JP4408194B2 - 殺菌方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂、紙等の各種材料で作られた容器、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル用のプリフォーム等のような各種の凹状体を殺菌するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−３９４１４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２６９３５号公報
従来、ボトル等の容器は飲料等の内容物の充填に際し予め内部を殺菌処理される。
【特許文献１】はブロー成形したボトルの中に殺菌剤のミストを導入することによりボトル内を殺菌する旨開示する。また、【特許文献２】はブロー成形前のプリフォームの中に殺菌液を滴下することによりプリフォーム内を殺菌する旨開示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
【特許文献１】に記載された殺菌方法によれば、ボトル（ＰＥＴ等で作られる）のメーカーがブロー成形したボトルを殺菌してユーザーまで運搬し、ユーザーはこのボトルを内容物の充填まで保管庫内に保管することになるが、【特許文献２】に記載された殺菌方法はメーカーがブロー成形前の容積の小さいプリフォームを殺菌してユーザーまで運搬し、ユーザーはこのプリフォームを内容物の充填まで保管庫内に保管することになるので、後者の殺菌方法の方が容器の運搬、保管等の上で便宜であり、近頃では前者の殺菌方法よりも後者の殺菌方法が採用される場合が多くなりつつある。前者と後者が併用され、プリフォームの段階で殺菌しボトルの段階でも殺菌する場合もあるが、その場合はボトル内に噴霧するミストの量を減らすことができる等の利点がある。
【０００５】
後者の【特許文献２】に記載された殺菌方法は、上述したように容器の運搬、保管等の面で有利な点を多々有するが、殺菌液の量や濃度の管理等について更に発展させる余地がある。
【０００６】
本発明は、従来の殺菌方法よりもより効率的に殺菌することができる方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、殺菌液を計量し、この計量した殺菌液を、口部が上向きの凹状体（１）の凹部内に直線状に連続した液体として噴射し、この直線状に連続した殺菌液を撮像することにより殺菌液の噴射量の適否を判別し、適量の殺菌液の付着した凹状体（１）のみを収納体（６）内に収納し、その後収納体（６）を塞いで所定時間保持する殺菌方法を採用する。
【０００８】
この請求項１に係る発明によれば、殺菌液を計量した上で凹状体（１）の凹部内に噴射すると共に、噴射された殺菌液からその量の多寡をも判別するので、適正量の殺菌液を容器、プリフォーム等の凹状体（１）に付着させることができ、従って収納体（６）内で効率的に殺菌することができ、殺菌不良という問題を生じない。
【００１０】
また、この請求項１に係る発明によれば、噴射された殺菌液を撮像し、その映像から殺菌液の噴射量の適否を判別するので、殺菌液の噴射を乱すことなく適正に噴射量を検知することができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の殺菌方法において、殺菌液は凹状体（１）の側壁の内面に向かって噴射する殺菌方法を採用する。
【００１２】
この請求項２に係る発明によれば、殺菌液が凹状体（１）の側壁の内面に付着して側壁上を伝い落ちるので、それだけ殺菌液が凹状体の凹部に広い範囲で付着し、殺菌効果が高まる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、凹状体（１）を搬送する搬送手段（７）と、殺菌液を計量して搬送中の口部が上向きの凹状体（１）の凹部内に直線状に連続した液体として噴射する噴射手段（８）と、噴射手段（８）に殺菌液を供給する殺菌液供給手段（１２）と、噴射手段（８）から噴射される直線状に連続した殺菌液を撮像して液量の適否を判別する液量判別手段（９）と、液量判別手段によって、殺菌不良信号が発せられると該当する凹状体を搬送手段から除去する除去手段と、適量の殺菌液の付着した凹状体（１）を封入する収納体（６）とを具備した殺菌装置を採用する。
【００１４】
この請求項３に係る発明によれば、殺菌液供給手段（１２）から供給される殺菌液を計量した上で噴射手段（８）により凹状体（１）の凹部内に噴射し、搬送手段（７）により搬送する凹状体（１）に連続的に一定量ずつ殺菌液を付着させて、収納体（６）内に投入することができる。また、噴射後の殺菌液を撮像して液量の適否を判別するので、殺菌液の付着量をより厳密に管理し、適正量の殺菌液が付着した凹状体（１）のみを収納体（６）内に投入することができる。従って、大量の凹状体（１）を効率的に殺菌することができ、殺菌不良という問題を生じない。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段（９）により殺菌液の垂れ流しが検知されると、搬送手段（７）による凹状体（１）の搬送を停止させる殺菌装置を採用する。
【００１６】
この請求項４に係る発明によれば、殺菌液の垂れ流しによる凹状体（１）への殺菌液の過度の付着、搬送ラインの殺菌液による汚れ等の発生が防止される。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段（９）により殺菌液が凹状体（１）に噴射されないことが検知されると、除去手段によって当該凹状体（１）を搬送手段（７）から排除する殺菌装置を採用する。
【００１８】
この請求項５に係る発明によれば、殺菌液が供給されない殺菌不良の凹状体（１）が搬送手段（７）から除去されるので、収納体（６）内への殺菌不良の凹状体（１）の混入が防止される。また、搬送手段（７）はそのまま作動するので、殺菌処理を続行することができる。
【００１９】
また、請求項６に係る発明は、請求項３に記載の殺菌装置において、噴射手段（８）に供給する殺菌液の濃度の適否を判別する濃度判別手段（２８）が設けられた殺菌装置を採用する。
【００２０】
この請求項６に係る発明によれば、殺菌に必要な濃度の殺菌液を凹状体（１）に噴射することができるので、適正な殺菌を維持することができる。
【００２１】
また、請求項７に係る発明は、請求項６に記載の殺菌装置において、濃度判別手段（２８）により殺菌液の濃度不良が検知されると、搬送手段（７）による凹状体（１）の搬送を停止させる殺菌装置を採用する。
【００２２】
この請求項７に係る発明によれば、殺菌不良の凹状体（１）の大量発生を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
この実施の形態では、図１（Ａ）に示すプリフォーム１が殺菌の対象物である凹状体とされる。本発明の殺菌方法及び装置によれば、プリフォーム１に限らず、プリフォーム１をブロー成形して得られる同図（Ｂ）に示すボトル２、その他の各種材料で各種の形態に形成された容器を殺菌することができる。
【００２５】
プリフォーム１は、図１（Ａ）に示すように、全体として凹状形であり、雄ネジ３ａを有する口部３、口部３に続く有底筒状の胴部４、口部３の下端に形成されたフランジ部５等を備え、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を射出成形することにより一体で形成される。射出成形されたプリフォーム１は後述するように殺菌液を噴射された後、収納体に入れられて運搬、保管され、有底筒状の胴部４がブロー成形され、図１（Ｂ）に示すようなより大きな容積を有するボトル２とされる。そして、ボトル２には内容物が充填され、図示しないキャップ等で打栓される。
【００２６】
プリフォーム１を殺菌する装置は、図２及び図３に示す構成を有しており、殺菌液を計量し、この計量した殺菌液をプリフォーム１の凹部内に噴射し、噴射された殺菌液からその量の多寡を判別し、適量の殺菌液の付着したプリフォーム１のみを収納体であるコンテナ６内に収納し、その後コンテナ６を塞いで所定時間保持するようになっている。
【００２７】
殺菌液は、例えば過酸化水素水溶液を揮発性の溶剤で希釈したものが使用される。殺菌液中の過酸化水素の濃度は例えば０．１〜１０重量％とされる。溶剤としては例えばエチルアルコール、メチルアルコール、アセトン、イソプロピルアルコール又は複数種の溶剤を混ぜた混合溶剤が用いられる。殺菌液としては過酸化水素水溶液を単独で用いることもできるが、揮発性の溶剤で希釈することにより、過酸化水素溶液がプリフォーム１の内面に速やかに薄い被膜となって拡がることになる。従って、過酸化水素の蒸発が促進され、凹状体であるプリフォーム１の内面の殺菌時間が短縮される。
【００２８】
殺菌装置は、具体的には、図２及び図３に示すように、凹状体であるプリフォーム１を搬送する手段である搬送装置７と、殺菌液を計量して搬送中のプリフォーム１の凹部内に噴射する手段である噴射装置８と、噴射装置８に殺菌液を供給する手段である殺菌液供給装置１２と、噴射装置８から噴射される殺菌液を撮像して液量の適否を判別する手段である液量判別装置９と、殺菌液の付着したプリフォーム１を封入する収納体であるコンテナ６とを具備する。
【００２９】
搬送装置７は、複数個のターンテーブル７ａ，７ｂを備える。各ターンテーブル７ａ，７ｂはその回りに多数のプリフォーム１を把持するクランプ１０を等間隔で有し、ターンテーブル７ａ，７ｂ同士が隣接して同じ周速度で回転しつつ、クランプ１０間でプリフォーム１を授受するようになっている。上流側のターンテーブル７ａには例えば射出成形機１１が供給コンベア７ｃを介して接続される。射出成形機１１で射出成形されたプリフォーム１が供給コンベア７ｃによってターンテーブル７ａのクランプ１０に渡される。射出成形機１１が他の場所に置かれている場合は、射出成形された多数のプリフォーム１が供給コンベア７ｃの入口まで図示しないコンテナ等により運搬され、供給コンベア７ｃからターンテーブル７ａへと供給される。下流側のターンテーブル７ｂには排出コンベア７ｄを介して収納体であるコンテナ６が連結される。下流側のターンテーブル７ｂにより搬送されつつ噴射装置８により殺菌液を噴射されたプリフォーム１は下流側のターンテーブル７ｂから排出コンベア７ｄ上に放出され、排出コンベア７ｄはプリフォーム１をコンテナ６内に投入する。ターンテーブル７ａ，７ｂはプリフォーム１を正確に授受することができるように一定間隔で間欠送りされるようになっているが、連続的に送るようにすることも可能である。
【００３０】
殺菌液供給装置１２は、クッションタンク１３を備える。クッションタンク１３は垂直方向に長いタンクであり、殺菌液の導入管１４、循環管１５ａ，１５ｂ、ドレイン管１６等が接続される。クッションタンク１３内には上レベルセンサ１７ａと下レベルセンサ１７ｂが取り付けられ、上下のレベルセンサ１７ａ，１７ｂ間に殺菌液の液面１８が来るように殺菌液の流入量が制御される。
【００３１】
導入管１４は、一端が殺菌液貯留タンク１９からクッションタンク１３へと伸び、他端が循環管１５ｂに接続される。導入管１４には、供給ポンプ２０、フィルタ２１、バルブ２２，２３が設けられる。循環管１５ａ，１５ｂはクッションタンク１３に対し環状に連結される。循環管１５ａ，１５ｂには循環ポンプ２４、各種バルブ２５，２６，２７、濃度計２８等が設けられ、溶剤貯留タンク２９、ドレイン管３０等が接続される。
【００３２】
濃度計２８は、殺菌液の濃度を管理するための装置であり、例えば殺菌液に吸収される紫外線量を検出することにより殺菌液の濃度を測定するＵＶ濃度計が用いられる。もちろん、ＵＶ濃度計に限らず、可視光、赤外光を吸収させる方式の濃度計、光の屈折量を検出して濃度を測定する方式の濃度計等も使用可能である。
【００３３】
この殺菌液供給装置１２には、殺菌液の調合装置が付属する。図４に示すように、この調合装置３１は、過酸化水素水を貯留した殺菌剤貯留タンク３２と、殺菌剤を計量する殺菌剤計量タンク３３と、揮発性の溶剤である例えばエチルアルコールを貯留した溶剤貯留タンク３４と、溶剤を計量する溶剤計量タンク３５と、殺菌剤と溶剤を混合する混合タンク３６と、混合された殺菌液を貯留する殺菌液貯留タンク１９と、これら各種タンク間を結ぶ管路とを具備する。管路上には各種バルブ、ポンプ等が配置される。各種バルブ、ポンプ等の制御により、過酸化水素水が殺菌剤貯留タンク３２から殺菌剤計量タンク３３を経て混合タンク３６に所定量送られ、溶剤が溶剤貯留タンク３４から溶剤計量タンク３５を経て混合タンク３６に所定量送られ、混合タンク３６で過酸化水素水と溶剤とが混合され殺菌液が作られる。この殺菌液は殺菌液貯留タンク１９に貯留され、この殺菌液貯留タンク１９がクッションタンク１３の近傍まで運搬される。もちろん、殺菌液貯留タンク１９とクッションタンク１３とを配管で直結してもよい。
【００３４】
この殺菌液供給装置による殺菌処理は、以下のように進行する。
【００３５】
まず、殺菌装置の稼動に先立ち、殺菌装置内の殺菌液交換プロセスを次の要領で行う。
【００３６】
クッションタンク１３と循環管１５ａ，１５ｂのドレイン管１６のバルブを開いて前回の稼動に使用した殺菌液をすべて排除する。
【００３７】
次に、溶剤貯留タンク２９からのバルブ２６を切り替え、循環ポンプ２４を作動させて溶剤をバルブ３０から排出させつつ、濃度計２８のゼロレベルを設定する。
【００３８】
濃度計２８のゼロレベルが設定されると、バルブ２６を切り換え、殺菌液をバルブ３０から排出させつつ、殺菌液の濃度を計測する。濃度が設定範囲外であれば濃度計２８からの信号で警報が発せられる。これにより、殺菌液の交換プロセスが停止され、再度殺菌液が調合され、濃度計２８のゼロレベル設定からやり直される。
【００３９】
調合した殺菌液の濃度が正常であることが確認されると、バルブ１６、３０を閉じ、供給ポンプ２０を作動させて全配管内を殺菌液で満たし、クッションタンク１３内の液面１８が上レベルセンサ１７ａに達したところで供給ポンプ２０を停止させる。
【００４０】
これにより、殺菌液交換プロセスが終了し、殺菌工程が可能な状態になる。
【００４１】
殺菌工程の開始にあたって、バルブ２３を閉じ、循環ポンプ２４によりクッションタンク１３内の殺菌液を循環管１５ａ、濃度計２８、循環管１５ｂを通って循環させる。濃度計２８による殺菌液の濃度の監視は殺菌工程中常時行う。殺菌液の濃度が設定範囲外になると、濃度計２８からの信号で警報が発せられる。濃度の異常が検出されると、殺菌装置が停止し、再度殺菌液が調合され、濃度計２８のゼロレベル設定からやり直される。
【００４２】
殺菌工程中、殺菌液が消費されクッションタンク１３内の液面１８が下レベルセンサ１７ｂに達すると、供給ポンプ２０が作動し、液面１８が上レベルセンサ１７ａに達するまでクッションタンク１３内に殺菌液を供給する。
【００４３】
噴射装置８は、クッションタンク１３と協働して殺菌液を計量するようになっている。すなわち、図２及び図３に示すように、噴射装置８はクッションタンク１３と殺菌液の導管３７により連結され、噴射装置８内にはクッションタンク１３内の殺菌液の液面１８と同じ高さの液面１８で殺菌液が溜まるようになっている。殺菌液の液高を噴射装置８の外から監視することができるように、噴射装置８には液面計３８が取り付けられている。図示例では噴射装置８がターンテーブル７ａ上の前後二つのプリフォーム１に対向するように配置される。もちろん、噴射装置８はひとつのプリフォーム１に対向するように一基のみ配置してもよいし、三つ以上のプリフォーム１に対向するように三基以上配置してもよい。
【００４４】
この噴射装置８は、噴射装置８内にクッションタンク１３の液高と同じ液高で一定量溜まった殺菌液を計量し一定方向に噴出させる装置であり、図５に示すように、先端にノズル３９ａを有するシリンダ３９を備える。シリンダ３９にはクッションタンク１３からの導管３７が連結され、導管３７の連結箇所よりも上方にオーバーフロー用の開口３９ｂが形成される。
【００４５】
オーバーフロー用の開口３９ｂにはパイプ３９ｃが取り付けられ、オーバーフローする殺菌液がシリンダ３９の外壁面をプリフォーム１の方に伝い落ちることがないよう措置される。
【００４６】
シリンダ３９内には、シリンダ３９内の殺菌液を定量取り込む筒状の枡弁４０と、枡弁４０内をスライド可能なプランジャ４１と、プランジャ４１の中心をスライド可能なノズル３９ａに対向するニードル弁４２とが設けられる。枡弁４０、プランジャ４１及びニードル弁４２はエア等の作動流体を利用した図示しないエアシリンダ装置によりそれぞれ駆動されるようになっている。作動流体による駆動に限らず、サーボモータ等による駆動方式を採用することも可能である。
【００４７】
噴射装置８は、図６に示すように動作し、ノズル３９ａ下にプリフォーム１が到達すると、プリフォーム１の凹部の開口に向かって殺菌液を一定量ずつ噴射する。まず、図５に示すように、枡弁４０がノズル３９ａ側に降下して一定量の殺菌液を計量して捕捉し（図６Ａ）、ニードル弁４２が上昇してノズル３９ａを開け（図６Ｂ）、プランジャ４１が降下して枡弁４０内の殺菌液をノズル３９ａから矢印方向に噴射させる（図６Ｃ）。この殺菌液の噴射量はプリフォーム１の容積、内表面積等によって相違するが、大体０．０５〜１００μリットルの範囲内における所定の容量である。殺菌液をプリフォーム１に対して噴射すると、ニードル弁４２が降下してノズル３９ａを閉じ（図６Ｄ）、続いて枡弁４０が上昇する（図６Ｅ）。最後にプランジャ４１が上昇し（図６Ｆ）、殺菌液がクッションタンク１３からシリンダ３９内に流入する。以上の動作がプリフォーム１ごとに繰り返され、各プリフォーム１内に殺菌液が計量された量だけ噴射される。
【００４８】
なお、殺菌液の噴射手段としては、ここに示した噴射手段に限るものではなく、ラインの生産能力に追従する噴射速度を有し、噴射量が安定していれば、他の噴射方式を採用することも可能である。
【００４９】
噴射装置８はその軸心がプリフォーム１の軸心の延長線上に来るように配置してもよいが、望ましくは図７（Ａ）に示すように、搬送装置７上のプリフォーム１に対して軸心が傾斜し軸心同士が交差するように設置される。これにより、噴射された殺菌液はプリフォーム１の側壁である胴部４又は口部３の内面に付着し側壁の内面上を伝い落ちるので、それだけ殺菌液が凹状体であるプリフォーム１の凹部内に広い範囲で付着し、殺菌効果が高まる。
【００５０】
液量判別装置９は、噴射装置８から噴射される殺菌液を撮像して噴射量の適否を判別するためのもので、図２及び図３に示すように、噴射装置８のノズル３９ａから吐出される殺菌液を照明するランプ４３と、吐出される殺菌液を撮像するカメラ４４とを備える。
【００５１】
カメラ４４は例えばＣＣＤカメラであり、ランプ４３により照明された殺菌液を撮像するようになっている。カメラ４４によって撮られた画像は画像コントローラ４５を介してモニタ４６に映し出される。図８（Ａ）に示すように、モニタ４６の画面４６ａには噴射装置８のノズル３９ａの画像３９ｄと、ノズル３９ａから直線状に噴射される殺菌液の画像４７と、プリフォーム１の口部３の画像３ｂとが映し出される。
【００５２】
液量判別装置９は、殺菌液の画像４７の部分をウインドウ４８により切り取り、プリフォーム１が噴射装置８の下に来るタイミングにおいて殺菌液の存否を判別し殺菌液が存在しないことを検知すると殺菌不良の旨の信号を発する。また、液量判別装置９は、ウインドウ４８内の殺菌液の画像４７における画素数をカウントし、カウント値が予め設定した所定の画素数よりも多すぎる場合と少なすぎる場合に殺菌不良の信号を発する。
【００５３】
図３に示すように、ターンテーブル７ｂには殺菌不良のプリフォーム１を除去するための除去装置４９が設置され、除去装置４９は殺菌不良信号を受けると、該当するプリフォーム１をターンテーブル７ｂから除去する。除去装置４９はターンテーブル７ｂ上のクランプ１０を開いてプリフォーム１をターンテーブル７ｂ下に落下させる装置であるが、その他エアを噴射してプリフォーム１を吹き飛ばすようにしたり、プリフォーム１を下から受け止めるトラップ板を外したりするようなものであってもよい。
【００５４】
また、液量判別装置９は、搬送手段７であるターンテーブル７ａ，７ｂが凹状体であるプリフォーム１を搬送するタイミングでないときに液量判別手段９が殺菌液の画像４７の存在を検出する場合は、殺菌液が垂れ流し状態になったものとしてターンテーブル７ａ，７ｂを停止させるための信号を出力するようになっている。すなわち、図８（Ｂ）に示すように、搬送されるプリフォーム１とプリフォーム１の間で殺菌液の画像４７が検出されると、液量判別装置９は噴射装置８から殺菌液の垂れ流しが発生したものと判断して搬送停止信号を出力する。これにより、殺菌液の供給状態が修復され、プリフォーム１への殺菌液の過度の付着、搬送ラインの殺菌液による汚れ等の発生が防止される。
【００５５】
また、液量判別装置９は、搬送手段７であるターンテーブル７ａ，７ｂが凹状体であるプリフォーム１を搬送するタイミングにおいて殺菌液の画像４７の画素数が予め設定した範囲外の場合は、殺菌液が噴射されなかったものとして殺菌不良の信号を発する。ターンテーブル７ａ，７ｂは引き続き駆動し、除去装置４９が該当するプリフォーム１をターンテーブル７ｂから排除する。これにより、殺菌不良のプリフォーム１が良品のプリフォーム１と共に収納体に収納されないようにすることができる。
【００５６】
収納体は例えば蓋付きのコンテナ６として構成され、このコンテナ６内に排出コンベア７ｄから排出される適正な量及び濃度の殺菌液が付着したプリフォーム１が投入される。コンテナ６内には合成樹脂製の袋が膨らんだ状態で入れられ、この袋内にプリフォーム１が投入される。プリフォーム１が所定量蓄積すると、袋が塞がれ、殺菌装置からコンテナ６ごと搬出される。塞がれたコンテナ６はその後運搬され、保管され、その間コンテナ６の袋内では各プリフォーム１内で殺菌液が蒸発し、プリフォーム１内を殺菌する。このようなエイジングが行われた後、コンテナ６が開封され、殺菌済のプリフォーム１がコンテナ６内の袋から取り出されてブロー成形機（図示せず）に送られ、ボトル２として成形される。収納体としては、封入可能であればコンテナ６その他の箱単体としてもよいし、或いは袋単体としてもよい。封入の方法としては、袋の口を折り畳んだり、ヒートシールしたり、クリップで挟んだりする等種々の方法を採用することができる。
【００５７】
次に、上記構成の殺菌装置の作用について説明する。
【００５８】
射出成形機１１で射出成形されたプリフォーム１が供給コンベア７ｃから上流側のターンテーブル７ａを経て下流側のターンテーブル７ｂに供給され、ターンテーブル７ｂは回転しつつプリフォーム１を順次受け取って噴射装置８の直下へと搬送する。
【００５９】
噴射装置８のシリンダ３９内にはクッションタンク１３を介して殺菌液供給装置１２から一定濃度の殺菌液が供給される。殺菌液は、調合装置３１により過酸化水素水と揮発性の溶剤とが一定の割合で調合されることにより得られる。殺菌液は殺菌液供給装置１２内において濃度計２８によりその濃度を常時監視され、そのため常時一定濃度の殺菌液が噴射装置８へと供給される。
【００６０】
クッションタンク１３内には液面１８が常に所定の液高の殺菌液が貯留され、噴射装置８のシリンダ３９内にもクッションタンク１３内と同じ液高で殺菌液が貯留される。噴射装置８は、シリンダ３９内において枡弁４０で一定容積の殺菌液を取り込み、ノズル３９ａ下にプリフォーム１が到来すると、ニードル弁４２でノズル３９ａを開け、プランジャ４１で殺菌液をノズル３９ａから噴射させる。
【００６１】
噴射装置８のノズル３９ａから発射された殺菌液は直線状になってプリフォーム１の凹部内に速やかに入る。殺菌液はプリフォーム１の側壁の内面に付着し、側壁上を伝い落ち、プリフォーム１の凹部内に広い範囲で付着する。
【００６２】
液量判別装置９は、噴射装置８から噴射される殺菌液をカメラ４４で撮像して噴射量の適否を判別する。カメラ４４によって撮られた画像は画像コントローラ４５を介してモニタ４６に映し出される。
【００６３】
液量判別装置９は、モニタ４６の画面における殺菌液の画像４７をウインドウ４８により切り取り、プリフォーム１が噴射装置８の下に来るタイミングにおいて殺菌液の存否を判別し、殺菌液が噴射されないことを検知すると殺菌不良の旨の信号を発する。
【００６４】
また、液量判別装置９は、ウインドウ４８内の殺菌液の画像における画素数をカウントし、カウント値が予め設定した所定の画素数の数値よりも多すぎる場合と少なすぎる場合に殺菌不良の信号を発する。
【００６５】
液量判別装置９が殺菌不良と判別したプリフォーム１はターンテーブル７ｂにより除去装置４９のところへと搬送されたときにターンテーブル７ｂから除去される。
【００６６】
また、液量判別装置９は、ターンテーブル７ｂがプリフォーム１を搬送するタイミングでないときに殺菌液の画像４７の存在を検出すると、殺菌液の垂れ流しが発生したものとしてターンテーブル７ａ，７ｂを停止させる信号を出力する。これにより、プリフォーム１や搬送ラインの殺菌液による汚れが防止される。
【００６７】
一方、殺菌装置の稼動中、濃度計２８による殺菌液の濃度の監視が常時行われる。殺菌液の濃度が設定範囲外になると、濃度計２８からの信号で警報が発せられる。濃度の異常が検出されると、ターンテーブル７ａ，７ｂが停止し、再度殺菌液が調合された後、殺菌処理が再開される。
【００６８】
適正な濃度と量の殺菌液が噴射されたプリフォーム１は下流側ターンテーブル７ｂ、排出コンベア７ｄを経てコンテナ６内の袋内に投入される。
【００６９】
コンテナ６内にプリフォーム１が所定量蓄積されると、コンテナ６内の袋が塞がれ、コンテナ６が殺菌装置から搬出される。
【００７０】
このコンテナ６はその後プリフォーム１のユーザー等へと運搬され、保管される。その運搬、保管等の間にコンテナ６の袋内では各プリフォーム１内で殺菌液が蒸発し、過酸化水素の蒸気がプリフォーム１内を殺菌する。このような殺菌のエイジングが行われた後、コンテナ６内の袋が開封され、殺菌済のプリフォーム１がコンテナ６から取り出される。
【００７１】
殺菌済のプリフォーム１はブロー成形機によりボトル２として成形され、無菌化された雰囲気内において内容物を充填され、打栓され、製品として搬出される。
【００７２】
＜実施の形態２＞
図９に示すように、この実施の形態２では、実施の形態１が搬送手段としてターンテーブル７ａ，７ｂを使用しているのに対し、スクリューコンベア５０が使用される。スクリューコンベア５０は一対のスクリューを平行に配置し、スクリュー間にプリフォーム１の胴部４を挟みながらプリフォーム１を搬送するようになっている。また、スクリューの上方にはプリフォーム１のフランジ部５に当接する一対のガイドレール５１が平行に設置される。
【００７３】
スクリューコンベア５０の上方には、図７（Ｂ）に示すような向きで噴射装置８が設置され、噴射装置８からプリフォーム１に向けて殺菌液が噴射される。プリフォーム１はスクリューコンベア５０上において傾斜しているのに対し、噴射装置８は垂直に設置される。このため、殺菌液は図７（Ｂ）に示すようにプリフォーム１の側壁の内面に対して噴射される。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、殺菌液を計量し、この計量した殺菌液を、口部が上向きの凹状体の凹部内に直線状に連続した液体として噴射し、この直線状に連続した殺菌液を撮像することにより殺菌液の噴射量の適否を判別し、適量の殺菌液の付着した凹状体のみを収納体内に収納し、その後収納体を塞いで所定時間保持する殺菌方法であるから、殺菌液を計量した上で凹状体の凹部内に噴射すると共に、噴射された殺菌液からその量の多寡をも判別することとなり、適正量の殺菌液を容器、プリフォーム等の凹状体に付着させることができ、従って収納体内で効率的に殺菌することができ、殺菌不良という問題を生じない。
【００７５】
また、請求項１に係る発明によれば、噴射された殺菌液を撮像することにより殺菌液の噴射量の適否を判別する殺菌方法であるから、噴射された殺菌液を撮像し、その映像から殺菌液の噴射量の適否を判別することになり、殺菌液の噴射を乱すことなく適正に噴射量を検知することができる。
【００７６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の殺菌方法において、殺菌液は凹状体の側壁の内面に向かって噴射する殺菌方法であるから、殺菌液が凹状体の側壁の内面に付着して側壁上を伝い落ちることになり、それだけ殺菌液が凹状体の凹部に広い範囲で付着し、殺菌効果が高まる。
【００７７】
請求項３に係る発明によれば、凹状体を搬送する搬送手段と、殺菌液を計量して搬送中の口部が上向きの凹状体の凹部内に直線状に連続した液体として噴射する噴射手段と、噴射手段に殺菌液を供給する殺菌液供給手段と、噴射手段から噴射される直線状に連続した殺菌液を撮像して液量の適否を判別する液量判別手段と、液量判別手段によって、殺菌不良信号が発せられると該当する凹状体を搬送手段から除去する除去手段と、適量の殺菌液の付着した凹状体を封入する収納体とを具備した殺菌装置であるから、殺菌液供給装置から供給される殺菌液を計量した上で噴射手段により凹状体の凹部内に噴射し、搬送手段により搬送する凹状体に連続的に一定量ずつ殺菌液を付着させて、収納体内に投入することができる。また、噴射後の殺菌液を撮像して液量の適否を判別するので、殺菌液の付着量をより厳密に管理し、適正量の殺菌液が付着した凹状体のみを収納体内に投入することができる。従って、大量の凹状体を効率的に殺菌することができ、殺菌不良や殺菌液の残留という問題を生じない。
【００７８】
請求項４に係る発明によれば、請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段により殺菌液の垂れ流しが検知されると、搬送手段による凹状体の搬送を停止させる殺菌装置であるから、凹状体への殺菌液の過度の付着、搬送ラインの殺菌液による汚れ等の発生が防止される。
【００７９】
請求項５に係る発明によれば、請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段により殺菌液が凹状体に噴射されないことが検知されると、除去手段によって当該凹状体を搬送手段から排除する殺菌装置であるから、殺菌液が供給されない殺菌不良の凹状体が搬送手段から除去される。従って、収納体内への殺菌不良の凹状体の混入が防止される。また、搬送手段はそのまま作動するので、殺菌処理を続行することができる。
【００８０】
請求項６に係る発明によれば、請求項３に記載の殺菌装置において、殺菌液の濃度の適否を判別する濃度判別手段が設けられた殺菌装置であるから、殺菌に必要な濃度の殺菌液を凹状体に噴射することができ、適正な殺菌を維持することができる。
【００８１】
請求項７に係る発明によれば、請求項６に記載の殺菌装置において、濃度判別手段により殺菌液の濃度不良が検知されると、搬送手段による凹状体の搬送を停止させる殺菌装置であるから、殺菌不良の凹状体の大量発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明に係る殺菌方法及び装置により殺菌可能なプリフォームを示す垂直断面図、（Ｂ）はこのプリフォームをブロー成形して得られるボトルの部分切欠立面図である。
【図２】本発明に係る殺菌装置の概略を示す立面図である。
【図３】本発明に係る殺菌装置の概略を示す平面図である。
【図４】殺菌液の調合装置を示すブロック図である。
【図５】噴射装置の垂直断面図である。
【図６】噴射装置の動作説明図である。
【図７】噴射装置とプリフォームとの位置関係を示す説明図である。
【図８】液量判別装置のモニタ画面を示す図である。
【図９】本発明に係る殺菌装置の搬送装置の別形態を示す立面図である。
【符号の説明】
１…プリフォーム
６…コンテナ
７…搬送装置
８…噴射装置
９…液量判別装置
１２…殺菌液供給装置
２８…濃度計
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂、紙等の各種材料で作られた容器、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル用のプリフォーム等のような各種の凹状体を殺菌するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００１−３９４１４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２６９３５号公報
従来、ボトル等の容器は飲料等の内容物の充填に際し予め内部を殺菌処理される。
【特許文献１】はブロー成形したボトルの中に殺菌剤のミストを導入することによりボトル内を殺菌する旨開示する。また、【特許文献２】はブロー成形前のプリフォームの中に殺菌液を滴下することによりプリフォーム内を殺菌する旨開示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
【特許文献１】に記載された殺菌方法によれば、ボトル（ＰＥＴ等で作られる）のメーカーがブロー成形したボトルを殺菌してユーザーまで運搬し、ユーザーはこのボトルを内容物の充填まで保管庫内に保管することになるが、【特許文献２】に記載された殺菌方法はメーカーがブロー成形前の容積の小さいプリフォームを殺菌してユーザーまで運搬し、ユーザーはこのプリフォームを内容物の充填まで保管庫内に保管することになるので、後者の殺菌方法の方が容器の運搬、保管等の上で便宜であり、近頃では前者の殺菌方法よりも後者の殺菌方法が採用される場合が多くなりつつある。前者と後者が併用され、プリフォームの段階で殺菌しボトルの段階でも殺菌する場合もあるが、その場合はボトル内に噴霧するミストの量を減らすことができる等の利点がある。
【０００５】
後者の【特許文献２】に記載された殺菌方法は、上述したように容器の運搬、保管等の面で有利な点を多々有するが、殺菌液の量や濃度の管理等について更に発展させる余地がある。
【０００６】
本発明は、従来の殺菌方法よりもより効率的に殺菌することができる方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、殺菌液を計量し、この計量した殺菌液を、口部が上向きの凹状体（１）の凹部内に直線状に連続した液体として噴射し、この直線状に連続した殺菌液を撮像することにより殺菌液の噴射量の適否を判別し、適量の殺菌液の付着した凹状体（１）のみを収納体（６）内に収納し、その後収納体（６）を塞いで所定時間保持する殺菌方法を採用する。
【０００８】
この請求項１に係る発明によれば、殺菌液を計量した上で凹状体（１）の凹部内に噴射すると共に、噴射された殺菌液からその量の多寡をも判別するので、適正量の殺菌液を容器、プリフォーム等の凹状体（１）に付着させることができ、従って収納体（６）内で効率的に殺菌することができ、殺菌不良という問題を生じない。
【００１０】
また、この請求項１に係る発明によれば、噴射された殺菌液を撮像し、その映像から殺菌液の噴射量の適否を判別するので、殺菌液の噴射を乱すことなく適正に噴射量を検知することができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の殺菌方法において、殺菌液は凹状体（１）の側壁の内面に向かって噴射する殺菌方法を採用する。
【００１２】
この請求項２に係る発明によれば、殺菌液が凹状体（１）の側壁の内面に付着して側壁上を伝い落ちるので、それだけ殺菌液が凹状体の凹部に広い範囲で付着し、殺菌効果が高まる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、凹状体（１）を搬送する搬送手段（７）と、殺菌液を計量して搬送中の口部が上向きの凹状体（１）の凹部内に直線状に連続した液体として噴射する噴射手段（８）と、噴射手段（８）に殺菌液を供給する殺菌液供給手段（１２）と、噴射手段（８）から噴射される直線状に連続した殺菌液を撮像して液量の適否を判別する液量判別手段（９）と、液量判別手段によって、殺菌不良信号が発せられると該当する凹状体を搬送手段から除去する除去手段と、適量の殺菌液の付着した凹状体（１）を封入する収納体（６）とを具備した殺菌装置を採用する。
【００１４】
この請求項３に係る発明によれば、殺菌液供給手段（１２）から供給される殺菌液を計量した上で噴射手段（８）により凹状体（１）の凹部内に噴射し、搬送手段（７）により搬送する凹状体（１）に連続的に一定量ずつ殺菌液を付着させて、収納体（６）内に投入することができる。また、噴射後の殺菌液を撮像して液量の適否を判別するので、殺菌液の付着量をより厳密に管理し、適正量の殺菌液が付着した凹状体（１）のみを収納体（６）内に投入することができる。従って、大量の凹状体（１）を効率的に殺菌することができ、殺菌不良という問題を生じない。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段（９）により殺菌液の垂れ流しが検知されると、搬送手段（７）による凹状体（１）の搬送を停止させる殺菌装置を採用する。
【００１６】
この請求項４に係る発明によれば、殺菌液の垂れ流しによる凹状体（１）への殺菌液の過度の付着、搬送ラインの殺菌液による汚れ等の発生が防止される。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段（９）により殺菌液が凹状体（１）に噴射されないことが検知されると、除去手段によって当該凹状体（１）を搬送手段（７）から排除する殺菌装置を採用する。
【００１８】
この請求項５に係る発明によれば、殺菌液が供給されない殺菌不良の凹状体（１）が搬送手段（７）から除去されるので、収納体（６）内への殺菌不良の凹状体（１）の混入が防止される。また、搬送手段（７）はそのまま作動するので、殺菌処理を続行することができる。
【００１９】
また、請求項６に係る発明は、請求項３に記載の殺菌装置において、噴射手段（８）に供給する殺菌液の濃度の適否を判別する濃度判別手段（２８）が設けられた殺菌装置を採用する。
【００２０】
この請求項６に係る発明によれば、殺菌に必要な濃度の殺菌液を凹状体（１）に噴射することができるので、適正な殺菌を維持することができる。
【００２１】
また、請求項７に係る発明は、請求項６に記載の殺菌装置において、濃度判別手段（２８）により殺菌液の濃度不良が検知されると、搬送手段（７）による凹状体（１）の搬送を停止させる殺菌装置を採用する。
【００２２】
この請求項７に係る発明によれば、殺菌不良の凹状体（１）の大量発生を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
この実施の形態では、図１（Ａ）に示すプリフォーム１が殺菌の対象物である凹状体とされる。本発明の殺菌方法及び装置によれば、プリフォーム１に限らず、プリフォーム１をブロー成形して得られる同図（Ｂ）に示すボトル２、その他の各種材料で各種の形態に形成された容器を殺菌することができる。
【００２５】
プリフォーム１は、図１（Ａ）に示すように、全体として凹状形であり、雄ネジ３ａを有する口部３、口部３に続く有底筒状の胴部４、口部３の下端に形成されたフランジ部５等を備え、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を射出成形することにより一体で形成される。射出成形されたプリフォーム１は後述するように殺菌液を噴射された後、収納体に入れられて運搬、保管され、有底筒状の胴部４がブロー成形され、図１（Ｂ）に示すようなより大きな容積を有するボトル２とされる。そして、ボトル２には内容物が充填され、図示しないキャップ等で打栓される。
【００２６】
プリフォーム１を殺菌する装置は、図２及び図３に示す構成を有しており、殺菌液を計量し、この計量した殺菌液をプリフォーム１の凹部内に噴射し、噴射された殺菌液からその量の多寡を判別し、適量の殺菌液の付着したプリフォーム１のみを収納体であるコンテナ６内に収納し、その後コンテナ６を塞いで所定時間保持するようになっている。
【００２７】
殺菌液は、例えば過酸化水素水溶液を揮発性の溶剤で希釈したものが使用される。殺菌液中の過酸化水素の濃度は例えば０．１〜１０重量％とされる。溶剤としては例えばエチルアルコール、メチルアルコール、アセトン、イソプロピルアルコール又は複数種の溶剤を混ぜた混合溶剤が用いられる。殺菌液としては過酸化水素水溶液を単独で用いることもできるが、揮発性の溶剤で希釈することにより、過酸化水素溶液がプリフォーム１の内面に速やかに薄い被膜となって拡がることになる。従って、過酸化水素の蒸発が促進され、凹状体であるプリフォーム１の内面の殺菌時間が短縮される。
【００２８】
殺菌装置は、具体的には、図２及び図３に示すように、凹状体であるプリフォーム１を搬送する手段である搬送装置７と、殺菌液を計量して搬送中のプリフォーム１の凹部内に噴射する手段である噴射装置８と、噴射装置８に殺菌液を供給する手段である殺菌液供給装置１２と、噴射装置８から噴射される殺菌液を撮像して液量の適否を判別する手段である液量判別装置９と、殺菌液の付着したプリフォーム１を封入する収納体であるコンテナ６とを具備する。
【００２９】
搬送装置７は、複数個のターンテーブル７ａ，７ｂを備える。各ターンテーブル７ａ，７ｂはその回りに多数のプリフォーム１を把持するクランプ１０を等間隔で有し、ターンテーブル７ａ，７ｂ同士が隣接して同じ周速度で回転しつつ、クランプ１０間でプリフォーム１を授受するようになっている。上流側のターンテーブル７ａには例えば射出成形機１１が供給コンベア７ｃを介して接続される。射出成形機１１で射出成形されたプリフォーム１が供給コンベア７ｃによってターンテーブル７ａのクランプ１０に渡される。射出成形機１１が他の場所に置かれている場合は、射出成形された多数のプリフォーム１が供給コンベア７ｃの入口まで図示しないコンテナ等により運搬され、供給コンベア７ｃからターンテーブル７ａへと供給される。下流側のターンテーブル７ｂには排出コンベア７ｄを介して収納体であるコンテナ６が連結される。下流側のターンテーブル７ｂにより搬送されつつ噴射装置８により殺菌液を噴射されたプリフォーム１は下流側のターンテーブル７ｂから排出コンベア７ｄ上に放出され、排出コンベア７ｄはプリフォーム１をコンテナ６内に投入する。ターンテーブル７ａ，７ｂはプリフォーム１を正確に授受することができるように一定間隔で間欠送りされるようになっているが、連続的に送るようにすることも可能である。
【００３０】
殺菌液供給装置１２は、クッションタンク１３を備える。クッションタンク１３は垂直方向に長いタンクであり、殺菌液の導入管１４、循環管１５ａ，１５ｂ、ドレイン管１６等が接続される。クッションタンク１３内には上レベルセンサ１７ａと下レベルセンサ１７ｂが取り付けられ、上下のレベルセンサ１７ａ，１７ｂ間に殺菌液の液面１８が来るように殺菌液の流入量が制御される。
【００３１】
導入管１４は、一端が殺菌液貯留タンク１９からクッションタンク１３へと伸び、他端が循環管１５ｂに接続される。導入管１４には、供給ポンプ２０、フィルタ２１、バルブ２２，２３が設けられる。循環管１５ａ，１５ｂはクッションタンク１３に対し環状に連結される。循環管１５ａ，１５ｂには循環ポンプ２４、各種バルブ２５，２６，２７、濃度計２８等が設けられ、溶剤貯留タンク２９、ドレイン管３０等が接続される。
【００３２】
濃度計２８は、殺菌液の濃度を管理するための装置であり、例えば殺菌液に吸収される紫外線量を検出することにより殺菌液の濃度を測定するＵＶ濃度計が用いられる。もちろん、ＵＶ濃度計に限らず、可視光、赤外光を吸収させる方式の濃度計、光の屈折量を検出して濃度を測定する方式の濃度計等も使用可能である。
【００３３】
この殺菌液供給装置１２には、殺菌液の調合装置が付属する。図４に示すように、この調合装置３１は、過酸化水素水を貯留した殺菌剤貯留タンク３２と、殺菌剤を計量する殺菌剤計量タンク３３と、揮発性の溶剤である例えばエチルアルコールを貯留した溶剤貯留タンク３４と、溶剤を計量する溶剤計量タンク３５と、殺菌剤と溶剤を混合する混合タンク３６と、混合された殺菌液を貯留する殺菌液貯留タンク１９と、これら各種タンク間を結ぶ管路とを具備する。管路上には各種バルブ、ポンプ等が配置される。各種バルブ、ポンプ等の制御により、過酸化水素水が殺菌剤貯留タンク３２から殺菌剤計量タンク３３を経て混合タンク３６に所定量送られ、溶剤が溶剤貯留タンク３４から溶剤計量タンク３５を経て混合タンク３６に所定量送られ、混合タンク３６で過酸化水素水と溶剤とが混合され殺菌液が作られる。この殺菌液は殺菌液貯留タンク１９に貯留され、この殺菌液貯留タンク１９がクッションタンク１３の近傍まで運搬される。もちろん、殺菌液貯留タンク１９とクッションタンク１３とを配管で直結してもよい。
【００３４】
この殺菌液供給装置による殺菌処理は、以下のように進行する。
【００３５】
まず、殺菌装置の稼動に先立ち、殺菌装置内の殺菌液交換プロセスを次の要領で行う。
【００３６】
クッションタンク１３と循環管１５ａ，１５ｂのドレイン管１６のバルブを開いて前回の稼動に使用した殺菌液をすべて排除する。
【００３７】
次に、溶剤貯留タンク２９からのバルブ２６を切り替え、循環ポンプ２４を作動させて溶剤をバルブ３０から排出させつつ、濃度計２８のゼロレベルを設定する。
【００３８】
濃度計２８のゼロレベルが設定されると、バルブ２６を切り換え、殺菌液をバルブ３０から排出させつつ、殺菌液の濃度を計測する。濃度が設定範囲外であれば濃度計２８からの信号で警報が発せられる。これにより、殺菌液の交換プロセスが停止され、再度殺菌液が調合され、濃度計２８のゼロレベル設定からやり直される。
【００３９】
調合した殺菌液の濃度が正常であることが確認されると、バルブ１６、３０を閉じ、供給ポンプ２０を作動させて全配管内を殺菌液で満たし、クッションタンク１３内の液面１８が上レベルセンサ１７ａに達したところで供給ポンプ２０を停止させる。
【００４０】
これにより、殺菌液交換プロセスが終了し、殺菌工程が可能な状態になる。
【００４１】
殺菌工程の開始にあたって、バルブ２３を閉じ、循環ポンプ２４によりクッションタンク１３内の殺菌液を循環管１５ａ、濃度計２８、循環管１５ｂを通って循環させる。濃度計２８による殺菌液の濃度の監視は殺菌工程中常時行う。殺菌液の濃度が設定範囲外になると、濃度計２８からの信号で警報が発せられる。濃度の異常が検出されると、殺菌装置が停止し、再度殺菌液が調合され、濃度計２８のゼロレベル設定からやり直される。
【００４２】
殺菌工程中、殺菌液が消費されクッションタンク１３内の液面１８が下レベルセンサ１７ｂに達すると、供給ポンプ２０が作動し、液面１８が上レベルセンサ１７ａに達するまでクッションタンク１３内に殺菌液を供給する。
【００４３】
噴射装置８は、クッションタンク１３と協働して殺菌液を計量するようになっている。すなわち、図２及び図３に示すように、噴射装置８はクッションタンク１３と殺菌液の導管３７により連結され、噴射装置８内にはクッションタンク１３内の殺菌液の液面１８と同じ高さの液面１８で殺菌液が溜まるようになっている。殺菌液の液高を噴射装置８の外から監視することができるように、噴射装置８には液面計３８が取り付けられている。図示例では噴射装置８がターンテーブル７ａ上の前後二つのプリフォーム１に対向するように配置される。もちろん、噴射装置８はひとつのプリフォーム１に対向するように一基のみ配置してもよいし、三つ以上のプリフォーム１に対向するように三基以上配置してもよい。
【００４４】
この噴射装置８は、噴射装置８内にクッションタンク１３の液高と同じ液高で一定量溜まった殺菌液を計量し一定方向に噴出させる装置であり、図５に示すように、先端にノズル３９ａを有するシリンダ３９を備える。シリンダ３９にはクッションタンク１３からの導管３７が連結され、導管３７の連結箇所よりも上方にオーバーフロー用の開口３９ｂが形成される。
【００４５】
オーバーフロー用の開口３９ｂにはパイプ３９ｃが取り付けられ、オーバーフローする殺菌液がシリンダ３９の外壁面をプリフォーム１の方に伝い落ちることがないよう措置される。
【００４６】
シリンダ３９内には、シリンダ３９内の殺菌液を定量取り込む筒状の枡弁４０と、枡弁４０内をスライド可能なプランジャ４１と、プランジャ４１の中心をスライド可能なノズル３９ａに対向するニードル弁４２とが設けられる。枡弁４０、プランジャ４１及びニードル弁４２はエア等の作動流体を利用した図示しないエアシリンダ装置によりそれぞれ駆動されるようになっている。作動流体による駆動に限らず、サーボモータ等による駆動方式を採用することも可能である。
【００４７】
噴射装置８は、図６に示すように動作し、ノズル３９ａ下にプリフォーム１が到達すると、プリフォーム１の凹部の開口に向かって殺菌液を一定量ずつ噴射する。まず、図５に示すように、枡弁４０がノズル３９ａ側に降下して一定量の殺菌液を計量して捕捉し（図６Ａ）、ニードル弁４２が上昇してノズル３９ａを開け（図６Ｂ）、プランジャ４１が降下して枡弁４０内の殺菌液をノズル３９ａから矢印方向に噴射させる（図６Ｃ）。この殺菌液の噴射量はプリフォーム１の容積、内表面積等によって相違するが、大体０．０５〜１００μリットルの範囲内における所定の容量である。殺菌液をプリフォーム１に対して噴射すると、ニードル弁４２が降下してノズル３９ａを閉じ（図６Ｄ）、続いて枡弁４０が上昇する（図６Ｅ）。最後にプランジャ４１が上昇し（図６Ｆ）、殺菌液がクッションタンク１３からシリンダ３９内に流入する。以上の動作がプリフォーム１ごとに繰り返され、各プリフォーム１内に殺菌液が計量された量だけ噴射される。
【００４８】
なお、殺菌液の噴射手段としては、ここに示した噴射手段に限るものではなく、ラインの生産能力に追従する噴射速度を有し、噴射量が安定していれば、他の噴射方式を採用することも可能である。
【００４９】
噴射装置８はその軸心がプリフォーム１の軸心の延長線上に来るように配置してもよいが、望ましくは図７（Ａ）に示すように、搬送装置７上のプリフォーム１に対して軸心が傾斜し軸心同士が交差するように設置される。これにより、噴射された殺菌液はプリフォーム１の側壁である胴部４又は口部３の内面に付着し側壁の内面上を伝い落ちるので、それだけ殺菌液が凹状体であるプリフォーム１の凹部内に広い範囲で付着し、殺菌効果が高まる。
【００５０】
液量判別装置９は、噴射装置８から噴射される殺菌液を撮像して噴射量の適否を判別するためのもので、図２及び図３に示すように、噴射装置８のノズル３９ａから吐出される殺菌液を照明するランプ４３と、吐出される殺菌液を撮像するカメラ４４とを備える。
【００５１】
カメラ４４は例えばＣＣＤカメラであり、ランプ４３により照明された殺菌液を撮像するようになっている。カメラ４４によって撮られた画像は画像コントローラ４５を介してモニタ４６に映し出される。図８（Ａ）に示すように、モニタ４６の画面４６ａには噴射装置８のノズル３９ａの画像３９ｄと、ノズル３９ａから直線状に噴射される殺菌液の画像４７と、プリフォーム１の口部３の画像３ｂとが映し出される。
【００５２】
液量判別装置９は、殺菌液の画像４７の部分をウインドウ４８により切り取り、プリフォーム１が噴射装置８の下に来るタイミングにおいて殺菌液の存否を判別し殺菌液が存在しないことを検知すると殺菌不良の旨の信号を発する。また、液量判別装置９は、ウインドウ４８内の殺菌液の画像４７における画素数をカウントし、カウント値が予め設定した所定の画素数よりも多すぎる場合と少なすぎる場合に殺菌不良の信号を発する。
【００５３】
図３に示すように、ターンテーブル７ｂには殺菌不良のプリフォーム１を除去するための除去装置４９が設置され、除去装置４９は殺菌不良信号を受けると、該当するプリフォーム１をターンテーブル７ｂから除去する。除去装置４９はターンテーブル７ｂ上のクランプ１０を開いてプリフォーム１をターンテーブル７ｂ下に落下させる装置であるが、その他エアを噴射してプリフォーム１を吹き飛ばすようにしたり、プリフォーム１を下から受け止めるトラップ板を外したりするようなものであってもよい。
【００５４】
また、液量判別装置９は、搬送手段７であるターンテーブル７ａ，７ｂが凹状体であるプリフォーム１を搬送するタイミングでないときに液量判別手段９が殺菌液の画像４７の存在を検出する場合は、殺菌液が垂れ流し状態になったものとしてターンテーブル７ａ，７ｂを停止させるための信号を出力するようになっている。すなわち、図８（Ｂ）に示すように、搬送されるプリフォーム１とプリフォーム１の間で殺菌液の画像４７が検出されると、液量判別装置９は噴射装置８から殺菌液の垂れ流しが発生したものと判断して搬送停止信号を出力する。これにより、殺菌液の供給状態が修復され、プリフォーム１への殺菌液の過度の付着、搬送ラインの殺菌液による汚れ等の発生が防止される。
【００５５】
また、液量判別装置９は、搬送手段７であるターンテーブル７ａ，７ｂが凹状体であるプリフォーム１を搬送するタイミングにおいて殺菌液の画像４７の画素数が予め設定した範囲外の場合は、殺菌液が噴射されなかったものとして殺菌不良の信号を発する。ターンテーブル７ａ，７ｂは引き続き駆動し、除去装置４９が該当するプリフォーム１をターンテーブル７ｂから排除する。これにより、殺菌不良のプリフォーム１が良品のプリフォーム１と共に収納体に収納されないようにすることができる。
【００５６】
収納体は例えば蓋付きのコンテナ６として構成され、このコンテナ６内に排出コンベア７ｄから排出される適正な量及び濃度の殺菌液が付着したプリフォーム１が投入される。コンテナ６内には合成樹脂製の袋が膨らんだ状態で入れられ、この袋内にプリフォーム１が投入される。プリフォーム１が所定量蓄積すると、袋が塞がれ、殺菌装置からコンテナ６ごと搬出される。塞がれたコンテナ６はその後運搬され、保管され、その間コンテナ６の袋内では各プリフォーム１内で殺菌液が蒸発し、プリフォーム１内を殺菌する。このようなエイジングが行われた後、コンテナ６が開封され、殺菌済のプリフォーム１がコンテナ６内の袋から取り出されてブロー成形機（図示せず）に送られ、ボトル２として成形される。収納体としては、封入可能であればコンテナ６その他の箱単体としてもよいし、或いは袋単体としてもよい。封入の方法としては、袋の口を折り畳んだり、ヒートシールしたり、クリップで挟んだりする等種々の方法を採用することができる。
【００５７】
次に、上記構成の殺菌装置の作用について説明する。
【００５８】
射出成形機１１で射出成形されたプリフォーム１が供給コンベア７ｃから上流側のターンテーブル７ａを経て下流側のターンテーブル７ｂに供給され、ターンテーブル７ｂは回転しつつプリフォーム１を順次受け取って噴射装置８の直下へと搬送する。
【００５９】
噴射装置８のシリンダ３９内にはクッションタンク１３を介して殺菌液供給装置１２から一定濃度の殺菌液が供給される。殺菌液は、調合装置３１により過酸化水素水と揮発性の溶剤とが一定の割合で調合されることにより得られる。殺菌液は殺菌液供給装置１２内において濃度計２８によりその濃度を常時監視され、そのため常時一定濃度の殺菌液が噴射装置８へと供給される。
【００６０】
クッションタンク１３内には液面１８が常に所定の液高の殺菌液が貯留され、噴射装置８のシリンダ３９内にもクッションタンク１３内と同じ液高で殺菌液が貯留される。噴射装置８は、シリンダ３９内において枡弁４０で一定容積の殺菌液を取り込み、ノズル３９ａ下にプリフォーム１が到来すると、ニードル弁４２でノズル３９ａを開け、プランジャ４１で殺菌液をノズル３９ａから噴射させる。
【００６１】
噴射装置８のノズル３９ａから発射された殺菌液は直線状になってプリフォーム１の凹部内に速やかに入る。殺菌液はプリフォーム１の側壁の内面に付着し、側壁上を伝い落ち、プリフォーム１の凹部内に広い範囲で付着する。
【００６２】
液量判別装置９は、噴射装置８から噴射される殺菌液をカメラ４４で撮像して噴射量の適否を判別する。カメラ４４によって撮られた画像は画像コントローラ４５を介してモニタ４６に映し出される。
【００６３】
液量判別装置９は、モニタ４６の画面における殺菌液の画像４７をウインドウ４８により切り取り、プリフォーム１が噴射装置８の下に来るタイミングにおいて殺菌液の存否を判別し、殺菌液が噴射されないことを検知すると殺菌不良の旨の信号を発する。
【００６４】
また、液量判別装置９は、ウインドウ４８内の殺菌液の画像における画素数をカウントし、カウント値が予め設定した所定の画素数の数値よりも多すぎる場合と少なすぎる場合に殺菌不良の信号を発する。
【００６５】
液量判別装置９が殺菌不良と判別したプリフォーム１はターンテーブル７ｂにより除去装置４９のところへと搬送されたときにターンテーブル７ｂから除去される。
【００６６】
また、液量判別装置９は、ターンテーブル７ｂがプリフォーム１を搬送するタイミングでないときに殺菌液の画像４７の存在を検出すると、殺菌液の垂れ流しが発生したものとしてターンテーブル７ａ，７ｂを停止させる信号を出力する。これにより、プリフォーム１や搬送ラインの殺菌液による汚れが防止される。
【００６７】
一方、殺菌装置の稼動中、濃度計２８による殺菌液の濃度の監視が常時行われる。殺菌液の濃度が設定範囲外になると、濃度計２８からの信号で警報が発せられる。濃度の異常が検出されると、ターンテーブル７ａ，７ｂが停止し、再度殺菌液が調合された後、殺菌処理が再開される。
【００６８】
適正な濃度と量の殺菌液が噴射されたプリフォーム１は下流側ターンテーブル７ｂ、排出コンベア７ｄを経てコンテナ６内の袋内に投入される。
【００６９】
コンテナ６内にプリフォーム１が所定量蓄積されると、コンテナ６内の袋が塞がれ、コンテナ６が殺菌装置から搬出される。
【００７０】
このコンテナ６はその後プリフォーム１のユーザー等へと運搬され、保管される。その運搬、保管等の間にコンテナ６の袋内では各プリフォーム１内で殺菌液が蒸発し、過酸化水素の蒸気がプリフォーム１内を殺菌する。このような殺菌のエイジングが行われた後、コンテナ６内の袋が開封され、殺菌済のプリフォーム１がコンテナ６から取り出される。
【００７１】
殺菌済のプリフォーム１はブロー成形機によりボトル２として成形され、無菌化された雰囲気内において内容物を充填され、打栓され、製品として搬出される。
【００７２】
＜実施の形態２＞
図９に示すように、この実施の形態２では、実施の形態１が搬送手段としてターンテーブル７ａ，７ｂを使用しているのに対し、スクリューコンベア５０が使用される。スクリューコンベア５０は一対のスクリューを平行に配置し、スクリュー間にプリフォーム１の胴部４を挟みながらプリフォーム１を搬送するようになっている。また、スクリューの上方にはプリフォーム１のフランジ部５に当接する一対のガイドレール５１が平行に設置される。
【００７３】
スクリューコンベア５０の上方には、図７（Ｂ）に示すような向きで噴射装置８が設置され、噴射装置８からプリフォーム１に向けて殺菌液が噴射される。プリフォーム１はスクリューコンベア５０上において傾斜しているのに対し、噴射装置８は垂直に設置される。このため、殺菌液は図７（Ｂ）に示すようにプリフォーム１の側壁の内面に対して噴射される。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、殺菌液を計量し、この計量した殺菌液を、口部が上向きの凹状体の凹部内に直線状に連続した液体として噴射し、この直線状に連続した殺菌液を撮像することにより殺菌液の噴射量の適否を判別し、適量の殺菌液の付着した凹状体のみを収納体内に収納し、その後収納体を塞いで所定時間保持する殺菌方法であるから、殺菌液を計量した上で凹状体の凹部内に噴射すると共に、噴射された殺菌液からその量の多寡をも判別することとなり、適正量の殺菌液を容器、プリフォーム等の凹状体に付着させることができ、従って収納体内で効率的に殺菌することができ、殺菌不良という問題を生じない。
【００７５】
また、請求項１に係る発明によれば、噴射された殺菌液を撮像することにより殺菌液の噴射量の適否を判別する殺菌方法であるから、噴射された殺菌液を撮像し、その映像から殺菌液の噴射量の適否を判別することになり、殺菌液の噴射を乱すことなく適正に噴射量を検知することができる。
【００７６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の殺菌方法において、殺菌液は凹状体の側壁の内面に向かって噴射する殺菌方法であるから、殺菌液が凹状体の側壁の内面に付着して側壁上を伝い落ちることになり、それだけ殺菌液が凹状体の凹部に広い範囲で付着し、殺菌効果が高まる。
【００７７】
請求項３に係る発明によれば、凹状体を搬送する搬送手段と、殺菌液を計量して搬送中の口部が上向きの凹状体の凹部内に直線状に連続した液体として噴射する噴射手段と、噴射手段に殺菌液を供給する殺菌液供給手段と、噴射手段から噴射される直線状に連続した殺菌液を撮像して液量の適否を判別する液量判別手段と、液量判別手段によって、殺菌不良信号が発せられると該当する凹状体を搬送手段から除去する除去手段と、適量の殺菌液の付着した凹状体を封入する収納体とを具備した殺菌装置であるから、殺菌液供給装置から供給される殺菌液を計量した上で噴射手段により凹状体の凹部内に噴射し、搬送手段により搬送する凹状体に連続的に一定量ずつ殺菌液を付着させて、収納体内に投入することができる。また、噴射後の殺菌液を撮像して液量の適否を判別するので、殺菌液の付着量をより厳密に管理し、適正量の殺菌液が付着した凹状体のみを収納体内に投入することができる。従って、大量の凹状体を効率的に殺菌することができ、殺菌不良や殺菌液の残留という問題を生じない。
【００７８】
請求項４に係る発明によれば、請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段により殺菌液の垂れ流しが検知されると、搬送手段による凹状体の搬送を停止させる殺菌装置であるから、凹状体への殺菌液の過度の付着、搬送ラインの殺菌液による汚れ等の発生が防止される。
【００７９】
請求項５に係る発明によれば、請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段により殺菌液が凹状体に噴射されないことが検知されると、除去手段によって当該凹状体を搬送手段から排除する殺菌装置であるから、殺菌液が供給されない殺菌不良の凹状体が搬送手段から除去される。従って、収納体内への殺菌不良の凹状体の混入が防止される。また、搬送手段はそのまま作動するので、殺菌処理を続行することができる。
【００８０】
請求項６に係る発明によれば、請求項３に記載の殺菌装置において、殺菌液の濃度の適否を判別する濃度判別手段が設けられた殺菌装置であるから、殺菌に必要な濃度の殺菌液を凹状体に噴射することができ、適正な殺菌を維持することができる。
【００８１】
請求項７に係る発明によれば、請求項６に記載の殺菌装置において、濃度判別手段により殺菌液の濃度不良が検知されると、搬送手段による凹状体の搬送を停止させる殺菌装置であるから、殺菌不良の凹状体の大量発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明に係る殺菌方法及び装置により殺菌可能なプリフォームを示す垂直断面図、（Ｂ）はこのプリフォームをブロー成形して得られるボトルの部分切欠立面図である。
【図２】本発明に係る殺菌装置の概略を示す立面図である。
【図３】本発明に係る殺菌装置の概略を示す平面図である。
【図４】殺菌液の調合装置を示すブロック図である。
【図５】噴射装置の垂直断面図である。
【図６】噴射装置の動作説明図である。
【図７】噴射装置とプリフォームとの位置関係を示す説明図である。
【図８】液量判別装置のモニタ画面を示す図である。
【図９】本発明に係る殺菌装置の搬送装置の別形態を示す立面図である。
【符号の説明】
１…プリフォーム
６…コンテナ
７…搬送装置
８…噴射装置
９…液量判別装置
１２…殺菌液供給装置
２８…濃度計
Claims (7)
- 殺菌液を計量し、この計量した殺菌液を、口部が上向きの凹状体の凹部内に直線状に連続した液体として噴射し、この直線状に連続した殺菌液を撮像することにより殺菌液の噴射量の適否を判別し、適量の殺菌液の付着した凹状体のみを収納体内に収納し、その後収納体を塞いで所定時間保持することを特徴とする殺菌方法。
- 請求項１に記載の殺菌方法において、殺菌液は凹状体の側壁に向かって噴射することを特徴とする殺菌方法。
- 凹状体を搬送する搬送手段と、殺菌液を計量して搬送中の口部が上向きの凹状体の凹部内に直線状に連続した液体として噴射する噴射手段と、噴射手段に殺菌液を供給する殺菌液供給手段と、噴射手段から噴射される直線状に連続した殺菌液を撮像して液量の適否を判別する液量判別手段と、液量判別手段によって、殺菌不良信号が発せられると該当する凹状体を搬送手段から除去する除去手段と、適量の殺菌液の付着した凹状体を封入する収納体とを具備したことを特徴とする殺菌装置。
- 請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段により殺菌液の垂れ流しが検知されると、搬送手段による凹状体の搬送を停止させることを特徴とする殺菌装置。
- 請求項３に記載の殺菌装置において、液量判別手段により殺菌液が凹状体に噴射されないことが検知されると、除去手段によって当該凹状体を搬送手段から排除することを特徴とする殺菌装置。
- 請求項３に記載の殺菌装置において、噴射手段に供給する殺菌液の濃度の適否を判別する濃度判別手段が設けられたことを特徴とする殺菌装置。
- 請求項６に記載の殺菌装置において、濃度判別手段により殺菌液の濃度不良が検知されると、搬送手段による凹状体の搬送を停止させることを特徴とする殺菌装置。
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