JP6108088B2 - プリフォーム殺菌方法並びに内容物充填方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボトル等の容器を作るためのプリフォームを殺菌する方法並びに飲料等の充填方法及び装置に関する。

従来、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォームを搬送しながら過酸化水素等の殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付けて殺菌処理し、ブロー成形機によってプリフォームをボトルに成形し、このボトルに飲料を充填し、キャッピングして無菌包装体とするというインラインシステムとしての無菌充填方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、蒸発させた殺菌剤をプリフォームに付着させ、残留した殺菌剤をバーナーによる火炎で排出するという方法（例えば、特許文献２参照。）や、殺菌剤の蒸気をプリフォームにスプレーし、次いでプリフォームを加熱した後にブロー成形するという方法（例えば、特許文献３参照。）も提案されている。

一方、殺菌剤を使用することなくプリフォームを殺菌する方法として、プリフォーム内に水蒸気を吹き込んでガラス転移点温度以上の温度を所定時間維持することでプリフォーム内を殺菌し、その直後にエアを吹き込んで水蒸気のドレンを除去するという方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。

特開２００１−２１２８７４号公報 特許第３７８０１６５号公報 特開２００８−１８３８９９号公報 特開２００７−１１１８８６号公報

従来の殺菌剤を用いてプリフォームを殺菌する方法は、殺菌剤がプリフォーム内に残留するという問題がある。また、殺菌後にプリフォームをブロー成形すると、成形機の各部が残留殺菌剤により腐食されやすくなるという問題がある。

水蒸気でプリフォーム内を殺菌する方法によれば、殺菌剤の残留という問題は解消されるが、水蒸気のドレンがプリフォーム内に残留すると容器に成形した際に白化等の発生原因となるので、殺菌後にドレンを除去する工程を設けなければならないとうい問題がある。また、プリフォームの口部に水蒸気が掛かると、口部が変形しやすくなり、後に口部に蓋を被せた際に密封性が損なわれる原因となる。さらに、従来提案されていた水蒸気による殺菌では、水蒸気の温度を高くすることができないことから、プリフォーム表面を十分に殺菌することができなかった。

本発明は、このような問題点を解消することを課題とする。

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。

すなわち、請求項１に係る発明は、一定速度で通過するプリフォーム（１）の口部（１ａ）を含む全表面のうち少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満の圧力の過熱蒸気（Ｓ）を吹き付けるプリフォーム殺菌方法を採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載のプリフォーム殺菌方法において、上記過熱蒸気（Ｓ）は水を誘電加熱することによって発生させることができる。

請求項３に記載されるように、請求項１又は請求項２に記載のプリフォーム殺菌方法において、上記プリフォーム（１）の内面の殺菌はプリフォーム（１）の口部（１ａ）に対峙させたノズル（７）から過熱蒸気（Ｓ）をプリフォーム（１）内へと吹き込むこととし、この過熱蒸気（Ｓ）の流量は上記口部（１ａ）に変形を来さない程度とすることも可能である。

請求項４に記載されるように、請求項３に記載のプリフォーム殺菌方法において、ノズル（７）をプリフォーム（１）内に相対的に挿入しながらノズル（７）から過熱蒸気（Ｓ）をプリフォーム（１）内へと吹き込むことも可能である。

また、請求項５に係る発明は、一定速度で通過するプリフォーム（１）を連続走行させながら、プリフォーム（１）の少なくとも内面を殺菌し、殺菌したプリフォーム（１）を成形温度まで加熱し、加熱したプリフォーム（１）を同じく連続走行するブロー成形型（１２）内でブロー成形して容器（２）を作り、成形した容器（２）に内容物（ａ）を充填して蓋（４）で密封する内容物充填方法において、上記プリフォーム（１）の殺菌は、プリフォーム（１）の口部（１ａ）を含む全表面のうち少なくとも内面に２００℃〜５００℃の０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満の圧力の過熱蒸気（Ｓ）を吹き付けることによって行う内容物充填方法を採用する。

請求項６に記載されるように、請求項５に記載の内容物充填方法において、ノズル（７）をプリフォーム（１）内に相対的に挿入しながらノズル（７）から過熱蒸気（Ｓ）をプリフォーム（１）内へと吹き込むことも可能である。

また、請求項７に係る発明は、一定速度で通過するプリフォーム（１）が容器（２）に成形され、容器（２）に内容物（ａ）が充填され、容器（２）が蓋（４）で密封されるまでプリフォーム（１）及び容器（２）を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォーム（１）を殺菌する殺菌手段と、殺菌されたプリフォーム（１）をブロー成形に適した加熱状態にするヒータ（１０）と、加熱したプリフォーム（１）を容器（２）にブロー成形する成形型（１２）と、ブロー成形した容器（２）に内容物（ａ）を充填するフィラー（３５）と、内容物（ａ）が充填された容器（２）を密封するキャッパー（３６）とが上記搬送路に沿って設けられた内容物充填装置において、上記殺菌手段は、コイル状導電管内を通す水を誘電加熱により２００℃〜５００℃の０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満の圧力の過熱蒸気（Ｓ）とする過熱蒸気発生部（６）と、プリフォーム（１）の口部（１ａ）を含む全表面のうち少なくとも内面に上記過熱蒸気（Ｓ）を吹き付けるノズル（７）とを具備した内容物充填装置を採用する。

請求項８に記載されるように、請求項７に記載の内容物充填装置において、ノズル（７）とプリフォーム（１）とを相対的に移動可能とし、ノズル（７）がプリフォーム（１）内に相対的に挿入されつつノズル（７）から過熱蒸気（Ｓ）がプリフォーム（１）内に吹き込まれるようにすることも可能である。

本発明によれば、プリフォーム（１）の口部（１ａ）を含むプリフォーム（１）全体の少なくとも内面を、口部（１ａ）に変形等を来すことなく、迅速かつ適正に加熱殺菌処理することができる。また、殺菌に用いる過熱蒸気（Ｓ）の素は水であるから、薬剤を用いる場合のような薬剤の残留の問題はない。また、水蒸気のドレンを発生させることなく殺菌することができるので、プリフォーム（１）からドレンを除去する工程が不要になり、それだけ容器（２）の製造速度を向上させることができる。過熱蒸気（Ｓ）の温度は２００℃〜５００℃であるから、プリフォーム（１）に変形を生じることなくプリフォーム（１）の表面のみを短時間で殺菌することが可能である。また、ドレンをプリフォーム（１）内から滴下させたり流下させたりする必要がないので、プリフォーム（１）をその口部（１ａ）が上向きになった正立状態のままでも殺菌処理することができる。また、殺菌処理後も正立状態のままで搬送しつつ殺菌工程から容器（２）の成形工程へと搬送することができるので、飲料等の内容物の充填を簡易に行うことができる。

また、過熱蒸気発生手段として誘電加熱方式を採用することで、通常のヒータによる加熱に比べエネルギー効率が良く、殺菌効率が向上する。

本発明に係るプリフォーム殺菌方法の説明図である。 プリフォームの殺菌工程からブロー成形工程までの説明図である。 ブロー成形後からキャッピング工程までの説明図である。 本発明に係る内容物充填装置の概略平面図である。 本発明に係るプリフォーム殺菌方法の他の形態を示す説明図である。 本発明に係るプリフォーム殺菌方法の更に他の形態を示す説明図である。

以下に本発明を実施するための形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１に示すように、プリフォーム１の殺菌が、プリフォーム１の口部１ａを含むプリフォーム全体の内外面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気Ｓを吹き付けることにより行われる。

プリフォームに吹き付ける過熱蒸気の温度は望ましくは２００℃〜５００℃であり、より望ましくは２５０℃〜４００℃である。２００℃〜５００℃の温度範囲であれば、プリフォームの表面のみ高温に曝すことで、短時間でプリフォームの表面に付着した菌を殺菌することができる。過熱蒸気Ｓの温度が２００℃未満では、殺菌のため長時間の吹き付けが必要となって、プリフォームを構成するＰＥＴ自体が高温となり、プリフォームの変形が大きくなる。また、５００℃を超えると、短時間でもプリフォームを構成するＰＥＴ自体の温度が上がり、プリフォームに変形を生じ易くなる。

プリフォームに吹き付ける過熱蒸気の圧力は、大気圧よりも高い圧力であり、望ましくは０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満である。０．１ＭＰａの近傍であれば、過熱蒸気がプリフォームに接して温度が低下しても、結露する可能性は低く、０．３ＭＰａよりも圧力が高いと、プリフォームに加熱蒸気を吹き付けた際にプリフォームの表面で結露する可能性がある。結露が発生すると、後にボトル等にブロー成形した際にボトルの表面に白化等を生じるおそれがある。

なお、プリフォームの殺菌は、プリフォーム内面については必須であるが、外面については後述するブロー成形のための加熱によって行うことも可能であり、あるいは、ブロー成形後に所望の殺菌工程を付加することによって行うことも可能である。

プリフォーム１は、ＰＥＴを射出成形することによって、試験管状の有底筒状体として形成される。プリフォーム１は、後に図３（Ｄ）に示すような容器であるボトル２として成形されるが、このボトル２におけると同様な口部１ａをその成形当初に付与される。この口部１ａの外周面にはプリフォーム１の成形と同時に雄ネジ３が形成される。この雄ネジ３は、図３（Ｆ）に示すようにボトル２の口部に被せられるキャップ４の雌ネジと螺合可能である。雄ネジ３の下方にはサポートリング５が形成される。

上記過熱蒸気Ｓは、市販の過熱蒸気発生装置６を使用することにより得ることができる。具体的には、トクデン株式会社製の商品名ＵＰＳＳである過熱蒸気発生装置を用いることができる。これは、図示しないが、螺旋状に巻回された導電体からなる通水パイプの螺旋の中央に誘導加熱コイルを挿入してなるもので、水を通水パイプ内に導き、誘導加熱コイルに交流電圧を印加するようになっている。交流電圧をインバータにより周波数変換して通電することも可能である。交流電圧の印加により、誘導加熱コイルが交番磁束を発生し、通水パイプに誘導電流が流れ、通水パイプが発熱する。この通水パイプの発熱によって中を流れる水が加熱されて飽和蒸気となり、さらに過熱蒸気Ｓとなり、通水パイプ外へ取り出される。

なお、誘導加熱コイルを導電性のチューブとし、これに通水することでさらに加熱効果を高めることも可能である。

過熱蒸気Ｓとしては、圧力が０．１ＭＰａ程度で、温度が２００℃〜５００℃のものを得ることが可能である。上記誘電加熱方式を採用することにより、通電開始から短時間で水を２００℃以上の過熱蒸気とすることができる。

図１中、符号７は筒状ノズルを示す。この筒状ノズル７は過熱蒸気発生装置６の通水パイプの終端に接続された導管８の先端から垂下するように取り付けられ、その開口７ａは垂直下方に向けられる。

プリフォーム１は、その口部１ａを上にした正立状態で筒状ノズル７における円形開口７ａの直下を一方向に搬送される。搬送方式は、プリフォーム１を連続走行させる連続搬送方式であってもよいし、筒状ノズル７の開口７ａ直下で一時停止させる間欠搬送方式であってもよい。プリフォーム１はそのサポートリング５が図示しないクランパにより把持されることにより搬送可能である。

また、図１中、符号９はスリット状ノズルを示す。このスリット状ノズル９は上記導管８から分岐する分岐管８ａの先端に接続され、そのスリット９ａがプリフォーム１の側面に対峙するように配置される。望ましくは、スリット状ノズル９は対になってプリフォーム１をその側面から挟むように対向配置され、また、プリフォーム１はその軸芯の回りで回転させられつつ搬送される。プリフォーム１を回転させることなく搬送することも可能であるが、その場合はスリット状ノズル９が複数対配置される。

図示例ではスリット状ノズルであるが、上記筒状ノズルの如き円形ノズルをプリフォーム１の側面あるいは底面に対向配置してもかまわない。

プリフォーム１の殺菌に際しては、過熱蒸気発生装置６から過熱蒸気Ｓが筒状ノズル７及びスリット状ノズル９へ常時供給され、筒状ノズル７の円形の開口７ａとスリット状ノズル９のスリット９ａからプリフォーム１に向かって噴出する。ノズル径、角度、プリフォームの軸等は任意であり、上記噴出した過熱蒸気Ｓがプリフォーム１の全内面に接触するように予め設定される。

これにより、筒状ノズル７の開口７ａから噴出した過熱蒸気Ｓはプリフォーム１の口部１ａからプリフォーム１内へと入り、プリフォーム１の全内面に接触し、プリフォーム１の内面に付着した一般細菌、カビ、酵母類を殺菌する。また、この殺菌は過熱蒸気Ｓをプリフォームの内部に向かって短時間吹き込むことで達成可能であるから、プリフォーム１の口部１ａにおける内側からの過度な加熱が防止され、従ってプリフォーム１の口部１ａの変形が確実に回避される。

また、スリット状ノズル９のスリット９ａから噴出した過熱蒸気Ｓは、軸芯を中心に回転するプリフォーム１の口部１ａを含む全外面に接触して加熱殺菌する。これにより、プリフォーム１の外面に付着した一般細菌、カビ、酵母類が殺菌される。また、この殺菌は過熱蒸気Ｓをプリフォーム１の外面に向かって短時間吹き付けることで達成可能であるから、プリフォーム１の口部１ａにおける外側からの過度な加熱が防止され、従ってプリフォーム１の口部１ａの変形が確実に回避される。

上記プリフォーム殺菌方法は、図２乃至図４に示すようにインラインシステムに組み込むことが可能であり、これにより無菌包装体の大量生産が可能になる。

このインラインシステムでは、プリフォーム１が所望の速度で連続的に搬送され、図２及び図３に示す各工程を経て無菌包装体とされる。

まず、図２（Ａ）に示すように、プリフォーム１が正立状態で搬送されつつ、筒状ノズル７とスリット状ノズル９の設置箇所を一定速度で通過する。この通過の際に、上述したように、プリフォーム１内に口部１ａから過熱蒸気Ｓが吹き込まれ、プリフォーム１の外面に過熱蒸気Ｓが吹き付けられ、プリフォーム１の内外面を含めてプリフォーム１の内外面の全体が短時間内で殺菌される。

図示例では過熱蒸気の吹き付け時にプリフォーム１は正立状態になっているが、倒立状態であってもかまわない。

短時間内の殺菌であるからプリフォーム１の口部１ａに変形を来したり、プリフォーム１の樹脂が過度に加熱されたりすることはない。また、蒸気ドレンがプリフォーム１の表面で結露して残留することもないので、後のブロー成形において製造されたボトル２に白化等を来すこともない。

なお、プリフォーム１の内外面は、筒状ノズル７とスリット状ノズル９の設置箇所を相互にずらすことにより、時間的にずらして殺菌することも可能である。

図２（Ｂ）に示すように、プリフォーム１の搬送路に沿ってヒータ１０が壁状に配置され、このヒータ１０によってプリフォーム１は走行しながら加熱される。プリフォーム１は、この加熱によって約９０℃から約１３０℃程度まで均一に加熱され、ブロー成形に適した加熱状態とされる。

加熱時には、プリフォーム１は、その口部１ａにスピンドル１１が挿入されることによって正立状態で吊下げられ、スピンドル１１と共に回転することによってヒータ１０で均一に加熱される。

加熱によってブロー成形に適した温度状態とされたプリフォーム１は、図２（Ｃ）に示すように、ブロー成形に付され、容器としてのボトル２に成形される。

ブロー成形型である金型１２は、プリフォーム１の走行速度と同じ速度で連続的に走行しつつ、型締め状態とされ、金型１２内でプリフォーム１に対するブロー成形が行われた後に型開き状態とされる。

プリフォーム１は、図２（Ｂ）に示した加熱工程でその全体の温度が成形に好適な温度域に上昇するようにほぼ均一に加熱されており、その加熱状態のままで、図２（Ｃ）に示すように、スピンドル１１ごと金型１２内に装着される。また、ブローノズル１３が金型１２の上部及びプリフォーム１の口部１ａ内のスピンドル１１を貫通してプリフォーム１内に挿入される。

金型１２が走行する間に、例えば一次ブロー用エアや二次ブロー用エアがブローノズル１３からプリフォーム１内に順次吹き込まれること等によって、金型１２のキャビティＣ内でプリフォーム１が最終成形品のボトル２まで膨張する。

このように金型１２内でボトル２が成形されると、金型１２が走行しつつ型開きし、図３（Ｄ）に示すように、ボトル２の完成品が金型１２外へ取り出される。

ボトル２は成形後も連続走行しつつ、図３（Ｅ）に示すように内容物であるミネラルウォータ、カテキンを含有する茶飲料、炭酸飲料等の内容物ａが充填ノズル１４からボトル２内に充填され、図３（Ｆ）に示すように、蓋であるキャップ４で密封される。

なお、上記ブロー成形の後、ボトル２に対し過酸化水素等の殺菌剤を含む蒸気の噴霧、電子線照射等によってボトル２の外面殺菌を行うことで殺菌効果を高めるようにしてもよい。過酸化水素の噴霧によりボトルの内面を殺菌する場合は、過酸化水素の濃度をできるだけ低くし、ボトル内での過酸化水素の残留を低減する必要がある。

かくて、包装体とされたボトル２は、集積され市場へと搬出される。

上記充填方法を実施するための充填装置は、例えば図４のごとく構成される。

図４に示すように、この充填装置は、口部１ａを有する有底筒状のプリフォーム１（図１、図２（Ａ）参照）を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給機１５と、ブロー成形機１６と、成形されたボトル２に内容物ａを充填、密封する充填機１７とを備える。

プリフォーム供給機１５から充填機１７に至る間には、プリフォーム１を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、ボトル２の完成品形状のキャビティＣを有する金型１２（図２（Ｃ）参照）を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、金型４で成形されたボトル２を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送するボトル用搬送手段とが設けられる。

プリフォーム用搬送手段の第一の搬送路と、金型用搬送手段の第二の搬送路と、ボトル用搬送手段の第三の搬送路は互いに連通し、これらの搬送路上にはプリフォーム１やボトル２を保持しつつ搬送する図示しないグリッパ等が設けられている。

プリフォーム用搬送手段は、その第一の搬送路上に、プリフォーム１を所定の間隔で順次供給するプリフォームコンベア１８を備える。また、プリフォームコンベア１８の終端からプリフォーム１を受け取って搬送するホイール１９，２０，２１，２２の列と、ホイール２２からプリフォーム１を受け取って走行させるコンベア２３とを具備する。

プリフォーム供給機１５におけるプリフォームコンベア１８がホイール１９に接続される箇所よりもやや上流側には、過熱蒸気Ｓをプリフォーム１に向かって噴射する筒状ノズル７及びスリット状ノズル９が設けられる。これらのノズル７，９から加熱前のプリフォーム１に向かって過熱蒸気Ｓが吹き付けられる（図１、図２（Ａ）参照）。これにより、プリフォーム１の内外面が均等に加熱殺菌される。

これらのノズル７，９はプリフォーム１がコンベア２３に至る前の例えばホイール２２の外周の定位置に設置することも可能である。

コンベア２３は水平方向に長く伸びる無端搬送チェーンを有し、この無端搬送チェーンに沿って加熱部２３ａが設けられている。無端搬送チェーンには、図２（Ｂ）に示すスピンドル１１が一定ピッチで多数取り付けられる。各スピンドル１１は無端搬送チェーンの走行と共に走行しながら自転可能である。ホイール２２側からコンベア２３に送られたプリフォーム１には、図２（Ｂ）に示すようにスピンドル１１がその口部１ａから挿入され、スピンドル１１に正立状態で保持される。

プリフォーム１は、プリフォームコンベア１８、ホイール１９，２０，２１，２２の列を経てコンベア２３に受け取られ、加熱部２３ａ内をこのコンベア２３によって往復移動する。加熱部２３ａの内壁面には、ヒータ１０（図２（Ｂ）参照）が張り巡らされており、コンベア２３によって搬送されるプリフォーム１がこのヒータ１０によって加熱される。プリフォーム１はコンベア２３上を走行中スピンドル１１の回転と共に自転し、ヒータ１０によって均一に加熱される。

ブロー成形機１６は、上記プリフォーム供給機１５の加熱部２３ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってボトル２に加熱成形する金型１２及びブローノズル１３（図２（Ｃ）参照）を複数セット備える。

ブロー成形機１６内には、上記金型用搬送手段の第二の搬送路が通っている。この第二の搬送路は、ホイール２４，２５，２６，２１，２７の列によって構成される。なお、このホイール２４，２５，２６，２１，２７の列と上記プリフォーム用搬送手段のホイール１９，２０，２１，２２の列との間ではホイール２１が共用される。

金型１２及びブローノズル１３は、ホイール２５の回りに複数個配置され、ホイール２５の回転とともにホイール２５の回りを一定速度で旋回する。

ホイール２４の図示しないグリッパがプリフォーム供給機１５の加熱部２３ａで加熱されたプリフォーム１をスピンドル１１ごと受け取ってホイール２５の回りの金型１２に受け渡すと、二つ割りの金型１２が閉じてプリフォーム１を図２（Ｃ）のごとく把持する。金型１２内のプリフォーム１はホイール２５の回りを金型１２及びブローノズル１３と共に旋回しながら、ブローノズル１３からブロー成形用の高圧エアでブローされることによりボトル２の完成品に成形される。プリフォーム１は、図２（Ｂ）に示したように、上記ヒータ１０によって所定の温度まで均一に加熱されていることから、円滑にブロー成形される。

金型１２のキャビティＣ内にプリフォーム１が密着しボトル２が形成されると、この金型１２はホイール２６に接したところで型開きし、ボトル２及びスピンドル１１を解放する。そして、ボトル２がスピンドル１１からホイール２６の図示しないグリッパによって受け取られる。

一方、ボトル２を解放したスピンドル１１は、ホイール２４を経て上記コンベア２３へと復帰し、引き続き他のプリフォーム１を保持して搬送する。

ブロー成形機１６から出てホイール２６に至ったボトル２は、ホイール２６の外周に配置された検査装置２８によって成形不良等について検査される。

検査装置２８は、図示しないが、ボトル２の胴部の良否を判別するボトル胴部検査手段と、ボトル２のサポートリング５（図１参照）の良否を判別するサポートリング検査手段と、ボトル２の首部天面の良否を判別するボトル首部天面検査手段と、ボトル２の底部の良否を判別するボトル底部検査手段とを具備する。

ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、及びボトル首部天面検査手段は、ホイール２６の外周に沿うように配置される。

ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段は、図示しないが、各々ランプとカメラでボトル２の所定箇所を撮像し、画像処理装置によって処理し、形状、傷、異物、変色等について異常があるかないかについて判別する。

なお、検査装置２８は必要に応じて設置される。また、ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、及びボトル首部天面検査手段は必要に応じて取捨選択される。

検査されたボトル２は、不合格の場合は図示しない排斥装置によって搬送路から排除され、合格品のみホイール２６からホイール２１を経てホイール２７へと搬送される。

なお、上記ブロー成形後のボトルに対し過酸化水素等の殺菌剤を含む蒸気の噴霧、電子線照射等をしてボトルの外面殺菌を付加したり、ボトルの内面の殺菌効果を高めたりしてもよい。例えばホイール２１又は２７に殺菌剤含有蒸気噴霧装置や電子線照射装置のような殺菌手段を設けてもよい。

充填機１７は、上記ボトル用搬送手段の第三の搬送路をその内部に有する。この第三の搬送路は、ホイール２９,３０,３１,３２,３３,３４の列を有する。

充填機１７内には、ボトル２に飲料ａを充填するためのフィラー３５が設けられ、飲料ａが充填されたボトル２にキャップ４（図３（Ｆ）参照）を取り付けて密封するためのキャッパー３６が設けられる。

なお、フィラー３５及びキャッパー３６は公知の装置と同様で良いため、説明を省略する。

また、この充填装置はチャンバー３７で囲まれており、チャンバー３７内は無菌ゾーンとグレーゾーンに仕切られている。そして、プリフォーム供給機１５及びブロー成形機１６はグレーゾーンに、充填機１７は無菌ゾーンにそれぞれ配置されている。

グレーゾーンにはＨＥＰＡで無菌化されたエアが常時吹き込まれ、これにより、成形時に殺菌されたボトル２が微生物に二次汚染されることなく無菌ゾーンへと搬送される。

次に、図２乃至図４を参照して充填装置の動作を説明する。

まず、プリフォームコンベア１８、ホイール１９，２０，２１，２２の列によってプリフォーム１が加熱部２３ａへと搬送される。

加熱部２３ａに入る前に、図１に示すノズル７，９から、プリフォーム１の内外面に向かって過熱蒸気Ｓが吹き付けられる（図２（Ａ）参照）。これにより、プリフォーム１の全表面が殺菌される。

加熱部２３ａにおいてプリフォーム１は、コンベア２３によって搬送されつつ、全体の温度が成形に好適な温度域まで均一に加熱される（図２（Ｂ）参照）。

加熱部２３ａで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２５の外周を通過する際に金型１２により抱持され、ブローノズル１３からの高圧エアの吹き込みによってキャビティＣ内でボトル２の完成品まで膨張する（図２（Ｃ）参照）。

成形されたボトル２（図３（Ｄ）参照）は、金型１２の型開き後にホイール２６のグリッパによって金型１２外に取り出され、検査装置２８によって成形不良等の有無について検査される。

その後、ボトル２はホイール３０，３１，３２，３３，３４の列へと受け渡されつつ充填機１７内を走行する。

充填機１７においてボトル２には、図３（Ｅ）のごとく滅菌処理された飲料ａがフィラー３５の充填ノズル１４により充填される。飲料ａが充填されたボトル２は、滅菌処理済のキャップ４がキャッパー３６により口部１ａに被せられて密封され（図３（Ｆ）参照）、チャンバー３７の出口から排出される。

上述したようにフィラー３５及びキャッパー３６は公知の装置であるため、ボトル２への飲料の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることなく種々の形態にて実施可能である。例えば、本発明が適用される容器はＰＥＴボトルに限定されず、種々の樹脂製容器に適用することができる。容器の成形はインジェクションブローに限定されず、ダイレクトブロー等各種のブロー成形によって成形可能である。また、プリフォームや容器を搬送する搬送手段は、図４に示したホイール搬送装置に限定されない。容器が成形された順に所定の搬送速度で搬送可能な種々の搬送装置、例えばベルト搬送装置、バケット搬送装置、エア搬送装置を使用することもできる。

＜実施の形態２＞
図５に示すように、この実施の形態２では、筒状ノズル７と過熱蒸気発生装置６側の導管８との間にフレキシブル管８ｂが設けられている。筒状ノズル７は垂直方向に配置された図示しないガイド手段及びピストンリンダ装置等の駆動手段によって上下方向に往復スライド運動が可能である。

プリフォーム１は、その口部１ａを上にした正立状態で筒状ノズル７における円形の開口７ａの直下を一方向に搬送される。プリフォーム１はそのサポートリング５が図示しないクランパにより把持されることにより搬送可能である。

搬送方式が間欠搬送方式である場合は、プリフォーム１が筒状ノズル７の開口７ａ直下で一時停止する都度、駆動手段によって筒状ノズル７がプリフォーム１内へとその底部近傍まで降下させられる。その際、筒状ノズル７の動きを阻害しないようにフレキシブル管８ｂが適度に撓む。筒状ノズル７はプリフォーム１内を降下しながら開口７ａから過熱蒸気を噴射する。

これにより、過熱蒸気Ｓがプリフォーム１の全内面に均一に接触することとなり、プリフォーム１の内面に付着した一般細菌、カビ、酵母類が、より的確かつ迅速に殺菌される。

なお、搬送方式がプリフォーム１を連続走行させる連続搬送方式である場合は、多数の筒状ノズル７及びフレキシブル管８ｂがプリフォーム１の走行に同期して旋回運動可能に配置される。また、過熱蒸気発生装置６と導管８との間には、過熱蒸気発生装置６から各筒状ノズル７に過熱蒸気を円滑に供給するために図示しないロータリジョイントが設けられる。

また、プリフォーム１の外面に付着した一般細菌、カビ、酵母類の殺菌は、スリット状ノズル９のスリット９ａから噴出した過熱蒸気Ｓによって行われる。

＜実施の形態３＞
図６に示すように、この実施の形態３では、筒状ノズル７がプリフォーム１の底部近傍まで届く程度の長さに形成されている。

プリフォーム１は、その口部１ａを上にした正立状態で筒状ノズル７における開口７ａの直下を一方向に搬送される。

プリフォーム１はそのサポートリング５が図示しないクランパにより把持されることにより搬送可能である。このクランパは図示しないピストンリンダ装置等の駆動手段によって上下方向に往復移動可能である。

プリフォーム１の搬送方式が間欠搬送方式である場合は、プリフォーム１が筒状ノズル７の開口７ａ直下で一時停止する都度、駆動手段によってクランパがプリフォーム１を保持したまま上昇し、図６に示すごとく筒状ノズル７をプリフォーム１内へと侵入させてその開口７ａをプリフォーム１の底部近傍まで到達させる。筒状ノズル７は、プリフォーム１内を相対的に降下しながら開口７ａから過熱蒸気を噴射する。

これにより、過熱蒸気Ｓがプリフォーム１の全内面に均一に接触することとなり、プリフォーム１の内面に付着した一般細菌、カビ、酵母類が、より的確かつ迅速に殺菌される。

なお、搬送方式がプリフォーム１を連続走行させる連続搬送方式である場合は、多数の筒状ノズル７がプリフォーム１の走行に同期して旋回運動可能に配置される。また、過熱蒸気発生装置６と導管８との間には、過熱蒸気発生装置６から各筒状ノズル７に過熱蒸気を円滑に供給するために図示しないロータリジョイントが設けられる。

また、プリフォーム１の外面に付着した一般細菌、カビ、酵母類の殺菌は、スリット状ノズル９のスリット９ａから噴出した過熱蒸気Ｓによって行われる。

誘電加熱方式による過熱蒸気発生装置により水を加熱して発生させた流量０．７ｇ／秒の過熱蒸気を内径８ｍｍφのノズルから、吹き出し温度３００℃で、５００ｍＬ（ミリリットル）ＰＥＴボトル用プリフォーム及び２ＬＰＥＴボトル用プリフォームの各内面に向かって５秒間に噴射した。

この過熱蒸気の噴射による殺菌効果は、内面に植菌した指標菌で確認したところ表１に示す通りであり、ミネラルウォータ等の充填に適する殺菌効果であることが分かった。

なお、表１中、「B.sub.」は、Bacillus subtilisの略語であり、「A.nig.」は、Aspergillus nigerの略語である。「Ｄ」は殺菌効果を示すＤ値である。

また、プリフォームの口部内径の変形量を測定したが、表２に示すように、キャップによる密封性を維持するうえで問題はなかった。

誘電加熱方式による過熱蒸気発生装置により水を加熱して発生させた流量０．７ｇ／秒の過熱蒸気を、１８０℃〜５５０℃の範囲内の各種吹き出し温度で、内径８ｍｍφのノズルから５００ｍＬＰＥＴボトル用プリフォームの内面に向かって１０秒〜３秒の各種時間だけ噴射した。

この過熱蒸気の噴射による殺菌効果とプリフォーム内径の変形は表３に示す通りである。

ただし、表３中、殺菌効果については、Bacillus subtilisに対するＤ値が３以上、Aspergillus nigerに対するＤ値が６以上の場合を「○」（可）とし、それ以外の場合を「×」（不可）とした。変形については、プリフォームの内径の変化が０．０５ｍｍ未満の場合を「○」（可）とし、それ以外の場合を「×」（不可）とした。

１…プリフォーム
１ａ…口部
２…容器
４…蓋
７…ノズル
１０…ヒータ
１２…ブロー成形型
３５…フィラー
３６…キャッパー
Ｓ…過熱蒸気
ａ…内容物

Claims (8)

1. 一定速度で通過するプリフォームの口部を含む全表面のうち少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満の圧力の過熱蒸気を吹き付けることを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
2. 請求項１に記載のプリフォーム殺菌方法において、上記過熱蒸気は水を誘電加熱することによって発生させることを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプリフォーム殺菌方法において、上記プリフォームの内面の殺菌はプリフォームの口部に対峙させたノズルから過熱蒸気をプリフォーム内へと吹き込むこととし、この過熱蒸気の流量は上記口部に変形を来さない程度とすることを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
4. 請求項３に記載のプリフォーム殺菌方法において、ノズルをプリフォーム内に相対的に挿入しながらノズルから過熱蒸気をプリフォーム内へと吹き込むことを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
5. 一定速度で通過するプリフォームを連続走行させながら、プリフォームの少なくとも内面を殺菌し、殺菌したプリフォームを成形温度まで加熱し、加熱したプリフォームを同じく連続走行するブロー成形型内でブロー成形して容器を作り、成形した容器に内容物を充填して蓋で密封する内容物充填方法において、上記プリフォームの殺菌は、プリフォームの口部を含む全表面のうち少なくとも内面に２００℃〜５００℃の０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満の圧力の過熱蒸気を吹き付けることによって行うことを特徴とする内容物充填方法。
6. 請求項５に記載の内容物充填方法において、ノズルをプリフォーム内に相対的に挿入しながらノズルから過熱蒸気をプリフォーム内へと吹き込むことを特徴とする内容物充填方法。
7. 一定速度で通過するプリフォームが容器に成形され、容器に内容物が充填され、容器が蓋で密封されるまでプリフォーム及び容器を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォームを殺菌する殺菌手段と、殺菌されたプリフォームをブロー成形に適した加熱状態にするヒータと、加熱したプリフォームを容器にブロー成形する成形型と、ブロー成形した容器に内容物を充填するフィラーと、内容物が充填された容器を密封するキャッパーとが上記搬送路に沿って設けられた内容物充填装置において、上記殺菌手段は、コイル状導電管内を通す水を誘電加熱により２００℃〜５００℃の０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満の圧力の過熱蒸気とする過熱蒸気発生部と、プリフォームの口部を含む全表面のうち少なくとも内面に上記過熱蒸気を吹き付けるノズルとを具備したことを特徴とする内容物充填装置。
8. 請求項７に記載の内容物充填装置において、ノズルとプリフォームとを相対的に移動可能とし、ノズルがプリフォーム内に相対的に挿入されつつノズルから過熱蒸気がプリフォーム内に吹き込まれるようにしたことを特徴とする内容物充填装置。

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