气障性合成树脂制容器及其制造装置以及装入物品的气障性合成树脂制容器

摘要

气障性合成树脂制容器(10)包括带有突缘(12A)的开口部(12)，从该开口部延续的筒部(14)，以及封闭该筒部(14)的底部(16)。容器(10)是一种广口容器，其中开口部(12)的最小内径Dmin大于筒部的最大内径Dmax。或者，容器(10)是一种广口容器，其中开口部(12)的最小内径Dmin小于筒部的最大内径Dmax，相差不超过20mm。在此一容器(10)的筒部(14)和底部(16)的外壁上形成类金刚石碳膜(18)。在内装物灌入此一容器(10)后，金属罐盖(20)双重卷边在突缘(12A)上，借此保证整个罐的高气障性。

说明书

技术领域

本发明涉及气障性合成树脂制容器及其制造装置以及装入物品的气障性合成树脂制容器。

背景技术

当前，合成树脂制容器作为饮料等的包装容器正在普及。例如作为啤酒等易氧化的内装物的包装容器，要求气障性。

但是，作为饮料用容器当前用得最多的容器的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制瓶子不能满足啤酒所要求的气障性。

一般来说，为了补偿PET树脂的气障性，把瓶子壁取为多层结构，制造取为PET树脂和气障性树脂的叠层结构的瓶子。

代替这些，作为提供气障性容器的手段最近引人注目的是通过CVD(化学气相成长)的涂层技术。

特别是所谓DLC(类金刚石碳)蒸气沉积的技术可以赋予包装容器以非常高的气障性。

此一DLC蒸气沉积法在特许第2788412号、特开平11-256331号、特开2000-43875号等中公开，关于DLC膜及其性质在特许第2788412号中详细公开。

在这些公报中具体地公开的容器是在容器内壁上形成DLC膜，在特开2000-43875号中虽然说到可以在容器外壁上形成DLC膜，但是关于其制造装置等完全没有具体的公开。

如果在容器内壁上形成DLC膜，则特别是在内装物为饮料的场合存在着消费者的抵抗感。

发明内容

本发明在于提供一种适于在容器外壁上涂敷DLC膜的气障性合成树脂制容器的制造装置，以及由它所制造的气障性合成树脂制容器和装入物品的气障性合成树脂制容器。

为要在容器外壁上涂敷DLC膜，设置配置于容器内部的内部电极是必不可少的。在所谓细口容器中，即使可以从细口的开口部把内部电极插入容器内部，该内部电极的外径对于容器筒部的直径来说也过小，无法在外壁表面上大致均匀地形成DLC膜。

在本发明中DLC膜成膜的对象有开口部、与之延续的筒部和封闭前述筒部的底部，决定取为作为开口部的最小内径与筒部的最大内径之差小的广口的合成树脂容器，在其外壁上形成类金刚石碳膜。作为广口的容器，是开口部的最小内径大于筒部的最大内径的类型，和开口部的最小内径小于筒部的最大内径，且其差在20mm以内的类型。

根据这些广口容器用的本发明的一种形态的制造装置可以包括：

支持前述容器的前述开口部的基台，

突出地配置于前述基台上，经由前述开口部插入前述容器内的内部电极，

气密地保持支持于前述基台上的前述容器的周围空间的外部电极，

将前述周围空间真空排气的真空泵，

向前述周围空间供给含有碳原子的气体的气体供给装置，以及

用前述内部电极和前述外部电极，在前述周围空间中生成等离子体用的等离子体激励部。

在本发明的一种形态中，从广口的开口部插入容器内部的内部电极的外径对于容器筒部的内径可以确保足够的大。在此一制造装置中，在容器外壁与外部电极的周围空间中形成含有碳原子的气体的等离子体，可以在容器的外壁上大致均匀地形成DLC膜。

进而，在容器内壁上形成DLC膜时，像特许第2788412号那样，要求外部电极取为与容器的外形几乎相似形，还产生外部电极的加工复杂而高价的问题。在本发明的一种形态中由于外部电极的形状没有必要一定取为与容器外形的相似形，所以也可以解决上述问题。

再者，外部电极的内壁面与前述筒部的外壁面的离开距离可以设定成10～25mm。这样一来，确保气体在前述周围空间中的顺利的移动，并且可以在前述周围空间中激励有助于向容器外壁上的成膜的等离子体。

在本发明的另一种形态中，这样一来，可以提供在这些制造装置中制造，形成了类金刚石碳膜的气障性合成树脂制容器。

在根据本发明的一种形态的制造装置中，在容器的开口部的最小内径大于筒部的最大内径的广口容器的场合，内部电极可以取为实质上贴紧于容器的内表面上的形状。

内部电极可以内藏给该内部电极与容器的内表面之间排气的排气部。这样一来，可以防止空气等从内部电极与容器的内表面之间的空间漏进处理空间。

可以有把来自前述气体供给装置的气体从支持于前述基台上的前述容器的前述开口部一侧引入前述容器的周围的气体引入口。进而，可以跨越前述容器的前述开口部的全圆周环状地形成此一气体引入口。这样一来，在容器的圆周方向上气体均匀地流动，所形成的膜的膜质和膜厚在圆周方向上均一化。在此一场合，外部电极可以在前述容器上与前述底部对峙的位置上有连接于前述真空泵上的气体排出口。此外，在此一场合，气体排出口的直径出于与排气导纳的关系，设定得大于环状的前述气体引入口的内外径的尺寸差。

在环状的气体引入口的气体引入方向的上游，可以设置形成气体引入室的外周壁。在此一场合，可以还包括在该气体引入室内预备激励前述气体的预备激励部。这样一来，可以在到达容器的开口部以前就把气体等离子体化。此一预备激励部虽然可以采用微波等各种激励手段，但是也可以用一对电极来形成。在此一场合，一对电极的一方通过前述内部电极从前述容器的开口部向外侧露出而形成，前述一对电极的另一方可以在前述外部电极和前述外周壁的某一方上形成。

可以有使前述外周壁相对前述外部电极接近远离的驱动装置。此一驱动装置可以与前述外周壁一起经由前述基台相对于前述外部电极的内外来驱动前述内部电极。

前述内部电极可以有配置于前述开口部内并保持前述容器的保持部，和从前述保持部向上延伸的电极棒部。这里，容器在前述开口部可以有薄壁而向外侧扩展的卷边用突缘。为了不在此一突缘上形成类金刚石碳膜，用绝缘构件来形成保持前述突缘的前述保持部的外周面就可以了。

前述容器可以有从前述底部向外突出的多个脚部。在此一场合，内部电极可以在与多个脚部对峙的位置上有多个突起部。

根据本发明的另外一种形态的制造装置是在包括开口部，与之延续的筒部和封闭前述筒部的底部的合成树脂制容器的外壁上形成膜的装置，其处理对象不限定于广口容器，也可以是细口容器等其他容器。

这种根据本发明的另外一种形态的制造装置包括：

支持前述容器的前述开口部的基台，

突出地配置于前述基台上，经由前述开口部插入前述容器内的内部电极，

气密地保持支持于前述基台上的前述容器的周围空间的外部电极，

将前述周围空间真空排气的真空泵，

向前述周围空间供给含有碳原子的气体的气体供给装置，

用前述内部电极和前述外部电极在前述周围空间中生成等离子体用的等离子体激励部，以及

把来自前述气体供给装置的气体从支持于前述基台上的前述容器的前述开口部一侧引入前述容器的周围的环状的气体引入口。

设置环状气体引入口的效果是气体在容器的圆周方向上均匀地流动，所形成的膜的膜质和膜厚在圆周方向上均一化，此一效果除了广口容器、细口容器之外，就其他种种容器来说也可以收到。

金属制罐盖最好是双重卷边在此一容器的开口部上所形成的卷边用突缘上。因为用金属制罐盖可以确保罐盖处的气障性。在此一场合，前述金属盖所双重卷边的前述突缘既可以形成类金刚石碳膜，也可以不形成。因为此一部分的气障性可以用金属盖来确保。如果不在突缘上形成类金刚石碳膜，则可以防止容器的变形，可以消除类金刚石碳可能带给双重卷边的不良影响。在开口部的封闭机构本身没有气障性的场合，例如在塑料盖的场合，最好是在突缘上也形成类金刚石碳膜。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的容器(PET制罐)的概略说明图。

图2是在图1中所示的容器中灌装了啤酒后双重卷边金属盖的PET制罐啤酒的概略说明图。

图3是表示作为图1中所示的容器用的制造装置的本发明的第1

实施例的概略说明图。

图4是表示作为图1中所示的容器用的制造装置的本发明的第2

实施例的概略说明图。

图5是表示作为图1中所示的容器用的制造装置的本发明的第3

实施例的概略说明图。

图6是表示作为与图1不同的容器用的制造装置的本发明的第4

实施例的概略说明图。

具体实施方式

下面，参照附图就本发明的实施例进行说明。

<第1实施例>

(PET制罐和装入啤酒的PET制罐的说明)

图1是气障性合成树脂制容器例如PET制罐等容器10的图，此一容器10包括开口部12，与之延续的筒部14和封闭该筒部14的底部16。

在开口部12上形成向外扩展的薄壁的突缘12A。底部16作为例如可以自立的结构有例如5个脚部16A。

开口部12的最小内径Dmin小于筒部14的最大内径Dmax，而且其差为20mm以内，容器10是所谓广口容器。

图2示出在此一容器10中灌装内装物例如啤酒，在开口部12的突缘12A上双重卷边了金属例如铝制罐盖20的装入啤酒的PET制罐30。

在图1和图2中所示的容器10的筒部14和底部16的外壁上形成DLC膜18(参照图1)，未形成DLC膜18的突缘12A用图2中所示的铝制罐盖20覆盖，靠DLC膜18和铝制罐盖20来确保对内部的啤酒的气障性。此外，虽然双重卷边的突缘12A例如形成比筒部14薄壁而容易卷边地形成，但是在此一部分上不形成DLC膜，借此维持其柔软性。

(制造装置的构成及制法的说明)

图3示出制造图1中所示的容器10用的制造装置之一例。再者，在图3中，用粗线表示容器10的断面(图4也同样)。图3中所示的制造装置大致区分包括基台100、下部固定板110、外部电极120、上部升降板130、内部电极140、匹配箱150和高频电源160。

在图3中，在绝缘性的基台100的中央台阶部102上倒立放置着容器10。此一基台100固定于下部固定板110。设有能够对此一基台100接近远离地升降的筒状的外部电极120。此一外部电极120固定于靠未画出的驱动装置升降的上部可动板130。

在外部电极120和上部可动板130的中心连接着气体引入管122，能够从未画出的气体源供给一种或多种气体。此外，在外部电极120的下端侧，在圆周方向上连接着多个真空排气管124。此一真空排气管124的连接高度位置低于放置在基台100的中央台阶部102上的突缘12A的高度位置。此一真空排气管124连接于未画出的真空泵上。此外，在外部电极120的下端设有密封与基台100之间的间隙的O形圈等密封构件126。

在基台100的中央台阶部102上设有配置于容器10的内部的内部电极140。此一内部电极140包括配置于开口部12的突缘12A内并保持容器10的保持部142，和从该保持部142向上延伸，外径小于保持部142的电极棒部144。保持部142的至少外壁也可以用绝缘材料来形成。

在下部固定板110的下表面上固定着匹配箱150，经由通电轴部146与内部电极140电连接。此一匹配箱150对从高频电源160所供给的高频电力进行阻抗整合并供给到内部电极140。

在图3的装置中，在使外部电极140上升的状态下，把容器10以开口部12朝下的倒立状态放置在基台100的中央台阶部102上。此时，容器10的突缘12A与保持部142例如嵌合，以倒立状态保持容器10。此外，内部电极140的电极棒部144与容器10的内壁不接触地配置于容器10内。再者，也可以使图3的上下颠倒，使容器10成为正立状态。

此后，使外部电极120与上部可动板130一起下降，使外部电极120下端的密封构件126贴紧基台100的上表面。借此，容器10的周围空间靠基台100与外部电极120气密地密封。再者，外部电极120形成为圆筒状，外部电极120的内径设定成比筒部14的外径大20～50mm。因而，在容器10的筒部14的周围，就在与离开距离10～25mm的外部电极120之间形成气密的周围空间。

因为容器10是广口容器，特别是罐筒，故外部电极120可以是圆筒状的简单结构，进而由于容器肩部几乎没有缩径，所以在容器10与外部电极120之间没有无用的空间，抽真空的泵的容量或周期的缩短成为可能。

接着，使未画出的真空泵驱动，经由真空排气管124将容器10的周围空间抽真空。如果该周围空间达到规定的真空度，则从气体引入管122引入处理气体使处理气体充满周围空间，并且经由匹配箱150和通电轴部146把来自高频电源160的高频电力供给到内部电极140。再者，也可以一边以一定流量供给处理气体一边同时排气，使周围空间中的气体压力成为几乎恒定的。此时，最好是像图3那样配置气体引入管122、真空排气管124，以便处理气体均匀地接触于容器10的外壁上。

通过以上的动作，靠外部电极120和内部电极140间的电场能量来激励，在容器10的周围空间中生成等离子体。

这里，如果作为处理气体采用例如乙炔等含有碳原子的气体，则由等离子体生成带正电荷的碳离子。另一方面，内部电极140自偏压成负的电位。因此，正的碳离子向容器10的外壁飞翔，靠碰撞时的能量在外壁上碳彼此结合而形成致密的DLC膜18。这样一来，在容器10的筒部14和底部16上形成大致均匀的DLC膜18，可以确保气障性。

再者，因为在突缘12A的内侧存在着外壁由绝缘材料所形成的保持部142，故在突缘12A的外壁上不形成DLC膜18。如果在突缘12A的外壁上不形成DLC膜18，则处理时间比较短就可以了，可以减少容器10变形的原因。

此后，将周围空间内的处理气体排气，在周围空间内充入清洗气体并恢复到大气压后，使外部电极120上升。借此可取出在外壁上形成了DLC膜18的容器10。

<第2实施例>

图4示出与图3不同的制造装置。再者，对图4中具有与图3中所示的构件同一功能的构件赋予与图3同一标号而省略其详细说明。

在图4中，在外部电极200上经由匹配箱150连接着高频电源160，把内部电极220经由通电轴部222接地。因为是这种构成，故可使外部电极200固定于上部固定板210上，靠下部可动板230使基台100相对外部电极200接近、远离。此外，在气体引入管122连接于外部电极200的上部中心的一方，多个真空排气管124连接于基台100上。这样一来，实现与图3的制造装置同样的气体的流动。

内部电极220虽然与图3同样具有容器10的保持功能，但是在图4中向容器10内突出的长度设定得短，例如内部电极220的顶面设定于与容器10的肩部(从开口部向筒部过渡的过渡部分)相对应的高度位置。

在图4的制造装置中，虽然不像图3的制造装置那样利用使正电荷的碳离子向自偏压成负电位的电极一侧飞翔，但是靠由外部电极200与内部电极220之间的强电场所激励的等离子体中的碳离子，可以在容器10的筒部14和底部16上形成DLC膜18。

这里，如图1中所示，容器10的开口部12的最小内径Dmin与筒部14的最大内径Dmax之差为20mm以内，容器10是所谓广口容器。另一方面，具有稍小于其开口部12的最小内径Dmin的外径的内部电极220可以在容器10内部确保比较宽广的面积。由此，即使内部电极不像图3那样一定突出到容器10内部的深处，也可在容器10的周围空间中形成足以激励等离子体的电场。

再者，容器10的突缘12A因为被金属盖20卷边，所以与图3的制造装置的场合同样，取为不形成DLC膜18的结构。

<第3实施例>

图5是使图3的制造装置变形的装置。在图5中，外部电极120在与容器10的底部16对峙的位置上有连接于未画出的真空泵上的气体排出口124。此外，外部电极120具有从支持于基台100上的容器10的开口部12一侧把来自未画出的气体供给装置的气体引入容器10的周围的多个气体引入口122。进而，图5中所示的内部电极300，在其顶部上与容器10的多个脚部16A对峙的位置上有多个突起部302。在此一内部电极300上贯通地设有排气部304。此一排气部304连通于设在基台100上的排气部102，排气部102连接于未画出的真空泵上。

如果用图5中所示的制造装置，则从容器10的开口部12侧的多个气体引入口122所引入的气体沿容器10的外壁与外部电极120之间的空间上升，在从气体排气口124排气的过程中被等离子体化，靠此一等离子体中的碳离子可以在容器10的筒部14和底部16的外壁上形成DLC膜18。根据多个气体引入口122的设定位置，可以在容器10的突缘12A上不形成DLC膜18。

此外，由于经由排气部102、304给内部电极300与容器10的内壁之间的空间排气，所以消除空气等从此一空间漏到处理空间的情况。此外，在内部电极300与容器10的内壁之间的空间中不建立无用的等离子体，而且可以把容器10真空吸附于基台100一侧。

进而，由于在内部电极100的顶部有多个突起部302，所以在从容器10的底部16突出的脚部16A上所形成的DLC膜18的膜厚被均匀化。

<第4实施例>

图6示出在与图1不同类型的广口容器上形成DLC膜的制造装置。此一广口容器400包括开口部402、筒部404和底部406。此一容器10开口部402是最大直径，筒部404的直径例如随着接近于底部406而减小。换句话说，容器400是开口部402的最小直径大于筒部404的最大直径的类型的广口容器。

接下来，就制造装置进行说明。在绝缘性的基台500上设有露出电极510和内部电极520。内部电极520为与容器400的内壁形状相应的形状，内部电极520实质上成为贴紧容器400的内壁的形状。在本实施例中也是，分别在内部电极520上设置排气部522，在露出电极510上设置排气部512，在基台500上设置排气部502，可以对容器400的内壁与内部电极520之间的空间排气。

在露出电极510上连接着贯通基台500延伸的电极棒514。在此一电极棒514上经由匹配箱150连接着高频电源160。

接地的外部电极530有与容器400的外壁形状几乎相似形的空洞部532，在其下端侧设有气体引入口534，在其上端设有排气口536。气体引入口534通过把内部电极520设定于图6中所示的处理位置上，在容器400的开口部402的周围形成环状的开口。再者，排气口536的直径设定成大于环状的气体引入口534的内外径的尺寸差。

在外部电极530的下方，设有在与基台500之间形成气体引入室540用的外周壁550。在此一外周壁550上形成连接着气体引入管560的气体引入部552。

再者，外周壁550可以与基台500、露出电极510和内部电极520整体地对外部电极530相对地接近、远离，设有进行其接近、远离驱动的未画出的驱动装置。

接下来就图6中所示的制造装置的动作进行说明。在使外周壁550与基台500、露出电极510和内部电极520整体地下降的状态下，把容器400装于内部电极520上。然后，使外周壁550上升，设定成外部电极530和外周壁550气密地连接的图6中所示的状态。

然后，从排气口406排气，把气体引入室540和与之连通的容器400的周围空间抽真空。如果达到规定的真空度，则从气体引入管560引入上述处理气体，并且经由匹配箱150把RF功率从高频电源160供给到露出电极510和内部电极520。

引入气体引入室540的气体被在外加了RF功率的露出电极510与接地的外周壁550之间所形成的电场预备激励，在环状的气体引入口534的上游侧生成等离子体。

预备激励了的气体从环状的气体引入口534在其圆周方向以大致相等的速度引入容器400的周围空间。引入此一周围空间的气体靠内部电极520与外部电极530之间的电场进一步激励而生成等离子体。

通过这种等离子体的生成，可以在容器400的外壁上形成DLC膜18。特别是，靠在气体引入口534的上游侧的气体引入室540中所生成的等离子体，可以在容器400的开口部402一侧也形成DLC膜18。此外，因为从环状的气体引入口534，气体在容器400的周围均等地流动，故可在容器400的圆周方向上形成均匀的膜厚和膜质的DLC膜18。

本发明并不仅限于上述实施例，在本发明的精神的范围内种种的变形实施是可能的。

例如，虽然在上述实施例中作为处理气体用乙炔，但是即使用甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、二十烷之类饱和烃，或者乙烯、丙烯、甲基乙炔之类不饱和烃，或者苯、二甲苯、萘等芳香族烃的单体气体，或者它们的组合，也同样可以形成DLC膜18。进而，即使在上述烃气体的引入的同时，引入氢、氮、氧或者氩气的单体或它们的混合气体，也可以形成与上述同样的DLC膜18。

此外，在用在开口部有螺纹部的塑料盖作为盖子的容器等中，把DLC膜形成到开口部，借此可以提高容器主体的气障性。在此一场合，保持开口部的保持构件也可以作为电极。

此外，虽然在图3中在基台100上设置中央台阶部102，但是也可以取为平坦的基台，把排气管连接于基台100和绝缘构件110上。

此外，也可以在保持构件和或内部电极上设置连通路，以便可以同时对容器10的内侧空间和外侧空间排气。

进而，可以在上述的第1～第4实施例间追加、变更构件，借此构筑其他种种实施例。例如，图6中所示的第4实施例并不仅限于开口部的最小直径大于筒部的最大直径的类型的广口容器400，也适用于图1中所示的类型的广口容器10。在此一场合，对照图1中所示的广口容器10更换内部电极和外部电极就可以了。此外，也可以在图3和图4中所示的内部电极140、220，基台100等上也设置与图5或图6同样的排气部，将容器100与内部电极140、220之间的空间抽真空。

再者，在本发明的第4实施例中，并不仅限于以上述的两种广口容器为对象，也可以适用于细口容器等广口容器以外的各种容器。特别是，如果设置环状的气体引入口、气体引入室、预备激励部等，则可以在各种容器的外壁上均匀地形成膜。在此一场合，膜的种类也并不仅限于类金刚石碳膜。