Пластмассовая тара, покрытая алмазоподобной углеродной пленкой, устройство для изготовления такой тары и способ изготовления такой тары

Изобретение относится к пластмассовой таре, имеющей внутреннюю поверхность стенки, покрытую алмазоподобной углеродной пленкой, устройству для получения тары и способу изготовления тары. Устройство содержит окружающий тару электрод, образующий одну часть камеры уменьшения давления, в которую помещают тару и лицевой электрод, расположенный внутри тары над отверстием. Упомянутые электроды обращены друг к другу и разделены изолирующим телом, образующим часть камеры уменьшения давления. Средство подачи исходного газа содержит впускную трубку подаваемого газа. В устройстве имеются откачивающее средство и средство подачи высокой частоты. Способ включает откачивание содержимого тары до достижения давления, меньшего заданного или равного ему, введение исходного газа для получения плазмы, прекращение откачивания и уменьшение скорости введения исходного газа до величины, меньшей скорости введения в момент замены, создание внутри тары плазмы для формирования алмазоподобной углеродной пленки на внутренней поверхности стенки пластмассовой тары. Получают тару с пленкой, имеющей одинаковый уровень кислородонепроницаемости и без окрашивания пленки, сформированной на горловинной части тары. 7 н. и 18 з.п. ф-лы, 24 ил., 7 табл.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Устройство для изготовления пластмассовой тары, покрытой алмазоподобной углеродной пленкой, содержащее окружающий тару электрод, образующий одну часть камеры уменьшения давления, в которой заключена пластмассовая тара, имеющая корпусную часть, отверстие, площадь поперечного сечения которого меньше площади поперечного сечения в горизонтальном сечении корпусной части, и горловинную часть, расположенную между отверстием и корпусной частью, лицевой электрод, обращенный к окружающему тару электроду и расположенный внутри тары над отверстием, причем окружающий тару электрод и лицевой электрод обращены друг к другу и разделены изолирующим телом, образующим часть камеры уменьшения давления, средство подачи исходного газа, преобразуемого в плазму для покрытия внутренней поверхности стенки тары алмазоподобной углеродной пленкой, включающее впускную трубку исходного газа, расположенную в камере уменьшения давления, для введения исходного газа, подаваемого в камеру уменьшения давления, внутрь тары, откачивающее средство для откачивания газа из отверстия тары, находящегося внутри камеры уменьшения давления, и средство подачи высокой частоты, подключенное к окружающему тару электроду, причем окружающий тару электрод выполнен таким образом, что средний диаметр (R2) внутреннего отверстия внутренней стенки вокруг горловинной части, когда тара заключена внутри окружающего тару электрода, меньше среднего диаметра (R1) внутреннего отверстия внутренней стенки вокруг корпусной части, а среднее расстояние (d2) между внешней стенкой тары и внутренней стенкой окружающего тару электрода в горизонтальном сечении относительно вертикального направления тары в горловинной части превышает среднее расстояние (d1) между внешней стенкой тары и внутренней стенкой окружающего тару электрода в горизонтальном сечении относительно вертикального направления тары в корпусной части.

2. Устройство по п.1, в котором среднее расстояние d2 равно расстоянию, обеспечивающему подавление увеличения плотности плазмы, сопровождающего увеличение давления исходного газа, преобразуемого в плазму, в горловинной части внутри тары для получения приблизительно одинаковой плотности плазмы внутри тары.

3. Устройство по п.1, в котором среднее расстояние d2 равно или меньше расстояния, на котором интенсивность ионных ударов из-за столкновений ионов исходного газа, преобразуемого в плазму, с внутренней стенкой тары становится такой интенсивностью ионных ударов, которая обуславливает формирование алмазоподобной углеродной пленки, имеющей предписанную нижнюю предельную кислородонепроницаемость, и среднее расстояние d2 равно или больше, чем расстояние, на котором вся поверхность стенки тары имеет приблизительно одинаковый цвет за счет подавления окрашивания конкретной части тары от горловинной части до отверстия вследствие повреждения плазмой или плазменного травления внутренней поверхности стенки тары из-за увеличения плотности плазмы, сопровождающего увеличение давления исходного газа, преобразуемого в плазму в горловинной части внутри тары.

4. Устройство по п.1, в котором среднее расстояние d2 предпочтительно равно расстоянию, на котором пластмассовая тара, покрытая алмазоподобной углеродной пленкой, гарантирует предписанную кислородонепроницаемость, и вся поверхность стенки пластмассовой тары, покрытой указанной пленкой, имеет приблизительно одинаковый цвет.

5. Устройство по п.1, в котором среднее расстояние d2 определяется из уравнения d2=K×(D1-D2)/2+d1, где D1 - средний диаметр корпусной части тары, D2 - средний диаметр горловинной части тары, K - коэффициент смещения, удовлетворяющий зависимости 0,29≤K≤0,79 при 0,2 мм≤d1≤2,0 мм или 0,11≤K≤0,51 при 0,2 мм≤d1≤4,0 мм.

6. Устройство по п.1, в котором среднее расстояние d2 определяется из уравнения d2=αK×(D1-D2)/2+d1, где D1 - средний диаметр корпусной части тары, D2 - средний диаметр горловинной части, K - коэффициент смещения, который удовлетворяет зависимости 0,29≤K≤0,79 при 0,2 мм≤d1≤2,0 мм или 0,11≤K≤0,51 при 0,2 мм≤d1≤4,0 мм, и α - коэффициент компенсации тары, который учитывает зависимость от формы тары, удовлетворяющий уравнению α=(D1/D2)²/3,54.

7. Устройство по любому из пп.1-6, в котором тара имеет форму, симметричную относительно центральной оси в вертикальном направлении, а форма внутренней стенки окружающего тару электрода является симметричной относительно центральной оси, когда тара заключена внутри.

8. Устройство по любому из пп.1-6, в котором тара заключена внутри окружающего тару электрода, внутренняя стенка окружающего тару электрода вокруг корпусной части тары имеет цилиндрическую форму, внутренняя стенка окружающего тару электрода вокруг горловинной части тары имеет цилиндрическую форму с усеченным конусом, диаметр которого уменьшается при приближении к отверстию тары, и внутренняя стенка окружающего тару электрода имеет непрерывную форму, которая не имеет отличающихся ступенек.

9. Устройство по п.8. в котором внутренняя стенка окружающего тару электрода вокруг отверстия тары имеет цилиндрическую форму.

10. Устройство по любому из пп.1-6, в котором корпусная часть тары имеет форму трубы квадратного сечения, внутренняя стенка окружающего тару электрода вокруг корпусной части тары имеет форму трубы квадратного сечения, внутренняя стенка окружающего тару электрода вокруг горловинной части тары имеет форму трубы квадратного сечения с усеченной пирамидой, размер которой уменьшается при приближении к отверстию тары, форму трубы квадратного сечения или форму, которая является комбинацией вышеописанных форм, и внутренняя стенка окружающего тару электрода имеет непрерывную форму, которая не имеет отличающихся ступенек.

11. Устройство по п.10, в котором внутренняя стенка окружающего тару электрода вокруг отверстия тары имеет форму трубы квадратного сечения.

12. Устройство по любому из пп.1-6, 9, 11, в котором окружающий тару электрод выполнен таким, что d1 больше 0 мм и меньше или равно 4 мм.

13. Устройство по любому из пп.1-6, 9, 11, в котором тара является тарой для напитков.

14. Устройство для изготовления пластмассовой тары, покрытой алмазоподобной углеродной пленкой, содержащее окружающий тару электрод, образующий одну часть камеры уменьшения давления, в которой заключена тара, выполненная из пластмассы, лицевой электрод, обращенный к окружающему тару электроду и расположенный внутри тары над отверстием тары, причем окружающий тару электрод и лицевой электрод обращены друг к другу и разделены изолирующим телом, образующим часть камеры уменьшения давления, средство подачи исходного газа, преобразуемого в плазму для покрытия внутренней поверхности стенки тары алмазоподобной углеродной пленкой, включающее впускную трубку подаваемого газа, расположенную в камере уменьшения давления для введения исходного газа в камеру уменьшения давления и внутрь тары, откачивающее средство для откачивания газа из отверстия тары, находящегося внутри камеры уменьшения давления, подключенное к окружающему тару электроду средство подачи высокой частоты в окружающий тару электрод, средство регулирования откачивания газа путем свободного ограничения количества откачиваемого газа, выпускаемого из горизонтального сечения камеры уменьшения давления из отверстия тары.

15. Устройство по п.14, в котором тара является тарой для напитков.

16. Способ изготовления пластмассовой тары, покрытой алмазоподобной углеродной пленкой, включающий следующие этапы: откачивание содержимого пластмассовой тары до достижения давления, меньшего заданного давления или равного ему, введение исходного газа, преобразуемого в плазму, внутрь тары при продолжении откачивания содержимого тары, вследствие чего содержимое тары заменяется исходным газом и внутри тары создается заданное давление равновесия, и в основном прекращение откачивания содержимого тары и уменьшение скорости введения исходного газа до величины, меньшей скорости введения в момент замены, так что течение исходного газа внутри тары замедляется, а распределение давления внутри тары становится приблизительно равномерным, после чего создание внутри тары плазмы исходного газа для формирования алмазоподобной углеродной пленки на внутренней поверхности стенки пластмассовой тары.

17. Способ по п.16, в котором тара является тарой для напитков.

18. Способ изготовления пластмассовой тары, покрытой алмазоподобной углеродной пленкой, включающий следующие этапы: откачивание содержимого тары, выполненной из пластмассы, до достижения давления, меньшего заданного давления или равного ему, уменьшение скорости откачивания содержимого тары до ее нулевого значения и введение исходного газа, преобразуемого в плазму, внутрь тары, после чего создание внутри тары плазмы исходного газа для формирования алмазоподобной углеродной пленки на внутренней поверхности стенки пластмассовой тары в момент времени, когда распределение давления внутри тары является приблизительно равномерным и достигнуто заданное давление.

19. Способ по п.18, при котором тара является тарой для напитков.

20. Пластмассовая тара, имеющая алмазоподобную углеродную пленку, сформированную на внутренней поверхности ее стенки, и содержащая корпусную часть и горловинную часть, расположенную между отверстием и корпусной частью, при этом площадь поперечного сечения отверстия тары выполнена меньшей площади поперечного сечения в горизонтальном сечении корпусной части тары, причем указанная пленка, сформированная на горловинной части, имеет меньшую долю графитовой смеси, чем пленка, сформированная на корпусной части, а кислородопроницаемость тары меньше или равна 0,0050 мл на единицу тары из полиэтилентерефталата вместимостью 500 мл в сутки при температуре 23°С и относительной влажности 90%, с получением измеренных значений через 20 ч после начала вытеснения газообразным азотом.

21. Пластмассовая тара по п.20, в которой количество графитовой смеси в алмазоподобной углеродной пленке, сформированной на горловинной части, составляет 5-18% от количества графитовой смеси в корпусной части.

22. Пластмассовая тара, имеющая алмазоподобную углеродную пленку, сформированную на внутренней поверхности ее стенки, и содержащая корпусную часть и горловинную часть, расположенную между отверстием и корпусной частью, при этом площадь поперечного сечения отверстия тары выполнена меньшей площади поперечного сечения в горизонтальном сечении корпусной части тары, причем указанная пленка, сформированная на горловинной части, имеет большее содержание атомов водорода, чем указанная пленка, сформированная на корпусной части, и кислородопроницаемость тары меньше или равна 0,0050 мл на единицу тары из полиэтилентерефталата вместимостью 500 мл в сутки при температуре 23°С и относительной влажности 90%, с получением измеренных значений через 20 ч после начала вытеснения газообразным азотом.

23. Пластмассовая тара по п.22, в которой пропорция углерода и водорода в композиции алмазоподобной углеродной пленки, сформированной на горловинной части, составляет 37/63-48/52, а пропорция углерода и водорода в композиции указанной пленки, сформированной на корпусной части, составляет 55/45-75/25.

24. Пластмассовая тара, покрытая алмазоподобной углеродной пленкой, представляющая собой пластмассовую тару, имеющую алмазоподобную углеродную пленку, сформированную на внутренней поверхности ее стенки, при этом площадь поперечного сечения отверстия тары выполнена меньшей площади поперечного сечения в горизонтальном сечении корпусной части тары, и между отверстием и корпусной частью расположена горловинная часть, причем алмазоподобная углеродная пленка, сформированная на горловинной части, имеет меньшую долю графитовой смеси и большее содержание атомов водорода, чем указанная пленка, сформированная на корпусной части, и кислородопроницаемость упомянутой тары меньше или равна 0,0050 мл на единицу тары из полиэтилентерефталата вместимостью 500 мл в сутки при температуре 23°С и относительной влажности 90%, с получением измеренных значений через 20 ч после начала вытеснения газообразным азотом.

25. Пластмассовая тара по п.24, в которой количество графитовой смеси в алмазоподобной углеродной пленке, сформированной на горловинной части, составляет 5-18% от количества графитовой смеси в корпусной части, пропорция углерода и водорода в композиции указанной пленки, сформированной на горловинной части, составляет 37/63-48/52, а пропорция углерода и водорода в композиции указанной пленки, сформированной на корпусной части, предпочтительно составляет 55/45-75/25.