JP5534153B2 - カップ状容器の外面殺菌方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、カップ状容器の外面を殺菌する方法及び装置に関する。

従来、カップに飲料等を充填した包装品が市場で流通しているが、この包装品の大部分は冷却状態で搬送、陳列等されるチルド品である。しかし、このチルド状態での流通は温度管理が面倒であり、コストも高くなるので、常温での流通が望まれる。そこで、近年はカップの内面や外面を予め過酸化水素等の殺菌剤で殺菌処理したうえで飲料等を充填し、密封する無菌包装が行われている（例えば、特許文献１、２参照）。この方法によれば、飲料等の無菌状態を維持しつつ包装品を常温で流通させることが可能となる。

これらのカップ殺菌方法は、カップを搬送しつつ、カップの内面や外面に向かって過酸化水素のミスト又はガスを吹き付けてカップを殺菌処理し、その後、カップに向かって熱風を吹き付けて、カップに付着した過酸化水素を乾燥させようというものである（例えば、特許文献１、２参照）。

カップの内外面に過酸化水素を供給する場合、二流体式ノズルをカップの開口部と底部に各々対向させ、空気流で過酸化水素をカップの内部や底部に向かって噴射したり（例えば、特許文献１参照）、円管状のノズルをカップの開口部と底部に各々対向させ、過酸化水素のミストを円管状ノズルからカップの内部や底に向かって吹き付けたりしている（例えば、特許文献２参照）。

ところが、前者の二流体式ノズルでは過酸化水素がカップ表面に均一に付着し難く、また、ノズルから過酸化水素がカップにボタ落ちして過酸化水素が過剰に付着するという問題がある。後者の円管状ノズルから過酸化水素ミストを吐出する場合は、特にカップの外面に過酸化水素が均一に付着し難いという問題がある。

このような問題点を解消するため、本願の発明者は、特許文献３で開示するように如雨露目状ノズルを用いることとした。如雨露目状ノズルをカップの開口部と底部に対向させて過酸化水素のミストを如雨露目から吹き出させるようにすると、カップの表面に過酸化水素が過不足無く均一に付着させることができる。

特開昭５９−１１５２２０号公報 特開２００２−６８１４２号公報 特開２００９−１８８５２号公報

特許文献３が開示する如雨露目状ノズルによれば、カップの内面には均一に過酸化水素を付着させることができるが、カップの外面に対しては過酸化水素の供給量をカップ内面に対する供給量よりも二倍以上にしなければカップ外面に均一に塗布することができず、カップ外面を適正に殺菌することができなくなるという問題がある。

また、如雨露目状ノズルから過酸化水素のミストを大量に吐出すると、ノズルの細かい如雨露目が詰まりやすくなり、ノズルのメンテナンスが面倒になるという問題もある。

したがって、本発明は、上記問題点を解決することができるカップ状容器の外面の殺菌方法及び装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

なお、本発明の理解を容易にするため図面の参照符号を付するが、本発明はこれに限定されるものでない。

すなわち、請求項１に係る発明は、カップ状容器（１）のフランジ（３）をリテーナ（９）の容器挿入穴（１７）の周縁で支持し、この容器（１）を支持したリテーナ（９）を間欠走行させつつ容器（１）の外面に向かって過酸化水素のミスト（ａ）又はガスを吹き付けて容器（１）の外面を殺菌するカップ状容器の外面殺菌方法において、一時停止したリテーナ（９）下に突出する容器（１）の底部をリテーナ（９）の走行方向の前後から挟むようにスリット状ノズル口（２０）を各々配置し、各ノズル口（２０）を容器（１）の底部の縁に斜め下方から対向せしめ、各ノズル口（２０）から過酸化水素のミスト（ａ）又はガスを容器（１）の底部の縁（２ｂ）に向かって吹き付けるようにし、上記前後のスリット状ノズル口（２０）間を邪魔板（３２）で遮蔽し、上記リテーナ（９）の走行方向に見て上流側のスリット状ノズル口（２０）から上流側へと邪魔板（３３）を突出させ、下流側のスリット状ノズル口（２０）から下流側へと邪魔板（３４）を突出させ、一時停止したリテーナ（９）下に突出する容器（１）の底部をリテーナ（９）の走行方向に交差する方向から挟むように邪魔板（３５）を設けたカップ状容器の外面殺菌方法を採用する。

また、請求項５に係る発明は、カップ状容器（１）のフランジ（３）をリテーナ（９）の容器挿入穴（１７）の周縁で支持し、この容器（１）を支持したリテーナ（９）を間欠走行させつつ容器（１）の外面に向かって過酸化水素のミスト（ａ）又はガスを吹き付けて容器（１）の外面を殺菌するカップ状容器の外面殺菌装置において、一時停止したリテーナ（９）下に突出する容器（１）の底部をリテーナ（９）の走行方向の前後から挟むようにスリット状ノズル口（２０）が各々配置され、各ノズル口（２０）が容器（１）の底部の縁に斜め下方から対向するように形成され、各ノズル口（２０）から過酸化水素のミスト（ａ）又はガスが容器（１）の底部の縁（２ｂ）に向かって吹き付けられるようにし
、上記前後のスリット状ノズル口（２０）間が邪魔板（３２）で遮蔽され、上記リテーナ（９）の走行方向に見て上流側のスリット状ノズル口（２０）から上流側へと邪魔板（３３）が突設され、下流側のスリット状ノズル口（２０）から下流側へと邪魔板（３４）が突設され、一時停止したリテーナ（９）下に突出する容器（１）の底部をリテーナ（９）の走行方向に交差する方向から挟むように邪魔板（３５）が設けられたカップ状容器の外面殺菌装置を採用する。

本発明によれば、カップ状容器（１）のフランジ（３）をリテーナ（９）の容器挿入穴（１７）の周縁で支持し、この容器（１）を支持したリテーナ（９）を間欠走行させつつ容器（１）の外面に向かって過酸化水素のミスト（ａ）又はガスを吹き付けて容器（１）の外面を殺菌するカップ状容器の外面殺菌方法において、一時停止したリテーナ（９）下に突出する容器（１）の底部をリテーナ（９）の走行方向の前後から挟むようにスリット状ノズル口（２０）を各々配置し、各ノズル口（２０）を容器（１）の底部の縁（２ｂ）に斜め下方から対向せしめ、各ノズル口（２０）から過酸化水素のミスト（ａ）又はガスを容器（１）の底部の縁（２ｂ）に向かって吹き付けるようにし、上記前後のスリット状ノズル口（２０）間を邪魔板（３２）で遮蔽し、上記リテーナ（９）の走行方向に見て上流側のスリット状ノズル口（２０）から上流側へと邪魔板（３３）を突出させ、下流側のスリット状ノズル口（２０）から下流側へと邪魔板（３４）を突出させ、一時停止したリテーナ（９）下に突出する容器（１）の底部をリテーナ（９）の走行方向に交差する方向から挟むように邪魔板（３５）を設けたことから、カップ状容器（１）の外面に対し従来よりも少量の過酸化水素を供給することで容器（１）の外面に過酸化水素を均一に付着させることができ、容器（１）の外面を簡易かつ迅速に殺菌することができる。また、ノズル口（２０）はスリット形であり、かつ、過酸化水素のミスト（ａ）又はガスの吐出量は従来よりも少量であるから、ノズル口（２０）を詰まり難くすることができ、ノズル（７）のメンテナンスを簡易化することができる。

本発明に係るカップ状容器の殺菌装置の概略を示す垂直断面図である。 リテーナを示す斜視図である。 図１中、工程Ｂにおいてカップの外面に過酸化水素ミストを噴霧するための装置構成を示す斜視図である。 図３中、ＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 図３中、Ｖ−Ｖ線矢視断面図である。 図１中、工程Ｃにおいてカップの内面に過酸化水素ミストを噴霧するための装置構成を示す斜視図である。 図１中、工程Ｅ〜Ｈの各工程においてカップに付着した過酸化水素を乾燥させるための装置構成を示す斜視図である。 図１中、工程Ｊにおいてカップのフランジに蓋材をヒートシールした状態を示す断面図である。 図１中、工程Ｋにおいて蓋材をトリミングした状態を示す断面図である。 カップの一例の斜視図である。

以下、本発明の望ましい形態について図面に基づいて説明する。

この実施の形態において、殺菌処理しようとする容器は、図１０に示すように、飲料等を充填する比較的底の深いカップであり、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリプロピレン等所望の樹脂を用いて例えば真空圧空成形により成形される。あるいは、層構成が例えばポリエチレン層／紙／ポリプロピレン層である積層シートを用いることにより形成される。

このカップ１は、略円筒形の胴部２を有する。カップ１の上部は開口部になっており、底部は底板で閉じられている。また、カップ１の開口部の回りにはフランジ３が設けられている。胴部２とフランジ３との境界には、スタッキングリブ２ａが設けられている。スタッキングリブ２ａは多数のカップ１を積み重ねた際にカップ同士が強く嵌り合わないようにするためのもので、充填機に供給した場合等においてカップ１の山からカップ１を一個ずつ確実に取り出しやすくするために設けられる。胴部２、フランジ３、スタッキングリブ２ａ等は、カップ１を成形する際に一体的に形成される。

図１０中、二点鎖線で示すものはシート状又はフィルム状の殺菌された蓋５であり、カップ１が殺菌され、無菌処理された内容物が充填された後に、フランジ３の上面にヒートシール等によって接着される。これにより、カップ１内が内容物と共に無菌状態に保持された無菌包装体が完成する。

なお、図１０中、符号５ａは蓋５に設けられた摘み片を示す。この無菌包装体を購入した消費者等がこの摘み片５ａを摘んで蓋５をフランジ３から引き剥がすことにより、無菌包装体を開封し内容物である例えば飲料４（図１及び図８参照参照）を取り出すことができる。

上記カップ１は、図１に示すように、無菌チャンバー１６内において一連の工程Ａ〜Ｌを経て、その内外の表面が殺菌処理され、内容物である飲料４が充填され、蓋５で閉じられることにより無菌包装体とされる。無菌チャンバー１６内は、給気口１６ｃから無菌エアｄが常時供給されることによって、外気が侵入しないように陽圧に保たれている。

次に、工程Ａ〜Ｌの各々について順に説明する。

（１）工程Ａ
図２に示すようなリテーナ９が用意される。リテーナ９は、例えばステンレス鋼製の平板をその本体として備える。この平板に長さ方向に沿って、カップ１の胴部２が挿入される容器挿入穴１７が複数個形成される。図示例では容器挿入穴１７が四個形成されるが、それ以上の個数又はそれ以下の個数に適宜変更可能である。これにより、カップ１は複数列で走行可能となる。

容器挿入穴１７は、カップ１の胴部２の上端における外径よりも大きく、フランジ３の外径より小さくなるように形成される。これにより、カップ１の胴部２が容器挿入穴１７に挿入されると、フランジ３が容器挿入穴１７の周縁のフランジ受け面９ａ上に留まり、胴部２が容器挿入穴１７の周縁から下方に突出する。

容器挿入穴１７の周縁のフランジ受け面９ａはその全周にわたって平坦な面として形成される。この容器挿入穴１７の周縁のフランジ受け面９ａは、後にカップ１のフランジ３に蓋材５ｂをヒートシールする際に、フランジ３を蓋材５ｂごと図示しない加熱盤と共にプレスするための受け部として使用される。

容器挿入穴１７の周縁のフランジ受け面９ａには、その上に乗ったフランジ３を取り巻くように環状溝６が形成される。図８及び図９に示すように、この環状溝６内の外周壁はトリミング刃１９と共に蓋材５ｂの余剰部分を切除し、蓋５と摘み片５ａとを残すための雌刃として機能する。

リテーナ９は多数用意され、図１に示すように、カップ１をそのフランジ３と平行な方向にリテーナ９ごと間欠走行させる走行手段に取り付けられる。走行手段は例えば複数対のスプロケットホイール１８ａ，１８ｂ間に水平に掛け渡される複数本の無端チェーン１８として構成され、多数のリテーナ９がこの無端チェーン１８に所定の間隔で取り付けられる。無端チェーン１８よりなる無端走行路上に、多数のリテーナ９が単列又は複数列で取り付けられる。

リテーナ９、無端チェーン１８等は上記無菌チャンバー１６内に収納される。無端チェーン１８の駆動により、この無菌チャンバー１６内において、リテーナ９がカップ１を保持しつつ所定のピッチで間欠的に走行する。これにより、多数のカップ１が効率良く各工程へと供給される。

図１に示すように、カップ１の開口部及びフランジ３が上向きとなるようにカップ１の胴部２が、間欠停止したリテーナ９の容器挿入穴１７内に挿入される。カップ１はそのフランジ３がリテーナ９のフランジ受け面９ａ（図４参照）に当接してリテーナ９上で静止する。

（２）工程Ｂ
図１及び図４に示すように、リテーナ９が間欠走行して工程Ｂにおいて一時停止すると、リテーナ９の容器挿入穴１７内に挿入されたカップ１の底部に向かって過酸化水素のミストａ又はガスが吹き付けられる。

このリテーナ９が一時停止する位置において、一対の外面殺菌用ノズル７，７が設置され、リテーナ９下に突出するカップ１の底部をリテーナ９の走行方向の前後から挟むようにスリット状ノズル口２０，２０が各外面殺菌用ノズル７，７に形成され、各ノズル口２０，２０がカップ１の底部の縁２ｂに向かって斜め下方から対峙せしめられる。

具体的には、図３乃至図５に示すように、中空の箱体２１，２１がリテーナ９の下方でリテーナ９の走行方向に見てリテーナ９の前後に各々配置される。各箱体２１，２１には、スリット状ノズル口２０，２０がリテーナ９の走行方向に直交する方向に伸び、リテーナ９から垂下するカップ１の底部の縁２ｂに向かって斜め下方から対峙するように設けられる。両箱体２１，２１は両者を一体化した単一の箱とし、この単一の箱に上記二条のノズル口２０，２０を形成するようにしてもよい。

各箱体２１，２１には、後述するミスト生成器２３から過酸化水素のミストａ又はガスが供給される。図４に示すように、各箱体２１，２１内に流入した過酸化水素のミストａ又はガスは、各箱体２１，２１のスリット状ノズル口２０，２０からカップ１の底部の縁２ｂに向かって吹き出し、カップ１の外面にムラなく均一に接触する。そして、カップ１の外面に接触すると同時に凝結し、高濃度の過酸化水素の皮膜となってカップ１の外面を殺菌する。

また、このように前後のスリット状ノズル口２０，２０から過酸化水素のミストａ又はガスをカップ１の底部の縁２ｂに向かって斜め下方より吹き付けることから、従来の如雨露目状ノズルによって吹き付ける場合に比べ過酸化水素のミストａ又はガスの流量をすこぶる低減することができる。このことは後述する実施例において明らかにする。

また、各ノズル口２０，２０はスリット形であり、かつ、過酸化水素のミストａ又はガスの吐出量は従来よりも少量であるから、ノズル口２０，２０が詰まり難く、ノズル７，７のメンテナンスが簡易化される。

図３及び図４に示すように、必要に応じて上記前後のスリット状ノズル口２０，２０間は、邪魔板３２で遮蔽される。この邪魔板３２の存在により、スリット状ノズル口２０，２０から吐出された過酸化水素のミストａ又はガスはカップ１の下方への流下が防止され、それだけカップ１の外面に付着しやすくなる。

また、上記リテーナ９の走行方向に見て上流側のスリット状ノズル口２０から上流側へと邪魔板３３が突設され、下流側のスリット状ノズル口２０からも下流側へと邪魔板３４が突設される。これらの邪魔板３２，３３，３４の存在によっても、スリット状ノズル口２０，２０から吐出された過酸化水素のミストａ又はガスはカップ１の下方への流下が防止され、カップ１の外面へと向かいやすくなる。

さらに、図３乃至図５に示すように、一時停止したリテーナ９下に突出するカップ１の底部をリテーナ９の走行方向に直角に交差する方向から挟むように邪魔板３５が設けられる。これらの邪魔板３５の存在によって、スリット状ノズル口２０，２０からカップ１側に吹き上げられた過酸化水素のミストａ又はガスはカップ１の胴部２の表面へと方向付けられ、カップ１の外面に付着しやすくなる。

上記スリット状ノズル口２０，２０がリテーナ９の走行方向に直角に交差する方向に長く伸びるものである場合は、箱体２１，２１に対する過酸化水素ミストａ又はガスの導入口から離れるに連れて過酸化水素ミストａ又はガスの吐出圧や温度が低下しやすくなるので、ノズル口２０，２０の長さに応じて過酸化水素ミストａ又はガスの流れに熱風を追加供給するのが望ましい。

（３）工程Ｃ
図１に示すように、カップ１の走行路の上方に配置した内面殺菌用ノズル８から、カップ１の内面に向かって過酸化水素のミストａ又はガスが吹き付けられ、カップ１の内面が殺菌処理される。

この内面殺菌用ノズル８は、カップ１の所定の間欠停止位置に設置される。内面殺菌用ノズル８における間欠停止位置で一時停止したカップ１の開口部に正対する箇所には、図６に示すように、多数の小さい吐出孔８ａが形成される。過酸化水素のミストａ又はガスは、内面殺菌用ノズル８の多数の吐出孔８ａからカップ１の開口部に向かってシャワー状に吹き出し、カップ１の内面に接触し、凝結して均一厚さの高濃度の皮膜となって付着し、カップ１の内面を速やかに殺菌する。

過酸化水素のミストａ又はガスの吐出圧は、多数の吐出孔８ａから吹き出す過酸化水素のミストａ又はガスの濃度が低下してカップ１の殺菌効果が薄れることがないように、また、過酸化水素のミストａ又はガスが無菌チャンバー１６内の各所で結露してカップ１内に滴下することがないように適正な値に設定される。

また、内面殺菌用ノズル８とカップ１の開口部との間には、内面殺菌用ノズル８の回りからカップ開口部のフランジ３の回りに向かって延びる囲繞壁２２が配置される。無菌チャンバー１６内では、後述する乾燥用の熱風ｃや上記無菌チャンバー１６内を陽圧に保つための無菌エアｄが絶えず流れているが、この囲繞壁２２はこうした熱風ｃや無菌エアｄと内面殺菌用ノズル８から吹き出す過酸化水素のミストａ又はガスの流れとの間を遮断する。

これにより、過酸化水素のミストａ又はガスのカップ１に対する吹き付け時の流れは、囲繞壁２２によって熱風ｃや無菌エアｄの流れから保護され、乱されることなくカップ１の内面の全面に均一に行き渡り、均一厚さの皮膜となって付着することとなる。その結果、カップ１の内面がムラなく一様に殺菌処理される。

（４）工程Ｄ
工程Ｃの直後からカップ１が所定時間だけ走行する間、工程Ｃにおいて吹き付けられた過酸化水素のミストａ又はガスがカップ１内に滞留する。これにより、過酸化水素がカップ１の内面の全面に、より一層均一に行き渡ることになる。さらに、過酸化水素がより長い時間菌に接触することになるので、殺菌効果が向上する。

（５）工程Ｅ
工程Ｄにおいて過酸化水素のミストａ又はガスがカップ１内に所定時間だけ滞留すると、その後直ちにカップ１の内外面に向かってカップ１が熱で変形しない程度に熱風ｃが吹き付けられる。この熱風ｃによる加熱によって、カップ１内の殺菌効果が高められるとともに、カップ１の内外面に付着した過酸化水素がある程度除去される。

熱風ｃの吹き付けは、図７に示すように、多数の吐出孔２７ａ，２８を有する乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂを各々カップ１の開口部と底部に向けることによって行うことができる。

（６）工程Ｆ
工程Ｅに続いて、カップ１の内外面に向かって、カップ１が熱で変形しない程度に、再び熱風ｃが吹き付けられる。これにより、カップ１の内外面に付着した過酸化水素がさらに除去される。

この熱風ｃは上記工程Ｅにおいて使用した乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂと同様なノズル１１ａ，１１ｂを用いることにより行われる。

（７）工程Ｇ
工程Ｆに続いて、カップ１の内外面に向かって、カップ１が熱で変形しない程度に、再び熱風ｃが吹き付けられる。これにより、カップ１の内外面に付着した過酸化水素がさらに除去される。

この熱風ｃは上記工程Ｅにおいて使用した乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂと同様なノズル１２ａ，１２ｂを用いることにより行われる。

（８）工程Ｈ
工程Ｇに続いて、カップ１の内外面に向かって、カップ１が熱で変形しない程度に、再び熱風ｃが吹き付けられる。これにより、カップ１の内外面に付着した過酸化水素がさらに除去され、少なくともカップ１の内面の残留過酸化水素量が許容範囲まで低下する。

この熱風ｃは上記工程Ｅにおいて使用した乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂと同様なノズル１３ａ，１３ｂを用いることにより行われる。

このように、工程Ｅ〜Ｈで繰り返し熱風ｃをカップ１に吹き付けるのでカップ１に対し全体として多量の熱風を供給することとなり、カップ１に付着した過酸化水素を効率良く除去することができる。

なお、乾燥工程Ｅ〜Ｈの間に、必要に応じて放冷工程、強制冷却工程を設けることも可能である。

（９）工程Ｉ
殺菌処理されたカップ１に、その開口部から内容物である飲料４が充填される。飲料４は予め殺菌処理され、冷却されている。

（１０）工程Ｊ
図１及び図８に示すように、カップ１の開口部に枚葉シート状又は連続シート状の殺菌された蓋材５ｂが被せられ、この蓋材５ｂがカップ１のフランジ３にヒートシールされる。このヒートシールは、図示しない加熱盤がリテーナ９へと降下し、リテーナ９のフランジ受け面９ａとの間でカップ１のフランジ３と蓋材５ｂとを挟んで熱圧着することによって行われる。

リテーナ９は、容器挿入穴１７の周縁がその全周にわたってカップ１の外形に対応した形状に形成されているので、リテーナ９の容器挿入穴１７の周縁と加熱盤とでフランジ３と蓋材５ｂとがフランジ３の全周にわたって均一に加熱及び加圧され、従って、カップ１の開口部がその全周にわたって適正に密封される。

（１１）工程Ｋ
図１及び図９に示すように、トリミング刃１９がリテーナ９の方へ降下し、リテーナ９の環状溝６内に侵入する。これにより、蓋材５ｂの余剰部分がトリミング刃１９と環状溝６内の外周壁との間で切断される。

かくて、図１０に示したような蓋５で密封された無菌包装体が完成する。

（１２）工程Ｌ
無菌包装体がリテーナ９から抜き取られ、無菌チャンバー１６外へ取り出される。

次に、上記工程Ａ〜Ｌを実施するための無菌充填装置について説明する。

図１に示すように、無菌充填装置は、カップ１を保持するための多数のリテーナ９、及びリテーナ９を連続走行させる走行手段を有し、走行手段の走行方向に沿って、カップ１をリテーナ９に供給する供給部１６ａ、カップ１の外面を殺菌するための外面殺菌用ノズル７、カップ１の内面を殺菌するための内面殺菌用ノズル８、カップ１の表面から過酸化水素を除去するための乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ、充填部１４、蓋材シール部１５、蓋材トリミング部１５ａ、完成した無菌包装体をリテーナ９から取り出す取出部１６ｂを備える。また、走行手段によるカップ１の走行路の全域を覆う無菌チャンバー１６を備える。

リテーナ９は、図２に示すように構成され、図１に示したように、多数のリテーナ９が走行手段としての無端チェーン１８に所定の間隔で取り付けられる。

無端チェーン１８は、図示しない制御部で制御されるモータにより駆動される。無端チェーン１８の駆動によりリテーナ９がカップ１を保持しつつ無菌チャンバー１６内を上記供給部１６ａから取出部１６ｂに向かって所定のピッチずつ間欠的に走行する。

無菌チャンバー１６の前端である無端チェーン１８の上流側には、カップ１をリテーナ９に供給する供給部１６ａが設けられる。

供給部１６ａは、多数のカップ１を積み重ねたカップ集積体からカップ１を一つずつ図示しないサッカー等により取り出してリテーナ９の各容器挿入穴１７内に嵌め込むようになっている。

この供給部１６ａによって各カップ１はリテーナ９の各容器挿入穴１７内に正立状態で投入され、その胴部２が容器挿入穴１７に挿入される。そして、各カップ１のフランジ３がリテーナ９の容器挿入穴１７の周縁におけるフランジ受け面９ａに乗り上がり、フランジ３の裏面がリテーナ９のフランジ受け面９ａに接触する。

外面殺菌用ノズル７は、図３乃至図５に示すように、所定箇所に二基設けられる。すなわち、リテーナ９が一時停止する所定位置の下方において、リテーナ９の走行方向の前後からリテーナ９を挟むように配置される。

各外面殺菌用ノズル７，７は、上述したように、中空の箱体２１，２１を有し、各箱体２１，２１にはスリット状ノズル口２０，２０がリテーナ９の走行方向に直交する方向に伸び、リテーナ９から垂下するカップ１の底部の縁２ｂに向かって斜め下方から対峙するように設けられる。

また、上述したように、必要に応じて、前後のスリット状ノズル口２０，２０の間が邪魔板３２で遮蔽され、リテーナ９の走行方向に見て上流側のスリット状ノズル口２０から上流側へと邪魔板３３が突設され、下流側のスリット状ノズル口２０から下流側へと邪魔板３４が突設される。さらに、一時停止したリテーナ９下に突出するカップ１の底部をリテーナ９の走行方向に直角に交差する方向から挟むように邪魔板３５が設けられる。

図３に示すように、上記箱体２１，２１には、各々ミスト生成器２３が接続される。

このミスト生成器２３は、殺菌剤である過酸化水素の水溶液を滴状にして供給する二流体スプレーである過酸化水素供給部２４と、この過酸化水素供給部２４から供給された過酸化水素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２５とを備える。過酸化水素供給部２４は、過酸化水素供給路２４ａ及び圧縮空気供給路２４ｂからそれぞれ過酸化水素の水溶液と圧縮空気を導入して過酸化水素の水溶液を気化部２５内に噴霧するようになっている。気化部２５は内外壁間にヒータ２５ａ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の噴霧を加熱し気化させる。気化した過酸化水素のガスは噴霧管２６から、ミストａとなって又はガスとして噴出する。

ミスト生成器２３内で生成された過酸化水素のミストａ又はガスは、その噴霧管２６から上記箱体２１内へと流れ、上述したようにスリット状ノズル口２０からカップ１に向かって吹き出る。

図３に示すように、スリット状ノズル口２０はリテーナ９の走行方向に直交する方向に長く伸びるので、箱体２１に対するミストａの導入口から離れた箇所でのミストａの吐出圧が低下し、過酸化水素が結露しやすくなる。そこで、望ましくはミスト生成器２３の噴霧管２６から箱体２１に向かう導管３６に、ヒータ３７を有する送風管３８が連結される。これにより、この送風管３８からノズル口２０のスリット長さに応じて熱風が追加供給され、過酸化水素のミストａは箱体２１内等で結露することなくスリット状ノズル口２０からカップ１に向かって吹き出ることとなる。

図１に示すように、カップ１の内面を殺菌するための内面殺菌用ノズル８は、外面殺菌用ノズル７の下流側におけるカップ１の間欠停止位置の上方に設置される。

図６に示すように、この内面殺菌用ノズル８は円錐台形に形成され、その円錐台形がカップ１の上方に設置される。円錐台の下端板は、間欠停止位置で一時停止したカップ１の開口部に正対するように形成され、この下端板に多数の小さい吐出孔８ａが如雨露目状に穿設される。

カップ１が複数列で搬送される場合は、内面殺菌用ノズル８は望ましくはカップ１の列ごとに独立して配置される。

この内面殺菌用ノズル８にも上述したミスト生成器２３と同様なミスト生成器２３から各内面殺菌用ノズル８へと過酸化水素のミストａ又はガスが供給される。

各内面殺菌用ノズル８は、各ノズルヘッド内に供給された過酸化水素のミストａ又はガスを、リテーナ９に保持されまま一時停止したカップ１の開口部に向かって吐出孔８ａから吹き出す。吐出孔８ａからカップ１内に吹き付けられた過酸化水素のミストａ又はガスはカップ１の内表面に薄い皮膜となって付着して結露し、高濃度の過酸化水素となってカップ１の内面を速やかに殺菌する。

なお、必要に応じて内面殺菌用ノズル８には、カップ１のフランジ３の回りに向かって垂下する囲繞壁２２が設けられる。

無菌チャンバー１６内では、乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂから吹き出す乾燥用の熱風ｃや上記無菌チャンバー１６内を陽圧に保つための無菌エアｄが絶えず流れているが、この囲繞壁２２はこうした熱風ｃや無菌エアｄと内面殺菌用ノズル８から吹き出る過酸化水素のミストａ又はガスの流れとの間を遮断する。

図１に示すように、乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂは、内面殺菌用ノズル８の位置から下流側に所定距離だけ離れたリテーナ９の一時停止位置に設置される。

これにより、過酸化水素のミストａ又はガスが吹き込まれたカップ１は乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂに至るまでの一定時間そのまま保持され、ミストａ又はガスがカップ１の内面に均一に付着し、少なくともカップ１の内面が所望程度まで殺菌された後に、乾燥処理に付されることになる。

乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂは、図１及び図７に示すように、カップ１を保持して一時停止したリテーナ９を上下から挟むように対向配置される。

図７に示すように、上側の乾燥用ノズル１０ａは、リテーナ９の走行路を横断する方向に伸びる箱体を有し、この箱体の下面がリテーナ９上で一列に並んだすべてのカップ１の開口及びフランジ３に対向する。この箱体の下面に熱風ｃを噴出する多数の小さい吐出孔２７ａが形成される。

吐出孔２７ａは箱体の下面の全面に穿設してもよいが、カップ１の開口部およびフランジ３に正対する領域に穿設するようにしてもよい。あるいは、箱体に代えて、リテーナ９上のカップ１ごとに如雨露のような多数の吐出孔が開いた円錐体を設けるようにしてもよい。

また、箱体の下面にはカップ１の開口部に対向するように吹き出し筒２７ｂが必要に応じて取り付けられる。この吹き出し筒２７ｂからも熱風ｃがカップ１の開口に向かって吹き出し、カップ１内に滞留した過酸化水素のミストａ又はガスをカップ１外に排出すると共に、カップ１の内面を効率的に加熱してカップ１の内面に付着した過酸化水素を乾燥させる。また、この加熱によって、過酸化水素の付着したカップ１の内面の殺菌効果が高められる。

下側の乾燥用ノズル１０ｂは、リテーナ９の走行路を横断する方向に伸びる箱体を有し、この箱体の上面がリテーナ９上で一列に並んだすべてのカップ１の底部に対向する。この箱体の上面に熱風ｃを噴出する多数の吐出孔２８が形成される。この下側の乾燥用ノズル１０ｂは、上側の乾燥用ノズル１０ａと吐出孔２８の開口方向が逆である点、また吹き出し筒２７ｂが省略されている点を除いて略同じ構成である。

この下側の乾燥用ノズル１０ｂから吐出される熱風ｃはカップ１の外面の全面に接触する。従って、カップ１の胴部２の外面についても適正な加熱が行われ、カップ１の外面から余剰の過酸化水素が除去される。また、この加熱によって、過酸化水素の付着したカップ１の外面の殺菌効果が高められる。

上下の乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂはカップ１の走行方向でずれていてもよいが、望ましくはカップ１の走行路を挟んで正対するように配置される。ノズル１０ａ，１０ｂ同士を正対させておくことで、カップ１に上下から風圧を作用させ、リテーナ９からのカップ１の脱落を防止することができる。風圧は、下側よりも上側の方を大きくするのが望ましい。

図１に示すように、上記上下の乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂと同様な乾燥用ノズル１１ａ,１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂが、上下一対となってカップ１の走行路に沿って所定の間隔で配置される。

乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ,１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの設置数は、少なくともカップ１の内面での残留過酸化水素量を許容範囲内まで低下させることができる総風量を得ることができるように決定される。

乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ,１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの対間は、リテーナ９の隣り合った間欠停止位置に配置される。しかし、上流側の乾燥用ノズルによる熱風ｃの吹き付けから次の下流側の乾燥用ノズルによる熱風ｃの吹き付けまでの間にカップ１が冷却されるように、乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ,１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの間隔は多少離してもよい。

このようにカップ１に対する熱風ｃによる加熱が繰り返されることで、残留過酸化水素の除去が適正に行われる。また、後の飲料４の充填、蓋材５ｂのシールも適正に行われる。

図７に示すように、上記熱風ｃを作るためにブロア２９、フィルタ３０、加熱器３１等が設けられる。ブロア２９からの送風がフィルタ３０で除菌され、加熱器３１で加熱されて熱風ｃとされる。この熱風ｃが上下の乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ、１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの箱体内に供給され、各箱体の吐出孔２７ａ，２８からカップ１に向かって吹き出すことになる。

充填部１４は、図１に示すように、カップ１の走行路において最終の乾燥用ノズル１３ａ，１３ｂよりも下流側におけるリテーナ９の一時停止位置に設置される。充填部１４は、リテーナ９により運ばれて来た殺菌処理済みのカップ１内に殺菌処理済みの例えば飲料４を所定量充填するようになっている。充填部１４は公知であるからその詳細な説明は省略する。

蓋材シール部１５は、図１に示すように、カップ１の走行路において充填部１４よりも下流側のリテーナ９の一時停止位置に設置される。蓋材シール部１５は、リテーナ９により運ばれて来た充填済みのカップ１の開口部に蓋材５ｂを被せ、この蓋材５ｂの回りをカップ１のフランジ３にヒートシールするようになっている。蓋材５ｂは枚葉シートとして又は連続シートとしてカップ１の開口部上に供給される。

蓋材シール部１５内には、図示しないがカップ１のフランジ３に対応した形状の加熱部を有する加熱盤が昇降可能に設けられる。この加熱盤が上記蓋材５ｂをカップ１のフランジ３と共にリテーナ９の容器挿入穴１７の周縁におけるフランジ受け面９ａに押し付ける。これにより、蓋材５ｂがカップ１のフランジ３にヒートシールされ、カップ１内が密封される。

蓋材トリミング部１５ａは、図１に示すように、カップ１の走行路において蓋材シール部１５よりも下流側のリテーナの一時停止位置に設置される。蓋材トリミング部１５ａ内には、上記蓋材５ｂから図１０に示す蓋５を打ち抜くためのトリミング刃１９が昇降可能に設けられる。

図９に示すように、トリミング刃１９がリテーナ９の方へ降下してリテーナ９の環状溝６内に侵入すると、蓋材５ｂの余剰部分がトリミング刃１９と環状溝６内の外周壁との間で切断される。これにより、図１０に示すように摘み片５ａを有した蓋５の輪郭が整えられると共に、蓋５で密封された無菌包装体が完成する。

図１に示すように、無菌包装体をリテーナ９から取り出す取出部１６ｂが、カップ１の走行路において蓋材トリミング部１５ａよりも下流側のリテーナの一時停止位置に設置される。

取出部１６ｂは、カップ１に飲料４が充填され、蓋５で密封されて完成した無菌包装体を図示しないサッカー等によりリテーナ９から抜き取り、無菌チャンバー１６外に取り出すようになっている。

次に、上記構成の無菌充填装置の作用について説明する。

無菌チャンバー１６内が、予め過酸化水素等のミスト又はガスの供給、紫外線照射等により殺菌される。また、無菌チャンバー１６内に給気口１６ｃから無菌エアｄが常時吹き込まれ、この無菌エアｄが無菌チャンバー１６の図示しない所定の出入口や隙間から排出されることによって、無菌チャンバー１６内の無菌状態が維持される。

リテーナ９が間欠走行し、カップ供給部１６ａで一時停止すると、カップ供給部１６ａからカップ１がリテーナ９の容器挿入穴１７内に供給される。

各カップ１のフランジ３は、リテーナ９の容器挿入穴１７の周縁におけるフランジ受け面９ａに乗り上がり、フランジ３の裏面がリテーナ９のフランジ受け面９ａに接触する。

カップ１を保持したリテーナ９がカップ供給部１６ａよりも下流側で一時停止すると、外面殺菌用ノズル７，７のスリット状ノズル口２０，２０から過酸化水素のミストａ又はガスがカップ１の外面に吹き付けられる。これにより、過酸化水素がカップ１の外面に皮膜となってムラなく付着し、カップ１の外面が殺菌処理される。

外面に過酸化水素のミストａ又はガスが供給されたカップ１は、リテーナ９によって内面殺菌用ノズル８へと搬送されて一時停止する。

カップ１の開口部が内面殺菌用ノズル８に正対すると、内面殺菌用ノズル８の多数の吐出孔８ｂから、カップ１の開口部に向かって過酸化水素のミストａ又はガスが吹き付けられる。過酸化水素のミストａ又はガスがカップ１の内面に接触し薄い皮膜となって付着し、高濃度の過酸化水素となってカップ１の内面を速やかに殺菌する。

内外面に過酸化水素の皮膜が付着したカップ１は、各乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂに対向する都度停止し、上下の殺菌用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂによって熱風ｃを吹き付けられる。

乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ,１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの各上下対はそれぞれカップ１の開口側と底面側からカップ１を挟むように熱風ｃを吹き付けるので、カップ１は軽いもの、面積の大きいものであっても、リテーナ９から脱落することなく走行する。

乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ,１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂにより吹き付けられる熱風ｃによってカップ１の内外面が加熱され、これによりカップ１の表面に付着した過酸化水素が乾燥し除去される。また、過酸化水素も加熱されることから、カップ１の内外面がより効果的に殺菌される。カップ１は搬送中に複数箇所の乾燥用ノズル１０ａ，１０ｂ，１１ａ,１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂによって繰り返し熱風ｃを吹き付けられるので、カップ１の表面に付着した過酸化水素は効率よく除去される。

最終の乾燥用ノズル１３ａ，１３ｂ間を通過したカップ１は、残留過酸化水素が許容値内まで低下しており、リテーナ９が次の充填部１４で一時停止することにより、充填部１４によってカップ１内に定量の飲料４が充填される。

飲料４が充填されたカップ１を保持しつつ、リテーナ９が次の蓋材シール部１５で一時停止すると、蓋材シール部１５によってカップ１の開口に殺菌された蓋材５ｂが被せられ、蓋材５ｂがカップ１のフランジ３にヒートシールされ、これによりカップ１が密封される。

蓋材５ｂがヒートシールされたカップ１を保持しつつ、リテーナ９が次の蓋材トリミング部１５ａで一時停止すると、蓋材トリミング部１５ａによって蓋材５ｂがトリミングされ、これにより蓋５としての輪郭が整えられ、無菌包装体が完成する。

無菌包装体を保持しつつ、リテーナ９が取出部１６ｂで一時停止すると、取出部１６ｂの図示しないロボット等により、無菌包装体が無菌チャンバー１６の外に製品として取り出される。

図１０に示すような外観を有し、開口内径５２ｍｍ、開口外径７１ｍｍ、フランジ幅４ｍｍ、底面径４６ｍｍ、高さ１０７ｍｍの大きさに成形されたポリプロピレン（ＰＰ）製カップを多数個用意し、各カップにおける胴部外面の上部、胴部外面の下部、底部外面の縁、底部外面の中央にそれぞれＢＩ(biological indicator)を貼り付けた。

ＢＩは、５ｍｍ角のアルミニウム箔、及び両面粘着テープを貼り付けた各シャーレをエチレンオキサイドガス(ＥＯＧ)で滅菌し、各シャーレ内に貼着した両面粘着テープ上に上記アルミニウム箔を貼り付け、各アルミニウム箔に２．３×１０5ヶ／spotの枯草菌芽胞を塗布し、しかる後、クリーンベンチ内で風乾することにより作成した。

ＢＩを貼付した各カップについて、図１の工程（Ａ）（Ｂ）（Ｅ）を実施例１，２として行い、また、図１の外面殺菌用ノズルを如雨露目状ノズルに置き換えて同様な工程を比較例１，２として行った。

実施例１，２では、いずれも外面殺菌用ノズルのスリット状ノズル口を長さ２００ｍｍ、幅１ｍｍとし、これらノズル口をカップ底部の１５ｍｍ下方に設けた。過酸化水素のミストは、３５重量％過酸化水素溶液を用いてミスト生成器によって作り、吐出圧０．５ＭＰａでノズル口へと供給し、これに流量０．０３ｍ³／ｍｉｎのアシストエアを付加してノズル口から常時吐出させた。

本実施例では、カップを３列で走行させ、２列目のカップがスリット長２００ｍｍのノズルの中央を通過するようにした。

また、実施例１，２では、ミスト生成器への過酸化水素の供給量をそれぞれ５ｇ／ｍｉｎ、６ｇ／ｍｉｎとした。実機でカップを１０列で走行させる場合は、外面殺菌用のスリットノズルのスリット長を１０００ｍｍとして、過酸化水素供給量は、実施例１について２５ｇ／ｍｉｎ、実施例２について３０ｇ／ｍｉｎとなる。

また、実施例１については二列のスリット状ノズル口間に邪魔板を設け、前側ノズルからリテーナ走行方向の下流側に邪魔板を延ばし、後側ノズルからリテーナ走行方向の上流側に邪魔板を延ばし、さらに、リテーナ走行方向に直交する方向から各カップを挟む邪魔板を設けたが、実施例２では各カップをリテーナ走行方向に直交する方向から挟む邪魔板は省略した。

比較例１，２では、いずれも外面殺菌用ノズルのノズルとして従来の如雨露目状ノズルを用い、この如雨露目状ノズルを一時停止したカップの底部の１５ｍｍ直下に配置し、カップの底部に向かって吹き付けた。過酸化水素ミストは、３５重量％過酸化水素溶液を用いてミスト生成器によって作り、吐出圧０．５ＭＰａで如雨露目状ノズルに供給し、如雨露目状ノズルから上方に常時吐出させた。

また、比較例１，２でも、ミスト生成器への過酸化水素の供給量をそれぞれ５ｇ／ｍｉｎ、６ｇ／ｍｉｎとした。実機でカップを１０列で走行させる場合は、外面殺菌用のスリットノズルのスリット長を１０００ｍｍとして、過酸化水素供給量は、比較例１について５０ｇ／ｍｉｎ、比較例２について６０ｇ／ｍｉｎ必要になる。

実施例１，２及び比較例１，２のいずれにおいても、リテーナによるカップの搬送条件は、間欠走行によるものとし、一停止時間が１．２秒、一走行時間が０．８秒の計２秒間を一サイクルとして搬送した。

その後、図１に示した乾燥用ノズルを用いて、カップの内面及び外面に乾燥エアを吹き付け、カップ外面に付着した過酸化水素を乾燥させた。乾燥エアは、１４０℃とし、各カップ列に対応したノズル１本当たり、内面乾燥について０．４ｍ³／ｍｉｎ、外面乾燥について０．２ｍ³／ｍｉｎとした。

乾燥終了後、試料のカップからＢＩを剥し取り、トリプトソイブイヨン培地中で、３５°Ｃ×７日間培養し、菌の発生の有無を確認し、表１に示す滅菌効果(Log Reduction)＝Log(付着菌数／生残菌数)を得た。

表１から明らかなように、本発明のスリット状ノズル口を使用してカップ外面を殺菌すると、従来の如雨露目状ノズルを使用してカップ外面を殺菌する場合に比べ、過酸化水素の使用量を略半減させることが可能である。

なお、本発明は上記実施の形態、実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変更可能である。

１…カップ
２ｂ…カップ底部の縁
３…フランジ
９…リテーナ
１７…容器挿入穴
２０…スリット状ノズル口
３２，３３，３４，３５…邪魔板
ａ…過酸化水素のミスト

Claims (2)

1. カップ状容器のフランジをリテーナの容器挿入穴の周縁で支持し、この容器を支持したリテーナを間欠走行させつつ容器の外面に向かって過酸化水素のミスト又はガスを吹き付けて容器の外面を殺菌するカップ状容器の外面殺菌方法において、一時停止したリテーナ下に突出する容器の底部をリテーナの走行方向の前後から挟むようにスリット状ノズル口を各々配置し、各ノズル口を容器の底部の縁に斜め下方から対向せしめ、各ノズル口から過酸化水素のミスト又はガスを容器の底部の縁に向かって吹き付けるようにし、上記前後のスリット状ノズル口間を邪魔板で遮蔽し、上記リテーナの走行方向に見て上流側のスリット状ノズル口から上流側へと邪魔板を突出させ、下流側のスリット状ノズル口から下流側へと邪魔板を突出させ、一時停止したリテーナ下に突出する容器の底部をリテーナの走行方向に交差する方向から挟むように邪魔板を設けたことを特徴とするカップ状容器の外面殺菌方法。
2. カップ状容器のフランジをリテーナの容器挿入穴の周縁で支持し、この容器を支持したリテーナを間欠走行させつつ容器の外面に向かって過酸化水素のミスト又はガスを吹き付けて容器の外面を殺菌するカップ状容器の外面殺菌装置において、一時停止したリテーナ下に突出する容器の底部をリテーナの走行方向の前後から挟むようにスリット状ノズル口が各々配置され、各ノズル口が容器の底部の縁に斜め下方から対向するように形成され、各ノズル口から過酸化水素のミスト又はガスが容器の底部の縁に向かって吹き付けられるようにし、上記前後のスリット状ノズル口間が邪魔板で遮蔽され、上記リテーナの走行方向に見て上流側のスリット状ノズル口から上流側へと邪魔板が突設され、下流側のスリット状ノズル口から下流側へと邪魔板が突設され、一時停止したリテーナ下に突出する容器の底部をリテーナの走行方向に交差する方向から挟むように邪魔板が設けられたことを特徴とするカップ状容器の外面殺菌装置。

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