JP5413733B2 - プラズマによる容器の処理装置のための気密用装置、および、プラズマによる容器の処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマによる容器の内壁に遮断効果を有する材料層を被覆することによる容器の処理に関する。

そのために、通常、電磁波発生装置、電導性材料（通常、金属製）で形成してある、電磁波発生装置に連結してある凹部、および凹部内に配置してある、電磁波発生装置から来る電磁波を透す材料（通常、水晶）で製作されている囲いを含む装置が使用されている。

容器（通常、ポリエチレンテレフタラートのような熱可塑性ポリマーで製造されている）を囲いの中に挿入後、一方では、容器の中に、プラズマの生成のために必用な強度の真空（数マイクロバー：１マイクロバー＝１０^−６バー、念のために指摘しておく）を得るために、他方では、囲い内で容器の外側に、中程度の真空（約３０ミリバールないし１００ミリバール）にして、容器の壁面の内外の圧力の差で容器が収縮しないために、容器と囲いの双方を減圧する。

次に、前駆的ガス（例えばアセチレン、Ｃ_２Ｈ_２）が容器内に導入される。この前駆的ガスは、電磁気的衝撃（通常、弱い出力のＵＨＦないし２．４５ギガヘルツのマイクロ波である）で活性化される。同ガスを冷たいプラズマ状に移行させて、炭水化物（ＣＨ，ＣＨ_２，ＣＨ_３を含む）を含む単体を発生させるためであり、同プラズマは、容器の内壁に、薄い層となって付着する（その厚さは、場合によって、通常、５０ないし２００ナノミリである。念のために指摘するが、１ナノミリ＝１０^−９である）。

処理中に、容器の内側と外側間の連結を避けることは肝要である。さもなければ、容器の外側に充満する過剰圧力は、容器の中への空気の流入を引き起し、プラズマによって発生する単体の酸化をもたらして、付着した遮断層の質を低下させかねない。

それ故、既知の処理装置には、気密装置が備えてあり、同気密装置は、環状パッキンを含んでおり、容器を装置内に挿入すると、容器の開口部（呑口とも呼ばれている）が同パッキンにぴったり当たる。その図示は、フランス国特許出願ＦＲ２ ８７２ １４８号（Ｓｉｄｅｌ社）または同等の国際特許出願ＷＯ２００８／０００５３９、あるいはまたアメリカ特許ＵＳ ５ ８４９ ３６６号で参照できる。

この技術には改良の余地がある。事実、気密用パッキンの段階で漏洩か確認されている。この漏洩は、プラズマで生じた炭化物の単体がパッキン上に次第に残留することによる。時が経つ内に、この残留物は、パッキン上に薄膜を形成して、パッキンの柔軟性が減少し、パッキンと容器の呑口間に界面が出現する。このような漏洩が発生するのを避けるために、現在行なわれている解決法は、パッキンの清掃または交換であるので、その作業の間、装置の停止が余儀なくされる。

本発明は、容器の処理装置の気密性の改善を狙いとしている。

そのために、本発明は、プラズマによる容器の処理装置のための気密装置を提案しており、同装置は、容器の首とは別個の第１の環状区域と第２の環状区域とそれぞれ共働するのに適切な、少なくとも１の第１の気密用環状面と第２の気密用環状面を含んでいる。

この装置は、容器に二重の気密性を提供しており、それによって汚染されているパッキンの汚染除去またはパッキンの交換頻度を減少できて、生産性の向上に寄与する。

１の実施態様によれば、第１の気密用環状面は、容器の呑口と共働するのに適している。第２の気密用環状面は、例えば容器のえり元と共働するのに適している。

気密用面は、少なくとも１の気密用パッキンに担持されることができ、そして例えば別個の２の気密用パッキンに担持されることが可能である。

１の実施態様によれば、本装置は、容器の首を受け入れるのに適切であり、単一気密用パッキンまたは各気密用パッキンのための枠組みになる受け口を含む。この受け口は、例えば管状スカートで延長されている円筒形胴部を含む。第１の気密用パッキンは、胴部とスカート間の接続部で受け口内に形成してある座ぐり内に嵌合でき、それに対して、第２の気密用パッキンは、例えばスカート上に取り付けてある。１の実施態様によれば、通気路で、スカートによって画定されている内部空間が受け口の外部と連絡する。

本発明はまた、上記のような気密装置を含む、プラズマによる容器の処理装置も提案する。

本発明のその他の目的と利点は、添付図を参照しながら、以下の記述で明らかになるだろう。

気密性の改善された装置を含む、容器の処理装置の断面立面図である。 図１の装置の部分拡大断面図である。 気密性の改善された装置を表す、図２の装置の拡大断面図である。 ＩＶ―ＩＶにおける断面図による、図３の気密装置の断面部分図である。

図１に、例えばポリエチレンテレフタラートのような素材をブローまたは引き抜きブローで成形した容器２の処理装置１を表した。処理は、プラズマによる、炭化水素を含む遮断層を容器の内壁に付着させることからなる。

本装置は、例えば鋼鉄製または（好ましいことに）アルミニウムかアルミニウムの合金製の電導性材料でできている凹部３を含む。凹部３内に、水晶のような電磁波を透す材料からなる囲い４が配置されている。本装置１はまた、２．４５ギガヘルツの弱い出力のマイクロ波の電磁波発生装置（図示していない）も含んでおり、同発生装置は、電磁波の誘導装置５で各凹部３に連結されている。

凹部４には覆い６がかぶさっており、同覆いは、囲い４の延長部で、同囲いの上端部においてジャケット７を画定し、例えばアセチレンの如き前駆的ガスを容器２内に導入するためのインゼクタ９で軸方向に貫通されているノズル８を画定する。

処理する予定の容器２は、同容器２の容量を画定する胴部１０を含んでおり、同胴部１０は、底部１１で終っていて、同底部１１の反対側で、胴部の壁面よりも分厚い首１２で延長されている。首１２は、呑口とも呼ばれている環状開口部１３で画定されている。首の外壁面上は、リブとか筋の如き軽い凹凸１４を有し、容器２を充填した後、栓が取り外しできる状態で取り付けられる。首１２はさらに、同首１２の下方で、胴部１０の近辺において、容器２の製造と、その後の充填の諸段階において、同容器を捕捉できるえり元１５を含んでいる。

諸図に表した容器２は、びんである。したがって、その首１２の直径は、胴部１０の直径よりも小さい。しかしながら、この記述は、びんに限定されているのではなく、首の直径が胴部の直径と同等か、それ以上であり得る、いかなる型の容器にも適用できる。

本装置１は、容器２の捕捉装置１６を具えており、同捕捉装置は、覆い６に対して活働状態に取り付けられている軸１７を含んでおり、同軸の下端に、フォークとも呼ばれている挟具が取り付けられていて、同挟具で容器２の首の下部で同容器２を捕捉して、同容器の保持を確立する。

捕捉装置１６は、フォーク１８が容器２を積載できるために凹部３の下で突出する低位置（図示されていない）と、同フォーク１８が凹部の上壁１９に突き当たって、ノズル８の延長部において、容器２の首１２を保持する高位置との間（諸図に示されている）を移動できる。

容器２の保持を確立するために、フォーク１８は、半円形開口部２０を画定し、容器２は、えり元１５の下面２２が支承されて、同半円形開口部に乗っている容器の上縁部２１で、同半円形開口部２０内に嵌合する。

本装置１はまた、気密用装置を具えている。ジャケット７の下端で、覆い６内に組み立てられている気密用装置２３を具えている。同気密用装置２３は、容器２が、同容器の首１２とは別個の２の環状区域１３と１５を介して、支承される少なくとも２の気密用面２４と２５を含んでいる。

もっと正確に言って、気密用上面と呼ばれている気密用第１面２４は、容器２の呑口１３と共働するのに対して、気密用下面と呼ばれている気密用第２面２５は、えり元１５、もっと正確に言えば、下面２２に対置しているえり元の上面２６と共働する。

気密用面２４と２５の軸位置付けは、えり元１５の上面２６と呑口１３が、そのそれぞれの支承部の弾力性によって、気密用面２４と２５を押すように行なわれている。

気密用面２４と２５は、少なくとも１の弾性パッキンに担持されている。図示してある好ましい１の実施態様によれば、気密用面２４と２５は、例えばシリコンまたはゴム（天然または合成）の圧縮性材質で製作された別個の２の弾性パッキン２７と２８で、それぞれ担持されている。

もっと正確に言って、気密用上面２４は、呑口用パッキンと呼ばれている第１のパッキン２７上に形成されているのに対して、気密用下面２５は、えり元用パッキンと呼ばれている第２のパッキン２８上に形成されている。

パッキン２７と２８の正確な位置付けと維持を確立するには、気密用装置２３は、硬質材料、例えばアルミニウム、または好ましいことに鋼鉄製で製作された受け口２９を含む。この受け口２９は、同受け口に支承されて、嵌合（またはねじ込めされていることが好ましい）されて、ジャケット７の側で、ノズル８の延長部内で、共軸的に伸びている横断孔３１に貫通されている円筒形胴部３０を有する。同胴部３０は、ジャケット７の反対側で、円筒形スカート３２で延長され、同円筒形スカートは、その内側に収納部を画定し、同収納部内に、少なくとも部分的に、容器２の首１２を受け入れる。

図３で特に見えるように、呑口のパッキン２７は、角張った断面を有する。このパッキン２７は、胴部３０と円筒形スカート３２間の接続部で、受け口２９に設定されている座ぐり３３内に受け入れられており、囲い４の方向に突出して伸びている下方部分３４を有し、その先端に気密用上面２４が形成されていて、同気密用上面は、ノズル８の軸に垂直な面内で環状に伸びている。気密用上面２４は、軸方向で呑口１３よりも大きい寸法を有するので、呑口１３から溢れ出ていて、呑口の曲面の形状に合わさって、接触部の気密性を向上させる。

座ぐり３３の内側は、円筒形突出部３５で縁取られており、同突出部は、容器２に押されて、呑口のパッキン２７がつぶれすぎないように、呑口のパッキン２７の枠組みになる。

えり元のパッキン２８の方は、スカート３２上に取り付けてあり、同スカートは、同パッキンの枠組みになり、軸方向に突出している環状太縁部３６が加えられている。えり元のパッキン２８は、円筒形中央部３７を含んでおり、同中央部は、環状太縁部３６に外接して、一方では、太縁部３６の先においてジャケット側で、少し小さい直径の第１の環状折返し部３８で延長されており、他方では、囲い４の側で、第２の環状折返し部３９で延長されており、同折返し部は、スカート３２を軸方向に延長し、その端部には気密用下面２５が形成してあって、気密用上面２４と同じく、ノズル８の軸に垂直な面内で軸方向に環状に伸びている。

プラズマと接する、呑口のパッキン２７は、反復される処理サイクル中に、炭化物の粒子で少しずつ覆われることがあり得る。しかしながら、このような残留物は、えり元のパッキン２８のおかげで、容器２と囲い４間で漏洩を出現させるに至らない。容器２上に行なったこの二重の気密性は、とにかく、呑口のパッキン２７の汚染除去または交換を狙いとする介入の回数を減らすことを可能にする。

一方では容器２の首１２、他方では受け口２９およびパッキン２７と２８は、相互間に、環状間隙４０が形成されており、同環状間隙は、呑口を支承する、呑口のパッキン２７て容器２の内部首に隔絶されており、そしてえり元１５を支承する、えり元のパッキン２８で囲い４から隔絶されている。

処理を開始する以前、首１２を受け口２９内に挿入するとき、この間隙４０は、大気圧内にある。真空が容器２と囲い４の双方内に実施されるので、そのとき、間隙４０に残存する超過圧力がパッキン２７と２８のレベルで漏洩を引き起こす恐れがある。この危険性を排除すべく、間隙４０は、受け口２９の胴部内に径方向および／または軸方向に設置した通気路４１によってノズル８に接続してある。この通気路４１は、スカート（したがって間隙４０）で、内側で画定されたスペースを受け口２９の外面と連絡させる。もっと正確に言えば、受け口２９内に設置された座ぐり４３で、ジャケット７と受け口２９間に画定されている環状空間４２と連絡させる。

ジャケット７の厚み内に軸方向に穿設された管路４４は、この環状スペース４２内に通じて、同環状スペースをジャケット７内に掘削してある環状室４５と連絡させ、同環状室４５は、一方では、斜行孔部４６でノズル８と連絡し、他方では、電磁弁（図示していない）を介して、外気の導入用導管と連絡する。

したがって、一方では、容器２を真空にするとき、間隙４０内に残存する空気は、通気路４１と管路４４を介して、吸引される。間隙４０内に最後に残っている圧力は、容器２内に存在している圧力と等しいか、またはそれにほぼ等しい。したがって、えり元１５の内側と外側に存在している（わずかな）圧力の差は、えり元をえり元のパッキン２８に、より一層ぴったり付ける傾向を有する。

他方では、容器２の圧力を大気圧に戻すとき、汚染されていない空気が管路４４を介して、環状室４５から（電磁弁の開放による大気の導入）環状間隙４０内に入ってくる。その結果、間隙４０の最低限の汚染、したがって、その結果、気密用下面２５の汚染は、僅少になる。

本発明は、今まてで記載した実施態様に限定されていない。

とりわけ、パッキン２７と２８が、上記のように、パッキン２７と２８が好ましいことに受け口２９とは別個に製作され、単なる嵌合またははめ込みで受け口に固定された部品であるとしても、変形態様で、受け口２９上に型込めできるだろう。

同様に、気密用上面２４と下面２５のそれぞれが別個のパッキン２７と２８上に作成されていることを見てきた。変形として、この気密用面が、単一パッキンの部分であり、例えば、受け口２９上に型込めすることができるだろう。この仮定による方法では、パッキンは、スカート３２の内面を被覆しているだろう。

いずれにしても、パッキンや気密用面の数は２以上であり得るのであり、呑口１３またはえり元１５とは別個の環状区域に支承されることができるだろう。

１．本装置１
２．容器２
３．凹部３
４．囲い４
５．誘導装置５
６．覆い６
７．ジャケット７
８．ノズル８
９．インゼクタ９
１０．胴部１０
１１．底部１１
１２．首１２
１３．呑口１３
１４．軽い凹凸１４
１５．えり元１５
１６．捕捉装置１６
１７．軸１７
１８．フォーク１８
１９．凹部の上壁１９
２０．半円形開口部２０
２１．上縁部２１
２２．えり元の下面２２
２３．気密用装置２３
２４．気密用上面２４
２５．気密用下面２５
２６．えり元の上面２６
２７．弾性パッキン２７
２８．弾性パッキン２８
２９．受け口２９
３０．円筒形胴部３０
３１．横断孔３１
３２．円筒形スカート３２
３３．座ぐり３３
３４．下方部分３４
３５．円筒形突出部３５
３６．環状太縁部３６
３７．円筒形中央部３７
３８．第１の環状折返し部３８
３９．第２の環状折返し部３９
４０．環状間隙４０
４１．通気路４１
４２．環状スペース４２
４３．座ぐり４３
４４．管路４４
４５．環状室４５
４６．斜行孔部４６

Claims (7)

1. 首（１２）に環状の呑口（１３）および環状のえり元（１５）を備える容器（２）のプラズマによる処理装置（１）のための気密用装置（２３）であって、
   前記気密用装置（２３）が少なくとも、気密のための第１面（２４）と第２面（２５）を含んでおり、前記第１面（２４）が前記呑口（１３）と共働し、前記第２面（２５）が前記えり元（１５）と共働し、前記第１面（２４）と第２面（２５）が少なくとも１つの弾力性のある気密用パッキンに担持されていることを特徴とする気密用装置（２３）。
2. 前記第１面（２４）と第２面（２５）が別個の２つの気密用パッキン（２７，２８）に担持されていることを特徴とする、請求項１に記載の気密用装置（２３）。
3. 前記気密用装置（２３）が前記容器（２）の前記首（１２）を受け入れるのに適している受け口（２９）を含んでおり、前記受け口（２９）が前記気密用パッキン（２７、２８）のための枠組みになることを特徴とする、請求項１または２に記載の気密用装置（２３）。
4. 前記受け口（２９）が円筒形スカート（３２）で延長されている円筒形胴部（３０）を含んでいることを特徴とする、請求項３に記載の気密用装置（２３）。
5. 前記第１面（２４）と第２面（２５）が、別個の２つの気密用パッキン（２７、２８）に担持されており、第１の気密用パッキン（２７）が、前記円筒形胴部（３０）と前記円筒形スカート（３２）間の接続部で前記受け口（２９）内に形成されている座ぐり（３３）内に嵌合されており、第２の気密用パッキン（２８）が前記円筒形スカート（３２）上に乗っていることを特徴とする、請求項４に記載の気密用装置（２３）。
6. 前記容器（２）の前記首（１２）、前記受け口（２９）、前記第１の気密用パッキン（２７）、および、前記第２の気密用パッキン（２８）で画定されている環状間隙（４０）を前記受け口（２９）の外側へつなげる少なくとも一つの通気路（４１）を含む、請求項５に記載の気密用装置（２３）。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の気密用装置（２３）を含む、プラズマによる容器の処理装置（１）。

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