JP2007204774A - Vessel treatment device using plasma - Google Patents

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Hisashi Yoshimoto
尚志 吉本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vessel treatment device using plasma where microwave plasma CVD (chemical vapor deposition) coating is applied to the surface of a three-dimensional hollow vessel such as a plastic bottole and a paper vessel using plastics and paper as raw materials. <P>SOLUTION: The vessel treatment device using plasma, has a metal hollow enclosure (2) for applying one or more plasma treatment to the conductor face of a waveguide (1) for feeding microwaves, wherein the side face is electrically joined, and the electromagnetic field energies of the metal hollow enclosure (2) and the waveguide (1) are bonded through a slit (3) bored in respective joined faces. The vessel treatment device using plasma is characterized in that the slit part bored in the joined faces is provided with a space part (4) for controlling the bond of the microwaves. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラスチックや紙を原料としたプラスチックボトルや紙容器等の3次元中空容器の表面にマイクロ波プラズマCVDコーティングを行うプラズマを使用した容器処理装置に関する。   The present invention relates to a container processing apparatus using plasma for performing microwave plasma CVD coating on the surface of a three-dimensional hollow container such as a plastic bottle or paper container made of plastic or paper.

ガラス、金属、紙、プラスチック容器に代表される3次元中空容器は食品や医薬品など様々分野で一般的に利用されている。特にプラスチック容器に関しては、軽量、低コストといったメリットを生かし広く用いられるようになってきている。   Three-dimensional hollow containers represented by glass, metal, paper, and plastic containers are generally used in various fields such as food and medicine. In particular, plastic containers are widely used taking advantage of light weight and low cost.

また、3次元中空容器には様々な機能が要求されているが、プラスチック容器に対しては内容物保護の面から炭酸ガスや酸素に対するバリア性を持たせる要求がなされている。   Various functions are required for a three-dimensional hollow container, but a plastic container is required to have a barrier property against carbon dioxide and oxygen from the viewpoint of protecting contents.

このため、プラスチック容器に所定の物質をコーティングする技術が開発されている。(例えば、特許文献1参照。)。   For this reason, a technique for coating a plastic container with a predetermined substance has been developed. (For example, refer to Patent Document 1).

これらの技術は、金属中空胴体内部にプロセスガスを注入したプラスチック等の3次元容器を配置して金属中空胴体内に入力されたマイクロ波エネルギーにより発生したプラズマを利用して薄膜を成膜するものである。   In these technologies, a thin film is formed using plasma generated by microwave energy input into a metal hollow body by placing a plastic or other three-dimensional container into which the process gas is injected inside the metal hollow body. It is.

以下に先行技術文献を示す。
特表2002−509845号公報
Prior art documents are shown below.
Special table 2002-509845 gazette

しかしながら、上記のプラズマを利用して薄膜を成膜する場合、マイクロ波エネルギーをプラズマ容器処理装置に如何に効率よく供給してプラズマを発生させることが重要となる。さらに、プラズマを使用した容器処理装置が高額であるという問題がある。   However, when forming a thin film using the above plasma, it is important to generate plasma by efficiently supplying microwave energy to the plasma container processing apparatus. Furthermore, there is a problem that the container processing apparatus using plasma is expensive.

そして、コストダウン等を計るためには、1つの電源から複数の成膜処理槽に導波管分岐によりマイクロ波エネルギーを分割してやる方法がある。   In order to reduce costs and the like, there is a method in which microwave energy is divided by waveguide branching from a single power source into a plurality of film forming tanks.

しかし、導波管分岐をする場合には、導波管分岐部材が用いなければならず、且つ、スペースも必要となる。そして、該装置が大型化するという問題がある。   However, when branching a waveguide, a waveguide branch member must be used, and a space is also required. And there exists a problem that this apparatus enlarges.

このために、マイクロ波を供給する導波管に成膜用金属空洞筐体を接合し、接合部にスリットを穿設することによりマイクロ波の結合を行う方法がある。   For this purpose, there is a method in which microwaves are coupled by bonding a metal film housing for film formation to a waveguide that supplies microwaves, and by forming a slit in the bonded portion.

しかし、この方法は、導波管と成膜用金属空洞筐体との接合部が弱い。また、プラズマ処理を行う為の十分な電力を金属空洞筐体内部に入力する事が難しいという問題がある。   However, in this method, the joint between the waveguide and the metal hollow casing for film formation is weak. In addition, there is a problem that it is difficult to input sufficient electric power for performing the plasma treatment into the metal hollow housing.

本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、導波管分岐部材を用いず、マイクロ波エネルギーを導波管に穿設されたスリットにより供給することができる。そして、安価で、大型化する事無く複数の成膜用金属空洞筐体にマイクロ波エネルギーを分配することができるプラズマを使用した容器処理装置を提供することを目的とする。   The present invention is intended to solve such problems of the prior art, and microwave energy can be supplied by a slit formed in the waveguide without using a waveguide branching member. And it aims at providing the container processing apparatus using the plasma which can distribute a microwave energy to several metal hollow housing | casing for film-forming without being large in size cheaply.

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、本発明の請求項1に係る発明は、マイクロ波を供給するための導波管(1)の導体面に1つ以上のプラズマ処理を行うための金属空洞筐体(2)を有し、その側面が電気的に接合され、各々の接合面に空けられたスリット(3)により金属空洞筐体(2)と導波管(1)の電磁界エネルギーが結合するプラズマを使用した容器処理装置であって、前記接合面に穿設されたスリット部分にマイクロ波の結合を調整する為の空間部(4)を備えた事を特徴とするプラズマを使用した容器処理装置である。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 of the present invention provides at least one conductor surface of the waveguide (1) for supplying microwaves. The metal hollow casing (2) for performing the plasma treatment of the metal hollow casing (2), the side surfaces thereof are electrically bonded, and the metal hollow casing (2) and the waveguide are guided by the slits (3) formed in the respective bonding surfaces. A container processing apparatus using plasma in which electromagnetic energy of the tube (1) is coupled, and a slit (4) provided in the joint surface is provided with a space (4) for adjusting the coupling of microwaves. This is a container processing apparatus that uses plasma.

本発明の請求項2に係る発明は、前記空間部(4)の大きさが、金属空洞筐体(2)と導波管(1)を結ぶ軸方向において、λをマイクロの波長としたときに、X=1/4λ+10mm以下の値をとり、高さ方向にY=1/4λ±10mmの範囲の値となる事を特徴とする、請求項1記載のプラズマを使用した容器処理装置である。   The invention according to claim 2 of the present invention is such that the size of the space (4) is such that λ is a micro wavelength in the axial direction connecting the metal hollow casing (2) and the waveguide (1). Further, the container processing apparatus using plasma according to claim 1, wherein X = 1 / 4λ + 10 mm or less and Y = 1 / 4λ ± 10 mm in the height direction. .

本発明の請求項3に係る発明は、前記空間(4)の内部にマイクロ波を透過する誘電体(5)を配置した事を特徴とする、請求項1又は2記載のプラズマを使用した容器処理装置である。   The invention according to claim 3 of the present invention is the container using plasma according to claim 1 or 2, characterized in that a dielectric (5) that transmits microwaves is disposed inside the space (4). It is a processing device.

本発明の請求項4に係る発明は、金属空洞筐体(2)の内部円筒空間中心軸上に導電性を有する材料からなるプロセスガス導入管(6)が電気的に接続された状態で配置され、ガス導入管(6)に半同軸モード(TEMモード)を励起するために内部円筒空間中心軸上に直交する向きでスロットを配置したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに1項記載のプラズマを使用した容器処理装置である。   The invention according to claim 4 of the present invention is arranged in such a manner that the process gas introduction pipe (6) made of a conductive material is electrically connected on the central axis of the inner cylindrical space of the metal hollow casing (2). The slot is arranged in a direction orthogonal to the central axis of the inner cylindrical space in order to excite the semi-coaxial mode (TEM mode) in the gas introduction pipe (6). A container processing apparatus using the plasma according to Item 1.

本発明の請求項5に係る発明は、金属空洞筐体(2)が導波管(1)の管方向に、λをイクロ波の波長、nを1以上の整数としたときに、1/2λ×n±10mmの間隔で配置された事を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のプラズマを使用した容器処理装置である。   The invention according to claim 5 of the present invention is such that when the metal hollow housing (2) is in the tube direction of the waveguide (1), λ is the wavelength of the microwave, and n is an integer equal to or greater than 1, 5. The container processing apparatus using plasma according to claim 1, wherein the container processing apparatus is arranged at intervals of 2λ × n ± 10 mm.

本発明の請求項6に係る発明は、金属空洞筐体(2)が導波管軸に対称となるように配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のプラズマを使用した容器処理装置である。   The invention according to claim 6 of the present invention is characterized in that the metal hollow housing (2) is arranged so as to be symmetric with respect to the waveguide axis. A container processing apparatus using plasma.

本発明の請求項7に係る発明は、金属空洞筐体(2)が導波管(1)の管に対称かつ導波管(1)の管方向に、λをマイクロ波の波長、nを1以上の整数としたときに、1/2λ×n±10mmの間隔で配置された事を特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のプラズマを使用した容器処理装置である。   In the invention according to claim 7 of the present invention, the metal hollow casing (2) is symmetrical to the tube of the waveguide (1) and in the tube direction of the waveguide (1), λ is the wavelength of the microwave, and n is 7. The container processing apparatus using plasma according to claim 1, wherein the container processing apparatus is arranged with an interval of ½λ × n ± 10 mm when the integer is 1 or more.

本発明のプラズマを使用した容器処理装置はマイクロ波エネルギーを導波管に穿設されたスリットにより供給するために、導波管分岐部材等を用い。このために、該装置は大型化する事無く、複数の成膜用金属空洞筐体にマイクロ波エネルギーを分配することができる。   The container processing apparatus using plasma of the present invention uses a waveguide branching member or the like in order to supply microwave energy through a slit formed in the waveguide. For this reason, the apparatus can distribute microwave energy to a plurality of metal film forming housings without increasing the size.

また、本発明のプラズマを使用した容器処理装置の設置スペースは、導波管分岐部材等が用いられていないために広い場所でなくても良い。そして、トータルコストが減少できる。   Moreover, the installation space of the container processing apparatus using the plasma of the present invention does not have to be wide because no waveguide branching member or the like is used. And total cost can be reduced.

本発明のプラズマを使用した容器処理装置を実施の形態に沿って以下に図面を参照にし
ながら詳細に説明する。
A container processing apparatus using plasma according to the present invention will be described in detail below in accordance with an embodiment with reference to the drawings.

図1は本発明のプラズマを使用した容器処理装置の一実施例の正面の概略を示す概略図である。また、図2は図1の平面の概略を示す概略図である。さらに、図3は図2のA−A′線断面を示す断面図である。   FIG. 1 is a schematic view showing a schematic front view of an embodiment of a container processing apparatus using plasma of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing an outline of the plane of FIG. Further, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA 'of FIG.

図4は本発明のプラズマを使用した容器処理装置の他の一実施例の平面の概略を示す概略図である。   FIG. 4 is a schematic view showing a schematic plan view of another embodiment of the container processing apparatus using the plasma of the present invention.

本発明のプラズマを使用した容器処理装置は図1〜4に示すように金属空洞筐体(2)と導波管(1)とマイクロ波電源(12)等から構成されている。また、金属空洞筐体(2)と導波管(1)の接合部内に空間部(4)が形成されている。   The container processing apparatus using the plasma of the present invention comprises a metal hollow casing (2), a waveguide (1), a microwave power source (12) and the like as shown in FIGS. In addition, a space (4) is formed in the joint between the metal hollow housing (2) and the waveguide (1).

そして、空間部の金属空洞筐体(2)方向に空洞体側スリット(7)、導波管(1)方向に導波管側スリット(8)が向かい合ってスリット(3)が穿設されている。   A slit (3) is formed so that the cavity-side slit (7) faces the metal hollow casing (2) in the space and the waveguide-side slit (8) faces the waveguide (1). .

また、金属空洞筐体(2)と導波管(1)の接合面に穿設されたスリット(3)によりマイクロ波エネルギーを結合させている。そして、導波管(1)に細長い導波管側スリット(8)を穿設した場合、該スリット(8)の長さによってマイクロ波の最も良く漏れ出す周波数が異なる。   In addition, microwave energy is coupled by a slit (3) drilled in the joint surface between the metal hollow casing (2) and the waveguide (1). When a long and narrow waveguide-side slit (8) is formed in the waveguide (1), the frequency at which the microwave leaks best differs depending on the length of the slit (8).

一般的に共振させたい周波数の1/2λ(マイクロ波の波長)の長さのスリットを空けた場合にスロットからのマイクロ波の漏れが最も大きくなる事が知られている。   In general, it is known that when a slit having a length of 1 / 2λ (microwave wavelength) of a frequency to be resonated is opened, microwave leakage from the slot becomes the largest.

また、本発明のプラズマを使用した容器処理装置では、プラズマ処理を行うための金属空洞筐体(2)の内部が円筒形のために端面に切られた空洞体側スリット(7)の長さが弧を描く。そして、導波管側に比べて長くなる。   Moreover, in the container processing apparatus using plasma of the present invention, the length of the cavity-side slit (7) whose end face is cut because the inside of the metal hollow casing (2) for performing plasma processing is cylindrical. Draw an arc. And it becomes long compared with the waveguide side.

このために、導波管(1)と金属空洞筐体(2)のインピーダンスマッチングを調整する為の空間部(4)を設けている。そして、空間部(4)により空胴体側スリット(7)と導波管側スリット(8)に分割される為にそれぞれのスリットサイズを調整する事が可能となる。   For this purpose, a space (4) for adjusting impedance matching between the waveguide (1) and the metal hollow casing (2) is provided. And since it divides | segments into the cavity side slit (7) and the waveguide side slit (8) by the space part (4), it becomes possible to adjust each slit size.

また、空間部(4)の形状は矩形、円形等さまざまな形状を使用することが可能である。例えば、断面形状が矩形の場合は、導波管側スリット(7)と空胴体側スリット(8)を最も良く結合させるように空洞筐体(2)と導波管(1)を結ぶ軸方向において、マイクロ波の反射が少ないX=1/4λ+10mm以下の値をとり、高さ方向にY=1/4λ±10mmの範囲の値となるようにする。   The space (4) can have various shapes such as a rectangle and a circle. For example, when the cross-sectional shape is rectangular, the axial direction connecting the hollow housing (2) and the waveguide (1) so that the waveguide side slit (7) and the cavity side slit (8) are best coupled. The value of X = 1 / 4λ + 10 mm or less where the reflection of the microwave is small is set to a value in the range of Y = 1 / 4λ ± 10 mm in the height direction.

次に、図4に示すように、導波管(1)に複数の金属空洞筐体(2)を接合した場合、電源の給電点(9)からの距離に応じて導波管側スリット(8)の大きさを変える事により金属空洞筐体(2)のマイクロ波の結合バランスを調整する事も可能である。   Next, as shown in FIG. 4, when a plurality of metal hollow casings (2) are joined to the waveguide (1), the waveguide side slit ( It is also possible to adjust the microwave coupling balance of the metal hollow casing (2) by changing the size of 8).

そして、この時の金属空洞筐体(2)は導波管軸方向に対称又は1/2λ×n(1以上の整数)±10mmの範囲に配置される。   The metal hollow casing (2) at this time is arranged symmetrically with respect to the waveguide axis direction or within a range of 1 / 2λ × n (an integer of 1 or more) ± 10 mm.

さらに、金属空洞筐体(2)内部はプラズマ発生させるために、低圧状態にする必要がある。そして、金属空洞筐体(2)内部にマイクロ波透過材料を使用した円筒形の処理チャンバー(13)を配置してチャンバー内部を真空にする方法も利用出来るが、気密性を高める目的で空間部(4)内部にマイクロ波を透過する誘電体(5)等を配置する事も可
能である。
Furthermore, the inside of the metal hollow housing (2) needs to be in a low pressure state in order to generate plasma. A method of placing a cylindrical processing chamber (13) using a microwave transmitting material inside the metal hollow housing (2) and evacuating the inside of the chamber can also be used. (4) It is also possible to dispose a dielectric (5) or the like that transmits microwaves.

前記誘電体(5)としは、発熱を抑える為に誘電損失の小さな石英ガラスあるいはフッ素樹脂等の材質が望ましい。   The dielectric (5) is preferably made of a material such as quartz glass or fluororesin having a small dielectric loss in order to suppress heat generation.

次に、本発明のプラズマを使用した容器処理装置でプラズマ処理を行う容器はプラスチック等の3次元中空容器等を対象としている。そして、ここではポリエチレンテレフタレート等のポリエステル材料を原料とした容量500ml、平均肉厚0.5mmのPETボトル容器等(10)を対象にプラズマ化学蒸着法(PECVD法)により容器内面に薄膜を成膜した一実施例を以下に示す。   Next, the container which performs plasma processing with the container processing apparatus using the plasma of the present invention is a three-dimensional hollow container such as plastic. Here, a thin film is formed on the inner surface of the container by plasma chemical vapor deposition (PECVD method) for a PET bottle container (10) having a capacity of 500 ml and an average thickness of 0.5 mm made of polyester material such as polyethylene terephthalate. One example is shown below.

図1〜3に示すように金属空洞筐体(2)内部円筒空間中心軸上に導電性を有する材料で構成されたプロセスガス導入管(6)が配置され金属空洞筐体(2)金属メッシュ(11)を通して電気的に接続される。   As shown in FIGS. 1 to 3, the metal hollow casing (2) has a process gas introduction pipe (6) made of a conductive material on the central axis of the inner cylindrical space, and the metal hollow casing (2) metal mesh. Electrically connected through (11).

前記金属空洞筐体(2)内部の円筒空間の内径は同軸高次モードを発生しない120mm以下でありコーティング対象容器であるPETボトル等(10)を容易に出し入することが可能な90〜110mmの範囲が好ましい。   The inner diameter of the cylindrical space inside the metal hollow housing (2) is 120 mm or less which does not generate a coaxial higher-order mode, and 90 to 110 mm that can easily take in and out a PET bottle or the like (10) as a coating target container. The range of is preferable.

そして、同様に円筒空間の高さについても容器を入れるに十分な150〜250mmの範囲が好ましい。   And similarly about the height of cylindrical space, the range of 150-250 mm sufficient for putting a container is preferable.

また、ガス導入管(6)の長さはプロセスガスがPETボトル等(10)の内部に均一に供給を行うために(10)容器底面とガス導入管(6)の先端部分の間隙が5〜30mmの範囲の値となることが望ましい。   The length of the gas introduction tube (6) is such that the gap between the bottom of the container and the tip of the gas introduction tube (6) is 5 so that the process gas is uniformly supplied to the inside of the PET bottle or the like (10). A value in the range of ˜30 mm is desirable.

そして、プラズマ処理を行う際にガス導入管(6)を固定している金属メッシュ(11)の穴から気体が排出される事により、金属空洞筐体(2)内部はプラズマ発生に最適な減圧環境に保たれる。   When the plasma treatment is performed, the gas is discharged from the hole of the metal mesh (11) that fixes the gas introduction pipe (6), so that the inside of the metal hollow housing (2) is optimally decompressed for plasma generation. Keep the environment.

また、薄膜形成を行うための原料ガスは、主ガスとしてヘキサ・メチル・ジ・シロキサン(以下HMDSOと記載)またはテトラ・メチル・ジ・シロキサンなどを用いることが可能であり、サブガスとして酸素、窒素といったものが用いられる。   In addition, as a source gas for forming a thin film, hexamethyl disiloxane (hereinafter referred to as HMDSO) or tetramethyl disiloxane can be used as a main gas. Are used.

これらの原料ガスはガス導入管(6)側面及び天面に空けられた穴からコーティング対象容器であるPETボトル(10)内部に供給される。   These source gases are supplied into the PET bottle (10), which is a container to be coated, from holes formed in the side surface and the top surface of the gas introduction pipe (6).

上記のガスを使用して形成される薄膜は、いわゆるセラミック層SiOxCy(x=1〜2.2/y=0.3〜3)を主成分とするものである。   The thin film formed using the above-mentioned gas has a so-called ceramic layer SiOxCy (x = 1 to 2.2 / y = 0.3 to 3) as a main component.

次に本発明のプラズマを使用した容器処理装置の成膜プロセスについて以下に示す。まず、本発明のプラズマを使用した容器処理装置の金属空洞筐体(2)内部の処理チャンバー(13)内部に薄膜を形成するためのPETボトル等(10)をセットする。   Next, the film forming process of the container processing apparatus using the plasma of the present invention will be described below. First, a PET bottle or the like (10) for forming a thin film is set inside the processing chamber (13) inside the metal hollow casing (2) of the container processing apparatus using the plasma of the present invention.

そして、金属空洞筐体(2)内部を1.333Pa(パスカル)まで、図には示していないが真空装置で吸引して減圧環境を保つ。   Then, although not shown in the drawing, the inside of the metal hollow housing (2) is sucked up to 1.333 Pa (Pascal) by a vacuum device to maintain a reduced pressure environment.

次にPETボトル(10)容器内面にバリア性の薄膜コーティングを行うための原料ガスHMDSOを流量10ml/分、酸素の流量を50ml/分で注入してPETボトル容器等(10)内の真空度を13.33Paの真空圧力に調整する。そして、この状態で、
マイクロ波電源(12)によりマイクロ波エネルギーを約5秒間に渡り供給する。
Next, a raw material gas HMDSO for performing barrier thin film coating on the inner surface of the PET bottle (10) is injected at a flow rate of 10 ml / min and an oxygen flow rate of 50 ml / min, and the degree of vacuum in the PET bottle container etc. Is adjusted to a vacuum pressure of 13.33 Pa. And in this state,
A microwave power source (12) supplies microwave energy for about 5 seconds.

このとき、電源のから供給されるマイクロ波の周波数は2.45GHz、電力200〜400Wの値に設定される。そして、導波管(1)に入力されたマイクロ波エネルギーはスリット(3)を通して金属空洞筐体(2)内部に供給された原料ガスにプラズマを発生させ薄膜を形成する。   At this time, the frequency of the microwave supplied from the power supply is set to a value of 2.45 GHz and power of 200 to 400 W. The microwave energy input to the waveguide (1) generates plasma in the raw material gas supplied into the metal hollow casing (2) through the slit (3) to form a thin film.

以下に、本発明の一実施例を具体的に挙げて説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。   Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited thereto.

<実施例1>
図1〜図4に示す本発明のプラズマを使用した容器処理装置を下記の条件で実施した。
<Example 1>
The container processing apparatus using the plasma of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 was carried out under the following conditions.

(1)・・・・空間部(4)は設けず
(2)・・・・スリット(3)の幅は61mm
(3)・・・・金属空洞筐体(2)の数は1台のみ接続
(4)・・・・マイクロ波電源の周波数は2.45GHz
(5)・・・・入力電力は350W
(6)・・・・処理チャンバー(13)はあり
上記の条件で500mlのPETボトル(10)内面に薄膜を形成した。
(1) .... No space (4) is provided. (2) ... The width of the slit (3) is 61 mm.
(3) ... Only one metal hollow casing (2) is connected. (4) ... The frequency of the microwave power supply is 2.45 GHz.
(5) ... Input power is 350W
(6) ... There is a processing chamber (13) A thin film was formed on the inner surface of a 500 ml PET bottle (10) under the above conditions.

<実施例2>
(1)・・・・空間部(4)はX=30mm Y=30mm
(2)・・・・スリット(3)の幅は58mm
(3)・・・・金属空洞筐体(2)の数は1台のみ接続
(4)・・・・マイクロ波電源の周波数は2.45GHz
(5)・・・・入力電力は350W
(6)・・・・処理チャンバー(13)は有り
上記の条件で500mlのPETボトル(10)内面に薄膜を形成した。
<Example 2>
(1) .... Space part (4) X = 30mm Y = 30mm
(2) ... The width of the slit (3) is 58mm
(3) ... Only one metal hollow casing (2) is connected. (4) ... The frequency of the microwave power supply is 2.45 GHz.
(5) ... Input power is 350W
(6) ... There is a processing chamber (13) A thin film was formed on the inner surface of a 500 ml PET bottle (10) under the above conditions.

<実施例3>
(1)・・・・空間部(4)はX=12mm Y=30mm
(2)・・・・スリット(3)の幅は58mm
(3)・・・・金属空洞筐体(2)の数は2台設け、導波管軸に対象に接続
(4)・・・・マイクロ波電源の周波数は2.45GHz
(5)・・・・入力電力は350W
(6)・・・・処理チャンバー(13)はなし
(7)・・・・誘電体(5)は石英ガラス
上記の条件で500mlのPETボトル(10)内面に薄膜を形成した。
<Example 3>
(1) ... ・ Space part (4) is X = 12mm Y = 30mm
(2) ... The width of the slit (3) is 58mm
(3) ················· Two metal hollow casings (2) are provided and connected to the waveguide axis. (4) ··· The frequency of the microwave power source is 2.45 GHz.
(5) ... Input power is 350W
(6): No processing chamber (13) (7): Dielectric (5) is quartz glass A thin film was formed on the inner surface of a 500 ml PET bottle (10) under the above conditions.

<評価>
実施例1〜3で得たPETボトル(10)の酸素バリア値の測定し、評価(○:合格、×:不合格を行った。その結果を表1に示す。
<Evaluation>
The oxygen barrier values of the PET bottles (10) obtained in Examples 1 to 3 were measured and evaluated (◯: pass, x: fail). The results are shown in Table 1.

Figure 2007204774
表1は、PETボトル(10)の酸素バリア値、評価の結果を記す。
Figure 2007204774
Table 1 shows the oxygen barrier value of PET bottle (10) and the results of evaluation.

<評価結果>
実施例1の空間部(4)が設けられていない場合の酸素バリア値は11.1(fmol
/m2/s/pa)を示し、空間部(4)が設けられている実施例2の酸素バリア値は0.96(fmol/m2/s/pa)で、実施例3は酸素バリア値が1.11(fmol/m2/s/pa)といずれも合格であった。
<Evaluation results>
The oxygen barrier value in the case where the space (4) of Example 1 is not provided is 11.1 (fmol)
/ M 2 / s / pa), the oxygen barrier value of Example 2 in which the space (4) is provided is 0.96 (fmol / m 2 / s / pa), and Example 3 is an oxygen barrier. The value was 1.11 (fmol / m 2 / s / pa) and all passed.

本発明のプラズマを使用した容器処理装置はプラスチックボトルや紙容器等の3次元中空容器を熱変形することなく表面にマイクロ波プラズマCVDコーティングできる容器処理装置として優れていることはもとより、酸素バリア性が要求される精密分野の精密部材、あるいは医療分野での医療部材など広い分野にも使用できる素晴らしい発明である。   The container processing apparatus using the plasma of the present invention is excellent as a container processing apparatus capable of coating microwave plasma CVD on the surface of a three-dimensional hollow container such as a plastic bottle or a paper container without thermal deformation. It is a wonderful invention that can be used in a wide range of fields, such as precision parts in the precision field or medical parts in the medical field.

本発明のプラズマを使用した容器処理装置の一実施例の正面の概略を示す概略図である。It is the schematic which shows the outline of the front of one Example of the container processing apparatus using the plasma of this invention. 図1の平面の概略を示す概略図である。It is the schematic which shows the outline of the plane of FIG. 図2のA−A線断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA line cross section of FIG. 本発明のプラズマを使用した容器処理装置の他の一実施例の平面の概略を示す概略図である。It is the schematic which shows the outline of the plane of other one Example of the container processing apparatus using the plasma of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

(1)導波管
(2)金属空洞筐体
(3)スリット
(4)空間
(5)誘電体
(6)ガス導入管
(7)空洞体側スリット
(8)導波管側スリット
(9)給電点
(10)PETボトル(他、プラスチック中空容器)
(11)金属メッシュ
(12)マイクロ波電源
(13)処理チャンバー
(1) Waveguide (2) Metal hollow casing (3) Slit (4) Space (5) Dielectric (6) Gas inlet pipe (7) Cavity side slit (8) Waveguide side slit (9) Power feed Point (10) PET bottles (other plastic hollow containers)
(11) Metal mesh (12) Microwave power supply (13) Processing chamber

Claims (7)

マイクロ波を供給するための導波管(1)の導体面に1つ以上のプラズマ処理を行うための金属空洞筐体(2)を有し、その側面が電気的に接合され、各々の接合面に空けられたスリット(3)により金属空洞筐体(2)と導波管(1)の電磁界エネルギーが結合するプラズマを使用した容器処理装置であって、前記接合面に穿設されたスリット部分にマイクロ波の結合を調整する為の空間部(4)を備えた事を特徴とするプラズマを使用した容器処理装置。   One or more metal hollow casings (2) for performing plasma treatment are provided on a conductor surface of a waveguide (1) for supplying a microwave, and the side surfaces thereof are electrically bonded, and each bonding is performed. A container processing apparatus using plasma in which electromagnetic energy of a metal hollow housing (2) and a waveguide (1) is coupled by a slit (3) vacated on a surface, which is formed in the joint surface. A vessel processing apparatus using plasma, characterized in that a space (4) for adjusting the coupling of microwaves is provided in the slit portion. 前記空間部(4)の大きさが、金属空洞筐体(2)と導波管(1)を結ぶ軸方向において、λをマイクロの波長としたときに、X=1/4λ+10mm以下の値をとり、高さ方向にY=1/4λ±10mmの範囲の値となる事を特徴とする、請求項1記載のプラズマを使用した容器処理装置。   When the size of the space (4) is in the axial direction connecting the metal hollow casing (2) and the waveguide (1) and λ is a micro wavelength, X = 1 / 4λ + 10 mm or less. 2. The vessel processing apparatus using plasma according to claim 1, wherein the value in the height direction is Y = 1 / 4λ ± 10 mm. 前記空間(4)の内部にマイクロ波を透過する誘電体(5)を配置した事を特徴とする、請求項1又は2記載のプラズマを使用した容器処理装置。   The container processing apparatus using plasma according to claim 1 or 2, wherein a dielectric (5) that transmits microwaves is disposed in the space (4). 金属空洞筐体(2)の内部円筒空間中心軸上に導電性を有する材料からなるプロセスガス導入管(6)が電気的に接続された状態で配置され、ガス導入管(6)に半同軸モード(TEMモード)を励起するために内部円筒空間中心軸上に直交する向きでスロットを配置したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに1項記載のプラズマを使用した容器処理装置。   A process gas introduction pipe (6) made of a conductive material is disposed on the central axis of the inner cylindrical space of the metal hollow casing (2) in an electrically connected state, and is semi-coaxial with the gas introduction pipe (6). 4. A vessel processing apparatus using plasma according to claim 1, wherein slots are arranged in a direction orthogonal to the central axis of the inner cylindrical space in order to excite the mode (TEM mode). . 金属空洞筐体(2)が導波管(1)の管方向に、λをイクロ波の波長、nを1以上の整数としたときに、1/2λ×n±10mmの間隔で配置された事を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載のプラズマを使用した容器処理装置。   Metal hollow casings (2) are arranged at intervals of 1 / 2λ × n ± 10 mm in the tube direction of the waveguide (1), where λ is the wavelength of the microwave and n is an integer equal to or greater than 1. The container processing apparatus using the plasma according to claim 1, wherein the apparatus is a plasma processing apparatus. 金属空洞筐体(2)が導波管軸に対称となるように配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載のプラズマを使用した容器処理装置。   The container processing apparatus using plasma according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal hollow casing (2) is arranged so as to be symmetric with respect to the waveguide axis. 金属空洞筐体(2)が導波管(1)の管に対称かつ導波管(1)の管方向に、λをマイクロ波の波長、nを1以上の整数としたときに、1/2λ×n±10mmの間隔で配置された事を特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載のプラズマを使用した容器処理装置。   When the metal hollow housing (2) is symmetrical to the tube of the waveguide (1) and in the tube direction of the waveguide (1), λ is the wavelength of the microwave and n is an integer of 1 or more. The container processing apparatus using plasma according to claim 1, wherein the container processing apparatus is arranged at intervals of 2λ × n ± 10 mm.
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