JP3910398B2

JP3910398B2 - 充填包装装置

Info

Publication number: JP3910398B2
Application number: JP2001314921A
Authority: JP
Inventors: 亮林; 憲二遠藤; 直宏黒田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: JP2003118709A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、めんつゆ、各種たれ、ソース等の内容物をフィルムからなる袋体内に無菌充填するための充填包装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
めんつゆや各種たれ、ソース等の内容物をフィルム製の袋に充填する装置として、袋の素材のフィルムを走行させつつこれを略半分に折り、合わせ面をシールして袋体を形成し、この袋体をシールしながら内容物を袋体内に充填する方式の充填包装装置が実用化されている。この種の充填包装装置は、生産性の向上を図るために高速作業化が図られており、その充填速度は、フィルムの走行速度にして１０ｍ／ｍｉｎ〜２０ｍ／ｍｉｎ以上にまで達している。一方、充填される内容物は、高温短時間殺菌がされた後、８０°Ｃ程度の高温で袋体内に充填されている。この内容物の熱により袋体自身も殺菌され、ホットパック充填が実現される。
【０００３】
しかし、内容物を高温で加熱すると味が変化したり、充填後の冷却用に大規模な設備が必要となる等の不都合があり、内容物を常温で無菌充填するニーズがある。塩分の少ない低酸性、低塩分の内容物については高温充填しても日持ちがしない場合があり、この面からも無菌充填に対するニーズがあった。
【０００４】
従来、無菌充填を実現する充填包装装置においてフィルムを殺菌する方法としては、フィルムを過酸化水素槽に浸漬し、その後フィルムから過酸化水素液滴を除去するとともにこのフィルムを乾燥ドラムに巻き付けて乾燥させ、殺菌処理を行うもの（例えば特開平６−９９９４９号公報、特開平６−９９９５０号公報）、また、過酸化水素ガスをフィルム面に導入して過酸化水素をフィルム面に凝結させ、その後過酸化水素を乾燥させることで殺菌処理を行うもの（例えば特公昭６１−９１６３号公報）などがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のフィルム殺菌方法では、フィルム殺菌作業に数十秒単位の時間を要している。このため、高速充填を実現しようとすれば、フィルムの浸漬、乾燥作業を行うゾーンが巨大化し、充填包装装置の大規模化を招く。
【０００６】
本発明の目的は、内容物を高温に加熱しなくても無菌充填を高速で行うことができる充填包装装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、走行するフィルム（１０）を袋状に成形しつつその成形途中の袋体の内部に内容物を充填し、充填後の袋体をシールして袋詰め製品を製造する充填処理部（３０）を備えた充填包装装置（１）において、前記充填処理部よりも前記フィルムの走行方向上流側には、前記フィルムを予備加熱する予備加熱部（１６）と、殺菌剤を気化させた後に凝縮させて生成したミストを、予備加熱された前記フィルムと接触させるミスト供給部（１８）と、前記ミストと接触した前記フィルムを乾燥させる乾燥処理部（２６）と、が設けられ、装置の内部には、無菌化されたエアの導入によって陽圧状態に保持可能な無菌領域（４）と、その無菌領域と隔壁（２４）を介して区分されかつ前記フィルムが通過可能な開口（２５）を介して前記無菌領域と通じているフィルム殺菌領域（３）とが設けられ、前記充填処理部及び前記乾燥処理部が前記無菌領域に配置され、前記予備加熱部及び前記ミスト供給部が前記フィルム殺菌領域に配置され、前記装置は、前記フィルムの供給源（１１）が設置可能であり、前記フィルム殺菌領域とは前記フィルムが通過可能な開口（１４）を介して通じているフィルム供給領域（２）をさらに具備し、前記フィルム殺菌領域からエアを吸引して前記フィルム殺菌領域の圧力を前記フィルム供給領域の圧力よりも低下させる手段（２２）が前記フィルム殺菌領域に設けられ、前記予備加熱部には、前記フィルム殺菌領域と同一領域内でかつ前記ミスト供給部よりも前記走行方向上流側にて走行中のフィルムと接触してこれに直接熱を伝達する手段としての熱板（１７ａ）とその熱板を加熱する電気的な発熱源（１７ｂ）とを有する熱板ヒータ（１７）が設けられることにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
殺菌剤のミストは、過酸化水素水等を用いた殺菌剤の滴を一旦気化した後に凝集させて生成されるので、殺菌成分の濃度が高く、効率よく殺菌を行える。従って、高速走行しているフィルムとミストとを短時間接触させただけでも十分な殺菌が行える。ミストの導入後、フィルムを乾燥処理することにより殺菌効果がさらに向上する。ミストとの接触に先立ってフィルムを予備加熱することにより、ミストを接触させた当初から高い殺菌効果を発揮させることができ、短時間で効率よく殺菌を行える。これらの結果として、フィルムを高速で走行させながらその殺菌と内容物の充填とを連続して行うことが可能となる。なお、本発明のミスト供給部は、フィルムとの接触前に殺菌剤を十分に凝縮させるものの他、フィルムとの接触とほぼ同時的に殺菌剤を凝縮させるものも含む。
【００１１】
また、本発明の充填包装装置においては、充填作業に先立って殺菌領域を滅菌処理した後、そこに無菌化されたエアを導入して無菌領域を陽圧に維持すれば、その無菌領域からの排気の少なくとも一部がフィルム殺菌領域に流れ、そのフィルム殺菌領域から無菌領域へのミストの混入が防がれる。フィルム殺菌領域には殺菌前のフィルムが供給される一方で、殺菌剤のミストが供給されている。従って、フィルム殺菌領域は、無菌領域と比較すれば殺菌状態が劣るが、装置外と比較すれば十分に清浄な状態に保たれる。この結果、フィルム殺菌領域が無菌領域の殺菌状態を維持するためのいわばバッファ領域となり、その無菌領域にて行われる充填包装作業の信頼性は極めて高いものとなる。乾燥処理部が無菌領域に配置されているので、フィルム殺菌領域から無菌領域へは、未乾燥でミストが付着した状態のフィルムが導入される。従って、無菌領域に導入されるフィルムの滅菌状態は極めて高く、菌がフィルムに載って無菌領域へ導入されるおそれもない。さらに、フィルム殺菌領域が常圧よりも陰圧化されるので、フィルム供給領域から開口を介してフィルム殺菌領域へエアが流れる。このため、フィルム殺菌領域からフィルム供給領域へ殺菌剤のミストが漏れ出るおそれがなく、フィルム供給領域における作業環境を良好に保つことができる。さらにまた、本発明によれば、熱板をフィルムに接触させて予備加熱を行う場合には、発熱源からフィルムに至る間の熱損失が減少して熱効率が高まるとともに、フィルムの予備加熱温度を容易かつ高精度に制御することができる。また、熱板の温度をフィルムの目標加熱温度に対して極端に高温に設定する必要がなくなるので、フィルムが仮に停止してフィルムの同一箇所が熱板と長時間接触するような状況が発生しても、フィルムが過剰に加熱されてフィルムが溶融したりその機械適性の劣化が生じるおそれがない。なお、熱板ヒータの熱板はフィルムと所定長さに亘って接触するものであればよく、その形状は平板状に限定されることなく、湾曲したものでもよい。
【００１２】
前記フィルム殺菌領域には、前記ミスト供給部にて供給されたミストを吸引して装置外へ排出する排気部（２２）が設けられてもよい。これにより、フィルムと接触した後のミストを漸次装置外へ排出することができる。従って、フィルム殺菌領域にいつまでもミストが残留することがない。
【００１５】
前記乾燥処理部には、前記フィルムに対して温風を吹き付けるためのノズル（２７）が設けられ、前記無菌領域に導入される無菌化されたエアが加熱されて前記ノズルに供給されてもよい。この場合には、無菌領域の無菌状態を維持するために供給される無菌エアを利用してフィルムを乾燥させることができる。
【００１６】
前記乾燥処理部には、前記温風が吹き付けられたフィルムに対して常温以下の冷風を吹き付けるノズル（２８）が設けられ、そのノズルには前記無菌領域に導入される無菌化されたエアが供給されてもよい。この場合には、常温以下の冷風を吹き付けることにより、温風によるフィルムの乾燥を補完することができる。温風によって加熱されたフィルムを冷却してその物性（例えばすべり性やカール性）の変化を抑えることができる。
【００１７】
前記充填処理部におけるフィルムの走行方向が下向きに設定され、その充填処理部の上方へフィルムを引き上げる経路に沿って前記予備加熱部、前記ミスト供給部及び乾燥処理部が配置され、かつ前記フィルム供給領域が前記フィルム殺菌領域の下方に配置されてもよい。充填処理部においては、成形途中の袋体に流体を充填する関係から、フィルムを上から下へ走行させることが必要不可欠であり、そのためにはフィルムを充填処理部の上方へと引き上げる必要が生じる。そのフィルムを引き上げる経路の途中に予備加熱部等を配置すれば、各部の設置スペースが水平方向に拡大せず、装置の設置スペースを削減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態の充填包装装置の概略を示す図である。図１において、充填包装装置１は、原反供給領域２と、フィルム殺菌領域３と、無菌領域４と、製品排出領域５とに区分されている。原反供給領域２は装置１の下部に配置され、フィルム殺菌領域３はその領域２の上方に配置される。無菌領域４は装置１の上部を占め、その一部は装置１の下部に向かって延びている。そして、製品排出領域５は装置１の下部に原反供給領域２と隣り合わせて配置されている。
【００２０】
原反供給領域２には、包材の素材であるフィルム１０をロール状に巻回してなるフィルムロール１１が装備される。フィルムロール１１から引き出されたフィルム１０はローラ１２…１２によって順次案内されつつフィルム殺菌領域３に引き込まれる。原反供給領域２とフィルム殺菌領域３とは隔壁１３によって区分される。隔壁１３には、フィルム１０を通すための開口１４と、その開口１４を開閉するシャッタ１５とが設けられる。
【００２１】
フィルム殺菌領域３に導入されたフィルム１０はほぼ鉛直上向きに走行して予備加熱部１６、ミスト供給部１８及び排気部２２を順に通過する。図２（ａ）にも示すように、予備加熱部１６には、フィルム１０のいずれか一方の面に接触してこれを加熱する熱板ヒータ１７が設けられている。なお、図２（ａ）においては、便宜上、フィルム１０を図の右側から左側に走行するものとして描いている。
【００２２】
熱板ヒータ１７は、フィルム１０と接触してこれに直接熱を伝達する手段としての熱板１７ａと、その熱板１７ａを加熱する電気的な発熱源１７ｂとを有している。熱板１７ａは、熱伝導率の高い素材、一例としてアルミニウムにより形成されている。熱板１７ａは、フィルム１０に対してその幅方向（図２（ａ）の紙面と直交する方向）の全長に亘って接触する。熱板１７ａの表面の粗さは、フィルム１０の表面を傷つけない程度のものでよく、特段の研磨加工等を必要としない。但し、フィルム１０の走行方向に関する熱板１７ａの両端部には適度なアール（丸み）を付けることが望ましい。
【００２３】
熱板１７ａの加熱温度は、フィルム１０の表面温度が３５°Ｃ以上になるように、好ましくは６０°Ｃ程度まで加熱されるように設定される。フィルム１０の表面温度が低い場合には、過酸化水素のミストを接触させても十分な殺菌効果が得られないおそれがあり、その一方、フィルム１０の表面温度が高いと、フィルム１０が軟化して熱板１７ａに対するすべり性が低下する等、フィルム１０の機械適性が劣化するおそれがある。なお、ここでいう機械適性とは、フィルムが本発明に係る充填包装装置に好適に使用できるか否かに関する適性を意味し、機械適性の劣化は、そのフィルムが充填包装装置の使用に適さない状態となることを意味する。
【００２４】
熱板ヒータ１７とフィルム１０との接触長さは、フィルム１０を十分に予備加熱できるだけの長さに設定され、一例として、フィルム１０の走行速度が２０ｍ／ｍｉｎであれば２００ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２５】
このようにフィルム１０を熱板ヒータ１７と直接接触させて予備加熱した場合には、予備加熱するための熱源からフィルム１０に至るまでの熱損失を抑えて熱効率を高めることができ、加熱温度の管理も容易となる。また、熱板１７ａの温度をフィルム１０の目標加熱温度に対して極端に高く設定する必要がないので、フィルム１０が何らかの原因で停止してフィルム１０の同一箇所が熱板１７ａと長時間接触する状況となっても、フィルム１０が過剰に熱せられて溶融したり、フィルム１０の機械適性が変化するおそれがない。
【００２７】
予備加熱されたフィルム１０は、熱板ヒータ１７のフィルム走行方向下流側に設けられたミスト供給部１８に導かれる。ミスト供給部１８では、フィルム１０を両面側から挟むように配置された一対のノズル２０，２０から殺菌剤としての過酸化水素水のミストがフィルム１０の両面と接触するように供給される。
【００２８】
図３に示すように、各ノズル２０は導管２１を介してミスト発生装置１９と接続される。また、ノズル２０の先端には幅方向に沿ってスリット状の開口２０ａが形成され、その開口２０ａの長さはフィルム１０の幅よりも大きく設定されている。
【００２９】
図４に示すように、ミスト発生装置１９は、殺菌剤としての過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）の水溶液を滴状にして供給する殺菌剤供給部４０と、この殺菌剤供給部４０から供給された過酸化水素の水溶液をその沸点以上に加熱して気化させる気化部４１とを備える。殺菌剤供給部４０には二流体スプレー４１ａが設けられる。二流体スプレー４１ａには殺菌剤供給口４１ｂ及び圧縮エア供給口４１ｃが設けられ、それら供給口４１ｂ、４１ｃは図示しない過酸化水素供給源又は噴霧用圧縮エア供給源にそれぞれ接続されている。
【００３０】
供給口４１ｂ、４１ｃから供給される過酸化水素の水溶液と圧縮エアとが二流体スプレー４１ａの内部で混ざり合うことにより、そのスプレー４１ａとエクステンションパイプ４１ｅを介して接続されたノズル４１ｄから気化部４１の気化管４３内に過酸化水素の水溶液がスプレーされる。気化管４３は例えばアスベストリボンからなる外筒４３ａと、気化管４３の内壁を形成するサニタリパイプからなる内筒４３ｂと、外筒４３ａ及び内筒４３ｂとの間に設けられた加熱手段としてのヒータ４３ｃとを有している。気化管４３の下端の吐出口４３ｄに上述した導管２１が接続される。
【００３１】
気化管４３の内部に供給された滴状の過酸化水素はヒータ４３ｃの熱で気化される。気化された過酸化水素は、導管２１及びノズル２０を経てフィルム１０の表面近傍に導かれるまでの間の温度降下により凝集する。これにより、二流体スプレー４１ａにて生成される過酸化水素の滴よりも微細な過酸化水素のミストが生成される。図２（ａ）に示したように、ノズル２０は、その先端開口２０ａ（図３参照）からのミストの噴出方向がフィルム１０に対してほぼ直交するように配置されている。
【００３２】
熱板ヒータ１７とノズル２０との距離は、熱板ヒータ１７にて加熱されたフィルム１０の温度が低下しない程度の距離に設定することが望ましい。例えば、フィルム１０の走行速度が２０ｍ／ｍｉｎであれば、熱板ヒータ１７の熱板１７ａの終端部から１００ｍｍ以内の距離にノズル２０を設けることが好ましい。ノズル２０とフィルム１０の表面との間隔は、過酸化水素のミストによる殺菌効果が十分得られるような距離に設定し、一例として、１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。
【００３３】
気化管４３に対する過酸化水素の供給量は、フィルム１０の走行速度、殺菌効果及び残留過酸化水素量に応じて設定される。一例として、フィルム１０の走行速度が２７．５ｍ／ｍｉｎである場合、３５重量％過酸化水素溶液に換算して５ｇ／ｍｉｎ〜１０ｇ／ｍｉｎの範囲に設定することが好ましい。すなわち、過酸化水素を３５重量％含んだ過酸化水素溶液を５ｇ／ｍｉｎ〜１０ｇ／ｍｉｎの範囲でフィルム１０の表面に供給したときと同等の過酸化水素がフィルム１０の表面に付着するように過酸化水素の量を設定することが好ましい。生成されるミスト中に含まれる過酸化水素の濃度は３５重量％以上が望ましい。殺菌剤は過酸化水素に限らず、殺菌作用を有する各種の薬液を使用できる。
【００３４】
気化管４３の温度は、過酸化水素が効率よく気化する温度に設定する。一例として２００°Ｃ〜２２０°Ｃの範囲が好ましい。ノズル２０の先端開口２０ａにおける温度は、過酸化水素がこのノズル２０で結露しない温度に設定することが望ましく、一例として１２０°Ｃ〜１６０°Ｃの範囲が好適に使用される。１２０°Ｃに満たないと、過酸化水素がノズル２０の開口２０ａの付近で結露し、過酸化水素の滴がフィルム１０表面に落下するおそれがある。一方、ノズル２０の温度が１６０°Ｃを越えると過酸化水素が凝縮せず、十分な殺菌効果が得られないおそれがある。二流体スプレー４１ａの圧縮エア供給口４１ｃに供給されるエア圧は、０．５×１０^５Ｐａ〜４．０×１０^５Ｐａの範囲が好ましく、さらには０．５×１０^５Ｐａ〜１．０×１０^５Ｐａの範囲がより好ましい。
【００３５】
図１及び図２（ａ）に示すように、排気部２２には、フィルム１０を挟むようにして一対の排気ダクト２３，２３が設けられる。各排気ダクト２３は不図示の排気ブロワーと接続される。各排気ダクト２３のフィルム１０と対向する面には、フィルム１０の幅方向の全長に亘って延びるスリット状の開口２３ａ（図２（ａ））が設けられている。排気ダクト２３はノズル２０に対してフィルム１０の走行方向に関する下流側に隣接して配置されている。フィルム１０の走行中には、排気ダクト２３の開口２３ａからエアが吸引されて装置１の外部へ排気される。このような排気ダクト２３によれば、フィルム１０に接触したミストを排出して、フィルム殺菌領域３における余分なミストの残留を防止することができる。また、フィルム１０の表面近傍に漂っているミストをフィルム１０の表面近傍から強制的に排気することにより、フィルム１０への過酸化水素の過剰な浸透を抑え、フィルム１０への過酸化水素の残留濃度を低下できる利点が生じる。
【００３６】
図１及び図２（ａ）に示したように、フィルム殺菌領域３と無菌領域４とは隔壁２４で区分されている。排気部２２を通過したフィルム１０はその隔壁２４に形成されたスリット２５を介して無菌領域４の乾燥処理部２６に導かれる。乾燥処理部２６には、フィルム１０を挟むように配置された一対の温風ノズル２７，２７と、それらの温風ノズル２７よりもフィルム１０の走行方向下流側にてフィルム１０を挟むように設けられた冷風ノズル２８，２８とを備えている。温風ノズル２７及び冷風ノズル２８は、フィルム１０と対向する先端部にフィルム１０とほぼ等しい幅のスリット状の開口２７ａ、２８ａ（図２（ａ））を有している。
【００３７】
各温風ノズル２７からは、フィルム１０に付着している殺菌剤を気化させるための温風がフィルム１０に向かって噴出する。温風を吹き付けることによりフィルム１０は加熱され、殺菌剤ミストによる殺菌効果が高まる。
【００３８】
各冷風ノズル２８からは常温のエアが噴出する。なお、ここにいう冷風とは、温風との対比において低温のエアを意味し、常温又はそれよりも幾らか低い温度のいずれも冷風の概念に含まれる。冷風ノズル２８からのエアの吹き付けによりフィルム１０の乾燥が補完されるとともに、温風ノズル２７からの温風によって加熱されたフィルム１０が冷却されて、そのすべり性やカール性等の物性の低下が防止される。温風ノズル２７及び冷風ノズル２８は、それらの先端からの温風又は冷風の噴出方向がフィルム１０に対してほぼ直交するように配置されている。
【００３９】
温風ノズル２７は、ミスト供給部１８における過酸化水素のミストによる殺菌効果を十分発揮できる程度の距離に設けられる。一例として、フィルム１０の走行速度が２０ｍ／ｍｉｎであればミスト供給部１８のノズル２０から１５０ｍｍ以上離れた距離に温風ノズル２７を設けることが好ましい。すなわち、ノズル２０とノズル２７との間の距離が、過酸化水素のミストによるフィルム１０表面の殺菌効果を十分発揮させるための所定時間となる。
【００４０】
温風ノズル２７から供給する温風の風量は、温風による加熱効果及びミスト排出効果が十分に得られるように設定され、一例として、フィルム１０の走行速度が２０ｍ／ｍｉｎであればフィルム１０の片面につき０．２ｍ^３／ｍｉｎ程度であることが好ましい。また、フィルム１０に吹き付ける温風の温度は４０°Ｃ〜６０°Ｃの範囲であることが好ましい。４０°Ｃに満たないとフィルム１０の乾燥を十分に行うことができないおそれがあり、６０°Ｃを越えるとフィルム１０の軟化に伴うすべり性の低下等が生じて機械適性が劣化するおそれがある。
【００４１】
図１に示すように、乾燥処理部２６を通過したフィルム１０は、その後、ローラ２９…２９により適宜案内されつつ無菌領域４内の充填処理部３０に導かれる。充填処理部３０に導かれたフィルム１０は、ローラ３１によりその走行方向が下方向に変更される。その後、フィルム１０はフォーマー３２にてその走行方向に沿った両側縁を互いに重ね合わせるように折り込まれる。折り込まれたフィルム１０は一対の縦シール用ローラ３３（図１では手前側のみ図示されている）の間を通過する。その際に、縦シール用ローラ３３によりフィルム１０の両側縁の重複部分が加熱溶着され、それによりフィルム１０が筒状に形成される。その後、フィルム１０は、２組の横シール用ローラ３４、３５により走行方向に関して一定の間隔で加熱溶着されて横方向（幅方向）にシールされる。フィルム１０の一箇所に横方向のシールが行われると、そのシール部分の上方に形成されているフィルム１０の筒状体の内部には供給管３６から各種の内容物が所定量だけ充填される。その内容物が充填された領域よりもさらに上側にてフィルム１０が再び横方向にシールされることにより、内容物が充填された一つの袋体が形成される。充填処理部３０ではこうした処理がフィルム１０の走行に連動して繰り返されることにより、各種の液体が充填された袋体がフィルム１０の走行方向に連なった状態で製造される。
【００４２】
その後、各袋体にはノッチ（切れ目）が適宜に形成され、さらに、横方向シール部にミシン目が入れられるか、又は横方向シール部がカットされて袋体が相互に分離される。こうして製造された袋詰め製品が製品排出領域５に排出される。なお、上記の充填処理部３０には公知の種々の構成を適用することができる。無菌領域４と製品排出領域５との間には、無菌領域４を閉じることができるようにシャッタ３９が設けられることが望ましい。
【００４３】
以上の充填包装装置１において、無菌領域４及びフィルム殺菌領域３には、充填作業が行われる前に滅菌処理が施される。その滅菌処理時には、原反供給領域２とフィルム殺菌領域３との間のシャッタ１５と、無菌領域４と製品排出領域５との間のシャッタ３９はいずれも閉じられる。これにより、装置１の内部が密閉される。充填作業が行われるときはシャッタ１５，３９が必要最小限だけ開かれるとともに、無菌領域４には無菌エア供給装置３７から配管３７ａを介して陽圧の無菌エアが常時供給される。これにより、無菌領域４が陽圧に保持されてその滅菌状態が維持される。無菌エア供給装置３７には、例えば外部から取り込んだエアをＨＥＰＡフィルタで濾過して供給する周知の装置を使用することができる。なお、乾燥処理部２６は無菌領域４に設けられているので、それらのノズル２７，２８から吹き出すエアも当然に無菌化されている必要がある。そこで、無菌エア供給装置３７から供給されるエアをヒータ３８にて加熱して温風ノズル２７に導く一方で、冷風ノズル２８には無菌エア供給装置３７から供給されるエアを加熱せずにそのまま導くことが望ましい。
【００４４】
充填包装作業を行う場合においては、フィルム１０をフィルム殺菌領域３から無菌領域４へと導く必要から、フィルム殺菌領域３と無菌領域４とを完全に遮断することはできず、両領域３，４はフィルム１０を通すためのスリット２５を介して互いに連通する。従って、陽圧に維持された無菌領域４内のエアの一部は、そのスリット２５を介してフィルム殺菌領域３に排出される。フィルム殺菌領域３には、殺菌前のフィルム１０が導入される一方で、ミスト供給部１８において殺菌剤のミストが絶えず供給されている。そのため、フィルム殺菌領域３は、無菌領域４と比較すればその殺菌性は十分ではないが、原反供給領域２と比較すれば十分に清浄に保たれた領域となる。従って、無菌領域４からみて、フィルム殺菌領域３は、無菌領域４の滅菌状態を維持するためのいわばバッファ領域として機能する。その結果、無菌領域４にて行われる無菌充填包装の信頼性が高まる。
【００４５】
フィルム殺菌領域３においては、排気ダクト２３から逐次エアが外部へ向かって吸引されている。従って、フィルム殺菌領域３の圧力は原反供給領域２の圧力と比較して低下し、フィルム殺菌領域３が相対的に陰圧化される。そのため、原反供給領域２から隔壁１３の開口１４を経てフィルム殺菌領域３へエアが吸い込まれる。この結果、フィルム殺菌領域３に漂っている殺菌剤のミストが原反供給領域２へ漏れ出すおそれがなくなる。従って、フィルムロール１１の装着等のために原反供給領域２にアクセスした作業者が殺菌剤のミストを浴びるおそれがなく、原反供給領域２の作業環境は良好に保たれる。原反供給領域２からフィルム殺菌領域３へエアが吸い込まれても、その領域３には殺菌剤のミストが絶えず供給されているので、上述したようにフィルム殺菌領域３は原反供給領域２よりも清浄に維持される。
【００４６】
なお、排気ダクト２３とは別に、フィルム殺菌領域３からエアを吸い出して当該領域３の圧力を低下させる手段を設けてもよい。
【００４７】
本発明の充填包装装置及びフィルム殺菌方法は、上述した一実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えばノズル２０，２７，２８はスリット状の開口を有するものに限定されず、多数の噴出孔をフィルム１０の幅方向に連ねたものでもよい。ノズル２０，２７，２８はそれぞれ２対又はそれ以上設けてもよい。フィルム１０の片面のみを殺菌するだけで足りる場合には、フィルム１０のいずれか一方の面側のノズル２０，２７，２８を省略してもよい。冷風ノズル２８は省略してもよい。排気ダクト２３も省略してもよい。フィルム１０の乾燥は温風を吹き付けるものに限定されず、遠赤外線等の各種の乾燥手段を利用してよい。
【００４８】
ミスト供給部１８のノズル２０や乾燥処理部２６のノズル２７，２８の向きは、それらからのミストやエアの噴出方向がフィルム１０と直交する場合に限らず、適宜変更してよい。例えば、図２（ｂ）に示すように、ノズル２０については、ミストの噴出方向が走行中のフィルム１０と直交する方向（法線ＮＬの方向）に対して走行方向上流側（図２（ｂ）の右側）に所定の傾斜角θだけ傾くように配置されてもよい。傾斜角θはフィルム１０の走行速度に応じて適宜変更してよいが、例えば３０°に設定される。
【００４９】
このようにノズル２０からのミストの噴射方向をフィルム１０に対して走行方向上流側に斜めに傾けた場合には、高速で走行するフィルム１０にミストが巻き込まれて下流側にミストが引き込まれるおそれが低減される。また、高速で走行するフィルム１０にまとわりついて移動する気流に逆らうようにミストが噴霧されるので、フィルム１０の近傍の気流とミストとがよく混ざり合い、フィルム１０とミストとが効率よく接触して殺菌効率が高まる。
【００５０】
一方、温風ノズル２７については、そこからのエアの吹き出し方向（図２（ｂ）に矢印Ｂで示す。）がフィルム１０と直交する方向（法線ＮＬの方向）に対してフィルム１０の走行方向下流側に所定の傾斜角φで傾くように配置されてもよい。傾斜角φはフィルム１０の走行速度に応じて適宜変更してよいが、例えば３０°に設定される。このようにノズル２７を傾けた場合には、乾燥用のエアがミスト供給部１８側に流れてフィルム１０とミストとの接触を妨げるおそれを抑制し、又は排除することができる。こうした図２（ｂ）のレイアウトは、排気ダクト２３及び隔壁２４を省略し、同一領域に予備加熱部、ミスト供給部、乾燥処理部を並べる場合に好適である。
【００５１】
なお、図１の装置においては、フィルム殺菌領域３と無菌領域４とが狭い開口２５を介して相互に連通し、無菌領域４の陽圧エアは無菌領域４からフィルム殺菌領域３へ流れ、フィルム１０はその逆方向に高速で移動している。そのため、これらの領域３，４の境界付近において、フィルム１０の表面近傍ではエアが複雑に流れている可能性がある。そこで、ミスト供給用のノズル２０、排気ダクト２３、乾燥用のノズル２７，２８の位置や向きについてはそれぞれ調整可能とし、実際の装置の運転条件に照らして最適な位置及び向きに設定することが望ましい。
【００５２】
図１の充填包装装置１においては、フィルム１０をシールする過程で内容物を充填する必要から、充填処理部３０におけるフィルム１０の走行方向を下向きに設定することが必要不可欠である。本実施形態では、このような事情を考慮して、フィルムロール１１から充填処理部３０の上方までフィルム１０を引き上げる過程で予備加熱部１６、ミスト供給部１８、排気部２２及び乾燥処理部２６を順次上下方向に連ねて配置した。このようなレイアウトによれば、殺菌に必要な各部を水平方向に並べる場合と比較して装置１の設置スペースの節約を図ることができる。但し、本発明はそのような例に限らず、殺菌に必要な各種の処理の少なくとも一部をフィルム１０が水平に走行している部分にて行ってもよい。
【００５３】
【実施例１】
ミスト供給用のノズルと温風供給用のノズルとを図２（ｂ）に示すように配置し、延伸ナイロン（ＯＮ）／接着剤／線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）製のフィルムを対象として、細部の条件を変えながら殺菌処理を行った。フィルムは一定の走行速度で走行させ、熱板ヒータの熱板にその走行中のフィルムを接触させて予備加熱を行った。熱板がフィルムに接触する長さは２００ｍｍとした。
【００５４】
予備加熱したフィルムに対して、過酸化水素のミストを吹き付けて殺菌処理を行った。フィルムの法線方向に対するミストの噴霧方向の傾斜角θ（図２（ｂ））は３０°とした。さらに、ミスト吹き付けが終了したフィルムに対して、乾燥した無菌状態の温風を吹き付けて加熱を行った。
【００５５】
各殺菌条件のそれぞれについて、１０^３、１０^４、１０^５の枯草菌芽胞を付着させた５×５ｃｍ^２のフィルムを殺菌処理し、シャーレ内に回収してトリプトソイ寒天培地を無菌的に流し込み、培養し、殺菌性の有無を評価した。各殺菌条件における試験結果から確率論的に最確数（ＭＰＮ：most probable number）で生残菌数を算出し、付着菌数と生残菌数との対数値を次の式により求めて殺菌効果を評価した。
【００５６】
【数１】
殺菌効果＝ｌｏｇ（付着菌数／生残菌数）
【００５７】
また、残留過酸化水素濃度は、各殺菌条件のそれぞれについて、１０×１０ｃｍ^２のフィルムを殺菌処理し、１０ｍｌの水の中に入れて、酸素電極法で測定した。
【００５８】
テスト結果の一覧を次表に示す。
【００５９】
【表１】

【００６０】
なお、残留判定、殺菌判定及び総合判定はそれぞれ２段階に分けて評価し、最も良好なものから順に◎、○で示している。
【００６１】
以上の結果から次の点が確認できる。
【００６２】
テスト番号＃１は、他の条件を共通にしてフィルムを予備加熱するための熱板温度を変化させたものである。テスト番号＃１の結果から、熱板温度の上昇に伴って残留過酸化水素濃度は減少するが、一方殺菌効果も減少することが理解できる。
【００６３】
テスト番号＃２は、他の条件を共通にして過酸化水素ミスト導入のためのノズルとフィルムとの間隔を変化させたものである。テスト番号＃２の結果から、ノズル間隔が開くことによりフィルムへの過酸化水素付着量が減少し、従って殺菌効果が減少することが理解できる。
【００６４】
テスト番号＃３は、他の条件を共通にしてノズル間隔を変化させ、一方、ノズル間隔の変化によってもフィルムへの過酸化水素付着量をほぼ一定にしたものである。テスト番号＃３の結果から、ノズル間隔が開くことによりその分だけ過酸化水素の供給量を増加させているため、フィルムへの残留過酸化水素濃度が上昇していることが理解できる。
【００６５】
テスト番号＃４は、他の条件を共通にして気化管の温度を変化させたものである。テスト番号＃４の結果から、気化管の温度上昇に伴い、ノズル先端部の温度及び吹出エア温度（ノズルから吹き出されたミスト混じりのエアの温度）もこれに連れて上昇し、さらにフィルムへの残留過酸化水素濃度も上昇していることが理解できる。一方、殺菌効果に顕著な変化は見られない。
【００６６】
テスト番号＃５は、他の条件を共通にしてフィルムの走行速度を変化させたものである。テスト番号＃５の結果から、フィルムの走行速度が上昇するに連れて結果としてフィルムへの過酸化水素付着量が減少し、このためにフィルムへの残留過酸化水素濃度が減少していることが理解できる。
【００６７】
テスト番号＃６は、他の条件を共通にして、ミスト発生装置に供給するエアの圧力を変化させたものである。テスト番号＃６の結果から、エア圧を上昇させてもフィルムへの残留過酸化水素濃度は変化しないものの、殺菌効果は減少することが理解できる。
【００６８】
以上の実験結果から、表１内に示すような基本条件の設定、すなわち最も好ましい条件の組み合わせの一例が導き出せた。
【００６９】
【実施例２】
ミスト供給用のノズルと温風供給用のノズルとを図２（ｂ）に示すように配置し、延伸ナイロン（ＯＮ）／接着剤／線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）製のフィルムを対象として、細部の条件を変えながら殺菌処理を行った。フィルムを２０ｍ／ｍｉｎの一定の走行速度で走行させた状態で、予備加熱ヒータの熱板に接触させて予備加熱した。熱板がフィルムに接触する長さは２００ｍｍである。次いで、予備加熱したフィルムに対して、過酸化水素のミストを吹き付けて殺菌処理を行った。気化管への過酸化水素の供給量は７ｇ／ｍｉｎとし、気化管の温度は２２０°Ｃ、ノズルの先端付近の温度は１５０°Ｃとした。ミスト発生装置に供給するエア圧は１．５×１０^５Ｐａとした。フィルムの法線方向に対する過酸化水素水のミストの噴霧方向の傾斜角θは３０°である。さらに、ミスト吹き付けが終了したフィルムに対して乾燥温風を吹き付けて加熱を行った。
【００７０】
各殺菌条件のそれぞれについて、１０^３、１０^４、１０^５の枯草菌芽胞を付着させた５×５ｃｍ^２のフィルムを殺菌処理し、シャーレ内に回収してトリプトソイ寒天培地を無菌的に流し込み、培養し、殺菌性の有無を評価した。各殺菌条件における試験結果から確率論的に最確数（ＭＰＮ：most probable number）で生残菌数を算出し、付着菌数と生残菌数との対数値上述の式により求めて殺菌効果を評価した。
【００７１】
また、残留過酸化水素濃度は、各殺菌条件のそれぞれについて、１０×１０ｃｍ^２のフィルムを殺菌処理し、１０ｍｌの水の中に入れて、酸素電極法で測定した。
【００７２】
テスト結果の一覧を次表に示す。
【００７３】
【表２】

【００７４】
なお、残留判定、殺菌判定及び総合判定はそれぞれ３段階に分けて評価し、最も良好なものから順に○、△、×で示している。
【００７５】
以上の結果から次の点が確認できる。
【００７６】
テスト番号＃１１は、他の条件を共通にして予備加熱の温度を変化させたものである。テスト番号＃１１の結果から、フィルムの予備加熱温度は６０°Ｃ以下、より好ましくは５０°Ｃ以下であればフィルムの機械適性の低下を招くことなく殺菌処理が行えることが理解できる。
【００７７】
テスト番号＃１２は、他の条件を共通にして乾燥処理時にフィルムに吹き付ける温風の温度を変化させたものである。テスト番号＃１２の結果から、乾燥用の温風の温度を４０°Ｃ〜７０°Ｃの範囲に設定すれば、フィルムの機械適性の低下を招くことなく殺菌処理が行えることが理解できる。
【００７８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、殺菌効果の高い殺菌剤のミストを走行中のフィルムと接触させるとともに、そのミストの接触前の段階ではフィルムを殺菌に適した温度まで予備加熱し、ミストの接触後はフィルムを乾燥させる処理を設けたので、フィルムを高速で走行させても確実にこれを殺菌しつつフィルムへの殺菌成分の残留を抑えることできる。このようにして殺菌されたフィルムをそのまま充填処理部まで走行させて充填及び包装を行うことにより、特に内容物を高温に加熱しなくても高速かつ信頼性の高い無菌充填処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である充填包装装置の概略構成を示す図。
【図２】予備加熱部、ミスト供給部、排気部及び乾燥処理部の一例とその変形例とを示す図。
【図３】図１の充填包装装置に適用されるミスト発生装置の概略を示す斜視図。
【図４】図３のミスト発生装置の縦断面図。
【符号の説明】
１充填包装装置
２原反供給領域
３フィルム殺菌領域
４無菌領域
５製品排出領域
１０フィルム
１１フィルムロール
１５シャッタ
１６予備加熱部
１７熱板ヒータ
１７ａ熱板
１７ｂ発熱源
１８ミスト供給部
１９ミスト発生装置
２０ミスト供給用のノズル
２２排気部
２３排気ダクト
２６乾燥処理部
２７温風ノズル
２８冷風ノズル
３０充填処理部
３６無菌エア供給装置
３８ヒータ
４０殺菌剤供給部
４１気化部
４３気化管

Claims

走行するフィルムを袋状に成形しつつその成形途中の袋体の内部に内容物を充填し、充填後の袋体をシールして袋詰め製品を製造する充填処理部を備えた充填包装装置において、
前記充填処理部よりも前記フィルムの走行方向上流側には、
前記フィルムを予備加熱する予備加熱部と、
殺菌剤を気化させた後に凝縮させて生成したミストを、予備加熱された前記フィルムと接触させるミスト供給部と、
前記ミストと接触した前記フィルムを乾燥させる乾燥処理部と、
が設けられ、
装置の内部には、無菌化されたエアの導入によって陽圧状態に保持可能な無菌領域と、その無菌領域と隔壁を介して区分されかつ前記フィルムが通過可能な開口を介して前記無菌領域と通じているフィルム殺菌領域とが設けられ、前記充填処理部及び前記乾燥処理部が前記無菌領域に配置され、前記予備加熱部及び前記ミスト供給部が前記フィルム殺菌領域に配置され、
前記装置は、前記フィルムの供給源が設置可能であり、前記フィルム殺菌領域とは前記フィルムが通過可能な開口を介して通じているフィルム供給領域をさらに具備し、
前記フィルム殺菌領域からエアを吸引して前記フィルム殺菌領域の圧力を前記フィルム供給領域の圧力よりも低下させる手段が前記フィルム殺菌領域に設けられ、
前記予備加熱部には、前記フィルム殺菌領域と同一領域内でかつ前記ミスト供給部よりも前記走行方向上流側にて走行中のフィルムと接触してこれに直接熱を伝達する手段としての熱板とその熱板を加熱する電気的な発熱源とを有する熱板ヒータが設けられている、
ことを特徴とする充填包装装置。
前記フィルム殺菌領域には、前記ミスト供給部にて供給されたミストを吸引して装置外へ排出する排気部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充填包装装置。
前記乾燥処理部には、前記フィルムに対して温風を吹き付けるためのノズルが設けられ、前記無菌領域に導入される無菌化されたエアが加熱されて前記ノズルに供給されることを特徴とする請求項１に記載の充填包装装置。
前記乾燥処理部には、前記温風が吹き付けられたフィルムに対して常温以下の冷風を吹き付けるノズルが設けられ、そのノズルには前記無菌領域に導入される無菌化されたエアが供給されることを特徴とする請求項３に記載の充填包装装置。
前記充填処理部におけるフィルムの走行方向が下向きに設定され、その充填処理部の上方へフィルムを引き上げる経路に沿って前記予備加熱部、前記ミスト供給部及び乾燥処理部が配置され、かつ前記フィルム供給領域が前記フィルム殺菌領域の下方に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の充填包装装置。