[发明专利]阻隔膜形成装置、阻隔膜形成方法及阻隔膜被覆容器

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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 L_ie 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1～6)。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发明即专利文献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：10^-1～10^-5Torr)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2×10^-1～1×10^-2Torr。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1：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：WO2003/101847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