(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック容器の内面及び外面に薄膜を形成する真空成膜装置において、電極と成膜対象の間にプラスチック製で電極に電気的に接触しかつ成膜対象から一定の間隔を設けるよう製作された外筒を設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
プラスチック製外筒として、容器外形とほぼ相似形の隙間を有する内面を持ったことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
プラスチック製外筒として、プラスチック容器に成膜する物質と同じ薄膜を予め外筒内面へ成膜してあることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
プラスチック製外筒と電極の間に冷却媒体を流す等の冷却手段を持つことを可能とする機構を有する請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項５】
電極と成膜対象の間にプラスチック製で電極に電気的に接触しかつ成膜対象から一定の間隔を設けるよう製作された外筒を用いてプラスチック容器の内面及び外面に薄膜を形成することを特徴とする成膜方法。
【請求項６】
プラスチック製外筒が、容器外形とほぼ相似形の隙間を有する内面を持ったことを特徴とする請求項４に記載の成膜方法。
【請求項７】
プラスチック製外筒が、プラスチック容器に成膜する物質と同じ薄膜を予め外筒内面へ成膜してあることを特徴とする請求項５または６に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空中にてＰＥＴ、ＰＰなどのプラスチック容器に真空蒸着法、化学蒸着法（ＣＶＤ）等の方法により薄膜を形成する成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在までプラスチック容器は、その利便性から食品、医療など幅広い分野で包装容器として利用されている。しかし、プラスチックは公知のように酸素、二酸化炭素などの低分子ガスや水蒸気を透過してしまう性質を有している。そのため内容物が酸化してしまうなど悪影響を及ぼし、その利用範囲に制約を受けていた。
【０００３】
そこで近年プラスチック容器にガスバリア性を有する薄膜を成膜することで、その機能を向上させる技術が知られてきている。
【０００４】
上記のような環境の中、従来、成膜装置としては、以下のようなものがあった。
【０００５】
例えば図２に示すように、真空中で容器４を収容するために形成され収容される容器の外形とほぼ相似形の隙間８を有する中空状の外部電極２と、この外部電極の空所内に容器が収容された際にこの容器の口部が当接されると共に外部電極を絶縁する絶縁部材３と、接地され外部電極の空所内に収容された容器の内側７に容器の口部９から挿入される内部電極５と、外部電極の空所内に連通されて空所内の排気を行う排気手段１１と、外部電極の空所内に収容された容器の内側に原料ガスを供給する供給手段６、１０と、外部電極に接続された高周波電源１３を備えていることを特徴とする装置（特開平８−５３１１７公報を参照）などが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の技術では以下のような問題を生じていた。すなわち、図２で示すプラスチック容器４の形状や大きさを変えるたびに外部電極一式１，２を交換しなくてはいけないという問題がある。
【０００７】
さらにＰＥＴボトルなどのプラスチック容器は外形寸法にばらつきが大きいことや、成膜時の熱で多少変形することから容器が外部電極に触れてしまった場合、外部電極の熱で容器に大きなダメージを与えてしまうという問題である。
【０００８】
その問題を防ぐため隙間を大きくすれば排気する時間が長くなってしまうという新たな問題が発生する。
【０００９】
他にもプラズマＣＶＤ法を用いて成膜する場合で容器外面と外部電極の隙間８にプラズマが発生したとき、電極表面がスパッタされ容器へ不純物が成膜されてしまう可能性が非常に高いという問題である。これはプラズマが維持できないように外部電極と容器の隙間を非常に高い真空度にすることで解決できるが、それには長い排気時間とより高価な設備を必要とする。
【００１０】
さらに、連続で成膜した場合、真空中では熱伝達が期待できないことから外部電極が熱を蓄積し徐々に高温となってしまい安定した成膜を行えないという問題がある。そのため何らかの方法で強制的に温度を下げる必要がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はプラスチック容器成膜装置において、図１にも示すようにプラスチック容器４と外部電極２の間にプラスチック製の外筒１５を持つことで容器の形状変化に外筒を交換するだけで容易に対応することが出来、外筒の厚さや内面形状を変化させることによってプラスチック容器と外部電極の距離の調整、排気時間の短縮を可能とするものであり、さらに外筒内面を成膜することにより、スパッタされ不純物が成膜されることを防ぐことを目的とする。また外筒と電極の間に温度調節した冷却水９を循環させる機構を有することで連続成膜による電極の温度上昇を押さえ安定した温度での成膜を可能とすること目的とする。
【００１２】
すなわち本発明はまず請求項１に示すように、ＰＥＴ等のプラスチック容器の内面及び外面に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ等の成膜装置において、電極と容器の間にプラスチック製の外筒を設けたことを特徴とする成膜装置であり、これは容器の大きさや形状を変化させる場合、外筒だけを交換することが出来ることから好ましい。
【００１３】
そして好ましくは請求項２に示すように請求項１を基本構成としており、特にプラスチック製外筒として、成膜対象である容器外形とほぼ相似形の隙間を有する内面を持ったことを特徴とする成膜装置である。これは外筒の厚さを変化させることで排気を必要とする部分すなわち成膜対象である容器と外筒の距離を変化させることなく成膜対象である容器と外部電極の距離を変化することが出来、またその内面形状から排気時間を短縮できることからも好ましい。
【００１４】
さらに好ましくは請求項３に示すように、プラスチック製外筒として、プラスチック容器に成膜するものと同じ材料を予め外筒内面へ成膜してあることを特徴とする成膜装置である。これによるとプラズマＣＶＤ法において、容器外面へプラズマが回り込んだ場合でも不純物が成膜されることを防ぐことが出来ることから好ましい。
【００１５】
もう一点、好ましくは請求項４に示すように、プラスチック製外筒と電極の間に冷却水を流すことを可能とする機構を有する成膜装置である。これは外部電極を一定の温度で保つことが出来、安定した成膜を連続して出来ることから好ましい。
【００１６】
また、別の発明においては請求項５に示すように、、電極と成膜対象の間にプラスチック製で電極に電気的に接触しかつ成膜対象から一定の間隔を設けるよう製作された外筒を用いてプラスチック容器の内面及び外面に薄膜を形成することを特徴とする成膜方法に関する。
【００１７】
そして好ましくは請求項６に示すように請求項１を基本構成としており、プラスチック製外筒が、容器外形とほぼ相似形の隙間を有する内面を持ったことを特徴とする請求項４に記載の成膜方法に関する。
【００１８】
さらに好ましくは請求項７に示すように、プラスチック製外筒が、プラスチック容器に成膜する物質と同じ薄膜を予め外筒内面へ成膜してあることを特徴とする請求項５または６に記載の成膜方法に関する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明のに示すプラスチック容器成膜装置はプラスチック容器と外部電極の間にプラスチック製外筒を置くことで問題となっていた、容器形状の変化へ容易に対応できることから好ましい。
【００２０】
なお外筒の厚さ、内面形状を変化させることで電極と容器の距離を最適化できることからも好ましい。なお外筒に使用するプラスチックは機械的強度を満足していれば耐熱性は容器に使用するプラスチックと同等のもので構わない。
【００２１】
また、外筒内面を容器に成膜するものと同じ材料を予め成膜しておくことで不純物が容器に成膜されるのを防げることからも好ましい。
【００２２】
さらに連続で容器に成膜を行う場合、外筒と外部電極の間に冷却水を循環させる機構を有していることで電極温度を一定に保ち安定した成膜を行えることからも好ましい。
【００２３】
本発明においてプラスチック容器の形状や大きさに変化には図１に示したように、外部電極ではなくプラスチック外筒を交換するだけで容易に対応で出来る。また、その外筒内面を容器外形と相似形とすることで排気時間の短縮を可能とし、その厚さを変化させることで外部電極と容器との距離を最適化することも可能となる。さらに、外筒の内面を成膜する材料で予め成膜することで不純物が容器に成膜されることを防ぐことができる。
【００２４】
また、連続で成膜する場合、外部電極が高温になるが外部電極と外筒の間に冷却水を循環させることで一定温度で安定した成膜が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明はプラスチック容器成膜装置において外部電極と容器の間に内面を成膜した容器と相似形のプラスチック製外筒を設けたことと外部電極と外筒の間に冷却水を循環させる機構を設けたことにより、従来の技術では困難であった容器の外形変化に容易に対応できるようになり、また外部電極と容器の距離の最適化、不純物混入の防止、排気時間の短縮が可能となった。さらに冷却水を循環させることで外部電極の温度を一定に保つことができ安定した成膜を行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるプラスチック容器装置の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】従来技術におけるプラスチック容器成膜装置の全体図を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・外部電極天蓋部  ２・・・外部電極  ３・・・絶縁板  ４・・・プラスチック容器  ５・・・内部電極  ６・・・ガス供給口  ７・・・プラスチック内部空間  ８・・・プラスチック容器と電極（プラスチック外筒）の隙間  ９・・・容器口部  １０・・・原料ガス供給管  １１・・・排気口  １２・・・マッチングボックス  １３・・・高周波電源  １４・・・冷却水  １５・・・プラスチック製外筒
【図１】
0004089066.tif 000002
【図２】
0004089066.tif 000003