CN103209900A - 树脂制容器的表面改性方法及树脂制容器的表面改性装置 - Google Patents

Abstract

为了提高亲水性，在树脂制容器2上喷射等离子体（plasma）进行表面改性。通过设置在杀菌轮（wheel）10上的多个支撑单元来支撑树脂制容器2进行旋转搬运，在通过电子射线照射装置12的前表面侧时照射电子射线进行杀菌。在对所述杀菌轮10供给树脂制容器2的供给轮8的容器搬运路线内，配置等离子体喷射装置20（20A、20B、20C）作为表面改性单元。如果对所搬运的树脂制容器2的口部2a的内外表面喷射等离子体，则表面得到改性，亲水性提高。其结果，当身体的一部分接触到树脂制容器2的口部2a时，因电子射线照射而导致停留的电荷易于流动，可抑制静电的产生。

Description

树脂制容器的表面改性方法及树脂制容器的表面改性装置

技术领域

本发明涉及树脂制容器的表面改性方法及树脂制容器的表面改性装置，通过表面改性单元对树脂制容器的口部内外表面进行表面改性从而提高其亲水性。

背景技术

以往已知在对PET（polyethylene terephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯）瓶等的树脂制容器照射电子射线进行杀菌时，树脂制容器就会带电。这样当树脂制容器带电时，就会产生所谓吸附尘埃、灰尘的问题。此外，当通过电子射线的照射进行杀菌时，由于电荷在停留在树脂制容器壁面的内部的同时，直接受到电子射线照射的外侧的表面与透过壁面而停留于内部侧的表面的电荷的量成为不同的状态，所以内表面与外表面之间产生了大的电位差，该原因也会导致产生所谓静电的问题。已知这样的树脂制容器的静电可通过照射等离子体进行表面改性予以防止（参考专利文献1）。

在所述专利文献1中记载了以下构造，其配备了具有用于收纳容器的空间、兼用作真空室（chamber）的容器侧电极、在绝缘状态下与该容器侧电极配置在容器的开口部上方的开口侧电极、分别对容器的内部与外部供给气体的内部气体供给单元及外部气体供给单元和对容器侧电极供给高频波的高频波供给单元等。

专利文献1日本特开2005-105294号公报

发明内容

发明要解决的问题

在所述专利文献1所记载的构造中，在真空室的内部收纳容器并将容器的内部置换为原料气体，并且，将所述真空室内置换为放电气体后，通过对所述容器侧电极供给高频波而使其产生等离子体来进行容器的表面改性，因此，存在不能适用于以下构造的装置的问题：如电子射线杀菌装置那样的对通过搬运单元搬运的容器照射电子射线的装置。

用于解决问题的手段

第一技术方案所涉及的树脂制容器的表面改性方法，为了解决所述问题，其特征在于，通过表面改性单元，对树脂制容器的口部内外表面进行提高亲水性的表面改性。

此外，第二技术方案的特征如下，在第一项中所述的发明中，所述表面改性单元照射等离子体。

进而，第三技术方案的特征如下，在第一项或第二项中所述的发明中，所述树脂制容器，是通过照射电子射线来进行杀菌的树脂制容器，在照射电子射线之前或之后，通过所述表面改性单元进行表面改性。

此外，第四技术方案所涉及的树脂制容器的表面改性装置的特征如下，具有：搬运单元，其用于搬运树脂制容器；表面改性单元，其用于对被搬运的树脂制容器的口部内外表面进行提高亲水性的表面改性。

此外，第五技术方案的特征如下，在第四项中所记载的发明中，所述表面改性单元为等离子体照射装置。

此外，第六技术方案的特征如下，在第四项或第五项中所述的发明中，所述表面改性单元设置在电子射线照射单元的上游侧或下游侧，所述电子射线照射单元用于对通过搬运单元搬运的树脂制容器照射电子射线来进行杀菌。

发明的效果

本发明的树脂制容器的表面改性方法及表面改性装置，针对树脂制容器，通过等离子体喷射装置等的表面改性单元对树脂制容器的表面进行改性从而提高其亲水性，因此，在树脂制容器的口部，电荷变得易于流动，可抑制局部静电的产生。

附图说明

图1为简化地表示电子射线杀菌装置的整体配置的俯视图。（第一实施例）

图2为表示通过设置在供给轮上的等离子体喷射装置向容器喷射等离子体的状态的图。

其中，附图标记说明如下：

2树脂制容器；

10搬运单元（杀菌轮）；

12电子射线照射单元；

20表面改性单元（等离子体喷射单元）。

具体实施方式

树脂制容器由搬运单元进行搬运，当被送到电子射线照射装置的前表面时，由电子射线照射装置照射电子射线来进行杀菌。在所述电子射线照射装置的上游侧或下游侧，例如配置等离子体喷射单元那样的用于对树脂制容器的表面进行改性的表面改性单元，由于通过该表面改性单元使得树脂制容器的口部内外的表面得到改性、亲水性提高，所以可达到抑制局部静电产生的目的。

第一实施例

以下，通过附图所示的实施例来说明本发明。图1作为其中一个例子，为对容器进行杀菌后，再填充液体并进行压盖（capping）的杀菌填充装置（作为整体用附图标记1表示），图的左侧为本发明的一个实施例所涉及的配备了电子射线杀菌装置的杀菌区S，右侧为进行填充及压盖的区域F（以下，称作填充区）。杀菌区S在对树脂制容器2（参考图2）照射电子射线进行杀菌时，为了不使电子射线、X射线（衰减X射线）泄露于外部，将其收纳在由用于遮蔽的铅制壁面4包围的杀菌室6内。在该杀菌室6内，设置了配置在入口侧的供给轮8和杀菌轮10，该杀菌轮10用于对由该供给轮8交接来的容器2进行旋转搬运。树脂制容器2，在由设置在该杀菌轮10上的瓶支撑单元（无图示）支撑、搬运的期间内，在通过电子射线照射装置12的前表面侧时，接受电子射线的照射进行杀菌。接受了电子射线照射的树脂制容器2，被交接至配置在杀菌室6的下游侧的排出轮14，进而被送到接下来的填充区F。

在所述杀菌区S进行杀菌并且在其下游侧的填充区F中填充液体等的内容物的容器2，是PET瓶等的树脂制的容器2。在该树脂制容器2的上部具有圆筒状的口部2a。在该口部2a的靠下部分形成凸缘（flange）2b，通过夹具（gripper）夹持该凸缘2b的上方或下方，或通过所述杀菌轮10的瓶支撑单元、其它的支撑单元等来支撑凸缘（flange）2b的下表面侧，从而以悬挂的状态进行搬运。

该树脂制容器2被空气搬运传送带16进行连续搬运，被未图示的搅龙（infeed screw）等以规定的间隔相分隔开后，交接至配置在所述杀菌室6的入口侧的供给轮8。在供给轮8上，沿圆周方向以等间隔设置了多个夹具18，各夹具18对所述树脂制容器2的凸缘2b的上侧进行夹持并搬运。被保持在供给轮8的夹具18上进行旋转搬运的树脂制容器2，接下来被交给至杀菌轮10。且在该实施例中，等离子体喷射装置20设置在供给轮8的入口侧。关于该等离子体喷射装置20后面进行说明。

在所述杀菌轮10上，沿圆周方向以等间隔设置多个瓶支撑单元，这些各瓶支撑单元对树脂制容器2的凸缘2b的下表面侧进行支撑并搬运。所述供给轮8与杀菌轮10进行同步旋转，在供给位置A，从供给轮8的各夹具18将树脂制容器2交接至杀菌轮10的各瓶支撑单元。

被杀菌轮10的各瓶支撑单元支撑并旋转搬运的树脂制容器2，在通过电子射线照射装置12的前方的期间内，在上下方向的全长范围内整体接受来自电子射线照射装置12的电子射线的照射而被杀菌。杀菌后的树脂制容器2被交给至其下游侧的排出轮14。排出轮14在外周部沿圆周方向以等间隔设置多个夹具22，这些各夹具22对由所述杀菌轮10的瓶支撑单元支撑的树脂制容器2的凸缘2b的更上部进行夹持并接收。排出轮14也与所述杀菌轮10进行同步旋转，在排出位置B，由杀菌轮10的各瓶支撑单元将树脂制容器2交接至排出轮14的各夹具22。夹持在排出轮14的夹具22上的树脂制容器2，被交接至配置在与杀菌室6相邻设置的接下来的室（填充区F的室24）的入口侧的接收轮26的容器支撑单元（无图示），从而被送到接下来的工序。

在所述杀菌室6的一侧的壁面（图1的上方的壁面）形成开口部4a，在该开口部4a上安装电子射线照射装置12。该电子射线照射装置12没有图示，但是配备了用于对树脂制容器2照射电子射线的真空室（加速室），如周知的那样，在真空室内的真空中加热灯丝（filament）来产生热电子，通过高电压对电子进行加速而得到高速电子射线束后，使高速电子射线束通过安装在照射窗12a上的Ti等的金属制的窗箔出射至大气中，以对被处理物（在该实施例中为树脂制容器2）照射电子射线来进行杀菌等的处理。

被所述杀菌轮10的瓶支撑单元所支撑、搬运的树脂制容器2，在被电子射线照射装置12照射电子射线而进行杀菌后，交接至排出轮14的夹具22进行旋转搬运。与所述杀菌区S的杀菌室6相邻地配置填充区F的室24，被杀菌区S的排出轮14旋转搬运的树脂制容器2，被交接至配置在填充区F的室24的入口侧的接收轮26。交接至接收轮26的树脂制容器2被旋转搬运，进而被供给至接下来的填充器（filler）28。

填充器28从接收轮26接收了树脂制容器2之后，在保持该树脂制容器2进行旋转搬运的期间内，进行液体等的内容物的填充。在填充器28中填充结束的树脂制容器2，被中间轮30取出进而供给至封盖机（capper）32，该中间轮30兼用作填充器28的排出轮与接下来的封盖机的供给轮。在封盖机32中进行压盖的树脂制容器2，由封盖机32的排出轮34取出，通过排出传送带（conveyor）36排出，再送到接下来的工序。

在所述供给轮8的入口附近设置3台等离子体喷射装置20（20A、20B、20C）（参考图2）。在供给轮8的外周部，沿圆周方向以等间隔设置多个夹具18，各夹具18夹持在所述树脂制容器2的凸缘2b的上侧进行搬运。在通过了该树脂制容器2的中心的搬运路线的上方，设置有向正下方向喷射等离子体的第一等离子体喷射装置20A，并且，在树脂制容器2的搬运路线的半径方向的外侧与内侧分别设置第二、第三等离子体喷射装置20B、20C。这些第二及第三的等离子体喷射装置20B、20C，是为了对树脂制容器2的口部2a的外表面侧喷射等离子体而配置的。因此，由供给轮8搬运的树脂制容器2，被通过这些3台的等离子体喷射装置20A、20B、20C，以使树脂制容器2的口部2a的内表面与口部2b的外表面的整个区域均受到等离子体的照射。等离子体喷射装置20（20A、20B、20C）使用高压电弧等离子体放电和空气，在大气中产生等离子体放电。通过将其等离子体放电电子直接照射在树脂制容器2的口部2a的内外表面，进行表面改性来提高亲水性。

针对以上构造的杀菌填充装置1的运转进行说明。通过设置在该杀菌填充装置1的上游侧的杀菌区S的电子射线杀菌装置进行杀菌的树脂制容器2，被空气搬运传送带16搬运，在被互相分隔开规定间隔后，被搬入由铅制的壁面4所包围的杀菌室6内。配置在杀菌室6的入口侧的供给轮8沿圆周方向以等间隔设置了多个夹具18，对从外部搬入的树脂制容器2的圆筒状口部2a的靠下部所形成的凸缘2b的上侧进行夹持。通过供给轮8的旋转，对保持在夹具18上的树脂制容器2进行旋转搬运。

在供给轮8的入口部的上方设置等离子体喷射装置20（20A、20B、20C），由这些等离子体喷射装置20A、20B、20C对保持在夹具18上的树脂制容器2的口部2a的内外表面照射等离子体放电电子。通过照射等离子体，使树脂制容器2的口部2a的内外表面整个区域的亲水性提高，与未照射等离子体的情况相比，成为电荷易于流动的状态。照射了等离子体的树脂制容器2，在杀菌轮10的供给位置A，被从供给轮8的夹具18交接至设置在杀菌轮10的瓶支撑单元（无图示）。

通过杀菌轮10的旋转，在图1的箭头R方向上对支撑在瓶支撑单元上的树脂制容器2进行旋转搬运，使其到达电子射线照射装置12的前表面侧。支撑在瓶支撑单元上的树脂制容器2，在移动到电子射线照射装置16的照射窗12a的前侧的期间内，接受电子射线的照射而进行杀菌。

在通过电子射线照射装置12的前表面侧的期间内接受电子射线的照射而进行杀菌的树脂制容器2，被支撑在杀菌轮10的瓶支撑单元上旋转搬运，进而被交给至接下来的排出轮14。在瓶支撑单元对树脂制容器2的凸缘2b的下侧进行支撑的状态下，该树脂制容器2在排出位置B被交接至设置在排出轮14上的夹具22，并被夹具22夹持凸缘2b的上侧。保持在排出轮14的夹具22上进行旋转搬运的树脂制容器2，被交接至配置在接下来的室（填充区F的室24）的入口侧的接收轮26。

保持在所述接收轮26上的树脂制容器2被供给至接下来的填充器28。在该填充器28内，被一边旋转搬运一边在内部填充液体。填充了液体的树脂制容器2经由中间轮30被送到封盖机32进行压盖后，进而被取出到排出轮34上，再被排出到排出传送带36上，被该排出传送带36送到接下来的工序。通过该实施例装置进行了杀菌并且在内部填充了液体后进行压盖的树脂制容器2能够达到如下的效果。当照射等离子体时，树脂制容器2的原材料的表面得到改性，亲水性提高。当亲水性提高时，电荷变得易于流动，可抑制局部产生静电。即，通常在手、口接触到树脂制容器2时，由于树脂制容器2的口部内外表面电荷不流动，所以在液体接触到手、口的瞬间，相当于外表面与内表面产生的电位差的电荷产生流动，但通过该实施例涉及的表面改性装置喷射了等离子体的树脂制容器2的口部内外表面，因提高了亲水性而成为液体易于附着的状态。因此，在手、口等接触到树脂制容器2时并且在内部的液体在接触到手、口之前，电荷产生流动。并且，通过表面改性而亲水性得到提高的口部内外表面比液体的电阻大，电荷不易流动，因此，所流动的电荷的速度比经由液体而流动的情况慢，从而能够降低因电荷影响导致的刺激。且在该实施例中，将等离子体喷射装置20配置在通过供给轮8搬运树脂制容器2的搬运路线上，在由电子射线照射装置12对树脂制容器2照射电子射线之前进行等离子体的喷射，但是并不一定限于在电子射线的照射前喷射等离子体，例如，也可以将等离子体喷射装置设置在配置在封盖机32的上游侧的排出轮14上或中间轮30的搬运路线上，在电子射线的照射之后喷射等离子体。此外，在该实施例中，通过喷射等离子体来进行树脂制容器2的表面改性，但是，表面改性的方法并不限于喷射等离子体，另外，也可通过电晕（corona）放电、电子射线的照射等来进行表面改性。此外，并不限于通过电子射线照射来杀菌的树脂制容器，也可适用于对通过搬运单元搬运的树脂制容器、易于产生静电的特氟龙（Teflon，注册商标）、氯乙烯（vinyl chloride）、聚乙烯等的树脂制容器等各种各样的材质、形状的树脂制容器进行表面改性。

Claims (6)

1.一种树脂制容器的表面改性方法，其特征在于，

通过表面改性单元，对树脂制容器的口部内外表面进行提高亲水性的表面改性。

2.根据权利要求1所述的树脂制容器的表面改性方法，其特征在于，

所述表面改性单元照射等离子体。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的树脂制容器的表面改性方法，其特征在于，

所述树脂制容器，是通过照射电子射线来进行杀菌的树脂制容器，在照射电子射线之前或之后，通过所述表面改性单元进行表面改性。

4.一种树脂制容器的表面改性装置，其特征在于，

具有：

搬运单元，其用于搬运树脂制容器，

表面改性单元，其用于对被搬运的树脂制容器的口部内外表面进行提高亲水性的表面改性。

5.根据权利要求5所述的树脂制容器的表面改性装置，其特征在于，

所述表面改性单元为等离子体照射装置。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的树脂制容器的表面改性装置，其特征在于，

所述表面改性单元设置在电子射线照射单元的上游侧或下游侧，所述电子射线照射单元用于对通过搬运单元搬运的树脂制容器照射电子射线来进行杀菌。

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