JP6949426B2 - バリア膜形成装置及びバリア膜形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成装置及びバリア膜形成方法に関する。

炭酸飲料等の清涼飲料、水、酒、醤油等の調味液などを収容する容器としては、安価で搬送、廃棄、リサイクル等が容易であることから、例えばポリエチレンテレフタレート製ボトル（ペットボトル）などの合成樹脂製容器が多く用いられている。

合成樹脂製容器は、ガラス製の容器と比べてガスバリア性が低いため、酸素の侵入により内容物の品質維持期間（シェルフライフ）が低下し易く、また、炭酸飲料等を収容したときに炭酸ガスが消失し易いなどの欠点を有している。そこで、上記欠点を解消するために、合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方に、例えばＤＬＣ（Diamond Like Carbon）やシリカ膜などのバリア膜を設けて、合成樹脂製容器のガスバリア性を高めることが行われている。

このようなバリア膜は、例えば特許文献１に記載されるように、合成樹脂製容器が内側に配置される外部電極と、口部から合成樹脂製容器の内部に挿入される内部電極と、外部電極と内部電極とに電力を供給する電源とを備え、合成樹脂製容器の内部に原料ガスを供給した状態で電源により外部電極と内部電極とに電力を供給することで、原料ガスをプラズマ化して合成樹脂製容器の内面に蒸着させるようにしたバリア膜形成装置を用いて形成されるのが一般的である。

特許第５０１２７６１号公報

上記のようなバリア膜形成装置を用いたプラズマ蒸着によって合成樹脂製容器にバリア膜を形成する際には、プラズマ化された原料ガスが加熱されて合成樹脂製容器の温度も高められることになる。プラズマ蒸着の際、印加電圧の出力を大きくすると合成樹脂製容器の温度が高くなる傾向がある。

一方、合成樹脂製容器には、口部と胴部とを有するボトル形状であるとともに、胴部にその外径が他の部分よりも小さい括れ部分が設けられた形状のものがある。このような形状の合成樹脂製容器の全面に高いガスバリア性を有するバリア膜を均一な厚みで形成するためには、プラズマ蒸着の際に合成樹脂製容器の全体がプラズマ化された原料ガスによって均一に加熱されるようにする必要がある。

しかし、括れ部分を備えた合成樹脂製容器では、外部電極と合成樹脂製容器との間隔が括れ部分において他の部分よりも大きくなることから、原料ガスは当該部分においては他の部分よりもプラズマ化されにくくなり、プラズマ蒸着の際に括れ部分の温度が他の部分よりも低くなって、形成後のバリア膜の括れ部分におけるガスバリア性が他の部分におけるガスバリア性よりも低くなってしまうという問題があった。

これに対し、括れ部分の温度が所望の温度となるように、電源から外部電極及び内部電極に供給する電力を高めることが考えられるが、この場合、合成樹脂製容器の括れ部分以外の部分の温度が高くなり過ぎて、当該部分が熱変形する虞があるという問題が生じることになる。

本発明は、このような点を解決することを課題とするものであり、その目的は、胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方に均一な厚みでバリア膜を形成することができるバリア膜形成装置及びバリア膜形成方法を提供することにある。

本発明のバリア膜形成装置は、胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成装置であって、前記合成樹脂製容器が内側に配置される筒状の外部電極と、口部から挿入されて前記合成樹脂製容器の内部に配置される内部電極と、前記括れ部分の径方向外側に配置され、前記合成樹脂製容器の周囲に磁界を生じさせる磁石と、を有し、前記磁石が、一方の磁極を径方向内側に向け、他方の磁極を径方向外側に向けた姿勢で配置されていることを特徴とする。

本発明のバリア膜形成装置は、胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成装置であって、前記合成樹脂製容器が内側に配置される外部電極と、口部から挿入されて前記合成樹脂製容器の内部に配置される内部電極と、前記括れ部分の径方向外側に配置され、前記合成樹脂製容器の周囲に磁界を生じさせる磁石と、を有し、前記磁石が、前記外部電極を構成する電極本体部の内側に配置された絶縁体部に埋設されていることを特徴とする。

本発明のバリア膜形成装置は、上記構成において、前記括れ部分の径方向外側に、複数の前記磁石が周方向に等間隔に並べて配置されているのが好ましい。

本発明のバリア膜形成装置は、上記構成において、前記磁石が、ネオジム磁石であるのが好ましい。

本発明のバリア膜形成装置は、上記構成において、前記磁石が生じさせる磁界の前記括れ部分における磁束密度が０．０８Ｔ以上であるのが好ましい。

本発明のバリア膜形成装置は、上記構成において、前記磁石が生じさせる磁界の前記括れ部分における磁束密度が０．１０Ｔ以下であるのが好ましい。

本発明のバリア膜形成方法は、胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成方法であって、筒状の外部電極の内側に前記合成樹脂製容器を配置し、内部電極を口部から挿入して前記合成樹脂製容器の内部に配置し、前記括れ部分の径方向外側に配置された磁石により、前記合成樹脂製容器の周囲に磁界を生じさせた状態でプラズマ蒸着を行い、前記磁石を、一方の磁極を径方向内側に向け、他方の磁極を径方向外側に向けた姿勢で配置することを特徴とする。

本発明のバリア膜形成方法は、胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成方法であって、外部電極の内側に前記合成樹脂製容器を配置し、内部電極を口部から挿入して前記合成樹脂製容器の内部に配置し、前記括れ部分の径方向外側に配置された磁石により、前記合成樹脂製容器の周囲に磁界を生じさせた状態でプラズマ蒸着を行い、前記磁石を、前記外部電極を構成する電極本体部の内側に配置された絶縁体部に埋設することを特徴とする。

本発明のバリア膜形成方法は、上記構成において、前記括れ部分の径方向外側に、複数の前記磁石を周方向に等間隔に並べて配置するのが好ましい。

本発明のバリア膜形成方法は、上記構成において、前記磁石を、ネオジム磁石とするのが好ましい。

本発明のバリア膜形成方法は、上記構成において、前記磁石が生じさせる磁界の前記括れ部分における磁束密度を０．０８Ｔ以上とするのが好ましい。

本発明のバリア膜形成方法は、上記構成において、前記磁石が生じさせる磁界の前記括れ部分における磁束密度を０．１０Ｔ以下とするのが好ましい。

本発明によれば、胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方に均一な厚みでバリア膜を形成することができるバリア膜形成装置及びバリア膜形成方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態であるバリア膜形成装置の縦断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示す合成樹脂製容器の正面図である。 バリア膜の厚みを実施例と比較例とで比較して示す線図をボトル形状とともに示す図である。

以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。

図１、図２に示す本発明の一実施の形態であるバリア膜形成装置１は、合成樹脂製容器１０の内面１０ａにプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するものである。

合成樹脂製容器１０は、炭酸飲料等の清涼飲料、水、酒、醤油等の調味液などの内容液を収容する用途に用いることができるポリエチレンテレフタレート製のブローボトルである。図３に示すように、合成樹脂製容器１０は、口部１１と胴部１２とを有するボトル形状であるとともに、胴部１２にその外径が小さくなるように縮径する括れ部分１２ａが設けられた形状を有する。また、胴部１２の括れ部分１２ａの上下両側には、それぞれ環状凹リブ１２ｂが設けられている。口部１１は、キャップ（不図示）が装着されることで密封可能である。

ここで、胴部１２に設けられる括れ部分１２ａとは、胴部１２において上側（口部１１側）の部分と下側の部分との間でこれらよりも外径が小さくなるように縮径した形状を有する部分である。図示する場合では、括れ部分１２ａは、湾曲状に括れた形状となっているが、胴部１２の上側（口部１１側）の部分及び下側の部分よりも外径が小さくなるように縮径した形状であれば、例えば矩形状に括れた形状のもの等であってもよい。

なお、本実施の形態では、胴部１２の括れ部分１２ａの上下両側にそれぞれ環状凹リブ１２ｂが設けられているが、当該環状凹リブ１２ｂは設けられていなくてもよい。

図１に示すように、バリア膜形成装置１は、合成樹脂製容器１０が内側に配置される外部電極２と、外部電極２の内側に配置された内部電極３とを有している。

外部電極２は、例えばテフロン（登録商標）のような絶縁性を有する合成樹脂材料により、円筒状の側壁部分２ａと、側壁部分２ａの下端に一体に連なる底部分２ｂとを備えた有底筒状の形状に形成された絶縁体部２Ａと、例えばアルミニウム等の金属材料により形成されて絶縁体部２Ａの外側全体を覆う有底筒状の電極本体部２Ｂとが一体に設けられた構成を有している。絶縁体部２Ａの側壁部分２ａは、その内径が合成樹脂製容器１０の胴部１２の最大径部分よりも大きく、高さが合成樹脂製容器１０の胴部１２の高さよりも高くされており、その内側に合成樹脂製容器１０の胴部１２の全体を収容することができる。側壁部分２ａの内径は、その全高さ範囲において一定である。

外部電極２には外部電極２に高周波電力を供給するための高周波電源４が接続されている。

内部電極３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、口部１１の内径よりも小径の細長いパイプ状に形成されており、外部電極２の内側に配置された合成樹脂製容器１０に対し、その口部１１から挿入されて当該合成樹脂製容器１０の内部に配置されるようになっている。なお、内部電極３は、外部電極２ないし合成樹脂製容器１０の軸心に沿って配置される。内部電極３の下端と合成樹脂製容器１０の底面との間には所定の間隔が空けられている。また、内部電極３は外部電極２の外側において接地されている。

内部電極３の軸心にはガス供給路３ａが設けられている。ガス供給路３ａは、図示しないガス供給源に接続されるとともに内部電極３の下端で合成樹脂製容器１０の内部に開口しており、ガス供給源から供給されたガスを内部電極３の下端から合成樹脂製容器１０の内部に供給することができる。すなわち、内部電極３は、合成樹脂製容器１０の内部に原料ガスを供給するための機能を兼ねた構成となっている。

なお、合成樹脂製容器１０の内部に原料ガスを供給するためのガス供給路３ａを、内部電極３とは別に設けた構成としてもよい。

外部電極２の上端には、絶縁体５を介して排気ヘッド６が取り付けられている。排気ヘッド６は外部電極２の上端を閉塞するとともに、真空ポンプ（不図示）に接続された排気管６ａとを有し、排気管６ａを通して合成樹脂製容器１０の内部及び外部電極２と合成樹脂製容器１０の間の空間を真空引きして減圧することができる。

外部電極２の外側にはアースシールド７が設けられている。アースシールド７は、外部電極２の径方向外側を覆う周壁部分７ａと、周壁部分７ａの下端を閉塞する円板状の基台部分７ｂとを組み付けた構成となっており、その内側に外部電極２を収容している。アースシールド７は、例えばアルミニウム、ステンレス、銅、真鍮などの導電性を有する材質で形成され、電磁波の輻射を防ぐ電磁シールドとして機能するとともに高周波のアースとして機能するようになっている。

外部電極２及びアースシールド７は、分割線Ｌを挟んで上下に一体式に分割可能な構成となっている。外部電極２及びアースシールド７を上下に分割した状態とすることで、合成樹脂製容器１０を外部電極２の内側に配置するとともに外部電極２の内側から取り出すことができる。なお、外部電極２及びアースシールド７の分割線Ｌの部分に、Ｏリング等の真空シールや、導電性を確保するためのコネクタ等を設けた構成としてもよい。

バリア膜形成装置１は、外部電極２の内側に配置された合成樹脂製容器１０の括れ部分１２ａの径方向外側に配置されて合成樹脂製容器１０の周囲に磁界を生じさせる４つの磁石８を有している。それぞれの磁石８の上下方向位置は、括れ部分１２ａの上下方向の略中央位置に対応した位置である。

４つの磁石８は、それぞれネオジム磁石により略円柱形状に形成されている。縁体部２Ａには、その側壁部分２ａの外周面に開口する４つの切欠き穴２ｃが設けられており、図２に示すように、４つの磁石８は、それぞれ切欠き穴２ｃに挿入されることにより、外部電極２の絶縁体部２Ａの内部に埋設された状態となって、括れ部分１２ａの径方向外側に周方向に等間隔に並べて配置されている。また、それぞれの磁石８は、Ｎ極を径方向内側（括れ部分１２ａの側）に向け、Ｓ極を径方向外側に向けた姿勢で配置されている。

合成樹脂製容器１０の括れ部分１２ａの径方向外側に４つの磁石８が配置されることにより、合成樹脂製容器１０の周囲には、括れ部分１２ａにおいて磁束密度が高くなるように磁界が形成される。これにより、プラズマ蒸着を行う際、合成樹脂製容器１０の括れ部分１２ａにプラズマを集中させ、当該括れ部分１２ａに他の部分と同程度のプラズマが発生するようにして、合成樹脂製容器１０の胴部１２の括れ部分１２ａの温度と他の部分の温度とを均一化させ、合成樹脂製容器１０の胴部１２の内面の全体に均一にバリア膜を形成させることができる。

ここで、磁石８としては、例えば当該磁石８の表面における磁束密度が０．４８Ｔ（４８００Ｇ）〜０．５９Ｔ（５９００Ｇ）の範囲内となるものを用いることができるが、０．５１Ｔ（５１００Ｇ）〜０．５９Ｔ（５９００Ｇ）の範囲内となるものを用いるのがより好ましい。この場合、合成樹脂製容器１０の括れ部分１２ａにおける磁束密度が０．０５Ｔ（５００Ｇ）以上となるように磁石８を配置することができるが、括れ部分１２ａにおける磁束密度が０．０８Ｔ（８００Ｇ）以上なるように磁石８を配置するのがより好ましい。このような条件とすることにより、プラズマ蒸着を行う際、合成樹脂製容器１０の括れ部分１２ａにより確実にプラズマを集中させて、合成樹脂製容器１０の胴部１２の括れ部分１２ａの温度と他の部分の温度とをより確実に均一化させることができる。

また、磁石８は、合成樹脂製容器１０の括れ部分１２ａにおける磁束密度が０．０８Ｔ以上、０．１０Ｔ（１０００Ｇ）となるように配置するのが好ましい。このような条件とすることにより、プラズマ蒸着を行う際、胴部１２の括れ部分１２ａ以外の部分の温度が括れ部分１２ａの温度に対して相対的に低くなり、胴部１２の括れ部分１２ａ以外の部分のガスバリア性が低くなってしまうことを防止することができる。

次に、上記の構成を有するバリア膜形成装置１を用いて、合成樹脂製容器１０の内面にバリア膜を形成する方法、すなわち本発明の一実施の形態であるバリア膜形成方法について説明する。

まず、外部電極２及びアースシールド７を上下に分割した状態として外部電極２の内側に、処理対象となる合成樹脂製容器１０を配置し、外部電極２及びアースシールド７を組み合わせ状態に戻す。このとき、内部電極３が口部１１から挿通されて合成樹脂製容器１０の内部に配置される。

次に、図示しない真空ポンプを作動させ、排気ヘッド６の排気管６ａを通して合成樹脂製容器１０の内部及び外部電極２と合成樹脂製容器１０の間の空間を真空引きして所定の真空度に減圧させる。

合成樹脂製容器１０の内部及び外部電極２と合成樹脂製容器１０の間の空間が所定の真空度にまで減圧されると、当該真空引きを継続しつつガス供給路３ａを通して合成樹脂製容器１０の内部に例えばアセチレンなどの原料ガスを所定の流量（例えば０．０１０１４Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ（６０ｓｃｃｍ））で供給し、合成樹脂製容器１０の内部を所定のガス圧（例えば１３．３３２Ｐａ〜１３３．３２２Ｐａ（０．１０Ｔｏｒｒ〜１．００Ｔｏｒｒ））とする。

次に、高周波電源４から外部電極２に高周波電力を供給する。高周波電源４からの高周波電力は、例えば周波数が１３．５６ＭＨｚ〜１００．００ＭＨｚ、出力が１００Ｗ〜１０００Ｗとすることができる。外部電極２に高周波電力が供給されると、外部電極２と内部電極３との間に印加される高周波電圧により合成樹脂製容器１０の内面に電圧が印加され、合成樹脂製容器１０の内部の原料ガスがプラズマ化され、当該プラズマ化された原料ガスが合成樹脂製容器１０の内面に蒸着してバリア膜が形成される。原料ガスとしてアセチレンを用いた場合には、バリア膜として炭素膜（ＤＬＣ膜）が形成される。

所定の成膜時間（例えば０．５秒）の経過後、高周波電源４から外部電極２への電力の供給を停止するとともに、ガス供給路３ａから合成樹脂製容器１０の内部への原料ガスの供給を停止する。次いで、残留ガスが排気管６ａから排気された後、真空ポンプを停止させるとともに、合成樹脂製容器１０の内部及び外部電極２と合成樹脂製容器１０の間の空間に外気を供給して大気圧に戻し、外部電極２及びアースシールド７を上下に分割した状態としてバリア膜が形成された合成樹脂製容器１０を取り出す。

ここで、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、外部電極２の内側に配置される合成樹脂製容器１０の括れ部分１２ａの径方向外側に磁石８を配置し、当該磁石８によって合成樹脂製容器１０の周囲に、括れ部分１２ａにおいて磁束密度が高くなるように磁界を生じさせるようにしているので、プラズマ蒸着の際に、外部電極２からの径方向距離が他の部分よりも離れた括れ部分１２ａにプラズマを集中させて当該括れ部分１２ａに他の部分と同程度のプラズマを発生させることができる。これにより、プラズマ蒸着の際に、外部電極２からの径方向距離が他の部分よりも離れた括れ部分１２ａを、胴部１２の他の部分と同程度の温度にまで高めることができる。すなわち、合成樹脂製容器１０の胴部１２の全体を均一に加熱することができる。これにより、胴部１２の全体を所望の温度にまで均一に高めて、合成樹脂製容器１０の胴部１２の内面の全体に均一にバリア膜を形成させることができる。

また、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、合成樹脂製容器１０の胴部１２の内面の全体に均一にバリア膜を形成させることができるので、バリア膜に、膜厚が薄くなってガスバリア性が低くなる部分が生じることを防止して、合成樹脂製容器１０のガスバリア性を高めることができる。すなわち、合成樹脂製容器１０のＢＩＦ（Barrier Improvement Factor：バリア膜が設けられていない合成樹脂製容器に対するガスバリア性の改善率）を高めることができる。

さらに、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、磁石８が生じる磁界により、合成樹脂製容器１０の内部において原料ガスがプラズマ化され易くなるので、磁石８を設けない場合に比べて、より少ない原料ガスの流量で同等の膜厚を有するガスバリア性の高いバリア膜を形成することができる。

さらに、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、括れ部分１２ａの周囲に均一に磁界を生じさせることを狙ってそれぞれの磁石８を、Ｎ極が径方向内側を向き、Ｓ極が径方向外側を向く姿勢で配置するようにしたので、括れ部分１２ａにおいて磁束密度がより均一に集中して高められるようにすることができる。したがって、表面における磁束密度がより小さい小型の磁石８によって、括れ部分１２ａにプラズマを集中させて当該括れ部分１２ａに他の部分と同程度のプラズマを発生させることができる。

さらに、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、括れ部分１２ａの径方向外側に、４つの磁石８が周方向に等間隔に並べて配置するようにしたので、プラズマ蒸着の際に、括れ部分１２ａの全周がより均等に加熱されるようにして、合成樹脂製容器１０の胴部１２の内面の全体により均一にバリア膜を形成させることができる。

さらに、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、磁石８を外部電極２に埋設した構成としたので、外部電極２の内側に合成樹脂製容器１０を配置する際に磁石８が邪魔になることをなくしつつ磁石８をより合成樹脂製容器１０の近くに配置することができる。したがって、表面における磁束密度がより小さい小型の磁石８によって、括れ部分１２ａにプラズマを集中させて当該括れ部分１２ａに他の部分と同程度のプラズマを発生させることができる。

さらに、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、磁石８として永久磁石の中では磁力が強いネオジム磁石を用いるようにしたので、他の永久磁石よりも小型の磁石８によって、括れ部分１２ａにプラズマを集中させて当該括れ部分１２ａに他の部分と同程度のプラズマを発生させることができる。また、強い磁力を得るために磁石８として電磁石を用いる場合に比べて、バリア膜形成装置１のコストを低減させることができる。

さらに、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、磁石８が生じさせる磁界の括れ部分１２ａにおける磁束密度を０．０８Ｔ以上とした場合には、プラズマ蒸着を行う際、合成樹脂製容器１０の括れ部分１２ａにより確実にプラズマを集中させて、合成樹脂製容器１０の胴部１２の括れ部分１２ａの温度と他の部分の温度とをより確実に均一化させることができる。

さらに、本実施の形態のバリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法では、磁石８が生じさせる磁界の括れ部分１２ａにおける磁束密度を０．０８Ｔ以上、０．１０Ｔ以下とした場合には、合成樹脂製容器１０の胴部１２の全体をより均一に加熱されるようにして、合成樹脂製容器１０の内面１０ａの全体により均一にバリア膜を形成させることができる。

本発明の効果を確認するために、上記のバリア膜形成装置１と同様の構成を有するとともに磁石８として表面における磁束密度が０．４８５Ｔ（４８５０Ｇ）、０．５１７Ｔ（５１７０Ｇ）、０．５８７Ｔ（５８７０Ｇ）のものを用いたバリア膜形成装置によって内面にバリア膜を形成した実施例１〜３の合成樹脂製容器と、磁石が設けられないバリア膜形成装置により内面にバリア膜を形成した比較例の合成樹脂製容器とを用意し、これらの合成樹脂製容器について、胴部における括れ部分（測定位置４０ｍｍ）、括れ部分よりも下方側の部分（測定位置１０ｍｍ）及び括れ部分よりも上方側の部分（測定位置７０ｍｍ）についてバリア膜の膜厚を測定するとともに酸素透過量をＭＯＣＯＮ社製のＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０測定器を使用し、ボトル内部を９０％ＲＨ、測定環境２３℃−５５％ＲＨ、大気圧下にて測定を行い、容器本体を透過する１日当たりの酸素の透過量を測定した。各合成樹脂製容器における成膜条件は、原料ガスとしてアセチレンガスを用い、外部電極に加える電力を６００Ｗ、成膜時間を０．５秒、原料ガスの流量を０．０１０１４Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ（６０ｓｃｃｍ）とした。

上記測定の結果を表１及び図４に示す。なお、図４には、各測定位置と合成樹脂製容器１０との対応関係を示すために、合成樹脂製容器１０の一部を測定位置に対応させた姿勢で示す。また、表１には、各合成樹脂製容器のバリア膜の成膜時に、磁石によって胴部の括れ部分に付与された磁束密度を示す。

表１及び図４に示される測定結果から、磁石が設けられないバリア膜形成装置によってバリア膜を形成した比較例の合成樹脂製容器では、胴部の括れ部分におけるバリア膜の膜厚が、括れ部分よりも上方側及び下方側の部分におけるバリア膜の膜厚に比べて薄くなっていることが解る。

これに対し、磁石が設けられたバリア膜形成装置によってバリア膜を形成した実施例１〜３の合成樹脂製容器では、何れも、胴部の括れ部分におけるバリア膜の膜厚が、括れ部分よりも上方側及び下方側の部分におけるバリア膜の膜厚と同等かそれ以上になっていることが解る。

このように、上記測定結果から、括れ部分の径方向外側に磁石を設けた本実施の形態のバリア膜形成装置及びバリア膜形成方法によれば、括れ部分を有する形状の合成樹脂製容器であっても、その内面の全体に均一な厚みでバリア膜を形成することができることが確認できた。

また、表１及び図４に示される測定結果から、実施例１〜３の合成樹脂製容器は、何れも、比較例の合成樹脂製容器よりも酸素透過量が小さく、ＢＩＦも高い値になっていることが確認できた。なお、ＢＩＦとはバリア膜を形成していない合成樹脂製容器単体に対する酸素透過量の比を示す。

また、特に、磁石が設けられたバリア膜形成装置によってバリア膜を形成する際に、磁石により胴部の括れ部分に０．０８０Ｔ以上の磁束を生じさせるようにすることで、ガスバリア性をより高めることができることを確認できた。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、バリア膜形成装置１及びバリア膜形成方法を、合成樹脂製容器１０の内面１０ａにバリア膜を形成するものとしているが、合成樹脂製容器１０の外面１０ｂにバリア膜を形成するものとしてもよく、合成樹脂製容器１０の内面１０ａと外面１０ｂの両方にバリア膜を形成するものとしてもよい。

また、前記実施の形態においては、括れ部分１２ａの径方向外側に、４つの磁石８を周方向に等間隔に並べて配置するようにしているが、例えば、８つの磁石８を周方向に等間隔に並べて配置するなど磁石８の数は種々変更可能である。

さらに、前記実施の形態においては、磁石８を外部電極２に埋設するようにしているが、これに限らず、括れ部分１２ａの径方向外側に配置されて合成樹脂製容器１０の内部に磁界を生じさせることができれば、外部電極２の径方向外側ないし径方向内側に配置してもよい。

さらに、前記実施の形態においては、磁石８としてネオジム磁石を用いるようにしているが、他の材質で形成された永久磁石を用いてもよく、また、電磁石を用いるようにしてもよい。

さらに、磁石８の形状は円柱形状に限らず、例えば立方体形状や直方体形状などの種々の形状とすることができる。

さらに、前記実施の形態においては、磁石８を、Ｎ極を径方向内側に向け、Ｓ極を径方向外側に向けた姿勢で配置するようにしているが、これ限らず、例えば、Ｎ極を図１における上方及び下方の何れか一方に向け、Ｓ極を図１における上方及び下方の何れか他方に向けた姿勢で配置するなど、その姿勢は種々変更可能である。

さらに、前記実施の形態においては、合成樹脂製容器１０をポリエチレンテレフタレート製のブローボトルとしているが、これに限らず、合成樹脂製容器として他の材質ないし他の製造方法によって形成されたものを採用することもできる。

さらに、前記実施の形態においては、外部電極２に供給する電力は、プラズマを発生させることができるものであれば、高周波電力に限られない。

さらに、前記実施の形態においては、原料ガスとしてアセチレンガスを用いてバリア膜としてＤＬＣ膜を形成するようにしているが、原料ガスとして他のガスを用いて、例えばバリア膜としてシリカ膜を形成するようにしてもよい。

１ バリア膜形成装置
２ 外部電極
２Ａ 絶縁体部
２Ｂ 電極本体部
２ａ 側壁部分
２ｂ 底部分
２ｃ 切欠き穴
３ 内部電極
３ａ ガス供給路
４ 高周波電源
５ 絶縁体
６ 排気ヘッド
６ａ 排気管
７ シールド
７ａ 周壁部分
７ｂ 基台部分
８ 磁石
１０ 合成樹脂製容器
１０ａ 内面
１０ｂ 外面
１１ 口部
１２ 胴部
１２ａ 括れ部分
１２ｂ 環状凹リブ

Claims (12)

1. 胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成装置であって、
   前記合成樹脂製容器が内側に配置される外部電極と、
   口部から挿入されて前記合成樹脂製容器の内部に配置される内部電極と、
   前記括れ部分の径方向外側に配置され、前記合成樹脂製容器の周囲に磁界を生じさせる磁石と、を有し、
   前記磁石が、一方の磁極を径方向内側に向け、他方の磁極を径方向外側に向けた姿勢で配置されていることを特徴とするバリア膜形成装置。
2. 胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成装置であって、
   前記合成樹脂製容器が内側に配置される外部電極と、
   口部から挿入されて前記合成樹脂製容器の内部に配置される内部電極と、
   前記括れ部分の径方向外側に配置され、前記合成樹脂製容器の周囲に磁界を生じさせる磁石と、を有し、
   前記磁石が、前記外部電極を構成する電極本体部の内側に配置された絶縁体部に埋設されていることを特徴とするバリア膜形成装置。
3. 前記括れ部分の径方向外側に、複数の前記磁石が周方向に等間隔に並べて配置されている、請求項１または２に記載のバリア膜形成装置。
4. 前記磁石が、ネオジム磁石である、請求項１〜３の何れか１項に記載のバリア膜形成装置。
5. 前記磁石が生じさせる磁界の前記括れ部分における磁束密度が０．０８Ｔ以上である、請求項１〜４の何れか１項に記載のバリア膜形成装置。
6. 前記磁石が生じさせる磁界の前記括れ部分における磁束密度が０．１０Ｔ以下である、請求項５に記載のバリア膜形成装置。
7. 胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成方法であって、
   外部電極の内側に前記合成樹脂製容器を配置し、
   内部電極を口部から挿入して前記合成樹脂製容器の内部に配置し、
   前記括れ部分の径方向外側に配置された磁石により、前記合成樹脂製容器の周囲に磁界を生じさせた状態でプラズマ蒸着を行い、
   前記磁石を、一方の磁極を径方向内側に向け、他方の磁極を径方向外側に向けた姿勢で配置することを特徴とするバリア膜形成方法。
8. 胴部に括れ部分が設けられた合成樹脂製容器の内面及び外面の少なくとも何れか一方にプラズマ蒸着によりバリア膜を形成するバリア膜形成方法であって、
   外部電極の内側に前記合成樹脂製容器を配置し、
   内部電極を口部から挿入して前記合成樹脂製容器の内部に配置し、
   前記括れ部分の径方向外側に配置された磁石により、前記合成樹脂製容器の周囲に磁界を生じさせた状態でプラズマ蒸着を行い、
   前記磁石を、前記外部電極を構成する電極本体部の内側に配置された絶縁体部に埋設することを特徴とするバリア膜形成方法。
9. 前記括れ部分の径方向外側に、複数の前記磁石を周方向に等間隔に並べて配置する、請求項７または８に記載のバリア膜形成方法。
10. 前記磁石を、ネオジム磁石とする、請求項７〜９の何れか１項に記載のバリア膜形成方法。
11. 前記磁石が生じさせる磁界の前記括れ部分における磁束密度を０．０８Ｔ以上とする、請求項７〜１０の何れか１項に記載のバリア膜形成方法。
12. 前記磁石が生じさせる磁界の前記括れ部分における磁束密度を０．１０Ｔ以下とする、請求項１１に記載のバリア膜形成方法。

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