JP2015093712A - キャップの殺菌方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャップを簡易かつ迅速に殺菌する。【解決手段】多数のキャップ（１）をコンベア（４）上に不揃いな状態で投入し、これらキャップ（１）を、このコンベア（４）によってチャンバ（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）上のキャップ（１）の内外面に付着させる。【選択図】図２

Description

本発明は、ボトル等に装着されるキャップを殺菌する方法及び装置に関する。

従来、無菌雰囲気で殺菌処理されたボトル等の容器に殺菌された飲料を充填し、その口部を同じく殺菌処理されたキャップで閉じて無菌包装体とする無菌充填方法が提案されている。

この無菌充填方法において、キャップの殺菌処理は、過酸化水素のミストをキャップに吹き付けることにより行われる（例えば、特許文献１、２参照。）。

特開平６−２９３３１９号公報 特開２００９−７３５６６号公報

従来の過酸化水素水のミストを用いてキャップを殺菌する方法は、キャップを規則正しく一列に並べて搬送しながら、過酸化水素水をキャップに吹き付けて殺菌するので、殺菌効率を飛躍的に高めることができない。また、キャップを一列で走行させるための特別な装置を必要とするので、殺菌装置が高価となり、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、多数のキャップ（１）をコンベア（４）上に不揃いな状態で投入し、これらキャップ（１）を、このコンベア（４）によってチャンバ（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）上のキャップ（１）の内外面に付着させるキャップの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に記載のキャップの殺菌方法において、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に記載のキャップの殺菌方法において、上記過酸化水素水の濃度は２０質量％〜３５質量％とすることができる。

請求項４に記載されるように、請求項２又は請求項３に記載のキャップの殺菌方法において、過酸化水素水のミストに４０℃〜１５０℃に加温エアを混合してもよい。

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キャップの殺菌方法において、キャップ（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、キャップ（１）を不揃いな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をスプレーし、過酸化水素水をコンベア（４）上のキャップ（１）の内外面に付着させるスプレーノズル（１０）とを具備したキャップの殺菌装置を採用する。

請求項７に記載されるように、請求項６に記載のキャップの殺菌装置において、上記スプレーノズルが、気化室内にスプレーした過酸化水素水を誘電加熱によって気化してチャンバ内に吐出する過酸化水素噴霧装置であるものとすることができる。

本発明によれば、有底筒状に形成された多数のキャップ（１）をコンベア（４）上に不揃いな状態で投入し、これらキャップ（１）を、このコンベア（４）によってチャンバ（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）上のキャップ（１）の内外面に付着させるキャップの殺菌方法であるから、キャップ成形機から放出されるキャップ（１）をコンベア（４）で受け止め、コンベア（４）上で不揃いな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はコンベア（４）上のキャップ（１）の外面に付着する。その際、キャップ（１）はコンベア（４）上で過酸化水素水のミストの噴射や振動等によって転動しうるので過酸化水素水がキャップ（１）の外面にまんべんなく均一に付着する。また、同時に過酸化水素水のミストは横向きになったキャップ（１）の空洞内に流入し、キャップ（１）内面にも均一に付着する。これにより、キャップ（１）の全表面が過酸化水素によって適正に殺菌される。

また、上記本発明の方法を採用する結果、従来のようなキャップ整列装置等を必要とせず、大量のキャップ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キャップをボトルと共に示す部分切欠正面図である。 本発明に係るキャップの殺菌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。 上記装置に用いたスプレーノズルに代替しうる他のスプレーノズルの概略を示す垂直断面図である。

以下に本発明の実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
本発明が殺菌の対象とするキャップは、例えばポリプロピレン又はポリエチレンを射出成形することによって、図１に示すように、比較的浅い空洞を有する筒状体として形成される。

キャップ１の内周面には、ボトル２の口部に形成された雄ネジと螺合可能な雌ネジ１ａが形成される。また、キャップ１の下端には、ボトル２の首部のフランジに係止されるタンパーエビデントリング１ｂが設けられる。

このキャップ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、キャップ成形機（図示せず）が必要に応じて配置される。キャップ成形機から放出される成形済のキャップ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、成形されたキャップ１は、コンベア４上に不揃いな向きで乗せられる。

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圧エアが供給されるようになっている。

加圧エアが二流体スプレーノズル１０内を高速で流れると、過酸化水素水が加圧エアに取り込まれミストとなって各ノズル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がコンベア４上のキャップ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キャップ１に噴霧してもよい。

図２及び図３中、符号１２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キャップに向かって流れる。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、キャップ１はコンベア４上で振動等によって転動しうるので過酸化水素水がキャップ１の外面にまんべんなく均一に付着する。コンベア４上で横転状態になったキャップにはその内外面に過酸化水素水のミストが付着しやすい。正立状態又は倒立状態でコンベア４上に乗ったキャップは、過酸化水素水のミストの風圧等によって横転状態になることから、それらの内外面にも過酸化水素水のミストが付着する。

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はチャンバ５内に充満して循環することから、この流れに乗ったミストもキャップ１の表面に均一に付着する。これにより、すべてのキャップ１の全表面が過酸化水素によって適正に殺菌される。

上記キャップ１の殺菌に用いる過酸化水素水の濃度は２０質量％〜３５質量％であるのが望ましい。濃度が２０質量％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質量％よりも大きいと、多くの過酸化水素がキャップに残留しやすくなる。

また、上記過酸化水素水のミストには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、キャップ１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とその上に乗ったキャップ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が付着したキャップ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キャップ１が入れられた後密閉され、保管され、ボトル詰め製品を作る工場へと搬送される。この保管、搬送の間においてもキャップ１はキャップ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。

なお、上記コンベア４の上記チャンバ５よりも下流側は無菌充填機に接続されている場合もある。その場合は、殺菌されたキャップ１は飲料等が充填されたボトル２等の容器に直ちに装着される。

次に、上記キャップの殺菌装置の作用をキャップの殺菌方法と共に説明する。

キャップ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。

なお、チャンバ５内を殺菌処理する薬剤としては、過酸化水素水のほか、次亜塩素酸または過酢酸を成分に含むものを用いてもよい。

キャップ成形機の稼働により、成形されたキャップ１が走行するコンベア４の上流側に投入される。キャップ成形機から放出されるキャップ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上に不揃いな状態となって乗る。

コンベア４上のキャップ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。

このスプレーされた過酸化水素水のミストには、ノズル１２から噴射される加温エアが必要に応じて混ぜられる。

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、キャップ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キャップ１の外面にまんべんなく均一に付着する。

また、正立状態又は倒立状態でコンベア４上に乗ったキャップ１は、スプレーノズル１０から噴出する過酸化水素水のミストの風圧等により横向きになり、そのため、過酸化水素水のミストはキャップ１の空洞内に流入し、キャップ１の内面にも均一に付着する。

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キャップ１の表面に均一に付着する。これにより、すべてのキャップ１の全表面が過酸化水素によって均一に殺菌される。

キャップ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。

あるいは、コンテナ等に梱包されることなく図示しない無菌充填機へと搬送され、ボトル２の口部等に被せられる。
＜実施の形態２＞
この実施の形態２では、実施の形態１における二流体スプレーノズル１０に代えて、図４に示すノズルである過酸化水素噴霧装置が用いられる。

図４に示すように、この過酸化水素噴霧装置は、過酸化水素水の供給手段と、供給された過酸化水素水を導入する気化室１３と、供給された過酸化水素水を気化室１３内で沸点以上に加熱して気化させる加熱手段とを具備する。

上記過酸化水素の供給手段は、気化室１３内に過酸化水素水等の液状の過酸化水素を導入するもので、単なる導管であってもよいが、望ましくは、加圧エアによって液状の過酸化水素をスプレーする二流体ノズル等のスプレーノズル（図示せず）とされる。

上記気化室１３は、加熱筒１３ａで形成される。加熱筒１３ａは望ましくは過酸化水素に対する耐食性を有したステンレス鋼等の金属製円筒体で形成される。この加熱筒１３ａは望ましくは垂直に設置され、その上端に上記過酸化水素をスプレーする二流体スプレーノズルが取り付けられる。また、加熱筒１３ａの下端には、ノズル部１４が取り付けられる。ノズル部１４は漏斗状に形成され、その下端に過酸化水素のガス又はミストの吐出口１４ａが設けられる。また、生じたガス又はミストを加熱エアにより搬送してノズルから吐出してもかまわない。

上記加熱手段は、上記加熱筒１３ａと、その外周壁に密着するように取り付けられた誘電加熱用導電部材１５と、この誘電加熱用導電部材１５の回りに巻回された誘導加熱コイル１６とを具備する。

上記加熱筒１３ａはステンレス鋼とすると非磁性体であるため、後述する誘導電流の周波数を上げなければならない。周波数調整のためのインバータを省くためには、磁性を有する鉄のような材質からなる加熱筒１３ａの外周壁に密着しうる誘電加熱用導電部材１５を設ける必要がある。磁性体であれば通常の低周波、交流電源で昇温することができる。この誘電加熱用導電部材１５が加熱筒１３ａの外周壁に密着することにより、誘導加熱導電部材３に生じた熱が加熱筒１３ａに伝わる際の伝熱率が向上する。

誘導加熱コイル１６は上記誘電加熱用導電部材１５における円筒形の外周面に螺旋状に巻回される。図示例では一重に巻回されているが、多重に巻回することも可能である。この誘導加熱コイル１６の始端側と終端側とが変圧器１７を介して交流電源１７に電気的に接続される。

なお、上記加熱手段は、加熱筒１３ａを磁性体で構成した場合等は、加熱筒１３ａと、その回りに巻回された誘導加熱コイル１６とを具備したものとし、誘電加熱用導電部材１５は省略することも可能である。この場合は、誘導加熱コイル１６は加熱筒１３ａにおける円筒形の外周面に螺旋状に巻回される。

この誘導加熱コイル１６に交流電源１７からの交流電圧が印加されると、誘導加熱コイル１６が交番磁束を発生し、誘電加熱用導電部材１５に誘導電流が流れ、誘電加熱用導電部材１５が発熱する。この誘電加熱用導電部材１５から上記加熱筒１３ａに伝熱する結果、加熱筒１３ａが加熱される。

誘電加熱用導電部材１５が省略された場合は、加熱筒１３ａ自体に誘導電流が流れ、加熱筒１３ａが加熱される。

なお、変圧器１７をインバータとし、このインバータにより交流電源１７からの交流電圧を周波数変換して誘導加熱コイル１６に通電することも可能である。ステンレス鋼のような非磁性体からなる加熱筒が採用される場合であって、誘電加熱用導電部材１５が省略され、加熱筒が直接加熱されるときは変圧器１７としてインバータが採用される。

上記誘電加熱用導電部材１５や誘導加熱コイル１６の回りはカバー１９で覆われ、保護される。

なお、誘電加熱用導電部材１５と誘導加熱コイル１６の間には、無機材料からなる非導電性部材を設けてもかまわない。この非導電性部材の介在によって、誘電加熱用導電部材１５から誘導加熱コイル１６への熱伝導が抑制される。

図示しないが、上記加熱筒１３ａ又は誘電加熱用導電部材１５には温度センサが取り付けられる。この温度センサからの温度情報が上記変圧器１７に送られ、この温度情報に基づいて変圧器１７が制御され、これにより上記加熱筒１３ａの温度が制御される。

次に、上記構成の過酸化水素噴霧装置の作用について説明する。

交流電源１７からの交流電圧が誘導加熱コイル１６に印加されると、誘導加熱コイル１６が交番磁束を発生し、誘電加熱用導電部材１５に誘導電流が流れ、誘電加熱用導電部材１５が発熱する。この誘電加熱用導電部材１５の熱が加熱筒１３ａに伝わり、加熱筒１３ａが昇温する。加熱筒１３ａの温度は、上記温度センサ、変圧器１７等により制御され、所望値に保持される。

加熱筒１３ａが所望の温度まで昇温すると、過酸化水素の供給手段であるスプレーノズルによって過酸化水素水等の液状過酸化水素が加熱筒１３ａの気化室１３内に噴霧される。

過酸化水素の噴霧は、加熱筒１３ａの気化室１３内で気化され、この気化ガスがノズル部１４の吐出口１４ａから加熱筒１３ａ外へ吐出される。

この加熱筒１３ａ外へ吐出された過酸化水素のガスＧはミスト化されてチャンバ５内に噴出し、殺菌対象であるキャップ１の表面に付着する。過酸化水素のガスＧはキャップ１の表面に接触すると微細な滴となって高濃度の過酸化水素として凝縮結露し、キャップ１の表面を適正かつ速やかに殺菌する。

１…キャップ
４…コンベア
５…チャンバ
１０…スプレーノズル

Claims (7)

1. 多数のキャップをコンベア上に不揃いな状態で投入し、これらキャップを、このコンベアによって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キャップの内外面に付着させることを特徴とするキャップの殺菌方法。
2. 請求項１に記載のキャップの殺菌方法において、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キャップの殺菌方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載のキャップの殺菌方法において、上記過酸化水素水の濃度を２０質量％〜３５質量％とすることを特徴とするキャップの殺菌方法。
4. 請求項２又は請求項３に記載のキャップの殺菌方法において、上記過酸化水素水のミストに４０℃〜１５０℃の加温エアを混合することを特徴とするキャップの殺菌方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のキャップの殺菌方法において、キャップの殺菌を開始する前に予め上記チャンバ内で過酸化水素水をスプレーすることによりチャンバ内を殺菌しておくことを特徴とするキャップの殺菌方法。
6. キャップを不揃いな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キャップの内外面に付着させるスプレーノズルとを具備したことを特徴とするキャップの殺菌装置。
7. 請求項６に記載のキャップの殺菌装置において、上記スプレーノズルが、気化室内にスプレーした過酸化水素水を誘電加熱によって気化してチャンバ内に吐出する過酸化水素噴霧装置であることを特徴とするキャップの殺菌装置。

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