JP6369515B2 - 無菌ブロー成形機及び無菌ブロー成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォームを殺菌し、殺菌したプリフォームを無菌雰囲気でボトルに成形する無菌ブロー成形機及び無菌ブロー成形方法に関する。

従来、プリフォームを連続走行させながら、プリフォームに殺菌剤を塗布し、そのままプリフォームを加熱炉内に導入し、加熱炉内でプリフォームを容器に成形するための温度まで加熱し、この加熱によってプリフォームに塗布した殺菌剤の乾燥、活性化を同時に行なう殺菌方法が提案されている（特許文献１）。しかし、殺菌したプリフォームを成形する際に無菌性を維持する方法や装置については記載されていない。

また、プリフォームを予熱し、予熱したプリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付け、さらにプリフォームを成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォームを連続走行するブロー成形型内でボトルに成形し、ブロー成形型からボトルを取り出し、その後、ボトルに飲料を充填してキャップで密封する飲料充填方法が提案されている（特許文献２、３参照。）。これらの特許文献には、成形機の稼働前に成形機を殺菌する方法について記載はあるが不十分であり、プリフォームをボトルに成形する成形部における無菌性の確保や維持についての記載はない。

一方、プリフォームをボトルに成形する金型の内面を殺菌する方法及び装置が提案されている（特許文献４）。また、金型、ブローノズル及び延伸ロッドをクリーンルーム内に設けることも提案されている（特許文献５）。しかし、金型内面の殺菌が煩雑であったり、延伸ロッドの無菌性維持にベローズを使用することで、耐久性が不十分というおそれがある。

また、成形機のブローノズルと金型を無菌雰囲気とし、それ以外は非無菌雰囲気として、非無菌雰囲気にある延伸ロッドが移動するチャンバーを殺菌して、延伸ロッドの無菌性を確保する装置などが提案されている（特許文献６，７）。しかし、延伸ロッドの殺菌機構が複雑であり、成形後のボトルの口部が下向きで、上向きにするのが困難である。また、ボトルの口部が下向きであると、搬送装置が複雑になったり、反転のための設備を設けなければならない。

特開２００８−１８３８９９号公報 特表２００８−５４６６０５号公報 特開２０１３−３５５６２号公報 特開２０１５−１１６８１４号公報 特開２０１１−５１３３７号公報 特表２０１２−５００１３４号公報 特開２０１０−２６４７５３号公報 特開２０１３−５０４４５６号公報

従来、ボトルの無菌充填機は、プリフォームをボトルに成形し、成形後のボトルを殺菌していたが、殺菌剤が多量に必要であり、装置も過大となることから、プリフォームの段階で殺菌する無菌充填機が広まりつつある。しかし、プリフォームの段階で殺菌された後、プリフォームをボトルに成形し、成形したボトルに内容物を充填する充填部まで、ボトルは無菌性を維持して搬送されなければならない。特に、重要なことは殺菌されたプリフォームをボトルに成形する成形工程での無菌性を確保することであり、これが課題となっている。

そこで、特許文献４、特許文献５、特許文献６及び特許文献７により、殺菌されたプリフォームをボトルに成形する成形機や成形方法が提案されている。しかし、いずれも背景技術で述べた理由により、成形部の無菌性を確保するための技術としては不十分である。すなわち、殺菌されたプリフォームを無菌雰囲気で成形し、ボトルの無菌性を維持した状態で、成形機からボトルを取り出すことができる無菌ブロー成形機及びブ無菌ブロー成形方法が望まれている。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、殺菌されたプリフォームの無菌性を維持したまま、プリフォームを無菌のボトルに成形できる無菌ブロー成形機及び無菌ブロー成形方法を提供することを目的とする。

本発明に係る無菌ブロー成形機は、少なくとも、プリフォームをボトルにブロー成形する成形部と当該成形部を駆動する駆動部を有する無菌ブロー成形機であって、前記成形部が少なくとも金型、ブローノズル、バルブブロック及び延伸ロッドを備えており、前記成形部が前記成形部を保持し前記駆動部を遮蔽する可動部と、前記成形部を外気から遮蔽する固定部とからなる成形部チャンバーにより遮蔽され、当該成形部チャンバーの内部及び内面を過酸化水素の濃度として１ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌである過酸化水素水のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けることにより殺菌する殺菌剤ノズルが前記固定部に設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記可動部と前記固定部をシールする液体シール装置が設けられていると好適である。

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記成形部チャンバー内にあって、回転する管体の内部を通じて、前記成形部チャンバーの外部から前記バルブブロックに、高圧エアを供給する高圧エア供給装置が設けられていると好適である。

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記成形部チャンバーに無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられていると好適である。

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記無菌エア供給装置が前記成形部チャンバーの上部に設けられていると好適である。

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記無菌エア供給装置に無菌エア加熱装置が設けられていると好適である。

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記殺菌装置に、殺菌剤のガスを生成する、殺菌剤ガス生成器が設けられていると好適である。

本発明に係る無菌ブロー成形方法は 少なくとも、プリフォームをボトルにブロー成形する成形部と当該成形部を駆動する駆動部を有するブロー成形機を用いた無菌ブロー成形方法であって、前記成形部が少なくとも金型、ブローノズル、バルブブロック及び延伸ロッドを備えており、前記成形部を保持し前記駆動部を遮蔽する可動部と、前記成形部を外気から遮蔽する固定部とからなる成形部チャンバーにより前記成形部を遮蔽し、当該成形部チャンバーの内部及び内面を前記固定部に設けられる殺菌剤ノズルにより前記成形部チャンバー内に過酸化水素の濃度として１ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌである過酸化水素水のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けることにより殺菌し、前記成形部チャンバーの内部を無菌雰囲気として、殺菌されたプリフォームをボトルに成形することを特徴とする。

また、本発明に係る無菌ブロー成形方法は、前記成形部チャンバー内に無菌エアを供給し、前記成形部チャンバー内を無菌雰囲気に保持すると好適である。

本発明の無菌ブロー成形機によれば、殺菌されたプリフォームの無菌性を維持したまま、無菌のボトルを成形できる。さらに、プリフォームを殺菌する殺菌部を有する無菌充填機であっても、本発明の無菌ブロー成形機を備えることで、高い無菌性を確保できる。

本発明の実施の形態に係るプリフォームをボトルに成形する装置の一例の概略を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るプリフォームをボトルに成形する工程を示し、（Ａ）はプリフォームの加熱工程を、（Ｂ）はプリフォームのボトルへのブロー成形工程を示す。 本発明の実施の形態に係る無菌ブロー成形機の一例の概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る殺菌装置に設けられた殺菌剤ガス生成器を示す。 本発明の実施の形態に係る無菌ブロー成形機の延伸ロッドの動作を示し、（Ａ）は延伸ロッドが上昇したときを、（Ｂ）は延伸ロッドが下降したときを示す。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

最初に、プリフォーム供給装置から供給されたプリフォームを殺菌する殺菌部、殺菌されたプリフォームをボトルに成形する温度まで加熱する加熱部、加熱されたプリフォームをボトルに成形する無菌ブロー成形機の概要を図１により説明し、さらに無菌ブロー成形機の各詳細を図２、図３、図４、及び図５により説明する。この実施の形態によれば、殺菌されたプリフォームを無菌のボトルに成形することができる。

（ブロー成形機の概要）
本発明の無菌ブロー成形機２１は、図２（Ａ）に示すプリフォーム１を図２（Ｂ）に示すボトル２に成形する装置である。図１に示すように、プリフォーム１は、プリフォーム供給装置３により供給され、供給されたプリフォーム１は、殺菌部６にて殺菌される。殺菌されたプリフォーム１は加熱部１４にて成形温度まで加熱され、本発明の無菌ブロー成形機２１に受け渡される。本発明の実施の形態に係る無菌ブロー成形機２１は、プリフォーム１をボトル２に成形する成形部１９を備えており、成形部１９は成形ホイール２０の外周に一定間隔に設けられた金型２３を備えている。プリフォーム１は成形ホイール２０の外周を搬送されながら、金型２３の形状のボトル２に成形される。成形されたボトル２は無菌性を維持したまま、次工程に搬送される。

成形部１９は成形部チャンバー２２により遮蔽されており、無菌ブロー成形機２１を稼働する前に、成形部チャンバー２２内は殺菌され、その後無菌エアが成形部チャンバー２２に供給され、成形部チャンバー２２内が陽圧に保たれることより、殺菌されたプリフォーム１の無菌性を維持した状態で無菌のボトル２が得られる。

成形されたボトル２は、ボトル２を検査する検査部、検査されたボトル２に殺菌された内容物を充填する充填部、さらに内容物が充填されたボトル２を殺菌されたキャップにより密封する密封部に順次搬送され、内容物が充填された無菌製品となる。

検査部を遮蔽する検査部チャンバー、充填部及び密封部を遮蔽する充填部チャンバーも稼働前に殺菌され、無菌エアでチャンバー内が陽圧に保たれることにより、チャンバー内の無菌性が維持される。陽圧に保持される圧力は、充填部チャンバーを最高圧として、検査部チャンバー、成形部チャンバー２２と上流に行くに従い、低く設定される。成形部チャンバー２２の上流にある、加熱部チャンバー１６も稼働中には、無菌性を維持するために無菌エアが供給される。加熱部チャンバー１６内の圧力は成形部チャンバー２２内の圧力よりも低く設定される。例えば、充填部チャンバー内の圧力は３０Ｐａ〜１５０Ｐａであり、検査部チャンバー内の圧力は３０Ｐａ〜５０Ｐａ、成形部チャンバー２２内の圧力は２０Ｐａ〜３０Ｐａ、加熱部チャンバー１６内の圧力は０Ｐａ〜２０Ｐａに設定される。また、密封部の下流である製品が排出される無菌製品をコンベヤに載置して無菌充填機外に排出する出口チャンバーは０Ｐａ〜２０Ｐａに設定される。

各チャンバーを陽圧に保持するために、各チャンバーに無菌エア供給装置が設けられるが、すべてのチャンバーに設ける必要はない。例えば、充填部チャンバーから検査部チャンバーに流入する無菌エアにより、検査部チャンバー内を陽圧に保持しても構わない。また、検査部を設けない場合は、充填部チャンバーから成形部チャンバー２２に流入する無菌エアにより、成形部チャンバー２２内を陽圧に保持しても構わない。適正な圧力にチャンバー内の圧力を保持するために、各チャンバーに排気装置を設けても構わない。これもすべてのチャンバーに設けなくても構わない。例えば、加熱部チャンバー１６に設けた排気装置により、成形部チャンバー２２内を適正な圧力に保持しても構わない。

検査部チャンバーの無菌性を確保するために稼働前に、検査部チャンバーの内部を殺菌するが、殺菌剤による検査機材の劣化を防止するために、検査機材であるカメラやランプ等を密閉化しても構わない。稼働時には検査部チャンバー内の無菌性を維持するために、無菌エアを供給し、検査部チャンバー内を陽圧に保持する。

プリフォーム１を殺菌する殺菌部６を遮蔽する殺菌部チャンバー５は、殺菌部チャンバー５内のエア中の殺菌剤を分解するフィルタ２６と、ブロワ２７からなる排気手段が連結される。無菌ブロー成形機２１の稼働中に殺菌部チャンバー５内のエアが排気されることにより、隣接する加熱部１４への殺菌剤の流入を防止することができる。殺菌部チャンバー５はブロワ２７により排気されるため、殺菌部チャンバー５内の圧力は−２０Ｐａ〜２０Ｐａに設定される。

（無菌ブロー成形機の詳細）
まず、図２（Ａ）に示すプリフォーム１が、図１に示すプリフォーム供給装置３から、所望の速度でプリフォーム供給コンベヤ４により連続的にプリフォーム１の殺菌部６に搬送される。

本実施形態におけるプリフォーム１は試験管状の有底筒状体であり、図２（Ｂ）に示したボトル２と同様な口部１ａがその成形当初に付与される。この口部１ａにはプリフォーム１の成形と同時に雄ネジが形成される。また、プリフォーム１には口部１ａの下部に搬送のためのサポートリング１ｂが形成される。プリフォーム１又はボトル２は、このサポートリング１ｂを介して、図示しないグリッパにより把持されつつ、殺菌部６内を走行する。プリフォーム１は射出成形、圧縮成形等によって成形される。プリフォーム１の材質はポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなり、これらの熱可塑性樹脂単体又は混合物であっても構わないし、リサイクルされた熱可塑性樹脂を含んでも構わない。また、バリア性を付与するために、エチレンービニルアルコール共重合体、メタキシリレンジアミンのような芳香族アミンをモノマーとするポリアミド等の熱可塑性樹脂を層として、又は混合物として含んでも構わない。

プリフォーム１は、プリフォーム供給コンベヤ４から殺菌剤吹き付けホイール７に一定間隔で設けられたグリッパに把持されることにより、殺菌剤吹き付けホイール７に受け渡される。受け渡されたプリフォーム１の内外面に、プリフォーム１を殺菌するために殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられる。プリフォーム１に吹き付けられた殺菌剤により、プリフォーム１の表面に付着した菌等が殺菌される。

殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、後述する図４に示すような殺菌剤ガス生成器４６によって生成した殺菌剤のガスが、一部ミスト化したものである。殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物がプリフォーム１に吹き付けられる手段は、ノズルによりプリフォーム１の内面に吹き付けられ、溢れ出た殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物がノズル先端に設けられた傘状部材に衝突してプリフォーム１の外面に接触したり、別にノズルを設けて直接プリフォーム１の外面に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられることもある。プリフォーム１の内外面に、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が接触することができれば、どのような手段でも構わない。

なお、プリフォーム１への殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の吹き付けの直前に、プリフォーム１に熱風を吹き付ける等してプリフォームを予備加熱してもよい。この予備加熱によりプリフォーム１の殺菌効果をさらに高めることができる。

プリフォーム１に吹き付けられる殺菌剤は、少なくとも過酸化水素を含んでいることが好ましい。その含有量は０．５質量％〜６５質量％の範囲が適当である。０．５質量％未満では殺菌力が不足する場合があり、６５質量％を超えると安全上、扱いが困難となる。また、さらに好適なのは０．５質量％〜４０質量％であり、４０質量％以下では扱いがより容易であり、低濃度となるために殺菌後の過酸化水素の残留量を低減できる。

また、殺菌剤は水を含んでなるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル等の１種又は２種以上を含んでも構わない。

さらに、殺菌剤は過酢酸、酢酸、塩素化合物、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性化合物、硝酸、オゾン、酸性水等の殺菌効果を有する化合物、陽イオン界面活性剤、非イオン系界面活性剤、リン酸化合物等の添加剤を含んでも構わない。

殺菌剤の吹き付けの前又は後に、波長１００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線を含む光や電子線等をプリフォーム１に照射し、殺菌効果の向上を図っても構わない。また、殺菌剤を使用せずに、波長１００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線を含む光や電子線等をプリフォーム１に照射することにより、プリフォーム１を殺菌しても構わない。

殺菌部チャンバー５内は、稼働前に過酸化水素等の殺菌剤を殺菌部チャンバー５内に噴霧する等の手段により殺菌される。そのために、殺菌部チャンバー５内の壁面には、プリフォーム１に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けるための殺菌剤ガス吹き付けノズル８とは別に殺菌剤吹き付けノズルが設けられる。また、殺菌部チャンバー５に接するフィルタ２６の面を殺菌するために同様の殺菌剤吹き付けノズルも設けられる。

殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられたプリフォーム１は、図１に示すようにエア吹き付けホイール９に受け渡される。ホイール９に受け渡されたプリフォーム１は、グリッパにより搬送されつつエア吹き付けノズル１０により無菌エアが吹き付けられる。無菌エアは、ブロワによるエアを除菌フィルタを通すことにより得られる。

無菌エアの吹き付けにより、プリフォーム１の表面に付着した殺菌剤が活性化されることにより、プリフォーム１への殺菌剤の吹き付けにより殺菌されなかった菌等が殺菌される。また、無菌エアの吹き付けによってプリフォーム１に付着した殺菌剤はプリフォーム１の表面から速やかに除去される。プリフォーム１に付着した殺菌剤は、加熱部１４内に入る以前に、無菌エアの吹き付けによりプリフォーム１から除去されるため、殺菌剤による加熱部１４のシール部材等の各種機器が損傷を受けることはない。また、プリフォーム１の殺菌剤の付着に起因するボトルの白化、歪、成形ムラ等成形不良の発生が防止される。

プリフォーム１に吹き付けられる無菌エアは常温でも、加熱されても構わない。しかし、加熱されることが好ましく、加熱された無菌ホットエアとされることにより、殺菌剤の分解が促進され、殺菌効果が高まり、殺菌剤の残留も低減する。プリフォーム１に吹き付けられる無菌ホットエアの温度は４０℃から１４０℃にすることが望ましい。４０℃未満では加熱による効果が少なく、プリフォーム１の温度が７０℃を越えるとプリフォーム１の口部１ａの変形などの不都合を生じるため、無菌ホットエアの温度は１４０℃を越えないことが望ましい。

プリフォーム１への無菌エアの吹き付けは必須ではなく、行わなくても構わない。その場合、プリフォーム１は殺菌剤のガスを吹き付けられた後に、そのままボトル２に成形されるために加熱される。殺菌剤のガスが吹き付けられたプリフォーム１の内外面には殺菌剤が付着しており、プリフォーム１が成形温度まで加熱されると、付着した殺菌剤は活性化され、プリフォーム１の表面は殺菌される。また、余剰の殺菌剤は加熱により揮散する。

無菌エアの吹き付け後、プリフォーム１は、図１に示すホイール１１に受け渡される。ここで、グリッパから解放され、図２（Ａ）に示すように、プリフォーム１の口部１ａにスピンドル２８が挿入され、無端チェーン１２により、加熱部１４内へと搬送される。

加熱部１４に搬送されたプリフォーム１は、図２（Ａ）に示すように、赤外線ヒーター１５又はその他の加熱手段によって、後のブロー成形に適した温度まで加熱される。この温度は９０℃から１３０℃であると好適である。

なお、プリフォーム１の口部１ａの温度は、変形等を防止するため７０℃以下の温度に抑えられる。口部１ａの温度が４０℃未満の場合、口部１ａの殺菌効果が低下する場合がある。これを回避するために、口部１ａの温度を積極的に上昇させるフォーカスランプを加熱エリアに設け、当該フォーカスランプにより口部１ａを加熱し、口部１ａの温度を４０℃〜７０℃にしても構わない。これにより、口部１ａの殺菌効果向上と口部１ａの表面に付着した殺菌剤を揮散させて除去することができる。

また、プリフォーム１は、図２（Ａ）に示すように、口部１ａにスピンドル２８が挿入され、回転しながら加熱部１４内を搬送される。スピンドル２８は無端チェーン１２に一定間隔で設けられている。無端チェーン１２はプーリ１３ａ及び１３ｂにより回転する。スピンドル２８に代えてマンドレルをプリフォーム１に挿入することによって、プリフォーム１を倒立状態で回転させつつ搬送することも可能である。

加熱されたプリフォーム１は、図１に示すように、スピンドル２８から解放され、ホイール１７のグリッパに受け渡され、口部１ａ側からプリフォーム無菌エア供給ノズル１８から無菌エアを吹き付けられつつ、成形ホイール２０に搬送される。加熱後のプリフォーム１への無菌エアの吹き付けにより、プリフォーム１は無菌性を維持しつつ成形部チャンバー２２内の無菌ブロー成形機２１の成形部１９に備えられた金型２３に供給される。

ホイール１７において、加熱されたプリフォーム１に吹き付けられる無菌エアはホットエアであってもよい。無菌ホットエアの吹き付けにより、プリフォーム１の温度低下が防止される。

また加熱後のプリフォーム１のホイール１７における搬送路には、プリフォーム１の搬送路を囲むように図示しないプリフォームトンネルが設けられても構わない。プリフォームトンネルはプリフォーム１の口部１ａをその上方から覆い、天井部分は、傾斜面を有する屋根状に形成される。また、天井部分には、無菌エアをプリフォーム１の口部１ａの方に向かって吹き出すプリフォーム無菌エア供給ノズル１８が、パイプの列状又はスリット状に設けられる。これにより、無菌エアがプリフォーム１へと効率的に供給され、プリフォーム１は加熱部チャンバー１６内にあって無菌性を維持しつつ走行することができる。

加熱部チャンバー１６内は稼働前に殺菌され、稼働しているときは無菌エアが供給されており、プリフォーム１の無菌性は維持されている。ホイール１７でのプリフォーム１への無菌エアの吹き付けは、無菌性を高めるものであり、行わなくても構わない。加熱部チャンバー１６内には、少なくとも赤外線ヒーター１５、プリフォーム１を効率良く加熱するための赤外線ヒーター１５による熱を反射するリフレクター、無端チェーン１２、スピンドル２８及び無端チェーンを作動させるプーリ１３ａ及び１３ｂが備えられ、プーリ１３ａ及び１３ｂを回転させる駆動部等は加熱部チャンバー１６の外部に設けられる。加熱部１４の稼働前に、加熱部チャンバー１６内は過酸化水素等の殺菌剤により殺菌され、稼働時には無菌エアを加熱部チャンバー１６内に供給することで、加熱部チャンバー１６内は無菌性が維持される。加熱部チャンバー１６内を殺菌剤により殺菌するために、加熱部チャンバー１６の壁面には殺菌剤を噴霧するためのノズルが設けられる。

図２（Ｂ）に示すように、プリフォーム１をボトル２に成形する無菌ブロー成形機２１は、少なくとも図３に示すように成形部１９と駆動部３６を有する。

成形部１９は、図３に示すように、金型２３、ブローノズル２９、バルブブロック３０及び延伸ロッド３１を備える。金型２３は図２（Ｂ）に示すように、割型２３ａ、２３ｂ及び底型２３ｃからなる。成形部１９は、プリフォーム１及びボトル２の無菌性を確保するために、稼働前に殺菌され、稼働時に無菌性が維持されなければならない。駆動部３６は図示しないが、モーター、油圧装置、動作伝達手段、エアシリンダーなどを備える。駆動部３６の装備は潤滑剤を必要として汚れが蓄積されるため、無菌性を維持することは困難である。

図３に示すように、成形部１９の無菌性を確保するために、成形部１９は成形部チャンバー２２により遮蔽される。成形部チャンバー２２内は稼動前に殺菌されるために殺菌装置を備えている。また、図３に示すように、成形部チャンバー２２は、成形部１９を保持し、成形部１９を駆動部３６と隔離する可動部３２と、成形部１９を外部から遮蔽する固定部３３からなる。可動部３２は回転管３５を中心軸として回転する。可動部３２に保持される成形部１９も回転し、回転に伴って図２（Ｂ）に示すように、プリフォーム１はボトル２に成形される。

ホイール１７から、金型２３の割型２３ａと２３ｂ及び底型２３ｃが閉じることでプリフォーム１は成形ホイール２０に受け渡される。その後、ブローノズル２９がプリフォーム１の口部１ａに接合され、延伸ロッド３１がブローノズル２９に設けられた孔に誘導されてプリフォーム１内に挿入され、同時にバルブブロック３０の電磁弁の動作により中圧エアＰ１、高圧エアＰ２が順次プリフォーム１に送り込まれ、プリフォーム１はボトル２に成形される。成形完了後、延伸ロッド３１は上昇し、ボトル２内に残存する高圧エアＰ２は戻しエアＡＲとして中圧エアＰ１に戻される。ボトル２内に残存する高圧エアＰ２は中圧エアＰ１として戻されずに、非無菌雰囲気４５に排気されても構わない。成形されたボトル２は金型２３が開き、ホイール２４のグリッパに把持されて、成形部チャンバー２２外のホイールに搬送される。プリフォーム１のボトル２への成形は、成形部チャンバー２２の可動部３２と可動部３２に保持される成形部１９の回転に伴う金型２３の開閉、延伸ロッド３１の下降及び上昇、プリフォーム１内への中圧エアＰ１及び高圧エアＰ２の吹き込みを繰り返すことで行われる。

図３に示すように、成形部チャンバー２２内は、無菌ブロー成形機２１の稼働時は無菌雰囲気４４に保持される。駆動部３６は非無菌雰囲気４５に設けられる。無菌雰囲気４４と非無菌雰囲気４５とは、可動部３２の下部に設けられる液体シール装置３７により可動部３２の下部がシールされることにより隔離される。液体は水等の液体であれば構わないが、過酢酸（液体に含まれる濃度として１００ｐｐｍ以上、３０００ｐｐｍ以下が好ましい。）や過酸化水素（液体に１質量％以上、３６質量％以下含まれることが好ましい。）のような殺菌剤を含む液体が好ましい。液体シール装置３７の液体に浸漬される可動部３２の端面は、液体シール装置３７の底部と接触しないように設けられる。液体は可動部３２の浸漬する両面に通じている。しかし、成形部チャンバー２２内が無菌エアの供給により陽圧になっている場合、液体シール装置３７の非無菌雰囲気４５側の液体の液面高さは、無菌雰囲気４４側の液体の液面よりも高くなっている。また、液量が少なくなって、無菌雰囲気４４と非無菌雰囲気４５が通じることのないように、液面レベル計を液体シール装置３７に備え、常に液面を監視するようにしても構わない。また、液体が多量に液体シール装置３７に流入し、液体シール装置３７をオーバーフローした場合、液体が無菌ブロー成形機２１の無菌雰囲気４４内へ流入する。これを防止するために、液体シール装置３７の非無菌雰囲気４５側の壁面高さを、無菌雰囲気４４側の壁面高さより低くし、オーバーフローした液体を液体貯留槽５４に貯留し、液体貯留槽５４の底部より排出させても構わない。

図３に示すように、プリフォーム１をボトル２に成形するために必要な中圧エアＰ１及び高圧エアＰ２は無菌ブロー成形機２１の上部から回転管３５内に設けられるホースにより供給される。回転管３５と固定部３３はロータリージョイント３４により接合され、回転管３５の回転を可能としている。中圧エアＰ１と高圧エアＰ２は無菌雰囲気４４内を通過する回転管３５内のホースから非無菌雰囲気４５にある高圧エア供給装置２５に導入される。高圧エア供給装置２５に導入されるエアは除菌フィルタにより無菌化されている。高圧エア供給装置２５から中圧エアＰ１及び高圧エアＰ２が可動部３２に保持されるバルブブロック３０に供給されるため、高圧エア供給装置２５は回転可能となっている。

成形部チャンバー２２内は無菌ブロー成形機２１の稼動前に殺菌される。そのために、図３に示すように、成形部チャンバー２２の固定部３３に殺菌剤ノズル４２が設けられる。殺菌剤ノズル４２から、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が成形部チャンバー２２内に吹き付けられる。無菌ブロー成形機２１には、殺菌剤ノズル４２から殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けるための殺菌装置が設けられる。

殺菌剤ノズル４２からは、図４に示す、殺菌剤ガス生成器４６により生成された殺菌剤のガスが成形部チャンバー２２内に吹き付けられる。殺菌剤ガス生成器４６は、殺菌剤を滴状にして供給する二流体スプレーノズルである殺菌剤供給部４７と、この殺菌剤供給部４７から供給された殺菌剤を分解温度以下に加熱して気化させる気化部４８とを備える。殺菌剤供給部４７は、殺菌剤供給路４７ａ及び圧縮空気供給路４７ｂからそれぞれ殺菌剤と圧縮空気を取り込んで、殺菌剤を気化部４８内に噴霧するようになっている。気化部４８は内外壁間にヒータ４８ａを挟み込んだパイプであり、このパイプ内に吹き込まれた殺菌剤を加熱し気化させる。気化部４８の下端から気化した殺菌剤のガスが気化部４８外に噴出する。ヒータ４８ａに換えて誘電加熱により気化部４８を加熱しても構わない。

殺菌剤の種類によっては、殺菌剤ガス生成器４６で生成する殺菌剤のガスを殺菌剤ノズル４２から吹き付けるのではなく、殺菌剤ノズル４２を二流体スプレーノズルとして、殺菌剤と圧縮空気を混合して吹き付けても構わない。

殺菌剤供給部４７の運転条件としては、例えば圧縮空気の圧力は０．０５ＭＰａ〜０．６ＭＰａの範囲で調整される。また、殺菌剤は重力落下であっても圧力を加えても構わないし、供給量は自由に設定することができ、例えば１ｇ／ｍｉｎ．〜１００ｇ／ｍｉｎ．の範囲で供給する。また、気化部４８の内表面は１４０℃から４５０℃に加熱されることで噴霧された殺菌剤が気化する。

図４に示すように、噴出する殺菌剤のガスは導管４９に吹き込まれる無菌加熱エアと混合され、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物となって、殺菌剤ノズル４２から成形部チャンバー２２内に吹き付けられる。殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の吹き付け量は任意であるが、吹き付け量は、殺菌剤ガス生成器４６に供給される殺菌剤の量と吹き付け時間により決まる。殺菌剤ガス生成器４６は複数備えても構わない。殺菌剤を過酸化水素水とした場合、過酸化水素の濃度として１ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌの範囲が適当である。１ｍｇ／Ｌ未満では殺菌が不十分となり、２０ｍｇ／Ｌを超えると成形部チャンバー２２内の部材を劣化させるおそれがある。

加熱部チャンバー１６内は無菌エアにより陽圧に保持されているが、加熱部１４の赤外線ヒーター１５により加熱され、加熱部チャンバー１６から排気される無菌エアを導管４９に吹き込む無菌加熱エアとして使用しても構わない。

殺菌剤はプリフォーム１を殺菌するために使用される殺菌剤と同様のものが使用でき、過酢酸や過酸化水素を含む殺菌剤を使用することが好ましい。殺菌剤ノズル４２による成形部チャンバー２２内への殺菌剤の吹き付けは、異なる殺菌剤を複数回噴霧しても構わない。

殺菌剤ノズル４２から成形部チャンバー２２内に、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けた後に、成形部チャンバー２２内に無菌エアが吹き付けられる。無菌エアは、成形部チャンバー２２内に残存する殺菌剤を気化させて除去させる。また、この際、気化する殺菌剤が殺菌効果を発揮する場合もある。

無菌エアを成形部チャンバー２２内に吹き付けるため、図３に示すように、成形部チャンバー２２の固定部３３の上部に無菌エア供給装置３８が設けられる。無菌エア供給装置３８はブロワ３９及び除菌フィルタ４０を備える。また、無菌エアを加熱する場合もあり、ブロワ３９と除菌フィルタ４０の間に無菌エア加熱装置４１を設けると好ましい。

ブロワ３９によるエアが無菌エア加熱装置４１により加熱され、除菌フィルタ４０により除菌された後に、無菌ホットエアとなって成形部チャンバー２２内に吹き付けられる。無菌エアは加熱されなくても構わないが、加熱されることで、殺菌剤の除去が速やかに行われ、殺菌剤の殺菌効果も高まる。この時、加熱部チャンバー１６から排気される、加熱された無菌エアを成形部チャンバー２２に吹き付けても構わない。

無菌ブロー成形機２１の稼働前の殺菌において、殺菌剤ノズル４２により、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられることにより、除菌フィルタ（ＨＥＰＡ）４０の内面側も殺菌される。

無菌ブロー成形機２１の稼働時に、成形部チャンバー２２内の無菌性を維持するために成形部チャンバー２２に無菌エアを供給する場合、無菌エアを必ずしも加熱する必要はない。

除菌フィルタ４０を通った無菌エアは成形部チャンバー２２内に吹き付けられ、成形部チャンバー２２に設けられた排気装置により排気されても構わない。また、無菌エアは成形部チャンバー２２から加熱部チャンバー１６へと流入し、加熱部チャンバー１６に設けられた排気装置により排気されても構わない。

成形部チャンバー２２内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられることで、成形部チャンバー２２内に露出している部材は殺菌される。しかし、露出していない、ブローノズル２９及びバブルブロック３０の中圧エアＰ１、高圧エアＰ２及び戻しエアＡＲの通路は殺菌されないおそれがある。そのため、これらの通路に殺菌剤ガス生成器４６により生成した殺菌剤のガスを成形の動作と共に導入したり、液状の殺菌剤を滴下等の方法により、プリフォーム１の内面に導入し、殺菌剤がプリフォーム１の内面に残留した状態のまま、プリフォーム１内にブローノズル２９から中圧エアＰ１及び高圧エアＰ２を吹き込み、戻しエアＡＲを戻すことにより、殺菌剤をブローノズル２９やバルブブロック３０内に拡散させて通路を殺菌しても構わない。

ロータリージョイント３４と回転管３５との間隙は、稼働前に殺菌剤ノズル４２から殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられることで殺菌される。さらに、無菌ホットエアの吹き付けにより殺菌剤が除去され、無菌ブロー成形機２１の稼働時も成形部チャンバー２２内への無菌エアの吹き付けにより無菌状態は維持される。また、稼働前の殺菌に、水蒸気による殺菌を併用しても構わない。

延伸ロッド３１及び金型２３は成形部チャンバー２２内に露出しているため、殺菌剤ノズル４２から吹き付けられる殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物により殺菌される。図３に示すように、延伸ロッド３１は延伸ロッド保持材４３により保持されている。延伸ロッド３１の上昇又は下降の動作は、延伸ロッド保持材４３を動作させることによって行う。延伸ロッド保持材４３は、延伸ロッド保持材動作軸４３ａの動きにより上下に動作する。延伸ロッド保持材４３は、延伸ロッド保持材動作軸４３ａを駆動部３６に設けられるサーボモーターにより回転させたり、延伸ロッド保持材動作軸４３ａを空気圧シリンダーに結合させたりすることにより動作させる。しかし、空気圧シリンダーによる場合は、シリンダー内に殺菌剤のガスを導入する等して、シリンダー内を殺菌したり、圧力を発生させる空気を除菌フィルタを通して無菌化する必要がある。また、空気圧シリンダー外を出入りする軸をベローズで保護しても構わない。

延伸ロッド３１とブローノズル２９の間隙にも、殺菌剤ノズル４２により吹き付けられる殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が流入するため、延伸ロッド３１とブローノズル２９の間隙は殺菌される。

あるいは、摺動する延伸ロッド３１をチャンバーで囲い、そのチャンバー内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を供給することにより延伸ロッド３１の無菌性を維持しても構わない。稼働時にチャンバー内に供給される殺菌剤が金型２３やボトル２側に流れ込まないように、チャンバー上部より排気すると良い。また、過酸化水素を含む殺菌剤を用いた場合、殺菌剤のガスにおける過酸化水素の濃度は０．１mg/L〜１０mg/Lが好ましい。また、過酸化水素を含む殺菌剤のガス濃度に応じて、殺菌剤がチャンバーの内面、延伸ロッド３１等の表面で凝縮するのを防ぐために、殺菌剤のガスの露点以上まで、殺菌剤のガスを加熱することが望ましい。

図５に示すように、延伸ロッド３１を延伸ロッド保持材４３に直接保持させず、磁性体を使用して上昇及び下降させても構わない。延伸ロッド保持材動作軸４３ａに結合する外部磁性体保持材５２を介して外部磁性体５０を設け、外部磁性体５０を動作させることにより、内部磁性体５１に結合した延伸ロッド３１を上昇又は下降させることもできる。外部磁性体５０と内部磁性体５１は非磁性体からなる隔離管５３により隔離され、隔離管５３の外部を外部磁性体５０が、内部を内部磁性体５１がスライドする。外部磁性体保持材５２を動かすことにより、外部磁性体５０は上下に動作する。図５（Ａ）は延伸ロッド３１が上昇した状態を、図５（Ｂ）は延伸ロッド３１が下降し、プリフォーム１内に挿入された状態を示す。外部磁性体保持材５２は、延伸ロッド保持材動作軸４３ａを回転させたり、延伸ロッド保持材動作軸４３ａを空気圧シリンダーに結合させたりすることにより動作させる。ここで、隔離管５３の上部は開放されており、稼働前の殺菌において殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物により延伸ロッド３１は殺菌される。また、隔離管５３と接する内部磁性体５１に溝を設けることで、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は隔離管５３の下部に流入し内部磁性体５１の下部も殺菌することができる。

本発明の無菌ブロー成形機２１により成形されたボトル２はホイール２４を経て、検査部チャンバーに搬送される。検査部チャンバーで検査され、欠陥がないと判断されたボトル２は充填部チャンバーに搬送され、殺菌された内容物が充填され、殺菌されたキャップにより密封され、無菌製品として非無菌雰囲気に搬出される。検査は行わなくても構わないが、ボトル２の胴部、口部１ａの天面、サポートリング１ｂ、底部等の異物、変色、キズ等について検査し、限度を超えると判断された場合は排出される。

本発明は以上説明したように構成されるが、上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、無菌ブロー成形機の形態として、上述したホイール式の無菌成形機ではなく、直線式の無菌ブロー成形機など本発明の要旨内において種々変更可能である。

１…プリフォーム
２…ボトル
５…プリフォーム殺菌部チャンバー
１４…加熱部
１９…成形部
２１…無菌ブロー成形機
２２…成形部チャンバー
２３…金型
２５…高圧エア供給装置
２３…ボトル無菌エア供給装置
２９…ブローノズル
３０…バルブブロック
３１…延伸ロッド
３２…可動部
３３…固定部
３６…駆動部
３７…液体シール装置
３８…無菌エア供給装置
４２…殺菌剤ノズル
４４…無菌雰囲気
４５…非無菌雰囲気
４６…殺菌剤ガス生成器

Claims (9)

1. 少なくとも、プリフォームをボトルにブロー成形する成形部と当該成形部を駆動する駆動部を有する無菌ブロー成形機であって、
   前記成形部が少なくとも金型、ブローノズル、バルブブロック及び延伸ロッドを備えており、前記成形部が、前記成形部を保持し前記駆動部を遮蔽する可動部と、前記成形部を外気から遮蔽する固定部とからなる成形部チャンバーにより遮蔽され、当該成形部チャンバーの内部及び内面を過酸化水素の濃度として１ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌである過酸化水素水のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けることにより殺菌する殺菌剤ノズルが前記固定部に設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。
2. 請求項１に記載の無菌ブロー成形機において、
   前記可動部と前記固定部をシールする液体シール装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の無菌ブロー成形機において、
   前記成形部チャンバー内にあって、回転する管体の内部を通じて、前記成形部チャンバーの外部から前記バルブブロックに、高圧エアを供給する高圧エア供給装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の無菌ブロー成形機において、
   前記成形部チャンバーに無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。
5. 請求項４に記載の無菌ブロー成形機において、
   前記無菌エア供給装置が前記成形部チャンバーの上部に設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。
6. 請求項４又は請求項５に記載の無菌ブロー成形機において、
   前記無菌エア供給装置に無菌エア加熱装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の無菌ブロー成形機において、前記殺菌装置に、殺菌剤のガスを生成する、殺菌剤ガス生成器が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。
8. 少なくとも、プリフォームをボトルにブロー成形する成形部と当該成形部を駆動する駆動部を有する無菌ブロー成形機を用いた無菌ブロー成形方法であって、
   前記成形部が少なくとも金型、ブローノズル、バルブブロック及び延伸ロッドを備えており、前記成形部を保持し前記駆動部を遮蔽する可動部と、前記成形部を外気から遮蔽する固定部とからなる成形部チャンバーにより前記成形部を遮蔽し、当該成形部チャンバーの内部及び内面を前記固定部に設けられる殺菌剤ノズルにより前記成形部チャンバー内に過酸化水素の濃度として１ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌである過酸化水素水のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けることにより殺菌し、前記成形部チャンバー内を無菌雰囲気として、殺菌されたプリフォームをボトルに成形することを特徴とする無菌ブロー成形方法。
9. 請求項８に記載の無菌ブロー成形方法において、前記成形部チャンバー内に無菌エアを供給し、前記成形部チャンバー内を無菌雰囲気に保持することを特徴とする無菌ブロー成形方法。

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