(57)【要約】      （修正有）【課題】プラスチック容器の内面にガスバリア性の炭素膜を成膜する場合において、プラスチック容器の底部における成膜ムラを抑制し、プラスチック容器の胴部と底部とで炭素膜を均一に成膜可能な装置の提供。【解決手段】プラスチック容器１の内部に原料ガスを供給しながらプラズマを発生させて前記プラスチック容器１の内面に炭素膜を成膜する装置であって、側部２１及び底部２２を有する、有底筒状の外部電極１０と、外部電極１０の内側に設置され、側部２１及び底部２２を有する、有底筒状の誘電体部材２０と、を備え、誘電体部材２０の底部２２の上面は、その略中央に凹部２２ａを有する、成膜装置１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック容器の内部に原料ガスを供給しながらプラズマを発生させて前記プラスチック容器の内面に炭素膜を成膜する装置であって、
側部及び底部を有する、有底筒状の外部電極と、
前記外部電極の内側に設置され、側部及び底部を有する、有底筒状の誘電体部材と、
を備え、
前記誘電体部材の前記底部の上面は、その略中央に凹部を有する、
成膜装置。
【請求項２】
前記誘電体部材の前記底部の上面の略中央に誘電体からなる固定部材が設けられ、
前記固定部材の上面が前記凹部の表面の少なくとも一部を構成している、
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記固定部材が前記誘電体部材側に頭部を有するとともに前記外部電極側にネジ部を有し、
前記固定部材を介して前記誘電体部材と前記外部電極とが互いに固定されている、
請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記固定部材は比誘電率が１．５以上２０以下の誘電体からなる、
請求項２又は３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記誘電体部材は比誘電率が１．５以上２０以下の誘電体からなる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
上面視において、前記誘電体部材の前記底部の上面全体の面積に対する前記凹部の面積の割合（（凹部面積／全体面積）×１００％）が、０．２％以上１０％以下である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜装置の前記誘電体部材の内側にプラスチック容器を設置して、前記プラスチック容器の内面に炭素膜を成膜するシステムであって、
前記プラスチック容器の底中央の下側の面と、前記誘電体部材の前記底部の凹部の表面との距離を３．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とする、
成膜システム。
【請求項８】
上面視において、前記凹部の直径を、前記プラスチック容器の接地径の２％以上４０％以下とする、
請求項７に記載の成膜システム。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜装置の前記誘電体部材の内側にプラスチック容器を設置して、前記プラスチック容器の内面に炭素膜を成膜してプラスチック容器を製造する方法であって、
前記プラスチック容器の底中央の下側の面と、前記誘電体部材の前記底部の凹部の表面との距離を３．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とする、
製造方法。
【請求項１０】
上面視において、前記凹部の直径を、前記プラスチック容器の接地径の０．２％以上２０％以下とする、
請求項９に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願はプラスチック容器の内面にガスバリア性の炭素膜を成膜するための装置等を開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３に開示されているように、プラスチック容器の内面にガスバリア性の炭素膜を成膜する技術が知られている。特許文献１には、底部が平坦なプラスチック容器に対して平らな底面を有する外部電極を用いてプラスチック容器の内面にガスバリア膜を成膜する技術が開示されており、成膜時においてプラスチックボトルの底部と外部電極の底面とを直接接触させている。特許文献２には、底部に凹状空間を有するプラスチック容器の内面にガスバリア膜を成膜する技術が開示されており、成膜時において（１）花弁形をなす誘電体をボトル底部に密着させるか、（２）花弁形をなす導電体をボトル底部に対して隙間を空けて設置している。特許文献３には、底部が平坦なプラスチック容器に対して平らな底面を有する外部電極を用いてプラスチック容器の内面にガスバリア膜を成膜する技術が開示されており、プラスチック容器と外部電極との間に平らな底面を有する誘電体部材を配置し、成膜時においてプラスチックボトルの底部と誘電体部材の底面とを直接接触させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７４６７２５号公報
【特許文献２】特許第４４６７９８９号公報
【特許文献３】特許第５８９７９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に開示された技術によれば、プラスチック容器の内面にガスバリア性の炭素膜をある程度均一に成膜することができる。しかしながら、本発明者らの新たな知見によれば、特許文献１〜３に開示された技術によってプラスチック容器の内面にガスバリア性の炭素膜を成膜する場合、特に、プラスチック容器の底部において成膜ムラが発生し、プラスチック容器の胴部に比べて底部の色が濃くなるという課題がある。また、特許文献２の場合は、ボトル底部の形状に合わせた誘電体または導電体からなる花弁形の部材を作製する必要があり、底部形状が異なるボトルに応じて花弁形部材を作る準備と費用を要し、成膜ボトルの商業生産には大きな負荷がかかるものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願は上記課題を解決するための手段の一つとして、プラスチック容器の内部に原料ガスを供給しながらプラズマを発生させて前記プラスチック容器の内面に炭素膜を成膜する装置であって、側部及び底部を有する、有底筒状の外部電極と、前記外部電極の内側に設置され、側部及び底部を有する、有底筒状の誘電体部材と、を備え、前記誘電体部材の前記底部の上面は、その略中央に凹部を有する、成膜装置を開示する。
【０００６】
「プラスチック容器」とは、有底、且つ、胴部に比べて縮径した口部を有するプラスチック製の容器を意味する。
「炭素膜」とは、炭素を主体とするガスバリア性の膜であればよく、ＤＬＣ膜（ダイアモンドライクカーボン膜）やアモルファスカーボン膜等のいずれであってもよい。
「前記誘電体部材の前記底部の上面」とは、誘電体部材の底の内側面を意味する。
「凹部」とは、下方に窪んだ部分をいう。すなわち、誘電体部材の底部の上面は、中央部が他の部分と比較して下方に窪んでいる。
【０００７】
本開示の成膜装置においては、前記誘電体部材の前記底部の上面の略中央に誘電体からなる固定部材が設けられ、前記固定部材の上面が前記凹部の表面の少なくとも一部を構成していることが好ましい。
【０００８】
本開示の成膜装置においては、前記固定部材が前記誘電体部材側に頭部を有するとともに前記外部電極側にネジ部を有し、前記固定部材を介して前記誘電体部材と前記外部電極とが互いに固定されていることが好ましい。
【０００９】
本開示の成膜装置においては、前記固定部材は比誘電率が１．５以上２０以下の誘電体からなることが好ましい。
【００１０】
本開示の成膜装置においては、前記誘電体部材は比誘電率が１．５以上２０以下の誘電体からなることが好ましい。
【００１１】
本開示の成膜装置においては、上面視において、前記誘電体部材の前記底部の上面全体の面積に対する前記凹部の面積の割合（（凹部面積／全体面積）×１００％）が、０．２％以上１０％以下であるであることが好ましい。
【００１２】
本願は上記課題を解決するための手段の一つとして、本開示の成膜装置の前記誘電体部材の内側にプラスチック容器を設置して、前記プラスチック容器の内面に炭素膜を成膜するシステムであって、前記プラスチック容器の底中央の下側の面と、前記誘電体部材の前記底部の凹部の表面との距離を３．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とする、成膜システムを開示する。
【００１３】
「凹部の表面」とは、凹部が略水平な底面を有する場合は当該略水平な底面をいう。一方、凹部が略水平な底面を有さずに側面のみからなる場合（例えば、逆円錐形のように底面ではなく底点となる場合）、凹部のうち最も深い部分をいう。
【００１４】
本開示の成膜システムにおいては、上面視において、前記凹部の直径を、前記プラスチック容器の接地径の２％以上４０％以下とすることが好ましい。
【００１５】
本願は上記課題を解決するための手段の一つとして、本開示の成膜装置の前記誘電体部材の内側にプラスチック容器を設置して、前記プラスチック容器の内面に炭素膜を成膜してプラスチック容器を製造する方法であって、前記プラスチック容器の底中央の下側の面と、前記誘電体部材の前記底部の凹部の表面との距離を３．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とする、製造方法を開示する。
【００１６】
本開示の製造方法においては、上面視において、前記凹部の直径を、前記プラスチック容器の接地径の０．２％以上２０％以下とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明者らの新たな知見によれば、外部電極の内側に誘電体部材を配置し、当該誘電体部材の内側にプラスチック容器を配置して炭素膜のプラズマ成膜を行う場合において、誘電体部材の底部上面とプラスチック容器の底部中央との距離が近過ぎると、プラスチック容器の底部中央にプラズマが集中し、結果としてプラスチック容器の底部において炭素膜の色が濃くなる。特に、固定部材を用いて誘電体部材を外部電極に固定する場合において、当該固定部材の頭が誘電体部材の底部上面から突出している場合にプラズマが集中し易い。これに対し、本開示の成膜装置等においては、誘電体部材の底部上面の中央部に凹部を設けており、誘電体部材の底部上面とプラスチック容器の底部中央との間に間隔が設けられている。これにより、プラズマの集中を抑制でき、プラスチック容器の底部における成膜ムラや色の濃化を抑制することができる。更には、容器の底形状ごとに特注の部材を作製することなく良質な成膜ボトルを製造できるので、そのような部材を作製する準備期間や費用がかからず、また外部電極と誘電部材等を組み立てる作業数も減り、商業的生産効率が大いに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】成膜装置１００の構成を説明するための概略図である。
【図２】凹部２２ａの好ましい大きさについて説明するための概略図である。
【図３】凹部２２ａの好ましい深さについて説明するための概略図である。
【図４】成膜装置２００の構成を説明するための概略図である。
【図５】固定部材３０の好ましい形態を説明するための概略図である。固定部材３０と誘電体部材２０との関係のみ拡大して示しており、それ以外の部材を省略している。
【図６】成膜システムにおいて成膜装置１００にプラスチック容器１を設置した形態について説明するための概略図である。プラスチック容器１の胴部上部周辺や口部周辺の構成については省略している。
【図７】成膜システムにおける凹部２２ａの好ましい大きさについて説明するための概略図である。
【図８】成膜システムにおけるプラスチック容器１の接地径と凹部２２ａの直径との好ましい関係を説明するための概略図である。
【図９】比較例１に係る成膜条件について説明するための図である。
【図１０】実施例１に係る成膜条件について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．成膜装置（第１実施形態）
図１に成膜装置１００の構成を概略的に示す。成膜装置１００は、プラスチック容器１の内部に原料ガスを供給しながらプラズマを発生させて前記プラスチック容器１の内面に炭素膜を成膜する装置である。成膜装置１００は、側部１１及び底部１２を有する、有底筒状の外部電極１０と、前記外部電極１０の内側に設置され、側部２１及び底部２２を有する、有底筒状の誘電体部材２０と、を備えている。ここで、成膜装置１００においては、前記誘電体部材２０の前記底部２２の上面が、その略中央に凹部２２ａを有する点に一つの特徴がある。
【００２０】
１．１．プラスチック容器
成膜装置１００は、プラスチック容器１の内部に原料ガスを供給しながらプラズマを発生させてプラスチック容器１の内面に炭素膜を成膜する装置である。すなわち、成膜装置１００の内部形状は、成膜処理すべきプラスチック容器１の外形に応じて決定される。プラスチック容器１は、有底、且つ、口部を有するプラスチック製の容器であればよい。
プラスチック容器１の底部の形状は、特に限定されるものではない。底面において円周状に連続的又は断続的に接地部（脚）を有するものや、底面が平坦とされたもの（脚の無いもの）等、種々の形状を採用可能である。成膜装置１００においては、後述のように誘電体部材２０の底部に凹部２２ａが設けられていることから、プラスチック容器１の底部の形状によらず、誘電体部材２０の底部とプラスチック容器１の底部中央との間に間隔を設けることができる。そのため、成膜時のプラズマの集中を抑制でき、プラスチック容器１０の底部における過度な着色の発生を抑制できる。
プラスチック容器１の胴部の形状も、特に限定されるものではない。胴部の断面形状が円状、楕円状のものや角型（多角形状）のもの等、種々の形状を採用可能である。特に胴部の断面形状が円状であることが好ましい。
プラスチック容器１の口部の形状も特に限定されるものではなく、胴部に比べて縮径していてもよい。特に口部内径と胴部内径との比（口部内径／胴部内径）が０．３５以下であることが好ましく、０．３０以下がより好ましく、０．２５以下が更に好ましい。当該比（口部内径／胴部内径）の下限は例えば０．１５以上であることが好ましい。このような内径比を有するプラスチック容器１の場合、口部が胴部に比べ縮径した容器の内面に化学蒸着法で炭素膜の形成において、容器内部へ導入するガスと容器内部から排出するガスの流れバランスが良好となり、容器の口部〜胴部〜底部の膜厚が均等になり易いという有利な効果を発揮する。
プラスチック容器１の容積についても特に限定されるものではない。例えば数１０ｍｌ以上２Ｌ以下の一般消費者向けに多用される容積のプラスチック容器でもよいし、３Ｌ以上３０Ｌ以下の例えば業務用などの大型プラスチック容器へも適用できる。
プラスチック容器１の材質についても特に限定されるものではない。汎用の樹脂によってプラスチック容器１を構成すればよい。好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、環状ポリオレフィン（ＣＰＯ）樹脂等である。
【００２１】
１．２．外部電極
外部電極１０は、側部１１と底部１２とを有しており、プラスチック容器１や誘電体部材２０と対応する内部形状を有している。導電材料からなる外部電極１０の構造やメカニズムについては公知であり、当業者にとって自明である。例えば、特許文献１〜３に開示されているような構造やメカニズムとすればよい。
【００２２】
１．３．誘電体部材
成膜装置１００において外部電極１０とプラスチック容器１との間に誘電体部材２０を設けることで、プラズマ成膜時の異常放電等を抑制でき、成膜ムラ等を抑制できる。成膜装置１００においては、誘電体部材２０の底部２２の構造に特徴がある。すなわち、誘電体部材２０は、側部２１及び底部２２を有する有底筒状の誘電体部材であって、底部２２の上面の略中央に凹部２２ａを有することが重要である。言い換えれば、誘電体部材２０の底部２２の上面は、中央部が他の部分と比較して下方に窪んでいる。例えば、図１に示すように、誘電体部材２０の底部２２の上面は、凹部２２ａと平坦部２２ｂとを有する。
【００２３】
凹部２２ａは、誘電体部材２２を１枚の板状誘電体を切削加工して凹部を形成してもよいし、複数の誘電体を密接に組み合わせて凹部を形成してもよい。例えば、後述の誘電体からなる固定部材３０と凹部を形成した板状誘電体とを組み合わせても良い。その場合、固定部材３０の上面（頭頂面）が凹部２２ａの表面となる。
【００２４】
凹部２２ａの大きさ（底部２２の上面に占める面積率）は特に限定されるものではないが、図２に示すように、上面視において、誘電体部材２０の底部２２の上面全体の面積（Ａ１＝ａ１＋ａ２）に対する凹部２２ａの面積（ａ１）の割合（（ａ１／Ａ１）×１００％）が、０．２％以上１０％以下であることが好ましい。下限がより好ましくは０．５％以上であり、更に好ましくは０．８％以上であり、上限がより好ましくは８％以下であり、更に好ましくは５％以下である。凹部２２ａの大きさをこのような範囲とすることで、成膜時、プラスチック容器底部における炭素膜の色ムラを一層低減することができる。
【００２５】
凹部２２ａの上面視における形状については、特に限定されるものではない。プラスチック容器１の胴部の断面形状（誘電体部材２０の側部２１の水平断面形状）と略相似の形状が好ましい。すなわち、プラスチック容器１の胴部断面形状が円状である場合、凹部２２ａの上面視における形状についても円状であることが好ましい。上面視における凹部２２ａの直径（凹部２２ａの上面視における形状が非円形である場合は、凹部２２ａと同様の面積を有する円に換算した場合の直径）は３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。下限がより好ましくは５ｍｍ以上であり、更に好ましくは８ｍｍ以上であり、上限がより好ましくは２０ｍｍ以下であり、更に好ましくは１５ｍｍ以下である。凹部２２ａの径をこのような範囲とすることで、成膜時、プラスチック容器底部における炭素膜の色ムラを一層低減することができる。
【００２６】
凹部２２ａの深さ（底部２２の平坦面２２ｂを基準高さとして、当該基準高さから凹部２２ａの表面に至るまでの距離）は特に限定されるものではない。
図３に示すように、側面視において、誘電体部材２０の底部２２の上面と凹部２２ａの表面との間の距離Ｌ１が１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。下限がより好ましくは１．５ｍｍ以上であり、上限がより好ましくは３ｍｍ以下である。なお、凹部２２ａの表面が略平面でない場合は、凹部２２ａの最深部の上端までの距離を意味する。
凹部２２ａの深さをこのような範囲とすることで、成膜時、プラスチック容器底部における炭素膜の色ムラを一層低減することができる。
【００２７】
誘電体部材２０の底部２２の上面は、凹部２２ａを除いて平坦部２２ｂによって構成されることが好ましい。尚、誘電体部材２０の底部２２の下面は、外部電極１０の底部１２の上面の形状と対応する。
【００２８】
誘電体部材２０の側部２１は外部電極１０の側部１１の形状（プラスチック容器１の胴部の形状）と対応している。すなわち、外部電極１０の側部１１の内面と誘電体部材２０の側部２１の外面とが略一致するような形状であればよい。誘電体部材２０の形状は、底部２２の形状を除いて従来と同様とすることができる。
【００２９】
誘電体部材２０の厚みは特に限定されるものではない。例えば、底部２２の厚み（凹部２２ａを除いた平坦部２２ｂにおける厚み）が１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。下限がより好ましくは３ｍｍ以上であり、上限がより好ましくは１０ｍｍ以下である。また、側部２１の厚みが１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。下限がより好ましくは３ｍｍ以上であり、上限がより好ましくは１０ｍｍ以下である。誘電体部材２０の厚みをこのような範囲とすることで、誘電体部材の加工、組合せ、繰り返し使用等の点で十分な強度となり、また成膜時の成膜ムラ等を一層低減することができる。
【００３０】
誘電体部材２０は、比誘電率が１．５以上２０以下の誘電体からなることが好ましい。下限はより好ましくは２以上、上限はより好ましくは１０以下である。誘電体部材２０を構成し得る誘電体の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂や、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート等のエンジニアリングプラスチック樹脂や、アルミナ、ガラス等のセラミックス等が挙げられる。特に誘電体部材２０は耐薬品性の点からフッ素樹脂からなることが好ましく、特に高耐熱性、低摩擦性であるポリテトラフルオロエチレン骨格を有する重合体又は共重合体からなることがより好ましい。誘電体部材２０の材質をこのようなものとすることで、成膜時、プラスチック容器底部における炭素膜の色ムラを一層低減することができる。
【００３１】
１．４．その他の部材
プラスチック容器１の容積にもよるが、成膜装置１００は、プラスチック容器１の口部から内部へと挿入される内部電極を備えることが好ましい。内部電極は、原料ガスをプラスチック容器１の内部へと供給するための供給手段としても機能し得る。内部電極の構造やメカニズムについては公知であり、当業者にとって自明である。例えば、特許文献１〜３に開示されているような構造やメカニズムとすればよい。成膜装置１００は、誘電体部材２０の底部２２の構造以外は従来の成膜装置と同様の構成とすることができる。成膜装置１００は上記以外の部材として通常の部材を当然に備える。プラズマ成膜に必要な部材は当業者にとって自明であることから（特許文献１〜３等）、ここではさらなる説明を省略する。
【００３２】
以上の通り、成膜装置１００においては、誘電体部材２０の底部２２の上面の中央部に凹部２２ａを設けており、誘電体部材２０の底部２２の上面とプラスチック容器１の底部中央との間に間隔が設けられている。これにより、プラズマ成膜時、プラズマの集中を抑制でき、プラスチック容器１の底部における成膜ムラや色の濃化を抑制することができる。
【００３３】
２．成膜装置（第２実施形態）
図４に成膜装置２００の構成を概略的に示す。成膜装置２００において、成膜装置１００と同様の部材については同様の符号を付している。図４に示すように、成膜装置２００においては、誘電体部材２０の底部２２の上面の略中央に誘電体からなる固定部材３０が設けられ、固定部材３０の上面（頭頂面）が凹部２２ａの表面の少なくとも一部を構成している。
【００３４】
固定部材３０は、外部電極１０と誘電体部材２０とを固定するものである。固定部材３０がなくとも、外部電極１０の内側に誘電体部材２０を嵌め合わせて固定することは可能である。しかしながら、装置組み立ての容易さ、位置決めの容易さやガタツキの抑制等を考慮した場合、固定部材３０によって、外部電極１０と誘電体部材２０とを固定することが好ましい。特に、図４に示すように、固定部材３０は、誘電体部材側に頭部を有するとともに外部電極側にネジ部を有し、固定部材３０を介して誘電体部材２０と外部電極１０とが互いに固定されていることが好ましい。
【００３５】
上述したように、固定部材３０は、凹部２２ａの表面の少なくとも一部を構成している。言い換えれば、図５に拡大して示すように、固定部材３０の上端は、誘電体部材２０の底部２２の平坦部２２ｂよりも低い位置に存在する。固定部材３０の頭部（ネジ頭）が大き過ぎると、誘電体部材２０の底面２２から頭部（ネジ頭）が突出してしまい、適切に凹部２２ａを構成できない。この観点から、固定部材３０は、例えば、低頭のネジとすることが好ましい。具体的には、頭部（ネジ頭）の厚みが１ｍｍ以上５ｍｍ以下のネジとすることが好ましく、上限は３ｍｍ以下がより好ましい。一方、固定部材３０のネジ部の長さは特に限定されるものではない。誘電体部材２０の厚み等に応じて適宜決定すればよい。
【００３６】
固定部材３０は比誘電率が１．５以上２０以下の誘電体からなることが好ましい。下限はより好ましくは２以上、さらに好ましくは３以上、上限はより好ましくは１０以下である。固定部材３０は誘電体部材２０と同じ材質からなっていてもよいし、異なる材質からなっていてもよい。特に、固定部材３０は、切削加工性が良く、機械的強度の高い材質からなることが好ましい。固定部材３０を構成し得る誘電体の具体例としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）等のエンジニアリングプラスチック樹脂等が挙げられる。特に固定部材３０は高耐熱性、機械強度、電気絶縁性の点からＰＥＥＫ樹脂からなることが好ましい。これにより、固定部材３０が誘電体部材２０と同等の機能を発揮するとともに、固定部材３０に十分な機械的強度を確保できる。
【００３７】
以上の通り、成膜装置２００においても、誘電体部材２０の底部２２の上面の中央部に固定部材３０を含む凹部２２ａを設けており、固定部材３０の上面とプラスチック容器１の底部中央との間に間隔が設けられている。これにより、プラズマ成膜時、プラズマの集中を抑制でき、プラスチック容器１の底部における成膜ムラや色の濃化を抑制することができる。
【００３８】
３．成膜システム
上述の通り、本開示の成膜装置１００、２００を用いてプラスチック容器１の内面にガスバリア膜として炭素膜を成膜することができる。ここで本発明者らの知見によれば、誘電体部材２０の底部２２の上面とプラスチック容器１の底部との距離を所定の範囲とすることで、成膜時、プラスチック容器１の底部における成膜ムラ等を一層抑制することができる。
【００３９】
具体的には、図６に示すように、本開示の成膜装置１００、２００誘電体部材２０の内側にプラスチック容器１を設置して、プラスチック容器１の内面に炭素膜を成膜するシステムにおいては、プラスチック容器１の底中央の下側の面と、誘電体部材２０の底部の凹部２２ａの表面との距離（Ｌ２）を３．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とすることが好ましい。下限がより好ましくは５ｍｍ以上であり、上限がより好ましくは２０ｍｍ以下である。
なお、「凹部２２ａの表面」とは、図６に示すように凹部２２ａが略水平な底面を有する場合、当該略水平な底面をいう。凹部２２ａが略水平な底面を有さない場合は、凹部２２ａの最深部を「凹部２２ａの表面」とする。また、固定部材３０の頭頂面が凹部２２ａの底面となる場合（図１０参照）は、固定部材３０の頭頂面が「凹部２２ａの表面」となる。
【００４０】
また、プラスチック容器１の底部の接地径を基準として凹部２２ａの好ましい大きさを特定することもできる。例えば、図７（Ａ）に示すように、プラスチック容器１の底部の中央部が略水平の場合は、凹部２２ａをその略水平部を投影した大きさ又はそれよりも小さな大きさにしたり、図７（Ｂ）に示すように、プラスチック容器１の底部が椀状や略円錐状に容器内容物側へ窪んでいる場合は、その窪みの半分高さの水平位置を投影した大きさ又はそれよりも小さな大きさにしたりすることが好ましい。
具体的には、プラスチック容器１が円筒形のボトルである場合の成膜システムにおいては、図８に示すように、上面視において、凹部２２ａの直径（Ｄ２）を、プラスチック容器１の接地径（Ｄ１）の２％以上４０％以下とすることが好ましい。下限がより好ましくは５％以上であり、更に好ましくは１０％以上であり、上限がより好ましくは３０％以下であり、更に好ましくは２０％以下である。
尚、プラスチック容器１の接地径とは、プラスチック容器１を平板に立てた場合に当該平板とプラスチック容器１の底部とが接地している少なくとも３点を結ぶようにして円を描いた場合における、当該円の直径をいう。
【００４１】
成膜システムにおいて、プラズマ化学蒸着のプラズマ出力（Ｗ）や原料ガスの流速（ｓｃｃｍ）等の諸条件は特に限定されるものではない。どのような条件であったとしても、凹部２２ａによる一定の効果が確保できる。プラスチック容器１の容積にもよるが、例えば、プラスチック容器１の容積が数１０ｍｌ以上２Ｌ以下である場合、高周波プラズマ出力を１００Ｗ以上２０００Ｗ程度以下とすることが好ましく、原料ガスの流速を数１０ｓｃｃｍ以上２００ｓｃｃｍ程度以下とすることが好ましい。プラスチック容器１の容積が２Ｌ以上３０Ｌ以下である場合は、高周波プラズマ出力を２０００Ｗ程度以上５０００Ｗ程度以下とすることが好ましく、原料ガスの流速を２００ｓｃｃｍ程度以上５００ｓｃｃｍ程度以下とすることが好ましい。
また、本発明者らの新たな知見によれば、容器が胴部に比べて口部が縮径した形状の場合は、容積（ｍｌ）に対する原料ガスの流速（ｓｃｃｍ）の比（ｓｃｃｍ／ｍｌ）を０．１０以下とした場合、上記の成膜ムラ等を一層抑制し易く、更にはプラスチック容器１の口部内径と胴部内径との比（口部内径／胴部内径）が０．２５以下の場合においては容積に対するガス流速の比（ｓｃｃｍ／ｍｌ）が０．０８以下であると上記の成膜ムラの抑制に有効である。
【００４２】
成膜システムにおける成膜の手順は特許文献１〜３等に開示されているように公知である。一般的な手順としては例えば以下の通りである。
（１）外部電極１０内に誘電体部材２０を設置しプラスチック容器１を挿入する。
（２）排気手段等によって系内のガスを排気して所定の真空度に到達させる。
（３）内部電極等からプラスチック容器１内へと原料ガスを供給しつつ、外部電極１０に高周波電力を印加し、外部電極と内部電極との間にプラズマを発生させる。
（４）発生させたプラズマによって原料ガスをイオン化して化学反応させ、プラスチック容器１の内面に堆積させることで、炭素膜を形成する。この場合に成膜される炭素膜としては、ガスバリア性の膜であればよく、ＤＬＣ膜やアモルファスカーボン膜等、種々の炭素膜のいずれであってもよい。
炭素膜の厚みは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲とすることが好ましく、下限は１０ｎｍ以上が好ましく上限は１００ｎｍ以下がより好ましく、ガスバリア性、透明性や色目に応じて選択できる。
【００４３】
４．プラスチック容器の製造方法
本開示の技術思想は、プラスチック容器の製造方法として表現することもできる。すなわち、本開示の成膜装置１００、２００の誘電体部材２０の内側にプラスチック容器１を設置して、プラスチック容器１の内面に炭素膜を成膜してプラスチック容器を製造する方法であって、プラスチック容器１の底中央の下側の面と、誘電体部材２０の底部２２の凹部２２ａの表面との距離を３．０ｍｍ以上２５ｍｍ以下とする、製造方法である。本開示の製造方法においても、上面視において、凹部２２ａの直径を、プラスチック容器１の接地径の０．２％以上２０％以下とすることが好ましい。製造方法における好ましい諸条件については、上記の成膜システムにて説明した通りであり、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４４】
以上の通り、本開示の成膜システムや製造方法においても、底部２２に凹部２２ａを有する誘電体部材２０を用いることで、固定部材３０の上面とプラスチック容器１の底部中央との間に間隔が設けられる。これにより、プラズマ成膜時、プラズマの集中を抑制でき、プラスチック容器１の底部における成膜ムラや色の濃化を抑制することができる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例を示しつつ、本開示の成膜装置等についてより詳細に説明する。
【００４６】
１．成膜条件
（比較例１、実施例１）
図４に示すような外部電極１０と誘電部材２０を固定ネジ３０で組合せた中に、プラスチック容器を装填し、容器内部に容器の全高２分の１の高さにガス供給部材を兼ねた内部電極を配置し、高周波プラズマ化学蒸着法でダイアモンド・ライク・カーボン膜を容器内側全面に形成した。
誘電部材２０には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、比誘電率２．１）を用いた。固定ネジには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ、比誘電率３．３）を用いた。
プラスチック容器には、ポリエチレンテレフタレート樹脂製の容積１Ｌ、口部内径２９ｍｍ、胴部内径１０６ｍｍ、口部内径／胴部内径の比０．２７の容器を用いた。また、容器の底部は、５本脚で接地径（Ｄ１）６３ｍｍで接地し、底中央部は直径約４０ｍｍの略水平部を有し、誘電部材底部の平坦部（２２ｂ）から容器底中央部までの底高さは５．６ｍｍであった。
プラズマ化学蒸着は、原料ガスにアセチレンを用い、ガス流速９５ｓｃｃｍ、容器容積（ｍｌ）に対するガス流速（ｓｃｃｍ）の比０．０９１、高周波１３．５６ＭＨｚ、プラズマ出力１６００Ｗの条件で行った。
その他の条件は、表１に示した。
【００４７】
比較例１においては、図９に示すような頭部直径９．５ｍｍ、頭部厚み６ｍｍの一般的な形状のネジを用いて誘電体部材と外部電極とを固定するものとした。比較例１においては、誘電体部材の底部の中央から上方にネジ頭が突出し、凹部が形成されなかった。
一方、実施例１においては、図１０に示すような頭部直径９．５ｍｍ、頭部厚み１．５ｍｍの低頭のネジを用いて誘電体部材と外部電極とを固定するものとした。これにより、実施例１においては、誘電体部材の底部の中央に深さ約１．５ｍｍの凹部を形成するものとした。誘電体部材の底面全体面積に対する凹部面積の比（凹部面積／全体面積、ａ１／Ａ１）は１．０％、容器の接地径に対する凹部直径の比は１５．０％であった。
【００４８】
（参考例１）
特許文献２に開示されているように、成膜時において、誘電体であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、比誘電率２．１）を用いて、容器の底部形状（外形）と対応する形状の部材を作製し、容器の底部に密着させた場合を参考例１とした。その他の諸条件は実施例１や比較例１と同様とした。
【００４９】
２．評価結果
（底部の色）
成膜後のプラスチック容器に対し目視で炭素膜による着色を確認した。その結果、比較例１や参考例１の条件にて得られたプラスチック容器については、胴部に対して底部の色が濃く、底部に分厚い炭素膜が形成される結果となった。
比較例１においては、成膜時、ネジ頭が誘電体部材の底部から突出し、ここにプラズマが集中したことで、成膜ムラが発生したものと考えられ、特に底面中央部の色が局所的に濃かった。また、成膜を３００本行い、そのうち３本に色むらが発生し、その不良発生確率は１．０％であり、製造歩留りを大幅に低下させるものであった。
参考例１においては、ボトル底部に密着した誘電体によってプラズマが容器下部側に集中したことで、成膜ムラが発生したものと考えられ、底面の全体が胴部より色が濃かった。
一方、実施例１の条件にて得られたプラスチック容器については、底部と胴部とで成膜ムラがほとんどなく、底部と胴部とが略同じ色であり、成膜を２０００本行っても色むらは１本も発生せず、不良発生確率は０．０％であった。成膜時、ネジ頭を下方に引っ込めたことで、上記のプラズマの集中を抑制できたものと考えられる。
【００５０】
（ガスバリア性）
ＭＯＣＯＮ社製ＯＸ−ＴＲＡＮ２／６１機を用い、成膜前後のプラスチック容器の開口部に当該装置用のアダプターヘッドを装着して、２３℃相対湿度５０％条件下で、容器当たりの酸素透過率（ｃｃ／ｐｋｇ／２４ｈ・ａｔｍ）を測定した。
その結果、実施例１、比較例１、参考例１は、何れも０．００３ｃｃ／ｐｋｇ／２４ｈ・ａｔｍであった。また、成膜前の容器は、０．０６ｃｃ／ｐｋｇ／２４ｈ・ａｔｍだったので、成膜による酸素透過率の良化率は２０倍であった。
【００５１】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５２】
本開示の成膜装置はプラスチック容器の内面にガスバリア性の炭素膜を成膜する場合に好適に利用することができる。本開示の成膜装置を用いて製造されるプラスチック容器は、ガスバリア性に優れ、炭酸ガスや香味成分が抜けることなく、また内容物の酸化も起き難い。そのため、飲料や食品を保管するための容器や医療用の容器等、あらゆる分野において利用可能である。更に、容器の底形状ごとに特注の部材の作製や組み付けが必要なく、コスト削減、生産効率向上に大変有効である。
【符号の説明】
【００５３】
１  プラスチック容器
１０  外部電極
１１  側部
１２  底部
２０  誘電体部材
２１  側部
２２  底部
２２ａ  凹部
２２ｂ  平坦部
３０  固定部材
１００、２００  成膜装置
【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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【図１０】
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