[发明专利]薄膜的成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及在宝特瓶(PET瓶)等容器的内表面、外表面中的任一方或双方形成DLC(Diamond Like Carbon)膜、SiOx膜、SiOC膜、SiOCN膜、SiNx膜、AlOx膜等气体阻隔性高的薄膜的成膜装置。

背景技术

以往，为了填充清凉饮料等而使用以宝特瓶为首的轻量的塑料制中空容器，但是从便利性、成本方面出发，饮料/食品领域中的塑料容器使用的扩大急速发展，目前，总容器的相当大的部分由宝特瓶所占据。然而，当塑料容器与金属罐、玻璃瓶相比时，气体阻隔性低，产生氧气向容器内的侵入、二氧化碳向容器外的放出等，内容物的品质保持性能有时会变差。因此，进行了将DLC膜等气体阻隔性高的薄膜形成于容器内表面上的尝试。DLC膜等气体阻隔性高的薄膜在处于真空减压下的真空腔室内通过等离子CVD法、金属蒸镀法、发热体CVD法、溅蚀法等，能够形成于容器内表面或外表面，从而能够飞跃性地提高对于氧气向容器内的流入、二氧化碳向容器外的放出等的气体阻隔性。

专利文献1：日本特开2008-127054号公报

专利文献2：日本特开2004-107781号公报

发明内容

当欲对在表面形成有DLC膜等薄膜的容器进行批量生产时，反复进行如下内容：在保持为真空状态的真空腔室内进行容器的成膜，在成膜结束后使真空腔室内恢复成大气压而将处理后的容器取出之后，将下一容器放入真空腔室，进行抽真空而成膜。因此，在进行真空腔室的抽真空时，始终成为从大气压起的抽真空，因此存在真空腔室的抽真空时间变长、周期时间延迟这样的问题点。为了缩短抽真空时间而实现少周期时间化，需要大型的真空泵，存在设备成本及运行成本上升这样的问题。

另外，发热体CVD法是也被称为热线CVD法、热丝CVD法、催化剂化学气相堆积法等的制法，在向容器表面形成薄膜的工序中，在容器附近配置发热体来进行成膜处理，因此发热体设置于真空腔室内。真空腔室在成膜工序结束后恢复成大气压，因此发热体定期地曝露于空气中。结果是，存在由氧化等引起的发热体的劣化进一步发展而使成膜功能下降这样的问题。

本发明鉴于上述的情况而作出，目的在于提供一种薄膜的成膜装置，在容器表面形成薄膜时，膜厚分布的形成容易，且能够防止发热体的劣化，并且在成膜时能够缩短对腔室内进行抽真空时的抽真空时间。

为了实现上述的目的，本发明的成膜装置的特征在于，具备：真空腔室，用于使用发热体在真空状态下在容器的表面进行成膜；真空排气单元，对所述真空腔室进行抽真空；及相对移动单元，在所述真空腔室的抽真空开始后，在所述真空腔室内使容器与发热体相对移动。发热体是指其自身实质上不挥发而是通过催化剂化学反应及/或利用热量使原料气体分解成化学物种的构件，例如是将钽、碳化钽、钨、碳化钨、镍‐铬合金或碳作为表层的主成分的丝线。

根据本发明，在将发热体向容器插入的阶段、使发热体与容器相对移动的阶段、将发热体从容器拔出的阶段中的任一阶段都能够进行成膜。插入/拔出不仅为1次，也可以反复进行。因此，在热变形的观点上成为成膜时间的制约的部位仅在短时间内就能够成膜，其他部分也能够充分地成膜，其结果是，容器整体的阻隔性的提高变得容易。

根据本发明的优选的方案，其特征在于，所述相对移动单元使容器和所述发热体以可变速的方式相对移动。

根据本发明，由于能够使容器与发热体以可变速的方式相对移动，因此根据容器形状、容器耐热特性、对容器要求的性能，能够调整容器的各部分的成膜时间，阻隔性能、容器外观的调整变得容易，因此成为本发明的更优选的方案。

根据本发明的优选的方案，其特征在于，将所述真空腔室分割成用于进行容器的成膜的成膜用腔室和用于将所述发热体保持为真空状态的发热体保护用腔室，在所述成膜用腔室与所述发热体保护用腔室之间设有真空隔离单元。

根据本发明，由于将真空腔室分割成用于放入容器进行成膜的成膜用腔室和用于将发热体保持成真空状态的发热体保护用腔室，因此能够将发热体保护用腔室内始终维持成真空状态。因此，能够防止发热体的劣化，成膜功能不会下降。而且，在成膜时将成膜用腔室从大气压进行抽真空而使成膜用腔室成为预定的真空压时，与处于比成膜用腔室低的真空压的发热体保护用腔室连通，由此能够降低成膜用腔室的真空压。即，发热体保护用腔室发挥真空缓冲功能，因此能够缩短成膜用腔室的抽真空时间，能够缩短周期时间。

根据本发明的优选的方案，其特征在于，所述相对移动单元使所述发热体移动。