JPH10330945A - 中空体を被覆するための方法、中空体を被覆するための装置、及び閉鎖可能な少なくとも１つの開口を備えた容器 - Google Patents

中空体を被覆するための方法、中空体を被覆するための装置、及び閉鎖可能な少なくとも１つの開口を備えた容器

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JPH10330945A
JPH10330945A JP14620498A JP14620498A JPH10330945A JP H10330945 A JPH10330945 A JP H10330945A JP 14620498 A JP14620498 A JP 14620498A JP 14620498 A JP14620498 A JP 14620498A JP H10330945 A JPH10330945 A JP H10330945A
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アンデルレ フリードリヒ
Juergen Henrich
ヘンリヒ ユルゲン
Wilfried Dicken
ディッケン ヴィルフリート
Heinrich Dr Gruenwald
グリューンヴァルト ハインリヒ
Michael Liehr
リーア ミヒャエル
Klaus Dr Nauenburg
ナウエンブルク クラウス
Rudolf Beckmann
ベックマン ルードルフ
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Leybold Systems GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口４を備えた容器を改善して、容器の壁が
公知の容器に比べてわずかな浸透性しか有さないように
する。 【解決手段】 被覆すべき中空体２を排気可能な被覆室
１０内に装着し、被覆室を閉鎖して、次いで排気し、プ
ロセスガス混合物をプラズマプロセス室内に導入し、プ
ラズマの点弧及び運転のために規定されたガス圧をもっ
ぱら、被覆すべき制限面６の領域内に被覆の実施のため
に生ぜしめ、プラズマプロセス室（被覆室）内への電磁
放射線の照射によってプラズマを点弧して、プラズマ放
電を所定の時間にわたって維持し、これによって、被覆
すべき面６に、中空体の内部に入れるべきガス状及び／
又は液状の物質の、容器の外部空間への流出を阻止する
ポリマー層を析出し、電磁放射線を遮断し、次いで被覆
室に送気して、被覆された中空体を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス状及び／又は
液状の物質が容器壁を通過することを阻止する被覆を備
えた容器、容器の製造法及び該方法の実施のための装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス状の及び／又は液状の物質を貯蔵若
しくは保存するための容器が周知である。このような容
器は有利にはガラス、薄板裁断片、若しくはプラスチッ
クから成っており、この場合、プラスチックには、ガラ
ス及び薄板裁断片に比べて著しく小さい重量しか有さ
ず、かつ環境の影響に対して高い耐性を有しているとい
う利点がある。プラスチック容器には欠点として、使用
されたプラスチック材料において拡散に基づき容器内の
物質と容器外側空間との間にガス交換が生じる。この理
由として、使用されたプラスチックがガス、例えば酸
素、二酸化炭素、若しくは水蒸気、その他の揮発性の物
質、例えば燃料、アロマ(Aroma)、香料(Duftstoff)の拡
散を可能にするからである。特に、現在供給されるプラ
スチック容器では収容物質の所望の長時間の安定性が保
証されない。
【０００３】不活性の、不浸透性の、ガラス状の層でプ
ラスチック若しくは金属から成る中空容器を内面被覆の
ために国際公開９５／２１９４８号明細書に記載されて
いる手段では、無機物質が真空下でプラズマを作用させ
て中空体の内部に蒸着され、この場合、プラズマによる
容器壁のある程度の加熱が付着力を改善する理由から所
望されている。欠点として蒸発源の構成費用が高い。
【０００４】さらに国際公開９５／２２４１３号明細書
に記載されている手段では、同じ質の層がプラスチック
若しくは金属から成る中空体の内部にプラズマ重合によ
って形成され、この場合、容器の内側及び外側のプロセ
ス圧力が互いに個別にコントロールされるものである。
前記両方の手段は特に中空体の内面の被覆を目的として
おり、このことは薬品容器若しくは食料品容器の場合に
は所望されておらず、それというのは形成された層と種
々の内容物質との反応作用が知られていないからであ
る。
【０００５】これに対して米国特許５３７４３１４号明
細書には中空体の外面被覆の方法が記載してあり、この
場合、中空体の内側に配置された電極によって電位が中
空体内の導電性の第１のガスを通して均質に中空体の内
面に印加される。これによって外面に被覆プロセスを生
ぜしめ、被覆プロセスは第２のガスを用いて助成され
る。この場合にも欠点として該方法を実施するための装
置の費用が著しく高い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の容器を改善して、容器の壁が公知の容器
に比べてわずかな浸透性しか有さないようにすることで
ある。さらに、このような容器の製造方法及び該方法を
実施するための装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に容器壁、請求項１に記載の手段に基づき、有利には容
器の外面がプラズマ助成式の被覆法、有利にはＰＣＶＤ
法によって被覆される。このために、閉鎖可能な少なく
とも１つの開口を備えた中空体が被覆室に装入されて、
被覆すべき外側の制限面が中空体の内壁に対して真空密
に密閉される。容器外側空間が被覆室の壁によって外側
に対して制限される。被覆室の排気の後に、容器外側空
間にガス入口を介してプラズマプロセスガスを導入し
て、プラズマプロセスガスがアンテナを介して容器外側
空間内にもたらされた電磁放射線によってプラズマ状態
に移される。被覆時間全体にわたって、容器内部に、プ
ラズマ点弧を阻止するガス圧が生ぜしめられる。これに
よって有利には選択的にもっぱら外側の容器壁がＰＣＶ
Ｄ析出層によって被われる。容器内の圧力は、経過する
ほぼプロセス時間にわたって容器の外側よりも高くなっ
ていて、有利には９００ミリバール乃至１１００ミリバ
ールである。容器の外側の圧力は０．００５ミリバール
と５０ミリバールとの間、有利には０．０５ミリバール
と１０ミリバールとの間にある。容器の外側のプラズマ
は例えばプラズマプロセス室内へマイクロ波を放射する
ことによっても形成され、所定の時間にわたって維持さ
れる。有利なマイクロ波周波数は２．４５ＧＨｚであ
る。
【０００８】放射されるマイクロ波の極めて半径方向対
称的(radialsymmetrisch)な電界分布が均一な被覆の達
成のために有利である。マイクロ波の供給のために例え
ば導波体を設けてあり、導波体が管状若しくはロッド状
の内側導体とこれに同軸的に配置された金属筒体から成
っている。導波体の外側導体を中空体の外側に配置する
ことも考えられる。
【０００９】さらに選択的に、マイクロ波を容器の外側
に配置されたアンテナ装置によって、有利には文献によ
り公知のリジタノ・アンテナ(Lisitano-Antenne)によっ
て中空体外壁の方向で放射することも考えられる。公知
のすべてのマイクロ波装置におてい、有利には非共振的
な運転形式が用いられる。被覆室の長さの変化によっ
て、必要な場合には共振式のマイクロ波運転が可能であ
る。
【００１０】さらに、マイクロ波を脈動的に放射し及び
／又はマイクロ波の放射に加えて１０ｋＨｚ乃至４５０
ｋＨｚの範囲の周波数の電磁放射線を双極場、四極場若
しくは八極場としてプラズマプロセス室内に放射するこ
とも有利である。
【００１１】被覆時間中の容器の熱による変形若しくは
その他の損傷を避けるためには、容器が容器内部に導入
された冷却媒体によって冷却される。このために、ガス
状の冷却媒体、有利には空気が容器内部に導入され、マ
イクロ波アンテナ若しくは電波アンテナが冷却媒体入口
として用いられる。選択的な提案では、冷却媒体が、マ
イクロ波及び電波を吸収しないほぼ無極の流体(Fluessi
gkeit)から成っている。容器の外側に配置されたアンテ
ナによってＭＨｚ・範囲若しくはＫＨｚ・範囲の電波を
放射する場合に、冷却流体は水分を含んでいてもよい。
【００１２】被覆室への送気によって被覆装置から被覆
された容器をはずすために、短いガス圧衝撃が中空体の
開口を介して中空体内に導入され、これによって中空体
が容易に被覆装置からはずされる。被覆時間中に変形に
対して中空体を支持するために、被覆室内に保持エレメ
ントが設けられており、支持エレメントによって形状安
定的に保持される。
【００１３】容器の内側に配置されたアンテナによって
プラズマプロセス室内へ電波を放射する場合には、電波
は１３．５６ＭＨｚ若しくは複数倍の周波数を有してい
る。
【００１４】容器の外側から放射される電波は、容器の
外側に配置された電極装置を介して放射される。容器の
外側から放射される電波は、１０ｋＨｚ乃至４５０ｋＨ
ｚ、有利には３０ｋＨｚ乃至４５０ｋＨｚ、若しくは１
３．５６ｋＨｚ若しくは複数倍の周波数を有している。
ＭＨｚ・範囲の周波数を用いる場合には、容器の周囲に
巻かれたコイルが放射線の放射のために提案される。
【００１５】被覆形成のプロセスガスとしてテトラエト
キシシラン(Tetraethoxisilan)、テトラメトキシシラン
(Tetramethoxisilan)、若しくはこれらの物質を含む混
合物が考えられる。さらに、被覆形成のガスがテトライ
ゾプロポキシオルトチタネート(Tetraisopropoxiorthot
itanat)若しくはこの物質を含む混合物が考えられる。
さらに選択的に被覆形成のガスとして、テトラメチルジ
シロキカン(Tetramethyldisiloxan)、ビニルトリメトキ
シシラン(Vinyltrimethoxysilan)、ビニルトリメチルシ
ラン(Vinyltrimethylsilan)、オクタメチルシクロテト
ラシロキカン(Octamethylcyclotetrasiloxan)、ジビニ
ルテトラメチルジシロキカン(Divinyltetramethyldisil
oxan)、若しくはこれらの物質を含む混合物が考えられ
る。析出すべき若しくは析出された層は、ほぼ珪素及び
酸素を含んで炭素貧有の層、若しくは前述のガス混合物
から成る炭素富有のシリコン状の層である。
【００１６】さらに、施された層を、少なくとも１つの
ヒドロキシ化合物、有利にはエタノール若しくはメタノ
ールの導入されたプラズマによって処理することも考え
られる。水酸化物化合物を含むプラズマによって、析出
された層の表面が２ｎｍ乃至３ｎｍの深さで変性され
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１に示す被覆装置１を用いて、
開口４を備えた容器２の外面６がプラズマ助成(prasmag
estuetzt)式のＰＣＶＤ法(PCVD-Verfahren)によって被
覆される。被覆装置１は排気可能な被覆室１０を備えて
おり、被覆室が室壁１６に設けられた排気接続片３４
ａ，３４ｂを介して真空ポンプ（図示せず）を用いて排
気可能である。被覆室１０に容器２を装入するために、
被覆室が開口１７を備えており、該開口がカバー１８に
よって閉鎖可能であり、カバーが室壁１６に設けられた
シールエレメント１９に接触して、被覆室１０を気密に
閉じる。
【００１８】容器２の外面６の被覆のために、容器が開
口７を通して被覆室１０内に装入され、次いで被覆室１
０がカバー１８で気密に閉じられる。容器２は開口側で
円錐形に形成されていて、端部側に雄ねじ５０の付いた
開口４を備えている（図２、参照）。容器２は開口４で
以てシールヘッド２０内に当接させて配置され、かつ端
面側のシール面５２で以て全周的にシールエレメント２
２と接触している。被覆室１０の内部と容器内部１２と
の間の移行部を気密に保証するために、容器２が、容器
２に一体成形された有利には環状のつば４８へ生ぜしめ
られる係止力によってシールエレメント２２に対して押
圧される。
【００１９】容器外側空間(Behaelteraussenraum)１４
内でのプラズマの点弧(zuenden)のために、容器外側空
間内にガス入口２４，２５（図１、参照）を介してプロ
セスガス(Prozessgas)が導入され、この場合、プロセス
ガス（プラズマガス）の点弧及びプラズマの運転のため
に必要なガス圧が生ぜしめられる。プラズマの点弧のた
めに、電磁放射線が、プラズマプロセス室１４内に突入
して室壁１６に対して電気的に絶縁して配置されたアン
テナ２８，３０を介して生ぜしめられる。容器内部１２
内にガス圧力を生ぜしめてあり、該ガス圧力は容器内部
１２内のガスの点弧圧力領域の外側にある。これによっ
て、プラズマはもっぱら容器外側空間１４内で点弧し、
かつもっぱら容器２の外面６へのプラズマ助成されたプ
ラズマ化学式の層沈積が行われる。
【００２０】選択的に、若しくはアンテナ２８，３０に
対して付加的に導波体装置(Wellenleiteranordnung)３
２を設けてあり、導波体装置はほぼ同軸的に容器の開口
４を通って容器内部１２内に突入している。導波体装置
３２を用いてプラズマの点弧及び運転のために必要なマ
イクロ波の形の電磁エネルギ(elektromagnetische Ener
gie)がプラズマプロセス室１４に供給される。マイクロ
波周波数はこの場合、ＧＨｚ領域(GHz-Bereich)で、通
常は２．４５ＧＨｚである。
【００２１】被覆プロセス中に熱せられた容器壁５の冷
却のために、同軸的に形成された導波体装置３２を介し
て冷却ガス(Kuehlgas)が容器内部１２内に導入され、こ
れによって、容器２の熱に起因した変形が容器内部１２
と容器外側空間１４との間に生じる圧力差に基づき避け
られる。
【００２２】被覆の行われた後に、容器外側空間１４が
ガス入口２４，２５を介して送気され、次いで容器２が
開口１７を通して取り出される。
【００２３】図２には、第２実施例に基づき容器２の係
止のためのシール閉鎖機構４４が示してある。被覆プロ
セス中に被覆装置に容器２を係止するために、容器ヘッ
ド４０の雄ねじ５０が被覆装置のヘッド部分５４に配置
された挿入体６５内に差し込まれる。容器外側空間１４
に対する容器内部１２の密接な閉鎖のために、容器２
が、互いに相対して移動可能に互いに直径方向に向き合
って配置された２つのスライダー５６ａ，５６ｂによっ
て、端面の環状のシール面５２を挿入体６５に対して圧
着され、このために、スライダー５６ａ，５６ｂが容器
つば４８の傾斜した下面上を滑動し、容器つばが容器２
と一緒にヘッド部分５４の方向に向けられた送り方向で
移動させられる。この場合、シール面５２が挿入体６５
のリング溝内にはめ込まれた環状のシールエレメント６
９に対して真空密(vakuumdichtend)に押圧される。スラ
イダー５６ａ，５６ｂがそれぞれ１つの圧縮空気シリン
ダ５８ａ，５８ｂを介して互いに逆向きに接近する方向
に運動させられる。シール閉鎖機構４４からの容器２の
係止解除のために、スライダー５６ａ，５６ｂが容器２
から離れる方向に移動させられ、これによって容器２が
別の処置(Massnahme)なしに挿入体６５からはずれる。
容器２の係止解除のために、開口４に向けられた圧力衝
撃によってヘッド部分５４からの容器２の分離が加速さ
れてよい。
【００２４】図４に別のシール閉鎖機構７０が係止位置
（図４ｂ）、及び装入若しくは取り出し位置（図４ａ）
で示してある。シール閉鎖機構７０はヘッド部分５４に
不動に配置されたアダプター受容部７２を有している。
アダプター受容部７２は貫通開口７４を備えており、貫
通開口はヘッド部分５４内の開口４とほぼ重なるように
配置されている。被覆すべき容器２の係止のために、容
器ヘッド４０の雄ねじ５０にアダプター７６がねじはめ
られる。アダプター７６は端面に設けられた環状のシー
ルエレメント７９で以て容器２の端面側のシール面５２
に載っている（図４ａ、参照）。搬送装置（図示せず）
を用いて容器２が取り付けられたたアダプター７６と一
緒に図４ａに示す装着方向Ｒにアダプター受容部内に差
し込まれ、アダプター７６が端面で以て、アダプター受
容部７２内にはめ込まれたリングばね(Ringfeder)を圧
縮して終端位置を占める。アダプター７６の外周面が環
状のシールエレメント７１に密接に接触しており、該シ
ールエレメントはアダプター受容部７２内に形成された
溝内に固定されている。アダプター受容部７２は同時
に、開口４を取り囲むシールエレメントに接触している
ので、容器外部空間１４が容器内部１２から完全に密に
分離されている。
【００２５】図４ｂに示すように、容器２をヘッド部分
５４に係止するために、アダプター受容部７２を取り囲
みかつ該アダプター受容部に軸線方向移動可能に支承さ
れた閉鎖リング７３が、電磁力によってヘッド部分５４
から離れる方向に運動させられる。このために、閉鎖リ
ング７３内にマグネット部材８４ａ，８４ｂ、例えば永
久磁石を取り付けてあり、該マグネット部材がヘッド部
分５４内に配置された電磁石８６ａ，８６ｂと協働して
位置決めされる。図４ｂに示す係止位置で電磁石８６
ａ，８６ｂが次のように作動せしめられ、即ち、閉鎖リ
ング７３が該閉鎖リング７３とアダプター受容部７２と
の間に配置されたばね７７によって助成されて、図４ｂ
に示す係止位置に保持される。これによって、アダプタ
ー受容部７２の球支承部内に配置された係止球９０ａ，
９０ｂが、アダプター７６に形成された溝内に押し込ま
れて、アダプター７６をアダプター受容部７２内に係止
する。次いで、容器外側空間が前に述べたように排気さ
れ、この場合、容器内部１２が冷却媒体で流過される。
【００２６】容器２の被覆の後に、アダプター７６が閉
鎖リング７３をヘッド部分５４に向けて運動させること
によって係止解除される。係止解除されたアダプタは予
め圧縮されたばね８２によってアダプター受容部７２か
ら押し出され、次いでさらに搬送される。シール閉鎖機
構７０からの容器２の解放が、開口４，７４を通して容
器内部１２内に向けられたガスの圧力衝撃によって助成
されてよい。係止解除位置では電磁石８６ａ，８６ｂが
次のように作動され、即ち永久磁石８４ａ若しくは８４
ｂと一方で電磁石８６ａ及び他方で電磁石８６ｂとの間
に引っ張り磁力が生ぜしめられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】容器外面にPCVD・層を析出するための本発明の
第１実施例の被覆装置の縦断面図
【図２】本発明の第２実施例の被覆装置のシール閉鎖機
構の断面図
【図３】図２のＡ−Ａ′線に沿った断面図
【図４】本発明の第３実施例の被覆装置のシール閉鎖機
構の断面図であり、図４ａが係止解除位置を示し、図４
ｂが係止位置を示している。
【符号の説明】
１ 被覆装置、 ２ 容器（中空体、 ４ 開口、
６ 外面、 １０ 被覆室、 １２ 容器内
部、 １４ 容器外側空間（プラズマプロセス室、
１６ 室壁、 １７ 開口、 １８ カバー
１９ シールエレメント、 ２０ シールヘッド、
２２ シールエレメント、 ２４，２５ 、ガス入
口、 ２８，３０ アンテナ、 ３４ａ，３４ｂ
排気接続片、 ４４ シール閉鎖機構、 ４８ つ
ば、 ５０ 雄ねじ、 ５４ヘッド部分、 ６５
挿入体、 ６９ シールエレメント、 ７０ シ
ール閉鎖機構、 ７１ シールエレメント、 ７２
アダプター受容部、７３ 閉鎖リング、 ７４ 貫
通開口、 ７６ アダプター、 ７７ ばね、
７９ シールエレメント、 ８４ａ，８４ｂ マグネ
ット部材、８６ａ，８６ｂ 電磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィルフリート ディッケン ドイツ連邦共和国 ヴェヒタースバッハ ヘルシュタイナー シュトラーセ ５ (72)発明者 ハインリヒ グリューンヴァルト ドイツ連邦共和国 ニッダタール フライ ゲリヒトシュトラーセ 16 (72)発明者 ミヒャエル リーア ドイツ連邦共和国 フェルダタール フリ ートホーフシュトラーセ 27 (72)発明者 クラウス ナウエンブルク ドイツ連邦共和国 ハーナウ ブランデン ブルクシュトラーセ 33 (72)発明者 ルードルフ ベックマン ドイツ連邦共和国 ハーナウ プラーンシ ュトラーセ 37

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中空体、有利には閉鎖可能な少なくとも
    １つの開口を備えた中空体の制限面を被覆するための方
    法であって、中空体の被覆すべき制限面へのプラズマの
    作用下でプラズマ被覆、有利にはプラズマ化学式の析出
    によって行う形式のものにおいて、 ａ）被覆すべき中空体（２）を排気可能な被覆室（１
    ０）内に装着し、 ｂ）被覆室（１０）を閉鎖して、次いで排気し、 ｃ）プラズマプロセスガス若しくはプロセスガス混合物
    をプラズマプロセス室（１４）内に導入し、この場合、
    プラズマの点弧及び運転のために規定されたガス圧をも
    っぱら、被覆すべき制限面（６）の領域、有利には、容
    器外壁面（６）のもっぱら被覆のための容器外側空間
    （１４）内に被覆の実施のために生ぜしめ、 ｃ）プラズマプロセス室（１４）内への電磁放射線の照
    射によってプラズマを点弧して、プラズマ放電を所定の
    時間にわたって維持し、これによって、被覆すべき面
    （６）に、中空体（２）の内部（１２）に入れるべきガ
    ス状及び／又は液状の物質の、外部空間（１４）への流
    出を有利には阻止するポリマー層を析出し、 ｅ）電磁放射線を遮断し、次いで被覆室（１０）に送気
    して、被覆された中空体（２）を取り出すことを特徴と
    する、中空体を被覆するための方法。
  2. 【請求項２】 中空体、有利には閉鎖可能な少なくとも
    １つの開口を備えた中空体の制限面を被覆するための装
    置において、排気可能な被覆室（１０）を備えており、
    被覆室が、被覆すべき中空体（２）の装入及び取り出し
    のために閉鎖可能な少なくとも１つの開口（４２）、プ
    ラズマプロセス室（１４）内へのプロセスガスの導入の
    ための少なくとも１つのガス入口（２４，２５）、及び
    プラズマプロセス室（１４）内への電磁放射線の供給の
    ためのアンテナ装置（２８，３０）を有しており、電磁
    放射線を用いてプラズマガスが点弧可能であり、かつプ
    ラズマ放電が行われるようになっており、この場合、中
    空体内部（１２）が有利にはシールエレメント（２２，
    ６７，６９，７１）を用いて容器外部空間（１４）に対
    して気密にシール可能であることを特徴とする、中空体
    を被覆するための装置。
  3. 【請求項３】 閉鎖可能な少なくとも１つの開口（４）
    を備えた容器において、容器の制限面（６，８）に析出
    されて、容器内部（１２）から外側空間及び／又は外側
    空間から容器内部（１２）へのガス状及び液状の物質の
    通過を阻止する層を設けてあり、該層がプラズマ助成式
    の被覆法、有利にはプラズマ化学式の被覆法によって形
    成されており、この場合、層が容器の外面（６）に施さ
    れていることを特徴とする、閉鎖可能な少なくとも１つ
    の開口を備えた容器。
JP14620498A 1997-05-27 1998-05-27 中空体を被覆するための方法、中空体を被覆するための装置、及び閉鎖可能な少なくとも１つの開口を備えた容器 Pending JPH10330945A (ja)

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