徴とする請求項6あるいは請求項7に記載の
高分子化合物製容器の表面改質装置。 - 【請求項10】 上記高圧電源が上記プラズマ発生手段
を兼ねることを特徴とする請求項6あるいは請求項7に
記載の高分子化合物製容器の表面改質装置。 - 【請求項11】 上記磁場発生手段は、収納室を囲繞し
て設けたソレノイドコイルあるいは、収納室を囲繞して
配置した複数の永久磁石からなることを特徴とする請求
項6から請求項10のそれぞれに記載した高分子化合物
製容器の表面改質装置。 - 【請求項12】 上記高電圧電源は、上記電極に正の高
電圧パルスを印加することを特徴とする請求項5から請
求項11のそれぞれに記載した高分子化合物製容器の表
面改質装置。 - 【請求項13】 上記高分子化合物製容器は、PET
(ポリエチレンテレフタレート)容器あるいは、合成樹
脂製の容器からなることを特徴とする請求項5から請求
項12のそれぞれに記載した高分子化合物製容器の表面
改質装置。
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