DE69509597T3 - Hohler behälter mit inerter oder undurchlässiger innerer oberfläche durch plasmaunterstütze oberflächereaktion oder in situ polymerisation - Google Patents

Hohler behälter mit inerter oder undurchlässiger innerer oberfläche durch plasmaunterstütze oberflächereaktion oder in situ polymerisation Download PDF

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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D1/62Plasma-deposition of organic layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/045Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft allgemein hohle Behälter mit inerten und/oder undurchlässigen Oberflächen und insbesondere hohle Kunststoffbehälter mit inerten/undurchlässigen Innenoberflächen, die durch plasmaunterstützte In-situ-Polymerisation oder Oberflächenaktivierung hergestellt werden.
  • Kunststoff- und Metallbehälter haben Glas in vielen Anwendungen ersetzt, bei denen einfache Handhabung, geringes Gewicht und Unzerbrechlichkeit erforderlich sind. Wenn Metall verwendet wird, muß die innere Metalloberfläche des Behälters oft mit einem Polymer beschichtet werden, um den Kontakt des verpackten Inhalts mit dem Metall zu vermeiden. Daher ist im Fall von Kunststoffverpackungen und auch im Fall von vielen Metallbehältern die Kontaktoberfläche mit dem verpackten Inhalt typischerweise ein Polymer.
  • Heutige Polymere haben variierende Grade an Inertheit gegenüber dem verpackten Inhalt, die sich von der Inertheit von Glas unterscheiden. Im Fall von Lebensmittelverpackungen hilft die Oberflächeninertheit, die mögliche Desorption von Packungsmaterialbestandteilen in das Lebensmittel zu vermindern, die Aromaabsorption zu verhindern, den Verlust von Lebensmittelbestandteilen über die Packungswände zu verhindern und das Eindringen von Luft oder anderen Substanzen von der Außenseite der Verpackung zu verhindern. Alle diese Eigenschaften der Inertheit treffen auf Kunststoffbehälter zu; allerdings treffen viele dieser Eigenschaften auch auf Metallbehälter zu, die im Inneren mit einem Kunststoff- oder Lacksystem beschichtet worden sind.
  • Wiederfüllbare Kunststoffbehälter fügen eine weitere Dimension zu den Inertheitsanforderungen hinzu, weil diese Verpackungen dem Waschen und Wiederfüllen widerstehen müssen. Solche Behälter sollten keine Kontaktmaterialien, wie z. B. Waschmittel oder fremde Materialien, die in dem Behälter aufbewahrt wurden, absorbieren.
  • Verpackungen für carbonisierte Getränke stehen normalerweise auch unter Druck und müssen einer erheblichen mechanischen Beanspruchung bei der Handhabung widerstehen. Es ist daher für ein einzelnes Material schwierig, die notwendige mechanische Stabilität und die erforderliche Inertheit zur Verfügung zu stellen.
  • Gegenwärtige Kunststoffverpackungen für carbonisierte Getränke bestehen entweder aus einem einzelnen Material, wie z. B. Polyethylen terephthalat (PET), oder umfassen eine Mehrschichtstruktur, bei der üblicherweise die mittleren Schichten die Sperrschichteigenschaften und die äußeren Schichten die Eigenschaften mechanischer Stärke besitzen. Solche Behälter werden entweder durch Mehrfachkomponenten-Injektion oder Mehrschicht-Extrusion hergestellt. Bis heute war es nicht möglich, Kunststoffbehälter mit einer undurchlässgen dichten "glasartigen" Innenoberfläche mittels herkömmlicher Verfahren herzustellen.
  • Von einigen Polymeren, z. B. Polyacrylonitril, ist bekannt, daß sie ausgezeichnete Sperrschichteigenschaften haben, aber sie können nur in Copolymer-Form verwendet werden, weil das Homopolymer, das die besten Sperrschichteigenschaften hat, nicht in die Gestalt eines Behälters gebracht werden kann. Eine weitere Begrenzung der praktischen Anwendung von Polymeren für Lebensmittel- oder Getränke-Behälter ist, daß Polymere mit guten Sperrschichteigenschaften, erneut sei Acrylonitril beispielhaft genannt, dazu neigen, agressive/gefährliche Monomere zu haben, was impliziert, daß ihre Verwendung für Lebensmittelkontakt beschränkt ist, bis die vollständige Polymerisation ohne nachweisbare extrahierbare Stoffe erreicht werden kann.
  • Recycling ist noch eine weitere Dimension bei in Massen produzierten Verpackungen. Die Wiederverwendung von recyceltem Kunststoff für denselben Zweck, d. h., um neue Behälter in einem "Geschlossenen-Kreislauf"-Recycling herzustellen, ist ein Problem, das große Aufmerksamkeit erweckt hat, und für PET ist dies heute durch Depolymerisierung des recycelten Materials erreicht worden, um es von allen Spurenverunreinigungen zu befreien, die anderenfalls wandern und mit dem Behälterinhalt in Kontakt kommen könnten. Eine undurchlässige Innenoberfläche, die der Zweck der Erfindung ist, würde es erlauben, recyceltes Material unmittelbar für neue Behälter wiederzuverwenden, d. h. ohne Spezialbehandlung, wie z. B. Depolymerisation, weil Spuren von fremden Substanzen nicht länger in Kontakt mit dem Behälterinhalt kommen könnten. Dies würde das "Geschlossener-Kreislauf"-Recyclingverfahren durch Vermeiden der Notwendigkeit der Depolymerisierung beträchtlich vereinfachen.
  • Ferner ist Recycelfähigkeit innerhalb bestehender Recyclingsysteme, sowohl des "offenen Kreislaufs", d. h. Recycling für andere Verwendungen, als auch des "geschlossenen Kreislaufs", d. h. Wiederverwendung für denselben Zweck, für jede in Massen produzierte Verpackung notwendig. In "Offenen-Kreislauf"-Systemen ist das normale Verfahren, den Kunststoff abzutrennen, zu reinigen und in kleine Flocken zu zerkleinern. Die Flocke wird dann entweder geschmolzen und für das Formen anderer Gegenstände oder für die Faserproduktion verwendet. Für diesen Typ des Recyclings ist es wichtig, daß irgendeine Verunreinigung des Hauptkunststoffs, wie z. B. eine Beschichtung, wirksam in vernachlässigbaren Mengen anwesend sein sollte und bevorzugt fest und unlöslich in dem geschmolzenen Kunststoff sein sollte, so daß sie vor den empfindlichen Anwendungen, wie z. B. Faserproduktion, abfiltriert werden kann. PET wird auch in "Geschlossenen-Kreislauf"-Systemen durch Depolymerisierung recycelt, und es ist wichtig, daß das Beschichtungsmaterial in diesem Verfahren unverändert bleibt, in den Monomeren, die in dem Verfahren entstehen, unlöslich sein und leicht von diesen Monmeren abtrennbar sein sollte. Eine inerte dünne organische Beschichtung oder Oberflächenbehandlung, die die Oberflächenzusammensetzung des PET verändert, erfüllt diese Kriterien.
  • DE-A-36 32 748 offenbart ein Verfahren für die Beschichtung hohler Behälter mit Polymeren unter Verwendung von Plasmapolymerisierung und Anwendung von Monomeren oder Mischungen von Monomeren mit einem Plasmaträgergas. Die Vorbehandlung der zu beschichtenden Oberfläche wird gegebenenfalls durch Anwendung von Sauerstoffplasma auf der Oberfläche vor der Plasmapolymerisierung zu Verfügung gestellt, sowie eine Nachpolymerisierungsbehandlung der beschichteten Oberfläche. Aus dieser Offenbarung ist nicht bekannt, den Druck in dem zu beschichtenden Behälter und in der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens getrennt zu steuern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1 und 13 beansprucht wird, löst das Problem, wie eine Innenbeschichtung oder Schicht für Kunststoffoder Metallbehälter zur Verfügung gestellt werden kann, jedoch insbesondere für wiederfüllbare Kunststoffbehälter, die für carbonisierte Getränke verwendet werden und die folgenden Eigenschaften haben: glasartige Undurchlässigkeit gegenüber polaren und nichtpolaren Substanzen; Elastizität, so daß die Beschichtungsintegrität erhalten bleibt, sowohl wenn die Behälterwände gebogen/gestreckt werden unter Druck, als auch wenn die Wände eingedrückt werden; angemessene Festigkeit und Adhäsion während der Lebenszeit, wenn die Innenoberfläche des Behälters gescheuert oder abgerieben oder abgeschliffen wird, z. B. während des Füllens, Ausgießens oder des normalen Gebrauchs; gute Transparenz, so daß die Erscheinungsform eines durchsichtigen Kunststoffbehälters nicht beeinträchtigt wird; Widerstandsfähigkeit gegen hohe/niedrige pH-Werte im Fall wiederfüllbarer Behälter für carbonisierte Getränke; sicheren Kontakt mit Lebensmitteln für Inhalte wie z. B. Getränke; und Recycelfähigkeit des Behältermaterials ohne negative Effekte.
  • Die Oberflächeneigenschaften eines Kunststoffbehälters oder einer Kunststoffbeschichtung oder einer Lackierung werden entweder durch Oberflächenreaktion mit einem Gas oder durch Oberflächenaktivierung und spätere Zugabe einer die Oberfläche verändernden Substanz, wie z. B. eines Metallions, verändert. Der Zweck der Oberflächenveränderung besteht darin, eine Oberfläche mit glasartiger Inertheit/Undurchlässigkeit gegenüber polaren und nichtpolaren Substanzen zur Verfügung zu stellen, die den normalen Beanspruchungen des Behälters, z. B. Biegen, Expansions/Konktraktions-Abschleifung, Kontakt mit hohem/niedrigem pH-Wert usw. widersteht und nicht die Behälter-Transparenz/Erscheinung beeinträchtigt.
  • Die Oberflächeneigenschaften eines Kunststoffbehälters werden wie bereits beschrieben verändert, um die Hauptsperrschichteigenschaften zu ergeben, und eine sehr dünne Beschichtung wird hinzugefügt, auch wie bereits beschrieben, um pH-Widerstandskraft, Haltbarkeit und sicheren Kontakt mit Lebensmitteln zu ermöglichen. Dieses Zweistufen-Verfahren gestattet größere Flexibilität in der Herstellung idealer Sperrschichtmaterialien ohne die Begrenzungen, die sich bei einer Kontaktoberfläche ergeben, während die Kontaktbeschichtung zu dünn ist, um signifikant Aromastoffe oder fremde Materialien zu absorbieren, die in dem Behälter plaziert sind, wenn dieser wieder füllbar ist.
  • Eine plasmaunterstützte Polymerisation und Abscheidung einer sehr dünnen Innenoberflächenbeschichtung in einem Kunststoff- oder Metallbehälter wird zur Verfügung gestellt, und die Oberflächeneigenschaften der inneren Kunststoffoberfläche eines Behälters werden durch die Reaktion der Oberfläche mit einem reaktiven Gas, das angeregt wurde, um ein Plasma zu ergeben, verändert, oder die Oberfläche wird mit einem Plasma eines Reaktantengases aktiviert, so daß es für eine weitere Oberflächenreaktion empfindlich wird.
  • Das Verfahren der Bildung der Polymerbeschichtung umfaßt die Schritte: Einbringen des Behälters in ein Gehäuse; Einführung von Mitteln zum Einspeisen eines Reaktantengases in den Behälter; selektive Steuerung des Drucks in dem Gehäuse und in dem Behälter; Reinigen einer Oberfläche des in situ zu beschichtenden Behälters; Vorbehandlung der zu beschichtenden Oberfläche, um einer nachfolgend darauf abgeschiedenen Beschichtung zu ermöglichen, gute Haftung zwischen dem Beschichtungsmaterial und dem Behältermaterial sicherzustellen; Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Sperrschichteigenschaften hat, in den Behälter; Generieren des Plasmas des Reaktantengases und Abscheiden einer relativ dünnen Polymerbeschichtung auf der zu beschichtenden Oberfläche; und Durchführen einer Postpolymerisationsbehandlung an der Polymerbe schichtung, um im Anschluß an die Abscheidung der Polymerbeschichtung Restmonomere und andere extrahierbare Polymere in situ zu entfernen.
  • In dem vorangehenden Verfahren wird die Undurchlässigkeit gegenüber polaren und nichtpolaren Substanzen vor allem erreicht durch: (a) korrekte Wahl der reaktiven Gase oder der Gasmischungen, der Ionisierungs- (Plasmaerzeugungs-) Energie, des Einführungsträgergases, das mit dem/den reaktivem/n Gas/en vermischt wird, des Vakuums und der Gasflußrate, (b) Abscheiden einer dichten stark quervernetzten Polymersubstanz, insbesondere eines Polymers mit hohem Kohlenstoff- und niedrigem Wasserstoff-Gehalt. Ein Polymer mit einem hohen Grad an Oberflächenquervernetzung kann durch Einführen von Kohlenwasserstoffen mit ungesättigten Bindungen, z. B. Acetylen, Ethylen usw., als Vorläufer in die Mischung der reaktiven Gase erhalten werden; (c) Abscheiden von Polymeren mit anorganischen Resten, wie z. B. Halogen-, Schwefel-, Stickstoff-, Metall- oder Siliciumdioxid-Resten, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Absorption von sowohl polaren als auch nichtpolaren Substanzen zu unterstützen. Diese Reste können in die Reaktionsmischung als einfache Gase, z. B. Chlor, Fluor, Wasserstoffsulfid als organische Komplexe, z. B. Vinylidendichlorid, Freone usw., eingebracht werden. Silicium- und Metall-Reste können die Absorptionsresistenz sowohl gegenüber polaren als auch nichtpolaren Substanzen erhöhen und können in gasförmiger Form eingeführt werden, z. B. als Silan (im Fall von Silicium), organische Komplexe mit Metallen oder flüchtige Metallverbindungen, insbesondere Hydride, z. B. SiH4 Chloride, Fluoride; (d) Abscheiden einer gleichmäßigen kompakten Beschichtung über der gesamten Oberfläche und insbesondere Vermeiden von Gaseinschlüssen, Porosität und Oberflächenfehlerhaftigkeiten. Die mechanische Gestaltung – beispielsweise können das Gasverteilungsrohr und die Rotation des Behälters usw. zu einer gleichmäßigen Verteilung des Plasmas über der gesamten Oberfläche führen – und die Beschichtungsbedingungen, insbesondere die Abscheidungsrate, sind wichtige Parameter; (e) Erzeugen eines Hochqualitätsplasmas durch optimale Verwendung von Energie und Vermeidung von Energieverlusten außerhalb des Behälters, z. B. Vermeiden der Bildung eines Plasmas außerhalb des Behälters durch Aufrechterhalten von verschiedenen Drücken innerhalb und außerhalb des Behälters; (f) Erzeugung freier Radikale auf der Kunststoffoberfläche, so daß diese Oberfläche mit den im Plasmazustand eingeführten reaktiven Gasen reagieren kann. Auf diese Weise kann erhöhte Polymerquervernetzung oder der Einschluß von anorganischen Resten in der Oberfläche des Substratpolymers selbst erreicht werden; (g) Erzeugen von freien Radikalen auf der Kunststoffoberfläche, was die Reaktion mit flüssigen anorganischen Substanzen erlaubt, die eine dichte anorganische Oberfläche, chemisch an der Kunststoffoberfläche gebunden, ergibt; und (h) Abscheiden von mehreren dünnen Schichten, wobei jede einen spezifischen Sperrschichtzweck hat, die aber so dünn sind, daß sie alle vernachlässigbare Absorption haben.
  • Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegen/Strecken wird vor allem erreicht durch: (a) Behandlung der Kunststoffoberfläche, um freie Radikale zu erzeugen, entweder vor oder während des Abscheidungsverfahrens, so daß die Abscheidung chemisch an der Oberfläche gebunden wird. Dies wird erreicht durch die korrekte Wahl des oberflächenaktivierenden Gasplasmas in Übereinstimmung mit den Substrateigenschaften. Beispielsweise können Argon, Sauerstoff, Wasserstoff und Mischungen davon für diesen Zweck verwendet werden; (b) Wahl von Monomer-Gas(en), das/die Zielpolymere ergibt/ergeben, die das Biegen gestatten; und (c) sehr dünne Beschichtungen, die das Biegen ohne Brechen ermöglichen und Flexibilität bei einer schmalen Querschnittsfläche erreichen.
  • Adhäsion wird vor allem erreicht durch: (a) Erzeugen von freien Radikalen auf der Kunststoffoberfläche, wie oben, so daß die Abscheidung chemisch an die Kunststoffoberfläche gebunden wird; (b) Bewirken einer Reaktion der Kunststoffoberfläche, um ihre gegenwärtige Zusammensetzung zu verändern, im Gegensatz zum Abscheiden einer weiteren Substanz; und (c) wirksames Oberflächenreinigen während oder vor der Hauptbehandlung unter Verwendung von ionisiertem Gas (Gasplasma), wie z. B. Sauerstoff, um Oberflächenverunreinigungen zu entfernen.
  • pH-Widerstandsfähigkeit und Inertheit gegenüber Inhaltsstoffen und Transparenz werden vor allem erreicht durch: (a) korrekte Wahl der abzuscheidenden Substanz durch Wahl des/der reaktiven Gases/Gase, des/der inerten Trägergases/gase, der Ionisierungs- (Plasmaerzeugungs)-Energie, des Vakuums und der Gasflußrate; und (b) Nachbehandlung mit Gasplasma, um nichtumgesetzte Monomere zu entfernen und um nichtumgesetzte freie Radikale auf der Oberfläche zu sättigen.
  • Vorrichtungen zur Durchführung der zuvor erwähnten Verfahrensschritte enthalten u. a.: Mittel zur Anordnung des Behälters in der Vakuumkammer; Mittel zum Einspeisen eines Reaktantengases oder einer Mischung von Gasen in den Behälter; Mittel zur Steuerung des Drucks in der Vakuumkammer; separate Mittel für die Steuerung des Drucks im Behälter; Mittel zur Reinigung einer in situ zu beschichtenden Oberfläche des Behälters und zur Vorbehandlung der Oberfläche, um eine nachfolgend darauf abzuscheidende Polymerbeschichtung zu ermöglichen, um ordnungsgemäße Adhäsion zwischen dem Beschichtungsmaterial und dem Behältermaterial zu gewährleisten; und Mittel zum Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das die Fähigkeit zu reagieren besitzt, um gute Sperrschichteigenachaften in dem Behälter zur Verfügung zu stellen, zum Generieren eines Plasmas des Reaktantengases und zur Abscheidung einer relativ dünnen Polymerbeschichtung auf der zu beschichtenden Oberfläche, und anschließende Durchführung einer Postpolymerisationsbehandlung an der Polymerbeschichtung, wie z. B. durch Anwenden einer Hochenergiequelle, und für das Entfernen von Restmonomeren und anderen extrahierbaren Polymeren in situ nach Abscheidung der Polymerbeschichtung.
  • Zur Veränderung der Oberflächenzusammensetzung umfaßt das Verfahren vorzugsweise die Schritte: (a) Anordnen eines geformten Behälters in einer Vakuumkammer; (b) Einbringen von Mitteln zum Einspeisen eines Reaktantengases in den Behälter; Evakuieren der Vakuumkammer; (c) Einspeisen eines Reaktantengases oder einer Mischung von Gasen eines vorherbestimmten Typs in den Behälter; und (d) Generieren eines Plasmas des Reaktantengases, um eine Veränderung in der Oberflächenzusammensetzung der Innenoberfläche des Behälters zu bewirken, wobei das Reaktantengas von einem Typ ist, der eine unmittelbare Veränderung der Oberflächeneigenschaften der Kunststoffinnenoberfläche bewirkt, oder von einem Typ ist, der die Innenoberfläche aktiviert, um eine Reaktion der Kunststoffoberfläche mit anorganischen Materialien zu ermöglichen, um die Kunststoffinnenoberfläche inert/undurchlässig zu machen.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung der Schritte des letzteren Verfahrens enthält u. a.: Mittel zum Anordnen eine geformten Behälters in einer Vakuumkammer; Mittel zum Einspeisen eines Reaktantengases in den Behälter; Mittel zum Evakuieren der Vakuumkammer; Mittel zum Einspeisen eines Reaktantengases eines vorherbestimmten Typs in den Behälter; und Mittel zur Generierung eines Plasmas des Reaktantengases, um eine Veränderung in der Oberflächenzusammensetzung der Innenoberfläche des Behälters zu bewirken, wobei das Reaktantengas von einem Typ ist, der eine unmittelbare Veränderung der Oberflächeneigenschaften der Kunststoffinnenoberfläche bewirkt, oder von einem Typ ist, der die Kunststoffinnenoberfläche aktiviert, um eine Reaktion der Kunststoffoberfläche mit anorganischen Materialien zu ermöglichen, um die Kunststoffinnenoberfläche inert/undurchlässig zu machen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird leichter verstanden werden aus der detaillierten Beschreibung, die nachfolgend gegeben wird, und aus den beigefügten Zeichnungen, die nur zum Zweck der Veranschaulichung gegeben werden, und die daher die vorliegende Erfindung nicht beschränken, und worin:
  • 1 ein elektromechanisches schematisches Diagramm ist, das die Erfindung grob veranschaulicht;
  • 2A ein zentrale Längsquerschnittsansicht der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
  • 2B eine teilweise Querschnittsansicht einer Modifikation der in 2A gezeigten Gasröhre ist;
  • 2C eine modifizierte Version der Ausführungsform in 2A ist, die es dem Behälter erlaubt, rotiert zu werden;
  • 3 ein Diagramm ist, das ein Verfahren veranschaulicht, das die in den 1 und 2 gezeigte Vorrichtung implementiert; und
  • 4 ein Diagramm ist, das ein anderes Verfahren zeigt, das die in den Figuren gezeigte Vorrichtung implementiert.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBÜNG DER ERFINDUNG
  • Mit Bezug nun zu den Zeichnungen veranschaulicht 1 grob das erfinderische Konzept dieser Erfindung. Dort schließt ein Hochvakuumgehäuse 1 den zu beschichtenden Behälter 2 ein. Ein Metallgasrohr 3 oder ein Leiter anderen Typs wird in dem Behälter angeordnet und taucht in den unteren Teil des Behälters 2 ein, wo es/er Gas in den Behälter 2 aus einem Gasmischungssystem 4 einströmen läßt. Das in den Behälter 2 strömende Gas ist eine Mischung von Gasen, die extern entweder durch eine Hochfrequenzwendel 5 und einen Generator 6 oder durch einen Mikrowellengenerator 7 angeregt werden. Eine Möglichkeit (nicht gezeigt) ist, ein Ende des Generators 6 mit dem Metallgasrohr 3 zu verbinden und es somit als eine Elektrode zu verwenden und Energieverluste bei der Plasmagenerierung dadurch zu vermindern, daß eine Elektrode in unmittelbarem Kontakt mit dem Plasma ist.
  • Eine weitere Möglichkeit, nicht gezeigt, die insbesondere anwendbar ist für eine Niedrigvakuum-Arbeitsweise, ist, ein hohes Gleichstrompotential anzulegen und eine elektrische Entladung zwischen dem Metallgasrohr 3 und einem geerdeten Ende außerhalb des Behälters 2, wie z. B. die Wände des Gehäuses 1, zu erzeugen.
  • In einem ersten Verfahren wird Gas von vorherbestimmter Konstitution von dem Mischer 4 geliefert, der programmiert ist, zunächst einen Reinigungsplasmastrom eines angeregten Gases am Anfang eines Beschichtungszykluses zur Verfügung zu stellen, bevor die Reaktionsgase in das System eingeführt werden. Durch korrekte Auswahl der Gasmischung und durch Anregung der Gasmischung zur Bildung eines Plasmas werden dadurch gebildete freie Radikale an der Innenoberfläche des Behälters induziert, bevor die Reaktantengase eingeführt werden. Nach der Reinigung und der Oberflächenaktivierung wird, wo notwendig, von der Reinigungs/Oberflächenbehandlungs gasmischung auf eine Gasmischung umgestellt, die plasmaunterstützte Insitu-Polymerisation ergibt. Eine Nachbehandlung der Beschichtung wird vervollständigt, um Monomere und andere extrahierbare Polymere zu beseitigen, unter Verwendung von Hochenergiequellen elektromagnetischer Energie 6 oder 7 mit oder ohne ein geeignetes plasmaangeregtes Reaktantengas aus dem Mischer 4.
  • Plasmaunterstützung sichert eine reine Oberfläche, die frei von Staub und Schmutz ist, und ermöglicht ferner eine weite Bandbreite von Polymerisationen, so daß das Beschichtungspolymer für Inertheit genutzt werden kann. Die Verwendung einer sehr dünnen Beschichtung ermöglicht ferner Flexibilität und ebenso Transparenz, wenn das Polymer schlechte Transparenzeigenschaften hat. Um die Verwendung in wärmeempfindlichen Kunststoffbehältern zu ermöglichen, ermöglicht die Erfindung auch die Beschichtung ohne nicht annehmbaren Anstieg der Substratoberflächentemperatur.
  • In einem zweiten Verfahren ist die in den Behälter 2 strömende Gasmischung ausgewählt, um Oberflächenreaktion en) zu ergeben, und wird extern angeregt entweder durch den Hochfrequenzgenerator 5 oder durch den Mikrowellengenerator 7 oder durch ein hohes Gleichstrompotential, das elektrische Entladung verursacht, wie oben beschrieben. Wenn die Oberflächenreaktion einfach dazu dienen soll, eine Oberflächenaktivierungs-Vorbehandlung für die nachfolgende Reaktion und das Aufpfropfen von gasförmigen Substanzen, wie z. B. anorganischen Gasen, auf der Kunststoffoberfläche zu ergeben, werden diese Substanzen durch das Vermischungssystem 4 vermischt und eingeführt nach der bereits beschriebenen Oberflächenaktivierungsstufe. Alternativ können, wenn die Substanzen zu der aktivierten Oberfläche in flüssiger Form hinzugegeben werden sollen, z. B. im Fall von Metallionen, diese flüssigen reaktiven Substanzen auf einer späteren Stufe mittels eines herkömmlichen Flüssigkeitseinfüllungs-Verfahrens eingeführt werden.
  • Die Innenseite des Behälters 2 ist mit einer gesteuerten Vakuumquelle, nicht gezeigt, über eine Kappe 14, die auch dazu dient, die Behälteröffnung zu verschließen, mit einer Röhre verbunden, die mit einem Vakuumverbindungsstück 20 gekuppelt ist. Die Außenseite des Behälters 2 ist mit einer zweiten gesteuerten Vakuumquelle, nicht gezeigt, mittels eines Vakuumverbindungsstücks 22 verbunden. Dieses erlaubt, ein Vakuum in dem Gehäuse 1 anzuwenden, das verschieden und unabhängig von dem in dem Behälter 2 angewendeten Vakuum ist und somit die angemessene Einstellung der Plasmaherstellungabedingungen erlaubt.
  • Die oben beschriebene und in 1 gezeigte Vorrichtung hat die Fähigkeit, die folgenden Bedingungen im Hinblick auf die Zurverfügung stellung einer Polymerbeschichtung mit optimaler Integrität unter Belastung und mit idealen Inertheits- und Sperrschichteigenschaften zu ergeben: (1) Vollständigkeit der Beschichtung durch Vorreinigung der Innenoberfläche des Behälters unter Verwendung eines plasmaangeregten Gases; (2) Beschichtungsadhäsion durch Vorbehandlung der Behälteroberfläche, um freie Radikale herzustellen, unter Verwendung von plasmaangeregten Gas, wobei der Beschichtung ermöglicht wird, dem Biegen, Strecken, Eindrücken usw. zu widerstehen; (3) In-situ-Polymerisation der Beschichtung, welche die Notwendigkeit, das Polymer erneut zu schmelzen, vermeidet, was umgekehrt die Bandbreite der potentiellen Polymeren in normalen Beschichtungsanwendungen begrenzt. Das Vermeiden von erneutem Aufschmelzen vermeidet außerdem Depolymerisationsnebenprodukte und somit mögliche extrahierbare Stoffe und verbessert daher die Inertheit; (4) In-situ-Entfernung freier Monomere mittels einer Nachbehandlung unter Verwendung entweder einer Anregungsquelle oder eines plasmaangeregten reaktiven Gases; (5) getrennte Steuerung des Drucks innerhalb und außerhalb des Behälters und getrennte Steuerung der Gasmischung und der Anregungsbedingungen in jeder Beschichtungsphase, um die besten Bedingungen für jede der Funktionen, auf die oben angespielt wurde, zu ergeben; (6) sehr dünne Beschichtungen, z. B. 25–1500 nm, wodurch die Flexibilität, Transparenz und die Eliminierung von extrahierbaren Stoffen gefördert wird; (7) eine breite Auswahl von Polymerisationsbedingungen und eine weite Bandbreite resultierender Polymere, die ermöglicht durch die korrekte Auswahl der Gase, des Vakuums und des Energieeinsatzes werden; und (8) die durch korrekte Wahl der Bedingungen des Vakuums, des Gasflusses und des Energieeinsatzes nicht annehmbares Erwärmen der Substratoberfläche vermeidet und somit die Benutzung von wärmeempfindlichen Behältern, wie z. B. orientiertes PET, ermöglicht.
  • Auch hat diese Vorrichtung im Hinblick auf die Veränderung der inneren Oberfläche eines Kunststoff- oder mit Kunststoff beschichteten Behälters, entweder unmittelbar durch Oberflächenreaktion oder durch Oberflächenaktivierung, die eine nachfolgende Oberflächenreaktion ermöglicht, die Fähigkeiten: (1) durch korrekte Auswahl der Gase, des Vakuums und des Energieaufwands Ermöglichen einer großen Bandbreite von Oberflächenreaktionen; (2) Steuerung der Oberflächentemperatur und eine solche Oberflächentemperatur, das der Anstieg, falls es ihn überhaupt gibt, begrenzt ist auf das, was annehmbar für wärmeempfindliche orientierte Behälter, wie z. B. solche aus PET, ist; und (3) Zurverfügungstellen eines Verfahrens, das verwendet werden kann für irgendeinen Kunststoff und irgendeinen Behälter nach dem Bilden des Behälters und das unabhängig ist von der den Behälter bildenden Maschine.
  • Mit Bezug nun auf 2A sind dort weitere Einzelheiten der Vakuumkammer 1 gezeigt, die zusätzlich enthält: einen Behälteraufzug 10, eine Vakuummanschette 11, die mit einer Feder 12, mit gleitenden Dichtungsringen 15 und einem Gummidichtungsring 16 befestigt ist, und einen Vakuummanschettenkopf 13.
  • Der Behälter 2 ist angepaßt, um durch den Aufzug 10 aufwärts gedrückt zu werden, bis seine Fortbewegung durch den Dichtungsring 14 gestoppt wird, der die Behälteröffnung abschließt. Der Behälter 2 wird zentriert und durch eine ringförmige Gleitführung 25 geführt. Der federgespannte Aufbau der Vakuummanschette 11 wird durch die Kappe 17 gesichert, die auch die Feder 12 vorzusammendrückt und mit dem Vakuummanschettenkopf 13 verbindet. Ein oder mehrere Stifte 26 stellen sicher, daß die Führung 25 der gleitenden Flasche an ihrem Ort verbleibt. Der Vakuummanschettenkopf 13 ist mit einem Träger 27, der die Gasröhre 3 unterstützt, verbunden.
  • Zusätzlich hat der Träger 27 eine Verteilerröhre 22 für die Vakuumquelle außerhalb des Behälters 2 und eine Verteilerröhre 20 für die Vakuumquelle innerhalb des Behälters 2. Diese Elemente sind über Steuerventile 23 bzw. 21 verbunden. Die Steuerventile 23 und 21 erlauben es, das Vakuum mittels einer Sequenzsteuerungsvorrichtung 24 anzulegen, sobald die Öffnung des Behälters 2 gegen den Verschluß 14 schließt, und das Vakuum aufzuheben, wenn der Behälter 2 fertig für die Entfernung aus der Vorrichtung ist. Der Träger 27 hat auch einen Gasverteiler 18, der von dem Gasmischer 4 zu der Gasröhre 3 über ein An-Aus-Ventil 19 gekoppelt ist, das mit der Sequenzsteuerungsvorrichtung 24 verbunden ist und durch sie gesteuert wird.
  • Die Sequenzsteuerungsvorrichtung 24 ist in Verbindung mit einem Maschinennocken, nicht gezeigt, mechanisch mit einer Maschinenzeitsteuerungsvorrichtung verbunden. Sie steuert auch sequenzartig das Umschalten des Plasmagenerators 6 oder 7. Wenn erwünscht, kann die Tauchröhre 3 so konfiguriert sein, daß sie mit einem Mantel 3a zusammenpaßt, wie in 2B gezeigt, um eine verbesserte Verteilung des Gases an den Seiten des Behälters 2 zu gestatten.
  • 2C zeigt die Beschichtungsvorrichtung, die in 2A gezeigt ist, allerdings jetzt mit der zusätzlichen Einrichtung für das Rotieren des Behälters 2. Der Behälter 2 sitzt auf einer frei drehbaren Stahlplattform 35, in der ein Permanentmagnet, nicht gezeigt, eingelassen ist, und der gemacht ist, um durch ein externes elektromagnetisches Feld, generiert durch einen Elektromagneten 36, zu rotieren. Am Kopf des Be hälters 2 wird der Dichtungsring 14 auf eine rotierbare Manschette 37 geschraubt, die frei ist, innerhalb der Aussparung 38 und einem Paar von Dichtungsringen 39 zu rotieren.
  • 3 zeigt ein Verfahren der Arbeitsweise der in 2A gezeigten Vorrichtung. Die gezeigte Vorrichtung ist gut bekannt als "Karusell"oder Rotationstypsystem, und sie umfaßt mindestens vier Beschichtungszellen 1a, 1b, 1c und 1d, die an den Stationen A, B, C und D untergebracht sind, wobei jede eine Vakuummanschette 11 und einen Vakuummanschettenkopf 13 enthält.
  • An der Station A bringt ein Schieber 30 oder eine ähnliche Vorrichtung den Behälter 2 auf den Aufzug 10, wo der Behälter 2 dann in eine Kammer, die durch die Vakuummanschette 11 und den Manschettenkopf 13 gebildet wird, geschoben wird. An den Stationen B und C aktiviert die Sequenzsteuerungsvorrichtung 24 die Evakuierungsventile 21 und 23, das Gasinjektionsventil 19 und die Plasmagenerierungsmittel 7 oder, wenn erwünscht, Mittel 6, die in 1 in der geeigneten Reihenfolge für den Beschichtungszyklus gezeigt sind. An der Station D zieht sich der Aufzug 10 zurück, und der Behälter 2 wird ausgeworfen. Die Einzelheiten der Behälterbehandlung, entweder in einem rotierenden "Karusell"-Maschinentyp, wie beschrieben, oder in Bahnen oder mit anderen geeigneten Mitteln, ist nebensächlich für die Erfindung und kann wie gewünscht implementiert werden.
  • Da bestimmte Beschichtungsoptionen für den Behälter 2 einige Schichten und Beschichtungsarbeitsvorgänge umfassen können, kann es unpraktikabel sein, sie in dem rotierenden "Karusell"-Maschinentyp, der in 3 veranschaulicht ist, durchzuführen. 4 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform, in welcher die Beschichtungszeiten und die Beschichtungsarbeitsvorgänge für viele Behälter simultan implementiert werden können.
  • Wie gezeigt, wird der Behälter 2 durch ein Transportband 40 transportiert. Eine Reihe von Behältern 2 wird dann durch Greifer 41 gegriffen und in einem Behandlungskessel 42 plaziert, wo sie fest angeordnet werden durch die Form der Unterteilungen in einem Behandlungskessel 42. In der gezeigten Ausführungsform hebt ein Schieber 43 den Behandlungskessel 42 zu einem Behandlungskopf 44, der das Oberteil des Behandlungskessel 42 betätigt und dicht verschließt. Der Behandlungskopf 44 enthält u. a. eine Vielzahl der Beschichtungsvorrichtungen, die in 3 beschrieben sind, insbesondere den Gasverteiler 18 und die Vakuumverteilungsröhren 20 und 22.
  • Jeder einzelne Behälter 2 in dem Behandlungskessel 42 kann nach der Art, die in 2A beschrieben ist, gedreht werden. Nach der Beschich tungsbehandlung bewegt sich der Beschichtungskopf 44 in eine weitere Position, wo er den Behandlungskessel 42 losläßt, der zu einer Entladungsposition durch den Schieber 45 zurückgeführt wird. Die Behälter 2 werden dann durch Greifer 46 auf ein Transportband für fertige Waren 47 abgeladen. Der leere Behandlungskessel 42 wird jetzt durch den Schieber 48 zurückgeführt, um eine neue Ladung von Behältern 2 von dem Greifer 41 entgegenzunehmen.
  • Dort ist eine Vielzahl von Behandlungskesseln 42 und Behandlungsköpfen 44 gemäß der Produktionsbedingungen, und der Zyklus kann ablaufen entweder durch Anheben der Behandlungskessel 42 zu durch den Behandlungskopf/Behandlungsköpfen 44, wie gezeigt, oder durch Transportieren des Behandlungskessel 42 in horizontaler Richtung zu einem oder mehreren Behandlungspositionen und Absenken von einem oder mehreren Behandlungsköpfen 44 zu dem Behandlungskessel 42.
  • Die Details der Handhabung des Behälters oder des Behandlungskessels, sei es in einem "Karusell"-Antriebstyp, wie in 3 gezeigt, oder in einer linearen Vorrichtung, wie in 4 gezeigt, sind Stand der Technik und entsprechend nebensächlich für diese Erfindung. Die Erfindung beabsichtigt nur, die wie in den 3 und 4 gezeigten Prinzipien zu demonstrieren. Diese sind wesentlich, um eine Bearbeitung der Behälter mit praktischen Mitteln bei hoher Geschwindigkeit zu gestatten, während sie zugleich die Flexibilität der Beschichtungsparameter, die erforderlich sind, um die beschriebenen Hochqualitätsbeschichtungskriteriern zu erreichen, ergeben.
  • Während somit gezeigt und beschrieben wurde, was gegenwärtig als die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angesehen wird, sollte bemerkt werden, daß alle Modifizierungen, Veränderungen und Änderungen innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, mit eingeschlossen sein sollen.

Claims (29)

  1. Ein Verfahren zur Bildung einer Polymerbeschichtung auf einer Oberfläche eines Behälters ohne unerwünschten Anstieg der Behälteroberflächentemperatur, das die Schritte umfaßt: Befestigen des Behälters in einem Gehäuse; Einbringen von Mitteln zum Einspeisen eines Reaktantengases in den Behälter; Steuern des Drucks innerhalb des Gehäuses und innerhalb des Behälters; Reinigen einer Oberfläche des Behälters, die in situ zu beschichten ist; Vorbehandeln der zu beschichtenden Oberfläche, um eine nachfolgend darauf abzuscheidende Polymerbeschichtung zu ermöglichen, um ordnungsgemäße Adhäsion zwischen dem Beschichtungsmaterial und dem Behältermaterial sicherzustellen; Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Sperrschichteigenschaften hat, in den Behälter; Generieren eines Plasmas des Reaktantengases und Abscheiden einer relativ dünnen Polymerbeschichtung auf der zu beschichtenden Oberfläche; Durchführen einer Postpolymerisationsbehandlung an der Polymerbeschichtung, um Restmonomere und andere extrahierbare Polymere in situ zu entfernen, nach der Abscheidung der Polymerbeschichtung; dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb des Gehäuses und innerhalb des Behälters selektiv gesteuert wird, wobei der Innenraum des Behälters über ein Kontrollventil mit einer kontrollierten Vakuumquelle und das Gehäuse über ein Kontrollventil mit einer zweiten kontrollierten Vakuumquelle verbunden sind, so daß innerhalb des Gehäuses ein Vakuum angelegt werden kann, welches verschieden und unabhängig von dem innerhalb des Behälters angelegten Vakuums ist, und so daß passende Plasma-Erzeugungsbedingungen innerhalb des Behälters eingestellt und die Bildung von Plasma außerhalb des Behälters vermieden werden können.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Reinigungsschritt Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Reinigungseigenschaften hat, in den Behälter und Generieren eines Plasmas davon umfaßt.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Vorbehandlungsschritt Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Oberflächenaktivierungseigenschaften hat, in den Behälter und Generieren eines Plasmas davon, zur Bildung freier Radikale zur Verbesserung der Beschichtungsadhäsion an der zu beschichtenden Oberfläche umfaßt.
  4. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Generierens eines Plasmas die Verwendung von Mikrowellen, von Wechselstromenergie r-elativ hoher Frequenz oder eine Gleichstromentladung einschließt.
  5. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Postpolymerisationsbehandlungsschritt das Anlegen elektromagnetischer Energie an die Polymerbeschichtung aus einer Quelle relativ hoher Energie umfaßt.
  6. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Postpolymerisationsbehandlungsschritt Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution in den Behälter und Generieren eines Plasmas umfaßt.
  7. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abscheidungsschritt Abscheiden einer Polymerbeschichtung, die eine Dicke zwischen 25 nm und 1500 nm hat, umfaßt, wodurch sich Transparenz, Flexibilität und relative Einfachheit der Eliminierung von Restmonomeren und extrahierbaren Polymeren ergeben.
  8. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zu beschichtende Oberfläche die Innenoberfläche des Behälters ist.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Behälter ein Kunststoffbehälter ist.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Behälter ein Enghals-Kunststoffbehälter ist.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Behälter ein aus Polyethylenterephthalat gebildeter Enghals-Behälter ist.
  12. Das Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Reinigen einer Oberfläche des zu beschichtenden Behälters in situ durch Einspeisen eines ersten Reaktantengases vorherbestimmer Konstitution, das Reinigungseigenschaften hat, in den Behälter und Generieren eines ersten Plasmas davon; Vorbehandeln der zu beschichtenden Oberfläche durch Einspeisen eines zweiten Reaktantengases vorbestimmter Konstitution, das Oberflächenaktivierungseigenschaften hat, in den Behälter und Generieren eines zweiten Plasmas davon zur Bildung freier Radikale zur Ver besserung der Beschichtungsadhäsion zwischen der zu beschichtenden Oberfläche und dem Behälter; Einspeisen eines dritten Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Sperrschichteigenschaften hat, in den Behälter; Generieren des Plasmas des dritten Reaktantengases, das Sperrschichteigenschaften hat, und Abscheiden einer relativ dünnen Polymerbeschichtung auf der zu beschichtenden Oberfläche; und Durchführen einer Postpolymerisationsbehandlung an der Polymerbeschichtung, zur Entfernung von Restmonomeren und anderen extrahierbaren Polymeren in situ nach der Abscheidung der Polymerbeschichtung durch Anlegen elektromagnetischer Energie an der Polymerbeschichtung aus einer Quelle relativ hoher Energie oder Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution in den Behälter und Generieren eines Plasmas davon.
  13. Eine Vorrichtung zur Bildung einer Polymerbeschichtung auf einer Oberfläche eines Behälters ohne unerwünschten Anstieg der Behälteroberflächentemperatur, die enthält: Mittel zur Befestigung des Behälters in einem Gehäuse; Mittel zum Einspeisen eines Reaktantengases in den Behälter; Mittel zur in-situ-Reinigung einer Oberfläche des zu beschichtenden Behälters; Mittel zur Vorbehandlung der zu beschichtenden Oberfläche, um eine nachfolgend darauf abzuscheidende Polymerbeschichtung zu ermöglichen, um ordnungsgemäße Adhäsion zwischen dem Beschichtungsmaterial und dem Behältermaterial zu gewährleisten; Mittel zum Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Sperrschichteigenschaften hat, in den Behälter; Mittel zur Generierung eines Plasmas des Reaktantengases, das Sperrschichteigenschaften hat, und Abscheiden einer relativ dünnen Polymerbeschichtung auf der zu beschichtenden Oberfläche; und Mittel zur Durchführung einer Postpolymerisationsbehandlung an der Polymerbeschichtung zur Entfernung von Restmonomeren und anderen extrahierbaren Polymeren in situ nach der Abscheidung der Polymerbeschichtung; gekennzeichnet durch getrennte Mittel für die Steuerung des Drucks innerhalb des Gehäuses und getrennte Mittel für die Steuerung des Drucks innerhalb des Behälters, wobei der Innenraum des Behälters über ein Kontrollventil mit einer kontrollierten Vakuumquelle und das Gehäuse über ein Kontrollventil mit einer zweiten kontrollierten Vakuumquelle verbunden sind, so daß innerhalb des Gehäuses ein Vakuum angelegt werden kann, welches verschieden und unabhängig von dem innerhalb des Behälters angelegten Vakuums ist, und so daß passende Plasma-Erzeugungsbe dingungen innerhalb des Behälters eingestellt und die Bildung von Plasma außerhalb des Behälters vermieden werden können.
  14. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Mittel zum Reinigen Mittel zum Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Reinigungseigenschaften hat, in den Behälter und Mittel zur Generierung eines Plasmas davon umfassen.
  15. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Mittel zur Vorbehandlung Mittel zur Einspeisung eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Oberflächenaktivierungseigenschaften hat, in den Behälter und Mittel zur Generierung eines Plasmas davon zur Bildung freier Radikale zur Verbesserung der Beschichtungsadhäsion an die zu beschichtende Oberfläche umfassen.
  16. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Postpolymerisationsbehandlungsmittel Mittel zum Anlegen elektromagnetischer Energie an die Polymerbeschichtung aus einer Quelle relativ hoher Energie umfassen.
  17. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Postpolymerisationsbehandlungsmittel Mittel zum Einspeisen eines Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution in den Behälter und Mittel zur Generierung eines Plasmas umfassen.
  18. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Abscheidungsmittel Mittel zum Abscheiden einer Polymerbeschichtung, die eine Dicke zwischen 25 nm und 1500 nm hat, wodurch sich Transparenz, Flexibilität und relative Einfachheit der Eliminierung von Restmonomeren und extrahierbaren Polymeren ergeben, umfassen.
  19. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die zu beschichtende Oberfläche die Innenoberfläche des Behälters umfaßt.
  20. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Behälter ein Enghals-Kunststoffbehälter ist.
  21. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch: (a) eine Vakuumkammer; (b) Mittel zum Transport des Behälters zu der und von der Vakuumkammerweg; (c) Mittel zur selektiven Steuerung des Drucks in der Vakuumkammer und in dem Behälter; (d) Mittel für die in-situ-Reinigung einer zu beschichtenden Oberfläche des Behälters, die Mittel zum Einspeisen eines ersten Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Reinigungseigenschaften hat, in den Behälter umfassen; (e) Mittel zum Generieren eines Plasmas des ersten Reaktantengases; (f) Mittel zur Vorbehandlung der zu beschichtenden Oberfläche, die Mittel zum Einspeisen eines zweiten Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Oberflächenaktivierungseigenschaften hat, in den Behälter und Generieren eines Plasmas davon zur Bildung freier Radikale zur Verbesserung der Beschichtungsadhäsion zwischen der zu beschichtenden Oberfläche und dem Behälter umfassen; (g) Mittel zum Einspeisen eines dritten Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution, das Sperrschichteigenschaften hat, in den Behälter; (h) Mittel zum Generieren eines Plasmas des dritten Reaktantengases und Abscheiden einer relativ dünnen Polymerbeschichtung auf der zu beschichtenden Oberfläche; und (i) Mittel zur Durchführung einer Postpolymerisationsbehandlung an der Polymerbeschichtung zur Beseitigung von Restmonomeren und anderen extrahierbaren Polymeren in situ nach der Abscheidung der Polymerbeschichtung, die Mittel zum Anlegen elektromagnetischer Energie an der Polymerbeschichtung aus einer Quelle relativ hoher Energie oder Mittel zum Einspeisen eines vierten Reaktantengases vorherbestimmter Konstitution in den Behälter und Generieren eines Plasmas davon umfassen.
  22. Das Verfahren nach Anspruch 1, das die Schritte umfaßt: (a) Besfestigen eines geformten Behälters in einer Vakuumkammer; (b) Einführen von Mitteln zum Einspeisen eines Reaktantengases in den Behälter; (c) Evakuieren der Vakuumkammer; (d) Einspeisen eines Reaktantengases eines vorherbestimmten Typs in den Behälter; (e) Generieren eines Plasmas des Reaktantengases, zur Bewirkung einer Veränderung in der Oberflächenzusammensetzung der Innenoberfläche des Behälters, wobei das Reaktantengas von einem Typ ist, der eine direkte Veränderung der Oberflächeneigenschaften der Kunststoffinnenoberfläche bewirkt, um die Oberfläche inert/undurchlässig zu machen.
  23. Das Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Reaktantengas von einem Typ ist, der die Kunststoffinnenoberfläche aktivert, um eine Reaktion der Kunststoffoberfläche mit anorganischen Materialien zu ermöglichen, um die Kunststoffinnenoberfläche inert/undurchlässig zu machen.
  24. Das Verfahren nach Anspruch 23, das zusätzlich den Schritt des Einführens einer vorherbestimmten anorganischen Substanz in die Innenoberfläche des Behälters einschließt.
  25. Das Verfahren nach Anspruch 23, das zusätzlich den Schritt des Einführens einer Lösung eines Metallions in die Innenoberfläche des Behälters einschließt.
  26. Die Vorrichtung nach Anspruch 13, die ferner gekennzeichnet wird durch Mittel zum Transport eines gebildeten Behälters zu der und von der Vakuumkammerweg; und Mittel zum Generieren eines Plasmas des Reaktantengases zur Bewirkung einer Veränderung in der Oberflächenzusammensetzung der Innenoberfläche des Behälters.
  27. Die Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei das Reaktantengas ein Gas enthält, das eine direkte Veränderung in den Oberflächeneigenschaften der Kunststoffinnenoberfläche bewirkt, um die Oberfläche inert/undurchlässig zu machen.
  28. Die Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei das Reaktantengas ein Gas zur Aktivierung der Kunststoffinnenoberfläche zur Ermöglichung einer Reaktion der Kunststoffoberfläche mit anorganischen Materialien enthält, um die Innenkunststoffoberfläche inert/undurchlässg zu machen.
  29. Die Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei das Gas eine vorherbestimmte anorganische Substanz enthält.
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