特許 6291373 バリア性薄膜の後処理方法及び清浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6291373

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】バリア性薄膜の後処理方法及び清浄装置

(51)【国際特許分類】

   B08B 9/093 20060101AFI20180305BHJP

   B08B 6/00 20060101ALI20180305BHJP

   B65B 55/24 20060101ALI20180305BHJP

   B08B 5/00 20060101ALI20180305BHJP

【ＦＩ】

   B08B9/093

   B08B6/00

   B65B55/24

   B08B5/00 Z

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-140116(P2014-140116)

(22)【出願日】2014年7月8日

(65)【公開番号】特開2016-16354(P2016-16354A)

(43)【公開日】2016年2月1日

【審査請求日】2016年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】塩野谷 秀彦

(72)【発明者】

【氏名】上田 敦士

【審査官】 石井 茂

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５７−０３５７９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−１５３８３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０８Ｂ １／００−１／０４

Ｂ０８Ｂ ５／００−１３／００

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

Ｈ０５Ｆ ３／０４

Ｂ６５Ｂ ５５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器の内周面にバリア性薄膜を形成する成膜工程と、
前記容器の内周面に付着した異物粒子を除去する粒子除去工程と、
を備え、
前記粒子除去工程は、
少なくとも前記容器の前記内周面に電気力線を作用させる、
ことを特徴とするバリア性薄膜の後処理方法。

【請求項2】

前記電気力線は、
前記容器に挿入される一対の放電電極に電圧を印加することで生成され、
前記一対の放電電極は、前記電気力線を放出する放出端が、前記容器に挿入される方向に位置をずらして配置される、
請求項１に記載のバリア性薄膜の後処理方法。

【請求項3】

前記電気力線が作用している前記容器の内部に、前記内周面から剥離された前記異物粒子を強制的に排除する気流を供給する、
請求項１又は請求項２に記載のバリア性薄膜の後処理方法。

【請求項4】

前記気流は、前記容器の内部を進退する給気ノズルを介して供給され、
前記一対の電極は、前記給気ノズルに保持される、
請求項２又は請求項３に記載のバリア性薄膜の後処理方法。

【請求項5】

内周面にバリア性薄膜が形成された容器の前記内周面に付着した異物粒子を除去する清浄装置であって、
少なくとも前記内周面に作用させる電気力線を放出する一対の放電電極と、
一対の前記放電電極を保持しながら、一対の前記放電電極を前記容器の内部に対して挿入及び退出させるホルダと、
を備えることを特徴とする清浄装置。

【請求項6】

一対の前記放電電極は、前記電気力線を放出する放出端が、前記ホルダの進退方向に位置をずらして配置される、
請求項５に記載の清浄装置。

【請求項7】

前記ホルダは、一対の前記放電電極が前記容器の内部に挿入されている際に、前記容器の内部に気流を供給する流路を備える給気ノズルとして機能する、
請求項５又は６に記載の清浄装置。

【請求項8】

一対の前記放電電極は、前記給気ノズルの前記流路が設けられる内部に収容され、
前記給気ノズルは、一対の前記放電電極の各々の放出端が外部に露出される窓を備える、
請求項５〜７のいずれか一項に記載の清浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば炭酸（Ｈ_２ＣＯ_３）を含む飲料水を容器に充填する方法に関し、特に、ＤＬＣ（Diamond-Like-Carbon）に代表されるバリア性薄膜を形成した後の後処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、樹脂容器の一種であるペット（ＰＥＴ）ボトルが種々の飲料用の容器として用いられている。ところが、ペットボトルは、外部から内部に向けて酸素が透過しやすい、あるいは、例えば炭酸飲料水を充填する場合には、内部から外部に向けて二酸化炭素が透過しやすい、という性質がある。気体が透過しやすいというこの性質を補うために、ペットボトルの内周面にガスバリア性の高い薄膜である炭素膜、たとえばＤＬＣ膜、酸化ケイ素膜等をコーティングすることが行なわれている（例えば、特許文献１，特許文献２）。
容器内周面にＤＬＣ膜をコーティングする典型的な方法は、真空チャンバの中で、成膜原料のガス分子を高周波電源又はイオン化電源に接続された内部電極によりイオン化又はプラズマ化して、ペットボトルの内周面に蒸着させて、皮膜に成長させるというものである。

【0003】

ペットボトルの内周面にＤＬＣ膜を形成するに当たり、いくつかの課題が指摘されている。その中の一つとして、特許文献１，２にも開示されるように、炭素からなる微粉末の発生がある。つまり、ＤＬＣ膜の成膜装置を繰り返して運転していると、排気通路、内部電極の外周面などに炭素膜（又はＤＬＣ膜）が堆積する。成膜後に真空チャンバを大気開放する際に生ずる気流が堆積した炭素膜に作用することで、炭素膜から炭素の微粉末が剥離する。この炭素粉が真空チャンバ内を浮遊してペットボトルに付着する。特許文献１は、帯電した炭素粉が、ペットボトルの外周面に限らず、内周面にも付着することを述べている。

【0004】

そこで、特許文献１は、ペットボトルのネック部分の外周を保持する保持器に電極としての機能を持たせ、保持器から除電用電圧を印加することで、ペットボトルの内周面に付着している炭素粉を剥離することを提案している。
また、特許文献２は、ＤＬＣ膜の成膜中に排気通路内にＤＬＣ膜の形成を抑制する希釈ガスを導入することで、排気通路の内面、内部電極等に炭素膜が形成されるのを抑制することを提案している。
特許文献１，特許文献２の提案により、ペットボトルの内周面に付着する炭素粉の量を低減する一定の効果が得られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−８９７６号公報

【特許文献2】特開２００８−２１４６８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ＤＬＣ膜が内周面に形成されたペットボトルは、専ら、炭酸を含まない飲料水、典型的にはお茶、特にホット用のお茶の容器として用いられてきた。ところが、近時、炭酸を含む飲料水への利用が検討されている。
本発明者等は、ＤＬＣ膜が内周面に形成されたペットボトルに炭酸飲料水を充填する技術を確立する検討を行なう過程で、ペットボトルの内周面に発泡（以下、フォーミングという）が起こりやすいのを観察した。フォーミングが起こる原因を探ったところ、特許文献１，２の方策を行なってもペットボトルの内周面に付着した炭素粉が異物粒子として残留してしまい、この炭素粉がフォーミングの起点になることを確認した。この炭素粉は、バリア性薄膜であるＤＬＣ膜の成膜に起因しているものと解される。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、バリア性薄膜が形成された樹脂容器に飲料水を充填する際にフォーミングが起きるのを抑制できるバリア性薄膜の後処理方法を提供することを目的とする。また、本発明はこの後処理方法を実行するのに適した清浄装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的のもとなされた、本発明のバリア性薄膜の後処理方法は、容器の内周面にバリア性薄膜を形成する成膜工程と、容器の内周面に付着した異物粒子を除去する粒子除去工程と、を備え、粒子除去工程は、少なくとも容器の内周面に電気力線を作用させることを特徴とする。
本発明の後処理方法によると、イオナイザのように送風を伴うことなく除電することができるので、送風が届きにくい領域を含め、容器の内周面の異物粒子を隈なく除去することができるとともに、外周面の異物粒子を除去することができるので、樹脂容器を効率よく清浄化することができる。

【0008】

本発明のバリア性薄膜の後処理方法において、電気力線は、容器に挿入される一対の放電電極に電圧を印加することで生成されるものとし、この一対の放電電極は、電気力線を放出する放出端が、容器に挿入される方向に位置をずらして配置されることが好ましい。
口部の開口が狭隘な容器を処理の対象とする場合には、この開口を介して容器の内部に挿入される一対の放電電極同士はある程度広い間隔を有することが望まれる。ここで、放電電極の放出端の間隔が狭くなると一対の放電電極により生成される電気力線の及ぶ範囲が狭くなる。そこで、放出端が容器に挿入される方向に位置をずらして一対の放電電極を配置することにより、後処理の対象である容器に電気力線が達するように、電気力線の及ぶ範囲を広くするのである。

【0009】

本発明の後処理方法において、電気力線が作用している容器の内部に、内周面から剥離された異物粒子を強制的に排除する気流を供給することが好ましい。
電気力線による除電は逆帯電が生じないために、剥離した異物粒子が静電気により内周面に再付着するおそれはないが、異物粒子を容器の外部に強制的に排出させるために、容器の内部に気流を供給し、異物粒子を容器の外部に排出するキャリアとしてこの気流を利用することが好ましい。

【0010】

本発明の後処理方法において、気流は、容器の内部を進退する給気ノズルを介して供給され、一対の電極は、この給気ノズルに保持されることが好ましい。
給気ノズルに放電電極が保持させると、放電電極と給気ノズルとを各々独立して構成するのに比べて、放電電極と給気ノズルの両者を容器に無理なく挿入することができる。また、給気ノズルと口部の間に、容器の内周面から剥離された異物粒子を外部に排出するのに必要な間隙を容易に設けることができる。
また、給気ノズルを進退動作させることで、放電電極も必要な位置に進退させることができるので、給気ノズルと放電電極の動作に必要な駆動機構及び昇降動作の制御を一つにまとめることにより、本発明の後処理方法を実行する機器類のコスト低減に寄与する。

【0011】

本発明は、上述した後処理方法を実行する以下の清浄装置を提供する。
この清浄装置は、内周面にバリア性薄膜が形成された容器の内周面に付着した異物粒子を除去するものであって、少なくとも内周面に作用させる電気力線を放出する一対の放電電極と、一対の放電電極を保持しながら、一対の放電電極を容器の内部に対して挿入及び退出させるホルダと、を備えることを特徴とする。

【0012】

本発明の清浄装置において、一対の放電電極は、電気力線を放出する放出端が、ホルダの進退方向に位置をずらして配置されることが好ましい。
また、本発明の清浄装置において、ホルダは、一対の放電電極が容器の内部に挿入されている際に、容器の内部に気流を供給する流路を備える給気ノズルとして機能することが好ましい。この清浄装置において、一対の放電電極は、給気ノズルの流路が設けられる内部に収容され、給気ノズルは、一対の放電電極の各々の放出端が外部に露出される窓を備えることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明の後処理方法によると、容器の内周面の異物粒子を隈なく除去することができるとともに、外周面の異物粒子を除去することができるので、樹脂容器を効率よく清浄することができる。したがって、本発明によると、異物粒子を起点とするフォーミングが発生するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施の形態における飲料充填システムの概略構成を示す図である。

【図2】図１の飲料充填システムに適用される成膜装置の概略構成を示す図である。

【図3】図１の飲料充填システムに適用される清浄装置の概略構成を示す図である。

【図4】図３に示される清浄装置を構成する除電ガンの部分拡大図である。

【図5】図３に示される除電ガンにより生成される電気力線を平面視した図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態の飲料充填システム１０は、飲料水を樹脂容器１００に充填するシステムであり、樹脂容器１００を成形する容器成形部２０と、成形された樹脂容器１００の内周面にバリア性薄膜を形成する成膜部３０と、内周面にバリア性薄膜が形成された樹脂容器１００の充填空隙に飲料水を充填する充填部７０と、飲料水が充填された樹脂容器１００にキャップをする打栓部８０と、を備えている。
飲料充填システム１０は、容器成形部２０、成膜部３０、充填部７０及び打栓部８０の各々の要素がロータリー式の機構からなり、各要素の間には、樹脂容器１００を受け渡すための転送装置ＳＷ１〜ＳＷ５が設けられているが、成膜部３０はバッチ式となる場合もある。
本実施形態において、バリア性薄膜としては、ＤＬＣに代表される炭素膜、Ｓｉを主成分の一つとするシリカ（ＳｉＯ_Ｘ）膜などを適用できるが、以下では炭素膜を例にして説明する。また、飲料水としては、炭酸飲料水、お茶などの任意の種類の飲料水を適用できる。

【0016】

容器成形部２０は、試験管状のプリフォームＰの供給を受けて、ブロー成形により連続して樹脂容器１００を成形する。樹脂容器１００は、例えば、二軸延伸ブロー成形法により成形される。二軸延伸ブロー成形法とは、加熱したプリフォームを金型に挿入後、延伸ロッドによりプリフォームを垂直方向に引き伸ばしながら、加圧空気を吹き込んで円周方向に膨らませる成形法である。

【0017】

成形された樹脂容器１００は、成膜部３０に転送される。
成膜部３０は、図２に示すように、口部１０１を有する樹脂容器１００の内周面に放電プラズマにより炭素膜を成膜する成膜装置４０を複数備えている。
この成膜装置４０は、樹脂容器１００の外周を取り囲む大きさを有する外部上部電極４１ａと外部下部電極４１ｂからなる外部電極４１と、樹脂容器１００が挿入された時に少なくともその容器の口部１０１および肩部１０３と外部電極４１の間に介在される誘電体からなるスペーサ４２と、口部１０１が位置する側の外部電極４１の端面に絶縁部材４８を介して取り付けられる排気通路４３と、媒質ガスＧを吹き出すためのガス流路４４が先端まで穿設された内部電極４５と、外部電極４１に接続された高周波電源４６と、外部電極４１を覆うチャンバ４７と、を備えている。
なお、内部電極４５は、外部電極４１に囲まれる樹脂容器１００の内部に挿入され、接地側に接続される。成膜部３０は、排気通路４３に図示を省略する排気装置が取り付けられ、また、内部電極４５に媒質ガスＧを供給するための図示を省略するガス供給装置を備えている。また、内部電極４５は、排気通路４３よりも上方に形成される挿入口３１ａを封止する蓋３２を貫通しても容器１００の内部に挿入される。

【0018】

成膜装置４０により樹脂容器１００の内周面に炭素膜を成膜する方法の概略について説明する。
まず、外部電極４１内に樹脂容器１００を挿入し、チャンバ４７の内部のガスを排気通路４３によって排気する。規定の真空度（例えば、１０^−１〜１０^−５Ｔｏｒｒ）に到達した後、排気を続けながら媒質ガスＧを内部電極４５に供給（例えば、１０〜２００ｍＬ／ｍｉｎの流量）し、さらに内部電極４５のガス流路４４を通じて樹脂容器１００の内部に吹き出させる。なお、この媒質ガスＧとしては、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、含酸素炭化水素類、含窒素炭化水素類が用いられる。樹脂容器１００の内部の圧力は、ガス供給量と排気量のバランスによって設定（例えば、２×１０^−１〜１×１０^−２Ｔｏｒｒ）される。その後、高周波電源４６から高周波電力（例えば、５０〜２０００Ｗ）を整合器４６ａ及びＲＦ入力端子４６ｂを介して外部電極４１に印加する。

【0019】

この高周波電力の外部電極４１への印加によって、外部電極４１と内部電極４５の間にプラズマが生成される。この時、樹脂容器１００は外部電極４１の内側にほぼ隙間無く収納されており、プラズマは樹脂容器１００の内部に発生する。媒質ガスＧは、プラズマによって解離、又は、さらにイオン化して、炭素膜を形成するための成膜種が生成され、この成膜種が樹脂容器１００の内周面に堆積し、炭素膜を形成する。炭素膜を所定の膜厚まで形成した後、高周波電力の印加を停止し、媒質ガスＧの供給を停止した後に、残留ガスの排気、窒素、希ガス、又は空気等をチャンバ４７（外部電極４１）内に供給し、この空間内を大気圧に戻す。この後、樹脂容器１００を外部電極４１から取り外す。

【0020】

本実施形態で成膜される炭素膜は、具体的には非晶質カーボン膜である。これは、ダイヤモンド成分（炭素原子の結合がＳＰ^３結合）とグラファイト成分（炭素原子の結合がＳＰ^２結合）、ポリマー成分（炭素原子の結合がＳＰ^１結合）が混在した非晶質状の構造を有する炭素膜のことである。非晶質カーボン膜は、それぞれの炭素原子の結合成分の存在比率の変化により硬度が変化し、硬質の炭素膜及び軟質の炭素膜を含むものをいう。また、水素が含まれる水素化非晶質カーボンも含まれる。さらに、硬質の炭素膜には、ＳＰ^３結合を主体にした非晶質なＤＬＣ膜も含まれる。

【0021】

成膜部３０において炭素膜の成膜を繰り返していると、排気通路４３の内周面、内部電極４５の外周面に炭素膜が付着し、堆積する。樹脂容器１００の一本分の成膜を終えると、上述したように、成膜雰囲気が真空から大気圧に開放されるときに生じる気流により、炭素膜が剥離し炭素粉となって樹脂容器１００に付着する。そこで、飲料充填システム１０は、成膜部３０と充填部７０の間の転送装置ＳＷ３に、炭素膜が形成された樹脂容器１００に付着する炭素粉、その他の異物粒子を除去する清浄装置５０の機能を付加する。なお、以下では他の異物粒子と炭素粉を異物粒子と総称することがある。

【0022】

清浄装置５０は、図３に示すように、倒立している樹脂容器１００の内周面及び外周面の両方について、異物粒子を除去する処理を行う。
清浄装置５０は、電気力線により静電気を除去する除電ガン５１を用いて行う。除電ガン５１は、図３及び図４に示すように、針状の放電電極５２，５３（図４参照）を備え、この放電電極５２，５３には、電源５９から電圧が印加される。そうすると、除電ガン５１は、放電電極５２と放電電極５３の間に電気力線を生成させる。本実施形態において、放電電極５２と放電電極５３は、一方が正（プラス）極に、また、他方が負（マイナス）極をなし、電気力線Ｌｅは、正極から負極に向けて正電荷が移動する仮想的な軌跡である。図４及び図５に示すように生成された電気力線Ｌｅが及ぶ範囲に電場（または電界）が形成され、電場が形成される範囲で、除電することができる。電気力線Ｌｅによる除電は、逆帯電しない、オゾンが発生しない、入力する電力が少ない、といった特徴を有する。
なお、電源５９は、任意であるが、例えば周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ、電圧が１００Ｖの商用電源を用い、圧電トランスを介することで昇圧して放電電極５２，５３に高電圧を印加することができる。こうして放電電極５２，５３に印加される電圧は、例えば数千Ｖ程度である。

【0023】

除電ガン５１には、印加される電圧の種類により、交流方式（ＡＣ方式）と直流方式（ＤＣ方式）の二つの方式のいずれかを採用することができる。
ＡＣ方式とＤＣ方式はともに放電電極５２，５３に異なる極性の電圧が印加される点では共通するが、ＡＣ方式は、放電電極５２，５３に交流電圧を印加して、放電電極５２を交互に正極と負極となし一方、放電電極５３を交互に負極と正極となす。つまり、ＡＣ方式の場合には、放電電極５２，５３は、交互に極性が切り替わる。
ＤＣ方式は、放電電極５２，５３に直流電圧が印加されるので、極性が、放電電極５２，５３のいずれか一方が正極、他方が負極に固定される。
本発明において、ＤＣ方式を用いるのが好ましい。ＤＣ方式であれば電磁波を発生させることもなく、取り扱いが簡単だからである。

【0024】

清浄装置５０は、除電ガン５１から圧縮エアＣＡを吐出させ、電気力線Ｌｅによる除電作用により樹脂容器１００の内周面から剥離された異物粒子を、樹脂容器１００の外部に排出させる。そのために、除電ガン５１は、図３及び図４に示すように、給気ノズル５５を備える。給気ノズル５５は、保持された樹脂容器１００の内部に挿入され、また、樹脂容器１００の外部に退避できるように、昇降動作（矢印ＵＤ）が可能とされる。

【0025】

給気ノズル５５は、樹脂容器１００に挿入される側である軸方向の先端が封止された円管状の部材であり、樹脂材料で形成される。給気ノズル５５は、先端とは逆側の後端から圧縮エアＣＡの供給を受ける。圧縮エアＣＡは、図示を省略する圧縮機により生成し、配管を通じて給気ノズル５５に供給することができる。供給された圧縮エアＣＡは、給気ノズル５５の内部に形成される流路５６を通って、先端にたどり着く。給気ノズル５５の先端部分には、複数の吐出孔５５ｈが設けられており、先端にたどり着いた圧縮エアＣＡは、吐出孔５５ｈを介して給気ノズル５５の外部に吐出される。

【0026】

給気ノズル５５は、図４に示すように、流路５６が設けられる内部に、放電電極５２，５３を収容し、かつ保持するホルダとしての機能をも有している。給気ノズル５５は、放電電極５２，５３の針状の先端部分が給気ノズル５５の外部に露出するように、表裏を貫通する切欠きからなる窓５７，５８が形成されている。窓５７，５８は、給気ノズル５５の中心軸に対して対称の位置に設けられている。放電電極５２は、その先端部が窓５７の範囲内に置かれるように、また、放電電極５３は、その先端部が窓５８の範囲内に置かれるように、給気ノズル５５に保持される。
以上のように、放電電極５２，５３は、その先端部が窓５７，５８に置かれ、樹脂製の給気ノズル５５には接触しないので、給気ノズル５５と放電電極５２，５３との間で放電するのを避けることができる。

【0027】

窓５７，５８は給気ノズル５５の軸方向に間隔をあけて設けられており、窓５７，５８の各々に置かれる放電電極５２，５３の先端にある電気力線Ｌｅの放出端は、軸方向、つまり給気ノズル５５が挿入される方向に間隔Ｌが空けられており、位置をずらして配置されている。
これは、放電電極５２，５３同士の距離が近すぎると、放電電極５２と放電電極５３の間で放電が生じるおそれがあるためである。本実施形態のように、樹脂容器１００の内部に挿入して使用する除電ガン５１の場合には、給気ノズル５５が樹脂容器１００の口部１０１を通過する必要がある。市場に流通している樹脂容器１００の口部の開口径は２０ｍｍ程度であるから、放電電極５２，５３の先端部を給気ノズル５５の同一円周上に配置したとすると、両先端部の間隔は２０ｍｍよりも狭くする必要がある。そこで、本実施形態においては、給気ノズル５５の同一円周上に配置するのではなく、給気ノズル５５が挿入される方向に位置をずらして放電電極５２，５３の先端部にある放出端を配置する。
また、放電電極５２，５３により生成される電気力線Ｌｅが及び電場の範囲は、放電電極５２，５３の放出端同士の間隔Ｌにより変動し、間隔Ｌが長いほど電場の範囲は広くなる。本実施形態において、間隔Ｌを適切に設定することによって、電気力線Ｌｅによる電場を樹脂容器１００の外部にまで形成することにより、樹脂容器１００の内周面にとどまらずに、樹脂容器１００の外周面に付着する異物粒子を除去することを可能とする。
樹脂容器１００として例えば１５００ｍｌのペットボトルを想定するとともに、以上の事項を考慮すると、間隔Ｌは５０〜３００ｍｍの範囲に設定することが好ましく、１５０〜２２０ｍｍの範囲に設定することがさらに好ましい。この範囲に間隔Ｌを設定すれば、放電電極５２，５３同士に放電が生じるのを避けることができるとともに、ペットボトルの外周面の異物粒子の除去を無理なく行うことができる。

【0028】

清浄装置５０を用いて樹脂容器１００に付着している異物粒子を剥離、除去するには、清浄装置５０まで搬送され、図３に示すよう倒立状態に固定された樹脂容器１００の内部に、それまで退避していた給気ノズル５５を先端から挿入する。
樹脂容器１００の所定の位置まで給気ノズル５５が挿入されたならば、放電電極５２，５３に電源５９から交流電圧を印加する。そうすると、放電電極５２，５３の間に電気力線Ｌｅが形成され、この電気力線Ｌｅによる電場は、樹脂容器１００の内周面及び外周面に作用して、異物粒子の付着の原因である静電気を除電するので、異物粒子は内周面及び外周面から剥離する。

【0029】

放電電極５２，５３に交流電圧を印加するのに加えて、図示を省略するエア供給源を作動させて給気ノズル５５に圧縮エアＣＡを供給して先端の吐出孔５５ｈから樹脂容器１００の内部に向けて吐出させる。樹脂容器１００の内周面に吹き付けられた圧縮エアＣＡは、樹脂容器１００の内周面に沿って上方から下方に向けて流れるので、電気力線Ｌｅの作用により内周面から剥離した異物粒子は、圧縮エアＣＡに乗って口部１０１から外部に強制的に排出される。異物粒子を強制的に排出させるには、圧縮エアＣＡの吐出に代えて、口部１０１を介して樹脂容器１００の内部を吸引することもできるし、圧縮エアＣＡの吐出に加えて樹脂容器１００の内部を吸引することもできる。
また、ここでは圧縮エアＣＡを樹脂容器１００の内周面だけに吹き付ける例を示したが、樹脂容器１００の外周面に圧縮エアＣＡを吹き付けることもできる。

【0030】

本実施形態において、給気ノズル５５が樹脂容器１００の内部に挿入される位置を特定することが好ましい。つまり、樹脂容器１００の底部と給気ノズル５５の先端が近すぎると、樹脂容器１００と放電電極５２，５３の間で放電が生じるおそれがあり、一方、樹脂容器１００の底部と給気ノズル５５の先端が離れすぎると、樹脂容器１００の底部を除電する能力が劣る。したがって、放電電極５２，５３の保持位置、その他の仕様にもよるが、給気ノズル５５の先端から樹脂容器１００の底部までの距離が１０〜５０ｍｍの範囲に収まるように、給気ノズル５５を挿入することが好ましい。

【0031】

清浄装置５０で異物粒子除去処理が施された樹脂容器１００は、充填部７０に搬送され、炭酸飲料水が充填される。充填部７０は、概ね以下で説明する手順で炭酸飲料水を樹脂容器１００に充填する。
樹脂容器１００に炭酸飲料水を充填するのに先立って、ガッシング（gassing）処理が行われる。
炭酸飲料水は、酸素と接触すると酸化してしまうため、炭酸飲料水を充填する前に樹脂容器１００内の空気を二酸化炭素で置換するガッシング処理を行う。ガッシング処理は、ノンシールガッシング(non-seal gassing)と、シールガッシング(seal gassing)と、の二段階の処理を行って、樹脂容器１００内の酸素を二酸化炭素に効率よく置換する。

【0032】

ガッシング処理後には、カウンタ処理を行って樹脂容器１００の内部に二酸化炭素（置換ガス）を吹き込んで、樹脂容器１００の内部を加圧状態とし、その後、炭酸飲料水を樹脂容器１００に充填する。樹脂容器１００内に充填されていた大部分の二酸化炭素は、炭酸飲料水（製品液）で置換される。
ビールを供給した後は、その状態を所定時間だけ維持するホールド処理を行う。炭酸飲料水の充填が終了し直後には炭酸飲料水の上面には泡が、また液中には気泡核が発生するので、ホールドして気泡核を製品液中に溶解させることで、泡を低減または消滅させる。
所定時間だけホールド処理した後に、スニフト処理を行う。この処理は、樹脂容器１００内の炭酸飲料水よりも上方の空隙（ヘッドスペース）に残存する置換ガスを排出させることを目的とする。

【0033】

スニフト処理を経た後に、炭酸飲料水が充填された樹脂容器１００は、打栓部８０に搬送され、口部１０１にキャップが装着される。その後、必要に応じてラベル等が施されて製品となる。或いは蓋の代わりに、フィルムによるシール等の密封手段を用いるようにしてもよい。

【0034】

以上の各処理からなる１サイクルの処理を、次々に搬送される缶容器に対して繰り返し行なうことで、樹脂容器１００に連続的に炭酸飲料水を充填する。

【0035】

以上説明した、本実施形態による効果を説明する。
本実施形態によると、電気力線Ｌｅにより形成される電場を、異物粒子が付着している樹脂容器１００の内外に作用させて除電を行うものであり、イオナイザのように送風を伴うことなく除電することができる。したがって、送風が届きにくい領域を含め、樹脂容器１００の内周面の異物粒子を隈なく除去することができるとともに、外周面の異物粒子を除去することができるので、樹脂容器１００を効率よく清浄することができる。

【0036】

また、形成される電場は、放電電極５２，５３同士の間隔Ｌを設定することにより、樹脂容器１００の胴部１０５及び底部１０７の内周面の広い範囲に向けて作用させることができる。そして、当該内周面に静電気により付着している異物粒子、特に炭素粉にこの電場が作用することにより、当該内周面から取り除く。取り除かれた炭素粉は、除電されているために、再度付着することはない。除電ガン５１の給気ノズル５５から供給される圧縮エアＣＡは、底部１０７に突き当たって向きを反転させてから、口部１０１に向けて進み、口部１０１から外部に排出される。内周面から取り除かれた炭素粉は、この気流に乗って外部に排出される。したがって、次工程の充填部７０において炭酸飲料水を充填しても、炭素粉末を基点とするフォーミングが起きるのを抑制することができる。

【0037】

本実施形態は、放電電極５２，５３を、その先端が給気ノズル５５の軸方向（又は挿入方向）に間隔Ｌだけ離れるように配置している。したがって、本実施形態によると、樹脂容器１００の口部１０１を通過させることができる小さな円周上に一対の放電電極５２，５３を配置しているのにも関わらず、樹脂容器１００の周囲にも及ぶ電気力線Ｌｅを生成させることができる。
ただし、放電電極５２，５３及び給気ノズル５５を挿入する間口が広い容器を対象とする場合には、軸方向に間隔Ｌを設ける代わりに軸方向に直交する方向に間隔Ｌを設けることができ、本発明はこのような形態を包含する。

【0038】

本実施形態は、給気ノズル５５に放電電極５２，５３を保持させているので、放電電極５２，５３と給気ノズル５５とを各々独立して構成するのに比べて、樹脂容器１００の口部１０１の開口径に対する寸法を小さくできる。
したがって、本実施形態によると、放電電極５２，５３と給気ノズル５５の両者を樹脂容器１００に無理なく挿入することができるのに加え、給気ノズル５５と口部１０１の間に、樹脂容器１００の内周面から剥離された異物粒子を外部に排出するのに必要な間隙を設けることができる。
また、給気ノズル５５を昇降動作させることで、放電電極５２，５３も必要な位置に昇降させることができるので、給気ノズル５５と放電電極５２，５３の動作に必要な駆動機構を単一にできるとともに、昇降動作の制御も単一にすることができる。よって、本実施形態によると、清浄装置５０のコストを抑えることができる。
ただし、本発明は、放電電極５２，５３と給気ノズル５５とを各々独立して構成することを排除するものではない。

【0039】

本実施形態は、電気力線Ｌｅを生成して除電を行いながら圧縮エアＣＡを樹脂容器１００の内部に吐出するのに加え、樹脂容器１００の内周面に逆帯電が生じないので剥離した異物粒子が内周面に再度付着することなく、効率よく外部に排出させることができる。

【0040】

以上、本発明の好ましい実施形態を示したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、本実施形態の飲料充填システム１０は、容器成形部２０から打栓部８０まで一貫した製造ラインを備えているが、本発明はこれに限らず、各工程を独立して行うことができるし、例えば、容器成形部２０から成膜部３０まで一貫ラインとし、炭素膜が形成された樹脂容器１００を外部に取り出して、それ以降の充填部７０から打栓部８０までの一貫ラインにて炭酸飲料水の充填及びキャップの装着を行うようにしてもよい。

【符号の説明】

【0041】

１０ 飲料充填システム
２０ 容器成形部
３０ 成膜部
４０ 成膜装置
４１ 外部電極
４１ａ 外部上部電極
４１ｂ 外部下部電極
４２ スペーサ
４３ 排気通路
４４ ガス流路
４５ 内部電極
４６ 高周波電源
４６ａ 整合器
４６ｂ 入力端子
４７ チャンバ
４８ 絶縁部材
５０ 清浄装置
５１ 除電ガン
５２，５３ 放電電極
５５ 給気ノズル
５５ｈ 吐出孔
５６ 流路
５７，５８ 窓
５９ 電源
７０ 充填部
８０ 打栓部
１００ 樹脂容器
１０１ 口部
１０３ 肩部
１０５ 胴部
１０７ 底部
ＣＡ 圧縮エア
Ｌｅ 電気力線
Ｐ プリフォーム
ＳＷ１〜ＳＷ５ 転送装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】