专利名称：对塑料容器内面形成碳膜的装置及内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法
技术领域：
本发明涉及对塑料容器内面形成碳膜的装置及内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法。
背景技术：
塑料容器例如PET瓶，为防止来自外部的氧气的透过、来自内部(例如碳酸饮料)的二氧化碳的透过，而尝试在其内面涂敷DLC(Diamond LikeCarbon)这样的碳膜。
这种在塑料容器内面涂敷碳膜的方法包括在特开平8-53116号公报及特许第2788412号公报(特开平8-53117号公报)中公开的使用高频等离子的方法；在特开平9-272567号公报中作为其应用的方法公开的使用高频等离子在薄膜上涂敷碳膜的方法；在专利第3072269(特开平10-226884号公报)中公开的对应特殊形状容器的碳膜的涂敷方法；在专利第3115252(特开平10-258825号公报)等中作为批量生产技术公开的对多个容器同时进行涂敷的方法；另外，作为公开在塑料容器中涂敷碳膜的技术的文献有“K.Takemoto，et al，Proceedings of ADC/FCT’99，p285”、“E.Shimamura et al，10th years IAPRI World Conference 1997，p251”。
参照图18说明使用高频等离子CVD对塑料容器涂敷碳膜的基本发明即所述专利第2788412号公报(特开平8-53116号公报)。图18是该公报中所述的使用高频等离子CVD对塑料容器涂敷碳膜的装置的剖面图。
外部电极201介由例如聚四氟乙烯制密封板203设置在架台202上。该外部电极201具有大致沿收纳的塑料容器，例如宠物瓶B的外形的内部形状。该外部电极201的接头部分也优选与瓶盖用螺纹形状吻合的内部形状。所述外部电极201由筒状主体201a和在该主体201a上端安装的盖部201b构成，并兼作真空容器。排气管204通过所述架台202及密封板203连通到所述外部电极201下部。
内部电极205被插入收纳在所述外部电极201内的宠物瓶B内。该内部电极205具有中空的结构，并在表面穿设多个排气孔206。用于供给CVD用介质气体的气体供给管207贯通所述架台202及密封板203连通到所述内部电极205的下端。CVD用介质气体通过所述供给管207供给到所述内部电极205内，并由所述排气孔206供给到所述瓶B内。
RF输入端子208通过所述架台202及密封板203连接在所述外部电极201下部。该RF输入端子208对所述架台202电绝缘。另外，所述RF输入端子208的下端通过匹配器209与高频电源210连接。所述外部电极201自所述高频电源210通过所述匹配器209及RF输入端子208被施加等离子生成用高频电力。
下面，说明使用这样结构的装置对宠物瓶涂敷碳膜的方法。
首先，向外部电极201主体201a内插入宠物瓶B，在所述主体201a上安装盖201b，将所述瓶B气密性地收纳入所述外部电极201内。将外部电极201内的气体通过排气管204排出。此时，在所述外部电极201中收纳的所述瓶B内外空间的气体被排出。在到达规定的真空度(代表值10-2～10-5Torr)后，以例如10～50mL/min的流量将介质气体通过空气供给管207供给到内部电极205。供给的介质气体进一步通过内部电极205的排气孔205排出到所述瓶B内。另外，该介质气体采用例如苯、甲苯、二甲苯、环已烷等脂肪族碳氢化合物类、芳香族碳氢化合物类、含氧碳氢化合物类、含氮碳氢化合物类。所述瓶B内的压力利用气体供给量和排气量的平衡设定在例如2×10-1～1×10-2Torr。然后，由高频电源210将50～1000W的高频电力通过匹配器209及RF输入端子208施加到外部电极210。
通过这样向外部电极201施加高频电力，在所述外部电极201和内部电极205之间生成等离子。此时，由于所述瓶B被几乎无间隙地收纳在外部电极201内，故在所述瓶B内产生等离子。所述介质气体利用所述等离子分解或进一步离子化，生成用于形成碳膜的制膜种。该制膜种堆积在所述瓶B内面，形成碳膜。将碳膜形成至规定的膜厚后，停止高频电力的施加。另外，停止介质气体供给、排出残留气体，向外部电极201内供给氮、惰性气体或空气等，将该空间内恢复至大气压。然后，由外部电极201取出所述瓶B。另外，在该方法中，要将碳膜形成30nm的厚度，需要2～3秒。
在这种使用高频等离子的涂敷方法中，自塑料容器内面的口部至肩部或肩部近旁的整个区域的碳膜厚度比容器内面的其它位置厚。因此，难于均匀地涂敷。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可在塑料容器整个内面涂敷具有均匀膜厚的碳膜的对塑料容器的内面形成碳膜的装置。
本发明的目的在于，提供一种在内面涂敷具有均匀膜厚的碳膜的塑料容器的制造方法。
本发明的目的在于，提供一种可在塑料容器内面涂敷具有优良的膜质且具有均匀膜厚的碳膜的对塑料容器的内面形成碳膜的装置。
本发明的目的在于，提供一种在内面涂敷有具有优良的膜质且具有均匀膜厚的碳膜的塑料容器的制造方法。
本发明的目的在于，提供一种可在塑料容器内面高速涂敷具有优良的膜质且具有均匀膜厚的碳膜的对塑料容器的内面形成碳膜的装置。
本发明的目的在于，提供一种在内面高速涂敷了具有优良的膜质且具有均匀膜厚的碳膜的塑料容器的制造方法。
通过本发明，提供以下说明的对塑料容器内面形成碳膜的装置及塑料容器的制造方法。
(1)一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其具有在插入作为被处理物的塑料容器时，包围除去该容器的口部及肩部的外周的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入所述容器时，至少介于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；排气管，其介由绝缘部件安装在所述容器口部侧的所述外部电极端面；内部电极，其由所述排气管侧插入所述外部电极内的所述容器内，其插入深度为所述容器的纵向的大致全长，并与接地侧连接，同时，穿设有用于排出介质气体的排气孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述内部电极供给介质气体；高频电源，其被连接在所述外部电极。
(2)一种内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，使用所述(1)的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器，具有如下工序(a)将作为被处理物的塑料容器插入有底筒状的外部电极内及由电介质材料构成的衬套内，至少将该容器的口部及肩部的外周包围在所述衬套内，其余的所述容器部分的外周包围在所述外部电极内；(b)将在底部或侧面区域或在该两处穿设有用于排出介质气体的通孔的内部电极从在所述容器口部一侧的所述外部电极端面上介由绝缘部件安装的排气管插入所述容器内部的大致纵向全长；(c)利用排气管装置将所述容器内的气体通过所述排气管排气，同时，利用气体供给装置向所述内部电极供给介质气体，并由该内部电极的排气孔向所述塑料容器内排出介质气体，将包括所述塑料容器内的排气管内设定为规定的气压；(d)由高频电源向所述外部电极施加高频电力，在位于所述容器内的内部电极周围生成等离子，并利用该等离子使所述介质气体分解，在所述容器内面涂敷碳膜。
(3)一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其具有在插入作为被处理物的塑料容器时，包围该容器的除去口部及肩部外的外周的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入所述容器时，至少设于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；导电部件，其被安装在所述容器口部侧的所述衬套的端面，和所述外部电极连接；排气管，其介由绝缘部件安装在所述容器口部侧的所述外部电极端面；内部电极，其由所述排气管侧插入所述外部电极内的所述容器内，其插入深度为所述容器的纵向的大致全长，并与接地侧连接，同时，穿设有用于排出介质气体的排气孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述内部电极供给介质气体；高频电源，其连接在所述外部电极上兼有偏压。
(4)一种内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，使用所述(3)的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器，具有如下工序(a)将作为被处理物的塑料容器插入有底筒状外部电极内及由电介质材料构成的衬套内，所述衬套由导电部件和该外部电极连接，至少该容器的口部及肩部的外周包围在所述衬套内，其余的所述容器部分的外周包围在所述外部电极内；(b)将在底部或侧面区域或在该两处穿设有用于排出介质气体的通孔的内部电极从在所述容器口部侧的所述外部电极端面上介由绝缘部件安装的排气管以该容器纵向的大致全长插入所述容器内部；(c)利用排气管装置将所述容器内的气体通过所述排气管排气，同时，利用气体供给装置向所述内部电极供给介质气体，并由该内部电极的排气孔向所述容器内排出介质气体，将包括所述容器内的排气管内设定为规定的气压；(d)由兼有偏压的高频电源将高频电力供给到所述外部电极，在位于所述容器内的内部电极周围生成等离子，并利用该等离子使所述介质气体分解，在所述容器内面涂敷碳膜。
(5)一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其具有在插入作为被处理物的塑料容器时，包围该容器的除去口部及肩部外的外周的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入了所述容器时，至少设于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；导电部件，其被安装在所述容器口部侧的所述衬套的端面，和所述外部电极连接；排气管，其介由绝缘部件安装在所述容器口部侧的所述外部电极的端面；内部电极，其由所述排气管侧插入所述外部电极内的所述容器内，其插入深度为所述容器的纵向的大致全长，穿设有用于排出介质气体的排气孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述内部电极供给介质气体；高高频电源，其被连接在所述内部电极上；偏压用电源，其被连接在所述外部电极上。
(6)一种内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，使用所述(5)的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器，具有如下工序(a)将作为被处理物的塑料容器插入有底筒状外部电极内及由电介质材料构成的衬套内，该衬套由导电部件和该外部电极连接，至少该容器的口部及肩部的外周包围在所述衬套内，其余的所述容器部分的外周包围在所述外部电极内；(b)将在底部或侧面区域或在该两处穿设有用于排出介质气体的排出孔的内部电极从在所述容器口部侧的所述外部电极端面上介由绝缘部件安装的排气管以该容器纵向的大致全长插入所述容器内部；(c)利用排气管装置将所述容器内的气体通过所述排气管排气，同时，利用气体供给装置向所述内部电极供给介质气体，并由该内部电极的排气孔向所述容器内排出介质气体，将包括所述容器内的排气管内设定为规定的气压；(d)由偏压用电源通过匹配器向所述外部电极施加高频电力，同时，由高高频电源通过匹配器向所述内部电极供给高高频电力，在位于所述容器内的内部电极周围生成等离子，并利用该等离子使所述介质气体分解，在所述容器内面涂敷碳膜。
(7)一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其在插入有作为被处理物的塑料容器时，包围该容器；排气管，其被安装在所述容器口部侧的所述外部电极上部；内部电极，其被插入所述外部电极内的所述容器内，并兼有用于排出介质气体的气体排出管；供给管，其一端连接在所述内部电极，另一端兼有向所述排气管侧伸出的馈电端子；接地屏蔽管，其被至少配置在位于所述外部电极内及所述容器口部近旁的所述排气管内的所述气体供给管部分的外周，并接地；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述气体供给管供给介质气体；高频电源，其连接在所述气体供给管上。
(8)一种内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，使用所述(7)的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器，具有如下工序(a)向有底筒状的外部电极内插入作为被处理物的塑料容器，使其包围在有底状外部电极内；(b)和所述(a)同时或前后连接外周配置了接地的接地屏蔽的气体供给管，并将兼有排出介质气体的管的内部电极插入所述容器内部；(c)利用排气管装置将所述容器内的气体通过所述排气管排气，同时，由所述气体供给管装置向所述内部电极供给介质气体，并由该内部电极的排气孔向所述容器内排出介质气体，将包括所述容器内的排气管内设定为规定的气压；(d)由高频电源通过所述气体供给管向所述内部部电极供给高频电力，向所述外部电极施加比由偏压用电源给予内部电极的高频电力的频率更低的频率的高频电力，在所述容器内生成等离子，并利用该等离子使所述介质气体分解，在所述容器内面涂敷膜。
(9)一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其具有插入作为被处理物的塑料容器时包围该容器的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入了所述容器时，至少介于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；排气管，其介由绝缘部件安装在所述容器口部侧的所述外部电极的端面上；内部电极，其被插入所述外部电极内的所述容器内，并穿设有用于排出介质气体的气体排出孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述气体供给管供给介质气体；高高频电源，其通过匹配器与所述气体供给管连接；偏压用电源，其通过匹配器连接到所述外部电极上；电感，其一端连接在所述气体供给管和所述匹配器之间的导通经路上，另一端接地。
图1是显示本发明第一实施例的对塑料容器内面形成碳膜的装置的概略剖面图；图2是显示第一实施例的例1及作为现有例的例2中的自宠物瓶的口部至底部的碳膜厚度的特性图；图3是显示本发明第二实施例的对塑料容器内面形成碳膜的装置的概略剖面图；图4是显示在第二实施例的例3中的外部电极上施加一定的高频电力，并使宠物瓶及排气管内的气压变化时相对内部电极的偏压变化的特性图；图5是显示在例4的外部电极上施加一定的高频电力，并使宠物瓶及排气管内的气压变化时相对内部电极的偏压变化的特性图；图6是显示使第二实施例的例5中的宠物瓶及排气管内的气压一定，使外部电极上施加的高频电力变化时相对内部电极的偏压变化的特性图；图7是显示使例6中的宠物瓶及排气管内的气压一定，使外部电极上施加的高频电力变化时相对内部电极的偏压变化的特性图；图8是显示本发明第三实施例的对塑料容器的内面形成碳膜的装置的概略剖面图；图9是图8的碳膜形成装置的主要部分放大剖面图；图10是显示在第三实施例的例7的外部电极上施加一定的高频电力，同时在内部电极上施加一定的高高频电力，使宠物瓶及排气管内的气压变化时相对内部电极的偏压变化的特性图；图11是显示本发明第四实施例的对塑料容器的内面形成碳膜的装置的剖面图；图12是显示本发明第四实施例的对塑料容器的内面形成碳膜的装置的变形例的剖面图；图13是显示第四实施例的例8及例9中的宠物瓶的自口部至底部的碳膜厚度的特性图；图14是显示本发明第五实施例的对塑料容器的内面形成碳膜的装置的剖面图；图15是图14的接地屏蔽管的主要部分剖面图；图16是显示图14的接地屏蔽管的另一例的主要部分剖面图；图17是在本发明第六实施例的对塑料容器内面形成碳膜的装置中组装的电源系统的等效电路图；图18是显示现有的对塑料容器的内面形成碳膜的装置的剖面图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明。
第一实施例图1是显示第一实施例的对塑料容器内面形成碳膜的装置的剖面图。
上下端具有凸缘1a、1b的圆筒状支撑部件2被载置在圆环状基台3上。筒状金属制外部电极主体4被配置在所述支撑部件2内。可拆装地将圆板状的金属制外部电极底部件5安装在所述外部电极主体4的底部。利用所述外部电极主体4及所述外部电极底部件5构成具有可设置形成碳膜的塑料容器(例如宠物瓶)B的大小的空间的例如有底圆筒状外部电极6。圆板状绝缘体7被配置在所述基台3和所述外部电极底部件5之间。
另外，所述外部电极底部件5、所述圆板状绝缘体7及所述基台3利用未图示的推杆相对所述外部电极主体4一体地上下移动，开闭所述外部电极主体4的底部。
由电介质材料构成的圆柱状衬套9插入所述外部电极6的所述主体4上部，使该衬套9的上端和所述主体4的上端形成同一面。该衬套9具有形成组合与插入内部的塑料容器、例如宠物瓶B的口部及肩部对应的圆柱及圆锥台的形状的空洞部8。所述衬套9由自其上载置的后述的环状绝缘部件螺固的螺栓(未图示)固定。这样，在将圆柱状衬套9插入固定在所述外部电极6的所述主体4的上部的结构中，当由所述外部电极6底部侧插入宠物瓶B时，该宠物瓶B外周的口部及肩部位于所述衬套9的空洞部8内，且此外的宠物瓶B外周位于所述外部电极6内面。
作为构成所述衬套9的电介质材料，可列举例如塑料或陶瓷。塑料可使用各种塑料，最好优选高频损耗低、耐热性优良的聚四氟乙烯这样的氟系树脂。陶瓷优选高频损耗低的氧化铝、滑石质高频绝缘瓷或机加工性好的マコ-ル。
环状绝缘部件10被载置在所述外部电极6及衬套9上面，使其环状绝缘部件10上面和所述筒状支撑部件2的上部凸缘1a形成同一面。自所述环状绝缘部件10将未图示的螺栓螺固在所述衬套9上，在所述外部电极6内插入固定所述衬套9。
上下具有凸缘11a、11b的排气管12被载置在所述支撑部件2的上部凸缘1a及所述环状绝缘部件10的上面。通过自所述排气管12的下部凸缘11b将未图示的螺栓固定在所述支撑部件2的上部凸缘1a上，在所述支撑部件2上固定所述排气管12。另外，通过由所述排气管12的下部凸缘11b贯通所述环状绝缘部件10，在所述外部电极6的主体4上螺固未图示的螺栓，在所述排气管12上介由所述环状绝缘部件10吊装所述外部电极6的主体4。另外，所述排气管12和所述环状绝缘部件10及所述外部电极6的主体4的固定构成所述排气管12和所述外部电极6的主体4不由螺栓电导通的安装结构。
分路排气管13的一端被连接在所述排气管12的侧壁上。所述分路排气管13的另一端安装未图示的真空泵这样的排气设备。盖体14被安装在所述排气管12的上部凸缘11a上。
例如输出频率13.56MHz的高频电力的高频电源15通过电缆16及馈电端子17连接到所述外部电极6的主体4。匹配器18被介装在所述高频电源15和所述馈电端子17之间的所述电缆16上。
兼作接地端子的供给管19贯通所述盖体14，并通过所述气体排除管12插入所述衬套9内。
内部电极20被配置在所述外部电极6及衬套9内(插入宠物瓶B的空间)，其插入深度为纵向的大致总长。所述内部电极20的上端被可自由拆装地安装在位于所述衬套9侧的所述气体供给管19的下端。所述内部电极20的中心轴形成有气体流路21。盖23被可自由拆装地安装在所述内部电极20的底部。该盖23穿设有用于排出介质气体的排气孔22。
另外，排气孔也可以在所述内部电极20的下部侧壁开口，以连通所述气体流路21。此时，排气孔最好在自所述内部电极20的底部插入所述宠物瓶B内的长度的25％的范围内的侧面区域开口。
所述内部电极20的直径在瓶B的接头直径以下，长度为可以宠物瓶B的纵向大致总长插入的长度。作为长度的标准为相对宠物瓶B总长的比例为{1-D/(2L)}左右。在此，D表示宠物瓶的内径，L表示宠物瓶的总长度，L＞(D/2)。
所述内部电极20由例如钨或不锈钢这样的具有耐热性的金属材料制造，但也可以由铝制造。另外，当内部电极20表面平滑时，有可能在该内部电极20表面堆积的碳膜容易剥离。因此，最好将内部电极20表面预先进行喷砂处理，使表面粗糙度增大，这样，在表面堆积的碳膜不容易剥离。
其次，说明用图1所示的装置说明内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法。
利用未图示的推杆卸下外部电极底部件5、圆板状绝缘体7及基台3，将外部电极主体4的底部开放。然后，将塑料容器例如宠物瓶B自打开的外部电极主体4的底部侧、从瓶B的口部侧插入。而后，利用未图示的推杆顺序将外部电极底部件5、圆板状绝缘体7及基台3安装到外部电极主体4底部侧。由此，如图1所示，将宠物瓶B的口部至肩部收纳入由电介质材料构成的圆柱状衬套9的空洞部8内，且将所述瓶B的肩部至底部侧收纳入所述外部电极6内。此时，所述宠物瓶B通过其口部连通排气管12。
接着，利用未图示的排气装置通过分路排气管13及排气管12将所述排气管12及所述宠物瓶B内外的气体排出。通过气体供给管19将介质气体向内部电极20的气体流路21供给，自该内部电极20底部安装的盖23的排气孔22向宠物瓶B内排出。该介质气体进一步向宠物瓶B的口部流动。然后，取得气体供给量和排气量的平衡，将所述宠物瓶B内设定为规定的气压。
其次，由高频电源15通过电缆16、匹配器18及馈电端子17向所述外部电极16供给高频电力。此时，在所述外部电极6(实际上是所述宠物瓶B内面)和接地的所述内部电极20之间生成等离子。利用该等离子分解介质气体，并在所述宠物瓶B内面堆积生成的制膜种，形成涂敷膜(碳膜)。
当所述碳膜的膜厚达到规定的厚度后，将高频电源15的高频电力的供给停止，停止介质气体的供给，进行残留气体的排气，停止排气。然后，将氮气、惰性气体或空气等自所述气体供给管19通过内部电极20的气体流路21及盖23的排气孔22向宠物瓶B内供给。由此，将所述宠物瓶B内外恢复大气压，取出内面覆盖碳膜的宠物瓶。而后，按所述的顺序更换宠物瓶，进入下一宠物瓶的涂敷作业。
所述介质气体以碳氢化合物为基础，可使用例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、已烷等链烷类；乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、丁二烯等链烯类；乙炔等炔烃类；苯、甲苯、二甲苯、茚、萘、菲等芳香族碳水化合物类；环丙烷、环已烷等环链烷烃类；环戊烯、环乙烯等环烯类；甲醇、乙醇等含氧碳水化合物类；甲胺、乙胺、苯胺等含氮碳水化合物类等。所述介质气体也可以使用一氧化碳、二氧化碳等。
所述高频电力一般使用13.56MHz、100～1000W的电力，但不限于此。另外，该高频电力的施加可以是连续地，也可以是间断地(脉冲地)施加。
以上，根据第一实施例，将具有空洞部8的由电介质材料构成的圆柱状衬套9插入固定到外部电极6的上部，将宠物瓶B的至少口部至肩部收纳入所述衬套9的空洞部8内，且将所述宠物瓶B的肩部至底部侧收纳入所述外部电极6的主体4内，利用介质气体对所述宠物瓶B内的供给、高频电力对外部电极6的供给，在所述外部电极6(实际上是所述宠物瓶B内面)和接地的所述内部电极20之间生成等离子。由此，不仅所述宠物瓶B的肩部至底部侧的内面，而且在和由所述电介质材料构成的衬套9对向的宠物瓶B的口部至肩部的内面均可涂敷均匀厚度的碳膜。其结果可制造防止来自外部的氧气的透过、来自内部的(例如碳酸饮料)的透过的密封性优良的内面覆盖碳膜的宠物瓶。
另外，通过利用例如可注射模塑成型的塑料这样的电介质材料形成衬套9，可对应覆盖宠物瓶B的口部及肩部周围的部件的形状。因此，与现有的包括的这些部件的整体均由外部电极构成的情况相比，可简单地制造。另外，与现有的包括这些部件的整体均利用金属这样的导电材料由外部电极构成的情况相比，可将装置整体轻量化。
通过利用塑料或软质陶瓷这样的电介质材料形成衬套9，可防止在接触宠物瓶B的复杂的口部及肩部时，在该位置产生损伤。
另外，在所述的第一实施例中，将具有空洞部8的由电介质材料构成的圆柱状衬套9插入固定在外部电极6的主体上部，来对应宠物瓶B的口部至肩部，但也可以将由电介质材料构成的薄膜自宠物瓶B的肩部进一步延伸至底部。
(例1)使用所述的图1所示的碳膜形成装置使宠物瓶B的口部至肩部收纳入由电介质材料构成的衬套9的空洞部8内并接触其内面，且将所述瓶B的肩部至底部侧接触、收纳到外部电极6的内面，由下述条件在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。另外，圆柱状衬套9插入外部电极6内被该外部电极6收纳的高度约22cm的与宠物瓶B的口部及肩部对应的部分(自上部起11cm的位置)。
<涂敷条件>
圆柱状衬套9由ホトベ-ル(商品名、住金セラミツクス制)制造。
盖23的排气孔22孔径1mm、一个介质C2H2气体宠物瓶B及排气管12内的气压0.3Torr向外部电极供给的高频电力13MHz、1600W
(例2)使用图18所示的现有的碳膜形成装置使高度约22cm的宠物瓶B的自口部至底部侧接触、收纳在外部电极201的内面，并由下述条件在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。
<涂敷条件>
内部电极205的排气孔206孔径1mm、一个介质C2H2气体介质的气体流量58sccm宠物瓶B内的气压0.16Torr向外部电极201供给的高频电力13MHz、700W测定利用例1及例2涂敷了碳膜的宠物瓶的口部至底部的厚度。图2显示其结果。
由图2可知，在对应宠物瓶B的口部及肩部的外部电极6内插入由ホトベ-ル制造的圆柱状衬套9的本发明的例1中，可在宠物瓶B的整个内面涂敷均匀的碳膜。
与此相对，使宠物瓶B的口部至底部侧接触在外部电极201内面收纳的现有例2中，在宠物瓶B的内面中，由口部至肩部附近的内面涂敷厚的碳膜，碳膜的厚度不均匀。另外，在例2中，未记入高度5cm位置的厚度是由于在该位置的碳膜的厚度太厚而剥离的缘故。
第二实施例图3是显示第二实施例的对塑料容器内面形成碳膜的装置的剖面图。另外，在图3中，和所述的图1相同的部件使用相同符号，省略说明。
图3的碳膜形成装置具有导电部件24和外部电极6上端形成同一面的结构，其中，导电部件24在衬套9的上端面形成环状，其周缘向下方形成延伸筒体的形状，该筒体连接在所述外部电极6的主体4内面。另外，高频电源15兼作偏压电源。
其次，说明使用图3所示的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法。
利用未图示的推杆拆卸外部电极底部件5、圆板状绝缘体7及基台3，开放外部电极主体4的底部。然后，将塑料容器，例如宠物瓶B自开放的外部电极主体4的底部侧，从该瓶B的口部侧起插入。而后，利用未图示的推杆顺序地将外部电极底部件5、圆板状绝缘体7及架台3安装到外部电极主体4的底部侧。由此，如图3所示，将宠物瓶B的口部至肩部收纳入由电介质材料构成的圆柱状衬套9的空洞部8内，且将所述瓶B的肩部至底部侧收纳入所述外部电极6内。此时，所述宠物瓶B通过其口部连通排气管12。
其次，利用未图示的排气装置通过分路排气管13及排气管12将所述排气管12及所述宠物瓶B内外的气体排出。通过气体供给管19将介质气体供给到内部电极20的气体流路21中，并自该内部电极20的底部安装的盖23的排气孔22向宠物瓶B内排出。该介质气体进一步流向宠物瓶B的口部。然后，取得气体供给量和排气量的平衡，并将所述宠物瓶B内设定为规定的气压。
然后，由兼有偏压的高频电源15通过电缆16、匹配器18及馈电端子17将高频电力供给到所述外部电极6。此时，在所述内部电极20的周围生成等离子。由于所述外部电极6电连接到由电介质材料构成的衬套9上配置的导电部件24上，因此，可以其近旁接地的排气管12作为基准电位，由该外部电极6向内部电极20也就是向生成的等离子施加偏压。通过这样的等离子的生成及等离子向所述外部电极6的引入，可用通过由所述等离子分解介质气体得到的制膜种在施加了偏压电力的所述有底圆筒状外部电极6内的宠物瓶B内面上涂敷均匀厚度且均质的碳膜。
在所述碳膜的膜厚达到规定的厚度后，将所述高频电源15的高频电力的供给停止，停止介质气体的供给，进行残留气体的排气，停止气体的排气。然后，将氮气、惰性气体或空气等通过所述气体供给管12，通过内部电极20的气体流路21及盖23的排气孔22向宠物瓶B内供给。由此，将宠物瓶B内外恢复大气压，取出内面覆盖了碳膜的宠物瓶。而后，按所述的顺序更换宠物瓶，进入下一宠物瓶的涂敷作业。
所述介质气体可使用和所述第一实施例中说明的相同的气体。
所述高频电力一般使用13.56MHz、100～1000W的电力，但不限于此。另外，该高频电力的施加可以是连续的，也可以是间歇的(脉冲)。
以上，根据第二实施例，将具有空洞部8的由电介质材料构成的圆柱状衬套9插入固定到外部电极6的上部，同时，将导电部件24和所述外部电极6连接配置在所述衬套9上，将宠物瓶B的至少口部至肩部收纳入所述衬套9的空洞部8内，且将所述宠物瓶B的肩部至底部侧收纳入所述外部电极6内，利用介质气体向所述宠物瓶B内的供给、高频电力向外部电极6的供给，在所述外部电极6(实际上是所述宠物瓶B内面)和接地的所述内部电极20之间生成等离子。由此，可不仅在所述宠物瓶B的肩部至底部侧的内面，而且在和由所述电介质材料构成的衬套9对向的宠物瓶B的口部至肩部的内面都涂敷均匀厚度的碳膜，进一步可在包括所述宠物瓶B的口部至肩部的整个内面以均匀厚度涂敷匀质的碳膜。其结果可制造防止来自外部的氧气的透过、来自内部的(例如碳酸饮料)二氧化碳的透过的屏蔽性优良的内面覆盖碳膜的宠物瓶。
另外，可通过利用例如可注射模塑成型的塑料这样的电介质材料形成衬套9，对应覆盖宠物瓶B的口部及肩部周围的复杂形状的部件。因此，与现有的包括这些部件的整体均由外部电极构成的情况相比，可简单地制造。另外，与现有的包括这些部件的整体均利用金属这样的导电材料由外部电极构成的情况相比，可将装置整体轻量化。
另外，通过由塑料或软质陶瓷这样的电介质材料形成衬套9，可防止在接触宠物瓶B的复杂的口部及肩部时，在该位置产生损伤。
在将导电部件24近旁的接地的排气管12作为基准电位，并利用在所述外部电极6上连接的所述导电部件24施加偏压时，会在这些导电部件24和排气管12之间，也就是排气管12内生成不需要的等离子，碳膜的涂敷效率降低。使所述导电部件24近旁的所述排气管12内面部分露出，由绝缘膜(未图示)覆盖上方的排气管12部分，可防止所述不需要的等离子的产生。
另外，在所述的第二实施例中，将具有空洞部8的由电介质材料构成的圆柱状衬套9插入固定到外部电极6的上部，来对应宠物瓶B的口部至肩部，但也可以将由电介质材料构成的薄膜自宠物瓶B的肩部延伸至底部。
(例3)使用所述的图3所示的碳膜形成装置使宠物瓶B的口部至肩部收纳入上端安装有环状导电部件24的由电介质材料构成的衬套9的空洞部8内并接触其内面，且将所述瓶B的肩部至底部侧接触、收纳到外部电极6的内面，由下述条件在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。另外，圆柱状衬套9插入外部电极6内被收纳在该外部电极6中的高度约22cm的与宠物瓶B的口部及肩部对应的部分(自上部起11cm的位置)。
<涂敷条件>
圆柱状衬套9ホトベ-ル(商品名、住金セラミツクス制)环状导电部件24不锈钢制盖23的排气孔22孔径1mm、一个介质C2H2气体介质的气体流量26～394sccm宠物瓶B及排气管12内的气压0.08～1Torr在外部电极6上施加的高频电力13.56MHz、输出100W(一定)(例4)在所述的图3所示的碳膜形成装置中，使宠物瓶B的口部至肩部收纳入上端未安装环状导电部件的由电介质材料构成的衬套9的空洞部8内并接触其内面，且将所述瓶B的肩部至底部侧接触、收纳到外部电极6的内面，在和实施例2相同的条件下，在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。
在例3、4中，在外部电极6上施加13.56MHz、输出100W的高频电力，测定使宠物瓶B及排气管12内的气压在0.08～1Torr内变化时相对于内部电极20的偏压。图4(例3)及图5(例4)显示其结果。
由图4及图5可知，在第二实施例的例3中，当向外部电极6施加13.56MHz、输出100W的高频电力时，可通过压力的变化将-100V～-300V的偏压施加到内部电极20上。与此相对，在没有导电部件的例4中，施加相同的高频电力，即使使压力变化，也几乎不能向内部电极20施加偏压。这是由于，在例3中，通过在衬套9的上端安装由外部电极6延伸的导电部件24，可将和该导电部件24对向并接地的排气管12作为基准电位利用。
(例5)使用所述的图3所示的碳膜形成装置，使宠物瓶B的口部至肩部收纳入上端安装有环状导电部件24的由电介质材料构成的衬套9的空洞部8内并接触其内面，且将所述瓶B的肩部至底部侧接触、收纳到外部电极6的内面，由下述条件在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。另外，圆柱状衬套9插入外部电极6内与该外部电极6收纳的高度约22cm的宠物瓶B的口部及肩部对应的部分(自上部起11cm的位置)。
<涂敷条件>
圆柱状衬套9ホトベ-ル(商品名、住金セラミツクス制)环状导电部件24不锈钢制盖23的排气孔22孔径1mm、一个介质C2H2气体介质的气体流量80sccm宠物瓶B及排气管12内的气压0.2Torr(一定)在外部电极6上施加的高频电力13.56MHz、输出100～500W(例6)在所述的图3所示的碳膜形成装置中，使宠物瓶B的口部至肩部收纳入上端未安装环状导电部件的由电介质材料构成的衬套9的空洞部8内并接触其内面，且将所述瓶B的肩部至底部侧接触、收纳到外部电极6的内面，在和实施例3相同的条件下，在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。
在例5、6中，在外部电极6上施加13.56MHz、输出100～500W的高频电力，测定使宠物瓶B及排气管12内的气压稳定在0.2Torr时相对内部电极20的偏压。图6(例5)及图7(例6)显示其结果。
由图6及图7可知，在第二实施例的例5中，气压一定，通过向外部电极14施加13.56MHz的高频电力，使其输出变化，可将-100V～-500V的偏压施加到内部电极20上。与此相对，在没有导电部件的例6中，气压一定，即使施加输出不同的高频电力，也几乎不能向内部电极20施加偏压。这是由于，在例5中，通过在衬套9的上端安装由外部电极14延伸的导电部件24，可将和该导电部件24对向并接地的排气管12作为基准电位利用。
根据这样的第二实施例的例3、5，可利用所述的偏压将宠物瓶B内生成的等离子引入到外部电极6，可在宠物瓶B内面涂敷均匀厚度的碳膜。
第三实施例图8是显示第三实施例的对塑料容器内面形成碳膜的装置的剖面图，图9是图8的主要部分放大剖面图。
上下端具有凸缘41a、41b的筒状支撑部件42被载置在圆环状基台43上。筒状金属制的外部电极主体44被配置在所述支撑部件42内。圆板状的金属制外部电极底部件45被可拆装地安装在所述外部电极44的底部。利用所述外部电极主体44及所述外部电极底部件45构成具有可设置要形成碳膜的塑料容器(例如宠物瓶B)的大小的空间的例如有底圆筒状外部电极46。另外，在所述基台43和所述外部电极底部件45之间配置圆板状绝缘体47。
另外，利用未图示的推杆使所述外部电极底部件45、所述圆板状绝缘体47及所述基台43相对所述外部电极主体44一体地上下移动。开闭所述外部电极主体44底部。
由电介质材料构成的圆柱状衬套49被插入所述外部电极46的所述主体44的上部。该衬套49具有形成组合与在内部插入的宠物瓶B的口部及肩部对应的圆柱与圆锥台的形状的空洞部48。所述衬套49通过由在其上载置的后述的环状绝缘部件螺固的螺栓(未图示)固定。导电部件50其筒体设在所述衬套49的上端面，在所述外部电极46内和外部电极46上端设成同一面。该导电部件50为环状，其周缘向下方延伸形成筒体的形状。这样，在将圆柱状衬套49及导电部件50插入固定在所述外部电极46的所述主体44上部的结构中，当自所述外部电极46的底部侧插入宠物瓶B时，该宠物瓶B外周的口部及肩部被收纳入所述衬套56的空洞部55内，且将其余的宠物瓶B外周收纳入所述外部电极46内。
作为构成所述衬套49的电介质材料，可使用和所述第一实施例中说明的相同的材料。
环状绝缘部件51被载置在所述外部电极46上面，该环状绝缘部件51上面和所述筒状支撑部件42的上部凸缘41a形成同一面。上下具有凸缘52a、52b的排气管53被载置在所述支撑部件42的上部凸缘41a及所述环状绝缘部件51上面。该排气管53被接地。通过从所述排气管53的下部凸缘52b将未图示的螺栓紧固在所述支撑部件42的上部凸缘41a上，在所述支撑部件42上固定所述排气管53。另外，通过将未图示的螺栓从所述排气管53的下部凸缘53b贯通所述环状绝缘部51，螺固在外部电极46的主体44上，在所述环状绝缘部件51及所述外部电极46上固定所述排气管53。所述环状绝缘部件51相对所述外部电极46也由所述螺栓固定。另外，所述排气管53和所述环状绝缘部件51及所述外部电极46的固定形成不由螺栓电导通安装所述排气管53和所述外部电极46的结构。分路排气管54的一端被连接在所述排气管53的侧壁。该分路排气管54的另一端安装未图示的真空泵这样的排气设备。
例如，输出频率为13.56MHz的高频电力的高频电源55通过电缆56及匹配器57连接在所述外部电极46的主体44上。匹配器53被介装于所述高频电源55和所述馈电端子57之间的电缆56上。
中心部具有绝缘环59并接地的盖体60被安装在所述排气管53的上部凸缘52a上。框体61被安装在所述盖体60上。
兼有高高频电力的端子的气体供给管62从所述框体61内贯通所述盖体60的绝缘环59，并通过所述排气管53插入所述衬套49内。该气体供给管62的上端通过绝缘接头64连接在从外部贯通所述框体61插入的气体导入管63下端。
上端具有凸缘管65的接地屏蔽管66覆盖所述排气管53及位于所述衬套49内的所述气体供给管62部分进行配置。另外，所述接地屏蔽管66位于所述衬套49内及该衬套49近旁的所述排气管53内。所述凸缘管65的上端被连接在所述盖体60的内面。也就是说，所述接地屏蔽管66通过所述凸缘管65连接在接地的所述盖体60上。
内部电极67以其大致纵向总长被配置在所述外部电极46及衬套49内(插入宠物瓶B的空间)。该内部电极67的上端被拆装自由地安装在位于所述衬套49侧的所述气体供给管62下端。在所述内部电极67的中心轴设有气体流路68。盖70被拆装自由地安装在所述内部电极67的底部。该盖70上穿设有用于排出介质气体的排气孔69。
另外，排气孔也可以在所述内部电极67的下部侧壁开口，以和所述气体流路68连通。此时，排气孔最好在自所述内部电极67的底部至所述宠物瓶B内插入的长度的25％的范围内的侧面区域开口。
所述内部电极67的直径为瓶B的接头直径以下，长度为可沿宠物瓶B的纵向大致总长插入的长度。作为长度的标准为相对宠物瓶B总长度的比例为{1-D/(2L)}左右。在此，D表示宠物瓶的内径，L表示宠物瓶的总长度，L＞(D/2)。
所述内部电极67由例如钨或不锈钢这样具有耐热性的金属材料制造，但也可以由铝制造。另外，当内部电极67表面平滑时，有可能容易剥离在其内部电极67表面堆积的碳膜。因此，最好将内部电极20表面预先进行喷砂处理，使表面粗糙度增大，这样，在表面堆积的碳膜不容易剥离。
高高频电源71通过电缆72及馈电端子73连接在兼有高高频电力的端子的所述气体供给管62侧面。匹配器74介装于所述高高频电源71和所述馈电端子73之间的所述电缆72上。
绝缘膜75形成在与所述接地屏蔽管66对向的所述排气管53的内面。该绝缘膜75由例如聚四氟乙烯这样的氟树脂制造。
其次，说明使用图8及图9所示的装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法。
利用未图示的推杆卸下外部电极底部件45、圆板状绝缘体47及基台43，将外部电极主体44的底部开放。然后，由将塑料容器例如宠物瓶B从开放的外部电极主体44的底部侧，自该瓶B的口部侧起插入。而后，利用未图示的推杆将外部电极底部件45、圆板状绝缘体47及基台43顺序地安装在外部电极主体44的底部侧。由此，如图8所示，宠物瓶B的口部至肩部被收纳入由电介质材料构成的圆柱状衬套49的空洞部48内，所述瓶B的肩部至底部侧被收纳入所述外部电极46内。此时，所述宠物瓶B通过其口部与排气管53连通。
其次，利用未图示的排气装置通过分路排气管54及排气管53将所述排气管53内及所述宠物瓶B内外的气体排出。然后，将介质气体通过气体导入管63及气体供给管62向内部电极67的气体流路68供给。供给的介质气体自所述内部电极67底部安装的盖70的排气孔69向宠物瓶B内排出。该介质气体进一步流向宠物瓶B的口部。而后，取得气体供给量和排气量的平衡，将所述宠物瓶B内设定为规定的气压。
其次，自偏压用电源55通过电缆56、匹配器59及馈电端子57向所述外部电极46供给偏压电力。然后，或与此同时，将来自高高频电源71的高高频电力通过电缆72、匹配器74及馈电端子73向气体供给管62供给，并通过该气体供给管62向内部电极67供给高高频电力。此时，在所述内部电极67的周围生成等离子。另外，所述外部电极46被电连接在由电介质材料制造的衬套49上配置的导电部件50上。因此，可以所述导电部件50近旁的接地的排气管63为基准电位，由该外部电极46向内部电极87施加偏压，也就是向生成的等离子施加偏压。
其结果是，a)当使用高高频电力时，特别是在低气压条件下可得到比高频电力高的电子密度，故可将和介质气体的冲撞频率提高，将制膜种密度提高。b)当调整偏压电力时，可使和偏压电位的电位差可变，因此，可调整向宠物瓶B内面入射的离子能。c)由于离子密度与电子密度成比例，故可通过和所述的电位差的调整共同作用控制入射在宠物瓶B内面的离子量。通过这样的等离子的生成及对内部电极67施加偏压产生的向所述外部电极46引入等离子，可将在由所述等离子分解介质气体时得到的制膜种在施加了偏压电力的所述外部电极46内的宠物瓶B内面以均匀的厚度高速地涂敷均质的碳膜。
在所述碳膜的厚度达到规定的膜厚后，停止来自所述偏压用电源55及高高频电源71的偏压电力、高高频电力的供给，停止介质气体的供给，进行残留气体的排气，停止气体排气。然后，将氮气、惰性气体或空气自所述气体导入管63通过气体供给管62、内部电极67的气体流路68及盖70的排气孔69向宠物瓶B内供给。将该宠物瓶B内外恢复大气压。然后，取出内面覆盖碳膜的宠物瓶。而后，按所述的顺序更换宠物瓶B，进入下一宠物瓶的作业。
作为所述介质气体，可使用所述第一实施例中所述的相同的气体。
所述高高频电力一般定义为30～300MHz，但不限于此。另外，这些电力的施加可以是连续的，也可以是间歇的(脉冲)。
以上，根据第三实施例，将具有空洞部48的由电介质材料构成的圆柱状衬套49插入固定到外部电极46的上部，同时，将导电部件50在所述衬套49上和所述外部电极46连接配置，将宠物瓶B的至少口部至肩部收纳入所述衬套49的空洞部48内，且将所述宠物瓶B的肩部至底部侧收纳入所述外部电极46内，利用介质气体向所述宠物瓶B内的供给、偏压电力向外部电极46的施加、高高频电力向内部电极87的供给，在所述内部电极87和所述外部电极46(实际上是所述宠物瓶B内面)之间生成等离子。由此，可不仅在所述宠物瓶B的肩部至底部侧的内面，而且在和由所述电介质材料构成的衬套49对向的宠物瓶B的口部至肩部的内面涂敷均匀厚度的碳膜。进一步可在所述宠物瓶B的包括口部至肩部的整个内面以均匀的厚度涂敷匀质的碳膜。特别是，与所述的第二实施例相比，可通过向内部电极87供给高高频电力，在所述宠物瓶B的整个内面高速地涂敷所述碳膜。其结果可批量制造防止来自外部的氧气的透过、来自内部(例如碳酸饮料)的二氧化碳的透过的屏蔽性优良的内面覆盖碳膜的宠物瓶。
另外，可通过利用例如可注射模塑成型的塑料这样的电介质材料形成衬套49，对应覆盖宠物瓶B的口部及肩部周围的复杂形状的部件。因此，与现有的包括这些部件的整体由外部电极构成的情况相比，可简单地制造。另外，与现有的包括这些部件的整体均利用金属这样的导电材料由外部电极构成的情况相比，可将装置整体轻量化。
另外，通过由塑料或软质陶瓷这样的电介质材料形成衬套49，可防止在接触宠物瓶B的复杂的口部及肩部时，在该位置产生损伤。
另外，在所述导电部件50和排气管53之间，也就是在排气管53内，通过将该导电部件50近旁接地的排气管53作为基准电位，并利用在所述外部电极46上连接的所述导电部件50施加偏压电力，会在这些导电部件50和排气管53之间，也就是排气管53内生成不需要的等离子。因此，碳膜的涂敷效率降低。这样的不需要的等离子的生成可通过使所述导电部件24近旁的所述排气管12内面部分露出，由绝缘膜73覆盖上方的排气管73部分来防止。
在施加了高高频电力的气体供给管62和接地的排气管53之间，也就是排气管60内也同样会生成不需要的等离子，使碳膜的涂敷效率降低。这样的不需要的等离子的生成可通过在所述气体供给管62周围配置接地的接地屏蔽管66防止。
另外，在所述的第三实施例中，将具有空洞部48的由电介质材料构成的圆柱状衬套49插入固定到外部电极46的上部，来对应宠物瓶B的口部至肩部，但也可以将由电介质材料构成的薄膜自宠物瓶B的肩部延伸至底部。
(例7)使用所述的图8及图9所示的碳膜形成装置，使宠物瓶B的口部至肩部收纳入上端安装有环状导电部件50的由电介质材料构成的衬套49的空洞部48内，并接触其内面。另外，使所述瓶B的肩部至底部侧接触并收纳在外部电极46的内面。在该状态下，由下述条件在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。另外，圆柱状衬套49在外部电极46内插入对应该外部电极46收纳的高度约22cm的宠物瓶B的口部及肩部的部分(自上部起11cm的位置)。
<涂敷条件>
圆柱状衬套49ホトベ-ル(商品名、住金セラミツクス社制)环状导电部件50不锈钢制盖70的排气孔69孔径1mm、一个介质C2H2气体介质的气体流量40～80sccm宠物瓶B及排气管53内的气压0.08～0.2Torr向内部电极67供给的高高频电力100MHz、250W
在外部电极46上施加的高频电力13.56MHz、输出250W在例7中，在外部电极46上施加13.56MHz、输出250W的高频电力，测定使宠物瓶B及排气管53内的气压为0.2Torr时相对内部电极67的偏压。图10显示其结果。
由图10可知，在第三实施例的例7中，压力为0.2Torr，可施加约-450V的偏压，如所述的第二实施例的例5(图6显示)，可施加供给250W的高频电力时大致相同的偏压。
根据这样的例7，可在内部电极67上供给高高频电力，在所述宠物瓶B内生成高密度的等离子，同时，可利用所述的偏压将所述等离子引入外部电极54，可在宠物瓶B内面高速地涂敷均匀厚度的碳膜。
第四实施例图11是显示对第四实施例的塑料容器内面形成膜的装置的剖面图。
上下端具有凸缘101a、101b的圆筒状电磁屏蔽部件102被载置并电连接在圆环状的下部密封部件103上，进行密封，以防止由装置泄漏高频。筒状金属制的外部电极主体104被配置在所述电磁屏蔽部件102内，位于凸缘101a的下方。圆板状的金属制外部电极底部件105被可拆装地安装在所述外部电极104的底部。利用所述外部电极主体104及所述外部电极底部件105构成具有可设置形成碳膜的塑料容器(例如宠物瓶B)的大小的空间的例如有底圆筒状外部电极106。另外，在所述下部密封部件103和所述外部电极底部件105之间配置圆板状绝缘体107。
另外，利用未图示的推杆将所述外部电极底部件105、所述圆板状绝缘体107及所述下部密封部件103相对所述外部电极主体104一体地上下移动，开闭所述外部电极主体104底部。
由电介质材料构成的圆柱状衬套109被插入所述外部电极106的所述主体104的上部。该圆柱状衬套109具有形成组合与插入内部的塑料容器(例如宠物瓶)B的口部及肩部对应的圆柱与圆锥台的形状的空洞部108。所述衬套109通过自其上载置的后述的环状绝缘部件螺固的螺栓(未图示)固定。这样，通过将圆柱状衬套109插入固定在所述外部电极106的所述主体104的上部，当由所述外部电极106的底部侧插入宠物瓶B时，使该宠物瓶B外周的肩部与所述衬套109的空洞部108内面接触或接近，且其余的宠物瓶B的外周接触或接近所述外部电极106的内面。
作为构成所述衬套109的电介质材料，可列举和所述第一实施例中说明的相同的材料。
环状绝缘部件110被载置在所述外部电极106上面，该环状绝缘部件110上面和所述筒状电磁屏蔽部件102的上部凸缘101a形成同一面。通过自所述环状绝缘部件110至所述衬套109上紧固未图示的螺栓，将所述衬套109插入固定在所述外部电极106内。所述环状绝缘部件110的下面也可以和宠物瓶B的口部上端面一致。但是，最好使宠物瓶B的口部至肩部侧较厚。这是为了抑制在宠物瓶B内部产生的等离子，防止在该宠物瓶B口部内面粘附膜，使外观漂亮。
上下具有凸缘111a、111b的排气管112被载置在所述电磁屏蔽部件102的上部凸缘101a及所述环状绝缘部件110上面。通过自所述排气管112的下部凸缘111b至所述电磁屏蔽部件102的上部凸缘101a紧固未图示的螺栓，将所述排气管112固定在所述电磁屏蔽部件102上。另外，将未图示的螺栓自所述排气管112的下部凸缘111b贯通所述环状绝缘部110紧固在外部电极106的主体104上，将所述排气管112固定在所述环状绝缘部件110及所述外部电极106上。所述环状绝缘部件110还与利用所述螺栓的螺固所述外部电极106固定。另外，所述排气管112和所述环状绝缘部件110及所述外部电极106的固定形成不由螺栓电导通所述排气管112和所述外部电极106的结构。分路排气管113的一端被连接在所述排气管112的侧壁。该分路排气管113的另一端安装有未图示的真空泵这样的排气设备。
例如，用于将13.56MHz的高频电力作为偏压电力施加的偏压用电源114通过同轴电缆115及使用N型插座(未图示)的馈电部116连接在所述外部电极106上。匹配器117介装在所述同轴电缆115上。另外，所述排气管112的下部凸缘111b利用所述同轴电缆115的外皮屏蔽(未图示)接地。在所述下部凸缘111b上电连接的例如电磁屏蔽部件102这样的部件全部被接地。
盖体119被气密地固定在所述排气管112的上部凸缘111a上。该盖体119的中心部具有绝缘环118，并通过和所述下部凸缘111b的电连接接地。框体120被安装在所述盖体119上。
兼有高高频电力端子的气体供给管121自所述框体120内贯通所述盖体119的绝缘环118，并通过所述排气管112插入至所述衬套109内。该气体供给管121的上端通过绝缘接头连接在自外部贯通所述框体120，插入的气体导入管112下端。
上端具有凸缘部125的接地屏蔽管24覆盖所述排气管112及位于所述衬套109内的所述气体供给管121部分进行配置。所述接地屏蔽管124通过将其上部的凸缘125紧固在所述盖体119上固定并接地。所述接地屏蔽管124位于所述衬套109内及该衬套109近旁的所述排气管112内。
内部电极126以其纵向大致全长被配置在所述外部电极106及衬套109内(插入宠物瓶B的空间)。该内部电极126的上端被自由拆装地安装在位于所述衬套109侧的所述气体供给管121下端。在所述内部电极126的中心轴设有气体流路127。
另外，也可以在所述内部电极126的下部侧壁开设排气孔，使其和所述气体流路127连通。此时，排气孔最好在自所述内部电极126底部插入所述宠物瓶B内的长度25％的范围内的侧面区域开口。
所述内部电极126的直径为瓶B的接头直径以下，长度为可插入宠物瓶B纵向的大致总长度的长度。作为长度的标准，相对于宠物瓶B总长度的比例为｛1-D/(2L)}左右。在此，D表示宠物瓶的内径，L表示宠物瓶的总长度，L＞(D/2)。
所述内部电极126可由各种金属材料制作，但考虑高频传输中的皮层效应的影响，其表面最好采用铝或金等这样的电导率高且稳定的材料。但是，考虑其成本，最好由铝制作整体。另外，当内部电极126表面的中途形成平滑时，在该内部电极126表面堆积的碳膜有可能容易剥离。因此，最好将内部电极126的表面预先进行喷砂处理，这样，使表面粗糙度增大，则在表面堆积的碳膜不容易剥离。另外，相反也有使表面形成得非常平滑，使每次涂敷处理堆积的碳膜容易除去或吹掉的方法。
用于供给高高频电力的高高频电源128通过同轴电缆129及馈电部130连接在所述气体供给管121上。匹配器131介装在同轴电缆129上。所述馈电部130使用N(型)插座(未图示)安装在所述框体120上。同轴电缆129的皮层屏蔽也介由所述N型插座的外导体(都也未图示)和所述框体120连接，并使所述高高频电源128和偏压用电源114接地，全部形成同电位的接地电位。
在所述的碳膜形成装置中，通过所述偏压用电源114及高高频电源128施加的高高频及偏压用高频利用下部屏蔽部件103、圆筒状电磁屏蔽部件102、排气管112、盖体119、框体120电屏蔽在本装置内，不会释放到空间中。
其次，用图11所示的膜形成装置说明内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法。
利用未图示的推杆卸下外部电极底部件105、圆板状绝缘体107及下部屏蔽部件103，开放外部电极主体104的底部。而后，将塑料容器例如宠物瓶B自开放的外部电极主体104底部侧从其瓶B口部侧起插入。然后，利用未图示的推杆将外部电极底部件105、圆板状绝缘体107及下部屏蔽部件103顺序地安装到外部电极主体104底部侧。这样，如图11所示，在由电介质材料构成的圆柱状衬套109的空洞部108内收纳宠物瓶B的口部至肩部，使所述几部至肩部与其内面接触或近接，且将所述宠物瓶B的肩部至底部侧接触或接近并收纳在所述外部电极106内面。此时，所述宠物瓶B通过其口部连通排气管112。
其次，利用未图示的排气装置，通过分路排气管113及排气管112将所述排气管112及所述宠物瓶B内外的气体排出。从气体导入管122通过气体供给管121向内部电极125的气体流路126供给介质气体，并向宠物瓶B内排出。该介质气体进一步流向宠物瓶B的口部。然后，取得气体供给量和气体排气量的平衡，将所述宠物瓶B内设定为规定的气压。
其次，将来自偏压用电源114的偏压电力通过电缆115、匹配器117及馈电部116施加到所述外部电极106上。然后，或与此同时将来自高频电源128的高高频电力通过电缆129、匹配器131及馈电部130供给到气体供给管121，而后，通过该气体供给管121向所述内部电极126供给高高频电力。其结果在所述内部电极126周围生成等离子。
此时，接地屏蔽管124被配置在所述气体供给管121外周，位于所述衬套109、环状绝缘部件110及所述排气管112内，同时，通过凸缘部125接地。因此，可使所述接地屏蔽管124形成基准电位由所述外部电极106向生成的等离子施加偏压。
另外，在所述气体供给管121上施加的高高频电场通过在气体供给管121外周配置所述接地屏蔽管124而被遮蔽。因此，可防止向排气管112内施加高高频电场。
另外，通过将所述接地屏蔽管124由宠物瓶B的口部插入内部，由宠物瓶B的口部附近部分遮蔽在所述气体供给管121及内部电极126上施加的高高频电场。因此，可防止在所述宠物瓶B口部的空间施加高高频电场。并且，在将环状绝缘部件110的下面置于所述宠物瓶B的口部上端至肩部之间的高度时，也可防止将外部电极106上施加的偏压施加到所述宠物瓶B口部的空间。
其结果可利用如下这样的效果提高对宠物瓶B内面涂敷碳膜的速度及膜质。
a)当使用高高频电力时，特别是在低气压条件与高频电力相比，可得到高的电子密度，故可提高和介质气体的撞击频率，提高制膜种密度。
b)由于调整偏压电力时可改变和等离子电位的电位差，因此，可调整向宠物瓶B内面入射的离子能。
c)由于离子密度与电子密度成比例，故可和所述的电位差的调整一起控制入射在宠物瓶B内面的离子通量。
进一步可得到如下的效果d)在气体供给管121上施加的高高频电场利用在气体供给管121外周配置所述接地屏蔽管124而被遮蔽。因此，可防止高高频电场施加到排气管112内。其结果，可防止在宠物瓶B的口部附近强烈地产生利用所述高高频电场得到的等离子。由于高高频电力能不由在宠物瓶B的口部附近产生的等离子损耗地到达内部电极126，可提高电力传输效率，故可提高宠物瓶B内部产生的等离子的密度。
e)由于电场的集中而容易引起厚壁化的宠物瓶B肩部的涂敷速度可利用衬套109内径方向的厚度或接地屏蔽管124长度的调节来控制。因此，可提高碳膜对宠物瓶B内面的涂敷速度及膜质。
通过这样生成等离子，可在宠物瓶B内面高速度地涂敷均匀厚度、均质的碳膜，可制造优质的内面覆盖碳膜的宠物瓶。
形成规定的膜厚后，停止来自所述偏压用电源114及高高频电源128的偏压电力、高高频电力的供给，停止介质气体供给，进行残留气体排气，停止气体排气。然后，将氮气、惰性气体或空气等自所述气体导入管122通过气体供给管121，再通过内部电极126的气体流路127供给到宠物瓶B内，将该宠物瓶B内外恢复大气压。而后，按前述的顺序更换宠物瓶B，进入下一宠物瓶的涂敷作业。
所述介质气体可使用和所述第一实施例中叙述的相同的气体。
所述高高频电力一般被定义在30～300MHz，但不限于此。另外，这些电力的施加可以是连续的，也可以是间断的(脉冲)。
所述偏压电力一般使用13.56MHz，范围为50kHz～20MHz、100～1000W的电力，但不限于此。另外，该偏压电力的施加可以是连续的，也可以是间断的(脉冲)。
以上，根据第四实施例，将接地的接地屏蔽管124配置在气体供给管121外周使其位于衬套109内及该衬套109近旁的排气管112内，且将宠物瓶B的至少口部至肩部收纳入所述衬套109的空洞部108内，且将所述宠物瓶B的肩部至底部侧接触并收纳入所述外部电极106内，自气体供给管121将介质气体通过兼作排出管的内部电极126的排出孔供给入所述宠物瓶B内，通过对外部电极106施加偏压电力，对内部电极126供给高高频电力，在所述内部电极126和所述外部电极106(实际是所述宠物瓶B内面)之间生成等离子。通过这样生成等离子，可在所述宠物瓶B内面涂敷均匀厚度的碳膜。另外，通过由所述外部电极106向内部电极126施加偏压，也就是向生成的等离子施加偏压，可在所述宠物瓶B的包含口部至肩部的内面整体涂敷均匀厚度的均制的碳膜。特别是通过向内部电极126供给高高频电力，可在所述宠物瓶B内面整体高速度地涂敷所述碳膜。其结果可批量地制造防止来自外部氧气的透过、来自内部(例如碳酸饮料)的二氧化碳的透过的密封性优良的内面覆盖碳膜的宠物瓶。
另外，在施加高高频电力的气体供给管121和接地的排气管112之间，也就是排气管112内会生成不需要的等离子，而使碳膜涂敷效率降低。通过在所述气体供给管121周围配置接地的接地屏蔽管124可防止所述不需要的等离子生成。
在宠物瓶B的外观上，最好不在其口部部分的内面部分粘付屏蔽膜。通过由宠物瓶B的口部将所述接地屏蔽管124插入至内部可抑制该部分的等离子产生。另外，通过在宠物瓶B的口部上端至肩部之间配置环状绝缘部件110可防止对宠物瓶B口部施加偏压电场。利用该两个效果可得到宠物瓶B口部未粘付屏蔽膜，且商品价值高的内面覆盖碳膜的宠物瓶。由于使宠物瓶B与外部电极106内壁在数毫米以内接近，故在宠物瓶B的外壁和外部电极106内壁间的空洞部不产生等离子，因此，不会在宠物瓶B的外壁进行涂敷。
通过利用例如可注射模塑成型的塑料这样的电介质材料形成衬套109，可对应覆盖宠物瓶B的口部及肩部周围的复杂形状的部件。因此，与现有的包括这些部件的全部由外部电极构成的情况相比，可简单地制造。另外，与现有的包括这些部件的全部利用金属等导电材料由外部电极构成的情况相比，可将装置整体轻量化。这是在高速连续涂敷装置采用旋转式时的重要优点。
另外，在所述的第四实施例中，将具有空洞部108的由电介质材料构成的圆柱状衬套109插入固定在外部电极106的上部，来对应宠物瓶B的口部至肩部，但也可以将由电介质材料构成的薄膜自宠物瓶B的肩部延伸至底部。
接地屏蔽管124不限于如图11所示使其下端位于宠物瓶B口部附近的形状。例如，如图12所示，也可以使接地屏蔽管124下端位于宠物瓶B躯干部中央附近，来有效地缩短内部电极126的长度。这样，可抑制在宠物瓶B口部附近或排气管112内产生的不需要的等离子。因此，可在宠物瓶B内有效的等离子上消耗向内部电极供给的高频电力。因此，可提高涂敷速度。另外，可向宠物瓶B内的等离子高效地施加偏压，可提高涂敷品质。
(例8)使用所述的图11所示的碳膜形成装置使宠物瓶B的口部至肩部收纳入由电介质材料构成的衬套109的空洞部48内，并接触或接近其内面，且将所述瓶B的肩部至底部侧接触或近接外部电极106内面而收纳。将接地的接地屏蔽管124配置在气体供给管121外周，使其位于所述衬套109内及该衬套109近旁的排气管112内，由下述条件在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。另外，圆柱状衬套109插入外部电极106内对应该外部电极106上收纳的高度约22cm的宠物瓶B的口部及肩部的部分(自上部起11cm的位置)。
<涂敷条件>
圆柱状衬套109ホトベ-ル(住金セラミツクス制)接地屏蔽管124不锈钢制内部电极126的气体流路127内径4mm介质C2H2气体介质的气体流量40～80sccm宠物瓶B及排气管112内的气压0.08～0.2Torr
向内部电极126供给的高高频电力100MHz、250W在外部电极106上施加的高频电力13.56MHz、输出250W测定利用例8及所述的现有的例2涂敷碳膜的宠物瓶的口部至底部的厚度。图13显示其结果。
由图13可知，在对应宠物瓶B的口部及肩部的外部电极114内插入由ホトベ-ル制造的圆柱状衬套109的例8中，可在宠物瓶B的整个内面涂敷均匀的碳膜。
与此相对，在使宠物瓶B的口部至底部侧接触外部电极201内面并收纳的图18所示的现有例2中，在宠物瓶B的内面中，由口部至肩部附近的内面涂敷厚的碳膜，碳膜的厚度不均匀。另外，在例2中，未记入高度5cm位置的厚度是由于该位置的碳膜厚而剥离的缘故。
(例9)在所述的图11所示的碳膜形成装置中，不在气体供给管外周配置接地屏蔽管，使宠物瓶B的口部至肩部收纳入由电介质材料构成的衬套109的空洞部48内并接触或接近其内面，且将所述瓶B的肩部至底部侧接触或接近外部电极106内面而收纳。其它和例8使用相同的条件，在所述宠物瓶B内面涂敷碳膜。
在例8及例9中，在外部电极106上施加13.56MHz、输出250W的高频电力，测定宠物瓶B及排气管112内的气压为0.2Tort时对内部电极126的偏压。表1显示其结果。
表1
由所述表1可知，在第四实施例的例8中压力为0.2Torr时可施加、约-420V的偏压。与此相对，在不具有接地屏蔽管的例9中即使施加相同的高频电力，也几乎不能向内部电极126施加偏压。这是由于在例8中，通过在气体供给管121外周配置接地的接地屏蔽管124，可将该接地的接地屏蔽管124作为外部电极106的基准电位使用。
根据该例8，向内部电极126供给高高频电力，可在所述宠物瓶B内生成高密度的等离子，同时，可利用所述的偏压将所述等离子引入外部电极106，可向宠物瓶B内面高速度地涂敷均匀厚度的高品质的碳膜。
第五实施例图14是显示第五实施例的对塑料容器内面形成碳膜的装置的剖面图。
该第五实施例的碳膜形成装置除具有以下说明的结构以外，其它和所述的图11所示的第四实施例的碳膜形成装置相同。接地屏蔽管124延伸至宠物瓶B内部中央附近，其表面积变大。内部电极126长度缩短相当于使所述接地屏蔽管124加长的量。外部电极106延伸至宠物瓶B的口附近。在宠物瓶B口部外周设置的衬套109和所述外部电极106相同，延伸至宠物瓶B的口附近。
如图14及图15所示，接地屏蔽管124具有如下结构，为将表面积增大，在其外周面局部(位于排气管112的外周面部分及内部电极126正上方的外周面部分)安装凸部132。另外，如图16所示，为将接地屏蔽管124的表面积增大，也可以在其外周面的局部(位于排气管112的外周面部分及内部电极126正上方的外周面部分)形成波纹状突起133。
在这样的第五实施例中，通过将外部电极106延伸至宠物瓶B口部附近，对外部电极106施加偏压、对内部电极126供给高高频电力，在所述内部电极126和所述外部电极106(实际上是所述宠物瓶B内面)及排气管124内部生成等离子。此时，由该等离子可见到的接地电极的表面积是所述凸部132和接地屏蔽管124的表面积之和，该表面积比所述的第四实施例中的表面积大。在等离子和电极之间产生的接地电压与电极的面积比大致成反比。由于位于外部电极106内的宠物瓶B内侧的表面积和所述接地屏蔽管124的表面积之比小，故在外部电极106和等离子之间产生的外层电压(シ-ス电压)，也就是在宠物瓶B内侧产生的外层电压增高。这种在宠物瓶B内侧产生的高的外层电压使宠物瓶B内的离子加速，使对宠物瓶B内侧表面的入射能提高。其结果可在宠物瓶B内面涂敷具有更优良膜质的碳膜。
第六实施例图17是在第六实施例的对塑料容器内面形成碳膜的装置中组装电源系统的等效电路图。
该第六实施例的碳膜形成装置具有如下结构，除不在气体供给管外周配置接地屏蔽管以外，其它结构和所述的图11所示的第四实施例的碳膜形成装置相同。
如图17所示，偏压用电源114通过电缆115连接在外部电极106上。匹配器117被介装在所述电缆115上。该匹配器117包括在所述电缆115上介装的第一可变电容器C1；一端自所述偏压用电源114和所述第一可变电容器C1之间的电缆115分路，另一端接地的分路电缆161；介装在该分路电缆161上的第二可变电容器C2。
高高频电源128通过电缆129连接在内部电极126上。另外，电缆129被连接在气体供给管(未图示)上，但在此，通过为了方便将其连接在内部电极126上进行说明。匹配器131被介装在所述电缆129上。该匹配器131包括在所述电缆129上介装的第一可变电容器C1’；一端自所述高高频电源128和所述第一可变电容C1’之间的电缆129分路，另一端接地的分路电缆162；介装在该分路电缆162上的第二可变电容C2’。电感L的一端连接在所述匹配器131和未图示的气体供给管之间的导通经路上，另一端接地。
根据这样的结构，和所述的第四实施例相同，自偏压用电源114将偏压电力通过电缆115、偏压用匹配器117施加到外部电极106上。自高高频电源128将高高频电力通过电缆129、匹配器131向内部电极126供给。由此，在所述内部电极126和所述外部电极106之间产生放电，生成等离子。此时，电感L的一端连接在所述匹配器131和未图示的气体供给管之间的导通经路上，另一端接地，由此，可使施加高高频电力的内部电极126相对于外部电极106作为接地电极起作用。其结果是，不在气体供给管外周配置接地屏蔽管，就可和第四实施例同样地由外部电极106向内部电极126也就是生成的等离子施加偏压。
根据以上详述的本发明，可提供能向塑料容器整个内面涂敷具有均匀膜厚的碳膜的对塑料容器内面形成碳膜的装置。
根据本发明，可提供向内面涂敷具有均匀膜厚的碳膜，且相对于氧气及二氧化碳的密封性优良的塑料容器的制造方法。
根据本发明，可利用偏压将塑料容器内生成的等离子引入该容器内面，可提供，能向塑料容器整个内面涂敷具有优良的膜质、且具有均匀膜厚的碳膜的，对塑料容器内面形成碳膜的装置。
根据本发明，可提供内面涂敷具有优良的膜质、且具有均匀膜厚的碳膜、并且相对于氧气及二氧化碳的密封性更优良的塑料容器的制造方法。
根据本发明，可提供一种向塑料容器内面形成碳膜的装置，其可向内部电极供给高高频电力，在塑料容器内生成高密度的等离子，同时，可利用偏压将所述等离子引入所述容器内面，将具有优良的膜质且具有均匀膜厚的碳膜向塑料容器整个内面高速地涂敷。
根据本发明，可提供一种可批量制造塑料容器的方法，该塑料容器内面高速地涂敷具有优良的膜质、且具有均匀膜厚的碳膜，相对于氧气及二氧化碳的密封性更优良。
权利要求
1.一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其具有在插入作为被处理物的塑料容器时，包围除去该容器的口部及肩部的外周的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入了所述容器时，至少设于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；排气管，其介由绝缘部件安装在所述容器口部侧的所述外部电极端面；内部电极，其由所述排气管侧插入所述外部电极内的所述容器内，其插入深度为所述容器的纵向的大致全长，并与接地侧连接，同时，穿设有用于排出介质气体的排气孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述内部电极供给介质气体；高频电源，其被连接在所述外部电极。
2.一种内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，使用权利要求1所述的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器，其具有如下工序(a)将作为被处理物的塑料容器插入有底筒状的外部电极内及由电介质材料构成的衬套内，至少将该容器的口部及肩部的外周包围在所述衬套内，其余的所述容器部分的外周包围在所述外部电极内；(b)将在底部或侧面区域或在该两处穿设有用于排出介质气体的通孔的内部电极、从在所述容器口部一侧的所述外部电极端面上介由绝缘部件安装的排气管、插入所述容器内部的大致纵向全长；(c)利用排气管装置将所述容器内的气体通过所述排气管排气，同时，利用气体供给装置向所述内部电极供给介质气体，并由该内部电极的排气孔向所述塑料容器内排出介质气体，将包括所述塑料容器内的排气管内设定为规定的气压；(d)由高频电源向所述外部电极供给高频电力，在位于所述容器内的内部电极周围生成等离子，并利用该等离子使所述介质气体分解，在所述容器内面涂敷碳膜。
3.一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其具有在插入了作为被处理物的塑料容器时，包围该容器的除去口部及肩部外的外周的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入所述容器时，至少设于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；导电部件，其被安装在所述容器口部侧的所述衬套的端面，和所述外部电极连接；排气管，其介由绝缘部件安装在所述容器口部侧的所述外部电极端面；内部电极，其由所述排气管侧插入所述外部电极内的所述容器内，其插入深度为所述容器的纵向的大致全长，并与接地侧连接，同时，穿设有用于排出介质气体的排气孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述内部电极供给介质气体；高频电源，其连接在所述外部电极上兼有偏压。
4.一种内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，使用如权利要求3所述的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器，具有如下工序(a)将作为被处理物的塑料容器插入有底筒状外部电极内及由电介质材料构成的衬套内，所述衬套由导电部件和该外部电极连接，至少该容器的口部及肩部的外周包围在所述衬套内，其余的所述容器部分的外周包围在所述外部电极内；(b)将在底部或侧面区域或在该两处穿设有用于排出介质气体的通孔的内部电极、从在所述容器口部侧的所述外部电极端面上介由绝缘部件安装的排气管、以该容器纵向的大致全长插入所述容器内部；(c)利用排气管装置将所述容器内的气体通过所述排气管排气，同时，利用气体供给装置向所述内部电极供给介质气体，并由该内部电极的排气孔向所述容器内排出介质气体，将包括所述容器内的排气管内设定为规定的气压；(d)由兼有偏压的高频电源将高频电力供给到所述外部电极，在位于所述容器内的内部电极周围生成等离子，并利用该等离子使所述介质气体分解，在所述容器内面涂敷碳膜。
5.一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其具有在插入了作为被处理物的塑料容器时，包围该容器的除去口部及肩部外的外周的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入了所述容器时，至少设于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；导电部件，其被安装在所述容器口部侧的所述衬套的端面，和所述外部电极连接；排气管，其介由绝缘部件安装在所述容器口部侧的所述外部电极的端面；内部电极，其由所述排气管侧插入所述外部电极内的所述容器内，其插入深度为所述容器的纵向的大致全长，穿设有用于排出介质气体的排气孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述内部电极供给介质气体；高高频电源，其被连接在所述内部电极上；偏压用电源，其被连接在所述外部电极上。
6.如权利要求5所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，和所述外部电极相隔规定的距离的所述排气管内面覆盖有绝缘膜。
7.如权利要求5或6所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，所述内部电极形成棒状形状，其中心轴上钻有气体流路，同时，在底部或侧面区域或该两处穿设有用于排出介质气体的排气孔，所述气体供给装置具有自所述排气管侧延伸至所述容器口部附近的气体供给管，所述内部电极被自由拆装地安装在位于所述容器口部侧的所述气体供给管的端部。
8.如权利要求5所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，在贯通所述容器口部至所述排气管的一部分的所述气体供给管外周还配置有接地屏蔽管。
9.如权利要求5所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，所述外部电极可在插入的所述容器底部侧沿其轴向分割。
10.一种内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，使用如权利要求5所述的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器，具有如下工序(a)将作为被处理物的塑料容器插入有底筒状外部电极内及由电介质材料构成的衬套内，该衬套由导电部件和该外部电极连接，至少该容器的口部及肩部的外周包围在所述衬套内，其余的所述容器部分的外周包围在所述外部电极内；(b)将在底部或侧面区域或在该两处穿设有用于排出介质气体的排出孔的内部电极、从在所述容器口部侧的所述外部电极端面上介由绝缘部件安装的排气管、以该容器纵向的大致全长插入所述容器内部；(c)利用排气管装置将所述容器内的气体通过所述排气管排气，同时，利用气体供给装置向所述内部电极供给介质气体，并由该内部电极的排气孔向所述容器内排出介质气体，将包括所述容器内的排气管内设定为规定的气压；(d)由偏压用电源通过匹配器向所述外部电极施加高频电力，同时，由高高频电源通过匹配器向所述内部电极供给高高频电力，在位于所述容器内的内部电极周围生成等离子，并利用该等离子使所述介质气体分解，在所述容器内面涂敷碳膜。
11.一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其在插入有作为被处理物的塑料容器时，包围该容器；排气管，其被安装在所述容器口部侧的所述外部电极上部；内部电极，其被插入所述外部电极内的所述容器内，并兼有用于排出介质气体的气体排出管；兼有馈电端子的气体供给管，其一端连接在所述内部电极，另一端延伸至所述排气管侧；接地屏蔽管，其被至少配置在位于所述外部电极内及所述容器口部近旁的所述排气管内的所述气体供给管部分的外周，并接地；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述气体供给管供给介质气体；高频电源，其连接在所述气体供给管上。
12.如权利要求11所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，所述排气管介由绝缘部件被安装在位于所述容器口部侧的所述外部电极的上部端面，还具有连接在所述外部电极上的偏压用高频电源，该偏压用高频电源具有比所述高频电源的高频频率更低的高频频率。
13.如权利要求11或12所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，所述接地屏蔽管插入比所述容器口部更靠内的容器内部侧。
14.如权利要求11所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，还具有由电介质材料构成的衬套，其在插入了所述容器时至少介于该容器口部及局部和所述外部电极之间。
15.如权利要求11所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，所述排气管介由绝缘部件被安装在设置所述容器口部侧的所述外部电极的上部端面，所述绝缘部件在插入所述容器时位于该容器的口部至肩部的区域。
16.如权利要求11所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，所述接地屏蔽管具有增大外周面表面积的形状。
17.如权利要求16所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，所述接地屏蔽管的外周面上具有凸部或波纹状的突起。
18.如权利要求11所述的对塑料容器内面形成碳膜的装置，其中，所述外部电极上下可开闭，并可由该开闭部取出和放入所述容器。
19.一种内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，使用如权利要求11所述的碳膜形成装置制造内面覆盖碳膜的塑料容器，具有如下工序(a)向有底筒状的外部电极内插入作为被处理物的塑料容器，使其包围在有底状外部电极内；(b)和所述(a)同时或前后连接外周配置了接地的接地屏蔽的气体供给管，并将兼有排出介质气体的管的内部电极插入所述容器内部；(c)利用排气管装置将所述容器内的气体通过所述排气管排气，同时，由所述气体供给管装置向所述内部电极供给介质气体，并由该内部电极的排气孔向所述容器内排出介质气体，将包括所述容器内的排气管内设定为规定的气压；(d)由高频电源通过所述气体供给管向所述内部电极供给高频电力，向所述外部电极施加比由偏压用电源给予内部电极的高频电力的频率更低的频率的高频电力，在所述容器内生成等离子，并利用该等离子使所述介质气体分解，在所述容器内面涂敷膜。
20.一种对塑料容器内面形成碳膜的装置，其包括有底筒状外部电极，其具有插入作为被处理物的塑料容器时包围该容器的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入了所述容器时，至少介于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；排气管，其介由绝缘部件安装在设置所述容器口部的一侧的所述外部电极的端面上；内部电极，其被插入所述外部电极内的所述容器内，并穿设有用于排出介质气体的排气孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述气体供给管供给介质气体；高高频电源，其通过匹配器与所述气体供给管连接；偏压用电源，其通过匹配器连接到所述外部电极上；电感，其一端连接在所述气体供给管和所述匹配器之间的导通经路上，另一端接地。
全文摘要
一种对塑料容器内面形成碳膜的装置及内面覆盖碳膜的塑料容器的制造方法，其包括有底筒状外部电极，其具有在插入作为被处理物的塑料容器时，包围除去该容器的口部及肩部的外周的大小；衬套，其由电介质材料构成，在插入了所述容器时，至少设于该容器口部及肩部和所述外部电极之间；排气管，其介由绝缘部件安装在设置所述容器口部的一侧的所述外部电极端面；内部电极，其由所述排气管侧插入所述外部电极内的所述容器内，其插入深度为所述容器的纵向的大致全长，并与接地侧连接，同时，穿设有用于排出介质气体的排气孔；排气装置，其被安装在所述排气管上；气体供给装置，其用于向所述内部电极供给介质气体；高频电源，其被连接在所述外部电极。
文档编号B65D23/02GK1697763SQ0282073
公开日2005年11月16日 申请日期2002年12月11日 优先权日2001年12月13日
发明者阿部隆夫, 山越英男, 加藤光雄, 浅原裕司 申请人:三菱重工业株式会社