JP2004196351A - Apparatus for forming carbon film on inner surface of plastic container and method for manufacturing plastic container covered with inner surface carbon film - Google Patents

Apparatus for forming carbon film on inner surface of plastic container and method for manufacturing plastic container covered with inner surface carbon film Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container capable of preventing a deformation of the container when the carbon film is coated on the inner surface of the plastic container. <P>SOLUTION: This carbon film forming apparatus comprises an external electrode having such a size as one enclosing an outer circumference of a plastic container to be processed when the container is inserted into the apparatus; a gas discharging pipe fixed through an insulation member to the end surface of the external electrode at a side where the opening of the container is positioned; an internal electrode inserted at the gas discharging pipe into the plastic container in the external electrode, connected to a ground side and having a gas blowing-out hole for discharging medium gas punched therein; either a gas discharging hole or a gas discharging groove punched along the inner surface where the plastic container of the external electrode is inserted at the end surface of the gas discharging pipe side of the external electrode; a gas discharging means fixed to the gas discharging pipe; a gas supplying means for supplying medium gas to the internal electrode; and a high frequency power supply connected to the external electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック容器内面への炭素膜形成装置および内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
プラスチック容器、例えばペットボトルは、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DLC(Diamond Like Carbon)のような炭素膜をコーティングすることが試みられている。
【0003】
このようなプラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする方法としては、特開平8−53116号公報および特許第2788412号公報(特開平8−53117号公報)に高周波プラズマを用いる方法が開示されている。特開平9−272567号公報には、その応用的な方法として高周波プラズマを用いて炭素膜をフィルムにコーティングする方法が開示されている。特許第3072269(特開平10−226884号公報)には、特殊形状容器に対応する炭素膜のコーティング方法が、特許第3115252(特開平10−258825号公報)などには量産化技術として複数個の容器に同時にコーティングする方法が開示されている。また、プラスチック容器に炭素膜をコーティングする技術が開示された文献として、「K.Takemoto, et al, Proceedings of ADC/FCT '99,p285」、「E.Shimamura et al, 10th years IAPRI World Conference 1997,p251 」がある。
【0004】
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コーティングする基本的な発明である前記特許第2788412号(特開平8−53116号)について、図6を参照して説明する。図6はこの公報に記載されている高周波プラズマCVDを用いたプラスチック容器への炭素膜コーティング装置の断面図である。
【0005】
外部電極101は、架台102上に例えばポリテトラフルオロエチレン製のシール板103を介して設置されている。この外部電極101は、収納されるプラスチック容器、例えばボトルBの外形にほぼ沿った形の内形状を有する。この外部電極101は、口金部分もボトルキャップ用のネジ形状に沿った内形状が好ましい。前記外部電極101は、筒状の本体101aとこの本体101aの上端に取り付けられるキャップ部101bとから構成され、真空容器を兼ねている。ガス排気管104は、前記架台102およびシール板103を通して前記外部電極101下部に連通されている。
【0006】
内部電極105は、前記外部電極101内に収納されたボトルB内に挿入されている。この内部電極105は、中空構造を有し、表面には複数のガス吹き出し孔106が穿設されている。CVD用媒質ガスを供給するためのガス供給管107は、前記架台102およびシール板103を貫通して前記内部電極105の下端に連通されている。CVD用媒質ガスは、前記供給管107を通して前記内部電極105内に供給され、前記ガス吹き出し孔106からボトルB内に供給される。
【0007】
RF入力端子108は、前記架台102およびシール板103を通して前記外部電極101下部に接続されている。このRF入力端子108は、前記架台102に対して電気的に絶縁されている。また、前記RF入力端子108の下端は、整合器109を通して高周波電源110に接続されている。前記外部電極101は、高周波電源110からプラズマ生成用の高周波電力が前記整合器109およびRF入力端子108を通して印加される。
【0008】
このような構成の装置を用いてペットボトル内面に炭素膜をコーティングする方法について説明する。
【0009】
まず、外部電極101の本体101a内にペットボトルBを挿入し、前記本体101aにキャップ101bを取り付けることにより前記ボトルBを前記外部電極101内に気密に収納する。外部電極101内のガスをガス排気管104を通して排気する。この時、前記シール板103の開口部を通して前記外部電極101に収納したボトルB内外の空間のガスが排気される。規定の真空度(代表値:10-2〜10-5Torr)に到達した後、媒質ガスをガス供給管107を通して内部電極105に例えば10〜50mL/minの流量で供給し、さらに内部電極105のガス吹き出し孔106を通してボトルB内に吹き出す。なお、この媒質ガスとしては、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。前記ボトルB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110から50〜1000Wの高周波電力を整合器109およびRF入力端子108を通して外部電極101に印加する。
【0010】
このような高周波電力の外部電極101への印加によって、前記外部電極101と内部電極105の間にプラズマが生成される。この時、ペットボトルBは外部電極101の内にほぼ隙間無く収納されているため、プラズマはペットボトルB内に発生する。前記媒質ガスは、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製膜種が生成され、この製膜種が前記ボトルB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101内に供給し、この空間内を大気圧に戻す。この後、前記ボトルBを外部電極101から取り外す。なお、この方法において炭素膜を厚さ30nm成膜するには2〜3秒間要する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許第2788412号の発明はボトルB内のガスの排気においてシール板103の開口部を通して外部電極101に収納したボトルBの内外の空間のガスを排気する際、ボトルBが変形し、結果的に他のボトルB内面に均一厚さの炭素膜のコーティングが困難になる問題があった。
【0012】
本発明は、プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする際、前記容器の変形を防止することが可能なプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を提供することを目的とする。
【0013】
本発明は、均一な膜厚を有する炭素膜が内面にコーティングされたプラスチック容器の製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
本発明は、プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする際、前記容器の変形を防止することが可能で、かつ高速度のコーティングが可能なプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を提供することを目的とする。
【0015】
本発明は、均一な膜厚を有する炭素膜が内面に高速度でコーティングされたプラスチック容器の製造方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラスチック容器内面への炭素膜形成装置および内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法は、次のような構成を有することを特徴うとするものである。
【0017】
1)被処理物であるプラスチック容器が挿入された時にその容器の外周を取り囲む大きさを有する外部電極と、
前記容器の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挿入され、接地側に接続されると共に、媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔が穿設された内部電極と、
前記外部電極の前記排気管側の端面からその外部電極の前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設された排気孔または排気溝と、
前記排気管に取り付けられた排気手段と、
前記内部電極に媒質ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記外部電極に接続された高周波電源と、
を具備したことを特徴とするプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。
【0018】
2)前記1)の炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を、外部電極内に挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し孔が穿設された内部電極を、前記容器の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から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)前記容器内のガスを排気管手段により前記排気管を通して排気すると共に、前記容器外面と前記外部電極との間のガスをこの外部電極に穿設された排気孔または排気溝から前記排気管を通して排気した後、前記内部電極に媒質ガスをガス供給手段により供給し、この内部電極のガス吹き出し孔から前記プラスチック容器内に媒質ガスを吹き出して前記プラスチック容器内を含む排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)高周波電源から高周波電力を前記外部電極に供給し、前記プラスチック容器内に位置する内部電極の周囲にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記媒質ガスを解離させて前記プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする工程と
を含むことを特徴とする内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法。
【0019】
3)被処理物であるプラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさを有する外部電極と、
前記容器の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挿入され、接地側に接続されると共に、媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔が穿設された内部電極と、
前記外部電極の前記排気管側の端面からその外部電極の前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設された排気孔または排気溝と、
前記排気管に取り付けられた排気手段と、
前記ガス供給管に媒質ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記ガス供給管に接続された高高周波電源と、
前記外部電極に接続されたバイアス用電源と、
を具備したことを特徴とするプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。
【0020】
4)前記3)の炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を、外部電極内に挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し孔が穿設された内部電極を、前記容器の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から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)前記容器内のガスを排気管手段により前記排気管を通して排気すると共に、前記容器外面と前記外部電極との間のガスをこの外部電極に穿設された排気孔または排気溝から前記排気管を通して排気した後、前記ガス供給管手段から媒質ガスを前記内部電極に供給し、この内部電極のガス吹き出し孔から前記プラスチック容器内に媒質ガスを吹き出して前記プラスチック容器内を含む排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)バイアス用電源から高周波電力を前記外部電極に印加すると共に、高高周波電源から高高周波電力を前記内部電極に供給し、前記プラスチック容器内にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記媒質ガスを解離させて前記プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする工程と
を含むことを特徴とする内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法。
【0021】
5)被処理物であるプラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさを有する外部電極と、
被処理物であるプラスチック容器が挿入された時に少なくともその容器の口部および肩部と前記外部電極の間に介在された誘電体材料からなるスペーサと、
前記容器の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挿入され、接地側に接続されると共に、媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔が穿設された内部電極と、
前記スペーサの前記排気管側の端面からそのスペーサの前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設された排気孔または排気溝と、
前記排気管に取り付けられた排気手段と、
前記内部電極に媒質ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記外部電極に接続された高周波電源と、
を具備したことを特徴とするプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。
【0022】
6)前記5)の炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を、外部電極内および誘電体材料からなるスペーサ内に少なくともその容器の口部および肩部の外周が前記スペーサ内に囲まれ、これ以外の前記容器部分の外周が前記外部電極内に囲まれるように挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し孔が穿設された内部電極を、前記容器の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から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)前記容器内のガスを排気管手段により前記排気管を通して排気すると共に、前記容器外面と前記外部電極および前記スペーサとの間のガスをこのスペーサに穿設された排気孔または排気溝から前記排気管を通して排気した後、前記内部電極に媒質ガスをガス供給手段により供給し、この内部電極のガス吹き出し孔から前記プラスチック容器内に媒質ガスを吹き出して前記プラスチック容器内を含む排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)高周波電源から高周波電力を前記外部電極に供給し、前記プラスチック容器内に位置する内部電極の周囲にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記媒質ガスを解離させて前記プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする工程と
を含むことを特徴とする内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法。
【0023】
7)被処理物であるプラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさを有する外部電極と、
被処理物であるプラスチック容器が挿入された時に少なくともその容器の口部および肩部と前記外部電極の間に介在される誘電体材料からなるスペーサと、
前記容器の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、
前記スペーサの前記排気管側の端面からそのスペーサの前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設された排気孔または排気溝と、
前記外部電極内の前記プラスチック容器内に挿入され、媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔が穿設された内部電極と、
一端が前記内部電極に連結され、他端が前記排気管側に延出された給電端子を兼ねるガス供給管と、
少なくとも前記外部電極内および前記容器の口部近傍の前記排気管内に位置する前記ガス供給管部分の外周に配置され、接地されたアースシールド管と、
前記排気管に取り付けられた排気手段と、
前記ガス供給管に媒質ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記ガス供給管に接続された高高周波電源と、
前記外部電極に接続されたバイアス用電源と、
を具備したことを特徴とするプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。
【0024】
8)前記7)の炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を、外部電極内および誘電体材料からなるスペーサ内に少なくともその容器の口部および肩部の外周が前記スペーサ内に囲まれ、これ以外の前記容器部分の外周が前記外部電極内に囲まれるように挿入する工程と、
(b)接地されたアースシールドを外周に配置したガス供給管が連結され、ガス吹き出し孔が穿設された内部電極を、前記容器の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から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)前記容器内のガスを排気管手段により前記排気管を通して排気すると共に、前記容器外面と前記外部電極および前記スペーサとの間のガスをこのスペーサに穿設された排気孔または排気溝から前記排気管を通して排気した後、前記ガス供給管手段から媒質ガスを前記内部電極に供給し、この内部電極のガス吹き出し孔から前記プラスチック容器内に媒質ガスを吹き出して前記プラスチック容器内を含む排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)バイアス用電源から高周波電力を前記外部電極に印加すると共に、高高周波電源から高高周波電力を前記ガス供給管を通して前記内部電極に供給し、前記プラスチック容器内にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記媒質ガスを解離させて前記プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする工程とを含むことを特徴とする内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【0026】
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るプラスチック容器内面への炭素膜形成装置を示す断面図、図2は図1の外部電極を示す斜視図である。
【0027】
上下端にフランジ1a,1bを有する円筒状支持部材2は、円環状基台3上に載置されている。筒状の金属製の外部電極本体4は、前記支持部材2内に配置されている。円板状をなす金属製の外部電極底部材5は、前記外部電極4の底部に着脱可能に取り付けられている。前記外部電極本体4および前記外部電極底部材5により炭素被膜を形成するプラスチック容器(例えばペットボトル)Bを設置可能な大きさの空間をもつ有底円筒状の外部電極6が構成されている。円板状絶縁体7は、前記基台3と前記外部電極底部材5の間に配置されている。
【0028】
なお、前記外部電極底部材5、前記円板状絶縁体7および前記基台3は図示しないプッシャーにより前記外部電極本体4に対して一体的に上下動し、前記外部電極本体4の底部を開閉する。
【0029】
環状絶縁部材8は、前記外部電極6上面にその環状絶縁部材8上面が前記筒状支持部材2の上部フランジ1aと面一になるように載置されている。上下にフランジ9a,9bを有するガス排気管10は、前記支持部材2の上部フランジ1aおよび前記環状絶縁部材8の上面に載置されている。この排気管10は、接地されている。図示しないねじを前記排気管10の下部フランジ9bから前記支持部材2の上部フランジ1aに螺着することにより前記ガス排気管10が前記支持部材2に固定されている。また、図示しないねじを前記排気管10の下部フランジ9bから前記環状絶縁部8を貫通して外部電極6の本体4に螺着することにより前記排気管10が前記環状絶縁部材8および前記外部電極6に固定されると共に、前記環状絶縁部材8が前記外部電極6に対しても固定される。なお、前記排気管10と前記環状絶縁部材8および前記外部電極6との固定は、前記排気管10と前記外部電極6とがねじにより電気的に導通しない取り付け構造になっている。分岐ガス排気管11は、前記ガス排気管10の側壁に連結され、その他端に図示しない真空ポンプのような排気設備が取り付けられている。蓋体12は、前記排気管10の上部フランジ9aに取り付けられている。
【0030】
複数、例えば4つの排気孔13は、図1および図2に示すように前記外部電極6の本体4の前記排気管10側の端面からその外部電極6における本体4の前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設されている。特に、4つの排気孔13は、図1および図2に示すようにその一端(上端)が前記外部電極6の本体4の前記排気管10側の端面に開口し、その他端(下端)が挿入されるペットボトルBの口部の鍔位置Pより下側の前記外部電極6内面部分(例えばペットボトルBの肩位置に対応する部分)に開口されることが好ましい。これら排気孔13は、それらの断面積が小さいと、外部電極6とペットボトルBとの間のガスの円滑な排気が阻害され、一方それらの断面積を大きくするとそれらの排気孔13内でプラズマが生成され易くなる。このため、前記各排気孔13の断面積は次式の関係を満たすことが好ましい。
【0031】
(Sp/Vp)≦(Se/Vg
ここで、Spはペットボトルの口部断面積、Vpはペットボトルの容積、Seは排気孔の断面積、Vgは外部電極とペットボトルの隙間の容積である。
【0032】
例えば周波数13.56MHzの高周波電力を出力する高周波電源14は、ケーブル15および給電端子16を通して前記外部電極6の本体4に接続されている。整合器17は、前記高周波電源14と前記給電端子16の間の前記ケーブル15に介装されている。
【0033】
ガス供給管18は、前記蓋体12を貫通し、ガス排気管10を通して前記外部電極6の本体4内におけるペットボトルBの口部に対応する個所に挿入されている。略円柱状をなす内部電極19は、前記外部電極6に挿入されたペットボトルB内にこのペットボトルBの長手方向のほぼ全長に渡って配置され、その上端が前記ガス供給管18の下端に着脱自在に取り付けられている。前記内部電極19は、中心軸にガス流路20がくり抜かれていると共に、底部に媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔21を穿設したキャップ22が着脱自在に取り付けられている。
【0034】
なお、ガス吹き出し孔は前記内部電極19の下部側壁に前記ガス流路20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19の底部から前記ペットボトルB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。
【0035】
前記内部電極19の径は、ボトルBの口金径以下とし、長さはペットボトルB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。長さの目安としては、ペットボトルBの全長に対する割合が{1−D/(2L)}程度となるようにする。ここでDはペットボトルの内径、Lはペットボトルの全長を表し、L>(D/2)である。
【0036】
前記内部電極19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19表面が平滑であると、その内部電極19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19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。
【0037】
次に、図1に示す炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法を説明する。
【0038】
図示しないプッシャーにより外部電極底部材5、円板状絶縁体7および基台3を取り外して外部電極本体4の底部を開放する。つづいて、プラスチック容器、例えばペットボトルBを開放した外部電極本体4の底部側からそのボトルBの口部側から挿入した後、図示しないプッシャーにより外部電極本体4の底部側に外部電極底部材5、円板状絶縁体7および基台3をこの順序で取り付けることによって、図1に示すようにペットボトルBが前記外部電極本体4および前記外部電極底部材5殻なる外部電極6の内部空間に収納される。このとき、前記ペットボトルBは排気管10にその口部を通して連通される。
【0039】
次いで、図示しない排気手段により分岐排気管20および排気管19を通して前記排気管19および前記ペットボトルB内外のガスを排気する。このとき、複数、例えば4つの排気孔13は、図1および図2に示すように前記外部電極6の本体4の前記排気管10側の端面からその外部電極6における本体4の前記ペットボトルBが挿入される内面に亘ってその本体4の中心に対して等角度(90°)で穿設されているため、前記ペットボトルB内のガスのみならず、前記ペットボトルB外面と前記外部電極6との間に滞留するガスをも前記複数の排気孔13を通して排気される。その結果、前記ペットボトルBの内外の圧力が均衡されて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形を防ぐことができる。
【0040】
特に、4つの排気孔13を図1および図2に示すようにその一端(上端)が前記外部電極6の本体4の前記排気管10側の端面に開口し、その他端(下端)が挿入されるペットボトルBの口部の鍔位置Pより下側の前記外部電極6内面部分(例えばペットボトルBの肩位置に対応する部分)に開口し、かつ前記各排気孔13の断面積を前記(Sp/Vp)≦(Se/Vg)の関係を満たすように設定することによって、前記ペットボトルB外面と前記外部電極6との間に滞留するガスをも前記複数の排気孔13を通して効果的に排気でき、前記ペットボトルBの内外の圧力を均衡させて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形をより確実に防ぐことができるとともに、排気孔13内で不要なプラズマが生成されるのを防止できる。
【0041】
次いで、媒質ガスをガス供給管18を通して内部電極19のガス流路20に供給し、この内部電極19の底部に取り付けたキャップ22のガス吹き出し孔21からペットボトルB内に吹き出させる。この媒質ガスは、さらにペットボトルBの口部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、前記ペットボトルB内を所定のガス圧力に設定する。
【0042】
次いで、高周波電源14から例えば周波数13.56MHzの高周波電力をケーブル15、整合器17および給電端子16を通して前記外部電極6の本体4に供給する。このとき、前記内部電極19の周囲にプラズマが生成される。このようなプラズマの生成によって、媒質ガスが前記プラズマで解離されて前記外部電極6内のペットボトルB内面に均一厚さで均質な炭素膜がコーティングされる。
【0043】
前記炭素膜の厚さが所定の膜厚に達した後、前記高周波電源14からの高周波電力の供給を停止し、媒質ガスの供給の停止、残留ガスの排気を行い、ガスの排気を停止した後、窒素、希ガス、又は空気等を前記ガス供給管18を通して内部電極19のガス流路20およびキャップ22のガス吹き出し孔21を通してペットボトルB内に供給し、このペットボトルB内外を大気圧に戻し、内面炭素膜被覆ペットボトルを取り出す。その後、前述した順序に従ってペットボトルBを交換し、次のペットボトルのコーティング作業へ移る。
【0044】
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;メチルアルコール、エチルアルコール等の含酸素炭化水素類;メチルアミン、エチルアミン、アニリン等の含窒素炭化水素類などが使用でき、その他一酸化炭素、二酸化炭素なども使用できる。
【0045】
前記高周波電力は、一般的に13.56MHz、100〜1000Wのものが用いられるが、これに限るものではない。
【0046】
以上、第1実施形態によればペットボトルB内外のガスを排気管10を通して排気する際、前記ペットボトルB内のガスのみならず、前記ペットボトルB外面と前記外部電極6との間に滞留するガスをも図1および図2に示す前記外部電極6に穿設した複数の排気孔13を通して排気することによって、前記ペットボトルBの内外の圧力が均衡されて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形を防ぐことができる。その結果、この後の媒質のペットボトルBへの供給、プラズマの生成によって、前記ペットボトルB内面に均一な厚さの炭素膜をコーティングすることができる。したがって、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したバリア性の優れた内面炭素膜被覆ペットボトルを量産的に製造することができる。
【0047】
なお、前記第1実施形態では外部電極の本体に4つの排気孔を穿設したが、1つまたは4つ以外の複数の排気孔を穿設することを許容する。ただし、排気孔は複数とし、かつ外部電極の中心に対して等角度で穿設することが好ましい。
【0048】
前記第1実施形態では外部電極の本体に排気孔を穿設したが、排気溝を設けてもよい。具体的には、図3および図4に示すように複数、例えば4つの排気溝23を外部電極6の本体4の排気管10側の端面からその外部電極6における本体4のペットボトルBが挿入される内面に沿ってその本体4の中心に対して等角度(90°)で穿設する。特に、これらの4つの排気溝23は、図3および図4に示すようにその一端(上端)が前記外部電極6の本体4の前記排気管10側の端面に開口し、その他端(下端)が挿入されるペットボトルBの口部の鍔位置Pより下側の前記外部電極6内面部分(例えばペットボトルBの肩位置に対応する部分)に延出されることが好ましい。このような形態の排気溝23を外部電極6に穿設することによって、ペットボトルBの変形をより効果的に防止することができる。これら排気溝23は、それらの断面積が小さいと、外部電極6とペットボトルBとの間のガスを排気溝23を通して円滑に排気することが阻害され、一方それらの断面積を大きくするとそれらの排気溝23内でプラズマが生成され易くなる。このため、前記各排気溝23の断面積は次式の関係を満たすことが好ましい。
【0049】
(Sp/Vp)≦(St/Vg
ここで、Spはペットボトルの口部断面積、Vpはペットボトルの容積、Stは排気溝の断面積、Vgは外部電極とペットボトルの隙間の容積である。
【0050】
(第2実施形態)
図5は、この第2実施形態に係るプラスチック容器内面への炭素膜形成装置を示す断面図である。なお、図5において前述した第1実施形態で参照した図1と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【0051】
この炭素膜形成装置は、バイアス用電源24がケーブル25および給電端子26を通して外部電極6の外部電極本体4に接続されている。整合器27は、前記バイアス用電源24と前記給電端子26の間の前記ケーブル25に介装されている。
【0052】
中心部に絶縁リング27を有し、接地された蓋体12は、ガス排気管10の上部フランジ9aに気密固定されている。筐体28は、前記蓋体12上に取り付けられている。
【0053】
ガス供給管18は、高高周波電力の端子を兼ね、前記筐体28内から前記蓋体12の絶縁リング27を貫通し、前記ガス排気管10を通して前記外部電極6の本体4内に挿入されている。このガス供給管18の上端は、外部から前記筐体28を貫通して挿入されたガス導入管29の下端に絶縁継手30を介して連結されている。
【0054】
フランジ管31およびこのフランジ管31下端に連結されたアースシールド管32は、前記ガス排気管10および前記外部電極6の本体4内におけるペットボトルBの口部に対応する個所内に位置する前記ガス供給管18部分を覆うように配置されている。なお、前記アースシールド管32は前記ペットボトルBの口部に対応する個所内およびこの個所近傍の前記ガス排気管10内に位置されている。前記フランジ管31の上端は、前記蓋体12の裏面に連結されている。つまり、前記アースシールド管32は前記フランジ管31を通して接地された前記蓋体12に接続されている。
【0055】
高高周波電源33は、ケーブル34および給電端子35を通して高高周波電力の端子を兼ねる前記ガス供給管18の側面に接続されている。整合器26は、前記高高周波電源33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。
【0056】
次に、図5に示す炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法を説明する。
【0057】
図示しないプッシャーにより外部電極底部材5、円板状絶縁体7および基台3を取り外して外部電極本体4の底部を開放する。つづいて、プラスチック容器、例えばペットボトルBを開放した外部電極本体4の底部側からそのボトルBの口部側から挿入した後、図示しないプッシャーにより外部電極本体4の底部側に外部電極底部材5、円板状絶縁体7および基台3をこの順序で取り付けることによって、図5に示すようにペットボトルBを前記外部電極本体4および前記外部電極底部材5殻なる外部電極6の内部空間に収納収納する。このとき、前記ペットボトルBは排気管10にその口部を通して連通される。
【0058】
次いで、図示しない排気手段により分岐排気管11および排気管10を通して前記排気管19および前記ペットボトルB内外のガスを排気する。このとき、複数、例えば4つの排気孔13は、図1および図2に示すように前記外部電極6の本体4の前記排気管10側の端面からその外部電極6における本体4の前記プラスチック容器が挿入される内面に亘ってその本体4の中心に対して等角度(90°)で穿設されているため、前記ペットボトルB内のガスのみならず、前記ペットボトルB外面と前記外部電極6との間に滞留するガスをも前記複数の排気孔13を通して排気される。その結果、前記ペットボトルBの内外の圧力が均衡されて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形を防ぐことができる。
【0059】
特に、4つの排気孔13を図5に示すようにその一端(上端)が前記外部電極6の本体4の前記排気管10側の端面に開口し、その他端(下端)が挿入されるペットボトルBの口部の鍔位置Pより下側の前記外部電極6内面部分(例えばペットボトルBの肩位置に対応する部分)に開口し、かつ前記各排気孔13の断面積を前記(Sp/Vp)≦(Se/Vg)の関係を満たすように設定することによって、前記ペットボトルB外面と前記外部電極6における本体4との間に滞留するガスをも前記複数の排気孔13を通して効果的に排気でき、前記ペットボトルBの内外の圧力を均衡させて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形をより確実に防ぐことができるとともに、排気孔13内で不要なプラズマが生成されるのを防止できる。
【0060】
次いで、媒質ガスをガス導入管29およびガス供給管18を通して内部電極19のガス流路20に供給し、この内部電極19の底部に取り付けたキャップ22のガス吹き出し孔21からペットボトルB内に吹き出させる。この媒質ガスは、さらにペットボトルBの口部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、前記ペットボトルB内を所定のガス圧力に設定する。
【0061】
次いで、バイアス用電源24からバイアス電力をケーブル25、整合器27および給電端子26を通して前記外部電極6に供給する。その後、またはそれと同時に、高高周波電源33から高高周波電力をケーブル34、整合器36および給電端子35を通してガス供給管18に供給し、このガス供給管18を通して内部電極19に高高周波電力を供給する。このとき、前記内部電極42の周囲にプラズマが生成される。また、前記外部電極6の情報に位置する排気管10は接地されているため、この排気管10を基準電位として前記外部電極6からバイアス電圧を内部電極19に向けて、つまり生成されたプラズマに向けて印加することができる。
【0062】
その結果、a)高高周波電力を用いると、特に低ガス圧力条件にて高周波電力に比べて高い電子密度が得られるため、媒質ガスとの衝突頻度が上がり製膜種密度を高くできる、b)バイアス電力を調整するとプラズマ電位との電位差を可変にできるので、ペットボトルB内面へ入射するイオンエネルギーを調整できる、c)イオン密度は電子密度に比例するので、前記の電位差の調整と併用することでペットボトルB内面に入射するイオンフラックスを制御できる。このようなプラズマの生成およびバイアス電圧の内部電極19への印加による前記外部電極6へのプラズマの引き込みによって、媒質ガスを前記プラズマで解離させた時に得られる製膜種をバイアス電力が印加された前記外部電極6内のペットボトルB内面に均一厚さで均質な炭素膜を高速度でコーティングすることができる。
【0063】
前記炭素膜の厚さが所定の膜厚に達した後、前記バイアス用電源24および高高周波電源33からのバイアス電力、高高周波電力の供給を停止し、媒質ガスの供給の停止、残留ガスの排気を行い、ガスの排気を停止した後、窒素、希ガス、又は空気等を前記ガス導入管29からガス供給管18を通して内部電極19のガス流路20およびキャップ22のガス吹き出し孔21を通してペットボトルB内に供給し、このペットボトルB内外を大気圧に戻し、内面炭素膜被覆ペットボトルを取り出す。その後、前述した順序に従ってペットボトルBを交換し、次のペットボトルのコーティング作業へ移る。
【0064】
前記媒質ガスとしては第1実施形態で述べたのと同様なものを用いることができる。
【0065】
前記高高周波電力は、一般的に30〜300MHzと定義されているが、これに限るものではない。また、これら電力の印加は連続的でも間欠的(パルス的)でもよい。
【0066】
前記バイアス電力は、一般的に13.56MHz、100〜1000Wのものが用いられるが、これに限るものではない。また、このバイアス電力の印加は連続的でも間欠的(パルス的)でもよい。
【0067】
以上、第2実施形態によればペットボトルB内外のガスを排気管10を通して排気する際、前記ペットボトルB内のガスのみならず、前記ペットボトルB外面と前記外部電極6との間に滞留するガスをも図5に示す前記外部電極6に穿設した複数の排気孔13を通して排気することによって、前記ペットボトルBの内外の圧力が均衡されて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形を防ぐことができる。その結果、この後の媒質のペットボトルBへの供給、プラズマの生成とにおいて、前記ペットボトルB内面に均一な厚さの炭素膜をコーティングすることができる。
【0068】
また、プラズマの生成およびバイアス電圧の内部電極19への印加による前記外部電極6へのプラズマの引き込みによって、媒質ガスを前記プラズマで解離させた時に得られる製膜種をバイアス電力が印加された前記外部電極6内のペットボトルB内面に均一厚さで均質な炭素膜を高速度でコーティングすることができる。
【0069】
したがって、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したバリア性の優れた内面炭素膜被覆ペットボトルをより量産的に製造することができる。
【0070】
また、高高周波電力が印加されるガス供給管18と接地された排気管10との間、つまり排気管10内でも同様に不要なプラズマを生成し、炭素膜のコーティング効率が低下する。このようなことから、アースシールド管32を前記ガス供給管18外周にペットボトルBの口部近傍のガス排気管10内に位置するように配置し、このアースシールド管32をこれを支持するフランジ管31を通して接地することによって、前記アースシールド管32内を貫通するガス供給管18に高高周波電力が供給されても、媒質ガスの排気経路である前記排気管10内で不要なプラズマが生成されるのを防止できる。その結果、不要なプラズマ生成に伴う高高周波電力の消費を防ぐことができるため、前記ペットボトルB内での正規のプラズマ生成効率を高め、炭素膜のコーティング速度を向上できる。
【0071】
なお、前記第2実施形態では外部電極の本体に4つの排気孔を穿設したが、1つまたは4つ以外の複数の排気孔を穿設することを許容する。ただし、排気孔は複数とし、かつ外部電極の中心に対して等角度で穿設することが好ましい。
【0072】
前記第2実施形態では外部電極の本体に排気孔を穿設したが、前述した図3、図4に示す排気溝を設けてもよい。
【0073】
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態に係るプラスチック容器内面への炭素膜形成装置を示す断面図である。
【0074】
上下端にフランジ41a,41bを有する円筒状支持部材42は、円環状基台43上に載置されている。筒状の金属製の外部電極本体44は、前記支持部材42内に配置されている。円板状をなす金属製の外部電極底部材45は、前記外部電極44の底部に着脱可能に取り付けられている。前記外部電極本体44および前記外部電極底部材45により炭素被膜を形成するプラスチック容器(例えばペットボトル)Bを設置可能な大きさの空間をもつ有底円筒状の外部電極46が構成されている。なお、前記基台43と前記外部電極底部材45の間には円板状絶縁体47が配置されている。
【0075】
なお、前記外部電極底部材45、前記円板状絶縁体47および前記基台43は図示しないプッシャーにより前記外部電極本体4に対して一体的に上下動し、前記外部電極本体4の底部を開閉する。
【0076】
内部に挿入されるペットボトルB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48を有する誘電体材料からなる円柱状スペーサ49は、前記外部電極46における前記本体44の上部に挿入されている。このスペーサ49は、この上に載置される後述する環状絶縁部材から螺着されたねじ(図示せず)により固定されている。このように円柱状スペーサ49を前記外部電極46における前記本体44の上部に挿入固定することにより、前記外部電極本体44の底部側からペットボトルBを挿入すると、そのペットボトルBの口部および肩部が前記スペーサ49の空洞部48内に、これ以外のペットボトルB部分が前記外部電極46内に収納される。
【0077】
前記スペーサ49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。
【0078】
環状絶縁部材50は、前記外部電極46上面にその環状絶縁部材50上面が前記筒状支持部材42の上部フランジ41aと面一になるように載置されている。上下にフランジ51a,51bを有するガス排気管52は、前記支持部材42の上部フランジ41aおよび前記環状絶縁部材50の上面に載置されている。この排気管52は、接地されている。図示しないねじを前記排気管52の下部フランジ51bから前記支持部材42の上部フランジ41aに螺着することにより前記ガス排気管52が前記支持部材42に固定されている。また、図示しないねじを前記排気管52の下部フランジ51bから前記環状絶縁部50を貫通して外部電極46の本体44に螺着することにより前記排気管52が前記環状絶縁部材50および前記外部電極46に固定されると共に、前記環状絶縁部材50が前記外部電極46に対しても固定される。なお、前記排気管52と前記環状絶縁部材50および前記外部電極46との固定は、前記排気管52と前記外部電極46とがねじにより電気的に導通しない取り付け構造になっている。分岐ガス排気管53は、前記ガス排気管52の側壁に連結され、その他端に図示しない真空ポンプのような排気設備が取り付けられている。蓋体54は、前記排気管52の上部フランジ51aに取り付けられている。
【0079】
複数、例えば4つの排気孔55は、図6に示すように前記スペーサ49の前記排気管52側の端面からそのスペーサ49における前記ペットボトルBが挿入される内面に亘って穿設されている。特に、これら排気孔55は図6に示すようにその一端(上端)が前記スペーサ49の前記排気管52側の端面に開口し、その他端(下端)が挿入されるペットボトルBの口部の鍔位置Pより下側の前記スペーサ49内面部分(例えばペットボトルBの肩位置に対応する部分)に開口されることが好ましい。これら排気孔55は、それらの断面積が小さいと、外部電極6とペットボトルBとの間のガスを排気孔55を通して円滑に排気することが阻害され、一方それらの断面積を大きくするとそれらの排気孔55内でプラズマが生成され易くなる。このため、前記各排気孔55の断面積は次式の関係を満たすことが好ましい。
【0080】
(Sp/Vp)≦(Se/VG
ここで、Spはペットボトルの口部断面積、Vpはペットボトルの容積、Seは排気孔の断面積、VGは外部電極およびスペーサとペットボトルとの隙間の容積である。
【0081】
例えば周波数13.56MHzの高周波電力を出力する高周波電源56は、ケーブル57および給電端子58を通して前記外部電極46の本体44に接続されている。整合器59は、前記高周波電源56と前記給電端子58の間の前記ケーブル57に介装されている。
【0082】
ガス供給管60は、前記蓋体54を貫通し、ガス排気管52を通して前記外部電極46の本体44内におけるペットボトルBの口部に対応する個所に挿入されている。略円柱状をなす内部電極61は、前記外部電極46に挿入されたペットボトルB内にこのペットボトルBの長手方向のほぼ全長に渡って配置され、その上端が前記ガス供給管60の下端に着脱自在に取り付けられている。前記内部電極61は、中心軸にガス流路62がくり抜かれていると共に、底部に媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔63を穿設したキャップ64が着脱自在に取り付けられている。
【0083】
なお、ガス吹き出し孔は前記内部電極61の下部側壁に前記ガス流路62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61の底部から前記ペットボトルB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。
【0084】
前記内部電極61の径は、ボトルBの口金径以下とし、長さはペットボトルB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。長さの目安としては、ペットボトルBの全長に対する割合が{1−D/(2L)}程度となるようにする。ここでDはペットボトルの内径、Lはペットボトルの全長を表し、L>(D/2)である。
【0085】
前記内部電極61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19表面が平滑であると、その内部電極61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61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。
【0086】
次に、図6に示す炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法を説明する。
【0087】
図示しないプッシャーにより外部電極底部材45、円板状絶縁体47および基台43を取り外して外部電極本体44の底部を開放する。つづいて、プラスチック容器、例えばペットボトルBを開放した外部電極本体44の底部側からそのボトルBの口部側から挿入した後、図示しないプッシャーにより外部電極本体44の底部側に外部電極底部材5、円板状絶縁体7および基台3をこの順序で取り付けることによって、図6に示すようにペットボトルBの口部から肩部が誘電体材料からなる円柱状スペーサ49の空洞部48内に、前記ボトルBの肩部から底部側が前記外部電極46内に収納される。このとき、前記ペットボトルBは排気管52にその口部を通して連通される。
【0088】
次いで、図示しない排気手段により分岐排気管53および排気管52を通して前記排気管52内および前記ペットボトルB内外のガスを排気する。このとき、複数、例えば4つの排気孔55は、図6に示すように前記スペーサ49の前記排気管52側の端面からそのスペーサ49における前記ペットボトルBが挿入される内面に亘ってその本体44の中心に対して等角度(90°)で穿設されているため、前記ペットボトルB内のガスのみならず、前記ペットボトルB外面と前記スペーサ49および前記外部電極46との間に滞留するガスをも前記複数の排気孔55を通して排気される。その結果、前記ペットボトルBの内外の圧力が均衡されて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形を防ぐことができる。
【0089】
特に、4つの排気孔55を図6に示すようにその一端(上端)が前記スペーサ49の前記排気管52側の端面に開口し、その他端(下端)が挿入されるペットボトルBの口部の鍔位置Pより下側の前記スペーサ49内面部分(例えばペットボトルBの肩位置に対応する部分)に開口し、かつ前記各排気孔55の断面積を前記(Sp/Vp)≦(Se/VG)の関係を満たすように設定することによって、前記ペットボトルB外面と前記外部電極46との間に滞留するガスをも前記複数の排気孔55を通して効果的に排気でき、前記ペットボトルBの内外の圧力を均衡させて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形をより確実に防ぐことができるとともに、排気孔55内で不要なプラズマが生成されるのを防止できる。
【0090】
次いで、媒質ガスをガス供給管60を通して内部電極61のガス流路62に供給し、この内部電極61の底部に取り付けたキャップ64のガス吹き出し孔63からペットボトルB内に吹き出させる。この媒質ガスは、さらにペットボトルBの口部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、前記ペットボトルB内を所定のガス圧力に設定する。
【0091】
次いで、高周波電源56から例えば周波数13.56MHzの高周波電力をケーブル57、整合器59および給電端子58を通して前記外部電極46の本体44に供給する。このとき、前記内部電極61の周囲にプラズマが生成される。このようなプラズマの生成によって、媒質ガスが前記プラズマで解離されて前記外部電極46およびスペーサ49内のペットボトルB内面に均一厚さで均質な炭素膜がコーティングされる。
【0092】
前記炭素膜の厚さが所定の膜厚に達した後、前記高周波電源56からの高周波電力の供給を停止し、媒質ガスの供給の停止、残留ガスの排気を行い、ガスの排気を停止した後、窒素、希ガス、又は空気等を前記ガス供給管60を通して内部電極61のガス流路62およびキャップ64のガス吹き出し孔63を通してペットボトルB内に供給し、このペットボトルB内外を大気圧に戻し、内面炭素膜被覆ペットボトルを取り出す。その後、前述した順序に従ってペットボトルBを交換し、次のペットボトルのコーティング作業へ移る。
【0093】
前記媒質ガスとしては、第1実施形態と同様なものを用いることができる。
【0094】
前記高周波電力は、一般的に13.56MHz、100〜1000Wのものが用いられるが、これに限るものではない。
【0095】
以上、第3実施形態によればペットボトルB内外のガスを排気管52を通して排気する際、前記ペットボトルB内のガスのみならず、前記ペットボトルB外面と前記外部電極46およびスペーサ49との間に滞留するガスをも図6に示す前記スペーサ49に穿設した複数の排気孔55を通して排気することによって、前記ペットボトルBの内外の圧力が均衡されて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形を防ぐことができる。その結果、この後の媒質のペットボトルBへの供給、プラズマの生成によって、前記ペットボトルB内面に均一な厚さの炭素膜をコーティングすることができる。
【0096】
また、空洞部48を有する誘電体材料からなる円柱状スペーサ49を外部電極46の上部に挿入、固定することによって、前記プラズマの生成において前記ペットボトルBの肩部から底部側の内面のみならず、前記誘電体材料からなるスペーサ49と対向するペットボトルBの口部から肩部の内面に均一な厚さの炭素膜をコーティングすることができる。
【0097】
したがって、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したバリア性の優れた内面炭素膜被覆ペットボトルを量産的に製造することができる。
【0098】
また、ペットボトルBの口部および肩部周囲を覆う部材の形状は複雑であるが、これら部材に対応するスペーサ49を例えば射出成形が可能なプラスチックのような誘電体材料により形成することによって、従来のようにこれら部材を含む全てを外部電極で構成する場合に比べて簡単に製造することができる。さらに、従来のようにこれら部材を含む全てを金属のような導電材料により外部電極で構成する場合に比べて装置全体を軽量化することができる。
【0099】
さらに、スペーサ49をプラスチックまたは軟質のセラミックのような誘電体材料により形成することによって、ペットボトルBの複雑な口部および肩部が接触した時にその箇所に傷が発生するのを防止することができる。
【0100】
なお、前記第3実施形態ではスペーサに4つの排気孔を穿設したが、1つまたは4つ以外の複数の排気孔を穿設することを許容する。ただし、排気孔は複数とし、かつスペーサの中心に対して等角度で穿設することが好ましい。
【0101】
前記第3実施形態ではスペーサに排気孔を穿設したが、排気溝を設けてもよい。具体的には、図7に示すように複数、例えば4つの排気溝65をスペーサ49の排気管52側の端面からそのスペーサ49のペットボトルBが挿入される内面に沿ってそのスペーサ49の中心に対して等角度(90°)で穿設する。特に、これら排気孔65は図7に示すようにその一端(上端)が前記スペーサ49の前記排気管52側の端面に開口し、その他端(下端)が挿入されるペットボトルBの口部の鍔位置Pより下側の前記スペーサ49内面部分(例えばペットボトルBの肩位置に対応する部分)に延出されることが好ましい。このような形態の排気溝55をスペーサ49に穿設することによって、ペットボトルBの変形をより効果的に防止することができる。これら排気溝65は、それらの断面積が小さいと、外部電極46およびスペーサ49とペットボトルBとの間のガスを排気溝65を通して円滑に排気することが阻害され、一方それらの断面積を大きくするとそれらの排気溝65内でプラズマが生成され易くなる。このため、前記各排気溝65の断面積は次式の関係を満たすことが好ましい。
【0102】
(Sp/Vp)≦(St/VG
ここで、Spはペットボトルの口部断面積、Vpはペットボトルの容積、Stは排気溝の断面積、VGは外部電極およびスペーサとペットボトルとの隙間の容積である。
【0103】
前記第3実施形態では空洞部48を有する誘電体材料からなる円柱状スペーサ49を外部電極46の上部にペットボトルBの口部から肩部に対応するように挿入、固定したが、ペットボトルBの肩部からさらに底部に亘って誘電体材料からなる薄膜を延出するようにしてもよい。
【0104】
(第4実施形態)
図8は、この第4実施形態に係るプラスチック容器内面への炭素膜形成装置を示す断面図である。なお、図8において前述した第3実施形態で参照した図6と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【0105】
この炭素膜形成装置は、バイアス用電源66がケーブル67および給電端子68を通して外部電極46の外部電極本体44に接続されている。整合器69は、前記バイアス用電源66と前記給電端子68の間の前記ケーブル67に介装されている。
【0106】
中心部に絶縁リング70を有し、接地された蓋体54は、ガス排気管52の上部フランジ51aに気密固定されている。筐体71は、前記蓋体54上に取り付けられている。
【0107】
ガス供給管60は、高高周波電力の端子を兼ね、前記筐体71内から前記蓋体54の絶縁リング70を貫通し、前記ガス排気管52を通して前記外部電極46内のスペーサ49内に挿入されている。このガス供給管60の上端は、外部から前記筐体71を貫通して挿入されたガス導入管72の下端に絶縁継手73を介して連結されている。
【0108】
フランジ管74およびこのフランジ管74下端に連結されたアースシールド管75は、前記ガス排気管52および前記スペーサ49内に位置する前記ガス供給管60部分を覆うように配置されている。なお、前記アースシールド管75は前記スペーサ49内およびこのスペーサ49近傍の前記ガス排気管52内に位置されている。前記フランジ管74の上端は、前記蓋体54の裏面に連結されている。つまり、前記アースシールド管75は前記フランジ管74を通して接地された前記蓋体54に接続されている。
【0109】
高高周波電源76は、ケーブル77および給電端子78を通して高高周波電力の端子を兼ねる前記ガス供給管60の側面に接続されている。整合器79は、前記高高周波電源76と前記給電端子78の間の前記ケーブル77に介装されている。
【0110】
次に、図8に示す炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法を説明する。
【0111】
図示しないプッシャーにより外部電極底部材45、円板状絶縁体47および基台43を取り外して外部電極本体44の底部を開放する。つづいて、プラスチック容器、例えばペットボトルBを開放した外部電極本体44の底部側からそのボトルBの口部側から挿入した後、図示しないプッシャーにより外部電極本体44の底部側に外部電極底部材5、円板状絶縁体7および基台3をこの順序で取り付けることによって、図6に示すようにペットボトルBの口部から肩部が誘電体材料からなる円柱状スペーサ49の空洞部48内に、前記ボトルBの肩部から底部側が前記外部電極46内に収納される。このとき、前記ペットボトルBは排気管52にその口部を通して連通される。
【0112】
次いで、図示しない排気手段により分岐排気管53および排気管52を通して前記排気管52内および前記ペットボトルB内外のガスを排気する。このとき、複数、例えば4つの排気孔55は、図6に示すように前記スペーサ49の前記排気管10側の端面からそのスペーサ49における前記ペットボトルBが挿入される内面に亘ってその本体44の中心に対して等角度(90°)で穿設されているため、前記ペットボトルB内のガスのみならず、前記ペットボトルB外面と前記スペーサ49および前記外部電極46との間に滞留するガスをも前記複数の排気孔55を通して排気される。その結果、前記ペットボトルBの内外の圧力が均衡されて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形を防ぐことができる。
【0113】
特に、4つの排気孔55を図8に示すようにその一端(上端)が前記スペーサ49の前記排気管52側の端面に開口し、その他端(下端)が挿入されるペットボトルBの口部の鍔位置Pより下側の前記スペーサ49内面部分(例えばペットボトルBの肩位置に対応する部分)に開口し、かつ前記各排気孔55の断面積を前記(Sp/Vp)≦(Se/VG)の関係を満たすように設定することによって、前記ペットボトルB外面と前記外部電極46との間に滞留するガスをも前記複数の排気孔55を通して効果的に排気でき、前記ペットボトルBの内外の圧力を均衡させて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形をより確実に防ぐことができるとともに、排気孔55内で不要なプラズマが生成されるのを防止できる。
【0114】
次いで、媒質ガスをガス導入管72およびガス供給管60を通して内部電極61のガス流路62に供給し、この内部電極61の底部に取り付けたキャップ64のガス吹き出し孔63からペットボトルB内に吹き出させる。この媒質ガスは、さらにペットボトルBの口部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、前記ペットボトルB内を所定のガス圧力に設定する。
【0115】
次いで、バイアス用電源66からバイアス電力をケーブル67、整合器69および給電端子68を通して前記外部電極46に供給する。その後、またはそれと同時に、高高周波電源76から高高周波電力をケーブル77、整合器79および給電端子78を通してガス供給管60に供給し、このガス供給管60を通して内部電極61に高高周波電力を供給する。このとき、前記内部電極61の周囲にプラズマが生成される。また、アースシールド管75は前記スペーサ49内およびこのスペーサ49近傍の前記ガス排気管52内に位置するように前記ガス供給管60外周に配置されていると共にフランジ管74を通して接地されているため、このアースシールド管75を基準電位として前記外部電極46からバイアス電圧を内部電極61に向けて、つまり生成されたプラズマに向けて印加することができる。
【0116】
その結果、a)高高周波電力を用いると、特に低ガス圧力条件にて高周波電力に比べて高い電子密度が得られるため、媒質ガスとの衝突頻度が上がり製膜種密度を高くできる、b)バイアス電力を調整するとプラズマ電位との電位差を可変にできるので、ペットボトルB内面へ入射するイオンエネルギーを調整できる、c)イオン密度は電子密度に比例するので、前記の電位差の調整と併用することでペットボトルB内面に入射するイオンフラックスを制御できる。このようなプラズマの生成およびバイアス電圧の内部電極61への印加による前記外部電極46へのプラズマの引き込みによって、媒質ガスを前記プラズマで解離させた時に得られる製膜種をバイアス電力が印加された前記外部電極46内のペットボトルB内面に均一厚さで均質な炭素膜を高速度でコーティングすることができる。
【0117】
前記炭素膜の厚さが所定の膜厚に達した後、前記バイアス用電源66および高高周波電源76からのバイアス電力、高高周波電力の供給を停止し、媒質ガスの供給の停止、残留ガスの排気を行い、ガスの排気を停止した後、窒素、希ガス、又は空気等を前記ガス導入管72からガス供給管60を通して内部電極61のガス流路62およびキャップ64のガス吹き出し孔63を通してペットボトルB内に供給し、このペットボトルB内外を大気圧に戻し、内面炭素膜被覆ペットボトルを取り出す。その後、前述した順序に従ってペットボトルBを交換し、次のペットボトルのコーティング作業へ移る。
【0118】
前記媒質ガスとしては第1実施形態で述べたのと同様なものを用いることができる。
【0119】
前記高高周波電力は、一般的に30〜300MHzと定義されているが、これに限るものではない。また、これら電力の印加は連続的でも間欠的(パルス的)でもよい。
【0120】
前記バイアス電力は、一般的に13.56MHz、100〜1000Wのものが用いられるが、これに限るものではない。また、このバイアス電力の印加は連続的でも間欠的(パルス的)でもよい。
【0121】
以上、第4実施形態によればペットボトルB内外のガスを排気管52を通して排気する際、前記ペットボトルB内のガスのみならず、前記ペットボトルB外面と前記外部電極46およびスペーサ49との間に滞留するガスをも図8に示す前記スペーサ49に穿設した複数の排気孔55を通して排気することによって、前記ペットボトルBの内外の圧力が均衡されて、ペットボトルBのその内外の圧力差に起因する変形を防ぐことができる。その結果、この後の媒質のペットボトルBへの供給、プラズマの生成によって、前記ペットボトルB内面に均一な厚さの炭素膜をコーティングすることができる。
【0122】
また、プラズマの生成およびバイアス電圧の内部電極61への印加による前記外部電極56へのプラズマの引き込みによって、媒質ガスを前記プラズマで解離させた時に得られる製膜種をバイアス電力が印加された前記外部電極46内のペットボトルB内面に均一厚さで均質な炭素膜を高速度でコーティングすることができる。
【0123】
したがって、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したバリア性の優れた内面炭素膜被覆ペットボトルをより量産的に製造することができる。
【0124】
また、高高周波電力が印加されるガス供給管60と接地された排気管52との間、つまり排気管52内でも同様に不要なプラズマを生成し、炭素膜のコーティング効率が低下する。このようなことから、アースシールド管75を前記ガス供給管60外周にペットボトルBの口部近傍のガス排気管52内に位置するように配置し、このアースシールド管75をこれを支持するフランジ管74を通して接地することによって、前記アースシールド管75内を貫通するガス供給管60に高高周波電力が供給されても、媒質ガスの排気経路である前記排気管52内で不要なプラズマが生成されるのを防止できる。その結果、不要なプラズマ生成に伴う高高周波電力の消費を防ぐことができるため、前記ペットボトルB内での正規のプラズマ生成効率を高め、炭素膜のコーティング速度を向上できる。
【0125】
なお、前記第4実施形態では外部電極の本体に4つの排気孔を穿設したが、1つまたは4つ以外の複数の排気孔を穿設することを許容する。ただし、排気孔は複数とし、かつ外部電極の中心に対して等角度で穿設することが好ましい。
【0126】
前記第4実施形態では外部電極の本体に排気孔を穿設したが、前述した図7に示す排気溝を設けてもよい。
【0127】
前記第4実施形態では、空洞部48を有する誘電体材料からなる円柱状スペーサ49を外部電極46の上部にペットボトルBの口部から肩部に対応するように挿入、固定したが、ペットボトルBの肩部からさらに底部に亘って誘電体材料からなる薄膜を延出するようにしてもよい。
【0128】
前記第4実施形態では、アースシールド管75はその下端を図8に示すようにペットボトルBの口部付近に位置させる形状に限定されず、例えばアースシールド管下端をペットボトルBの胴部中央付近まで位置させ、内部電極の長さを実効的に短くしてもよい。
【0129】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする際、前記容器の変形を防止することができ、均一な膜厚を有する炭素膜をプラスチック容器内面全体にコーティングすることが可能なプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を提供することができる。
【0130】
また、本発明によれば均一な膜厚を有する炭素膜が内面にコーティングされ、酸素および二酸化炭素に対するバリア性が優れたプラスチック容器を製造し得る方法を提供することができる。
【0131】
さらに、本発明によればプラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする際、前記容器の変形を防止することができ、均一な膜厚を有する炭素膜をプラスチック容器内面全体にコーティングすることが可能で、かつ高速度のコーティングが可能なプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を提供することができる。
【0132】
さらに、本発明によれば均一な膜厚を有する炭素膜が内面に高速度でコーティングされ、酸素および二酸化炭素に対するバリア性が優れたプラスチック容器を量産的に製造し得る方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を示す断面図。
【図2】図1の外部電極を示す斜視図。
【図3】本発明の第1実施形態に係るプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置の変形例を示す断面図。
【図4】図3の外部電極を示す斜視図。
【図5】本発明の第2実施形態に係るプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を示す断面図。
【図6】本発明の第3実施形態に係るプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を示す断面図。
【図7】本発明の第3実施形態に係るプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置の変形例を示す断面図。
【図8】本発明の第4実施形態に係るプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を示す断面図。
【図9】従来のプラスチック容器の内面への炭素膜形成装置を示す断面図。
【符号の説明】
2、42…支持部材、4、44…外部電極本体、5、45…外部電極底部材、6、46…外部電極、10、52…排気管、13、55…排気孔、14、56…高周波電源、18、60…ガス供給管、19、61…内部電極、21、63…ガス吹き出し孔、23,65…排気溝、B…ペットボトル、24,66…バイアス用電源、31、75…アースシールド管、33、76…高高周波電源、49…円柱状スペーサ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container and a method for manufacturing a plastic container coated with an inner carbon film.
[0002]
[Prior art]
Plastic containers, for example, PET bottles, are coated with a carbon film such as DLC (Diamond Like Carbon) on the inner surface to prevent permeation of oxygen from outside and permeation of carbon dioxide from inside (for example, carbonated drinking water). Have been tried.
[0003]
As a method of coating a carbon film on the inner surface of such a plastic container, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-53116 and Japanese Patent No. 2788412 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-53117) disclose a method using high-frequency plasma. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-272567 discloses a method of coating a film with a carbon film using high-frequency plasma as an applied method. Japanese Patent No. 3072269 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-226888) discloses a method of coating a carbon film corresponding to a specially-shaped container, and Japanese Patent No. 3115252 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-258825) discloses a method of mass production. A method for simultaneously coating a container is disclosed. References that disclose techniques for coating a plastic container with a carbon film include "K. Takemoto, et al, Proceedings of ADC / FCT '99, p285" and "E. Shimamura et al, 10th years IAPRI World Conference 1997. , p251 ".
[0004]
Japanese Patent No. 2788412 (JP-A-8-53116), which is a basic invention of coating a plastic container with a carbon film using high-frequency plasma CVD, will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view of an apparatus for coating a plastic container with a carbon film using high-frequency plasma CVD described in this publication.
[0005]
The external electrode 101 is provided on a mount 102 via a sealing plate 103 made of, for example, polytetrafluoroethylene. The external electrode 101 has an inner shape substantially along the outer shape of a plastic container to be housed, for example, a bottle B. The external electrode 101 also preferably has an inner shape along the screw shape for the bottle cap at the base. The external electrode 101 includes a cylindrical main body 101a and a cap portion 101b attached to an upper end of the main body 101a, and also serves as a vacuum container. The gas exhaust pipe 104 communicates with the lower part of the external electrode 101 through the gantry 102 and the seal plate 103.
[0006]
The internal electrode 105 is inserted into a bottle B housed in the external electrode 101. The internal electrode 105 has a hollow structure, and has a plurality of gas blowing holes 106 formed on the surface. A gas supply pipe 107 for supplying a medium gas for CVD penetrates the gantry 102 and the seal plate 103 and communicates with the lower end of the internal electrode 105. The medium gas for CVD is supplied into the internal electrode 105 through the supply pipe 107, and is supplied into the bottle B from the gas outlet 106.
[0007]
The RF input terminal 108 is connected to the lower part of the external electrode 101 through the gantry 102 and the seal plate 103. This RF input terminal 108 is electrically insulated from the gantry 102. The lower end of the RF input terminal 108 is connected to a high-frequency power supply 110 through a matching unit 109. High frequency power for plasma generation is applied to the external electrode 101 from a high frequency power supply 110 through the matching unit 109 and the RF input terminal 108.
[0008]
A method of coating the inner surface of a PET bottle with a carbon film using the apparatus having such a configuration will be described.
[0009]
First, a PET bottle B is inserted into the main body 101a of the external electrode 101, and a cap 101b is attached to the main body 101a, whereby the bottle B is hermetically stored in the external electrode 101. Gas in the external electrode 101 is exhausted through a gas exhaust pipe 104. At this time, gas in the space inside and outside the bottle B housed in the external electrode 101 is exhausted through the opening of the seal plate 103. Specified vacuum degree (representative value: 10 -2 -10 -Five After the pressure reaches Torr, a medium gas is supplied to the internal electrode 105 through the gas supply pipe 107 at a flow rate of, for example, 10 to 50 mL / min, and is further blown into the bottle B through the gas blowing hole 106 of the internal electrode 105. As the medium gas, for example, aliphatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and cyclohexane, aromatic hydrocarbons, oxygen-containing hydrocarbons, and nitrogen-containing hydrocarbons are used. The pressure in the bottle B is, for example, 2 × 10 -1 ~ 1 × 10 -2 Set to Torr. After that, high-frequency power of 50 to 1000 W is applied from the high-frequency power supply 110 to the external electrode 101 through the matching unit 109 and the RF input terminal 108.
[0010]
By applying such high-frequency power to the external electrode 101, plasma is generated between the external electrode 101 and the internal electrode 105. At this time, since the plastic bottle B is stored in the external electrode 101 with almost no gap, plasma is generated in the plastic bottle B. The medium gas is dissociated or further ionized by the plasma to generate a film-forming species for forming a carbon film, and the film-forming species is deposited on the inner surface of the bottle B to form a carbon film. After the carbon film is formed to a predetermined thickness, the application of the high-frequency power is stopped, the supply of the medium gas is stopped, the residual gas is exhausted, nitrogen, a rare gas, air, or the like is supplied into the external electrode 101. Return to atmospheric pressure. Thereafter, the bottle B is removed from the external electrode 101. In this method, it takes 2 to 3 seconds to form a carbon film having a thickness of 30 nm.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the invention of Patent No. 2788412, when the gas in the space inside and outside the bottle B housed in the external electrode 101 is exhausted through the opening of the seal plate 103 in the exhaustion of the gas in the bottle B, the bottle B is deformed. Another problem is that it is difficult to coat the inner surface of the other bottle B with a carbon film having a uniform thickness.
[0012]
An object of the present invention is to provide an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, which can prevent deformation of the plastic container when the inner surface of the plastic container is coated with a carbon film.
[0013]
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a plastic container in which a carbon film having a uniform thickness is coated on the inner surface.
[0014]
The present invention provides an apparatus for forming a carbon film on an inner surface of a plastic container, which can prevent deformation of the container when coating the inner surface of the plastic container with a carbon film and can perform coating at a high speed. Aim.
[0015]
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a plastic container in which a carbon film having a uniform thickness is coated on the inner surface at a high speed.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container and the method for producing a plastic container coated with an inner carbon film according to the present invention are characterized by having the following configuration.
[0017]
1) an external electrode having a size that surrounds the outer periphery of a plastic container that is an object to be processed when the container is inserted;
An exhaust pipe attached via an insulating member to an end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located,
An internal electrode that is inserted from the exhaust pipe side into the plastic container in the external electrode, is connected to the ground side, and is provided with a gas blowing hole for blowing out a medium gas,
An exhaust hole or an exhaust groove pierced from an end surface of the external electrode on the exhaust pipe side to an inner surface of the external electrode into which the plastic container is inserted;
Exhaust means attached to the exhaust pipe,
Gas supply means for supplying a medium gas to the internal electrode,
A high-frequency power supply connected to the external electrode,
An apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, comprising:
[0018]
2) In manufacturing an inner carbon film-coated plastic container using the carbon film forming apparatus of the above 1),
(A) inserting a plastic container as an object to be processed into an external electrode;
(B) Inserting the internal electrode provided with the gas blowout hole into the plastic container from an exhaust pipe attached to the end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located via an insulating member. Process and
(C) exhausting gas in the container through the exhaust pipe by exhaust pipe means, and exhausting gas between the outer surface of the container and the external electrode from an exhaust hole or exhaust groove formed in the external electrode; After exhausting through the pipe, a medium gas is supplied to the internal electrode by a gas supply means, and the medium gas is blown into the plastic container from a gas blowout hole of the internal electrode to pass a predetermined gas through the exhaust pipe including the plastic container. Setting the pressure;
(D) supplying a high-frequency power from a high-frequency power source to the external electrode to generate plasma around the internal electrode located in the plastic container, and dissociate the medium gas by the plasma to form a carbon film on the inner surface of the plastic container; Coating process and
A method for producing a plastic container coated with an inner carbon film, comprising:
[0019]
3) an external electrode having a size that surrounds a plastic container, which is an object to be processed, when the container is inserted;
An exhaust pipe attached via an insulating member to an end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located,
An internal electrode that is inserted from the exhaust pipe side into the plastic container in the external electrode, is connected to the ground side, and is provided with a gas blowing hole for blowing out a medium gas,
An exhaust hole or an exhaust groove pierced from an end surface of the external electrode on the exhaust pipe side to an inner surface of the external electrode into which the plastic container is inserted;
Exhaust means attached to the exhaust pipe,
Gas supply means for supplying a medium gas to the gas supply pipe,
A high-frequency power supply connected to the gas supply pipe,
A bias power supply connected to the external electrode;
An apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, comprising:
[0020]
4) In manufacturing a plastic container coated with an inner carbon film using the carbon film forming apparatus of the above 3),
(A) inserting a plastic container as an object to be processed into an external electrode;
(B) Inserting the internal electrode provided with the gas blowout hole into the plastic container from an exhaust pipe attached to the end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located via an insulating member. Process and
(C) exhausting gas in the container through the exhaust pipe by exhaust pipe means, and exhausting gas between the outer surface of the container and the external electrode from an exhaust hole or exhaust groove formed in the external electrode; After exhausting through a pipe, a medium gas is supplied to the internal electrode from the gas supply pipe means, and a medium gas is blown into the plastic container from a gas blowout hole of the internal electrode to evacuate the inside of the exhaust pipe including the plastic container. Setting a gas pressure of
(D) applying high-frequency power from a bias power supply to the external electrode, supplying high-frequency power from the high-frequency power supply to the internal electrode, and generating plasma in the plastic container; Dissociating and coating the inner surface of the plastic container with a carbon film;
A method for producing a plastic container coated with an inner carbon film, comprising:
[0021]
5) an external electrode having a size surrounding the plastic container, which is the object to be processed, when the container is inserted;
A spacer made of a dielectric material interposed between at least the mouth and shoulders of the container and the external electrode when the plastic container as the object to be processed is inserted,
An exhaust pipe attached via an insulating member to an end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located,
An internal electrode that is inserted from the exhaust pipe side into the plastic container in the external electrode, is connected to the ground side, and is provided with a gas blowing hole for blowing out a medium gas,
An exhaust hole or an exhaust groove pierced from an end surface of the spacer on the exhaust pipe side to an inner surface of the spacer into which the plastic container is inserted,
Exhaust means attached to the exhaust pipe,
Gas supply means for supplying a medium gas to the internal electrode,
A high-frequency power supply connected to the external electrode,
An apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, comprising:
[0022]
6) In manufacturing an inner carbon film-coated plastic container using the carbon film forming apparatus of the above 5),
(A) A plastic container to be processed is placed in an external electrode and a spacer made of a dielectric material, at least the outer periphery of the mouth and shoulder of the container is surrounded by the spacer, and the other parts of the container are Inserting the outer periphery so as to be surrounded by the external electrode;
(B) Inserting the internal electrode provided with the gas blowout hole into the plastic container from an exhaust pipe attached to the end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located via an insulating member. Process and
(C) The gas in the container is exhausted through the exhaust pipe by an exhaust pipe means, and gas between the outer surface of the container and the external electrode and the spacer is discharged from an exhaust hole or an exhaust groove formed in the spacer. After exhausting through the exhaust pipe, a medium gas is supplied to the internal electrode by gas supply means, and the medium gas is blown into the plastic container from a gas blowout hole of the internal electrode so that the inside of the exhaust pipe including the inside of the plastic container is predetermined. Setting a gas pressure of
(D) supplying a high-frequency power from a high-frequency power source to the external electrode to generate plasma around the internal electrode located in the plastic container, and dissociate the medium gas by the plasma to form a carbon film on the inner surface of the plastic container; Coating process and
A method for producing a plastic container coated with an inner carbon film, comprising:
[0023]
7) an external electrode having a size surrounding the plastic container, which is the object to be processed, when the container is inserted;
A spacer made of a dielectric material interposed between the external electrode and at least the mouth and shoulders of the container when the plastic container that is to be processed is inserted,
An exhaust pipe attached via an insulating member to an end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located,
An exhaust hole or an exhaust groove pierced from an end surface of the spacer on the exhaust pipe side to an inner surface of the spacer into which the plastic container is inserted,
An internal electrode which is inserted into the plastic container in the external electrode and has a gas blowing hole for blowing out a medium gas,
A gas supply pipe having one end connected to the internal electrode and the other end also serving as a power supply terminal extended to the exhaust pipe side;
An earth shield tube which is arranged at least on the outer periphery of the gas supply pipe portion located in the exhaust pipe near the mouth of the container and near the mouth of the container, and is grounded.
Exhaust means attached to the exhaust pipe,
Gas supply means for supplying a medium gas to the gas supply pipe,
A high-frequency power supply connected to the gas supply pipe,
A bias power supply connected to the external electrode;
An apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, comprising:
[0024]
8) In manufacturing a plastic container coated with an inner carbon film using the carbon film forming apparatus of the above 7),
(A) A plastic container to be processed is placed in an external electrode and a spacer made of a dielectric material, at least the outer periphery of the mouth and shoulder of the container is surrounded by the spacer, and the other parts of the container are Inserting the outer periphery so as to be surrounded by the external electrode;
(B) A gas supply pipe having a grounded earth shield disposed on the outer periphery thereof is connected, and an internal electrode provided with a gas blowing hole is provided with an insulating member on an end face of the external electrode on the side where the mouth of the container is located. Inserting the inside of the plastic container from the exhaust pipe attached via,
(C) The gas in the container is exhausted through the exhaust pipe by an exhaust pipe means, and gas between the outer surface of the container and the external electrode and the spacer is discharged from an exhaust hole or an exhaust groove formed in the spacer. After exhausting through the exhaust pipe, a medium gas is supplied to the internal electrode from the gas supply pipe means, and the medium gas is blown into the plastic container from a gas blowout hole of the internal electrode to exhaust gas including the inside of the plastic container. Setting to a predetermined gas pressure,
(D) applying high frequency power from a bias power source to the external electrode and supplying high frequency power from the high frequency power source to the internal electrode through the gas supply pipe to generate plasma in the plastic container; Coating the inner surface of the plastic container with a carbon film by dissociating the medium gas according to the method described above.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container according to the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing an external electrode of FIG.
[0027]
A cylindrical support member 2 having flanges 1 a and 1 b at upper and lower ends is mounted on an annular base 3. A cylindrical external electrode body 4 made of metal is arranged inside the support member 2. A disk-shaped metal external electrode bottom member 5 is detachably attached to the bottom of the external electrode 4. The external electrode body 4 and the external electrode bottom member 5 constitute a bottomed cylindrical external electrode 6 having a space large enough to accommodate a plastic container (for example, a PET bottle) B on which a carbon film is formed. The disk-shaped insulator 7 is arranged between the base 3 and the external electrode bottom member 5.
[0028]
The external electrode bottom member 5, the disc-shaped insulator 7, and the base 3 are moved up and down integrally with the external electrode body 4 by a pusher (not shown) to open and close the bottom of the external electrode body 4. I do.
[0029]
The annular insulating member 8 is mounted on the upper surface of the external electrode 6 such that the upper surface of the annular insulating member 8 is flush with the upper flange 1 a of the tubular support member 2. A gas exhaust pipe 10 having upper and lower flanges 9 a and 9 b is mounted on the upper flange 1 a of the support member 2 and the upper surface of the annular insulating member 8. This exhaust pipe 10 is grounded. The gas exhaust pipe 10 is fixed to the support member 2 by screwing a screw (not shown) from the lower flange 9b of the exhaust pipe 10 to the upper flange 1a of the support member 2. Further, by screwing a screw (not shown) from the lower flange 9b of the exhaust pipe 10 to the main body 4 of the external electrode 6 through the annular insulating portion 8, the exhaust pipe 10 is connected to the annular insulating member 8 and the external electrode. 6 and the annular insulating member 8 is also fixed to the external electrode 6. The fixing of the exhaust pipe 10 to the annular insulating member 8 and the external electrode 6 has a mounting structure in which the exhaust pipe 10 and the external electrode 6 are not electrically connected by screws. The branch gas exhaust pipe 11 is connected to a side wall of the gas exhaust pipe 10, and exhaust equipment such as a vacuum pump (not shown) is attached to the other end. The lid 12 is attached to the upper flange 9a of the exhaust pipe 10.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 2, the plastic container of the main body 4 of the external electrode 6 is inserted into the plurality of, for example, four exhaust holes 13 from the end face of the main body 4 of the external electrode 6 on the exhaust pipe 10 side. It is drilled over the inner surface. In particular, as shown in FIGS. 1 and 2, one end (upper end) of the four exhaust holes 13 is opened at the end surface of the main body 4 of the external electrode 6 on the exhaust pipe 10 side, and the other end (lower end) is inserted. It is preferable that an opening is provided at an inner surface portion (for example, a portion corresponding to a shoulder position of the PET bottle B) of the external electrode 6 below a flange position P of a mouth portion of the PET bottle B to be formed. If the cross-sectional area of these exhaust holes 13 is small, smooth exhaust of gas between the external electrode 6 and the PET bottle B is hindered, while if the cross-sectional area of the exhaust holes 13 is large, plasma is generated in the exhaust holes 13. Is easily generated. Therefore, it is preferable that the cross-sectional area of each of the exhaust holes 13 satisfies the following relationship.
[0031]
(S p / V p ) ≦ (S e / V g )
Where S p Is the cross-sectional area of the mouth of the plastic bottle, V p Is the volume of the plastic bottle, S e Is the cross-sectional area of the exhaust hole, V g Is the volume of the gap between the external electrode and the plastic bottle.
[0032]
For example, a high-frequency power supply 14 that outputs high-frequency power having a frequency of 13.56 MHz is connected to the main body 4 of the external electrode 6 through a cable 15 and a power supply terminal 16. The matching device 17 is interposed in the cable 15 between the high-frequency power supply 14 and the power supply terminal 16.
[0033]
The gas supply pipe 18 penetrates the lid 12 and is inserted through the gas exhaust pipe 10 into the body 4 of the external electrode 6 at a position corresponding to the mouth of the plastic bottle B. The substantially cylindrical internal electrode 19 is disposed in the plastic bottle B inserted into the external electrode 6 over substantially the entire length of the plastic bottle B in the longitudinal direction, and its upper end is located at the lower end of the gas supply pipe 18. It is attached detachably. The internal electrode 19 has a gas channel 20 cut out in the center axis, and a cap 22 having a gas blowing hole 21 for blowing out a medium gas at the bottom portion, which is detachably attached.
[0034]
In addition, the gas outlet may be opened in the lower side wall of the internal electrode 19 so as to communicate with the gas flow path 20. In this case, it is preferable that the gas blowing hole be opened in a side surface region within a range from the bottom of the internal electrode 19 to 25% of the length inserted into the plastic bottle B.
[0035]
The diameter of the internal electrode 19 is equal to or less than the diameter of the base of the bottle B, and the length is a length that can be inserted over substantially the entire length of the plastic bottle B in the longitudinal direction. As a guide of the length, the ratio to the total length of the PET bottle B is set to be about {1-D / (2L)}. Here, D represents the inner diameter of the PET bottle, L represents the total length of the PET bottle, and L> (D / 2).
[0036]
The internal electrode 19 is made of a heat-resistant metal material such as tungsten or stainless steel, but may be made of aluminum. If the surface of the internal electrode 19 is smooth, the carbon film deposited on the surface of the internal electrode 19 may be easily peeled off. For this reason, it is preferable that the surface of the internal electrode 19 is subjected to sandblasting in advance to increase the surface roughness so that the carbon film deposited on the surface is hardly peeled off.
[0037]
Next, a method of manufacturing a plastic container coated with an inner carbon film using the carbon film forming apparatus shown in FIG. 1 will be described.
[0038]
The external electrode bottom member 5, the disk-shaped insulator 7, and the base 3 are removed by a pusher (not shown) to open the bottom of the external electrode body 4. Subsequently, after the plastic container, for example, the plastic bottle B is inserted from the bottom side of the opened external electrode body 4 from the mouth side of the bottle B, the external electrode bottom member 5 is inserted into the bottom side of the external electrode body 4 by a pusher (not shown). By attaching the disc-shaped insulator 7 and the base 3 in this order, the plastic bottle B is placed in the internal space of the external electrode body 4 and the external electrode 6 which is the shell of the external electrode bottom member 5 as shown in FIG. Is stored. At this time, the PET bottle B is communicated with the exhaust pipe 10 through its mouth.
[0039]
Next, gas inside and outside the exhaust pipe 19 and the PET bottle B is exhausted through a branch exhaust pipe 20 and an exhaust pipe 19 by an exhaust means (not shown). At this time, a plurality of, for example, four exhaust holes 13 are connected to the PET bottle B of the main body 4 in the external electrode 6 from the end face of the main body 4 of the external electrode 6 on the exhaust pipe 10 side as shown in FIGS. Is formed at an equal angle (90 °) with respect to the center of the main body 4 over the inner surface into which is inserted, so that not only the gas in the PET bottle B but also the outer surface of the PET bottle B and the external electrode 6 is exhausted through the plurality of exhaust holes 13. As a result, the pressure inside and outside the plastic bottle B is balanced, and deformation of the plastic bottle B due to the pressure difference between the inside and outside can be prevented.
[0040]
In particular, as shown in FIGS. 1 and 2, one end (upper end) of the four exhaust holes 13 is opened at the end surface of the main body 4 of the external electrode 6 on the exhaust pipe 10 side, and the other end (lower end) is inserted. Opening at the inner surface portion of the external electrode 6 (for example, a portion corresponding to the shoulder position of the PET bottle B) below the flange position P of the mouth of the PET bottle B, and the cross-sectional area of each of the exhaust holes 13 S p / V p ) ≦ (S e / V g By setting so as to satisfy the relationship of (3), the gas remaining between the outer surface of the PET bottle B and the external electrode 6 can also be effectively exhausted through the plurality of exhaust holes 13. And the deformation caused by the pressure difference between the inside and outside of the PET bottle B can be more reliably prevented, and unnecessary plasma can be prevented from being generated in the exhaust hole 13.
[0041]
Next, the medium gas is supplied to the gas flow path 20 of the internal electrode 19 through the gas supply pipe 18, and is blown into the PET bottle B from the gas blowout hole 21 of the cap 22 attached to the bottom of the internal electrode 19. This medium gas further flows toward the mouth of the plastic bottle B. Subsequently, the gas supply amount and the gas exhaust amount are balanced, and the inside of the PET bottle B is set to a predetermined gas pressure.
[0042]
Next, high-frequency power having a frequency of, for example, 13.56 MHz is supplied from the high-frequency power supply 14 to the main body 4 of the external electrode 6 through the cable 15, the matching unit 17, and the power supply terminal 16. At this time, plasma is generated around the internal electrode 19. Due to the generation of the plasma, the medium gas is dissociated by the plasma, and the inner surface of the PET bottle B in the external electrode 6 is coated with a uniform carbon film having a uniform thickness.
[0043]
After the thickness of the carbon film reached a predetermined thickness, the supply of the high-frequency power from the high-frequency power supply 14 was stopped, the supply of the medium gas was stopped, the residual gas was exhausted, and the exhaust of the gas was stopped. Thereafter, nitrogen, a rare gas, air, or the like is supplied into the plastic bottle B through the gas supply pipe 18, through the gas flow path 20 of the internal electrode 19, and the gas blowout hole 21 of the cap 22. And take out the PET bottle coated with the inner carbon film. After that, the PET bottle B is exchanged according to the above-described order, and the process proceeds to the coating operation of the next PET bottle.
[0044]
The medium gas is based on hydrocarbons, for example, alkanes such as methane, ethane, propane, butane, pentane and hexane; alkenes such as ethylene, propylene, butene, pentene and butadiene; alkynes such as acetylene; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, indene, naphthalene and phenanthrene; cycloparaffins such as cyclopropane and cyclohexane; cycloolefins such as cyclopentene and cyclohexene; oxygen-containing hydrocarbons such as methyl alcohol and ethyl alcohol; methyl Nitrogen-containing hydrocarbons such as amine, ethylamine, and aniline can be used, and carbon monoxide, carbon dioxide, and the like can also be used.
[0045]
The high-frequency power generally has a frequency of 13.56 MHz and a power of 100 to 1000 W, but is not limited thereto.
[0046]
As described above, according to the first embodiment, when the gas inside and outside the plastic bottle B is exhausted through the exhaust pipe 10, not only the gas inside the plastic bottle B but also stays between the external surface of the plastic bottle B and the external electrode 6. The exhaust gas is also exhausted through the plurality of exhaust holes 13 formed in the external electrode 6 shown in FIGS. 1 and 2 so that the pressure inside and outside the PET bottle B is balanced, and the pressure inside and outside the PET bottle B is reduced. Deformation caused by the pressure difference can be prevented. As a result, a carbon film having a uniform thickness can be coated on the inner surface of the PET bottle B by the subsequent supply of the medium to the PET bottle B and generation of plasma. Therefore, it is possible to mass-produce an inner carbon film-coated PET bottle having an excellent barrier property and preventing permeation of oxygen from the outside and permeation of carbon dioxide from the inside (for example, carbonated drinking water).
[0047]
In the first embodiment, four exhaust holes are formed in the main body of the external electrode. However, a plurality of exhaust holes other than one or four may be formed. However, it is preferable that a plurality of exhaust holes are provided and the holes are formed at an equal angle with respect to the center of the external electrode.
[0048]
In the first embodiment, an exhaust hole is formed in the main body of the external electrode, but an exhaust groove may be provided. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of, for example, four exhaust grooves 23 are inserted into the PET bottle B of the main body 4 of the external electrode 6 from the end face of the main body 4 of the external electrode 6 on the exhaust pipe 10 side. The main body 4 is pierced at an equal angle (90 °) along the inner surface to be formed. In particular, as shown in FIGS. 3 and 4, one end (upper end) of each of the four exhaust grooves 23 is open at the end surface of the main body 4 of the external electrode 6 on the exhaust pipe 10 side, and the other end (lower end). Is preferably extended to the inner surface portion (for example, a portion corresponding to the shoulder position of the plastic bottle B) of the external electrode 6 below the flange position P at the mouth of the plastic bottle B to be inserted. By piercing the external electrode 6 with such an exhaust groove 23, deformation of the plastic bottle B can be more effectively prevented. If the cross-sectional area of these exhaust grooves 23 is small, it is impeded that the gas between the external electrode 6 and the plastic bottle B is smoothly exhausted through the exhaust grooves 23, while if their cross-sectional area is increased, their exhaust areas are reduced. Plasma is easily generated in the exhaust groove 23. Therefore, it is preferable that the cross-sectional area of each of the exhaust grooves 23 satisfies the following relationship.
[0049]
(S p / V p ) ≦ (S t / V g )
Where S p Is the cross-sectional area of the mouth of the plastic bottle, V p Is the volume of the plastic bottle, S t Is the cross-sectional area of the exhaust groove, V g Is the volume of the gap between the external electrode and the plastic bottle.
[0050]
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a sectional view showing an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container according to the second embodiment. In FIG. 5, the same members as those in FIG. 1 referred to in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0051]
In this carbon film forming apparatus, a bias power supply 24 is connected to the external electrode body 4 of the external electrode 6 through a cable 25 and a power supply terminal 26. The matching unit 27 is interposed in the cable 25 between the bias power supply 24 and the power supply terminal 26.
[0052]
The lid 12, which has an insulating ring 27 at the center and is grounded, is air-tightly fixed to the upper flange 9 a of the gas exhaust pipe 10. The housing 28 is mounted on the lid 12.
[0053]
The gas supply pipe 18 also serves as a terminal for high-frequency power, penetrates through the insulating ring 27 of the lid 12 from inside the housing 28, and is inserted into the main body 4 of the external electrode 6 through the gas exhaust pipe 10. I have. The upper end of the gas supply pipe 18 is connected via an insulating joint 30 to the lower end of a gas introduction pipe 29 inserted through the housing 28 from the outside.
[0054]
The flange pipe 31 and the earth shield pipe 32 connected to the lower end of the flange pipe 31 are connected to the gas exhaust pipe 10 and the main body 4 of the external electrode 6 at a position corresponding to the mouth of the plastic bottle B. It is arranged so as to cover the supply pipe 18. The earth shield tube 32 is located in a location corresponding to the mouth of the PET bottle B and in the gas exhaust pipe 10 near this location. The upper end of the flange tube 31 is connected to the back surface of the lid 12. That is, the earth shield tube 32 is connected to the lid 12 grounded through the flange tube 31.
[0055]
The high-frequency power supply 33 is connected to a side surface of the gas supply pipe 18 which also serves as a high-frequency power terminal through a cable 34 and a power supply terminal 35. The matching device 26 is interposed in the cable 34 between the high-frequency power supply 33 and the power supply terminal 35.
[0056]
Next, a method for manufacturing a plastic container coated with an inner carbon film using the carbon film forming apparatus shown in FIG. 5 will be described.
[0057]
The external electrode bottom member 5, the disk-shaped insulator 7, and the base 3 are removed by a pusher (not shown) to open the bottom of the external electrode body 4. Subsequently, after the plastic container, for example, the plastic bottle B is inserted from the bottom side of the opened external electrode body 4 from the mouth side of the bottle B, the external electrode bottom member 5 is inserted into the bottom side of the external electrode body 4 by a pusher (not shown). By attaching the disk-shaped insulator 7 and the base 3 in this order, the PET bottle B is placed in the internal space of the external electrode body 4 and the external electrode 6 which is the shell of the external electrode bottom member 5 as shown in FIG. Storing Storing. At this time, the PET bottle B is communicated with the exhaust pipe 10 through its mouth.
[0058]
Next, gas inside and outside the exhaust pipe 19 and the plastic bottle B is exhausted through the branch exhaust pipe 11 and the exhaust pipe 10 by an exhaust means (not shown). At this time, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the plurality of, for example, four exhaust holes 13 are formed from the end face of the main body 4 of the external electrode 6 on the exhaust pipe 10 side to the plastic container of the main body 4 in the external electrode 6. Since it is drilled at an equal angle (90 °) with respect to the center of the main body 4 over the inserted inner surface, not only the gas in the PET bottle B but also the outer surface of the PET bottle B and the external electrode 6 are formed. The gas that stays between them is also exhausted through the plurality of exhaust holes 13. As a result, the pressure inside and outside the plastic bottle B is balanced, and deformation of the plastic bottle B due to the pressure difference between the inside and outside can be prevented.
[0059]
In particular, as shown in FIG. 5, one end (upper end) of the four exhaust holes 13 is opened at the end surface of the main body 4 of the external electrode 6 on the exhaust pipe 10 side, and the other end (lower end) is inserted therein. B, an opening is formed on the inner surface portion of the external electrode 6 below the flange position P of the mouth portion (for example, a portion corresponding to the shoulder position of the plastic bottle B), and the cross-sectional area of each of the exhaust holes 13 is set to the above (S p / V p ) ≦ (S e / V g ), The gas remaining between the outer surface of the plastic bottle B and the main body 4 of the external electrode 6 can also be effectively exhausted through the plurality of exhaust holes 13. By balancing the pressure inside and outside B, the deformation of the PET bottle B due to the pressure difference between inside and outside thereof can be more reliably prevented, and unnecessary plasma can be prevented from being generated in the exhaust hole 13.
[0060]
Next, the medium gas is supplied to the gas flow path 20 of the internal electrode 19 through the gas introduction pipe 29 and the gas supply pipe 18, and is blown into the PET bottle B from the gas blowout hole 21 of the cap 22 attached to the bottom of the internal electrode 19. Let it. This medium gas further flows toward the mouth of the plastic bottle B. Subsequently, the gas supply amount and the gas exhaust amount are balanced, and the inside of the PET bottle B is set to a predetermined gas pressure.
[0061]
Next, bias power is supplied from the bias power supply 24 to the external electrode 6 through the cable 25, the matching device 27, and the power supply terminal 26. Thereafter or at the same time, high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 33 to the gas supply pipe 18 through the cable 34, the matching device 36, and the power supply terminal 35, and the high-frequency power is supplied to the internal electrode 19 through the gas supply pipe 18. . At this time, plasma is generated around the internal electrode 42. Further, since the exhaust pipe 10 located at the information of the external electrode 6 is grounded, a bias voltage is applied from the external electrode 6 to the internal electrode 19 using the exhaust pipe 10 as a reference potential, that is, the generated plasma is Can be applied.
[0062]
As a result, a) a higher electron density can be obtained by using a high-frequency power, especially under a low gas pressure condition, as compared with a high-frequency power, so that the collision frequency with the medium gas is increased and the film forming species density can be increased. B) By adjusting the bias power, the potential difference from the plasma potential can be made variable, so that the ion energy incident on the inner surface of the PET bottle B can be adjusted. C) Since the ion density is proportional to the electron density, use in combination with the above-mentioned adjustment of the potential difference With this, the ion flux incident on the inner surface of the PET bottle B can be controlled. By generating the plasma and drawing the plasma into the external electrode 6 by applying the bias voltage to the internal electrode 19, the bias power was applied to the film forming species obtained when the medium gas was dissociated by the plasma. The inner surface of the PET bottle B in the external electrode 6 can be coated with a uniform carbon film having a uniform thickness at a high speed.
[0063]
After the thickness of the carbon film reaches a predetermined thickness, the supply of the bias power and the high-frequency power from the bias power supply 24 and the high-frequency power supply 33 is stopped, the supply of the medium gas is stopped, and the residual gas is removed. After the gas is evacuated and the gas is evacuated, nitrogen, rare gas, air, or the like is supplied from the gas introduction pipe 29 through the gas supply pipe 18, through the gas flow path 20 of the internal electrode 19, and through the gas outlet 21 of the cap 22. It is supplied into the bottle B, the inside and outside of the PET bottle B is returned to the atmospheric pressure, and the PET bottle coated with the inner carbon film is taken out. After that, the PET bottle B is exchanged according to the above-described order, and the process proceeds to the coating operation of the next PET bottle.
[0064]
As the medium gas, the same gas as described in the first embodiment can be used.
[0065]
The high-frequency power is generally defined as 30 to 300 MHz, but is not limited thereto. The application of these powers may be continuous or intermittent (pulsed).
[0066]
A bias power of 13.56 MHz and 100 to 1000 W is generally used, but is not limited thereto. The application of the bias power may be continuous or intermittent (pulsed).
[0067]
As described above, according to the second embodiment, when the gas inside and outside the plastic bottle B is exhausted through the exhaust pipe 10, not only the gas inside the plastic bottle B but also stays between the external surface of the plastic bottle B and the external electrode 6. The exhaust gas is also exhausted through the plurality of exhaust holes 13 formed in the external electrode 6 shown in FIG. 5, so that the pressure inside and outside the PET bottle B is balanced, and the pressure difference between the inside and outside of the PET bottle B is reduced. The resulting deformation can be prevented. As a result, in the subsequent supply of the medium to the PET bottle B and generation of plasma, the inner surface of the PET bottle B can be coated with a carbon film having a uniform thickness.
[0068]
In addition, by generating plasma and drawing the plasma into the external electrode 6 by applying a bias voltage to the internal electrode 19, the film forming species obtained when the medium gas is dissociated by the plasma is applied with the bias power. The inner surface of the PET bottle B in the external electrode 6 can be coated with a uniform carbon film having a uniform thickness at a high speed.
[0069]
Therefore, it is possible to mass-produce a PET bottle coated with an inner carbon film having an excellent barrier property that prevents transmission of oxygen from the outside and transmission of carbon dioxide from the inside (for example, carbonated drinking water).
[0070]
In addition, unnecessary plasma is similarly generated between the gas supply pipe 18 to which high-frequency power is applied and the exhaust pipe 10 grounded, that is, in the exhaust pipe 10, and the coating efficiency of the carbon film is reduced. For this reason, the earth shield pipe 32 is disposed on the outer periphery of the gas supply pipe 18 so as to be located in the gas exhaust pipe 10 near the mouth of the plastic bottle B, and the earth shield pipe 32 is supported by a flange for supporting the same. By grounding through the pipe 31, even if high-frequency power is supplied to the gas supply pipe 18 penetrating through the inside of the earth shield pipe 32, unnecessary plasma is generated in the exhaust pipe 10 which is a medium gas exhaust path. Can be prevented. As a result, it is possible to prevent the consumption of high-frequency power due to unnecessary plasma generation, so that the regular plasma generation efficiency in the PET bottle B can be increased, and the coating speed of the carbon film can be improved.
[0071]
In the second embodiment, four exhaust holes are formed in the main body of the external electrode. However, it is permissible to form a plurality of exhaust holes other than one or four. However, it is preferable that a plurality of exhaust holes are provided and the holes are formed at an equal angle with respect to the center of the external electrode.
[0072]
In the second embodiment, the exhaust hole is formed in the main body of the external electrode. However, the exhaust groove shown in FIGS. 3 and 4 may be provided.
[0073]
(Third embodiment)
FIG. 6 is a sectional view showing an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container according to the third embodiment.
[0074]
A cylindrical support member 42 having upper and lower flanges 41 a and 41 b is mounted on an annular base 43. A cylindrical external electrode body 44 made of metal is disposed inside the support member 42. A disk-shaped external electrode bottom member 45 made of metal is detachably attached to the bottom of the external electrode 44. The external electrode body 44 and the external electrode bottom member 45 constitute a bottomed cylindrical external electrode 46 having a space large enough to accommodate a plastic container (for example, a PET bottle) B on which a carbon film is formed. Note that a disc-shaped insulator 47 is disposed between the base 43 and the external electrode bottom member 45.
[0075]
The external electrode bottom member 45, the disc-shaped insulator 47, and the base 43 move up and down integrally with the external electrode body 4 by a pusher (not shown) to open and close the bottom of the external electrode body 4. I do.
[0076]
A cylindrical spacer 49 made of a dielectric material having a cavity 48 formed by combining a cylinder and a truncated cone corresponding to the mouth and shoulder of the plastic bottle B inserted therein is formed by the main body of the external electrode 46. It is inserted in the upper part of 44. The spacer 49 is fixed by a screw (not shown) screwed from an annular insulating member to be described later mounted thereon. When the plastic bottle B is inserted from the bottom side of the external electrode main body 44 by inserting and fixing the columnar spacer 49 on the upper part of the main body 44 in the external electrode 46, the mouth and shoulder of the plastic bottle B are inserted. The part is accommodated in the cavity 48 of the spacer 49, and the other parts of the PET bottle B are accommodated in the external electrode 46.
[0077]
Examples of the dielectric material forming the spacer 49 include plastic or ceramic. Various plastics can be used, but a fluororesin such as polytetrafluoroethylene, which has a particularly low high-frequency loss and excellent heat resistance, is preferable. As the ceramic, alumina or steatite having low high-frequency loss or macor having high machinability is preferable.
[0078]
The annular insulating member 50 is mounted on the upper surface of the external electrode 46 such that the upper surface of the annular insulating member 50 is flush with the upper flange 41 a of the tubular support member 42. A gas exhaust pipe 52 having upper and lower flanges 51 a and 51 b is mounted on the upper flange 41 a of the support member 42 and the upper surface of the annular insulating member 50. This exhaust pipe 52 is grounded. The gas exhaust pipe 52 is fixed to the support member 42 by screwing a screw (not shown) from the lower flange 51b of the exhaust pipe 52 to the upper flange 41a of the support member 42. Further, by screwing a screw (not shown) from the lower flange 51b of the exhaust pipe 52 to the main body 44 of the external electrode 46 through the annular insulating section 50, the exhaust pipe 52 is connected to the annular insulating member 50 and the external electrode. At the same time, the annular insulating member 50 is fixed to the external electrode 46. The fixing of the exhaust pipe 52 to the annular insulating member 50 and the external electrode 46 is a mounting structure in which the exhaust pipe 52 and the external electrode 46 are not electrically connected by screws. The branch gas exhaust pipe 53 is connected to the side wall of the gas exhaust pipe 52, and exhaust equipment such as a vacuum pump (not shown) is attached to the other end. The lid 54 is attached to the upper flange 51a of the exhaust pipe 52.
[0079]
As shown in FIG. 6, a plurality of, for example, four exhaust holes 55 are formed from the end face of the spacer 49 on the exhaust pipe 52 side to the inner surface of the spacer 49 into which the plastic bottle B is inserted. In particular, as shown in FIG. 6, one end (upper end) of each of the exhaust holes 55 is opened at the end surface of the spacer 49 on the exhaust pipe 52 side, and the other end (lower end) of the mouth of the PET bottle B into which the other end (lower end) is inserted. It is preferable that an opening is provided in an inner surface portion of the spacer 49 below the flange position P (for example, a portion corresponding to a shoulder position of the plastic bottle B). If the cross-sectional area of these exhaust holes 55 is small, it is impeded that the gas between the external electrode 6 and the plastic bottle B is smoothly exhausted through the exhaust holes 55. Plasma is easily generated in the exhaust holes 55. Therefore, it is preferable that the cross-sectional area of each of the exhaust holes 55 satisfies the following relationship.
[0080]
(S p / V p ) ≦ (S e / V G )
Where S p Is the cross-sectional area of the mouth of the plastic bottle, V p Is the volume of the plastic bottle, S e Is the cross-sectional area of the exhaust hole, V G Is the volume of the gap between the external electrode and the spacer and the plastic bottle.
[0081]
For example, a high-frequency power supply 56 that outputs high-frequency power having a frequency of 13.56 MHz is connected to the main body 44 of the external electrode 46 through a cable 57 and a power supply terminal 58. The matching device 59 is interposed in the cable 57 between the high-frequency power supply 56 and the power supply terminal 58.
[0082]
The gas supply pipe 60 penetrates through the lid 54 and is inserted through the gas exhaust pipe 52 into the body 44 of the external electrode 46 at a location corresponding to the mouth of the plastic bottle B. The substantially cylindrical internal electrode 61 is disposed in the plastic bottle B inserted into the external electrode 46 over substantially the entire length of the plastic bottle B in the longitudinal direction, and the upper end thereof is located at the lower end of the gas supply pipe 60. It is attached detachably. The internal electrode 61 has a gas flow passage 62 cut out in the center axis, and a cap 64 having a gas blowout hole 63 for blowing out a medium gas at the bottom portion is detachably attached.
[0083]
The gas outlet may be opened in the lower side wall of the internal electrode 61 so as to communicate with the gas flow channel 62. In this case, it is preferable that the gas blowing hole be opened in a side surface region within a range from the bottom of the internal electrode 61 to 25% of the length inserted into the plastic bottle B.
[0084]
The diameter of the internal electrode 61 is equal to or smaller than the diameter of the base of the bottle B, and the length is a length that can be inserted over substantially the entire length of the plastic bottle B in the longitudinal direction. As a guide of the length, the ratio to the total length of the PET bottle B is set to be about {1-D / (2L)}. Here, D represents the inner diameter of the PET bottle, L represents the total length of the PET bottle, and L> (D / 2).
[0085]
The internal electrode 61 is made of a heat-resistant metal material such as tungsten or stainless steel, but may be made of aluminum. If the surface of the internal electrode 19 is smooth, the carbon film deposited on the surface of the internal electrode 61 may be easily peeled off. For this reason, it is preferable that the surface of the internal electrode 61 be sandblasted in advance to increase the surface roughness so that the carbon film deposited on the surface is hardly peeled off.
[0086]
Next, a method of manufacturing a plastic container coated with an inner carbon film using the carbon film forming apparatus shown in FIG. 6 will be described.
[0087]
The external electrode bottom member 45, the disc-shaped insulator 47 and the base 43 are removed by a pusher (not shown) to open the bottom of the external electrode body 44. Subsequently, after the plastic container, for example, the plastic bottle B is inserted from the bottom side of the opened external electrode body 44 to the mouth side of the bottle B, the external electrode bottom member 5 is placed on the bottom side of the external electrode body 44 by a pusher (not shown). By attaching the disk-shaped insulator 7 and the base 3 in this order, as shown in FIG. 6, the shoulder portion from the mouth of the plastic bottle B into the cavity 48 of the columnar spacer 49 made of a dielectric material. The side from the shoulder to the bottom of the bottle B is housed in the external electrode 46. At this time, the PET bottle B is communicated with the exhaust pipe 52 through its mouth.
[0088]
Next, gas inside the exhaust pipe 52 and inside and outside the PET bottle B is exhausted through a branch exhaust pipe 53 and an exhaust pipe 52 by exhaust means (not shown). At this time, as shown in FIG. 6, the plurality of, for example, four exhaust holes 55 extend from the end face of the spacer 49 on the exhaust pipe 52 side to the inner surface of the spacer 49 into which the plastic bottle B is inserted. Are pierced at an equal angle (90 °) with respect to the center of the plastic bottle B, so that not only the gas inside the plastic bottle B but also stays between the outer surface of the plastic bottle B and the spacer 49 and the external electrode 46. Gas is also exhausted through the plurality of exhaust holes 55. As a result, the pressure inside and outside the plastic bottle B is balanced, and deformation of the plastic bottle B due to the pressure difference between the inside and outside can be prevented.
[0089]
In particular, as shown in FIG. 6, one end (upper end) of the four exhaust holes 55 is opened at the end surface of the spacer 49 on the exhaust pipe 52 side, and the other end (lower end) of the PET bottle B is inserted. The opening of the inner surface of the spacer 49 below the flange position P (for example, the portion corresponding to the shoulder position of the PET bottle B), and the cross-sectional area of each of the exhaust holes 55 is (S p / V p ) ≦ (S e / V G By setting so as to satisfy the relationship of (3), the gas remaining between the outer surface of the PET bottle B and the external electrode 46 can also be effectively exhausted through the plurality of exhaust holes 55. Can be more reliably prevented from deforming the PET bottle B due to a pressure difference between the inside and outside thereof, and unnecessary plasma can be prevented from being generated in the exhaust hole 55.
[0090]
Next, a medium gas is supplied to the gas flow channel 62 of the internal electrode 61 through the gas supply pipe 60, and is blown into the plastic bottle B from the gas blowing hole 63 of the cap 64 attached to the bottom of the internal electrode 61. This medium gas further flows toward the mouth of the plastic bottle B. Subsequently, the gas supply amount and the gas exhaust amount are balanced, and the inside of the PET bottle B is set to a predetermined gas pressure.
[0091]
Next, high-frequency power having a frequency of, for example, 13.56 MHz is supplied from the high-frequency power supply 56 to the main body 44 of the external electrode 46 through the cable 57, the matching unit 59, and the power supply terminal 58. At this time, plasma is generated around the internal electrode 61. Due to the generation of the plasma, the medium gas is dissociated by the plasma, and the inner surface of the PET bottle B in the outer electrode 46 and the spacer 49 is coated with a uniform carbon film having a uniform thickness.
[0092]
After the thickness of the carbon film reached a predetermined thickness, the supply of the high-frequency power from the high-frequency power supply 56 was stopped, the supply of the medium gas was stopped, the residual gas was exhausted, and the exhaust of the gas was stopped. Thereafter, nitrogen, rare gas, air, or the like is supplied into the plastic bottle B through the gas supply pipe 60, the gas flow path 62 of the internal electrode 61, and the gas blowing hole 63 of the cap 64. And take out the PET bottle coated with the inner carbon film. After that, the PET bottle B is exchanged according to the above-described order, and the process proceeds to the coating operation of the next PET bottle.
[0093]
As the medium gas, the same gas as in the first embodiment can be used.
[0094]
The high-frequency power generally has a frequency of 13.56 MHz and a power of 100 to 1000 W, but is not limited thereto.
[0095]
As described above, according to the third embodiment, when the gas inside and outside the plastic bottle B is exhausted through the exhaust pipe 52, not only the gas inside the plastic bottle B but also the external surface of the plastic bottle B and the external electrode 46 and the spacer 49 By exhausting the gas remaining in the space through the plurality of exhaust holes 55 formed in the spacer 49 shown in FIG. 6, the pressure inside and outside the PET bottle B is balanced, and the pressure inside and outside the PET bottle B is reduced. Deformation due to the difference can be prevented. As a result, a carbon film having a uniform thickness can be coated on the inner surface of the PET bottle B by the subsequent supply of the medium to the PET bottle B and generation of plasma.
[0096]
Further, by inserting and fixing a columnar spacer 49 made of a dielectric material having a cavity 48 on the upper portion of the external electrode 46, not only the inner surface from the shoulder to the bottom of the PET bottle B but also the generation of the plasma can be achieved. A carbon film having a uniform thickness can be coated on the inner surface of the shoulder from the mouth of the PET bottle B facing the spacer 49 made of the dielectric material.
[0097]
Therefore, it is possible to mass-produce an inner carbon film-coated PET bottle having an excellent barrier property and preventing permeation of oxygen from the outside and permeation of carbon dioxide from the inside (for example, carbonated drinking water).
[0098]
Moreover, although the shape of the member covering the mouth and the periphery of the shoulder of the PET bottle B is complicated, by forming the spacer 49 corresponding to these members from a dielectric material such as injection-moldable plastic, for example, It can be easily manufactured as compared with the case where all the members including these members are formed by external electrodes as in the related art. Further, the weight of the entire apparatus can be reduced as compared with the conventional case in which all parts including these members are formed of external electrodes using a conductive material such as metal.
[0099]
Further, by forming the spacer 49 from a dielectric material such as plastic or soft ceramic, it is possible to prevent the complicated mouth portion and shoulder portion of the plastic bottle B from being damaged at the time of contact. it can.
[0100]
In the third embodiment, four exhaust holes are formed in the spacer. However, it is permissible to form one or more than four exhaust holes. However, it is preferable that a plurality of exhaust holes are provided and the holes are formed at an equal angle with respect to the center of the spacer.
[0101]
In the third embodiment, an exhaust hole is formed in the spacer, but an exhaust groove may be provided. Specifically, as shown in FIG. 7, a plurality of, for example, four exhaust grooves 65 are formed from the end face of the spacer 49 on the exhaust pipe 52 side along the inner surface of the spacer 49 into which the plastic bottle B is inserted. At an equal angle (90 °) with respect to In particular, as shown in FIG. 7, one end (upper end) of these exhaust holes 65 is opened at the end face of the spacer 49 on the exhaust pipe 52 side, and the other end (lower end) of the mouth of the PET bottle B into which the other end (lower end) is inserted. It is preferable that the spacer 49 be extended to an inner surface portion of the spacer 49 below the flange position P (for example, a portion corresponding to a shoulder position of the plastic bottle B). By forming the exhaust groove 55 having such a configuration in the spacer 49, the deformation of the plastic bottle B can be more effectively prevented. If the cross-sectional area of these exhaust grooves 65 is small, it is impeded that the gas between the external electrode 46 and the spacer 49 and the plastic bottle B is smoothly exhausted through the exhaust groove 65, while their cross-sectional area increases. Then, plasma is easily generated in the exhaust grooves 65. Therefore, it is preferable that the cross-sectional area of each of the exhaust grooves 65 satisfies the following relationship.
[0102]
(S p / V p ) ≦ (S t / V G )
Where S p Is the cross-sectional area of the mouth of the plastic bottle, V p Is the volume of the plastic bottle, S t Is the cross-sectional area of the exhaust groove, V G Is the volume of the gap between the external electrode and the spacer and the plastic bottle.
[0103]
In the third embodiment, a cylindrical spacer 49 made of a dielectric material having a cavity 48 is inserted and fixed above the external electrode 46 from the mouth of the PET bottle B to the shoulder. A thin film made of a dielectric material may extend from the shoulder to the bottom.
[0104]
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a sectional view showing an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container according to the fourth embodiment. In FIG. 8, the same members as those in FIG. 6 referred to in the third embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0105]
In the carbon film forming apparatus, a bias power supply 66 is connected to the external electrode body 44 of the external electrode 46 through a cable 67 and a power supply terminal 68. The matching device 69 is provided on the cable 67 between the bias power source 66 and the power supply terminal 68.
[0106]
A cover 54 having an insulating ring 70 at the center and grounded is air-tightly fixed to an upper flange 51 a of the gas exhaust pipe 52. The housing 71 is mounted on the lid 54.
[0107]
The gas supply pipe 60 also serves as a high-frequency power terminal, penetrates through the insulating ring 70 of the lid 54 from inside the housing 71, and is inserted into the spacer 49 in the external electrode 46 through the gas exhaust pipe 52. ing. The upper end of the gas supply pipe 60 is connected via an insulating joint 73 to the lower end of a gas introduction pipe 72 inserted through the housing 71 from the outside.
[0108]
The flange pipe 74 and the earth shield pipe 75 connected to the lower end of the flange pipe 74 are arranged so as to cover the gas exhaust pipe 52 and the gas supply pipe 60 located in the spacer 49. The earth shield tube 75 is located in the spacer 49 and in the gas exhaust pipe 52 near the spacer 49. The upper end of the flange tube 74 is connected to the back surface of the lid 54. That is, the earth shield tube 75 is connected to the lid 54 grounded through the flange tube 74.
[0109]
The high-frequency power supply 76 is connected to the side of the gas supply pipe 60 which also serves as a terminal for high-frequency power through a cable 77 and a power supply terminal 78. The matching device 79 is interposed in the cable 77 between the high-frequency power supply 76 and the power supply terminal 78.
[0110]
Next, a method for manufacturing a plastic container coated with an inner carbon film using the carbon film forming apparatus shown in FIG. 8 will be described.
[0111]
The external electrode bottom member 45, the disc-shaped insulator 47 and the base 43 are removed by a pusher (not shown) to open the bottom of the external electrode body 44. Subsequently, after the plastic container, for example, the plastic bottle B is inserted from the bottom side of the opened external electrode body 44 to the mouth side of the bottle B, the external electrode bottom member 5 is placed on the bottom side of the external electrode body 44 by a pusher (not shown). By attaching the disk-shaped insulator 7 and the base 3 in this order, as shown in FIG. 6, the shoulder portion from the mouth of the plastic bottle B into the cavity 48 of the columnar spacer 49 made of a dielectric material. The side from the shoulder to the bottom of the bottle B is housed in the external electrode 46. At this time, the PET bottle B is communicated with the exhaust pipe 52 through its mouth.
[0112]
Next, gas inside the exhaust pipe 52 and inside and outside the PET bottle B is exhausted through a branch exhaust pipe 53 and an exhaust pipe 52 by exhaust means (not shown). At this time, as shown in FIG. 6, the plurality of, for example, four exhaust holes 55 extend from the end face of the spacer 49 on the exhaust pipe 10 side to the inner surface of the spacer 49 into which the plastic bottle B is inserted. Are pierced at an equal angle (90 °) with respect to the center of the plastic bottle B, so that not only the gas inside the plastic bottle B but also stays between the outer surface of the plastic bottle B and the spacer 49 and the external electrode 46. Gas is also exhausted through the plurality of exhaust holes 55. As a result, the pressure inside and outside the plastic bottle B is balanced, and deformation of the plastic bottle B due to the pressure difference between the inside and outside can be prevented.
[0113]
In particular, as shown in FIG. 8, one end (upper end) of the four exhaust holes 55 is opened at the end surface of the spacer 49 on the exhaust pipe 52 side, and the other end (lower end) of the PET bottle B is inserted. The opening of the inner surface of the spacer 49 below the flange position P (for example, the portion corresponding to the shoulder position of the PET bottle B), and the cross-sectional area of each of the exhaust holes 55 is (S p / V p ) ≦ (S e / V G By setting so as to satisfy the relationship of (3), the gas remaining between the outer surface of the PET bottle B and the external electrode 46 can also be effectively exhausted through the plurality of exhaust holes 55. Can be more reliably prevented from deforming the PET bottle B due to a pressure difference between the inside and outside thereof, and unnecessary plasma can be prevented from being generated in the exhaust hole 55.
[0114]
Next, the medium gas is supplied to the gas flow path 62 of the internal electrode 61 through the gas introduction pipe 72 and the gas supply pipe 60, and is blown into the PET bottle B from the gas blowout hole 63 of the cap 64 attached to the bottom of the internal electrode 61. Let it. This medium gas further flows toward the mouth of the plastic bottle B. Subsequently, the gas supply amount and the gas exhaust amount are balanced, and the inside of the PET bottle B is set to a predetermined gas pressure.
[0115]
Next, bias power is supplied from the bias power supply 66 to the external electrode 46 through the cable 67, the matching device 69, and the power supply terminal 68. Thereafter or at the same time, high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 76 to the gas supply pipe 60 through the cable 77, the matching device 79, and the power supply terminal 78, and the high-frequency power is supplied to the internal electrode 61 through the gas supply pipe 60. . At this time, plasma is generated around the internal electrode 61. Further, the earth shield tube 75 is arranged on the outer periphery of the gas supply tube 60 so as to be located in the spacer 49 and in the gas exhaust tube 52 near the spacer 49, and is grounded through the flange tube 74. A bias voltage can be applied from the external electrode 46 toward the internal electrode 61, that is, toward the generated plasma, using the earth shield tube 75 as a reference potential.
[0116]
As a result, a) a higher electron density can be obtained by using a high-frequency power, especially under a low gas pressure condition, as compared with a high-frequency power, so that the collision frequency with the medium gas is increased and the film forming species density can be increased. B) By adjusting the bias power, the potential difference from the plasma potential can be made variable, so that the ion energy incident on the inner surface of the PET bottle B can be adjusted. C) Since the ion density is proportional to the electron density, use in combination with the above-mentioned adjustment of the potential difference With this, the ion flux incident on the inner surface of the PET bottle B can be controlled. By generating the plasma and drawing the plasma into the external electrode 46 by applying the bias voltage to the internal electrode 61, the bias power was applied to the film forming species obtained when the medium gas was dissociated by the plasma. The inner surface of the PET bottle B in the external electrode 46 can be coated with a uniform carbon film having a uniform thickness at a high speed.
[0117]
After the thickness of the carbon film reaches a predetermined thickness, the supply of the bias power and the high-frequency power from the bias power supply 66 and the high-frequency power supply 76 is stopped, the supply of the medium gas is stopped, and the residual gas is removed. After the gas is evacuated and the gas is evacuated, nitrogen, rare gas, air, or the like is supplied from the gas introduction pipe 72 through the gas supply pipe 60 through the gas flow path 62 of the internal electrode 61 and the gas outlet 63 of the cap 64. It is supplied into the bottle B, the inside and outside of the PET bottle B is returned to the atmospheric pressure, and the PET bottle coated with the inner carbon film is taken out. After that, the PET bottle B is exchanged according to the above-described order, and the process proceeds to the coating operation of the next PET bottle.
[0118]
As the medium gas, the same gas as described in the first embodiment can be used.
[0119]
The high-frequency power is generally defined as 30 to 300 MHz, but is not limited thereto. The application of these powers may be continuous or intermittent (pulsed).
[0120]
A bias power of 13.56 MHz and 100 to 1000 W is generally used, but is not limited thereto. The application of the bias power may be continuous or intermittent (pulsed).
[0121]
As described above, according to the fourth embodiment, when the gas inside and outside the plastic bottle B is exhausted through the exhaust pipe 52, not only the gas inside the plastic bottle B but also the outside surface of the plastic bottle B and the external electrode 46 and the spacer 49 By evacuating the gas remaining in the space through the plurality of exhaust holes 55 formed in the spacer 49 shown in FIG. 8, the pressure inside and outside the PET bottle B is balanced, and the pressure inside and outside the PET bottle B is reduced. Deformation due to the difference can be prevented. As a result, a carbon film having a uniform thickness can be coated on the inner surface of the PET bottle B by the subsequent supply of the medium to the PET bottle B and generation of plasma.
[0122]
Further, by generating plasma and drawing the plasma into the external electrode 56 by applying a bias voltage to the internal electrode 61, the film forming species obtained when the medium gas is dissociated by the plasma is applied with the bias power. The inner surface of the PET bottle B in the outer electrode 46 can be coated with a uniform carbon film having a uniform thickness at a high speed.
[0123]
Therefore, it is possible to mass-produce a PET bottle coated with an inner carbon film having an excellent barrier property that prevents transmission of oxygen from the outside and transmission of carbon dioxide from the inside (for example, carbonated drinking water).
[0124]
In addition, unnecessary plasma is similarly generated between the gas supply pipe 60 to which high-frequency power is applied and the exhaust pipe 52 grounded, that is, in the exhaust pipe 52, and the coating efficiency of the carbon film is reduced. For this reason, the earth shield tube 75 is arranged on the outer periphery of the gas supply tube 60 so as to be located in the gas exhaust tube 52 near the mouth of the plastic bottle B, and the earth shield tube 75 is connected to the flange for supporting the same. By grounding through the pipe 74, even if high-frequency power is supplied to the gas supply pipe 60 penetrating through the inside of the earth shield pipe 75, unnecessary plasma is generated in the exhaust pipe 52 which is a medium gas exhaust path. Can be prevented. As a result, it is possible to prevent the consumption of high-frequency power due to unnecessary plasma generation, so that the regular plasma generation efficiency in the PET bottle B can be increased, and the coating speed of the carbon film can be improved.
[0125]
In the fourth embodiment, four exhaust holes are formed in the main body of the external electrode. However, a plurality of exhaust holes other than one or four may be formed. However, it is preferable that a plurality of exhaust holes are provided and the holes are formed at an equal angle with respect to the center of the external electrode.
[0126]
In the fourth embodiment, the exhaust hole is formed in the main body of the external electrode. However, the exhaust groove shown in FIG. 7 may be provided.
[0127]
In the fourth embodiment, the cylindrical spacer 49 made of a dielectric material having the cavity 48 is inserted and fixed above the external electrode 46 from the mouth of the PET bottle B to the shoulder. A thin film made of a dielectric material may extend from the shoulder of B to the bottom.
[0128]
In the fourth embodiment, the shape of the earth shield tube 75 is not limited to the shape in which the lower end is located near the mouth of the plastic bottle B as shown in FIG. The length of the internal electrode may be effectively shortened by being located close to the vicinity.
[0129]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when coating a carbon film on the inner surface of a plastic container, the deformation of the container can be prevented, and a carbon film having a uniform thickness is coated on the entire inner surface of the plastic container. It is possible to provide an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, which is capable of performing the above.
[0130]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a method capable of manufacturing a plastic container having an inner surface coated with a carbon film having a uniform film thickness and having an excellent barrier property against oxygen and carbon dioxide.
[0131]
Further, according to the present invention, when coating the carbon film on the inner surface of the plastic container, it is possible to prevent deformation of the container, it is possible to coat the entire inner surface of the plastic container with a carbon film having a uniform thickness, It is also possible to provide an apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container capable of performing high-speed coating.
[0132]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a method capable of mass-producing a plastic container having an inner surface coated with a carbon film having a uniform film thickness at a high speed and having an excellent barrier property against oxygen and carbon dioxide. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an apparatus for forming a carbon film on an inner surface of a plastic container according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an external electrode of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view showing a modification of the apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing an external electrode of FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view showing an apparatus for forming a carbon film on an inner surface of a plastic container according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing an apparatus for forming a carbon film on an inner surface of a plastic container according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view showing an apparatus for forming a carbon film on an inner surface of a plastic container according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container.
[Explanation of symbols]
2, 42: support member, 4, 44: external electrode body, 5, 45: external electrode bottom member, 6, 46: external electrode, 10, 52: exhaust pipe, 13, 55: exhaust hole, 14, 56: high frequency Power supply, 18, 60: gas supply pipe, 19, 61: internal electrode, 21, 63: gas blowing hole, 23, 65: exhaust groove, B: plastic bottle, 24, 66: bias power supply, 31, 75: ground Shield tube, 33, 76 ... high frequency power supply, 49 ... cylindrical spacer.

Claims (10)

被処理物であるプラスチック容器が挿入された時にその容器の外周を取り囲む大きさを有する外部電極と、
前記容器の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挿入され、接地側に接続されると共に、媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔が穿設された内部電極と、
前記外部電極の前記排気管側の端面からその外部電極の前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設された排気孔または排気溝と、
前記排気管に取り付けられた排気手段と、
前記内部電極に媒質ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記外部電極に接続された高周波電源と、
を具備したことを特徴とするプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。
An external electrode having a size that surrounds the outer periphery of the container when the plastic container that is the object to be processed is inserted,
An exhaust pipe attached via an insulating member to an end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located,
An internal electrode that is inserted from the exhaust pipe side into the plastic container in the external electrode, is connected to the ground side, and is provided with a gas blowing hole for blowing out a medium gas,
An exhaust hole or an exhaust groove pierced from an end surface of the external electrode on the exhaust pipe side to an inner surface of the external electrode into which the plastic container is inserted;
Exhaust means attached to the exhaust pipe,
Gas supply means for supplying a medium gas to the internal electrode,
A high-frequency power supply connected to the external electrode,
An apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, comprising:
請求項1記載の炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を、外部電極内に挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し孔が穿設された内部電極を、前記容器の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から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)前記容器内のガスを排気管手段により前記排気管を通して排気すると共に、前記容器外面と前記外部電極との間のガスをこの外部電極に穿設された排気孔または排気溝から前記排気管を通して排気した後、前記内部電極に媒質ガスをガス供給手段により供給し、この内部電極のガス吹き出し孔から前記プラスチック容器内に媒質ガスを吹き出して前記プラスチック容器内を含む排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)高周波電源から高周波電力を前記外部電極に供給し、前記プラスチック容器内に位置する内部電極の周囲にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記媒質ガスを解離させて前記プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする工程と
を含むことを特徴とする内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法。
In producing an inner carbon film-coated plastic container using the carbon film forming apparatus according to claim 1,
(A) inserting a plastic container as an object to be processed into an external electrode;
(B) Inserting the internal electrode provided with the gas blowout hole into the plastic container from an exhaust pipe attached to the end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located via an insulating member. Process and
(C) exhausting gas in the container through the exhaust pipe by exhaust pipe means, and exhausting gas between the outer surface of the container and the external electrode from an exhaust hole or exhaust groove formed in the external electrode; After exhausting through the pipe, a medium gas is supplied to the internal electrode by a gas supply means, and the medium gas is blown into the plastic container from a gas blowout hole of the internal electrode to pass a predetermined gas through the exhaust pipe including the plastic container. Setting the pressure;
(D) supplying a high-frequency power from a high-frequency power source to the external electrode to generate plasma around the internal electrode located in the plastic container, and dissociate the medium gas by the plasma to form a carbon film on the inner surface of the plastic container; And a method of producing a plastic container coated with an inner carbon film.
被処理物であるプラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさを有する外部電極と、
前記容器の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挿入され、接地側に接続されると共に、媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔が穿設された内部電極と、
前記外部電極の前記排気管側の端面からその外部電極の前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設された排気孔または排気溝と、
前記排気管に取り付けられた排気手段と、
前記ガス供給管に媒質ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記ガス供給管に接続された高高周波電源と、
前記外部電極に接続されたバイアス用電源と、
を具備したことを特徴とするプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。
An external electrode having a size surrounding the container when the plastic container that is the object to be processed is inserted,
An exhaust pipe attached via an insulating member to an end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located,
An internal electrode that is inserted from the exhaust pipe side into the plastic container in the external electrode, is connected to the ground side, and is provided with a gas blowing hole for blowing out a medium gas,
An exhaust hole or an exhaust groove pierced from an end surface of the external electrode on the exhaust pipe side to an inner surface of the external electrode into which the plastic container is inserted;
Exhaust means attached to the exhaust pipe,
Gas supply means for supplying a medium gas to the gas supply pipe,
A high-frequency power supply connected to the gas supply pipe,
A bias power supply connected to the external electrode;
An apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, comprising:
請求項3記載の炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を、外部電極内に挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し孔が穿設された内部電極を、前記容器の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から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)前記容器内のガスを排気管手段により前記排気管を通して排気すると共に、前記容器外面と前記外部電極との間のガスをこの外部電極に穿設された排気孔または排気溝から前記排気管を通して排気した後、前記ガス供給管手段から媒質ガスを前記内部電極に供給し、この内部電極のガス吹き出し孔から前記プラスチック容器内に媒質ガスを吹き出して前記プラスチック容器内を含む排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)バイアス用電源から高周波電力を前記外部電極に印加すると共に、高高周波電源から高高周波電力を前記内部電極に供給し、前記プラスチック容器内にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記媒質ガスを解離させて前記プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする工程と
を含むことを特徴とする内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法。
In producing an inner carbon film-coated plastic container using the carbon film forming apparatus according to claim 3,
(A) inserting a plastic container as an object to be processed into an external electrode;
(B) Inserting the internal electrode provided with the gas blowout hole into the plastic container from an exhaust pipe attached to the end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located via an insulating member. Process and
(C) exhausting gas in the container through the exhaust pipe by exhaust pipe means, and exhausting gas between the outer surface of the container and the external electrode from an exhaust hole or exhaust groove formed in the external electrode; After exhausting through a pipe, a medium gas is supplied to the internal electrode from the gas supply pipe means, and a medium gas is blown into the plastic container from a gas blowout hole of the internal electrode to evacuate the inside of the exhaust pipe including the plastic container. Setting a gas pressure of
(D) applying high-frequency power from a bias power supply to the external electrode, supplying high-frequency power from the high-frequency power supply to the internal electrode, and generating plasma in the plastic container; Dissociating and coating a carbon film on the inner surface of the plastic container.
前記排気孔は、その一端が前記外部電極の前記排気管側の端面に開口され、その他端が挿入されるプラスチック容器の口部の鍔位置より下側の前記外部電極内面部分に開口されることを特徴とする請求項1または3記載のプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。One end of the exhaust hole is opened at an end surface of the external electrode on the exhaust pipe side, and the other end is opened at an inner surface portion of the external electrode below a flange position of a mouth portion of a plastic container into which the external electrode is inserted. The apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container according to claim 1 or 3, wherein: 被処理物であるプラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさを有する外部電極と、
被処理物であるプラスチック容器が挿入された時に少なくともその容器の口部および肩部と前記外部電極の間に介在された誘電体材料からなるスペーサと、
前記容器の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挿入され、接地側に接続されると共に、媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔が穿設された内部電極と、
前記スペーサの前記排気管側の端面からそのスペーサの前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設された排気孔または排気溝と、
前記排気管に取り付けられた排気手段と、
前記内部電極に媒質ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記外部電極に接続された高周波電源と、
を具備したことを特徴とするプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。
An external electrode having a size surrounding the container when the plastic container that is the object to be processed is inserted,
A spacer made of a dielectric material interposed between at least the mouth and shoulders of the container and the external electrode when the plastic container as the object to be processed is inserted,
An exhaust pipe attached via an insulating member to an end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located,
An internal electrode that is inserted from the exhaust pipe side into the plastic container in the external electrode, is connected to the ground side, and is provided with a gas blowing hole for blowing out a medium gas,
An exhaust hole or an exhaust groove pierced from an end surface of the spacer on the exhaust pipe side to an inner surface of the spacer into which the plastic container is inserted,
Exhaust means attached to the exhaust pipe,
Gas supply means for supplying a medium gas to the internal electrode,
A high-frequency power supply connected to the external electrode,
An apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, comprising:
請求項6記載の炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を、外部電極内および誘電体材料からなるスペーサ内に少なくともその容器の口部および肩部の外周が前記スペーサ内に囲まれ、これ以外の前記容器部分の外周が前記外部電極内に囲まれるように挿入する工程と、
(b)ガス吹き出し孔が穿設された内部電極を、前記容器の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から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)前記容器内のガスを排気管手段により前記排気管を通して排気すると共に、前記容器外面と前記外部電極および前記スペーサとの間のガスをこのスペーサに穿設された排気孔または排気溝から前記排気管を通して排気した後、前記内部電極に媒質ガスをガス供給手段により供給し、この内部電極のガス吹き出し孔から前記プラスチック容器内に媒質ガスを吹き出して前記プラスチック容器内を含む排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)高周波電源から高周波電力を前記外部電極に供給し、前記プラスチック容器内に位置する内部電極の周囲にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記媒質ガスを解離させて前記プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする工程と
を含むことを特徴とする内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法。
In producing an inner carbon film-coated plastic container using the carbon film forming apparatus according to claim 6,
(A) A plastic container to be processed is placed in an external electrode and a spacer made of a dielectric material, at least the outer periphery of the mouth and shoulder of the container is surrounded by the spacer, and the other parts of the container are Inserting the outer periphery so as to be surrounded by the external electrode;
(B) Inserting the internal electrode provided with the gas blowout hole into the plastic container from an exhaust pipe attached to the end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located via an insulating member. Process and
(C) The gas in the container is exhausted through the exhaust pipe by an exhaust pipe means, and gas between the outer surface of the container and the external electrode and the spacer is discharged from an exhaust hole or an exhaust groove formed in the spacer. After exhausting through the exhaust pipe, a medium gas is supplied to the internal electrode by gas supply means, and the medium gas is blown into the plastic container from a gas blowout hole of the internal electrode so that the inside of the exhaust pipe including the inside of the plastic container is predetermined. Setting a gas pressure of
(D) supplying a high-frequency power from a high-frequency power source to the external electrode to generate plasma around the internal electrode located in the plastic container, and dissociate the medium gas by the plasma to form a carbon film on the inner surface of the plastic container; And a method of producing a plastic container coated with an inner carbon film.
被処理物であるプラスチック容器が挿入された時にその容器を取り囲む大きさを有する外部電極と、
被処理物であるプラスチック容器が挿入された時に少なくともその容器の口部および肩部と前記外部電極の間に介在される誘電体材料からなるスペーサと、
前記容器の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、
前記スペーサの前記排気管側の端面からそのスペーサの前記プラスチック容器が挿入される内面に亘って穿設された排気孔または排気溝と、
前記外部電極内の前記プラスチック容器内に挿入され、媒質ガスを吹き出すためのガス吹き出し孔が穿設された内部電極と、
一端が前記内部電極に連結され、他端が前記排気管側に延出された給電端子を兼ねるガス供給管と、
少なくとも前記外部電極内および前記容器の口部近傍の前記排気管内に位置する前記ガス供給管部分の外周に配置され、接地されたアースシールド管と、
前記排気管に取り付けられた排気手段と、
前記ガス供給管に媒質ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記ガス供給管に接続された高高周波電源と、
前記外部電極に接続されたバイアス用電源と、
を具備したことを特徴とするプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。
An external electrode having a size surrounding the container when the plastic container that is the object to be processed is inserted,
A spacer made of a dielectric material interposed between the external electrode and at least the mouth and shoulders of the container when the plastic container that is to be processed is inserted,
An exhaust pipe attached via an insulating member to an end surface of the external electrode on the side where the mouth of the container is located,
An exhaust hole or an exhaust groove pierced from an end surface of the spacer on the exhaust pipe side to an inner surface of the spacer into which the plastic container is inserted,
An internal electrode which is inserted into the plastic container in the external electrode and has a gas blowing hole for blowing out a medium gas,
A gas supply pipe having one end connected to the internal electrode and the other end also serving as a power supply terminal extended to the exhaust pipe side;
An earth shield tube which is arranged at least on the outer periphery of the gas supply pipe portion located in the exhaust pipe near the mouth of the container and near the mouth of the container, and is grounded.
Exhaust means attached to the exhaust pipe,
Gas supply means for supplying a medium gas to the gas supply pipe,
A high-frequency power supply connected to the gas supply pipe,
A bias power supply connected to the external electrode;
An apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container, comprising:
請求項8記載の炭素膜形成装置を用いて内面炭素膜被覆プラスチック容器を製造するにあたり、
(a)被処理物であるプラスチック容器を、外部電極内および誘電体材料からなるスペーサ内に少なくともその容器の口部および肩部の外周が前記スペーサ内に囲まれ、これ以外の前記容器部分の外周が前記外部電極内に囲まれるように挿入する工程と、
(b)接地されたアースシールドを外周に配置したガス供給管が連結され、ガス吹き出し孔が穿設された内部電極を、前記容器の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から前記プラスチック容器の内部に挿入する工程と、
(c)前記容器内のガスを排気管手段により前記排気管を通して排気すると共に、前記容器外面と前記外部電極および前記スペーサとの間のガスをこのスペーサに穿設された排気孔または排気溝から前記排気管を通して排気した後、前記ガス供給管手段から媒質ガスを前記内部電極に供給し、この内部電極のガス吹き出し孔から前記プラスチック容器内に媒質ガスを吹き出して前記プラスチック容器内を含む排気管内を所定のガス圧力に設定する工程と、
(d)バイアス用電源から高周波電力を前記外部電極に印加すると共に、高高周波電源から高高周波電力を前記ガス供給管を通して前記内部電極に供給し、前記プラスチック容器内にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記媒質ガスを解離させて前記プラスチック容器内面に炭素膜をコーティングする工程とを含むことを特徴とする内面炭素膜被覆プラスチック容器の製造方法。
In producing an inner carbon film-coated plastic container using the carbon film forming apparatus according to claim 8,
(A) A plastic container to be processed is placed in an external electrode and a spacer made of a dielectric material, at least the outer periphery of the mouth and shoulder of the container is surrounded by the spacer, and the other parts of the container are Inserting the outer periphery so as to be surrounded by the external electrode;
(B) A gas supply pipe having a grounded earth shield disposed on the outer periphery thereof is connected, and an internal electrode provided with a gas blowing hole is provided with an insulating member on an end face of the external electrode on the side where the mouth of the container is located. Inserting the inside of the plastic container from the exhaust pipe attached via,
(C) The gas in the container is exhausted through the exhaust pipe by an exhaust pipe means, and gas between the outer surface of the container and the external electrode and the spacer is discharged from an exhaust hole or an exhaust groove formed in the spacer. After exhausting through the exhaust pipe, a medium gas is supplied to the internal electrode from the gas supply pipe means, and the medium gas is blown into the plastic container from a gas blowout hole of the internal electrode to exhaust gas including the inside of the plastic container. Setting to a predetermined gas pressure,
(D) applying high frequency power from a bias power source to the external electrode and supplying high frequency power from the high frequency power source to the internal electrode through the gas supply pipe to generate plasma in the plastic container; Coating the inner surface of the plastic container with a carbon film by dissociating the medium gas according to the method described above.
前記排気孔は、その一端が前記スペーサの前記排気管側の端面に開口され、その他端が挿入されるプラスチック容器の口部の鍔位置より下側の前記スペーサ内面部分に開口されることを特徴とする請求項6または8記載のプラスチック容器内面への炭素膜形成装置。The exhaust hole is characterized in that one end thereof is opened at the end face on the exhaust pipe side of the spacer, and the other end is opened at the inner surface portion of the spacer below the flange position of the mouth of the plastic container into which the spacer is inserted. 9. The apparatus for forming a carbon film on the inner surface of a plastic container according to claim 6 or 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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