专利名称:Dlc制膜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在间歇地输送工件的输送线中在容器半成品的表面上形成DLC覆膜的DLC制膜装置，其中工件在呈带状连续的容器成型用塑料片材上以既定间隔成型出容器半成品。
背景技术：
在制造酱料容器等塑料容器的场合，一般来说，一边将所需宽度的塑料片材从滚筒上退绕并间歇地输送，一边夹在呈矩阵状形成有成型用型腔的模具中而真空成型或者压力成型出容器半成品，之后，逐个切分该容器半成品。
在这种食品用塑料容器中，为了防止内容物的氧化或吸湿，要求具有不使氧气或水蒸气等气体透过的高阻气性。
于是，通过使用在透明塑料上层叠了Eval(株式会社Kuraray的商品名乙烯-乙烯醇共聚树脂)或Barex(三井化学株式会社的商品名丙稀-腈类热塑性树脂)等阻气性材料而成的多层塑料塑料片材来成型容器，以应对上述那样的要求。
专利文献1特开平5-104572号公报然而，在用多层塑料塑料片材形成食品容器时，存在原材料费用较高、其制造成本成为以往的4～5倍的问题。
并且，在厚度1mm的塑料片材中层叠形成有一层以上的厚度20μm的阻气膜，而在要进行回收处理时，由于即使在单层的场合根据简单计算也还含有2％的不纯物质，所以在两层、三层或多层的场合，则存在不纯物质的浓度变高而使得可回收性降低的问题。
另一方面，最近，形成有DLC覆膜(类金刚石碳膜)的塑料瓶作为阻气材料受到瞩目，从而也提出了在塑料塑料片材上形成DLC覆膜的技术。
专利文献2特开2003-147526号公报该DLC覆膜是以碳间的SP3结合为主体的无定形碳膜，具有高阻气性·低摩擦性·高硬度·高电绝缘性·高折射率·高散热性·高防腐蚀性等优良的物理·化学特性，以0.03～0.1μm的膜厚而具有足够的阻气性，因而，进行回收处理时的不纯物质浓度极低，因此可回收性优良。
但是，如果使用这样形成有DLC覆膜的塑料片材来成型上述那样的塑料容器，则由于真空成型/压力成型时的塑料片材的延伸，容器的高度方向的壁的厚度降低到片材的片材厚度的1/3以下，随之，形成在片材表面上的DLC覆膜的阻气性也降低。
虽然还考虑了不在塑料片材上形成DLC覆膜、而是在切断成各个容器后形成DLC覆膜的方法，但是，如果要将该生产线自动化，则需要配置从容器输送线向实施DLC涂层的真空腔进行输入的输入装置、及将结束制膜的容器从真空腔输出的输出装置，所以存在需要巨额的设备费用、管理人员的人工费也增长的问题。
进而，若利用现有的塑料容器成型线以大约15秒的间隔进行真空成型，以一次真空成型形成数十个容器半成品，将它们切断成各个容器后，针对各容器实施DLC涂层，则在此时存在容器的生产效率显著降低的问题。
发明内容鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，能够装入到在呈带状连续的容器成型用塑料片材上以既定间隔成型有容器半成品的工件的输送线中，不使用任何特别的输入输出机构，便能够在线上在间歇地送来的容器半成品的表面上制作DLC覆膜。
为了解决该问题，本发明是一种在间歇地输送工件的输送线中向容器半成品的表面上形成DLC覆膜的DLC制膜装置，所述工件在呈带状连续的容器成型用塑料片材上以既定间隔成型有容器半成品，其特征在于，在前述输送线上设置有真空腔，所述真空腔每次以一定的单位个数收纳间歇地送来的前述容器半成品，并在其表面上实施DLC涂层，该真空腔通过使设有DLC涂层用的高频电极的第一壳体和设有接地电极的第二壳体隔着前述输送线彼此合体而形成，并且，在该合体部位上附设有能够将腔内保持为0.5～5000Pa的真空度的密封件，在相对于该真空腔输入输出前述容器半成品时，前述两壳体向彼此远离的方向相对移动，以便能够进行该输入输出。
本发明的DLC制膜装置，在输送线中，作为每次以一定的单位个数收纳间歇地送来的前述容器半成品、并在其表面上实施DLC涂层的真空腔，是通过使第一和第二壳体隔着前述输送线彼此合体而形成的，所以，在随着工件的输送而输入输出容器半成品时，两壳体向彼此远离的方向相对移动。
接着，各壳体合体而以一定的单位个数收纳容器半成品，将腔内减压而导入原料气体并在电极间外加高频电压时，在工件内面上形成DLC覆膜。
然后，若在制膜完成的时刻使壳体远离而输送工件，则在输出形成有DLC覆膜的容器半成品的同时，输入后续的未处理容器半成品，反复进行这一动作而实施DLC覆膜的制膜处理。
这样，通过开闭壳体，从而在间歇地送来的单位个数的容器半成品上同时形成DLC覆膜，所以，只要将该单位个数设成与利用真空成型/压力成型一次形成的个数相同的个数，便可以与真空成型/压力成型同步地以相同的生产效率在线上制作DLC覆膜。
另外，仅通过开闭壳体，而并不设置特别的输入输出装置便能相对于腔内输入输出容器半成品，能够高效地实施DLC制膜处理。
进而，在各壳体的合体部位上设置有能够将腔内保持为0.5～5000Pa的真空度的密封件，所以即使为了实施DLC涂层而减压，也不会在腔内产生漏气。
图1是表示本发明的DLC制膜装置的一例的说明图。
图2是表示其动作的说明图。
图3是表示其动作的说明图。
图4是表示密封件的安装状态的说明图。
图5是放大并示意性表示密封件的变形状态的说明图。
图6是表示密封件的变形状态的主视图。
图7是表示各阀的开闭顺序的说明图。
附图标记说明1 DLC制膜装置S 塑料片材W 工件3 容器半成品4 真空成型机11 真空腔11A、11B 壳体13 高频电极17 接地电极18 减压装置20 真空泵单元21 预压罐30 控制装置32 密封件具体实施方式
在本例中，为了实现下述目的，即，能够装入到对在呈带状连续的容器成型用塑料片材上以既定间隔成型有容器半成品的工件进行间歇输送的输送线中，不使用任何特别的输入输出机构便能够在线上在容器半成品的表面上制作DLC覆膜，这样就采用了如下构成在该输送线上设置有真空腔，所述真空腔每次以一定的单位个数收纳间歇地送来的前述容器半成品，并在其表面上实施DLC涂层，该真空腔通过使设有DLC涂层用的高频电极的第一壳体和设有接地电极的第二壳体隔着前述输送线彼此合体而形成，并且，在该合体部位上附设有能够将腔内保持为0.5～5000Pa的真空度的密封件，在输入输出容器半成品时，两壳体向彼此远离的方向相对移动，以便能够进行该输入输出。
图1是表示本发明的DLC制膜装置的一例的说明图。图2和图3是表示其动作的说明图。图4是表示密封件的安装状态的说明图。图5是放大并示意性表示密封件的变形状态的说明图。图6是表示密封件的变形状态的主视图。图7是表示各阀的开闭顺序的说明图。
实施例1图1～图3所示的DLC制膜装置1是在间歇地输送工件W的输送线上在容器半成品3...的表面上形成DLC覆膜的装置，所述工件W在呈带状连续的容器成型用塑料片材S上以既定间隔成型有容器半成品3...，所以，在本例中，该装置装入并设置在酱料容器等杯状塑料制食品用器的生产线中。
该生产线上依次设置有在从原料滚筒2退绕出来的呈带状连续的容器成型用塑料片材S上以既定间隔形成容器半成品3...的真空成型机4、相对于形成有容器半成品3...的工件W在容器半成品3的内面上形成DLC覆膜的DLC制膜装置、和从塑料片材S将形成有DLC覆膜的容器半成品3...切分成各个容器5的裁断机6，一边间歇地输送前述工件W，一边在塑料片材S以及与其连续的工件W停止期间，同时进行真空成型处理、DLC制膜处理、裁断处理。
真空成型机4具有对用加热器(未图示)预热了的塑料片材S进行夹持的上下一对真空成型用模具4A以及4B，在上方的模具4A上，例如以5×7的矩阵形状形成有35个容器形状的型腔7，并且，连接着将各型腔7...内减压而真空成型容器半成品3...的真空泵8。
由此，从真空成型机4输出工件W，所述工件W以向该塑料片材S上方突出的方式按既定间隔形成有内面朝下的容器半成品3...。
另外，在本例中，从将上下的模具4A和4B合模而夹持塑料片材S起直到形成容器半成品3...为止的间隔时间例如设定为大约15秒左右。因此，塑料片材S每大约15秒便被间歇地输送出来，从而以35个的单位个数分组成型容器半成品3...并送出。
DLC制膜装置1在工件W的输送线上设置有真空腔11，所述真空腔11每次以一定的单位个数(本例中是35个)收纳间歇地送来的容器半成品3...，并在其内面(表面)上实施DLC涂层，该真空腔11通过隔着工件W的输送线将配置在其上方的上壳体(第一壳体)11A和配置在其下方的下壳体(第二壳体)11B合体而形成，并且，在合体部位上附设有能够将腔11内保持为0.5～5000Pa的真空度的密封件32。
另外，在输入输出容器半成品3时，两壳体11A及11B向彼此远离的方向相对移动以便能够进行该输入输出，在本例中，配置在上方的上壳体11A借助液压缸12向与工件1的输送方向大致正交的方向升降。
在上壳体11A中，配置有与收纳在腔11内的容器半成品3...的外面侧对置的盒型高频电极13，并且，在该高频电极13上经由匹配器15连接着高频电源14，在高频电极13内以位于各容器半成品3...附近的方式配置有永久磁铁16。
另外，在下壳体11B中，配置有与收纳在腔11内的容器半成品3...的内面侧对置的平板状接地电极17，并且，在各壳体11A及11B合体时，连接能将腔11内减压到0.5～5000Pa的减压装置18，在本例中，将到达真空度设为0.5～15Pa。
这里，之所以设成0.5～5000Pa是因为，如果不足0.5Pa，则不得不使用特殊且昂贵的泵作为后述的真空泵单元20，而如果为5000Pa以上，则难以形成DLC覆膜。进而，0.5～15Pa之所以优选是因为，即便用比较廉价的真空泵单元20也能在短时间内达到，DLC覆膜也能在短时间内形成到既定的厚度。
减压装置18具备真空泵单元20和预先维持减压状态的预压罐21，分别经由三通分支配管22连接到壳体11B上，在各分支管22A～22C上加装有开闭阀23A～23C。
真空泵单元20具备机械升压机24和连接在其下游的油旋转真空泵25，设置成能够达到数Pa左右的真空度。
预压罐21是用于将大气压(100000Pa)的腔11瞬间减压到真空泵单元20高效动作的5000Pa以下的装置，相对于腔11的容积比与压力比相对应地设定为20倍以上200倍以下，在本例中，相对于腔11的容积0.1m3来说，设定为25倍的2.5m3若容积比不足20倍，则不能将大气压的腔11减压到5000Pa以下，而若超过200倍，则容积变得过大，不仅会导致设备费用增加，还由于在将预压罐21减压的情况下需要大容量泵，而在作业效率方面也不理想。
另外，在下壳体11B上，经由加装有开闭阀26的原料气体导入管27而连接原料气体供给罐28，并且，设置有在结束制膜处理后使腔11内瞬间恢复到大气压的放气阀29。
并且，对于前述各阀23A～23C、26、29、使上壳体11A升降的液压缸12、及对高频电极13外加高频电压的匹配器15，它们各自的动作将通过输入有工件W的输送机构(未图示)的定时信号的控制装置30得到控制。
进而，在下壳体11B的与上壳体11A合体的开口端面(合体部位)31上，如图5所示，沿其整周形成有方形槽33，该方形槽33用于安装能够将腔11内保持为0.5～5000Pa的真空度的密封件32。
密封件32的底面32a的截面形成为能无间隙地镶嵌在前述方形槽33中的方形，并且，在安装于方形槽33中的状态下突出的末端部分32b的截面形成为半圆形、半椭圆形、山形或者方形。
并且，如图6所示，在将壳体11A和11B封闭并将真空腔11内减压时，密封件32被上壳体11A压扁而变形，并且变形到即便在夹着工件W的状态下也不会产生间隙的程度，从而能够保持腔11内气密。
根据发明人的实验可知，如果使用具有图示的上述截面形状并且橡胶硬度为10以上30以下(硬度计类型A)的密封件32，则能达到0.5～15Pa。
以上是本发明的一个构成例，下面对其作用进行说明。
从原料滚筒2退绕出塑料片材S，以大约15秒的间隔间歇地输送，将借助真空成型机4而成型有容器半成品3...的工件W依次送到DLC制膜装置1。
在DLC制膜装置1中，借助真空泵单元20而将预压罐21减压到数百Pa左右，打开DLC制膜装置1的上壳体11A，直到容器半成品3...被从真空成型机4送过来。
接着，基于工件W停止时输出的定时信号，借助控制装置30使液压缸12伸长，使壳体11A和11B合体(参照图2)。
此时，安装在壳体11B上的密封件32被上壳体11A压扁，在夹着工件W的平坦部分的状态下变形成不会产生间隙的程度，将腔11内维持成气密(参照图5、图6)。
在该状态下，如图7(a)所示，打开阀23A和23B而使腔11与预压罐21连通后，由于其压力差，腔11内瞬间减压到5000Pa以下。
接着，如图7(b)所示，关闭阀23B而打开阀23A以及23C并将腔11与起动着的真空泵单元20连通后，腔11内在数秒间便被减压到0.5～15Pa以下，在该时刻关闭阀23A。
然后，如图7(c)所示，打开阀26而从原料气体供给罐28供给必要量的原料气体，并且由高频电源14外加既定的高频电压时，在电极13、17之间产生等离子。
由于形成在塑料片材S上的工件W是绝缘物，所以因其表面上感应形成的自偏压而带上负电，集中在等离子中的高密度离子被向带负电的塑料片材S加速，具有高速高能量的离子受到由永久磁铁16形成的磁场引导，从工件W的下表面侧向容器半成品3的内面以大致直角碰撞，在容器半成品3的整个内面上形成均匀的DLC覆膜。
另外，在该期间，将阀23B以及阀23C打开，借助真空泵单元20排出预压罐21内的空气，将预压罐21减压到数百Pa左右。
这样，在结束制膜处理的时刻，如图7(d)所示，若打开放气阀29，则腔11内瞬间恢复到大气压，所以如图2所示，使液压缸12收缩而使上壳体11A远离，从而打开腔11，一边输送塑料片材S一边将完成了DLC覆膜的制膜处理的容器半成品3...输出并向裁断机6输送，同时，将后续的未处理的容器半成品3...输入，只要反复进行上述流程，便可与真空成型器4的成型处理同步地实施容器半成品3...的DLC覆膜的制膜处理。
另外，配置在DLC制膜装置1下游的裁断机6也可以与这些同步地运行，所以在容器5的生产线中，真空成型机4的成型处理、DLC制膜装置1的DLC制膜装置、裁断机6的裁断处理成型效率均可以同步，从而可在不降低容器5的生产效率的情况下，对各容器5涂敷DLC覆膜。
另外，在上述发明中，对通过真空成型在塑料片材S上成型容器半成品3...的情况进行了说明，但借助压力成型进行成型的情况也是一样的。
工业实用性如上所述，本发明能够用于一边间歇地输送在长度方向上连续的塑料片材、一边在线上向以既定间隔形成在该塑料片材上的容器半成品的内面形成DLC覆膜。
权利要求
1.一种DLC制膜装置，用于在间歇地输送工件的输送线中在容器半成品的表面上形成DLC覆膜，所述工件在呈带状连续的容器成型用塑料片材上以既定间隔成型有所述容器半成品，其特征在于，在所述输送线中设置有真空腔，所述真空腔每次按一定的单位个数收纳间歇地送来的所述容器半成品并在其表面上实施DLC涂层，该真空腔通过使设有DLC涂层用的高频电极的第一壳体、和设有接地电极的第二壳体隔着所述输送线彼此合体而形成，并且，在该合体部位附设有能够将腔内保持为0.5～5000Pa的真空度的密封件，在相对于该真空腔输入输出所述容器半成品时，所述两壳体向彼此远离的方向相对移动，以便能够进行该输入输出。
2.如权利要求
1所述的DLC制膜装置，其特征在于，在容器半成品的内面上形成DLC覆膜的情况下，所述高频电极形成为将容器半成品包围的盒型。
3.如权利要求
2所述的DLC制膜装置，其特征在于，在所述高频电极内，以位于被收纳在所述真空腔中的容器半成品附近的方式配置有永久磁铁。
4.如权利要求
1所述的DLC制膜装置，其特征在于，在所述壳体中的一个上，连接着将腔内减压到0.5～5000Pa的减压装置，并且，连接着原料气体导入管。
5.如权利要求
4所述的DLC制膜装置，其特征在于，所述减压装置具备经由配管而与所述腔连接的真空泵单元、和预先维持在减压状态下的预压罐，该DLC制膜装置具备控制装置，对加装在所述配管上的阀进行开闭控制，使得在将所述各壳体合体而收纳单位个数的容器半成品时，使所述腔与预压罐连接，以便借助与预压罐之间的压力差对所述腔内进行预减压，在预减压结束后，将所述腔与真空泵单元连接。
6.如权利要求
1所述的DLC制膜装置，其特征在于，所述密封件的底面部分的截面形成为能够无间隙地镶嵌在形成于一个壳体的方形槽中的方形，同时，从方形槽突出的末端部分的截面形成为半圆形、半椭圆形、山形或者方形。
7.如权利要求
1或6所述的DLC制膜装置，其特征在于，所述密封件的橡胶硬度设计成，使得在将所述真空腔内减压时其真空度能够达到0.5～15Pa。
8.如权利要求
1或6所述的DLC制膜装置，其特征在于，所述密封件由橡胶硬度为30(硬度计类型A)以下的合成橡胶形成。
9.如权利要求
1所述的DLC制膜装置，其特征在于，与从配置在所述工件输送路径上游的真空或者压力成型机输出的工件的输送定时同步，在数量与由所述成型机同时成型的容器半成品相同的容器半成品上形成DLC覆膜。
专利摘要
本发明的目的在于在呈带状连续的容器成型用塑料片材上成型有容器半成品的工件的输送线中，不使用特别的输入输出机构便能够在线上在间歇地送来的容器半成品的表面上制作DLC覆膜。隔着工件(W)的输送线而配置在其上方的上壳体(11A)和配置在下方的下壳体(11B)合体而构成真空腔(11)，所述真空腔每次按一定的单位个数收纳间歇地送来的容器半成品(3...)，并在其表面上实施DLC涂层，在该合体部位上附设有能够将腔(11)内保持为0.5～5000Pa的真空度的密封件(32)，并且，在相对于该真空腔(11)输入输出容器半成品(3...)时，两壳体(11A、11B)向彼此远离的方向相对移动，以便能够进行该输入输出。
文档编号C23C16/50GK1993493SQ200580021574
公开日2007年7月4日 申请日期2005年9月5日
发明者内富男, 蔡少步 申请人:福来技术公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan