JP4330694B2

JP4330694B2 - 容器の洗浄装置及び容器の洗浄方法

Info

Publication number: JP4330694B2
Application number: JP11607099A
Authority: JP
Inventors: 寛安部; 和久北村; 一太郎宍戸
Original assignee: Asahi Soft Drinks Co Ltd
Current assignee: Asahi Soft Drinks Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: JP2000309396A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料液等の食品あるいは薬品等を収納する容器を洗浄する容器の洗浄装置及び容器の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、飲料液を収納する樹脂製ボトルでは、飲料液の充填前に容器の洗浄を行なっているが、係る洗浄方法の一つとして、イオン化したエアーにより容器内を洗浄する方法がある。
【０００３】
この種の洗浄方法において、特開平１０−８５６９２号公報には、ダスト（塵、ゴミ等）あるいは樹脂製容器が帯電して、容器内壁にダストが静電気により付着することがあるので、このダストをイオン化したエアーにより除去する技術が開示されている。この公報に開示の技術では、容器の底部を上にし、容器の口部を下にした容器の口部近傍にイオン噴出ノズル（イオン化エアーガン）を配置し、容器内に向けてイオン化したエアーを噴出すものである。
【０００４】
また、イオン化したエアーを用いずに、通常のエアー（イオン化させていないもの）を容器内に吹き出して容器内を洗浄する技術も公知である。係る従来のエアーによる洗浄では、ノズルの上方にのみ噴出孔が形成されており、上述したように口部を下に向けて配置した容器の口部近傍にエアーの噴出ノズルを配置し、エアーを容器内に向けて吹き出すようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した前者のイオン化エアーにより容器内を洗浄する技術は、図７に示すように、エアーをイオン化する部分（イオン発生部）１０３に所定の口径を必要とするため、容器３の口部３ｂからイオン噴出ノズル１０７を容器３内に充分に挿入できない。このため、容器３の口部３ｂにイオン噴出ノズル１０７を配置し、容器３内に向けてイオン化したエアーを噴出しているので、イオン化したエアーを容器３の内面に充分に供給することができず、容器３内のダストの除去が充分にできないという課題があった。
【０００６】
一方、イオン噴出ノズル１０７にパイプ等を接続し、イオンを容器３内の奥深くに案内し、パイプの先端から容器の内壁に向けてイオン化エアーを噴出することが考えられるが、パイプ等を用いるとイオン化エアーのイオンが静電気を中和する効果が減衰し、充分な洗浄効果が得られ難いという課題がある。
【０００７】
また、容器内に通常のエアーを噴出する後者の場合において、エアー噴出孔は上方にのみ形成されているので、容器の側壁にエアーを案内し難いため、充分な洗浄効果が得られ難いという課題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、容器内の洗浄効果を高めることができる容器の洗浄装置及び容器の洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、樹脂製の容器にイオン化した流体を吹きつけて容器を洗浄する容器の洗浄装置において、イオン化した流体を噴出するイオン噴出ノズルと、イオン化していない気体を噴出する気体噴出ノズルとを備え、容器は底部を上に口部を下に向けて配置してあり、前記イオン噴出ノズルを容器の外側に配置すると共に前記気体噴出ノズルを容器の口部から容器内に挿入して容器の内側に配置しており、容器の外側壁面にイオン化した流体を吹きつけると共に容器の内側壁面にイオン化していない気体を吹きつけて容器内側壁面を洗浄することを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、イオン噴出ノズルを容器の外側に設け、イオン化した流体を壁面に向けて噴出すると、容器の外側のイオン電子により容器の自由電子が移動し、容器の内壁（内側壁面）の静電気を中和するので、容器の内側におけるダストの付着を解除し易くし、あるいはダストが静電気力により容器に付着するのを防止する。従って、ダストの付着が解除されやすくなるのでダストが容易に除去でき、容器内の洗浄効果を高めることができる。特に、イオン噴出ノズルは、容器内に挿入する必要がないので、容器の口部の口径がイオン噴出ノズルの外径よりも小さい場合にも容易に適用することができると共に、装置の制約が少なく、簡易な構成であり且つ装置設計の自由度が高い。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記気体噴出ノズルは、ノズルの軸線方向及び側方に気体噴出孔を備え、容器の内側面における底面及び側面に気体を吹きつけるものであって、側方に形成された気体噴出孔がノズルの軸線と直交する方向に対して斜めに向けて気体を噴出することを特徴とする。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を奏すると共に、容器の内側は気体噴出ノズルから噴出された気体により容器内の壁面付近にあるダストを除去して排出するから、更に洗浄効果を高めることができる。しかも、容器内の気体噴出ノズルは、ノズルの軸線方向及び側方の両方に気体噴出孔を備えているので、容器内の底壁及び側壁の全体に渡って充分に気体を吹きつけ洗浄することができ、より効果的に容器内の洗浄をすることができる。
【００１５】
【００１６】
容器内壁の側方に向けて噴出される気体は、ノズルの軸線方向と直交する方向に対して斜めに噴出されるので、容器内で生じる気流は、ノズルの軸線方向の孔から噴出された気体と側方の孔から噴出された気体とにより容器の壁面に沿った気流を形成し、巻き上げ流や渦流を生じてダストが容器内に滞るのを防止し、効果的にダストを除去することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、イオン噴出ノズルから、イオン化した流体を吹きつけて樹脂製の容器を洗浄する容器の洗浄方法において、容器は底部を上に口部を下に向けて配置し、容器の外側壁面にイオン化した流体を吹きつけると共に、容器の内側壁面にイオン化していない気体を吹きつけて容器内側壁面を洗浄することを特徴とする。
【００１８】
この請求項３に記載の発明では、容器の外側からイオン化した流体を容器壁面に噴出すると、容器の外側のイオン電子により容器の自由電子が移動し、容器の内壁の静電気を中和し、容器に付着しているダストを解除し易くし、あるいはダストが静電気力により容器に付着するのを防止する。従って、ダストを容易に除去でき、容器内の洗浄効果を高めることができる。しかも、イオン噴出ノズルは、容器内に挿入する必要がないので、容器の開口部の口径がイオン噴出ノズルの外径よりも小さい場合にも容易に適用することができ、更に、容器の内側は気体噴出ノズルから噴出されたイオン化していない気体により容器内のダストを排出するから、更に洗浄効果を高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面の図１〜図６を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る容器の洗浄装置１により洗浄される容器は、清涼飲料等が充填されるＰＥＴボトル３である。このＰＥＴボトル３は、製造後、容器の洗浄装置１で洗浄された後、必要に応じて殺菌し、その後清涼飲料を充填し、キャップを締めて製品とするものである。
【００２１】
容器の洗浄装置１は、図１に示すように、複数のイオン噴出ノズル５と、気体噴出ノズル１３とを備えており、ＰＥＴボトル３の外側壁面に向けてイオン化したエアー（空気）を噴出すると共に容器の内側壁面に洗浄用のエアーを噴出する構成になっている。
【００２２】
各イオン噴出ノズル５は、フィルタ（図示せず）を通過したエアーを導入する気体導入部７と、イオン発生部９、イオン化エアー噴出口１１とを備えており、イオン発生部９は、針状電極に高電圧を印加してコロナ放電により通過するエアーをイオン化している。このため、イオン発生部９は、所定の寸法が必要であり、気体導入部７やイオン化エアー噴出口１１よりも大きな寸法の形状になっている。本実施の形態では、イオン噴出ノズル５をＰＥＴボトル３の上下方向に２段に配置すると共に、図３に平面図を示すように、ＰＥＴボトル３の周囲の四方に等間隔に４個配置しており、合計８個のイオン噴出ノズル５が設けられている。
【００２３】
尚、ＰＥＴボトル３は、図１に示すように、容器本体３ａと口部３ｂとを備えており、容器の底部３ｃを上に向け、口部３ｂを下に向けて配置されている。口部３ｂは容器本体３ａの胴径よりも小さい口径になっており、上述したイオン噴出ノズル５は、イオン発生部９の外径が口部３ｂの開口部の口径よりも大きいため、ＰＥＴボトル３内に挿入できない。
【００２４】
気体噴出ノズル１３は、図示しないフィルタを通過して清浄されたエアーを導入するエアー導入管１５とこのエアー導入管の上端に設けられたエアー噴出部１７とを備えており、エアー導入管１５に導入されたエアーはエアー噴出部１７から上方及び側方（横方向）に向けて噴出される。即ち、エアー噴出部１７は、図２に示すように、上底１９が下底２１よりも大きい略円錐台形状に形成されており、上底１９の略中央には上噴出孔２３が形成されている。エアー噴出部１７の側面２５には、多数の横噴出孔２７が等間隔に形成されており、本実施の形態では横噴出孔２７は１２個である。
【００２５】
各横噴出２７は、水平方向（気体噴出ノズル１３の軸線に直交する方向）に対し下方に向けて角度ａで傾斜しており、ＰＥＴボトル３内において、斜め下方に向けてエアーを噴出するようになっている。このエアー噴出孔２７の角度は特に限定されないが、本実施の形態では、約５度である。
【００２６】
尚、上噴出孔２３の口径は、横噴出孔２７の口径よりも大きく、本実施の形態では、例えば、上噴出孔２３の口径は約１．２ｍｍであり、横噴出孔２７の口径は約０．６ｍｍである。
【００２７】
また、エアー導入管１５は、図１に矢印Ｓで示すように、上下動自在に設けられており、ＰＥＴボトル３内の上から下の隅々まで容器の内側を洗浄できるようになっている。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る作用を説明する。新規に製造されたＰＥＴボトル３は、口部３ｂを下に向けた状態で、容器の洗浄装置１に搬送されてくる。ＰＥＴボトル３は樹脂製であるため、静電気を帯び易く、この静電気により電荷を持ったダストの微粒子を引き付けるためＰＥＴボトル３の内側壁面にダストを静電気力により吸着すると考えられる。このため、ＰＥＴボトル３内にはダストとして空気中の粉塵や製造時の微細な樹脂粉が吸着されている。
【００２９】
容器の洗浄装置１では、四方に配置されたイオン噴射ノズル５からイオン化したエアーをＰＥＴボトル３の外壁面に向けて噴出する。噴出されたイオン化エアーはＰＥＴボトル３の外周全体に広がり、ＰＥＴボトル３の外面をイオン化エアーで覆う。
【００３０】
イオン化エアーが吹きつけられたＰＥＴボトル３の壁では、壁の外側のイオンの影響を受けてＰＥＴボトル３の壁の自由電子が移動し、ＰＥＴボトル３の内側壁面の静電気の電荷を中和しあるいは、ＰＥＴボトル３の内側壁に吸着しているダストを電気的に中和する。これにより、ＰＥＴボトル３の内側壁面とダストとの吸着を解除し易くしあるいはダストが静電気力により付着するのを阻止する。
【００３１】
一方、ＰＥＴボトル３内には、ＰＥＴボトル３の口部３ｂから気体噴出ノズル１３を挿入する。挿入された気体噴出ノズル１３は、上方及び側方に向けてエアーを噴出し、ＰＥＴボトル３内のダストをエアーの気流で流し、口部３ｂからエアーと共に排出する。エアーによる洗浄では、上述したように、ＰＥＴボトル３の内壁とダストとの付着を解除し易くしているので容易にダストを除去することができる。
【００３２】
ここで、気体噴出ノズル１３から噴出される気流について説明する。図４の（ａ）は本実施の形態に係る気流を示し、同図（ｂ）に比較例として従来のノズルによる気流を示している。即ち、図４（ａ）に示す気体噴出ノズル１３は、上方向に向いた上噴出孔２３と、斜め下方に向いた横噴出孔２７とを備えており、図４（ｂ）に示す気体噴出ノズル１３は、上噴出孔１０１のみを備えたものである。
【００３３】
図４（ａ）では、上方に向けて噴出する気流は、ＰＥＴボトル３の底部３ｃから側壁に向かって流れ、矢印Ｔで示すように、側壁面に沿って下方に向けて流れる。また、横噴出孔２７から斜め下方の側方に向けて噴出する気流Ｕは、矢印Ｔで示す流れに沿って側壁を下方に向けて流れるので、両者の流れは合流し、ＰＥＴボトル３の内側壁に沿って流れ、口部３ｂから排出される。従って、ＰＥＴボトル３の内側壁を効果的に洗浄することができる。
【００３４】
一方、４図（ｂ）に示す比較例では、上噴出孔１０１から噴出した気流Ｖは、容器の底部３ｃから側壁に向かって流れ、側壁に沿って下方に向うが、上噴出孔１０１から噴出される気流により上噴出孔１０１付近が減圧になるので、気流Ｖの一部は、上噴出孔１０１に向かう短絡流Ｗとなって再び上方に向かって流れあるいは、渦を生じて上噴出孔１０１付近を循環して留まってしまう。更に、上噴出孔１０１より下のＰＥＴボトル３の内壁にはエアーによる充分な洗浄力が作用されないので、ＰＥＴボトル３の内側壁に付着しているダストあるいは内側壁付近にあるダストを排除し難い。
【００３５】
次に、本実施の形態における試験を行なったので、その結果を説明する。先ず、図５を参照して、ＰＥＴボトル３内にエアーを噴射して容器内を洗浄する洗浄試験について説明する。
【００３６】
試験は、以下の条件で行なった。先ず、５００ｍｌの丸ボトルに異物（ダスト）として土粉砕物１ｇを入れ、キャップをしてペーパータオルでボトル外面を擦り、静電気量約２０ｋＶに帯電させた。次に、充分震盪してボトル内面に異物を均一に付着させた。その後、キャップを開けボトルの口部を逆さにし、自由落下で余分な土を排出した。
【００３７】
このように条件設定したボトルについて、各種の気体噴出ノズルから、エアー流量１００リットル／ｍｉｎ、５ｋｇｆ／ｃｍ²で１０秒間噴出する条件でボトル内をエアーリンス（エアー洗浄）した。その後ボトル内に残った未洗浄の異物を１００ｍｌの水で３回リンスし、リンスした水を５μｍメンブランフィルタで濾過して異物重量を測定した。
【００３８】
実施例１乃至３及び比較例２では、気体噴出ノズル１３をボトル内に挿入して、エアーを噴出した試験を行なった。比較例１では、気体噴出ノズル１３をボトル内に挿入しないで、気体噴出ノズル１３をボトルの口部３ｂに当てて試験を行なった。
【００３９】
気体噴出ノズル１３の条件は、実施例１では、図１に示す上噴出孔２３の径が約０．６ｍｍで横噴出孔２７の径が約０．８ｍｍ、実施例２は上噴出孔２３の径が約１．２ｍｍで横噴出孔２７の径が約０．８ｍｍ、実施例３は上噴出孔２３の径が約１．２ｍｍで横噴出孔２７の径が約０．５ｍｍとした。
【００４０】
比較例１及び比較例２は、上噴出孔のみを備えた気体噴出ノズルを用い、上噴出孔の径を約５．５ｍｍとした。
【００４１】
図５は、横軸に、洗浄前のもの、各実施例及び比較例を示し、縦軸にボトル内に残留する異物の重量を百分率で示したものである。この図５に示す試験結果から明らかなように、実施例１乃至３の何れにおいても比較例よりも残留する異物量が少なく、洗浄効果が高いことが明らかである。
【００４２】
次に、図６を参照して、他の試験について説明する。この試験例では、ダストとして土粉砕物（図６中に斜線で示す）と、ＰＥＴ微粉（図６中に白抜きで示す）を用いエアーリンスと水リンスによる比較試験を行なった。エアーリンスでは、気体噴出ノズル１３として、上噴出孔２３の孔径が約１．２ｍｍ、横噴出孔２７の孔径が約０．５ｍｍの気体噴出ノズル１３を用いた。
【００４３】
実施例４は、気体噴出ノズル１３のみによるエアーリンスを行なったものであり、エアーの噴出は、１００リットル／ｍｉｎ、５ｋｇｆ／ｃｍ²で１０秒間行なった。
【００４４】
実施例５は、ＰＥＴボトル３の外面にイオン噴出ノズル５からイオン化エアーを噴出させ、同時にＰＥＴボトル３の内側に気体噴出ノズル１３を挿入し、エアーリンスを行なったものであり、エアーの噴出は、１００リットル／ｍｉｎ、５ｋｇｆ／ｃｍ²で１０秒間行なった。
【００４５】
比較例３は、従来の水によるリンスを行なったものであり、ＰＥＴボトル３の内側に水噴出ノズルを挿入し、水の噴出は、１０リットル／ｍｉｎ、２．５ｋｇｆ／ｃｍ²で３秒間行なった。
【００４６】
図６のグラフは、横軸に、洗浄前の状態、各実施例及び比較例を示し、縦軸に残留する異物重量を取ったものである。この図６のグラフから明らかなように、土粉砕物は、比較例で示す水リンスよりも多少劣るが、洗浄前の状態から比較すれば、充分に除去できた。また、ＰＥＴ粉末では、比較例の水リンスと同程度かあるいは水リンスよりも除去できたことが明らかである。特に、実施例５で示す静電気除去とエアーリンスとを組み合わせた場合には、ＰＥＴ粉末は水リンスよりも除去に優れた結果を得た。
【００４７】
従って、本実施の形態によりエアーリンスでは、水リンスと同様な効果を得ることができると共に、水リンスに換えて使用できるので、節水を図ることができ、且つエアーを圧送するものであるから装置も水リンスに比較して簡易にできる。特に、水を使用しないで済むので、充填物が湿気を嫌う場合には、乾燥工程等を必要とせず、特に効果的である。
【００４８】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００４９】
例えば、容器は、ＰＥＴボトル３に限らず、他の樹脂製ボトルにおいても同様に用いることができる。
【００５０】
【００５１】
イオン噴出ノズル５から噴出するイオン化した流体は、エアー（空気）に限らず、その他のガスや、薬品やオゾン等の殺菌性を有するガス等の気体であってもよい。
【００５２】
更に、イオン噴出ノズル５は複数用いることに限らず、容器の外面にイオンを噴出するものであれば、一つであってもよい。また、イオン噴出ノズル５又は容器を回転させて容器外面の全面にイオン化されたエアーが行き渡るようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、イオン噴出ノズルを容器の外側に設け、イオン化した流体を外壁面に向けて噴出して、容器の内壁の静電気を中和するので、容器の内壁面に付着しているダストを解除し易くでき、あるいはダストが静電気力により付着するのを防止して、容器内の洗浄効果を高めることができる。更に、イオン噴出ノズルは、容器内に挿入する必要がないので、容器の口部の口径がイオン噴出ノズルの外径よりも小さい場合にも容易に適用することができると共に、装置の制約が少なく、簡易な構成であり且つ装置設計の自由度が高い。
【００５４】
【００５５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果を奏すると共に、容器の内側は気体噴出ノズルから噴出された気体により容器内のダストを排出するから、更に洗浄効果を高めることができる。また、容器内の気体噴出ノズルは、ノズルの軸線方向及び側方の両方に気体噴出孔を備えているので、容器内の底壁及び側壁の全体に渡って充分に気体を吹きつけ洗浄することができ、より効果的に容器内の洗浄をすることができる。
【００５６】
容器内壁の側方に向けて噴出される気体は、ノズルの軸線と直交する方向に対して斜めに向いているので、容器内で生じる気流は、巻き上げ流や渦流を生じてダストが容器内に滞るのを防止し、効果的にダストを除去することができる。
【００５７】
請求項３に記載の発明によれば、容器の外側からイオン化した流体を容器壁面に噴出しているので、容器の内壁の静電気を中和し、内壁に付着しているダストを解除し易くすると共に、ダストが静電気力により内壁に付着するのを防止する。従って、ダストを容易に除去でき、容器内の洗浄効果を高めることができる。更に、イオン噴出ノズルは、容器内に挿入する必要がないので、容器の口部の口径がイオン噴出ノズルの外径よりも小さい場合にも容易に適用することができる。また、容器の内側は気体噴出ノズルから噴出された気体により容器内のダストを排出するから、更に洗浄効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る容器の洗浄装置による容器の洗浄状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す気体噴出ノズルのエアー噴出部を示す斜視図である。
【図３】図１に示す容器の洗浄装置による容器の洗浄状態を示す平面図である。
【図４】容器内の気流を示す図であり、（ａ）は本実施の形態に係る図であり、（ｂ）は比較例を示す図である。
【図５】エアーリンスによる異物除去試験の結果を示すグラフである。
【図６】エアーリンスによる異物除去試験を水リンスと比較した結果を示すグラフである。
【図７】従来のイオン噴出を示す斜視図である。
【符号の説明】
１容器の洗浄装置
３ＰＥＴボトル（容器）
３ｂ口部（開口部）
５イオン噴出ノズル
１３気体噴出ノズル
１７エアー噴出部
２３上噴出孔
２７横噴出孔

Claims

樹脂製の容器にイオン化した流体を吹きつけて容器を洗浄する容器の洗浄装置において、イオン化した流体を噴出するイオン噴出ノズルと、イオン化していない気体を噴出する気体噴出ノズルとを備え、容器は底部を上に口部を下に向けて配置してあり、前記イオン噴出ノズルを容器の外側に配置すると共に前記気体噴出ノズルを容器の口部から容器内に挿入して容器の内側に配置しており、容器の外側壁面にイオン化した流体を吹きつけると共に容器の内側壁面にイオン化していない気体を吹きつけて容器内側壁面を洗浄することを特徴とする容器の洗浄装置。
前記気体噴出ノズルは、ノズルの軸線方向及び側方に気体噴出孔を備え、容器の内側面における底面及び側面に気体を吹きつけるものであって、側方に形成された気体噴出孔がノズルの軸線と直交する方向に対して斜めに向けて気体を噴出することを特徴とする請求項１に記載の容器の洗浄装置。
イオン噴出ノズルから、イオン化した流体を吹きつけて樹脂製の容器を洗浄する容器の洗浄方法において、
容器は底部を上に口部を下に向けて配置し、容器の外側壁面にイオン化した流体を吹きつけると共に、容器の内側壁面にイオン化していない気体を吹きつけて容器内側壁面を洗浄することを特徴とする容器の洗浄方法。