[发明专利]用于塑料瓶的冷等离子体处理的方法和实施该方法的装置

权利要求书

1.一种用于处理聚合物瓶子的方法，其包括利用非杀菌性气体对聚合 物瓶子进行冷等离子体杀菌的操作，其中：

通过在紧邻所述瓶子的内表面处具有最大强度的传给所述内表面的非 脉冲微波的分布传播、或者通过与所述瓶子相配并且以脉冲DC或射频电 压供能的中空阴极系统产生冷等离子体，其中所述中空阴极系统确定具有 导电壁的空腔，该空腔在除了能够让场线通过以返回外部阳极的一个或多 个开口之外的几乎所有方向上包围冷等离子体；

在杀菌步骤期间根据杀菌物质的流量调节瓶子内表面上的为离子轰击 或者冷等离子体的物质的内部电子能级或振动能级的退激发形式的非热能 的通量，其中通过改变入射微波功率或者通过关于冷等离子体调节包括所 述瓶子的电介质衬底的自偏置DC电压而调节所述非热能。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述处理还包括在所述聚合物瓶子 上的扩散阻挡层的等离子体增强化学气相沉积的操作，其中通过在紧邻所 述瓶子的内表面处具有最大强度的传给所述内表面的非脉冲微波的分布传 播、或者通过与所述瓶子相配并且以脉冲DC或射频电压供能的中空阴极 系统产生冷等离子体，并且其中还在阻挡层沉积操作期间根据所沉积的固 体材料的自由基团前体的流量调节瓶子内表面上的非热能的通量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述杀菌和扩散阻挡层沉 积操作在同一装置中实施。

4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于：所述冷等离 子体由通过微波发生器供能的至少一个表面波场施加器产生。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述冷等离子体通过以去 相关的相位供能的分布的多个表面波场施加器产生。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：通过能够移动地相对于瓶 子调节的微带施加器以分布的方式传播微波，其中所述微带施加器被用作 所述表面波场施加器。

7.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：用于杀菌的 冷等离子体包括选自N₂、O₂、N₂O、H₂、H₂O、Ar、He、Kr、Xe或其混 合物的气体。

8.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：杀菌时间为 5秒至0.05秒。

9.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：杀菌在0.1mbar 至100mbar的真空下进行。

10.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：用于扩散阻挡层的 沉积的冷等离子体包括选自单体、气态碳媒介物、气态硅化合物或其混合 物的气体。

11.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：在0.1mbar至10mbar 的真空下沉积扩散阻挡层。

12.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：在沉积扩散阻挡层 之前进行杀菌。

13.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：在杀菌操作之前沉 积扩散阻挡层。

14.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合 物瓶子是用于容纳液体的塑料瓶。

15.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于：所述聚合 物瓶子是用于容纳食品或制药用液体的塑料瓶。

16.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于：用于杀菌 的冷等离子体包括N₂/O₂混合物。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述N₂/O₂混合物的 N₂/O₂摩尔比为95/5至80/20。

18.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于：杀菌时间 为2秒至0.1秒。