JP2005200724A - プラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置および内面バリヤ膜被覆プラスチック容器の製造方法 - Google Patents
プラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置および内面バリヤ膜被覆プラスチック容器の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 回転式真空シール機構に排気管を通して連通され、プラスチック容器の内面にバリヤ膜を成膜するための複数の成膜チャンバを具備し、前記排気管は導電材料からなり、その内部の所望位置に通気性で導電性を有する電界遮蔽部材が配置され、かつ前記成膜チャンバは容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさの空洞を有する外部電極と、この容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられ、排気管が接続されと共に接地される導電性のチャンバヘッダ部材と、外部電極内の容器内にチャンバヘッダ部材側から挿入され、バリヤ膜生成ガスを吹き出すためのガス吹き出し部材と、外部電極と接地されたチャンバヘッダ部材および排気管との間に電界を付与するための電界付与手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
前記排気管は、導電材料からなり、前記成膜チャンバから所望距離離れた内部に通気性で導電性を有する電界遮蔽部材が配置され、かつ
前記成膜チャンバは、前記プラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさの空洞を有する外部電極と、この容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられ、前記排気管が連結されると共に接地される導電性のチャンバヘッダ部材と、前記外部電極内の前記プラスチック容器内に前記チャンバヘッダ部材側から挿入され、バリヤ膜生成ガスを吹き出すためのガス吹き出し部材と、前記外部電極と接地された前記チャンバヘッダ部材および排気管との間に電界を付与するための電界付与手段とを備えることを特徴とするプラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置。
(a)被処理物であるプラスチック容器を複数の成膜チャンバの各外部電極内にそれぞれ挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し部材を前記容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられた導電性のチャンバヘッダ部材から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)回転式真空シール機構により前記容器内外および前記チャンバヘッダ部材のガスを内部の所望位置に通気性で導電性を有する電界遮蔽部材が配置された排気管を通して排気しつつ、前記ガス吹き出し部材からバリヤ膜生成ガスを前記プラスチック容器内に吹き出して前記プラスチック容器内を含む前記チャンバヘッダ部材および排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)電界付与手段により前記外部電極と前記チャンバヘッダ部材および電界遮蔽部材位置から前記チャンバヘッダ部材に位置する前記排気管部分を含む接地電極との間に電界を付与し、前記プラスチック容器内を含む前記チャンバヘッダ部材および前記排気管部分にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記バリヤ膜生成ガスを解離させて前記プラスチック容器内面にバリヤ膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする内面バリヤ膜被覆プラスチック容器の製造方法。
前記排気管は、導電材料からなる管部と絶縁材料からなる管部とから構成され、導電材料からなる管部は前記各成膜チャンバに連結され、かつ
前記成膜チャンバは、前記プラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさの空洞を有する外部電極と、この容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられ、前記導電材料からなる管部が連結されると共に接地される導電性のチャンバヘッダ部材と、前記外部電極内の前記プラスチック容器内に前記チャンバヘッダ部材側から挿入され、バリヤ膜生成ガスを吹き出すためのガス吹き出し部材と、前記外部電極と接地された前記チャンバヘッダ部材および前記導電材料からなる管部との間に電界を付与するための電界付与手段とを備えることを特徴とするプラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置。
(a)被処理物であるプラスチック容器を複数の成膜チャンバの各外部電極内にそれぞれ挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し部材を前記容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられた導電性のチャンバヘッダ部材から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)回転式真空シール機構により前記容器内外および前記チャンバヘッダ部材のガスを導電材料からなる管部と絶縁材料からなる管部とから構成された排気管を通して排気しつつ、前記ガス吹き出し部材からバリヤ膜生成ガスを前記プラスチック容器内に吹き出して前記プラスチック容器内を含む前記チャンバヘッダ部材および排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)電界付与手段により前記外部電極と前記チャンバヘッダ部材および前記導電材料からなる管部を含む接地電極との間に電界を付与し、前記プラスチック容器内を含む前記チャンバヘッダ部材および前記導電材料からなる管部にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記バリヤ膜生成ガスを解離させて前記プラスチック容器内面にバリヤ膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする内面バリヤ膜被覆プラスチック容器の製造方法。
図1は、第1実施形態に係るプラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置を示す平面図、図2は図1の成膜チャンバを含む要部断面図である。
前述した図1および図2に示すバリヤ膜形成装置を用い、ペットボトルBの口部上端を前記環状絶縁部材31の中空部内に、ペットボトルBの口部および肩部を前記スペーサ30の空洞部29内に、これ以外のペットボトルB部分を前記外部電極27内に収納し、アルミニウム製のガス供給管34を用い、かつ排気管11内へのハニカム形導体39の配置位置を変えてペットボトルBが収納される外部電極27内面の面積(S1)と接地電極の面積(S2)との面積比(S2/S1)を制御し、下記条件で前記ペットボトルB内面に炭素膜を形成した。
・円柱状スペーサ30:ホトベール(商品名、住金セラミックス製)から製作、
・面積比(S2/S1)=1〜3.5、
・媒質:C2H2ガス、
・媒質のガス流量:124sccm、
・ペットボトルBおよびチャンバヘッド部材32内のガス圧力:0.3Torr、
・外部電極27に供給する高周波電力:13MHz、1600W、
・成膜時間:3秒間。
前述した図1および図2に示すバリヤ膜形成装置を用い、ペットボトルBの口部上端を前記環状絶縁部材31の中空部内に、ペットボトルBの口部および肩部を前記スペーサ30の空洞部29内に、これ以外のペットボトルB部分を前記外部電極27内に収納し、かつハニカム形導体をチャンバヘッド部材33における立ち上がりから排気管11側に延びる角部に配置して排気管を放電領域と機能させず、外部電極27内面の面積(S1)と接地電極の面積(S2)との面積比(S2/S1)を0.7にした以外、実施例1と同様な方法でペットボトル内面に炭素膜を形成した。
第2実施形態に係るプラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置は、図6に示す排気管構造が異なる以外、実質的に前述した図1および図2と同様な構造を有する。
前述した図1および図6に示すバリヤ膜形成装置を用い、ペットボトルBの口部上端を前記環状絶縁部材31の中空部内に、ペットボトルBの口部および肩部を前記スペーサ30の空洞部29内に、これ以外のペットボトルB部分を前記外部電極27内に収納し、アルミニウム製のガス供給管34を用い、かつ排気管11を構成する導電管部12aの長さを変えてペットボトルBが収納される外部電極27内面の面積(S1)と接地電極の面積(S2)との面積比(S2/S1)を制御し、下記条件で前記ペットボトルB内面に炭素膜を形成した。
・円柱状スペーサ30:ホトベール(商品名、住金セラミックス製)から製作、
・面積比(S2/S1)=1〜3.5、
・媒質:C2H2ガス、
・媒質のガス流量:124sccm、
・ペットボトルBおよびチャンバヘッド部材32内のガス圧力:0.3Torr、
・外部電極27に供給する高周波電力:13MHz、1600W、
・成膜時間:3秒間。
Claims (8)
- 回転式真空シール機構と、この回転式真空シール機構に排気管を通して連通され、被処理物であるプラスチック容器の内面にバリヤ膜を成膜するための複数の成膜チャンバとを具備し、
前記排気管は、導電材料からなり、前記成膜チャンバから所望距離離れた内部に通気性で導電性を有する電界遮蔽部材が配置され、かつ
前記成膜チャンバは、前記プラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさの空洞を有する外部電極と、この容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられ、前記排気管が連結されると共に接地される導電性のチャンバヘッダ部材と、前記外部電極内の前記プラスチック容器内に前記チャンバヘッダ部材側から挿入され、バリヤ膜生成ガスを吹き出すためのガス吹き出し部材と、前記外部電極と接地された前記チャンバヘッダ部材および排気管との間に電界を付与するための電界付与手段とを備えることを特徴とするプラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置。 - 前記電界遮蔽部材は、ハニカム構造またはメッシュ形状を有することを特徴とする請求項1記載のプラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置。
- 請求項1または2記載のバリヤ膜形成装置を用いて内面バリヤ膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を複数の成膜チャンバの各外部電極内にそれぞれ挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し部材を前記容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられた導電性のチャンバヘッダ部材から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)回転式真空シール機構により前記容器内外および前記チャンバヘッダ部材のガスを内部の所望位置に通気性で導電性を有する電界遮蔽部材が配置された排気管を通して排気しつつ、前記ガス吹き出し部材からバリヤ膜生成ガスを前記プラスチック容器内に吹き出して前記プラスチック容器内を含む前記チャンバヘッダ部材および排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)電界付与手段により前記外部電極と前記チャンバヘッダ部材および電界遮蔽部材位置から前記チャンバヘッダ部材に位置する前記排気管部分を含む接地電極との間に電界を付与し、前記プラスチック容器内を含む前記チャンバヘッダ部材および前記排気管部分にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記バリヤ膜生成ガスを解離させて前記プラスチック容器内面にバリヤ膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする内面バリヤ膜被覆プラスチック容器の製造方法。 - 回転式真空シール機構と、この回転式真空シール機構に排気管を通して連通され、被処理物であるプラスチック容器の内面にバリヤ膜を成膜するための複数の成膜チャンバとを具備し、
前記排気管は、導電材料からなる管部と絶縁材料からなる管部とから構成され、導電材料からなる管部は前記各成膜チャンバに連結され、かつ
前記成膜チャンバは、前記プラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさの空洞を有する外部電極と、この容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられ、前記導電材料からなる管部が連結されると共に接地される導電性のチャンバヘッダ部材と、前記外部電極内の前記プラスチック容器内に前記チャンバヘッダ部材側から挿入され、バリヤ膜生成ガスを吹き出すためのガス吹き出し部材と、前記外部電極と接地された前記チャンバヘッダ部材および前記導電材料からなる管部との間に電界を付与するための電界付与手段とを備えることを特徴とするプラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置。 - 請求項4記載のバリヤ膜形成装置を用いて内面バリヤ膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を複数の成膜チャンバの各外部電極内にそれぞれ挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し部材を前記容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられた導電性のチャンバヘッダ部材から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)回転式真空シール機構により前記容器内外および前記チャンバヘッダ部材のガスを導電材料からなる管部と絶縁材料からなる管部とから構成された排気管を通して排気しつつ、前記ガス吹き出し部材からバリヤ膜生成ガスを前記プラスチック容器内に吹き出して前記プラスチック容器内を含む前記チャンバヘッダ部材および排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)電界付与手段により前記外部電極と前記チャンバヘッダ部材および前記導電材料からなる管部を含む接地電極との間に電界を付与し、前記プラスチック容器内を含む前記チャンバヘッダ部材および前記導電材料からなる管部にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記バリヤ膜生成ガスを解離させて前記プラスチック容器内面にバリヤ膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする内面バリヤ膜被覆プラスチック容器の製造方法。 - 誘電体材料からなるスペーサは、前記プラスチック容器が挿入された時に少なくともその容器の口部および肩部と前記外部電極との間に介在されることを特徴とする請求項1または4記載のプラスチック容器内面へのバリヤ膜形成装置。
- 前記プラスチック容器が収納される前記外部電極内面の面積をS1、前記接地電極の面積をS2とすると、それらの面積比(S2/S1)を1以上にすることを特徴とする請求項3または5記載の内面バリヤ膜被覆プラスチック容器の製造方法。
- 前記プラスチック容器を、前記外部電極内に挿入する際、少なくともその容器の口部および肩部と前記外部電極との間に誘電体材料からなるスペーサを介在させることを特徴とする請求項3または5記載の内面バリヤ膜被覆プラスチック容器の製造方法。
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