JP2016064851A - プリフォームの殺菌方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過酸化水素によるプリフォームの殺菌効果を高める。
【解決手段】ポリエチレンテレフタレートを主体とする材料からなるプリフォームの開口部を通過可能な電極に、コロナ放電が発生する電圧を印加する電圧印加ステップと、上記電圧が印加された電極を上記開口部から上記プリフォーム内に挿入する挿入ステップと、上記電極からのコロナ放電の態様が変化するまで、上記電極を上記プリフォームの底部に近づけて底部内面を処理する底部処理ステップとを含むコロナ放電処理を上記プリフォームの内面に対して行った後、過酸化水素水のミスト若しくはガス又はこれらの混合物を上記プリフォームに吹き付ける過酸化水素供給ステップを含む殺菌処理を上記プリフォームに対して行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリフォームを殺菌する方法に関する。

従来、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォームに過酸化水素等の殺菌剤をプリフォームに吹き付けて殺菌処理し、しかる後、プリフォームを成形温度まで加熱したうえで、このプリフォームをブロー成形機によってボトルに成形し、次に、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している（例えば、特許文献１、２参照。）。

特表２００８−５４６６０５号公報 特許第３９０３４１１号公報

しかしながら、従来の殺菌方法によれば、殺菌剤がプリフォームの表面にむらなく万遍に付着しない場合が生じている。殺菌剤がプリフォームの表面に均一な被膜となって付着しない場合は、プリフォームひいてはこのプリフォームから作られるボトル等の容器の表面に殺菌不良を生じるおそれがある。また、成形後のボトルに白化などの不良が発生するおそれがある。

殺菌剤のミスト等の流量を増やせば、殺菌剤がプリフォームの表面にむらなく付着し、殺菌効果が向上するが、それでは殺菌剤の使用量が増大し、殺菌剤の除去にエネルギーと時間を要し、これらが不足するとプリフォームひいてはこのプリフォームから作られるボトル等の容器に殺菌剤が残留するという問題を生じる。また、結果として殺菌処理のための時間が長くなるという問題を生じる。

したがって、本発明はこのような問題点を解決することをその目的とする。

本発明は、上記問題点を解決するため、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、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主体とする材料からなるプリフォームの開口部を通過可能な電極に、コロナ放電が発生する電圧を印加する電圧印加ステップと、上記電圧が印加された電極を上記開口部から上記プリフォーム内に挿入する挿入ステップと、上記電極からのコロナ放電の態様が変化するまで、上記電極を上記プリフォームの底部に近づけて底部内面を処理する底部処理ステップとを含むコロナ放電処理を上記プリフォームの内面に対して行った後、過酸化水素水のミスト若しくはガス又はこれらの混合物を上記プリフォームに吹き付ける過酸化水素供給ステップを含む殺菌処理を上記プリフォームに対して行うプリフォーム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に記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームの外部の少なくとも一部に、接地された導電体を設けてコロナ放電処理を行うようにすることも可能である。

請求項３に記載されるように、請求項２に記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームと導電体との間に絶縁体を設けてコロナ放電処理を行うようにすることも可能である。

請求項４に記載されるように、請求項３に記載のプリフォームの殺菌方法において、絶縁体をプリフォームの開口部方向に導電体より突出させてコロナ放電処理を行うようにすることも可能である。

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の殺菌方法において、プリフォームの開口部方向の中心軸の回りで電極とプリフォームとを相対的に回転させながら、電極をプリフォームの底部内面に近づけてコロナ放電処理を行うようにすることも可能である。

請求項６に記載されるように、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームの表面の水に対する接触角が７５度以下になるようにコロナ放電処理を行うことも可能である。

請求項７に記載されるように、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォーム内に熱風を吹き込むとともに、プリフォームの厚肉部分にプリフォーム外から熱風を吹き付けることによりプリフォームを予備加熱したうえで、過酸化水素のミスト若しくはガス又はこれらの混合物を上記プリフォームに吹き付けることも可能である。

請求項８に記載されるように、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、過酸化水素のミスト若しくはガス又はこれらの混合物は、過酸化水素水と無菌エアとを二流体ノズルから気化器内に噴射することにより生成することも可能である。

請求項１に係る発明によれば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主体とする材料からなるプリフォームの開口部を通過可能な電極に、コロナ放電が発生する電圧を印加する電圧印加ステップと、上記電圧が印加された電極を上記開口部から上記プリフォーム内に挿入する挿入ステップと、上記電極からのコロナ放電の態様が変化するまで、上記電極を上記プリフォームの底部に近づけて底部内面を処理する底部処理ステップとを含むコロナ放電処理を上記プリフォームの内面に対して行った後、過酸化水素水のミスト若しくはガス又はこれらの混合物を上記プリフォームに吹き付ける過酸化水素供給ステップを含む殺菌処理を上記プリフォームに対して行うプリフォームの殺菌方法であるから、プリフォームの開口部を通過させた電極を、プリフォームの内面の底部まで近づけて、コロナ放電の態様を変化させて、プリフォームの底部までプリフォーム内部全体を効率良く改質できる。さらに、アルゴンのような特別な気体を供給する必要が無く、コストの軽減を図ることができる。また、プリフォームの内面の底部に沿った放電が生じるまで、電極を、前記プリフォームの内面の底部に更に近づけるので、プリフォームの底部の内面全体が改質され易くなる。また、底部がより短時間で改質される。

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の殺菌方法において、プリフォームの外部の少なくとも一部に、接地された導電体を設けてコロナ放電処理を行うようにした場合は、電極から、プリフォームに向かう放電の指向性が向上して、プリフォームの内面を効率的に改質させることができる。

なお、電気的特性及び電極形状の変更により、導電接地体を有しない状態でも、コロナ処理を行うことは可能である。

請求項３に記載されるように、請求項２に記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームと導電体との間に絶縁体を設けてコロナ放電処理を行うようにした場合は、電極からの放電が安定し、均質な改質がし易くなる。

請求項４に記載されるように、請求項３に記載の容器の殺菌方法において、絶縁体をプリフォームの開口部方向に導電体より突出させてコロナ放電処理を行うようにした場合は、プリフォームの開口部の最上部からプリフォームの内面のすべてについて、電極の安定放電が確保されることになる。

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の殺菌方法において、プリフォームの開口部方向の中心軸の回りで電極とプリフォームとを相対的に回転させながら、電極をプリフォームの底部内面に近づけてコロナ放電処理を行うようにした場合は、均一に表面処理を行うことができる。

請求項６に記載されるように、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームの表面の水に対する接触角が７５度以下になるようにコロナ放電処理を行うようにした場合は、プリフォームの内表面の濡れ性が向上し、これにより内表面の殺菌効果を一層高めることができる。

請求項７に記載されるように、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォーム内に熱風を吹き込むとともに、プリフォームの厚肉部分にプリフォーム外から熱風を吹き付けることによりプリフォームを予備加熱したうえで、過酸化水素のミスト若しくはガス又はこれらの混合物を上記プリフォームに吹き付けるようにした場合は、プリフォームの全体を均一に熱したうえで過酸化水素のミスト若しくはガス又はこれらの混合物を上記プリフォームに吹き付けるので、プリフォームを効果的に殺菌することができる。

請求項８に記載されるように、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、過酸化水素のミスト若しくはガス又はこれらの混合物は、過酸化水素水と無菌エアとを二流体ノズルから気化器内に噴射することにより生成するようにした場合は、過酸化水素の微細なミストが生成され、このミストがコロナ放電処理により改質されたプリフォームの表面に付着することから、プリフォームの表面に薄い均質な過酸化水素水の被膜が形成される。従って、殺菌効果が向上する。

コロナ放電処理を実施するための装置の一例を示す模式図である。 図１の装置にプリフォームをセットした一例を示す模式図である。 図１の装置における電極の一例を示す模式図である。 図１の装置の動作例を示すフローチャートである。 図１の装置におけるコロナ放電処理の様子を示す模式図である。 図１の装置におけるコロナ放電処理の様子を示す模式図である。 図１の装置におけるコロナ放電処理の様子を示す模式図である。 図１の装置におけるコロナ放電処理の様子を示す模式図である。 図１の装置におけるコロナ放電処理の様子を示す模式図である。 接地された導電体の変形例を示す模式図である。 プリフォームに対する処理を示し、（Ａ）は対プリフォーム予備加熱ステップ、（Ｂ）は対プリフォーム過酸化水素供給ステップ、（Ｃ）は対プリフォーム加熱ステップを各々表す。 対プリフォーム加熱ステップに続く処理を示し、（Ｄ）は容器成形ステップ、（Ｅ）は対容器予備加熱ステップ、（Ｆ）は対容器過酸化水素供給ステップ、（Ｇ１）はエアリンスステップを各々表す。 対容器過酸化水素供給ステップに続く処理を示し、（Ｇ２）はエアリンスステップの変形例、（Ｈ）は水リンスステップ、（Ｉ）は内容物充填ステップ、（Ｊ）は密封ステップを各々表す。 過酸化水素水のミスト若しくはガス又はそれらの混合物を生成する生成器の部分切欠図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

＜実施の形態１＞
まず、ボトルに成形する前のプリフォームに対してコロナ放電処理を行うための装置の構成および概要機能について、図１から図３を用いて説明する。

ここで、プリフォームとは、容器であるボトルに成形する前の予備成形体である。

図１に示すように、コロナ放電処理装置１０は、プリフォームの開口部を通過可能な電極１１と、接地されたアース部１２と、電極１１にコロナ放電が発生する電圧を印加する電源部１３と、電極１１をプリフォームＰの内部に挿入させる駆動部１４と、プリフォームＰにアース部１２を被せる駆動部１５と、駆動部１４および駆動部１５の動きを制御する制御部１６と、を備えている。

コロナ放電処理装置１０は、プリフォームＰの内面をコロナ放電により改質させる。例えば、コロナ放電により電極１１から放出された電子は、電界中で加速され大気中の電子や分子と衝突することにより、励起や解離・イオン化を起こす。そして、イオン化された原子や分子からも電子が放出される。電子が、樹脂の表面層に達し、高分子結合の主鎖や側鎖を切り離す。このように切断された高分子表層は、化学的にラジカルな状態となる。そして、気相中の酸素ラジカルやオゾン等が、主鎖や側鎖と再結合することにより、水酸基、カルボニル基等の極性官能基が導入され、樹脂の表面層に親水性が付与されて、濡れ性が向上する。すなわち、樹脂の表面が改質される。

プリフォームＰは、保持部１７により、コロナ放電処理装置１０の所定位置に保持される。

ここで、プリフォームＰは、図２に示すように、試験管の形状を呈し、胴部ｐ１と、胴部ｐ１の底を閉じる底部ｐ２と、底部ｐ２に対向する側に設けられた少なくとも１つの開口部ｐ３とを有する。

プリフォームＰの胴部ｐ１の形状は、例えば、略円筒形である。プリフォームＰの胴部ｐ１の形状として、例えば、角筒形等その他の形状であってもよい。

管状の開口部ｐ３には、外側に雄ネジが形成される。図９（Ｊ）に示すように、開口部ｐ３の雌ネジにはキャップＣの雌ネジが螺合可能である。雌雄ネジの螺合によって、プリフォームＰから作られるボトルＢが塞がれる。また、開口部ｐ３の外側には、サポートリングｐ４がフランジ状に形成される。このサポートリングｐ４に上記保持部１７が掛けられることにより、プリフォームＰ又はボトルＢが保持部１７によって吊下げられる。

プリフォームＰの材質としては、ポリエチレンテレフタレートを主体とするものであり、この樹脂単層で形成される。または、ポリアミドやポリグリーコール酸とポリエチレンテレフタレートとの混合物又はこれらの多層構成であってもかまわない。このプリフォームＰにより形成されるボトルＢの大きさは、例えば５００ｍＬ容量とすることができる。

電極１１は、図３に示すように、電極放電部１１ａと、電極支柱１１ｂとを有する。

電極１１は、ステンレス等の金属製の導電体である。電極１１は、プリフォームＰの開口部を通過可能な形状および大きさで、かつ、プリフォームＰの内面の底部まで近接できる長さを有する。例えば、電極放電部１１ａが、プリフォームＰの開口部ｐ３の内径より小さい円板形状で、電極支柱１１ｂが、プリフォームＰの内面の底部ｐ２まで近接できる長さを有する。

アース部１２（接地された導電体の一例）は、ステンレス等の金属製の導電体である導電部１２ａと、樹脂等の絶縁部１２ｂと、を有する。また、導電体の一例として、ステンレス、鉄、銅、真鍮、アルミニウム、金メッキを施した金属、カーボン、導電性ポリマ等が挙げられる。

導電部１２ａ（ボトルの外部の少なくとも一部に、接地された導電体の一例）は、底部を有し、プリフォームＰの底部ｐ２および胴部ｐ１を覆う形状である。例えば、プリフォームＰの胴部ｐ１が円筒形である場合、導電部１２ａは、プリフォームＰより大きい円筒形である。また、導電部１２ａは、接地されている。

絶縁部１２ｂ（ボトルと導電体との間の絶縁体の一例）は、樹脂製で所定の厚みを有し、プリフォームＰと導電部１２ａとの間に存在し、スペーサの機能を有する。例えば、絶縁部１２ｂは、底部を有し、絶縁部１２ｂの内側が、プリフォームＰを挿入できる形状で、かつ、外側が導電部１２ａに収まる形状である。絶縁部１２ｂは、その外周面の一部と底部とにおいて導電部１２ａと接している。

絶縁部１２ｂの材質の一例として、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。

また、絶縁部１２ｂは、プリフォームＰの開口方向に導電部１２ａより突出している。すなわち、絶縁部１２ｂ長手方向の長さ（深さ）が、プリフォームＰの高さより長い。

また、導電部１２ａの長手方向の長さ（深さ）は、絶縁部１２ｂが存在する状態で、プリフォームＰの開口部ｐ３の高さと同じぐらいになることが好ましい。

電源部１３は、定電圧、定電流、または、定電力で、高電圧を発生させる電源である。電源部１３は、商用電源の周波数を上げる周波数変換を行うコンバータ、コロナ放電が発生する電圧まで昇圧する高電圧トランス等を有する。電源部１３は、電極１１にコロナ放電が発生する高電圧を印加する。

駆動部１４（駆動手段の一例）は、サーボモータ等のモータを有する。駆動部１４は、電極１１に連結されている。図２に示すように、駆動部１４は、電極１１を、プリフォームＰの開口部を通過させてプリフォームＰ内に挿入する駆動を行う。そして、駆動部１４は、プリフォームＰの内面の底部に近づけ、プリフォームＰから抜く駆動を行う。なお、駆動部１４は、電極１１の長軸方向（プリフォームＰの開口方向）を軸として電極１１を回転させながら、挿入または抜く動作を行ってもよい。

駆動部１５（駆動手段の一例）は、サーボモータ等のモータを有する。駆動部１５は、アース部１２の底部に連結されている。図２に示すように、駆動部１５は、プリフォームＰをその底部から覆うように、アース部１２を駆動する。放電処理後に、駆動部１５は、プリフォームＰからアース部１２を外すように、アース部１２を駆動する。なお、駆動部１５は、プリフォームＰがセットされたアース部１２を、プリフォームＰと共に、電極１１の長軸方向（プリフォームＰの開口方向）を軸として回転させてもよい。

制御部１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを有する。ＣＰＵは、メモリに記憶されたプログラムに基づき、電源部１３のオンオフおよび電圧等を制御し、駆動部１４および駆動部１５の駆動を制御する。また、制御部１６は、保持部１７の動作を制御してもよい。

次に、コロナ放電処理装置１０のプリフォームＰの表面処理の動作について、図４から図５Ｅを用いて説明する。

図４に示すように、プリフォームＰがコロナ放電処理装置１０にセットされる（ステップＳ１）。具体的には、プリフォームＰの搬送装置（図示せず）が、プリフォームＰをコロナ放電処理装置１０に搬送する。

図２に示すように、コロナ放電処理装置１０の所定位置に、保持部１７により保持されたプリフォームＰがセットされる。コロナ放電処理装置１０は、プリフォームＰが所定位置にセットされたか、図示しないセンサ等により確認する。

そして、コロナ放電処理装置１０の制御部１６の制御により、駆動部１５が、プリフォームＰの底部ｐ２からプリフォームＰをアース部１２に収納するように、プリフォームＰの開口方向にアース部１２を駆動させる。そして、図５Ａに示すように、プリフォームＰが、アース部１２に収納される。この時プリフォームＰは保持部１７に保持されているが、図示を省略する。

次に、コロナ放電処理装置１０は、電極１１に電圧を印加する（ステップＳ２）。

具体的には、コロナ放電処理装置１０の制御部１６の制御により、電源部１３が、電極１１の電極放電部１１ａから空気中にコロナ放電が発生するように、電極１１に電圧を印加する。図５Ａに示すように、電極放電部１１ａの円板の円周部分から、コロナ放電Ｃ１が発生する。電極放電部１１ａが、アース部１２の導電部１２ａから離れているため、コロナ放電Ｃ１は、指向性が弱いコロナ放電の放電態様である。

次に、コロナ放電処理装置１０は、電極１１の挿入動作を開始する（ステップＳ３）。

具体的には、制御部１６の制御により、電極１１の駆動部１４は、コロナ放電を発生している電極１１の挿入動作を開始する。なお、駆動部１４は、電極１１を回転させながら挿入してもよい。または、駆動部１５が、プリフォームＰと共にアース部１２を回転させて、プリフォームＰと電極１１とを相対的に回転させるようにしてもよい。

次に、電極放電部１１ａが導電部１２ａに近づくと、導電部１２ａの方向へ指向性が増加したコロナ放電に、放電態様が変化する。そして、図５Ｂに示すように、電極放電部１１ａが、プリフォームＰの開口部ｐ３に入ると、電極放電部１１ａの円周部分から、指向性が強いコロナ放電Ｃ２が発生する。コロナ放電Ｃ２は、指向性が強いコロナ放電の放電態様である。そして、電極放電部１１ａが、プリフォームＰの開口部ｐ３の細い内径部分を通過して行くにつれて、開口部ｐ３の内径部分の表面が、コロナ放電Ｃ２により改質されて行く。

なお、プリフォームＰの開口部ｐ３の内径部分の表面と、電極放電部１１ａの円周部分との距離が近いので、駆動部１４は、電極放電部１１ａを早めに通過させてもよい。

図５Ｃに示すように、駆動部１４が電極１１をプリフォームＰの内部にさらに挿入する。電極１１がプリフォームＰの底方向へと挿入されるにつれて、プリフォームＰの胴部ｐ１の内面が、コロナ放電Ｃ２により順に改質されて行く。

次に、コロナ放電処理装置１０は、電極１１をプリフォームＰの底面まで近づけ、プリフォームＰの底部ｐ２の内面を処理する（ステップＳ４）。

具体的には、制御部１６の制御により、電極１１の駆動部１４は、電極放電部１１ａをプリフォームＰの内面の底部ｐ２に近づける。

図５Ｄに示すように、電極放電部１１ａが、プリフォームＰの内面の底部ｐ２に近づくと、電極放電部１１ａの円面部分（導電部１２ａの底面に対向した面）から、面放電のコロナ放電Ｃ３が発生する。電極放電部１１ａの円周部分とアース部１２の導電部１２ａとのインピーダンスより、電極放電部１１ａの面部分とアース部１２の導電部１２ａとのインピーダンスが低くなるため、電極放電部１１ａの面部分から、面放電のコロナ放電Ｃ３（プリフォームＰの内面の底部ｐ２の処理用の放電の一例）が発生する。すなわち、コロナ放電Ｃ２からコロナ放電Ｃ３にコロナ放電の態様が変化する。

面放電のコロナ放電Ｃ３により、プリフォームＰの内面の底部ｐ２が改質され始める。

なお、駆動部１４または駆動部１５は、プリフォームＰの開口方向を軸として、電極１１とプリフォームＰとを相対的に回転させながら、電極１１をプリフォームＰの内面の底部ｐ２に近づけてもよい。

さらに、電極放電部１１ａをプリフォームＰの内面の底部ｐ２に近づけると、図５Ｅに示すように、コロナ放電Ｃ３から放電Ｃ４（プリフォームＰの内面の底部ｐ２の処理用の放電の一例）にコロナ放電の態様が変化する。放電Ｃ４は、底部ｐ２の内面に沿った沿面放電である。電極放電部１１ａの面部分から放出したコロナ放電が、プリフォームＰの内面の底部ｐ２に沿って、底部ｐ２の内面全体に広がるような放電が発生する。放電Ｃ４により、底部ｐ２の内面全体が改質され易くなる。

次に、コロナ放電処理装置１０は、電極１１を抜く動作を開始する（ステップＳ５）。具体的には、制御部１６の制御により、電極１１の駆動部１４は、コロナ放電を発生している電極１１を抜く動作を開始する。電極１１を抜くにつれて、放電の態様が、放電Ｃ４からコロナ放電Ｃ３に代わり、さらに、コロナ放電Ｃ２に変化する。電極１１を抜く動作においても、プリフォームＰの内面が改質されて行く。なお、駆動部１４は、電極１１を回転させながら、電極１１を抜いてもよい。また、電圧の印加を止めて、電極１１を抜く動作が行われてもよい。

次に、コロナ放電処理装置１０は、電圧の印加を止める（ステップＳ６）。

具体的には、電極１１の位置が、図５Ａに示すような位置に来たとき、制御部１６の制御により、電源部１３が、電極１１への電圧の印加を止め、コロナ放電の発生を止める。

なお、プリフォームＰの開口部ｐ３の内径部分は、電極放電部１１ａの円周部分との距離が近く、改質され易いので、電極１１の位置が、図５Ｂに示すような位置に来たとき、電源部１３が、電極１１への電圧の印加を止めてもよい。

次に、コロナ放電処理装置１０は、プリフォームＰを外す（ステップＳ７）。

制御部１６の制御により、駆動部１４が、アース部１２に収納されているプリフォームＰを外すように、アース部１２を駆動する。コロナ放電処理装置１０の定位置から、保持部１７により保持されたプリフォームＰが外され、搬送装置が、プリフォームＰを次の工程の位置まで搬送する。

以上、本実施形態によれば、プリフォームＰの開口部ｐ３を通過させた電極１１を、プリフォームＰの内面の底部ｐ２まで近づけて、コロナ放電の態様を変化させて、プリフォームＰの底部ｐ２まで効率良く処理しているので、効率良くプリフォームＰの内部全体を改質できる。さらに、アルゴンのような特別な気体を供給する必要が無く、通常の大気中のコロナ放電であるので、コストの軽減を図ることができる。

また、プリフォームＰの内面の底部ｐ２に沿った放電Ｃ４が生じるまで、電極１１を、プリフォームＰの内面の底部ｐ２に更に近づける場合、底部ｐ２の内面全体が改質され易くなる。また、底部ｐ２がより短時間で、改質される。

また、プリフォームＰの外部の少なくとも一部に、接地された導電部１２ａ（導電体の一例）を有する場合、電極放電部１１ａから、プリフォームＰに向かう放電の指向性が向上して、プリフォームＰの内面を効率的に改質させることができる。

また、プリフォームＰと導電部１２ａとの間に絶縁部１２ｂ（絶縁体の一例）を有する場合、電極放電部１１ａからの放電が安定し、均質な改質がし易くなる。

また、絶縁部１２ｂ（絶縁体の一例）が、プリフォームＰの開口方向に導電部１２ａ（導電体の一例）より突出している場合は、プリフォームＰの開口部ｐ３の最上部からプリフォームＰの内面すべてに、電極１１からの安定した放電が確保されるので、適正な表面処理を行うことができる。

また、プリフォームＰの開口方向を軸として、電極１１とプリフォームＰとを相対的に回転させながら、電極１１をプリフォームＰの内面の底部ｐ２に近づける場合、均一性がより向上した表面処理を行うことができる。

以上のようなコロナ放電処理が施されることにより、プリフォームＰの内面はその濡れ性が向上するように改質される。具体的には、例えばコロナ放電処理前は水に対する接触角が大体８０度であったものが、大体７５度以下になるように改質される。

上記の如くコロナ放電処理により内面が改質処理されたプリフォームＰは、同様に改質処理成形された他の多数のプリフォームＰとともにコンテナ等に収納され保管された後、あるいは、直ちに次に述べるような殺菌処理に付される。

すなわち、図７（Ａ）に示すように、プリフォームＰが対プリフォーム予備加熱ステップに供され、ノズル２１からホットエアＨを供給されることによって予備殺菌温度まで予熱される。

次いで、プリフォームＰは、図７（Ｂ）に示すように、対プリフォーム過酸化水素供給ステップに供され、ノズル２２から過酸化水素水のミストＭ若しくはガスＧ又はこれらの混合物を吹き付けられることにより殺菌が行われる。

過酸化水素水のミストＭ若しくはガスＧ又はこれらの混合物は、例えば図１０に示す生成装置４６により作られる。過酸化水素水は過酸化水素を２０〜６０重量％含む水溶液であり、安定剤等の添加物を含む。過酸化水素の濃度は３５重量％が好適に用いられる。

この生成装置４６は、殺菌剤である過酸化水素の水溶液を霧状にして供給する二流体スプレーとしての過酸化水素水供給部４７と、この過酸化水素水供給部４７から供給された過酸化水素水の噴霧をその沸点以上、非分解温度以下に加熱して気化させる気化部４８とを備える。過酸化水素水供給部４７は、過酸化水素水供給路４７ａ及び圧縮空気供給路４７ｂからそれぞれ過酸化水素水と圧縮空気を導入して過酸化水素水を気化部４８内に噴霧するようになっている。気化部４８は内外壁間にヒータ４８ａを挟み込んだパイプであり、パイプ内に吹き込まれた過酸化水素水の噴霧を加熱し気化させる。気化した過酸化水素水のガスＧはノズル４５から、プリフォームＰの開口部ｐ３の開口に向かってミストＭ若しくはガスＧ又はこれらの混合物の状態で噴出する。

ノズル２２から噴出したミストＭ若しくはガスＧ又はこれらの混合物は、図７（Ｂ）に示すように、プリフォームＰ内に開口部ｐ３から入るとともにプリフォームＰの外部を伝って流れ落ちる。

これにより、プリフォームＰの表面に付着した微生物は開口部ｐ３の内表面に付着したものを除いてほとんどの微生物が殺菌される。

殺菌されたプリフォームＰは、図７（Ｃ）に示すように、対プリフォーム加熱ステップに供され、ヒータ２３によって成形温度まで加熱される。この加熱により、プリフォームＰに付着した過酸化水素は上記予備加熱と相まってさらに活性化され、殺菌効果がさらに向上する。加熱ステップに供される前に常温又は加熱エアを過酸化水素水付着部に吹き付けて、付着した過酸化水素水を除去したり、殺菌効果を高めたりすることもできる。

所定温度まで加熱されたプリフォームＰは、図８（Ｄ）に示すように、金型２４内でボトルＢ（図８（Ｅ）参照）にブロー成形される。図８（Ｄ）中、符号９は延伸ロッドを示す。プリフォームＰの開口部ｐ３及びサポートリングｐ４はボトル２においてもそのままの形状で引き継がれるが、プリフォームＰの胴部ｐ１及び底部ｐ２は、ブロー成形に伴いボトルＢの胴部ｂ１及び底部ｂ２へと薄肉状に展延する。

このブロー成形の後、ボトル２が金型２４外に取り出され、同様に成形された他の多数のボトル２とともにコンテナ等に収納され保管され、あるいは、直ちに殺菌処理の工程に付される。又は、殺菌処理をせずに成形機に連結した充填装置により無菌状態を維持したまま殺菌された内容物を充填し、殺菌されたキャップにより密封することもできる。

なお、ボトルＢの開口部とサポートリングはプリフォームＰの開口部ｐ３とサポートリングｐ４と形状等に違いがないので、同じ符号を用いて示す。

ブロー成形されたボトルＢは、その後、図８（Ｅ）に示すように、対容器予備加熱ステップに供され、ボトルＢの開口部ｐ３からボトルＢの内部へノズル４３が挿入される。このノズル４３から熱風がボトルＢの内部へ送り込まれる。

ボトルＢがブロー成形された直後に次の殺菌工程に送られる場合は、ボトルＢにプリフォームＰの加熱時の熱が残っているので、対容器予備加熱ステップは省略可能である。

この予備加熱では、ボトルＢの開口部ｐ３の外側面に正対するようにノズル４４，４４が設置され、それらのノズル４４，４４から熱風が開口部ｐ３に吹き付けられて開口部ｐ３がさらに加熱される。これは、開口部ｐ３がサポートリングｐ４を含め比較的厚肉であり、ノズル４３からの熱風のみでは開口部ｐ３やサポートリングｐ４が十分に加熱されないおそれがあるためである。

ノズル４３をボトルＢ内に挿入するのは、熱風をボトルＢ内に確実に送り込むためである。ノズル４３の挿入量は熱風の流量、開口部ｐ３の口径等に応じて適宜変更してよいが、図８（Ａ）に示すようにボトルＢの開口部ｐ３と胴部ｂ１との間に設けられたボトル径の遷移領域にノズル４３の先端を位置させるとよい。遷移領域は、開口部ｐ３の下端からボトル径が最大径の例えば７０％まで拡大する範囲として定義できる。予備加熱は、ボトルＢの内面が４０°Ｃ以上となるように行うことが望ましい。

なお、上記対容器予備加熱は必要に応じて行われるものであって、省略することも可能である。

予備加熱されたボトルＢは、対容器過酸化水素供給ステップへと搬送される。

過酸化水素供給ステップでは、図８（Ｆ）に示すように、過酸化水素水のミストＭ若しくはガスＧ又はこれらの混合物がノズル４５からボトルＢの内部へと供給される。

過酸化水素水のミストＭ若しくはガスＧ又はこれらの混合物は上述した生成装置４６と同様な装置によって生成される。

ノズル４５から噴出したミストＭ若しくはガスＧ又はこれらの混合物は、図８（Ｆ）に示すように、開口部ｐ３からボトルＢの中に入るとともにボトルＢの外面を伝って流れて行く。

これにより、微細な過酸化水素水のミストＭがボトルＢの内外面に付着する。上述したように、ボトルＢの内面はプリフォームＰの段階でコロナ放電処理により改質されていることから、殊にミストＭがボトルＢの内面に付着したときは、ボトルＢの内面の全面にわたり過酸化水素水が薄い均一な被膜となって広がる。これにより、殺菌ムラが防止され、殺菌効果が向上する。

ボトルＢが上記予備加熱によって加熱されている場合は、ボトルＢの内面はもちろんのこと外面も過酸化水素によって効果的に殺菌される。

なお、容量５００ｍＬのボトル１本に対する過酸化水素水ミストの付着量は、３５重量％過酸化水素溶液に換算して５μＬ〜１００μＬの範囲が好ましい。すなわち、過酸化水素を３５重量％含んだ過酸化水素溶液を５μＬ〜１００μＬの範囲でボトル内に供給したときと同等の過酸化水素がボトルＢ内に付着するようにミストＭの量を設定することが好ましい。ミストＭの吹き込み時間はボトル１本に対して０．１秒〜１秒の範囲が好ましい。

なお、図８（Ｂ）に示すように、必要に応じてノズル４５の下方にはボトルＢを通過させるトンネル４９が設けられる。過酸化水素水のミストＭがトンネル４９内に充満することから、ボトルＢの外面に過酸化水素水のミストＭが付着しやすくなり、それだけボトルＢの外面の殺菌効果が向上する。

次に、ボトルＢは、図８（Ｇ１）に示すように、エアリンスステップに付される。

エアリンスステップでは、無菌エアＮがノズル５０からボトルＢ内に吹き込まれることによって行われ、この無菌エアＮの流れによってボトルＢ内から過酸化水素、異物等が除去される。

無菌エアＮは加熱したホットエアであるのが望ましいが、常温であってもよい。ホットエアが送り込まれる場合は、ボトルＢが内面から加熱され、過酸化水素水のミストＭによる殺菌効果が高められるとともに、過酸化水素のボトルＢへの浸透が抑制されて過酸化水素がボトルＢの内面に浮かび易くなる。さらに、ボトルＢの内部に漂っているミストがホットエアによりボトルＢ外へ排出される。この時点では、ボトルＢの内面に付着した過酸化水素水のミストＭにより既に殺菌が十分に行われているので、ボトルＢの内部空間に漂っているミストＭを排出しても殺菌効果は損なわれず、むしろ余分なミストＭを早期に排出することにより、ボトルＢの内面への過酸化水素の過剰な浸透を抑えることができる。

ボトルＢは、エアリンスステップに移行する前に、その内部に過酸化水素水のミストＭが導入された状態で所定時間保持されるのが殺菌効果を高めるうえで望ましい。しかし、上述したようにボトルＢの内面はコロナ放電処理により改質され、過酸化水素水の被膜が速やかにムラなく均一に付着する。そのため、過酸化水素の導入後に速やかにエアリンスステップに移行することができる。従って、殺菌処理の迅速化が達成可能である。また、エアの温度を低めにしてボトルＢの熱による変形を回避することが可能である。

なお、図８（Ｃ１）のボトルＢを正立状態にして行うエアリンス方法に代えて、図９（Ｇ２）のごときボトルＢを倒立状態にして行うエアリンス方法を採用してもよい。図９（Ｇ２）の方法を採用し、ボトルＢを倒立状態にして下向きになった開口部ｐ３から無菌エアＮをボトルＢ内に吹き込むようにすることで、ボトルＢ内の異物等を開口部ｐ３からボトルＢ外に落下させやすくすることができる。あるいは、図８（Ｇ１）のエアリンス工程に続いて図９（Ｇ２）の工程を、無菌エアＮを吹き込むことなく行うようにしてもよい。

また、エアリンスステップでは、ノズル５０がボトルＢの外に配置された状態で吹き込まれているが、ボトルＢの内部にノズル５０を挿入して無菌エアＮをボトルＢ内に吹き込むようにしてもよい。ノズル５０は予備加熱ステップと同じくボトル径の遷移領域まで挿入することが望ましい。

エアリンス後、図９（Ｈ）に示すように、ボトルＢは水リンスステップへと送られる。

水リンスステップでは、ボトルＢは反転状態にされ、ボトルＢの内部にノズル５１が挿入され、このノズル５１から加熱された無菌の温水Ｗが洗浄液として送り込まれる。この無菌水は常温であってもよい。温水ＷがボトルＢ内に吹き込まれることにより、ボトルＢの内面に付着した過酸化水素がボトルＢの外に洗い流される。また、異物も除去される。ノズル５１は予備加熱ステップやエアリンスステップと同様にボトルＢの内部の遷移領域と重なる位置まで挿入することが望ましい。

なお、上述したように、ボトルＢの内面はプリフォームＰの段階でコロナ放電処理されている結果、少量の過酸化水素水がムラのない薄い被膜となってボトルＢの内面に付着している。そのため、上記エアリンスステップのみで残留過酸化水素の除去は十分可能である。このような場合は、上記水リンスステップは省略することができる。

また、プリフォームＰの段階で殺菌処理されていることから、図８（Ｅ）から図９（Ｈ）に至るステップは省略することも可能である。

上記所定の殺菌処理が施された後、図９（Ｉ）に示すように、ノズル５２から飲料ａがボトルＢの内部に充填される。飲料ａは予め殺菌処理されている。

飲料ａが充填されたボトルＢは、図９（Ｊ）に示すように、キャップＣがボトルＢの開口部ｐ３にねじ込まれることにより密封される。キャップＣは予め殺菌処理されている。

なお、図示しないが、プリフォームＰが上記対プリフォーム予備加熱ステップ（図７（Ａ））からボトルＢの成形を経て上記密封ステップ（図９（Ｊ））に至る経路にはプリフォームＰやボトルＢを搬送するためのホイール列等からなる搬送手段が設けられる。また、少なくとも上記のプリフォームＰに対する過酸化水素水供給ステップ（図７（Ｂ））からボトルＢの密封ステップ（図９（Ｊ））に至る経路は無菌チャンバーで覆われている。これにより、内容物の充填が無菌的に、かつ、自動的に行われる。

＜実施の形態２＞
この実施の形態２では、実施の形態１における導電体とは異なる構造の導電体がコロナ放電処理に用いられる。

図６に示すように、アース部４２（接地された導電体の一例）は、絶縁部が無くて、アースされた導電体のみにより構成される。

この場合、プリフォームＰが導電体のアース部４２に接触しないように、プリフォームＰがセットされる。また、プリフォームＰの開口部ｐ３が、アース部４２の開口部から、多少突出している。

本発明は、以上のように構成されるが、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１０：コロナ放電処理装置
１１：電極
１１ａ：電極放電部
１２、４２：アース部（接地された導電体の一例）
１２ａ：導電部（接地された導電体の一例）
１２ｂ：絶縁部
１３：電源部
１４、１５：駆動部（駆動手段）
１６：制御部
Ｂ：ボトル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：コロナ放電
Ｃ４：放電
Ｐ：プリフォーム
ｐ１：胴部
ｐ２：底部
ｐ３：開口部
ｐ４：サポートリング

Claims (8)

1. ポリエチレンテレフタレートを主体とする材料からなるプリフォームの開口部を通過可能な電極に、コロナ放電が発生する電圧を印加する電圧印加ステップと、上記電圧が印加された電極を上記開口部から上記プリフォーム内に挿入する挿入ステップと、上記電極からのコロナ放電の態様が変化するまで、上記電極を上記プリフォームの底部に近づけて底部内面を処理する底部処理ステップとを含むコロナ放電処理を上記プリフォームの内面に対して行った後、過酸化水素水のミスト若しくはガス又はこれらの混合物を上記プリフォームに吹き付ける過酸化水素供給ステップを含む殺菌処理を上記プリフォームに対して行うことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
2. 請求項１に記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームの外部の少なくとも一部に、接地された導電体を設けてコロナ放電処理を行うようにしたことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
3. 請求項２に記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームと導電体との間に絶縁体を設けてコロナ放電処理を行うようにしたことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
4. 請求項３に記載のプリフォームの殺菌方法において、絶縁体をプリフォームの開口部方向に導電体より突出させてコロナ放電処理を行うようにしたことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームの開口部方向の中心軸の回りで電極とプリフォームとを相対的に回転させながら、電極をプリフォームの底部内面に近づけてコロナ放電処理を行うようにしたことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォームの表面の水に対する接触角が７５度以下になるようにコロナ放電処理を行うことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、プリフォーム内に熱風を吹き込むとともに、プリフォームの厚肉部分にプリフォーム外から熱風を吹き付けることによりプリフォームを予備加熱したうえで、過酸化水素水のミスト若しくはガス又はこれらの混合物を上記プリフォームに吹き付けることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のプリフォームの殺菌方法において、過酸化水素水のミスト若しくはガス又はこれらの混合物は、過酸化水素水と無菌エアとを二流体ノズルから気化器内に噴射することにより生成することを特徴とするプリフォームの殺菌方法。

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