(57)【要約】本発明は、特に、処理される基体にバリアコーティングを堆積するために低圧プラズマを使用し、プラズマが、処理ゾーンに低圧で噴射される反応性流体を、電磁界の作用で部分的にイオン化することにより得られる方法に関し、少なくとも有機ケイ素化合物と窒素化合物とを含む混合物を、プラズマ状態にすることによって得られる境界層を基体に堆積する少なくとも一つのステップと、主に、式ＳｉＯｘの酸化ケイ素からなるバリア層を境界層に堆積することからなるステップとを含むことを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理される基体にバリアコーティングを堆積するために低圧プラズマを使用し、プラズマが、処理ゾーンに低圧で噴射される反応性流体を、電磁界の作用で部分的にイオン化することにより得られる方法であって、
少なくとも有機ケイ素化合物と窒素化合物とを含む混合物を、プラズマ状態にすることによって得られる境界層を基体に堆積する少なくとも一つのステップと、主に、式ＳｉＯｘの酸化ケイ素からなるバリア層を境界層に堆積することからなるステップとを含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
窒素化合物が、気体窒素であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
境界層を堆積するために使用される混合物が、さらに、有機ケイ素化合物の蒸発を発生するキャリヤガスとして使用される希ガスを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
窒素が、有機ケイ素化合物の蒸発を発生するキャリヤガスとして使用されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
境界層の厚さが、２から１０ナノメータであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
バリア層が、過剰な酸素の存在下で有機ケイ素化合物の低圧プラズマ堆積により得られることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
有機ケイ素化合物が、有機シロキサンであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
バリア層の厚さが、８から２０ナノメータであることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
２つのステップの移行時に、処理ゾーンで反応性流体がプラズマ状態に留まるように、ステップが連続して行われることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
水素を含む無定形炭素の保護層でバリア層を被覆する第三のステップを含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
保護層の厚さが、１０ナノメータ未満であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
炭化水素化合物の低圧プラズマ堆積により保護層を得ることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
基体が、ポリマー材料からなることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ポリマー材料の容器の内面にバリアコーティングを堆積するために使用されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
低圧プラズマにより基体に堆積されるバリアコーティングであって、式ＳｉＯｘの酸化ケイ素から主に構成されるバリア層を含み、コーティングが、基体とバリア層との間に境界層を含み、前記境界層が主に、ケイ素、炭素、酸素、窒素、および水素から構成されることを特徴とする、コーティング。
【請求項１６】
境界層が、少なくとも有機ケイ素化合物と窒素化合物とを含む混合物をプラズマ状態にすることによって得られることを特徴とする、請求項１５に記載のコーティング。
【請求項１７】
窒素化合物が気体窒素であることを特徴とする、請求項１５または１６に記載のコーティング。
【請求項１８】
境界層の厚さが、２から１０ナノメータであることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１９】
バリア層が、過剰な酸素の存在下で有機ケイ素化合物の低圧プラズマ堆積により得られることを特徴とする、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項２０】
有機ケイ素化合物が、有機シロキサンであることを特徴とする、請求項１５から１９のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項２１】
バリア層の厚さが、８から２０ナノメータであることを特徴とする、請求項１５から２０のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項２２】
バリア層が、水素を含む無定形炭素の保護層で被覆されることを特徴とする、請求項１５から２１のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項２３】
保護層の厚さが１０ナノメータ未満であることを特徴とする、請求項２２に記載のコーティング。
【請求項２４】
保護層が、炭化水素化合物の低圧プラズマ堆積により得られることを特徴とする、請求項２２に記載のコーティング。
【請求項２５】
ポリマー材料の基体に堆積されることを特徴とする、請求項１５から２４のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項２６】
請求項１５から２５のいずれか一項に記載のバリアコーティングにより少なくとも片面で被覆されることを特徴とする、ポリマー材料の容器。
【請求項２７】
バリアコーティングにより内面で被覆されることを特徴とする、請求項２６に記載の容器。
【請求項２８】
ポリエチレンテレフタラート製のボトルであることを特徴とする、請求項２６または２７に記載の容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、低圧プラズマを使用することにより堆積される薄膜バリアコーティングの分野に関する。このようなコーティングを得るために、処理ゾーンに低圧で反応性流体を噴射する。反応性流体は、使用圧力に上昇すると、一般に気体になる。処理ゾーンでは、電磁界を設定して反応性流体をプラズマ状態にし、すなわち、少なくとも部分的にイオン化する。こうしたイオン化メカニズムにより得られる粒子を、処理ゾーンに配置される物体の壁に堆積することができる。
【０００２】
低圧プラズマによる堆積は、低温プラズマとも呼ばれ、高温に弱いプラスチック材料の物体に薄膜を堆積し、物体に堆積されるコーティングを物理的、化学的に適切に接着することができる。
【０００３】
このような堆積技術は、様々な用途で使用されている。こうした用途のひとつは、特に、酸素や二酸化炭素のような気体に対する透過性を減少するために、フィルムまたは容器に行われる機能的なコーティングの堆積である。
【０００４】
特に、最近、ビールまたは果物のジュースのような酸素に弱い製品、あるいはソーダ水のような炭酸製品をパックするプラスチックボトルをバリア材料でコーティングするために、上記の技術を使用可能なことが明らかになった。
【０００５】
文献ＷＯ９９／４９９９１は、バリアコーティングでプラスチックボトルの内面または外面を被覆可能にする装置を記載している。
【０００６】
文献ＵＳ−Ａ−４，８３０，８７３は、耐摩耗性のために使用されるコーティングを記載している。このコーティングは、一般式ＳｉＯｘの酸化ケイ素であり、ｘは１．５から２である。プラスチック基体へのＳｉＯｘの接着性を改良するために、上記文献は、酸素がないときに有機シロキサンをプラズマ状態にして得られる化合物ＳｉＯｘＣｙＨｚの層を堆積し、次いで、プラズマ状態にされた混合物に酸素を徐々に混入することよって、炭素および水素の量を徐々に減少し、この接着層の組成を少しずつ変化させることを提案している。
【０００７】
いくつかの試験によれば、この接着層は、また、ＳｉＯｘを含むコーティングを用いて、ポリマー基体の透過性を減少する場合にも有効である。しかしながら、ＳｉＯｘＣｙＨｚの接着層で得られる結果は、ＳｉＯｘの単層コーティングで得られる結果よりも良好であるものの、水素を含む無定形炭素の堆積物のような他の気体遮断コーティングによって得られる結果ほどよくない。実際、文献ＵＳ−Ａ−４，８３０，８７３では、コーティングの機能が耐磨耗性にあった。そのため、複数のコーティング層を通る気体の拡散機構については考慮されていない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、非常にハイレベルのバリア特性を得るために、最適化された新しいタイプのコーティングを提案することにある。
【０００９】
このため、本発明は、まず、処理される基体にバリアコーティングを堆積するために低圧プラズマを使用し、プラズマが、処理ゾーンに低圧で噴射される反応性流体を、電磁界の作用で部分的にイオン化することにより得られる方法を提案し、少なくとも有機ケイ素化合物と窒素化合物とを含む混合物をプラズマ状態にすることにより得られる境界層を、基体に堆積する少なくとも一つのステップと、主に、式ＳｉＯｘの酸化ケイ素からなるバリア層を境界層に堆積することからなるステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明によるこの方法の他の特徴は次のようなものである。窒素化合物が、気体窒素である。境界層を堆積するために使用される混合物が、さらに、有機ケイ素化合物の蒸発を発生するキャリヤガスとして使用される希ガスを含む。窒素が、有機ケイ素化合物の蒸発を発生するキャリヤガスとして使用される。境界層の厚さが、２から１０ナノメータである。バリア層が、過剰な酸素の存在下で有機ケイ素化合物の低圧プラズマ堆積により得られる。有機ケイ素化合物が、有機シロキサンである。バリア層の厚さが、８から２０ナノメータである。２つのステップの移行時に、処理ゾーンで反応性流体がプラズマ状態に留まるように、ステップが連続して行われる。この方法は、水素を含む無定形炭素の保護層でバリア層を被覆する第三のステップを含む。保護層の厚さが、１０ナノメータ未満である。炭化水素化合物の低圧プラズマ堆積により保護層を得る。基体が、ポリマー材料からなる。この方法は、ポリマー材料の容器の内面にバリアコーティングを堆積するために使用される。
【００１１】
本発明は、また、低圧プラズマにより基体に堆積されるバリアコーティングに関し、式ＳｉＯｘの酸化ケイ素から主に構成されるバリア層を含み、コーティングが、基体とバリア層との間に境界層を含み、前記境界層が、主に、ケイ素、炭素、酸素、窒素、および水素から構成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明によるコーティングの他の特徴は次のようなものである。境界層が、少なくとも有機ケイ素化合物と窒素化合物とを含む混合物を、プラズマ状態にすることによって得られる。窒素化合物が気体窒素である。境界層の厚さが、２から１０ナノメータである。バリア層が、過剰な酸素の存在下で有機ケイ素化合物の低圧プラズマ堆積により得られる。有機ケイ素化合物が、有機シロキサンである。バリア層の厚さが、８から２０ナノメータである。バリア層が、水素を含む無定形炭素の保護層で被覆される。保護層の厚さが１０ナノメータ未満である。保護層が、炭化水素化合物の低圧プラズマ堆積により得られる。コーティングが、ポリマー材料の基体に堆積される。
【００１３】
本発明は、また、上記のタイプのバリアコーティングにより少なくとも片面で被覆されることを特徴とする、ポリマー材料の容器に関する。この容器は、たとえば内面でバリアコーティングにより被覆され、ポリエチレンテレフタラート製のボトルとすることができる。
【００１４】
本発明の他の特徴および長所は、単一の添付図を参照しながら、以下の詳しい説明を読めば、明らかになるであろう。
【００１５】
図では、本発明の開示による方法を実施可能にする処理装置１０の実施形態の縦断面を示した。本発明は、ここでは、プラスチック容器の処理に関して説明する。より詳しくは、プラスチックボトルの内面にバリアコーティングを堆積可能にする方法および装置について説明する。
【００１６】
処理装置１０は、たとえば、垂直軸を中心として連続回転運動により駆動されるカルーセルを備えた回転装置の一部をなす。
【００１７】
処理装置１０は、たとえば金属製の導電性材料からなる外部エンクロージャ１４を含み、この外部エンクロージャは、垂直軸Ａ１を中心とする管状の円筒壁１８から形成されている。外部エンクロージャ１４は、底２０の下壁により下端で閉鎖されている。
【００１８】
外部エンクロージャ１４の外で外部エンクロージャに固定されるハウジング２２は、プラズマを発生可能な電磁界を外部エンクロージャ１４の内部に形成する手段（図示せず）を含む。この場合、ＵＨＦ領域、すなわちマイクロ波の領域で、電磁放射を発生可能な手段とすることができる。従って、この場合、ハウジング２２は、マグネトロンを収容可能であり、そのアンテナ２４が導波管２６に通じている。導波管２６は、たとえば、長方形の断面をもつトンネルであり、軸Ａ１に対して径方向に沿って延び、側壁１８を介して外部エンクロージャ１４の内部に直接通じている。しかしながら、本発明は、また、無線周波数タイプの放射源を備えた装置の範囲でも実施可能であり、および／または、放射源を別に配置し、たとえば外部エンクロージャ１４の軸方向下端に配置してもよい。
【００１９】
外部エンクロージャ１４の内部で、軸Ａ１を中心とする管２８は、導波管２６を介して外部エンクロージャ１４に入る電磁波を通す材料で構成される。たとえば、水晶管２８を構成することができる。この管２８は、処理される容器３０を収容する。従って、管の内径は、容器の径に合わされる。さらに、いったん容器を外部エンクロージャ内部に入れたら、内部で負圧を形成する空洞３２を画定しなければならない。
【００２０】
図から分かるように、外部エンクロージャ１４は、上端で上壁３６により部分的に閉じられている。上壁は、管２８の径にほぼ等しい径の中央開口部を備えるので、管２８は、完全に上向きに開いて空洞３２に容器３０を導入可能にする。反対に、管２８の下端が気密に接続される下方の金属壁２０は、空洞３２の底を形成する。
【００２１】
従って、外部エンクロージャ１４および空洞３２を閉じるために、処理装置１０は、上方位置（図示せず）と図示された下方の閉鎖位置との間で軸方向に移動するカバー３４を含む。カバーは、上方位置で、空洞３２に容器３０を入れることができるように十分に解放される。
【００２２】
カバー３４は、閉鎖位置において、外部エンクロージャ１４の上壁３６の上面で気密に支持される。
【００２３】
特に有利には、カバー３４は、空洞３２を密閉する機能を備えるだけではない。実際、カバーは、さまざまな補足する部品を備えている。
【００２４】
カバー３４は、まず、容器の支持手段を備える。図示された例では、処理される容器が、熱可塑性材料のボトル、たとえばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）のボトルである。このボトルは、首部の基部に径方向に突起するフランジを備え、首部の周囲、好適にはフランジの下に係合もしくは係止されるつめ付きの鐘形クランプで把持することができる。つめ付きクランプ５４で把持すると、ボトル３０は、つめ付クランプ５４の支持面に上向きに押し付けられる。好適には、こうした支持が気密に行われ、カバーが閉鎖位置にあるとき、空洞３２の内部空間が、容器の壁により容器の内側と外側との二つの部分に分離される。
【００２５】
こうした構成により、容器の壁の二つの面の一方（内側面または外側面）だけを処理することができる。図示された例では、容器の壁の内面だけを処理しようとしている。
【００２６】
従って、この内面処理では、容器内部にある気体の圧力および成分を同時に制御できるようにしなければならない。そのため、容器内部は、負圧源と、反応性流体供給装置１２とに連通可能でなければならない。このために、反応性流体供給装置は、軸Ａ１に沿って配置された噴射ノズル６２に管３８によって接続される反応性流体源１６を含む。噴射ノズルは、上方の格納位置（図示せず）と、カバー３４を介して容器３０の内部に噴射ノズル６２が延長される下方の位置との間で、カバー３４に対して移動する。制御バルブ４０は、管３８で反応性流体源１６と噴射ノズル６２との間に配置される。噴射ノズル６２は、処理ゾーンにおける反応性流体の噴射分分を最適化可能にする、多孔性の壁を備えた管とすることができる。
【００２７】
噴射ノズル６２により噴射される気体がイオン化され、外部エンクロージャ内に形成される電磁界の作用でプラズマを形成できるようにするために、容器の圧力が大気圧より低く、たとえば約１０−４バールであることが必要である。容器内部と負圧源（たとえばポンプ）とを連通するために、カバー３４が内部管路６４を含んでおり、内部管路の主要な末端が、カバーの下面、より詳しくは、ボトル３０の首部が押し付けられる支持面中央に通じている。
【００２８】
提案された実施形態では、支持面が、カバーの下面に直接形成されず、カバー３４の下に固定されたつめ付クランプ５４の環状の下面に形成されていることが注目される。かくして、容器の首部の上端が支持面で支持されるとき、この上端により画定される容器３０の開口部は、内部管路の主要な末端がカバー３４の下面に通じる穴を完全に囲む。
【００２９】
図示された例では、カバー２４の内部管路６４が接合端６６を含み、装置の真空回路が、固定端６８を含む。固定端は、カバーが閉鎖位置にあるとき、２個の端６６、６８が互いに向かい合うように配置される。
【００３０】
図示された装置は、比較的変形しやすい材料からなる容器の内面処理用に構成されている。このような容器は、ボトルの外部と内部との間で約１バールの過圧に耐えることができない。従って、ボトルを変形せずに約１０−４バールの圧力をボトル内部で得るために、ボトル外部の空洞３２の一部もまた、少なくとも部分的に減圧しなければならない。かくして、カバー３４の内部管路６４は、主要な末端に加えて、補助的な末端（図示せず）を有し、補助的な末端もまた、カバーの下面を介して、容器の首部が押し当てられる環状支持面の径方向外側に通じている。
【００３１】
かくして、同じポンピング手段が、容器の内部および外部の真空を同時に形成する。
【００３２】
ポンピング容量を制限し、ボトル外部に無用なプラズマが現れないようにするために、外部の圧力が、１０−４バールの内部圧に対して、０．０５から０．１バール下回らないようにすることが好ましい。さらに、ボトルは、壁が薄くても、著しく変形せずにこの圧力差に耐えられることが認められる。このため、補助的な末端を塞ぐことができる制御バルブ（図示せず）をカバーに備える。
【００３３】
上記の装置の動作は、次の通りである。
【００３４】
容器がつめ付クランプ５４に把持されると、カバーが閉鎖位置に向かって下がる。同時に、噴射ノズルは、管路６４の主要な末端を塞がずに、この末端を通って下がる。
【００３５】
カバーが閉鎖位置に来ると、空洞３２に含まれる空気を吸入することができる。空洞は、カバー３４の内部管路６４により真空回路に接続される。
【００３６】
第一段階で、バルブは開放制御されるので、圧力は、空洞３２において、容器の外側と内側で同時に降下する。容器外側の真空レベルが十分なレベルに達すると、システムは、バルブの閉鎖を制御する。その場合、容器３０の内部でもっぱらポンピングを続けることが可能である。
【００３７】
処理圧力に達すると、本発明の方法により処理を開始できる。
【００３８】
本発明によれば、堆積方法が、主に、ケイ素、炭素、酸素、窒素、および水素からなる境界層を、基体、この場合にはボトル内面に直接堆積することからなる第一のステップを含む。境界層は、もちろん、少量あるいは微量の他の元素を含んでいてもよく、その場合、これらの他の元素は、使用される反応性流体に含まれる不純物によるものか、あるいはただ単に、ポンピング終了時にまだ存在する残留空気中の不純物によるものである。
【００３９】
このような境界層を得るために、処理ゾーンに、有機ケイ素化合物、すなわち主に、炭素、ケイ素、酸素、水素と、窒素化合物とを含む混合物を噴射しなければならない。
【００４０】
有機ケイ素化合物は、たとえば、有機シロキサンとすることができ、簡単には、窒素化合物を窒素とすることができる。また、少なくとも一つの窒素原子を含む有機シラザンを、有機ケイ素化合物として使用するよう検討してもよい。
【００４１】
ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）またはテトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）等の有機シロキサンは、一般に、室温で液体である。従って、処理ゾーンにこれらを噴射するには、気泡管内で有機シロキサンの蒸気に結合されるキャリヤガスを用いるか、あるいは単に、有機シロキサンの飽和蒸気圧で作業することができる。
【００４２】
キャリヤガスを用いる場合、このキャリヤガスは、ヘリウムまたはアルゴン等の希ガスとすることができる。しかし、有利には、キャリヤガスとして単に気体窒素（Ｎ２）を使用可能である。
【００４３】
好適な実施形態によれば、この境界層は、処理ゾーン、この場合には、内部容量が５００ｍｌのプラスチックボトルに、キャリヤガスとして流量４０ｓｃｃｍの気体窒素を用いることにより、流量４ｓｃｃｍ（標準ｃｍ３／分）のＨＭＤＳＯを噴射することによって得られる。使用されるマイクロ波のパワーは、たとえば４００Ｗであり、処理時間は約０．５秒である。その結果、上記のタイプの装置で得られる境界層の厚さは、約数ナノメータに過ぎない。
【００４４】
さまざまな分析により、このように堆積される境界層は、もちろんケイ素を含むが、特に炭素および窒素の量が多いことが明らかになっている。境界層は、また、酸素および水素を含む。分析によれば、さらに、Ｎ−Ｈタイプの多数の化学結合が存在することがわかっている。
【００４５】
たとえば、上の条件で生成された境界層のサンプルは、この量子化に到達するために使用された分析方法（ＥＳＣＡ）では見えない水素原子を入れなければ、およそ１２原子％のケイ素と、３５原子％の炭素と、３０原子％の酸素と、２３原子％の窒素とを含む。境界層を形成する原子の総量に対し、水素原子は、たとえば２０％を占有可能である。
【００４６】
だが、こうしたデータの値は、堆積方法の正確なパラメータに対応する一例にすぎない。上記の条件と同じ条件で、窒素の流量を１０から６０ｓｃｃｍに変えても、得られるコーティングのバリア特性が著しく変わることはない。
【００４７】
いくつかの試験によれば、境界層の堆積ステップ中、気体窒素（Ｎ２）を、約８０％の窒素からなることが知られている空気（たとえば流量４０ｓｃｃｍとする）に代えられることが分かっている。
【００４８】
この境界層に、ＳｉＯｘ材料のバリア層を堆積することができる。低圧プラズマによりこうした材料を堆積する多数の技術が存在する。たとえば、上記のＨＭＤＳＯ／Ｎ２混合物に８０ｓｃｃｍの気体酸素（Ｏ２）を加えることができる。このような添加は、瞬間的に、あるいは徐々に実施可能である。
【００４９】
プラズマに十分に多く存在する酸素は、ＨＭＤＳＯまたは、キャリヤガスとして使用される窒素からもたらされる、炭素原子、窒素原子、および水素原子をほとんど完全に除去する。かくして、ＳｉＯｘ材料が得られ、ここで、酸素の量とケイ素の量との比を示すｘは、一般に、使用される操作条件に応じて１．５から２．２である。上記の条件では、ｘの値を２より大きくすることができる。もちろん、第一のステップ中と同様に、取得方式による不純物がこの層に若干混入しうるが、特性が著しく変わることはない。
【００５０】
第二の処理ステップの持続時間は、たとえば２から４秒である。従って、このように得られるバリア層の厚さは、約６から２０ナノメータである。
【００５１】
この堆積方法の二つのステップは、完全に別個の２つのステップとして構成してもよいし、その反対に、プラズマが二つのステップの間で消えなければ、連続する２つのステップとして構成してもよい。
【００５２】
このように得られたバリアコーティングは、特に高性能であることが判明している。かくして、本発明の開示によるコーティングを堆積した５００ｍｌの標準ＰＥＴボトルの透過率は、ボトルに毎日入る酸素が、０．００２ｃｍ３以下である。
【００５３】
本発明の変形実施形態によれば、低圧プラズマにより堆積される、水素を含む無定形炭素の保護層でバリア層を被覆可能である。
【００５４】
文献ＷＯ９９／４９９９１から、水素を含む無定形炭素をバリア層として使用できることが知られている。しかし、適切な有効性のバリアを得るには、厚さ約８０から２００ナノメータの堆積を行うことが必要である。この厚さから、炭素の層は、少なからず金色の色を有する。
【００５５】
本発明の範囲では、堆積される炭素層の厚さが、好適には２０ナノメータ未満である。この水準の厚さでは、気体バリアとして追加される炭素層は、こうした炭素層が堆積されるとしても、決定的ではない。
【００５６】
同様に薄い厚さの、水素を含む無定形炭素層を付加する主な長所は、このように保護されたＳｉＯｘ層が、プラスチック基体のさまざまな変形に対していっそう強いことが認められる点にある。かくして、ソーダ水またはビールのような炭酸液で満たしたプラスチックボトルは、複数バールの内圧を受け、ボトルが最も軽量である場合、この内圧によりプラスチック材料にクリープが生じ、その結果、ボトルの容積がわずかに増加する。低圧プラズマにより堆積されるＳｉＯｘのような高密度の材料の弾性は、プラスチック基体の弾性よりもずっと小さいことが認められる。従って、基体への接着性が非常に高いにもかかわらず、基体の変形により、コーティングに微小割れが発生し、バリア特性が劣化する。
【００５７】
反対に、水素を含む無定形炭素の層を保護層として付着することにより、このように構成されたコーティングは、基体変形時にバリア特性の劣化がずっと少ないことが認められる。
【００５８】
たとえば、水素を含むこうした無定形炭素の層は、約０．２秒の持続時間中、約６０ｓｃｃｍの流量で気体アセチレンを処理ゾーンに導入することにより生成可能である。このように堆積される保護層は、コーティングの全体強度を著しく増加しながら十分に薄くして、裸眼では色が殆ど見分けられないようにする。
【００５９】
本発明による境界層は、たとえば層の原子数全体の１０から２５％の、比較的高い窒素含有量を特徴とする。また、境界層が含む水素原子の割合は、比較的多い。この二つの成分が境界層に同時に存在すると、コーティングは、基体への接着性が良好であることに加えて、気体バリアとしてきわめて優れた特性を有するが、これは、たとえば境界層が窒素を含まずに堆積される場合はそうではない。
【００６０】
この現象は、本発明による境界層自体が気体バリア特性をほとんど備えず、しかも、耐磨耗性または耐化学腐食性がそれほどよくないだけに、ますます特徴的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を実施可能にする処理装置１０の実施形態の概略的な縦断面図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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