專利名稱：Dlc制膜裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在間歇地輸送工件的輸送線中在容器半成品的表面上形成DLC覆膜的DLC制膜裝置，其中工件在呈帶狀連續(xù)的容器成型用塑料片材上以既定間隔成型出容器半成品。
背景技術：
在制造醬料容器等塑料容器的場合，一般來說，一邊將所需寬度的塑料片材從滾筒上退繞并間歇地輸送，一邊夾在呈矩陣狀形成有成型用型腔的模具中而真空成型或者壓力成型出容器半成品，之后，逐個切分該容器半成品。
在這種食品用塑料容器中，為了防止內(nèi)容物的氧化或吸濕，要求具有不使氧氣或水蒸氣等氣體透過的高阻氣性。
于是，通過使用在透明塑料上層疊了Eval(株式會社Kuraray的商品名乙烯-乙烯醇共聚樹脂)或Barex(三井化學株式會社的商品名丙稀-腈類熱塑性樹脂)等阻氣性材料而成的多層塑料塑料片材來成型容器，以應對上述那樣的要求。
專利文獻1特開平5-104572號公報然而，在用多層塑料塑料片材形成食品容器時，存在原材料費用較高、其制造成本成為以往的4～5倍的問題。
并且，在厚度1mm的塑料片材中層疊形成有一層以上的厚度20μm的阻氣膜，而在要進行回收處理時，由于即使在單層的場合根據(jù)簡單計算也還含有2％的不純物質(zhì)，所以在兩層、三層或多層的場合，則存在不純物質(zhì)的濃度變高而使得可回收性降低的問題。
另一方面，最近，形成有DLC覆膜(類金剛石碳膜)的塑料瓶作為阻氣材料受到矚目，從而也提出了在塑料塑料片材上形成DLC覆膜的技術。
專利文獻2特開2003-147526號公報該DLC覆膜是以碳間的SP3結合為主體的無定形碳膜，具有高阻氣性·低摩擦性·高硬度·高電絕緣性·高折射率·高散熱性·高防腐蝕性等優(yōu)良的物理·化學特性，以0.03～0.1μm的膜厚而具有足夠的阻氣性，因而，進行回收處理時的不純物質(zhì)濃度極低，因此可回收性優(yōu)良。
但是，如果使用這樣形成有DLC覆膜的塑料片材來成型上述那樣的塑料容器，則由于真空成型/壓力成型時的塑料片材的延伸，容器的高度方向的壁的厚度降低到片材的片材厚度的1/3以下，隨之，形成在片材表面上的DLC覆膜的阻氣性也降低。
雖然還考慮了不在塑料片材上形成DLC覆膜、而是在切斷成各個容器后形成DLC覆膜的方法，但是，如果要將該生產(chǎn)線自動化，則需要配置從容器輸送線向?qū)嵤〥LC涂層的真空腔進行輸入的輸入裝置、及將結束制膜的容器從真空腔輸出的輸出裝置，所以存在需要巨額的設備費用、管理人員的人工費也增長的問題。
進而，若利用現(xiàn)有的塑料容器成型線以大約15秒的間隔進行真空成型，以一次真空成型形成數(shù)十個容器半成品，將它們切斷成各個容器后，針對各容器實施DLC涂層，則在此時存在容器的生產(chǎn)效率顯著降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于，能夠裝入到在呈帶狀連續(xù)的容器成型用塑料片材上以既定間隔成型有容器半成品的工件的輸送線中，不使用任何特別的輸入輸出機構，便能夠在線上在間歇地送來的容器半成品的表面上制作DLC覆膜。
為了解決該問題，本發(fā)明是一種在間歇地輸送工件的輸送線中向容器半成品的表面上形成DLC覆膜的DLC制膜裝置，所述工件在呈帶狀連續(xù)的容器成型用塑料片材上以既定間隔成型有容器半成品，其特征在于，在前述輸送線上設置有真空腔，所述真空腔每次以一定的單位個數(shù)收納間歇地送來的前述容器半成品，并在其表面上實施DLC涂層，該真空腔通過使設有DLC涂層用的高頻電極的第一殼體和設有接地電極的第二殼體隔著前述輸送線彼此合體而形成，并且，在該合體部位上附設有能夠?qū)⑶粌?nèi)保持為0.5～5000Pa的真空度的密封件，在相對于該真空腔輸入輸出前述容器半成品時，前述兩殼體向彼此遠離的方向相對移動，以便能夠進行該輸入輸出。
本發(fā)明的DLC制膜裝置，在輸送線中，作為每次以一定的單位個數(shù)收納間歇地送來的前述容器半成品、并在其表面上實施DLC涂層的真空腔，是通過使第一和第二殼體隔著前述輸送線彼此合體而形成的，所以，在隨著工件的輸送而輸入輸出容器半成品時，兩殼體向彼此遠離的方向相對移動。
接著，各殼體合體而以一定的單位個數(shù)收納容器半成品，將腔內(nèi)減壓而導入原料氣體并在電極間外加高頻電壓時，在工件內(nèi)面上形成DLC覆膜。
然后，若在制膜完成的時刻使殼體遠離而輸送工件，則在輸出形成有DLC覆膜的容器半成品的同時，輸入后續(xù)的未處理容器半成品，反復進行這一動作而實施DLC覆膜的制膜處理。
這樣，通過開閉殼體，從而在間歇地送來的單位個數(shù)的容器半成品上同時形成DLC覆膜，所以，只要將該單位個數(shù)設成與利用真空成型/壓力成型一次形成的個數(shù)相同的個數(shù)，便可以與真空成型/壓力成型同步地以相同的生產(chǎn)效率在線上制作DLC覆膜。
另外，僅通過開閉殼體，而并不設置特別的輸入輸出裝置便能相對于腔內(nèi)輸入輸出容器半成品，能夠高效地實施DLC制膜處理。
進而，在各殼體的合體部位上設置有能夠?qū)⑶粌?nèi)保持為0.5～5000Pa的真空度的密封件，所以即使為了實施DLC涂層而減壓，也不會在腔內(nèi)產(chǎn)生漏氣。


圖1是表示本發(fā)明的DLC制膜裝置的一例的說明圖。
圖2是表示其動作的說明圖。
圖3是表示其動作的說明圖。
圖4是表示密封件的安裝狀態(tài)的說明圖。
圖5是放大并示意性表示密封件的變形狀態(tài)的說明圖。
圖6是表示密封件的變形狀態(tài)的主視圖。
圖7是表示各閥的開閉順序的說明圖。
附圖標記說明1 DLC制膜裝置S 塑料片材W 工件3 容器半成品4 真空成型機11真空腔11A、11B 殼體13高頻電極17接地電極18減壓裝置20真空泵單元21預壓罐30控制裝置32密封件具體實施方式
在本例中，為了實現(xiàn)下述目的，即，能夠裝入到對在呈帶狀連續(xù)的容器成型用塑料片材上以既定間隔成型有容器半成品的工件進行間歇輸送的輸送線中，不使用任何特別的輸入輸出機構便能夠在線上在容器半成品的表面上制作DLC覆膜，這樣就采用了如下構成在該輸送線上設置有真空腔，所述真空腔每次以一定的單位個數(shù)收納間歇地送來的前述容器半成品，并在其表面上實施DLC涂層，該真空腔通過使設有DLC涂層用的高頻電極的第一殼體和設有接地電極的第二殼體隔著前述輸送線彼此合體而形成，并且，在該合體部位上附設有能夠?qū)⑶粌?nèi)保持為0.5～5000Pa的真空度的密封件，在輸入輸出容器半成品時，兩殼體向彼此遠離的方向相對移動，以便能夠進行該輸入輸出。
圖1是表示本發(fā)明的DLC制膜裝置的一例的說明圖。圖2和圖3是表示其動作的說明圖。圖4是表示密封件的安裝狀態(tài)的說明圖。圖5是放大并示意性表示密封件的變形狀態(tài)的說明圖。圖6是表示密封件的變形狀態(tài)的主視圖。圖7是表示各閥的開閉順序的說明圖。
實施例1圖1～圖3所示的DLC制膜裝置1是在間歇地輸送工件W的輸送線上在容器半成品3...的表面上形成DLC覆膜的裝置，所述工件W在呈帶狀連續(xù)的容器成型用塑料片材S上以既定間隔成型有容器半成品3...，所以，在本例中，該裝置裝入并設置在醬料容器等杯狀塑料制食品用器的生產(chǎn)線中。
該生產(chǎn)線上依次設置有在從原料滾筒2退繞出來的呈帶狀連續(xù)的容器成型用塑料片材S上以既定間隔形成容器半成品3...的真空成型機4、相對于形成有容器半成品3...的工件W在容器半成品3的內(nèi)面上形成DLC覆膜的DLC制膜裝置、和從塑料片材S將形成有DLC覆膜的容器半成品3...切分成各個容器5的裁斷機6，一邊間歇地輸送前述工件W，一邊在塑料片材S以及與其連續(xù)的工件W停止期間，同時進行真空成型處理、DLC制膜處理、裁斷處理。
真空成型機4具有對用加熱器(未圖示)預熱了的塑料片材S進行夾持的上下一對真空成型用模具4A以及4B，在上方的模具4A上，例如以5×7的矩陣形狀形成有35個容器形狀的型腔7，并且，連接著將各型腔7...內(nèi)減壓而真空成型容器半成品3...的真空泵8。
由此，從真空成型機4輸出工件W，所述工件W以向該塑料片材S上方突出的方式按既定間隔形成有內(nèi)面朝下的容器半成品3...。
另外，在本例中，從將上下的模具4A和4B合模而夾持塑料片材S起直到形成容器半成品3...為止的間隔時間例如設定為大約15秒左右。因此，塑料片材S每大約15秒便被間歇地輸送出來，從而以35個的單位個數(shù)分組成型容器半成品3...并送出。
DLC制膜裝置1在工件W的輸送線上設置有真空腔11，所述真空腔11每次以一定的單位個數(shù)(本例中是35個)收納間歇地送來的容器半成品3...，并在其內(nèi)面(表面)上實施DLC涂層，該真空腔11通過隔著工件W的輸送線將配置在其上方的上殼體(第一殼體)11A和配置在其下方的下殼體(第二殼體)11B合體而形成，并且，在合體部位上附設有能夠?qū)⑶?1內(nèi)保持為0.5～5000Pa的真空度的密封件32。
另外，在輸入輸出容器半成品3時，兩殼體11A及11B向彼此遠離的方向相對移動以便能夠進行該輸入輸出，在本例中，配置在上方的上殼體11A借助液壓缸12向與工件1的輸送方向大致正交的方向升降。
在上殼體11A中，配置有與收納在腔11內(nèi)的容器半成品3...的外面?zhèn)葘χ玫暮行透哳l電極13，并且，在該高頻電極13上經(jīng)由匹配器15連接著高頻電源14，在高頻電極13內(nèi)以位于各容器半成品3...附近的方式配置有永久磁鐵16。
另外，在下殼體11B中，配置有與收納在腔11內(nèi)的容器半成品3...的內(nèi)面?zhèn)葘χ玫钠桨鍫罱拥仉姌O17，并且，在各殼體11A及11B合體時，連接能將腔11內(nèi)減壓到0.5～5000Pa的減壓裝置18，在本例中，將到達真空度設為0.5～15Pa。
這里，之所以設成0.5～5000Pa是因為，如果不足0.5Pa，則不得不使用特殊且昂貴的泵作為后述的真空泵單元20，而如果為5000Pa以上，則難以形成DLC覆膜。進而，0.5～15Pa之所以優(yōu)選是因為，即便用比較廉價的真空泵單元20也能在短時間內(nèi)達到，DLC覆膜也能在短時間內(nèi)形成到既定的厚度。
減壓裝置18具備真空泵單元20和預先維持減壓狀態(tài)的預壓罐21，分別經(jīng)由三通分支配管22連接到殼體11B上，在各分支管22A～22C上加裝有開閉閥23A～23C。
真空泵單元20具備機械升壓機24和連接在其下游的油旋轉(zhuǎn)真空泵25，設置成能夠達到數(shù)Pa左右的真空度。
預壓罐21是用于將大氣壓(100000Pa)的腔11瞬間減壓到真空泵單元20高效動作的5000Pa以下的裝置，相對于腔11的容積比與壓力比相對應地設定為20倍以上200倍以下，在本例中，相對于腔11的容積0.1m3來說，設定為25倍的2.5m3若容積比不足20倍，則不能將大氣壓的腔11減壓到5000Pa以下，而若超過200倍，則容積變得過大，不僅會導致設備費用增加，還由于在將預壓罐21減壓的情況下需要大容量泵，而在作業(yè)效率方面也不理想。
另外，在下殼體11B上，經(jīng)由加裝有開閉閥26的原料氣體導入管27而連接原料氣體供給罐28，并且，設置有在結束制膜處理后使腔11內(nèi)瞬間恢復到大氣壓的放氣閥29。
并且，對于前述各閥23A～23C、26、29、使上殼體11A升降的液壓缸12、及對高頻電極13外加高頻電壓的匹配器15，它們各自的動作將通過輸入有工件W的輸送機構(未圖示)的定時信號的控制裝置30得到控制。
進而，在下殼體11B的與上殼體11A合體的開口端面(合體部位)31上，如圖5所示，沿其整周形成有方形槽33，該方形槽33用于安裝能夠?qū)⑶?1內(nèi)保持為0.5～5000Pa的真空度的密封件32。
密封件32的底面32a的截面形成為能無間隙地鑲嵌在前述方形槽33中的方形，并且，在安裝于方形槽33中的狀態(tài)下突出的末端部分32b的截面形成為半圓形、半橢圓形、山形或者方形。
并且，如圖6所示，在將殼體11A和11B封閉并將真空腔11內(nèi)減壓時，密封件32被上殼體11A壓扁而變形，并且變形到即便在夾著工件W的狀態(tài)下也不會產(chǎn)生間隙的程度，從而能夠保持腔11內(nèi)氣密。
根據(jù)發(fā)明人的實驗可知，如果使用具有圖示的上述截面形狀并且橡膠硬度為10以上30以下(硬度計類型A)的密封件32，則能達到0.5～15Pa。
以上是本發(fā)明的一個構成例，下面對其作用進行說明。
從原料滾筒2退繞出塑料片材S，以大約15秒的間隔間歇地輸送，將借助真空成型機4而成型有容器半成品3...的工件W依次送到DLC制膜裝置1。
在DLC制膜裝置1中，借助真空泵單元20而將預壓罐21減壓到數(shù)百Pa左右，打開DLC制膜裝置1的上殼體11A，直到容器半成品3...被從真空成型機4送過來。
接著，基于工件W停止時輸出的定時信號，借助控制裝置30使液壓缸12伸長，使殼體11A和11B合體(參照圖2)。
此時，安裝在殼體11B上的密封件32被上殼體11A壓扁，在夾著工件W的平坦部分的狀態(tài)下變形成不會產(chǎn)生間隙的程度，將腔11內(nèi)維持成氣密(參照圖5、圖6)。
在該狀態(tài)下，如圖7(a)所示，打開閥23A和23B而使腔11與預壓罐21連通后，由于其壓力差，腔11內(nèi)瞬間減壓到5000Pa以下。
接著，如圖7(b)所示，關閉閥23B而打開閥23A以及23C并將腔11與起動著的真空泵單元20連通后，腔11內(nèi)在數(shù)秒間便被減壓到0.5～15Pa以下，在該時刻關閉閥23A。
然后，如圖7(c)所示，打開閥26而從原料氣體供給罐28供給必要量的原料氣體，并且由高頻電源14外加既定的高頻電壓時，在電極13、17之間產(chǎn)生等離子。
由于形成在塑料片材S上的工件W是絕緣物，所以因其表面上感應形成的自偏壓而帶上負電，集中在等離子中的高密度離子被向帶負電的塑料片材S加速，具有高速高能量的離子受到由永久磁鐵16形成的磁場引導，從工件W的下表面?zhèn)认蛉萜靼氤善?的內(nèi)面以大致直角碰撞，在容器半成品3的整個內(nèi)面上形成均勻的DLC覆膜。
另外，在該期間，將閥23B以及閥23C打開，借助真空泵單元20排出預壓罐21內(nèi)的空氣，將預壓罐21減壓到數(shù)百Pa左右。
這樣，在結束制膜處理的時刻，如圖7(d)所示，若打開放氣閥29，則腔11內(nèi)瞬間恢復到大氣壓，所以如圖2所示，使液壓缸12收縮而使上殼體11A遠離，從而打開腔11，一邊輸送塑料片材S一邊將完成了DLC覆膜的制膜處理的容器半成品3...輸出并向裁斷機6輸送，同時，將后續(xù)的未處理的容器半成品3...輸入，只要反復進行上述流程，便可與真空成型器4的成型處理同步地實施容器半成品3...的DLC覆膜的制膜處理。
另外，配置在DLC制膜裝置1下游的裁斷機6也可以與這些同步地運行，所以在容器5的生產(chǎn)線中，真空成型機4的成型處理、DLC制膜裝置1的DLC制膜裝置、裁斷機6的裁斷處理成型效率均可以同步，從而可在不降低容器5的生產(chǎn)效率的情況下，對各容器5涂敷DLC覆膜。
另外，在上述發(fā)明中，對通過真空成型在塑料片材S上成型容器半成品3...的情況進行了說明，但借助壓力成型進行成型的情況也是一樣的。
工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明能夠用于一邊間歇地輸送在長度方向上連續(xù)的塑料片材、一邊在線上向以既定間隔形成在該塑料片材上的容器半成品的內(nèi)面形成DLC覆膜。
權利要求
1.一種DLC制膜裝置，用于在間歇地輸送工件的輸送線中在容器半成品的表面上形成DLC覆膜，所述工件在呈帶狀連續(xù)的容器成型用塑料片材上以既定間隔成型有所述容器半成品，其特征在于，在所述輸送線中設置有真空腔，所述真空腔每次按一定的單位個數(shù)收納間歇地送來的所述容器半成品并在其表面上實施DLC涂層，該真空腔通過使設有DLC涂層用的高頻電極的第一殼體、和設有接地電極的第二殼體隔著所述輸送線彼此合體而形成，并且，在該合體部位附設有能夠?qū)⑶粌?nèi)保持為0.5～5000Pa的真空度的密封件，在相對于該真空腔輸入輸出所述容器半成品時，所述兩殼體向彼此遠離的方向相對移動，以便能夠進行該輸入輸出。
2.如權利要求1所述的DLC制膜裝置，其特征在于，在容器半成品的內(nèi)面上形成DLC覆膜的情況下，所述高頻電極形成為將容器半成品包圍的盒型。
3.如權利要求2所述的DLC制膜裝置，其特征在于，在所述高頻電極內(nèi)，以位于被收納在所述真空腔中的容器半成品附近的方式配置有永久磁鐵。
4.如權利要求1所述的DLC制膜裝置，其特征在于，在所述殼體中的一個上，連接著將腔內(nèi)減壓到0.5～5000Pa的減壓裝置，并且，連接著原料氣體導入管。
5.如權利要求4所述的DLC制膜裝置，其特征在于，所述減壓裝置具備經(jīng)由配管而與所述腔連接的真空泵單元、和預先維持在減壓狀態(tài)下的預壓罐，該DLC制膜裝置具備控制裝置，對加裝在所述配管上的閥進行開閉控制，使得在將所述各殼體合體而收納單位個數(shù)的容器半成品時，使所述腔與預壓罐連接，以便借助與預壓罐之間的壓力差對所述腔內(nèi)進行預減壓，在預減壓結束后，將所述腔與真空泵單元連接。
6.如權利要求1所述的DLC制膜裝置，其特征在于，所述密封件的底面部分的截面形成為能夠無間隙地鑲嵌在形成于一個殼體的方形槽中的方形，同時，從方形槽突出的末端部分的截面形成為半圓形、半橢圓形、山形或者方形。
7.如權利要求1或6所述的DLC制膜裝置，其特征在于，所述密封件的橡膠硬度設計成，使得在將所述真空腔內(nèi)減壓時其真空度能夠達到0.5～15Pa。
8.如權利要求1或6所述的DLC制膜裝置，其特征在于，所述密封件由橡膠硬度為30(硬度計類型A)以下的合成橡膠形成。
9.如權利要求1所述的DLC制膜裝置，其特征在于，與從配置在所述工件輸送路徑上游的真空或者壓力成型機輸出的工件的輸送定時同步，在數(shù)量與由所述成型機同時成型的容器半成品相同的容器半成品上形成DLC覆膜。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于在呈帶狀連續(xù)的容器成型用塑料片材上成型有容器半成品的工件的輸送線中，不使用特別的輸入輸出機構便能夠在線上在間歇地送來的容器半成品的表面上制作DLC覆膜。隔著工件(W)的輸送線而配置在其上方的上殼體(11A)和配置在下方的下殼體(11B)合體而構成真空腔(11)，所述真空腔每次按一定的單位個數(shù)收納間歇地送來的容器半成品(3...)，并在其表面上實施DLC涂層，在該合體部位上附設有能夠?qū)⑶?11)內(nèi)保持為0.5～5000Pa的真空度的密封件(32)，并且，在相對于該真空腔(11)輸入輸出容器半成品(3...)時，兩殼體(11A、11B)向彼此遠離的方向相對移動，以便能夠進行該輸入輸出。
文檔編號C23C16/50GK1993493SQ20058002157
公開日2007年7月4日 申請日期2005年9月5日 優(yōu)先權日2005年9月5日
發(fā)明者內(nèi)富男, 蔡少步 申請人:福來技術公司