JP2013189232A - Preform sterilization method, and content filling method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボトル等の容器を作るためのプリフォームを殺菌する方法並びに飲料等の充填方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method for sterilizing a preform for making a container such as a bottle, and a method and apparatus for filling a beverage or the like.
従来、PET(ポリエチレンテレフタレート)製のプリフォームを搬送しながら過酸化水素等の殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付けて殺菌処理し、ブロー成形機によってプリフォームをボトルに成形し、このボトルに飲料を充填し、キャッピングして無菌包装体とするというインラインシステムとしての無菌充填方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
Conventionally, a PET (polyethylene terephthalate) preform is being transported and a sterilizing gas such as hydrogen peroxide is sprayed onto the preform to sterilize it, and the preform is formed into a bottle by a blow molding machine. Aseptic filling method as an in-line system has been proposed (see
また、蒸発させた殺菌剤をプリフォームに付着させ、残留した殺菌剤をバーナーによる火炎で排出するという方法(例えば、特許文献2参照。)や、殺菌剤の蒸気をプリフォームにスプレーし、次いでプリフォームを加熱した後にブロー成形するという方法(例えば、特許文献3参照。)も提案されている。 In addition, the vaporized germicide is attached to the preform, and the remaining germicide is discharged by a flame with a burner (see, for example, Patent Document 2), or vapor of germicide is sprayed on the preform, There has also been proposed a method in which a preform is heated and then blow-molded (see, for example, Patent Document 3).
一方、殺菌剤を使用することなくプリフォームを殺菌する方法として、プリフォーム内に水蒸気を吹き込んでガラス転移点温度以上の温度を所定時間維持することでプリフォーム内を殺菌し、その直後にエアを吹き込んで水蒸気のドレンを除去するという方法が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。 On the other hand, as a method of sterilizing the preform without using a sterilizing agent, the inside of the preform is sterilized by blowing water vapor into the preform and maintaining the temperature above the glass transition temperature for a predetermined time. Has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
従来の殺菌剤を用いてプリフォームを殺菌する方法は、殺菌効果を向上させるべく殺菌剤の濃度を高めると、殺菌剤がプリフォーム内に残留しやすくなるという問題がある。また、残留した殺菌剤によりブロー成形機の各部が腐食されやすくなるという問題がある。 A conventional method of sterilizing a preform using a sterilizing agent has a problem that when the concentration of the sterilizing agent is increased to improve the sterilizing effect, the sterilizing agent tends to remain in the preform. Moreover, there exists a problem that each part of a blow molding machine becomes easy to be corroded by the residual disinfectant.
水蒸気でプリフォーム内を殺菌する方法によれば、殺菌剤の残留という問題は解消されるが、水蒸気のドレンがプリフォーム内に残留すると容器に成形した際に白化等の発生原因となるので、殺菌後にドレンを除去する工程を設けなければならないとうい問題がある。また、プリフォームの口部に水蒸気が掛かると、口部が変形しやすくなり、後に口部に蓋を被せた際に密封性が損なわれる原因となる。さらに、従来の水蒸気による殺菌では、水蒸気の温度を高くすることができないことから、プリフォーム表面を十分に殺菌することができないという問題がある。 According to the method of sterilizing the inside of the preform with water vapor, the problem of the sterilizing agent remaining is solved, but when water vapor drains remain in the preform, it causes whitening or the like when molded into a container, There is a problem that it is necessary to provide a process for removing drain after sterilization. Further, when water vapor is applied to the mouth portion of the preform, the mouth portion is likely to be deformed, and when the lid is subsequently covered with the lid, the sealing performance is impaired. Furthermore, in the conventional sterilization with water vapor, the temperature of the water vapor cannot be increased, and thus there is a problem that the preform surface cannot be sufficiently sterilized.
本発明は、このような問題点を解消することを課題とする。 An object of the present invention is to eliminate such problems.
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
すなわち、請求項1に係る発明は、プリフォーム(1)の口部(1a)を含む全表面のうち少なくとも内面に、0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水から作った150℃〜500℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気(S)を吹き付けるプリフォーム殺菌方法を採用する。
That is, the invention according to
請求項2に記載されるように、請求項1に記載のプリフォーム殺菌方法において、上記過熱蒸気(S)は0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水を誘電加熱することによって発生させることができる。
As described in
請求項3に記載されるように、請求項1又は請求項2に記載のプリフォーム殺菌方法において、上記プリフォーム(1)の内面の殺菌はプリフォーム(1)の口部(1a)に対峙させたノズル(7)から上記過熱蒸気(S)をプリフォーム(1)内へと吹き込むこととし、この過熱蒸気(S)の流量は上記口部(1a)に変形を来さない程度とすることも可能である。
As described in
また、請求項4に係る発明は、プリフォーム(1)を連続走行させながら、プリフォーム(1)の少なくとも内面を殺菌し、殺菌したプリフォーム(1)を成形温度まで加熱し、加熱したプリフォーム(1)を同じく連続走行するブロー成形型(12)内でブロー成形して容器(2)を作り、成形した容器(2)に内容物(a)を充填して蓋(4)で密封する内容物充填方法において、上記プリフォーム(1)の殺菌は、プリフォーム(1)の口部(1a)を含む全表面のうち少なくとも内面に、0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水から作った150℃〜500℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気(S)を吹き付けることによって行う内容物充填方法を採用する。
The invention according to
また、請求項5に係る発明は、プリフォーム(1)が容器(2)に成形され、容器(2)に内容物(a)が充填され、容器(2)が蓋(4)で密封されるまでプリフォーム(1)及び容器(2)を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォーム(1)を殺菌する殺菌手段と、殺菌されたプリフォーム(1)をブロー成形に適した加熱状態にするヒータ(10)と、加熱したプリフォーム(1)を容器(2)にブロー成形する成形型(12)と、ブロー成形した容器(2)に内容物(a)を充填するフィラー(35)と、内容物(a)が充填された容器(2)を密封するキャッパー(36)とが上記搬送路に沿って設けられた内容物充填装置において、上記殺菌手段は、コイル状導電管内を通す0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水を誘電加熱により150℃〜500℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気(S)とする過熱蒸気発生装置(6)と、上記過熱蒸気(S)を、プリフォーム(1)の口部(1a)を含む全表面のうち少なくとも内面に吹き付けるノズル(7)とを具備した内容物充填装置を採用する。
In the invention according to
本発明によれば、0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水からなる過熱蒸気(S)を、プリフォーム(1)の口部(1a)を含むプリフォーム(1)の全表面のうち少なくとも内面を、口部(1a)に変形等を来すことなく、迅速かつ適正に加熱殺菌処理することができる。また、殺菌に用いる水蒸気は0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水からなる過熱蒸気(S)であり、水蒸気のドレンを発生させることなく殺菌することができるので、プリフォーム(1)からドレンを除去する工程が不要になり、それだけ容器(2)の製造速度を向上させることができる。過熱蒸気(S)の温度は150℃〜500℃であるから、プリフォーム(1)に変形を生じることなくプリフォーム(1)の表面のみを短時間で殺菌することが可能である。また、ドレンをプリフォーム(1)内から滴下させたり流下させたりする必要がないので、プリフォーム(1)をその口部(1a)が上向きになった正立状態のままでも殺菌処理することができる。また、殺菌処理後も正立状態のままで搬送しつつ殺菌工程から容器(2)の成形工程へと搬送することができるので、飲料等の内容物(a)の充填を簡易に行うことができる。また、過熱蒸気(S)には過酸化水素が混ぜられているので、芽胞菌の殺菌も可能となり、しかも過酸化水素を含有した過熱蒸気(S)を殺菌に使用するので、過熱蒸気(S)の温度を低減することができるとともに、過酸化水素の濃度も低減することができる。また、過熱蒸気発生手段として誘電加熱方式を採用することで、通常のヒータによる加熱に比べエネルギー効率が良く、それだけ殺菌効率が向上する。 According to the present invention, superheated steam (S) composed of water mixed with hydrogen peroxide having a concentration of 0.5% to 15% is applied to the preform (1) including the mouth (1a) of the preform (1). At least the inner surface of all the surfaces can be quickly and properly heat sterilized without causing deformation or the like in the mouth (1a). The steam used for sterilization is superheated steam (S) made of water mixed with 0.5% to 15% hydrogen peroxide, and can be sterilized without generating steam drain. The step of removing drain from (1) becomes unnecessary, and the production speed of the container (2) can be improved accordingly. Since the temperature of the superheated steam (S) is 150 ° C. to 500 ° C., it is possible to sterilize only the surface of the preform (1) in a short time without causing deformation of the preform (1). In addition, since it is not necessary to drip or flow down the drain from the preform (1), the preform (1) should be sterilized even when the mouth (1a) is in an upright state. Can do. Moreover, since it can convey from a sterilization process to the formation process of a container (2), conveying it with an upright state after a sterilization process, filling of contents (a), such as a drink, can be performed easily. it can. In addition, since superheated steam (S) is mixed with hydrogen peroxide, spore germs can be sterilized, and superheated steam (S) containing hydrogen peroxide is used for sterilization. ) And the concentration of hydrogen peroxide can be reduced. Further, by adopting the dielectric heating method as the superheated steam generating means, the energy efficiency is better than the heating by the normal heater, and the sterilization efficiency is improved accordingly.
以下に本発明を実施するための形態について説明する。 The form for implementing this invention is demonstrated below.
図1に示すように、プリフォーム1の殺菌が、プリフォーム1の全表面すなわち、口部1aを含むプリフォーム全体の内外面に、0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水から作った150℃〜500℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気Sを吹き付けることにより行われる。
As shown in FIG. 1, the sterilization of the
プリフォームに吹き付ける過熱蒸気の温度は望ましくは150℃〜500℃であり、より望ましくは200℃〜400℃である。150℃〜500℃の温度範囲であれば、プリフォームの表面のみ高温に曝すことで、短時間でプリフォームの表面に付着した菌を殺菌することができる。過熱蒸気Sの温度が150℃未満では、殺菌のため長時間の吹き付けが必要となって、プリフォームを構成するPET自体が高温となり、プリフォームの変形が大きくなる。また、500℃を超えると、短時間でもプリフォームを構成するPET自体の温度が上がり、プリフォームに変形を生じ易くなる。 The temperature of the superheated steam sprayed on the preform is desirably 150 ° C to 500 ° C, more desirably 200 ° C to 400 ° C. If it is the temperature range of 150 degreeC-500 degreeC, the microbe adhering to the surface of a preform can be disinfected in a short time by exposing only the surface of a preform to high temperature. When the temperature of the superheated steam S is less than 150 ° C., it is necessary to spray for a long time for sterilization, the PET itself constituting the preform becomes high temperature, and the deformation of the preform increases. Moreover, when it exceeds 500 degreeC, the temperature of PET itself which comprises a preform will rise even for a short time, and it will become easy to produce a deformation | transformation in a preform.
プリフォームに吹き付ける過熱蒸気の圧力は、大気圧よりも高い圧力であり、望ましくは0.1MPaよりも高く0.3MPa未満である。0.1MPaの近傍であれば、過熱蒸気がプリフォームに接して温度が低下しても、結露する可能性は低く、0.3MPaよりも圧力が高いと、プリフォームに加熱蒸気を吹き付けた際にプリフォームの表面で結露する可能性がある。結露が発生すると、後にボトル等にブロー成形した際にボトルの表面に白化等を生じるおそれがある。 The pressure of the superheated steam sprayed on the preform is higher than atmospheric pressure, desirably higher than 0.1 MPa and lower than 0.3 MPa. If it is in the vicinity of 0.1 MPa, even if the superheated steam comes into contact with the preform and the temperature drops, the possibility of dew condensation is low. If the pressure is higher than 0.3 MPa, the heated steam is sprayed on the preform. There is a possibility of condensation on the surface of the preform. When dew condensation occurs, there is a possibility that whitening or the like may occur on the surface of the bottle when blow molding is performed later on the bottle or the like.
水に混ぜる過酸化水素の濃度は、望ましくは0.5%〜15%であり、より望ましくは1%〜10%である。0.5%未満では芽胞形成細菌に対して十分な殺菌効果を得ることができず、15%を超えるとプリフォームへの殺菌剤の残留が多くなる。 The concentration of hydrogen peroxide mixed in water is desirably 0.5% to 15%, and more desirably 1% to 10%. If it is less than 0.5%, a sufficient bactericidal effect against spore-forming bacteria cannot be obtained, and if it exceeds 15%, the amount of fungicide remaining on the preform increases.
プリフォームはPET以外の高密度ポリエチレン、ポリカーボネート等他の樹脂で作ることも可能である。プリフォームを高密度ポリエチレンや、ポリカーボネートで作った場合も、上記温度範囲の過熱蒸気で殺菌するのが望ましい。 The preform can be made of other resins such as high-density polyethylene and polycarbonate other than PET. Even when the preform is made of high-density polyethylene or polycarbonate, it is desirable to sterilize with superheated steam in the above temperature range.
なお、プリフォームの殺菌は、プリフォーム内面については必須であるが、外面については後述するブロー成形のための加熱によって行うことも可能であり、あるいは、ブロー成形後に所望の殺菌工程を付加することによって行うことも可能である。 The sterilization of the preform is indispensable for the inner surface of the preform, but the outer surface can be performed by heating for blow molding described later, or a desired sterilization process is added after the blow molding. It is also possible to do this.
プリフォーム1は、PETを射出成形することによって、試験管状の有底筒状体として形成される。プリフォーム1は、後に図3(D)に示すような容器であるボトル2として成形されるが、このボトル2におけると同様な口部1aをその成形当初に付与される。この口部1aの外周面にはプリフォーム1の成形と同時に雄ネジ3が形成される。この雄ネジ3は、図3(F)に示すようにボトル2の口部に被せられるキャップ4の雌ネジと螺合可能である。雄ネジ3の下方にはサポートリング5が形成される。
The
上記過熱蒸気Sは、市販の過熱蒸気発生装置6を使用することにより得ることができる。具体的には、トクデン株式会社製の商品名UPSSである過熱蒸気発生装置を用いることができる。これは、図示しないが、螺旋状に巻回された導電体からなる通水パイプの螺旋の中央に誘導加熱コイルを挿入してなるもので、0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水を通水パイプ内に導き、誘導加熱コイルに交流電圧を印加するようになっている。交流電圧をインバータにより周波数変換して通電することも可能である。交流電圧の印加により、誘導加熱コイルが交番磁束を発生し、通水パイプに誘導電流が流れ、通水パイプが発熱する。この通水パイプの発熱によって中を流れる0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水が加熱されて飽和蒸気となり、さらに過熱蒸気Sとなり、通水パイプ外へ取り出される。
The superheated steam S can be obtained by using a commercially available
なお、誘導加熱コイルを導電性のチューブとし、これに通水することでさらに加熱効果を高めることも可能である。 In addition, it is also possible to make a heating effect further by making an induction heating coil into a conductive tube and letting water flow through this.
過熱蒸気Sとしては、圧力が0.1MPa程度で、温度が150℃〜500℃のものを得ることが可能である。上記誘電加熱方式を採用することにより、通電開始から短時間で上述の0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水を150℃〜500℃の過熱蒸気とすることができる。 As the superheated steam S, one having a pressure of about 0.1 MPa and a temperature of 150 ° C. to 500 ° C. can be obtained. By adopting the dielectric heating method, water mixed with the above-described 0.5% to 15% concentration of hydrogen peroxide can be heated to 150 ° C. to 500 ° C. in a short time from the start of energization.
筒状ノズル7は上記導管8の先端から垂下するように取り付けられ、その開口7aは垂直下方に向けられる。
The
プリフォーム1は、その口部1aを上にした正立状態で筒状ノズル7における円形開口7aの直下を一方向に搬送される。搬送方式は、プリフォーム1を連続走行させる連続搬送方式であってもよいし、筒状ノズル7の開口7a直下で一時停止させる間欠搬送方式であってもよい。プリフォーム1はそのサポートリング5が図示しないクランパにより把持されることにより搬送可能である。
The
また、図1中、符号9はスリット状ノズルを示す。このスリット状ノズル9は上記導管8から分岐する分岐管8aの先端に接続され、そのスリット9aがプリフォーム1の側面に対峙するように配置される。望ましくは、スリット状ノズル9は対になってプリフォーム1をその側面から挟むように対向配置され、また、プリフォーム1はその軸芯の回りで回転させられつつ搬送される。プリフォーム1を回転させることなく搬送することも可能であるが、その場合はスリット状ノズル9が複数対配置される。
Moreover, in FIG. 1, the code |
図示例ではスリット状ノズルであるが、上記筒状ノズルの如き円形ノズルをプリフォーム1の側面あるいは底面に対向配置してもかまわない。
In the illustrated example, the nozzle is a slit-like nozzle, but a circular nozzle such as the above-described cylindrical nozzle may be disposed opposite to the side surface or the bottom surface of the
プリフォーム1の殺菌に際しては、上記0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水からなる過熱蒸気Sが筒状ノズル7及びスリット状ノズル9へ常時供給され、筒状ノズル7の円形の開口7aとスリット状ノズル9のスリット9aからプリフォーム1の全表面に向かって噴出する。ノズル径、角度、プリフォームの軸等は、上記噴出した過熱蒸気Sがプリフォーム1の全内面に接触するように予め設定される。
When the
これにより、筒状ノズル7の開口7aから噴出した過熱蒸気Sはプリフォーム1の口部1aからプリフォーム1内へと入り、プリフォーム1の全内面に接触し、プリフォーム1の内面に付着した一般細菌、カビ、酵母類更には芽胞菌を熱と過酸化水素とによって殺菌する。また、この殺菌は過熱蒸気Sをプリフォームの内部に向かって短時間吹き込むことで達成可能であるから、プリフォーム1の口部1aにおける内側からの過度な加熱が防止され、従ってプリフォーム1の口部1aの変形が確実に回避される。
Thereby, the superheated steam S ejected from the
また、スリット状ノズル9のスリット9aから噴出した過熱蒸気Sは、軸芯を中心に回転するプリフォーム1の口部1aを含む全外面に接触して熱と過酸化水素とによって殺菌する。これにより、プリフォーム1の外面に付着した一般細菌、カビ、酵母類更には芽胞菌が殺菌される。また、この殺菌は過熱蒸気Sをプリフォーム1の外面に向かって短時間吹き付けることで達成可能であるから、プリフォーム1の口部1aにおける外側からの過度な加熱が防止され、従ってプリフォーム1の口部1aの変形が確実に回避される。
Further, the superheated steam S ejected from the
上記プリフォーム殺菌方法は、図2乃至図3に示すようにインラインシステムに組み込むことが可能であり、これにより無菌包装体の大量生産が可能になる。 The preform sterilization method can be incorporated into an in-line system as shown in FIGS. 2 to 3, thereby enabling mass production of aseptic packaging.
このインラインシステムでは、プリフォーム1が所望の速度で連続的に搬送され、図2に示す各工程を経て無菌包装体とされる。
In this in-line system, the
まず、図2(A)に示すように、プリフォーム1が正立状態で搬送されつつ、筒状ノズル7とスリット状ノズル9の設置箇所を一定速度で通過する。この通過の際に、上述したように、プリフォーム1内に口部1aから過熱蒸気Sが吹き込まれ、プリフォーム1の外面に過熱蒸気Sが吹き付けられ、プリフォーム1の内外面を含めてプリフォーム1の内外面の全体が短時間内で殺菌される。
First, as shown in FIG. 2A, while the
図示例では過熱蒸気Sの吹き付け時にプリフォーム1は正立状態になっているが、倒立状態であってもかまわない。
In the illustrated example, the
短時間内の殺菌であるからプリフォーム1の口部1aに変形を来したり、プリフォーム1の樹脂が過度に加熱されたりすることはない。また、蒸気ドレンがプリフォーム1の表面で結露して残留することもないので、後のブロー成形において製造されたボトル2に白化等を来すこともない。
Since the sterilization is performed within a short time, the
なお、プリフォーム1の内外面は、筒状ノズル7とスリット状ノズル9の設置箇所を相互にずらすことにより、時間的にずらして殺菌することも可能である。
The inner and outer surfaces of the
図2(B)に示すように、プリフォーム1の搬送路に沿ってヒータ10が壁状に配置され、このヒータ10によってプリフォーム1は走行しながら加熱される。プリフォーム1は、この加熱によって約90℃から約130℃程度まで均一に加熱され、ブロー成形に適した加熱状態とされる。
As shown in FIG. 2B, a
加熱時には、プリフォーム1は、その口部1aにスピンドル11が挿入されることによって正立状態で吊下げられ、スピンドル11と共に回転することによってヒータ10で均一に加熱される。
At the time of heating, the
加熱によってブロー成形に適した温度状態とされたプリフォーム1は、図2(C)に示すように、ブロー成形に付され、容器としてのボトル2に成形される。
As shown in FIG. 2 (C), the
ブロー成形型である金型12は、プリフォーム1の走行速度と同じ速度で連続的に走行しつつ、型締め状態とされ、金型12内でプリフォーム1に対するブロー成形が行われた後に型開き状態とされる。
The
プリフォーム1は、図2(B)に示した加熱工程でその全体の温度が成形に好適な温度域に上昇するようにほぼ均一に加熱されており、その加熱状態のままで、図2(C)に示すように、スピンドル11ごと金型12内に装着される。また、ブローノズル13が金型12の上部及びプリフォーム1の口部1a内のスピンドル11を貫通してプリフォーム1内に挿入される。
The
金型12が走行する間に、例えば一次ブロー用エアや二次ブロー用エアがブローノズル13からプリフォーム1内に順次吹き込まれること等によって、金型12のキャビティC内でプリフォーム1が最終成形品のボトル2まで膨張する。
While the
このように金型12内でボトル2が成形されると、金型12が走行しつつ型開きし、図3(D)に示すように、ボトル2の完成品が金型12外へ取り出される。
When the
ボトル2は成形後も連続走行しつつ、図3(E)に示すように内容物である例えばミネラルウォータからなる飲料aが充填ノズル14からボトル2内に充填され、図3(F)に示すように、蓋であるキャップ4で密封される。
The
なお、上記ブロー成形の後、ボトル2に対し過酸化水素等の殺菌剤を含む蒸気の噴霧、電子線照射等によってボトル2の外面殺菌を行うことで殺菌効果を高めるようにしてもよい。過酸化水素の噴霧によりボトル2の内面を殺菌する場合は、過酸化水素の濃度をできるだけ低くし、ボトル2内での過酸化水素の残留を低減する必要がある。
In addition, you may make it improve a bactericidal effect by performing external surface sterilization of the
かくて、包装体とされたボトル2は、集積され市場へと搬出される。
Thus, the
上記充填方法を実施するための充填装置は、例えば図4のごとく構成される。 A filling apparatus for carrying out the above filling method is configured as shown in FIG. 4, for example.
図4に示すように、この充填装置は、口部1aを有する有底筒状のプリフォーム1(図1、図2(A)参照)を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給機15と、ブロー成形機16と、成形されたボトル2に飲料aを充填、密封する充填機17とを備える。
As shown in FIG. 4, this filling apparatus includes a
プリフォーム供給機15から充填機17に至る間には、プリフォーム1を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、ボトル2の完成品形状のキャビティCを有する金型12(図2(C)参照)を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、金型4で成形されたボトル2を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送するボトル用搬送手段とが設けられる。
Between the
プリフォーム用搬送手段の第一の搬送路と、金型用搬送手段の第二の搬送路と、ボトル用搬送手段の第三の搬送路は互いに連通し、これらの搬送路上にはプリフォーム1やボトル2を保持しつつ搬送する図示しないグリッパ等が設けられている。
The first conveying path of the preform conveying means, the second conveying path of the mold conveying means, and the third conveying path of the bottle conveying means communicate with each other, and the
プリフォーム用搬送手段は、その第一の搬送路上に、プリフォーム1を所定の間隔で順次供給するプリフォームコンベア18を備える。また、プリフォームコンベア18の終端からプリフォーム1を受け取って搬送するホイール19,20,21,22の列と、ホイール22からプリフォーム1を受け取って走行させるコンベア23とを具備する。
The preform conveying means includes a
プリフォーム供給機15におけるプリフォームコンベア18がホイール19に接続される箇所よりもやや上流側には、0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水からなる過熱蒸気Sをプリフォーム1に向かって噴射する筒状ノズル7及びスリット状ノズル9が設けられる。これらのノズル7,9から加熱前のプリフォーム1に向かって過熱蒸気Sが吹き付けられる(図1、図3(A)参照)。これにより、プリフォーム1の内外面が均一に殺菌される。
Preheated superheated steam S made of water mixed with 0.5% to 15% hydrogen peroxide is preformed slightly upstream of the
これらのノズル7,9はプリフォーム1がコンベア23に至る前の例えばホイール22の外周の定位置に設置することも可能である。
These
コンベア23は水平方向に長く伸びる無端搬送チェーンを有し、この無端搬送チェーンに沿って加熱部23aが設けられている。無端搬送チェーンには、図2(B)に示すスピンドル11が一定ピッチで多数取り付けられる。各スピンドル11は無端搬送チェーンの走行と共に走行しながら自転可能である。ホイール22側からコンベア23に送られたプリフォーム1には、図2(B)に示すようにスピンドル11がその口部1aから挿入され、スピンドル11に正立状態で保持される。
The
プリフォーム1は、プリフォームコンベア18、ホイール19,20,21,22の列を経てコンベア23に受け取られ、加熱部23a内をこのコンベア23によって往復移動する。加熱部23aの内壁面には、ヒータ10(図2(B)参照)が張り巡らされており、コンベア23によって搬送されるプリフォーム1がこのヒータ10によって加熱される。プリフォーム1はコンベア23上を走行中スピンドル11の回転と共に自転し、ヒータ10によって均一に加熱される。
The
ブロー成形機16は、上記プリフォーム供給機15の加熱部23aで加熱されたプリフォーム1を受け取ってボトル2に加熱成形する金型12及びブローノズル13(図2(C)参照)を複数セット備える。
The
ブロー成形機16内には、上記金型用搬送手段の第二の搬送路が通っている。この第二の搬送路は、ホイール24,25,26,21,27の列によって構成される。なお、このホイール24,25,26,21,27の列と上記プリフォーム用搬送手段のホイール19,20,21,22の列との間ではホイール21が共用される。
In the
金型12及びブローノズル13は、ホイール25の回りに複数個配置され、ホイール25の回転とともにホイール25の回りを一定速度で旋回する。
A plurality of
ホイール24の図示しないグリッパがプリフォーム供給機15の加熱部23aで加熱されたプリフォーム1をスピンドル11ごと受け取ってホイール25の回りの金型12に受け渡すと、二つ割りの金型12が閉じてプリフォーム1を図2(C)のごとく把持する。金型12内のプリフォーム1はホイール25の回りを金型12及びブローノズル13と共に旋回しながら、ブローノズル13からブロー成形用の高圧エアでブローされることによりボトル2の完成品に成形される。プリフォーム1は、図2(B)に示したように、上記ヒータ10によって所定の温度まで均一に加熱されていることから、円滑にブロー成形される。
When the gripper (not shown) of the
金型12のキャビティC内にプリフォーム1が密着しボトル2が形成されると、この金型12はホイール26に接したところで型開きし、ボトル2及びスピンドル11を解放する。そして、ボトル2がスピンドル11からホイール26の図示しないグリッパによって受け取られる。
When the
一方、ボトル2を解放したスピンドル11は、ホイール24を経て上記コンベア23へと復帰し、引き続き他のプリフォーム1を保持して搬送する。
On the other hand, the
ブロー成形機16から出てホイール26に至ったボトル2は、ホイール26の外周に配置された検査装置28によって成形不良等について検査される。
The
検査装置28は、図示しないが、ボトル2の胴部の良否を判別するボトル胴部検査手段と、ボトル2のサポートリング5(図1参照)の良否を判別するサポートリング検査手段と、ボトル2の首部天面の良否を判別するボトル首部天面検査手段と、ボトル2の底部の良否を判別するボトル底部検査手段とを具備する。
Although not shown, the
ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、及びボトル首部天面検査手段は、ホイール26の外周に沿うように配置される。
The bottle body inspection means, the support ring inspection means, and the bottle neck top surface inspection means are arranged along the outer periphery of the
ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段は、図示しないが、各々ランプとカメラでボトル2の所定箇所を撮像し、画像処理装置によって処理し、形状、傷、異物、変色等について異常があるかないかについて判別する。
The bottle body inspection means, the support ring inspection means, and the bottle neck top surface inspection means are not shown in the figure, but each of the
なお、検査装置28は必要に応じて設置される。また、ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、及びボトル首部天面検査手段は必要に応じて取捨選択される。
The
検査されたボトル2は、不合格の場合は図示しない排斥装置によって搬送路から排除され、合格品のみホイール26からホイール21を経てホイール27へと搬送される。
When the
なお、上記ブロー成形後のボトルに対し過酸化水素等の殺菌剤を含む蒸気の噴霧、電子線照射等をしてボトルの外面殺菌を付加したり、ボトルの内面の殺菌効果を高めたりしてもよい。例えばホイール21又は27に殺菌剤含有蒸気噴霧装置や電子線照射装置のような殺菌手段を設けてもよい。
The bottle after blow molding is sprayed with steam containing a sterilizing agent such as hydrogen peroxide, irradiated with an electron beam, etc. to add sterilization on the outer surface of the bottle, or to enhance the sterilizing effect on the inner surface of the bottle. Also good. For example, the
充填機17は、上記ボトル用搬送手段の第三の搬送路をその内部に有する。この第三の搬送路は、ホイール29,30,31,32,33,34の列を有する。
The filling
充填機17内には、ボトル2に飲料aを充填するためのフィラー35が設けられ、飲料aが充填されたボトル2にキャップ4(図3(F)参照)を取り付けて密封するためのキャッパー36が設けられる。
In the filling
なお、フィラー35及びキャッパー36は公知の装置と同様で良いため、説明を省略する。
In addition, since the
また、この充填装置はチャンバー37で囲まれており、チャンバー37内は無菌ゾーンとグレーゾーンに仕切られている。そして、プリフォーム供給機15及びブロー成形機16はグレーゾーンに、充填機17は無菌ゾーンにそれぞれ配置されている。
The filling device is surrounded by a
グレーゾーンにはHEPAで無菌化されたエアが常時吹き込まれ、これにより、成形時に殺菌されたボトル2が微生物に二次汚染されることなく無菌ゾーンへと搬送される。
Air sterilized with HEPA is constantly blown into the gray zone, whereby the
次に、図2乃至図4を参照して充填装置の動作を説明する。 Next, operation | movement of a filling apparatus is demonstrated with reference to FIG. 2 thru | or FIG.
まず、プリフォームコンベア18、ホイール19,20,21,22の列によってプリフォーム1が加熱部23aへと搬送される。
First, the
加熱部23aに入る前に、図1に示すノズル7,9から、プリフォーム1の内外面に向かって0.5%〜15%濃度の過酸化水素を混ぜた水からなる150℃〜500℃の温度の過熱蒸気Sが吹き付けられる(図2(A)参照)。これにより、プリフォーム1の全表面が殺菌される。
Before entering the
加熱部23aにおいてプリフォーム1は、コンベア23によって搬送されつつ、全体の温度が成形に好適な温度域まで均一に加熱される(図2(B)参照)。
In the
加熱部23aで加熱されたプリフォーム1は、ホイール25の外周を通過する際に金型12により抱持され、ブローノズル13からの高圧エアの吹き込みによってキャビティC内でボトル2の完成品まで膨張する(図2(C)参照)。
The
成形されたボトル2(図3(D)参照)は、金型12の型開き後にホイール26のグリッパによって金型12外に取り出され、検査装置28によって成形不良等の有無について検査される。
The molded bottle 2 (see FIG. 3D) is taken out of the
その後、ボトル2はホイール30,31,32,33,34の列へと受け渡されつつ充填機17内を走行する。
Thereafter, the
充填機17においてボトル2には、図3(E)のごとく滅菌処理された飲料aがフィラー35の充填ノズル14により充填される。飲料aが充填されたボトル2は、滅菌処理済のキャップ4がキャッパー36により口部1aに被せられて密封され(図3(F)参照)、チャンバー37の出口から排出される。
In the filling
上述したようにフィラー35及びキャッパー36は公知の装置であるため、ボトル2への飲料の充填方法及びボトル2の密封方法の説明は省略する。
As described above, since the
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることなく種々の形態にて実施可能である。例えば、本発明が適用される容器はPETボトルに限定されず、種々の樹脂製容器に適用することができる。容器の成形はインジェクションブローに限定されず、ダイレクトブロー等各種のブロー成形によって成形可能である。また、プリフォームや容器を搬送する搬送手段は、図4に示したホイール搬送装置に限定されない。容器が成形された順に所定の搬送速度で搬送可能な種々の搬送装置、例えばベルト搬送装置、バケット搬送装置、エア搬送装置を使用することもできる。 The present invention can be implemented in various forms without being limited to the above-described embodiments. For example, the container to which the present invention is applied is not limited to a PET bottle, and can be applied to various resin containers. Molding of the container is not limited to injection blow, and can be molded by various blow molding such as direct blow. Moreover, the conveyance means which conveys a preform and a container is not limited to the wheel conveyance apparatus shown in FIG. Various transport devices that can be transported at a predetermined transport speed in the order in which the containers are formed, for example, a belt transport device, a bucket transport device, and an air transport device can also be used.
3.0%濃度の過酸化水素を混ぜた水からなる過熱蒸気を誘電加熱方式による過熱蒸気発生装置により加熱し発生させ、内径8mmφのノズルから、流量0.7g/秒、吹き出し温度300℃で、500mL(ミリリットル)PETボトル用プリフォーム及び2LPETボトル用プリフォームの各内面に向かって5秒間に噴射した。 Superheated steam consisting of water mixed with 3.0% hydrogen peroxide is generated by heating with a superheated steam generator using a dielectric heating method, and the flow rate is 0.7 g / sec and the blowing temperature is 300 ° C. from a nozzle with an inner diameter of 8 mmφ. 500 ml (milliliter) of PET bottle preform and 2LP PET bottle preform were sprayed for 5 seconds toward the inner surface.
この過熱蒸気の噴射による殺菌効果は、内面に植菌した指標菌で確認したところ表1の通りであり、乳飲料、茶飲料、果実飲料、炭酸飲料、スポーツドリンク、ミネラルウォータ等あらゆる飲料の充填に適する殺菌効果であることが分かった。 The sterilizing effect of this superheated steam injection was confirmed by the indicator bacteria inoculated on the inner surface as shown in Table 1. Filling with all kinds of beverages such as milk drinks, tea drinks, fruit drinks, carbonated drinks, sports drinks and mineral water It was found to be a bactericidal effect suitable for the above.
なお、表1中、「B.sub.」は、Bacillus subtilisの略語であり、「A.nig.」は、Aspergillus nigerの略語である。「D」は殺菌効果を示すD値である。 In Table 1, “B.sub.” Is an abbreviation for Bacillus subtilis , and “A.nig.” Is an abbreviation for Aspergillus niger . “D” is a D value indicating a bactericidal effect.
また、プリフォームの口部内径の変形量を測定したところ表2の結果を得ることができ、キャップによる密封性を維持するうえで問題はなかった。 Further, when the deformation amount of the inner diameter of the preform was measured, the results shown in Table 2 were obtained, and there was no problem in maintaining the sealing performance with the cap.
過酸化水素を混ぜた水を誘電加熱方式による過熱蒸気発生装置により加熱して過熱蒸気を発生させ、この過熱蒸気を流量0.7g/秒で、120℃〜550℃の範囲内の各種吹き出し温度で、内径8mmφのノズルから500mLPETボトル用プリフォームの内面に向かって10秒〜3秒の各種時間だけ噴射した。 Water mixed with hydrogen peroxide is heated by a superheated steam generator using a dielectric heating method to generate superheated steam, and this superheated steam is flowed at a flow rate of 0.7 g / sec at various blowing temperatures within a range of 120 ° C to 550 ° C. From the nozzle having an inner diameter of 8 mmφ, spraying was performed for 10 to 3 seconds toward the inner surface of the preform for the 500 ml PET bottle.
この過熱蒸気の噴射による殺菌効果、プリフォーム内径の変形、過酸化水素の残留は表3に示す通りである。 Table 3 shows the sterilizing effect, the deformation of the inner diameter of the preform, and the remaining hydrogen peroxide due to the injection of the superheated steam.
ただし、表3中、殺菌効果については、Bacillus subtilisに対するD値が5以上、Aspergillus nigerに対するD値が6以上の場合を「○」(可)とし、それ以外の場合を「×」(不可)とした。変形については、プリフォームの内径の変化が0.05mm未満の場合を「○」(可)とし、それ以外の場合を「×」(不可)とした。過酸化水素の残留については、過熱蒸気で殺菌したプリフォームをボトルに成形した後、ボトル内に水を充填し、この水に溶け込んだ過酸化水素の量を測定した結果、0.5ppm未満の場合を「○」(可)とし、それ以外の場合を「×」(不可)とした。 However, in Table 3, regarding the bactericidal effect, the case where the D value for Bacillus subtilis is 5 or more and the D value for Aspergillus niger is 6 or more is “◯” (possible), and otherwise, “X” (impossible) It was. Regarding the deformation, the case where the change in the inner diameter of the preform was less than 0.05 mm was “◯” (allowed), and the case other than that was “×” (impossible). Regarding the residual hydrogen peroxide, after forming a preform sterilized with superheated steam into a bottle, the bottle was filled with water, and the amount of hydrogen peroxide dissolved in this water was measured. The case was “◯” (possible), and the other cases were “x” (impossible).
1…プリフォーム
1a…口部
2…容器
4…蓋
7…ノズル
10…ヒータ
12…ブロー成形型
35…フィラー
36…キャッパー
S…過熱蒸気
a…内容物
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