JP2004008976A

JP2004008976A - Apparatus and method for cleaning vessel

Info

Publication number: JP2004008976A
Application number: JP2002167931A
Authority: JP
Inventors: Seiji Goto; 後藤　征司; Kiyoshi Hiroya; 廣谷　喜与士; Kenji Mizukawa; 水川　憲二
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP4001228B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more surely remove material to be removed from the inside of a vessel while suppressing the occurrence of a reattaching phenomenon. <P>SOLUTION: This vessel cleaning apparatus is composed of a rotary disk 16, a holder 55 which is supported by the disk 16 and rotated together with the disk 16, a discharger 31 for discharging air to the inside of the vessel 46 held by the holder 55 in an inverted state, an aspirator 38 for sucking the air discharged to the inside of the vessel 46 to the outside of the vessel 46 and an elevator 28 for elevating and lowering the discharger 31 and the holder 55 relatively in the axial direction of a rotary shaft of the disk 16. Attachments stuck to the inside of the vessel of the inverted state are taken in the flow of the air to be discharged and the whole discharged air is sucked by a blower, the reattachment of the attachments can be restrained. The attachments are made to drop rapidly by gravity in the vessel of the inverted state without making them float by buoyancy in the diluted air, sucked together with the diluted air and discharged to the outside of the vessel. This apparatus has a notable effect when the attachments are peeled off from the inside of the vessel since the discharge point of the air to be discharged can be elevated or lowered and the angle of the air flowing toward the inside of the vessel can be varied continuously. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器清浄装置、及び、容器清浄方法に関し、特に、回転盤に転置されて周回する皮膜形成後のＰＥＴボトルの内面に付着する炭素粉を除去する容器清浄装置、及び、容器清浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＥＴボトルは、多様な液体を封入する容器として、日常生活で欠かすことができない容器である。ＰＥＴボトルのＰＥＴは、空気遮断性が乏しい。酸化を防止するために、ＰＥＴボトルの内周面には、空気遮断性皮膜が形成される。皮膜を形成するための成膜装置（例示：ＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ　ｃｏａｔｉｎｇ）装置）には、真空チャンバーが用いられている。成膜原料のガス分子は、その真空チャンバーの中で、高周波電源又はイオン化電源に接続された電極によりイオン化され又はプラズマ化され、ペットボトルの内周面に蒸着され、皮膜に形成される。
【０００３】
使い捨てにされ又は再利用されるＰＥＴボトルの大量生産のために、多数のチャンバーが用いられる。成膜装置として、同一円周上で回転する多数のチャンバーを有し、一周する間に真空度が段階的に高められて最高真空度段階で成膜が実行される装置（未公開）の開発が進められている。多数のＰＥＴボトルに対して段階的に真空度を高めるために、複数の真空装置が用いられる。１つのＰＥＴボトルの内部は、複数の真空装置の吸引側に選択的に切り替えられて真空引きされる。このような真空引きのために、ロタリー式真空分配器（未公開）が開発されつつある。このような開発中の真空分配器では、同一円周上で真空度が互いに異なる複数の領域が出現する。高真空度側の真空度が低真空度側の真空度に影響される恐れがある。このような真空引きは、ＰＥＴボトルの内面成膜に限られず、多様な基板に多様な原子成分層を形成する成膜装置にも適用され得る。
【０００４】
一連の処理工程を含むプロセスには、洗浄工程又は清掃工程が組み込まれている。成膜工程に次ぐ清掃工程では、容器の内面に付着している炭素粉のような除去対象物質が除去される。洗浄のために洗浄水が用いられる容器洗浄ノズルは、特開平９−２７６７４７号で知られている。そのような洗浄水に代えられて、噴流空気が用いられる開発中の清浄装置では、噴流空気により除去対象物質をより確実に除去するために、容器の内部に対してノズルが昇降し、そのノズルから空気が容器の内部に吹き込まれる。
【０００５】
このような清浄化装置では、噴流空気により容器の内面に付着している除去対象物質が効果的に剥がされるが、克服されることが望まれる問題点が残存している。噴流生成サイクルの時間帯には、噴流がダイナミックに変化する動的期間と、空気が静流化して滞留する静的期間とがある。動的期間で剥がされた除去対象物質は、特に、前工程の成膜工程でプラズマ化される際に帯電化した除去対象物質は、静的期間で再び容器内面に付着する再付着化現象が見られる。
【０００６】
再付着化現象が生じずにより確実に除去対象物質を容器の内面から除去することができる技術の確立が求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、再付着化現象が生じず、より確実に除去対象物質を容器の内面から除去する技術を確立することができる容器清浄装置、及び、容器清浄方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００９】
本発明による容器清浄装置は、回転盤（１６）と、回転盤（１６）に支持されて回転盤（１６）と同体に回転する保持器（５５）と、保持器（５５）に倒立状態で保持される容器（４６）の内部に空気を吐出する吐出器（３１）と、容器（４６）の内部に吐出される空気を容器（４６）の外部に吸引する吸引器（３８）と、回転盤（１６）の回転軸心線の方向に吐出器（３１）と保持器（５５）とを相対的に昇降させる昇降器（２８）とから構成されている。
【００１０】
倒立状態の容器の内面に付着している付着物質は、吐出空気の流れに取り込まれ、吐出された空気の全部はブロアーで積極的に吸引され、付着物質の再付着が抑止される。倒立する容器の中で重力方向に吸引する空気に対して付着物質は浮力を持たず速やかに落下して空気とともに吸引されて容器の外側に排出される。吐出空気の吐出点が降下し又は上昇し、容器の内面に向かう空気流の角度は連続的に変化して、内面付着粒子をその内面から剥がす効果が顕著である。
【００１１】
容器はそれの内面が炭素コーティングされている。容器内面に付着する炭素粉は、空気とともに吸引される。吐出が終了した直後では吸引が続行されていて、容器の内部は積極的に吸引される。吐出弁が閉じられた後に吸引弁を閉じる時間的制御が積極的に明確に行われることは重要である。
【００１２】
昇降器は、回転盤に支持される昇降案内レール（２７）と、昇降案内レール（２７）に昇降自在に支持される昇降台（２８）とから形成されている。保持器（５５）は、昇降台（２８）に支持されている。昇降案内レールの案内面は、カム面として形成され得る。
【００１３】
吐出器は、昇降本体（３１）と、昇降本体（３１）に結合し容器（４６）の下方側に開く口を封じる密封栓（３３）とから形成されている。昇降本体（３１）の上方部位はノズルを形成し、空気を容器（４６）の外部に吸引する吸引口（３８）が密封栓（３３）に形成されている。密封状態で吐出と吸引とが行われ、空気置換効率が高い。
【００１４】
昇降本体（３１）は筒状に形成され、その上方部位は複数の空気吐出口を有して、ノズルを形成している。空気吐出口は、昇降本体の軸心線（Ｌ）の方向に向く第１噴出口（５３）と、軸心線（Ｌ）に対して斜めに向く複数の第２噴出口（５２）と、軸心線（Ｌ）に対して直交する方向に向く複数の第３噴出口（５１）とから形成されている。複数の第２噴出口（５２）は軸心線（Ｌ）のまわりで同一円周上に配置され、複数の第３噴出口（５１）は軸心線（Ｌ）のまわりで同一円周上に配置されている。軸心線（Ｌ）は第１噴出口（５３）を通っている。第１噴出口（５３）は、昇降本体の頂面で開口していることが好ましい。このような噴出口群は、空気を放射状に噴射する。空気は、容器の内面の全体に可変角度で照射され、粉塵剥がし効果が更に顕著である。
【００１５】
従って、ノズルの下降特に昇降と空気噴出は同時的であることが重要である。
【００１６】
保持器は電極であることが除電のために好ましい。
【００１７】
本発明による容器清浄方法は、既述の容器清浄装置を用いて容器の内面を浄化する容器浄化方法であり、吐出器（３１）の吐出口（５１、５２、又は、５３）を容器の口に挿入する挿入ステップと、吐出口（５１、５２、又は、５３）を容器の口に挿入した後に容器の中で上昇させる上昇ステップと、吐出口（５１、５２、又は、５３）を容器の中で降下させる降下ステップと、容器の中に噴出される空気を容器の外側に吸引する吸引ステップとから構成されている。降下ステップは、吐出口（５１、５２、又は、５３）から容器の中に空気を噴出するステップを備えている。
【００１８】
降下中の空気噴射の効果は既述の通りである。上昇ステップにより容器の口をシールする（密封する）ことの重要性は、既述の通りである。上昇ステップが吐出口から容器の中に空気を噴出するステップを有することは重要である。上昇ステップの回数と降下ステップの回数はともに複数であることは、除去率の上昇のために有効である。空気を噴出するステップが容器の軸心線に対して斜めに空気を噴出するステップを有することは、更に重要である。空気を噴出するステップが容器の軸心線に対して直交する方向に空気を噴出するステップを有することは更に効果的である。
【００１９】
容器はそれの内面に炭素がコーティングされた後の容器であることが、本発明による容器清浄方法の実施の形態として特に重要である。空気吸引が空気噴出の後まで続行されることは、顕著に重要である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による容器清浄装置の実施の形態は、成膜装置と清浄化装置とが一連の搬送系とともに配置されて設けられている。その成膜装置１とその清浄化装置２とは、一連の搬送系３の一部を構成している。搬送系３は、供給側コンベア４と、排出側コンベア５と、成膜装置１と清浄化装置２との間に介設される転送回転スター盤６とから構成されている。成膜装置１と清浄化装置２と転送回転スター盤６と搬送系３の一部分は、透明室７の中に収容され、透明室７の床に支持されている。
【００２１】
供給側コンベア４の上には、成形された多数の容器（例示：ＰＥＴボトル）の連続流が形成されている。その連続流は、一定間隔に規定されて同時的に移送される多数の容器により形成されている。成膜装置１は、図２に示されるように、回転円盤８を構成している。回転円盤８は、それの外周領域に等角度間隔で配列される多数のチャンバー９と、多数のチャンバー９の内部を異なる真空度で段階的に真空化する真空分配器（図示されず）とを含んでいる。
【００２２】
その真空分配器は、互いに真空引き能力が異なる複数の真空装置１１に接続されている。１つのチャンバーは、回転円盤８と同体に概ね一周する間に段階的にその真空度を高められる。最高真空度に維持される時間的区間（回転角度区間）で、そのチャンバーの中に導入される材料ガスは、プラズマ化され又はイオン化されて、そのチャンバー９の中に閉じ込められている容器の内面に膜（例示：酸素非透過膜）として蒸着される。
【００２３】
このように成膜処理を受けた容器は、回転円盤８から転送回転スター盤６に移載され、転送回転スター盤６から更に清浄化装置２に転送される。転送回転スター盤６は、図３に示されるように、導入側転送スター盤１２と導出側転送スター盤１３とから構成されている。容器は、導入側転送スター盤１２の上で半周して回転円盤８に移載され、回転円盤８の上で概ね一周して導出側転送スター盤１３に移載される。容器は、このような周回の途中で、複数回の清浄化処理が行われる。
【００２４】
図４は、本発明による容器清浄装置の実施の形態の詳細を示している。浄化装置２は、回転基盤１５と動作回転盤１６とを構成している。回転基盤１５は、透明室７の床１４に軸受（図示されず）を介して回転自在に支持されている。サーボモータ１７は、床１４に支持されて配置されている。回転基盤１５は、減速機１８を介してサーボモータ１７の出力軸に結合している。動作回転盤１６は、回転基盤１５に同軸に結合している。
【００２５】
導入側転送スター盤１２の外周部分として形成される一方側容器保持部位１８に保持されている容器は、動作回転盤１６の外周部位に形成されている他方側容器保持部位１９に自然に渡される。一方側容器保持部位１８にはサイクロイド面（疑似歯車面）が形成されている。一方側容器保持部位１８のピッチ円と、他方側容器保持部位１９のピッチ円とはオフセットに形成され、一方側容器保持部位１８の容器は他方側保持部位１９に自動的に円滑に移し換えられる。
【００２６】
床１４の上面側に、固定円盤２１が固定され床１４に支持されている。固定円盤２１には、軸受２２が固定されている。回転基盤１５の回転軸筒２３は、軸受２２に回転自在に軸受けされている。動作回転盤１６の外周部位に、上下反転倒立器２４が支持されて配置されている。多数の上下反転倒立器２４は、動作回転盤１６の外周領域で等角度間隔で同一円周上に配列されている。１つの上下反転倒立器２４は、図５に示されるように、鉛直面上の１円周上で概ね半周しながら動作回転盤１６の回転軸心線上の１点を中心とし１水平面上にある円に接する接線を回転軸心線として自転する１つの反転把持器２５を有している。容器は、約半周の公転と１８０度の自転により、動作回転盤１６の上で半径方向内側に一定距離を進む間に、その上下（天地）が反転する。
【００２７】
動作回転盤１６と同体に、ノズル昇降機構２６が配置されている。１つのノズル昇降機構２６は、１つの反転把持器２５に位置対応して配置されている。ノズル昇降機構２６は、図６（図５の背面図）に示されるように、昇降案内レール２７を形成している。昇降台２８は、リニアベアリングを介して昇降案内レール２７に対して昇降自在に、且つ、速度制御自在に支持されている。昇降台２８に、空気給排管２９が固定されて支持されている。
【００２８】
図６は、完全に倒立した容器を示している。その容器を把持する反転把持器は、その１点が図に示される半円軌道上で自転しながら往復円運動する。このように倒立した容器の中に空気を吹き込むノズル３１が、空気給排管２９の中に配置されている。空気給排管２９は、外筒３２とノズル３１とから構成されている。ノズル３１の高さ方向の中間部位には、密閉栓３３が同軸的に固着されている。密閉栓３３は、容器の口を閉じることができる。昇降台２８の最上昇位置で、密閉栓３３は容器の口を塞ぐことができる。昇降台２８の最降下位置で、ノズル３１の頂点は容器の口の開口面より十分に下方に降下することができる。ノズル昇降機構は、カム機構に代替され得る。
【００２９】
図７は、空気給排機構３４を示している。空気給排機構３４は、空気供給制御電磁弁３５と、空気排出制御電磁弁３６とから構成されている。空気供給制御電磁弁３５の空気供給口は、図６に示されるように、ノズル３１の下方部位に配置されている空気導入口３７に接続されている。外筒３２の内部は、図７に示されるように、空気吸込み口３８を介して空気排出制御電磁弁３６に接続されている。多数の空気給排管２９は、それぞれに対応する空気給排機構３４を介して、図４に示されるように、共通空気供給管３９と共通空気吸引管４１に接続されている。
【００３０】
空気供給制御電磁弁３５と共通空気供給管３９の間は、動作回転盤１６に同体に回転する共通の中心軸管４２（図４参照）と中心軸管４２から放射方向に多数に分岐する分岐管４３（図６参照）を介して接続されている。空気排出制御電磁弁３６と共通空気吸引管４１の間は、動作回転盤１６に同体に回転する共通の中心軸管４４（図４参照）と軸管４４から放射方向に多数に分岐する分岐管４５（図６参照）を介して接続されている。
【００３１】
図９は、倒立状態のＰＥＴボトル４６とノズル３１との位置取り関係を示している。ノズル３１は、ＰＥＴボトル４６の軸心線Ｌに対して対称に位置づけられている。ノズル３１の上端部位は、図９に示されるように、軸心線Ｌを中心線とする円筒面４７と、軸心線Ｌに対して傾斜する円錐面４８と、軸心線Ｌに直交する平面４９とを有している。
【００３２】
ノズル３１には、軸心線Ｌに対して直交し噴出方向が放射状に向く複数の放射方向噴出口５１と、軸心線Ｌに対して射交し噴出方向が斜めに向く複数の斜め方向噴出口５２と、噴出方向が中心軸心線方向に向く単一の軸心線方向噴出口５３とが形成されている。放射方向噴出口５１の開口面は円筒面４７に一致し、斜め方向噴出口５２の開口面は円錐面４８に一致し、軸心線方向噴出口５３の開口面は平面４９に一致している。
【００３３】
図１０は、２体１対の容器に対して清浄化処理を行う場合の昇降制御を示す展開図である。横軸は動作回転盤１６の回転角度を示している。動作回転盤１６は、等回転角速度で回転していて、横軸は回転的前進距離に一致している。２つの容器に対して同時的に、空気の給排が行われる。昇降台２８は、第１回転位置Ｉにある容器に対して最高位置にある。この位置では、空気供給制御電磁弁３５は既に開いている。この位置のノズル３１から噴射される空気は、図８に示されるように、ＰＥＴボトル４６の底部（上方部位）の円筒内周面６２と底面６３と凹面６４とに吹き付けられる。
【００３４】
このように吹き付けられる空気は、直ちに、空気排出制御電磁弁３６を介して吸引され大気中又は空気循環路中に排気される。容器の中で立体的に立体的広角度範囲に（円錐体状に）噴出する空気は、容器の中の内面に付着している除去対象物質（例示：炭素粉粒子）を均一にその内面から剥がし取る。そのように剥がされる除去対象粒子は、直ちに吸引されて系外に排出され、又は、循環路中に介設されているフィルタに吸着される。
【００３５】
ノズル３１は、連続的に等速度で第２位置ＩＩまで降下する。第２位置ＩＩで、ノズル３１の先端部位である噴出口５２，５３，５４は容器の口から下方側に抜け出している。第２位置ＩＩで、空気供給制御電磁弁３５と空気排出制御電磁弁３６は同時的に又は同期的に閉じられる。ノズル３１は、更に、第３位置ＩＩＩまで降下する。第１位置と第３位置の間は、１回目の清浄工程の半周期に対応している。ノズル３１は、動作回転盤１６と同体に回転しながら上昇し、ノズル３１が第２位置ＩＩと同じ高さ位置に上昇した時に、空気供給制御電磁弁３５と空気排出制御電磁弁３６は再び開く。ノズル３１は空気を噴出しながら、第１位置に対応する位置まで上昇する。このような周期の清浄化工程が、複数周期で繰り返される。
【００３６】
純粋ガスが不純物混合ガスに均等に混合し、このように均等に混合したガスを連続的に排出する場合、純粋ガスが不純物ガスとともに排出されるが、原理的には不純物の全ては永久に排出されず、９５％除去率に到達する時間は非常に長くなる。ノズルの噴出口は第２位置ＩＩでは容器の内部空間の上方部位に存在し、排出は容器の内部空間の下方部位に存在し、不純物含有空気が純粋空気に置換される置換率が高い。このような置換が、１周期の浄化工程で行われる。
【００３７】
図１１は、そのような高置換率の置換の回数と除去率の関係を示している。横軸は、体積比を示している。
体積比＝Ｖ２／Ｖ１
Ｖ２：吹き込み量（質量又は規定気圧換算容積）
Ｖ１：容器の容積
ここで吹き込み量は、１周期に供給される空気量である。体積比は、周期の数に比例的に対応しているので、横軸は清浄工程の回数に対応している。回数のある程度以下の増大に対応して除去率は、回数が少ない区間では急激に非線形に増大するが、回数のある程度以上の増大に対応して除去率は、回数が多い区間ではほとんど増大せず緩やかに１００％に漸近する。既述の高除去率の工程の複数回は、横軸の値に概ね対応している。試作機では、９８％の除去率を得るための周期の回数は５回である。本発明による容器清浄装置では、１回の工程で、容器に供給される空気はその全てが排出されるので、図１１に示される理想的な除去率を達成することができる。
【００３８】
倒立状態のＰＥＴボトル４６は、図６に示されるように、動作回転盤１６に支持されて動作回転盤１６と同体に回転する容器保持器５５に保持される。容器保持器５５は、電極を兼ねている。ＰＥＴボトル４６の内面に付着している帯電炭素粉は、容器保持器５５から除電用電圧を受けてＰＥＴボトル４６の内面から剥がされ、既述の空気噴流により除去される。
【００３９】
【発明の効果】
本発明による容器清浄装置、及び、容器清浄方法は、再付着化現象が生じずにより確実に除去対象物質を容器の内面から除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による容器清浄装置の実施の形態を示す斜軸投影図である。
【図２】図２は、図１の一部を示す斜軸投影図である。
【図３】図３は、成膜装置を示す平面図である。
【図４】図４は、成膜装置を示す正面断面図である。
【図５】図５は、図４の一部を示す正面断面図である。
【図６】図６は、図４の一部を詳細に示す背面断面図である。
【図７】図７は、図で６の一部を示す平面図である。
【図８】図８は、容器とノズルの位置関係を示す断面図である。
【図９】図９は、ノズルを示す断面図である。
【図１０】図１０は、ノズルと容器の相対的上下位置関係を示す正面展開図である。
【図１１】図１１は、除去率を示すグラフである。
【符号の説明】
１６…回転盤
２７…昇降案内レール
２８…昇降器（昇降台）
３１…昇降本体（吐出器）
３３…密封栓
３８…吸引口（吸引器）
４６…容器
５１…第３噴出口
５２…第２噴出口
５３…第１噴出口
５５…保持器
Ｌ…軸心線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a container cleaning apparatus and a container cleaning method, and more particularly to a container cleaning apparatus and a container cleaning method for removing carbon powder adhering to the inner surface of a PET bottle after forming a film that is transferred to a turntable and goes around. About.
[0002]
[Prior art]
PET bottles are containers that are indispensable in daily life as containers for enclosing various liquids. PET in PET bottles has poor air barrier properties. In order to prevent oxidation, an air barrier film is formed on the inner peripheral surface of the PET bottle. A vacuum chamber is used for a film forming apparatus (for example, DLC (diamond-like coating) apparatus) for forming a film. The gas molecules of the film-forming raw material are ionized or turned into plasma by an electrode connected to a high-frequency power supply or an ionization power supply in the vacuum chamber, deposited on the inner peripheral surface of the PET bottle, and formed into a film.
[0003]
Multiple chambers are used for mass production of disposable or reused PET bottles. Development of an apparatus (not shown) that has a number of chambers rotating on the same circumference as the film forming apparatus, and the degree of vacuum is increased stepwise during one round so that film formation is performed at the highest vacuum level Is being promoted. In order to gradually increase the degree of vacuum for a large number of PET bottles, a plurality of vacuum devices are used. The inside of one PET bottle is selectively switched to the suction side of a plurality of vacuum devices and evacuated. For such evacuation, a rotary vacuum distributor (not disclosed) is being developed. In such a vacuum distributor under development, a plurality of regions having different degrees of vacuum appear on the same circumference. The degree of vacuum on the high vacuum side may be affected by the degree of vacuum on the low vacuum side. Such evacuation is not limited to film formation on the inner surface of a PET bottle, and can be applied to a film forming apparatus that forms various atomic component layers on various substrates.
[0004]
A process including a series of processing steps includes a washing step or a cleaning step. In the cleaning step following the film forming step, a substance to be removed such as carbon powder adhering to the inner surface of the container is removed. A container washing nozzle in which washing water is used for washing is known from JP-A-9-276747. In a cleaning device under development in which jet air is used in place of such washing water, a nozzle moves up and down with respect to the inside of the container to more reliably remove the substance to be removed by the jet air. Air is blown into the container.
[0005]
In such a cleaning apparatus, the substance to be removed attached to the inner surface of the container is effectively peeled off by the jet air, but there remains a problem that it is desired to overcome. The time zone of the jet generation cycle includes a dynamic period in which the jet dynamically changes, and a static period in which the air becomes static and stays. The substance to be removed that was peeled off during the dynamic period, especially the substance to be removed that was charged when it was turned into plasma in the film forming process in the previous process, was re-adhered to the inner surface of the container again during the static period. Can be seen.
[0006]
It is required to establish a technology that can reliably remove the substance to be removed from the inner surface of the container without causing the re-adhesion phenomenon.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a container cleaning apparatus and a container cleaning method which can establish a technique for more reliably removing a substance to be removed from the inner surface of the container without causing a re-adhesion phenomenon.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem are expressed as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of embodiments of the embodiments or the embodiments of the present invention, in particular, the embodiments or the embodiments. Corresponds to the reference numbers, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.
[0009]
The container cleaning apparatus according to the present invention includes a turntable (16), a holder (55) supported by the turntable (16) and rotating in the same body as the turntable (16), and an inverted state of the holder (55). A discharge device (31) for discharging air into the held container (46), a suction device (38) for suctioning air discharged into the container (46) to the outside of the container (46), It comprises an elevator (28) for relatively elevating and lowering the discharger (31) and the holder (55) in the direction of the axis of rotation of the board (16).
[0010]
The adhering substance adhering to the inner surface of the inverted container is taken into the flow of the discharged air, and all of the discharged air is positively sucked by the blower, so that the reattachment of the adhering substance is suppressed. The substance adhering to the air sucked in the direction of gravity in the inverted container has no buoyancy and falls quickly, is sucked together with the air, and is discharged to the outside of the container. The discharge point of the discharge air drops or rises, and the angle of the air flow toward the inner surface of the container changes continuously, so that the effect of peeling the particles adhered to the inner surface from the inner surface is remarkable.
[0011]
The container has a carbon coating on its inner surface. The carbon powder adhering to the inner surface of the container is sucked together with the air. Immediately after the discharge is completed, the suction is continued, and the inside of the container is positively sucked. It is important that the time control of closing the suction valve after the discharge valve has been closed is positively and positively performed.
[0012]
The elevator is formed of an elevating guide rail (27) supported by a rotating disk and an elevating table (28) supported by the elevating guide rail (27) to be able to move up and down. The retainer (55) is supported by the lifting platform (28). The guide surface of the lifting guide rail can be formed as a cam surface.
[0013]
The dispenser is formed of a lifting / lowering body (31) and a sealing plug (33) which is connected to the lifting / lowering body (31) and seals an opening which opens to the lower side of the container (46). The upper part of the lifting / lowering body (31) forms a nozzle, and a suction port (38) for sucking air to the outside of the container (46) is formed in the sealing stopper (33). Discharge and suction are performed in a sealed state, and the air displacement efficiency is high.
[0014]
The elevating body (31) is formed in a cylindrical shape, and its upper portion has a plurality of air discharge ports to form a nozzle. The air discharge port has a first jet port (53) oriented in the direction of the axis (L) of the elevating body, a plurality of second jet ports (52) obliquely oriented with respect to the axis (L), It is formed from a plurality of third ejection ports (51) oriented in a direction perpendicular to the axis (L). The plurality of second jets (52) are arranged on the same circumference around the axis (L), and the plurality of third jets (51) are arranged on the same circumference around the axis (L). Are located in The axis (L) passes through the first ejection port (53). The first ejection port (53) is preferably open at the top surface of the elevating body. Such a group of jets jets air radially. The air is applied to the entire inner surface of the container at a variable angle, and the dust removing effect is more remarkable.
[0015]
Therefore, it is important that the lowering of the nozzle, in particular, the raising and lowering and the air ejection are simultaneous.
[0016]
The retainer is preferably an electrode for static elimination.
[0017]
The container cleaning method according to the present invention is a container cleaning method for purifying the inner surface of a container using the above-described container cleaning device, wherein the discharge port (51, 52, or 53) of the discharger (31) is connected to the port of the container. An insertion step of inserting the discharge port (51, 52, or 53) into the opening of the container and then moving the discharge port (51, 52, or 53) into the container. It comprises a lowering step of lowering the inside of the container, and a suctioning step of suctioning air ejected into the container to the outside of the container. The descending step includes a step of blowing air into the container from the discharge port (51, 52, or 53).
[0018]
The effect of air injection during descent is as described above. The importance of sealing (sealing) the container mouth by the raising step is as described above. It is important that the ascent step include a step of blowing air into the container from the outlet. It is effective for the removal rate to increase that both the number of the ascending steps and the number of the descending steps are plural. It is even more important that the step of injecting air include the step of injecting air obliquely with respect to the axis of the container. It is further advantageous that the step of injecting air comprises the step of injecting air in a direction perpendicular to the axis of the container.
[0019]
It is particularly important for the embodiment of the container cleaning method according to the invention that the container is a container after its inner surface has been coated with carbon. It is significantly important that the air suction be continued until after the air jet.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Corresponding to the figure, in the embodiment of the container cleaning apparatus according to the present invention, a film forming apparatus and a cleaning apparatus are arranged and provided together with a series of transport systems. The film forming apparatus 1 and the cleaning apparatus 2 constitute a part of a series of transport systems 3. The transport system 3 includes a supply-side conveyor 4, a discharge-side conveyor 5, and a transfer rotary star board 6 interposed between the film forming apparatus 1 and the cleaning apparatus 2. A part of the film forming apparatus 1, the cleaning apparatus 2, the transfer rotary star board 6, and the transfer system 3 are accommodated in a transparent room 7 and supported on the floor of the transparent room 7.
[0021]
On the supply side conveyor 4, a continuous flow of a large number of molded containers (for example, PET bottles) is formed. The continuous flow is formed by a large number of containers which are simultaneously transferred at a defined interval. The film forming apparatus 1 forms a rotating disk 8 as shown in FIG. The rotating disk 8 includes a large number of chambers 9 arranged at equal angular intervals in an outer peripheral region thereof, and a vacuum distributor (not shown) for gradually evacuating the inside of the large number of chambers 9 with different degrees of vacuum. Contains.
[0022]
The vacuum distributor is connected to a plurality of vacuum devices 11 having different evacuation capabilities. In one chamber, the degree of vacuum can be increased in a stepwise manner while substantially making a full circle around the rotating disk 8. During a time interval (rotation angle interval) in which the degree of vacuum is maintained, the material gas introduced into the chamber is turned into plasma or ionized, and the inner surface of the container enclosed in the chamber 9 is turned on. Is deposited as a film (for example, an oxygen-impermeable film).
[0023]
The container subjected to the film forming process in this manner is transferred from the rotary disk 8 to the transfer rotary star disk 6, and further transferred from the transfer rotary star disk 6 to the cleaning device 2. As shown in FIG. 3, the transfer rotary star board 6 includes an introduction-side transfer star board 12 and an outlet-side transfer star board 13. The container is transferred to the rotating disk 8 after making a half turn on the introduction-side transfer star board 12, and is transferred to the output-side transfer star board 13 after making a round on the rotating disk 8. The container is subjected to a plurality of cleaning treatments during such a round.
[0024]
FIG. 4 shows details of an embodiment of the container cleaning apparatus according to the present invention. The purifying device 2 includes a rotating base 15 and an operating rotating disk 16. The rotating base 15 is rotatably supported on the floor 14 of the transparent chamber 7 via a bearing (not shown). The servomotor 17 is supported and arranged on the floor 14. The rotating base 15 is connected to an output shaft of a servomotor 17 via a speed reducer 18. The operating turntable 16 is coaxially coupled to the turntable 15.
[0025]
The container held in the one-side container holding portion 18 formed as the outer peripheral portion of the introduction-side transfer star board 12 is naturally transferred to the other-side container holding portion 19 formed in the outer peripheral portion of the operation rotary disk 16. . A cycloid surface (pseudo gear surface) is formed in the one-side container holding portion 18. The pitch circle of the one-side container holding part 18 and the pitch circle of the other-side container holding part 19 are formed to be offset, and the container of the one-side container holding part 18 is automatically and smoothly transferred to the other-side holding part 19. .
[0026]
A fixed disk 21 is fixed on the upper surface side of the floor 14 and is supported by the floor 14. A bearing 22 is fixed to the fixed disk 21. The rotating barrel 23 of the rotating base 15 is rotatably supported by a bearing 22. An upside-down inverting device 24 is supported and arranged on an outer peripheral portion of the operation rotating disk 16. A number of upside-down inverting devices 24 are arranged on the same circumference at equal angular intervals in the outer peripheral region of the working turntable 16. As shown in FIG. 5, one upside-down inverted unit 24 is located on one horizontal plane about one point on the axis of rotation of the operation turntable 16 while being substantially half-circle on one circle on the vertical plane. It has one reversing gripper 25 that rotates on its axis tangent to the circle. The container is turned upside down (top and bottom) while traveling a certain distance inward in the radial direction on the operation turntable 16 by the revolution of about half a circle and the rotation of 180 degrees.
[0027]
A nozzle elevating mechanism 26 is arranged in the same body as the operation rotary plate 16. One nozzle elevating mechanism 26 is arranged corresponding to one reversing gripper 25. As shown in FIG. 6 (rear view of FIG. 5), the nozzle elevating mechanism 26 forms an elevating guide rail 27. The elevating table 28 is supported via a linear bearing so as to be able to move up and down with respect to the elevating guide rail 27 and to be able to control the speed. An air supply / discharge pipe 29 is fixed to and supported by the lifting table 28.
[0028]
FIG. 6 shows a completely inverted container. The reversing gripper that grips the container makes a reciprocating circular motion with one point rotating on a semicircular orbit shown in the figure. The nozzle 31 that blows air into the inverted container is arranged in the air supply / discharge pipe 29. The air supply / discharge pipe 29 includes an outer cylinder 32 and a nozzle 31. A sealing stopper 33 is coaxially fixed to an intermediate portion in the height direction of the nozzle 31. The sealing stopper 33 can close the mouth of the container. At the highest position of the lift 28, the sealing stopper 33 can close the mouth of the container. At the lowermost position of the lift 28, the apex of the nozzle 31 can descend sufficiently below the opening surface of the mouth of the container. The nozzle elevating mechanism can be replaced with a cam mechanism.
[0029]
FIG. 7 shows the air supply / discharge mechanism 34. The air supply / discharge mechanism 34 includes an air supply control solenoid valve 35 and an air discharge control solenoid valve 36. The air supply port of the air supply control solenoid valve 35 is connected to an air introduction port 37 arranged below the nozzle 31 as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the inside of the outer cylinder 32 is connected to an air discharge control solenoid valve 36 via an air suction port 38. The plurality of air supply / discharge pipes 29 are connected to the common air supply pipe 39 and the common air suction pipe 41 via the corresponding air supply / discharge mechanisms 34, as shown in FIG.
[0030]
Between the air supply control solenoid valve 35 and the common air supply pipe 39, a common central shaft pipe 42 (see FIG. 4) that rotates in the same manner as the operating turntable 16, and a large number of branches branching radially from the central shaft pipe 42 It is connected via a tube 43 (see FIG. 6). Between the air discharge control solenoid valve 36 and the common air suction pipe 41, a common central shaft pipe 44 (see FIG. 4) which rotates in the same manner as the operating turntable 16 and a plurality of branch pipes radially branching from the shaft pipe 44. 45 (see FIG. 6).
[0031]
FIG. 9 shows the positional relationship between the inverted PET bottle 46 and the nozzle 31. The nozzle 31 is positioned symmetrically with respect to the axis L of the PET bottle 46. As shown in FIG. 9, the upper end portion of the nozzle 31 has a cylindrical surface 47 having the axis L as a center line, a conical surface 48 inclined with respect to the axis L, and orthogonal to the axis L. And a flat surface 49.
[0032]
The nozzle 31 has a plurality of radial ejection outlets 51 which are orthogonal to the axis L and whose ejection direction is radial, and a plurality of oblique ejections which are intersecting with the axis L and whose ejection direction is oblique. An outlet 52 and a single axial direction outlet 53 whose ejection direction is directed to the central axis direction are formed. The opening of the radial outlet 51 coincides with the cylindrical surface 47, the opening of the oblique outlet 52 coincides with the conical surface 48, and the opening of the axial outlet 53 coincides with the plane 49. .
[0033]
FIG. 10 is a developed view showing elevating control when performing a cleaning process on a pair of two containers. The horizontal axis indicates the rotation angle of the operation turntable 16. The operation rotating disk 16 rotates at a constant rotation angular velocity, and the horizontal axis corresponds to the rotational forward distance. The supply and exhaust of air are performed simultaneously for the two containers. The elevator 28 is at the highest position with respect to the container at the first rotation position I. In this position, the air supply control solenoid valve 35 is already open. As shown in FIG. 8, the air injected from the nozzle 31 at this position is blown onto the cylindrical inner peripheral surface 62, the bottom surface 63, and the concave surface 64 at the bottom (upper portion) of the PET bottle 46.
[0034]
The air thus blown is immediately sucked through the air discharge control solenoid valve 36 and exhausted into the atmosphere or the air circulation path. The air that blows out in a three-dimensionally three-dimensional wide angle range (cone shape) in the container uniformly removes the substance to be removed (eg, carbon powder particles) attached to the inner surface of the container from the inner surface. Peel off. The particles to be removed thus peeled are immediately sucked and discharged out of the system, or are adsorbed by a filter provided in the circulation path.
[0035]
The nozzle 31 continuously descends at a constant speed to the second position II. At the second position II, the ejection ports 52, 53, and 54, which are the distal end portions of the nozzle 31, are protruding downward from the mouth of the container. In the second position II, the air supply control solenoid valve 35 and the air discharge control solenoid valve 36 are closed simultaneously or synchronously. The nozzle 31 further descends to the third position III. The interval between the first position and the third position corresponds to a half cycle of the first cleaning step. The nozzle 31 rises while rotating in the same manner as the operating turntable 16, and when the nozzle 31 rises to the same height position as the second position II, the air supply control solenoid valve 35 and the air discharge control solenoid valve 36 open again. . The nozzle 31 rises to a position corresponding to the first position while ejecting air. The cleaning process of such a cycle is repeated in a plurality of cycles.
[0036]
When a pure gas is evenly mixed with an impurity mixed gas and such uniformly mixed gas is continuously discharged, the pure gas is discharged together with the impurity gas, but in principle, all of the impurities are permanently discharged. Instead, the time to reach 95% removal is very long. In the second position II, the outlet of the nozzle is located above the internal space of the container, and the discharge is located below the internal space of the container, and the replacement rate at which the impurity-containing air is replaced by pure air is high. Such replacement is performed in one cycle of the purification process.
[0037]
FIG. 11 shows the relationship between the number of replacements at such a high replacement rate and the removal rate. The horizontal axis shows the volume ratio.
Volume ratio = V2 / V1
V2: Blow-in amount (mass or volume converted to specified atmospheric pressure)
V1: Volume of container Here, the blowing amount is the amount of air supplied in one cycle. Since the volume ratio is proportional to the number of cycles, the horizontal axis corresponds to the number of cleaning steps. In response to an increase in the number of times less than a certain number, the removal rate sharply increases nonlinearly in a section where the number of times is small, but in response to an increase in the number of times more than a certain degree, the removal rate hardly increases in a section where the number of times is large. Slowly approaches 100%. The above-described multiple steps of the high removal rate roughly correspond to the values on the horizontal axis. In the prototype, the number of cycles for obtaining a removal rate of 98% is five. In the container cleaning apparatus according to the present invention, all the air supplied to the container is exhausted in one step, so that the ideal removal rate shown in FIG. 11 can be achieved.
[0038]
As shown in FIG. 6, the PET bottle 46 in the inverted state is held by a container holder 55 that is supported by the operating turntable 16 and rotates together with the operation turntable 16. The container holder 55 also serves as an electrode. The charged carbon powder adhering to the inner surface of the PET bottle 46 is peeled off from the inner surface of the PET bottle 46 by receiving the voltage for static elimination from the container holder 55, and is removed by the air jet described above.
[0039]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION The container cleaning apparatus and container cleaning method according to the present invention can reliably remove the substance to be removed from the inner surface of the container without causing the re-adhesion phenomenon.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an oblique projection view showing an embodiment of a container cleaning apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an oblique axis projection view showing a part of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view showing a film forming apparatus.
FIG. 4 is a front sectional view showing a film forming apparatus.
FIG. 5 is a front sectional view showing a part of FIG. 4;
FIG. 6 is a rear sectional view showing a part of FIG. 4 in detail.
FIG. 7 is a plan view showing a part of FIG.
FIG. 8 is a sectional view showing a positional relationship between a container and a nozzle.
FIG. 9 is a sectional view showing a nozzle.
FIG. 10 is a front development view showing a relative vertical position relationship between a nozzle and a container.
FIG. 11 is a graph showing a removal rate.
[Explanation of symbols]
16 Rotating disk 27 Lifting guide rail 28 Lifting device (lifting table)
31 ... lifting body (discharger)
33: sealing stopper 38: suction port (suction device)
46 container 51 third outlet 52 second outlet 53 first outlet 55 retainer L axis center line

Claims

回転盤と、
前記回転盤に支持されて前記回転盤と同体に回転する保持器と、
前記保持器に倒立状態で保持される容器の内部に空気を吐出する吐出器と、
前記容器の内部に吐出される空気を容器の外部に吸引する吸引器と、
前記回転盤の回転軸心線の方向に前記吐出器と前記保持器とを相対的に昇降させる昇降器
とを具える容器清浄装置。Turntable,
A retainer that is supported by the turntable and rotates in the same manner as the turntable;
A discharger that discharges air into a container held in an inverted state by the retainer,
A suction device that suctions air discharged into the container to the outside of the container,
A container cleaning apparatus, comprising: an elevator that relatively raises and lowers the discharger and the holder in a direction of a rotation axis of the rotating disk.

前記容器はそれの内面が炭素コーティングされ、
前記容器内面に付着する炭素粉が希薄空気とともに吸引される
請求項１の容器清浄装置。Said container is carbon coated on its inner surface,
The container cleaning apparatus according to claim 1, wherein the carbon powder adhering to the inner surface of the container is sucked together with the lean air.

前記昇降器は、
前記回転盤に支持される昇降案内レールと、
前記昇降案内レールに昇降自在に支持される昇降台とを備え、
前記保持器は、前記昇降台に支持されている
請求項１又は２の容器清浄装置。The elevator,
An elevating guide rail supported by the turntable,
A lifting platform that is supported by the lifting guide rail so as to be movable up and down,
The container cleaning apparatus according to claim 1, wherein the retainer is supported by the elevator.

前記昇降案内レールの案内面はカム面である
請求項３の容器清浄装置。4. The container cleaning apparatus according to claim 3, wherein the guide surface of the lift guide rail is a cam surface.

前記吐出器は、
昇降本体と、
前記昇降本体に結合し前記容器の下方側に開く口を封じる密封栓とを備え、
前記昇降本体の上方部位はノズルを形成し、
前記空気を前記容器の外部に吸引する吸引口が前記密封栓に形成されている
請求項１の容器清浄装置。The dispenser,
Lifting body,
A sealing stopper that is coupled to the elevating body and seals an opening that opens to a lower side of the container,
An upper portion of the elevating body forms a nozzle,
2. The container cleaning apparatus according to claim 1, wherein a suction port for sucking the air to the outside of the container is formed in the sealing stopper.

前記昇降本体は筒状に形成され、前記上方部位は、複数の空気吐出口を有し、
前記空気吐出口は、
昇降本体の軸心線の方向に向く第１噴出口と、
前記軸心線に対して斜めに向く複数の第２噴出口と、
前記軸心線に対して直交する方向に向く複数の第３噴出口とを具え、
複数の前記第２噴出口は前記軸心線のまわりで同一円周上に配置され、
複数の前記第３噴出口は前記軸心線のまわりで同一円周上に配置され、
前記軸心線は前記第１噴出口を通っている
請求項５の容器清浄装置。The elevating body is formed in a cylindrical shape, and the upper portion has a plurality of air discharge ports,
The air outlet,
A first jet port oriented in the direction of the axis of the elevating body,
A plurality of second ejection ports obliquely oriented with respect to the axis;
A plurality of third ejection ports oriented in a direction orthogonal to the axis,
The plurality of second ejection ports are arranged on the same circumference around the axis,
A plurality of the third ejection ports are arranged on the same circumference around the axis;
6. The container cleaning apparatus according to claim 5, wherein the axis passes through the first ejection port.

前記第１噴出口は、前記昇降本体の頂面で開口している
請求項６の容器清浄装置。7. The container cleaning apparatus according to claim 6, wherein the first ejection port is opened at a top surface of the elevating body.

前記ノズルの下降と空気噴出は同時的である
請求項５又は６の容器清浄装置。7. The container cleaning apparatus according to claim 5, wherein the lowering of the nozzle and the ejection of air are performed simultaneously.

前記保持器は電極である
請求項１〜８から選択される１請求項の容器清浄装置。9. The container cleaning apparatus according to claim 1, wherein the retainer is an electrode.

請求項１に記載の容器清浄装置を用いて前記容器の内面を浄化する容器浄化方法であり、
前記吐出器の吐出口を前記容器の口に挿入する挿入ステップと、
前記吐出口を前記容器の口に挿入した後に前記容器の中で上昇させる上昇ステップと、
前記吐出口を前記容器の中で降下させる降下ステップと、
前記容器の中に噴出される空気を前記容器の外側に吸引する吸引ステップとを具え、
前記降下ステップは、前記吐出口から前記容器の中に空気を噴出するステップを備える
容器清浄方法。A container cleaning method for purifying an inner surface of the container using the container cleaning device according to claim 1,
An insertion step of inserting a discharge port of the discharger into a port of the container,
An ascending step of elevating in the container after inserting the discharge port into the mouth of the container,
A lowering step of lowering the discharge port in the container,
Suctioning the air ejected into the container to the outside of the container,
The container cleaning method, wherein the descending step includes a step of ejecting air from the discharge port into the container.

前記上昇ステップは前記口を封じるステップを備える
請求項１０の容器清浄方法。11. The method of claim 10, wherein the raising step comprises closing the mouth.

前記上昇ステップは、前記吐出口から前記容器の中に空気を噴出するステップを備える
請求項１０又は１１の容器清浄方法。The container cleaning method according to claim 10 or 11, wherein the raising step includes a step of blowing air into the container from the discharge port.

前記上昇ステップの回数と前記降下ステップの回数はともに複数である
請求項１０〜１２から選択される１請求項の容器清浄方法。13. The container cleaning method according to claim 1, wherein the number of times of the ascending step and the number of times of the descending step are both plural.

空気を噴出する前記ステップは、
前記容器の軸心線に対して斜めに空気を噴出するステップを具える
請求項１０〜１３から選択される１請求項の容器清浄方法。The step of ejecting air includes:
14. The container cleaning method according to claim 10, further comprising a step of blowing air obliquely with respect to an axis of the container.

空気を噴出する前記ステップは、
前記容器の軸心線に対して直交する方向に空気を噴出するステップを更に具える
請求項１４の容器清浄方法。The step of ejecting air includes:
The container cleaning method according to claim 14, further comprising a step of blowing air in a direction orthogonal to an axis of the container.

前記容器はそれの内面に炭素がコーティングされた後の容器である
請求項１０〜１５から選択される１請求項の容器清浄方法。16. The container cleaning method according to claim 10, wherein the container is a container after its inner surface is coated with carbon.

前記吸引ステップは前記噴出ステップの終了の後まで続行される
請求項１０〜１６から選択される１請求項の容器清浄方法。17. The container cleaning method according to claim 10, wherein the suction step is continued until after the end of the jetting step.