【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック容器にダイヤモンド状炭素膜を形成するための方法及び製造装置に関し、特に触媒ＣＶＤ法により飲料用や医療用に使用されるプラスチック容器にガスバリヤ性に優れたダイヤモンド状炭素膜を形成するための方法及び製造装置に関する。
【０００２】
触媒ＣＶＤ法は、低温プロセスが実現できて比較的低いエネルギーで所望の成膜速度を確保でき、また、従来のプラズマＣＶＤ法の場合のプラズマプロセスが不要であるため基板等へのダメージを抑制できる点で有利である。
【０００３】
【従来の技術】
プラスチック容器は食品分野や医薬品分野等の多数の分野で包装容器として多用されているが、プラスチック素材そのままの状態で用いられている。
【０００４】
例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂ボトル（通称ペットボトル）は透明性、ガスバリヤ性に優れているため、しょう油等の調味料、生ビール等のアルコール飲料、コーラ等の清涼飲料、洗剤等の包装容器として多用されている。
【０００５】
また、ポリオレフィン樹脂は、耐薬品性に優れているため、包装関連のみならず、種々の医療分野で容器素材として多用されている。
【０００６】
以上のほかに、数多くの材質のプラスチックスが、食品、医療関連のみならず、いろいろな分野で利用されている。
【０００７】
従来のプラスチック容器は素材そのままの状態で使用されているので、容器壁を酸素や二酸化炭素のような気体が透過したり、また、壁面に有機化合物が収着したりしてしまうという特性がある。このため、内容物が変質したりするなどの問題がある。例えば、炭酸飲料をプラスチック容器に保存した場合、大気中の酸素がプラスチック容器壁を透過し、あるいは逆に炭酸飲料に含まれる炭酸ガスが容器外に透過するため品質に劣化をきたし、長期保存が不可能である。また、医薬用に使用されるプラスチック容器は耐薬品性には優れているものの、ガス透過度が大きく、これもまた医薬品の変質を起すため長期保存の点で問題がある。さらに、プラスチックは硬さが不足するため、繰り返し使用するために行われる容器内壁の洗浄に対して容器内壁面に損傷が発生し、多数回の使用には問題がある。
【０００８】
これらの問題に対応可能なプラスチック容器として、従来、特開平８−５３１１６号公報や特開２００１−３１０４５号公報に示されるように、内壁面をダイヤモンド状炭素（以下、”ＤＬＣ”（ｄｉａｍｏｎｄ ｌｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ）とも言う。）膜で被覆するものが知られている。ＤＬＣ膜で被覆したプラスチック容器は、ガスの透過阻止に効果的であり、また、容器内壁の洗浄に対しても内壁面の損傷を抑制することができて繰り返し使用が可能である。
【０００９】
ところが、上記従来のプラスチック容器にＤＬＣ膜を被覆する際に用いるプラズマＣＶＤ法は、放電のために陰極と陽極とから成る一対の電極が必要であるため、ＤＬＣ膜付きプラスチック容器の製造装置はその構成に制約がある。
【００１０】
例えば、特開平８−５３１１６号公報の図１に示す製造装置では、外部電極１２と内部電極１６との間で容器２０を介して高周波放電を発生させる際に、外部電極１２の内壁面と容器２０の外壁面との間隔、及び、容器２０の内壁面と内部電極１６の外壁面との間隔をそれぞれほぼ均一に保つように構成している。そして、特開２００１−３１０４５号公報の図１に示す製造装置は、プラスチック容器５を介して陰極２、３、４と陽極１１との間で高周波放電を発生させる構成において、容器５内部のみに正確にＤＬＣ膜を形成させるため、容器の外壁面と陰極２、３、４との間に空隙が生じないようにしている。
【００１１】
さらに、特開２００１−３１０４５号公報に示すものは、プラスチック容器の通常の製品形態たるボトル形状に対応して、膜厚差を抑制したＤＬＣ膜を形成するため分割形状の陰極を用いている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−５３１１６号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−３１０４５号公報（第４−６頁、図１）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＤＬＣ膜の被覆対象であるプラスチック容器は、その用途や市場性に応じて多岐にわたるデザインが選択可能であることが要望され、上記のように製造装置の装置構成が複雑であるとこれに対応することが困難である。また、量産性の向上を目的として、多数の容器に同時にＤＬＣ膜処理を行う製造装置を構成する際は、多数から成る複雑形状の陰極を搭載する作業がさらに必要となる。
【００１４】
本発明は、上記問題点を解決するもので、プラスチック容器内壁面にＤＬＣ膜を形成する際の装置構成を簡素にし得るダイヤモンド状炭素膜の形成方法及びその製造装置を提供することを課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラスチック容器内壁面にガスバリヤ膜を形成する方法及びその製造装置は、ガスの透過を阻止し、繰り返し洗浄にも耐え得る、包装用プラスチック容器を得るために、容器内壁面に硬くて緻密で耐薬品性にも優れているＤＬＣ膜を形成する方法及び装置である。
【００１６】
ＤＬＣ膜を形成するには、炭化水素ガスと触媒体とを接触分解反応させて生成物たる堆積種を堆積させる、いわゆる触媒ＣＶＤ法を用いる。即ち、プラスチック容器内で原料炭化水素ガスと触媒体との接触分解を行う触媒ＣＶＤ法により容器内にダイヤモンド状炭素膜を得るようにした。
【００１７】
これによれば、触媒ＣＶＤ法により触媒体近傍での反応の生成堆積種が気相中で拡散し、触媒体を包囲した状態で位置するプラスチック容器内壁面で堆積するため、その全面に亘って容易にＤＬＣ膜を形成することができる。即ち、従来のプラズマＣＶＤ法の場合の高周波放電用電極は不要となる。
【００１８】
この場合、触媒体としては、タングステンワイヤが好適である。そして、原料炭化水素ガスとしては、一般式ＣｍＨｎ（ただし、ｍ及びｎは整数である。）で表される飽和炭化水素、不飽和炭化水素若しくは芳香族炭化水素に属する炭化水素のみから成る単体ガスまたは混合ガスが使用できる。このような炭化水素ガス（ＣｍＨｎ）は、加熱状態の触媒体と接触してイオン化状態のＣｍＨｎ＋やラジカルＣｍＨｎ＊、炭素イオンＣ＋、Ｃ２＋、Ｃ３＋などに変化し、さらにＣｍＨｎはＣｍＨｎ＋やラジカルＣｍＨｎ＊などと衝突して次々に新しいイオン化状態の炭化水素やラジカルの炭化水素及び炭素イオンが発生する。そして、これらを堆積種として炭素が堆積してＤＬＣ膜を形成する。
【００１９】
これらの原料炭化水素ガスとしては、好ましくは、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、エイコサンなどのような飽和炭化水素、もしくはエチレン、アセチレン、プロピレン、メチルアセチレンなどのような不飽和炭化水素、もしくはベンゼン、トルエン、ナフタレンなどのような芳香族炭化水素の単体ガス、又はこれらの単体ガスのみを構成成分とする混合ガスが使用され得る。
【００２０】
即ち、メタン及びエタン（いずれも飽和炭化水素）の混合ガスや、メタン（飽和炭化水素）、エチレン（不飽和炭化水素）及びベンゼン（芳香族炭化水素）から成る混合ガスなど、上記に例示した飽和炭化水素、不飽和炭化水素や芳香族炭化水素に属する炭化水素を適宜組み合わせた混合ガスが使用可能である。
【００２１】
また、上記原料炭化水素ガスの導入時に同時に、水素、窒素、酸素若しくはアルゴンのみの単体ガス、または、水素、窒素、酸素及びアルゴンのいずれか２種類以上から成る混合ガスを添加して導入してもよく、このガスの導入により、ＤＬＣ膜の膜質を変え、より硬くしたり、あるいは透光性を増したりすることが可能である。
【００２２】
そして、上記したダイヤモンド状炭素膜形成方法の触媒ＣＶＤ法を実施するための装置では、ＤＬＣ膜を形成する際、プラスチック容器内に挿入した通電加熱可能な触媒体の近傍に原料炭化水素ガスを導入するようにする。 即ち、かかるＤＬＣ膜形成装置では、真空室内のプラスチック容器の内側に原料炭化水素ガスを供給するガス供給手段と該プラスチック容器内側に挿入可能な触媒体とを有する成膜室系と、この触媒体を通電加熱するための電気系と、触媒ＣＶＤ法による成膜時の圧力条件を調整するための排気系とを備えるように構成した。
【００２３】
本発明の装置によれば、真空排気後、プラスチック容器内に挿入したタングステンワイヤなどの触媒体を、スライダックや定電流電源などの電気系により通電して所定の反応温度に加熱し、このプラスチック容器内の触媒体の近傍に設けられたガス噴出孔より炭化水素ガスを導入すると、プラスチック容器内に上記した堆積種が生成され、これらにより、容器内壁の全面に亘って、硬くて緻密な、耐薬品性に優れたＤＬＣ膜が形成される。
【００２４】
本発明に従って処理可能のプラスチック容器には、ポリエチレンテレフタレート樹脂製容器、ポリオレフィン樹脂製容器等のいろいろなプラスチックからなるプラスチック容器が含まれる。
【００２５】
本発明のＤＬＣ膜形成方法及び製造装置によれば、プラスチック容器内壁面に触媒ＣＶＤ法を用いてＤＬＣ膜を被覆することができるので、容器壁を通してのガスの透過が阻止されるため、容器内の液体の変質がなくなり、長期保存が可能となる。また、容器内壁面は硬質膜で被覆されるため、該容器は洗浄にも耐え繰り返し使用が可能である。
【００２６】
また、本発明によれば、触媒ＣＶＤによるＤＬＣ膜の生成のため、従来のプラズマＣＶＤに比べて電極位置など装置構成上の制約が少なく、また、プラズマプロセスにより内部機器が損傷されるのを防止できるという装置メンテナンス上の大きな利点がある。
【００２７】
このため、被覆対象のプラスチック容器の形状が多少異なる場合でも、製造装置の構成を大幅に変更する必要がなくなり、被覆可能なプラスチック容器形状の許容範囲が格段に拡がる。また、被覆対象の容器が複数であるときにこれらに同時にＤＬＣ膜処理を行えるような装置構成の変更が容易である。そして、これによりダイヤモンド状炭素膜付きのプラスチック容器の量産化展開が可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のダイヤモンド状炭素膜形成装置の略断面図である。真空槽１の構成は、Ｏ−リングなどの真空シール部材２を介して本体部１ａに蓋部１ｂを載置して、図外の真空ポンプに連なる排気口３より真空排気を可能としたものである。蓋部１ｂには、原料ガス導入用配管４と、電流端子５を介した状態のタングステンワイヤ６とが取付けられ、蓋１ｂを閉めるときに、配管４とタングステンワイヤ６とが、本体部１ａ内のプラスチック容器７の開口部７ａから挿入するように配置されている。また、タングステンワイヤ６は、通電加熱用の定電流電源８に接続され、触媒温度を可変としている。
【００２９】
上記装置１を用いてＤＬＣ膜を形成する際は、まず、真空槽１の内部を排気して所定圧力に到達させた後、原料ガス導入用配管２からアセチレンガスを導入する。そして、導入用配管４からのアセチレンガスの流量と排気口３からの真空排気速度などを調整して装置の内部圧力を１〜１００Ｐａ程度に保つ。この状態で、定電流電源８を作動させてタングステンワイヤ６の温度を１７００〜２０００℃に加熱すると、次第にワイヤ表面でアセチレンガスが接触分解され、生成される堆積種がプラスチック容器７の内壁面に析出及び堆積し、内壁全面に亘ってＤＬＣ膜が形成される。このときに用いたプラスチック容器はポリエチレンテレフタレート樹脂ボトルである。
【００３０】
また、図２に複数のプラスチック容器用ダイヤモンド状炭素膜形成装置の略断面図を示す。図１の装置と異なるのは、装置１の蓋部１ｂに、原料ガス導入用配管４ａ及び電流端子５ａを介した状態のタングステンワイヤ６ａと、原料ガス導入用配管４ｂ及び電流端子５ｂを介した状態のタングステンワイヤ６ｂとが取付けられ、蓋１ｂを閉じたときに、それぞれ、プラスチック容器７ａ及び７ｂの内側に挿入可能に設けた点である。このような装置を構成することにより、複数のプラスチック容器に同時にＤＬＣ膜を形成することができ、量産化が可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態では原料ガスにはアセチレンガスを用いたが、その替りにメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、エイコサンのような飽和炭化水素、もしくはエチレン、プロピレン、メチルアセチレンのような不飽和炭化水素、もしくはトルエン、ナフタレンのような芳香族炭化水素の単体ガス、又はこれらのガス成分のみを構成成分とする混合ガスを用いても上記の場合と同様な結果が得られる。また、上記原料炭化水素ガスの導入と同時に水素、窒素、酸素もしくはアルゴンガスの単体ガス又はそれらの混合ガスを添加して導入しても上記と同様な結果が得られる。
【００３２】
さらに、本実施の形態では、プラスチック容器としてポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリオレフィン樹脂からなるボトルを用いたが、それらに代わりアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂等のいろいろなプラスチックからなるプラスチック容器を用いても、上記実施例の場合と同様な結果が得られる。
【００３３】
また、本発明においては、一般の炭化水素ガスを原料ガスとしてＤＬＣ膜を形成するものとしたが、触媒ＣＶＤ法による成膜プロセスを経ることができる原料ガス及び成膜組成であれば本発明を転用できることは言うまでもない。このようなものとして、例えば、ＳｉＨ４ガスを原料ガスとして用いたときに得られる窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜や酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、ＴＥＯＳガスを用いた際の酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜などを挙げることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、触媒ＣＶＤ法により生成された堆積種が気相中で拡散してプラスチック容器内壁面の全面に析出及び堆積してＤＬＣ膜が形成されるため、装置構成が簡素となり効率が良い。
【００３５】
したがって、装置構成上の制約が少なく、被覆対象のプラスチック容器の形状が多少異なる場合でも製造装置の構成を大幅に変更する必要がない。さらに、被覆対象の容器が複数であるときにこれらに同時にＤＬＣ膜処理を行えるような装置構成への対応が容易であり、これによりダイヤモンド状炭素膜付きのプラスチック容器の量産化展開が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＤＬＣ膜付きプラスチック容器の製造装置の第１態様
【図２】本発明によるＤＬＣ膜付きプラスチック容器の製造装置の第２態様
【符号の説明】
１ ダイヤモンド状炭素膜形成装置（真空槽）
３ 排気口
４ ４ａ ４ｂ 原料ガス導入用配管
６ ６ａ ６ｂ タングステンワイヤ
７ プラスチック容器
８ 定電流電源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and a manufacturing apparatus for forming a diamond-like carbon film on a plastic container, and particularly to forming a diamond-like carbon film having excellent gas barrier properties on a plastic container used for beverages and medical use by a catalytic CVD method. And a manufacturing apparatus.
[0002]
In the catalytic CVD method, a low-temperature process can be realized, a desired film forming rate can be secured with relatively low energy, and damage to a substrate or the like can be suppressed because a plasma process in the conventional plasma CVD method is unnecessary. This is advantageous.
[0003]
[Prior art]
Plastic containers are frequently used as packaging containers in many fields such as the food field and the pharmaceutical field, but are used as they are in plastic materials.
[0004]
For example, polyethylene terephthalate resin bottles (commonly known as PET bottles) have excellent transparency and gas barrier properties, and are therefore often used as packaging containers for seasonings such as soy sauce, alcoholic beverages such as draft beer, soft drinks such as cola, and detergents. I have.
[0005]
Further, polyolefin resins are excellent in chemical resistance, and thus are widely used as container materials in various medical fields as well as in packaging.
[0006]
In addition to the above, plastics of many materials are used not only in food and medical fields but also in various fields.
[0007]
Since conventional plastic containers are used as they are, they have the property that gases such as oxygen and carbon dioxide permeate the container walls and that organic compounds are sorbed on the wall surfaces. . For this reason, there is a problem that the contents are deteriorated. For example, when a carbonated beverage is stored in a plastic container, oxygen in the atmosphere passes through the plastic container wall, or conversely, carbon dioxide contained in the carbonated beverage passes through the outside of the container, resulting in deterioration in quality. Impossible. Further, although plastic containers used for pharmaceuticals are excellent in chemical resistance, they have high gas permeability, which also causes deterioration of pharmaceuticals, which is problematic in terms of long-term storage. Furthermore, since the plastic has insufficient hardness, the inner wall surface of the container is damaged due to the cleaning of the inner wall surface of the container for repeated use, and there is a problem in the use of the plastic material many times.
[0008]
Conventionally, as a plastic container capable of coping with these problems, as disclosed in JP-A-8-53116 and JP-A-2001-31045, a diamond-like carbon (hereinafter, referred to as "DLC" (diamond like carbon) is used for the inner wall surface. It is also known to coat with a film. The plastic container coated with the DLC film is effective in preventing gas permeation, and can suppress damage to the inner wall surface even when cleaning the inner wall of the container and can be used repeatedly.
[0009]
However, the plasma CVD method used for coating the DLC film on the above-mentioned conventional plastic container requires a pair of electrodes including a cathode and an anode for electric discharge. There are restrictions on the configuration.
[0010]
For example, in the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 of JP-A-8-53116, when a high-frequency discharge is generated between the external electrode 12 and the internal electrode 16 via the container 20, the inner wall surface of the external electrode 12 and the container The distance between the outer wall surface of the container 20 and the distance between the inner wall surface of the container 20 and the outer wall surface of the internal electrode 16 are kept substantially uniform. The manufacturing apparatus shown in FIG. 1 of JP-A-2001-31045 has a configuration in which high-frequency discharge is generated between the cathodes 2, 3, 4 and the anode 11 via the plastic container 5. In order to form the DLC film accurately, no gap is formed between the outer wall surface of the container and the cathodes 2, 3, and 4.
[0011]
Further, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-31045 uses a divided cathode in order to form a DLC film with a reduced thickness difference corresponding to a bottle shape which is a normal product form of a plastic container.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-8-53116 (page 3-4, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2001-31045 A (page 4-6, FIG. 1)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the plastic container to be coated with the DLC film is required to be able to select a wide variety of designs according to its use and marketability. It is difficult to respond. Further, when a manufacturing apparatus for simultaneously performing DLC film processing on a large number of containers for the purpose of improving mass productivity is required, an operation for mounting a large number of cathodes having a complicated shape is further required.
[0014]
An object of the present invention is to provide a method for forming a diamond-like carbon film that can simplify the device configuration when forming a DLC film on the inner wall surface of a plastic container, and an apparatus for manufacturing the same, which solves the above problems. .
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The method and apparatus for forming a gas barrier film on the inner wall surface of a plastic container according to the present invention provide a hard and dense inner wall surface of the container to obtain a plastic container for packaging that prevents gas permeation and can withstand repeated washing. And a method and apparatus for forming a DLC film having excellent chemical resistance.
[0016]
In order to form a DLC film, a so-called catalytic CVD method is used, in which a hydrocarbon gas and a catalytic body are subjected to catalytic decomposition reaction to deposit a deposited species as a product. That is, a diamond-like carbon film was obtained in a container by a catalytic CVD method in which a raw material hydrocarbon gas and a catalyst were catalytically decomposed in a plastic container.
[0017]
According to this, the generated and deposited species of the reaction in the vicinity of the catalyst body are diffused in the gas phase by the catalytic CVD method, and are deposited on the inner wall surface of the plastic container located in a state surrounding the catalyst body. A DLC film can be easily formed. That is, the high-frequency discharge electrode in the case of the conventional plasma CVD method becomes unnecessary.
[0018]
In this case, a tungsten wire is preferable as the catalyst. The raw material hydrocarbon gas is a simple gas consisting of only a hydrocarbon belonging to a saturated hydrocarbon, an unsaturated hydrocarbon or an aromatic hydrocarbon represented by the general formula CmHn (where m and n are integers). Alternatively, a mixed gas can be used. Such a hydrocarbon gas (CmHn) is brought into contact with the catalyst in a heated state to change into an ionized state such as CmHn + , a radical CmHn * , carbon ions C + , C 2+ , and C 3+ , and further, CmHn becomes CmHn + And a radical CmHn * to generate new ionized hydrocarbons, radical hydrocarbons and carbon ions one after another. Then, carbon is deposited using these as deposition species to form a DLC film.
[0019]
As these raw material hydrocarbon gases, preferably, methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, saturated hydrocarbons such as eicosane, or ethylene, acetylene, A single gas of an unsaturated hydrocarbon such as propylene, methylacetylene, or the like, or an aromatic hydrocarbon such as benzene, toluene, naphthalene, or the like, or a mixed gas containing only these single gases as components can be used.
[0020]
That is, a saturated gas exemplified above such as a mixed gas of methane and ethane (both saturated hydrocarbons) and a mixed gas of methane (saturated hydrocarbon), ethylene (unsaturated hydrocarbon) and benzene (aromatic hydrocarbon). A mixed gas in which hydrocarbons belonging to hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons are appropriately combined can be used.
[0021]
At the same time as the introduction of the raw material hydrocarbon gas, a single gas of only hydrogen, nitrogen, oxygen or argon, or a mixed gas composed of any two or more of hydrogen, nitrogen, oxygen and argon is added and introduced. Also, by introducing this gas, the film quality of the DLC film can be changed to make it harder or to increase the translucency.
[0022]
In the apparatus for performing the catalytic CVD method of the diamond-like carbon film forming method described above, when forming the DLC film, the raw hydrocarbon gas is introduced into the vicinity of the electrically heatable catalyst inserted in the plastic container. To do. That is, in such a DLC film forming apparatus, a film forming chamber system having gas supply means for supplying a raw material hydrocarbon gas inside a plastic container in a vacuum chamber and a catalyst body insertable inside the plastic container; And an exhaust system for adjusting pressure conditions at the time of film formation by the catalytic CVD method.
[0023]
According to the apparatus of the present invention, after evacuation, a catalyst such as a tungsten wire inserted into a plastic container is energized by an electric system such as a sliding door or a constant current power supply and heated to a predetermined reaction temperature. When the hydrocarbon gas is introduced from the gas ejection holes provided in the vicinity of the catalyst body in the inside, the above-mentioned deposited species are generated in the plastic container, and these are hard, dense, and resistant to the entire surface of the inner wall of the container. A DLC film having excellent chemical properties is formed.
[0024]
Plastic containers that can be treated according to the present invention include plastic containers made of various plastics, such as polyethylene terephthalate resin containers and polyolefin resin containers.
[0025]
According to the method and apparatus for forming a DLC film of the present invention, the inner wall surface of the plastic container can be coated with the DLC film by using the catalytic CVD method. The deterioration of the liquid is eliminated, and long-term storage becomes possible. Further, since the inner wall surface of the container is covered with a hard film, the container can withstand washing and can be used repeatedly.
[0026]
Further, according to the present invention, since the DLC film is formed by the catalytic CVD, there is less restriction on the device configuration such as the electrode position as compared with the conventional plasma CVD, and the internal device is prevented from being damaged by the plasma process. There is a great advantage in device maintenance that it can be done.
[0027]
For this reason, even if the shape of the plastic container to be coated is slightly different, it is not necessary to largely change the configuration of the manufacturing apparatus, and the allowable range of the shape of the plastic container that can be coated is greatly expanded. In addition, when there are a plurality of containers to be coated, it is easy to change the apparatus configuration so that the DLC film processing can be performed on these containers simultaneously. As a result, mass production of plastic containers with a diamond-like carbon film becomes possible.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic sectional view of a diamond-like carbon film forming apparatus of the present invention. The configuration of the vacuum chamber 1 is such that a lid 1b is placed on the main body 1a via a vacuum seal member 2 such as an O-ring and the like, and vacuum evacuation is enabled from an exhaust port 3 connected to a vacuum pump (not shown). It is. A pipe 4 for introducing a source gas and a tungsten wire 6 via a current terminal 5 are attached to the lid 1b. When the lid 1b is closed, the pipe 4 and the tungsten wire 6 are attached to the inside of the main body 1a. Is arranged to be inserted from the opening 7a of the plastic container 7 of the first embodiment. Further, the tungsten wire 6 is connected to a constant current power supply 8 for energizing and heating, and makes the catalyst temperature variable.
[0029]
When forming a DLC film using the above-described apparatus 1, first, the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated to reach a predetermined pressure, and then acetylene gas is introduced from the raw material gas introduction pipe 2. Then, the internal pressure of the apparatus is maintained at about 1 to 100 Pa by adjusting the flow rate of the acetylene gas from the introduction pipe 4 and the evacuation speed from the exhaust port 3. In this state, when the constant current power supply 8 is operated to heat the temperature of the tungsten wire 6 to 1700 to 2000 ° C., acetylene gas is gradually decomposed on the surface of the wire, and the generated seeds are deposited on the inner wall surface of the plastic container 7. The DLC film is deposited and deposited, and a DLC film is formed over the entire inner wall. The plastic container used at this time is a polyethylene terephthalate resin bottle.
[0030]
FIG. 2 is a schematic sectional view of a plurality of diamond-like carbon film forming apparatuses for plastic containers. 1 is different from the apparatus of FIG. 1 in that a lid 1b of the apparatus 1 is connected to a tungsten wire 6a via a source gas introducing pipe 4a and a current terminal 5a, and via a source gas introducing pipe 4b and a current terminal 5b. When the cover 1b is closed with the tungsten wire 6b in a state attached thereto, it is provided so as to be insertable inside the plastic containers 7a and 7b, respectively. By configuring such an apparatus, a DLC film can be simultaneously formed on a plurality of plastic containers, and mass production becomes possible.
[0031]
In this embodiment, acetylene gas is used as a source gas, but instead of methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, eicosane, etc. Even if a simple gas of hydrocarbon, or an unsaturated hydrocarbon such as ethylene, propylene, or methylacetylene, or an aromatic hydrocarbon such as toluene or naphthalene, or a mixed gas containing only these gas components is used. A result similar to the above is obtained. Further, the same result as described above can be obtained by adding and introducing a simple gas of hydrogen, nitrogen, oxygen or argon gas or a mixed gas thereof simultaneously with the introduction of the raw material hydrocarbon gas.
[0032]
Furthermore, in the present embodiment, a bottle made of a polyethylene terephthalate resin and a polyolefin resin is used as a plastic container, but instead of these, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or a plastic container made of various plastics such as a polyamide resin may be used. The same result as in the above embodiment can be obtained.
[0033]
In the present invention, the DLC film is formed using a general hydrocarbon gas as a raw material gas. However, the present invention may be applied to a raw material gas and a film forming composition which can undergo a film forming process by a catalytic CVD method. It goes without saying that it can be diverted. As such, for example, SiH 4 gas resulting silicon nitride when used as a raw material gas (SiNx) film or a silicon oxide (SiO 2) film, a silicon oxide when using TEOS gas (SiO 2) film And the like.
[0034]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the deposited species generated by the catalytic CVD method diffuse in the gas phase, and are deposited and deposited on the entire inner wall surface of the plastic container to form a DLC film. Therefore, the device configuration is simplified and efficiency is improved.
[0035]
Therefore, there is little restriction on the configuration of the apparatus, and there is no need to significantly change the configuration of the manufacturing apparatus even when the shape of the plastic container to be coated is slightly different. Further, it is easy to cope with an apparatus configuration in which a plurality of containers to be coated can be simultaneously subjected to a DLC film treatment, and mass production of a plastic container with a diamond-like carbon film can be realized. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first embodiment of an apparatus for manufacturing a plastic container with a DLC film according to the present invention. FIG. 2 is a second embodiment of an apparatus for manufacturing a plastic container with a DLC film according to the present invention.
1 Diamond-like carbon film forming equipment (vacuum tank)
3 Exhaust port 4 4a 4b Source gas introduction pipe 6 6a 6b Tungsten wire 7 Plastic container 8 Constant current power supply
