專利名稱：阻擋膜形成用內(nèi)部電極以及成膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極以及成膜裝置，例如用于在樹(shù)脂等的容器等中形成具有氣障性的阻擋膜。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為塑料容器之一，例如PET瓶，為了防止從外部的氧的透過(guò)，從內(nèi)部(例如碳酸飲料)的二氧化碳的透過(guò)，嘗試在其內(nèi)表面涂布例如DLC(類金剛石)等的硬質(zhì)的碳膜，提出各種成膜裝置(專利文獻(xiàn)1、2、3)。
在此，作為在使用高頻等離子體CVD的塑料容器中形成碳膜的裝置，參照?qǐng)D9說(shuō)明在容器的內(nèi)部進(jìn)行涂布的、作為基礎(chǔ)發(fā)明的上述專利文獻(xiàn)3所述的裝置。
圖9所示的成膜裝置，在具有口部11的塑料容器12的內(nèi)表面通過(guò)放電等離子體實(shí)施成膜，具有外部電極13，具有包圍塑料容器12外周的大小、由外部上部電極13-1和外部下部電極13-2構(gòu)成；排氣管14，通過(guò)絕緣部件26安裝在具有上述口部11一側(cè)的上述外部電極13的端面上；內(nèi)部電極17，從上述排氣管14側(cè)以上述塑料容器12的長(zhǎng)邊的大致全長(zhǎng)插入上述外部電極13內(nèi)的上述塑料容器12內(nèi)，與接地側(cè)連接，并穿設(shè)有用于噴出介質(zhì)氣體G的氣體噴出口16；未圖示的排氣裝置，安裝在上述排氣管14上；未圖示的氣體供給裝置，用于向上述內(nèi)部電極17供給介質(zhì)氣體G；和與上述外部電極13連接的高頻電源18。
在此，上述外部電極13設(shè)于在上下端具有凸緣21a、21b的圓筒狀的腔室22內(nèi)，該圓筒狀的腔室22載置在圓環(huán)狀基臺(tái)23上。此外，圓板狀的絕緣板24配置在上述圓環(huán)狀基臺(tái)23和上述外部下部電極13-2的底部側(cè)之間。在上述內(nèi)部電極17的氣體噴出口16的前端設(shè)置圓筒狀的絕緣部件20，從而可以防止局部的等離子體集中。
對(duì)使用這種構(gòu)成的裝置向瓶子涂布碳膜的方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，向外部電極13內(nèi)插入塑料容器12，通過(guò)排氣管14排出內(nèi)部的氣體。在到達(dá)規(guī)定的真空度(代表值10-1～10-5Torr)后，例如以10～200mL/min的流量向內(nèi)部電極17供給介質(zhì)氣體G，進(jìn)而通過(guò)內(nèi)部電極17的氣體噴出口16向塑料容器12內(nèi)噴出。作為該介質(zhì)氣體G例如有苯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷等的脂肪族烴類、芳香族烴類、含氧烴類、含氮烴類。上述塑料容器12內(nèi)的壓力根據(jù)氣體供給量和排氣量的平衡例如設(shè)定為2×10-1～1×10-2Torr。其后，從高頻電源18通過(guò)耦合器36和RF輸入端子35向外部電極13施加50～2000W的高頻電力。
通過(guò)向外部電極13施加這種高頻電力，在上述外部電極13和內(nèi)部電極17之間產(chǎn)生等離子體。此時(shí)，由于塑料容器12幾乎沒(méi)有間隙地收容在外部電極13內(nèi)，因而等離子體在塑料容器12內(nèi)產(chǎn)生。上述介質(zhì)氣體G由上述等離子體離解，或者進(jìn)而離子化，生成用于形成碳膜的成膜種(film forming species)，該成膜種堆積在上述容器12內(nèi)表面，形成碳膜。碳膜形成至規(guī)定的膜厚后，停止高頻電力的施加，停止介質(zhì)氣體的供給，排出殘留氣體，向外部電極13內(nèi)供給氮?dú)?、稀有氣體或者空氣等，使該空間內(nèi)恢復(fù)成大氣壓。此后，將上述塑料容器12從外部電極13取出。在該方法中，將碳膜厚度成膜至20～30nm需要2～3秒時(shí)間。
專利文獻(xiàn)1 特開(kāi)平8-53116號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特許第2788412號(hào)公報(bào)(特開(kāi)平8-53117號(hào)公報(bào))專利文獻(xiàn)3 特開(kāi)2003-286571號(hào)公報(bào)然而，在上述成膜裝置中，設(shè)置在內(nèi)部電極的氣體噴出口16處的絕緣部件20是圓筒狀的部件，因而長(zhǎng)期成膜期間的熱膨脹率的不同所導(dǎo)致的熱應(yīng)力可能引起破損或者落下。
絕緣部件20的破損和落下，引起絕緣功能喪失所導(dǎo)致的等離子體的集中，例如在等離子體容器等連續(xù)生產(chǎn)的情況下，需要暫時(shí)停止制造系統(tǒng)，因而導(dǎo)致制造效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題，目的在于提供一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極以及成膜裝置，可以防止成膜裝置中內(nèi)部電極的絕緣部件的落下，始終可以穩(wěn)定地形成容器的阻擋膜。
用于解決上述問(wèn)題，達(dá)成發(fā)明目的的本發(fā)明的第一發(fā)明，在于一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路；和絕緣部件，平齊地螺合于上述氣體供給管的端部，并具有與上述氣體流路連通的氣體噴出口。
第二發(fā)明，在第一發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，在上述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
第三發(fā)明，在第二發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，上述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
第四發(fā)明，在于一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路；和絕緣部件，通過(guò)粘結(jié)劑一體設(shè)置在形成于上述氣體供給管端部的凹部?jī)?nèi)，并具有與上述氣體流路連通的氣體噴出口。
第五發(fā)明，在第四發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，對(duì)上述凹部的前端進(jìn)行斂縫。
第六發(fā)明，在第四發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，在上述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
第七發(fā)明，在第六發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，上述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
第八發(fā)明，在于一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路；和絕緣部件，具有嵌合于在上述氣體供給管端部形成的凹部?jī)?nèi)的膨出部，并具有與上述氣體流路連通的氣體噴出口。
第九發(fā)明，在第八發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，對(duì)上述凹部的前端進(jìn)行斂縫。
第十發(fā)明，在第八發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，在上述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
第十一發(fā)明，在第十發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，上述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
第十二發(fā)明，在于一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路，前端部為凸部；內(nèi)部為中空的冒部件，其以側(cè)面平齊的方式螺合于上述凸部上，并在端面的中心部具有開(kāi)口；和絕緣部件，扣合在上述冒部件的開(kāi)口的臺(tái)階部上，并與冒部件的內(nèi)表面螺合，具有與上述氣體流路連通的氣體噴出口。
第十三發(fā)明，在第十二發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，在上述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
第十四發(fā)明，在第十三發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，上述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
第十五發(fā)明，在于一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路，其前端部設(shè)有具有軸向較長(zhǎng)的空間的凹部；絕緣部件，螺合于上述氣體供給管的凹部的內(nèi)表面，并具有與上述氣體流路連通的氣體噴出口；和實(shí)心的冒部件，以側(cè)面平齊的方式通過(guò)螺合部螺合于上述凹部，并且在與上述絕緣部件的氣體噴出口的外周嵌合的軸向上形成孔。
第十六發(fā)明，在第十五發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，在上述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
第十七發(fā)明，在第十六發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，上述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
第十八發(fā)明，在于一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，在上述內(nèi)部電極上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
第十九發(fā)明，在第十八發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，在上述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
第二十發(fā)明，在第十九發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，上述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
第二十一發(fā)明，在第一、第十二或者第十五發(fā)明的任意一項(xiàng)所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，設(shè)有用于密封上述螺合部分的密封部件。
第二十二發(fā)明，在第一、第四、第八、第十二、第十五或第十八發(fā)明的任意一項(xiàng)所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極中，其特征在于，上述氣體供給管為金屬制。
第二十三發(fā)明在于一種成膜裝置，其特征在于，具有第一、第四、第八、第十二、第十五或第十八發(fā)明的任意一項(xiàng)所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜。
第二十四發(fā)明在于一種成膜裝置，在具有口部的塑料容器的內(nèi)表面通過(guò)放電等離子體實(shí)施阻擋膜，其特征在于，具有外部電極，具有包圍塑料容器外周的大小；排氣管，通過(guò)絕緣部件安裝在具有上述口部一側(cè)的上述外部電極的端面；第一、第四、第八、第十二、第十五或第十八發(fā)明的任意一項(xiàng)所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，從上述排氣管側(cè)以上述塑料容器長(zhǎng)邊的大致全長(zhǎng)插入上述外部電極內(nèi)的上述塑料容器內(nèi)，并與接地側(cè)連接；排氣裝置，安裝在上述排氣管上；氣體供給裝置，向上述內(nèi)部電極供給介質(zhì)氣體；和高頻電源，與上述外部電極連接。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在塑料容器等的內(nèi)表面形成阻擋膜時(shí)，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地進(jìn)行成膜。由此，可以長(zhǎng)期維持成膜質(zhì)量而形成塑料容器內(nèi)表面的氣體阻擋膜。


圖1是第一實(shí)施例的成膜裝置的概略圖。
圖2是第一實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略圖。
圖3是第二實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略圖。
圖4是第三實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略圖。
圖5是第四實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略圖。
圖6是第五實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略圖。
圖7是第六實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略圖。
圖8是第七實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略圖。
圖9是現(xiàn)有技術(shù)的成膜裝置的概略圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明100-1～100-7內(nèi)部電極101氣體供給管102氣體噴出口103絕緣部件104外螺紋部105粘結(jié)劑106冒部件120密封部131等離子體發(fā)生部11口部12塑料容器13外部電極14排氣管16氣體噴出口17內(nèi)部電極18高頻電源G介質(zhì)氣體具體實(shí)施方式
以下參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。但是本發(fā)明不由該實(shí)施例限定。而且下述實(shí)施例中的構(gòu)成要素包括本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的要素，或者實(shí)質(zhì)上相同的要素。
實(shí)施例1圖2表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略。如圖2所示，本實(shí)施例的內(nèi)部電極100-1，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其中，設(shè)有氣體供給管101，具有用于供給介質(zhì)氣體G的氣體流路101a；和絕緣部件103，平齊地螺合于上述氣體供給管101的端部，并具有與上述氣體流路101a連通的氣體噴出口102。
由于上述氣體噴出口102為絕緣材料，可以防止局部的等離子體的集中。
在此，作為上述絕緣部件103的材料，可以例舉氟類樹(shù)脂、PEEK、聚酰胺等具有耐熱性的材料、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化硅等導(dǎo)熱率、抗熱沖擊性高的材料。
此外，由于內(nèi)部電極形狀整體不具有突出部分，因而可以防止局部的等離子體集中。
上述氣體供給管101為金屬制，在該金屬制的氣體供給管101內(nèi)形成內(nèi)螺紋部101b，并在絕緣部件103上形成外螺紋部104，通過(guò)使兩者螺合，構(gòu)成提高密封性的構(gòu)造。另外，通過(guò)在螺合部上設(shè)置密封部120，可以進(jìn)一步提高密封性。
在此，作為上述密封部120的材料，可以例示特氟隆(注冊(cè)商標(biāo))制的膠帶。
另外，為了在反復(fù)進(jìn)行熱膨脹時(shí)也能維持螺合性，使構(gòu)成上述螺合部的內(nèi)螺紋部101b形成隨著縱深走向逐漸擴(kuò)展的打開(kāi)扇形形狀，也可以使螺合的外螺紋部104為截面錐狀。
由此，即使長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以在塑料容器內(nèi)表面形成穩(wěn)定的阻擋膜。
從而可以提高內(nèi)部電極部件的耐久性，提高其維護(hù)性。
在此，作為上述容器，例如可以舉出食品用、醫(yī)藥品用容器的塑料容器。作為對(duì)于容器以外的物品的用途，對(duì)薄膜等形成氣體阻擋膜也是有效的。此外，也可以適用于汽油罐等用于填充燃料的容器等。
在此，作為上述塑料，可以列舉聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯等聚酯膜，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等聚烯膜，聚苯乙烯膜，聚酰胺膜，聚碳酸酯膜，聚丙烯腈膜等公知的材料。
在此，在本發(fā)明中，上述氣體阻擋膜是指，形成在基材的表面，并且具有不透氣性的膜。作為氣體阻擋膜，例如有非晶質(zhì)碳膜等的碳膜、硅膜等膜。
在此，所述非晶質(zhì)碳膜是指，具有金剛石(碳原子的結(jié)合為Sp3結(jié)合)和石墨(碳原子的結(jié)合為Sp2結(jié)合)的中間形態(tài)的非晶質(zhì)狀的構(gòu)造的碳膜，包括硬質(zhì)的碳膜和軟質(zhì)的碳膜。此外，在上述硬質(zhì)的碳膜中包含以Sp3結(jié)合為主體的非晶質(zhì)的DLC(類金剛石)膜。
作為這種非晶質(zhì)碳膜的制造方法，例如可以使用CVD法、熱CVD法、等離子體CVD法等為代表的公知的化學(xué)氣相淀積(Chemical VaporDepositionCVD)。
此外，例如可以使用反應(yīng)性濺射法、離子鍍法、電弧蒸鍍法、離子蒸鍍法、等離子體離子注入法等為代表的公知的物理氣相成膜法(Physical Vapor DepositionPVD)。
本發(fā)明的效果，相比使用上述PVD法，使用CVD法將更好地發(fā)揮。這是因?yàn)?，通過(guò)上述CVD法制造的膜，在非晶質(zhì)膜中較多含有不飽和鍵。
在此，作為上述介質(zhì)氣體，主要使用烴，例如可以使用甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等烷烴類，乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、丁二烯等烯烴類，乙炔等炔烴類，苯、甲苯、二甲苯、茚、萘、菲等芳香烴類，環(huán)丙烷、環(huán)己烷等環(huán)烷烴類，環(huán)戊烯、環(huán)己烯等環(huán)烯烴類等，也可以使用其他的一氧化碳。由此，例如可以涂布用于防止來(lái)自填充于容器的例如碳酸水的二氧化碳透過(guò)的非晶質(zhì)碳膜。此外，也可以是非晶質(zhì)碳膜具有傾斜功能的膜。
在使用PVD法時(shí)，也可以使用固體蒸發(fā)源。
以下，對(duì)具有本發(fā)明的內(nèi)部電極的用于形成非晶質(zhì)碳膜的成膜裝置的一例參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本實(shí)施方式的成膜裝置的示意圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的成膜裝置，在具有口部11的塑料容器12的內(nèi)表面通過(guò)放電等離子體實(shí)施成膜，具有外部電極13，具有包圍塑料容器12的外周的大?。慌艢夤?4，通過(guò)絕緣部件安裝在具有上述口部11一側(cè)的上述外部電極13的端面上；如圖2所示的內(nèi)部電極100-1，從上述排氣管14側(cè)以上述塑料容器12的長(zhǎng)邊的大致全長(zhǎng)插入上述外部電極13內(nèi)的上述塑料容器12內(nèi)，與接地側(cè)連接，并與具有用于噴出介質(zhì)氣體G的氣體噴出口102的絕緣部件103螺合；未圖示的排氣裝置，安裝在上述排氣管14上；未圖示的氣體供給裝置，用于向上述內(nèi)部電極100-1供給介質(zhì)氣體G；和與上述外部電極13連接的高頻電源18。
在此，上述外部電極13設(shè)于由上下端具有凸緣21a、21b的圓筒狀的腔室(上部)22-1以及腔室(下部)22-2構(gòu)成的圓筒狀的腔室22內(nèi)，該圓筒狀的腔室22載置在圓環(huán)狀基臺(tái)23上。上述圓筒狀的腔室22與上述外部電極13可以分割成上部側(cè)和下部側(cè)，并可裝卸地安裝。此外，圓板狀的絕緣板24配置在上述基臺(tái)23和上述外部下部電極13-2的底部側(cè)之間。
在上述圓筒狀的腔室22的分割部和外部電極13的分割部上夾設(shè)導(dǎo)電接插件41和真空密封件(O環(huán))42。為了將塑料容器12收容于外部電極13內(nèi)，使分割部可以一體上下移動(dòng)。
此外，在本實(shí)施例中，由電介質(zhì)材料構(gòu)成的圓柱狀的隔離體25配置在外部上部電極13-1的內(nèi)側(cè)，該隔離體25具有組合與插入內(nèi)部的塑料容器12的口部和肩部對(duì)應(yīng)的圓柱和圓臺(tái)的形狀。上述圓柱狀的隔離體25通過(guò)形成在其上載置的環(huán)狀絕緣部件26上的螺紋(未圖示)而固定。這樣，通過(guò)將圓柱狀的隔離體25插入固定在上述外部電極13的上部，從上述外部電極13的底部側(cè)插入上述塑料容器12時(shí)，該塑料容器12的口部和肩部位于上述圓柱狀的隔離體25的空心部?jī)?nèi)，并且除此以外的塑料容器12的外周位于上述外部電極13的內(nèi)面。
作為構(gòu)成上述圓柱狀的隔離體25的電介質(zhì)材料，例如有塑料或者陶瓷。作為塑料可以使用各種材料，但是優(yōu)選高頻損失較低、耐熱性優(yōu)良的四氟乙烯等氟類樹(shù)脂。作為陶瓷，優(yōu)選高頻損失較低的氧化鋁、凍石、或者機(jī)械加工性高的マコ一ル(注冊(cè)商標(biāo))。
在上下具有凸緣31a、31b的排氣管14，載置在上述腔室22的上部凸緣21a和上述環(huán)狀的絕緣部件26的上表面。32安裝在上述排氣管14的上部凸緣31a上。
用于輸出高頻電力的高頻電源18通過(guò)電纜34和供電端子35與上述外部電極13連接。耦合器36夾設(shè)在上述高頻電源18和上述供電端子35之間的上述電纜34上。
內(nèi)部電極100-1在插入上述外部電極13和圓板狀的隔離體25內(nèi)的塑料容器12內(nèi)以該容器長(zhǎng)邊方向的大致全長(zhǎng)配置，其上端兼用作位于上述塑料容器12的口部11的上述氣體供給管。氣體供給管兼用作接地端子。
氣體噴出孔以與上述氣體流路101a連通的方式在上述內(nèi)部電極100-1的下部側(cè)壁開(kāi)口。此時(shí)，優(yōu)選氣體噴出孔從上述內(nèi)部電極100-1的底部在插入上述塑料容器12內(nèi)長(zhǎng)度的25％的范圍內(nèi)的側(cè)面區(qū)域開(kāi)口。上述內(nèi)部電極100-1的直徑為塑料容器的開(kāi)口直徑以下，其長(zhǎng)度為在塑料容器12的長(zhǎng)度方向的大致全長(zhǎng)的范圍內(nèi)可以插入的長(zhǎng)度。
上述內(nèi)部電極100-1利用例如鎢、不銹鋼等具有耐熱性的金屬材料制造，但是也可以由鋁制造。此外，內(nèi)部電極100-1的表面如果平滑，則擔(dān)心堆積在該內(nèi)部電極100-1表面的碳膜容易剝離。因此，優(yōu)選預(yù)先對(duì)內(nèi)部電極的表面進(jìn)行噴砂處理，提高表面粗糙度，從而使堆積在表面的碳膜難以剝離。
接著，對(duì)使用上述成膜裝置在內(nèi)表面覆蓋非晶質(zhì)碳膜的塑料容器的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)未圖示的推桿對(duì)上部電極和腔室進(jìn)行分割，開(kāi)放內(nèi)部。接著，將塑料容器12插入開(kāi)放的外部電極13內(nèi)后，通過(guò)未圖示的推桿使外部電極和腔室復(fù)位。此時(shí)，上述塑料容器12通過(guò)其口部與排氣管14連通。
接著，利用未圖示的排氣裝置經(jīng)過(guò)排氣管14排出上述排氣管14和上述塑料容器12內(nèi)外的氣體。將介質(zhì)氣體G供給于內(nèi)部電極100-1的氣體流路101a，從該內(nèi)部電極100-1的氣體噴出口102向塑料容器12內(nèi)噴出。該介質(zhì)氣體G進(jìn)而朝向塑料容器12的口部11流動(dòng)。接著，取得氣體供給量和氣體排出量的平衡，將上述塑料容器12內(nèi)設(shè)定為規(guī)定的氣體壓力。
接著，從高頻電源18通過(guò)電纜34、耦合器36和供電端子35向上述外部電極13供給高頻電力。此時(shí)，在上述外部電極13(實(shí)質(zhì)上為上述塑料容器內(nèi)表面)和接地的上述內(nèi)部電極100-1之間生成放電等離子體。通過(guò)該放電等離子體離解介質(zhì)氣體G，生成的成膜種堆積在上述塑料容器12內(nèi)表面，形成非晶質(zhì)碳膜。
上述非晶質(zhì)碳膜的膜厚到達(dá)規(guī)定的厚度后，停止從上述高頻電源18的高頻電力的供給，停止供給介質(zhì)氣體G，進(jìn)行殘留氣體的排氣，停止氣體的排氣。該停止后，通過(guò)內(nèi)部電極100-1的氣體流路101a的氣體噴出口102或者排氣管14向塑料容器12內(nèi)供給氮?dú)狻⑾∮袣怏w或者空氣等，使該塑料容器12內(nèi)外恢復(fù)大氣壓力，取出內(nèi)表面覆碳膜塑料容器。其后，根據(jù)上述順序更換塑料容器，進(jìn)入下一個(gè)塑料容器的涂覆操作。
本實(shí)施例的內(nèi)部電極100-1，由于在氣體供給管101上螺合絕緣部件103，因而可以進(jìn)行成膜且長(zhǎng)期也不會(huì)落下。
實(shí)施例2接著，對(duì)本發(fā)明的其他實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。由于成膜裝置與圖1所示的裝置相同，因而在以下實(shí)施例的說(shuō)明中省略對(duì)成膜裝置的說(shuō)明。
在圖3表示本發(fā)明第二實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略。如圖3所示，本實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極100-2，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，設(shè)有氣體供給管101，具有用于供給介質(zhì)氣體G的氣體流路101a；和絕緣部件103，通過(guò)粘結(jié)劑105一體設(shè)置在形成于上述氣體供給管端部的凹部101c內(nèi)，并具有與上述氣體流路101a連通的氣體噴出口102。
此外，通過(guò)對(duì)構(gòu)成凹部101c的筒部的開(kāi)放側(cè)前端101d側(cè)進(jìn)行斂縫，可以環(huán)抱粘結(jié)劑105，防止與粘結(jié)劑105形成一體的絕緣部件103的落下。
在進(jìn)行上述斂縫時(shí)使邊緣部不產(chǎn)生，從而可以防止局部的等離子體集中。
實(shí)施例3在圖4表示本發(fā)明第三實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略。如圖4所示，本實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極100-3，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，設(shè)有氣體供給管101，具有用于供給介質(zhì)氣體G的氣體流路101a；和絕緣部件103，具有嵌合于在上述氣體供給管101的端部形成的凹部101c內(nèi)的膨出部103a，并具有與上述氣體流路101a連通的氣體噴出口102。
上述絕緣部件103具有膨出部103a，并且以環(huán)抱該膨出部103a的方式對(duì)構(gòu)成凹部101c的筒部的開(kāi)放側(cè)前端101e側(cè)進(jìn)行斂縫，因此可以防止絕緣部件103的落下。
在進(jìn)行上述斂縫時(shí)使邊緣部不產(chǎn)生，因而可以防止局部的等離子體集中。
實(shí)施例4在圖5表示本發(fā)明第四實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略。如圖5所示，本實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極100-4，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管101，具有用于供給介質(zhì)氣體G的氣體流路101a，前端部為凸部101d；內(nèi)部為中空的冒部件106，其以側(cè)面平齊的方式螺合于上述凸部101d上，并在端面的中心部具有開(kāi)口106a；和絕緣部件103，扣合在上述冒部件106的開(kāi)口的臺(tái)階部106b上，并與冒部件106的內(nèi)表面螺合，具有與上述氣體流路101a連通的氣體噴出口102。
而且，介質(zhì)氣體G的氣體噴出側(cè)的上述冒部件106的端部106c，在其角部形成R，從而可以防止局部的等離子體集中。
在上述凸部101d和絕緣部件103之間夾設(shè)襯墊或者墊圈等密封部件121，可以提高其氣體密封性。
通過(guò)使上述冒部件106為金屬材料，可以通過(guò)與氣體供給管101之間的螺合部的接合來(lái)提高密封性。在此，冒部件106的金屬材料例如為不銹鋼、鋁、鎢、鎳等。而且，除了金屬材料之外也可以采用碳素材料。
在這種情況下，通過(guò)使冒部件106和氣體供給管101為同種材料，可以長(zhǎng)期維持熱膨脹引起的熱應(yīng)力緩和帶來(lái)的螺合部的密合性。
絕緣部件103的突出量d優(yōu)選約1～10mm程度，更優(yōu)選3～5mm程度。
這樣，在螺合絕緣部件103時(shí)，使用冒部件106并包于該冒部件106內(nèi)部而保持，從而可以積極地防止絕緣部件103的落下，并通過(guò)使上述冒部件106和氣體供給管101為同種金屬可以提高螺合性。
實(shí)施例5在圖6表示本發(fā)明第五實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略。如圖6所示，本實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極100-5，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管101，具有用于供給介質(zhì)氣體G的氣體流路101a，其前端部設(shè)有具有軸向較長(zhǎng)的空間的凹部101c；縱方向截面為大致T形的絕緣部件103，螺合于上述氣體供給管101的凹部101c內(nèi)表面，并具有與上述氣體流路101a連通的氣體噴出口102；和實(shí)心的冒部件110，以側(cè)面平齊的方式通過(guò)螺合部110b與上述凹部101c螺合，并在與上述絕緣部件103的氣體噴出口102的外周102a嵌合的軸向上形成孔110a。
在本實(shí)施例中，在凹部101c的內(nèi)表面形成螺合面時(shí)形成的軸內(nèi)部空間部111內(nèi)配置隔離體112，防止大致T形的絕緣部件103的頭部103a侵入凹部101c的內(nèi)部深處側(cè)。
此外，在螺合部110b的基端部所形成的空間部110c中，向圖中箭頭X方向?qū)Π疾?01c的前端部分進(jìn)行斂縫，進(jìn)一步防止絕緣部件103的落下。
在本實(shí)施例中增大密封部120的螺合面積，以進(jìn)一步提高密封性。由此，絕緣部件103不會(huì)落下，可以長(zhǎng)時(shí)間地穩(wěn)定地進(jìn)行成膜。
實(shí)施例6在圖7表示本發(fā)明第六實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略。如圖7所示，本實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極100-6，在實(shí)施例4所示的阻擋膜形成用內(nèi)部電極100-4中，在該內(nèi)部電極中一體設(shè)置具有至少一個(gè)以上的突起部131a的等離子體發(fā)生部131。
上述一體設(shè)置的等離子體發(fā)生部131的材質(zhì)優(yōu)選由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。在此，作為導(dǎo)熱率高的材料，例如有鎢(W)、鎳(Ni)等金屬或者碳(C)等。
這樣，通過(guò)主動(dòng)設(shè)置突起部131a，可以使等離子體放電的等離子體發(fā)生部位穩(wěn)定化。
突起部131a的個(gè)數(shù)只要是一個(gè)以上，就沒(méi)有特別的限定。
優(yōu)選該等離子體發(fā)生部131設(shè)置在距離絕緣部件103的前端部分10mm左右的位置。這是為了防止在與絕緣部件103太近時(shí)由于等離子體的局部集中的影響，在絕緣材料上產(chǎn)生缺欠、產(chǎn)生裂紋。
此外，在圖1的氣體供給管101中，優(yōu)選避開(kāi)從容器的口部至肩部的位置，在從容器的中央部分至前端部分的任意一處設(shè)置等離子體發(fā)生部131。這是為了防止在口部和肩部的等離子體的積極發(fā)生，防止容器內(nèi)表面的色斑。
而且，由于在容器的中央部分使等離子體積極地產(chǎn)生，因而可以進(jìn)行均勻的成膜。
實(shí)施例7在圖8表示本發(fā)明的第七實(shí)施例的阻擋膜形成用內(nèi)部電極的概略。
在實(shí)施例6中，在等離子體發(fā)生部131處設(shè)置突起，但是在本實(shí)施例中設(shè)置凹陷部131b。
凹陷部131b可以與突起部131a同樣地積極地確定等離子體發(fā)生部位，可以得到與實(shí)施例7同樣的效果。凹陷部131b的設(shè)置位置與突起部131a的設(shè)置位置相同即可。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，可以防止成膜裝置中的內(nèi)部電極的絕緣部件的落下，可以始終穩(wěn)定地形成容器的阻擋膜，適于在氣障性良好的容器等的制造上使用。
權(quán)利要求
1.一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在所述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路；和絕緣部件，平齊地螺合于所述氣體供給管的端部，并具有與所述氣體流路連通的氣體噴出口。
2.如權(quán)利要求1所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，在所述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
3.如權(quán)利要求2所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，所述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
4.一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在所述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路；和絕緣部件，通過(guò)粘結(jié)劑一體設(shè)置在形成于所述氣體供給管端部的凹部?jī)?nèi)，并具有與所述氣體流路連通的氣體噴出口。
5.如權(quán)利要求4所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，對(duì)所述凹部的前端進(jìn)行斂縫。
6.如權(quán)利要求4所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，在所述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
7.如權(quán)利要求6所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，所述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
8.一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在所述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路；和絕緣部件，具有嵌合于在所述氣體供給管端部形成的凹部?jī)?nèi)的膨出部，并具有與所述氣體流路連通的氣體噴出口。
9.如權(quán)利要求8所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，對(duì)所述凹部的前端進(jìn)行斂縫。
10.如權(quán)利要求8所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，在所述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
11.如權(quán)利要求10所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，所述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
12.一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在所述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路，前端部為凸部；內(nèi)部為中空的冒部件，其以側(cè)面平齊的方式螺合于所述凸部上，并在端面的中心部具有開(kāi)口；和絕緣部件，扣合在所述冒部件的開(kāi)口的臺(tái)階部上，并與冒部件的內(nèi)表面螺合，具有與所述氣體流路連通的氣體噴出口。
13.如權(quán)利要求12所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，在所述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
14.如權(quán)利要求13所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，所述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
15.一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在所述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，設(shè)有氣體供給管，具有用于供給介質(zhì)氣體的氣體流路，其前端部設(shè)有具有軸向較長(zhǎng)的空間的凹部；絕緣部件，螺合于所述氣體供給管的凹部的內(nèi)表面，并具有與所述氣體流路連通的氣體噴出口；和實(shí)心的冒部件，以側(cè)面平齊的方式通過(guò)螺合部螺合于所述凹部，并且在與所述絕緣部件的氣體噴出口的外周嵌合的軸向上形成孔。
16.如權(quán)利要求15所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，在所述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
17.如權(quán)利要求16所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，所述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
18.一種阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在所述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其特征在于，在所述內(nèi)部電極上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
19.如權(quán)利要求18所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，在所述氣體供給管上一體設(shè)置等離子體發(fā)生部，所述等離子體發(fā)生部具有至少一個(gè)以上的突起部或者凹陷部。
20.如權(quán)利要求19所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，所述等離子體發(fā)生部由導(dǎo)熱率高的材料構(gòu)成。
21.如權(quán)利要求1、12、15中任意一項(xiàng)所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，設(shè)有用于密封所述螺合部分的密封部件。
22.如權(quán)利要求1、4、8、12、15、18中任意一項(xiàng)所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其特征在于，所述氣體供給管為金屬制。
23.一種成膜裝置，其特征在于，具有如權(quán)利要求1、4、8、12、15、18中任意一項(xiàng)所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜。
24.一種成膜裝置，在具有口部的塑料容器的內(nèi)表面通過(guò)放電等離子體實(shí)施阻擋膜，其特征在于，具有外部電極，具有包圍塑料容器外周的大小；排氣管，通過(guò)絕緣部件安裝在具有所述口部一側(cè)的所述外部電極的端面；如權(quán)利要求1、4、8、12、15、18中任意一項(xiàng)所述的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，從所述排氣管側(cè)以所述塑料容器長(zhǎng)邊的大致全長(zhǎng)插入所述外部電極內(nèi)的所述塑料容器內(nèi)，并與接地側(cè)連接；排氣裝置，安裝在所述排氣管上；氣體供給裝置，向所述內(nèi)部電極供給介質(zhì)氣體；和高頻電源，與所述外部電極連接。
全文摘要
本發(fā)明的阻擋膜形成用內(nèi)部電極，其插入具有口部的塑料容器的內(nèi)部，向該塑料容器內(nèi)供給介質(zhì)氣體，并向設(shè)置在上述塑料容器外部的外部電極供給高頻電力，從而在塑料容器內(nèi)表面產(chǎn)生放電等離子體，并在塑料容器的內(nèi)表面形成阻擋膜，其中，設(shè)有氣體供給管101，具有用于供給介質(zhì)氣體G的氣體流路101a；和絕緣部件103，平齊地螺合于上述氣體供給管101的端部，并具有與上述氣體流路101a連通的氣體噴出口102。
文檔編號(hào)B65D23/02GK101061258SQ20058003095
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者后藤征司, 山越英男, 上田敦士, 岡本賢一, 淺原裕司, 團(tuán)野實(shí) 申請(qǐng)人:三菱重工食品包裝機(jī)械株式會(huì)社