(57)【要約】【課題】炭素膜の構造が乱されないように容器に炭素膜をプラズマコーティングをする。【解決手段】ブロー成形装置（１０）で形成された容器（Ｃ）は搬送装置（１００）で二酸化炭素ガス注入装置（２０）に向けて搬送される。二酸化炭素ガス注入装置は回転ドラム（２１）の下面に設けた複数のノズル（２３）の内、所定の位置に来たものを開弁して二酸化炭素ガスを噴出し、開弁されるノズル２３の下を通過する容器に二酸化炭素ガスを充填する。二酸化炭素ガスが充填された容器は搬送装置によりプラズマコーティング装置（３０）に送られ、炭素膜プラズマコーティングがおこなわれるが、開始時に容器内には空気が存在ないのでプラズマコーティング中に窒素と炭素原子が反応して炭素膜の構造が乱されることがない。【選択図】　　　図１
2004107781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の内面に炭素膜コーティングする方法であって、
プラズマコーティング装置で、容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめる炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておく、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
容器成形後に二酸化炭素ガス注入装置で二酸化炭素ガスを容器内に注入して、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておく、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ブロー成形装置で容器成形をおこない、ブロー成形の際に型内に注入する圧縮ガスを二酸化炭素ガスとして、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておく、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ブロー成形装置からプラズマコーティング装置への容器の搬送を二酸化炭素ガス雰囲気内でおこなう、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
容器の内面に炭素膜コーティングする装置であって、
容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめるプラズマコーティング装置と、
プラズマコーティング装置による容器内の真空化の前に、容器内を二酸化炭素ガスで満たす容器内二酸化炭素ガス化装置と、
を具備する、ことを特徴とする装置。
【請求項６】
容器内二酸化炭素ガス化装置は、容器成形後に二酸化炭素ガスを容器内に注入する二酸化炭素ガス注入装置である、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
容器内二酸化炭素ガス化装置は、ブロー成形の際に型内に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素ガスブロー注入装置である、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
ブロー成形をおこなうブロー成形装置からプラズマコーティング装置への容器の搬送路を覆う二酸化炭素ガスチャンバを有する、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は容器の内面に炭素膜コーティングをする炭素膜コーティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
容器、特にＰＥＴボトル、が大量に生産、使用されている。その中には、内面に炭素膜コーティングをした容器も使用されている。従来、このような炭素膜コーティングはプラズマコーティング装置により、容器の真空排気をおこない、容器内の大気を排出するとともに容器内をコーティングに適した圧力にし、その後、プラズマ原料ガスを供給しながら高周波電界を容器内に発生せしめ、プラズマ原料ガスをプラズマ化して、分解し、活性な炭素原子を生成し、生成された炭素原子が容器内面に衝突、接触することによって炭素膜コーティングをおこなっている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、上記のようなやり方で炭素膜コーティングをおこなった場合に、当初容器内を満たしていた大気が真空排気後も容器内に残存しており、この残存している大気中に含まれる窒素分がプラズマ原料ガスと反応して炭素膜の構造を乱すことがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２５６３３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、プラズマコーティング時に容器内に窒素が残存していることを防止し、炭素膜の構造が乱されないように、容器に炭素膜コーティングをする方法および装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、容器の内面に炭素膜コーティングする方法であって、
プラズマコーティング装置で、容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめる炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておく、ことを特徴とする方法が提供される。
このような方法によれば炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内は二酸化炭素ガスで満たされ窒素が存在せず、炭素プラズマコーティング工程で発生する炭素が窒素と反応して炭素膜の構造が乱されることがない。
【０００７】
請求項２の発明によれば、容器成形後に二酸化炭素ガス注入装置で二酸化炭素ガスを容器内に注入することにより、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内が二酸化炭素ガスで満たされている。
【０００８】
請求項３の発明によれば、ブロー成形装置で容器成形をおこない、ブロー成形の際に型内に注入する圧縮ガスを二酸化炭素ガスとすることにより、請求項４の発明によれば、さらに、ブロー成形装置からプラズマコーティング装置への容器の搬送が二酸化炭素ガス雰囲気内でおこうことにより、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内が二酸化炭素ガスで満たされている。
【０００９】
請求項５の発明によれば、容器の内面に炭素膜コーティングする装置であって、
容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめるプラズマコーティング装置と、
プラズマコーティング装置による容器内の真空化の前に、容器内を二酸化炭素ガスで満たす容器内二酸化炭素ガス化装置と、を具備する、ことを特徴とする装置が提供される。
【００１０】
請求項６の発明によれば、容器内二酸化炭素ガス化装置は、容器成形後に二酸化炭素ガスを容器内に注入する二酸化炭素ガス注入装置とされる。
【００１１】
請求項７の発明によれば、容器内二酸化炭素ガス化装置は、ブロー成形の際に型内に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素ガスブロー注入装置とされ、請求項８の発明によれば、さらに、ブロー成形をおこなうブロー成形装置からプラズマコーティング装置への容器の搬送路を覆う二酸化炭素ガスチャンバを有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
初めに、図１を参照して、第１の実施の形態について説明する。この第１の実施の形態は、ブロー成形装置で成形された容器に二酸化炭素ガスを注入してからプラズマコーティング装置に送るものである。
【００１３】
参照符号１０で示されるのがブロー成形装置であって、ブロー成形装置１０は樹脂加熱装置１１で加熱した樹脂、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を、押し出し装置１２でノズル装置１３を介してパリソンＰとして押し出し、これを半割にされた２つの型１４で挟み、パリソンＰ内に圧縮空気供給装置１５からノズル装置１３内の空気通路を介して圧縮空気を吹き込み型１４の内壁にパリソンＰを密着させて容器Ｃを形成するものである。ブロー成形装置１０は必要に応じて複数個設けられる。
ブロー成形装置１０で上記のように形成された容器Ｃは搬送装置１００で二酸化炭素ガス注入装置２０に向けて搬送される。
【００１４】
二酸化炭素ガス注入装置２０は、上面中央にガス取り入れ口２２を設け、下面に外周に沿って多数のノズル２３を設けた回転ドラム２１内に二酸化炭素ガス供給装置２４から二酸化炭素ガスを供給して充満させ、所定の位置に来た複数のノズル２３を開弁するものである。そして、開弁されるノズル２３の下を容器Ｃが通過するようにされている。このようにすることにより、容器Ｃ内に当初存在していた空気は押し出されて二酸化炭素ガスにより充填される。
【００１５】
二酸化炭素ガスが充填された容器Ｃは搬送装置１００によりプラズマコーティング装置３０に送られる。プラズマコーティング装置３０は、公知のものであって、互いに密着および、離間可能であって、密着時には協働して容器Ｃを収容する下蓋容器３１と上蓋容器３２とを有し、上蓋容器３２には排気管取り付け部材３３を介して排気管３４が取り付けられ、排気管３４は真空ポンプ３５に結合されている。
【００１６】
また、排気管取り付け部材３３には原料ガス供給管３６が取り付けられている。原料ガス供給管３６には原料ガス供給装置３７から、例えば、アセチレンガスが供給される。原料ガス供給管３６は下蓋容器３１の所定位置に位置せしめられる容器Ｃ内に延伸し、先端部分には複数の原料ガス噴出口３６ａが設けられている。また、原料ガス供給管３６には高周波電源３８の発生する高周波電圧が整合器３９を介して印加される。このプラズマコーティング装置３０も必要に応じて複数設けられる。
【００１７】
搬送装置１００により搬送されてきた容器Ｃは上蓋容器３２と離間されている下蓋容器３１内の所定位置に配置され、それから上蓋容器３２が下蓋容器３１に密着され、この時同時に原料ガス供給管３６が容器Ｃの内部の所定位置に位置せしめられる。次に、真空ポンプ３５を作動せしめて下蓋容器３１と上蓋容器３２で形成されるチャンバ内の圧力を所定の値になるまで低下せしめる。
【００１８】
その後、原料ガス供給装置３７から原料ガスを供給しながら高周波電原３８から整合器３９を介して原料ガス供給管３６に印加する。すると、原料ガス噴出口３６ａから噴出する原料ガスがプラズマ化され分解し活性な炭素原子が生成され、それが容器Ｃの内面に衝突、接触して容器の内面に炭素膜がコーティングされる。
【００１９】
第１の実施の形態は上記のように構成され作用し、プラズマコーティング装置３０に送られてきたときに容器Ｃ内には二酸化炭素ガスが充填されており、空気はなく、したがって窒素が存在しない。その結果、プラズマ処理中に窒素と炭素が反応して炭素膜の構造が乱されることが防止される。
【００２０】
次に、図２を参照して、第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態は、ブロー成形装置で容器を成形する際に、パリソン内に圧縮空気ではなくて二酸化炭素ガスを注入するようにしたものである。
【００２１】
図２に示されるように、この第の実施の形態はブロー成形装置１０とプラズマコーティング装置３０でのみ形成され、第１の実施の形態のような二酸化炭素ガス注入装置２０は含まれていない。ブロー成形装置１０は基本的に第１の実施の形態と同じ構成であるが、圧縮空気供給装置１５の代わりに、加圧された二酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素ガスブロー注入装置１６がノズル装置１３に接続され、パリソンＰには二酸化炭素ガスが注入される。したがって、ブロー成形装置１０で成形された容器Ｃ内には二酸化炭素ガスが充填されている。
【００２２】
そして、この二酸化炭素ガスが充填された容器Ｃは、搬送装置１１０により、プラズマコーティング装置３０に送られ、プラズマコーティング装置３０で第１の実施の形態と同様に炭素膜がプラズマコーティングされる。
第２の実施の形態は上記のように構成され作用し、第１の実施の形態と同様に、プラズマコーティング装置３０に送られてきたときに容器Ｃ内には二酸化炭素ガスが充填されており、空気はなく、したがって窒素が存在しない。その結果、プラズマ処理中に窒素と炭素が反応して炭素膜の構造が乱されることが防止される。
【００２３】
図３に示すのは第２の実施の形態の変形例を説明する図であって、第２の実施の形態における搬送装置１１０を二酸化炭素ガスブロー注入装置１６から供給される二酸化炭素ガスの充満した二酸化炭素ガスチャンバ１２０内に配設したものである。このようにすることにより搬送中に容器Ｃ内に空気が混入することが防止され、炭素膜の構造が乱されることがより良好に防止される。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１から４に記載の発明は、容器の内面に炭素膜コーティングする方法であるが、プラズマコーティング装置で、容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめる炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておくようにされ、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内は二酸化炭素ガスで満たされ窒素が存在せず、炭素プラズマコーティング工程で発生する炭素が窒素と反応して炭素膜の構造が乱されることがない。特に、請求項３、４の発明のように、ブロー成形装置で容器成形をおこない、ブロー成形の際に型内に注入する圧縮ガスを二酸化炭素ガスとして炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内を二酸化炭素ガスで満たしておくようにすれば成形後に容器毎に二酸化炭素ガス注入装置で二酸化炭素ガスを注入する必要がない。
【００２５】
請求項５から８の発明は、容器の内面に炭素膜コーティングする装置であるが、容器内圧が所定値になるまで容器内を真空化し、真空化された容器内に炭素原子を含むプラズマ原料ガスを注入しながら容器内に高周波電界を発生せしめ、プラズマ原料ガスから活性な炭素原子を生成して容器内面に衝突せしめるプラズマコーティング装置と、プラズマコーティング装置による容器内の真空化の前に、容器内を二酸化炭素ガスで満たす容器内二酸化炭素ガス化装置と、を具備し、炭素プラズマコーティング工程の開始時に、容器内は二酸化炭素ガスで満たされ窒素が存在せず、炭素プラズマコーティング工程で発生する炭素が窒素と反応して炭素膜の構造が乱されることがない。
【００２６】
特に、請求項７，８の発明のように、ブロー成形装置で容器成形をおこない、ブロー成形の際に二酸化炭素ガスブロー注入装置で型内に二酸化炭素ガスを注入すれば、成形後に容器毎に二酸化炭素ガス注入装置で二酸化炭素ガスを注入する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成を説明する図である。
【図２】第２の実施の形態の構成を説明する図である。
【図３】第２の実施の形態の変形例の構成を説明する図である。
【符号の説明】
１０…ブロー成形装置
１１…樹脂加熱装置
１３…ノズル装置
１４…型
１５…圧縮空気供給装置
１６…二酸化炭素ガスブロー注入装置
２０…二酸化炭素ガス注入装置
２１…回転ドラム
２２…ガス取り入れ口
２３…ノズル
２４…二酸化炭素ガス供給装置
３０…プラズマコーティング装置
３１…下蓋容器
３２…上蓋容器
３３…排気管取り付け部材
３４…排気管
３５…真空ポンプ
３６…原料ガス供給管
３６ａ…原料ガス噴出口
３７…原料ガス供給装置
３８…高周波電源
３９…整合器
【図１】
2004107781.tif 000003
【図２】
2004107781.tif 000004
【図３】
2004107781.tif 000005