(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマＣＶＤ法によりチャンバー内で合成樹脂製の容器の壁面に薄膜を形成する成膜処理部を有する容器のコーティング装置において、
前記成膜処理部を複数（Ｎ）配置し、
前記チャンバーは、固定側チャンバー及び非固定側チャンバーに分割形成され、
前記固定側チャンバーが前記複数の成膜処理部のそれぞれに固定配置され、
前記非固定側チャンバーが複数の成膜処理部のうち少なくとも１つの成膜処理部を除いた数（Ｎ−１）の成膜処理部の固定側チャンバーに対応した数とされると共に、各成膜処理部に対し移動可能にされて各成膜処理部に対し兼用にされていることを特徴とする容器のコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器のコーティング装置に関し、特に、プラズマＣＶＤ法により容器の壁面に薄膜を形成する容器のコーティング装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
現在、合成樹脂製容器は、飲料などの包装容器として普及している。
【０００３】
例えばビールなどの酸化しやすい内容物の包装容器として、高ガスバリア性が求められる。
【０００４】
しかし、飲料用容器として現在最も利用されている容器であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製容器は、ビールに求められる高ガスバリア性を満足することはできない。
【０００５】
一般に、ＰＥＴ樹脂のガスバリア性を保証するためには、容器壁を複数層構造とし、ＰＥＴ樹脂とガスバリア性樹脂との積層構造とした容器が製造されている。
【０００６】
これに替わって、高ガスバリア性の容器を提供する手段として最近注目されているのが、プラズマＣＶＤ（化学気相成長）法によるコーティング技術である。
【０００７】
しかし、このプラズマＣＶＤによるコーティングは、成膜に時間を要するものであるため、一度に多くの容器の成膜処理を行おうとすると、高周波電源の出力や真空ポンプ等を大きくするか、数量を増加しなければならず、コストがかかる上に、装置が大型化してしまうこととなる。
【０００８】
本発明の目的は、プラズマＣＶＤを用いて容器の成膜を行う場合において、高周波電源の出力や真空ポンプ等を大きくしたり、数量を増加したりすることなく、コスト増大や装置の大型化を防止して成膜処理を効率的に行うことのできる容器のコーティング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の容器のコーティング装置は、プラズマＣＶＤ法によりチャンバー内で合成樹脂製の容器の壁面に薄膜を形成する成膜処理部を有する容器のコーティング装置において、
前記成膜処理部を複数配置し、
これら複数の成膜処理部を順次切り替えて用いて前記容器の壁面に薄膜を形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、複数の成膜処理部を順次切り替えて用いて成膜処理を施すことで、高周波電源や真空ポンプを共通化し、これら高周波電源や真空ポンプを切り替えて用いることで、高周波電源の出力や真空ポンプ等を小さくすることができ、コスト増大や装置の大型化を防止することができ、しかも、或る成膜処理部で成膜処理を行っている間に、他の成膜処理部で容器の搬入や取り出しを行えば、成膜処理を効率的に行うことができる。
【００１１】
例えば、２つの成膜処理部を有し、一方の成膜処理部にて成膜処理を行っている間に他方の成膜処理部で容器の搬入出を行うというように２つの成膜処理部を交互に切り替えて用いることで、効率良く処理を行うことができる。
【００１２】
本発明においては、前記成膜処理部には、複数のチャンバーが設けられ、
前記各成膜処理部内の各チャンバーは、同一円周上で等間隔に配置されるようにすることができる。
【００１３】
このような構成とすることにより、各成膜処理部内の各チャンバーのキャビティ間の電磁界のバランスを取ることができ、各チャンバーの成膜状態にばらつきが生じるのを防止することができる。
【００１４】
本発明の他の容器のコーティング装置は、プラズマＣＶＤ法によりチャンバー内で合成樹脂製の容器の壁面に薄膜を形成する成膜処理部を有する容器のコーティング装置において、
前記成膜処理部を複数（Ｎ）配置し、
前記チャンバーは、固定側チャンバー及び非固定側チャンバーに分割形成され、
前記固定側チャンバーが前記複数の成膜処理部のそれぞれに固定配置され、
前記非固定側チャンバーが複数の成膜処理部のうち少なくとも１つの成膜処理部を除いた数（Ｎ−１）の成膜処理部の固定側チャンバーに対応した数とされると共に、各成膜処理部に対し移動可能にされて各成膜処理部に対し兼用にされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、複数の成膜処理部を順次切り替えて、或る成膜処理部で成膜処理を行っているときに、他の成膜処理部で容器の搬入出を行えば、効率良く、しかも、小さな装置で成膜処理を行うことができ、さらには、チャンバーが分割形成されているため、各チャンバーに対する容器の出し入れのストロークを短くして、容器の出し入れをスムーズに行うことができ、また、チャンバーが、例えば上下に分割されている場合には、装置の全高を低くすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１〜図７は、本発明の一実施の形態に係る容器のコーティング装置を示す図である。
【００１８】
このコーティング装置１０は、プラズマＣＶＤ法により合成樹脂製の、例えばＰＥＴ製の容器２０の外壁面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）や、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）等の薄膜を形成するもので、図１に示すように、機台１２のほぼ中央位置に２つの成膜処理部、すなわち第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６が併設され、第１の成膜処理部１４の一方の側方位置に容器２０の搬入部３０、他方の側方に搬出部３２が配設されている。
【００１９】
この容器２０は、例えばビールなどの酸化しやすい内容物の包装容器として用いられるもので、図４及び図５に示すように、開口部２２と、この開口部２２に続く胴部２６と、この胴部２６を閉塞する底部２８とを有するものとされている。
【００２０】
第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６は、それぞれ複数、例えば４つのチャンバー３４を用いて４つの容器２０に対して同時に成膜処理を行うようになっている。
【００２１】
このチャンバー３４は、容器２０を倒立状態で収容するもので、図３〜図６にも示すように、高さ方向のほぼ中央位置で非固定側の上チャンバー３６及び固定側の下チャンバー３８に分割形成されている。
【００２２】
下チャンバー３８は、２組あり、第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６にそれぞれ４つずつ固定された状態となっている。
【００２３】
また、第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６では、それぞれ下チャンバー３８が同一円周上で等間隔で配置された状態となっている。
【００２４】
上チャンバー３６は、１組あり、下チャンバー３８に対応して４つ同一円周上で等間隔に配置され、この４つの上チャンバー３６が第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６上を移動可能にされて、第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６に対し兼用にされた状態となっている。
【００２５】
具体的には、図３に示すように、下チャンバー３８を固定したベースプレート４０の上面で、第１の成膜処理部１４から第２の成膜処理部１６にわたって一対のレール４２を配設し、このレール４２に移動架４４を載置支持させている。
【００２６】
この移動架４４は、レール４２と係合するスライドプレート４６上に上端を固定板４８にて連結した４本のガイドロッド５０を立設し、このガイドロッド５０に可動板５２を昇降可能に取り付け、この可動板５２の下面側に１組の上チャンバー３６を固定した状態となっている。
【００２７】
スライドプレート４６は、レール４２に沿って配設したロッドレスシリンダ５４に固定され、このロッドレスシリンダ５４に固定したスライドプレート４６が第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６間を移動できるようになっている。
【００２８】
可動板５２は、図６にも示すように、スライドプレート４６に立設したシリンダ５６のシリンダロッド５８に連結され、シリンダ５６の駆動により昇降可能にされている。
【００２９】
また、下チャンバー３８には、図３〜図６にも示すように、その中心位置に内部電極６０が設けられるとともに、真空吸引路６２に接続され、図１に示すように、機台１２内のドライポンプ６４及びメカニカルブースターポンプ６６によりチャンバー３４内が真空吸引されるようになっている。
【００３０】
また、内部電極６０は、図１に示す機台１２内のマッチングボックス６８及び高周波電源７０に、図５に示す金属板１１４を介して接続されている。
【００３１】
また、外部電極としてのチャンバー３４も同様に金属板１１６を介して互いに連結されている。
【００３２】
このように、内部電極６０及び外部電極としてのチャンバー３４をそれぞれ金属板１１４、１１６を介して連結することで、構造が簡単になり、各電極間の差もなくすことができる。
【００３３】
容器２０の搬入部３０は、図１及び図２に示すように、搬入用のベルトコンベア７２と、整列機構７４と、受渡し機構７６とを有する。
【００３４】
このベルトコンベア７２には、ガイド７８が設けられ、容器２０を２列に案内するようになっている。
【００３５】
整列機構７４は、第１のシリンダ９６及び第１のストッパ１０４、第２のシリンダ９８及び第２のストッパ１０６、第３のシリンダ１００及び第３のストッパ１０８、第４のシリンダ１０２及び第４のストッパ１１０、第５のストッパ１１２等を有し、密着状態で搬入されてきた容器を第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６におけるチャンバー３４のピッチに整列しうるようになっている。
【００３６】
受渡し機構７６は、容器２０の胴部２６を把持する４つの把持部材８０がフレーム８２に開閉可能に取り付けられ、このフレーム８２が回転アーム８４を介して昇降、水平回転用のボールねじ・スプライン８６に取り付けられている。
【００３７】
なお、９４は把持部材８０の開閉シリンダである。
【００３８】
また、回転アーム８４とフレーム８２との間には、回転アクチュエータ８８が取り付けられ、フレーム８２を上下反転し得るようにしている。
【００３９】
なお、ボールねじ・スプライン８６は、機台１２内で、回転用モータ９０及び昇降用モータ９２に接続されている。
【００４０】
そして、フレーム８２が整列機構７４の上方に位置する状態で、昇降用モータ９２によりボールねじ・スプライン８６を下降させ、開閉シリンダ９４により把持部材８０を閉じることで、把持部材８０によって整列機構７４位置にある容器２０の胴部２６が把持されることとなる。
【００４１】
次に、この状態で、昇降用モータ９２によりボールねじ・スプライン８６を上昇させ、回転アクチュエータ８８によりフレーム８２を反転させ、その状態で、回転用モータ９０によりボールねじ・スプライン８６を、例えば、図７にも示すように、時計方向に９０度回転させ、その位置で昇降用モータ９２によりボールねじ・スプライン８６を下降させ、開閉シリンダ９４により把持部材８０を開くと容器２０が倒立状態で第１の成膜処理部１４の下チャンバー３８内に搬入されることとなる。
【００４２】
また、同様にして図１の実線の状態から回転アーム８４を反時計方向に１８０度回転させることで、第２の成膜処理部１６内への容器の搬入が行われることとなる。
【００４３】
容器２０の搬出部３２は、受渡し機構７６と、搬出用ベルトコンベア７２とを有しており、搬入部３０とは整列機構７４が存在しないだけで他は搬入部３０とほぼ同様の構成となっているので搬入部３０と同一符号を付すにとどめ、説明は省略する。
【００４４】
この搬出部３２における受渡し機構７６は、搬入部３０における受渡し機構７６と反対に反時計方向に９０度回転アーム８４を回転させることで図１の実線の状態から第１の成膜処理部１４側への移動が行え、逆に時計方向に１８０度回転回転させることで第２の成膜処理部１６への移動を行うことができるようになっている。
【００４５】
次に、このような容器のコーティング装置１０の動作状態について説明する。
【００４６】
まず、搬入部３０において、ベルトコンベア７２上に容器２０が供給されてくると、第２のシリンダ９８が第２のストッパ１０６を突出させて先頭の容器２０の移動を停止させるとともに、第１のシリンダ９６が第１のストッパ１０４を突出させて３個目以降の容器２０の移動を停止させる。
【００４７】
この状態で第２のシリンダ９８が第２のストッパ１０６を引っ込めて、第１のストッパ１０４より前にある２個の容器２０を移動させる。
【００４８】
この状態で第４のシリンダ１０２が第４のストッパ１１０を突出させ、先頭の容器２０の移動を阻止するとともに、第３のシリンダ１００が第３のストッパ１０８を突出させて、先頭から２番目の容器２０の移動を阻止する。
【００４９】
次いで、第４のシリンダ１０２が第４のストッパ１１０を引っ込めて先頭の容器２０を移動させ、この先頭の容器２０が第５のストッパ１１２に当接した状態で、第１の成膜処理部１４及び第２の成膜処理部１６のピッチに４つの容器２０が整列させられる状態となる。
【００５０】
このとき、搬入部３０の受渡し機構７６は、把持部材８０を整列機構７４の上方位置で待機させた状態となっている。
【００５１】
また、移動架４４は、例えば、ロッドレスシリンダ５４により第２の成膜処理部１６側に位置し、上チャンバー３６はシリンダー５６により第２の成膜処理部１６の下チャンバー３８上方に位置する状態となっている。
【００５２】
この状態で、昇降用モータ９２によりボールねじ・スプライン８６を下降させ、把持部材８０を下降させると、把持部材８０は整列機構７４によって整列された４つの容器２０を把持可能な状態となる。
【００５３】
この状態で開閉シリンダ９４により把持部材８０を閉じると、把持部材８０が容器２０の胴部２６を把持する状態となる。
【００５４】
次に、昇降用モータ９２によりボールねじ・スプライン８６を上昇させると搬入用のベルトコンベア７２上からの容器２０の取り出しが行われることとなる。
【００５５】
次に、この状態で、回転アクチュエータ８８によりフレーム８２を反転させると、容器２０が倒立状態となる。
【００５６】
次いで、この状態から回転用モータ９０にてボールねじ・スプライン８６を時計方向に９０度回転させると、フレーム８２は、第１の成膜処理部１４の上方に移動することとなる。
【００５７】
次に、昇降用モータ９２によりボールねじ・スプライン８６を下降させ、容器２０を第１の成膜処理部１４の下チャンバー３８内に挿入する。
【００５８】
その後、開閉シリンダ９４により把持部材８０を開放して、昇降モータ９２によりボールねじ・スプライン８６を上昇させると、第１の成膜処理部１４への容器２０の搬入が終了することとなり、この状態で回転用モータ９０により回転アーム８４を反時計方向に９０度回転させれば、次の容器２０の取り出し待機状態となる。
【００５９】
次に、ロッドレスシリンダ５４により移動架４４を第２の成膜部１６側から第１の成膜処理部１４側へと移動させ、シリンダ５６により可動板５２を下降させ、下チャンバー３８と上チャンバー３６とを密着させる。
【００６０】
次いで、この状態で、ドライポンプ６４及びメカニカルブースターポンプ６６を用いて、チャンバー３４内を真空引きし、チャンバー３４内にガスを供給するとともに、高周波電源７０及びマッチングボックス６８を通して電源を内部電極６０及びチャンバー３４に供給して高周波を発生させ、プラズマＣＶＤにより第１の成膜処理部１４内の容器に対して成膜処理を行う。
【００６１】
ここで、チャンバー３４内に供給されるガスとしては、炭化水素系のガス、例えば、アセチレン、メタン、エタン、エチレン、トルエン、ベンゼン、プロピレン、ビニルアセチレン、メチルアセチレンなどを用いる。
【００６２】
また、ケイ素系のガス、例えば、モノシラン、ジシセン、四フッ化ケイ素などを用いてもよい。
【００６３】
この間に、搬入部３０の受渡し機構７６を用いて、次の容器２０を第２の成膜処理部１６内の下チャンバー３８に搬入する。
【００６４】
第１の成膜処理部１４による成膜処理が終了した時点で上チャンバー３６を上昇させ、第２の成膜処理部１６側に移動させ、上チャンバー３６を第２の成膜処理部１６の下チャンバー３８に対して密着させ、第２の成膜処理部１６における成膜処理を行う。
【００６５】
この間に搬出部３２側の受渡し機構７６を用いて、第１の成膜処理部１４における成膜処理を終了した容器２０を取り出し、搬出用のベルトコンベア７２上へと正立状態で受渡し、外部へと搬送する。
【００６６】
このように、第１の成膜処理部１４または第２の成膜処理部１６の一方で成膜処理を行っている際に、他方の第１の成膜処理部１４または第２の成膜処理部１６で容器２０の取り出し、搬入を行えば、効率良く交互に成膜処理を行うことができる。
【００６７】
また、成膜処理は、この第１の成膜処理部１４または第２の成膜処理部１６の一方のみで行われるため、真空ポンプや高周波電源出力を大きくしたり、数量を増加したりする必要がなく、コスト削減及び装置の大型化を防止することができる。
【００６８】
さらに、チャンバー３４は上チャンバー３４及び下チャンバー３８に分割形成されているため、容器２０の挿入や取り出しが容易で、装置の全高を低くすることが可能である。
【００６９】
また、複数のチャンバー３４は、同一円周上で等間隔に配設されているため、チャンバー３４のキャビティ間の電磁界のバランスを取ることができる。
【００７０】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００７１】
例えば、前記実施の形態では、内容物としてビールを充填する容器について説明したが、この例に限らず、ケチャップやマヨネーズなどの酸化しやすい内容物を充填する容器としても用いることができる。
【００７２】
また、前記実施の形態では、外側成膜の装置について説明したが、公知の方法で、内部電極に高周波電源を接続し、容器内部にガスを供給することで、内側成膜とすることもできる。
【００７３】
さらに、前記実施の形態では、２つの成膜処理部を設けているが、３つ以上の成膜処理部を順次切り替えて用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る容器のコーティング装置を示す平面図である。
【図２】図１の移動架を省略した正面図である。
【図３】（１）は上チャンバー組み合わせ前の移動架の状態を示す正面図で、（２）は上チャンバーを組み合わせた状態の移動架の正面図である。
【図４】図３（１）の状態の下チャンバーの拡大図である。
【図５】図３（２）の状態の拡大図である。
【図６】搬入部の受渡し機構による容器の受渡しと移動架の動作状態を示す側面図である。
【図７】受渡し機構の動作状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  コーティング装置
１４  第１の成膜処理部
１６  第２の成膜処理部
２０  容器
２２  ネック部
３０  搬入部
３２  搬出部
３４  チャンバー
３６  上チャンバー
３８  下チャンバー
４２  レール
４４  移動架
５４  ロッドレスシリンダ
５６  シリンダ
６０  内部電極
７６  受渡し機構
８０  把持部材
８６  ボールねじ・スプライン
９０  回転用モータ
９２  昇降用モータ
【図１】
0004067817.tif 000002
【図２】
0004067817.tif 000003
【図３】
0004067817.tif 000004
【図４】
0004067817.tif 000005
【図５】
0004067817.tif 000006
【図６】
0004067817.tif 000007
【図７】
0004067817.tif 000008