JP2005526911A - 工作物のプラズマ処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

工作物をプラズマ処理するための方法および装置。工作物を処理ステーションの少なくとも部分的に真空化可能なチャンバーのなかへ挿入し、工作物を処理ステーションの内部で保持要素により位置決めする。工作物の内部空間を密封するため、スリーブ状の密封要素をチャンバー底部に対し相対的に位置決めさせる。

Description

本発明は、工作物を処理ステーションの少なくとも部分的に真空化可能なチャンバーのなかへ挿入し、工作物を処理ステーションの内部で保持要素により位置決めようにした工作物をプラズマ処理するための方法に関するものである。
さらに本発明は、工作物を受容するための少なくとも１つの真空化可能なプラズマチャンバーを有し、プラズマチャンバーが処理ステーションの領域に配置され、該プラズマチャンバーがチャンバー底部とチャンバーカバーと側部のチャンバー壁とによって画成され、工作物を位置決めするための少なくとも１つの保持要素が設けられている、工作物をプラズマ処理するための装置にも関わる。

この種の方法および装置はたとえばプラスチックに表面被覆を備えさせるために使用される。特に、液体をパッキングするために設けられる容器の内表面と外表面とをコーティングするためのこの種の方法および装置はすでに知られている。さらにプラズマ殺菌装置も知られている。

特許文献１には、ＰＥＴから成る容器の内面をコーティングするためのプラズマチャンバーが記載されている。コーティングされる容器は可動底部により持ち上げてプラズマチャンバーのなかへ挿入され、容器開口部の領域でアダプタと結合される。アダプタを通じて容器内部を真空にさせることができる。さらに、処理ガスを供給するため、アダプタを通じて中空の長棒が容器の内部空間内へ挿入される。プラズマの点火はマイクロ波を使用して行なわれる。

また、上記特許文献１からは、多数のプラズマチャンバーを回転するホイールに配置することも知られている。これにより単位時間当たりの容器の高生産率が促進される。

特許文献２に記載の供給装置は、容器内部空間を真空にして処理ガスを供給するためのものである。特許文献３に記載のプラズマチャンバーには、前もって容器の開口領域と結合された可動なカバーによって容器が挿入される。

特許文献４も回転するホイールにプラズマステーションを配置することを開示しており、このような配置構成に対して低圧ポンプとプラズマステーションとをグループごとに関連づけて、チャンバーと容器の内部空間との好ましい真空化を促進させるようにすることを記載している。さらに、複数個の容器のコーティングを１つの共通のプラズマステーションまたは１つの共通のキャビティで行なうことが記載されている。

容器の内面をコーティングするための他の装置は特許文献５に記載されている。この文献には、特に、マイクロ波発生器をプラズマチャンバーの上方に配置すること、プラズマチャンバーの底部を貫通するように真空パイプと作動媒体管とを配置することが記載されている。

公知の方法の大部分は、熱可塑性プラスチック材のバリヤー特性を改善するため、一般に化学式ＳｉＯ_ｘで表される酸化珪素から成る容器コーティング層をプラズマで発生させて使用する。この種のバリヤー層はパッキングされた液体への酸素の侵入を阻止するとともに、ＣＯ_２を含んでいる液体の場合には二酸化炭素の流出をも阻止する。

従来知られている方法および装置は、大量生産に使用するにはまだ十分適していない。大量生産の場合、１個の工作物あたりのコーティングコストは安くなければならないし、生産速度も高くなければならないからである。

国際公開第９５／２２４１３号パンフレット 欧州特許公開第１０１０７７３号公報 国際公開第０１／３１６８０号パンフレット 国際公開第００／５８６３１号パンフレット 国際公開第９９／１７３３４号パンフレット

本発明の課題は、処理対象である工作物の高速且つ信頼性の高い操作を支援するように冒頭で述べた種類の方法を提供することである。

本発明の他の課題は、処理対象である工作物の簡潔な運動力学を支援するように冒頭で述べた種類の装置を提供することである。

上記の課題は、方法においては、工作物の内部空間を密封するため、スリーブ状の密封要素をチャンバー底部に対し相対的に位置決めすることによって解決される。

また装置においては、チャンバー底部の領域に、該チャンバー底部に対し相対的に可動に配置されるスリーブ状の密封要素が設けられていることによって解決される。

チャンバー底部と保持要素とに対し相対的に位置決め可能にスリーブ状の密封要素が設けられていることにより、処理対象である工作物を実質的に一定の高さレベルで搬送することが可能である。これにより、従来の技術にしたがって行なわれる工作物の高さ位置決めに対する時間と、これに必要な構造的コストとが節約される。

工作物を操作する際の方法技術的プロセスは次のように経過する。まず、工作物をプラズマチャンバー内へ挿入して設置するため、少なくとも工作物を保持要素に受け渡すことができる程度に密封要素をプラズマ底部のなかへ沈降させる。保持要素により工作物をプラズマチャンバー内部で位置決めした後、予め設定可能な時点で密封要素を持ち上げ、これによりプラズマチャンバーの内部空間に対する工作物の内部空間の密封を行なう。

この種の密封は、すでに真空化過程の開始時点でも、またすでに部分真空化を行なった後でも実施してよい。部分真空化を行なった後にはじめて密封を行なう利点は、工作物の内部空間とプラズマチャンバーの内部空間とをまず一緒に真空化させることができること、工作物の内部空間を密封した後の第２の真空化ステップで、工作物の内部空間の領域での負圧と、プラズマチャンバーの内部空間内の負圧とを異なる値に設定できることにある。この場合、特に、工作物の内部空間の負圧をプラズマチャンバーの内部空間の負圧よりも低く設定してよい。

好ましい重力導入を支援するため、位置決めを鉛直方向において行なう。

円形の開口部分を備えた工作物のプラズマ処理は、円形の横断面を持った密封要素を位置決めすることにより支援される。

開口部が下向きになっている中空の工作物をコーティングする場合には、プラズマステーションのキャビティの真空化をチャンバー底部を通じて行なうのが有利である。

装置の技術構成の点で簡単な実現は、チャンバー底部を通じて処理ガスを供給することによっても得られる。

工作物の内部空間内への処理ガスの迅速且つ均一な配分は、処理ガスを長棒を通じて工作物の内部空間のなかへ供給することによって達成される。

高い位置決め精度は、工作物を密封要素の嵌め込みフランジにより側方から支持することによって得られる。

特に、密封要素と工作物とを一緒に案内する際の自動心合わせは、工作物の開口領域を嵌め込みフランジにより支持することによって達成される。

１つの方向での密封要素の能動的位置決めは、密封要素を圧縮ばねによりプラズマチャンバーとは逆の側の方向へ押圧することによって達成できる。

外力の作用があっても安定した作動を支援するため、本発明によれば、密封要素のストローク範囲を少なくとも２つのストッパーにより制限する。

密封要素の特に簡単な位置決めは、密封要素を機械的に位置決めすることにより実施することができる。

さらに、密封要素を空気圧で位置決めすることが考えられる。

プラズマの点火を制御可能にするため、本発明によれば、チャンバーカバーの領域において、マイクロ波発生器により発生させたマイクロ波をキャビティ内へ導入させる。

代表的な使用例は、熱可塑性プラスチックから成る工作物を処理することである。

特に、工作物の内部空間を処理することが考えられる。

工作物として容器を処理することにより広範囲の使用分野が想定される。

この場合、特に、工作物として飲料物のボトルを処理することが考えられる。

高い信頼性と高品質の生産で生産率を向上させるため、少なくとも１つのプラズマステーションを回転するプラズマホイールにより供給位置から排出位置へ移送する。

わずかな設備コストの上昇で生産能力を増大させるため、プラズマステーションにより複数のキャビティを準備する。

プラズマステーションの簡潔な構成は、密封要素が工作物の内部空間とプラズマチャンバーの他の内部空間とを制御可能に連通させ切り離す弁機能を行使することによって達成できる。

代表的な使用例は、プラズマ処理としてプラズマコーティングを実施することである。

特に、プラズマ処理を低圧プラズマを利用して実施することが考えられる。

プラスチックの工作物をコーティングする場合には、プラズマ重合処理を実施するのが有利である。

優れた表面処理は、プラズマにより少なくとも部分的に有機物質を析出させることにより得られる。

食料品を包装するための工作物の場合には、プラズマにより少なくとも部分的に非有機物質を析出させることにより特に有利な使用特性を達成できる。

包装物を処理する場合には、プラズマにより工作物のバリヤー特性を改善させる物質を析出させることが考えられる。

優れた実用性を得るため、本発明によれば、工作物の表面上での物質の付着力を改善させる結合剤を付加的に析出させる。

高い生産性は、１つの共通のキャビティで少なくとも２つの工作物を同時に処理することにより得られる。

他の使用分野は、プラズマ処理としてプラズマ殺菌を実施することにある。

同様に、プラズマ処理として工作物の表面活性処理を実施することが考えられる。

位置決め公差を補償するため、本発明によれば、密封要素はプラズマチャンバー側に配置される嵌め込みフランジを備えている。

効果的な密封は、密封要素がプラズマチャンバー側に配置されるリングパッキンを有していることにより得られる。

機械的な駆動装置を別個に設ける必要がないようにするため、本発明によれば、密封要素は長棒送り台と連結されている。

非常にコンパクトな実施態様は、密封要素が処理ガス供給用の長棒と連結されていることによって達成できる。

特に、長棒が密封要素を位置決めするため送りディスクを備えていることが考えられる。

長棒の位置決めとは独立に密封要素の位置決めができるように、空気圧式位置決め装置は過圧制御部を有している。

同様に別個の過圧供給装置を設ける必要がないようにするため、空気圧式位置決め装置は負圧制御部を有していてもよい。

工作物の内部と該工作物の外側にあるプラズマチャンバーの内部とで異なる負圧を設定するためにプラズマチャンバーの制御を容易にするため、本発明によれば、密封要素は工作物の内部空間とプラズマチャンバーの他の内部空間とを制御可能に連通、切り離しするために構成されている。

次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１はプラズマモジュール（１）を示している。プラズマモジュール（１）は回転するプラズマホイール（２）を備えている。プラズマホイール（２）の周囲に沿って多数のプラズマステーション（３）が配置されている。プラズマステーション（３）は処理対象である工作物（５）を受容するためのキャビティ（４）またはプラズマチャンバー（１７）を備えている。

処理対象である工作物（５）は装入部（６）の領域でプラズマモジュール（１）に供給され、個別化ホイール（７）を介して受け渡しホイール（８）へ転送される。受け渡しホイール（８）は位置決め可能な担持アーム（９）を備えている。担持アーム（９）は受け渡しホイール（８）の台座（１０）に対し相対的に回動可能に配置されているので、工作物（５）相互の間隔を相対的に変化させることができる。これにより、受け渡しホイール（８）から供給ホイール（１１）への工作物（５）の受け渡しは個別化ホイール（７）に比べて工作物（５）相互の間隔を大きくして行なわれる。供給ホイール（１１）は処理対象である工作物（５）をプラズマホイール（２）へ受け渡す。処理対象である工作物（５）は処理を行なった後、排出ホイール（１２）によりプラズマホイール（２）の領域から離間し、排出経路（１３）の領域へ移送される。

図２の実施形態では、プラズマステーション（３）はそれぞれ２つのキャビティ（４）またはプラズマチャンバー（１７）を備えている。これによりそれぞれ２つの工作部（５）を同時に処理できる。基本的には、キャビティ（４）を互いに完全に切り離して構成してよく、他方共通のキャビティ空間内で一部領域のみを互いに境界づけてすべての工作物（５）の最適なコーティングを保証するようにしてもよい。この場合には、少なくとも別個にマイクロ波をカップリングすることにより個々の部分キャビティを互いに境界づけることが考えられる。

図３はプラズマホイール（２）を一部取り付けたプラズマモジュール（１）の斜視図である。プラズマステーション（３）は担持リング（１４）上に配置されている。担持リング（１４）は回転結合部の一部として形成され、機台（１５）の領域で支持されている。プラズマステーション（３）はそれぞれステーションフレーム（１６）を有し、ステーションフレーム（１６）はプラズマチャンバー（１７）を保持している。プラズマチャンバー（１７）は筒状のチャンバー壁（１８）とマイクロ波発生器（１９）とを有している。

プラズマホイール（２）の中心部には回転分配器（２０）が配置されている。回転分配器（２０）を介してプラズマステーション（３）は作動媒体とエネルギーの供給を受ける。作動媒体を分配するため、特にリング管（２１）を使用してよい。

処理対象である工作物（５）は筒状のチャンバー壁（１８）の下方に図示されている。プラズマチャンバー（１７）の下部部分は図を簡潔にするために図示していない。

図４はプラズマステーション（３）の斜視図である。図からわかるように、ステーションフレーム（１６）はガイドバー（２３）を備え、ガイドバー（２３）上には、筒状のチャンバー壁（１８）を保持するための送り台（２４）が案内されている。図４はチャンバー壁（１８）を備えた送り台（２４）を持ち上げた状態で示したものである。したがって工作物（５）は解放状態にある。

プラズマステーション（３）の上部領域にはマイクロ波発生器（１９）が配置されている。マイクロ波発生器（１９）は転向部（２５）とアダプタ（２６）とを介して連結管路（２７）に接続されている。連結管路（２７）はプラズマチャンバー（１７）に開口している。基本的にはマイクロ波発生器（１９）をチャンバーカバー（３１）の領域に直接チャンバーカバー（３１）に接続してもよいし、また間隔要素を介してチャンバーカバー（３１）に接続してもよい。後者の場合には、マイクロ発生器（１９）はチャンバーカバー（３１）に対し予め設定可能な距離で配置され、よってチャンバーカバー（３１）のより大きな周囲領域に配置される。アダプタ（２６）は移行要素の機能を有し、連結管路（２７）は同軸管として形成されている。連結管路（２７）がチャンバーカバー（３１）へ開口している領域には石英ガラス窓が配置されている。転向部（２５）は中空管として形成されている。

工作物（５）は保持要素（２８）により位置決めされる。保持要素（２８）はチャンバー底部（２９）の領域に配置されている。チャンバー底部（２９）はチャンバー台座（３０）の一部として形成されている。位置調整を容易にするため、チャンバー台座（３０）をガイドバー（２３）の領域に固定してよい。変形実施形態では、チャンバー台座（３０）は直接ステーションフレーム（１６）に固定される。このような配置構成の場合には、たとえばガイドバー（２３）を鉛直方向において２分割に形成してもよい。

図５は図３のプラズマステーション（３）の正面図であり、プラズマチャンバー（１７）が閉じている状態で示したものである。筒状のチャンバー壁（１８）を備えた送り台（２４）は図４に図示した位置に比べて降下しており、したがってチャンバー壁（１８）はチャンバー底部（２９）のほうへ移動した状態にある。この位置決め状態においてプラズマコーティングを実施することができる。

図６は図５の配置構成の鉛直断面図である。この図から特にわかるように、連結管路（２７）はチャンバーカバー（３１）に開口し、チャンバーカバー（３１）は側部に突出フランジ（３２）を有している。この突出フランジ（３２）の領域にパッキン（３３）が配置され、パッキン（３３）はチャンバー壁（１８）の内側フランジ（３４）の作用を受ける。これにより、チャンバー壁（１８）が降下した状態でチャンバーカバー（３１）に対するチャンバー壁（１８）の密封が行なわれる。チャンバーカバー（１８）の下部領域には他のパッキン（３５）が配置され、ここでもチャンバー底部（３９）に対する密封が保証されている。

図６に図示した位置でチャンバー壁（１８）がキャビティ（４）を取り囲んでいるので、キャビティ（４）の内部空間も工作物（５）の内部空間も真空にさせることができる。処理ガスの供給を補助するため、チャンバー台座（３０）の領域に中空の長棒（３６）が配置され、長棒（３６）は工作物（５）の内部空間のなかへ移動可能である。長棒（３６）の位置決めを行なうため、長棒（３６）はガイドバー（２３）に沿って位置決め可能な長棒送り台（３７）によって保持される。長棒送り台（３７）の内部には処理ガス管路（３８）が延びており、処理ガス管路（３８）は図６に図示した持ち上げ位置でチャンバー台座（３０）のガス接続部材（３９）と連通している。このような配置構成により、長棒往復代（３７）にホース状の連通要素を設けずに済む。

図７と図８は図５と図６の配置構成を、チャンバー壁（１８）を持ち上げた状態で示したものである。チャンバー壁（１８）がこの位置決め状態にあるとき、処理した工作物（５）をプラズマステーション（３）の領域から除去し、新たに処理する工作物（５）を取り付けることが難なく可能である。チャンバー壁（１８）が上方へ移動することによりプラズマチャンバー（１７）が開口状態になっている図面に図示したチャンバー壁（１８）の位置とは択一的に、構造的に変形したスリーブ状のチャンバー壁を鉛直方向において下方へ移動させることにより開口過程を行ってもよい。

図示した実施形態では、連結管路（２７）は筒状の構成であり、チャンバー壁（１８）に対し実質的に同軸に配置されている。

図９はチャンバー壁（１８）の周辺の一部を拡大して示した図６の鉛直断面図である。図から特にわかるように、チャンバー壁（１８）の内側フランジ（３４）はチャンバーカバー（３１）のフランジ（３２）とオーバーラップし、工作物（５）は保持要素（２８）により保持されている。さらに図からわかるように、長棒（３６）は保持要素（２８）の繰り抜き部（４０）を貫通するように案内されている。

密封要素（２８）による工作物（５）の位置決め態様を、図１０にもう一度拡大して図示した。密封要素（２８）は、スプリングチャンバー（４２）を備えたガイドスリーブ（４１）に挿着されている。スプリングチャンバー（４２）には圧縮ばね（４３）が挿着され、圧縮ばね（４３）は密封要素（２８）の外側フランジ（４４）をガイドスリーブ（４１）に対し弾性的に固定させている。

図１０に図示した位置では、長棒（３６）に取り付けられた送りディスク（４５）が外側フランジ（４４）のほうへ案内され、密封要素（２８）をその上部終端位置へ押している。この位置で工作物（５）の内部空間はキャビティ（４）の内部空間に対し絶縁されている。長棒（３６）が降下した状態では圧縮ばね（４３）が密封要素（２８）をガイドスリーブ（４１）に対し相対的に変位させて、工作物（５）の内部空間とキャビティ（４）の内部空間とを連通させる。

図１１は保持要素（４６）を用いたプラズマチャンバー（１７）内部での工作物（５）の位置決め態様を示している。保持要素（４６）は舌片状に構成されており、回動可能に支持されている２つの保持アーム（４７，４８）を有している。保持アーム（４７，４８）は回動軸（４９，５０）に対し相対回動可能である。保持要素（４６）による工作物（５）の自動的な固定を保証するため、保持アーム（４７，４８）はばね（５１，５２）によりそれぞれの保持位置へ押される。

保持要素（４６）はチャンバー台座（３０）の上方に配置されているので、チャンバー壁（１８）を持ち上げた後に側方から保持要素（４６）へのアクセスが可能である。これにより工作物（５）を位置決め要素から保持要素（４６）へ受け渡すことができ、工作物（５）をキャビティ長手軸線（５３）の方向へ持ち上げる必要はない。

図１２はチャンバー壁（１８）を持ち上げた後にして密封要素（２８）を沈下させた後の図１０の配置構成を示したものである。図１０においても図１２においても図１１の保持要素（４６）は図示していない。

密封要素（２８）は、図１２によれば、工作物（５）が側方へ移動できるように沈下している。これによりプラズマ処理の前に工作物（５）を側方から取り付けることができ、プラズマ処理終了後には側方へ取り出すことができる。図示した作動状態では、密封要素（２８）の外側フランジ（４４）はチャンバー台座（３０）の内側細条部のほうへ案内されている。内側フランジ（５４）はガイドスリーブ（４１）の内側フランジ（５５）とともに密封要素（２８）の移動範囲を決定している。外部から位置調整力を必要とせずに密封要素（２８）はその外側フランジ（４４）により圧縮ばね（４３）によって内側フランジ（５４）に対し押圧される。

十分な密封を保証するため、外側フランジ（４４）はその内側フランジ（５５）側の膨出部の領域にリングパッキン（５６）を備えている。これにより、密封要素（２８）を持ち上げた状態で外側フランジ（４４）と内側フランジ（５５）との間で密封が行なわれる。これとは択一的に動力学的パッキンを使用してもよく、すなわち外周の領域で半径方向において密封が行なわれ、移動時にはこのパッキンに沿った滑動が行なわれる。密封要素（２８）はさらにその工作物（５）側の膨出部の領域にラジアルパッキン（５７）を有している。工作物（５）が容器状の場合、このラジアルパッキン（５７）はねじ山領域（５９）の開口面（５８）のほうへ案内される。密封要素（２８）を持ち上げた状態でねじ山領域（５９）の外側を嵌め込むため、密封要素（２８）はさらにリング状の嵌め込みフランジ（６０）を有している。嵌め込みフランジ（６０）は内面に挿入傾斜部（６１）を備えている。

密封要素（２８）は特に次のように構成されていてよい。チャンバー壁（１８）を降下させた後の図１２に図示した位置で、まず工作物（５）の内部空間とプラズマチャンバー（１７）の内部空間とを一緒に真空にする。密封要素（２８）を持ち上げた後、プラズマチャンバー（１７）の内部空間を密封要素（２８）により真空引き込み管に対し密封し、これに対し工作物（５）の内部空間は真空引き込み管に接続させる。これにより、補助的な制御弁を必要とすることなく、工作物（５）の内部空間とプラズマチャンバー（１７）の内部空間とを別個に真空にさせることができる。

次に代表的な処理工程をコーティング工程を例にとって説明する。コーティング工程は、まず装入ホイール（１１）を使用して工作物（５）をプラズマホイール（２）のほうへ搬送し、スリーブ状のチャンバー壁（１８）を高く変位させた状態で工作物（５）をプラズマステーション（３）に取り付ける。取付け工程の終了後、チャンバー壁（１８）をその密封位置へ降下させ、さしあたりキャビティ（４）と工作物（４）の内部空間とを同時に真空にさせる。

キャビティ（４）が十分に真空になった後、長棒（３６）を工作物（５）の内部空間のなかへ挿入し、密封要素（２８）を変位させることにより工作物（５）の内部空間をキャビティ（４）の内部空間に対し隔絶させる。また、長棒（３６）を、キャビティの内部空間を真空にさせる工程の開始に同期して工作物（５）のなかへ挿入させてもよい。次に、工作物（５）の内部空間の圧力をさらに降下させる。また、長棒（３６）の位置決め運動の少なくとも一部をすでにチャンバー壁（１８）の位置決めに並行して行なってもよい。工作物（５）の内部空間が十分低圧になった後、処理ガスを該内部空間のなかへ導入し、マイクロ波発生器（１９）を用いてプラズマを点火させる。特に、プラズマを用いて結合剤等の表面処理剤を工作物（５）の内表面にも固有のバリヤー層にも酸化珪素から析出させることを想定している。

コーティング工程の終了後、長棒（３６）を再び工作物（５）の内部空間から除去し、プラズマチャンバー（１７）と工作物（５）の内部空間とを通気させる。キャビティ（４）内部が大気圧に達した後、チャンバー壁（１８）を再び持ち上げて、コーティングした工作物（５）の取り出しと新たに処理する工作物（５）の装入とを行なう。工作物（５）を側方から位置決めできるようにするため、密封要素（２８）を少なくとも部分的にチャンバー台座（３）のなかへ再び移動させる。

上述した工作物（５）の内面コーティングとは択一的に、外面コーティング、殺菌、或いは表面活性を行なってもよい。

プラズマ壁（１８）、密封要素（２８）および／または長棒（３６）の位置決めは、異なる駆動装置を使用して行なうことができる。基本的には空気圧式駆動装置および／または電気駆動装置が考えられ、特に１実施形態ではリニアモータが考えられる。特に、プラズマホイール（２）との正確な運動的整合性を補助するため、カム制御を行なってもよい。カム制御部は、たとえばプラズマホイール（２）の周囲に沿って制御カムを配置し、該制御カムに沿ってカムローラを案内させるように構成することができる。カムローラはその都度位置決めされるべき構成要素と連結されている。

供給ホイールおよび排出ホイールと連結されている回転するプラズマホイール上に配置された多数のプラズマチャンバーの基本的な配置構成図である。 プラズマステーションがそれぞれ２つのプラズマチャンバーを備えている配置構成を図示した図１と同様の図である。 多数のプラズマチャンバーを備えたプラズマホイールの斜視図である。 １つのキャビティを備えた１つのプラズマステーションの斜視図である。 プラズマチャンバーが閉じた状態の図４の装置の正面図である。 図５の線ＶＩ−ＶＩによる横断面図である。 プラズマチャンバーが開口している状態の、図５に対応する図である。 図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩによる鉛直断面図である。 コーティングされる容器をも併せて示した図６のプラズマチャンバーの拡大図である。 プラズマチャンバーで工作物を保持するための接続要素の拡大図である。 舌片状の保持要素を使用してプラズマチャンバーの内部でボトル状の工作物を位置決めする構成の概略図である。 図１０の場合に比べてスリーブ状の密封要素を降下させた、図１０と同様の図である。

Claims (59)

1. 工作物を処理ステーションの少なくとも部分的に真空化可能なチャンバーのなかへ挿入し、工作物を処理ステーションの内部で保持要素により位置決めするようにした工作物をプラズマ処理するための方法において、
   工作物（５）の内部空間を密封するため、スリーブ状の密封要素（２８）をチャンバー底部（２９）に対し相対的に位置決めすることを特徴とする方法。
2. 位置決めを鉛直方向において行なうことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 円環状の横断面を有する密封要素（２８）を位置決めすることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. プラズマステーション（３）のキャビティ（４）の真空化をチャンバー底部（２９）を通じて行なうことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
5. チャンバー底部（２９）を通じて処理ガスを供給することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
6. 処理ガスを長棒（３６）を通じて工作物（５）の内部空間のなかへ供給することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. 工作物（５）を密封要素（２８）の嵌め込みフランジ（６０）により側方から支持することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 工作物（５）の開口領域を嵌め込みフランジ（６０）により支持することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 密封要素（２８）を圧縮ばね（４３）によりプラズマチャンバー（１７）とは逆の側の方向へ押圧することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
10. 密封要素（２８）のストローク範囲を少なくとも２つのストッパーにより制限することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
11. 密封要素（２８）を機械的に位置決めすることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
12. 密封要素（２８）を空気圧で位置決めすることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
13. チャンバーカバー（３１）の領域でマイクロ波発生器（１９）により発生させたマイクロ波をキャビティ（４）内へ導入させることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一つに記載の方法。
14. 熱可塑性プラスチックから成る工作物（５）を処理することを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の方法。
15. 中空体状の工作物（５）の内部空間を処理することを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか一つに記載の方法。
16. 工作物（５）として容器を処理することを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか一つに記載の方法。
17. 工作物（５）として飲料物のボトルを処理することを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか一つに記載の方法。
18. 少なくとも１つのプラズマステーション（３）を回転するプラズマホイール（２）により供給位置から排出位置へ移送することを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか一つに記載の方法。
19. プラズマステーション（３）により複数のキャビティ（４）を準備することを特徴とする、請求項１から１８までのいずれか一つに記載の方法。
20. 密封要素（２８）が工作物（５）の内部空間とプラズマチャンバー（１７）の他の内部空間とを制御可能に連通させ切り離す弁機能を行使することを特徴とする、請求項１から１９までのいずれか一つに記載の方法。
21. プラズマ処理としてプラズマコーティングを実施することを特徴とする、請求項１から２０までのいずれか一つに記載の方法。
22. プラズマ処理を低圧プラズマを利用して実施することを特徴とする、請求項１から２１までのいずれか一つに記載の方法。
23. プラズマ重合処理を実施することを特徴とする、請求項１から２２までのいずれか一つに記載の方法。
24. プラズマにより少なくとも部分的に有機物質を析出させることを特徴とする、請求項１から２３までのいずれか一つに記載の方法。
25. プラズマにより少なくとも部分的に非有機物質を析出させることを特徴とする、請求項１から２３までのいずれか一つに記載の方法。
26. プラズマにより工作物（５）のバリヤー特性を改善させる物質を析出させることを特徴とする、請求項１から２５までのいずれか一つに記載の方法。
27. 工作物（５）の表面上での物質の付着力を改善させる結合剤を付加的に析出させることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
28. １つの共通のキャビティ（４）で少なくとも２つの工作物（５）を同時に処理することを特徴とする、請求項１から２７までのいずれか一つに記載の方法。
29. プラズマ処理としてプラズマ殺菌を実施することを特徴とする、請求項１から２０までのいずれか一つに記載の方法。
30. プラズマ処理として工作物（５）の表面活性処理を実施することを特徴とする、請求項１から２０までのいずれか一つに記載の方法。
31. 工作物を受容するための少なくとも１つの真空化可能なプラズマチャンバーを有し、プラズマチャンバーが処理ステーションの領域に配置され、該プラズマチャンバーがチャンバー底部とチャンバーカバーと側部のチャンバー壁とによって画成され、且つ工作物を位置決めするための少なくとも１つの保持要素を有している、工作物をプラズマ処理するための装置において、
    チャンバー底部（２９）の領域に、該チャンバー底部（２９）に対し相対的に可動に配置されるスリーブ状の密封要素（２９）が設けられていることを特徴とする装置。
32. 密封要素（２８）が鉛直方向に位置決め可能であることを特徴とする、請求項３１に記載の装置。
33. 密封要素（２８）が円環状の横断面を有していることを特徴とする、請求項３１または３２に記載の装置。
34. プラズマステーション（３）のキャビティ（４）を真空にするため、チャンバー底部（２９）に少なくとも１つの真空管路が配置されていることを特徴とする、請求項３１から３３までのいずれか一つに記載の装置。
35. チャンバー底部（２９）に処理ガスを供給するための少なくとも１つの管路が配置されていることを特徴とする、請求項３１から３４までのいずれか一つに記載の装置。
36. 処理ガスを工作物（５）の内部空間内へ供給するため、長棒（３６）がチャンバー底部（２９）に対し相対的に位置決め可能に配置されていることを特徴とする、請求項３１から３５までのいずれか一つに記載の装置。
37. 密封要素（２８）がプラズマチャンバー（１７）側に配置される嵌め込みフランジ（６０）を備えていることを特徴とする、請求項３１から３６までのいずれか一つに記載の装置。
38. 嵌め込みフランジ（６０）が工作物（５）の開口領域の少なくとも一部分を側方から取り囲むために形成されていることを特徴とする、請求項３７に記載の装置。
39. 嵌め込みフランジ（６０）が内面に挿入傾斜部（６１）を備えていることを特徴とする、請求項３７または３８に記載の装置。
40. 密封要素（２８）がプラズマチャンバー側に配置されるリングパッキン（５７）を有していることを特徴とする、請求項３１から３９までのいずれか一つに記載の装置。
41. 密封要素（２８）が圧縮ばね（４３）により外側のガイドスリーブ（４１）に対し相対的に緊張固定されていることを特徴とする、請求項３１から４０までのいずれか一つに記載の装置。
42. 密封要素（２８）の位置決め経路が少なくとも２つのストッパーにより制限されていることを特徴とする、請求項３１から４１までのいずれか一つに記載の装置。
43. チャンバーカバー（３１）の領域にマイクロ波発生器（１９）が配置されていることを特徴とする、請求項３１から４２までのいずれか一つに記載の装置。
44. 工作物（５）をコーティングするため、プラズマステーション（３）が熱可塑性プラスチックから形成されていることを特徴とする、請求項３１から４３までのいずれか一つに記載の装置。
45. プラズマステーション（３）が容器状の工作物（５）をコーティングするために構成されていることを特徴とする、請求項３１から４４までのいずれか一つに記載の装置。
46. プラズマステーション（３）が中空体状の工作物（５）の内部空間をコーティングするために構成されていることを特徴とする、請求項３１から４５までのいずれか一つに記載の装置。
47. プラズマステーション（３）が飲料物のボトルの形態の工作物（５）をコーティングするために構成されていることを特徴とする、請求項３１から４６までのいずれか一つに記載の装置。
48. 少なくとも１つのプラズマステーション（３）が回転するプラズマホイール（２）によって担持されていることを特徴とする、請求項３１から４７までのいずれか一つに記載の装置。
49. プラズマステーション（３）の領域に複数個のキャビティ（４）が配置されていることを特徴とする、請求項３１から４８までのいずれか一つに記載の装置。
50. 少なくとも２つのキャビティ（４）を提供するために設けられるチャンバー壁（１８）が位置決め可能に配置されていることを特徴とする、請求項３１から４９までのいずれか一つに記載の装置。
51. 密封要素（２８）が機械的な位置決め装置と連結されていることを特徴とする、請求項３１から５０までのいずれか一つに記載の装置。
52. 密封要素（２８）が長棒送り台（３７）と連結されていることを特徴とする、請求項５１に記載の装置。
53. 密封要素（２８）が処理ガス供給用の長棒（３６）と連結されていることを特徴とする、請求項５１に記載の装置。
54. 長棒（３６）が密封要素（２８）を位置決めするため送りディスク（４５）を備えていることを特徴とする、請求項５３に記載の装置。
55. 密封要素（２８）が空気圧式位置決め装置と連結されていることを特徴とする、請求項３１から５０までのいずれか一つに記載の装置。
56. 空気圧式位置決め装置が過圧制御部を有していることを特徴とする、請求項５５に記載の装置。
57. 空気圧式位置決め装置が負圧制御部を有していることを特徴とする、請求項５５に記載の装置。
58. 密封要素（２８）が工作物（５）の内部空間とプラズマチャンバー（１７）の他の内部空間とを制御可能に連通、切り離しするために構成されていることを特徴とする、請求項３１から５７までのいずれか一つに記載の装置。
59. 密封要素（２８）がプラズマチャンバー（１７）の内部空間と負圧源とを制御可能に連通、切り離しするために構成されていることを特徴とする、請求項３１から５８までのいずれか一つに記載の装置。

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