(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂製容器の表面にコーティングを形成もしくは表面改質を行う樹脂製容器の表面処理方法および表面処理装置に関する。【解決手段】無菌環境かつ大気圧以上の環境下において、上記樹脂製容器１の内表面もしくは外表面の少なくともいずれか一方に上記コーティングもしくは表面改質のための原料を付着させるとともに、上記原料の付着した樹脂製容器１に電子線を照射することで、コーティングもしくは表面改質を行うようになっている。樹脂製容器に対して高速にコーティングを形成もしくは表面改質を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製容器の表面にコーティングもしくは表面改質を行う樹脂製容器の表面処理方法であって、
大気圧以上の環境下において、上記樹脂製容器の内表面もしくは外表面の少なくとも一方にコーティングもしくは表面改質をするための原料を付着させる工程と、上記原料の付着した樹脂製容器に電子線を照射する工程とを有することを特徴とする樹脂製容器の表面処理方法。
【請求項２】
樹脂製容器の搬送中に電子線を照射することを特徴とする請求項１に記載の樹脂製容器の表面処理方法。
【請求項３】
樹脂製容器の外表面にコーティングもしくは表面改質を行う場合、
電子線を樹脂製容器の一方の側方から他方の側方に向けて照射するようにし、電子線が照射される電子線照射区間において、樹脂製容器を１８０度以上回転させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の樹脂製容器の表面処理方法。
【請求項４】
樹脂製容器の外表面にコーティングもしくは表面改質を行う場合、
樹脂製容器の内部に原料を含まない気体を噴射し、樹脂製容器の外表面に原料を付着させる工程を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の樹脂製容器の表面処理装置。
【請求項５】
上記電子線を照射する工程の後に、樹脂製容器の内部を吸引する吸引工程、または樹脂製容器の内部に清浄な空気を噴射するエアレーション工程を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の樹脂製容器の表面処理装置。
【請求項６】
樹脂製容器の表面にコーティングもしくは表面改質を行う樹脂製容器の表面処理装置であって、
大気圧以上に設定されたチャンバーと、
当該チャンバー内で樹脂製容器を搬送する容器搬送手段と、
上記樹脂製容器の内表面もしくは外表面の少なくとも一方にコーティングや表面改質のための原料を付着させる原料噴射手段と、
上記原料の付着した樹脂製容器に電子線を照射する電子線照射手段とを備えたことを特徴とする樹脂製容器の表面処理装置。
【請求項７】
上記電子線照射手段は、上記容器搬送手段によって搬送される樹脂製容器の一方の側方から他方の側方に向けて電子線を照射するように設けられ、
上記容器搬送手段に、上記電子線照射手段が電子線を照射する電子線照射区間において、上記樹脂製容器を１８０度以上回転させる回転手段を設けたことを特徴とする請求項６に記載の樹脂製容器の表面処理装置。
【請求項８】
上記原料噴射手段は、樹脂製容器の内表面に向けて上記原料を噴射する内面ノズルと、当該内面ノズルを昇降させる昇降手段とを備え、
上記内面ノズルを樹脂製容器の内部に進入させて原料を噴射させることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の樹脂製容器の表面処理装置。
【請求項９】
樹脂製容器の内表面に向けて上記原料を含まない気体を噴射する気体噴射ノズルと、当該気体噴射ノズルを昇降させる昇降手段とを備え、
上記気体噴射ノズルを樹脂製容器の内部に進入させて原料を含まない気体を噴射しつつ、樹脂製容器の外表面に原料を付着させることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の樹脂製容器の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂製容器の表面にコーティングや改質処理を行う樹脂製容器の表面処理方法および表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ペットボトル等の樹脂製容器において、飲料等の酸化や香りの抜けを防止するために、当該樹脂製容器の表面にコーティングを行ったり、表面を改質することで樹脂製容器のガス透過性を低下させることが行われている。
例えば特許文献１には、減圧した環境下に樹脂製容器を位置させるとともに、樹脂製容器の内部にコーティングの原料ガスを供給し、さらに樹脂製容器の外部に設けた外部電極と内部に設けた内部電極との間でプラズマを発生させることで、原料ガスを活性化させて樹脂製容器の内表面にコーティングを行う方法が記載されている。
また特許文献２には、樹脂製容器を収容室内に収容し、収容室内を減圧するとともに原料ガスを供給し、さらに収容室内にプラズマを発生させてから、樹脂製容器内に挿入された電極に正の高電圧パルスを印加し、樹脂製容器の表面層にイオンを注入して表面改質をする方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７０７３４号公報
【特許文献２】特許第３９５２６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２においては、プラズマを発生させるために樹脂製容器を減圧環境下に置く必要があり、その場合当該減圧環境を形成するための時間が必要となることから処理能力に限界があった。
このような問題に鑑み、本発明は樹脂製容器の表面に対して高速にコーティングや改質を行うことが可能な樹脂製容器の表面処理方法および表面処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち請求項１の発明にかかる樹脂製容器の表面処理方法は、樹脂製容器の表面にコーティングや表面の改質を行う樹脂製容器の表面処理方法であって、
大気圧以上の環境下において、上記樹脂製容器の内表面もしくは外表面の少なくとも一方にコーティングや表面改質をするための原料を付着させる工程と、上記原料の付着した樹脂製容器に電子線を照射する工程とを有することを特徴としている。
また請求項６の発明にかかる樹脂製容器の表面処理装置は、樹脂製容器の表面にコーティングや表面の改質を行う樹脂製容器の表面処理装置であって、
大気圧以上に設定されたチャンバーと、
当該チャンバー内で樹脂製容器を搬送する容器搬送手段と、
上記樹脂製容器の内表面もしくは外表面の少なくとも一方にコーティングや表面改質のための原料を付着させる原料噴射手段と、
上記原料の付着した樹脂製容器に電子線を照射する電子線照射手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
上記請求項１の発明にかかる樹脂製容器の表面処理方法および請求項６の発明にかかる樹脂製容器の表面処理装置によれば、コーティングや表面改質のための原料が付着した樹脂製容器に電子線を照射することにより、当該樹脂製容器の表面にコーティングを形成したり、改質処理を行うことができる。
このとき、大気圧以上の環境とすることで、上記特許文献１や特許文献２のような減圧工程が不要となり、高速な処理を行うことができる。
また、上記電子線の照射によって樹脂製容器の滅菌も同時に行うことができることから、樹脂製容器のコーティングや表面処理を滅菌と別々に行う必要がなく、効率的に処理をすることが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施例にかかるコーティング装置の構成図
【図２】図１におけるコーティング装置の断面図
【図３】噴射ブースの斜視図
【図４】原料噴射手段の回路図
【図５】エアレーション手段の回路図
【図６】第２実施例にかかるコーティング装置の回路図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について説明すると、図１はペットボトルなどの樹脂製容器１の表面にコーティングや改質処理を行う、第１実施例にかかる表面処理装置２を示し、上記樹脂製容器１に飲料を充填する充填ラインの一部を構成している。
図２に示すように、上記樹脂製容器１は、飲料等が充填される本体部１ａと、当該本体部１ａの上部に設けられてキャップの装着される口部１ｂと、上記口部１ｂの下部に設けられたフランジ部１ｃとを有しており、当該樹脂製容器１を搬送する際には上記フランジ部１ｃの下方を支持するようになっている。
上記樹脂製容器１にコーティングや表面改質を行うことで、樹脂製容器１のガス透過性を低下させることができ、例えばビールやワインなどの飲料の酸化や香りの抜けを防止することができる。
本実施例では、樹脂製容器１の内表面および外表面にコーティングを形成したり、表面改質を行うようになっており、最初に樹脂製容器１の外表面および内表面に上記コーティングや表面改質のための原料を付着させ、その後当該原料の付着した樹脂製容器１に電子線を照射することで、上記コーティングや表面改質を行うようになっている。
上記コーティングや表面改質のための原料としては様々なものを使用することができ、例えばアセチレン、トルエン、キシレン等の炭化水素を含む成分のものやテトラメチルシランといったシランを含む成分のもの等を使用することができる。
【０００９】
上記表面処理装置２は、内部が無菌状態に維持された無菌チャンバー３と、当該無菌チャンバー３内で樹脂製容器１を搬送する容器搬送手段４と、上記樹脂製容器１に原料を付着させる原料噴射手段５と、上記原料の付着した樹脂製容器１に電子線を照射する電子線照射手段６と、表面処理用の原料等を樹脂製容器１の内部から排出するエアレーション手段７とを備えている。
上記無菌チャンバー３を構成する壁面は、樹脂製容器１に照射される電子線を遮蔽する鉛製となっており、また上記無菌チャンバー３の内部は図示しない無菌エア供給手段によって無菌状態に維持されている。
また無菌チャンバー３における上記容器搬送手段４による搬送経路の上流側および下流側には、それぞれ気密および無菌状態を維持した状態でそれぞれ搬入室３Ａおよび搬出室３Ｂが接続され、これらの境界には仕切り板Ｐが設けられている。
【００１０】
上記無菌チャンバー３の内部は大気圧よりも陽圧に設定されるとともに、上記搬入室３Ａおよび搬出室３Ｂよりも陽圧に設定されており、外部からの異物等の侵入が防止されるようになっている。
さらに無菌チャンバー３の内部はさらに２つの仕切り板Ｐによって３つの空間Ｓａ〜Ｓｃに区画されており、空間ＳａとＳｂとの間に設けられる仕切り板Ｐは、後述する樹脂製容器１の内表面に原料を付着させる内面噴射区間Ａと電子線の照射を行うとともに樹脂製容器１の外表面に原料を付着させる電子線照射区間Ｂとを区画し、空間ＳｂとＳｃとの間に設けられる仕切り板Ｐは、上記電子線照射区間Ｂとその下流側の空間とを区画するようになっている。
そして、各空間Ｓａ〜Ｓｃは、それぞれ下流側に位置する空間が上流側に位置する空間よりも陽圧になるように設定され、空間Ｓａと空間Ｓｂとの間では、上記内面噴射区間Ａで噴射された原料が空間Ｓｂに流入するのを阻止し、空間Ｓｂと空間Ｓｃとの間では、上記電子線照射区間Ｂで噴射された原料が空間Ｓｃに流入するのを阻止するようになっている。
なお、電子線照射区間Ｂにおいて原料の噴射を行わない場合には、上記空間ＳｂとＳｃとの間の仕切り板Ｐを省略して、空間Ｓｂ+Ｓｃを空間Ｓａよりも陽圧にすればよい。
【００１１】
上記容器搬送手段４は上記無菌チャンバー３の搬入室３Ａから搬出室３Ｂにかけて設けられた第１〜第６スターホイール８Ａ〜８Ｆを有し、樹脂製容器１を高速に連続搬送することが可能となっている。
本実施例において、上記樹脂製容器１にコーティングを行うための上記原料の噴射と電子線の照射とは、第３スターホイール８Ｃによって上記樹脂製容器１が搬送される経路上で行われる。
また第１〜第６スターホイール８Ａ〜８Ｅにはそれぞれ上記樹脂製容器１を把持するグリッパＧが設けられており、各スターホイールが隣接した受渡し位置において、上流側のスターホイールのグリッパＧから下流側のスターホイールのグリッパＧへと樹脂製容器１が受け渡されるようになっている。
【００１２】
図２は上記第３スターホイール８Ｃによって搬送される上記樹脂製容器１と上記電子線照射手段６との位置を示す断面図を示し、上記第３スターホイール８Ｃは図示しない駆動手段によって回転する回転テーブル１１を備え、上記グリッパＧは当該回転テーブル１１の外周に沿って等間隔に設けられている。
各グリッパＧはばねに付勢された一対の把持部材を備え、上記樹脂製容器１のフランジ部１ｃの下方を把持部材によって両側から挟持するようになっている。なおこのような構成を有するグリッパＧは従来公知であるため詳細な説明は省略する。
【００１３】
本実施例のグリッパＧは、上記回転テーブル１１に回転手段１２によって水平方向に回転可能に設けられており、これにより上記グリッパＧに把持された樹脂製容器１を回転させるようになっている。
上記回転手段１２は、回転テーブル１１に回転可能に設けられた回転軸１３と、当該回転軸１３の上端に設けられたピニオンギア１４と、上記回転テーブル１１に揺動可能に設けられて上記ピニオンギア１４に噛合するセグメントギア１５と、当該セグメントギア１５に連結されたカムフォロア１６と、上記回転テーブル１１に対して別体に設けられるとともに上記カムフォロア１６を移動させるカム１７とを備えている。
上記セグメントギア１５は上記ピニオンギア１４と噛合することで上記回転軸１３を回転させるようになっており、またセグメントギア１５には一端が回転テーブル１１に連結されたばね１８が連結され、上記カムフォロア１６は当該ばね１８の付勢力によって回転テーブル１１の中心側に位置するようになっている。
そして、上記カムフォロア１６が上記カム１７に従って回転テーブル１１の外周側に移動すると、これに伴って上記セグメントギア１５が揺動し、上記ピニオンギア１４を介して上記回転軸１３とグリッパＧとが一体的に回転するようになっている。
本実施例では、上記グリッパＧに把持された樹脂製容器１の一方の側面と他方の側面とがそれぞれ回転テーブル１１の外周側を向くよう、グリッパＧを１８０°回転させるようになっている。
【００１４】
上記原料噴射手段５は、樹脂製容器１の外表面に原料を付着させる外面ノズル２１と、内表面に原料を付着させる内面ノズル２２と、これら外面ノズル２１および内面ノズル２２に原料を供給する供給手段２３とから構成されている。
上記外面ノズル２１は上記無菌チャンバー３の内部に設けられた中空の噴射ブース２４の底面に設けられ、上記噴射ブース２４は図１に示すように上記電子線照射手段６による電子線照射区間Ｂに設けられている。
図３は上記噴射ブース２４の斜視図を示しており、略直方体を有した中空の箱状体の中央に、上記容器搬送手段４によって搬送される樹脂製容器１が通過可能なスリット２４ａが形成された構成を有している。
上記噴射ブース２４はその長手方向が上記電子線照射手段６による電子線照射区間Ｂと同等もしくはそれよりも若干長めに設定され、噴射ブース２４の底部には上記外面ノズル２１が樹脂製容器１の搬送経路に沿って複数設けられている。
このような構成により、上記容器搬送手段４によって樹脂製容器１が上記電子線照射区間Ｂに到達すると、当該樹脂製容器１は噴射ブース２４に形成されたスリット２４ａを通過し、その間、当該樹脂製容器１は上記噴射ブース２４の内部空間に露出することとなる。
そして、上記外面ノズル２１が噴射ブース２４の内部に原料を噴射することで、樹脂製容器１の外表面に原料を付着させることができ、また噴射された原料を噴射ブース２４の外部に飛散しないようにすることができる。
また上記外面ノズル２１は、搬送される樹脂製容器１の中心に対して回転テーブル１１の外周側に配置されており、上記電子線照射手段６によって電子線が照射される側により多くの原料を噴射するようになっている。
【００１５】
上記内面ノズル２２は、上記回転テーブル１１に設けられた上記グリッパＧと同じ間隔で設けられており、上記回転テーブル１１に軸支された管状の回転軸１３の内部を上下に貫通するとともに、昇降手段２５によって昇降可能に設けられている。また上部に設けられたロータリージョイント２２ａによって回転可能に設けられている。
内面ノズル２２は図４に示す開閉弁２６よって原料の供給および停止が制御されるようになっており、本実施例では図１に示す上記電子線照射区間Ｂよりも上流側に設定された内面噴射区間Ａにおいて、樹脂製容器１の内部に原料を噴射するようになっている。
また本実施例の内面ノズル２２は管状を有した金属製の部材によって構成されており、後述するように上記電子線照射手段６が樹脂製容器１に電子線を照射した際に、当該樹脂製容器１の内部の帯電を防止するためのアース電極棒を構成するようになっている。
【００１６】
上記昇降手段２５は、上記内面ノズル２２を支持する支持部材２７と、当該支持部材２７に設けられたカムフォロア２８と、上記回転テーブル１１とは別体に設けられたカム２９とから構成され、上記カム２９に従ってカムフォロア２８が上下に移動することで、内面ノズル２２が上下に昇降するようになっている。
具体的には、上記第３スターホイール８Ｃが第２スターホイール８Ｂから樹脂製容器１を受け取ると、昇降手段２５は内面ノズル２２を樹脂製容器１の内部に下降させ、第３スターホイール８Ｃが第４スターホイール８Ｄへと樹脂製容器１を受け渡す際に、昇降手段２５は内面ノズル２２を上昇させて樹脂製容器１から退避させるようになっている。
【００１７】
図４に示すように、上記原料噴射手段５は、液状の原料を気化させてから供給する気化供給部３１と、気体状の原料を供給する気体原料タンク３２と、上記気化した原料もしくは気体状の原料を上記内面ノズル２２および外面ノズル２１に対して選択的に供給するための三方弁３３とを有している。
上記気化供給部３１は、液状の原料を収容する液体原料タンク３４と、液状の原料を気化させる気化手段３５と、気化された原料を送気する送気手段３６とを備え、上記液体原料タンク３４から供給された液状の原料を気化手段３５によって気化させ、当該気化した原料を上記送気手段３６によって送風するものとなっている。
また上記気体原料タンク３２にはガス状の原料が収容されており、当該気体原料タンク３２の内圧によって上記気体状の原料が排出されるようになっている。
なお、本実施例では気化手段３５により気化させた原料もしくは気体状の原料を樹脂製容器１に付着させているが、液体を噴霧することで原料を樹脂製容器１に付着させてもよい。
しかしながら、液状の原料は連続搬送される樹脂製容器１の表面全域に均一に付着させることが難しいため、上述したような気化したもしくは気体状の原料を付着させることが望ましい。
【００１８】
そして上記三方弁３３は、上記気化供給部３１による気化させた原料もしくは気体原料タンク３２による気体状の原料のいずれか一方を内面ノズル２２および外面ノズル２１に供給するようになっている。
つまり本実施例の表面処理装置２では、要望に応じて異なる原料からなるコーティングを形成することが可能となっており、例えばトルエン系のコーティングを形成する場合には、上記気化手段３５を用いて液状のトルエンを気化させ、またアセチレン系のコーティングを形成する場合には上記気体原料タンク３２からガス状のアセチレンを供給することが可能となっている。
そして上記供給手段２３から内面ノズル２２および外面ノズル２１へと向かう配管は途中で分岐しており、このうち内面ノズル２２側に分岐した配管に、上記内面ノズル２２への原料の供給停止を行う上記開閉弁２６が設けられている。
【００１９】
上記電子線照射手段６は、上記無菌チャンバー３の側面に設けられた照射窓３ａの外部に設けられて電子線を照射する照射機４１を有している。
上記照射機４１は従来公知であり詳細な説明を省略するが、真空チャンバーの内部でフィラメントを加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにした後、上記照射窓３ａに形成されたＴｉ等の金属製の膜を通過させることで、樹脂製容器１に電子線を照射するものとなっている。
そして上記原料が付着した樹脂製容器１に電子線が照射されると、上述した様に当該原料が活性化して、原料の個体成分が樹脂製容器１の表面に付着し、コーティングを形成するようになっている。
ここで、本実施例の照射機４１としては、加速電圧３００ｋＶ、電流５ｍＡ、線量３．３ｋＧの電子線を照射するように設定することが可能であるが、コーティングの原料を活性化させるとともに、後述するように電子線の照射によって樹脂製容器１の滅菌が可能であれば、その他の設定を用いることも可能である。
また、上記照射機４１より照射されて樹脂製容器１を形成する樹脂を透過した電子線は、樹脂製容器１の内部で帯電しようとするが、これをアース電極棒としての内面ノズル２２によって樹脂製容器１の外部に逃がすようになっている。
さらに、上記照射窓３ａに対向した位置には、照射された電子線を吸収するビームキャッチャー４２が設けられている。当該ビームキャッチャー４２は上記噴射ブース２４の内部に設けられるとともに、上記照射機４１に対して上記樹脂製容器１の反対側に設けられており、照射された電子線を吸収して外部への拡散を防止するものとなっている。
【００２０】
また、本実施例によれば、上記樹脂製容器１に付着した原料に電子線を照射することにより、上述したコーティングではなく、当該樹脂製容器１の表面の改質も行うことができる。
上述したように、原料の付着した樹脂製容器１に電子線を照射すると、コーティングの原料が活性化されて不安定な状態となるが、このとき樹脂製容器１を構成する材料も活性化されて不安定な状態となる。
その後、活性化されたコーティングの原料が樹脂製容器１の表面に付着した場合には上記コーティングを形成することとなるが、当該原料が活性化された樹脂製容器１の材料表面と積極的に結合し、材料表面の組成も変化させる場合には、樹脂製容器１が表面改質されたこととなる。
なお、樹脂製容器１を構成する材質およびコーティングや表面改質のための原料の種類、ならびに電子線の照射時間等によって、コーティングおよび表面改質のいずれか一方が行われる場合もあり、これらが同時に行われる場合もある。
【００２１】
さらに本実施例の電子線照射手段６は、上記樹脂製容器１に付着した原料に電子線を照射してコーティングを形成したり表面改質を行うだけでなく、当該樹脂製容器１の滅菌も行うことが可能となっている。
このように、樹脂製容器１にコーティングや表面改質を行うと同時に、樹脂製容器１の滅菌を行うことで、作業を効率化するとともに、表面処理装置２と滅菌装置とを別々に設ける必要がなくなる。
なお、電子線を用いて樹脂製容器１の滅菌を行うことについては、出願人による登録第５４６０７５６号公報にかかる電子線殺菌装置において公知となっているため、詳細な説明については省略する。
【００２２】
上記エアレーション手段７は、図１において第５スターホイール８Ｅに設けられており、図５は上記第５スターホイール８Ｅの断面図を示している。
上記第５スターホイール８Ｅにも等間隔に上記樹脂製容器１を把持するグリッパＧが等間隔に設けられており、当該グリッパＧも図示しないばねの付勢力によって樹脂製容器１のフランジ部１ｃの下方を両側から把持する構成となっている。
上記エアレーション手段７は、樹脂製容器１の内部に挿入されるエアレーションノズル４３と、当該エアレーションノズル４３を昇降させる昇降手段４４と、上記エアレーションノズル４３に清浄化された空気を供給するエア送気手段４５と、エアレーションノズル４３に負圧を供給して樹脂製容器１から空気を排出する吸引手段４６とから構成されている。
そして上記エア送気手段４５および吸引手段４６と、上記エアレーションノズル４３との間には三方弁４７が設けられており、上記エア送気手段４５からの空気と吸引手段４６からの負圧を切替えてエアレーションノズル４３に供給するようになっている。
そして図１に示すように、上記第５スターホイール８Ｅでは、第４スターホイール８Ｄからの受取り位置と、第６スターホイール８Ｆへの受渡し位置との間で樹脂製容器１の搬送を行うようになっており、このうち搬送方向上流側が上記吸引手段４６による吸引区間Ｃとなっており、その下流側が上記エア送気手段４５からのエア供給区間Ｄとなっている。
上記昇降手段４４は、上記内面ノズル２２を昇降させる昇降手段２５と同様の構成を有しているため詳細な説明は省略するが、第４スターホイール８Ｄからの受取り位置から第６スターホイール８Ｅへの受渡し位置にかけて、エアレーションノズル４３を樹脂製容器１の内部に挿入させ、それ以外の位置では樹脂製容器１の上方に退避させるようになっている。
【００２３】
以下、上記構成を有する表面処理装置２を用いた樹脂製容器１へコーティングや表面改質を行う表面処理方法を説明する。ここで上記無菌チャンバー３内は無菌状態に維持されるとともに大気圧に対して陽圧に設定されている。
まず、容器搬送手段４によって樹脂製容器１を搬送し、樹脂製容器１が第２スターホイール８Ｂから第３スターホイール８Ｃに受け渡されると、上記内面ノズル２２が上記昇降手段２５によって下降し、樹脂製容器１の内部に挿入される。
続いて、上記第３スターホイール８Ｃによって搬送される樹脂製容器１が内面噴射区間Ａに到達すると、内面ノズル２２によって表面処理の原料を樹脂製容器１の内表面に付着させる工程を行う。
具体的には、上記供給手段２３において、上記三方弁３３を制御して気化手段３５もしくは気体原料タンク３２のいずれか一方から内面ノズル２２へと原料を供給し、上記開閉弁２６は内面ノズル２２が内面噴射区間Ａを移動する間だけ開放されることとなる。
これにより、上記内面ノズル２２より噴射された原料が樹脂製容器１の内表面全体に付着することとなる。
なお、内面ノズル２２による原料の噴射を行う内面噴射区間Ａについては、電子線照射区間Ｂと重複させても良いが、高速に樹脂製容器１を搬送する場合には、本実施例のように電子線照射区間Ｂの上流側に内面噴射区間Ａを設定することが望ましい。
【００２４】
次に、樹脂製容器１の外表面に原料を付着させる工程と、当該樹脂製容器１に電子線を照射する工程とを同時に行う。
上記容器搬送手段４によって搬送された樹脂製容器１が電子線照射区間Ｂに到達すると、樹脂製容器１は上記スリット２４ａに沿って噴射ブース２４の内部を移動し、その間、上記外面ノズル２１より噴射された原料が樹脂製容器１の外表面に付着する。
そして上記電子線照射手段６が照射した電子線は、上記樹脂製容器１の外表面および内表面に付着した原料を活性化させ、これにより樹脂製容器１の外表面および内表面にコーティングが形成され、もしくは表面改質が行われることとなる。
また上記樹脂製容器１が上記電子線照射区間Ｂに進入すると、上記回転手段１２が所要のタイミングでグリッパＧを１８０°回転させ、これにより樹脂製容器１の一方の側面と他方の側面に電子線が照射され、樹脂製容器１の全面にコーティングを形成することができ、もしくは表面改質を行うことができる。
そして、当該樹脂製容器１の内部に存在する電子やイオンは、アース電極棒としての内面ノズル２２によって引きつけられた後、外部へ流されるので、樹脂製容器１の帯電を防止することができる。
さらに本実施例では、上記電子線照射区間Ｂにおいて電子線を樹脂製容器１に照射することにより、樹脂製容器１の滅菌を行うことが可能となっており、表面処理装置２の他に滅菌装置を設けずとも、樹脂製容器１の表面にコーティングや改質の表面処理と滅菌とを同時に行うことが可能となっている。
【００２５】
このようにして内表面および外表面にコーティングまたは表面改質が行われた樹脂製容器１は、その後第３スターホイール８Ｃから第４スターホイール８Ｄを介して第５スターホイール８Ｅに受け渡され、内部の気体を清浄な気体に置換する工程が行われる。
樹脂製容器１が第５スターホイール８Ｅに受け渡されると、上記エアレーションノズル４３が昇降手段４４によって樹脂製容器１の内部に挿入され、上流側の吸引区間Ｃにおいて、樹脂製容器１の内部に負圧が供給されて当該樹脂製容器１の内部の気体を吸引する。
このとき、樹脂製容器１の内部に残留した原料や、電子線の照射によって樹脂製容器１の内部に発生したオゾン、また樹脂製容器１の内部で剥離したコーティング等を吸引して排出することができる。
このようにして樹脂製容器１の内部の気体が排出されると、下流側に設定されたエア供給区間Ｄにおいて、樹脂製容器１の内部に清浄化された空気が供給され、樹脂製容器１の内部が清浄化された気体に置換される。
そしてエアレーションの完了した樹脂製容器１はさらに容器搬送手段４によって搬送され、図示しない後工程において飲料等の充填が行われるようになっている。
【００２６】
以上のように、本実施例における表面処理装置２および表面処理方法によれば、減圧を必要とせず、上記スターホイールを用いた樹脂製容器１の連続搬送が可能であり、当該樹脂製容器１の内表面および外表面を高速に表面処理することが可能となっている。
また本実施例では、電子線の照射により原料を活性化させてコーティングまたは表面改質を行うと同時に、電子線による樹脂製容器１の滅菌も行うことが可能となっており、効率的にこれらの作業を行うことができ、別々の装置を設ける必要もなくなる。
【００２７】
なお、上記第１実施例の構成に対し、樹脂製容器１の外表面にのみコーティングまたは表面改質を行う場合には、上記構成に対して上記内面ノズル２２から原料を噴射しなければよい。
その他の構成としては、上記内面ノズル２２を中実のアース電極棒としたり、上記内面ノズル２２を原料の噴射に代えて無菌エアや窒素を噴射する構成としてもよい。
無菌エアや窒素を樹脂製容器１の内部に噴射することで、樹脂製容器１の内部に原料が入り込まなくなり、樹脂製容器１の内表面がコーティングされないようにすることができ、コーティングの剥離による飲料への異物混入を防止することができる。
これに対し、樹脂製容器１の内表面のみコーティングまたは表面処理するようにしてもよい。この場合には上記構成における外面ノズル２１から原料を噴射させないようにすればよい。
【００２８】
図６は第２実施例にかかる樹脂製容器１への表面処理装置２を示した図であり、第１実施例に対し、樹脂製容器１の内表面のコーティングを行わない代わりに、樹脂製容器１の内部を滅菌するため、樹脂製容器１の内部にプラズマ化した気体を供給し、さらに電子線を照射するものとなっている。なお第１実施例と共通する構成については説明を省略する。
本実施例では、第１実施例における内面ノズル２２と同様、上記樹脂製容器１の内部に上記プラズマ化した気体を供給するための内面ノズル２２が設けられ、第１実施例の内面ノズル２２と同様、昇降手段２５によって昇降するようになっている。
そして当該内面ノズル２２にプラズマ化した気体を供給するため、プラズマを発生させるプラズマ発生手段５１と、プラズマ化した気体の湿度を調整する湿度調整手段５２と、上記プラズマ化した気体を送気する送気手段５３とを備え、これらプラズマ化した気体の供給停止は内面ノズル２２に隣接して設けた開閉弁２６によって行う。
本実施例において、上記内面ノズル２２によるプラズマ化した気体の供給は、図１の内面噴射区間Ａと同様、電子線照射区間Ｂの上流側において行うようになっている。
【００２９】
上記内面噴射区間Ａにおいて、プラズマ化した気体を樹脂製容器１の内部に噴射することにより、樹脂製容器１の内表面を含む内部をプラズマ化した気体によって滅菌することができる。
その後電子線照射区間Ｂにおいて、樹脂製容器１に電子線を照射することで、樹脂製容器１の外表面や内部を電子線によって滅菌することができる。それに加えて、樹脂製容器１の内部に存在するプラズマ化した気体に電子線を照射することによって、プラズマ化した気体が励起されて樹脂製容器１の内部を滅菌する。
これと同時に、樹脂製容器１の外部では電子線の照射により当該樹脂製容器１の外表面に付着した表面処理用の原料が活性化してコーティングや表面改質が行われることから、外表面の表面処理と内部の滅菌とを同時に行うことが可能となっている。
【００３０】
なお上記各実施例では、樹脂製容器１を正立させた状態で搬送するとともに、当該樹脂製容器１の側方から電子線を照射するようになっているが、樹脂製容器１を横転した状態で搬送し、当該樹脂製容器１に対して上方もしくは下方から電子線を照射するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  樹脂製容器                      ２  表面処理装置
３  無菌チャンバー                  ４  容器搬送手段
５  原料噴射手段                    ６  電子線照射手段
７  エアレーション手段              ２１  外面ノズル
２２  内面ノズル                    ２３  供給手段
２４  噴射ブース                    ２５  昇降手段
４３  エアレーションノズル          ５１  プラズマ発生手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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