非真空dlc塑料容器生产装置的制造方法

文档序号:9703433阅读:537来源:国知局
非真空dlc塑料容器生产装置的制造方法
【技术领域】
[0001]采用惰性气体隔离空气,使含碳气体在高频偏压电场作用下发生等离子体化学气相沉积反应,生成类金刚石(英文简称DLC)的技术设计的非真空DLC塑料容器生产装置,属于等离子体化学气相沉积技术领域。
2、
【背景技术】
[0002]在高频电场作用下,含碳气体会发生电离反应并形成等离子体,带正电荷的碳原子在偏压电场作用下向偏压负极移动聚集,并与氢气发生还原反应,生成由碳原子构成的类金刚石沉积在高频偏压电场负极一侧。如果在高频偏压电场中存在空气,会不利于类金刚石的沉积,所以等离子体化学气相沉积类金刚石反应通常都是在真空条件下进行。真空设备沉积类金刚石成本较高,不适合规模化生产DLC塑料容器。采用较难电离的惰性气体隔离空气,一方面有助于形成等离子体,保障化学气相沉积类金刚石顺利进行;另一方面可以省去抽真空过程,提高生产效率,降低成本。在塑料容器内壁沉积类金刚石薄膜不仅可以使塑料容器内壁具有均匀、牢固并且耐化学腐蚀的保护层,还可以阻隔气体和紫外线。因此,DLC塑料容器扩展了塑料容器的应用范围,能够代替玻璃、金属容器用于储存例如啤酒、葡萄酒、血液、生化制品等含气体、含生物活性及含腐蚀性的物质。
3、

【发明内容】

[0003]非真空DLC塑料容器生产装置由高频偏压系统、沉积系统、气体供应系统及控制系统四部分构成。高频偏压系统用于向沉积系统提供高频偏压电场,沉积系统用于解决不间断连续制造类金刚石膜(33)产品问题,气体供应系统用于提供惰性气体(19)隔离空气及提供等离子体化学气相沉积反应所需要的原料气体(18),控制系统用于控制高频偏压系统、沉积系统、气体供应系统按照工艺程序运行。
[0004]高频偏压系统由高频偏压电源(1)、圆筒形高频偏压电场负极(2)、圆管形高频偏压电场正极(3)、圆柱形绝缘塞(4)、电刷(5)、电刷(6)、与电刷(6)接触的导电环(32)、及导线(30)构成。
[0005]高频偏压电源(1)负极通过导线(30)与位于金属圆环形转动仓(8)侧面的电刷(5)联通,电刷(5)利于与转动的圆环形转动仓(8)金属外壁接触,将高频偏压电源(1)负极联通到圆筒形高频偏压电场负极(2)。高频偏压电源(1)正极通过导线(30)与位于圆环形转动仓
(8)下方的电刷(6)联通,电刷(6)利于与转动的金属圆环(32)接触,将高频偏压电源(1)正极联通到与金属圆环(32)连接的圆管形高频偏压电场正极(3)。圆筒形高频偏压电场负极
(2)利于容纳圆柱体形塑料容器(16),圆管形高频偏压电场正极(3)即作为电极同时又作为气体导管(23)的末端,可以简化装置的结构。采用圆柱形绝缘塞(4)作为圆筒形高频偏压电场负极(2)的圆筒底部。将圆管形高频偏压电场正极(3)插入位于电场负极(2)的圆筒底部的圆柱形绝缘塞(4)后,可以固定在圆筒形高频偏压电场负极(2)圆筒内的轴线位置。将塑料容器(16)开口向下插入由圆筒形高频偏压电场负极(2)、圆管形高频偏压电场正极(3)及圆柱形绝缘塞(4)构成的圆筒形沉积仓(29)时,圆管形高频偏压电场正极(3)位于塑料容器
(16)腔体内,此时环绕在塑料容器(16)外壁的圆筒形高频偏压电场负极(2)与处于塑料容器(16)内腔的圆管形高频偏压电场正极(3)之间构成圆柱体形高频偏压电场,利于在圆柱形塑料容器(16)内壁沉积厚度均匀的类金刚石膜(33)。将惰性气体(19)通过圆管形高频偏压电场正极(3)通入塑料容器(16)内排干净空气后,加载高频偏压电源(1),再通入原料气体(18),此时在塑料容器(16)内发生等离子体化学气相沉积反应,所生成的类金刚石(33)在高频偏压电场作用下定向沉积在塑料容器(16)内壁,完成DLC塑料容器成品瓶(17)制作。
[0006]沉积系统由长方体固定仓(7)、圆环形转动仓(8)、位于圆环形转动仓(8)内的圆筒形沉积仓(29)、转轴(9)、固定于转轴(9)上的皮带轮(10)、电动机(11)、转轴(9)支架(12)、传动带(13)、原料瓶(16)装料口(14)、成品瓶(17)出料口(15)、沉积在原料瓶(16)内壁的类金刚石膜(33)、及成品仓(34)构成。
[0007]采用不锈钢制成的长方体固定仓(7)将镀膜系统密封,即利于将不锈钢制成的长方体固定仓(7)内空气排干净,又可以屏蔽高频偏压电场。圆环形转动仓(8)内安装有若干个沉积仓(29),在圆环形转动仓(8)转动时,可以通过装料口(14)依次向沉积仓(29)装填原料瓶(16),利于提高设备产能。当电动机(11)通过传动带(13)带动皮带轮(10)转动,固定于的转轴(9)上的圆环形转动仓(8)即与皮带轮(10)同步转动。当原料瓶(16)在圆环形转动仓
[8]旋转180度至长方体固定仓(7)底部时,完成类金刚石膜(33)沉积过程,制成的DLC塑料容器(17)可以依靠自身重力,由位于长方体固定仓(7)底部的出料口(15)自动脱离沉积仓
(29),进入成品仓(34)。
[0008]气体供应系统由原料气源(18)、惰性气体气源(19)、三通管(20)、进气管(21)、转轴(9)内置的气体通道(22)、电绝缘充气管(23)及导气管(31)构成。
[0009]三通管(20)利于选择原料气源(18)或惰性气体气源(19)单独供气或混合两种气体供气。采用将进气管(21)插入位于转轴(9)轴心的气体通道(22),再通过与通道(22)联通的绝缘充气管(23)向沉积仓(29)供气,解决了向处于圆周运动状态的沉积仓(29)供气的问题。而电绝缘充气管(23)利于将沉积仓(29)与生产设备绝缘。
[0010]控制系统由控制柜(24)、原料气源(18)控制电磁阀(25)、惰性气体气源(19)控制电磁阀(26)、高频偏压电源(1)启动开关(27)、电动机(11)启动开关(28)构成。
[0011]电磁阀(25)位于原料气源(18)与三通管(20)中一只导管之间的连接导管上,电磁阀(26)位于惰性气体气源(19)与三通管(20)中另外一只导管之间的连接导管上,三通管(20)中第三只导管与导气管(31)连接。采用三通管(20)利于解决了原料气源(18)或惰性气体气源(19)单独向沉积仓(29)供气或混合两种气体供气的控制问题。
4、
【附图说明】
[0012]图1是非真空DLC塑料容器生产装置内部结构示意图。高频偏压系统由位于长方体固定仓(7)外部的高频偏压电源(1),位于圆环形转动仓(8)内部的由圆筒形高频偏压电场负极(2)、圆管形高频偏压电场正极(3)、圆柱形绝缘塞(4)构成的圆柱体形沉积仓(29),位于圆环形转动仓(8)侧面的电刷(5)、电刷(6),与电刷(6)接触导通的位于圆环形转动仓(8)与电绝缘充气管(23)之间的与圆管形高频偏压电场正极(3)连接的导电环(32),及联通高频偏压电源(1)的导线(30)构成。沉积系统由长方体固定仓(7),位于长方体固定仓(7)内部的圆环形转动仓(8),转轴(9),固定于转轴(9)上的皮带轮(10),电动机(11),转轴(9)支架
[12],传动带(13),位于长方体固定仓(7)顶部的装料口(14),位于长方体固定仓(7)底部的出料口(15),原料瓶(16)、沉积在原料瓶(16)内壁的类金刚石膜(33)、成品瓶(17)、位于出料口(15)下方的长方体形成品仓(34),位于圆环形转动仓(8)内的圆筒形沉积仓(29)构成。气体供应系统由位于长方体固定仓(7)外部的原料气源(18)、惰性气体气源(19)、三通管
(20)、进气管(21),位于转轴(9)轴线的气体通道(22),与气体通道(22)联通位于圆环形转动仓(8)与转轴(9)之间的电绝缘充气管(23),及联通原料气源(18)、惰性气体气源(19)的导气管(31)构成。控制系统由位于长方体固定仓(7)外部的控制柜(24)、原料气源(18)控制电磁阀(25)、惰性气体气源(19)控制电磁阀(26)、高频偏压电源(1)启动开关(27)、电动机
(11)启动开关(28)构成。
[0013]图2是沉积系统圆环形转动仓(8)的俯视图、侧视剖面图和垂直剖面图。圆柱形绝缘塞(4)作为圆筒形高频偏压电场负极(2)的圆筒底部,用于将圆管形高频偏压电场正极(3)固定在圆筒形高频偏压电场负极(2)的圆筒内的同轴位置,同时作为电极(2)与电极(3)之间的绝缘隔离体。电刷(5)、位于圆环形转动仓(8)侧面,电刷(6)位于导电环(32)侧面。电刷(5)、电刷(6)、进气管(21)均固定在支架(12)上。每个沉积仓(29)负极(2)均通过圆环形转动仓(8)外壁与电刷(5)联接,每个圆管形高频偏压电场正极(3)均通过导电环(32)与电刷(6)联接。
[0014]图3是沉积仓(29)结构图。
[0015]由圆筒形高频偏压电场负极(2)、圆管形高频偏压电场正极(3)、圆柱形绝缘塞(4)共同构成圆柱体形沉积仓(29)。
[0016]图4是沉积仓(29)装填原料瓶(16)示意图。原料瓶(16)开口向下插入沉积仓(29)后,瓶壁位于电场负极(2)与电场正极(3)之间。
[0017]图5是成品瓶(17)结构图。成品瓶(17)内壁沉积有一层厚度均匀的类金刚石膜
(33)。
5、
【具体实施
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