WO2002036850A2 - Method and device for coating hollow bodies - Google Patents

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WO2002036850A2
WO2002036850A2 PCT/EP2001/012689 EP0112689W WO0236850A2 WO 2002036850 A2 WO2002036850 A2 WO 2002036850A2 EP 0112689 W EP0112689 W EP 0112689W WO 0236850 A2 WO0236850 A2 WO 0236850A2
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hollow body
coating
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electromagnetic radiation
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J7/123Treatment by wave energy or particle radiation
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    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Definitions

  • the invention relates to a method for coating hollow bodies according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 25.
  • Hollow bodies made of plastics are increasingly used primarily for packaging liquid fillers.
  • the barrier properties of plastics such as polyethylene or polyethylene terephthalate are often not sufficient to ensure adequate storage stability to reach. For this reason, there is a great need for economically feasible technologies to improve the barrier properties of hollow plastic articles.
  • technologies for improving the barrier can be found, for example, in the use of so-called high barrier materials or in combination with high barrier materials in the form of multilayer composites.
  • a disadvantage of the inner coating applied in this way can be that the layer surfaces produced come into contact with food. It cannot be ruled out that layer components get into the filling material and in the simplest case lead to changes in taste. Likewise, the method does not necessarily ensure that layer particles completely detach from the wall of the hollow body and thus get into the food.
  • This aspect is harmless for the outer coating, as there is no direct contact with the product.
  • the problem is that a coating zone with a sufficiently large volume that is adapted to the geometry of the bottle has to be created.
  • the hollow bodies are rotated through a plasma zone.
  • This PVD process is additionally supported by a plasma and focused on one zone.
  • a disadvantage of this method is that the wall of the coating chamber is continuously co-coated.
  • gas supply and plasma source systems can also be coated, so that the process conditions can change in the course of some coating processes.
  • the coating chamber is comparatively large in relation to the volume of the hollow body, so that high pump capacities are required.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device for coating hollow bodies in which the evacuation periods and the pump capacity can be reduced for the external coating of hollow bodies.
  • the invention advantageously provides that after evacuation of an external space surrounding the hollow body, layer-forming gases, vapors or mixtures thereof are introduced into the vacuum chamber, which can be excited into a plasma, and electromagnetic radiation is coupled in through the interior of the hollow body
  • the process parameters are set such that a plasma is ignited only in the exterior and the ignition of a plasma is prevented in the interior of the hollow body.
  • the invention enables CVD coating, in particular the outer coating of hollow bodies, with a complex geometry. A plasma is only generated on the outside of the hollow body.
  • the advantage of the invention is that, compared to the PVD method, higher pressures in the range of approximately 10 Pa ⁇ p ⁇ 1000 Pa are possible. Furthermore, since they are surrounded by the hollow body to be coated, the energy sources are not subject to continuous coating, so that the process conditions remain constant from coating to coating.
  • Another advantage is that the size and shape of the vacuum chamber can be adapted to the contour of the hollow body, so that evacuation periods and the pump capacity to be made available can be minimized.
  • the internal pressure of the gas located in the interior of the hollow body is preferably set such that ignition of a plasma in the interior is prevented.
  • Microwaves are introduced into the interior of the hollow body as electromagnetic radiation.
  • Rod antennas are preferably used to couple the microwaves.
  • the rod antennas are partially provided with an electromagnetic shield which serves to homogenize the plasma fire in the axial direction of the antenna and / or to adapt the radiation intensity to complex hollow body geometries.
  • the antenna can be made of a cylinder made of a non-microwave active material, e.g. Quartz glass.
  • the layer deposition can be homogenized by adjusting the ratio of layer-forming gases and carrier gases.
  • hydrocarbons or silicon-containing starting materials are introduced as layer-forming gases or vapors.
  • Argon and / or oxygen can also be used as carrier gases.
  • the hollow body e.g. a bottle consists at least partially of a polymer material.
  • a higher pressure is set in the interior of the hollow body than in the exterior of the hollow body and the hollow body is coated with stretching.
  • the pressure in the interior of the hollow body can be several times the atmospheric pressure. During the coating process, the excess pressure in the interior stretches the hollow body.
  • the coating under stretch has the advantage that the stretch that is applied when the hollow body is subsequently filled does not lead to the layers being torn open.
  • the invention is designed in such a way that negative pressures can also be generated in the interior of the hollow body if pre-stretching does not appear expedient.
  • the hollow body is fixed in the receptacle, the cup-shaped vacuum chamber is lowered above it and the Outside space evacuated via the pump.
  • Suitable gases such as silicon-containing or hydrocarbon-containing or fluorohydrocarbon-containing gases, vapors or mixtures, are then passed into the space between the bottle and the chamber housing and a plasma is generated on the outside of the hollow body by switching on the microwave generator, so that the coating process is initiated , Possibly.
  • plasma or plasma post-treatments can be carried out, for example to clean the surface or to saturate radicals in the surface of the layer.
  • the vacuum chamber is then vented and opened.
  • the microwave intensity can be homogenized on the outside of the hollow body contour by means of partial metallic covers of the antenna. Further access to the homogenization of the layer deposition is possible by adapting the process parameters and using carrier gases.
  • the electromagnetic shielding can consist, for example, of metal sheets or foils which taper to a point towards the free end of the rod antenna and thus only partially cover the circumference of the rod antenna.
  • the interior of the hollow body can be filled or flowed with a gas or a liquid before, during and / or after the coating process, with the aim of cooling, cleaning or sterilizing the inside of the bottle.
  • the electromagnetic radiation can pulsate in time, i.e. be coupled in with time-varying power.
  • gradient layers can be applied during the coating process, the properties of which change continuously or step by step as the layer thickness increases.
  • This process variant allows gradients in the internal tension of the layers to be built up or compensated for, for example with the aim of improving the behavior of the layers under mechanical stress (elongation / bending).
  • the outside of the hollow body can be provided with a scratch-resistant layer, which can be used, for example, for decorative purposes and / or to protect a barrier layer from partial destruction by mechanical loads.
  • the rod antenna can be inserted into the hollow body, and the housing forming the vacuum chamber can consist of two movable half-shells (or of several shells) which enclose the hollow body with the aid of a locking mechanism and thus produce a closed volume which defines the hollow body and the exterior surrounds in which a negative pressure is generated.
  • the inner contour of the vacuum chamber can be adapted to the outer contour of the hollow body, for example in order to minimize pumping volumes and / or to optimize gas flows.
  • the manufacturing process of the hollow body e.g. injection molding, stretch blow molding and / or blow molding process
  • the outer coating in terms of plant technology, for example by using the blow mold by slightly opening it as a vacuum chamber and the expanding mandrel by modification as an antenna for coupling in the electromagnetic radiation.
  • the coating of the hollow body can be combined with a fluid injection process for producing the hollow body.
  • a hollow body can be formed by connecting additional elements to the component which form a hollow body in combination with the component and are therefore suitable for coating with this method.
  • shell-shaped or cup-shaped components are particularly suitable which, in combination with at least one additional element temporarily provided for coating, for example a lid, form a hollow body.
  • tubular or tubular components are also suitable, which also form a hollow body by closing all openings.
  • almost any component shape can be supplemented with additional elements to form a hollow body. After coating, the supplementary elements can be removed.
  • the single figure shows a device for coating hollow bodies 1 made of plastic with a vacuum chamber 2 surrounded by a housing 3, in which the hollow body 1 is arranged.
  • the hollow body 1 consists, for example, of a PET bottle, which is kept upside down and sealed in a base 5 of the device.
  • the vacuum chamber 2 can be evacuated in the area of an outer space 4 relative to the hollow body 1 with the aid of a vacuum pump 10.
  • gases, vapors or mixtures thereof which can be excited into a plasma as a result of electromagnetic radiation, can be introduced into the outer space 4 via a gas feed device 14.
  • the gas supply device 14 has a riser pipe 7 in the vacuum chamber 2, which ends at the upper end of the housing 3, so that the introduced gases and vapors reach the outside space 4 from above.
  • the bell-shaped housing 3 can be removed upwards to populate the hollow body receptacle, while the base 5 is fixed.
  • a device 12 for generating electromagnetic radiation preferably a microwave generator, couples microwaves via at least one rod antenna 8, which extends coaxially to the hollow body 1 into an interior space 6 of the hollow body 1.
  • the rod antenna 8 is partially provided with an electromagnetic shield 20, which is either cylindrical, as shown in the single figure, or consists of elements tapering towards the free end of the rod antenna 8.
  • the electromagnetic shielding from a metallic cover 20 serves to emit the radiation only at the level of the hollow body and to homogenize the plasma fire in the axial direction of the antenna. It enables the radiation intensity to be adapted to complex hollow body geometries.
  • the rod antenna 8 and the partial metallic cover 20 are surrounded by a sleeve-shaped cylinder 22 made of a non-microwave-active material, for example quartz glass.
  • a sleeve-shaped cylinder 22 made of a non-microwave-active material, for example quartz glass.
  • the interior 6 can only contain air under atmospheric pressure or can be pressurized to achieve a higher elongation of the hollow body. If an expansion of the hollow body 1 is not desired, the interior 6 can also be evacuated.
  • the inner pressure in the interior 6 is set in the outer coating in such a way that ignition of a plasma is prevented.
  • a second gas supply device 16 it is also possible to carry out an inner coating sequentially in addition to the outer coating, by introducing gases, vapors or their mixtures, which can be excited into a plasma, into the interior 6 of the hollow body 1 and by a second , conventional device for generating electromagnetic radiation is used, which for example couples microwaves from the outside.

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Abstract

The invention relates to a method for coating hollow bodies (1) by means of layer deposition from a plasma, whereby a hollow body (1) in a vacuum chamber (2) is coated from outside with provision of electromagnetic radiation, injected through the interior of the hollow body. In the external volume, surrounding said hollow body (1), gases, vapours or mixtures thereof may be introduced into the vacuum chamber (2) which can be stimulated to give a plasma, whereby the process parameters are chosen such that in the internal volume (6) of the hollow body (1) the generation of a plasma is prevented.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Hohlkörpern Method and device for coating hollow bodies
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Hohlkörpern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25.The invention relates to a method for coating hollow bodies according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 25.
Hohlkörper aus Kunststoffen werden zunehmend vor allem zur Verpackung flüssiger Füllstoffe eingesetzt. Abhängig von der Empfindlichkeit des Füllgutes, wie z.B. Lebensmittel, gegenüber Gasen, wie z.B. Sauerstoff, oder auch dem Verlust von Bestandteilen des Füllguts, wie z.B. Kohlendioxid, reichen die Barriereeigenschaften von Kunststoffen wie z.B. Polyethylen oder Polyethylenterephthalat oftmals nicht aus, um eine hinreichende Lagerfähigkeit zu erreichen. Aus diesem Grunde besteht großer Bedarf an wirtschaftlich umsetzbaren Technologien zur Verbesserung der Barriereeigenschaften von Kunststoffhohlkörpern. Ausgehend von typischen Materialien zur Herstellung polymerer Hohlkörper wie Polyethylen oder Polyethylenterephthalat können Technologien zur Barriereverbesserung z.B. im Einsatz von sog. Hochbarrierewerkstoffen bzw. in der Kombination mit Hochbarrierewerkstoffen in Form von Mehrschichtverbunden liegen. In beiden Fällen sind nicht nur die Umstellungskosten für die Produktion, sondern auch die Herstellungskosten der Hohlkörper sehr hoch. Zudem ist generell das Recycling bedeutend erschwert, zumal für Standardwerkstoffe bereits ein Recyclingkreislauf besteht und Technologien zur Wiederaufbereitung bereits weit fortgeschritten sind. Aufgrund dessen erlangt die Weiterentwicklung von Dünnschichttechnologien hinsichtlich der Beschichtung von Hohlkörpern, die als Verpackungsmaterial für flüssige Lebensmittel dienen, besondere Bedeutung. In der DE 36 32 748 C wurde bereits ein CVD-Verfahren zur Innenbeschichtung von Hohlkörpern mittels mikrowellenangeregter Schichtabscheidung aus einem Plasma beschrieben. Weitere Entwicklungen (WO 99/17334, WO99/49991) nutzen das gleiche Grundprinzip und stellen Lösungsansätze zur notwendigen Hochskalierung des Verfahrens zwecks Nutzung zur Innenbeschichtung von Hohlkörpern dar, die teilweise bereits umgesetzt sind. Nachteil der so aufgebrachten Innenbeschichtung kann jedoch sein, dass die erzeugten Schichtoberflächen in Kontakt mit Lebensmitteln geraten. Dabei ist nicht auszuschließen, dass Schichtbestandteile in das Füllgut geraten und im einfachsten Fall zu Geschmacksveränderungen führen. Ebenso ist durch das Verfahren nicht zwangsweise sichergestellt, dass Schichtteilchen sich komplett von der Wand des Hohlkörpers lösen und damit in das Lebensmittel geraten.Hollow bodies made of plastics are increasingly used primarily for packaging liquid fillers. Depending on the sensitivity of the filling material, such as food, to gases, such as oxygen, or the loss of components in the filling material, such as carbon dioxide, the barrier properties of plastics such as polyethylene or polyethylene terephthalate are often not sufficient to ensure adequate storage stability to reach. For this reason, there is a great need for economically feasible technologies to improve the barrier properties of hollow plastic articles. Starting from typical materials for the production of polymeric hollow bodies such as polyethylene or polyethylene terephthalate, technologies for improving the barrier can be found, for example, in the use of so-called high barrier materials or in combination with high barrier materials in the form of multilayer composites. In both cases, not only the conversion costs for production, but also the manufacturing costs of the hollow bodies are very high. In addition, recycling is generally significantly more difficult, especially since there is already a recycling cycle for standard materials and technologies for reprocessing are already well advanced. As a result, the further development of thin-film technologies with regard to the coating of hollow bodies, which serve as packaging material for liquid foodstuffs, is becoming particularly important. DE 36 32 748 C has already described a CVD process for the internal coating of hollow bodies by means of microwave-excited layer deposition from a plasma. Further developments (WO 99/17334, WO99 / 49991) use the same basic principle and represent solution approaches for the necessary scaling up of the method for the purpose of use for the internal coating of hollow bodies, some of which have already been implemented. However, a disadvantage of the inner coating applied in this way can be that the layer surfaces produced come into contact with food. It cannot be ruled out that layer components get into the filling material and in the simplest case lead to changes in taste. Likewise, the method does not necessarily ensure that layer particles completely detach from the wall of the hollow body and thus get into the food.
Bei der Außenbeschichtung ist dieser Aspekt unbedenklich, da kein unmittelbarer Kontakt zum Füllgut besteht. Hingegen besteht das Problem darin, dass eine Be- schichtungszone mit ausreichend großem, an die Geometrie der Flasche angepaßtem Volumen erzeugt werden muss. Aus der WO 98/49531 ist es bekannt, dass die Hohlkörper rotierend durch eine Plasmazone geführt werden. Dieses PVD-Verfahren wird zusätzlich durch ein Plasma unterstützt und auf eine Zone fokussiert. Nachteilhaft kann bei diesem Verfahren sein, dass die Wand der Beschichtungskammer fortwährend mitbeschichtet wird. Zudem können Gaszuführungs- und Plasmaquellensysteme mitbeschichtet werden, so dass sich die Prozeßbedingungen im Laufe einiger Beschichtungsvorgänge ändern können. Ferner ist bei diesem System die Beschichtungskammer bezogen auf das Hohlkörpervolumen vergleichsweise groß, so dass hohe Pumpenkapazitäten erforderlich sind. Eine durch eine Störung des Prozesses notwendige Öffnung der Anlage nimmt anschließend lange Evakuierungszeiträume in Anspruch. Dies trifft insbesondere unter dem Gesichtspunkt zu, dass bei PVD-Verfahren geringere Drücke als bei CVD-Verfahren notwendig und erforderlich sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Hohlkörpern anzugeben, bei dem für die Außenbeschichtung von Hohlkörpern die Evakuierungszeiträume und die Pumpenkapazität reduziert werden können.This aspect is harmless for the outer coating, as there is no direct contact with the product. On the other hand, the problem is that a coating zone with a sufficiently large volume that is adapted to the geometry of the bottle has to be created. From WO 98/49531 it is known that the hollow bodies are rotated through a plasma zone. This PVD process is additionally supported by a plasma and focused on one zone. A disadvantage of this method is that the wall of the coating chamber is continuously co-coated. In addition, gas supply and plasma source systems can also be coated, so that the process conditions can change in the course of some coating processes. Furthermore, in this system the coating chamber is comparatively large in relation to the volume of the hollow body, so that high pump capacities are required. An opening of the system that is necessary due to a malfunction of the process then takes long evacuation periods. This applies in particular from the point of view that lower pressures are necessary and necessary in PVD processes than in CVD processes. The invention is based on the object of specifying a method and a device for coating hollow bodies in which the evacuation periods and the pump capacity can be reduced for the external coating of hollow bodies.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 25.The features of claims 1 and 25 serve to achieve this object.
Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, dass nach Evakuierung eines den Hohlkörper umgebenden Außenraumes in die Vakuumkammer schichtbildende Gase, Dämpfe oder deren Gemische in den Außenraum eingeleitet werden, die zu einem Plasma angeregt werden können, und dass elektromagnetische Strahlung durch das Innere des Hohlkörpers eingekoppelt wird, wobei die Prozessparameter derart eingestellt sind, dass ausschließlich in dem Außenraum ein Plasma gezündet und im Innenraum des Hohlkörpers das Zünden eines Plasmas verhindert wird.The invention advantageously provides that after evacuation of an external space surrounding the hollow body, layer-forming gases, vapors or mixtures thereof are introduced into the vacuum chamber, which can be excited into a plasma, and electromagnetic radiation is coupled in through the interior of the hollow body The process parameters are set such that a plasma is ignited only in the exterior and the ignition of a plasma is prevented in the interior of the hollow body.
Die Erfindung ermöglicht die CVD-Beschichtung, insbesondere die Außenbeschichtung von Hohlkörpern, mit komplexer Geometrie. Dabei wird ein Plasma lediglich an der Außenseite des Hohlkörpers erzeugt. Vorteil der Erfindung ist, dass im Vergleich zum PVD-Verfahren höhere Drücke im Bereich von etwa 10 Pa < p < 1000 Pa möglich sind. Ferner unterliegen die Energiequellen, da sie vom zu beschichtenden Hohlkörper umgeben sind, nicht einer fortlaufenden Beschichtung, so dass von Beschichtung zu Beschichtung die Prozessbedingungen konstant bleiben. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Größe und Form der Vakuumkammer beliebig an die Hohlkörperkontur angepasst werden kann, so dass dadurch Evakuierungszeiträume sowie die zur Verfügung zu stellende Pumpenkapazität minimiert werden können.The invention enables CVD coating, in particular the outer coating of hollow bodies, with a complex geometry. A plasma is only generated on the outside of the hollow body. The advantage of the invention is that, compared to the PVD method, higher pressures in the range of approximately 10 Pa <p <1000 Pa are possible. Furthermore, since they are surrounded by the hollow body to be coated, the energy sources are not subject to continuous coating, so that the process conditions remain constant from coating to coating. Another advantage is that the size and shape of the vacuum chamber can be adapted to the contour of the hollow body, so that evacuation periods and the pump capacity to be made available can be minimized.
Vorzugsweise wird der Innendruck des im Innenraum des Hohlkörpers befindlichen Gases derart eingestellt, dass ein Zünden eines Plasmas im Innenraum verhindert wird.The internal pressure of the gas located in the interior of the hollow body is preferably set such that ignition of a plasma in the interior is prevented.
Als elektromagnetische Strahlung werden Mikrowellen in das Innere des Hohlkörpers eingeleitet. Zur Einkopplung der Mikrowellen werden vorzugsweise Stabantennen verwendet. Die Stabantennen sind partiell mit einer elektromagnetischen Abschirmung versehen, die zur Homogenisierung des Plasmabrandes in axialer Antennenrichtung und/oder zur Anpassung der Strahlungsintensität an komplexe Hohlkörpergeometrien dient.Microwaves are introduced into the interior of the hollow body as electromagnetic radiation. Rod antennas are preferably used to couple the microwaves. The rod antennas are partially provided with an electromagnetic shield which serves to homogenize the plasma fire in the axial direction of the antenna and / or to adapt the radiation intensity to complex hollow body geometries.
Die Antenne kann von einem Zylinder aus einem nicht mikrowellenaktiven Material, z.B. Quarzglas, umgeben sein.The antenna can be made of a cylinder made of a non-microwave active material, e.g. Quartz glass.
Die Schichtabscheidung kann durch die Einstellung des Verhältnisses von schichtbildenden Gasen und Trägergasen homogenisiert werden.The layer deposition can be homogenized by adjusting the ratio of layer-forming gases and carrier gases.
Als schichtbildende Gase oder Dämpfe werden beispielsweise Kohlenwasserstoffe oder siliziumhaltige Ausgangsstoffe eingeleitet.For example, hydrocarbons or silicon-containing starting materials are introduced as layer-forming gases or vapors.
Als Trägergase können zusätzlich Argon und/oder Sauerstoff eingesetzt werden.Argon and / or oxygen can also be used as carrier gases.
Der Hohlkörper, z.B. eine Flasche, besteht zumindest teilweise aus einem polyme- ren Material.The hollow body, e.g. a bottle consists at least partially of a polymer material.
Nach einer Variante des Verfahrens wird im Innenraum des Hohlkörpers ein höherer Druck als im Außenraum des Hohlkörpers eingestellt und der Hohlkörper unter Dehnung beschichtet. Der Druck im Innenraum des Hohlköpers kann dabei den mehrfachen Atmosphärendruck betragen. Während des Beschichtungsprozesses dehnt der Überdruck in dem Innenraum den Hohlkörper.According to a variant of the method, a higher pressure is set in the interior of the hollow body than in the exterior of the hollow body and the hollow body is coated with stretching. The pressure in the interior of the hollow body can be several times the atmospheric pressure. During the coating process, the excess pressure in the interior stretches the hollow body.
Die Beschichtung unter Dehnung hat den Vorteil, dass die Dehnung, die beim späteren Befüllen der Hohlkörper aufgebracht wird, nicht zu einem Aufreißen der Schichten führt. Generell ist jedoch die Erfindung so ausgelegt, dass auch Unterdrücke im Innenraum des Hohlkörpers erzeugt werden können, falls eine Vordehnung nicht zweckmäßig erscheint.The coating under stretch has the advantage that the stretch that is applied when the hollow body is subsequently filled does not lead to the layers being torn open. In general, however, the invention is designed in such a way that negative pressures can also be generated in the interior of the hollow body if pre-stretching does not appear expedient.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird der Hohlkörper in der Aufnahme fixiert, die in diesem Falle becherförmig ausgeführte Vakuumkammer darüber abgesenkt und der Außenraum über die Pumpe evakuiert. Anschließend werden geeignete Gase, z.B. siliziumhaltige- oder kohlenwasserstoffhaltige - oder flourkohlenwasserstoffhaltigte Gase, Dämpfe oder Gemische in den Zwischenraum zwischen der Flasche und dem Kammergehäuse geleitet und durch Einschalten des Mikrowellengenerators ein Plasma an der Außenseite des Hohlkörpers erzeugt, so dass der Beschichtungspro- zeß initiiert wird. Ggf. können Plasmavor- bzw. Plasmanachbehandlungen durchgeführt werden, um z.B. die Oberfläche zu reinigen bzw. Radikale in der Schichtoberfläche abzusättigen. Danach wird die Vakuumkammer belüftet und geöffnet.In one embodiment, the hollow body is fixed in the receptacle, the cup-shaped vacuum chamber is lowered above it and the Outside space evacuated via the pump. Suitable gases, such as silicon-containing or hydrocarbon-containing or fluorohydrocarbon-containing gases, vapors or mixtures, are then passed into the space between the bottle and the chamber housing and a plasma is generated on the outside of the hollow body by switching on the microwave generator, so that the coating process is initiated , Possibly. plasma or plasma post-treatments can be carried out, for example to clean the surface or to saturate radicals in the surface of the layer. The vacuum chamber is then vented and opened.
Mittels partieller metallischer Abdeckungen der Antenne kann ggf. die Mikrowellenintensität auf der Außenseite der Hohlkörperkontur homogenisiert werden. Weitere Zugriffsmöglichkeiten auf die Homogenisierung der Schichtabscheidung sind durch eine Anpassung der Prozeßparameter und den Einsatz von Trägergasen möglich.If necessary, the microwave intensity can be homogenized on the outside of the hollow body contour by means of partial metallic covers of the antenna. Further access to the homogenization of the layer deposition is possible by adapting the process parameters and using carrier gases.
Die elektromagnetische Abschirmung kann beispielsweise aus metallischen Blechen oder Folien bestehen, die zum freien Ende der Stabantenne hin spitz zulaufen und somit die Stabantenne umfangsmäßig nur partiell abdecken.The electromagnetic shielding can consist, for example, of metal sheets or foils which taper to a point towards the free end of the rod antenna and thus only partially cover the circumference of the rod antenna.
Der Innenraum des Hohlkörpers kann vor, wird während und/oder nach dem Be- schichtungsprozess mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt oder durchströmt werden, mit dem Ziel, das Flascheninnere zu kühlen, zu reinigen oder zu sterilisieren.The interior of the hollow body can be filled or flowed with a gas or a liquid before, during and / or after the coating process, with the aim of cooling, cleaning or sterilizing the inside of the bottle.
Die elektromagnetische Strahlung kann zeitlich pulsierend, d.h. mit zeitlich variierender Leistung eingekoppelt werden.The electromagnetic radiation can pulsate in time, i.e. be coupled in with time-varying power.
Durch Variation von Prozessparametern, z.B. Gaszusammensetzung, Prozessdruck und/oder Mikrowellenleistung, können während des Beschichtungsvorgangs Gradientenschichten aufgebracht werden, deren Eigenschaften sich kontinuierlich oder schrittweise mit fortschreitender Schichtdicke ändern. Durch diese Verfahrensvariante lassen sich Gradienten in der inneren Spannung der Schichten aufbauen bzw. ausgleichen, beispielweise mit dem Ziel, das Verhalten der Schichten unter mechanischer Belastung (Dehnung/Biegung) zu verbessern. Der Hohlkörper kann auf der Außenseite mit einer kratzfesten Schicht versehen sein, die beispielsweise dekorativen Zwecken und/oder dem Schutz einer Barriereschicht vor partieller Zerstörung durch mechanische Belastungen dienen kann. Die Stabantenne kann in den Hohlkörper eingeführt werden, und das die Vakuumkammer bildende Gehäuse kann aus zwei beweglichen Halbschalen (bzw. aus mehrere Schalen) bestehen, die den Hohlkörper mit Hilfe eines Schließmechanismus umschließen und damit ein abgeschlossenes Volumen erzeugen, das den Hohlkörper und den Außenraum umgibt, in dem ein Unterdruck erzeugt wird.By varying process parameters, for example gas composition, process pressure and / or microwave power, gradient layers can be applied during the coating process, the properties of which change continuously or step by step as the layer thickness increases. This process variant allows gradients in the internal tension of the layers to be built up or compensated for, for example with the aim of improving the behavior of the layers under mechanical stress (elongation / bending). The outside of the hollow body can be provided with a scratch-resistant layer, which can be used, for example, for decorative purposes and / or to protect a barrier layer from partial destruction by mechanical loads. The rod antenna can be inserted into the hollow body, and the housing forming the vacuum chamber can consist of two movable half-shells (or of several shells) which enclose the hollow body with the aid of a locking mechanism and thus produce a closed volume which defines the hollow body and the exterior surrounds in which a negative pressure is generated.
Die Innenkontur der Vakuumkammer kann der Außenkontur des Hohlkörpers ange- passt sein, beispielsweise um Abpumpvolumina zu minimieren und/oder Gasströmungen zu optimieren.The inner contour of the vacuum chamber can be adapted to the outer contour of the hollow body, for example in order to minimize pumping volumes and / or to optimize gas flows.
Der Herstellungsprozess der Hohlkörper (z.B. Spritzgieß, Streckblas- und/oder Blasformprozess) kann mit der Außenbeschichtung anlagentechnisch kombiniert sein, indem beispielsweise die Blasform durch geringfügiges Öffnen als Vakuumkammer und der Streckdorn durch Modifikation zusätzlich als Antenne zur Einkopp- lung der elektromagnetischen Strahlung verwendet wird.The manufacturing process of the hollow body (e.g. injection molding, stretch blow molding and / or blow molding process) can be combined with the outer coating in terms of plant technology, for example by using the blow mold by slightly opening it as a vacuum chamber and the expanding mandrel by modification as an antenna for coupling in the electromagnetic radiation.
Die Beschichtung des Hohlkörpers kann mit einem Fluid-Injektionsverfahren zur Herstellung der Hohlkörper kombiniert sein.The coating of the hollow body can be combined with a fluid injection process for producing the hollow body.
Zur Beschichtung eines nicht hohlkörperförmigen Bauteils mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Hohlkörper dadurch gebildet wird, dass zusätzliche Elemente mit dem Bauteil verbunden werden, die in Kombination mit dem Bauteil einen Hohlkörper bilden und dadurch zur Beschichtung mit diesem Verfahren geeignet sind. Beispielsweise sind schalen- oder becherförmige Bauteile besonders geeignet, die in Kombination mit mindestens einem eigens zur Beschichtung vorübergehend vorgesehenen Ergänzungselement, z.B. einem Deckel einen Hohlkörper bilden. Ebenso sind auch röhr- bzw. schlauchförmige Bauteile geeignet, die durch Verschließen aller Öffnungen ebenfalls einen Hohlkörper bilden. Selbstverständlich kann nahezu jede Bauteilform mit Ergänzungselementen zu einem Hohlkörper ergänzt werden. Nach der Beschichtung können die Ergänzungselemente entfernt werden. Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.For coating a non-hollow body-shaped component with the method according to the invention, a hollow body can be formed by connecting additional elements to the component which form a hollow body in combination with the component and are therefore suitable for coating with this method. For example, shell-shaped or cup-shaped components are particularly suitable which, in combination with at least one additional element temporarily provided for coating, for example a lid, form a hollow body. Also tubular or tubular components are also suitable, which also form a hollow body by closing all openings. Of course, almost any component shape can be supplemented with additional elements to form a hollow body. After coating, the supplementary elements can be removed. An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the single drawing.
Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zum Beschichten von Hohlkörpern 1 aus Kunststoff mit einer von einem Gehäuse 3 umgebenen Vakuumkammer 2, in der der Hohlkörper 1 angeordnet ist. Der Hohlkörper 1 besteht beispielsweise aus einer PET-Flasche, die auf dem Kopf stehend in einem Sockel 5 der Vorrichtung abgedichtet gehalten wird. Die Vakuumkammer 2 ist im Bereich eines Außenraums 4 relativ zum Hohlkörper 1 mit Hilfe einer Vakuumpumpe 10 evakuierbar. Desweiteren können über eine Gaszuführeinrichtung 14 Gase, Dämpfe oder deren Gemische, die infolge einer elektromagnetischen Strahlung zu einem Plasma anregbar sind, in den Außenraum 4 eingeleitet werden. Die Gaszuführeinrichtung 14 weist in der Vakuumkammer 2 ein Steigrohr 7 auf, das am oberen Ende des Gehäuses 3 endet, damit die eingeleiteten Gase und Dämpfe von oben in den Außenraum 4 gelangen.The single figure shows a device for coating hollow bodies 1 made of plastic with a vacuum chamber 2 surrounded by a housing 3, in which the hollow body 1 is arranged. The hollow body 1 consists, for example, of a PET bottle, which is kept upside down and sealed in a base 5 of the device. The vacuum chamber 2 can be evacuated in the area of an outer space 4 relative to the hollow body 1 with the aid of a vacuum pump 10. Furthermore, gases, vapors or mixtures thereof, which can be excited into a plasma as a result of electromagnetic radiation, can be introduced into the outer space 4 via a gas feed device 14. The gas supply device 14 has a riser pipe 7 in the vacuum chamber 2, which ends at the upper end of the housing 3, so that the introduced gases and vapors reach the outside space 4 from above.
Vorzugsweise ist das glockenförmige Gehäuse 3 zum Bestücken der Hohlkörperaufnahme nach oben entfernbar, während der Sockel 5 feststehend ist.Preferably, the bell-shaped housing 3 can be removed upwards to populate the hollow body receptacle, while the base 5 is fixed.
Eine Einrichtung 12 zum Erzeugen einer elektromagnetischen Strahlung, vorzugsweise ein Mikrowellengenerator, koppelt Mikrowellen über mindestens eine Stabantenne 8 ein, die sich koaxial zu dem Hohlkörper 1 in einen Innenraum 6 des Hohlkörper 1 erstreckt.A device 12 for generating electromagnetic radiation, preferably a microwave generator, couples microwaves via at least one rod antenna 8, which extends coaxially to the hollow body 1 into an interior space 6 of the hollow body 1.
Die Stabantenne 8 ist partiell mit einer elektromagnetischen Abschirmung 20 versehen, die entweder, wie in der einzigen Figur dargestellt, zylindrisch gestaltet ist, oder aus in Richtung auf das freie Ende der Stabantenne 8 spitz zulaufenden Elementen besteht. Die elektromagnetische Abschirmung aus einer metallischen Abdeckung 20 dient zur Emission der Strahlung nur auf Höhe des Hohlkörpers und zur Homogenisierung des Plasmabrandes in axialer Antennenrichtung. Sie ermöglicht die Anpassung der Strahlungsintensität an komplexe Hohlkörpergeometrien.The rod antenna 8 is partially provided with an electromagnetic shield 20, which is either cylindrical, as shown in the single figure, or consists of elements tapering towards the free end of the rod antenna 8. The electromagnetic shielding from a metallic cover 20 serves to emit the radiation only at the level of the hollow body and to homogenize the plasma fire in the axial direction of the antenna. It enables the radiation intensity to be adapted to complex hollow body geometries.
Die Stabantenne 8 und die partielle metallische Abdeckung 20 sind von einem hül- senförmigen Zylinder 22 aus einem nicht mikrowellenaktiven Material, z.B. Quarzglas, umgeben. Nach der Bestückung der Beschichtungsvorrichtung mit einem Hohlkörper 1 wird der Außenraum 4 des Hohlkörpers 1 evakuiert. Dann werden von einem Plasma anregbare Gase oder Dämpfe oder deren Gemische in den Außenraum 4 des Hohlkörpers 1 eingeleitet und anschließend ein Plasma durch Einkoppeln der elektromagnetischen Strahlung aus dem Innenraum 6 gezündet. Auf diese Weise wird ausschließlich eine Außenbeschichtung auf der Außenseite des Hohlkörpers 1 erzeugt.The rod antenna 8 and the partial metallic cover 20 are surrounded by a sleeve-shaped cylinder 22 made of a non-microwave-active material, for example quartz glass. After the coating device has been equipped with a hollow body 1, the outer space 4 of the hollow body 1 is evacuated. Then gases or vapors or their mixtures that can be excited by a plasma are introduced into the outer space 4 of the hollow body 1 and then a plasma is ignited by coupling the electromagnetic radiation from the inner space 6. In this way, only an outer coating is produced on the outside of the hollow body 1.
Der Innenraum 6 kann dabei unter atmosphärem Druck lediglich Luft enthalten oder mit einem Überdruck beaufschlagt sein, um eine höhere Dehnung des Hohlkörpers zu erreichen. Wenn eine Dehnung des Hohlköpers 1 nicht erwünscht ist, kann der Innenraum 6 auch evakuiert werden.The interior 6 can only contain air under atmospheric pressure or can be pressurized to achieve a higher elongation of the hollow body. If an expansion of the hollow body 1 is not desired, the interior 6 can also be evacuated.
In jedem Fall wird der Innendruck im Innenraum 6 bei der Außenbeschichtung derart eingestellt, dass ein Zünden eines Plasmas verhindert wird.In any case, the inner pressure in the interior 6 is set in the outer coating in such a way that ignition of a plasma is prevented.
Mit Hilfe einer zweiten Gaszuführeinrichtung 16 ist es dabei auch möglich, außer der Außenbeschichtung auch sequentiell eine Innenbeschichtung durchzuführen, indem Gase, Dämpfe oder deren Gemische, die zu einem Plasma angeregt werden können, in den Innenraum 6 des Hohlkörpers 1 eingeleitet werden und indem eine zweite, herkömmliche Einrichtung zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung, verwendet wird, die beispielsweise Mikrowellen von außen einkoppelt. With the help of a second gas supply device 16, it is also possible to carry out an inner coating sequentially in addition to the outer coating, by introducing gases, vapors or their mixtures, which can be excited into a plasma, into the interior 6 of the hollow body 1 and by a second , conventional device for generating electromagnetic radiation is used, which for example couples microwaves from the outside.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Beschichten von Hohlkörpern (1) mittels der Schichtabschei- dung aus einem Plasma, bei dem ein Hohlkörper (1) in einer Vakuumkammer (2) von außen beschichtet wird, d a d u r c h g e e n n z e i c h n e t , dass nach Evakuierung eines den Hohlkörper (1) umgebenden Außenraumes (4) in die Vakuumkammer (2) schichtbildende Gase, Dämpfe oder deren Gemische in den Außenraum (4) eingeleitet werden, die zu einem Plasma angeregt werden können, und dass elektromagnetische Strahlung durch das Innere des Hohlkörpers (1) eingekoppelt wird, wobei die Prozessparameter derart eingestellt sind, dass ausschließlich in dem Außenraum (4) ein Plasma gezündet und im Innenraum (6) des Hohlkörpers (1) das Zünden eines Plasmas verhindert wird.1. A method for coating hollow bodies (1) by means of the layer deposition from a plasma, in which a hollow body (1) is coated from the outside in a vacuum chamber (2), characterized in that after evacuation of an outer space surrounding the hollow body (1) (4) into the vacuum chamber (2) layer-forming gases, vapors or mixtures thereof are introduced into the exterior (4), which can be excited into a plasma, and that electromagnetic radiation is injected through the interior of the hollow body (1), the Process parameters are set such that a plasma is ignited only in the outer space (4) and the ignition of a plasma is prevented in the inner space (6) of the hollow body (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im des im Innenraum (6) befindlichen Gases derart eingestellt wird, dass ein Zünden eines Plasmas verhindert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure in the gas located in the interior (6) is set such that ignition of a plasma is prevented.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als elektromagnetische Strahlung Mikrowellen in das Innere des Hohlkörpers (1) eingeleitet werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that microwaves are introduced as electromagnetic radiation into the interior of the hollow body (1).
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einkopplung der Mikrowellen Stabantennen (8) verwendet werden.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that rod antennas (8) are used for coupling the microwaves.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabantenne (8) partiell abgeschirmt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the rod antenna (8) is partially shielded.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabantenne (8) von einem Zylinder (22) aus einem nicht mikrowellenaktiven Material umgeben wird. 6. The method according to claims 4 or 5, characterized in that the rod antenna (8) is surrounded by a cylinder (22) made of a non-microwave active material.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Justierung des Verhältnisses von schichtbildenden Gasen zu Trägergasen die Schichtabscheidung homogenisiert wird.7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the layer deposition is homogenized by adjusting the ratio of layer-forming gases to carrier gases.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als schichtbildende Gase oder Dämpfe Kohlenwasserstoffe oder siliziumhaltige Ausgangsstoffe eingeleitet werden.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that hydrocarbons or silicon-containing starting materials are introduced as layer-forming gases or vapors.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzlich Trägergase wie z.B. Argon und/oder Sauerstoff eingesetzt werden.9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that as an additional carrier gases such as Argon and / or oxygen can be used.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (1) zumindest teilweise aus einem polymeren Material besteht.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that the hollow body (1) consists at least partially of a polymeric material.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum (6) des Hohlkörpers (1) ein höherer Druck eingestellt wird als im Außenraum (4) des Hohlkörpers (1) und der Hohlkörper (1) unter Dehnung beschichtet wird.11. The method according to claim 1 to 10, characterized in that a higher pressure is set in the interior (6) of the hollow body (1) than in the outer space (4) of the hollow body (1) and the hollow body (1) is coated with stretching.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Innenraum (6) der Flasche evakuiert wird, so dass eine Dehnung des Hohlkörpers (1) verhindert wird.12. The method according to claims 1 to 10, characterized in that the interior (6) of the bottle is evacuated, so that an expansion of the hollow body (1) is prevented.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörperoberfläche einer Plasmavorbehandlung bzw. Plasmanachbehandlung unterzogen wird.13. The method according to claims 1 to 12, characterized in that the hollow body surface is subjected to a plasma pretreatment or plasma post-treatment.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder vor einer Außenbeschichtung durch Einleiten von Gasen in den Innenraum (6) des Hohlkörpers (1) und durch Einkoppeln von elektromagnetischer Strahlung von außen durch den Außenraum (4) des Hohlkörpers (1) sequentiell eine Innenbeschichtung des Hohlkörpers (1) erfolgt. 14. The method according to claims 1 to 12, characterized in that after or before an outer coating by introducing gases into the interior (6) of the hollow body (1) and by coupling electromagnetic radiation from the outside through the outer space (4) of the hollow body (1) an internal coating of the hollow body (1) is carried out sequentially.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper aus einem nicht mikrowellenaktiven Material besteht.15. The method according to claims 1 to 14, characterized in that the hollow body consists of a non-microwave active material.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (6) des Hohlkörpers (1) vor, während und/oder nach dem Be- schichtungsprozess mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt oder durchströmt wird, um das Flascheninnere zu kühlen, zu reinigen oder zu sterilisieren.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the interior (6) of the hollow body (1) before, during and / or after the coating process is filled or flowed through with a gas or a liquid around the inside of the bottle to cool, clean or sterilize.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung zeitlich pulsierend, d.h. mit zeitlich variierender Leistung eingekoppelt wird.17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the electromagnetic radiation pulsates in time, i.e. is coupled with time-varying power.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch Variation von Prozessparametem während des Beschichtungsvorgangs Gradientenschichten aufgebracht werden, deren Eigenschaften sich kontinuierlich oder schrittweise mit fortschreitender Schichtdicke ändern.18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that gradient layers are applied by varying process parameters during the coating process, the properties of which change continuously or step-wise as the layer thickness increases.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (1) auf der Außenseite mit einer kratzfesten Schicht als dekorative Schicht oder Barriereschicht versehen wird.19. The method according to any one of claims 1 or 18, characterized in that the hollow body (1) is provided on the outside with a scratch-resistant layer as a decorative layer or barrier layer.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabantenne (8) in den Hohlkörper (1) eingeführt wird, und die Vakuumkammer (2) von mindestens zwei beweglichen Schalenteilen, z.B. Halbschalen, umschlossen wird und damit ein abgeschlossener Außenraum (4) gebildet wird, der den Hohlkörper (1) umgibt und in dem ein Unterdruck erzeugt wird.20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the rod antenna (8) is inserted into the hollow body (1), and the vacuum chamber (2) of at least two movable shell parts, e.g. Half shells, is enclosed and thus a closed outer space (4) is formed, which surrounds the hollow body (1) and in which a negative pressure is generated.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vakuumkammer (2) mit einer der Außenkontur des Hohlkörpers (1) an- gepassten Innenkontur verwendet wird.21. The method according to any one of claims 1 to 20, characterized in that a vacuum chamber (2) with an inner contour adapted to the outer contour of the hollow body (1) is used.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen der Hohlkörper (1) mit dem Beschichten des Hohlkörpers (1) auf der Außenseite kombiniert wird, indem beispielsweise die Blasform durch Öffnen um einen bestimmten Betrag als Vakuumkammer (2) und der Streckdorn durch Modifikation zusätzlich als Antenne zur Einkopplung der elektromagnetischen Strahlung verwendet wird.22. The method according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the manufacture of the hollow body (1) with the coating of the hollow body (1) is combined on the outside, for example by using the blow mold by opening a certain amount as a vacuum chamber (2) and the stretching mandrel by modification as an antenna for coupling the electromagnetic radiation.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten des Hohlkörpers (1) mit einem Fluid-Injektionsverfahren zum Herstellen der Hohlkörper (1) kombiniert wird.23. The method according to any one of claims 1 to 22, characterized in that the coating of the hollow body (1) is combined with a fluid injection method for producing the hollow body (1).
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beschichten eines Bauteils ein Hohlkörper (1) dadurch gebildet wird, dass das Bauteil mit später zu entfernenden Ergänzungselementen zu einem Hohlkörper (1) ergänzt wird.24. The method according to any one of claims 1 to 23, characterized in that for coating a component, a hollow body (1) is formed in that the component is supplemented with additional elements to be removed later to form a hollow body (1).
25. Vorrichtung zum Beschichten von Hohlkörpern (1) mit einer von einem Gehäuse (3) umgebenen Vakuumkammer (2), in der der Hohlkörper (1) angeordnet ist, und die mittels einer Vakuumpumpe (10) evakuierbar ist, mit einer Einrichtung (12) zum Erzeugen einer elektromagnetischen Strahlung und mit einer ersten Gaszuführeinrichtung (14) für schichtbildende Gase, Dämpfe oder deren Gemische, die aufgrund der elektromagnetischen Strahlung zu einem Plasma anregbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Gaszuführeinrichtung (14) schichtbildende Gase, Dämpfe oder deren Gemische dem den Hohlkörper (1) umgebenden Außenraum (4) in der Vakuumkammer (2) zuführt, und dass die Einrichtung (12) die elektromagnetische Strahlung durch den Innenraum (6) des Hohlkörpers (1) einkoppelt und ausschließlich ein Plasma in dem Außenraum (4) zwischen dem Hohlkörper (1) und dem Gehäuse (3) erzeugt, in dem der Innendruck in dem Innenraum (6) derart eingestellt ist, dass ein Zünden eines Plasmas in dem Innenraum (6) verhindert ist.25. Device for coating hollow bodies (1) with a vacuum chamber (2) surrounded by a housing (3), in which the hollow body (1) is arranged and which can be evacuated by means of a vacuum pump (10), with a device (12 ) for generating an electromagnetic radiation and with a first gas supply device (14) for layer-forming gases, vapors or mixtures thereof, which can be excited into a plasma due to the electromagnetic radiation, characterized in that the first gas supply device (14) layer-forming gases, vapors or mixtures thereof feeds the outer space (4) surrounding the hollow body (1) in the vacuum chamber (2), and that the device (12) couples the electromagnetic radiation through the inner space (6) of the hollow body (1) and exclusively a plasma in the outer space (4 ) between the hollow body (1) and the housing (3), in which the internal pressure in the interior (6) is set such that a Z ligand is a plasma prevented in the interior (6).
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) der Form des Hohlkörpers (1) in Größe und/oder Form angepasst ist. 26. The device according to claim 25, characterized in that the housing (3) of the shape of the hollow body (1) is adapted in size and / or shape.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (12) Mikrowellen nutzt.27. The apparatus of claim 25 or 26, characterized in that the device (12) uses microwaves.
28. Vorrichtung nach den Ansprüchen 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (12) zum Erzeugen der elektromagnetischen Strahlung mindestens eine Stabantenne (8) aufweist, die in den Hohlkörper (1) eingeführt ist.28. Device according to claims 25 to 27, characterized in that the device (12) for generating the electromagnetic radiation has at least one rod antenna (8) which is inserted into the hollow body (1).
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabantenne (8) mit einer Abschirmung (20) versehen ist.29. The device according to claim 28, characterized in that the rod antenna (8) is provided with a shield (20).
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung aus einer partiellen metallischen Abdeckung (20) der Stabantenne (8) besteht.30. The device according to claim 29, characterized in that the shield consists of a partial metallic cover (20) of the rod antenna (8).
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der metallischen Abdeckung (20) über die Länge der Stabantenne (8) in Richtung auf ihr freies Ende abnimmt.31. The device according to claim 30, characterized in that the surface of the metallic cover (20) decreases over the length of the rod antenna (8) towards its free end.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (6) des Hohlkörpers (1) mit einem Überdruck beaufschlagt ist.32. Device according to one of claims 25 to 31, characterized in that the interior (6) of the hollow body (1) is subjected to an excess pressure.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (6) des Hohlkörpers (1) evakuierbar ist.33. Device according to one of claims 25 to 31, characterized in that the interior (6) of the hollow body (1) can be evacuated.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabantenne (8) von einem Zylinder (22) aus einem nicht mikrowellenaktiven Material umgeben ist.34. Device according to one of claims 28 to 33, characterized in that the rod antenna (8) is surrounded by a cylinder (22) made of a non-microwave active material.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass zur sequentiellen Durchführung einer zusätzlichen Innenbeschichtung des Hohlkörpers (1) eine zweite Gaszuführeinrichtung (16) Gase dem Innenraum (6) des Hohlkörpers (1) zuführt und eine zweite elektromagnetische Strahlung von außen in die Vakuumkammer (2) einkoppelbar sind. 35. Device according to one of claims 25 to 34, characterized in that for sequential implementation of an additional inner coating of the hollow body (1), a second gas supply device (16) gases to the interior (6) of the hollow body (1) and a second electromagnetic radiation from can be coupled into the outside of the vacuum chamber (2).
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (12) zum Erzeugen einer elektromagnetischen Strahlung die elektromagnetische Strahlung zeitlich pulsierend und mit zeitlich variierender Leistung einkoppelt.36. Device according to one of claims 25 to 35, characterized in that the device (12) for generating electromagnetic radiation couples the electromagnetic radiation in a pulsating manner and with a time-varying power.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) aus mindestens zwei beweglichen Schalenteilen, z.B. Halbschalen besteht, die den Hohlkörper (1) und den Außenraum (4) umschließen.37. Device according to one of claims 25 to 36, characterized in that the housing (3) from at least two movable shell parts, e.g. There are half shells that enclose the hollow body (1) and the outer space (4).
38. Bauteil zum Beschichten nach einem der Verfahren nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mit später zu entfernenden Ergänzungselementen versehen ist, wobei die Kombination aus dem Bauteil und den Ergänzungselementen einen Hohlkörper (1) ergibt. 38. Component for coating according to one of the methods according to claim 1 to 24, characterized in that the component is provided with supplementary elements to be removed later, the combination of the component and the supplementary elements resulting in a hollow body (1).
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