JP4739376B2 - バリア膜形成用内部電極及び成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば樹脂等の容器等においてガスバリア性を付与するバリア膜を形成するためのバリア膜形成用内部電極及び成膜装置に関する。

近年、プラスチック容器の一つである例えばペット（ＰＥＴ）ボトルは、外部からの酸素の透過、内部（例えば炭酸飲料水）からの二酸化炭素の透過を防止するためにその内面に例えばＤＬＣ(Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ)のような硬質の炭素膜をコーティングすることが試みられており、その成膜装置が種々提案されている（特許文献１、２、３）。

ここで、高周波プラズマＣＶＤを用いたプラスチック容器への炭素膜を成膜装置としては、容器内部にコーティングする基本的な発明である前記特許文献３にかかる装置について、図９を参照して説明する。

図９に示すように、成膜装置は、口部１１を有するプラスチック容器１２の内面に放電プラズマにより成膜を施す成膜装置であって、プラスチック容器１２の外周を取り囲む大きさを有する外部上部電極１３−１及び外部下部電極１３−２からなる外部電極１３と、前記口部１１が位置する側の前記外部電極１３の端面に絶縁部材２６を介して取り付けられた排気管１４と、前記外部電極１３内の前記プラスチック容器１２内に前記排気管１４側から前記プラスチック容器１２の長手のほぼ全長に亙って挿入され、接地側に接続されると共に、媒質ガスＧを吹き出すためのガス吹出し孔１６が穿設された内部電極１７と、前記排気管１４に取り付けられた図示しない排気装置と、前記内部電極１７に媒質ガスＧを供給するための図示しないガス供給装置と、前記外部電極１３に接続された高周波電源１８とを具備してなるものである。
ここで、前記外部電極１３は、上下端にフランジ２１ａ，２１ｂを有する円筒状のチャンバ２２内に設けられており、該円筒状のチャンバ２２は、円環状基台２３上に載置されている。また、円板状の絶縁板２４は、前記円環状基台２３と前記外部下部電極１３−２の底部側との間に配置されている。前記内部電極１７のガス吹出し孔１６の先端には円筒の絶縁部材２０を設けることで局所的なプラズマ集中を防止するようにしている。

このような構成の装置を用いてボトルへ炭素膜をコーティングする方法について説明する。

まず、外部電極１３内にプラスチック容器１２を挿入し、内部のガスをガス排気管１４を通して排気する。規定の真空度（代表値：１０^-１〜１０^-5Ｔｏｒｒ）に到達した後、媒質ガスＧを内部電極１７に例えば１０〜２００ｍＬ／ｍｉｎの流量で供給し、さらに内部電極１７のガス吹き出し孔１６を通してプラスチック容器１２内に吹き出す。なお、この媒質ガスＧとしては、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、含酸素炭化水素類、含窒素炭化水素類が用いられる。前記プラスチック容器１２内の圧力は、ガス供給量と排気量のバランスによって例えば２×１０^-1〜１×１０^-2Ｔｏｒｒに設定する。その後、高周波電源１８から５０〜２０００Ｗの高周波電力を整合器３６及びＲＦ入力端子３５を通して外部電極１３に印加する。

このような高周波電力の外部電極１３への印加によって、前記外部電極１３と内部電極１７の間にプラズマが生成される。この時、プラスチック容器１２は外部電極１３の内にほぼ隙間無く収納されているため、プラズマはプラスチック容器１２内に発生する。前記媒質ガスＧは、前記プラズマによって解離、又は更にイオン化して、炭素膜を形成するための成膜種が生成され、この成膜種が前記容器１２内面に堆積し、炭素膜を形成する。炭素膜を所定の膜厚まで形成した後、高周波電力の印加を停止し、媒質ガス供給の停止、残留ガスの排気、窒素、希ガス、又は空気等を外部電極１３内に供給し、この空間内を大気圧に戻す。この後、前記プラスチック容器１２を外部電極１３から取り外す。なお、この方法において炭素膜を厚さ２０乃至３０ｎｍ成膜するには２〜３秒間要する。

特開平８−５３１１６号公報 特許第２７８８４１２号公報（特開平８−５３１１７号公報） 特開２００３−２８６５７１号公報

しかしながら前記成膜装置においては、内部電極のガス吹出し口１６に設けられた絶縁材料は円筒状のものであるので、長期間に亙って成膜をする間のその熱膨張率の相違に起因する熱応力により破損したり、落下したりするような場合がある。

この脱落するような場合には、絶縁機能が焼失し、プラズマ集中が発生することになり、例えばプラスチック容器等の連続した生産の場合に、製造システムを一時停止する必要があり、製造効率の低下の原因となる。

本発明は、前記問題に鑑み、成膜装置における内部電極の絶縁部材の落下を防止し、常に安定して容器のバリア膜を成膜することができるバリア膜形成用内部電極及び成膜装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、口部を有するプラスチック容器の内部に挿入され、該プラスチック容器内に媒質ガスを供給し、前記プラスチック容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、プラスチック容器内面に放電プラズマを発生させプラスチック容器の内面にバリア膜を形成するバリア膜形成用内部電極であって、媒質ガスを供給するガス流路を有し、先端部が軸方向に長い空間を有する凹部を設けたガス供給管と、前記ガス供給管の凹部の内面に螺合し、前記ガス流路と連通するガス吹出し口を有する絶縁部材と、前記凹部に側面が面一となるように螺合部で螺合すると共に、前記絶縁部材のガス吹出し口の外周と嵌合する軸方向に亙って孔を形成してなる中実のキャップ部材とを具備することを特徴とするバリア膜形成用内部電極にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記ガス供給管に少なくとも１以上の突起部又は窪み部を有するプラズマ発生部を一体に設けてなることを特徴とするバリア膜形成用内部電極にある。

第３の発明は、第２の発明において、前記プラズマ発生部は、熱伝導率が高い材料からなることを特徴とするバリア膜形成用内部電極にある。

第４の発明は、第１の発明において、前記螺合部分をシールするシール部材を設けてなることを特徴とするバリア膜形成用内部電極にある。

第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記ガス供給管が金属製であることを特徴とするバリア膜形成用内部電極にある。

第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つのバリア膜形成用内部電極を備えてなり、プラスチック容器の内面にバリア膜を成膜してなることを特徴とする成膜装置にある。

第７の発明は、口部を有するプラスチック容器の内面に放電プラズマによりバリア膜を施す成膜装置であって、プラスチック容器の外周を取り囲む大きさを有する外部電極と、前記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排気管と、前記外部電極内の前記プラスチック容器内に前記排気管側から前記プラスチック容器の長手のほぼ全長に亙って挿入され、接地側に接続された第１乃至５のいずれか一つのバリア膜形成用内部電極と、前記排気管に取り付けられた排気装置と、前記内部電極に媒質ガスを供給するガス供給装置と、前記外部電極に接続された高周波電源とを具備してなることを特徴とする成膜装置にある。

本発明によれば、プラスチック容器等の内面にバリア膜を成膜する際において、長期間に亙って安定して成膜を行うことができる。これにより、成膜品質を長期間に亙って維持しつつプラスチック容器内面のガスバリア膜を成膜することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明にかかる第１の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略を図２に示す。図２に示すように、本実施例にかかるバリア膜形成用内部電極１００−１は、口部を有するプラスチック容器の内部に挿入され、該プラスチック容器内に媒質ガスを供給し、前記プラスチック容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、プラスチック容器内面に放電プラズマを発生させプラスチック容器の内面にバリア膜を形成するバリア膜形成用内部電極であって、媒質ガスＧを供給するガス流路１０１ａを有するガス供給管１０１と、前記ガス供給管１０１の端部に面一に螺合してなり、前記ガス流路１０１ａと連通するガス吹出し口１０２を有する絶縁部材１０３とを具備するものである。

前記ガス吹出し口１０２を絶縁材料としている為、局所的なプラズマの集中を防止できる。
ここで、前記絶縁部材１０３の材料としては、フッ素系樹脂、ＰＥＥＫ、ポリイミドなどの耐熱性を有する材料や、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ等熱伝導率、耐熱衝撃性の高い材料を挙げることができる。

また、内部電極形状全体で突起部分がない為、局所的なプラズマの集中を防止できる。
前記ガス供給管１０１は金属製であり、該金属製のガス供給管１０１内にメス部１０１ｂを形成すると共に、絶縁部材１０３にはオス部１０４を形成して、両者を螺合結合させることで、シール性を高める構造となる。また、シール部１２０を螺合部に設けることで、さらにシール性を向上させることができる。
ここで、前記シール部１２０の材料としては、例えばテフロン（登録商標）製のテープ等を例示することができる。

また、前記螺合部を構成するメス部１０１ｂは奥に行くにつれて漸次広がるような末広がり形状とすることで、螺合したオス部１０４を断面テーパ状とすることで、熱膨張が繰り返された場合においても螺合性を維持するようにしてもよい。

これにより、長期運転しても、安定したバリア膜をプラスチック容器内面に形成することができる。
よって、内部電極部品の耐久性が向上し、そのメンテナンス性が向上する。

ここで、前記容器としては、例えば食品用、医薬品用容器プラスチック容器を挙げることができ、容器以外には、フィルム等に対するガスバリア膜として有効である。また、ガソリンタンク等の燃料を充填する容器等にも適用することが可能である。

ここで、前記プラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム等の公知の材料を例示することができる。

ここで、本発明において、前記ガスバリア膜とは、基材の表面に形成され、ガス不透過性を備えた膜をいう。ガスバリア膜としては、例えば、アモルファスカーボン膜等の炭素膜、珪素膜等の膜を例示することができる。

ここで、前記アモルファスカーボン膜とは、ダイヤモンド（炭素原子の結合がＳＰ³結合）とグラファイト（炭素原子の結合がＳＰ²結合）の中間形態のアモルファス状の構造を有する炭素膜のことであり、硬質の炭素膜及び軟質の炭素膜を含むものをいう。また、前記硬質の炭素膜には、ＳＰ³結合を主体にしたアモルファスなＤＬＣ(Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ)膜も含まれる。

このようなアモルファスカーボン膜を製造する方法としては、例えばＣＶＤ法、熱ＣＤＶ法、プラズマＣＶＤ法等に代表される公知の化学気相成長法（ＣＨＥＭＩＣＡＬ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ， ＣＶＤ）を用いることができる。
また、例えば反応性スパッタ法、イオンプレーティング法、アーク蒸着法、イオン蒸着法、プラズマイオン注入法等に代表される公知の物理的気相成膜法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）を用いることができる。
なお、本発明においては、前記ＰＶＤ法よりＣＶＤ法を適用する場合において、本発明の効果をより発揮することになる。これは、前記ＣＶＤ法で作製する膜の方が、アモルファスカーボン膜中にダングリングボンドを多く含むためである。

ここで、前記媒質ガスとしては炭化水素を基本とし、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等のアルカン類；エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ブタジエン等のアルケン類；アセチレン等のアルキン類；ベンゼン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタリン、フェナントレン等の芳香族炭化水素類；シクロプロパン、シクロヘキサン等のシクロパラフィン類；シクロペンテン、シクロヘキセン等のシクロオレフィン類などが使用でき、その他一酸化炭素も使用できる。これにより、例えば容器に充填された例えば炭酸飲料水からの二酸化炭素の透過を防止するためのアモルファスカーボン膜をコーティングすることができる。また、アモルファスカーボン膜が傾斜機能を有する膜であってもよい。
なお、ＰＶＤ法を用いる場合には、固体蒸発源も利用可能となる。

以下、本発明にかかる内部電極を備えたアモルファスカーボン膜を形成する成膜装置の一例について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る成膜装置を示す概念図である。図１に示すように、本実施例に係る成膜装置は、口部１１を有するプラスチック容器１２の内面に放電プラズマにより成膜を施す成膜装置であって、プラスチック容器１２の外周を取り囲む大きさを有する外部電極１３と、前記口部１１が位置する側の前記外部電極１３の端面に絶縁部材を介して取り付けられた排気管１４と、前記外部電極１３内の前記プラスチック容器１２内に前記排気管１４側から前記プラスチック容器１２の長手のほぼ全長に亙って挿入され、接地側に接続されると共に、媒質ガスＧを吹き出すためのガス吹出し口１０２を有する絶縁部材１０３が螺合されてなる図２に示す内部電極１００−１と、前記排気管１４に取り付けられた図示しない排気装置と、前記内部電極１７に媒質ガスＧを供給するための図示しないガス供給装置と、前記外部電極１３に接続された高周波電源１８とを具備してなるものである。

ここで、前記外部電極１３は、上下端にフランジ２１ａ，２１ｂを有するチャンバ（上部）２２−１及びチャンバ（下部）２２−２から構成される円筒状のチャンバ２２内に設けられており、該円筒状のチャンバ２２は、円環状基台２３上に載置されている。前記円筒状のチャンバ２２と前記外部電極１３は、上部側と下部側とに二分割可能としており、着脱可能に取り付けられている。また、円板状の絶縁板２４は、前記基台２３と前記外部下部電極１３−２の底部側との間に配置されている。

なお、前記円筒状のチャンバ２２の分割部と外部電極１３には分割部に導電コネクタ４１及び真空シール（Ｏリング）４２が介装されている。そして、プラスチック容器１２を外部電極１３内に収納するには、分割部を一体的に上下動させている。

また、本実施例では、内部に挿入されるプラスチック容器１２の口部および肩部に対応する円柱および円錐台を組み合わせた形状をなす空洞部を有する誘電体材料からなる円柱状のスペーサ２５が外部上部電極１３−１の内側に配設されている。前記円柱状のスペーサ２５は、この上に載置される環状の絶縁部材２６から螺着されたねじ（図示せず）により固定されている。このように円柱状のスペーサ２５を前記外部電極１３の上部に挿入固定することにより、前記外部電極１３の底部側からプラスチック容器１２を挿入すると、そのプラスチック容器１２の口部および肩部が前記円柱状のスペーサ２５の空洞部内に位置し、かつこれ以外のプラスチック容器１２の外周が前記外部電極１３内面に位置する。

前記円柱状のスペーサ２５を構成する誘電体材料としては、例えばプラスチックまたはセラミックを挙げることができる。プラスチックとしては、種々のものを用いることができるが、特に高周波損失が低く、耐熱性の優れたポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系樹脂が好ましい。セラミックとしては、高周波損失が低いアルミナ、ステアタイトまたは機械加工性が高いマコールが好ましい。

上下にフランジ３１ａ，３１ｂを有するガス排気管１４は、前記チャンバ２２の上部フランジ２１ａおよび前記環状の絶縁部材２６の上面に載置されている。蓋体３２は、前記排気管１４の上部フランジ３１ａに取り付けられている。

高周波電力を出力する高周波電源１８は、ケーブル３４および給電端子３５を通して前記外部電極１３に接続されている。整合器３６は、前記高周波電源１８と前記給電端子３５の間の前記ケーブル３４に介装されている。

内部電極１００−１は、前記外部電極１３および円板状のスペーサ２５内に挿入されたプラスチック容器１２内にこの容器長手方向のほぼ全長に亙って配置され、その上端が前記プラスチック容器１２の口部１１側に位置する前記ガス供給管と兼用している。なお、ガス供給管は接地端子を兼ねるようにしている。

なお、ガス吹き出し孔は前記内部電極１００−１の下部側壁に前記ガス流路３７と連通するように開口してもよい。この場合、ガス吹き出し孔は前記内部電極１００−１の底部から前記プラスチック容器１２内に挿入された長さの２５％までの範囲内の側面領域に開口することが好ましい。前記内部電極１００−１の径は、プラスチック容器の口金径以下とし、その長さはプラスチック容器１２の長手方向のほぼ全長にわたって挿入可能な長さとする。

前記内部電極１００−１は、例えばタングステンやステンレス鋼のような耐熱性を有する金属材料により作られるが、アルミニウムで作ってもよい。また、内部電極１００−１表面が平滑であると、その内部電極１００−１の表面に堆積する炭素膜を剥離し易くなる虞がある。このため、内部電極の表面を予めサンドブラスト処理し、表面粗さを大きくして表面に堆積する炭素膜を剥離し難くすることが好ましい。

次に、上述した成膜装置を用いて内面にアモルファスカーボン膜を被覆してなるプラスチック容器の製造方法を説明する。図示しないプッシャーにより上部電極とチャンバとを分割し、内部を開放する。つづいて、プラスチック容器１２を開放した外部電極１３内に挿入した後、図示しないプッシャーにより外部電極及びチャンバを元に戻す。このとき、前記プラスチック容器１２は排気管１４にその口部を通して連通する。

次いで、図示しない排気手段により排気管１４を通して前記排気管１４及び前記プラスチック容器１２内外のガスを排気する。媒質ガスＧを内部電極１００−１のガス流路１０１ａに供給し、この内部電極１００−１のガス吹き出し孔１０２からプラスチック容器１２内に吹き出させる。この媒質ガスＧは、さらにプラスチック容器１２の口部１１に向かって流れていく。つづいて、ガス供給量とガス排気量のバランスをとり、前記プラスチック容器１２内を所定のガス圧力に設定する。

次いで、高周波電源１８から高周波電力をケーブル３４、整合器３６および給電端子３５を通して前記外部電極１３に供給する。このとき、前記外部電極１３（実質的に前記プラスチック容器内面）と接地された前記内部電極１００−１との間に放電プラズマが生成される。この放電プラズマによって媒質ガスＧが解離し、生成した成膜種が前記プラスチック容器１２内面に堆積し、アモルファスカーボン膜が形成される。

前記アモルファスカーボン膜の膜厚が所定の厚さに達した後、前記高周波電源１８からの高周波電力の供給を停止し、媒質ガスＧの供給の停止、残留ガスの排気を行い、ガスの排気を停止する。この停止後、窒素、希ガス、又は空気等を内部電極１００−１のガス流路１０１ａのガス吹出し口１０２又は排気管１０４を通してプラスチック容器１２内に供給し、このプラスチック容器１２内外を大気圧に戻し、内面炭素膜被覆プラスチック容器を取り出す。その後、前述した順序に従ってプラスチック容器を交換し、次のプラスチック容器のコーティング作業へ移るようにしている。

本実施例にかかる内部電極１００−１はガス供給管１０１に絶縁部材１０３を螺合してなるので、長期間に亙って落下することなく、成膜することができる。

次に、本発明にかかる他の実施例について説明する。なお、成膜装置は図１に示すものと同様であるので、以下の実施例の説明においては、成膜装置についての説明は省略する。
本発明にかかる第２の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略を図３に示す。図３に示すように、本実施例にかかるバリア膜形成用内部電極１００−２は、口部を有するプラスチック容器の内部に挿入され、該プラスチック容器内に媒質ガスを供給し、前記プラスチック容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、プラスチック容器内面に放電プラズマを発生させプラスチック容器の内面にバリア膜を形成するバリア膜形成用内部電極であって、媒質ガスＧを供給するガス流路１０１ａを有するガス供給管１０１と、前記ガス供給管の端部に形成された凹部１０１ｃ内に接着剤１０５を介して一体に設けられ、前記ガス流路１０１ａと連通するガス吹出し口１０２を有する絶縁部材１０３とを具備するものである。

また、凹部１０１ｃを構成する筒部の開放側先端１０１ｄ側をかしめるようにすることで、接着剤１０５を抱きかかえ、接着剤１０５と一体となった絶縁部材１０３の落下を防止するようにしている。
なお、前記かしめの際にはエッジ部がないようにすることで、局所的なプラズマの集中を防止するようにしている。

本発明にかかる第３の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略を図４に示す。図４に示すように、本実施例にかかるバリア膜形成用内部電極１００−３は、口部を有するプラスチック容器の内部に挿入され、該プラスチック容器内に媒質ガスを供給し、前記プラスチック容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、プラスチック容器内面に放電プラズマを発生させプラスチック容器の内面にバリア膜を形成するバリア膜形成用内部電極であって、媒質ガスＧを供給するガス流路１０１ａを有するガス供給管１０１と、前記ガス供給管１０１の端部に形成された凹部１０１ｃ内に嵌合してなる膨出部１０３ａを有し、前記ガス流路１０１ａと連通するガス吹出し口１０２を有する絶縁部材１０３とを具備するものである。

前記絶縁部材１０３は膨出部１０３ａを有すると共に、該膨出部１０３ａを抱えるように凹部の１０１ｃを構成する筒部の開放側先端１０１ｅ側をかしめるようにしているので、絶縁部材１０３が落下することが防止される。
なお、前記かしめの際にはエッジ部がないようにすることで、局所的なプラズマの集中を防止するようにしている。

本発明にかかる第４の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略を図５に示す。図５に示すように、本実施例にかかるバリア膜形成用内部電極１００−４は、口部を有するプラスチック容器の内部に挿入され、該プラスチック容器内に媒質ガスを供給し、前記プラスチック容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、プラスチック容器内面に放電プラズマを発生させプラスチック容器の内面にバリア膜を形成するバリア膜形成用内部電極であって、媒質ガスＧを供給するガス流路１０１ａを有し、先端部を凸部１０１ｄとしてなるガス供給管１０１と、前記凸部１０１ｄに側面が面一となるように螺合すると共に、端面の中心部に開口１０６ａを有する内部が中空のキャップ部材１０６と、前記キャップ部材１０６の開口の段差部１０６ｂに係合すると共に、キャップ部材１０６の内面に螺合し、前記ガス流路１０１ａと連通するガス吹出し口１０２を有する絶縁部材１０３とを具備する。

また、媒質ガスＧのガス吹き出し側における前記キャップ部材１０６の端部１０６ｃはその角にＲを形成することで、局所的なプラズマの集中を防止するようにしている。
なお、前記凸部１０１ｄと絶縁部材１０３との間にはパッキン又はガスケット等のシール部材１２１が介装されており、そのガスシール性を向上させるようにしている。

前記キャップ部材１０６は金属材料とすることで、ガス供給管１０１との螺合部における接合においてシール性が向上する。ここで、キャップ部材１０６の金属材料とは例えばステンレス、アルミニウム、タングステン、ニッケルを挙げることができる。また、金属材料以外には炭素材料としてもよい。
この場合、キャップ部材１０６とガス供給管１０１とを同種の材料とすることで熱膨張による熱応力緩和に起因する螺合部の密着性の長期間に亙る維持をすることができる。

なお、絶縁材料１０３の突き出し量ｄは焼く１乃至１０ｍｍ程度、より好ましくは３乃至５ｍｍ程度とするのが好ましい。

このように、絶縁部材１０３を螺合する際に、キャップ部材１０６を用いて、該キャップ部材１０６の内部に包むようにして保持することで、絶縁部材１０３の落下を積極的に防止すると共に、前記キャップ部材１０６とガス供給管１０１とは同種金属として螺合性を向上させることができる。

本発明にかかる第５の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略を図６に示す。図６に示すように、本実施例にかかるバリア膜形成用内部電極１００−５は、口部を有するプラスチック容器の内部に挿入され、該プラスチック容器内に媒質ガスを供給し、前記プラスチック容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、プラスチック容器内面に放電プラズマを発生させプラスチック容器の内面にバリア膜を形成するバリア膜形成用内部電極であって、媒質ガスＧを供給するガス流路１００ａを有し、先端部が軸方向に長い空間を有する凹部１０１ｃを設けたガス供給管１０１と、前記ガス供給管１０１の凹部１０１ｃの内面に螺合し、前記ガス流路１０１ａと連通するガス吹出し口１０２を有する縦方向断面が略Ｔ字形状の絶縁部材１０３と、前記凹部１０１ｃに側面が面一となるように螺合部１１０ｂで螺合すると共に、前記絶縁部材１０３のガス吹出し口１０２の外周１０２ａと嵌合する軸方向に亙って孔１１０ａを形成してなる中実のキャップ部材１１０とを具備するものである。

また、本実施例では、凹部１０１ｃ内面に螺合面を形成する際に形成される軸内部空間部１１１内にはスペーサ１１２が配設されており、略Ｔ字形状の絶縁部材１０３のヘッド部１０３ａが凹部１０１ｃの内部奥側への侵入を防止するようにしている。

また、螺合部１１０ｂの基端部で形成される空間部１１０ｃにおいて、凹部１０１ｃの先端部分を、図中矢印Ｘ方向へかしめるようにして、絶縁部材１０３の落下をさらに防止するようにしてもよい。

本実施例ではシール部１２０における螺合面積が増大し、シール性の更なる向上を図るようにしている。これにより、絶縁部材１０３の落下がなくなり、長期間に亙っての成膜を安定して行うことができる。

本発明にかかる第６の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略を図７に示す。図７に示すように、本実施例にかかるバリア膜形成用内部電極１００−６は、実施例４に示すバリア膜形成用内部電極１００−４において、該内部電極に少なくとも１以上の突起部１３１ａを有するプラズマ発生部１３１を一体に設けてなるものである。

前記一体に設けられるプラズマ発生部１３１の材質は、熱伝導率が高い材料からなることが好ましい。ここで、熱伝導率が高い材料としては、例えばタングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属又はカーボン（Ｃ）等を例示することができる。
このように、積極的に突起部１３１ａを設けることにより、プラズマ放電によるプラズマ発生個所の安定化を図ることができる。

突起部１３１ａの個数は１以上あれば特に限定されるものではない。
このプラズマ発生部１３１は絶縁部材１０３の先端部分から１０ｍｍ程度離れた場所に設置することが望ましい。これは、絶縁部材１０３とあまりにも近いとプラズマの局所的な集中の影響により、絶縁材料に欠け、割れが生じるのを防止するためである。
また、図１におけるガス供給管１０１においては、容器の口部から肩部にかけての位置は避けるようにし、容器の中央部分から先端部分のいずれかにプラズマ発生部１３１を設けるようにすることが好ましい。これは、口部及び肩部でのプラズマの積極的な発生を防止し、容器内面の色ムラを防止するためである。
また、容器の中央部分において積極的にプラズマを発生させることで、均一の成膜が可能となる。

本発明にかかる第７の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略を図８に示す。
実施例６においては、プラズマ発生部１３１に突起を設けたものであるが、本実施例では窪み部１３１ｂを設けるようにしている。
窪み部１３１ｂは突起部１３１ａと同様に積極的にプラズマ発生個所を特定することができ、実施例７と同様の効果を得ることができる。なお、窪み部１３１ｂの設置場所は突起部１３１ａの設置場所と同様とすればよい。

以上のように、本発明にかかるバリア膜形成用内部電極は、成膜装置における内部電極の絶縁部材の落下を防止し、常に安定して容器のバリア膜を成膜することができる、ガスバリア性の良好な容器等の製造に用いて適している。

第１の実施例にかかる成膜装置の概略図である。 第１の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略図である。 第２の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略図である。 第３の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略図である。 第４の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略図である。 第５の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略図である。 第６の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略図である。 第７の実施例にかかるバリア膜形成用内部電極の概略図である。 従来技術にかかる成膜装置の概略図である。

符号の説明

１００−１〜１００−７ 内部電極
１０１ ガス供給管
１０２ ガス吹出し口
１０３ 絶縁部材
１０４ オス部
１０５ 接着剤
１０６ キャップ部材
１２０ シール部
１３１ プラズマ発生部
１１ 口部
１２ プラスチック容器
１３ 外部電極
１４ 排気管
１６ ガス吹き出し孔
１７ 内部電極
１８ 高周波電源
Ｇ 媒質ガス

Claims (7)

1. 口部を有するプラスチック容器の内部に挿入され、該プラスチック容器内に媒質ガスを供給し、前記プラスチック容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、プラスチック容器内面に放電プラズマを発生させプラスチック容器の内面にバリア膜を形成するバリア膜形成用内部電極であって、
   媒質ガスを供給するガス流路を有し、先端部が軸方向に長い空間を有する凹部を設けたガス供給管と、
   前記ガス供給管の凹部の内面に螺合し、前記ガス流路と連通するガス吹出し口を有する絶縁部材と、
   前記凹部に側面が面一となるように螺合部で螺合すると共に、前記絶縁部材のガス吹出し口の外周と嵌合する軸方向に亙って孔を形成してなる中実のキャップ部材とを具備することを特徴とするバリア膜形成用内部電極。
2. 請求項１において、
   前記ガス供給管に少なくとも１以上の突起部又は窪み部を有するプラズマ発生部を一体に設けてなることを特徴とするバリア膜形成用内部電極。
3. 請求項２において、
   前記プラズマ発生部は、熱伝導率が高い材料からなることを特徴とするバリア膜形成用内部電極。
4. 請求項１において、
   前記螺合部分をシールするシール部材を設けてなることを特徴とするバリア膜形成用内部電極。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
   前記ガス供給管が金属製であることを特徴とするバリア膜形成用内部電極。
6. 請求項１乃至５のいずれか一つのバリア膜形成用内部電極を備えてなり、プラスチック容器の内面にバリア膜を成膜してなることを特徴とする成膜装置。
7. 口部を有するプラスチック容器の内面に放電プラズマによりバリア膜を施す成膜装置であって、
   プラスチック容器の外周を取り囲む大きさを有する外部電極と、
   前記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排気管と、
   前記外部電極内の前記プラスチック容器内に前記排気管側から前記プラスチック容器の長手のほぼ全長に亙って挿入され、接地側に接続された請求項１乃至５のいずれか一つのバリア膜形成用内部電極と、
   前記排気管に取り付けられた排気装置と、
   前記内部電極に媒質ガスを供給するガス供給装置と、
   前記外部電極に接続された高周波電源とを具備してなることを特徴とする成膜装置。

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