JP2006131306A - バリヤ効果材料を被覆した容器、その製造方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、高真空を発生させたチャンバ内に、基板を形成するポリマー材料からなる容器ブランク18を導入するステップと、非常に低い圧力下で気相状態のものであって、アルカン、アルケン、アルキン、芳香族化合物等から選択された少なくとも1つの炭素前駆体を反応チャンバ内に注入するステップと、ガラス転移温度よりも低い温度でポリマーを維持し、ポリマー傾向を有する過度に水素と化合させた炭素材料を堆積させる温度条件下で、プラズマを発生させる比較的低い電力で、UHF帯域のマイクロ波電磁励起を反応チャンバ内に発生させるステップとからなる方法に関する。
【選択図】 図4
Description
− 上記の基材を形成するポリマー材料からなる容器のブランクがエンクロージャ内に配置されるステップと、
− 少なくとも1つの炭素前駆体が、10mbrよりも低い非常に低い圧力で気体状態で反応チャンバ内に注入され、アルカン、アルケン、アルキンおよび芳香族化合物またはそれらのいくつかの組み合わせから選択されるステップと、
− ガラス転移温度下の温度でポリマーを維持しながら、ポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料を堆積させる温度条件下で、プラズマを発生させるのに十分な比較的低い電力で、UHF帯域のマイクロ波が反応チャンバ内で同時に電磁励起されるステップとからなることを特徴とする方法に関する。
気体前駆体を注入する手段と電磁励起手段を取り付けたエンクロージャを有するプラズマ発生装置を備える装置であって、基材を形成するポリマーを、ポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料からなるバリヤ効果を有する材料で被覆するために、前駆体を注入する手段は、アルカン、アルケン、アルキンおよび芳香族化合物かまたはそれらのいくつかの組み合わせから選択される気体状態の前駆体を発生する手段に接続され、基材を形成するポリマー材料をポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料からなるバリヤ効果を有する材料で被覆するために、注入手段は、エンクロージャに開いたもので、10mbarよりも低い非常に低い圧力で気体前駆体を送出するように設計され、電磁励起手段は、UHF帯域のマイクロ波を発生させる十分な定格のものであることを特徴とする装置である。
Claims (24)
- バリヤ効果を有する材料とポリマー材料から形成された異なる材料からなるボトルまたはフラスコなどの容器であって、バリヤ効果を有する前記材料が、ポリマー材料の基材の被覆として適用されるポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料であることを特徴とする容器。
- バリヤ効果を有する前記材料が、ポリマー傾向を有するアモルファス炭素を主成分とするナノ組成物であることを特徴とする請求項1に記載の容器。
- バリヤ効果を有する前記材料が、金属原子を組み込んだポリマー傾向を有するアモルファス炭素を主成分とするナノ組成物であることを特徴とする請求項2に記載の容器。
- バリヤ効果を有する材料の被覆の厚みが、約3000Åよりも薄いものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の容器。
- バリヤ効果を有する材料の被覆の厚みが、50〜1500Åのものであることを特徴とする請求項4に記載の容器。
- 前記ポリマー材料が、ポリオレフィンまたはポリエステル、特にPETまたはPENであることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の容器。
- バリヤ効果を有する材料の被覆が、容器の内側で基材に適用されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の容器。
- バリヤ効果を有する材料の被覆が、容器の外側上で基材に適用されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の容器。
- 電磁波によって励起されたプラズマを使用して、バリヤ効果を有する材料と、製造する容器の形状に一致した基材を形成するポリマー材料から形成された異なる材料からなるボトルまたはフラスコなどの容器を形成する方法であって、基材を形成する前記ポリマー材料が、ポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料を備えるバリヤ効果を有する材料で被覆され、
− 前記基材を形成するポリマー材料からなる容器(18)のブランクがエンクロージャ(2)内に配置され、その中に高真空が作り出されるステップと、
− 少なくとも1つの炭素前駆体が、非常に低い圧力で気体状態で反応チャンバ(2,18)内に注入され、アルカン、アルケン、アルキンおよび芳香族化合物またはそれらのいくつかの組み合わせから選択されるステップと、
− ガラス転移温度下の温度でポリマーを維持しながら、ポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料を堆積させる温度条件下で、プラズマを発生させるのに十分な比較的低い電力で、UHF帯域のマイクロ波が反応チャンバ内で同時に電磁励起されるステップとからなることを特徴とする方法。 - ポリマー材料からなる前記容器ブランク(18)が閉じられている間に、気体炭素前駆体が前記エンクロージャ(2)内で前記ブランクの外側に注入され、前記エンクロージャと前記ブランクの外部との間の容積が反応チャンバを構成することで、ポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料の被覆が前記容器ブランクの外面上に形成されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 気体炭素前駆体が、ポリマー材料からなり、後に反応チャンバとなる前記容器ブランク(18)内に導入され、同時に著しい真空が前記容器ブランク内に作り出されることによって、前記ブランクの内部のみにプラズマが形成され、ポリマー傾向を有するアモルファス炭素の被覆が前記容器ブランクの内面上に堆積され、真空が同時に前記エンクロージャ内に作り出されることによって、前記ブランクの内部と外部間の圧力差を減少させることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記エンクロージャ(2)の横方向の寸法が、前記容器ブランクと密接に一致するように前記容器ブランク(18)の本体の寸法に近似しているため、前記エンクロージャに真空を作りやすくなることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記気体炭素前駆体が、1mbarよりも低い圧力で注入されることを特徴とする請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
- ポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料の内側の被覆が形成される前に、自然酸素を発生させるために酸素プラズマが前記容器ブランク(18)内に形成されることによって、前記容器ブランクを清浄することを特徴とする請求項9から13のいずれか一項に記載の方法。
- ポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料の内側の被覆が形成される前に、殺菌剤が前記容器ブランク(18)内で霧状にされ、その後酸素プラズマが形成されることによって、バクテリア汚染を減少させるために高度に還元性の媒質を生成させることを特徴とする請求項9から13のいずれか一項に記載の方法。
- バリヤ効果を有する材料と、製造する容器の形状を有する基材(容器ブランク(18))を形成するポリマー材料から形成された異なる材料からなるボトルまたはフラスコなどの容器を形成するように、電磁波によって励起されたプラズマを用いる装置であり、
気体前駆体を注入する手段(7)と電磁励起手段(8〜12)を取り付けたエンクロージャ(2)を有するプラズマ発生装置を備える装置であって、基材を形成する前記ポリマーを、ポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料からなるバリヤ効果を有する材料で被覆するために、前駆体を注入する手段(7)は、アルカン、アルケン、アルキンおよび芳香族化合物かまたはそれらのいくつかの組み合わせから選択される気体状態の前駆体を発生する手段に接続され、注入手段は、非常に低い圧力で気体前駆体を送出するように設計され、前記電磁励起手段(8〜12)は、UHF帯域のマイクロ波を発生させる十分な定格のものであることを特徴とする装置。 - 前記エンクロージャ(2)の寸法が、処理される前記容器ブランク(18)の寸法よりも実質的に大きく、前記注入手段が、前記容器ブランク(18)の外側の前記エンクロージャ(2)内に開いていることによって、前記容器ブランクが閉じられているため、装置は、前記容器ブランクの外側にプラズマを発生し、前記容器ブランクの外面上にポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料の被覆が堆積されることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 気体前駆体を注入するための前記注入手段(7)が、前記エンクロージャ(2)内に配置された前記容器ブランク(18)の内側に開いており、
前記容器ブランク(18)内に開き、その中に著しい真空を発生させることができるポンプ手段(6)が前記注入手段に備えられていることにより、反応チャンバを構成する前記容器ブランク内にプラズマが発生され、前記容器ブランクの内面上にポリマー傾向を有するアモルファス炭素材料の被覆が堆積され、
前記ポンプ手段(6)も同時に前記エンクロージャ(2)内に真空を発生させるように配設されて、前記ブランクの内部と外部との間の圧力差を減少させることを特徴とする請求項16に記載の装置。 - 前記エンクロージャ(2)が、前記気相前駆体を注入する前記注入手段のインジェクタ(17)を支持するために設計され、密封閉鎖状態をもたらす取外し可能なカバー(4)と、前記ポンプ手段の吸気オリフィス(5)を備え、
前記エンクロージャが、前記容器ブランク(18)をその首部で支持する手段(17)を有し、前記容器ブランクの縁部(23)を、前記吸気オリフィスおよび前記インジェクタを取り囲む前記カバーの内面(22)に対して密封させることを特徴とする請求項18に記載の装置。 - 前記支持手段(17)が、軸方向に変位可能(19)であるため、前記被覆を堆積する前に前記吸気オリフィスとインジェクタに蓋をするカバー(4)の内面に対して前記容器ブランクを接触させるか、または前記被覆が堆積された後にそこから完成した容器を除去することを特徴とする請求項19に記載の装置。
- 前記マイクロ波励起手段は、前記エンクロージャ(2)を囲み、横方向の短絡手段(10)を備えたキャビティ(1)に半径方向に接続された導波管(8)を備えることを特徴とする請求項16から20に記載の装置。
- 前記エンクロージャ(2)の横方向の寸法が、前記容器ブランク(18)の本体の寸法に近似するものであることを特徴とする請求項18から21のいずれか一項に記載の装置。
- 前記マイクロ波励起手段は、導波管(15)に接続され、前記エンクロージャ(2)を囲み縦方向の短絡手段(11)を備えたキャビティ(1)に半径方向に配置されたアンテナ(13)を備えることを特徴とする請求項16から20のいずれか一項に記載の装置。
- 前記マイクロ波励起手段は、導波管(15)に接続され、前記エンクロージャ(2)を囲み縦方向の短絡手段(11)を備えたキャビティ(1)に同軸方向に配置されたアンテナ(13)を備えることを特徴とする請求項16から20のいずれか一項に記載の装置。
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