一种阻隔膜形成装置，其将具有凹凸部(12a)的容器(12)作为被处理物，在内表面形成阻隔膜，具备：具有包围所述容器(12)的大小的电介质部件(50)；覆盖该电介质部件(50)的外周侧的外部电极(13)；经由绝缘部件(26)安装于所述容器(12)的口部(11)所处的一侧的所述外部电极(13)的端面，经由排气管(14)对所述容器(12)的内部进行减压的排气机构；从所述排气管(14)侧插入，兼作用于向所述容器(12)内喷出阻隔膜生成用介质气体(19)的气体喷出部的内部电极(17)；用于赋予用于在所述外部电极(13)和绝缘部件之间产生放电的电场的电场施加机构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及例如用于在树脂等的容器等中均匀地形成施加气体阻隔性的阻隔膜的阻隔膜形成装置、阻隔膜形成方法及阻隔膜被覆容器。
技术介绍
近年来，作为塑料容器之一的例如塑料(PET)瓶为了防止来自外部的氧的透过、 来自内部(例如碳酸饮料水)的二氧化碳的透过，在其内表面尝试涂敷例如DLC(Diamond Lie Carbon)之类的碳膜或硅石膜等阻隔性高的膜，并提出了其成膜装置(专利文献I 6)。另外，作为其应用，在医疗用容器或食品容器或燃料罐等中尝试了氧、氢、燃料等的透过防止、芳香等的透过、吸附防止等。在此，作为使用了高频等离子体CVD的将向塑料容器的碳膜成膜的装置，参照图 38，说明在容器内部涂敷的基本的专利技术即专利文献4中所述的装置。如图38所示，阻隔膜形成装置是在具有口部11的塑料容器12的内表面利用放电等离子体实施成膜的成膜装置，具备具有包围塑料容器12的外周的大小的包括外部上部电极13-1及外部下部电极13-2的外部电极13 ;在所述塑料容器12插入时至少间介于所述容器的口部及肩部、和所述外部电极13之间的包括电介质的衬垫25 ;在所述口部11所处的一侧的所述外部电极13的端面经由绝缘部件26安装的排气管14 ;在所述外部电极13 内的所述塑料容器12内，从所述排气管14侧插入所述塑料容器12，与接地侧连接，并且，穿设有用于喷出介质气体19的气体流路16的内部电极17 ;安装于所述排气管14的未图示的排气装置；用于向所述内部电极17供给介质气体19的未图示的气体供给装置；与所述外部电极13连接的高频电源18。还有，符号20是设置于气体流路16的前端的包括绝缘部件的气体喷出孔。在此，所述外部电极13设置于在上下端具有凸缘21a、21b的圆筒状的接地罩22 内，该圆筒状的接地罩22载置于圆环状基台23上。另外，圆板状的绝缘板24配置于所述圆环状基台23和所述外部下部电极13-2的底部侧之间。在所述内部电极17的气体流路 16的前端设置圆筒的绝缘部件26，由此防止局部的等离子体集中。另外，所述衬垫25是通过由在其上载置的环状的绝缘部件26螺合的螺钉(未图示)来固定。这样，通过将衬垫25插入固定所述外部电极13的上部，在从所述外部电极13 的底部侧插入塑料容器12的情况下，所述塑料容器12的口部及肩部位于所述圆板状的衬垫25的空洞部内，且除此之外的塑料容器12的外周位于所述外部电极13内表面。另外， 在上下具有凸缘31a、31b的排气管14载置于所述接地罩22的凸缘21a及所述环状的绝缘部件26的上表面。还有，盖体32安装于所述排气管14的上部凸缘31a。说明使用这样的结构的装置，向塑料容器涂敷碳膜的方法。首先，向外部电极13内插入塑料容器12，利用排气管14将内部的气体排出。在达到规定的真空度(代表值=KT1 I(T5Torr)后，持续排气的同时，将介质气体G例如以10 200mL/分钟的流量向内部电极17供给，进而，通过内部电极17的气体喷出孔20向塑料容器12内喷出。还有，作为该介质气体，例如，使用苯、甲苯、二甲苯、环己烷等脂肪族烃类、芳香族烃类、含氧烃类、含氮烃类。利用气体供给量和排气量，将所述塑料容器12内的压力例如设定为SXlO-1N丨X KT2Torr15然后，由高频电源18将50 2000W的高频电力通过匹配器36及RF输入端子35向外部电极13施加。通过这样的高频电力的向外部电极13的施加，在所述外部电极13和内部电极17 之间生成等离子体。此时，塑料容器12在外部电极13内大致没有间隙地收容，等离子体在塑料容器12内产生。所述介质气体G通过所述等离子体离解或进而离子化，生成用于形成碳膜的成膜种。在将碳膜形成至规定的膜厚后，停止高频电力的施加，停止介质气体供给，排出残留气体，将氮、稀有气体、或空气等向外部电极13内供给，将该空间内恢复为大气压。然后，从外部电极13取出所述塑料容器12。还有，在该方法中，将碳膜成膜为20 30nm所需的时间为2 3秒。专利文献I :特开平8-53116号公报专利文献2 :特许第2788412号公报(特开平8-53117号公报)专利文献3 W02003/101847号公报专利文献4 :特许第3643813号公报(特开2003-237754号公报)专利文献5 :特开2005-247431号公报专利文献6 :特开2000-230064号公报然而，在所述成膜装置(专利文献4)中，为了得到阻隔性高的良好的成膜，需要包括外部电极13和衬垫25的空洞的形状形成为与塑料容器12的形状大致相似的形状。另外，在专利文献1、2中没有衬垫，但同样需要将外部电极的空洞形状形成为与等离子体容器大致相似的形状。无论那种情况，只要在容器的主体部等有凹部(凹部或凸部或两者)，就当然需要形成为与其形状相似的形状的空洞。然而，在将容器沿长边方向插入的结构的装置的情况下，难以将其实现。另外，在容器的主体部的凹部比较少的情况下，无论在凹凸部产生若干空间，也得到可实用的阻隔性，但由于近年来的、以轻量化或使用后的压扁容易度为目的容器设计中所见的之类容器的多样化，主体部的凹凸部(或凹陷部、凹部或凸部)为多个或该凹陷部 (凹部)深的之类的结构存在的情况下，成膜的不均匀变得非常大，发生得不到可实用的阻隔性的问题。因此，考虑在外部电极中插入容器后，对应于容器的凹凸部，移动外部电极的一部分，形成为相似形状的方法，但这样的可动结构在高速批量生产装置中由于成本或可靠性而需要尽量避免。另外，在没有凹凸，能够实现相似形状的情况下，也为了得到更高的阻隔性，需要使用与容器完全相似的形状，将其之间的空隙设为等间隔，但由于容器的成形精度或外部电极13或衬垫25的制作精度或容器的设置精度，难以将其实现，因此，存在得不到更高的阻隔性的问题。另外，在以往技术中，提出了在外部电极和容器具有适度的空隙的结构(专利文献3)，但在有凹凸的容器的情况下，为了将大致相似形状作为出发点，使容器能够插入，且得到阻隔性高的形状，对应于容器的凹凸部，调节空隙形状，因此，对于多样化的容器形状， 需要几乎全部定做外部电极而准备，存在成本高、劳力和时间增加的问题。另外，处于外部电极的重量容易增加，在装置的结构中，外部电极的配置或可动部的设定上容易发生限制的状况，因此，例如形成为倒置容器的同时输送·成膜的装置结构时导致故障的问题。另外，在以往技术中，有将电介质衬垫主要设置于容器的口部、肩部的成膜装置的建议(专利文献4)、或将其延伸出至容器下部的建议(专利文献5)，但这些将能够适用在主体部没有凹凸的相似形状的电极或衬垫的容器作为对象，以调节肩部的细径部分的附膜为目的，不能将在主体部有凹凸的容器作为对象，得到包含主体部的附膜的整体的均匀化。 即，对于向在主体部等有凹凸的容器的成膜时成为问题的膜分布的均匀性的改善，没有赋予任何启示。这是因为没有实现向后述的容器内表面施加的电压的均匀化。另外，在以往技术中，有在电极和成膜对象之间设置有塑料制且与电极电接触且由成膜对象设置一定的间隔的外筒的成膜装置的建议(专利文献6)，但这也对在主体部等具有凹凸的容器的成膜时成为问题的膜分布的均匀性的改善没有赋予任何启示。这也是因为没有实现施加于后述的容器内表面的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：浅原裕司，山越英男，团野实，后藤征司，白仓昌，中谷正树，广谷喜与士，
申请(专利权)人：三菱重工食品包装机械株式会社，麒麟麦酒株式会社，
类型：发明
国别省市：
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