(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物をプラズマチャンバー内に挿入し、次に負圧を作用させた状態でプラズマの点火後に工作物上に、工作物側から順に接着層とバリア層と保護層とをコーティングし、プラズマの点火をパルス化されたマイクロ波エネルギーによって行い、マイクロ波の作用段階と遮断段階とを制御部によって択一的に設定するようにした、工作物をプラズマ処理する方法において、
工作物（５）に対し処理工程を実施している間、前記作用段階の作用時間（４３）と前記遮断段階の遮断時間（４４）との関係を変化させ、前記バリア層（４０）のコーティング工程を継続している間、前記作用時間（４４）と前記遮断時間（４５）との商である前記作用時間（４３）／前記遮断時間（４４）の値を、当初は大きくさせ、その後再び小さくさせることを特徴とする方法。
【請求項２】
プラズマ処理を実施している間、作用時間（４３）の長さと遮断時間（４４）の長さとの前記商の値を増大させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プラズマ処理の継続時間の少なくとも一部の間、２つの前記作用時間（４３）の間の前記遮断時間（４４）の長さを一定に保持することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記遮断時間（４４）が３０ミリ秒であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
プラズマ処理開始時の前記作用時間（４３）が０．３ミリ秒であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
プラズマ処理終了時の前記作用時間（４３）が０．３ミリ秒であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
プラズマ工程を継続している間の前記作用時間（４３）を連続的に増大させることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記工作物（５）としての瓶状の容器にバリア層（４０）を備えさせることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記バリア層（４０）に、層厚（４３）にわたって、可変炭素成分を備えさせることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記バリア層（４０）として、ＳｉＯｘを含んでいる層を使用することを特徴とする、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記バリア層（４０）内の炭素成分を、前記工作物（５）を起点として当初は層厚（４３）にわたって減少させ、前記工作物（５）とは逆の領域において再び増大させることを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
工作物を受容するための真空化可能な少なくとも１つのプラズマチャンバーを有し、該プラズマチャンバーが、前記工作物側から順に接着層とバリア層と保護層とを前記工作物上にコーティングするコーティング処理ステーションの領域に配置され、前記プラズマチャンバーがチャンバー底部と、チャンバーカバーと、側部のチャンバー壁とによって画成され、前記プラズマチャンバーがパルス化したマイクロ波エネルギーによってプラズマを点火するための機構と連結され、マイクロ波の作用段階と遮断段階とを交互に発生させるためにマイクロ波エネルギーのカップリングを制御する制御機構が設けられている、工作物をプラズマ処理するための装置において、
１つの工作物（５）に対しする処理工程を実施している間に、前記制御機構が前記作用段階の作用時間（４４）と前記遮断段階の遮断時間（４５）との間の関係を変化させ、前記バリア層（４０）のコーティング工程を継続している間、前記作用時間（４３）と前記遮断時間（４４）との商である前記作用時間（４３）／前記遮断時間（４４）の値を、当初は大きくさせ、その後再び小さくさせることを特徴とする装置。
【請求項１３】
瓶状工作物（５）の内表面にバリア層（４０）を生成させるための機構が設けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物をプラズマチャンバー内に挿入し、次に負圧を作用させた状態でプラズマの点火後に工作物上に、工作物側から順に接着層とバリア層と保護層とをコーティングし、プラズマの点火をパルス化されたマイクロ波エネルギーによって行い、マイクロ波の作用段階と遮断段階とを制御部によって択一的に設定するようにした、工作物をプラズマ処理する方法に関するものである。
本発明は、さらに、工作物を受容するための真空化可能な少なくとも１つのプラズマチャンバーを有し、該プラズマチャンバーが、前記工作物側から順に接着層とバリア層と保護層とを前記工作物上にコーティングする処理ステーションの領域に配置され、前記プラズマチャンバーがチャンバー底部と、チャンバーカバーと、側部のチャンバー壁とによって画成され、前記プラズマチャンバーがパルス化したマイクロ波エネルギーによってプラズマを点火するための機構と連結され、マイクロ波の作用段階と遮断段階とを交互に発生させるためにマイクロ波エネルギーのカップリングを制御する制御機構が設けられている、工作物をプラズマ処理するための装置にも関わる。
【背景技術】
【０００２】
この種の方法および装置は、たとえば、プラスチックに表面コーティングを施すために使用される。特に、液体を詰めるために設けられる容器の内表面または外表面をコーティングするためのこの種の装置もすでに公知である。さらに、プラズマ殺菌する装置も知られている。
【０００３】
特許文献１には、ＰＥＴから成る瓶の内側をコーティングするためのプラズマチャンバーが記載されている。コーティングされる瓶は可動底によってプラズマチャンバーに挿入され、瓶口部の領域にアダプタを結合させる。アダプタを通じて瓶内部空間の真空化を行なうことができる。さらにアダプタを通じて中空の槍状ガス供給部材を瓶の内部空間に挿入してプロセスガスを供給することができる。プラズマの点火はマイクロ波を使用して行われる。
【０００４】
この特許文献１からは、複数のプラズマチャンバーを回転ホイール上に配置することも知られている。これにより単位時間当たりの高生産率が得られる。
【０００５】
特許文献２には、瓶内部空間を真空化し、プロセスガスを供給するための供給機構が記載されている。特許文献３には、可動カバーによって瓶が挿入されるプラズマチャンバーが記載されている。可動カバーは前もって瓶の口部領域と結合される。
【０００６】
特許文献４も、回転ホイール上にプラズマステーションを配置し、この種の配置構成のために、負圧ポンプとプラズマステーションとをグループ状に関連付けて、チャンバーおよび瓶の内部空間の好適な真空化を可能にすることを記載している。さらに、複数の容器を１つの共通のプラズマステーションまたは１つの共通のキャビティでコーティングすることが記載されている。
【０００７】
瓶の内側をコーティングするための他の配置構成は特許文献５に記載されている。ここには、マイクロ波発生器をプラズマチャンバーの上方に配置すること、プラズマチャンバーの底部を貫通する真空・作動媒体供給管を設けることが記載されている。
【０００８】
特許文献６には、コーティングされるパリソンの内部空間内へ挿入可能で、プロセスガスの供給に用いる槍状ガス供給部材が記載されている。この槍状ガス供給部材は容器の長手方向に位置決め可能である。
【０００９】
これら公知の装置のほとんどの場合、熱可塑性プラスチック材のバリア特性を改善するため、プラズマによって生成される、酸化珪素（一般式ＳｉＯｘ）から成る容器層が使用される。この種のバリア層は、詰められた液体内への酸素の侵入を阻止するとともに、ＣＯ２を含んだ液体の場合には二酸化炭素の発生を阻止する。
【００１０】
特許文献７には、必要なエネルギーの供給を、パルス化したマイクロ波エネルギーによって行うようにしたプラズマコーティング方法を実施することが記載されている。コーティング工程全体を実施するため、マイクロ波エネルギーに対し適当なパルス幅およびパルス高が選定される。同様に個々のパルス間の休止時間が決定され、コーティングを実施している間は一定に保持される。この技術水準によれば、コーティング工程を実施する際、供給されるプロセスガスの体積流およびプロセスガスの混合状態を変化させる。典型的には、プロセスガスの混合比率および／またはその都度の体積流は特定の時点で切換えられ、その結果多層構造が生じる。ＳｉＯｘから成るバリア層をプラスチックから成る基体上に被着する場合、典型的には２つの層が生成され、すなわち接着層と本来のバリア層とが生成される。適用例によっては、バリア層の上にさらに付加的な保護層を配置することができる。
【００１１】
プロセスガスの体積流の変更または組成の変更には、比較的複雑な弁制御が必要である。さらに、弁設置領域での管長さおよび残留ガス量のために遅延を考慮せねばならないので、適当な制御操作を直接プロセスガスに作用させることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第９５／２２４１３号パンフレット
【特許文献２】欧州特許出願公開第１０１０７７３号明細書
【特許文献３】国際公開第０１／３１６８０号パンフレット
【特許文献４】国際公開第００／５８６３１号パンフレット
【特許文献５】国際公開第９９／１７３３４号パンフレット
【特許文献６】独国特許出願公開第１０２００４０２０１８５Ａ１号明細書
【特許文献７】国際公開第０３／０１４４１２Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の方法において、且つ端且つ迅速なプロセス制御が達成されるように改善することである。
【００１４】
また、本発明の他の課題は、冒頭で述べた種類の装置においては、且つ端且つ迅速なプロセス制御が達成されるように改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題は、前記方法においては、工作物に対し処理工程を実施している間、作用段階の作用時間と遮断段階の遮断時間との関係を変化させ、バリア層のコーティング工程を継続している間、前記作用時間と前記遮断時間との商である前記作用時間／前記遮断時間の値を、当初は大きくさせ、その後再び小さくさせることによって解決される。
【００１６】
また、上記の課題は、前記装置においては、１つの工作物に対する処理工程を実施している間に、制御機構が作用段階の作用時間と遮断段階の遮断時間との間の関係を変化させ、バリア層のコーティング工程を継続している間、前記作用時間と前記遮断時間との商である前記作用時間／前記遮断時間の値を、当初は大きくさせ、その後再び小さくさせることによって解決される。
【００１７】
パルス化されたマイクロ波エネルギーの作用段階と遮断段階との間の時間的関係を変化させることができることにより、コーティング工程を制御するための補助的な可能性が提供される。特に、プロセスガスの組成および／または供給されるプロセスガスの体積流を変化させることなく、或いは、少なくともプロセスに対するこの種の影響を最少にして、極めて効果的な制御を実施することが可能である。本発明によれば、時間的手段でもたらされるエネルギーを変化させることにより、プロセスガスの被覆挙動（析出挙動）を著しく変更できることが認められた。たとえば、平均エネルギー供給量が少ない場合でも、よってマイクロ波エネルギーの作用時間が比較的短い場合でも、炭素被覆量が増えることが明らかになった。珪素、酸素、炭素を含むプロセスガスを使用した場合、エネルギー供給量が増えるに従ってＳｉＯｘの被覆量が増大し、よって被覆層の炭素成分が少なくなる。同様の効果は、プロセスガスの組成が異なっていてもえられることが実証された。
【００１８】
プラズマ処理の際に被覆される層の化学的特性および物理学的特性を合目的に制御するため、プラズマ処理を実施している間、作用時間の長さと遮断時間の長さとの商を増大させることができる。
【００１９】
十分な量のプロセスガスの供給を保証するため、プラズマ処理の継続時間の少なくとも一部の間、２つの作用時間の間の遮断時間の長さを一定に保持することが提案される。
【００２０】
本発明による方法の典型的な実施態様は、遮断時間がほぼ３０ミリ秒であることによって決定される。
【００２１】
さらに、プラズマ処理開始時の作用時間がほぼ０．３ミリ秒であることが考えられる。
【００２２】
同様に、プラズマ処理終了時の作用時間がほぼ０．３ミリ秒であるのも合目的であることが明らかになった。
【００２３】
層厚にわたって連続的なパラロータ変化を達成するため、プラズマ工程を継続している間の作用時間を連続的に増大させる。
【００２４】
１つの有利な実施態様によれば、工作物としての瓶状の容器にバリア層を備えさせることが考えられる。
【００２５】
接着性および／または酸性媒体またはアルカリ性媒体の作用に対する化学的耐性を制御するため、バリア層に、層厚にわたって、可変炭素成分を備えさせる。
【００２６】
バリア特性に優れた透明なバリア層は、バリア層として、ＳｉＯｘを含んでいる層を使用することによって提供される。
【００２７】
接着層と保護層との双方を提供するため、バリア層内の炭素成分を、工作物を起点として当初は層厚にわたって減少させ、工作物とは逆の領域において再び増大させる。
【００２８】
接着層の生成と保護層の生成との双方を制御技術的に達成するため、コーティング工程を継続している間の作用時間と遮断時間との商を、当初は大きくさせ、その後再び小さくさせる。
【００２９】
本発明による方法および本発明による装置は、プラスチックから成る瓶のコーティング方法の工程を制御するために特に適している。この場合、特に瓶の内側がＳｉＯｘから成る層でコーティングされ、その際ＳｉＯｘから成る層のプラスチックに対する接着は、定着剤として形成された中間層によって改善することができる。本発明によるコーティング方法は、好ましくはＰＩＣＶＤ(Plasma Impuls induced chemical vapour deposition)プラズマプロセスとして実施される。この種の方法では、プラズマはマイクロ波のパルスを使用して点火される。パルスはそのパルス幅、パルス間隔およびパルス高に関し制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
図面には、本発明のいくつかの実施形態が図示されている。
【図１】回転プラズマホイール上に配置され、該プラズマホイールが装入ホイールおよび搬出ホイールと連結されている多数のプラズマチャンバーの原理図である。
【図２】プラズマステーションがそれぞれ２つのプラズマチャンバーを備えている、図１に対応する図である。
【図３】多数のプラズマチャンバーを備えた１つのプラズマホイールの斜視図である。
【図４】キャビティを備えた１つのプラズマステーションの斜視図である。
【図５】プラズマチャンバーを閉じた状態で示した図４の装置の正面図である。
【図６】図５の切断線ＶＩ−ＶＩによる横断面図である。
【図７】バリア層を備えた基体の部分横断面図である。
【図８】マイクロ波エネルギーのパルス化供給時の異なるパルス幅を説明するためのグラフである。
【図９】層厚にわたって可変な炭素含有量を持つバリア層の拡大横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１の図示から明らかなように、プラズマモジュール（１）は回転プラズマホイール（２）を備えている。プラズマホイール（２）の周に沿って多数のプラズマステーション（３）が配置されている。プラズマステーション（３）は、処理される工作物（５）を受容するためのキャビティ（４）またはプラズマチャンバー（１７）を備えている。
【００３２】
処理される工作物（５）は、装入部（６）の領域でプラズマモジュール（１）に供給され、個別化ホイール（７）を介して受け渡しホイール（８）へ転送される。受け渡しホイール（８）は位置決め可能な担持アーム（９）を備えている。担持アーム（９）は受け渡しホイール（８）の台座（１０）に対し相対的に回動可能に配置されており、その結果工作物（５）相互の相対間隔を変化させることができる。これにより受け渡しホイール（８）から装入ホイール（１１）への工作物（５）の受け渡しは、工作物（５）相互の相対間隔を個別化ホイール（７）に対して大きくして行なわれる。装入ホイール（１１）は処理される工作物（５）をプラズマホイール（２）へ受け渡す。処理を実施した後、処理された工作物（５）は搬出ホイール（１２）によりプラズマホイール（２）の領域から除去されて、搬出区間（１３）の領域へ移送される。
【００３３】
図２の実施形態では、プラズマステーション（３）はそれぞれ２つのキャビティ（４）またはプラズマチャンバー（１７）を備えている。これによりそれぞれ２つの工作物（５）を同時に処理することができる。基本的には、これらのキャビティ（４）を互いに完全に分離して構成することが可能であるが、１つの共通のキャビティ空間内で複数の部分領域だけを互いに境界づけて、すべての工作物（５）の最適なコーティングを保証するようにすることも可能である。この場合、特に、複数の部分キャビティを少なくとも別個のマイクロ波カップリングによって互いに境界づけることが考えられる。
【００３４】
図３は、一部にプラズマホイール（２）を組み付けたプラズマモジュール（１）の斜視図である。複数のプラズマステーション（３）が１つの担持リング（１４）上に配置され、担持リング（１４）は回転結合部の一部として形成されて、機械台座（１５）の領域で支持されている。プラズマステーション（３）はそれぞれ、プラズマチャンバー（１７）を保持するステーションフレーム（１６）を有している。プラズマチャンバー（１７）は筒状のチャンバー壁（１８）とマイクロ波発生器（１９）とを有している。
【００３５】
プラズマホイール（２）の中央には、プラズマステーション（３）に作動媒体とエネルギーとを供給する回転分配器（２０）が配置されている。作動媒体を分配するため、特にリングパイプ（２１）を使用することができる。
【００３６】
処理される工作物（５）は筒状チャンバー壁（１８）の下方に図示されている。プラズマチャンバー（１７）の下部部分は図示を簡単にするためにそれぞれ図示していない。
【００３７】
図４は１つのプラズマステーション（３）の斜視図である。これからわかるように、ステーションフレーム（１６）は案内棒（２３）を備え、該案内棒上で、筒状チャンバー壁（１８）を保持するためのスライダ（２４）が案内されている。図４はスライダ（２４）をチャンバー壁（１８）とともに持ち上げ状態で示したものであり、その結果工作物（５）は開放されている。
【００３８】
プラズマステーション（３）の上部領域には、マイクロ波発生器（１９）が配置されている。マイクロ波発生器（１９）は、転向部（２５）とアダプタ（２６）とを介して、プラズマチャンバー（１７）に開口している連結チャネル（２７）に接続されている。基本的には、マイクロ発生器（１９）を、チャンバーカバー（３１）の領域にダイレクトに配置しても、また間隔要素を介してチャンバーカバー（３１）に連結させて、チャンバーカバー（３１）に対し予め設定可能な距離を持たせ、よってチャンバーカバー（３１）の周囲に比較的広範囲に配置してもよい。アダプタ（２６）はジャンクションの機能を持ち、連結チャネル（２７）は同軸ケーブルとして形成されている。連結チャネル（２７）がチャンバーカバー（３１）に開口する領域には、石英ガラス窓が配置されている。転向部（２５）は中空導体として形成されている。
【００３９】
工作物（５）は、チャンバー底部（２９）の領域に配置されている保持要素（２８）によって位置決めされる。チャンバー底部（２９）はチャンバー台座（３０）の一部として形成されている。位置調整を容易にするため、チャンバー台座（３０）を案内棒（２３）の領域に固定してもよい。他の変形実施形態によれば、チャンバー台座（３０）は直接ステーションフレーム（１６）に固定される。この種の配置構成では、たとえば案内棒（２３）を鉛直方向において２部分から成るように実施することも可能である。
【００４０】
図５は、図３のプラズマステーション（３）を、プラズマチャンバー（１７）閉じた状態で示した正面図である。この場合、筒状のチャンバー壁（１８）を備えたスライダ（２４）は図４の位置決め状態に比べて降下しており、その結果チャンバー壁（１８）はチャンバー底部（２９）のほうへ移動している。この位置決め状態でプラズマコーティングを実施することができる。
【００４１】
図６は図５の配置構成の鉛直断面図である。この図から特にわかるように、連結チャネル（２７）はチャンバーカバー（３１）内に開口し、チャンバーカバー（３１）は側方に突出するフランジ（３２）を有している。フランジ（３２）の領域にはパッキン（３３）が配置され、パッキン（３３）はチャンバー壁（１８）の内側フランジ（３４）の作用を受ける。これによって、チャンバー壁（１８）の降下状態でチャンバーカバー（３１）に対するチャンバー壁（１８）の密封が行われる。他のパッキン（３５）がチャンバー壁（１８）の下部領域に配置され、ここでもチャンバー底部（２９）に対する密封が保証されている。
【００４２】
図６に図示した位置決め状態では、チャンバー壁（１８）はキャビティ（４）を取り囲んでおり、その結果キャビティ（４）の内部空間も工作物（５）の内部空間も真空にさせることができる。プロセスガスの供給を補助するため、チャンバー台座（３０）の領域には、工作物（５）の内部空間内へ挿入可能な中空の槍状ガス供給部材（３６）が配置されている。槍状ガス供給部材（３６）の位置決めを行なうため、該槍状ガス供給部材を、案内棒（２３）に沿って位置決め可能な槍状供給部材用スライダ（３７）によって保持させる。槍状供給部材用スライダ（３７）の内部にはプロセスガス通路（３８）が延在しており、該プロセスガス通路は、図６に図示した持ち上げ位置では、チャンバー台座（３０）のガス接続部（３９）と連結されている。このような配置構成ににより、槍状供給部材用スライダ（３７）にチューブ状の結合要素を設ける必要がなくなる。
【００４３】
上述したプラズマステーションの構成とは択一的に、本発明によれば、工作物（５）を、付設の担持構造部に対し相対的に不動なプラズマチャンバー（１７）に挿入してもよい。同様に、工作物（５）の口部を鉛直方向下向きにして工作物をコーティングする図示した態様とは択一的に、工作物（５）の口部を鉛直方向上向きにして工作物をコーティングする態様も可能である。特に、瓶状の工作物（５）のコーティングを行なうことが考えられる。この種の瓶も好ましくは同様に熱可塑性プラスチックから成っている。好ましくはＰＥＴまたはＰＰの使用が考えられる。他の有利な実施形態によれば、前記瓶は飲料物を受容するために用いられる。
【００４４】
次に、１つのコーティング工程を例にして典型的なコーティング工程を説明する。まず、装入ホイール（１１）を使用して工作物（５）をプラズマホイール（２）へ搬送する。スリーブ状のチャンバー壁（１８）を上昇させた状態で、工作物（５）をプラズマステーション（３）内へ挿入する。挿入工程の終了後、チャンバー壁（１８）を密封位置へ降下させ、キャビティ（４）と工作物（５）の内部空間とを同時に真空にさせる。
【００４５】
キャビティ（４）の内部空間を十分に真空にさせた後、槍状ガス供給部材（３６）を工作物（５）の内部空間内へ挿入し、保持要素（２８）を変位させることによって工作物（５）の内部空間をキャビティ（４）の内部空間に対し隔絶させる。キャビティの内部空間の真空化の開始に同期して槍状ガス供給部材（３６）を工作物（５）に挿入してもよい。次に、工作物（５）の内部空間内の圧力をさらに降下させる。また、槍状ガス供給部材（３６）の位置決め運動を少なくとも部分的にすでにチャンバー壁（１８）の位置決めに平行して行うことも考えられる。十分低い負圧に達した後、工作物（５）の内部空間内にプロセスガスを導入し、マイクロ波発生器（１９）によりプラズマを点火させる。特に、プラズマを用いて仕上げ剤を工作物（５）の表面に被着させることも、また酸化珪素から成る本来のバリア層を被着させることも考えられる。
【００４６】
コーティング工程の終了後、槍状ガス供給部材（３６）を再び工作物（５）の内部空間から除去し、プラズマチャンバー（１７）と工作物（５）の内部空間とに空気を導入する。キャビティ（４）内部が周囲圧に達した後、チャンバー壁（１８）を再び持ち上げて、コーティングした工作物（５）の取り出しと、新たにコーティングする工作物（５）の装入とを行なう。
【００４７】
チャンバー壁（１８）、密封要素（２８）および／または槍状ガス供給部材（３６）の位置決めは、異なる駆動ユニットを使用して行うことができる。基本的には、空気圧駆動部および／または電気駆動部（特に１実施形態ではリニアモータ）を使用することが考えられる。しかし、特に、運動に関するプラズマホイール（２）の回転との正確な協働を支援するためにカム制御を実現することも考えられる。カム制御は、たとえば、プラズマホイール（２）の周に沿って複数の制御カムを配置し、これらの制御カムに沿って複数のカムローラを誘導するように実施されていてよい。カムローラはそれぞれ位置決めされる構成要素と連結されている。
【００４８】
図７は、バリア層（４０）を備えている工作物（５）の拡大横断面の部分図である。典型的には、バリア層（４０）は瓶状容器の壁の上に配置されている。特に、工作物（５）はＰＥＴから成っている。好ましくは、バリア層（４０）は接着層（４１）を介して工作物（５）と結合されている。さらに、バリア層（４０）の、工作物（５）本体とは逆の側の領域に、保護層（４２）を設けることが可能である。
【００４９】
基本的には、接着層（４１）および／または保護層（４２）は、バリア層（４０によって画成される装置として形成されていてよい。しかし、特に、層圧（４３）にわたって元素組成を変化させることによって層状作用が達成されるいわゆる勾配層を実現させることも可能である。これによっていわゆる勾配層が提供される。元素組成の変化とは、炭素、珪素、酸素のうちの少なくとも１つの化学元素を変化させることである。しかし、基本的には、他の化学元素をこれらとは択一的にまたはこれらに加えて使用することも可能である。
【００５０】
図８は、プラズマを点火させるためにパルス化したマイクロ波供給の時間的経緯を説明するグラフである。工作物（５）のコーティングを行なっている間、よってバリア層（４０）を形成している間、マイクロ波エネルギーの作用時間（４３）とマイクロ波エネルギーの遮断時間（４４）との比率を変化させる。図示した実施形態は、遮断時間（４４）を一定にして作用時間（４３）の継続時間を変化させるようにすることを示している。この場合、一定の遮断時間（４４）は有利には３０ミリ秒である。実現可能な範囲は、１０ミリ秒と１００ミリ秒との間であり、有利には２０ミリ秒と４０ミリ秒との間である。
【００５１】
プロセス開始時に行われる作用時間は、本実施形態の場合、ほぼ０．３ミリ秒である。プロセス終了時の作用時間はほぼ１０ミリ秒である。従って、プロセス時間にわたって作用時間（４３）のほぼ３０倍が行われる。
【００５２】
特に、コーティングプロセスを行なっている間、作用時間（４３）を連続的に増大させることが考えられる。従って、プロセス時間にわたる作用時間（４３）の量は、階段状のスロープ状推移を生じさせる。
【００５３】
マイクロ波の典型的なパルス出力はほぼ１５００ワットである。典型的なプロセス圧力は０．２ｍｂａｒと０．５ｍｂａｒの間である。プロセスガスとして有利にはＨＭＤＳＮを使用する。この場合の典型的な流量は、コーティング段階でのダブルリアクタごとに５−１０ｓｃｃｍの範囲である。酸化ガスとして酸素を供給することができる。この場合の典型的な流量は３００−８００ｓｃｃｍである。マイクロ波の平均出力はプロセス開始時では２０−１００ワットの範囲であり、プロセス終了時では２００−６００ワットである。
【００５４】
図９は、バリア層（４０）を備えた工作物（５）の他の拡大部分横断面図である。この図には、炭素濃度と層厚（４３）との関係が元素パーセンテージで記入されている。
【００５５】
図９は特に基体（５）上の単層構造を示している。接着層（４１）および／または保護層（４２）の機能的特性は、この単層内部の元素組成を変化するだけで達成される。典型的には、接着機能層（４１）および／または保護機能層（４２）の領域での炭素成分は、元素パーセンテージで１０−３０％の範囲である。有利にはほぼ２０％の値である。バリア機能特性の範囲での炭素成分はほぼ５元素パーセンテージである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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