(57)【要約】熱可塑性材料から成る容器のコーティングを乾燥させるための方法および装置。当該方法は、２つの領域に分割された炉内に容器を給送することを含み、該２つの領域のうち第１の領域では、コーティングの溶剤の大部分が赤外線ランプにより塗料を加熱することによって除去されるとともに容器の温度が空気流により制御され、第２の領域では、残存している溶剤が炉の第１の領域から入る空気流を用いて除去される。
2006502838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベヤチェーンにより動かされる均等に配された特定の把持装置により、熱可塑性材料から成るボトルの開口部を把持し、該ボトルの外表面上にガス不透過性の保護層を形成するために溶剤中の樹脂溶液にボトルを浸漬し、過剰な塗料を適切に除去し、前記溶剤を蒸発させる工程を含むプラント、から得られるボトルの塗装を処理する方法であって、前記乾燥工程は、以下の工程：
ｉ．一定距離を置いて設けた加熱要素の下に位置する、処理炉の第１の領域（２’）内に、前記ボトルを給送するステップ、
ｉｉ．前記処理炉の外側から前記炉の前記第１の領域（２’）へ、最初はボトルの周りに、次に前記加熱要素の周りに、上方に向けて空気流を供給するステップ、
ｉｉｉ．前記加熱要素の下に前記ボトルを給送した後、前記加熱要素よりも上方に位置する、前記炉の第２の領域に、前記ボトルを送るステップ、
ｉｖ．前記加熱要素の周りを既に流れた空気流を、前記第２の領域にあるボトルの周りに流すステップ、
ｖ．再生空気流を前記炉の前記第１の領域に送る前に、前記第２の領域から流出する高温空気流の少なくとも一部を、外部から得られた空気と混合するステップ
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記加熱要素は、多数の中波型の赤外線ランプから構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記赤外線ランプは、数個の別々のクラスタに配置される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の領域（２’）における前記空気流の温度は５０〜７０℃の範囲であり、前記ボトルの周りの空気流の速度は１．５〜２．５ｍ／分である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パラメータは、前記プラントの外側から入る空気流の流量、および前記第２の領域から入り、前記空気流と混合される高温空気の量を適宜変更することによって制御される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記加熱要素の周りを通過する前記空気流は、６０℃〜８０℃の温度に達しており、前記加熱要素よりも上方の、前記炉の前記第２の領域において、１．５〜２．５ｍ／秒の速度で、先に処理されたボトルと接触し、該ボトルを６５℃未満の温度に保つ、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ランプにより発せられるエネルギー、空気流、ボトル処理時間、および炉内の空気再循環％はすべて、前記溶剤の７５〜９５％が前記炉の前記第１の領域においてコーティングから除去されるとともに前記溶剤の残存量が前記炉の前記第２の領域において除去されるように調整される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記コーティングから除去される溶剤量は、８５〜９２％である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の領域を出た高温空気流は、前記コーティングを完全に乾燥させた後、前記炉内で０〜９０％量で再循環する、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記ランプの前での前記ボトルの滞留時間は、１５〜３０秒である、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記ランプの前での前記ボトルの滞留時間は、２５秒である、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法に従って、熱可塑性材料から成るボトルのコーティングを処理する装置であって、壁（８、１５、１７、１８）により画定されるチャンバ（１）から成り、以下の要素：
ｉ．ボトル（４）を処理する第１の下部領域（２）、およびボトルを処理する第２の上部領域（５）、
ｉｉ．熱放射に適した加熱要素（３）を備えた、前記下部領域（２）の内側に配置された炉（２’）であって、壁（１４）、外壁（１７）の一部、熱放射を反射しガスを貫流させるのに適した上壁（１０）及び下壁（１１）、により画定される、炉（２’）、
ｉｉｉ．周囲空気流（６）を形成し、かつその流速を制御するのに適した手段、
ｉｖ．前記空気流（６）を受け入れるのに適したチャンバ（１２）であって、該チャンバ（１２）は、壁（８、１５）およびドア（７）により画定されて垂直ダクト（１９）に通じ、該垂直ダクト（１９）は、壁（８）および要素（９）により画定され、順に前記下部領域（２）に通じており、該チャンバ（１２）から前記領域（２）へ空気流を流すことができるチャンバ（１２）、
ｖ．前記ボトルを、前記炉（２’）内において把持して保持する多数のチャック（１３）を有するチェーンであって、該チェーンは、前記炉（２’）のすぐ外側を、前記ボトルの首部を通すのに適した開口部を設けた前記壁（１４）に沿って通過しており、前記壁（１４）は、前記ボトルの首部を前記炉（２’）の外側に保つこと、及び前記空気流（６）を分割することができる、チェーン
を含む、装置。
【請求項１３】
前記ドア（７）は空気の入口チャンバ（１２）を出口チャンバ（１６）と隔て、空気は、前記下部領域（２）から前記上部領域（５）へ通過し、かつ、前記加熱要素（３）により加熱された後、前記出口チャンバ（１６）からチャンバの外部へと流出し、前記ドア（７）は、前記出口チャンバ（１６）から流出する高温空気流の一部を前記入口チャンバ（１２）に流入させる動きに適合している、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記壁（１４）は、前記ダクト（１９）から領域（２）に入る空気流の一部を、向きをそらせて前記チャック（１３）に送り、前記ボトルの首部を冷却する役割も果たす、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器のコーティングを処理するための方法（process）および関連した装置に関する。より詳細には、容器、特に熱可塑性樹脂から成るボトル上の保護コーティングを乾燥させるための方法および関連した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の熱可塑性材料は、これまでかなりの期間、容器を製造するのに用いられてきている。これは、食品とりわけ飲料の収容容器に特にあてはまる。このような容器は、種々のタイプのものであってよいが、以下では総じて、最も普及しているボトルを指すものとする。
【０００３】
熱可塑性材料から成るボトルは、重さ、耐衝撃性、コスト等に関して明らかに好都合であるが、いくつかの欠点を有する。例えば、上記材料は、壁の厚さが制限されているとともに、幾分微多孔性であるため、ボトルがガス透過性となる。例えば、酸素がボトルに透過することで酸化により内容物が変性する可能性があり、及び多くの炭酸飲料中の二酸化炭素が逃げるため、飲料物の発泡性及び味特性（attractive）が低下する可能性がある。
【０００４】
これらの問題点を解決するために多くの解決策が提案されてきた。第１に、一解決策として、ボトルの壁の厚さを増大させることが挙げられるが、不都合なことに、このことは、生産コストを増大させ、製造の際に問題をもたらす可能性がある。第２に、一解決策として、多層ボトルを用いることが挙げられるが、このことは、生産のコストと複雑さを増大させる。第３に、別の解決策として、ボトルの内壁上に障壁としての役割を果たす薄い層を設けることが挙げられるが、不都合なことに、このこともコストと複雑さを増大させる。
【０００５】
ガス交換に対する障壁としての役割を果たすことができる保護コーティングを形成する上での問題を解決する、明らかに単純かつ効果的な方法が存在する。すなわち、ボトル外表面の塗工、特に浸漬法による塗工である。
【０００６】
例えば、米国特許ＵＳ−Ａ−５，６５８，６１９号は、ボトルをコーティングする方法を記載している。この方法は、コーティングセグメントにボトルを送ることを含み、コーティングセグメントにて、ボトルが把持され、溶剤中に分散した樹脂から成るコーティング液が充填された複数の容器のうち１つに、一度に１つずつ浸漬される。次に、ボトルは、コーティング液から取り出された後、取り外されてフラッシュオフセグメントに送られ、そこで、コーティング液の溶剤が、ボトルの外表面に塗布されたコーティングから除去される。フラッシュオフプロセス後、ボトルは、コーティング樹脂が網状化される（reticulated）、網状化作業部に送られる。
【０００７】
かかるプラントは、複雑であり、塗工作業部からフラッシュオフ作業部に移す間、特に除滴（detearing）段階における塗料の垂れの形成に関していくつかの危機的な点を有する。さらに、単純なフラッシュオフにより塗料中の溶剤を除去することは、十分に制御できない長期のプロセスである。
【０００８】
水系溶剤を用いる塗料を使用して、コストを削減し、環境汚染を抑える場合もある。不都合なことに、このような選択により、乾燥が妨げられるので、長い乾燥時間を要するか、または溶剤の迅速な除去を促進しやすい温度でボトルを加熱する必要がある。上記温度は、高生産が要される場合には、ボトルの熱可塑性材料を軟化させる温度より高いことは
ないにしても、それに非常に近い温度になる。
【０００９】
したがって、ボトルに対する損傷を抑えると同時に、塗工後のコーティング厚のばらつきを防ぐ処理方法と、制限された乾燥時間とを保証する、塗料乾燥システムを提供することが非常に重要である。
【００１０】
水系塗料を乾燥させる単純な一方法は、例えば赤外線（ＩＲ）に塗料を晒すことによって加熱することである。
【００１１】
赤外線加熱プラントは、例えば、本出願人の特許出願ＰＣＴ／ＥＰ００／１０５４０に記載されているが、このプラントは、予備成形加工物を最終成形に適した状態に調整するプラントを示し、このことは、このプラントが、最終成形に適した温度に上記加工物の温度を上げるために用いられることを意味する。上記文献では、予備成形品は、一連のＩＲランプを通過して搬送され、同時に、調整可能な空気流が周囲温度で、最初に予備成形品の周りを、次にＩＲランプの周りを流れて、それらを冷却するようになっている。
【００１２】
この解決策は魅力的であるが、塗工されていない予備成形品に関するものであるため、異なる処理方法および短い加熱時間を用いて、設定温度で単純に加熱されねばならない。
【発明の開示】
【００１３】
［発明の目的］
本発明の目的は、ボトルのガス透過性（ガスがボトルに浸入するかまたはボトルから漏出する場合にボトルの内容物の質に影響を及ぼす可能性がある）を減らすように、容器、特に熱可塑性材料から成るボトル上に施される保護層を完全に乾燥させる方法を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、熱可塑性樹脂を過熱する（これは、ボトルを変形させる可能性がある）ことなく、かつエネルギーを浪費することなく、容器、特に熱可塑性材料から成るボトルに施された保護層を乾燥させる方法を提供することである。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、上記方法を行うためのプラントを提供することである。
【００１６】
本発明のこれらおよび他の利点は、さらなる実施形態および改良を排除しない非限定的な例として挙げられた、本発明の現時点で好適な実施形態の詳細な説明から容易に明らかとなるはずである。
【００１７】
［発明の説明］
本発明は、均等に配された特定の把持装置により、開口部を把持される熱可塑性材料から成るボトルが、ボトルの外表面上に保護層を施すために溶剤（後にフラッシュオフプロセスにより蒸発させられる）中の樹脂溶液に浸漬される方法に関する。本発明において説明される乾燥方法は、
ｉ．既知の方法を用いて過剰の樹脂溶液を除去した後、一定の距離をおいて配された加熱要素の下に位置する、処理炉の第１の領域内に、コーティングされたボトルを給送するステップと、
ｉｉ．処理炉の外側から炉の第１の領域へ、最初はボトルの周りに、次に加熱要素の周りに、上方に向けて空気を流すステップと、
ｉｉｉ．加熱要素の下にボトルを給送した後、加熱要素よりも上方に位置する、炉の第２の領域に、ボトルを送るステップと、
ｉｖ．加熱要素の周りを既に流れた空気流を、第２の領域にあるボトルの周りに流すステップと、
ｖ．再生（refreshed）空気流を炉の第１の領域に送る前に、第２の領域から流出する高温空気流の少なくとも一部を、外部から得られた空気と混合するステップと
を含む。
【００１８】
第１の領域および第２の領域のいずれにおいても、乾燥炉の内側では、ボトルは水平に配置されている。
【００１９】
上記方法はさらに、加熱要素によって上方に発せられる輻射熱が反射装置によりボトル上に反射されることを特徴とする。この反射装置はまた、加熱要素を通過した空気流を第２の領域に到達させる。実際、該装置は、好適には、表面の１０〜３０％（好ましくは１５〜２５％）に均一に穿孔される。
【００２０】
加熱要素は、細長い形状で、好ましくは複数の別々のクラスタに配置された複数の赤外線ランプ（ＩＲ）を有する。これらの加熱要素の長軸は水平に設置される。
【００２１】
加熱要素の下に給送されるボトルをこすりながら通る（brush against）空気流の温度は、５０〜７０℃の範囲であり、ボトルの周りを流れる空気流の速度は１．５〜２．５ｍ／秒である。これらのパラメータは加熱要素の下側を通過するボトルの温度が決して６５℃を超えないように制御される。
【００２２】
それから、加熱要素によって約６０〜８０℃の温度に達するまで加温された空気流は、ボトルの温度が６５℃を超えないように、加熱要素よりも上方の炉の第２の領域にある既に処理されたボトルの周りを、１．５〜２．５ｍ／秒の速度範囲で流れる。
【００２３】
関連パラメータ（ランプにより発せられるエネルギー、空気流、ボトル処理時間、および炉内の空気再循環％）はすべて、溶剤の７５〜９５％（理想的には８５〜９２％）が炉の第１の領域において赤外線加熱によりコーティングから除去され、溶剤の残存量が炉の第２の領域において高温空気により除去されるように調整される。
【００２４】
このようにして、すなわち炉の第１の領域においてコーティングから溶剤の一部のみを除去することにより、加熱要素の下にあるボトルの温度を十分に制御することができ、ボトルの壁の変形および樹脂の結晶化を最小にとどめられる。
【００２５】
既に述べたように、炉の第２の領域においてコーティングから残存溶剤を除去するために炉の第１の領域から入る高温空気を再び利用することで、浪費エネルギーを最小にとどめる。さらに、第２の領域から流出する空気は、その少なくとも一部が、炉の第１の領域に送り戻されるため、エネルギーをさらに節約するだけでなく、炉の第１の領域および第２の領域において所望温度を維持するのに役立ち、周囲温度に関係なく、プロセスの優れた安定性を促す。
【００２６】
さらに、炉の外側から引き込まれる低温空気の一部が、ボトルの首部を高くとも５５℃の温度に維持するように、炉の第１の領域に入る前に方向転換させられる。
【００２７】
ボトルは、乾燥プロセスの間中少なくとも赤外線炉内では水平に保たれ、１００〜３００回転／分の速度で回転する。
【００２８】
赤外線ランプは中波型であり、ボトルがランプの前を通過する時間は１５〜３０秒、好ましくは２５秒である。
【００２９】
本発明の特定の実施形態を以下に説明する。この形態は、本発明の範囲および規模の非
限定的な例として、添付の図面とともに示される。
【００３０】
図１は、本発明によるプラントの基本セルを示す。
【００３１】
本プラントは、壁（８、１５、１７、および１８）により画定されるチャンバ（１）からなり、以下の要素：
ｉ．ボトル（４）を処理する第１の下部領域（２）、およびボトルを処理する第２の上部領域（５）と、
ｉｉ．熱放射に適した加熱要素（３）（例えば赤外線ランプ）を備えた、下部領域（２）の内側に見られる炉（２’）であって、壁（１４）、外壁（１７）の一部、上壁（１０）、および下壁（１１）（上壁、下壁のいずれも熱放射を反射しガスを貫流させるのに適している）により画定される、炉（２’）と、
ｉｉｉ．周囲空気流（６）を形成し、かつその流量を制御するのに適した既知の手段（図示せず）と、
ｉｖ．前記空気流（６）を受け入れるのに適したチャンバ（１２）であって、該チャンバ（１２）は、壁（８、１５）およびドア（７）により画定されて垂直ダクト（１９）に通じ、該垂直ダクト（１９）は、壁（８）および要素（９）により画定されて順に下部領域（２）へと通じているチャンバ（１２）と、
ｖ．ボトルを炉（２’）内に把持かつ保持する多数の把持装置（１３）いわゆるチャックを有するチェーンであって、該チェーンは、前記炉の外側を、前記ボトルの首部を通すのに適した開口部を設けた壁（１４）に沿って通過しており、前記壁（１４）は、前記ボトルの首部を前記炉（２’）の外側に保つとともに前記空気流（６）を分割（divide）することができる、チェーンと
を含む。
【００３２】
当該方法の際、ボトル（４）は、炉（２’）のランプ付近の特定位置（位置４’’）に入り、該位置で炉内全体を移動し、炉から出て、上方に移動し、特定位置（４’’’）に配置される。この間、装置（図示せず）により形成されるとともに制御される空気流（６）は、チャンバ（１２）からダクト（１９）を通って下部領域（２）に流入する。空気流は、上記領域に到達すると、壁（１４）により２つの部分、すなわち第１の空気流および第２の空気流に分流し、第１の空気流は、炉（２’）に入るように壁（１１）を通り抜け、ボトルの温度を制御し、かつ熱放射する装置すなわち加熱要素（３）を冷却し、第２の空気流は、チャック（１３）に保持されているボトル（４）の首部を低温に保つために、壁（１４）をこすりながら通って炉（２’）を抜け出るように上方に流れる。
【００３３】
空気流の第１の部分は、加熱要素（３）を冷却した後、壁（１０）を通り抜け、上方に流れてチャンバ（１）の上部に達し、そこで位置（４’’’）においてボトルをこすりながら通り、塗料乾燥プロセスを完了し、次に、逃しチャンバ（１６）に流入する。このチャンバでは、高温空気流は、熱を再生利用し、かつ炉（２’）の温度を一定に保つように、ドア（７）を介してチャンバ（１２）にその一部が送り戻される。
【００３４】
必要とされる生産量を扱うのに長さ方向に十分な空間がない場合、インラインレイアウトの代わりに、プラントの２つのセグメントを並置することができる（図２（部品はすべて図１と全く同様に符号を付けられている）を参照）。本発明のこの形態では、ボトルは、以下の経路に沿って移動する（図面を参照）：右側から始まって、ボトルがチャンバ（１）の位置（４’’）に入り、読み手の方に向かって炉（２’）内を移動し、左に曲がって読み手から離れる方向に移動してプラントの左側の炉（２’ａ）に入り、次に、ボトルは、位置（４’’’ａ）に上方に移動し、再び読み手の方に向かって移動してプラントの左側の上部領域（５ａ）を横断し、右に曲がり、最終的に部分（part）（５）の位置（４’’’）に入り、読み手から離れ乾燥プラントの出口に向かって部分５を横断する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】プラントの第１の実施形態の垂直方向横断面図である。
【図２】プラントの第２の実施形態の垂直方向横断面図である。
【図１】
2006502838.tif 000003
【図２】
2006502838.tif 000004
【国際調査報告】
2006502838.tif 000005
2006502838.tif 000006
2006502838.tif 000007