JP2013189233A - プリフォーム殺菌方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリフォームを簡易かつ迅速に殺菌する。
【解決手段】有底筒状に形成された多数のプリフォーム（１）をコンベア（４）上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォームを、コンベアごとチャンバ（５）内を通過させ、チャンバ内ではコンベアの両側からコンベアを横切る方向に過酸化水素水（Ｍ）をスプレーし、このスプレーした過酸化水素水をコンベア上のプリフォーム（１）の内外面に付着させ、しかる後、プリフォームの口部（１ａ）を含む全表面のうち少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気を吹き付ける。
【選択図】図２

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及び装置に関する。

従来、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のボトルを過酸化水素水で殺菌するには、ボトルをチャンバ内に導き、過酸化水素水をチャンバ内にスプレーし、かつチャンバ内に空気流を導入するようにしている。これにより、複雑な形状を有するボトルであっても過酸化水素水のミストがボトル表面に均一に付着するようにし、ボトル表面がむらなく殺菌されるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ボトル成形前のプリフォームの段階で殺菌することも試みられている。すなわち、プリフォームの口部を垂直下方に開口したノズルに正対させ、過酸化水素等の薬剤をノズルから噴射し、続いてプリフォームを加熱炉内に導入し、プリフォームをブロー成形温度まで加熱するとともに殺菌効果を高め、しかる後に成形型で挟みボトルにブロー成形している（例えば、特許文献２参照。）。

また、プリフォームの段階で殺菌する場合、各々過酸化水素水溶液を滴下した多数のプリフォームをコンテナ内に入れて密封し、このコンテナを輸送、保管する際にコンテナ内で気化した過酸化水素の蒸気でプリフォームの内外面を殺菌することも試みられている。コンテナの搬入先でコンテナから取り出されたプリフォームは搬入先の成形機によって無菌状態のボトルに成形されることとなる（例えば、特許文献３参照。）。

特開平５−６５１４８号公報 特表２００１−５１０１０４号公報 特開２０００−３２６９３５号公報

従来の過酸化水素水のミストを用いてボトルを殺菌する方法は、過酸化水素水のミストを微細化する必要があることから、高価なミスト生成器を使用しなければならず、そのため、コストアップを招くという問題がある。

また、プリフォームに過酸化水素等の薬剤を噴射する方法は、プリフォームを正立状態で整列走行させる必要があり、しかも薬剤を付着させた後ただちに加熱炉内に導いて殺菌剤による殺菌効果を高める必要がある。このため、殺菌システムが複雑化、大型化し、コストアップを招くという問題がある。

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。

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。

すなわち、請求項１に係る発明は、有底筒状に形成された多数のプリフォーム（１）をコンベア（４）上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォーム（１）を、コンベア（４）ごとチャンバ（５）内を通過させ、チャンバ（５）内ではコンベア（４）の両側からコンベア（４）を横切る方向に過酸化水素水（Ｍ）をスプレーし、このスプレーした過酸化水素水（Ｍ）をコンベア（４）上のプリフォーム（１）の内外面に付着させ、しかる後、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、水から作った２００℃〜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。

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、上記過酸化水素水は加圧エアを用いた二流体スプレーによりミスト化することができる。

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、上記過酸化水素水の濃度は２０％〜３５％としてもよい。

請求項４に記載されるように、請求項２又は請求項３に記載のプリフォーム殺菌方法において、過酸化水素水のミストに４０℃〜１５０℃に加温された空気を混合してもよい。

請求項５に記載されるように、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプリフォーム殺菌方法において、プリフォーム（１）の殺菌を開始する前に予め上記チャンバ（５）内を過酸化水素水のスプレーにより殺菌しておいてもよい。

また、請求項６に係る発明は、有底筒状に形成されたプリフォーム（１）を横臥状態で乗せて搬送するコンベア（４）と、このコンベア（４）の水平走行部に設置されたチャンバ（５）と、このチャンバ（５）内で上記コンベア（４）の両側からコンベア（４）を横切る方向に過酸化水素水（Ｍ）をスプレーし、過酸化水素水（Ｍ）をコンベア（４）上のプリフォーム（１）の内外面に付着させるスプレーノズル（１０）と、上記コンベア（４）により上記チャンバ（５）の外へ搬出されたプリフォーム（１）を受け取って正立状態で走行させながら、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、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気（Ｓ）を吹き付ける過熱蒸気供給手段とを具備したプリフォーム殺菌装置を採用する。

本発明によれば、有底筒状に形成された多数のプリフォーム（１）をコンベア（４）上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォーム（１）を、コンベア（４）ごとチャンバ（５）内を通過させ、チャンバ（５）内ではコンベア（４）の両側からコンベア（４）を横切る方向に過酸化水素水をスプレーし、このスプレーした過酸化水素水をコンベア（４）上のプリフォーム（１）の内外面に付着させ、しかる後、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、水から作った２００℃〜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であるから、プリフォーム成形機から放出されるプリフォーム（１）をコンベア（４）で受け止め、コンベア（４）上で横臥状態にしたままコンベア（４）ごとチャンバ（５）内に導入することで足りる。そして、チャンバ（５）内ではコンベア（４）の両側からコンベア（４）を横切る方向に過酸化水素水をスプレーするので、過酸化水素水のミスト（Ｍ）はコンベア（４）上のプリフォーム（１）の外面に付着する。その際、プリフォーム（１）はコンベア（４）上で振動等によって横転しうるのでプリフォーム（１）の外面に過酸化水素水が均一に付着する。また、同時に過酸化水素水のミスト（Ｍ）は横向きになったプリフォーム（１）の口部（１ａ）からもプリフォーム（１）内に流入し、プリフォーム（１）内面にも均一に付着する。これにより、プリフォーム（１）の全表面が過酸化水素によって適正に殺菌される。この過酸化水素によって殺菌されたプリフォーム（１）は、次いで梱包され保管、搬送された後に梱包が解かれ、ブロー成形機等に送られる場合があるが、ブロー成形機等に供給される際に過熱蒸気（Ｓ）が吹き付けられることで、更に確実に殺菌されたうえでブロー成形機により容器に形成される。また、過酸化水素によって殺菌されたプリフォーム（１）がそのままブロー成形機等に供給される場合は、コンベア（４）からブロー成形機等に移行する段階で過熱蒸気（Ｓ）によって更に殺菌されることから、確実に殺菌されたプリフォーム（１）がブロー成形機により容器（１２）に形成されることとなる。

また、上記本発明の方法を採用する結果、従来のようなプリフォーム整列装置や高価な過酸化水素水定量吐出装置を必要とせず、大量のプリフォームを確実にかつ安価にて殺菌することができる。

本発明に係る殺菌方法により殺菌しうるプリフォームの一例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）正面図である。 プリフォームを過酸化水素で殺菌する方法を実施するための装置の概略を示す部分切欠平面図である。 上記装置の概略を示す垂直断面図である。 過熱蒸気でプリフォームを殺菌する方法の説明図である。 プリフォームの過熱蒸気殺菌工程からブロー成形工程までの説明図である。 ブロー成形後からキャッピング工程までの説明図である。 過酸化水素で殺菌したプリフォームを更に過熱蒸気で殺菌した後ブロー成形して飲料を充填する装置の概略平面図である。

以下に本発明を実施するための形態について説明する。

本発明が殺菌の対象とするプリフォームは、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。プリフォームは、後に所望の形状の容器であるボトル１２（図６（Ｄ）参照）に成形されるが、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、プリフォーム１には、成形後のボトル１２におけると同様な口部１ａが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２が形成される。この雄ネジ２は、ボトルの口部１ａに被せられるキャップ（図示せず）の雌ネジと螺合可能である。雄ネジ２の下方には後にボトル１２内へ飲料等を充填する際にボトル１２の保持に利用されるサポートリング３が形成される。

このプリフォーム１を殺菌する装置は、図２及び図３のように構成される。

図２及び図３中、符号４は無端ベルト式のコンベアを示す。このコンベア４の矢印で示す走行方向の上流側には、プリフォーム成形機（図示せず）が配置される。プリフォーム成形機から放出される成形済のプリフォーム１はコンベア４の上流部で図示しないホッパ等の使用によって受け止められる。図２に示すように、成形されたプリフォーム１は、コンベア４上に不揃いな向きで横臥状態になって乗せられる。

コンベア４の中間部は水平に走行可能であり、この中間部にはチャンバ５がフード状に被せられる。

チャンバ５は、コンベア４を両側から挟むように配置される両側壁６と、両側壁６の前後端に配置された前後壁７，８と、両側壁６及び前後壁７，８の上側を遮蔽する天壁９とを有する。

両側壁６には、コンベア４の側縁側からコンベア４を横切る方向に過酸化水素水をスプレーするスプレーノズル１０が各々取り付けられる。スプレーノズル１０は両側壁６に一個ずつ取り付けることも可能であるが、望ましくは両側壁６にコンベア４の走行方向に向かって複数個ずつ配列される。

また、スプレーノズル１０としては望ましくは二流体スプレーノズルが採用され、各ノズル１０の一方の流路から過酸化水素水が供給され、他方の流路からは加温エアが供給されるようになっている。

加温エアが二流体スプレーノズル１０内を高速で流れると、過酸化水素水が加温エアに取り込まれミストＭとなって各ノズル１０の先端からチャンバ５内に吐出される。この過酸化水素水の噴霧によるミストＭがコンベア４上のプリフォーム１の表面に付着する。

このミストに４０℃〜１５０℃の加温エアを混合してプリフォーム１に噴霧してもよい。

図２及び図３中、符号４６はこの加温エアを噴射するノズルを示す。このノズルから噴射された加温エアは上記二流体スプレーノズル１０でミスト化された過酸化水素水と混じり合い、ミストを加温しつつプリフォームに向かって流れる。このミストの加温により、殺菌効果が高まる。

また、過酸化水素水のミストＭはチャンバ５内でコンベア４の両側からコンベア４を横切る方向に吐出され、プリフォーム１はコンベア４上で振動等によって横転しうるので過酸化水素水がプリフォーム１の外面にまんべんなく均一に付着する。同時に過酸化水素水のミストＭは横向きになったプリフォーム１の口部１ａからもプリフォーム１内に流入し、プリフォーム１の内面に均一に付着する。さらに、二流体スプレーノズル１０から吐出された過酸化水素水のミストＭはチャンバ５内に充満して循環することから、この流れのミストＭもプリフォーム１の表面に均一に付着する。これにより、プリフォーム１の全表面が過酸化水素によって適正に殺菌される。

上記プリフォーム１の殺菌に用いる過酸化水素水の濃度は２０％〜３５％であるのが望ましい。濃度が２０％よりも小さいと、芽胞細菌が生残する等殺菌不良が生じやすくなり、また、３５％よりも大きいと、多くの過酸化水素がプリフォームに残留しやすくなる。

また、上記ミストには４０℃〜１５０℃の加温エアを混ぜるのが望ましい。ミストの温度は４０℃よりも低いと、殺菌不良を生じ易くなり、１５０℃よりも高いと、プリフォームに変形を生じ易くなるという問題がある。

上記チャンバ５の前後壁７，８には、コンベア４とその上に乗ったプリフォーム１が通過することができるように、開口７ａ，８ａが形成される。また、天壁９には排気ダクト１１が連結される。上記チャンバ５内に吐出された過酸化水素水のミストＭは図示しないブロアの駆動により排気ダクト１１内に吸引され、回収装置へと流れる。これにより、過酸化水素水のミストＭは前後壁７，８の開口７ａ，８ａ等からチャンバ５外への流出が防止される。

上記コンベア４におけるチャンバ５よりも下流側は、図示しないコンテナ等の大型容器に向かって伸びている。上記チャンバ５内で過酸化水素水のミストＭが付着したプリフォーム１は、コンベア４により大型容器へと運ばれ、大型容器内に投入される。大型容器は所定量のプリフォーム１が入れられた後密閉され、保管され、ボトルに成形する工場へと搬送される。この保管、搬送の間においてもプリフォーム１はプリフォーム１と共に大型容器内に閉じ込められた過酸化水素によって殺菌される。

上記大型容器は他の工場へ搬送され、梱包を解かれ、そこから取り出されたプリフォーム１は次に述べるような処理に付された後に無菌包装体（図６（Ｆ）参照）とされる。

次に、この処理手順について説明する。

図４に示すように、すでに過酸化水素により殺菌されたプリフォーム１の更なる殺菌が、プリフォーム１の口部１ａを含むプリフォーム全体の内外面に、水から作った２００℃〜５００℃の略大気圧の過熱蒸気Ｓを吹き付けることにより行われる。

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２００℃〜５００℃であり、より望ましくは２５０℃〜４００℃である。２００℃〜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２００℃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。

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。

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。

上記過熱蒸気Ｓは、市販の過熱蒸気発生装置１３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、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。

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。

過熱蒸気Ｓとしては、圧力が０．１ＭＰａより高く０．３ＭＰａ未満で、温度が２００℃〜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水を２００℃以上の過熱蒸気とすることができる。

図４中、符号１４は筒状ノズルを示す。この筒状ノズル１４は過熱蒸気発生装置１３の通水パイプの終端に接続された導管１５の先端から垂下するように取り付けられ、その開口１４ａは垂直下方に向けられる。

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１４における円形開口１４ａ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１４の開口１４ａ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３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。

また、図４中、符号１６はスリット状ノズルを示す。このスリット状ノズル１６は上記導管１５から分岐する分岐管１５ａの先端に接続され、そのスリット１６ａ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１６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１６が複数対配置される。

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。

プリフォーム１の殺菌に際しては、過熱蒸気発生装置１３から過熱蒸気Ｓが筒状ノズル１４及びスリット状ノズル１６へ常時供給され、筒状ノズル１４の円形の開口１４ａとスリット状ノズル１６のスリット１６ａからプリフォーム１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任意であり、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。

これにより、筒状ノズル７の開口１４ａ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、酵母類を殺菌する。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。

また、スリット状ノズル１６のスリット１６ａ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加熱殺菌する。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。

上記過熱蒸気Ｓによるプリフォーム殺菌手段は、図５乃至図７に示すインラインシステムに組み込まれ、これにより無菌包装体の大量生産が行われる。

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５及び図６に示す各工程を経て無菌包装体とされる。

まず、図５（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。

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。

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１２に白化等を来すこともない。

なお、プリフォーム１の内外面は、筒状ノズル１４とスリット状ノズル１６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。

図５（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１７が壁状に配置され、このヒータ１７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。

加熱時には、プリフォーム１は、その口部１ａにスピンドル１８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１８と共に回転することによってヒータ１７で均一に加熱される。

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５（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１２に成形される。

ブロー成形型である金型１９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１９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。

プリフォーム１は、図５（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５（Ｃ）に示すように、スピンドル１８ごと金型１９内に装着される。また、ブローノズル２０が金型１９の上部及びプリフォーム１の口部１ａ内のスピンドル１８を貫通してプリフォーム１内に挿入される。

金型１９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２０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１９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１２まで膨張する。

このように金型１９内でボトル１２が成形されると、金型１９が走行しつつ型開きし、図６（Ｄ）に示すように、ボトル１２の完成品が金型１９外へ取り出される。

ボトル１２は成形後も連続走行しつつ、図６（Ｅ）に示すように内容物であるミネラルウォータ、茶飲料、乳飲料、炭酸飲料等のあらゆる飲料ａが充填ノズル２１からボトル１２内に充填され、図６（Ｆ）に示すように、蓋であるキャップ２２で密封される。

なお、上記ブロー成形の後、ボトル１２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１２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。過酸化水素水のミストによりボトル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、ボトル内での過酸化水素の残留を低減する必要がある。

かくて、包装体とされたボトル１２は、集積され市場へと搬出される。

上記インラインシステムを実施するための無菌充填装置は、例えば図７のごとく構成される。

この無菌充填装置は、図７に示すように、口部１ａを有する有底筒状のプリフォーム１（図４、図５（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２３と、ブロー成形機２４と、成形されたボトル１２に飲料ａを充填、密封する充填機２５とを備える。

プリフォーム供給機２３は、上記プリフォーム１が収納された梱包大型容器からプリフォーム１を一本ずつ取り出して次に述べる第一の搬送路へと送り出すようになっている。上記コンベア４がこの無菌充填装置と同じ工場内に設置されている場合は、コンベア４をプリフォーム供給機２３に直結することも可能である。

プリフォーム供給機２３から充填機２５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１２の完成品形状のキャビティＣを有する金型１９（図５（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１９で成形されたボトル１２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。

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１２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。

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２６を備える。また、プリフォームコンベア２６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２７，２８，２９，３０の列と、ホイール３０からプリフォーム１を受け取って走行させるコンベア３１とを具備する。

プリフォーム供給機２３におけるプリフォームコンベア２６がホイール２７に接続される箇所よりもやや上流側には、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１４及びスリット状ノズル１６が設けられる。これらのノズル１４，１６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４、図５（Ａ）参照）。これにより、プリフォーム１の内外面が均等に加熱殺菌される。

これらのノズル１４，１６はプリフォーム１がコンベア３１に至る前の例えばホイール３０の外周の定位置に設置することも可能である。

コンベア３１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３１ａが設けられている。無端搬送チェーンには、図５（Ｂ）に示すスピンドル１８が一定ピッチで多数取り付けられる。各スピンドル１８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３０側からコンベア３１に送られたプリフォーム１には、図５（Ｂ）に示すようにスピンドル１８がその口部１ａから挿入され、スピンドル１８に正立状態で保持される。

プリフォーム１は、プリフォームコンベア２６、ホイール２７，２８，２９，３０の列を経てコンベア３１に受け取られ、加熱部３１ａ内をこのコンベア３１によって往復移動する。加熱部３１ａの内壁面には、ヒータ１７（図５（Ｂ）参照）が張り巡らされており、コンベア３１によって搬送されるプリフォーム１がこのヒータ１７によって加熱される。プリフォーム１はコンベア３１上を走行中スピンドル１８の回転と共に自転し、ヒータ１７によって均一に加熱される。

ブロー成形機２４は、上記プリフォーム供給機２３の加熱部３１ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってボトル１２に加熱成形する金型１９及びブローノズル２０（図５（Ｃ）参照）を複数セット備える。

ブロー成形機２４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３２，３３，３４，２９，３５の列によって構成される。なお、このホイール３２，３３，３４，２９，３５の列と上記プリフォーム用搬送手段のホイール２７，２８，２９，３０の列との間ではホイール２９が共用される。

金型１９及びブローノズル２０は、ホイール３３の回りに複数個配置され、ホイール３３の回転とともにホイール３３の回りを一定速度で旋回する。

ホイール３２の図示しないグリッパがプリフォーム供給機２３の加熱部３１ａで加熱されたプリフォーム１をスピンドル１８ごと受け取ってホイール３３の回りの金型１９に受け渡すと、二つ割りの金型１９が閉じてプリフォーム１を図５（Ｃ）のごとく把持する。金型１９内のプリフォーム１はホイール３３の回りを金型１９及びブローノズル２０と共に旋回しながら、ブローノズル２０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１２の完成品に成形される。プリフォーム１は、図５（Ｂ）に示したように、上記ヒータ１７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。

金型１９のキャビティＣ内にプリフォーム１が密着しボトル１２が形成されると、この金型１９はホイール３４に接したところで型開きし、ボトル１２及びスピンドル１８を解放する。そして、ボトル１２がスピンドル１８からホイール３４の図示しないグリッパによって受け取られる。

一方、ボトル１２を解放したスピンドル１８は、ホイール３２を経て上記コンベア３１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。

ブロー成形機２４から出てホイール３４に至ったボトル１２は、ホイール３４の外周に配置された検査装置３６によって成形不良等について検査される。

検査装置３６は、図示しないが、ボトル１２の胴部の良否を判別するボトル胴部検査手段と、ボトル１２のサポートリング３（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１２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１２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。

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３４の外周に沿うように配置される。

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１２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。

なお、検査装置３６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。

検査されたボトル１２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３４からホイール２９を経てホイール３５へと搬送される。

なお、上記ブロー成形後のボトル１２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２９又は３５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。

充填機２５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３７,３８,３９,４０,４１,４２の列を有する。

充填機２５内には、ボトル１２に飲料ａを充填するためのフィラー４３が設けられ、飲料ａが充填されたボトル１２にキャップ２２（図６（Ｆ）参照）を取り付けて密封するためのキャッパー４４が設けられる。

なお、フィラー４３及びキャッパー４４は公知の装置と同様で良いため、説明を省略する。

また、この充填装置はチャンバ４５で囲まれており、チャンバ４５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２３及びブロー成形機２４はグレーゾーンに、充填機２５は無菌ゾーンにそれぞれ配置されている。

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１２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。

なお、上記コンベア４の上記チャンバ５よりも下流側がプリフォーム供給機２３に接続されている場合は、過酸化水素で殺菌されたプリフォーム１は更に過熱蒸気Ｓによって殺菌された後ブロー成形に付され、ボトル１２等の容器に成形される。さらに、ブロー成形機２４が飲料等の充填機２５に接続されている場合は、ボトル１２に飲料ａが充填され、密封され、無菌充填包装品として排出される。

次に、図２及び図３に示したプリフォーム殺菌装置及び図７に示した無菌充填装置の作用をプリフォーム殺菌方法と共に説明する。

プリフォーム１の殺菌処理を開始する前に予めスプレーノズル１０から過酸化水素水がチャンバ５内にスプレーされ、チャンバ５内が殺菌処理される。

また、上記無菌充填装置のチャンバ３７内も同様に殺菌処理される。

プリフォーム成形機の稼働により、成形されたプリフォーム１が走行するコンベア４の上流側に投入される。プリフォーム成形機から放出されるプリフォーム１はコンベア４の上流部で受け止められ、図２に示すように、コンベア４上に不揃いな横臥状態となる。

コンベア４上のプリフォーム１はコンベア４と共にチャンバ５内に入り、スプレーノズル１０により過酸化水素水をスプレーされる。

過酸化水素水のミストはチャンバ５内でコンベア４の両側からコンベア４を横切る方向に吐出され、また、プリフォーム１はコンベア４上で振動等によって横転しうるのでプリフォーム１の外面に過酸化水素が均一に付着する。

過酸化水素水のミストは横向きになったプリフォーム１の口部１ａからもプリフォーム１内に流入し、プリフォーム１の内面に均一に付着する。

スプレーノズル１０から吐出された過酸化水素水のミストは、チャンバ５内に充満して循環することから、このミストも流れつつプリフォーム１の表面に均一に付着する。これにより、プリフォーム１の全表面が過酸化水素によって均一に殺菌される。

プリフォーム１は過酸化水素水のミストを吹き付けられつつコンベア４と共にチャンバ５を通過し、コンテナ等の大型容器内に投入される。

この大型容器は無菌充填装置の設置された工場まで搬送され、開封され、中味のプリフォームがプリフォーム供給機２３に移し替えられる。

そして、プリフォーム供給機２３によってプリフォーム１がプリフォームコンベア２６に一列の整列状態で送られ、さらにホイール２７，２８，２９，３０の列によって加熱部３１ａへと搬送される。

加熱部３１ａに入る前に、図４に示すノズル１４，１６から、プリフォーム１の内外面に向かって過熱蒸気Ｓが吹き付けられる（図５（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。

加熱部３１ａにおいてプリフォーム１は、コンベア３１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５（Ｂ）参照）。

加熱部３１ａで加熱されたプリフォーム１は、ホイール３３の外周を通過する際に金型１９により抱持され、ブローノズル２０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１２の完成品まで膨張する（図５（Ｃ）参照）。

成形されたボトル１２（図６（Ｄ）参照）は、金型１９の型開き後にホイール３４のグリッパによって金型１９外に取り出され、検査装置３６によって成形不良等の有無について検査される。

その後、ボトル１２はホイール３８，３９，４０，４１，４２の列へと受け渡されつつ充填機２５内を走行する。

充填機２５においてボトル１２には、図６（Ｅ）のごとく滅菌処理された飲料ａがフィラー４３の充填ノズル２１により充填される。飲料ａが充填されたボトル１２は、滅菌処理済のキャップ２２がキャッパー４４により口部１ａに被せられて密封され（図６（Ｆ）参照）、チャンバ４５の出口から排出される。

上述したようにフィラー４３及びキャッパー４４は公知の装置であるため、ボトル１２への飲料の充填方法及びボトル１２の密封方法の説明は省略する。

３５％の過酸化水素水と加圧空気を２流体スプレーに供給し、生成されたミストに６０℃の加温空気を混合し、ノズルよりチャンバ内に過酸化水素水からなるミストを噴霧した。チャンバは幅６００ｍｍのコンベアで長さ１．５ｍとした。コンベアに容量５００ｍｍボトル用プリフォームを８６０本／分供給し、コンベアは０．２ｍ／秒の速度で運転した。このとき、プリフォーム１本当たりの過酸化水素水付着量は約５０ｍｇであった。また、２Ｌボトル用プリフォーム２５０本／分供給し、同様の操作を行った。このときプリフォーム１本当たりの過酸化水素付着量は約１５０ｍｇであった。このプリフォームをさらに以下の操作を行った。

誘電加熱方式による過熱蒸気発生装置により水を加熱して発生させた流量０．７ｇ／秒の過熱蒸気を内径８ｍｍφのノズルから、吹き出し温度３００℃で、プリフォームの各内面に向かって５秒間に噴射した。

この殺菌効果は、最初のプリフォーム内面に植菌した指標菌で評価したところ表１に示す通りであり、あらゆる飲料に対応できることを確認した。

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。

また、プリフォームの口部内径の変形量を測定したが、表２に示すように、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。

実施例１と同様に５００ｍｌボトル用プリフォームに過酸化水素水を付着させ、さらに誘電加熱方式による過熱蒸気発生装置により水を加熱して発生させた流量０．７ｇ／秒の過熱蒸気を、１８０℃〜５５０℃の範囲内の各種吹き出し温度で、内径８ｍｍφのノズルから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。

この過熱蒸気の噴射による殺菌効果とプリフォーム内径の変形は表３に示す通りである。

ただし、表３中、殺菌効果については、Bacillus subtilisに対するＤ値が６以上、Aspergillus nigerに対するＤ値も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。

１…プリフォーム
１ａ…プリフォームの口部
４…コンベア
５…チャンバ
１０…スプレーノズル
Ｍ…過酸化水素水のミスト
Ｓ…過熱蒸気

Claims (6)

1. 有底筒状に形成された多数のプリフォームをコンベア上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォームを、コンベアごとチャンバ内を通過させ、チャンバ内ではコンベアの両側からコンベアを横切る方向に過酸化水素水をスプレーし、このスプレーした過酸化水素水をコンベア上のプリフォームの内外面に付着させ、しかる後、プリフォームの口部を含む全表面のうち少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気を吹き付けることを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
2. 請求項１に記載のプリフォーム殺菌方法において、上記過酸化水素水は加圧エアを用いた二流体スプレーによりミスト化することを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
3. 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、上記過酸化水素水の濃度を２０％〜３５％とすることを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
4. 請求項２又は請求項３に記載のプリフォーム殺菌方法において、ミストに４０℃〜１５０℃の加温エアを混合することを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプリフォーム殺菌方法において、プリフォームの殺菌を開始する前に予め上記チャンバ内を過酸化水素水のスプレーにより殺菌しておくことを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
6. 有底筒状に形成されたプリフォームを横臥状態で乗せて搬送するコンベアと、このコンベアの水平走行部に設置されたチャンバと、このチャンバ内で上記コンベアの両側からコンベアを横切る方向に過酸化水素水をスプレーし、過酸化水素水をコンベア上のプリフォームの内外面に付着させるスプレーノズルと、上記コンベアにより上記チャンバの外へ搬出されたプリフォームを受け取って正立状態で走行させながら、プリフォームの口部を含む全表面のうち少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気を吹き付ける過熱蒸気供給手段とを具備したことを特徴とするプリフォーム殺菌装置。

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