专利名称：塑料瓶内壁非晶碳镀膜机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用碳源气体在微波激发下形成等离子体而在塑料瓶内壁沉积非晶碳薄膜的塑料瓶内壁非晶碳镀膜机。
塑料瓶已广泛用于各种饮料的包装，但一般塑料瓶对气体的阻隔性较差，如果用来包装含有碳酸气的饮料如可乐或啤酒，饮料中的二氧化碳会慢慢经瓶壁向大气泄出，而空气中的氧气又会慢慢向饮料渗入，影响饮料的应有口味和保鲜时间。
本实用新型的目的在于提供一种能在塑料瓶内壁形成非晶碳薄膜层的塑料瓶内壁非晶碳镀膜机，从而使镀膜后的塑料瓶有效阻止二氧化碳从瓶壁的流失和氧气从瓶壁的渗入。
为实现上述目的，本实用新型塑料瓶内壁非晶碳镀膜机是将塑料瓶内密封抽真空到一定真空度后，通入微波及碳源气体，使碳源气体在瓶内形成等离子体并在塑料瓶内表面沉积一层非晶碳膜，该层厚度约0.1微米，从而阻止二氧化碳的流失和氧气的渗入。
本实用新型塑料瓶内壁非晶碳镀膜机包括机架、微波发生系统、真空系统和碳源气体注入系统，该镀膜机至少包含一个这样的结构单元一个由真空系统操纵从而可造成塑料瓶内腔20真空的装置；一个使微波发生系统发生的微波作用于塑料瓶，使塑料瓶内腔20的产生碳源气体形成等离子体的谐振腔；还有一个与碳源气体注入系统连通并可向塑料瓶内腔20注入碳源气体的碳源气体通道。
上述造成塑料瓶内腔20真空的装置可以由可活动的瓶口叉杆15、密封垫圈8和与真空系统连接的真空管道7构成，机器工作时，瓶口叉杆15卡住塑料瓶的瓶口并将瓶口顶在密封垫圈8上，使瓶口与真空管道7相连接。
上述微波发生系统可以由磁控管1、矩形波导2、耦合器3构成，微波由磁控管1发生，经矩形波导2及耦合器3进入谐振腔4，塑料瓶位于谐振腔4中。
上述谐振腔4中还可以有一个与塑料瓶内腔20相分隔的真空室21，塑料瓶位于该真空室21中，该真空室21连接真空系统的另一真空管道16。
上述碳源气体通道可以是位于与塑料瓶口相连接的真空管道7中的进气管14。
上述谐振腔4由上盖5和金属圆筒6构成，真空室21由玻璃罩9、上盖5和位于上盖5下端面的密封垫圈19构成，玻璃罩9固定在金属圆筒6中，金属圆筒6与上盖5之间可以相对移动，闭合时形成谐振腔4，同时玻璃罩9顶紧密封垫圈19形成真空室21，金属圆筒6与上盖5分开时可以装入或卸下塑料瓶。
上述碳源气体是甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙炔等气态碳氢化合物中的一种或一种以上的混合物。
本实用新型结构简单，性能稳定，操作容易，可制成多个结构单元，当结构单元多于两个时，可配置一个机械手实现全自动装瓶和卸瓶，由本机器加工的塑料瓶内壁的非晶碳膜均匀，与瓶壁附着紧密，有效控制瓶内气体从瓶壁流失和瓶外气体从瓶壁渗入，大大提高瓶装饮料的保鲜时间，并阻止塑料中的残留溶剂或有害物质溶于饮料中。如采用聚酯塑料瓶进行加工，镀膜后的聚酯瓶包装的碳酸饮料大大提高了保鲜时间，该瓶还可用于啤酒的包装。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1是是本实用新型塑料瓶内壁非晶碳镀膜机一个结构单元示意图；图2是含有两个结构单元的塑料瓶内壁非晶碳镀膜机示意图。
如图所示，微波发生系统由磁控管1、矩形波导2和耦合器3构成，耦合器3连接谐振腔4，谐振腔4由固定在机架13上的上盖5及不锈钢圆筒6形成。上盖5中央有通孔与真空管道7相连，真空管道7依次连接真空系统的电磁阀、放气阀和真空泵。真空管道7内有一进气管14，该进气管14连接碳源气体注入系统的碳源气体管道、流量计、电磁阀、流量调节阀和碳源气体储气罐。为了使薄壁塑料瓶不被压扁，在不锈钢圆筒6内安装了一个玻璃罩9，该玻璃罩9由位于罩底的真空法兰10经真空管道16依次连接真空系统的电磁阀、放气阀、预真空室和真空泵。不锈钢圆筒6连同玻璃罩9和真空法兰10固定在支承架11上，支承架11由一个气缸活塞12带动可上下移动。上盖5的下部端面有2个密封垫圈8、19，较小的密封垫圈8位于真空管道7的管道口，与塑料瓶瓶口相对应，用于密封塑料瓶内腔20，较大的密封垫圈19与玻璃罩9相对应，用于密封由玻璃罩9、上盖5围成的真空室21。上盖5上部有一个滑套17，瓶口叉杆15一端穿过上盖5固定于滑套17，另一端用于卡住塑料瓶的瓶口。固定在滑套17上的销子18对准不锈钢圆筒6的上部，以便当支承架11向上移动时，不锈钢圆筒6的上部推动滑套17的销子18，使滑套17向上移动，从而提起瓶口叉杆15，使待处理的塑料瓶瓶口压紧在密封垫圈8上，玻璃罩6的上部端面也压紧在密封垫圈19上。
本机器的工作过程是把待处理的塑料瓶放置在瓶口叉杆15上，启动按钮，由气缸活塞12使支承架11向上移动，不锈钢圆筒6连同玻璃罩9向上移动，使玻璃罩9上部端面压紧密封垫圈19形成真空室21，不锈钢圆筒6和上盖5形成谐振腔4，同时通过销子18和滑套17把瓶口叉杆15向上提起，使塑料瓶瓶口紧压密封垫圈8，然后真空室21及塑料瓶内腔20分别抽真空，通入微波及碳源气体，在瓶内形成等离子体后在瓶的内壁逐步沉积碳原子而形成非晶碳膜。完成镀膜后，瓶内外分别由各自的放气阀破真空，气缸活塞12下移，取出成品瓶完成一个工作周期。
为提高工作效率，本实用新型可设计多个结构单元，由一个可编程控制器并配置一个机械手实现自动装瓶和卸瓶，从而可以全自动不间断工作。
权利要求1．一种在塑料瓶内壁镀上非晶碳薄膜的塑料瓶内壁非晶碳镀膜机，包括机架、微波发生系统、真空系统和碳源气体注入系统，其特征在于，该镀膜机至少包含一个这样的结构单元一个由真空系统操纵从而可造成塑料瓶内腔(20)真空的装置；一个使微波发生系统发生的微波作用于塑料瓶，使塑料瓶内腔的碳源气体形成等离子体的谐振腔(4)；还有一个与碳源气体注入系统连通并可向塑料瓶内腔(20)注入碳源气体的碳源气体通道。
2．根据权利要求1所述塑料瓶内壁非晶碳镀膜机，其特征在于，所述造成塑料瓶内腔(20)真空的装置由可活动的瓶口叉杆(15)、密封垫圈(8)和与真空系统连接的真空管道(7)构成，机器工作时，瓶口叉杆(15)卡住塑料瓶的瓶口并将瓶口顶在密封垫圈(8)上，使瓶口与真空管道(7)相连接。
3．根据权利要求1所述塑料瓶内壁非晶碳镀膜机，其特征在于，所述微波发生系统由磁控管(1)、矩形波导(2)、耦合器(3)构成，微波由磁控管(1)发生，经矩形波导(2)及耦合器(3)进入谐振腔(4)，塑料瓶位于谐振腔(4)中。
4．根据权利要求1所述塑料瓶内壁非晶碳镀膜机，其特征在于，所述谐振腔(4)中还有一与塑料瓶内腔(20)相分隔的真空室(21)，塑料瓶位于该真空室中，该真空室(21)连接真空系统的另一真空管道(16)。
5．根据权利要求2所述塑料瓶内壁非晶碳镀膜机，其特征在于，其中的碳源气体通道是位于与塑料瓶口相连接的真空管道(7)中的进气管(14)。
6．根据权利要求4所述塑料瓶内壁非晶碳镀膜机，其特征在于，所述谐振腔(4)由上盖(5)和金属圆筒(6)构成，真空室(21)由玻璃罩(9)、上盖(5)和位于上盖(5)下端面的密封垫圈(19)构成，玻璃罩(9)固定在金属圆筒(6)中，金属圆筒(6)与上盖(5)之间可以相对移动，闭合时形成谐振腔(4)，同时玻璃罩(9)顶紧密封垫圈(19)形成真空室(21)，金属圆筒(6)与上盖(5)分开时装入或卸下塑料瓶。
专利摘要本实用新型涉及一种利用碳源气体在微波激发下形成等离子体而在塑料瓶内壁沉积非晶碳薄膜的塑料瓶内壁非晶碳镀膜机,该机至少包含一个这样的结构单元,一个由真空系统操纵从而可造成塑料瓶内腔真空的装置,一个使微波发生系统发生的微波作用于塑料瓶,使塑料瓶内腔的产生碳源气体形成等离子体的谐振腔;还有一个与碳源气体注入系统连通并可向塑料瓶内腔注入碳源气体的碳源气体通道。由本机器加工的塑料瓶有效控制瓶内气体从瓶壁流失和瓶外气体从瓶壁渗入。
文档编号C23C16/452GK2460530SQ01203128
公开日2001年11月21日 申请日期2001年1月12日 优先权日2001年1月12日
发明者黄胜兴, 梁荣庆 申请人:黄胜兴, 李自茂