JP3070037B2 - 三次元物品にバリヤーフィルムを付着させる方法 - Google Patents
三次元物品にバリヤーフィルムを付着させる方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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Description
【０００１】発明の分野 本発明は、融解温度の低いポリマー物品を含めた三次元
物品上に無機材料の被膜を付着させるプラズマ増強化学
蒸着（ＰＥＣＶＤ）法に関する。この被膜は卓越したガ
スおよび／または水蒸気遮断性をもつ。
物品上に無機材料の被膜を付着させるプラズマ増強化学
蒸着（ＰＥＣＶＤ）法に関する。この被膜は卓越したガ
スおよび／または水蒸気遮断性をもつ。
【０００２】発明の背景 プラスチック製医療用品の使用が増すのに伴って、ポリ
マー製物品の遮断性を改良する特別な必要性が生じた。
マー製物品の遮断性を改良する特別な必要性が生じた。
【０００３】遮断性の改良がかなり有益となるであろう
医療用品には採集用試験管、特に採血に用いるものが含
まれるが、これらに限定されない。さらに、ポリマー製
物品のこのような遮断性改良は食品、化粧品などにも利
用できる。
医療用品には採集用試験管、特に採血に用いるものが含
まれるが、これらに限定されない。さらに、ポリマー製
物品のこのような遮断性改良は食品、化粧品などにも利
用できる。
【０００４】たとえば採血用試験管などの採集用試験管
に関しては、医療用として用いるために一定の性能基準
を満たす必要がある。このような性能基準には、１年間
以上にわたって元の吸引容量の約９０％以上を保持で
き、放射線殺菌可能であり、かつ試験や分析を妨害しな
いことが含まれる。
に関しては、医療用として用いるために一定の性能基準
を満たす必要がある。このような性能基準には、１年間
以上にわたって元の吸引容量の約９０％以上を保持で
き、放射線殺菌可能であり、かつ試験や分析を妨害しな
いことが含まれる。
【０００５】したがってポリマー製物品、特に排気した
プラスチック製採集用試験管の遮断性を改良し、その際
一定の性能基準が満たされ、それらの物品が医療用とし
て有効かつ使用可能であることが要望される。
プラスチック製採集用試験管の遮断性を改良し、その際
一定の性能基準が満たされ、それらの物品が医療用とし
て有効かつ使用可能であることが要望される。
【０００６】化学蒸着法により合成されたガラス様フィ
ルムまたは金属酸化物フィルムがポリプロピレンフィル
ム上の薄いバリヤー被膜として用いられている。しかし
合成された薄いフィルムは実質的に連続的してガラス様
ではなく、実質的に粒状の形態であり、したがって真に
連続的なガラス材料がもつ酸素および水蒸気遮断性をも
たない。
ルムまたは金属酸化物フィルムがポリプロピレンフィル
ム上の薄いバリヤー被膜として用いられている。しかし
合成された薄いフィルムは実質的に連続的してガラス様
ではなく、実質的に粒状の形態であり、したがって真に
連続的なガラス材料がもつ酸素および水蒸気遮断性をも
たない。
【０００７】ガラス様の薄いフィルムの形態がもつ欠点
を克服するために、ガラス様フィルム層を各層間に介在
する連続有機ポリマーフィルムと共に“積層”すること
が示された。このような積層多層被膜はポリプロピレン
フィルムの酸素遮断性能を改良するが、このような成層
物はガラス様バリヤーを形成せず、この成層物は金属酸
化物とアクリレートポリマー被膜の積層物としての性能
を示すにすぎない。
を克服するために、ガラス様フィルム層を各層間に介在
する連続有機ポリマーフィルムと共に“積層”すること
が示された。このような積層多層被膜はポリプロピレン
フィルムの酸素遮断性能を改良するが、このような成層
物はガラス様バリヤーを形成せず、この成層物は金属酸
化物とアクリレートポリマー被膜の積層物としての性能
を示すにすぎない。
【０００８】したがって、ガラスと同様にガスおよび水
の遮断性能を達成するために使用できる複合材料を製造
することが望まれる。
の遮断性能を達成するために使用できる複合材料を製造
することが望まれる。
【０００９】一般にＰＥＣＶＤバリヤーフィルムの製造
に用いられる従来法は、おもに二次元表面に適してい
る。三次元物品用として開発されたものは、負荷密度の
高いマトリックス処理に拡大するのに十分に適するとは
いえない。本発明方法はこのような拡大に十分に適す
る。
に用いられる従来法は、おもに二次元表面に適してい
る。三次元物品用として開発されたものは、負荷密度の
高いマトリックス処理に拡大するのに十分に適するとは
いえない。本発明方法はこのような拡大に十分に適す
る。
【００１０】発明の概要 本発明は、２個以上の三次元物品（たとえば中空物品）
の外壁表面にプラズマ補助化学蒸着によるバリヤーフィ
ルム被膜を付与する方法であって、 ａ）物品の外壁にバリヤーフィルム被膜を付与しうる装
置を用意し、該装置は空密チェンバ；物品にモノマーを
供給する手段；物品に酸化剤を供給する手段；物品の内
表の内側に無線周波電力電極を挿入する手段；内側にあ
る少なくとも２個の電極；物品を収容した空密チェンバ
の内側に真空を形成し、かつ維持する手段を備え；さら
に該装置はポンピングステーションに取り付けられ；空
密チェンバは物品の内側へエネルギーを送入する手段に
接続し、この手段が無線周波発電機であり； ｂ）開放端、閉鎖端、外側、内側、ならびに外壁表面お
よび内壁表面をそれぞれ有する少なくとも２個の三次元
物品を、開放端が少なくとも１個の電極上方に置かれる
ように配置し； ｃ）物品を収容した空密チェンバを５ミリトルより低く
なるまで排気し； ｄ）約１〜５ｓｃｃｍおよび約８０〜１６０ミリトルの
モノマーガスを物品の外表へ供給し； ｅ）約５０〜１５０ｓｃｃｍおよび約８０〜１６０ミリ
トルの酸化剤ガスを物品の外表へ供給し； ｆ）約１〜５０ＭＨｚおよび約０．１〜２Ｗ／ｃｍ2の
無線周波電力を電極に供給し；そして ｇ）４０〜１００ｎｍ／分の速度で物品上にバリヤーフ
ィルム被膜を得ることを含む方法に関する。
の外壁表面にプラズマ補助化学蒸着によるバリヤーフィ
ルム被膜を付与する方法であって、 ａ）物品の外壁にバリヤーフィルム被膜を付与しうる装
置を用意し、該装置は空密チェンバ；物品にモノマーを
供給する手段；物品に酸化剤を供給する手段；物品の内
表の内側に無線周波電力電極を挿入する手段；内側にあ
る少なくとも２個の電極；物品を収容した空密チェンバ
の内側に真空を形成し、かつ維持する手段を備え；さら
に該装置はポンピングステーションに取り付けられ；空
密チェンバは物品の内側へエネルギーを送入する手段に
接続し、この手段が無線周波発電機であり； ｂ）開放端、閉鎖端、外側、内側、ならびに外壁表面お
よび内壁表面をそれぞれ有する少なくとも２個の三次元
物品を、開放端が少なくとも１個の電極上方に置かれる
ように配置し； ｃ）物品を収容した空密チェンバを５ミリトルより低く
なるまで排気し； ｄ）約１〜５ｓｃｃｍおよび約８０〜１６０ミリトルの
モノマーガスを物品の外表へ供給し； ｅ）約５０〜１５０ｓｃｃｍおよび約８０〜１６０ミリ
トルの酸化剤ガスを物品の外表へ供給し； ｆ）約１〜５０ＭＨｚおよび約０．１〜２Ｗ／ｃｍ2の
無線周波電力を電極に供給し；そして ｇ）４０〜１００ｎｍ／分の速度で物品上にバリヤーフ
ィルム被膜を得ることを含む方法に関する。
【００１１】発明の詳細な記述 本発明は、三次元物品上に無機材料の被膜を密接したマ
トリックス中において付与するＰＥＣＶＤ法に関する。
この無機材料は金属酸化物、たとえばＳｉＯx（ｘは約
１．４〜約２．５である）または酸化アルミニウム系組
成物であってもよい。酸化ケイ素系組成物は実質的に緻
密な、蒸気不透過性のものであり、望ましくは揮発性有
機ケイ素化合物および酸化剤、たとえば酸素または一酸
化二窒素から誘導される。好ましくは酸化ケイ素系材料
の厚さは約５０〜４００ｎｍである。
トリックス中において付与するＰＥＣＶＤ法に関する。
この無機材料は金属酸化物、たとえばＳｉＯx（ｘは約
１．４〜約２．５である）または酸化アルミニウム系組
成物であってもよい。酸化ケイ素系組成物は実質的に緻
密な、蒸気不透過性のものであり、望ましくは揮発性有
機ケイ素化合物および酸化剤、たとえば酸素または一酸
化二窒素から誘導される。好ましくは酸化ケイ素系材料
の厚さは約５０〜４００ｎｍである。
【００１２】図１は本発明の１態様に用いる装置４０の
模式図を示す。使用する際にはポリマー製試験管を電極
４３に乗せ、チャンバ４４を基礎圧力、好ましくは５ミ
リトル未満にまで排気する。有機ケイ素蒸気（たとえば
ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン））および酸化
剤（たとえば酸素）をそれぞれ４１および４２により装
置に導入する。垂直流を用いる直径約３０ｃｍ（約１２
インチ）のシステムについては、約１〜５ｓｃｃｍのＨ
ＭＤＳＯ流、および約５０〜１５０ｓｃｃｍの酸素流を
用いる。約８０〜１６０ミリトルの圧力を維持する速度
で、このシステムを連続的にポンピングする。装置はポ
ンピングステーション４６上に取り付けられる。
模式図を示す。使用する際にはポリマー製試験管を電極
４３に乗せ、チャンバ４４を基礎圧力、好ましくは５ミ
リトル未満にまで排気する。有機ケイ素蒸気（たとえば
ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン））および酸化
剤（たとえば酸素）をそれぞれ４１および４２により装
置に導入する。垂直流を用いる直径約３０ｃｍ（約１２
インチ）のシステムについては、約１〜５ｓｃｃｍのＨ
ＭＤＳＯ流、および約５０〜１５０ｓｃｃｍの酸素流を
用いる。約８０〜１６０ミリトルの圧力を維持する速度
で、このシステムを連続的にポンピングする。装置はポ
ンピングステーション４６上に取り付けられる。
【００１３】無線周波（ＲＦ）発電機および整合システ
ム４５を用いて、電極の数および接近度に応じ、周波数
約１〜５０ＭＨｚおよび電極面積当たりの電力約０．１
〜２Ｗ／ｃｍ2のプラズマを発生させる。こうして４０
〜１００ｎｍ／分の規模の速度で、暴露物品上にＳｉＯ
xの蒸着が起こる。５０〜４００ｎｍの厚さで有意の遮
断性が実現される。
ム４５を用いて、電極の数および接近度に応じ、周波数
約１〜５０ＭＨｚおよび電極面積当たりの電力約０．１
〜２Ｗ／ｃｍ2のプラズマを発生させる。こうして４０
〜１００ｎｍ／分の規模の速度で、暴露物品上にＳｉＯ
xの蒸着が起こる。５０〜４００ｎｍの厚さで有意の遮
断性が実現される。
【００１４】蒸着中に、ＲＦ周波数約５〜１５ＭＨｚに
ついては電極電位が約５００〜１０００Ｖ ｐ−ｐ（ピ
ークからピークまで）の振幅で振動する。一定のＲＦ電
力については、振幅は周波数の増加に伴って縮小し、周
波数の減少に伴って増大する。整合ネットワークが遮断
コンデンサーを含む場合、また電極回路の一部がプラズ
マに暴露される場合、プラズマからの電子電流は電極上
に約−１００Ｖから−４００Ｖまでの負の直流バイアス
を形成する。このバイアスは、プラズマに暴露される電
極回路面積を減らすことにより、および／またはＲＦ電
流を遮断する誘導子で電極電位の直流成分を短絡するこ
とにより、最小限に抑えるか、または本質的に排除する
ことができる。
ついては電極電位が約５００〜１０００Ｖ ｐ−ｐ（ピ
ークからピークまで）の振幅で振動する。一定のＲＦ電
力については、振幅は周波数の増加に伴って縮小し、周
波数の減少に伴って増大する。整合ネットワークが遮断
コンデンサーを含む場合、また電極回路の一部がプラズ
マに暴露される場合、プラズマからの電子電流は電極上
に約−１００Ｖから−４００Ｖまでの負の直流バイアス
を形成する。このバイアスは、プラズマに暴露される電
極回路面積を減らすことにより、および／またはＲＦ電
流を遮断する誘導子で電極電位の直流成分を短絡するこ
とにより、最小限に抑えるか、または本質的に排除する
ことができる。
【００１５】熱分解を起こす寸前のエネルギー素子をポ
リマー物品に付与する蒸着条件で、最適なバリヤーが生
成する。この吸収エネルギーは、処理時間、イオン電
流、およびこれらのイオンを加速するプラズマシース内
の電位の積である。このプロセスは真空下で行われるの
で、熱の伝導または対流はほとんど起こらず、吸収エネ
ルギーはほぼすべてが保持される。
リマー物品に付与する蒸着条件で、最適なバリヤーが生
成する。この吸収エネルギーは、処理時間、イオン電
流、およびこれらのイオンを加速するプラズマシース内
の電位の積である。このプロセスは真空下で行われるの
で、熱の伝導または対流はほとんど起こらず、吸収エネ
ルギーはほぼすべてが保持される。
【００１６】高品質のバリヤーフィルム、たとえばＳｉ
Ｏxバリヤーフィルムを製造するためには、狭い範囲の
物理的および化学的特性を満たさなければならない。ど
ちらの点が損なわれても、透過性の高いフィルムが得ら
れるであろう。プラズマ蒸着プロセスパラメーターに対
して酸素遮断性をプロットした応答面（図２）は、酸素
およびＨＭＤＳＯの流量ならびにシステム圧力に対し、
マトリックス空間内のごく小さな帯域についてのみ最適
バリヤーが生成することを示す。この範囲外では、モノ
マーが過剰な場合は軟質ポリマー様フィルムが生成し、
酸素が過剰である場合は高い応力および破断を伴うフィ
ルムが生成し、圧力が低い場合は蒸着速度が遅く、シス
テム圧力が高い場合はガス相が成核して粉っぽい蒸着物
が生じる。
Ｏxバリヤーフィルムを製造するためには、狭い範囲の
物理的および化学的特性を満たさなければならない。ど
ちらの点が損なわれても、透過性の高いフィルムが得ら
れるであろう。プラズマ蒸着プロセスパラメーターに対
して酸素遮断性をプロットした応答面（図２）は、酸素
およびＨＭＤＳＯの流量ならびにシステム圧力に対し、
マトリックス空間内のごく小さな帯域についてのみ最適
バリヤーが生成することを示す。この範囲外では、モノ
マーが過剰な場合は軟質ポリマー様フィルムが生成し、
酸素が過剰である場合は高い応力および破断を伴うフィ
ルムが生成し、圧力が低い場合は蒸着速度が遅く、シス
テム圧力が高い場合はガス相が成核して粉っぽい蒸着物
が生じる。
【００１７】化学的条件が適正であっても、蒸着に際し
てフィルムのイオン衝突が適正でない場合は低品質のバ
リヤーが得られるであろう。支持体表面付近の電界が蒸
着速度を高めるための手段であり、また最も重要である
がイオン衝突によりフィルムを確認して微小ボイドや粒
状構造を排除するための手段である。しかし過剰のイオ
ンエネルギーはフィルムを熱により破壊する可能性があ
る。これらの要件を釣り合わせるためには、電極の総
数、電極の間隔、ＲＦ周波数、ＲＦ電力、および接地導
体へのプラズマのカップリングを適正に組み合わせる必
要がある。
てフィルムのイオン衝突が適正でない場合は低品質のバ
リヤーが得られるであろう。支持体表面付近の電界が蒸
着速度を高めるための手段であり、また最も重要である
がイオン衝突によりフィルムを確認して微小ボイドや粒
状構造を排除するための手段である。しかし過剰のイオ
ンエネルギーはフィルムを熱により破壊する可能性があ
る。これらの要件を釣り合わせるためには、電極の総
数、電極の間隔、ＲＦ周波数、ＲＦ電力、および接地導
体へのプラズマのカップリングを適正に組み合わせる必
要がある。
【００１８】電極に供給されたＲＦ電力は同時に、ポリ
マー物品を取り巻くＲＦプラズマ放電を発生し、かつイ
オンを表面へ向けて加速する電界を発生する。放電は、
フィルム内へ結合しうる反応性種の形成に関与する。電
界は独立して、蒸着材料を緻密化して不透過性フィルム
にする。特定のシステム形状につき両プロセスが同時に
適正に行われるという保証はない；実際に、プロセス空
間全体でバリヤーがまったく得られなかったという例が
ある。
マー物品を取り巻くＲＦプラズマ放電を発生し、かつイ
オンを表面へ向けて加速する電界を発生する。放電は、
フィルム内へ結合しうる反応性種の形成に関与する。電
界は独立して、蒸着材料を緻密化して不透過性フィルム
にする。特定のシステム形状につき両プロセスが同時に
適正に行われるという保証はない；実際に、プロセス空
間全体でバリヤーがまったく得られなかったという例が
ある。
【００１９】電極の周りに形成された放電は、約０．３
〜２ｃｍの距離で最強であり、距離が大きくなるほど密
度が低下する。マトリックス中に数センチ以下、たとえ
ば０．５〜１５ｃｍの距離をおいて追加電極を配置した
場合、これらの放電帯域は重なり、いずれの電極付近の
プラズマ密度もその隣のものの影響で高まる。これによ
って、要求される反応化学を行わせるのに必要な一定の
プラズマ密度を得るために、より低いＲＦ電力を使用で
きる。前記のように、シース電界を制御する電極電位は
ＲＦ電力および周波数に依存する。プラズマ電位は上記
の要因により、さらに付近の導電性表面、たとえば接地
チャンバ壁への帯電種の流れにより、影響される。した
がって、効果的なシステムには慎重に整合させた一組の
プロセスパラメーターおよび設計形状が要求される。
〜２ｃｍの距離で最強であり、距離が大きくなるほど密
度が低下する。マトリックス中に数センチ以下、たとえ
ば０．５〜１５ｃｍの距離をおいて追加電極を配置した
場合、これらの放電帯域は重なり、いずれの電極付近の
プラズマ密度もその隣のものの影響で高まる。これによ
って、要求される反応化学を行わせるのに必要な一定の
プラズマ密度を得るために、より低いＲＦ電力を使用で
きる。前記のように、シース電界を制御する電極電位は
ＲＦ電力および周波数に依存する。プラズマ電位は上記
の要因により、さらに付近の導電性表面、たとえば接地
チャンバ壁への帯電種の流れにより、影響される。した
がって、効果的なシステムには慎重に整合させた一組の
プロセスパラメーターおよび設計形状が要求される。
【００２０】本発明は、被覆すべき物品の大きさや形状
に応じて多様な態様で実施できる。
に応じて多様な態様で実施できる。
【００２１】小型の円筒形容器については、図１の装置
に採用できる下記のものが好ましい形態である。１３×
１００ｍｍのＰＥＴ試験管の内側にはまる１０個の電極
を、図３に示すようにマトリックス内に配列させる。こ
れらの電極に位置番号１〜１０をつける。この例の間隔
の中心間距離は４ｃｍであるが、決してこれに限定され
ない。２．６ｓｃｃｍのＨＭＤＳＯおよび７０ｓｃｃｍ
の酸素の流れを確立し、ポンプのスロットリングにより
圧力を１２０ミリトルに調節する。１１．９ＭＨｚ、１
２０ＷのＲＦ励振により３分間のＳｉＯx蒸着を行う。
電極には直流バイアス−２３０Ｖを伴う７７０Ｖ ｐ−
ｐのＲＦ振幅が生じる。これらの試験管は約４０ｃｍ2
の表面積をもつので、これにより０．３Ｗ／ｃｍ2の電
力負荷となる。この処理により、未処理の厚さ１ｍｍの
ＰＥＴ試験管より約３倍改良されたガスおよび水蒸気バ
リヤーが得られる。
に採用できる下記のものが好ましい形態である。１３×
１００ｍｍのＰＥＴ試験管の内側にはまる１０個の電極
を、図３に示すようにマトリックス内に配列させる。こ
れらの電極に位置番号１〜１０をつける。この例の間隔
の中心間距離は４ｃｍであるが、決してこれに限定され
ない。２．６ｓｃｃｍのＨＭＤＳＯおよび７０ｓｃｃｍ
の酸素の流れを確立し、ポンプのスロットリングにより
圧力を１２０ミリトルに調節する。１１．９ＭＨｚ、１
２０ＷのＲＦ励振により３分間のＳｉＯx蒸着を行う。
電極には直流バイアス−２３０Ｖを伴う７７０Ｖ ｐ−
ｐのＲＦ振幅が生じる。これらの試験管は約４０ｃｍ2
の表面積をもつので、これにより０．３Ｗ／ｃｍ2の電
力負荷となる。この処理により、未処理の厚さ１ｍｍの
ＰＥＴ試験管より約３倍改良されたガスおよび水蒸気バ
リヤーが得られる。
【００２２】上記のパラメーターはいずれも互いに無関
係ではない。たとえば電極の数が少なくなるほど、また
は広範囲に分布するほど、面積当たりバリヤーを形成す
るのに要求される電力は高くなる。既存のマトリックス
の外側の角に用いた４本の試験管、すなわち図３の電極
番号２、３、８および９についてのみ、適切なプラズマ
密度を得るために電力を高めるのに伴って、同程度のバ
リヤーが得られる前に熱分解が起こる。この場合、９１
５Ｖ ｐ−ｐの電極振幅でも、７７０Ｖ ｐ−ｐの１０
個の電極配列で得られる蒸着と同等なものは得られな
い。さらに、ＰＥＣＶＤによるフィルム蒸着に関する文
献、たとえばＧｉｂｓｏｎ，Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．
Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，２２３（１９９１）およびＧｒ
ｅｅｎ，Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏ
ｃ．，１６５（１９９０）中でイオン衝突に重要なもの
として広く論じられている直流バイアスは、本発明にお
いては問題とならない。すなわち電極回路を地面に接地
した８０００μＨの誘導子に接続することにより、バリ
ヤーを損うことなくこのバイアスを完全にゼロに低下さ
せることができる。誘導子と直列に抵抗体を挿入するこ
とにより、バイアスを段階的に低下させることができ
る。これが行われるのに伴って、プラズマ電位は正に移
行し、支持体の表面電荷はシース電位を維持するように
変化する。
係ではない。たとえば電極の数が少なくなるほど、また
は広範囲に分布するほど、面積当たりバリヤーを形成す
るのに要求される電力は高くなる。既存のマトリックス
の外側の角に用いた４本の試験管、すなわち図３の電極
番号２、３、８および９についてのみ、適切なプラズマ
密度を得るために電力を高めるのに伴って、同程度のバ
リヤーが得られる前に熱分解が起こる。この場合、９１
５Ｖ ｐ−ｐの電極振幅でも、７７０Ｖ ｐ−ｐの１０
個の電極配列で得られる蒸着と同等なものは得られな
い。さらに、ＰＥＣＶＤによるフィルム蒸着に関する文
献、たとえばＧｉｂｓｏｎ，Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．
Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，２２３（１９９１）およびＧｒ
ｅｅｎ，Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏ
ｃ．，１６５（１９９０）中でイオン衝突に重要なもの
として広く論じられている直流バイアスは、本発明にお
いては問題とならない。すなわち電極回路を地面に接地
した８０００μＨの誘導子に接続することにより、バリ
ヤーを損うことなくこのバイアスを完全にゼロに低下さ
せることができる。誘導子と直列に抵抗体を挿入するこ
とにより、バイアスを段階的に低下させることができ
る。これが行われるのに伴って、プラズマ電位は正に移
行し、支持体の表面電荷はシース電位を維持するように
変化する。
【００２３】
【実施例】実施例１ 好ましい態様の配列様式を用いて、等しいガス流、圧
力、ならびにＲＦ周波数および同調で、ただし１４８Ｗ
で２分間の処理を行った。この処理により未処理試験管
の約２．５倍の水バリヤーが得られた。
力、ならびにＲＦ周波数および同調で、ただし１４８Ｗ
で２分間の処理を行った。この処理により未処理試験管
の約２．５倍の水バリヤーが得られた。
【００２４】実施例２ 他の例は、上記と同様な、ただし１６７Ｗで１分間のプ
ラズマを用いて行った処理である。１．７倍の水バリヤ
ー改良が得られた。
ラズマを用いて行った処理である。１．７倍の水バリヤ
ー改良が得られた。
【図１】本発明の装置を示す全般的な模式図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂ共に、被覆されたポリスチレ
ンの透過性を、プラズマ蒸着に際しての圧力（ミリト
ル）−対−酸素流（ｓｃｃｍ）の関数としてグラフで表
したものである。
ンの透過性を、プラズマ蒸着に際しての圧力（ミリト
ル）−対−酸素流（ｓｃｃｍ）の関数としてグラフで表
したものである。
【図３】１０個の電極がある態様および電極位置の三次
元図であり、この電極マトリックスを図１の装置に使用
できる。
元図であり、この電極マトリックスを図１の装置に使用
できる。
４０ 本発明の１態様に用いる装置 ４１ 有機ケイ素蒸気流 ４２ 酸化剤流 ４３ 電極 ４４ チャンバ ４５ 整合システム ４６ ポンピングステーション
フロントページの続き (73)特許権者 595117091 １ ＢＥＣＴＯＮ ＤＲＩＶＥ， ＦＲ ＡＮＫＬＩＮ ＬＡＫＥＳ， ＮＥＷ ＪＥＲＳＥＹ 07417−1880， ＵＮＩ ＴＥＤ ＳＴＡＴＥＳ ＯＦ ＡＭＥＲ ＩＣＡ (56)参考文献 特開 平８−175528（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−92397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−112635（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−121255（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 16/00 - 16/56 C08J 7/00 - 7/04
Claims (10)
- 【請求項１】 三次元物品の外壁表面にプラズマ補助化
学蒸着によるバリヤーフィルム被膜を付与する方法であ
って、 ａ）近接して保持した物品の外壁にバリヤーフィルム被
膜を付与しうる装置を用意し、該装置は空密チェンバ；
以下の部品を空密チェンバ内に収容する手段；物品にモ
ノマーを供給する手段；物品に酸化剤を供給する手段；
物品の内壁に電極を接続および／または挿入する手段；
少なくとも２個の電極；空密チェンバ内に真空を形成
し、かつ維持する手段を備え；さらに該装置はポンピン
グステーションに取り付けられ；空密チェンバは物品の
内側へエネルギーを送入する手段に接続し、この手段が
無線周波発電機であり； ｂ）開放端、閉鎖端、外側、内側、ならびに外壁表面お
よび内壁表面をそれぞれ有する少なくとも２個の三次元
物品を、開放端が電極上に置かれるように配置し； ｃ）物品を収容した空密チェンバを５ミリトルより低く
なるまで排気し； ｄ）約１〜５ｓｃｃｍおよび約８０〜１６０ミリトルの
モノマーガスを物品の外表面へ供給し； ｅ）約５０〜１５０ｓｃｃｍおよび約８０〜１６０ミリ
トルの酸化剤ガスを物品の外表面へ供給し； ｆ）約１〜５０ＭＨｚおよび約０．１〜２Ｗ／ｃｍ2の
無線周波電力を電極に供給して、反応性種を発生するプ
ラズマを形成させ、同時に物品の表面に電界を発生させ
て、イオンを加速して該表面へ衝突させ、その際電極を
収容した物品は、各電極により発生した放電帯域が他の
電極の作用を増強するように互いに近接しており；そし
て ｇ）４０〜１００ｎｍ／分の速度で物品上にバリヤーフ
ィルム被膜を得ることを含む方法。 - 【請求項２】 空密チェンバがプラズマ放電帯域に密接
し、または空密チェンバが接地面に密接した、請求項１
記載の方法。 - 【請求項３】 三次元物品が採血用試験管である、請求
項１記載の方法。 - 【請求項４】 モノマーガスが有機ケイ素蒸気である、
請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 酸化剤ガスが空気、酸素または一酸化二
窒素である、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 バリヤーフィルム被膜が無機材料であ
り、さらにこの無機材料が金属酸化物または酸化ケイ素
系組成物である、請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 金属酸化物が酸化アルミニウム系組成物
である、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 酸化ケイ素系組成物がＳｉＯx（ｘは約
１．４〜約２．５である）であり、さらにこの組成物が
約５０〜４００ｎｍの厚さを有する、請求項６記載の方
法。 - 【請求項９】 装置が少なくとも１０個の電極およびそ
れらの電極を保持する手段を有し、さらにそれらの電極
が約０．５〜１５ｃｍの距離をおいた、請求項１記載の
方法。 - 【請求項１０】 装置が少なくとも２０個の電極および
それらの電極を保持する手段を有し、さらにそれらの電
極が約０．５〜１５ｃｍの距離をおいた、請求項１記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/724,486 US5691007A (en) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Process for depositing barrier film on three-dimensional articles |
| US724486 | 1996-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10121254A JPH10121254A (ja) | 1998-05-12 |
| JP3070037B2 true JP3070037B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=24910614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9240616A Expired - Fee Related JP3070037B2 (ja) | 1996-09-30 | 1997-09-05 | 三次元物品にバリヤーフィルムを付着させる方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5691007A (ja) |
| EP (1) | EP0834597B1 (ja) |
| JP (1) | JP3070037B2 (ja) |
| CA (1) | CA2210599C (ja) |
| DE (1) | DE69708819T2 (ja) |
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| EP1074588A3 (en) * | 1999-08-02 | 2001-07-25 | Becton Dickinson and Company | Barrier coating and process for applying the same to plastic substrates |
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| AU1439901A (en) | 1999-10-27 | 2001-05-08 | Coca-Cola Company, The | Process for reduction of acetaldehyde and oxygen in beverages contained in polyester-based packaging |
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| ATE309291T1 (de) | 2002-04-15 | 2005-11-15 | Coca Cola Co | Beschichtungszusammensetzung enthaltend einen epoxyzusatz und damit beschichtete strukturen |
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