JP3643821B2

JP3643821B2 - Carbon barrier film barrier property evaluation system

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Publication number: JP3643821B2
Application number: JP2002249323A
Authority: JP
Inventors: 智嗣坂井; 英男山越; 裕司浅原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP2004085471A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチック容器または炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチックシートにおける炭素バリア膜のバリア性を評価するための炭素バリア膜のバリア性評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック容器、例えばペットボトルは、外部からの酸素の透過、内部（例えば炭酸飲料水）からの二酸化炭素や水分などの透過、ペット樹脂成分の溶出を防止するために、プラスチック容器表面への炭素膜被覆装置を用いて、その内面または外面にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）のような炭素膜をコーティングすることが試みられている。
【０００３】
このようなプラスチック容器表面への炭素バリア膜被覆装置によりバリア膜を被覆する際、その炭素バリア膜のバリア性を評価することが重要である。特に、ペットボトルなどへの応用の場合、大量生産されるボトルをなるべく数多く迅速に評価する事が求められる。
【０００４】
ところで、従来、炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチック容器または炭素バリア膜が表面に被覆されたシートのバリア性の評価には、次に挙げるようなガス透過性の測定方法が採用されている。
【０００５】
１）炭素バリア膜被覆プラスチック容器、例えば炭素バリア膜被覆ペットボトル内に炭酸水または水を収容して密封した後、ペットボトル内のガス圧力または重量の経時変化を測定する二酸化炭素または水分の保持率計測方法。
【０００６】
２）炭素バリア膜被覆ペットボトルから所望寸法のシートを試験片として切り出し、この試験片を密閉容器内にその容器を上下に分離するように挿入し、分離された下部室に二酸化炭素や酸素を封入し、上部室を例えば真空にした状態で放置し、前記下部室内から前記試験片を透過して上部室内に流入した二酸化炭素量や酸素を測定するＪＩＳＫ７１２６に準ずる差圧法。
【０００７】
３）炭素バリア膜被覆ペットボトルから所望寸法のシートを試験片として切り出し、この試験片を密閉容器内にその容器を左右に分離するように挿入し、分離された左室に二酸化炭素や酸素を連続的に供給し、右室に窒素のようなキャリアガスを連続的に供給し、右室からの排出ガスをセンサに導入し、ここで前記左室内から前記試験片を透過して右室内に流入した二酸化炭素量や酸素を測定するＭＯＣＯＮ法。
【０００８】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、前述した１）〜３）のガス透過速度測定方法では、使用する二酸化炭素や酸素などのガスは炭素バリア膜被覆ペットボトルまたはこのペットボトルから切り出したシートに対して透過性が低いために、十分に長い放置時間（最短でも３日間）を置かないと計測値が定常値に達しないという問題があった。
【０００９】
具体的には、前記３）のＭＯＣＯＮ法では計測初期においてペット樹脂内および炭素バリア膜内の酸素濃度および二酸化炭素濃度の分布が定常状態にならないため、計測される酸素透過量および二酸化炭素量が経時変化を起こす。図１０は、このような方法で計測したときの酸素透過量および二酸化炭素量の変化の一例（理論値）示す。酸素透過量が安定するには２〜３日程度かかり、二酸化炭素の場合には１〜２週間程度かかることがわかる。これは、濃度分布が定常状態になるのにかかる時間であり、ガスの透過速度が遅いために長い時間となってしまうためである。
【００１０】
本発明者らは、炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチック容器または炭素バリア膜が表面に被覆されたシートにおけるバリア性が炭素バリア膜の膜質（具体的には膜厚および結晶性）に依存し、かつその膜厚および結晶性が特定の波長帯域を持つ光の透過率等に特異的に現れることを究明し、前記膜厚および結晶性に起因するバリア性を簡便かつ迅速に評価できることを見出し、本発明に至ったものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置は、炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチック容器または炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチックシートからなる被評価部材に光を照射するための光源と、
前記被評価部材を透過した光を受光するための受光手段と、
前記光源と前記受光手段の間の光路に配置され、その光路の光を緑から紫外の波長帯域を持つ第１光と赤から赤外の波長帯域を持つ第２光にそれぞれ分光するための分光手段と、
前記受光手段で出力された前記第１光に基づく第１受光信号を処理し、かつ前記受光手段で出力された前記第２光に基づく第２受光信号を処理するための情報処理手段と
を具備したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る別の炭素バリア膜のバリア性評価装置は、炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチック容器または炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチックシートからなる被評価部材に緑から紫外の波長帯域を持つ第１光を照射するための第１光源と、
前記被評価部材に赤から赤外の波長帯域を持つ第２光を照射するための第２光源と、
前記被評価部材に第１光または第２光のいずれかを照射するための光照射切替手段と、
前記被評価部材を透過した光を受光するための受光手段と、
前記受光手段で出力された前記第１光に基づく第１受光信号を処理し、かつ前記受光手段で出力された前記第２光に基づく第２受光信号を処理するための情報処理手段と
を具備したことを特徴とするものである。
【００１３】
前記情報処理手段では、前記受光手段で出力された前記第１光に基づく第１受光信号から例えば前記被評価部材の炭素バリア膜の膜厚に起因する透過率を読み取り、予め記憶した膜厚に起因する吸光度基準値（設定値）と比較し、前記炭素バリア膜の膜厚の良否を判定し、かつ前記受光手段で出力された前記第２光に基づく第２受光信号から例えば前記被評価部材の炭素バリア膜の結晶性に起因する透過率を読み取り、予め記憶した結晶性に起因する吸光度基準値（設定値）と比較し、前記炭素バリア膜の結晶性の良否を判定する、処理がなされる。
【００１４】
【発明の実施の態様】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
まず、本発明に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置の原理について説明する。
【００１６】
炭素バリア膜被覆プラスチック容器から切り出した試験片を用意する。この試験片は、プラスチック基材とこの基材に被覆された炭素バリア膜とから構成されている。この試験片は、サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣとして３種類用意した。また、４つ目のサンプルとしてはバリア膜を被膜する前のプラスチック基材である“ブランク”を用意した。
【００１７】
前記サンプルＡは、炭素バリア膜の膜厚および結晶性が適正となる条件で試作されている。このサンプルＡは、膜厚、結晶性が共に標準となるサンプルである。サンプルＢは、炭素バリア膜の膜厚が適正であるものの、結晶性がサンプルＡに比べて２倍劣る条件で試作されている。サンプルＣは、炭素バリア膜の膜厚が適正値の１／３程度となる条件で試作されている。
【００１８】
光路上に白色光を放射する光源、光学的手段であるレンズ、スリット、回折型分光器およびフォトダイオードのような受光手段をこの順序で配置し、前記受光手段をパーソナルコンピュータのような情報処理装置に接続した構成の試験装置を用い、前記４つのサンプルを前記回折型分光器と受光手段の間の光路にそれぞれ配置し、前記回折型分光器によるスペクトル分解能２ｎｍの条件で紫外域から可視域、さらに近赤外域における前記４種類のサンプルの透過スペクトルを計測した。その結果を図１に示す。図１には、一般的な分類としての紫外、青、緑、赤のスペクトル帯域も併せて示した。
【００１９】
図１から次のような結果が明瞭に理解できる。
【００２０】
炭素バリア膜が被膜されたサンプルＡ，Ｂ，Ｃは、ブランクに比べて光の透過率が低下するが、透過率の低下の様子はサンプルによって異なり、炭素バリア膜の厚さが最も薄いサンプルＣは、透過率低下量が最も小さい。炭素バリア膜の膜厚が適正であるサンプルＡとサンプルＢの透過率の低下は、紫外、青、緑の帯域ではいずれも顕著であるが、長波長域（すなわち赤の帯域）においてはサンプルＢのみが透過率の低下を示している。
【００２１】
一般に透過率の低下量を定量的に扱うには、透過率を吸光度に変換するのが好適である。透過率から吸光度への変換方法は、サンプルＡ，Ｂ，Ｃの各波長における透過率をブランクの透過率で除した値の対数（底は１０）をとり、マイナス１を乗じた結果を吸光度（ａｂｓ）とする方法を用いた。吸光度に変換した結果を図２に示す。
【００２２】
図２の縦軸である吸光度は、ランバートベールの法則によれば吸収の原因となっている物質の濃度や、量に比例する物理量である。したがって、各波長における吸光度は炭素バリア膜の膜質に関する情報を反映していると解釈することができる。ここで、膜質とは炭素バリア膜を構成している膜厚と結晶性の両方を含んでいる。この結晶性とは、主にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）とグラファイトの組成の割合を指す。
【００２３】
図２より、炭素バリア膜の膜質情報において膜厚のみが異なるように試作されたサンプルＡとサンプルＣの違いは、吸光度の大きさに直接反映されており、任意の波長における吸光度を比較すればよいことが分る。より有意な信号を取得するという観点からは、紫外か青か緑の帯域の光を選択し、吸光度（または透過率）を比較するのが好適である。定量的には、波長が３００〜５５０ｎｍの範囲の帯域を持つ光、より好ましくは透過率の差が大きく得られる波長が３２５〜５００ｎｍの範囲の帯域を持つ光を選択することが望ましい。
【００２４】
一方、炭素バリア膜の膜厚が適正ではあるが、炭素バリア膜の結晶性がサンプルＡに較べて２倍劣る条件で試作されたサンプルＢは、サンプルＡの吸光度カーブに対し、全ての波長帯域でほぼ一定量の吸光度を足したような吸光度カーブとなる。この結果は、サンプルＡに較べて、サンプルＢは黒色な組成の物質をより多く含有していることを示している。実際に、サンプルＢの炭素バリア膜をラマン分光分析した結果、サンプルＢの炭素バリア膜はサンプルＡに比べてグラファイト組成の割合が多い（その分、ＤＬＣの割合が低い）ことが分っている。
【００２５】
なお、前記ラマン分光分析を用いた結晶性の評価手法は、吉川正信、岩上景子、「ラマン分光法によるダイヤモンド状炭素膜の構造評価」、表面技術、Vol.49、No.7、p750-756、（1998）の文献で報告されている内容に準じた。
【００２６】
また、結晶性の指標としてグラファイト組成の割合が増加するとバリア性が低下する。前記グラファイトは、黒色であり、紫外、可視域のスペクトルとしては一様な吸収を有することが一般的に知られている。
【００２７】
以上の理由によって、図２におけるサンプルＡとサンプルＢの吸光度カーブからサンプルＢは炭素バリア膜がそのバリア性を低下させるグラファイトをサンプルＡよりも多く含有していることが理解される。
【００２８】
したがって、炭素バリア膜の膜質情報において結晶性のみが異なるように試作されたサンプルＡとサンプルＢの違いは、吸光度の大きさに顕著な違いが認められる長波長域、すなわち赤、近赤外の帯域の波長における吸光度を比較すればよいことが分る。より有意な信号を取得するという観点からは、赤、近赤外の帯域の光を選択して吸光度（または透過率）を比較するのが好適である。定量的には、透過率の差が大きく得られ、前述の膜厚の違いによる影響が少ない６００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の帯域を持つ光を選択することが望ましい。
【００２９】
（第１実施形態）
図３は、本発明の第１実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図である。
【００３０】
図中の光源１からは例えば白色光が放射される。レンズ２およびスリット３で構成される光学的手段４は、前記光源１前方の白色光の光路に配置されている。例えばフォトダイオードのような受光手段５は、前記光学的手段４の後方に配置され、後述する測定光が入射されその光強度を電気信号に変換する機能を有する。この受光手段５は、フォトダイオードの他に、光電子増倍管などを用いることができる。
【００３１】
例えば干渉フィルタのような第１分光手段６は、前記光学的手段４と前記受光手段５の間（前記光学的手段４と後述する試験片の間）の光路に配置され、その光路の光を緑から紫外の波長帯域、好ましくは波長が３００〜５５０ｎｍの範囲の帯域を持つ第１光に分光する機能を有する。また、例えば干渉フィルタのような第２分光手段７は、例えば後述する情報処理装置からの出力信号により前記第１分光手段６に対して切替可能に前記光路に配置され、その光路の光を赤から赤外の波長帯域、好ましくは波長が６００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の帯域を持つ第２光に分光する機能を有する。前記第１、第２の分光手段６，７は、干渉フィルタの他に、色フィルタ、分散型分光器、回折型分光器等を用いることができる。色フィルターとは、材料そのものの有する吸収特性を利用したフィルターであり、材料としては、ガラス、プラスチック、結晶、液体などが利用できる。前記互いに切替可能な第１、第２の分光手段６，７は後述する試験片の入射側に配置したが、この試験片の出射側に配置してもよい。
【００３２】
前記受光手段５は、ケーブル８を通してＣＲＴのような表示器９を有するパーソナルコンピュータのような情報処理装置１０に接続され、前記受光手段５の受光信号が伝送される。この情報処理装置１０は、予め膜厚に起因する透過率から前述の原理説明のように計算された吸光度基準値（設定値）および予め結晶性に起因する透過率から前述の原理説明のように計算された吸光度基準値（設定値）が記憶され、受光信号との対比による結果が前記表示器９に表示される。
【００３３】
次に、前述した図１に示す炭素バリア膜のバリア性評価装置による炭素バリア膜のバリア評価を説明する。
【００３４】
（第１評価操作）
炭素バリア膜被覆プラスチック容器から切り出した試験片１１を第１分光手段６と受光手段５の間の光路に図示しないホルダにより支持して配置する。この試験片１１は、プラスチック基材１２とこの基材１２に被覆された炭素バリア膜１３とから構成されている。この状態で光源１から例えば白色光を放射させる。放射された白色光１４は、レンズ２およびスリット３を通過する間に集光、幅規制がなされ、さらにこの白色光１４は第１分光手段６で前記炭素バリア膜の膜厚情報評価ために緑から紫外の波長帯域を持つ光（第１光）に分光され、測定光１５として前記試験片１１に照射される。測定光１５は、前記試験片１１と透過して受光手段５に入射される。この受光手段５では、入射された緑から紫外の波長帯域を持つ測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に出力される。この情報処理装置１０では、予め膜厚に起因する透過率からに計算された吸光度基準値が記憶されているため、この吸光度基準値と前記受光信号に基づく測定吸光度とを対比し、その対比による判定結果を前記表示器９に表示する。
【００３５】
（第２評価操作）
前記情報処理装置１０からの出力信号により前記第１分光手段６から第２分光手段７に切替、同様に光源１から例えば白色光を放射させる。このとき、白色光は第２分光手段７で前記炭素バリア膜の結晶性情報評価ために赤から赤外の波長帯域を持つ光（第２光）に分光され、測定光として前記試験片１１に照射され、透過して受光手段５に入射される。この受光手段５では、入射された赤から赤外の波長帯域を持つ測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に出力される。この情報処理装置１０では、予め結晶性に起因する透過率から計算された吸光度基準値が記憶されているため、この吸光度基準値と前記受光信号に基づく測定吸光度とを対比し、その対比による判定結果を前記表示器９に表示する。
【００３６】
このような試験片の評価チャートを図４に示す。
【００３７】
前記第１評価操作において、情報処理装置１０で処理された緑から紫外の波長帯域を持つ第１光の吸光度（測定吸光度）と吸光度基準値との大小関係を求める。このとき、測定吸光度が吸光度基準値よりも低い場合、試験片の炭素バリア膜は膜厚が不十分、つまり不良品として判定する。一方、測定吸光度が吸光度基準値よりも高い場合、試験片の炭素バリア膜は膜厚が適正として判定される。
【００３８】
炭素バリア膜は膜厚が適正として判定された試験片は、前記第２評価操作がなされ、情報処理装置１０で処理された赤から赤外の波長帯域を持つ第２光の吸光度（測定吸光度）と吸光度基準値との大小関係を求める。このとき、測定吸光度が吸光度基準値よりも高い場合、試験片の炭素バリア膜は結晶性が不十分、つまり不良品として判定する。一方、測定吸光度が吸光度基準値よりも低い場合、試験片の炭素バリア膜は結晶性が適正として判定され、最終的には良品として判定される。
【００３９】
以上、本第１実施形態のバリア性の評価装置によれば例えば前述した図４に示すチャートに基づいて炭素バリア膜被覆プラスチック容器から切り出した試験片についてその炭素バリア膜の膜質、すなわち膜厚と結晶性がそれぞれ適正か否かを判定でき、ひいてはバリア性を評価することができる。
【００４０】
したがって、本発明によればペットボトルに被覆した炭素バリア膜のバリア性に起因する膜質（膜厚および結晶性）、すなわちバリア性を短時間で評価することができる。このようにボトルのバリア性の迅速な評価によって、出荷する製品ボトルの抜き取り検査を迅速化したり、全数検査を行ったり、あるいはバリア膜成膜装置やバリア膜被覆量産装置などに本装置を組み込むなどして、その生産工程の健全性評価などを迅速化することができる。
【００４１】
なお、前述した第１実施形態では図３に示すように被評価部材として炭素バリア膜被覆プラスチック容器から切り出した試験片１１を第１分光手段６（または第２分光手段７）と受光手段５の間の光路に配置したが、図５に示すように被評価部材として炭素バリア膜被覆プラスチック容器（例えば炭素バリア膜被覆ペットボトル）１６を第１分光手段６（または第２分光手段７）と受光手段５の間の光路に配置しても、第１実施形態と同様な作用によりペットボトル１６を非破壊的にそれに被覆された炭素バリア膜のバリア性に起因する膜質（膜厚および結晶性）、すなわちバリア性を短時間で評価することができる。
【００４２】
（実施例１）
以下、本発明の実施例を前述した図３を参照して詳細に説明する。
【００４３】
炭素バリア膜被覆プラスチック容器から切り出した試験片１１または炭素バリア膜被覆シートの一部である試験片１１を第１分光手段６と受光手段５の間の光路に図示しないホルダにより支持して配置した。この試験片１１は、プラスチック基材１２とこの基材１２に被覆された炭素バリア膜１３とから構成されている。この状態でタングステン電球からなる光源１から白色光を放射した。放射された白色光１４は、レンズ２およびスリット３を通過する間に集光、幅規制がなされて断面形状が４ｍｍ×４ｍｍの平行光束となり、さらにこの平行光束を第１分光手段６である干渉フィルタで波長４００ｎｍの光（第１光）に分光され、測定光１５として前記試験片１１に照射し、透過して受光手段５である光電子増倍管に入射された。干渉フィルターの透過帯域幅は２０ｎｍであり、前述の波長の値は透過帯域の中心波長を意味する。この受光手段５から波長４００ｎｍの測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に出力し、ここでその受光信号を予め記憶されている膜厚に起因する透過率からに計算された吸光度基準値と対比し、その対比による判定結果（膜厚の適正の良否）を前記表示器９に表示した。この操作で膜厚適正と判定されると、前記情報処理装置１０からの出力信号により前記第１分光手段６から第２分光手段７に切替、同様に光源１から白色光を放射させた。このとき、白色光は第２分光手段７である干渉フィルタで波長７００ｎｍの光（第２光）に分光され、測定光として前記試験片１１に照射し、透過して受光手段５に入射された。干渉フィルターの透過帯域幅は２０ｎｍであり、前述の波長の値は透過帯域の中心波長を意味する。この受光手段５から波長７００ｎｍの測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に出力し、ここでその受光信号を予め記憶された結晶性に起因する透過率から計算された吸光度基準値と対比し、その対比による判定結果（結晶性の良否）を前記表示器９に表示し、炭素バリア膜のバリア性を評価した。
【００４４】
以上の評価操作は、数分以内で完了することができ、通常なら２〜３日かかる酸素バリア性を短時間で評価することができた。
【００４５】
分光手段として、第１分光手段として波長４００ｎｍの光（第１光）に波長分離するための干渉フィルタまたは色フィルタ、第２分光手段として波長７００ｎｍの光（第２光）に波長分離するための干渉フィルタまたは色フィルタをそれぞれ用意し、交互に測定光９の光路上に挿入するような構成にすれば、数秒以内で上記工程を完了することができる。
【００４６】
本発明の評価装置は、炭素バリア膜コーティング装置に搭載し、初期立ち上げ運転時またはメンテ終了後の装置のコーティング動作が正常かどうかを迅速に確認するために用いることができる。例えばコーティング装置のチャンバ毎にコーティングを適当な複数回行い、ボトル毎のバリア性を上記装置で定量し、必要なバリア性が出ているかどうかを確認することができる。
【００４７】
従来の方法でこのような計測をすれば、酸素で一チャンバあたり２〜３日、３０チャンバあるコーティング装置の場合には全部で１ヶ月の期間がかかってしまい、コスト的にも大きなコストがかかり、実用上は適用が難しい。これに対し、本発明の装置では一試料あたり数分〜数十分、３０チャンバでも並行してボトルの接着、装着などの準備を行えば数時間で計測を終えて生産を開始することができると共に、万が一コーティング装置に不具合があってバリア性が予定通りに得られなければ、その発見と修正を即座に行うことができる。
【００４８】
さらに、本発明の装置をバリア膜コーティング装置に搭載すれば、通常はコーティング有無のスクリーニングの全数検査または抜き取り検査に用いることによって、不良品の検知、コーティング工程の条件適正化あるいは制御、メンテ時期の検知などに用いることが出来、コーティングボトルの品質保持に役立てることが出来る。また、バリア膜コーティング装置以外であっても、バリア膜コーティング後に何らかの処理を行う装置、たとえば、プラスチック容器を洗浄する装置、プラスチック容器に飲料を充填する装置、プラスチック容器にキャッピングする装置、などに本装置を組み込むことで、同様の処理を行うことが可能である。また、それらの装置を組合せてなる飲料プラントに組み込むことも可能である。
【００４９】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図である。なお、図６において前述した図３と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００５０】
このバリア性評価装置は、第１分光手段６（または第２分光手段７）の前方の光路上に凸レンズ１７、光ファイバ１８および凸レンズ１９を配置した構造になっている。前記光ファイバ１８は、炭素バリア膜被覆プラスチック容器（例えば炭素バリア膜被覆ペットボトル）１６の口部からその内部に先端が前記ペットボトル１６の内側面に所望距離隔てて対向するように挿入され、かつ前記凸レンズ１９は前記光ファイバ１８の先端と前記ペットボトル１６の内側面との間に配置されている。前記光ファイバは、シングルモードファイバーでも、マルチモードファイバーでもよく、バンドルファイバーでもよい。また、光ファイバーのコア径に制限はなく、ガラス棒のような太いものでもよい。
【００５１】
このような図６に示す構成の炭素バリア膜のバリア性評価装置によれば、光源１から放射された例えば白色光１４をレンズ２およびスリット３を通過する間に集光、幅規制し、さらにこの白色光１４を第１分光手段６で炭素バリア膜の膜厚情報評価ために緑から紫外の波長帯域を持つ光（第１光）に分光し、凸レンズ１７で集光して光ファイバ１８に出光した後、光ファイバ１８から放射された測定光１５を凸レンズ１９を通して平行光束化し、炭素バリア膜被覆ペットボトル１６の内側面に照射する。測定光１５は、前記ペットボトル１６の側壁を透過して受光手段５に入射される。この受光手段５では、入射された緑から紫外の波長帯域を持つ測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に出力される。この情報処理装置１０では、予め膜厚に起因する透過率から計算された吸光度基準値が記憶されているため、この吸光度基準値と前記受光信号に基づく測定吸光度とを対比し、その対比による判定結果を前記表示器９に表示する。
【００５２】
前記情報処理装置１０からの出力信号により前記第１分光手段６から第２分光手段７に切替、同様に光源１から例えば白色光を放射させる。このとき、白色光は第２分光手段７で前記炭素バリア膜の結晶性情報評価ために赤から赤外の波長帯域を持つ光（第２光）に分光され、測定光として炭素バリア膜被覆ペットボトル１６の内側面に照射される。測定光１５は、前記ペットボトル１６の側壁を透過して受光手段５に入射される。この受光手段５では、入射された赤から赤外の波長帯域を持つ測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に出力される。この情報処理装置１０では、予め結晶性に起因する透過率から計算された吸光度基準値が記憶されているため、この吸光度基準値と前記受光信号に基づく測定吸光度とを対比し、その対比による判定結果を前記表示器９に表示する。
【００５３】
所定の操作を実施し、計測が終了したら、図示しない駆動機構によって前記光ファイバ等をペットボトル１６の口部から抜き取られる。
【００５４】
したがって、第２実施形態では第１実施形態と同様な作用によりペットボトルを非破壊的にそれに被覆された炭素バリア膜の膜質（膜厚および結晶性）、すなわちバリア性を短時間で評価することができる。
【００５５】
また、前述した第１実施形態の図５に示すペットボトル１６を非破壊的なバリア性の評価は分光された測定光をペットボトル１６の２つの側壁を透過させるのに対し、第２実施形態では測定光を光ファイバ１８を経由させてペットボトル１６の１つの側壁を透過させるため、前述した第１実施形態の図５に示すペットボトル１６を非破壊的なバリア性の評価に比べてより高精度の非破壊的なバリア性の評価を行なうことができる。
【００５６】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図である。なお、図７において前述した図３と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００５７】
このバリア性評価装置は、複数個、例えば３個のタングステン球からなる光源１を有し、これら光源１の前方に拡散板２０が配置されている。この拡散板２０は、光源１から遠距離に配置することがそれら光源から放射された白色光を均一な照明光とすることができるために好適である。
【００５８】
第１分光手段６は、前記拡散板２０前方の光路上に配置され、その光路の光（この第３実施形態では炭素バリア膜被覆プラスチック容器、例えば炭素バリア膜被覆ペットボトル１６の透過光）を緑から紫外の波長帯域、好ましくは波長が３００〜５５０ｎｍの範囲の帯域を持つ第１光に分光する機能を有する。また、第２分光手段（図示せず）は、例えば情報処理装置１０からの出力信号により前記第１分光手段６に対して切替可能に前記光路に配置され、その光路の光（炭素バリア膜被覆ペットボトル１６の透過光）を赤から赤外の波長帯域、好ましくは波長が６００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の帯域を持つ第２光に分光する機能を有する。均一化された照明光は測定光９として、被試験体に照射され、透過した測定光９は分光手段８で波長分解される。前記第１、第２の分光手段としては、色フィルタ、干渉フィルタが使用でき、コスト的には色フィルターがより好適である。具体的には、ＨＯＹＡ社製の色フィルタＢ３９０が前記第１分光手段、ＨＯＹＡ社製の色フィルタＢ６０が前記第２分光手段としてそれぞれ好適である。ただし、これらの分光手段はここで述べた仕様の色フィルタに限定されない。
【００５９】
前記第１分光手段６（または第２分光手段）で波長分離された測定光は、受光手段であるＣＣＤカメラ２１で受光され、２次元の画像情報の受光信号としてケーブル８を通して情報処理装置１０に出力される。ＣＣＤカメラ２１は、モノクロでよい。ＣＣＤカメラ２１には、レンズが付属されており、撮像系の焦点位置は被試験体に合わせるか、拡散板２０に合わせることが好適である。
【００６０】
このような第３実施形態によれば、炭素バリア膜被覆ペットボトル１６を前記拡散板２０と第１分光手段６（または第２分光手段）の間の光路上に配置することによって、第１実施形態と同様な作用によりペットボトルを非破壊的にそれに被覆された炭素バリア膜のバリア性に起因する膜質（膜厚および結晶性）、すなわちバリア性を短時間で評価することができる。
【００６１】
また、第３実施形態では均一な照明光を測定光に用い、色フィルタからなる第１分光手段６（または第２分光手段）とＣＣＤカメラ２１の画像取り込みシステムにより２次元の画像情報が加わるため、ペットボトル１６の各部位における炭素バリア膜のバリア性の評価を非破壊で、かつ短時間で実行できる。
【００６２】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図である。なお、図８において前述した図３と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００６３】
このバリア性評価装置は、ＲＧＢ（赤、緑、青）の三色のカラーフィルタ付のカラーＣＣＤカメラを受光手段２２として備え、第１、第２の分光手段を省略した構成になっている。
【００６４】
このような図８に示す構成の炭素バリア膜のバリア性評価装置によれば、炭素バリア膜被覆プラスチック容器から切り出した試験片１１を光源１と受光手段２２の間の光路に図示しないホルダにより支持して配置する。この状態で光源１から例えば白色光を放射させるると、その白色光１４はレンズ２およびスリット３を通過する間に集光、幅規制し、さらにこの白色光１４は測定光１５として前記試験片１１に照射される。この測定光１５は、前記試験片１１を透過し、受光手段２２においてＲＧＢ（赤、緑、青）の三色のカラーフィルタを通してカラーＣＣＤカメラに入射される。この受光手段２２では、入射された緑から紫外の波長帯域および赤または近赤外の波長帯域を持つ測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に一括して出力される。この情報処理装置１０では、予め膜厚および結晶性に起因する透過率からに計算された吸光度基準値が記憶されているため、前記膜厚に関与する吸光度基準値と前記緑から紫外の波長帯域を持つ測定光の受光信号に基づく測定吸光度とを対比し、同時に前記結晶性に関与する吸光度基準値と前記赤から赤外の波長帯域を持つ測定光の受光信号に基づく測定吸光度とを対比し、これらの判定結果を前記表示器９に表示する。
【００６５】
したがって、第４実施形態では前述した第１実施形態と同様に試験片の炭素バリア膜の膜質（膜厚および結晶性）、すなわちバリア性を短時間で評価することができる。
【００６６】
また、第４実施形態では第１、第２の分光手段を省略できるため、前述した第１実施形態に比べて簡素化された構造の炭素バリア膜のバリア性評価装置を実現できる。
【００６７】
（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図である。なお、図９において前述した図３と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００６８】
このバリア性評価装置は、緑から紫外の波長帯域を持つ光（第１光）発する第１発光ダイオード２３および赤から赤外の波長帯域を持つ光（第２光）を発する第２発光ダイオード２４を光源として備え、これら第１、第２の発光ダイオード２３、２４はそれらの放射光が９０°の角度で互いに交わるように配置されている。反射鏡２５は、前記第１、第２の発光ダイオード２３、２４の放射光の交点に前記第１発光ダイオード２３の放射光を９０°屈折するように出退可能に配置されている。なお、このバリア性評価装置は第１、第２の分光手段を省略している。
【００６９】
このような図９に示すバリア性評価装置によれば、炭素バリア膜被覆プラスチック容器から切り出した試験片１１を光学的手段４と受光手段５の間の光路に図示しないホルダにより支持して配置する。この状態で第１発光ダイオード２３を作動して緑から紫外の波長帯域を持つ光（第１光）を放射させる。放射された第１光は、反射鏡２５で９０°反射され、さらにレンズ２およびスリット３を通過する間に集光、幅規制がなされ、測定光１５として前記試験片１１に照射、透過して受光手段５に入射される。この受光手段５では、入射された緑から紫外の波長帯域を持つ測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に出力される。この情報処理装置１０では、予め膜厚に起因する透過率からに計算された吸光度基準値が記憶されているため、この吸光度基準値と前記受光信号に基づく測定吸光度とを対比し、その対比による判定結果を前記表示器９に表示する。
【００７０】
前記情報処理装置１０からの出力信号により前記第１発光ダイオード２３の作動を停止し、前記反射鏡２５を第１発光ダイオード２３の光路から外れた箇所に移動させた後、前記第２発光ダイオード２４を作動して赤から赤外の波長帯域を持つ光（第２光）を放射させる。放射された第２光は、レンズ２およびスリット３を通過する間に集光、幅規制がなされ、測定光１５として前記試験片１１に照射、透過して受光手段５に入射される。この受光手段５では、入射された赤から赤外の波長帯域を持つ測定光の光強度に応じた受光信号をケーブル８を通して情報処理装置１０に出力される。この情報処理装置１０では、予め結晶性に起因する透過率から計算された吸光度基準値が記憶されているため、この吸光度基準値と前記受光信号に基づく測定吸光度とを対比し、その対比による判定結果を前記表示器９に表示する。
【００７１】
したがって、第５実施形態では前述した第１実施形態と同様に試験片の炭素バリア膜の膜質（膜厚および結晶性）、すなわちバリア性を短時間で評価することができる。
【００７２】
なお、前述した第５実施形態において、反射鏡に代えて高速で回転して透過と反射を切り替え可能なミラー素子を用いれば、試験片の炭素バリア膜のバリア性をミリセック（ｍｓｅｃ）で評価することができる。
【００７３】
さらに、前述した第５実施形態において、可動する反射鏡２５に代えて、固定式のハーフミラーを第１、第２の発光ダイオード２３、２４の放射光の交点に前記第１発光ダイオード２３の放射光を９０°屈折するように配置し、第１、第２の発光ダイオード２３，２４の発光を交互に実施することにより、第１光、および第２光を交互に試験片に透過させて、試験片の炭素バリア膜のバリア性を高速で評価することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置によれば炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチック容器または炭素バリア膜が表面に被覆されたシートにおけるバリア性を簡便かつ迅速に評価でき、ひいてはプラスチック容器またはシートの炭素バリア膜被覆装置のコーティング動作の正常性の迅速な見極めや、コーティング条件の制御の指標に利用できる等の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】紫外域から可視域、さらに近赤外域における４種類のサンプルの透過スペクトル図。
【図２】図１のサンプルＡ〜Ｃの透過スペクトルを吸光度に変換した特性図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図。
【図４】本発明の第１実施形態に係るバリア性評価装置による評価チャート。
【図５】本発明の第１実施形態において、被評価部材を炭素バリア膜被覆ペットボトルに代えて配置したバリア性評価装置を示す概略図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図。
【図９】本発明の第５実施形態に係る炭素バリア膜のバリア性評価装置を示す概略図。
【図１０】従来の炭素バリア膜被覆ペットボトルにおける酸素透過速度および二酸化炭素速度の時間に対する変化を示す特性図。
【符号の説明】
１…光源、
４…光学的手段、
５、２１、２２…受光手段、
６…第１分光手段、
７…第２分光手段、
９…表示器、
１０…情報処理装置、
１１…試験片、
１４…白色光、
１５…測定光、
１６…炭素バリア膜被覆ペットボトル、
１８…光ファイバ、
２０…拡散板、
２３…第１発光ダイオード、
２４…第２発光ダイオード、
２５…反射鏡。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for evaluating the barrier property of a carbon barrier film for evaluating the barrier property of the carbon barrier film in a plastic container having a carbon barrier film coated on the surface or a plastic sheet having a carbon barrier film coated on the surface thereof.
[0002]
[Prior art]
Plastic containers, such as PET bottles, have a carbon film on the surface of the plastic container to prevent the permeation of oxygen from the outside, the permeation of carbon dioxide and moisture from the inside (for example, carbonated drinking water), and the elution of pet resin components. Attempts have been made to coat a carbon film such as DLC (Diamond Like Carbon) on the inner or outer surface of a coating apparatus.
[0003]
When coating a barrier film on such a plastic container surface with a carbon barrier film coating apparatus, it is important to evaluate the barrier properties of the carbon barrier film. In particular, in the case of application to PET bottles or the like, it is required to evaluate as many bottles as mass production as quickly as possible.
[0004]
By the way, conventionally, the following gas permeability measurement method has been adopted for evaluating the barrier properties of a plastic container having a carbon barrier film coated on its surface or a sheet having a carbon barrier film coated on its surface. .
[0005]
1) Carbon barrier film-coated plastic containers, such as carbon barrier film-coated PET bottles, containing carbonated water or water and sealed, and then measuring carbon gas or moisture in a PET bottle for measuring changes over time in gas pressure or weight Rate measurement method.
[0006]
2) Cut a sheet of a desired size from the carbon barrier film-coated PET bottle as a test piece, insert the test piece into a sealed container so as to separate the container up and down, and introduce carbon dioxide and oxygen into the separated lower chamber. A differential pressure method according to JIS K7126 in which the upper chamber is left in a vacuum state, for example, and the amount of carbon dioxide and oxygen that permeate the test piece from the lower chamber and flow into the upper chamber is measured.
[0007]
3) Cut out a sheet of a desired size from a carbon barrier film-coated PET bottle as a test piece, insert the test piece into a sealed container so as to separate the container into left and right, and introduce carbon dioxide and oxygen into the separated left chamber. Continuously supply, continuously supply a carrier gas such as nitrogen to the right chamber, introduce exhaust gas from the right chamber into the sensor, and pass through the test piece from the left chamber to the right chamber MOCON method for measuring the amount of carbon dioxide and oxygen flowing in.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the gas permeation rate measuring methods 1) to 3) described above, the gas used such as carbon dioxide and oxygen has low permeability to the carbon barrier film-coated PET bottle or the sheet cut out from this PET bottle. There is a problem that the measured value does not reach a steady value unless a sufficiently long standing time (3 days at the shortest) is set.
[0009]
Specifically, in the MOCON method of 3), the distribution of oxygen concentration and carbon dioxide concentration in the pet resin and the carbon barrier film does not reach a steady state in the initial stage of measurement. Changes over time. FIG. 10 shows an example (theoretical value) of changes in the oxygen permeation amount and the carbon dioxide amount when measured by such a method. It can be seen that it takes about 2-3 days for the oxygen permeation to stabilize, and about 1-2 weeks for carbon dioxide. This is because it takes a long time for the concentration distribution to reach a steady state and the gas permeation rate is slow.
[0010]
The present inventors have determined that the barrier property of a plastic container having a carbon barrier film coated on the surface or a sheet coated with a carbon barrier film on the surface depends on the film quality (specifically, film thickness and crystallinity) of the carbon barrier film. And investigating that the film thickness and crystallinity appear specifically in the transmittance of light having a specific wavelength band, etc., and that the barrier property due to the film thickness and crystallinity can be evaluated easily and rapidly. This is the headline and the present invention.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to the present invention is a light source for irradiating light to a member to be evaluated comprising a plastic container having a carbon barrier film coated on the surface or a plastic sheet having a carbon barrier film coated on the surface When,
A light receiving means for receiving light transmitted through the member to be evaluated;
Spectroscopy that is disposed in an optical path between the light source and the light receiving means and separates the light in the optical path into first light having a wavelength band from green to ultraviolet and second light having a wavelength band from red to infrared. Means,
Information processing means for processing a first light reception signal based on the first light output from the light receiving means and processing a second light reception signal based on the second light output from the light receiving means;
It is characterized by comprising.
[0012]
Another barrier property evaluation apparatus for a carbon barrier film according to the present invention has a wavelength from green to ultraviolet on a member to be evaluated comprising a plastic container having a carbon barrier film coated on the surface or a plastic sheet having a carbon barrier film coated on the surface. A first light source for irradiating a first light having a band;
A second light source for irradiating the member to be evaluated with second light having a wavelength band from red to infrared;
A light irradiation switching means for irradiating the member to be evaluated with either the first light or the second light;
A light receiving means for receiving light transmitted through the member to be evaluated;
Information processing means for processing a first light reception signal based on the first light output from the light receiving means and processing a second light reception signal based on the second light output from the light receiving means;
It is characterized by comprising.
[0013]
In the information processing means, for example, the transmittance due to the film thickness of the carbon barrier film of the member to be evaluated is read from the first light receiving signal based on the first light output from the light receiving means, and the film thickness stored in advance Compared to the resulting absorbance reference value (setting value), the quality of the carbon barrier film is judged as good or bad, and from the second light receiving signal based on the second light output from the light receiving means, for example, the member to be evaluated The transmittance due to the crystallinity of the carbon barrier film is read and compared with the absorbance reference value (set value) due to the crystallinity stored in advance, and the crystallinity of the carbon barrier film is judged to be good or bad. The
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0015]
First, the principle of the carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to the present invention will be described.
[0016]
A test piece cut out from the carbon barrier film-coated plastic container is prepared. This test piece is composed of a plastic substrate and a carbon barrier film coated on the substrate. Three types of test pieces were prepared as Sample A, Sample B, and Sample C. As a fourth sample, a “blank”, which is a plastic substrate before coating the barrier film, was prepared.
[0017]
The sample A is prototyped under the conditions that the film thickness and crystallinity of the carbon barrier film are appropriate. This sample A is a sample in which both film thickness and crystallinity are standard. Sample B is prototyped under conditions where the film thickness of the carbon barrier film is appropriate but the crystallinity is twice as poor as that of sample A. Sample C is manufactured on a condition that the film thickness of the carbon barrier film is about 1/3 of the appropriate value.
[0018]
A light source that emits white light on the optical path, a lens as an optical means, a slit, a diffraction spectroscope, and a light receiving means such as a photodiode are arranged in this order, and the light receiving means is an information processing device such as a personal computer. The four samples are respectively arranged in the optical path between the diffractive spectrometer and the light receiving means, and the spectral resolution by the diffractive spectrometer is 2 nm under the condition of the ultraviolet region to the visible region, Further, transmission spectra of the four types of samples in the near infrared region were measured. The result is shown in FIG. FIG. 1 also shows ultraviolet, blue, green, and red spectral bands as general classifications.
[0019]
The following results can be clearly understood from FIG.
[0020]
Samples A, B, and C coated with a carbon barrier film have lower light transmittance than blanks, but the manner in which the transmittance decreases depends on the sample, and sample C has the smallest carbon barrier film thickness. Has the smallest decrease in transmittance. The decrease in transmittance of Sample A and Sample B with the appropriate carbon barrier film thickness is significant in the ultraviolet, blue, and green bands, but in the long wavelength range (that is, the red band), Sample B Only shows a decrease in transmittance.
[0021]
In general, in order to quantitatively handle the amount of decrease in transmittance, it is preferable to convert the transmittance into absorbance. The method for converting transmittance to absorbance is the logarithm of the value obtained by dividing the transmittance at each wavelength of samples A, B, and C by the transmittance of the blank (base is 10), and the result of multiplying by minus 1 is the absorbance ( abs). The result of conversion into absorbance is shown in FIG.
[0022]
The absorbance on the vertical axis in FIG. 2 is a physical quantity proportional to the concentration or amount of the substance causing the absorption according to Lambert-Beer's law. Therefore, the absorbance at each wavelength can be interpreted as reflecting information on the film quality of the carbon barrier film. Here, the film quality includes both the film thickness and crystallinity constituting the carbon barrier film. This crystallinity mainly refers to the ratio of the composition of DLC (Diamond Like Carbon) and graphite.
[0023]
From FIG. 2, the difference between the sample A and the sample C that are manufactured so that only the film thickness differs in the film quality information of the carbon barrier film is directly reflected in the magnitude of the absorbance, and if the absorbance at an arbitrary wavelength is compared, I know good things. From the viewpoint of obtaining a more significant signal, it is preferable to select light in the ultraviolet, blue, or green band and compare the absorbance (or transmittance). Quantitatively, it is desirable to select light having a wavelength in the range of 300 to 550 nm, more preferably light having a wavelength in the range of 325 to 500 nm so that a large difference in transmittance can be obtained.
[0024]
On the other hand, although the film thickness of the carbon barrier film is appropriate, the sample B manufactured under the condition that the crystallinity of the carbon barrier film is inferior to that of the sample A by 2 times is in the entire wavelength band with respect to the absorbance curve of the sample A. The absorbance curve looks like an almost constant amount of absorbance. This result shows that Sample B contains more material with a black composition than Sample A. Actually, as a result of Raman spectroscopic analysis of the carbon barrier film of sample B, it is found that the carbon barrier film of sample B has a higher proportion of graphite composition than that of sample A (the proportion of DLC is lower accordingly). .
[0025]
The crystallinity evaluation method using Raman spectroscopy is described by Masanobu Yoshikawa and Keiko Iwagami, “Structural evaluation of diamond-like carbon film by Raman spectroscopy”, Surface Technology, Vol. 49, No. 7, p750-756. According to the contents reported in the literature of (1998).
[0026]
Further, when the ratio of the graphite composition is increased as an index of crystallinity, the barrier property is lowered. It is generally known that the graphite is black and has uniform absorption in the ultraviolet and visible spectrum.
[0027]
For the above reasons, it can be understood from the absorbance curves of Sample A and Sample B in FIG. 2 that Sample B contains more graphite than Sample A, in which the carbon barrier film lowers its barrier properties.
[0028]
Therefore, the difference between the sample A and the sample B, which are produced in such a way that only the crystallinity is different in the film quality information of the carbon barrier film, is a long wavelength region in which a significant difference is observed in the magnitude of absorbance, that is, red and near infrared. It can be seen that the absorbance at the band wavelengths may be compared. From the viewpoint of obtaining a more significant signal, it is preferable to select light in the red and near infrared bands and compare the absorbance (or transmittance). Quantitatively, it is desirable to select light having a band in the range of 600 nm to 750 nm that can provide a large difference in transmittance and is less affected by the difference in film thickness.
[0029]
(First embodiment)
FIG. 3 is a schematic view showing the carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0030]
For example, white light is emitted from the light source 1 in the drawing. The optical means 4 composed of the lens 2 and the slit 3 is arranged in the optical path of white light in front of the light source 1. For example, the light receiving means 5 such as a photodiode is disposed behind the optical means 4 and has a function of receiving measurement light, which will be described later, and converting the light intensity into an electric signal. The light receiving means 5 can use a photomultiplier tube or the like in addition to the photodiode.
[0031]
For example, the first spectroscopic means 6 such as an interference filter is disposed in an optical path between the optical means 4 and the light receiving means 5 (between the optical means 4 and a test piece to be described later). It has a function of splitting into first light having a wavelength band from green to ultraviolet, preferably a wavelength range of 300 to 550 nm. Further, the second beam splitting unit 7 such as an interference filter is disposed in the optical path so as to be switchable with respect to the first beam splitting unit 6 by an output signal from an information processing apparatus to be described later. To the infrared wavelength band, preferably, the second light having a wavelength in the range of 600 nm to 750 nm. As the first and second spectroscopic means 6 and 7, a color filter, a dispersive spectroscope, a diffractive spectroscope or the like can be used in addition to the interference filter. The color filter is a filter that utilizes the absorption characteristics of the material itself, and glass, plastic, crystal, liquid, or the like can be used as the material. Although the switchable first and second spectroscopic means 6 and 7 are arranged on the incident side of the test piece to be described later, they may be arranged on the emission side of the test piece.
[0032]
The light receiving means 5 is connected to an information processing apparatus 10 such as a personal computer having a display 9 such as a CRT through a cable 8, and a light reception signal of the light receiving means 5 is transmitted. The information processing apparatus 10 uses the absorbance reference value (set value) previously calculated from the transmittance due to the film thickness as described in the above-described principle and the transmittance previously determined from the crystallinity as described in the above-described principle. The calculated absorbance reference value (setting value) is stored, and the result of comparison with the received light signal is displayed on the display unit 9.
[0033]
Next, the barrier evaluation of the carbon barrier film by the carbon barrier film barrier property evaluation apparatus shown in FIG. 1 will be described.
[0034]
(First evaluation operation)
The test piece 11 cut out from the carbon barrier film-coated plastic container is supported and arranged on the optical path between the first spectroscopic means 6 and the light receiving means 5 by a holder (not shown). The test piece 11 is composed of a plastic substrate 12 and a carbon barrier film 13 coated on the substrate 12. In this state, for example, white light is emitted from the light source 1. The emitted white light 14 is condensed and width-controlled while passing through the lens 2 and the slit 3, and the white light 14 is green for evaluating the film thickness information of the carbon barrier film by the first spectroscopic means 6. To UV (first light) having a wavelength band from 1 to ultraviolet, and irradiated onto the test piece 11 as measurement light 15. The measuring light 15 passes through the test piece 11 and enters the light receiving means 5. In the light receiving means 5, a light reception signal corresponding to the light intensity of the incident measurement light having a wavelength band from green to ultraviolet is output to the information processing apparatus 10 through the cable 8. In this information processing apparatus 10, since the absorbance reference value calculated from the transmittance due to the film thickness is stored in advance, the absorbance reference value is compared with the measured absorbance based on the received light signal, and the comparison is performed. The determination result is displayed on the display unit 9.
[0035]
(Second evaluation operation)
Switching from the first beam splitting unit 6 to the second beam splitting unit 7 in accordance with an output signal from the information processing apparatus 10, similarly, for example, white light is emitted from the light source 1. At this time, the white light is split into light (second light) having a wavelength band from red to infrared in order to evaluate the crystallinity information of the carbon barrier film by the second spectroscopic means 7 and is applied to the test piece 11 as measurement light. Irradiated, transmitted, and incident on the light receiving means 5. In this light receiving means 5, a received light signal corresponding to the light intensity of the measurement light having a wavelength band from the incident red to infrared is output to the information processing apparatus 10 through the cable 8. In this information processing apparatus 10, since the absorbance reference value calculated from the transmittance due to crystallinity is stored in advance, the absorbance reference value is compared with the measured absorbance based on the received light signal, and the determination based on the comparison is performed. The result is displayed on the display 9.
[0036]
An evaluation chart of such a test piece is shown in FIG.
[0037]
In the first evaluation operation, the magnitude relationship between the absorbance (measured absorbance) of the first light having a wavelength band from green to ultraviolet processed by the information processing apparatus 10 and the absorbance reference value is obtained. At this time, when the measured absorbance is lower than the absorbance reference value, the carbon barrier film of the test piece is determined to have an insufficient film thickness, that is, a defective product. On the other hand, when the measured absorbance is higher than the absorbance reference value, the carbon barrier film of the test piece is determined as having an appropriate film thickness.
[0038]
The test piece for which the film thickness of the carbon barrier film is determined to be appropriate is subjected to the second evaluation operation, and the absorbance of the second light having a wavelength band from red to infrared processed by the information processing apparatus 10 (measured absorbance). The magnitude relationship between the value and the absorbance reference value is obtained. At this time, when the measured absorbance is higher than the absorbance reference value, the carbon barrier film of the test piece is judged to be insufficient, that is, a defective product. On the other hand, when the measured absorbance is lower than the absorbance reference value, the carbon barrier film of the test piece is determined as having an appropriate crystallinity, and finally determined as a good product.
[0039]
As described above, according to the barrier property evaluation apparatus of the first embodiment, for example, the test piece cut out from the carbon barrier film-coated plastic container based on the chart shown in FIG. Whether or not the crystallinity is appropriate can be determined, and as a result, the barrier property can be evaluated.
[0040]
Therefore, according to the present invention, the film quality (film thickness and crystallinity) resulting from the barrier property of the carbon barrier film coated on the PET bottle, that is, the barrier property can be evaluated in a short time. In this way, by quickly evaluating the barrier properties of the bottle, the sampling inspection of product bottles to be shipped is expedited, 100% inspection is performed, or this device is incorporated into a barrier film deposition device or a barrier film coating mass production device. Thus, the soundness evaluation of the production process can be speeded up.
[0041]
In the first embodiment described above, as shown in FIG. 3, the test piece 11 cut out from the carbon barrier film-coated plastic container as the member to be evaluated is the first spectroscopic means 6 (or second spectroscopic means 7) and the light receiving means 5. As shown in FIG. 5, the carbon barrier film-coated plastic container (for example, carbon barrier film-coated PET bottle) 16 is received by the first spectroscopic means 6 (or the second spectroscopic means 7) as shown in FIG. Even if it is arranged in the optical path between the means 5, the film quality (film thickness and crystallinity) due to the barrier property of the carbon barrier film coated non-destructively on the PET bottle 16 by the same action as the first embodiment That is, the barrier property can be evaluated in a short time.
[0042]
(Example 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0043]
The test piece 11 cut out from the carbon barrier film-coated plastic container or the test piece 11 which is a part of the carbon barrier film-coated sheet is disposed in the optical path between the first spectroscopic means 6 and the light receiving means 5 by a holder (not shown). . The test piece 11 is composed of a plastic substrate 12 and a carbon barrier film 13 coated on the substrate 12. In this state, white light was emitted from the light source 1 composed of a tungsten bulb. The radiated white light 14 is condensed while passing through the lens 2 and the slit 3, and the width is restricted to become a parallel light beam having a cross-sectional shape of 4 mm × 4 mm. Further, the parallel light beam is interfered by the first spectroscopic means 6. The sample was split into light having a wavelength of 400 nm (first light) by the filter, irradiated onto the test piece 11 as the measurement light 15, transmitted, and incident on the photomultiplier tube as the light receiving means 5. The transmission bandwidth of the interference filter is 20 nm, and the above-mentioned wavelength value means the center wavelength of the transmission band. A light reception signal corresponding to the light intensity of the measurement light having a wavelength of 400 nm is output from the light receiving means 5 to the information processing apparatus 10 through the cable 8, and the light reception signal is obtained from the transmittance caused by the film thickness stored in advance. The comparison with the calculated absorbance reference value was made, and the determination result (whether the film thickness was appropriate) was displayed on the display unit 9. When it was determined that the film thickness was appropriate by this operation, the first spectral unit 6 was switched to the second spectral unit 7 by the output signal from the information processing apparatus 10, and white light was emitted from the light source 1 in the same manner. At this time, the white light is split into light (second light) having a wavelength of 700 nm by the interference filter which is the second spectroscopic unit 7, irradiated as the measurement light to the test piece 11, and transmitted to the light receiving unit 5. . The transmission bandwidth of the interference filter is 20 nm, and the above-described wavelength value means the center wavelength of the transmission band. A light reception signal corresponding to the light intensity of the measurement light having a wavelength of 700 nm is output from the light receiving means 5 to the information processing apparatus 10 through the cable 8, and the light reception signal is calculated from the transmittance caused by the crystallinity stored in advance. The determination result (quality of crystallinity) based on the comparison was displayed on the display unit 9, and the barrier property of the carbon barrier film was evaluated.
[0044]
The above evaluation operation could be completed within a few minutes, and the oxygen barrier property that normally takes 2 to 3 days could be evaluated in a short time.
[0045]
As a spectroscopic means, an interference filter or a color filter for wavelength separation into light having a wavelength of 400 nm (first light) as a first spectroscopic means, and for wavelength separation into light with a wavelength of 700 nm (second light) as a second spectroscopic means If an interference filter or a color filter is prepared and inserted in the optical path of the measuring light 9 alternately, the above process can be completed within a few seconds.
[0046]
The evaluation apparatus of the present invention is mounted on a carbon barrier film coating apparatus, and can be used for quickly confirming whether the coating operation of the apparatus during the initial start-up operation or after completion of maintenance is normal. For example, coating can be performed a plurality of times appropriately for each chamber of the coating apparatus, and the barrier property of each bottle can be quantified by the above-mentioned device to confirm whether or not the necessary barrier property is obtained.
[0047]
If such a measurement is performed by the conventional method, it takes a period of one month in total in the case of a coating apparatus having 30 chambers with oxygen for 2 to 3 days per chamber. It is difficult to apply in practical use. On the other hand, with the apparatus of the present invention, measurement can be completed in a few hours and production can be started if preparations such as bonding and mounting of bottles are performed in parallel for even 30 chambers for several minutes to several tens of minutes per sample. At the same time, if there is a problem with the coating apparatus and the barrier property cannot be obtained as planned, the discovery and correction can be performed immediately.
[0048]
Furthermore, if the apparatus of the present invention is mounted on a barrier film coating apparatus, it is usually used for 100% inspection or sampling inspection for coating presence / absence, thereby detecting defective products, optimizing or controlling coating process conditions, and maintaining maintenance time. It can be used for detection, etc., and can be used to maintain the quality of the coating bottle. In addition to devices other than the barrier film coating apparatus, the present invention is applied to an apparatus that performs some processing after barrier film coating, such as an apparatus for cleaning a plastic container, an apparatus for filling a plastic container with a beverage, an apparatus for capping a plastic container, etc. A similar process can be performed by incorporating the apparatus. Moreover, it is also possible to incorporate in the drink plant which combines those apparatuses.
[0049]
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same members as those in FIG.
[0050]
This barrier property evaluation apparatus has a structure in which a convex lens 17, an optical fiber 18, and a convex lens 19 are arranged on the optical path in front of the first beam splitting unit 6 (or the second beam splitting unit 7). The optical fiber 18 is inserted from the mouth of a carbon barrier film-coated plastic container (for example, carbon barrier film-coated PET bottle) 16 so that the tip thereof is opposed to the inner surface of the PET bottle 16 with a desired distance, The convex lens 19 is disposed between the tip of the optical fiber 18 and the inner surface of the plastic bottle 16. The optical fiber may be a single mode fiber, a multimode fiber, or a bundle fiber. Moreover, there is no restriction | limiting in the core diameter of an optical fiber, A thick thing like a glass rod may be sufficient.
[0051]
According to the carbon barrier film barrier property evaluation apparatus having the configuration shown in FIG. 6, for example, white light 14 emitted from the light source 1 is condensed and restricted in width while passing through the lens 2 and the slit 3. The white light 14 is split into light (first light) having a wavelength band from green to ultraviolet in order to evaluate the film thickness information of the carbon barrier film by the first spectroscopic means 6, condensed by the convex lens 17, and applied to the optical fiber 18. After the light is emitted, the measurement light 15 radiated from the optical fiber 18 is converted into a parallel light flux through the convex lens 19 and irradiated on the inner side surface of the carbon barrier film-coated PET bottle 16. The measuring light 15 passes through the side wall of the PET bottle 16 and enters the light receiving means 5. In the light receiving means 5, a light reception signal corresponding to the light intensity of the incident measurement light having a wavelength band from green to ultraviolet is output to the information processing apparatus 10 through the cable 8. In this information processing apparatus 10, since the absorbance reference value calculated from the transmittance due to the film thickness is stored in advance, the absorbance reference value is compared with the measured absorbance based on the received light signal, and the determination based on the comparison is performed. The result is displayed on the display 9.
[0052]
Switching from the first beam splitting unit 6 to the second beam splitting unit 7 in accordance with an output signal from the information processing apparatus 10, similarly, for example, white light is emitted from the light source 1. At this time, the white light is split into light (second light) having a wavelength band from red to infrared in order to evaluate the crystallinity information of the carbon barrier film by the second spectroscopic means 7, and the carbon barrier film-coated pet is used as measurement light. The inner surface of the bottle 16 is irradiated. The measuring light 15 passes through the side wall of the PET bottle 16 and enters the light receiving means 5. In this light receiving means 5, a received light signal corresponding to the light intensity of the measurement light having a wavelength band from the incident red to infrared is output to the information processing apparatus 10 through the cable 8. In this information processing apparatus 10, since the absorbance reference value calculated from the transmittance due to crystallinity is stored in advance, the absorbance reference value is compared with the measured absorbance based on the received light signal, and the determination based on the comparison is performed. The result is displayed on the display 9.
[0053]
When a predetermined operation is performed and the measurement is completed, the optical fiber and the like are pulled out from the mouth of the PET bottle 16 by a driving mechanism (not shown).
[0054]
Therefore, in the second embodiment, the film quality (film thickness and crystallinity) of the carbon barrier film in which the PET bottle is nondestructively coated by the same action as the first embodiment, that is, the barrier property is evaluated in a short time. Can do.
[0055]
Further, in the evaluation of the non-destructive barrier property of the PET bottle 16 shown in FIG. 5 of the first embodiment described above, the spectroscopic measurement light is transmitted through the two side walls of the PET bottle 16, whereas the second embodiment. Then, since the measurement light is transmitted through one side wall of the PET bottle 16 via the optical fiber 18, the PET bottle 16 shown in FIG. 5 of the first embodiment described above is more suitable than the non-destructive evaluation of the barrier property. A highly accurate non-destructive barrier property can be evaluated.
[0056]
(Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic view showing a carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same members as those in FIG.
[0057]
This barrier property evaluation apparatus has a plurality of light sources 1, for example, three tungsten spheres, and a diffusion plate 20 is disposed in front of these light sources 1. The diffuser plate 20 is preferably disposed at a long distance from the light source 1 because the white light emitted from the light sources can be made uniform illumination light.
[0058]
The first spectroscopic means 6 is disposed on the optical path in front of the diffusion plate 20 and transmits the light of the optical path (in this third embodiment, the transmitted light of the carbon barrier film-coated plastic container, for example, the carbon barrier film-coated PET bottle 16). It has a function of splitting into first light having a wavelength band from green to ultraviolet, preferably a wavelength in the range of 300 to 550 nm. The second spectroscopic means (not shown) is disposed in the optical path so as to be switchable with respect to the first spectroscopic means 6 by, for example, an output signal from the information processing apparatus 10, and the light in the optical path (carbon barrier film covering) A function of splitting the transmitted light of the PET bottle 16 into a second light having a wavelength band from red to infrared, preferably a wavelength range of 600 nm to 750 nm. The homogenized illumination light is irradiated as the measurement light 9 onto the device under test, and the transmitted measurement light 9 is wavelength-resolved by the spectroscopic means 8. As the first and second spectroscopic means, a color filter and an interference filter can be used, and a color filter is more preferable in terms of cost. Specifically, a color filter B390 manufactured by HOYA is suitable as the first spectral means, and a color filter B60 manufactured by HOYA is suitable as the second spectral means. However, these spectroscopic means are not limited to the color filters having the specifications described here.
[0059]
The measurement light wavelength-separated by the first spectroscopic means 6 (or the second spectroscopic means) is received by a CCD camera 21 as a light receiving means, and is received as a light receiving signal of two-dimensional image information through the cable 8 to the information processing apparatus 10. Is output. The CCD camera 21 may be monochrome. The CCD camera 21 is provided with a lens, and it is preferable that the focal position of the imaging system is adjusted to the object to be tested or to the diffusion plate 20.
[0060]
According to such a third embodiment, the carbon barrier film-coated PET bottle 16 is disposed on the optical path between the diffusion plate 20 and the first spectroscopic means 6 (or the second spectroscopic means), thereby providing the first implementation. The film quality (film thickness and crystallinity) resulting from the barrier property of the carbon barrier film on which the PET bottle is nondestructively coated by the same action as that of the form, that is, the barrier property can be evaluated in a short time.
[0061]
In the third embodiment, uniform illumination light is used as measurement light, and two-dimensional image information is added by the first spectroscopic means 6 (or second spectroscopic means) composed of color filters and the image capturing system of the CCD camera 21. The evaluation of the barrier property of the carbon barrier film in each part of the PET bottle 16 can be executed in a non-destructive manner and in a short time.
[0062]
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic view showing a carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same members as those in FIG.
[0063]
This barrier property evaluation apparatus includes a color CCD camera with three color filters of RGB (red, green, and blue) as the light receiving means 22 and has a configuration in which the first and second spectroscopic means are omitted.
[0064]
According to the carbon barrier film barrier property evaluation apparatus configured as shown in FIG. 8, the test piece 11 cut out from the carbon barrier film-coated plastic container is supported by the holder (not shown) in the optical path between the light source 1 and the light receiving means 22. And place it. When, for example, white light is emitted from the light source 1 in this state, the white light 14 is condensed and width-controlled while passing through the lens 2 and the slit 3, and the white light 14 is measured as light 15 as the test piece. 11 is irradiated. The measurement light 15 passes through the test piece 11 and enters the color CCD camera through the three color filters of RGB (red, green, blue) in the light receiving means 22. In this light receiving means 22, a light reception signal corresponding to the light intensity of the measurement light having an incident green to ultraviolet wavelength band and a red or near infrared wavelength band is collectively output to the information processing apparatus 10 through the cable 8. The In this information processing apparatus 10, since the absorbance reference value calculated from the transmittance due to the film thickness and crystallinity is stored in advance, the absorbance reference value related to the film thickness and the wavelength band from green to ultraviolet Contrast the measured absorbance based on the received light signal of the measuring light having the same, and at the same time contrast the measured absorbance based on the received light signal of the measuring light having the wavelength band from red to infrared with respect to the crystallinity. These determination results are displayed on the display unit 9.
[0065]
Therefore, in the fourth embodiment, the film quality (film thickness and crystallinity) of the carbon barrier film of the test piece, that is, the barrier property can be evaluated in a short time as in the first embodiment.
[0066]
In the fourth embodiment, since the first and second spectroscopic means can be omitted, it is possible to realize a carbon barrier film barrier property evaluation apparatus having a simplified structure compared to the first embodiment described above.
[0067]
(Fifth embodiment)
FIG. 9 is a schematic view showing a carbon barrier film barrier property evaluating apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same members as those in FIG.
[0068]
The barrier property evaluation apparatus includes a first light emitting diode 23 that emits light having a wavelength band from green to ultraviolet (first light), and a second light emitting diode 24 that emits light having a wavelength band from red to infrared (second light). The first and second light emitting diodes 23 and 24 are arranged so that their emitted lights intersect each other at an angle of 90 °. The reflecting mirror 25 is arranged at the intersection of the emitted light of the first and second light emitting diodes 23 and 24 so as to be able to refract the emitted light of the first light emitting diode 23 by 90 °. In this barrier property evaluation apparatus, the first and second spectroscopic means are omitted.
[0069]
According to the barrier property evaluation apparatus shown in FIG. 9, the test piece 11 cut out from the carbon barrier film-covered plastic container is supported and arranged on the optical path between the optical means 4 and the light receiving means 5 by a holder (not shown). . In this state, the first light emitting diode 23 is operated to emit light (first light) having a wavelength band from green to ultraviolet. The emitted first light is reflected by 90 ° by the reflecting mirror 25, and is further condensed and width-regulated while passing through the lens 2 and the slit 3, and irradiated and transmitted to the test piece 11 as the measurement light 15. The light enters the light receiving means 5. In the light receiving means 5, a light reception signal corresponding to the light intensity of the incident measurement light having a wavelength band from green to ultraviolet is output to the information processing apparatus 10 through the cable 8. In this information processing apparatus 10, since the absorbance reference value calculated from the transmittance due to the film thickness is stored in advance, the absorbance reference value is compared with the measured absorbance based on the received light signal, and the comparison is performed. The determination result is displayed on the display unit 9.
[0070]
After the operation of the first light emitting diode 23 is stopped by an output signal from the information processing apparatus 10, the reflecting mirror 25 is moved to a place off the optical path of the first light emitting diode 23, and then the second light emitting diode 24 is moved. To emit light having a wavelength band from red to infrared (second light). The emitted second light is condensed and width-controlled while passing through the lens 2 and the slit 3, irradiated and transmitted to the test piece 11 as measurement light 15, and incident on the light receiving means 5. In this light receiving means 5, a received light signal corresponding to the light intensity of the measurement light having a wavelength band from the incident red to infrared is output to the information processing apparatus 10 through the cable 8. In this information processing apparatus 10, since the absorbance reference value calculated from the transmittance due to crystallinity is stored in advance, the absorbance reference value is compared with the measured absorbance based on the received light signal, and the determination based on the comparison is performed. The result is displayed on the display 9.
[0071]
Therefore, in the fifth embodiment, the film quality (film thickness and crystallinity) of the carbon barrier film of the test piece, that is, the barrier property can be evaluated in a short time as in the first embodiment.
[0072]
In the fifth embodiment described above, if a mirror element capable of switching between transmission and reflection by rotating at high speed is used instead of the reflecting mirror, the barrier property of the carbon barrier film of the test piece is evaluated in millisec (msec). be able to.
[0073]
Furthermore, in the fifth embodiment described above, instead of the movable reflecting mirror 25, a fixed half mirror is used as the radiation of the first light emitting diode 23 at the intersection of the emitted light of the first and second light emitting diodes 23 and 24. By arranging the light to be refracted by 90 ° and alternately performing the light emission of the first and second light emitting diodes 23 and 24, the first light and the second light are alternately transmitted through the test piece, The barrier property of the carbon barrier film of the test piece can be evaluated at high speed.
[0074]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the barrier property evaluation apparatus for a carbon barrier film according to the present invention, the barrier property in a plastic container having a carbon barrier film coated on the surface or a sheet having a carbon barrier film coated on the surface is simple and easy. It can be evaluated quickly, and as a result, there are significant effects such as rapid determination of the normality of the coating operation of the carbon barrier film coating apparatus of a plastic container or sheet, and the use of it as an index for controlling coating conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a transmission spectrum diagram of four types of samples in an ultraviolet region, a visible region, and a near infrared region.
FIG. 2 is a characteristic diagram in which the transmission spectra of samples A to C in FIG. 1 are converted into absorbance.
FIG. 3 is a schematic view showing an apparatus for evaluating the barrier property of a carbon barrier film according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an evaluation chart by the barrier property evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a barrier property evaluation apparatus in which a member to be evaluated is arranged in place of a carbon barrier film-coated PET bottle in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing an apparatus for evaluating a barrier property of a carbon barrier film according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing an apparatus for evaluating a barrier property of a carbon barrier film according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view showing an apparatus for evaluating a barrier property of a carbon barrier film according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view showing a carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing changes in oxygen transmission rate and carbon dioxide rate with time in a conventional carbon barrier film-coated PET bottle.
[Explanation of symbols]
1 ... light source,
4 ... Optical means,
5, 21, 22 ... light receiving means,
6 ... 1st spectroscopy means,
7: Second spectroscopic means,
9 ... Display,
10: Information processing device,
11 ... Test piece,
14 ... white light,
15: Measuring light,
16: Carbon bottle coated PET bottle,
18: optical fiber,
20 ... diffusion plate,
23. First light emitting diode,
24. Second light emitting diode,
25: Reflector.

Claims

炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチック容器または炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチックシートからなる被評価部材に光を照射するための光源と、
前記被評価部材を透過した光を受光するための受光手段と、
前記光源と前記受光手段の間の光路に配置され、その光路の光を緑から紫外の波長帯域を持つ第１光と赤から赤外の波長帯域を持つ第２光にそれぞれ分光するための分光手段と、
前記受光手段で出力された前記第１光に基づく第１受光信号を処理し、かつ前記受光手段で出力された前記第２光に基づく第２受光信号を処理するための情報処理手段と
を具備したことを特徴とする炭素バリア膜のバリア性評価装置。A light source for irradiating light to a member to be evaluated comprising a plastic container having a carbon barrier film coated on the surface or a plastic sheet having a carbon barrier film coated on the surface;
A light receiving means for receiving light transmitted through the member to be evaluated;
Spectroscopy that is disposed in an optical path between the light source and the light receiving means and separates the light in the optical path into first light having a wavelength band from green to ultraviolet and second light having a wavelength band from red to infrared. Means,
Information processing means for processing a first light reception signal based on the first light output by the light receiving means and for processing a second light reception signal based on the second light output by the light receiving means; An apparatus for evaluating the barrier property of a carbon barrier film.

前記分光手段は、前記光路に切替可能に配置される緑から紫外の波長帯域を選択的に透過する第１フィルタおよび赤から赤外の波長帯域を選択的に透過する第２フィルタである請求項１記載の炭素バリア膜のバリア性評価装置。The spectroscopic means is a first filter that selectively transmits a green to ultraviolet wavelength band and a second filter that selectively transmits a red to infrared wavelength band, which are switchably disposed in the optical path. The barrier property evaluation apparatus for a carbon barrier film according to 1.

前記受光手段は、前記分光手段を兼ねるカラーＣＣＤである請求項１記載の炭素バリア膜のバリア性評価装置。2. The carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to claim 1, wherein the light receiving means is a color CCD also serving as the spectroscopic means.

光を集光するレンズを有する光学的手段は、さらに前記光源と前記被評価部材の間の光路に配置されることを特徴とする請求項１記載の炭素バリア膜のバリア性評価装置。2. The barrier property evaluation apparatus for a carbon barrier film according to claim 1, wherein the optical means having a lens for condensing light is further disposed in an optical path between the light source and the member to be evaluated.

炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチック容器または炭素バリア膜が表面に被覆されたプラスチックシートからなる被評価部材に緑から紫外の波長帯域を持つ第１光を照射するための第１光源と、
前記被評価部材に赤から赤外の波長帯域を持つ第２光を照射するための第２光源と、
前記被評価部材に第１光または第２光のいずれかを照射するための光照射切替手段と、
前記被評価部材を透過した光を受光するための受光手段と、
前記受光手段で出力された前記第１光に基づく第１受光信号を処理し、かつ前記受光手段で出力された前記第２光に基づく第２受光信号を処理するための情報処理手段と
を具備したことを特徴とする炭素バリア膜のバリア性評価装置。A first light source for irradiating a member to be evaluated comprising a plastic container having a carbon barrier film coated on the surface or a plastic sheet having a carbon barrier film coated on the surface with a first light having a wavelength band from green to ultraviolet;
A second light source for irradiating the member to be evaluated with second light having a wavelength band from red to infrared;
A light irradiation switching means for irradiating the member to be evaluated with either the first light or the second light;
A light receiving means for receiving light transmitted through the member to be evaluated;
Information processing means for processing a first light reception signal based on the first light output by the light receiving means and for processing a second light reception signal based on the second light output by the light receiving means; An apparatus for evaluating the barrier property of a carbon barrier film.

前記第１光源は、緑色から紫外の波長帯域を持つの第１光を放射する発光ダイオード、前記第２光源は赤色あるいは赤外の波長帯域を持つの第２光を放射する発光ダイオードであることを特徴とする請求項５記載の炭素バリア膜のバリア性評価装置。The first light source is a light emitting diode that emits first light having a wavelength band from green to ultraviolet, and the second light source is a light emitting diode that emits second light having a red or infrared wavelength band. The carbon barrier film barrier property evaluation apparatus according to claim 5.

光を集光するレンズを有する光学的手段は、さらに前記光照射切替手段と前記被評価部材の間の光路に配置されることを特徴とする請求項５記載の炭素バリア膜のバリア性評価装置。6. The barrier property evaluation apparatus for a carbon barrier film according to claim 5, wherein the optical means having a lens for condensing light is further disposed in an optical path between the light irradiation switching means and the member to be evaluated. .

前記緑色から紫外の波長帯域は、波長が３００ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲、前記赤から赤外の波長帯域は波長が６００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１または５記載の炭素バリア膜のバリア性評価装置。6. The carbon barrier film according to claim 1, wherein the green to ultraviolet wavelength band has a wavelength in the range of 300 nm to 550 nm, and the red to infrared wavelength band has a wavelength in the range of 600 nm to 750 nm. Barrier property evaluation device.