JP2008505744A - 真空排気段階を有する容器を処理する方法及びこの方法を実行する機械 - Google Patents

Abstract

本発明は、容器（１２）を処理するための方法であって、この容器（１２）は、この容器（１２）の外側でキャビティ（１８）を規定し、真空ポンプ回路（５０）に接続されているチャンバ（１６）の内側に配置され、この容器（１２）の内部は、このポンプチャンバ（５０）に接続されるタイプで、初期排気工程（Ｅ１）とそれに続く処理工程（Ｅ２）とを有するタイプの方法において、この初期工程（Ｅ１）は、キャビティ（１８）の内側だけで圧力を減少させる外部排気段階（Ｐ１）と、容器（１２）の内側だけで圧力を減少させる内部排気段階（Ｐ２）と、を有することを特徴とする方法に関する。本発明は、また、この方法を実行するための機械を提供する。

Description

本発明は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）で形成されたボトルのような、プラスチックで形成された容器を処理するための方法及び機械に関する。
本発明は、特に、酸化されやすい液体を容器に封入することを可能にするために、マイクロ波プラズマにより防護を形成する内部塗料を堆積することを目的とする、少なくとも１つの容器を処理するための方法であって、この容器は、この容器の外側でキャビティを規定し、外部真空ラインにより真空ポンプ回路に接続されている、密封して封止された処理チャンバの内側に配置され、この容器の内部は、内部真空ラインにより前記ポンプ回路に接続されているタイプで、前記ポンプ回路が、前記キャビティ内で最終外部値と称される設定値に圧力を減少させ、前記容器内で最終内部値と称される設定値に圧力を減少させる初期工程を有し、この初期工程には、前記容器の内側で内部塗料が堆積されることを可能とするように、前記キャビティの内側と容器の内側とで前記最終値が維持される処理工程が続くタイプの方法に関する。

処理工程の間、前駆物質流体（例えば、炭素を含有する塗料の発生の場合にはアセチレンベース、又は、珪素を含有する堆積の場合には有機珪素を含有する化合物）が、プラズマ状態に移行し、容器の内壁に防護用堆積を生ずるように、この容器の中に注入され、マイクロ波の作用を受ける。
この堆積を生ずるために、この容器の内側とキャビティの内側とに真空を発生させ、この真空を前記処理工程の間中、維持する必要がある。
一般に、この容器の内側の望ましい圧力は、ほぼ０．１ｍｂａｒであり、キャビティの内側の望ましい圧力は、ほぼ５０ｍｂａｒである。

キャビティの内の圧力が最終外部値（ほぼ５０ｍｂａｒ）に達するまで、キャビティと容器とから同時に同時に排気することにより初期工程を実行することが知られている。
それから、閉鎖装置が、容器内の圧力が最終外部値よりも低い最終内部値に低下することができるように、キャビティを密閉して封止する。

キャビティと容器とから同時に排気することは、かなりの問題を呈する。これは、これら２つの部材の各々の中の圧力が低下する速度を制御することが難しいからである。
実際、特に、容器とキャビティとから引き出される空気のための通路の断面と、容器の形状とにより、真空は、容器の中で非常に迅速に形成され、キャビティの中ではよりゆっくりと形成される。この結果、特定の長さの時間の間、容器の内部とキャビティとの間の差圧は、容器が機械的なつぶれに抗する能力をよりも大きい値に達している。
一般に、ＰＥＴ容器は、７０乃至８０ｍｂａｒより大きい減圧には耐えない。
したがって、２つの部材の間の圧力の違いにより、容器は、ひとりでに潰れ、このため、この容器は排出され、また、処理装置を停止させてしまう可能性がある。

これらの問題を防止するために、壁の厚さを増加させることにより、容器の機械的な強度を増加させることが可能である。
この解決法は、満足がいくものではない。なぜなら、この結果、容器の重さが増加し、費用が高くなってしまうからである。

適当な形状を選択することにより、容器の機械的強度を増加させることもできる。
この解決法も、満足がいくものではない。なぜなら、容器の外形を自由に選択することを妨げる技術的な制約が構成されてしまうからである。

本発明は、特に、簡単で経済的にこれらの不都合な点を改善することを目的としている。

この目的で、本発明は、上述のタイプの処理方法において、前記初期工程が、
前記内部真空ラインは閉じられ前記外部真空ラインは開かれ、前記ポンプ回路は、前記キャビティの内部だけで前記最終外部値以上の設定値に圧力を減少させる、外部排気段階と、
前記外部真空ラインは閉じられ前記内部真空ラインは開かれ、前記ポンプ回路は、前記容器の内部だけで前記最終内部値に圧力を減少させる、内部排気段階と、
を連続して有することを特徴とする処理方法を提供する。

本発明の他の態様によれば、前記外部排気段階の間、前記ポンプ回路は、前記キャビティの内部の圧力を、前記最終外部値よりも大きい中間の値に減少させ、この外部排気段階と内部排気段階との間に中間排気段階が設けられている。この中間排気段階の間、前記ポンプ回路が、前記キャビティの内部の圧力が前記最終外部値に到達するまで、このキャビティの内部と前記容器の内部で同時に圧力を減少させるように、前記外部真空ラインと内部真空ラインとは同時に開かれている。

本発明は、また、上述の態様の１つによる方法を実行するためのボトルを処理するための、少なくとも１つの容器のための少なくとも１つの処理ステーションを有している機械であって、各処理ステーションは、
少なくとも１つの容器を収容するように設けられ、この容器の周囲に外部真空ラインに漏れが生じないように接続されているキャビティを規定している処理チャンバと、
前記容器の内部に漏れが生じないように接続されている内部真空ラインと、を有し、
前記外部真空ラインと内部真空ラインとは、共通の真空ポンプ回路に接続され、前記内部真空ラインは、このポンプ回路と第１の制御された閉鎖装置を介して連通し、前記外部真空ラインは、このポンプ回路と第２の制御された閉鎖回路を介して連通している機械において、
前記外部真空ラインは、前記内部真空ラインを通過せずに前記ポンプ回路に直接、接続され、また、前記第１の閉鎖装置は、前記キャビティと容器とを互いに独立に排気することができるように、制御されていることを特徴とする機械、を提供する。

本発明に係る機械の他の態様によれば、
少なくとも１つの閉鎖装置は、カムシステムにより制御される弁から構成され、
少なくとも１つの閉鎖装置は、電磁弁により構成されている。

本発明の他の態様と有利な点とは、以下の詳細な説明を読むと明らかになり、この詳細な説明を理解するために、添付されている図面が参照される。

図１と図２とは、本発明に係る方法を実行するための、この場合複数のボトル１２からなる容器１２を処理するための機械１０を示している。
この機械１０を主回転軸を中心として周囲に分布している、一連の同一の処理ステーション１４を有する円形コンベアの形態で製造することができる。
図１と図２とは、ボトル１２が設けられている処理ステーション１４を部分的に示している。
この処理ステーション１４は、容器１２を収容するようにデザインされ、このボトル１２の周囲で、外部真空ライン２０に耐真空で接続されているキャビティ１８を規定している処理チャンバ１６を有している。このチャンバ１６は、マイクロ波に透明な素材で形成されており、典型的には石英である。
このボトル１２は、この場合、そのネック１２がチャンバ１６の対応する上部開口部２４を通って上方に延びるように、チャンバ１６の中で垂直に配置されている。
この説明の残りでは、垂直軸方向は、非限定的にボトルの垂直軸に従って規定され、横方向は、この軸方向に対して規定される。

外部真空ライン２０が、チャンバ１６の下部の横方向壁２７に形成されている下部開口部２６を介してキャビティ１８の内部につながっていれば好都合である。
チャンバ１６それ自身は、マイクロ波発生器３０と結合されているケーシング２８の中に収容されている。
チャンバ１６の軸方向上端は、ケーシング２８の横方向上部壁３１と耐真空で接続され、この結果、チャンバ１６の上部開口部２４は、横方向上部壁３１に設けられている関連する開口部３３に面して配置されている。

処理ステーション１４は、チャンバ１６の上部開口部２４を密閉封止して閉じるようにデザインされ、ボトル１２の内部に漏れが生じないように接続されている内部真空ライン３４、すなわちポンプチャンバを有しているカバー３２を有している。

この場合、図示されている実施形態によれば、カバー３２の横方向下部壁３６には、軸方向下方に延び、ケーシング２８の開口部３３とチャンバ１６の上部開口部２４とを閉じるように、ケーシング２８の横方向上部壁３１に軸方向に漏れが生じないように載っている横方向下部環状面４０を有している管状のパイプ３８が設けられている。

このパイプ３８は、カバー３２の横方向下部壁３６に設けられている通路３５を介して、ボトル１２の内部と内部真空ライン３４との間を漏れが生じないように接続している。

このパイプ３８には、ボトル１２をそのネック２２により外部から把持するためにデザインされている保持装置４２が設けられている。
先駆物質流体のための注射器４４が、カバー３２の横方向上部壁４６に配置されている。この注入器４４は、カバー３２とボトル１２のネック２２とを介して軸方向下向きに延びている注入管４８を有している。

外部真空ライン２０と内部真空ライン３４とは、共通の真空ポンプ回路５０に接続されている。
このポンプ回路５０は、真空ポンプに接続されている（図示されていない）。
本発明の教示によれば、外部真空ライン２０は、例えば電磁弁により制御される閉鎖装置５２を介してポンプ回路５０に直接接続されている。
外部真空ライン２０は、カバー３２の内部真空ライン３４に接続されていない。
内部真空ライン３４は、この場合カバー３２の横方向下部壁３６に形成されている接続開口部５４を介して真空回路５０と連通している。

図に示されているように、この接続開口部５４には、キャビティ１８とボトル１２とが互いに独立して排気されるように、制御された閉鎖装置５６が設けられていれば好ましい。
接続開口部５４に取りつけられている、この制御された閉鎖装置５６をどんな適当なアクチュエータ５８（カムアクチュエータ、又は好ましくは電磁アクチュエータ、この場合、制御される閉鎖装置５６は、電磁弁からなる）でも制御することができる。

ボトルからなる容器を処理するための方法を、ここで、本発明の教示に従って説明し、今説明された機械１０により実行する。

処理方法は、特にボトル１２に酸化されやすい液体を封入することを可能とするために、マイクロ波プラズマによりボトル１２の内壁に防護層と称される塗料を堆積することを目的としている。

この処理方法は、ポンプ回路がキャビティ１８の内部の圧力を最終外部値ｐＦｅｘｔと称される設定値に減少させ、ボトル１２の内部の圧力を、この最終外部値ｐＦｅｘｔよりも低い最終内部値ｐＦｉｎｔと称される設定値に減少させる、初期工程Ｅ１を有している。

この初期工程Ｅ１に、ボトル１２の中で内部塗料を堆積することができるように、キャビティ１８の内部とボトル１２の内部と、最終値ｐＦｅｘｔ、ｐＦｉｎｔが維持される処理工程Ｅ２が続く。

本発明の教示によれば、この初期工程Ｅ１は、連続して、図１に示されている外部排出段階Ｐ１と、図２に示されている内部排出段階Ｐ２とを有している。

この外部排出段階Ｐ１の間、閉鎖装置５６は、図１に示されているように、閉じられた位置に制御され、内部真空ライン３４とポンプ回路５０との間の連通を閉鎖し、閉鎖装置５２は、外部真空ライン２０をポンプ回路５０と連通させる開いた位置に制御される。
このように、ポンプ回路５０は、キャビティ１８の中だけの圧力を、ボトル１２を処理することができる最終外部値ｐＦｅｘｔに減少させる。
外部排出段階Ｐ１の間、ボトル１２の内部と内部真空ライン３４の内部との圧力は、ほぼ一定に保たれている。

内部排出段階Ｐ２の間、閉鎖装置５２は、閉じられた位置に制御され、この閉鎖位置では、外部真空ライン２０とポンプ回路５０との間の連通が閉鎖され、また、閉鎖装置５６は、図２に示されているように、内部真空ライン３４をポンプ回路５０と連通させる開いた位置に制御される。
このように、ポンプ回路５０は、ボトル１２の内部だけの圧力を、処理を実行するためにプラズマを形成することができる最終内部値ｐＦｉｎｔに減少させる。

それから、処理工程Ｅ２を動作させることができる。
この処理工程の間、ポンプ回路５０は、圧力をボトルの最終内部値ｐＦｉｎｔに維持するようにボトル１２の内部を排気し続けることができる。
この最終内部値ｐＦｅｘｔは、キャビティの中でチャンバ１６と外部真空ライン２０とを適切に封止することにより維持される。

本発明による方法の初期工程Ｅ１は、従来技術による方法の操作と比較して、いかなる時間も損失させない。これは、最終値ｐＦｅｘｔ、ｐＦｉｎｔが、キャビティ１８とボトル１２の２つの部材から同時に排気するよりもむしろ独立にキャビティ１８から排気してそれからボトル１２から排気することにより、比較的に迅速に得られるためである。

本発明に係る方法の変形例によれば、外部排気段階Ｐ１の間、ポンプ回路５０により、キャビティ１８の内部の圧力は、最終外部値ｐＦｅｘｔよりも大きな中間の値ｐＭｅｘｔへ減少される。

それから、中間排気段階Ｐｍが、外部排気段階Ｐ１と内部排気段階Ｐ２との間で動作し、この中間排気段階の間、閉鎖装置５６と閉鎖装置５２とは同時に開かれ、この結果、外部真空ライン２０と内部真空ライン３４とは、同時にポンプ回路５０と連通する。
この中間排気段階Ｐｍは、キャビティ１８の内部の圧力が、最終外部値ｐＦｅｘｔに到達するまで動作する。
それから、閉鎖装置５２は、閉じられ、内部ポンプ段階Ｐ２を動作させる。
本発明は、処理ステーション１４により１つの容器を処理することができる代わりに、複数の容器を処理することができる処理機械に完全に適用可能である。
加えて、カバー３２の中に部分的に形成され、従って、可動な構造で形成される代わりに、内部真空ライン３４が処理ステーション１４の他の部分の中にあってもよい。

本発明の教示により製造された機械の処理ステーションを概略的に示し、外部排気段階を示している、軸方向断面図である。 内部排気段階を示している、図１に類似の図である。

Claims (7)

1. 特に、酸化されやすい液体を容器（１２）に封入することを可能にするために、マイクロ波プラズマにより防護を形成する内部塗料を堆積することを目的とする、少なくとも１つの前記容器（１２）を処理するための方法であって、この容器（１２）は、この容器（１２）の外側でキャビティ（１８）を規定し、外部真空ライン（２０）により真空ポンプ回路（５０）に接続されている、密封して封止された処理チャンバの内側に配置され、この容器（１２）の内部は、内部真空ライン（３４）により前記ポンプ回路（５０）に接続されるタイプで、前記ポンプ回路（５０）が、前記キャビティ（１８）内で最終外部値（ｐＦｅｘｔ）と称される設定値に圧力を減少させ、前記容器（１２）内で、この採集外部値（ｐＦｅｘｔ）よりも小さい最終内部値（ｐＦｉｎｔ）と称される設定値に圧力を減少させる初期工程（Ｅ１）を具備し、この初期工程には、前記容器（１２）の内側で前記内部塗料が堆積されることを可能とするように、前記キャビティ（１８）の内側と容器（１２）の内側とで前記最終値（ｐＦｅｘｔ、ｐＦｉｎｔ）が維持される処理工程が続くタイプの方法において、前記初期工程（Ｅ１）が、
   前記内部真空ライン（３４）は閉じられ前記外部真空ライン（２０）は開かれ、前記ポンプ回路（５０）は、前記キャビティ（１８）の内部だけで前記最終外部値（ｐＦｅｘｔ）以上の設定値に圧力を減少させる、外部排気段階（Ｐ１）と、
   前記外部真空ライン（２０）は閉じられ前記内部真空ライン（３４）は開かれ、前記ポンプ回路（５０）は、前記容器（１２）の内部だけで前記最終内部値（ｐＦｉｎｔ）に圧力を減少させる、内部排気段階（Ｐ２）と、
   を連続して有することを特徴とする処理方法。
2. 前記外部排気段階（Ｐ１）の間、前記ポンプ回路（５０）は、前記キャビティ（１８）の内部の圧力を、前記最終外部値（ｐＦｅｘｔ）よりも大きい中間の値（ｐＭｅｘｔ）に減少させ、この外部排気段階（Ｐ１）と内部排気段階（Ｐ２）との間に中間排気段階（Ｐｍ）が設けられ、この中間排気段階の間、前記ポンプ回路（５０）が、前記キャビティ（１８）の内部の圧力が前記最終外部値（ｐＦｅｘｔ）に到達するまで、このキャビティ（１８）の内部と前記容器（１２）の内部で同時に圧力を減少させるように、前記外部真空ライン（２０）と内部真空ライン（３４）とは同時に開かれていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記請求項のいずれか１に記載の方法を実行するための複数の容器（１２）を処理するための、少なくとも１つの容器（１２）のための少なくとも１つの処理ステーション（１４）を具備している機械（１０）であって、各処理ステーション（１４）は、
   前記容器（１２）を収容するように設けられ、この容器（１２）の周囲で外部真空ライン（２０）に漏れが生じないように接続されているキャビティ（１８）を規定している処理チャンバ（１６）と、
   前記容器（１２）の内部に漏れが生じないように接続される内部真空ライン（３４）と、を有し、
   前記外部真空ライン（２０）と内部真空ライン（３４）とは、共通の真空ポンプ回路（５０）に接続され、前記内部真空ライン（３４）は、第１の制御された閉鎖装置（５６）を介してこのポンプ回路（５０）と連通し、前記外部真空ラインは、第２の制御された閉鎖回路（５２）を介してこのポンプ回路（５０）と連通している機械において、
   前記外部真空ライン（２０）は、前記内部真空ライン（３４）を通過せずに前記ポンプ回路（５０）に直接、接続され、また、前記第１の閉鎖装置（５６）は、前記キャビティ（１８）と容器（１２）とを互いに独立に排気することができるように、制御されることを特徴とする機械（１０）。
4. 少なくとも１つの閉鎖装置（５２、５６）は、カムシステム（５８）により制御されるバルブからなることを特徴とする請求項３に記載の機械（１０）。
5. 少なくとも１つの閉鎖装置（５２、５６）は、電磁弁からなることを特徴とする請求項３に記載の機械（１０）。
6. 前記容器の内部に漏れが生じないように接続される前記内部真空ライン（３４）は、前記チャンバ（１６）を密閉するようにデザインされているカバー（３２）の中に部分的に収容されていることを特徴とする請求項３に記載の機械。
7. 内部真空ライン（３４）は、前記カバーに形成されている接続開口部（５４）を介して前記ポンプ回路と連通し、前記第１の制御された閉鎖装置（５６）は、この接続開口部（５４）を閉じ又は開放するようにこの接続開口部（５４）に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の機械。

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