JP2004107781A - 炭素膜コーティング方法および装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】炭素膜の構造が乱されないように容器に炭素膜をプラズマコーティングをする。
【解決手段】ブロー成形装置(10)で形成された容器(C)は搬送装置(100)で二酸化炭素ガス注入装置(20)に向けて搬送される。二酸化炭素ガス注入装置は回転ドラム(21)の下面に設けた複数のノズル(23)の内、所定の位置に来たものを開弁して二酸化炭素ガスを噴出し、開弁されるノズル23の下を通過する容器に二酸化炭素ガスを充填する。二酸化炭素ガスが充填された容器は搬送装置によりプラズマコーティング装置(30)に送られ、炭素膜プラズマコーティングがおこなわれるが、開始時に容器内には空気が存在ないのでプラズマコーティング中に窒素と炭素原子が反応して炭素膜の構造が乱されることがない。
【選択図】   図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は容器の内面に炭素膜コーティングをする炭素膜コーティング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
容器、特にPETボトル、が大量に生産、使用されている。その中には、内面に炭素膜コーティングをした容器も使用されている。従来、このような炭素膜コーティングはプラズマコーティング装置により、容器の真空排気をおこない、容器内の大気を排出するとともに容器内をコーティングに適した圧力にし、その後、プラズマ原料ガスを供給しながら高周波電界を容器内に発生せしめ、プラズマ原料ガスをプラズマ化して、分解し、活性な炭素原子を生成し、生成された炭素原子が容器内面に衝突、接触することによって炭素膜コーティングをおこなっている。(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
ところが、上記のようなやり方で炭素膜コーティングをおこなった場合に、当初容器内を満たしていた大気が真空排気後も容器内に残存しており、この残存している大気中に含まれる窒素分がプラズマ原料ガスと反応して炭素膜の構造を乱すことがある。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−256331号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、プラズマコーティング時に容器内に窒素が残存していることを防止し、炭素膜の構造が乱されないように、容器に炭素膜コーティングをする方法および装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、容器の内面に炭素膜コーティングする方法であって、
プラズマコーティング装置で、容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめる炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておく、ことを特徴とする方法が提供される。
このような方法によれば炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内は二酸化炭素ガスで満たされ窒素が存在せず、炭素プラズマコーティング工程で発生する炭素が窒素と反応して炭素膜の構造が乱されることがない。
【0007】
請求項2の発明によれば、容器成形後に二酸化炭素ガス注入装置で二酸化炭素ガスを容器内に注入することにより、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内が二酸化炭素ガスで満たされている。
【0008】
請求項3の発明によれば、ブロー成形装置で容器成形をおこない、ブロー成形の際に型内に注入する圧縮ガスを二酸化炭素ガスとすることにより、請求項4の発明によれば、さらに、ブロー成形装置からプラズマコーティング装置への容器の搬送が二酸化炭素ガス雰囲気内でおこうことにより、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内が二酸化炭素ガスで満たされている。
【0009】
請求項5の発明によれば、容器の内面に炭素膜コーティングする装置であって、
容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめるプラズマコーティング装置と、
プラズマコーティング装置による容器内の真空化の前に、容器内を二酸化炭素ガスで満たす容器内二酸化炭素ガス化装置と、を具備する、ことを特徴とする装置が提供される。
【0010】
請求項6の発明によれば、容器内二酸化炭素ガス化装置は、容器成形後に二酸化炭素ガスを容器内に注入する二酸化炭素ガス注入装置とされる。
【0011】
請求項7の発明によれば、容器内二酸化炭素ガス化装置は、ブロー成形の際に型内に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素ガスブロー注入装置とされ、請求項8の発明によれば、さらに、ブロー成形をおこなうブロー成形装置からプラズマコーティング装置への容器の搬送路を覆う二酸化炭素ガスチャンバを有する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
初めに、図1を参照して、第1の実施の形態について説明する。この第1の実施の形態は、ブロー成形装置で成形された容器に二酸化炭素ガスを注入してからプラズマコーティング装置に送るものである。
【0013】
参照符号10で示されるのがブロー成形装置であって、ブロー成形装置10は樹脂加熱装置11で加熱した樹脂、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)を、押し出し装置12でノズル装置13を介してパリソンPとして押し出し、これを半割にされた2つの型14で挟み、パリソンP内に圧縮空気供給装置15からノズル装置13内の空気通路を介して圧縮空気を吹き込み型14の内壁にパリソンPを密着させて容器Cを形成するものである。ブロー成形装置10は必要に応じて複数個設けられる。
ブロー成形装置10で上記のように形成された容器Cは搬送装置100で二酸化炭素ガス注入装置20に向けて搬送される。
【0014】
二酸化炭素ガス注入装置20は、上面中央にガス取り入れ口22を設け、下面に外周に沿って多数のノズル23を設けた回転ドラム21内に二酸化炭素ガス供給装置24から二酸化炭素ガスを供給して充満させ、所定の位置に来た複数のノズル23を開弁するものである。そして、開弁されるノズル23の下を容器Cが通過するようにされている。このようにすることにより、容器C内に当初存在していた空気は押し出されて二酸化炭素ガスにより充填される。
【0015】
二酸化炭素ガスが充填された容器Cは搬送装置100によりプラズマコーティング装置30に送られる。プラズマコーティング装置30は、公知のものであって、互いに密着および、離間可能であって、密着時には協働して容器Cを収容する下蓋容器31と上蓋容器32とを有し、上蓋容器32には排気管取り付け部材33を介して排気管34が取り付けられ、排気管34は真空ポンプ35に結合されている。
【0016】
また、排気管取り付け部材33には原料ガス供給管36が取り付けられている。原料ガス供給管36には原料ガス供給装置37から、例えば、アセチレンガスが供給される。原料ガス供給管36は下蓋容器31の所定位置に位置せしめられる容器C内に延伸し、先端部分には複数の原料ガス噴出口36aが設けられている。また、原料ガス供給管36には高周波電源38の発生する高周波電圧が整合器39を介して印加される。このプラズマコーティング装置30も必要に応じて複数設けられる。
【0017】
搬送装置100により搬送されてきた容器Cは上蓋容器32と離間されている下蓋容器31内の所定位置に配置され、それから上蓋容器32が下蓋容器31に密着され、この時同時に原料ガス供給管36が容器Cの内部の所定位置に位置せしめられる。次に、真空ポンプ35を作動せしめて下蓋容器31と上蓋容器32で形成されるチャンバ内の圧力を所定の値になるまで低下せしめる。
【0018】
その後、原料ガス供給装置37から原料ガスを供給しながら高周波電原38から整合器39を介して原料ガス供給管36に印加する。すると、原料ガス噴出口36aから噴出する原料ガスがプラズマ化され分解し活性な炭素原子が生成され、それが容器Cの内面に衝突、接触して容器の内面に炭素膜がコーティングされる。
【0019】
第1の実施の形態は上記のように構成され作用し、プラズマコーティング装置30に送られてきたときに容器C内には二酸化炭素ガスが充填されており、空気はなく、したがって窒素が存在しない。その結果、プラズマ処理中に窒素と炭素が反応して炭素膜の構造が乱されることが防止される。
【0020】
次に、図2を参照して、第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態は、ブロー成形装置で容器を成形する際に、パリソン内に圧縮空気ではなくて二酸化炭素ガスを注入するようにしたものである。
【0021】
図2に示されるように、この第の実施の形態はブロー成形装置10とプラズマコーティング装置30でのみ形成され、第1の実施の形態のような二酸化炭素ガス注入装置20は含まれていない。ブロー成形装置10は基本的に第1の実施の形態と同じ構成であるが、圧縮空気供給装置15の代わりに、加圧された二酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素ガスブロー注入装置16がノズル装置13に接続され、パリソンPには二酸化炭素ガスが注入される。したがって、ブロー成形装置10で成形された容器C内には二酸化炭素ガスが充填されている。
【0022】
そして、この二酸化炭素ガスが充填された容器Cは、搬送装置110により、プラズマコーティング装置30に送られ、プラズマコーティング装置30で第1の実施の形態と同様に炭素膜がプラズマコーティングされる。
第2の実施の形態は上記のように構成され作用し、第1の実施の形態と同様に、プラズマコーティング装置30に送られてきたときに容器C内には二酸化炭素ガスが充填されており、空気はなく、したがって窒素が存在しない。その結果、プラズマ処理中に窒素と炭素が反応して炭素膜の構造が乱されることが防止される。
【0023】
図3に示すのは第2の実施の形態の変形例を説明する図であって、第2の実施の形態における搬送装置110を二酸化炭素ガスブロー注入装置16から供給される二酸化炭素ガスの充満した二酸化炭素ガスチャンバ120内に配設したものである。このようにすることにより搬送中に容器C内に空気が混入することが防止され、炭素膜の構造が乱されることがより良好に防止される。
【0024】
【発明の効果】
請求項1から4に記載の発明は、容器の内面に炭素膜コーティングする方法であるが、プラズマコーティング装置で、容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめる炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておくようにされ、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内は二酸化炭素ガスで満たされ窒素が存在せず、炭素プラズマコーティング工程で発生する炭素が窒素と反応して炭素膜の構造が乱されることがない。特に、請求項3、4の発明のように、ブロー成形装置で容器成形をおこない、ブロー成形の際に型内に注入する圧縮ガスを二酸化炭素ガスとして炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておくようにすれば成形後に容器毎に二酸化炭素ガス注入装置で二酸化炭素ガスを注入する必要がない。
【0025】
請求項5から8の発明は、容器の内面に炭素膜コーティングする装置であるが、容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめるプラズマコーティング装置と、プラズマコーティング装置による容器内の真空化の前に、容器内を二酸化炭素ガスで満たす容器内二酸化炭素ガス化装置と、を具備し、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内は二酸化炭素ガスで満たされ窒素が存在せず、炭素プラズマコーティング工程で発生する炭素が窒素と反応して炭素膜の構造が乱されることがない。
【0026】
特に、請求項7,8の発明のように、ブロー成形装置で容器成形をおこない、ブロー成形の際に二酸化炭素ガスブロー注入装置で型内に二酸化炭素ガスを注入すれば、成形後に容器毎に二酸化炭素ガス注入装置で二酸化炭素ガスを注入する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の構成を説明する図である。
【図2】第2の実施の形態の構成を説明する図である。
【図3】第2の実施の形態の変形例の構成を説明する図である。
【符号の説明】
10…ブロー成形装置
11…樹脂加熱装置
13…ノズル装置
14…型
15…圧縮空気供給装置
16…二酸化炭素ガスブロー注入装置
20…二酸化炭素ガス注入装置
21…回転ドラム
22…ガス取り入れ口
23…ノズル
24…二酸化炭素ガス供給装置
30…プラズマコーティング装置
31…下蓋容器
32…上蓋容器
33…排気管取り付け部材
34…排気管
35…真空ポンプ
36…原料ガス供給管
36a…原料ガス噴出口
37…原料ガス供給装置
38…高周波電源
39…整合器

Claims (8)

  1. 容器の内面に炭素膜コーティングする方法であって、
    プラズマコーティング装置で、容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめる炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておく、ことを特徴とする方法。
  2. 容器成形後に二酸化炭素ガス注入装置で二酸化炭素ガスを容器内に注入して、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておく、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. ブロー成形装置で容器成形をおこない、ブロー成形の際に型内に注入する圧縮ガスを二酸化炭素ガスとして、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておく、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. ブロー成形装置からプラズマコーティング装置への容器の搬送を二酸化炭素ガス雰囲気内でおこなう、ことを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 容器の内面に炭素膜コーティングする装置であって、
    容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめるプラズマコーティング装置と、
    プラズマコーティング装置による容器内の真空化の前に、容器内を二酸化炭素ガスで満たす容器内二酸化炭素ガス化装置と、
    を具備する、ことを特徴とする装置。
  6. 容器内二酸化炭素ガス化装置は、容器成形後に二酸化炭素ガスを容器内に注入する二酸化炭素ガス注入装置である、ことを特徴とする請求項5に記載の装置。
  7. 容器内二酸化炭素ガス化装置は、ブロー成形の際に型内に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素ガスブロー注入装置である、ことを特徴とする請求項5に記載の装置。
  8. ブロー成形をおこなうブロー成形装置からプラズマコーティング装置への容器の搬送路を覆う二酸化炭素ガスチャンバを有する、ことを特徴とする請求項7に記載の装置。
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CN107428065A (zh) * 2015-03-25 2017-12-01 西德尔合作公司 包括被等离子处理和直接印刷的容器的包装的制造方法

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