專利名稱：包覆有dlc薄膜的塑料容器及其制造設(shè)備和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種其內(nèi)壁表面上包覆有類金剛石碳(DLC)薄膜的塑料容器，一種相關(guān)的制造方法以及一種用于其的制造設(shè)備。
背景技術(shù)：
日本已公告專利申請JP(平)8-53117公開了一種用于制造包覆有碳薄膜的塑料容器的設(shè)備，其中所述塑料容器的內(nèi)壁表面上包覆有一層碳薄膜。如圖11中所示，這種設(shè)備裝配有一個中空的外部電極112，該外部電極112被制成收容一個容器并且包括一個空間，該空間的形狀大致與所收容容器120的外部形狀相似，一個絕緣構(gòu)件111，其對所述外部電極進(jìn)行絕緣并且當(dāng)所述容器被收容在所述外部電極中的空間內(nèi)時與該容器的嘴部發(fā)生接觸，一個接地的內(nèi)部電極116，其被從所述容器的嘴部120A插入到收容于所述外部電極中的空間內(nèi)的容器內(nèi)部，排氣裝置115，其與所述外部電極中的空間連通，來排出所述空間內(nèi)部的空氣，供給裝置117，其將一種源氣體供給至收容于所述外部電極中的空間內(nèi)的容器內(nèi)部，以及一個高頻電源(RF電源)114，其被連接在所述外部電極上。
同一篇已公告專利申請中的制造方法利用一種等離子體CVD方法來形成碳薄膜，所述等離子體CVD方法會在所述外部電極與內(nèi)部電極之間產(chǎn)生出等離子體。也就是說，在這種制造包覆有碳薄膜的塑料容器的方法中，在所述外部電極中形成有一個空間，該空間的形狀大致類似于所收容容器的外部形狀，并且所述外部電極由一個絕緣構(gòu)件進(jìn)行絕緣，該絕緣構(gòu)件與收容于所述空間內(nèi)部的容器的嘴部發(fā)生接觸，一個內(nèi)部電極被從收容于所述空間內(nèi)部的容器的嘴部插入到該容器的內(nèi)部，并且該內(nèi)部電極接地，排出所述外部電極中的空間內(nèi)部的氣體，將一種源氣體供給至收容于所述外部電極中的空間內(nèi)的容器內(nèi)部，并且隨后向所述外部電極施加高頻。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人所進(jìn)行的研究，利用類似于在前述已公告專利申請公開的電極制造出的包覆有DLC薄膜的塑料容器具有令人滿意的阻氧性能(透氧性能下降至低于基底材料的1/10)，但是頸部的顏色暗。還有，當(dāng)所述容器被回收時，會存在由于頸部著色所導(dǎo)致的問題，比如回收物品被著色。
在前述已公告專利申請中，在通過對收容塑料容器的空間內(nèi)部的排氣和將源氣體供給至所述塑料容器的內(nèi)部進(jìn)行平衡而獲得規(guī)定的薄膜成形壓力之后，產(chǎn)生出等離子體。因此，當(dāng)?shù)入x子體產(chǎn)生時以及在此之前和之后，源氣體通常流過所述塑料容器的內(nèi)部，并且形成一個源氣體流。在有這樣一個容器形狀的容器被作為客體的情況下，即頸部相對于本體部分較窄，相對于容器豎直方向的中心軸線在容器頸部處的水平橫剖面的橫剖面積會相對于本體部分突然變小。由于橫剖面積的這種突然減小，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)流過容器內(nèi)部的源氣體的氣體壓力會在頸部處升高，從而導(dǎo)致等離子體的密度也會升高。以這種方式，由于形成于容器頸部的內(nèi)壁表面上并且暴露于高密度等離子體中的DLC薄膜會受到更大的等離子體損傷或者更強的等離子體蝕刻作用，所以在頸部處會比在本體部分處出現(xiàn)更為明顯的黃褐色。
關(guān)于這一點，本發(fā)明的目的在于提供一種用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，所述塑料容器具有與現(xiàn)有包覆有DLC薄膜的塑料容器相同的阻氧性能，并且能夠防止形成于容器頸部上的DLC薄膜出現(xiàn)著色現(xiàn)象。也就是說，一個目的在于通過在獲得所需阻氧性能的狀態(tài)下調(diào)節(jié)位于容器頸部處的容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的空間(頸部偏置距離)和位于容器本體部分處的容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的空間(本體部分偏置距離)之間的關(guān)系，來緩解等離子體在所述頸部處對DLC薄膜的損傷或者蝕刻。還有，一個目的在于通過提供這樣一種生產(chǎn)設(shè)備，即能夠在頸部形成一個大致與本體部分上相同的透明薄膜，來防止容器上出現(xiàn)不規(guī)則顏色并且解決由于前述著色現(xiàn)象而導(dǎo)致的回收問題。還有，通過調(diào)節(jié)所述頸部偏置距離和本體部分偏置距離，能夠防止在容器中心軸線的旋轉(zhuǎn)方向上出現(xiàn)不規(guī)則顏色。
還有，本發(fā)明的目的在于在根據(jù)本發(fā)明的制造設(shè)備中更為詳細(xì)地對頸部偏置距離進(jìn)行調(diào)整。也就是說，利用等離子體密度分布、容器的阻氧性能(透氧性能)或者著色度作為指標(biāo)調(diào)整出最佳的頸部偏置狀態(tài)。
還有，本發(fā)明的目的在于提供一種制造設(shè)備，其具有一個容器側(cè)電極，該容器側(cè)電極的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)適用于這樣一種容器，即其相對于該容器的豎直方向中心軸線具有軸向?qū)ΨQ形狀。與此同時，提出了所述容器側(cè)電極的組合式具體的簡單的形狀。
還有，本發(fā)明的目的在于提出一種用于所述容器的最佳容器側(cè)電極的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)的組合式具體的簡單的形狀，其中所述容器具有一個角管狀本體部分(an angular tube-shaped body portion)。
還有，本發(fā)明的目的在于在根據(jù)本發(fā)明的制造設(shè)備中對所述本體部分偏置距離進(jìn)行具體調(diào)整，以便獲得一個低于規(guī)定值的容器著色度(其會根據(jù)等離子體密度分布的偏移或者類似因素而發(fā)生變化)，并且獲得一個預(yù)期的阻氧性能。
還有，作為一種用于確保預(yù)期的阻氧性能并且防止出現(xiàn)著色現(xiàn)象的目的，本發(fā)明的目的在于提供多種制造方法，它們通過控制所述容器內(nèi)部的源氣體壓力在頸部處增大，以便形成一種均勻的等離子體密度分布，防止出現(xiàn)容器著色現(xiàn)象。還有，本發(fā)明的目的還在于提供一種在實施這些制造方法時的最佳制造設(shè)備。
還有，本發(fā)明的目的在于提供一種制造設(shè)備，其解決了前述問題，并且與此同時能夠防止灰塵粘附到源氣體進(jìn)入導(dǎo)管上。
還有，本發(fā)明的目的在于提供一種最佳的制造方法和一種最佳的制造設(shè)備，用于制造飲料用容器。
以這種方式，本發(fā)明的目的在于提供一種可回收的塑料容器，其具有阻氧性能并且能夠防止頸部發(fā)生著色現(xiàn)象。
一種根據(jù)本發(fā)明用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備包括一個容器側(cè)電極，其形成了一個用于收容一容器的減壓腔室的一部分，其中所述容器由塑料制成，并且其開口的橫剖面積被制成小于在其本體部分處的水平橫剖面的橫剖面積，在所述開口與本體部分之間設(shè)置有一個頸部，和一個相對電極，其面對著所述容器側(cè)電極，并且被設(shè)置在所述塑料容器內(nèi)部或者所述開口的上方，其中所述容器側(cè)電極和相對電極被制成經(jīng)由一個絕緣體相互面對，所述絕緣體也形成了所述減壓腔室的一部分，還設(shè)置有源氣體供給裝置，用于供給一種能夠被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體，以使得所述塑料容器的內(nèi)壁表面包覆一層類金剛石碳(DLC)薄膜，該源氣體供給裝置包括一個設(shè)置于所述減壓腔室中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管，用于將供送至所述減壓腔室的源氣體導(dǎo)入所述塑料容器的內(nèi)部；排氣裝置，用于將所述減壓腔室內(nèi)部的氣體從所述塑料容器的開口上方排出；并且供給高頻的高頻供給裝置被連接在所述容器側(cè)電極上，其中所述容器側(cè)電極被制成使得當(dāng)該容器被收容起來時，環(huán)繞在所述頸部周圍的內(nèi)壁的平均孔內(nèi)徑(R2)小于環(huán)繞在所述本體部分周圍的內(nèi)壁的平均孔內(nèi)徑(R1)，并且在所述頸部處一個相對于所述容器豎直方向的水平橫剖面中容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的平均距離(d2)大于在所述本體部分處一個相對于所述容器豎直方向的水平橫剖面中容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的平均距離(d1)。
在如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述平均距離d2被制成這樣一個距離，即能夠抑制等離子體的密度伴隨著所述容器內(nèi)部轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體壓力在所述頸部處升高而升高，以便在所述容器內(nèi)部形成一個大致均勻的等離子體密度。
在如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述平均距離d2被制成等于或者小于這樣一個距離，即以該距離，由于轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體離子與所述容器的內(nèi)壁表面發(fā)生碰撞而導(dǎo)致的離子沖擊強度形成了一個能夠成形具有規(guī)定下限阻氧性能的DLC薄膜的離子沖擊強度，并且所述平均距離d2被制成等于或者大于這樣一個距離，即以該距離，通過抑制所述容器上從頸部至開口的特定部位上的著色現(xiàn)象，使得所述容器的整個壁表面具有一種大致均勻的顏色，其中所述著色現(xiàn)象是由于等離子體對所述容器的內(nèi)壁表面進(jìn)行損傷或者蝕刻而導(dǎo)致的，而所述等離子體損傷或者蝕刻是由于等離子體的密度伴隨著所述容器內(nèi)部轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體的壓力在所述頸部處增大而升高所導(dǎo)致的。
在如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述平均距離d2被制成這樣一個距離，即以該距離能夠確保包覆有DLC薄膜的塑料容器具有一個規(guī)定的阻氧性能，并且所述包覆有DLC薄膜的塑料容器的整個壁表面具有一種大致均勻的顏色。
在如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述容器本體部分的平均直徑被制成D1，所述頸部的平均直徑被制成D2，并且在作為偏置系數(shù)的K滿足方程式1中的關(guān)系時，偏置系數(shù)K滿足方程式2或者方程式3中的關(guān)系，并且所述平均距離d2形成了利用方程式1確定出的d2。
(方程式1)d2＝K×(D1-D2)/2+d1(方程式2)0.29≤K≤0.79其中0.2毫米≤d1≤2.0毫米(方程式3)0.11≤K≤0.51其中2.0毫米＜d1≤4.0毫米在如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述容器本體部分的平均直徑被制成D1，所述頸部的平均直徑被制成D2，滿足方程式4中的關(guān)系的偏置系數(shù)被制成K，并且在方程式4中的α是一個考慮容器形狀相關(guān)性滿足方程式5的容器補償系數(shù)時，偏置系數(shù)K滿足方程式2或者方程式3中的關(guān)系，并且所述平均距離d2形成了利用方程式4確定出的d2。
(方程式4)d2＝αK×(D1-D2)/2+d1(方程式5)α＝(D1/D2)2/3.54在如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述容器具有一個相對于豎直方向的中心軸線軸向?qū)ΨQ的形狀，并且所述容器側(cè)電極的內(nèi)壁形狀被制成當(dāng)所述容器被收容起來時相對于所述中心軸線呈軸向?qū)ΨQ形狀。
在如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述容器被收容在所述容器側(cè)電中，環(huán)繞在所述容器本體部分周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈圓柱形狀，并且環(huán)繞在所述容器頸部周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈截頭圓錐形圓柱形狀，其中直徑朝向容器的開口逐步變小，所述容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成具有一個沒有凸臺的連續(xù)形狀。
在如權(quán)利要求8中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是環(huán)繞在所述容器開口周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈圓柱形狀。
在如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述容器的本體部分呈正方形管狀，環(huán)繞在所述容器本體部分周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈正方形管狀，環(huán)繞在所述容器頸部周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈直徑朝向容器的開口逐步變小的截頭棱錐形正方形管狀、正方形管狀或者它們的組合形狀，并且所述容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成具有一個沒有凸臺的連續(xù)形狀。
在如權(quán)利要求10中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是環(huán)繞在所述容器開口周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈正方形管狀。
在如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述容器側(cè)電極被制成使得d1大于0毫米但是小于或等于4毫米。
還有，一種根據(jù)本發(fā)明用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備包括一個容器側(cè)電極，其形成了一個用于收容一容器的減壓腔室的一部分，其中所述容器由塑料制成，和一個相對電極，其面對著所述容器側(cè)電極，并且被設(shè)置在所述塑料容器內(nèi)部或者所述開口的上方，其中所述容器側(cè)電極和相對電極被制成經(jīng)由一個絕緣體相互面對，所述絕緣體也形成了所述減壓腔室的一部分，還設(shè)置有源氣體供給裝置，用于供給一種能夠被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體，來使得所述塑料容器的內(nèi)壁表面包覆一層類金剛石碳(DLC)薄膜，該源氣體供給裝置包括一個設(shè)置于所述減壓腔室中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管，用于將供給至所述減壓腔室的源氣體導(dǎo)入所述塑料容器的內(nèi)部；排氣裝置，用于將所述減壓腔室內(nèi)部的氣體從所述塑料容器的開口上方排出；并且供給高頻的高頻供給裝置被連接在所述容器側(cè)電極上，其中設(shè)置有排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置(exhaust conductance adjustment means)，來通過自由地限制從位于所述容器開口上方的減壓腔室的一個水平橫剖面排出的氣體排出量來實施調(diào)節(jié)操作。
在如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備中，優(yōu)選的是所述容器是一種用于飲料的容器。
還有一種根據(jù)本發(fā)明制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的方法包括下述步驟排出一個由塑料形成的容器內(nèi)部的氣體，達(dá)到一個低于或者等于規(guī)定壓力的壓力，隨后將一種將被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體導(dǎo)入所述容器的內(nèi)部，同時繼續(xù)排出所述容器內(nèi)部的氣體，從而使得所述容器內(nèi)部的空氣被所述源氣體置換，并且在所述容器內(nèi)部形成一個規(guī)定的均衡壓力，接著基本上停止排出所述容器內(nèi)部的氣體，并且使得所述源氣體的導(dǎo)入速度小于在進(jìn)行置換時的導(dǎo)入速度，從而使得所述源氣體在所述容器內(nèi)部的流動減緩，并且使得所述容器內(nèi)部的壓力分別大致均勻，隨后在所述容器內(nèi)部產(chǎn)生出源氣體型等離子體，以在所述塑料容器的內(nèi)壁表面上形成一個DLC薄膜。
還有，一種根據(jù)本發(fā)明制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的方法包括下述步驟排出一個由塑料形成的容器內(nèi)部的氣體，達(dá)到一個低于或者等于規(guī)定壓力的壓力，隨后使得在所述容器內(nèi)部的排氣速度降低或者變?yōu)榱?，并且將一種將被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體導(dǎo)入所述容器的內(nèi)部，隨后在所述容器內(nèi)部的壓力分別大致均勻并且已經(jīng)達(dá)到一個規(guī)定壓力時，在所述容器內(nèi)部產(chǎn)生出源氣體型等離子體，以在所述塑料容器的內(nèi)壁表面上形成一個DLC薄膜。
在如權(quán)利要求15或16中所述的制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的方法中，優(yōu)選的是所述容器是一種用于飲料的容器。
根據(jù)本發(fā)明包覆有DLC薄膜的塑料容器是一種在其內(nèi)壁表面上成形有一層DLC薄膜的塑料容器，其中，所述容器開口的橫剖面積被制成小于在所述容器本體部分處的一個水平橫剖面的橫剖面積，并且在所述開口與本體部分之間設(shè)置有一個頸部，其中與形成于所述本體部分上的DLC薄膜相比，形成于所述頸部上的DLC薄膜具有一個較低的石墨混合比例，并且所述容器的透氧性能低于或者等于0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH為90％，從開始進(jìn)行氮氣置換推算20小時之后進(jìn)行測定)。與此同時，優(yōu)選的是形成于所述頸部上的DLC薄膜中的石墨混合量為所述本體部分中的石墨混合量的5至18％。關(guān)于這一點，混合量針對相同的薄膜厚度而言。
還有，所給出的容器透氧性作為一個標(biāo)準(zhǔn)用于500毫升的前述容器，但是也可以通過進(jìn)行比率轉(zhuǎn)換而應(yīng)用于具有其它容積的容器。例如，對于1000毫升的容器來說，透氧性能小于或者等于0.0100毫升/容器/天。
還有，根據(jù)本發(fā)明包覆有DLC薄膜的塑料容器是一種在其內(nèi)壁表面上成形有一層DLC薄膜的塑料容器，其中，所述容器開口的橫剖面積被制成小于在所述容器本體部分處的一個水平橫剖面的橫剖面積，并且在所述開口與本體部分之間設(shè)置有一個頸部，其中與形成于所述本體部分上的DLC薄膜相比，形成于所述頸部上的DLC薄膜具有一個較高的氫原子含量，并且所述容器的透氧性能低于或者等于0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH90％，從開始進(jìn)行氮氣置換推算20小時之后進(jìn)行測定)。與此同時，優(yōu)選的是形成于所述頸部上的DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為37/63至48/52，并且形成與所述本體部分上DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為55/45至75/25。
還有，根據(jù)本發(fā)明包覆有DLC薄膜的塑料容器是一種在其內(nèi)壁表面上成形有一層DLC薄膜的塑料容器，其中，所述容器開口的橫剖面積被制成小于在所述容器本體部分處的一個水平橫剖面的橫剖面積，并且在所述開口與本體部分之間設(shè)置有一個頸部，其中與形成于所述本體部分上的DLC薄膜相比，形成于所述頸部上的DLC薄膜具有一個較低的石墨混合比例和一個較高的氫原子含量，并且所述容器的透氧性能低于或者等于0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH90％，從開始進(jìn)行氮氣置換推算20小時之后進(jìn)行測定)。與此同時，優(yōu)選的是形成于所述頸部上的DLC薄膜中的石墨混合量為所述本體部分中的石墨混合量的5至18％，形成于所述頸部上的DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為37/63至48/52，并且形成與所述本體部分上DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為55/45至75/25。
在本發(fā)明中用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備內(nèi)，能夠防止在所制取容器的頸部處出現(xiàn)DLC薄膜著色現(xiàn)象，以便具有與現(xiàn)有包覆有DLC薄膜的塑料瓶相同水平的阻氧性能。這一點通過對頸部偏置距離與本體部分偏置距離之間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)節(jié)來緩解等離子體在頸部處對DLC薄膜的損傷或者蝕刻。以這種方式，可以通過在頸部上成形一個大致與本體部分相同的透明薄膜而防止容器上出現(xiàn)不規(guī)則顏色，并且這將能夠解決由于著色而導(dǎo)致的回收問題。
還有，在本發(fā)明中，通過指示出等離子體的密度分布、容器的阻氧性能(透氧性能)或者著色程度，確定一種最佳的偏置狀態(tài)。
還有，本發(fā)明示出了一種制造設(shè)備的具體簡單實施例，它們適用于一種相對于該容器的豎直方向中心軸線具有軸向?qū)ΨQ形狀的容器或者一種具有正方形管狀本體部分的容器。以這種方式，取代制備一個獨立的容器側(cè)電極來比如與飲料容器的各種形狀相匹配，所述容器側(cè)電極可以被用于所有應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明具體示出了在根據(jù)本發(fā)明的制造設(shè)備中的本體部分偏置長度，并且以這種方式，可以將容器的著色程度保持在等于或者低于一個規(guī)定值，并且可以獲得預(yù)期的阻氧性能。
還有，在本發(fā)明中的制造方法中，通過抑制所述容器內(nèi)部的源氣體壓力在頸部處升高并且實施控制以便使得等離子體的密度分布變得均勻，防止了容器著色現(xiàn)象，由此確保了預(yù)期的阻氧性能并且防止了著色現(xiàn)象。還有，本發(fā)明提出了一種當(dāng)實施這種制造方法時的最佳制造設(shè)備。
還有，本發(fā)明被設(shè)計成能夠解決前述問題，并且與此同時能夠防止灰塵粘附到源氣體進(jìn)入導(dǎo)管上。
還有，由于獲得了阻氧性能和透明度，所以本發(fā)明非常適用于制造需要透明度和可回收性能的飲料容器。
還有，利用本發(fā)明中的設(shè)備制得的容器上的DLC薄膜是一種細(xì)密的DLC薄膜，其具有少數(shù)的石墨狀碳二維空間鍵合結(jié)構(gòu)和很高比例的三維空間鍵合結(jié)構(gòu)(金剛石結(jié)構(gòu)或者類似結(jié)構(gòu))。這種DLC薄膜能夠在整個容器上獲得均勻的光亮顏色，同時確保了阻氧性能。


圖1是一個示意圖，示出了本制造設(shè)備的一個實施例。
圖2示出了本發(fā)明中的符號含義。
圖3是一個示意圖，示出了本制造設(shè)備的第二實施例。
圖4是一個示意圖，示出了本制造設(shè)備的第三實施例。
圖5是一個示意圖，示出了圖1所示設(shè)備中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管的另一實施例。
圖6是一個示意圖，示出了圖3所示設(shè)備中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管的另一實施例。
圖7是一個概念圖，示出了利用圖3中所示設(shè)備作為一個示例使得氣體從容器開口流向排氣口。
圖8示出了一個飲料容器上的各個部分的名稱。
圖9是一個設(shè)備的示意圖，其中利用圖3中所示設(shè)備作為一個示例設(shè)置有排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置。
圖10(a)至10(c)是三個概念圖，示出了排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置的細(xì)節(jié)，其中圖10(a)是一個示意圖，在一個橫剖面中示出了排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50的一個實施例，所述橫剖面取自于由源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的軸線方向和該排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50中的限流器51的插入方向形成的平面。圖10(b)是一個沿著圖9中X-X的橫剖示意圖，其中限流器51被打開。圖10(c)是一個沿著圖9中X-X的橫剖示意圖，其中限流器51被關(guān)閉。
圖11示出了一種用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的現(xiàn)有設(shè)備的概念圖。
圖12是一個示意圖，示出了容器側(cè)電極具有一種形狀與圖1所示設(shè)備內(nèi)的容器類似的電極結(jié)構(gòu)。
圖13是一個圖表，示出了本體部分偏置長度與透氧性能的依賴性。
圖14是一個圖表，示出了頸部偏置長度與透氧性能的依賴性。
圖15是一個圖表，示出了本體部分偏置長度與b*值的依賴性。
圖16是一個圖表，示出了頸部偏置長度與b*值的依賴性。
圖17示出了最佳偏置長度中的關(guān)系。
圖18是一幅照片，示出了利用本發(fā)明中的制造設(shè)備獲得的DLC薄膜容器與利用現(xiàn)有制造設(shè)備獲得的DLC薄膜容器的比較結(jié)果，其中在所述現(xiàn)有制造設(shè)備中，用于收容容器的容器側(cè)電極中的空間的內(nèi)壁具有一個類似于容器外壁的形狀。
圖19示出了DLC薄膜的薄膜厚度與b*值之間的關(guān)系。
圖20是一個圖表，示出了在DLC薄膜容器的透射光譜性能(transmittance spectrum properties)上的差異，所述透射光譜性能取決于電極結(jié)構(gòu)。
圖21是一個圖表，示出了本發(fā)明中的容器的拉曼光譜與對比示例2中的容器的拉曼光譜的比較結(jié)果。
圖22示出了在由于熒光所致作用在圖21中被消除之后DLC相關(guān)部分的放大視圖。
圖23示出了制造方法3中的順序。
圖24是一個示意圖，其中容器側(cè)電極具有一種形狀與圖4所示設(shè)備內(nèi)的容器類似的電極結(jié)構(gòu)。
符號的含義如下所述。1表示一個上方電極，2表示一個下方電極，3表示一個容器側(cè)電極，4表示一個絕緣體，5表示一個相對電極，5a表示一個管狀體，5b表示一個管狀體端部，5c表示一個中間電極，6表示一個減壓腔室，7表示一個塑料容器，8表示一個O形環(huán)，9表示一條源氣體進(jìn)入導(dǎo)管，9a表示一個吹出孔，10表示一個開口，11表示相對電極上的一個圓環(huán)部分，12表示一個匹配盒，13表示一個高頻電源，14表示高頻供給裝置，16表示一條管線，17表示一個源氣體發(fā)生源，18表示源氣體供給裝置，19表示一個真空閥，20表示一個排氣泵，21表示排氣裝置，23表示一個排氣口，50表示排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置，51表示一個限流器，52表示一個通孔，而53表示一個限流器打開、關(guān)閉機(jī)構(gòu)。
具體實施例方式
下面給出了對本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述，但是并不意味著將本發(fā)明局限于這些描述。
首先，將參照圖1至12對一個根據(jù)本發(fā)明用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。此外，相同的符號被用于附圖中的相同構(gòu)件。圖1是一個示意圖，示出了本制造設(shè)備的一個實施例。圖1、3-7、9以及12是一個減壓腔室沿著容器豎直方向的橫剖示意圖。如圖1中所示，這種制造設(shè)備具有一個容器側(cè)電極3，其形成了一個用于收容一容器7的減壓腔室6的一部分，其中容器7由塑料制成，并且該容器7的開口10的橫剖面積被制成小于在其本體部分處的水平橫剖面的橫剖面積，在開口10與本體部分之間設(shè)置有一個頸部，和一個相對電極5，其面對著容器側(cè)電極3，并且被設(shè)置在塑料容器7內(nèi)部或者開口10的上方，其中容器側(cè)電極3和相對電極5被制成經(jīng)由一個絕緣體4相互面對，絕緣體4也形成了減壓腔室6的一部分，還設(shè)置有源氣體供給裝置18，用于供給一種能夠被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體，來使得7塑料容器的內(nèi)壁表面包覆一層DLC薄膜，該源氣體供給裝置18包括一個設(shè)置于減壓腔室6中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9，用于將供送至減壓腔室6的源氣體導(dǎo)入塑料容器7的內(nèi)部，排氣裝置21，用于將減壓腔室6內(nèi)部的氣體從塑料容器7的開口10上方排出，并且供給高頻的高頻供給裝置14被連接在容器側(cè)電極3上，容器側(cè)電極3由一個上方電極1和一個下方電極2構(gòu)造而成，下方電極2可以被固連在上方電極1上和從上方電極1上移開。一個O形環(huán)8被設(shè)置在上方電極1與下方電極2之間，以確保氣密性。上方電極1和下方電極2形成了一種導(dǎo)電狀態(tài)，以便組合起來用作一個容器側(cè)電極。該容器側(cè)電極3具有一種被分為上方電極1和下方電極2的結(jié)構(gòu)，來提供一個用于將塑料容器7收容在該容器側(cè)電極3內(nèi)部的收容開口。在圖1中，容器側(cè)電極3被分為兩個上方和下方部分，但是也可以被分為用于收容所述容器的三個部分，即上方部分、中間部分以及下方部分，或者也可以被豎直分開。
在圖1中示出的容器側(cè)電極3呈這樣一個形狀，即除了容器7的嘴部之外，將該容器7收容起來。這樣做的原因在于，減少了在所述嘴部的內(nèi)壁表面上形成DLC薄膜。因此，在DLC薄膜被成形在所述嘴部的內(nèi)壁表面上的情況下，所述形狀可以被制成將整個容器收容起來。還有，為了調(diào)整薄膜成形區(qū)域，所述形狀可以被制成除了所述容器的嘴部和頸部的一部分之外，將所述容器收容起來。
此外，如圖2中所示，容器側(cè)電極3被制成使得當(dāng)所述容器被收容起來時，環(huán)繞在容器頸部周圍的內(nèi)壁的平均孔內(nèi)徑(R2)小于環(huán)繞在本體部分周圍的內(nèi)壁的平均孔內(nèi)徑(R1)。與此同時，容器側(cè)電極3被制成使得在所述頸部處一個相對于所述容器豎直方向的水平橫剖面中容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的平均距離(d2；被定義為平均頸部偏置長度)大于在所述本體部分處一個相對于所述容器豎直方向的水平橫剖面中容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的平均距離(d1；被定義為平均本體部分偏置長度)。還有，d1最好被制成足夠小，以便在等離子體產(chǎn)生時在容器本體部分壁表面上產(chǎn)生的自偏壓作用不會過度降低，并且避免等離子體集中在所述頸部處。盡管d1將根據(jù)容器的容積和薄膜成形條件發(fā)生變化，但是優(yōu)選的是，大于0毫米但是小于或等于4毫米。由于處于R2≥R1的關(guān)系時頸部偏置長度過大，并且無法如后面所述那樣確保一個預(yù)期的阻氧性能，所以構(gòu)建R2＜R1的關(guān)系。還有，當(dāng)處于R2＝R1的關(guān)系時，容器側(cè)電極3的內(nèi)壁形成一個圓柱形狀。另一方面，構(gòu)建d2＞d1的關(guān)系是為了通過設(shè)置一個適中的頸部偏置來抑制等離子體密度在頸部處增大，并且緩解等離子體對DLC薄膜的損傷或者蝕刻作用。還有，當(dāng)處于d2＝d1的關(guān)系時，容器的外壁與容器側(cè)電極中的空間的內(nèi)壁具有差不多發(fā)生接觸的類似形狀。
當(dāng)滿足(R2＜R1)并且(d2＞d1)時，平均頸部偏置長度d2最好形成這樣一個距離，即抑制等離子體密度伴隨著所述容器內(nèi)部轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體的壓力在頸部處升高而增大，以便在所述容器內(nèi)部形成一個大致均勻的等離子體密度。通過使得等離子體的密度均勻，可以緩解由于等離子體對形成于頸部上的DLC薄膜的損傷或者蝕刻作用而導(dǎo)致的質(zhì)量下降。
當(dāng)滿足(R2＜R1)并且(d2＞d1)時，平均頸部偏置長度d2被制成等于或者小于這樣一個距離，即以該距離，由于轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體離子與容器的內(nèi)壁表面發(fā)生碰撞而導(dǎo)致的離子沖擊強度形成了一個能夠成形具有規(guī)定下限阻氧性能的DLC薄膜的離子沖擊強度。與此同時，平均頸部偏置長度d2最好被制成等于或者小于這樣一個距離，即以該距離，通過抑制所述容器上從頸部至開口的特定部位上的著色現(xiàn)象，使得所述容器的整個壁表面具有一種大致均勻的顏色，其中所述著色現(xiàn)象是由于等離子體對所述容器的內(nèi)壁表面進(jìn)行損傷或者蝕刻而導(dǎo)致的，而所述等離子體損傷或者蝕刻是由于等離子體的密度伴隨著所述容器內(nèi)部轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體的壓力在所述頸部處增大而升高所導(dǎo)致的。
在本發(fā)明中的設(shè)備內(nèi)，在容器7的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)上成形DLC薄膜利用一種CVD方法來實現(xiàn)。也就是說，利用施加于容器側(cè)電極3與相對電極5之間的高頻來形成放電現(xiàn)象，產(chǎn)生出等離子體，并且如果滿足進(jìn)行持續(xù)放電的條件，等離子體放電現(xiàn)象得以穩(wěn)定。接著，源氣體在所述等離子體的作用下發(fā)生分解，以形成各種原子團(tuán)(大多數(shù)被電離成陽離子)。另一方面，由于放電操作而產(chǎn)生的電子會聚積在所述內(nèi)壁表面上，并且會產(chǎn)生一個規(guī)定的電勢落差(施加自偏電壓)，由此能夠形成勢阱(被稱作鞘電勢(a sheath potential))。接著，在形成于容器壁表面上的鞘電勢的作用下，在容器7的內(nèi)壁表面處發(fā)生電離的原子團(tuán)的能量得以增加，并且它們將胡亂地與所述內(nèi)壁表面的整個內(nèi)表面發(fā)生碰撞。與此同時，未分解的原子團(tuán)和離子將最終在所述容器的內(nèi)壁表面上發(fā)生分解，并且如果源氣體是一種烴氣，那么在相鄰的碳原子之間以及彈原子與氫原子之間會存在鍵合作用，并且會發(fā)生臨時鍵合起來的氫原子被釋放出來(濺射現(xiàn)象)。當(dāng)執(zhí)行前述工藝時，會在容器7的內(nèi)壁表面上形成一層非常細(xì)密的DLC薄膜。通過施加一個適中的高頻輸出功率，在容器側(cè)電極3與相對電極5之間將連續(xù)地進(jìn)行等離子體放電操作。
關(guān)于這一點，如果由于轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體離子與容器的內(nèi)壁表面發(fā)生碰撞所導(dǎo)致的離子沖擊強度很弱，那么將無法獲得細(xì)密的一層DLC薄膜，并且將無法獲得阻氧性能。隨著平均頸部偏置長度d2變大，自偏電壓會變得較小，并且所述離子沖擊強度會變?nèi)?。因此，平均頸部偏置長度d2必須是這樣一個平均頸部偏置長度d2，即能夠獲得一個大于或者等于能夠成形具有規(guī)定下限阻氧性能的DLC薄膜的離子沖擊強度的離子沖擊強度。也就是說，平均頸部偏置長度d2必須被制成等于或者小于這樣一個距離，即以該距離，由于轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體離子與所述容器的內(nèi)壁表面發(fā)生碰撞而導(dǎo)致的離子沖擊強度形成了一個能夠成形具有規(guī)定下限阻氧性能的DLC薄膜的離子沖擊強度。關(guān)于這一點，所述規(guī)定下限阻氧性能是指透氧性能為0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH90％，從開始進(jìn)行氮氣置換推算20小時之后進(jìn)行測定)。
當(dāng)平均頸部偏置長度d2變小時，所述自偏電壓會變高。接著，與本體部分相比對于肩部來說，由于等離子體密度會伴隨著容器內(nèi)部轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體的壓力在頸部處的升高而增大，所以與本體部分相比，更易于暴露在過量的等離子體中，由此，由于等離子體損傷或者等離子體蝕刻所導(dǎo)致的質(zhì)量下降(鍵合狀態(tài)或者類似狀態(tài))，會在從頸部至開口的特定部位處產(chǎn)生著色現(xiàn)象。為了使得所述容器的整個壁表面具有大致均勻的顏色，平均頸部偏置長度d2必須被制成足夠大，以便使得這種著色現(xiàn)象不會發(fā)生。
總之，平均頸部偏置長度d2最好被制成是這樣一個距離，即以該距離，包覆有DLC薄膜的塑料容器確保了一個規(guī)定的阻氧性能，并且包覆有DLC薄膜的塑料容器的整個壁表面具有大致均勻的顏色。還有，所述規(guī)定阻氧性能是指透氧性能低于或者等于0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH90％，從開始進(jìn)行氮氣置換推算20小時之后進(jìn)行測定)。
還有，平均頸部偏置長度d2利用方程式1進(jìn)行計算。如圖2中符號所示，容器本體部分的平均直徑被制成D1，頸部的平均直徑被制成D2，并且在作為偏置系數(shù)的K滿足方程式1中的關(guān)系時，偏置系數(shù)K滿足方程式2或者方程式3中的關(guān)系。
(方程式1)d2＝K×(D1-D2)/2+d1(方程式2)0.29≤K≤0.79其中0.2毫米≤d1≤2.0毫米(方程式3)0.11≤K≤0.51其中2.0毫米＜d1≤4.0毫米關(guān)于這一點，在容器本體部分大體呈圓柱形狀的情況下，即具有相同的高度和相同的容積，該本體部分的平均直徑為一個圓柱的直徑。在容器頸部大體呈圓柱形狀的情況下，即具有相同的高度和相同的容積，該頸部的平均直徑為一個圓柱的直徑。
關(guān)于這一點，偏置系數(shù)K是一個在利用D1、D2和d1確定出平均頸部偏置長度d2時使用的參數(shù)，并且在K＝0時，就形成了d2＝d1，此時容器側(cè)電極3中用于收容容器的空間的內(nèi)壁形成了一個差不多與容器發(fā)生接觸的類似形狀。另一方面，當(dāng)K＝1時，就形成了d2＝(D1-D2)/2+d1，并且容器側(cè)電極3中用于收容容器的空間的內(nèi)壁形成了一個圓柱形狀。在形成這樣一個距離時，即以該距離，包覆有DLC薄膜的塑料容器確保了一個規(guī)定的阻氧性能并且包覆有DLC薄膜的塑料容器的整個壁表面具有大致均勻的顏色，平均頸部偏置長度d2由方程式2或者方程式3給出的偏置系數(shù)K加以確定。
還有，為了補償方程式1中的容器形狀相關(guān)性，平均頸部偏置長度d2可以通過引入在方程式5中示出的容器補償系數(shù)α利用方程式4加以確定。與此同時，偏置系數(shù)K滿足方程式2或者方程式3中的關(guān)系。
(方程式4)d2＝αK×(D1-D2)/2+d1(方程式5)
α＝(D1/D2)2/3.54在所述容器具有一個相對于豎直方向的中心軸線軸向?qū)ΨQ形狀的情況下，當(dāng)所述容器被收容起來時，容器側(cè)電極3的內(nèi)壁形狀也被制成呈一個相對于所述容器的中心軸線軸向?qū)ΨQ的形狀。在這種情況下，由于所述容器相對于中心軸線的水平橫剖面形成了一個圓形，所以容器側(cè)電極3的內(nèi)壁也形成了一個與其同心的圓形。以這種方式，位于所述容器相對于中心軸線的水平橫剖面上的偏置長度變得在任何地方均相同。因此，對于在容器壁表面上形成的自偏電壓分布來說，能夠在所述容器相對于中心軸線的水平橫剖面上變得均勻。
在所述容器具有一個相對于豎直方向的中心軸線軸向?qū)ΨQ形狀的情況下，當(dāng)所述容器被收容在容器側(cè)電極內(nèi)時，環(huán)繞在所述容器本體部分周圍的容器側(cè)電極內(nèi)壁可以被制成呈圓柱形狀，環(huán)繞在所述容器頸部周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁可以被制成呈截頭圓錐形圓柱狀，其中直徑朝向容器開口逐步變小，并且容器側(cè)電極的內(nèi)壁可以被制成一種沒有凸臺的連續(xù)形狀。本發(fā)明人將具有所述形狀的容器側(cè)電極稱作“圓錐形復(fù)合電極(cone compound electrode)”，并且取代制備一個獨立的容器側(cè)電極來例如與各種形狀的飲料容器相匹配，這種結(jié)構(gòu)提供了一種可以用于所有應(yīng)用領(lǐng)域的容器側(cè)電極。這一點與容器嘴部呈圓柱形狀的實際相對應(yīng)。
在所述圓錐形復(fù)合電極中，所述空間內(nèi)壁的形狀可以由兩個構(gòu)件構(gòu)成，即一個圓柱形基部和一個呈截頭圓錐形狀的圓柱形上部。通過形成一個截頭圓錐形狀，本體部分偏置長度和頸部偏移長度可以利用一個相對簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨控制。還有，對于各種具有不同形狀的容器來說，易于尋找到一種最佳電極結(jié)構(gòu)。
在所述圓錐形復(fù)合電極中，環(huán)繞在所述容器開口周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁可以被制成呈圓柱形狀。
另一方面，對于所謂的正方形瓶子來說，其中容器的本體部分呈正方形管狀，環(huán)繞在所述容器本體部分周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁可以被制成呈正方形管狀，環(huán)繞在所述容器頸部周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁可以被制成呈直徑朝向容器的開口逐步變小的截頭棱錐形正方形管狀、正方形管狀或者它們的組合形狀，并且所述容器側(cè)電極(下文中被稱作“棱錐形復(fù)合電極”)的內(nèi)壁被制成具有一個沒有凸臺的連續(xù)形狀。當(dāng)利用前述圓錐形復(fù)合電極在一個正方形管狀容器上形成一個薄膜時，可以獲得DLC薄膜的均勻包覆，但是為了向正方形瓶子上施加一個均勻的自偏電壓，優(yōu)選的是應(yīng)用所述棱錐形復(fù)合電極。
在所述棱錐形復(fù)合電極中，所述空間的內(nèi)壁形狀可以由兩個構(gòu)件構(gòu)成，即一個正方形管狀基部和一個呈截頭棱錐形狀的正方形管狀上部，并且所述本體部分偏置長度和頸部偏移長度可以利用一個相對簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行單獨控制。還有，對于各種具有不同形狀的容器來說，易于尋找到一種最佳電極結(jié)構(gòu)。
在所述棱錐形復(fù)合電極中，環(huán)繞在所述容器開口周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁可以被制成呈一個正方形管狀。這一點與容器嘴部呈圓柱形狀的實際相對應(yīng)。還有，環(huán)繞在所述容器開口周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁可以被制成呈圓柱形狀，但是在這種情況下，會在用于收容所述容器的容器側(cè)電極中的空間的內(nèi)壁上形成凸臺。
在使用了棱錐形復(fù)合電極的情況下，尤其是在對目標(biāo)容器進(jìn)行了90度旋轉(zhuǎn)之后，通過將所述本體部分處一個相對于容器中心軸線的水平橫剖面中的邊長代入方程式4和方程式5中的D1，并且通過將在所述頸部處一個相對于容器中心軸線的水平橫剖面中的平均邊長代入方程式4和方程式5中的D2，K滿足方程式2和方程式3，基于此，可以利用方程式4計算出d2。
接下來，將對相對電極5進(jìn)行描述。相對電極5是一個面對著容器側(cè)電極3的電極。因此，由于在相對電極5與容器側(cè)電極3之間必須形成一種絕緣狀態(tài)，所以在這些電極之間設(shè)置有一個絕緣體4。相對電極5被設(shè)置成能夠位于所述容器的開口10的附近。與此同時，整個相對電極5或者其一部分最好被設(shè)置在開口10的附近。這樣就縮短了與容器側(cè)電極3的間距，并且使得等離子體分布在容器內(nèi)部變得均勻。還有，相對電極5的形狀可以自由成形，但是如圖1中所示，這種相對電極最好裝配有一個圓環(huán)部分11，該圓環(huán)部分11的孔內(nèi)徑大致等于塑料容器7的開口直徑。所述相對電極最好被制成能夠使得圓環(huán)部分11的端部開口與塑料容器7的開口10同軸排列，并且被設(shè)置在塑料容器7的開口10的附近。成形一個圓環(huán)部分的原因在于這樣能夠防止排氣阻力由于所述相對電極的存在而增大。還有，相對電極5最好接地。
在本發(fā)明中，如圖3中所示，相對電極5可以被制成具有一個管狀部分5a，該管狀部分5a從所述減壓腔室的頂部下垂至一個位于塑料容器7的開口10上方的位置，其中有源氣體供給裝置18供給的源氣體被導(dǎo)入該管狀部分5a的內(nèi)部，并且該管狀部分5a的端部5b被連接在源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9上。與此同時，管狀部分5a的端部5b最好被設(shè)置在塑料容器7的開口10的附近。在圖3所示的情況下，端部5b形成了用于將所述管狀部分與源氣體進(jìn)入導(dǎo)管連接起來的拼接裝置。通過成形這種結(jié)構(gòu)，能夠避免排氣傳導(dǎo)性隨著所述相對電極接近開口10而下降。因此，等離子體放電操作很容易保持穩(wěn)定。
所述相對電極或者圖1中所示圓環(huán)部分11的端部或者圖3中所示管狀部分的端部，最好與由排氣裝置21形成的氣體流發(fā)生接觸，所述氣體流從一個靠近塑料容器7的開口10的位置延伸至減壓腔室6上的排氣口23。這樣就能夠輕易地產(chǎn)生出等離子體并且使得放電操作穩(wěn)定。
另外，通過為相面對的電極提供圖1的圓環(huán)部分11，或是圖3中的管狀部分，可以降低塑料容器內(nèi)側(cè)在容器側(cè)的圓周方向的等離子分布的不均勻度，以使降低薄膜分布的不均勻度成為可能。
在本發(fā)明中的制造設(shè)備內(nèi)，除了圖1或圖3中示出的設(shè)備之外，一個相對電極5c可以被制成具有一個被設(shè)置在塑料容器7內(nèi)部的形狀，也就是說，相對電極5c可以被制成具有一個被插入所述容器內(nèi)部的電極形狀的內(nèi)部電極。與此同時，所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管也被用作作為導(dǎo)體的相對電極。
還有，所述容器側(cè)電極和相對電極的材料最好為不銹鋼(SUS)或者鋁。
絕緣體4用于在相對電極5與容器側(cè)電極3之間形成一種絕緣狀態(tài)，并且還用于形成減壓腔室6的一部分。這種絕緣體比如由一種氟樹脂制成。減壓腔室6通過將容器側(cè)電極3、絕緣體4以及相對電極5相互氣密性地組裝起來而形成，也就是說，一個O形環(huán)被設(shè)置在容器側(cè)電極3與絕緣體4之間，以確保氣密性。還有，一個O形環(huán)(附圖中未示出)也被設(shè)置在絕緣體4與相對電極5之間，以確保氣密性。在圖1所示的設(shè)備中，形成了這樣一種結(jié)構(gòu)，即相對電極5被設(shè)置在絕緣體4的上方，但是當(dāng)該相對電極5形成一個面對著容器側(cè)電極3的相對電極時，由于其尺寸可以自由設(shè)定，所以由圖1中示出的絕緣體4和相對電極5形成的構(gòu)件的尺寸可以固定，并且所述絕緣體可以制成較大，同時所述相對電極被制成恰好小于所述尺寸部分(sizeportion)?？蛇x擇地，所述絕緣體可以被制成足夠小，以便于僅用作一個粗糙的絕緣體，同時所述相對電極被制成恰好大于所述尺寸部分。在由絕緣體4與相對電極5形成的構(gòu)件的內(nèi)部形成一個空間40，并且該空間40與塑料容器7內(nèi)部的空間一同形成一個減壓空間。減壓腔室6形成了所述減壓空間。
源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9被制成具有一個中空(圓柱)形狀。在所述設(shè)備被構(gòu)造成如圖1或者圖3中所示那樣使得相對電極被設(shè)置在容器外部的情況下，所述材料最好由一種具有足以耐受等離子體的絕緣性能和耐熱性能的樹脂材料制成。就這一點來說，氟樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺以及聚醚醚酮可以被用作所述樹脂材料的示例?？蛇x擇地，源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9最好由一種具有絕緣性能的陶瓷材料制成。氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、硅石以及石英玻璃可以被用作所述陶瓷材料的示例。還有，在所述設(shè)備被構(gòu)造成如圖4中所示那樣使得相對電極5c被插入到容器內(nèi)部的情況下，源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9由不銹鋼或者鋁制成。源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9被設(shè)置在減壓腔室6的內(nèi)部，以便通過穿過容器的開口10自由地插入和取出而被設(shè)置在塑料容器7的內(nèi)部。與此同時，源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9被支撐在減壓腔室6上。至于支撐方法，源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9比如可以如圖1中所示那樣被支撐在相對電極5上，或者可以如圖3中所示那樣經(jīng)由拼接裝置被支撐在管狀部分5a上。還有，在源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的下端部上成形有一個使得該源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的內(nèi)部與外部連通的吹出孔(9a)。另外，取代在所述下端部處設(shè)置一個吹出孔，可以形成多個吹出孔(在附圖中未示出)以在徑向上貫穿源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的內(nèi)部和外部。源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9被連接在源氣體供給裝置18中的一條管線的端部上，所述管線與源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的內(nèi)部連通。還有，所述設(shè)備被構(gòu)造成使得經(jīng)由所述管線送入源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9內(nèi)部的源氣體可以經(jīng)由吹出孔9a吹入塑料容器7的內(nèi)部。還有，通過利用一種絕緣材料成形源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9，能夠減輕源氣體型灰塵在源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的外表面上的粘附現(xiàn)象。
通過如圖5或圖6中所示那樣穿過塑料容器的開口將源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的尖端部分插入一個靠近嘴部的位置，將能夠?qū)⒃礆怏w供給至所述塑料容器的整個內(nèi)部。關(guān)于這一點，更為優(yōu)選的是，在圖1、3或4中示出的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管的尖端被設(shè)置成自由地插入一個深度位置和從該位置取出，在所述位置處，源氣體進(jìn)入導(dǎo)管的尖端通過所述塑料容器的開口從本體部分到達(dá)底部。這樣做的原因在于其能夠如圖7中示出的那樣從所述容器的底部至開口形成一個無紊亂的源氣體流，并且能夠更為均勻地在所述容器的內(nèi)壁表面上形成一層DLC薄膜。
還有，在本發(fā)明中的設(shè)備內(nèi)，在一種源氣體被導(dǎo)入時，所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管被插入到塑料容器的內(nèi)部，并且可以設(shè)置源氣體進(jìn)入導(dǎo)管插入/取出裝置(在附圖中未示出)，以在產(chǎn)生等離子體時將源氣體進(jìn)入導(dǎo)管置于一種從所述塑料容器中取出的狀態(tài)。所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管插入/取出裝置能夠在塑料容器的整個內(nèi)部上方分配源氣體并且形成一個DLC薄膜，并且由于能夠在成形薄膜時將所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管從等離子體區(qū)域中取出，所以絕對不會發(fā)生灰塵粘附現(xiàn)象。還有，在這種情況下，即設(shè)置有源氣體進(jìn)入導(dǎo)管插入/取出裝置以在產(chǎn)生等離子體時將所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管置于一種從塑料容器中取出的狀態(tài)，最好在開口10的附近設(shè)置一個能夠自由打開和關(guān)閉的閥(開閉器)(在附圖中未示出)，用于控制所述源氣體的排出速度。
還有，可以在本發(fā)明中的設(shè)備內(nèi)設(shè)置灰塵焚化裝置(在附圖中未示出)，以焚化粘附于陶瓷材料型源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9上的灰塵。制備兩個或者更多可以以交替方式設(shè)置的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管，并且在以預(yù)定次數(shù)成形薄膜之后，所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管裝置被切換，并且粘附于備用源氣體進(jìn)入導(dǎo)管上的灰塵通過使得所述灰塵焚化裝置進(jìn)行工作而焚毀。
源氣體供給裝置18將從一個源氣體發(fā)生源17供送來的源氣體導(dǎo)入塑料容器7的內(nèi)部。也就是說，管線16的一側(cè)被連接在相對電極5或者絕緣體4上，而管線16的另外一側(cè)經(jīng)由一個真空閥(在附圖中未示出)連接在一個大流量控制器(在附圖中未示出)的一側(cè)上。所述大流量控制器的另外一側(cè)經(jīng)由一條管線連接在源氣體發(fā)生源17上。源氣體發(fā)生源17會產(chǎn)生出一種烴氣或者類似氣體，比如乙炔或者類似氣體。
脂族烴、芬香烴、含氧烴、含氮烴以及在室溫下會形成氣體或者液體的類似物質(zhì)被用作一種源氣體。尤其是，苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、環(huán)己烷以及具有6個或者更多碳數(shù)目的類似物質(zhì)是優(yōu)選的。乙烯型烴和乙炔型烴代表了脂族烴的示例。這些材料可以以這樣一種方式使用，即它們由一種諸如氬氣或者氦氣的惰性氣體進(jìn)行稀釋。還有，在形成一個含硅DLC薄膜的情況下，使用一種含硅的烴型氣體。
在本發(fā)明中，DLC薄膜指的是一種包含三維空間鍵合作用的無定形碳薄膜，即也被稱作i-碳薄膜，或者一種氫化的無定形碳薄膜(a-CH)。包含在DLC薄膜中的氫的量處于0％至70％的原子比范圍中，用于使得薄膜的質(zhì)量從堅硬到柔軟(聚合物狀)。
排氣裝置21由一個真空閥19、一個排氣泵20以及將它們連接起來的管線構(gòu)成。形成于由絕緣體4與相對電極5形成的構(gòu)件內(nèi)部的空間40被連接在一條排氣管線的一側(cè)上。例如，在圖1中，一條排氣管線被連接在設(shè)置于相對電極5左側(cè)上方的排氣口23上。所述排氣管線的另外一側(cè)經(jīng)由真空閥19連接在排氣泵20上。排氣泵20被連接在一個排氣嘴(在附圖中未示出)上。通過使得排氣裝置21進(jìn)行工作，降低由減壓腔室6內(nèi)部的空間40和所述容器內(nèi)部的空間形成的壓力間隙空間內(nèi)的壓力。
高頻供給裝置14由一個匹配盒12和一個高頻電源13形成，其中匹配盒12被連接在容器側(cè)電極3上，高頻電源13向匹配盒12供給高頻。匹配盒12被連接在高頻電源13的輸出側(cè)上。在圖1中，高頻供給裝置14被連接在下方電極2上，但是也可以被連接在上方電極1上。還有，高頻電源13被接地。高頻電源13會在其本身與接地電勢之間產(chǎn)生一個高頻電壓，并且以這種方式，在容器側(cè)電極3與相對電極5之間施加一個高頻電壓。以這種方式，塑料容器7內(nèi)部的源氣體被轉(zhuǎn)化成等離子體。高頻電源的頻率是100kHz至1000MHz，并且比如使用了13.56MHz的工業(yè)用頻率。
根據(jù)本發(fā)明的容器包括一種使用了蓋子或者塞子或者被密封起來的容器，或者一種無需使用這些構(gòu)件在敞口狀態(tài)下使用的容器。所述開口的尺寸根據(jù)內(nèi)容物加以確定。所述容器形狀尤其指的是一種具有頸部的容器形狀，其中容器開口的橫剖面積被制成小于在容器本體部分處的一個水平橫剖面的橫剖面積。這是因為在具有這種形狀的容器中，當(dāng)源氣體發(fā)生流動時，壓力會在頸部處升高，并且這還會導(dǎo)致等離子體的密度升高，由此使得DLC薄膜遭受等離子體損傷或者等離子體蝕刻作用。此外，所述塑料容器包括一種具有中等剛度和規(guī)定厚度的塑料容器，和一種由不具有剛度的薄片材料形成的塑料容器。填充到根據(jù)本發(fā)明的塑料容器內(nèi)的物質(zhì)可以是一種飲料，比如碳酸型飲料或者果汁飲料或者軟飲料或者類似飲料，以及藥物、農(nóng)藥或者憎惡水分吸收的干燥食品。還有，所述容器可以是一種可回收容器或者一種一次性容器。
還有，在本發(fā)明中，一個飲料容器或者一個具有類似形狀的容器上的各個部分如圖8中所示那樣進(jìn)行命名。
當(dāng)成形本發(fā)明中的塑料容器7時所使用的樹脂可以是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、聚萘二甲酸乙二酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯(PP)樹脂、環(huán)烯共聚物(COC，圓環(huán)狀烯烴共聚物)、離子鍵樹脂、聚4-甲基戊烯-1樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、乙烯-乙烯醇共聚樹脂、丙烯腈樹脂、聚氯乙稀樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚甲醛樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚砜樹脂或者四氟化乙烯樹脂、丙烯腈-苯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂。其中，PET尤其優(yōu)選。
在本發(fā)明中，采用圖1或者圖3作為一個示例，在其中相對電極11或者5a被設(shè)置在容器開口上方的制造設(shè)備內(nèi)，或者采用圖4作為一個示例，在其中通過將相對電極5c設(shè)置在容器內(nèi)部而設(shè)置有一個所謂的內(nèi)部電極的制造設(shè)備內(nèi)，最好設(shè)置有排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50，以便通過限制氣體排出量來實施調(diào)節(jié)，其中所述氣體比如如圖9中示出的那樣從減壓腔室6上一個位于塑料容器7的開口10上方的水平橫剖面中排出。
為了詳細(xì)地描述排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50，將利用圖10進(jìn)行描述。圖10(a)是一個示意圖，在一個橫剖面中示出了排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50的一個實施例，所述橫剖面取自于由源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的軸線方向和該排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50中的限流器51的插入方向形成的平面。圖10(b)是一個沿著圖9中X-X的橫剖示意圖，其中限流器51被打開。圖10(c)是一個沿著圖9中X-X的橫剖示意圖，其中限流器51被關(guān)閉。還有，在圖10中由符號52示出的物體是所述減壓腔室內(nèi)部的減壓空間在容器開口上方的一個水平橫剖面，并且是所述減壓腔室上一個容許廢氣流出的通孔。與此同時，為了對從所述容器中排出的氣流進(jìn)行調(diào)節(jié)，排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50被設(shè)置在所述容器開口的上方。
排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50(一種特殊的閘式閥)由限流器51和一個限流器打開/關(guān)閉機(jī)構(gòu)53形成，限流器打開/關(guān)閉機(jī)構(gòu)53能夠打開和關(guān)閉限流閥51。限流閥51在限流器打開/關(guān)閉機(jī)構(gòu)53的作用下迅速地朝向源氣體進(jìn)入導(dǎo)管移動，以覆蓋住所述減壓腔室上的通孔52。圖10(c)示出了限流器51被完全移動至端部的情況。以這種方式，能夠?qū)乃鋈萜髋懦龅膹U氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。還有，在圖10中示出的排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50內(nèi)，一個用于源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的插入導(dǎo)向件53被插入(cut into)限流器51之內(nèi)，并且由于該插入導(dǎo)向件53的存在，即使限流器51被如圖10(c)中所示那樣進(jìn)行限流，減壓腔室上的通孔52也不會被完全覆蓋住。因此，在圖10中示出的排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50不會完全阻擋從所述容器中排出的氣流。
取代圖10中示出的實施例，排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50可以被構(gòu)造成通過相對于所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管以對稱方式使得兩個限流器相對移動而打開和關(guān)閉通孔52，其中所述兩個限流器均具有與圖10中所示限流器51相同的形狀。當(dāng)形成這種結(jié)構(gòu)時，由于前述的插入導(dǎo)向件被兩個限流器相互覆蓋住，所以能夠差不多完全阻擋從所述容器排出的氣流。
還有，可以利用一個限制機(jī)構(gòu)對從所述容器排出的氣流的阻擋程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述限制機(jī)構(gòu)類似于照相機(jī)中的光通量限制機(jī)構(gòu)，其中所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管形成了一根用于打開和關(guān)閉所述減壓腔室上的通孔52的向心軸。
前面已經(jīng)對排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50的三個實施例進(jìn)行了描述，但是為了打開和關(guān)閉所述減壓腔室上的通孔52，還可以形成其它的限流器實施例。
通過使得排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50獨立地打開和關(guān)閉，或者使得真空閥19打開和關(guān)閉，或者利用設(shè)置在容器開口上方的排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50使得排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50和真空閥19打開和關(guān)閉，能夠在很寬范圍上對從所述容器中排出的氣流進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在本實施例中，示出了一種其中容器開口面朝上方的設(shè)備，但是也可以成形一個其中頂部和底部倒置的減壓腔室。
還有，在本實施例中，DLC薄膜是利用所述制造設(shè)備制成的薄膜，但是當(dāng)成形一個含硅的DLC薄膜或者其它薄膜時，也可以利用前述的薄膜成形設(shè)備。
接下來，參照圖1，將對一種工藝進(jìn)行描述，其中利用本發(fā)明中的設(shè)備在塑料容器7的內(nèi)壁上成形一個DLC薄膜。
(制造方法1)(將容器裝載到制造設(shè)備中)首先，一個通氣口(在附圖中未示出)被打開，并且減壓腔室6的內(nèi)部敞口于大氣中。以這種方式，空氣進(jìn)入空間40和塑料容器7內(nèi)部的空間中，并且減壓腔室6的內(nèi)部達(dá)到大氣壓力。接下來，容器側(cè)電極3上的下方電極2被從上方電極1上移開，并且塑料容器7被設(shè)定成使得其底部與下方電極2的頂表面發(fā)生接觸。一個PET瓶子比如被用作塑料容器7。接著，通過升高下方電極2，塑料容器7被收容在減壓腔室6中。與此同時，設(shè)置于減壓腔室6中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9穿過塑料容器7上的開口10，并且被插入到塑料容器7的內(nèi)部，而相對電極5被設(shè)置在所述容器的開口上方。還有，容器側(cè)電極3由O形環(huán)8密封起來。
(降低減壓腔室中的壓力的操作)當(dāng)下方電極2被升高至一個規(guī)定位置并且減壓腔室6被密封起來時，形成這樣一種狀態(tài)，即塑料容器7的周邊與下方電極2和上方電極1的內(nèi)表面發(fā)生接觸。接下來，在將通氣口關(guān)閉之后，排氣裝置21開始工作，來通過排氣口23排出減壓腔室6內(nèi)部的空氣。由此，減壓腔室6內(nèi)部的壓力下降，直至比如達(dá)到一個4Pa的預(yù)期真空度。這是因為當(dāng)允許真空度超過4Pa時，在容器內(nèi)部會存在有過多的雜質(zhì)。
(導(dǎo)入源氣體)接著，從源氣體供給裝置18送出的源氣體(例如一種碳源氣體，比如脂族烴、芬香烴或者類似物質(zhì))被從源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9上的吹出孔9a導(dǎo)入塑料容器7的內(nèi)部，其中源氣體供給裝置18能夠控制氣流速度。源氣體供給速度最好為20至50毫升/分。比如通過對受控氣體流速與排氣能力進(jìn)行平衡，使得所述源氣體的濃度變得固定并且將規(guī)定的薄膜成形壓力穩(wěn)定在7至22Pa。
(等離子體薄膜成形)通過使得高頻電源13進(jìn)行工作，經(jīng)由匹配單元12在相對電極5與容器側(cè)電極3之間施加一個高頻電壓，從而在塑料容器7中產(chǎn)生出源氣體型等離子體。與此同時，匹配單元12利用電感L和電容C使得容器側(cè)電極3與相對電極5的阻抗發(fā)生匹配。以這種方式，一個DLC薄膜被成形在塑料容器7的內(nèi)壁表面上。還有，高頻電源13的輸出功率(比如13.56MHz)大約為200至500瓦。
也就是說，在塑料容器7的內(nèi)壁表面上成形一個DLC薄膜利用一種等離子體CVD方法來實現(xiàn)。也就是說，如前所述，向容器的壁表面施加一個自偏電壓，并且轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體離子會根據(jù)所述自偏電壓的強度發(fā)生聚積，并且濺射在容器的內(nèi)壁表面上，由此形成一層DLC薄膜。通過執(zhí)行一種CVD工藝，在塑料容器7的內(nèi)壁表面上形成一層非常細(xì)密的DLC薄膜。通過應(yīng)用一個適中的高頻輸出功率，在容器側(cè)電極3與相對電極5之間連續(xù)進(jìn)行等離子體放電操作。薄膜成形時間是短暫的幾秒鐘。
與此同時，通過類似于在圖1或圖3所示設(shè)備中那樣提供一個頸部偏置，頸部的自偏電壓會適當(dāng)?shù)叵陆?，并且緩解由于等離子體損傷或者等離子體蝕刻所導(dǎo)致的DLC薄膜質(zhì)量下降，其中等離子體損傷或者等離子體蝕刻是由于等離子體的密度集中在所述頸部處而造成的。
還有，在通過對受控氣體流速與排氣能力進(jìn)行平衡而使得源氣體的濃度變得固定并且被穩(wěn)定在一個規(guī)定的薄膜成形壓力之后，可以通過使得所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管插入/取出裝置進(jìn)行工作而在等離子體產(chǎn)生之前將所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管從塑料容器中取出，并且接著可以通過使得高頻電源13進(jìn)行工作而經(jīng)由匹配單元12在相對電極5與容器側(cè)電極3之間施加一個高頻電壓，在塑料容器7的內(nèi)部產(chǎn)生出源氣體型等離子體。與此同時，由于所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管在等離子體放電過程中沒有位于塑料容器的內(nèi)部，所以能夠差不多完全抑制灰塵粘附現(xiàn)象。
(薄膜成形操作終止)停止來自于高頻電源13的RF輸出，并且停止源氣體的供給。接著，利用排氣泵20排出減壓腔室6內(nèi)部的烴氣。接著，真空閥19被關(guān)閉，并且排氣泵20停止工作。隨后，通氣口(在附圖中未示出)被打開，來使得減壓腔室6的內(nèi)部敞口于大氣中，并且通過重復(fù)前述薄膜成形方法，在下一個塑料容器的內(nèi)側(cè)上形成一個DLC薄膜。所述DLC薄膜的薄膜厚度被制成10至80納米。
以這種方式制得的塑料容器的透氧性能等于或者低于在日本已公告專利申請JP(平)8-53117中提及的包覆有碳薄膜的塑料容器。當(dāng)在一個容積為500毫升的塑料容器上形成一個30納米厚(對于整個容器來說的平均值)DLC薄膜時，透氧性能為0.0040毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH90％，從開始進(jìn)行氮氣置換推算20小時之后進(jìn)行測定)，其中所述容積為500毫升的塑料容器的高度為200毫米，本體部分直徑為71.5毫米，嘴部的開口內(nèi)徑為21.74毫米，嘴部的開口外徑為24.94毫米，本體部分厚度為0.3毫米，并且樹脂重量為32克/容器。
在本實施例中，一種用于飲料的PET容器被用作所述在其內(nèi)側(cè)形成有薄膜的容器，但是也可以使用用于其它用途的容器。
(制造方法2)參照圖9，下面將對一種薄膜成形方法進(jìn)行描述，這種薄膜成形方法通過在薄膜成形時對塑料容器內(nèi)部的源氣體排放操作進(jìn)行調(diào)節(jié)來大致固定所述容器內(nèi)部的壓力，并且抑制等離子體的密度在頸部處升高。這種制造方法的特殊之處在于這種結(jié)構(gòu)，其中容器側(cè)電極中的空間具有一個類似于容器外壁的形狀，也就是說，是這樣一種方法，即即使當(dāng)利用這樣一個設(shè)備進(jìn)行涂敷時，其中嘴部偏置長度d3、頸部偏置長度d2以及本體部分偏置長度d1大致相同，也可以在具有阻氧性能的同時避免在容器頸部處出現(xiàn)著色現(xiàn)象。
將容器裝載到制造設(shè)備中的工藝與制造方法1(將容器裝載到制造設(shè)備中)中描述的工藝相同。
(降低減壓腔室中壓力的操作)降低減壓腔室中的壓力的工藝與制造方法1(降低減壓腔室中的壓力的操作)中描述的工藝相同。
(導(dǎo)入源氣體)接著，在持續(xù)排出減壓腔室6內(nèi)部，也就是說所述塑料容器內(nèi)部的氣體的同時，從源氣體供給裝置18送出的源氣體(例如一種碳源氣體，比如脂族烴、芬香烴或者類似物質(zhì))被從源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9上的吹出孔9a導(dǎo)入塑料容器7的內(nèi)部，其中源氣體供給裝置18能夠控制氣流速度。與此同時，源氣體的導(dǎo)入速度最好比如為20至50毫升/分。接著，利用所述源氣體置換出塑料容器7內(nèi)部的氣體，并且比如通過對穿過塑料容器7內(nèi)部的受控氣體流速與排氣能力進(jìn)行平衡，使得所述源氣體的濃度變得固定并且將規(guī)定的薄膜成形壓力穩(wěn)定在7至22Pa。
接著，將塑料容器7內(nèi)部的氣體排出差不多完全停止。排氣操作的停止通過關(guān)閉圖9中的真空閥19或者將圖9和圖10中示出的排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50中的限流器51限制在關(guān)閉位置來實現(xiàn)。在排氣操作停止的同時，利用源氣體供給裝置中的大流量控制器(在附圖中未示出)使得源氣體的導(dǎo)入速度小于在進(jìn)行置換操作時的導(dǎo)入速度。此時，源氣體的導(dǎo)入速度比如為5至20毫升/分。通過實施所述操作，塑料容器7內(nèi)部的源氣體流得以降低，并且使得所述容器內(nèi)部的壓力分布大致均勻。
(等離子體薄膜成形)在所述塑料容器內(nèi)部的源氣體和源氣體壓力形成前述狀態(tài)之后，通過實施在制造方法1(等離子體薄膜成形)中描述的操作在塑料容器7的內(nèi)壁表面上形成一層DLC薄膜。還有，高頻電源13的輸出功率(比如13.56MHz)大約為200至500瓦。
所述DLC薄膜的薄膜厚度被制成10至80納米。
如前所述，在塑料容器7內(nèi)部的源氣體流減緩并且在使得所述容器內(nèi)部的壓力分布大致均勻之后，通過產(chǎn)生出等離子體使得所述容器內(nèi)部的源氣體流更小。以這種方式，源氣體不會伴隨著在容器豎直軸線上的水平橫剖面在容器肩部處突然縮小而受到壓縮，所述容器內(nèi)部的壓力分布變得均勻，并且在特定部位處不會出現(xiàn)等離子體密度增大現(xiàn)象。以這種方式，能夠防止在特定部位處的DLC薄膜遭受等離子體損傷或者等離子體蝕刻。所述包覆有DLC薄膜的塑料容器不會在肩部處出現(xiàn)著色現(xiàn)象，并且差不多透明，帶有均勻的顏色。
(薄膜成形操作終止)一種用于終止所述薄膜成形操作的工藝通過實施在制造方法1(薄膜成形操作結(jié)束)中描述的操作來實施。
這樣一種容器被用作所述塑料容器，即該容器的容積為500毫升，高度為200毫米，本體部分直徑為71.5毫米，嘴部的開口內(nèi)徑為21.74毫米，嘴部的開口外徑為24.94毫米，本體部分厚度為0.3毫米，并且樹脂重量為32克/容器。在這種情況下，DLC薄膜的薄膜厚度為25納米(用于整個容器的平均值)。
(制造方法3)參照圖9，下面將對薄膜成形方法的另外一個實施例進(jìn)行描述，這種薄膜成形方法通過在薄膜成形時對塑料容器內(nèi)部的源氣體排放進(jìn)行調(diào)節(jié)來大致固定所述容器內(nèi)部的壓力，并且抑制等離子體的密度在頸部處升高。這種制造方法的特殊之處在于，其是這樣一種方法，即即使當(dāng)利用這樣一個設(shè)備進(jìn)行涂敷時，其中容器側(cè)電極中的空間具有一個類似于容器外壁的形狀，也可以在具有阻氧性能的同時避免在容器頸部處出現(xiàn)著色現(xiàn)象。
將容器裝載到制造設(shè)備中的工藝與制造方法1(將容器裝載到制造設(shè)備中)中描述的工藝相同。
(降低減壓腔室中壓力的操作)降低減壓腔室中的壓力的工藝與制造方法1(降低減壓腔室中的壓力的操作)中描述的工藝相同。
(導(dǎo)入源氣體)接著，使得塑料容器7內(nèi)部的排氣速度變小或者變?yōu)榱?。對排氣操作進(jìn)行調(diào)節(jié)蝕利用圖9中示出的真空閥19進(jìn)行調(diào)節(jié)或者通過將圖9和圖10中示出的排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50中的限流器51限制在關(guān)閉位置來實施調(diào)節(jié)。與這種操作一起，從源氣體供給裝置18送出的源氣體(例如一種碳源氣體，比如脂族烴、芬香烴或者類似物質(zhì))被從源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9上的吹出孔9a導(dǎo)入塑料容器7的內(nèi)部，其中源氣體供給裝置18能夠控制氣流速度。此時，源氣體的導(dǎo)入速度比如為5至40毫升/分。
(等離子體薄膜成形)接著，在當(dāng)所述塑料容器內(nèi)部的壓力分布大致均勻并且達(dá)到一個規(guī)定壓力時，通過實施在制造方法1(等離子體薄膜成形)中描述的操作在塑料容器7的內(nèi)壁表面上形成一層DLC薄膜。還有，高頻電源13的輸出功率(比如13.56MHz)大約為200至500瓦，并且所述容器內(nèi)部的規(guī)定壓力大約為10至50Pa。
所述DLC薄膜的薄膜厚度被制成10至80納米。
以這種方式，通過調(diào)節(jié)排氣操作，在塑料容器7內(nèi)部的源氣體流減緩并且同時使得所述容器內(nèi)部的壓力分布大致均勻之后，能夠獲得與制造方法2中相同的結(jié)果，也就是說，能夠防止由于產(chǎn)生出等離子體而使得等離子體的密度在特定部位處升高。所述包覆有DLC薄膜的塑料容器不會在肩部處出現(xiàn)著色現(xiàn)象，并且差不多透明，帶有均勻的顏色。
(薄膜成形操作終止)一種用于終止所述薄膜成形操作的工藝通過實施在制造方法1(薄膜成形操作結(jié)束)中描述的操作來實施。
這樣一種容器被用作所述塑料容器，即該容器的容積為500毫升，高度為200毫米，本體部分直徑為71.5毫米，嘴部的開口內(nèi)徑為21.74毫米，嘴部的開口外徑為24.94毫米，本體部分厚度為0.3毫米，并且樹脂重量為32克/容器。在這種情況下，DLC薄膜的薄膜厚度為25納米(用于整個容器的平均值)。
在制造方法2或者制造方法3中，圖9中的制造設(shè)備被描述成一個示例，其中所述相對電極被設(shè)置在容器的外部，但是也可以使用一種類似于圖4中示出的制造設(shè)備，其中中間電極5c作為一個相對電極被設(shè)置在容器的內(nèi)部，或者可以使用這樣一種制造設(shè)備，其中排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置(與圖9中示出的排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50相同)被設(shè)置在圖4中示出的設(shè)備內(nèi)。
在制造方法2或者制造方法3中，可以使用一種類似于圖24中示出的制造設(shè)備，其中容器側(cè)電極是一個形狀類似電極。也可以使用這樣一種制造設(shè)備，其中排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置(與圖9中示出的排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置50相同)被設(shè)置在圖24中示出的設(shè)備內(nèi)。
還有，在制造方法2或者制造方法3中，直至等離子體產(chǎn)生之前的工藝在源氣體進(jìn)入導(dǎo)管處于插入塑料容器之內(nèi)的狀態(tài)的同時進(jìn)行，并且隨后在源氣體進(jìn)入導(dǎo)管通過直接在等離子體產(chǎn)生之前使得源氣體進(jìn)入導(dǎo)管插入/取出裝置進(jìn)行工作而被從所述塑料容器中取出之后，通過使得高頻電源13進(jìn)行工作，經(jīng)由匹配單元12在相對電極5與容器側(cè)電極3之間施加一個高頻電壓而在塑料容器7的內(nèi)部產(chǎn)生出源氣體型等離子體。此時，由于在等離子體放電過程中所述源氣體進(jìn)入導(dǎo)管沒有位于塑料容器內(nèi)部，所以能夠差不多完全抑制灰塵粘附現(xiàn)象。
具體實施例一種具有相對于容器豎直方向的中心軸線軸向?qū)ΨQ形狀的PET瓶子被用作所述塑料容器。用在本實施例中的塑料容器是一種由聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂(由Nihon Yunipet有限公司制造的PET樹脂，型號為RT553)制成的PET容器，其容積為500毫升，高度為200毫米，本體部分的直徑為71.5毫米，嘴部的開口內(nèi)徑為21.74毫米，嘴部的開口外徑為24.94毫米，本體部分的厚度為0.3毫米，并且樹脂重量為32克/容器。
用作本實施例中的設(shè)備是在圖3或圖4中示出的設(shè)備。圖3示出了這樣一種制造設(shè)備，其中一根由氟樹脂制成的導(dǎo)管被用作該設(shè)備中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管，并且一個嘴側(cè)電極5a被設(shè)置在容器的外部。圖4示出了這樣一種制造設(shè)備，其中SUS被用于內(nèi)部電極5c，該內(nèi)部電極5c還用作一條進(jìn)氣導(dǎo)管。通過改變偏置長度的標(biāo)準(zhǔn)來制備出多個用于進(jìn)行測試的圓錐形復(fù)合電極型容器側(cè)電極。這些電極的偏置長度在表1和表2中示出。還有，由于所述電極是一種圓錐形復(fù)合電極，平均開口偏置長度d3、平均頸部偏置長度d2以及平均本體部分偏置長度d1被分布列表為開口偏置長度d3、頸部偏置長度d2以及本體部分偏置長度d1。由于利用圖3或者圖4中所示設(shè)備制得的容器將在相同條件下獲得大致相同的結(jié)果，所以具體實施例1至16中的涂敷操作通過在圖3所示設(shè)備內(nèi)構(gòu)建表1和表2中的條件來實施。所述涂敷操作按照制造方法1來實施。
作為對比示例1，利用一種帶有圓柱形電極的設(shè)備(在附圖中未示出)來涂敷一層DLC薄膜，并且作為對比示例2，利用一種帶有一個形狀類似電極的設(shè)備來涂敷一層DLC薄膜，其中容器的外壁與容器側(cè)電極中的空間的內(nèi)壁差不多發(fā)生接觸。涂敷操作按照制造方法1中實施。所述設(shè)備中的條件在圖3中示出。
(表1)

(表2)

(表3)

從6.2毫米至13.4毫米制備出八個頸部標(biāo)準(zhǔn)，并且制備出四個本體部分標(biāo)準(zhǔn)。被制成帶有這些標(biāo)準(zhǔn)偏置長度的電極被組裝起來形成容器側(cè)電極。還有，在本實施例中，鋁被用作電極中的材料，但是顯然利用SUS或者其它金屬可以獲得相同電極的更好結(jié)果。
對DLC薄膜進(jìn)行評估的方法如下所述。在23℃并且RH為90％的條件下利用由Modern Control公司制造的Oxtran 2/20對容器的透氧性能進(jìn)行測定，并且記錄下從氮氣置換開始推算20小時后的測定值。
所述DLC薄膜的薄膜厚度利用由Veeco公司制造的DEKTAK 3進(jìn)行測定。
對所述塑料容器的顏色進(jìn)行評估利用著色度b*值來表示。b*值是JISK7105-1981中的色差，并且利用方程式6根據(jù)三色激勵值X、Y和Z計算得出。
方程式6b*＝200[(Y/Y0)1/3-(Z/Z0)1/3]使用了一個由Hitachi制造的U-3500型自動記錄分光光度計，其帶有由同一公司制造的60φ累計球固連裝置(用于接近可見紅外線的紅外線)。一個超高靈敏度光電倍增器(R928用于可見紫外線)和一個冷卻型PbS(用于接近紅外線區(qū)域)被用作探測器。至于對波長進(jìn)行測定，測定出的透射性處于240納米至840納米的范圍中。通過對PET容器的透射性進(jìn)行測定，僅能夠計算出DLC薄膜的透射測定值，但是本實施例中的b*值示出了一種包括PET容器的吸收系數(shù)的計算公式。在本發(fā)明中與b*值的相關(guān)性大體上如表4中所示，所述相關(guān)性取決于目視觀察。未處理PET容器的b*值位于0.6至1.0之內(nèi)。還有，當(dāng)b*值為2或者更小時，容器可以被認(rèn)為無色并且透明。與b*值差值的近似相關(guān)性在表5中示出，所述近似相關(guān)性取決于目視觀察。為了滿足回收標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)確定b*必須為6或者更小，并且最好為5或者更小。
(表4)

(表5)

在本實施例中，DLC薄膜的薄膜成形條件按照制造方法1進(jìn)行設(shè)定。此時，除了以其它方式具體指出，否則高頻電源輸出功率均為400瓦，作為源氣體的乙炔的流速均為40毫升/分，并且薄膜成形時間被設(shè)定為2秒鐘。所述DLC薄膜的薄膜厚度大約為30納米(用于整個容器的平均值)。
通過集合(assembling)在表1和表2中示出的16種類型，在前述條件下成形一層薄膜。本體部分偏置長度與透氧性能的依賴性在圖13中示出，其中所述依賴性取決于電極結(jié)構(gòu)的差異，頸部偏置長度與透氧性能的依賴性在圖14中示出，其中所述依賴性也取決于電極結(jié)構(gòu)的差異，本體部分偏置長度與b*值的依賴性在圖15中示出，其中所述依賴性也取決于電極結(jié)構(gòu)的差異，頸部偏置長度與b*值的依賴性在圖16中示出，其中所述依賴性也取決于電極結(jié)構(gòu)的差異。
(容器的阻氧性能)參照圖13，在相同的薄膜成形條件下，隨著本體部分偏置長度變小，透氧性能會變高(阻氧性能變低)。這是因為更強的離子碰撞導(dǎo)致了等離子體損傷增強增強，更強的離子碰撞是由于集中在頸部處的等離子體密度分布增強了等離子體損傷，并且使得鞘電勢變得更大更深，其中在本體部分處的等離子體密度分布較小。但是，滿足一個規(guī)定的阻氧性能。與由本發(fā)明制得的容器相比，利用對比示例1中得圓柱形電極制得的容器具有一個較低的阻氧性能。針對頸部偏置長度依賴性而言，參照圖14，在相同的薄膜成形條件下，隨著本體部分偏置長度變小，阻氧性能會變低。但是，對于所有的本體部分偏置長度來說，整個容器的阻氧性能滿足一個用于高達(dá)13.4毫米的頸部偏置長度的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。在使用了對比示例1中的圓柱形電極的情況下，阻氧性能很低，并且無法滿足所述規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。還有，利用拉曼分析結(jié)果，將會明白的是對比示例1中的頸部DLC薄膜是一種具有少量金剛石結(jié)構(gòu)的稀疏薄膜，而具體實施例1中的頸部DLC薄膜是一種細(xì)密薄膜，其包括相對大量的金剛石結(jié)構(gòu)。因此，為了成形一層細(xì)密的DLC薄膜，頸部偏置長度必須被調(diào)節(jié)至一個最佳長度，以改變自偏作用并且形成一個最佳的鞘電勢?？傊?，從所述透氧性能可以獲得這樣的范圍，其中本體部分偏置長度為5.75毫米或者更小，而頸部偏置長度為13.4毫米或者更小。
(容器的著色現(xiàn)象)一方面，針對薄膜的色度b*值來說，參照圖15中示出的本體部分偏置長度依賴性，除了數(shù)據(jù)的一部分之外，存在這樣一個趨勢，即b*值隨著本體部分偏置長度的增加而增大。由此，至少所述本體部分偏置長度必須為4毫米或者更小。用于所述依賴性的原因在于，由于在所述本體部分偏置長度增加時施加在容器本體部分和相對電極上的有效電勢降低，等離子體分布會進(jìn)一步從本體部分向頸部移動，并且由于等離子體分布變得在頸部處更為集中，所以薄膜的顏色變深。還有，當(dāng)對圖16中示出的頸部偏置長度依賴性的數(shù)據(jù)進(jìn)行測試時，色度b*值會隨著頸部偏置長度在該頸部偏置長度較短的范圍中減小而變大。這是因為等離子體在頸部處的集中現(xiàn)象會隨著電極結(jié)構(gòu)接近對比示例2而變得更為明顯。另一方面，當(dāng)所述頸部偏置長度處于b*值超過一個最小值的情況下時，b*值增大，并且很快顯示出一個變得飽和的趨勢。這是由于薄膜質(zhì)量(鍵合結(jié)構(gòu)和類似結(jié)構(gòu))下降所導(dǎo)致的，薄膜質(zhì)量下降是因為在施加于容器和相對電極上的有效電勢伴隨著頸部偏置長度的增加而降低時，自偏作用的下降會導(dǎo)致離子碰撞在薄膜成形時變小。
(對容器的阻氧性能與頸部著色現(xiàn)象之間的關(guān)系進(jìn)行測試)利用前面給出的阻氧性能和著色程度的數(shù)據(jù)，本體部分偏置長度和頸部偏置長度的范圍形成了在圖17中示出的范圍(加黑部分)。也就是說，當(dāng)利用彩色數(shù)據(jù)(from color data)本體部分偏置長度小于或者等于4毫米時，頸部偏置長度根據(jù)所述本體部分偏置長度發(fā)生改變。例如，在本體部分偏置長度為0.2毫米的情況下，頸部偏置長度大于或者等于8.0毫米并且小于或者等于13.4毫米，而在本體部分偏置長度為4.0毫米的情況下，頸部偏置長度變?yōu)?.9毫米。
為了在數(shù)學(xué)上表示這種關(guān)系，引入了一個偏置系數(shù)K。對于本實施例中的容器來說，頸部偏置長度與本體部分偏置長度之間的相關(guān)性可以利用下面給出的方程式加以規(guī)定。
(方程式1)d2＝K×(D1-D2)/2+d1
當(dāng)K為零時，就代表對比示例1中的圓柱形電極，而當(dāng)K為1時，就代表對比示例2中的相似電極。通過引入這種類型的偏置系數(shù)K，能夠獲得本發(fā)明中的電極設(shè)計值。
來自于圖17和方程式1的偏置系數(shù)如下所述。
(方程式2)0.29≤K≤0.79其中0.2毫米≤d1≤2.0毫米(方程式3)0.11≤K≤0.51其中2.0毫米＜d1≤4.0毫米(引入容器補償系數(shù)α)本發(fā)明甚至可以被應(yīng)用于其中本體部分與頸部具有不同尺寸的容器上。針對容器的形狀而言，為了表明本發(fā)明可以被應(yīng)用于其它形狀，引入常數(shù)α來使得容器依賴于方程式1。鑒于等離子體的密度會根據(jù)頸部尺寸的變化發(fā)生改變，利用容器的本體部分平均橫剖面積與頸部平均橫剖面積的比率來表示等離子體在頸部處的集中程度。
(方程式5)α＝(D1/D2)2/3.54通過將方程式5引入方程式1中，得到下述方程式。
(方程式4)d2＝αK×(D1-D2)/2+d1在本實施例中，(D1/D2)2＝3.54，并且由于給出α＝1，所以方程式4變得與方程式1相同。
(將具有較大b*值的現(xiàn)有DLC薄膜與利用本發(fā)明中的設(shè)備獲得的具有較小b*值的DLC薄膜進(jìn)行對比)與利用現(xiàn)有制造設(shè)備獲得的肩部DLC薄膜相比，利用本發(fā)明中的制造設(shè)備獲得的肩部DLC薄膜具有一個較小的b*值，其中在現(xiàn)有制造設(shè)備中，容器側(cè)電極中用于收容容器的空間的內(nèi)壁具有一個類似形狀，并且即使利用目視檢測進(jìn)行對比也存在明顯差別。為了示出這種對比，圖18示出了一幅照片，在其中對兩種容器進(jìn)行對比。還有，利用了本發(fā)明中的制造設(shè)備的情況被認(rèn)為是本發(fā)明，而利用了具有一個形狀類似電極的制造設(shè)備的情況被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)。在本發(fā)明中的容器內(nèi)，本體部分與頸部顯現(xiàn)出大致相同的顏色，存在微小的不規(guī)則顏色，并且這種顏色光亮。相反，在現(xiàn)有技術(shù)中的容器內(nèi)，頸部的顏色比本體部分的顏色深，并且存在不規(guī)則顏色。
顯然，本發(fā)明中形成于頸部上的DLC薄膜的光亮顏色不是因為薄膜的厚度。薄膜厚度與b*值的相關(guān)性在圖19中示出。將深色區(qū)域作為測定區(qū)域。本發(fā)明中的容器顯示出無論薄膜厚度如何，均具有較小的b*值。關(guān)于這一點，圖20示出了在相同部分處的透光性能。圖表中的數(shù)據(jù)僅為DLC薄膜的透光性能，其中消除了PET基底材料的影響?？梢悦靼椎氖?，與對比示例1中的容器相比，本發(fā)明中的容器具有一個略微較高的透光性能。還有，與本發(fā)明中具有規(guī)定阻氧性能的容器相反，對比示例1中的容器沒有達(dá)到規(guī)定的阻氧性能。利用拉曼分析結(jié)果，可以明白薄膜質(zhì)量發(fā)生了下降(金剛石鍵合比例非常小)。
還有，在圖21中示出了本發(fā)明中的容器與對比示例2(現(xiàn)有技術(shù))中的容器的拉曼光譜對比結(jié)果，并且在圖22中示出了在消除了熒光所致影響之后的DLC相關(guān)部分的放大視圖。至于拉曼光譜，使用了一個由Jobin Yvon公司制造的Super Labram。
圖21示出了具體實施例1和對比示例2中的拉曼散射光譜(其中PET基部的峰值被減去)。DLC在所述圖表中的筆跡代表了一種石墨結(jié)構(gòu)峰值(a graphite structure peak)。由于利用拉曼方式基本上無法觀察到金剛石結(jié)構(gòu)峰值，所以形成了這樣一種形式，其中間接利用石墨區(qū)(the graphite band)或者類似物質(zhì)的密集度來進(jìn)行評估。利用本發(fā)明的具體實施例1中的光譜，可以明白的是，對比示例2是這樣一種示例，即其中石墨峰值密集度很大，并且石墨混合比例或者碳(在后面被寫成C)雙鍵的比例很大。這就表明出現(xiàn)了著色現(xiàn)象。
圖22示出了所述光譜的放大視圖。置于所述石墨區(qū)，可以觀察到G區(qū)(G band)和D區(qū)(D band)，并且下方波數(shù)中的D區(qū)是一個表示雜亂的區(qū)，并且暗含著石墨結(jié)晶性能將被破壞。D區(qū)的出現(xiàn)對應(yīng)于在薄膜中存在DLC并且石墨結(jié)晶性能被破壞。在所述DLC薄膜中，存在有二維空間的混合結(jié)構(gòu)和三維空間的混合結(jié)構(gòu)。前述D區(qū)不會出現(xiàn)在與前述石墨相反DLC比例非常小的復(fù)合區(qū)域，相反，當(dāng)DLC的比例增高時，存在這樣一種趨勢，即伴隨著在所述DLC薄膜中的三維空間結(jié)構(gòu)(金剛石鍵合和C-H鍵合)豐度增大，密集度會再次降低。在具體實施例1和對比示例2中的所述區(qū)域內(nèi)，D區(qū)的密集度很小，但是三維空間結(jié)構(gòu)的比例很高，并且這就表明金剛石鍵合和C-H鍵合的比例很高。在放大視圖中，石墨區(qū)(G區(qū)和D區(qū))在本發(fā)明中均勻出現(xiàn)，但是通過在豎軸上進(jìn)行密集度對比，并且由于在所述光譜中包括有噪音和G區(qū)和D區(qū)很少，所以將會明白的是，石墨混合比例很低而三維空間鍵合的比例很高。相反，在對比示例2中，將會明白的是，與具體實施例1中的DLC薄膜相比，G區(qū)的峰值密封度高出5.3倍，并且石墨混合比例很高。
因此，石墨混合和碳雙鍵比例的增大就表明容器頸部上的著色現(xiàn)象更為嚴(yán)重。
利用b*值和拉曼光譜的結(jié)果，將會明白的是，本發(fā)明中形成于容器頸部上的DLC薄膜和現(xiàn)有技術(shù)中形成于容器頸部上的DLC薄膜是具有不同薄膜質(zhì)量(C鍵合狀態(tài)和類似狀態(tài))的DLC薄膜。在本發(fā)明中的設(shè)備內(nèi)，存在有少量的石墨型二維空間碳鍵合結(jié)構(gòu)，并且由于能夠在容器頸部(本體部分)上形成一種具有高比例三維空間鍵合結(jié)構(gòu)(金剛石結(jié)構(gòu)和類似結(jié)構(gòu))的細(xì)密DLC薄膜，所以能夠制造出一種在整個容器上具有均勻光亮顏色的容器，同時確保了阻氧性能。
(對薄膜中的碳原子含量、氫原子含量以及石墨型鍵合量進(jìn)行測定)在表6中示出了具體實施例1、2、3和5以及對比示例1和2中的容器頸部上的碳原子含量和氫原子含量。關(guān)于這一點，進(jìn)行無綱量換算，從而使得碳原子含量與氫原子含量總計為100份。所使用的測定設(shè)備為RBS(盧瑟福后向散射分析儀(Rutherford backwardscattering analyzer))和HFS(氫前向散射測定設(shè)備(hydrogen forwardscattering measurement apparatus))。加速器上由NationalElectronics公司制造的5SDH2，測定系統(tǒng)上由Charls Evans andAssociates制造的RBS400，同時使用了RBS和HFS。
(表6)

形成于頸部上的DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為37/63至48/52。關(guān)于這一點，針對本體部分的碳含量和本體部分的氫含量來說，在所述具體實施例與對比示例之間沒有差異，其中本體部分的碳含量為55至75％原子比，并且本體部分的氫含量為25至45％原子比。因此，在本實施例中，對于形成于頸部上的DLC薄膜來說，可以具有比形成于本體部分上的DLC薄膜更高的氫原子含量。
還有，在對比示例1中，在容器頸部上的碳原子含量和氫原子含量與對比示例2中相同，但是如前所述阻氧性能較低，并且無法滿足一個規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
接下來，在表7中示出了具體實施例1、2、3和5與對比示例1和2中的容器頸部和容器本體部分上的石墨型鍵合(二維空間)含量的對比結(jié)果。這種對比通過轉(zhuǎn)換成每單位薄膜厚度上的石墨型鍵合量來實現(xiàn)。石墨型鍵合量利用ESR(電子自旋共振分析設(shè)備，JES-FE2XG，由JEOL制造)進(jìn)行測定。
正如從表7中明白的那樣，與形成于本體部分上的DLC薄膜相比，形成于頸部上的DLC薄膜具有較少的石墨混合比例。也就是說，形成于所述頸部上的DLC薄膜中的石墨混合比例是本體部分上的石墨混合比例的5至18％。
在對比示例2中，頸部和本體部分上的石墨型分子鍵混合量處于相同水平。因此，隨著頸部的厚度變大，頸部上的著色現(xiàn)象更為明顯。在所述實施例中，由于石墨型分子鍵混合量很小，所以即使在所述頸部的厚度變大時，也能夠防止出現(xiàn)著色現(xiàn)象。
(表7)

如前所述，在本實施例中包覆有DLC薄膜的塑料容器內(nèi)，與形成于本體部分上的DLC薄膜相比，形成于頸部上的DLC薄膜具有較低比例的石墨混合比例和較高的氫原子含量。此外，確保了所述容器的透氧性能低于或者等于0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH為90％，從開始進(jìn)行氮氣置換推算20小時之后進(jìn)行測定)。
(對利用制造方法3制得的容器進(jìn)行測試)一種具有相對于容器豎直方向的中心軸線軸向?qū)ΨQ形狀的PET瓶子被用作所述塑料容器。用在本實施例中的塑料容器是一種由聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂(由Nihon Yunipet有限公司制造的PET樹脂，型號為RT553)制成的PET容器，其容積為500毫升，高度為200毫米，本體部分的直徑為71.5毫米，嘴部的開口內(nèi)徑為21.74毫米，嘴部的開口外徑為24.94毫米，本體部分的厚度為0.3毫米，并且樹脂重量為32克/容器。
本實施例中使用的設(shè)備是在圖24中示出的設(shè)備。它是一種使用了一個形狀類似電極的設(shè)備。圖24示出了這樣一種制造設(shè)備，其中SUS被用作一個內(nèi)部電極，該內(nèi)部電極還用作一條進(jìn)氣導(dǎo)管。
涂敷操作根據(jù)在制造方法3中描述的條件實施。制造方法3中的順序在圖23中示出。在圖23(a)中，利用處于這樣一種狀態(tài)的真空泵將容器內(nèi)部的空氣充分排出，即蝶形閥被100％打開，以便確保一個2Pa的真空度。接下來，在圖23(b)中，使得蝶形閥上的開口變?yōu)?％或者變小，并且導(dǎo)入源氣體。利用源氣體對所述容器的內(nèi)部進(jìn)行重復(fù)填充，并且使得壓力在20至50Pa處保持均勻。接下來，在圖23(c)中，施加高頻，將所述源氣體轉(zhuǎn)化成等離子體，并且在所述容器的內(nèi)壁表面包覆一層DLC薄膜。接著(在附圖中未示出)，停止源氣體的供給，所述蝶形閥上的開口恢復(fù)到100％，所述真空閥停止工作，并且將空氣導(dǎo)入所述容器內(nèi)部。這樣就構(gòu)成了具體實施例17。
在該具體實施例17中利用前述工藝制得的容器內(nèi)，DLC薄膜的平均厚度(用于整個容器的平均值)為25納米，并且容器頸部處的b*值為3.8，這樣將能夠制造出一種在整個容器上具有均勻光亮顏色的容器。還有，即使在使用了本發(fā)明中在圖4中示出的電極(其中頸部偏置長度大于本體部分偏置長度)時，也可以獲得相同結(jié)果。
還有，利用圖4中的設(shè)備，根據(jù)制造方法2制造出一種容器。這樣就構(gòu)成了具體實施例18。在該具體實施例18中的容器內(nèi)，能夠以與具體實施例17中相同的方式在容器頸部上形成一個具有光亮顏色的DLC薄膜。能夠在確保一個阻氧性能的同時，制造出一種在整個容器上具有均勻光亮顏色的容器。還有，利用在圖24中示出的設(shè)備獲得了相同結(jié)果。
在一根由氟樹脂制成的導(dǎo)管被用作在圖3中所示設(shè)備內(nèi)的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的情況下，其中嘴側(cè)電極5被設(shè)置在容器的外部，利用所述制造設(shè)備按照制造方法3制得一種容器。這樣就構(gòu)成了具體實施例19。在該具體實施例19中的容器內(nèi)，能夠以與具體實施例17中相同的方式在容器頸部上形成一個具有光亮顏色的DLC薄膜。能夠在確保一個阻氧性能的同時，制造出一種在整個容器上具有均勻光亮顏色的容器。還有，即使利用了這樣一種設(shè)備，即在圖3所示設(shè)備中的容器側(cè)電極被制成一個形狀類似電極，也能夠獲得相同結(jié)果。
在一根由氟樹脂制成的導(dǎo)管被用作在圖3中所示設(shè)備內(nèi)的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管9的情況下，其中嘴側(cè)電極5被設(shè)置在容器的外部，利用所述制造設(shè)備按照制造方法2制得一種容器。這樣就構(gòu)成了具體實施例20。在該具體實施例20中的容器內(nèi)，能夠以與具體實施例17中相同的方式在容器頸部上形成一個具有光亮顏色的DLC薄膜。能夠在確保一個阻氧性能的同時，制造出一種在整個容器上具有均勻光亮顏色的容器。還有，即使利用了這樣一種設(shè)備，即在圖3所示設(shè)備中的容器側(cè)電極被制成一個形狀類似電極，也能夠獲得相同結(jié)果。
利用在圖12中示出的制造設(shè)備，其中設(shè)置有一個所謂的形狀類似電極，按照在制造方法2中描述的條件，制取一種包覆有DLC薄膜的容器來構(gòu)成具體實施例21。還有，利用在圖12中示出的制造設(shè)備，其中設(shè)置有一個所謂的形狀類似電極，按照在制造方法3中描述的條件，制取一種包覆有DLC薄膜的容器來構(gòu)成具體實施例22。在具體實施例21或者具體實施例22中的容器內(nèi)，能夠以與具體實施例17中相同的方式在容器頸部上形成一個具有光亮顏色的DLC薄膜。能夠在確保一個阻氧性能的同時，制造出一種在整個容器上具有均勻光亮顏色的容器。還有，利用圖1中示出的設(shè)備，獲得了相同結(jié)果。
利用在圖12中示出的制造設(shè)備，其中設(shè)置有一個所謂的形狀類似電極，按照在制造方法1中描述的條件，制取一種包覆有DLC薄膜的容器來構(gòu)成對比示例3。該對比示例3中的容器具有27納米的薄膜厚度(用于整個容器的平均值)。透氧性能為0.0045毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH為90％，從開始進(jìn)行氮氣置換推算20小時后的測定值)，并且b*值為9.2。因此，所述容器確保了阻氧性能，但是具有不規(guī)則的顏色，也就是說在頸部上出現(xiàn)了著色現(xiàn)象。
當(dāng)將具體實施例17至22與對比示例3進(jìn)行對比時，制造方法2和制造方法3是這樣的制造方法，即即使在應(yīng)用于本發(fā)明中的設(shè)備或者設(shè)置有一個形狀類似電極的現(xiàn)有設(shè)備上時，也能夠通過減輕由于等離子體對頸部DLC薄膜進(jìn)行損傷或者蝕刻而導(dǎo)致的質(zhì)量下降，制造出一種在整個容器上具有均勻光亮顏色的容器，同時確保了阻氧性能。
權(quán)利要求
1.一種用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，包括一個容器側(cè)電極，其形成了一個用于收容一容器的減壓腔室的一部分，其中所述容器由塑料制成，并且所述容器開口的橫剖面積被制成小于在容器本體部分處的水平橫剖面的橫剖面積，在所述開口與本體部分之間設(shè)置有一個頸部；和一個相面對的電極，其面對著所述容器側(cè)電極，并且被設(shè)置在所述容器內(nèi)部或者所述開口的上方，其中所述容器側(cè)電極和相面對電極被制成經(jīng)由一個絕緣體相互面對，所述絕緣體形成了所述減壓腔室的一部分；還設(shè)置有源氣體供給裝置，用于供給一種能夠被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體，以使得所述容器的內(nèi)壁表面包覆一層類金剛石碳(DLC)薄膜，該源氣體供給裝置包括一個設(shè)置于所述減壓腔室中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管，用于將供給至所述減壓腔室的源氣體導(dǎo)入所述容器的內(nèi)部；排氣裝置，用于將所述減壓腔室內(nèi)部的氣體從所述容器的開口上方排出；以及高頻供給裝置，供給高頻的所述高頻供給裝置被連接在所述容器側(cè)電極上，其中，所述容器側(cè)電極被制成使得當(dāng)所述容器被收容起來時，環(huán)繞在所述頸部周圍的內(nèi)壁的平均內(nèi)孔直徑(R2)小于環(huán)繞在所述本體部分周圍的內(nèi)壁的平均內(nèi)孔直徑(R1)，并且在所述頸部處一個相對于所述容器豎直方向的水平橫剖面中容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的平均距離(d2)大于在所述本體部分處一個相對于所述容器豎直方向的水平橫剖面中容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的平均距離(d1)。
2.如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述平均距離d2被制成這樣一個距離，該距離能夠抑制等離子體的密度伴隨著所述容器內(nèi)部轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體壓力在所述頸部處升高而升高，以便在所述容器內(nèi)部形成一個大致均勻的等離子體密度。
3.如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述平均距離d2被制成等于或者小于這樣一個距離，以該距離，由于轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體離子與所述容器的內(nèi)壁表面發(fā)生碰撞而導(dǎo)致的離子沖擊強度形成了一個能夠成形具有規(guī)定下限阻氧性能的DLC薄膜的離子沖擊強度，并且所述平均距離d2被制成等于或者大于這樣一個距離，以該距離，通過抑制所述容器上從頸部至開口的特定部位上的著色現(xiàn)象，使得所述容器的整個壁表面具有一種大致均勻的顏色，其中所述著色現(xiàn)象是由于等離子體對所述容器的內(nèi)壁表面進(jìn)行損傷或者蝕刻而導(dǎo)致的，而所述等離子體損傷或者蝕刻是由于等離子體的密度伴隨著所述容器內(nèi)部轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體的壓力在所述頸部處增大而升高所導(dǎo)致的。
4.如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述平均距離d2被制成這樣一個距離，以該距離能夠確保包覆有DLC薄膜的塑料容器具有一個規(guī)定的阻氧性能，并且所述包覆有DLC薄膜的塑料容器的整個壁表面具有一種大致均勻的顏色。
5.如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述容器本體部分的平均直徑被制成D1，所述頸部的平均直徑被制成D2，并且在作為偏置系數(shù)的K滿足方程式1中的關(guān)系時，偏置系數(shù)K滿足方程式2或者方程式3中的關(guān)系，并且所述平均距離d2形成了利用方程式1確定出的d2。(方程式1)d2＝K×(D1-D2)/2+d1(方程式2)0.29≤K≤0.79 其中0.2毫米≤d1≤2.0毫米(方程式3)0.11≤K≤0.51 其中2.0毫米≤d1≤4.0毫米
6.如權(quán)利要求1中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述容器本體部分的平均直徑被制成D1，所述頸部的平均直徑被制成D2，滿足方程式4中的關(guān)系的偏置系數(shù)被作為K，并且在方程式4中的α是一個考慮容器形狀相關(guān)性滿足方程式5的容器補償系數(shù)時，偏置系數(shù)K滿足方程式2或者方程式3中的關(guān)系，并且所述平均距離d2形成了利用方程式4確定出的d2。(方程式4)d2＝αK×(D1-D2)/2+d1(方程式5)α＝(D1/D2)2/3.54
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述容器具有一個相對于豎直方向的中心軸線軸向?qū)ΨQ的形狀，并且所述容器側(cè)電極的內(nèi)壁形狀被制成當(dāng)所述容器被收容起來時相對于所述中心軸線呈軸向?qū)ΨQ的形狀。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述容器被收容在所述容器側(cè)電極中時，環(huán)繞在所述容器本體部分周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈圓柱形狀，并且環(huán)繞在所述容器頸部周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈截頭圓錐形圓柱形狀，其中直徑朝向容器的開口逐步變小，并且所述容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成具有一個沒有不同凸臺的連續(xù)形狀。
9.如權(quán)利要求8中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，環(huán)繞在所述容器開口周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈圓柱形狀。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述容器的本體部分呈正方形管狀，環(huán)繞在所述容器本體部分周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈正方形管狀，環(huán)繞在所述容器頸部周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈直徑朝向容器的開口逐步變小的截頭棱錐形正方形管狀、正方形管狀或者它們的組合形狀，并且所述容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成具有一個沒有不同凸臺的連續(xù)形狀。
11.如權(quán)利要求10中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，環(huán)繞在所述容器開口周圍的容器側(cè)電極的內(nèi)壁被制成呈正方形管狀。
12.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述容器側(cè)電極被制成使得d1大于0毫米但是小于或等于4毫米。
13.一種制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，包括一個容器側(cè)電極，其形成了一個用于收容一容器的減壓腔室的一部分，其中所述容器由塑料制成；和一個相對電極，其面對著所述容器側(cè)電極，并且被設(shè)置在所述容器內(nèi)部或者所述開口的上方，其中所述容器側(cè)電極和相對電極被制成經(jīng)由一個絕緣體相互面對，所述絕緣體形成了所述減壓腔室的一部分，還設(shè)置有源氣體供給裝置，用于供給一種能夠被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體，來使得所述容器的內(nèi)壁表面包覆一層類金剛石碳(DLC)薄膜，該源氣體供給裝置包括一個設(shè)置于所述減壓腔室中的源氣體進(jìn)入導(dǎo)管，用于將供給至所述減壓腔室的源氣體導(dǎo)入所述容器的內(nèi)部；排氣裝置，用于將所述減壓腔室內(nèi)部的氣體從所述容器的開口上方排出；以及高頻供給裝置，供給高頻的所述高頻供給裝置被連接在所述容器側(cè)電極上，其中，設(shè)置有排氣傳導(dǎo)性調(diào)節(jié)裝置，來通過自由地限制從位于所述容器開口上方的減壓腔室的一個水平橫剖面排出的氣體排出量來實施調(diào)節(jié)操作。
14.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13中所述的用于制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的設(shè)備，其特征在于，所述容器是一種用于飲料的容器。
15.一種制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的方法，包括下述步驟排出一個由塑料形成的容器內(nèi)部的氣體，達(dá)到一個低于或者等于規(guī)定壓力的壓力；隨后將一種將被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體導(dǎo)入所述容器的內(nèi)部，同時繼續(xù)排出所述容器內(nèi)部的氣體，從而使得所述容器內(nèi)部的空氣被所述源氣體置換，并且在所述容器內(nèi)部形成一個規(guī)定的均衡壓力，接著基本上停止排出所述容器內(nèi)部的氣體，并且使得所述源氣體的導(dǎo)入速率小于在進(jìn)行置換時的導(dǎo)入速率，從而使得所述源氣體在所述容器內(nèi)部的流動減緩，并且使得所述容器內(nèi)部的壓力分布大致均勻；及隨后在所述容器內(nèi)部產(chǎn)生出源氣體型等離子體，以在所述塑料容器的內(nèi)壁表面上形成一個DLC薄膜。
16.一種制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的方法，包括下述步驟排出一個由塑料形成的容器內(nèi)部的氣體，達(dá)到一個低于或者等于規(guī)定壓力的壓力；隨后使得在所述容器內(nèi)部的排氣速度降低或者變?yōu)榱?，并且將一種將被轉(zhuǎn)化成等離子體的源氣體導(dǎo)入所述容器的內(nèi)部；及隨后當(dāng)所述容器內(nèi)部的壓力分布大致均勻并且已經(jīng)達(dá)到一個規(guī)定壓力時，在所述容器內(nèi)部產(chǎn)生出源氣體型等離子體，以在所述塑料容器的內(nèi)壁表面上形成一個DLC薄膜。
17.如權(quán)利要求15或16中所述的制造包覆有DLC薄膜的塑料容器的方法，其特征在于，所述容器是一種用于飲料的容器。
18.一種包覆有DLC薄膜的塑料容器，包括一個在其內(nèi)壁表面上形成有一層DLC薄膜的塑料容器，其中，所述容器開口的橫剖面積被制成小于在所述容器本體部分處的一個水平橫剖面的橫剖面積，并且在所述開口與本體部分之間設(shè)置有一個頸部，其特征在于，與形成于所述本體部分上的DLC薄膜相比，形成于所述頸部上的DLC薄膜具有一個較低的石墨混合比例，并且所述容器的透氧性能低于或者等于0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH90％，從氮氣置換開始20小時之后的測定值)。
19.如權(quán)利要求18中所述的包覆有DLC薄膜的塑料容器，其特征在于，形成于所述頸部上的DLC薄膜中的石墨混合量為所述本體部分中的石墨混合量的5至18％。
20.一種包覆有DLC薄膜的塑料容器，包括一個在其內(nèi)壁表面上形成有一層DLC薄膜的塑料容器，其中，所述容器開口的橫剖面積被制成小于在所述容器本體部分處的一個水平橫剖面的橫剖面積，并且在所述開口與本體部分之間設(shè)置有一個頸部，其中，與形成于所述本體部分上的DLC薄膜相比，形成于所述頸部上的DLC薄膜具有一個較高的氫原子含量，并且所述容器的透氧性能低于或者等于0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH90％，從氮氣置換開始20小時之后的測定值)。
21.如權(quán)利要求20中所述的包覆有DLC薄膜的塑料容器，其特征在于，形成于所述頸部上的DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為37/63至48/52，并且形成在所述本體部分上的DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為55/45至75/25。
22.一種包覆有DLC薄膜的塑料容器，包括一個在其內(nèi)壁表面上形成有一層DLC薄膜的塑料容器，其中，所述容器開口的橫剖面積被制成小于在所述容器本體部分處的一個水平橫剖面的橫剖面積，并且在所述開口與本體部分之間設(shè)置有一個頸部，其中，與形成于所述本體部分上的DLC薄膜相比，形成于所述頸部上的DLC薄膜具有一個較低的石墨混合比例和一個較高的氫原子含量，并且所述容器的透氧性能低于或者等于0.0050毫升/容器(500毫升的PET容器)/天(23℃并且RH90％，從氮氣置換開始20小時之后的測定值)。
23.如權(quán)利要求22中所述的包覆有DLC薄膜的塑料容器，其特征在于，形成于所述頸部上的DLC薄膜中的石墨混合量為所述本體部分中的石墨混合量的5至18％，形成于所述頸部上的DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為37/63至48/52，并且形成于所述本體部分上的DLC薄膜中的碳與氫的組成比例(碳原子/氫原子)為55/45至75/25。
全文摘要
一種包覆有DLC薄膜的塑料容器，具有與常規(guī)塑料容器相同的阻氧性能，并且防止了在其頸部處的DLC薄膜被著色，以及一種用于制造這種塑料容器的設(shè)備和方法。所述設(shè)備包括一個源氣體供給裝置，其具有一個容器側(cè)電極，該容器側(cè)電極形成了一個用于收容帶有頸部的塑料容器的減壓腔室的一部分，和一個對應(yīng)于所述容器側(cè)電極的相對電極，該相對電極被設(shè)置在所述塑料容器的內(nèi)部或者開口上方，所述容器側(cè)電極與相對電極經(jīng)由一個絕緣體相互面對，該絕緣體也形成了所述減壓腔室的一部分，一條源氣體進(jìn)入導(dǎo)管，一個排氣裝置，以及一個高頻供給裝置，其特征在于，所述容器側(cè)電極被制成使得當(dāng)所述容器被收容起來時，環(huán)繞在容器頸部周圍的內(nèi)壁的平均孔內(nèi)徑小于環(huán)繞在容器本體部分周圍的內(nèi)壁的平均孔內(nèi)徑，并且在所述頸部處一個相對于容器豎直方向的水平橫剖面中容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的平均距離被制成大于在所述本體部分處一個相對于容器豎直方向的水平橫剖面中容器外壁與容器側(cè)電極內(nèi)壁之間的平均距離。
文檔編號B65D23/08GK1655993SQ0381208
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月28日
發(fā)明者山崎照之, 白倉昌, 安藤秀泰 申請人:麒麟麥酒株式會社