JP4403748B2

JP4403748B2 - 光パルス殺菌装置

Info

Publication number: JP4403748B2
Application number: JP2003284878A
Authority: JP
Inventors: 場洋大; 康純佐々木; 島茂中; 永麻紀竹; 前卓也宮
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: JP2005053520A

Description

本発明は、内容液を充填した複数本の容器が横方向に並ぶように光透過性のプラスチックで一体成形されたカードを搬送しながら該カードに光パルスを照射して各容器の内面と内容液を殺菌処理する光パルス殺菌装置に関する。

加熱殺菌に適さない医薬品、食品、飲料等やその容器、包装資材等の殺菌処理は、薬液を用いて行なうのが一般的であるが、薬液を使用すると、殺菌処理した被処理物の表面に付着残存する薬液を洗浄除去しなければならないので、被処理物を無菌水で洗浄する洗浄設備や、その無菌水を作って供給する給水設備、使用済みの薬液が含まれた排水を無害化する排水処理設備等が必要となり、それらの設備費やランニングコストが嵩むと同時に、設備の設置スペースも著しく大きくなるという問題があった。

また、薬液を使用しない紫外線殺菌は、殺菌に有効とされる波長２５４ｎｍの紫外線を効率良く放射し、ランプ寿命も長い低圧水銀ランプを用いるのが一般的であるが、該ランプは、紫外線出力が低いために短時間で大量の被処理物を殺菌処理することができず、また、高出力を得ようとすればランプの使用本数を多くしなければならないので、その設置スペースが大きくなり、更に、被処理物の光透過率が低い場合や、菌が高濃度で存在して被処理物の表面等に重なり合って付着している場合、あるいは厚い皮膜で覆われた芽胞菌等のように紫外線の被照射耐性が高い菌の場合には、滅菌レベル（９９．９９９９％以上の殺菌）の殺菌効果を得ることができないという問題があった。

このような問題に鑑みて、近時は、低圧水銀ランプよりも高出力、高照度の紫外線を閃光的に放射するフラッシュランプを用いた光パルス殺菌装置による殺菌処理が徐々に普及しつつあり、例えば、光透過性を有するプラスチックのブロー成形によって医薬となる内容液を充填した複数本のバイアルビンあるいはアンプル等の容器が横方向に並ぶように一体成形されたカードを搬送しながらこれに光パルスを照射して各容器の内面と内溶液を殺菌処理する光パルス殺菌装置も提案されている（特許文献１参照）。

特表２０００−５１１４９７号（図面図１１）

しかしながら、この特許文献１には、カードを垂直に立てて搬送しながらその搬送路を挟んで左右両側に設置された一対の照射器によってカードに光パルスを照射する構成が図示されているが、カードを垂直状態に保持してどのように搬送するのかその具体的な構成については開示されていない。

この種のカードは、例えば本願に添付した図面の図１に示すカード１の如く、医薬となる内容液を充填して封止されたバイアルビン２を５本単位で形成したものが４ユニット連なるようにポリエチレン等の光透過性プラスチックで一体成形され、そのカード１の下端には各ユニットごとに二股状に開脚した成形バリ３が形成された形状となっているので、これを垂直に立ててコンベアで搬送することは非常に難しい。

そこで、本発明者らは、カード１の下端に形成された成形バリ３の二股部分をゴム製の丸ベルトに載せてその丸ベルトの上にカード１を立てると共に、丸ベルトの上に載せたカード１が倒れ落ちないように該カード１の上縁部４を左右一対のガイドレールで支えながら丸ベルトを走行させて、カード１を光パルスの照射域に搬送するワーク搬送機構を開発したが、丸ベルトに載せて搬送されるカード１は、その上縁部４がガイドレールと接触したときに生ずる摩擦抵抗などによって丸ベルトの上でスリップし、円滑に搬送することができなくなるという問題が発生した。特に、カード１の成形バリ３は丸ベルトの表面に密着し難い歪な形状になっているので、丸ベルトの粘着力のみでスリップを防止することはできず、また、紫外線による経時劣化で丸ベルトの粘着力が低下すると、スリップを生じやすくなるため、成形の際に形状異常を生じたカード１がガイドレールに引っ掛かって途中で詰まりを生じたり、光パルス照射域で停止したカード１が光パルスを過剰に浴びて劣化したり焼損するおそれがあった。

また、特許文献１に開示された光パルス殺菌装置は、カードに光パルスを照射する照射器が、光源となるフラッシュランプのランプ軸をカードの搬送方向と直交する鉛直方向に配するように設置されているので、カードに対して殺菌処理に有効な強度の光パルスを照射することができる範囲が非常に狭く、例えば上記の如くバイアルビン２が１ユニット５本ずつ４ユニット形成されたカード１にあっては、殺菌処理に有効な強度の光パルスを照射できる範囲がバイアルビン２の３〜４本分に相当する幅しかないため、４ユニット計２０本のバイアルビン２を殺菌処理しようとすれば、フラッシュランプの発光回数が著しく多くなってその分だけランプ寿命も短くなるという問題がある。

更に、バイアルビン２は、その容器の形状や肉厚が上下にわたって全体的に均一ではなく、特に上部（頸部）と下部（底部）の形状が複雑で他の部位より肉厚も大きいため、それらの部位については他の部位よりも紫外線照度を強くする必要があるが、バイアルビン２を必要最小限の照度で殺菌処理しようとした場合に、その上部と下部で殺菌処理に有効な照度が得られるようにフラッシュランプの発光エネルギーを設定する必要があるので、他の部位にとっては必要以上のエネルギーを以ってフラッシュランプを発光させなければならなかった。

本発明が解決しようとする技術的課題は、内容液を充填した複数本の容器が横方向に並ぶように光透過性のプラスチックで一体成形されたカードを簡便な構成のワーク搬送機構によって光パルス照射域に確実且つ円滑に搬送することができ、また、万一ワークの詰まりが生じても、ワークとなるカードに光パルスが過剰に照射されてそのカードが劣化したり焼損することを確実に防止することができ、更に、カードに形成された容器の殺菌処理に必要な光パルスの照射回数を低減して光源となるフラッシュランプの寿命を延ばすことができると同時に、そのフラッシュランプの発光エネルギーを必要最小限に低減してカードの容器の上部や下部を効果的に殺菌処理することができるようにすることにある。

請求項１に係る発明は、内容液を充填した複数本の容器が横方向に並ぶように光透過性のプラスチックで一体成形されたカードを搬送しながら該カードに光パルスを照射して各容器の内面と内容液を殺菌処理する光パルス殺菌装置において、前記カードを光パルス照射域に搬送するワーク搬送機構が、ワークとなるカードを立てた状態で載せて搬送する主ベルトと、該主ベルトに載せられたカードの上縁部をその左右両面側から挟持して主ベルトと同一方向に等速で走行する一対の補助ベルトとを備え、前記カードの搬送路を挟んでその左右両側に光パルスを照射する一対の照射器が設置され、該照射器から前記主ベルトもしくは補助ベルトに照射される光を遮ると共にその光の一部を主ベルトに載せて搬送される前記カードの容器に向かって反射させる反射板兼用遮光板が設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、主ベルトに立てた状態で載せて光パルス照射域に搬送するカードが、主ベルトと同一方向に等速で走行する一対の補助ベルトで上縁部を挟持されて直立状態に保持されると共に、主ベルトと一対の補助ベルトによって途中で詰まりを生ずることなく確実且つ円滑に搬送されるので、そのカードに対して適正なタイミングで光パルスを照射することができると同時に、カードが途中で停止して過剰な光パルスを浴びるおそれを解消することができるという効果がある。更に、カードの搬送路を挟んでその左右両側に設置された照射器から主ベルトもしくは補助ベルトに照射される光を遮ると共にその光の一部を主ベルトに載せて搬送されるカードの容器に向かって反射させる反射板兼用遮光板が設置されているので、主ベルトもしくは補助ベルトの紫外線劣化を防止することができると同時に、カードの容器に反射光を照射して殺菌効果を高めることができるという優れた効果がある。

本発明に係る光パルス殺菌装置の最良の実施形態は、内容液を充填した複数本の容器が横方向に並ぶように光透過性のプラスチックで一体成形されたカードを光パルス照射域に搬送するワーク搬送機構が、ワークとなるカードを立てた状態で載せて搬送する主ベルトと、該主ベルトに載せられたカードの上縁部をその左右両面側から挟持して主ベルトと同一方向に等速で走行する一対の補助ベルトとを備え、それら主ベルトと各補助ベルトが、夫々ワーク搬送路の前後に設置された原動車と従動車との間に平行掛けされる無端状の丸ベルトで成り、各補助ベルトが平行掛けされる原動車と従動車との間に、各補助ベルトの張り側をカードの上縁部が挟持できる位置まで互いに接近させる前後一対の張り車が夫々設置されると共に、各補助ベルトの張り側に摺接してその張り側を互いに接近させる方向に付勢する左右一対のベルト押えが設置され、また、光パルス照射域の入口側と出口側に夫々ワークの進入と退出を検知するセンサが設置され、その入口側センサでワークの進入が検知されてから一定時間経過後に光パルスを照射させると共に、それから更に一定時間経過しても出口側センサでワークの退出が検知されなかったときは光パルスの照射とワークの搬送を停止させて警報装置を作動させるコントローラが設けられ、更に、カードに光パルスを照射する照射器が、光源となるフラッシュランプのランプ軸をカードの容器が並ぶ方向に沿って平行に配するように設置され、また、その照射器がカードの搬送路を挟んでその左右両側に設置され、該照射器から主ベルトや補助ベルトへ照射される光を遮ると共にその光の一部を主ベルトに載せて搬送されるカードの容器に向かって反射させる反射板兼用遮光板が設置された構成とするものである。

図２は図１のカード１に光パルスを照射してそのカード１に形成されたバイアルビン２の内面と内容液を殺菌処理する光パルス殺菌装置の一例を概略的に示す断面図、図３と図４は夫々ワーク搬送機構を構成する主ベルトと補助ベルトの構成例を示す斜視図、図５はワークとなるカードの上縁部を一対の補助ベルトで確実に挟持するためのベルト押えと、カードの搬送速度に応じた所定のタイミングで光パルスを照射させると共にワークの詰まりを検知してワークの搬送と光パルスの照射を停止させ且つ警報装置を作動させるコントローラを示す図、図６はコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。

図２に示す本発明の光パルス殺菌装置は、図１に示すカード１を左右一対の照射器５Ｒ、５Ｌが設置された光パルス照射域に搬送するワーク搬送機構が、カード１を立てた状態で載せて搬送する主ベルト６と、該主ベルト６に載せられたカード１の上縁部４をその左右両面側から挟持して主ベルト６と同一方向に等速で走行する一対の補助ベルト７Ｒ、７Ｌとを備えている。

主ベルト６は、図３に示すごとく、ワーク搬送路の前後に設置された原動
車８と従動車９との間に平行掛けされた無端状のゴム製丸ベルトで形成されている。なお、図中１０は原動車８と従動車９を設置するブラケット、１１は原動車８の駆動軸に駆動源となるモータの動力を伝達するタイミングベルトである。

また、補助ベルト７Ｒ及び７Ｌも、図４に示す如く、夫々ワーク搬送路の前後に設置された原動車１２Ｒと従動車１３Ｒとの間及び原動車１２Ｌと従動車１３Ｌとの間に平行掛けされた無端状のゴム製丸ベルトで形成されると共に、その原動車１２Ｒと従動車１３Ｒとの間及び原動車１２Ｌと従動車１３Ｌとの間に、各補助ベルト７Ｒ、７Ｌの張り側をカード１の上縁部４が挟持できる位置まで互いに接近させる前後一対の張り車１４Ｒ、１５Ｒ及び１４Ｌ、１５Ｌが夫々設置されている。

なお、各補助ベルト７Ｒ、７Ｌの原動車１２Ｒ、１２Ｌは、同軸の水平軸１６に取り付けられて該水平軸１６にカップリング１７を介して接続したモータ１８で同期的に回転駆動され、従動車１３Ｒ、１３Ｌは、原動車１２Ｒ、１２Ｌの水平軸１６と平行に配した水平軸１９に取り付けられている。また、各張り車１４Ｒ、１４Ｌ、１５Ｒ、１５Ｌは、夫々垂直軸２０、２１、２２、２３に取り付けられると共に、それら垂直軸には、各補助ベルト７Ｒ、７Ｌの緩み側を掛ける張り車２４Ｒ、２４Ｌ、２５Ｒ、２５Ｌが取り付けられている。そして、水平軸１６、１９に取り付けられた原動車１２Ｒ、１２Ｌ及び従動車１３Ｒ、１３Ｌと、垂直軸に取り付けられた張り車１４Ｒ、１４Ｌ、１５Ｒ、１５Ｌ及び２４Ｒ、２４Ｌ、２５Ｒ、２５Ｌとの間には、補助ベルト７Ｒ、７Ｌを原動車１２Ｒ、１２Ｌ及び従動車１３Ｒ、１３Ｌから外れないように案内支持する案内車２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３が設置されている。

また、張り車１４Ｒ、１５Ｒ間と、張り車１４Ｌ、１５Ｌ間には、夫々補助ベルト７Ｒ、７Ｌの張り側に摺接してその張り側を互いに接近させる方向に付勢する左右一対のベルト押え３４Ｒ、３４Ｌが設置されている。これらベルト押え３４Ｒ、３４Ｌは、補助ベルト７Ｒ、７Ｌの張り側と平行に配されてその外方から互いに対峙するように設置された左右一対の水平フレーム３５Ｒ、３５Ｌに沿って、バネ３６により各補助ベルト７Ｒ、７Ｌの張り側を押圧する方向に付勢された摺接子３７が図５の如く一定のピッチで設けられている。各摺接子３７は、紫外線劣化が少なくて摩擦抵抗も小さいフッ素樹脂等で形成され、補助ベルト７Ｒ、７Ｌを成す丸ベルトに摺接させる先端面にその丸ベルトの半周部を滑動可能に保持する断面半円弧状の案内溝３８が形成されている。なお、摺動子は、丸ベルトの表面に摺接してその丸ベルトの走行に伴なって転動するローラであってもよい。

また、光パルス照射域の入口側及び出口側となるベルト押え３４Ｒ、３４Ｌの前後には、図５の如くワークの進入を検知する入口側センサ３９とワークの退出を検知する出口側センサ４０が設置されている。なお、入口側センサ３９と出口側センサ４０には、光電管センサ等が用いられている。そして、入口側センサ３９でワークの進入が検知されてから一定時間経過してそのワークとなるカード１が光パルス照射域に到来したときに照射器５Ｒ、５Ｌを作動させて該カード１に光パルスを必要回数照射させると共に、それから更に一定時間経過しても出口側センサ４０でワークの退出が検知されなかったときにワークの搬送と照射器５Ｒ、５Ｌによる光パルスの照射を停止させて警報装置４２を作動させるコントローラ４１が設けられている。

このコントローラ４１の動作を図６により説明すると、まず、ワークとなるカード１の生産タクトに応じてワークの搬送速度が予め設定される（ステップ１）。つまり、ブロー成形機によるカード１の生産タクトに応じてそのカード１を光パルス照射域に搬送する主ベルト６及び補助ベルト７Ｒ、７Ｌの走行速度が設定される。そして、その設定されたワークの搬送速度に基づいて、ワークが入口側センサ３９と出口側センサ４０とで検出されるべき時間差と、各センサ３９、４０によるワークの検出が終了すべきタイムアウト時間（ワークが各センサの検出域を通過するまでの所要時間）を算出して（ステップ２）、それらの時間をメモリーに記憶させると共に、ワークが入口側センサ３９で検出されてから照射器５Ｒ、５Ｌを作動させるまでの時間とその作動間隔及び作動回数も予めメモリーに記憶させておく（ステップ３）。

そして、主ベルト６及び補助ベルト７Ｒ、７Ｌによるワークの搬送が開始されて（ステップ４）、そのワークが入口側センサ３９で検出されると、該センサ３９による連続検出時間（ワークがセンサ３９の検出域を通過するまでの時間）を計時し（ステップ５）、その計時した時間とメモリーに記憶されているタイムアウト時間とを比較して計時した時間がタイムアウト時間を超過しているか否かを判断し（ステップ６）、超過しているときは、ワークの詰まりが発生していると判定して、主ベルト６及び補助ベルト７Ｒ、７Ｌによるワークの搬送と照射器５Ｒ、５Ｌによる光パルスの照射を停止させると共に、警報装置４２を作動させる（ステップ１０）。

一方、入口側センサ３９によるワークの連続検出時間がタイムアウト時間を超過しないときは、入口側センサ３９で検出したワークが出口側センサ４０で検出されるべき時間が経過したか否かを判断し（ステップ７）、その時間が経過したときはワークの詰まりが発生していると判定して、上記と同じくワークの搬送と光パルスの照射を停止すると共に、警報装置４２を作動させる（ステップ１０）。また、その時間が超過する前に出口側センサ４０でワークが検出されると、該センサ４０による連続検出時間（ワークがセンサ４０の検出域を通過するまでの時間）を計時し（ステップ８）、その計時した時間とメモリーに記憶されたタイムアウト時間とを比較して、計時した時間がタイムアウト時間を超過しているか否かを判断し（ステップ９）、超過しているときは、ワークの詰まりが発生していると判定して、光パルスの照射とワークの搬送を停止すると共に、警報装置４２を作動させる（ステップ１０）。

なお、ワークの詰まりが発生しないときは、コントローラ４１は、入口側センサ３９でワークを検出してから一定時間経過後に照射器５Ｒ、５Ｌを作動させて、そのワークに光パルスを所定の時間的間隔で必要回数照射する。これにより、ワークとなるカード１は、光パルスの過剰な照射によって劣化や焼損を生ずることなく、安全且つ確実に殺菌処理されることとなる。

また、カード１に光パルスを照射する照射器５Ｒ、５Ｌは、カード１の搬送路を挟んでその左右両側から対向するように設置されると共に、光源となるフラッシュランプ４３のランプ軸をカード１の各バイアルビン２が並ぶ方向に沿って平行に配するように設置され、フラッシュランプ４３の反射板４４もランプ軸と平行に設置されている。これにより、カード１に形成されたバイアルビン２の全てを殺菌処理するために必要な光パルスの照射回数を低減してフラッシュランプ４３の寿命を延ばすことができる。

また、図２の如く、カード１の搬送路を挟んでその左右両側に設置された照射器５Ｒ、５Ｌから主ベルト６に照射される光を遮ると共にその光の一部を主ベルト６に載せて搬送されるカード１に形成された各バイアルビン２の底部に向かって反射させるアルミ板等で成る反射板兼用遮光板４５が設置されていれば、主ベルト６の紫外線劣化を防止することができると同時に、フラッシュランプ４３による光パルスの照度分布が最も低い部位となるバイアルビン２の下部に反射光を照射してその部位の殺菌効果を高めることができる。

なお、ベルト押え３４Ｒ、３４Ｌの摺接子３７に形成された案内溝３８を通る補助ベルト７Ｒ、７Ｌは、主ベルト６よりも照射器５Ｒ、５Ｌから照射される光が当たり難いが、これら補助ベルト７Ｒ、７Ｌに照射される光を遮ると共にその光の一部をバイアルビン２の上部に向かって反射させる反射板兼用遮光板（図示せず）を設置すれば、肉厚で殺菌処理しにくいバイアルビン２の頸部も効果的に殺菌することができる。

以上のとおり、本実施例によれば、医薬となる内容液を充填した複数本のバイアルビン２が横方向に並ぶようにポリエチレン等の光透過性プラスチックで一体成形されたカード１を簡便なワーク搬送機構によって照射器５Ｒ、５Ｌが設置された光パルス照射域に詰まりを生ずることなく確実且つ円滑に搬送することができるという優れた効果がある。また、万一ワークの詰まりが生じても、ワークとなるカード１に光パルスが過剰に照射されてそのカード１が劣化したり焼損することを防止することができ、更に、カード１に形成された各バイアルビン２の殺菌処理に必要な光パルスの照射回数を低減して光源となるフラッシュランプ４３の寿命を延ばすことができると同時に、そのフラッシュランプ４３の発光エネルギーを必要最小限に低減してカード１に形成された各バイアルビン２の上部や下部を効果的に殺菌処理することができるという種々の優れた効果がある。

更に、ワークとなるカード１を搬送する主ベルト６と補助ベルト７Ｒ、７Ｌは、丸ベルトで成り、しかも伸縮性を有するゴム製のものであるから、原動車１２Ｒ、１２Ｌと従動車１３Ｒ、１３Ｌに対する掛け外しが非常に容易であり、主ベルト６は、これをタイミングベルト１１が設けられた側とは反対側から簡単に脱着することができ、補助ベルト７Ｌは、その原動車１２Ｌの駆動軸に接続されたカップリング１７を外すだけで脱着することができ、また、補助ベルト７Ｒは、カップリング１７を外すことなくそのまま脱着することができるので、それらベルトの交換作業が著しく容易であるという効果もある。

光パルス殺菌装置で殺菌処理するカードの一例を示す斜視図本発明に係る光パルス殺菌装置の一例を概略的に示す断面図本発明に係る光パルス殺菌装置のワーク搬送機構を成す主ベルトの構成例を示す斜視図本発明に係る光パルス殺菌装置のワーク搬送機構を成す補助ベルトの構成例を示す斜視図本発明に係る光パルス殺菌装置のワーク搬送機構を成す補助ベルトのベルト押えと、ワークの搬送や光パルスの照射を制御するコントローラを示す図図５に示すコントローラの動作を説明するためのフローチャート

符号の説明

１カード
２バイアルビン（容器）
３カードの成形バリ
４カードの上縁部
５Ｒ照射器
５Ｌ照射器
６主ベルト
７Ｒ補助ベルト
７Ｌ補助ベルト
８主ベルトの原動車
９主ベルトの従動車
１２Ｒ補助ベルトの原動車
１２Ｌ補助ベルトの原動車
１３Ｒ補助ベルトの従動車
１３Ｌ補助ベルトの従動車
１４Ｒ張り車
１４Ｌ張り車
１５Ｒ張り車
１５Ｌ張り車
３４Ｒベルト押え
３４Ｌベルト押え
３９入口側センサ
４０出口側センサ
４１コントローラ
４２警報装置
４３フラッシュランプ
４５反射板兼遮光板

Claims

内容液を充填した複数本の容器が横方向に並ぶように光透過性のプラスチックで一体成形されたカードを搬送しながら該カードに光パルスを照射して各容器の内面と内容液を殺菌処理する光パルス殺菌装置において、前記カードを光パルス照射域に搬送するワーク搬送機構が、ワークとなるカードを立てた状態で載せて搬送する主ベルトと、該主ベルトに載せられたカードの上縁部をその左右両面側から挟持して主ベルトと同一方向に等速で走行する一対の補助ベルトとを備え、前記カードの搬送路を挟んでその左右両側に光パルスを照射する一対の照射器が設置され、該照射器から前記主ベルトもしくは補助ベルトに照射される光を遮ると共にその光の一部を主ベルトに載せて搬送される前記カードの容器に向かって反射させる反射板兼用遮光板が設置されていることを特徴とする光パルス殺菌装置。
前記主ベルトと各補助ベルトが、夫々ワーク搬送路の前後に設置された原動車と従動車との間に平行掛けされる無端状の丸ベルトで成る請求項１記載の光パルス殺菌装置。
前記各補助ベルトが平行掛けされる前記原動車と従動車との間に、各補助ベルトの張り側を前記カードの上縁部が挟持できる位置まで互いに接近させる前後一対の張り車が夫々設置されると共に、各補助ベルトの張り側に摺接してその張り側を互いに接近させる方向に付勢する左右一対のベルト押えが設置されている請求項２記載の光パルス殺菌装置。
光パルス照射域の入口側と出口側に夫々ワークの進入と退出を検知するセンサが設置され、その入口側センサでワークの進入が検知されてから一定時間経過後に光パルスを照射させると共に、それから更に一定時間経過しても出口側センサでワークの退出が検知されなかったときは光パルスの照射とワークの搬送を停止させて警報装置を作動させるコントローラが設けられている請求項１、２又は３記載の光パルス殺菌装置。
前記照射器が、光源となるフラッシュランプのランプ軸を前記カードの容器が並ぶ方向に沿って平行に配するように設置されている請求項１、２、３又は４記載の光パルス殺菌装置。