大气压远程等离子体CVD装置、覆盖膜形成方法及塑料瓶制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种等离子体CVD装置及覆盖膜形成方法，在包括塑料瓶等具有立体形状的基材的各种基材的表面上，能够在大气压下形成覆盖膜。一个实施方式的大气压远程等离子体CVD装置具备：具有气体入口、内部空间和等离子体出口的电介体腔室；及在内部空间内产生等离子体的等离子体产生装置。等离子体出口具备喷嘴，该喷嘴具有比内部空间的正交于气体流动方向的截面的平均截面面积更小的开口面积。的截面的平均截面面积更小的开口面积。的截面的平均截面面积更小的开口面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】大气压远程等离子体CVD装置、覆盖膜形成方法及塑料瓶制造方法


[0001]本专利技术涉及一种大气压远程等离子体CVD装置、覆盖膜形成方法及塑料瓶制造方法。更详细而言，涉及一种在大气压或接近大气压的压力下，能够将原料气体等离子体化而形成气密(gas barrier)性较高的覆盖膜等功能性覆盖膜的大气压远程等离子体CVD装置以及使用其的覆盖膜形成方法、塑料瓶制造方法。

技术介绍

[0002]已周知涂布碳膜或无机膜而改进薄膜、薄板、成型物等塑料产品的气密性或表面保护特性的技术。例如，已周知在用于饮料等的塑料瓶的内表面上形成覆盖膜的技术。作为这样的覆盖膜，已周知类金刚石碳(DLC，也称为氢化非晶质碳)膜等碳膜及氧化硅(SiO
x
)膜等无机膜。如果在DLC膜或SiO
x
膜的涂布中使用接近大气压的压力下产生的热等离子体，则塑料材料发生分解或变形，因此通常采用真空(数Pa至数十Pa)中利用低温等离子体的化学气相沉积(CVD)。例如，由于聚对苯二甲酸乙酯(PET)的热变形温度为80℃左右，因热等离子体而发生分解或变形，因此需要利用低温等离子体进行CVD涂布。
[0003]要想通过外加高频波或微波来在塑料瓶的内部产生等离子体，则需要将塑料瓶内部的压力做成100Pa以下。但是，从用于得到高真空所需的高性能的真空泵及真空设备的成本以及用于到达真空所需的电力及时间的观点上，与大气压下的处理或使用简便的回转泵就能够在短时间内到达的1000Pa(约0.01atm)以上的低真空下的处理相比，100Pa以下的高真空下的处理显著不利。
[0004]当对塑料瓶进行涂布处理时，对收容瓶的空间例如微波封闭室，必须以瓶并不因外压而发生压垮的程度且在瓶外部并不激励等离子体程度的压力，例如以10000Pa(约0.1atm)左右进行减压。因此，塑料瓶需要用于抵抗外压与内压之差而维持其形状的强度，对壁厚较薄的轻量瓶或1升以上的大容量的薄壁瓶，难以进行真空低温等离子体处理。
[0005]要想并不使用高真空而在大气压下生成可涂布于塑料瓶的低温等离子体，则需要抑制大气压下的热等离子体的生成，需要形成虽然电子温度较高但是离子保持低温的不平衡等离子体。已周知通过这样的大气压低温等离子体法对塑料瓶涂布阻隔(barrier)膜的技术。
[0006]专利文献1(日本国特开2005
‑
313939号公报)中记载有如下气密性薄膜涂布塑料瓶制造方法，其采用大气压等离子体法，至少具有：以接触瓶的外表面或几乎接触的方式产生气密性薄膜的原料气体的等离子体的工序；及在外表面的整个面的跨度上从极近距离喷射已等离子体化的原料气体而形成气密性薄膜的工序。
[0007]专利文献2(日本国特开2012
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172208号公报)中记载有如下对塑料瓶内面的处理方法，在微波封闭室的内部配置处理对象的塑料瓶，向所述微波封闭室的内部导入微波，对通过配置在所述塑料瓶内部的气体供给管供给的含有原料气体的气体进行等离子体化，而对塑料瓶内面实施处理，其特征为，在由筒状的电介体所构成的供给管本体的内部配置由
导电体构成的细棒构件，由此构成所述气体供给管，从配置在所述微波封闭室的周围且设置于与所述微波封闭室相对的面的缝隙天线，通过环状谐振器向所述微波封闭室的内部导入微波，由此向所述细棒构件放电而使等离子体着火，从而在所述塑料瓶的内部产生等离子体，通过导入所述微波来维持所述等离子体的产生，对通过所述气体供给管供给的含有原料气体的气体进行等离子体化。
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本国特开2005
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313939号公报
[0010]专利文献2：日本国特开2012
‑
172208号公报

技术实现思路

[0011]在专利文献1所记载的方法中，由于需要电极与塑料瓶表面之间的距离为数mm左右，因此覆盖膜形成限定于瓶的外表面，也需要用于旋转瓶的装置。在专利文献2所记载的方法中，由于在微波封闭室的内部配置塑料瓶，因此需要根据瓶的大小及形状而设计微波封闭室，瓶的取放也需要装置及时间。因此，在大量处理具有各种大小及形状的塑料瓶时，在成本降低的观点上比较不利。
[0012]本专利技术的目的之一是提供一种等离子体CVD装置及覆盖膜形成方法，其不需要根据基材的大小及形状而设计成膜室，基材的取放也不需要装置及时间，在包括塑料瓶等具有立体形状的基材的各种基材的表面上，能够在大气压下形成覆盖膜。
[0013]本专利技术包含以下的形态[1]～[16]。
[0014][1][0015]一种大气压远程等离子体CVD装置，具备：具有气体入口、内部空间和等离子体出口的电介体腔室；及在所述内部空间内产生等离子体的等离子体产生装置，所述等离子体出口具备喷嘴，该喷嘴具有比所述内部空间的正交于气体流动方向的截面的平均截面面积更小的开口面积。
[0016][2][0017][1]所记载的大气压远程等离子体CVD装置，所述电介体腔室呈筒状，在所述电介体腔室的长度方向上，在所述电介体腔室的一个端部配置有所述气体入口，在所述电介体腔室的另一个端部配置有所述等离子体出口。
[0018][3][0019][1]或[2]所记载的大气压远程等离子体CVD装置，所述电介体腔室包含选自玻璃、石英及氟树脂的至少1个。
[0020][4][0021][1]～[3]的任意一项所记载的大气压远程等离子体CVD装置，所述等离子体产生装置是微波照射装置。
[0022][5][0023][1]～[4]的任意一项所记载的大气压远程等离子体CVD装置，所述喷嘴的开口面积为所述内部空间的正交于气体流动方向的截面的平均截面面积的0.01～0.1倍。
[0024][6][0025][1]～[5]的任意一项所记载的大气压远程等离子体CVD装置，还具备可留放、插入
于所述内部空间及可从所述内部空间除去的导电体。
[0026][7][0027][6]所记载的大气压远程等离子体CVD装置，所述导电体具备从所述电介体腔室的所述气体入口延伸的绝缘护套。
[0028][8][0029][1]～[7]的任意一项所记载的大气压远程等离子体CVD装置，还具备在所述内部空间的上游部、中间部或下游部开口的原料气体供给线，在所述内部空间内混合已等离子体化的载气和原料气体。
[0030][9][0031][1]～[8]的任意一项所记载的大气压远程等离子体CVD装置，具备向所述内部空间导入氟树脂或烃类热固化树脂的棒状物的原料供给机构。
[0032][10][0033][1]～[9]的任意一项所记载的大气压远程等离子体CVD装置，还具备配置在所述等离子体出口的下游的可外加负电压的导电体，其构成为基材配置在所述等离子体出口与所述导电体之间。
[0034][11][0035][1]～[10]的任意一项所记载的大气压远程等离子体CVD装置，所述电介体腔室具有多个所述等离子体出口，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种大气压远程等离子体CVD装置，具备：具有气体入口、内部空间和等离子体出口的电介体腔室；及在所述内部空间内产生等离子体的等离子体产生装置，其特征为，所述等离子体出口具备喷嘴，该喷嘴具有比所述内部空间的正交于气体流动方向的截面的平均截面面积更小的开口面积。2.根据权利要求1所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，所述电介体腔室呈筒状，在所述电介体腔室的长度方向上，在所述电介体腔室的一个端部配置有所述气体入口，在所述电介体腔室的另一个端部配置有所述等离子体出口。3.根据权利要求1或2所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，所述电介体腔室包含选自玻璃、石英及氟树脂的至少1个。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，所述等离子体产生装置是微波照射装置。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，所述喷嘴的开口面积为所述内部空间的正交于气体流动方向的截面的平均截面面积的0.01～0.1倍。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，还具备可留放、插入于所述内部空间及可从所述内部空间除去的导电体。7.根据权利要求6所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，所述导电体具备从所述电介体腔室的所述气体入口延伸的绝缘护套。8.根据权利要求1～7中任意一项所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，还具备在所述内部空间的上游部、中间部或下游部开口的原料气体供给线，在所述内部空间内混合已等离子体化的载气和原料气体。9.根据权利要求1～8中任意一项所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，具备向所述内部空间导入氟树脂或烃类热固化树脂的棒状物的原料供给机构。10.根据权利要求1～9中任意一项所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，还具备配置在所述等离子体出口的下游的可外加负电压的导电体，其构成为基材配置在所述等离子体出口与所述导电体之间。11.根据权利要求1～10中任意一项所述的大气压远程等离子体CVD装置，其特征为，所述电介体腔室具有多个所述等离子体出口，所述多个等离子体出口的喷嘴的总计开口面积小于所述内部空间的正交于气体流动方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：西山优范，赤沼泰彦，铃木哲也，白仓昌，田中卓己，三家本琴乃，
申请(专利权)人：三得利控股株式会社，
类型：发明
国别省市：