JP6439946B2 - プリフォームの殺菌方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォームの殺菌方法及び装置に関する。

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１，２，３）。

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のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付け、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同じく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、ボトルに殺菌した飲料を充填して殺菌したキャップで密封する飲料充填方法が提案されている（例えば、特許文献４、５参照）。

上記の先行技術において使用される殺菌剤は、過酸化水素水である。一方、過酸化水素を沸点が１００℃未満の液体である溶媒に溶解した殺菌剤をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製プリフォームやボトルに適用したり、過酸化水素濃度が２５質量％のエタノールを含む殺菌剤を使用することも提案されている（特許文献６，７）。

特表２００１−５１０１０４号公報 特開２００８−１８３８９９号公報 特表２００８−５４６６０５号公報 特開２０１３−３５５６１号公報 特開２０１３−３５５６２号公報 国際公開ＷＯ２０１３／００９９７８９号公報 特開平７−３１５３４５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。そこで、プリフォームの殺菌について上記の特許文献のような提案がなされており、特許文献１、２及び３による提案は、殺菌剤としての過酸化水素水をプリフォームに噴霧した後、そのまま、プリフォームを加熱する加熱炉に導入する方法である。

ここで、殺菌するためにプリフォームに付着させた過酸化水素水に含まれる過酸化水素は、加熱炉内での加熱により分解又は揮散する。しかし、その一部はプリフォームに残留する。その後プリフォームはブロー成形されてボトルとなるが、この工程でさらに低減されるものの、過酸化水素はボトル内面に残留する場合もある。さらに、飲料を充填する前にボトルを無菌水や無菌エアによりリンスすることも行われ、この工程により残留過酸化水素はさらに低減する。しかし、ボトル内に僅かに残留した過酸化水素の一部が、ボトルに充填された飲料に移行するおそれがある。このため、プリフォームを殺菌するに際しては、プリフォームに残留する過酸化水素をできる限り低減する必要がある。

また、プリフォーム表面に噴霧される過酸化水素水は、均一な塗膜を形成する必要がある。プリフォーム表面に噴霧された過酸化水素水が不均一な塗膜の場合、プリフォームが加熱炉内で加熱されたときに、過酸化水素水の気化熱の差により、プリフォームの部位に温度差を生じる。その結果、成形後のボトルに白化、歪、成形ムラ等の成形不良が発生するおそれがある。さらに、プリフォーム表面の過酸化水素の濃度が低い場合や、プリフォーム表面が部位により過酸化水素水により被覆されていない場合は、殺菌が不十分となるおそれがある。

特許文献６のように、過酸化水素水に水よりも沸点の低い溶媒を加えて殺菌剤として使用することも提案されているが、殺菌剤を噴霧した後に除去する工程があり、直接加熱炉に導入する方法に比べ、工程が増えるという欠点がある。

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、プリフォーム殺菌において残留する過酸化水素を低減し、簡便で殺菌効果の高いプリフォームの殺菌方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明に係るプリフォームの殺菌方法は、０．５質量％〜３０質量％の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる殺菌剤をガス化させ、当該殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付ける第１工程と、前記殺菌剤のガスを吹き付けた前記プリフォームをボトルに成形するための温度に加熱する第２工程と、紫外線を含む光を前記プリフォームの口部の開口面に対向する方向から前記プリフォームの少なくとも口部の内外面に照射する第３工程を更に備え、当該第３工程の後に第１工程を行うことを特徴とする。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤のガスは、前記殺菌剤を気化部内に噴霧してガス化させ、前記殺菌剤のガスを前記気化部のノズルから前記プリフォームに向かって吹き付けると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、一個又は複数個の前記ノズルを前記プリフォームの走行路に対向させ、前記ノズルから前記殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤のガスを前記ノズル内で複数の流れに分け、一方の流れを前記プリフォームの前記口部に向かわせ、他方の流れを前記プリフォームの外面へと向かわせると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記溶媒がエタノールであると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤が前記エタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記紫外線を含む光がキセノンフラッシュランプにより照射される光であると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記紫外線を含む光を前記プリフォームの前記口部に集中して照射すると好適である。

本発明に係るプリフォームの殺菌装置は、プリフォームの供給からボトルの成形に至るまで、前記プリフォームを走行させる走行手段と、当該走行手段において、０．５質量％〜３０質量％の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けるノズルと、前記殺菌剤のガスが吹き付けられた前記プリフォームを加熱する加熱炉と、紫外線を含む光を前記プリフォームの口部の開口面に対向する方向から前記プリフォームの少なくとも口部の内外面に照射するランプが設けられ、当該ランプの下流に前記ノズルが設けられたことを特徴とする。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記ノズルは、前記殺菌剤を噴霧することによってガス化する気化部の先端部に配置されると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記殺菌剤のガスを送る前記ノズルが複数の管路に分けられ、一方の管路の吐出口が前記プリフォームの開口に対峙させられ、他方の管路は前記プリフォームの外面へと伸ばされて、その吐出口が前記プリフォームの外面に対峙させられると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記殺菌剤がエタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記紫外線を含む光を照射するランプがキセノンフラッシュランプであると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記光を照射するランプのプリフォームの反対側に反射板を設けてなると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記反射板が前記プリフォームの前記口部を覆うように設けてなると好適である。

本発明によれば、少なくとも３０質量％以下の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる殺菌剤をガス化させ、当該殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付ける第１工程を備えるプリフォームの殺菌方法であるから、３０質量％以下という低い過酸化水素濃度の殺菌剤であっても、沸点が８５℃以下の溶媒を使用することで、十分な殺菌力を得ることができ、プリフォームに残留する過酸化水素の量を低減し、結果としてプリフォームをブロー成形したボトルに残留する過酸化水素の量を低減することができる。

また本発明によれば、殺菌剤の付着したプリフォームをボトルに成形するための温度に加熱する第２工程を備えることから、殺菌剤の除去と活性化をプリフォームの加熱と同時に行うため、工程と装置を簡素化することができる。

また本発明によれば、プリフォームの少なくとも口部に紫外線を含む光を照射する第３工程を更に備えることで、殺菌効果が高まるため、殺菌剤の殺菌剤成分である過酸化水素の濃度を下げることができる。その結果として、プリフォームの残留過酸化水素量を低減することができる。

また本発明によれば、プリフォームの口部に集中して紫外線を含む光を照射することで、最も殺菌しにくいプリフォームの口部を効率的に殺菌することができる。そのため、プリフォーム全体に吹き付ける殺菌剤の過酸化水素の濃度と吹き付け量をさらに下げることができ、結果として、プリフォームの残留過酸化水素を一層低減することができる。

本発明の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置を組み込んだ無菌充填装置の一部であるボトル成形まで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の殺菌方法を示し、（Ａ）はプリフォームに対する殺菌剤ガス吹き付け工程を、（Ｂ）はプリフォームに対する光照射工程を、（Ｃ）はプリフォームの加熱工程を示す。 本発明の実施の形態に係るボトルの工程を示し、（Ｄ）はプリフォームのボトルへの成形工程を、（Ｅ）はボトル取出工程を、（Ｆ）はボトルへの内容物充填工程を、（Ｇ）はボトルの密封工程を示す。 本発明の実施の形態に係る殺菌剤のガスを生成するための殺菌剤ガス生成器を示す。 本発明に係るプリフォームの殺菌装置に組み込まれる殺菌剤ガス吹き付けノズルを示す。 本発明の実施の形態に係るプリフォームの加熱工程におけるプリフォーム内部のエアの流れを示す。

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の殺菌からボトル成形までの工程及び装置を図１、図２及び図３により説明し、その次にプリフォームの殺菌方法及び装置の詳細について説明する。この実施の形態によれば、プリフォームを殺菌することで無菌化プリフォームを簡便に得ることができ、プリフォームを成形したボトルに残留する過酸化水素を低減することができる。

（方法及び装置の概要）
図１に示すように、プリフォーム供給装置１１からプリフォーム１が供給され、プリフォーム供給コンベヤ１４によりプリフォーム１が殺菌剤吹き付けチャンバー２８ａ内に搬送される。

プリフォーム１は殺菌剤吹き付けホイール１５に受け渡され、図２（Ｂ）に示すように、光照射装置３０に備えられたランプ３０ａから発する紫外線を含む光がプリフォーム１に照射される（第３工程）。

第３工程であるプリフォーム１への光照射は、ランプ３０ａと並行にプリフォーム１を走行させても良いが、ランプ３０ａをプリフォーム１内に挿入しても良い。口部１ａの殺菌が主な目的であるため、挿入距離は、グリッパ１３と同じ水平位置まででも良いが、プリフォーム１の底部まで挿入しても良い。挿入距離が短いと高速化しても装置がコンパクトになるメリットがある。

光照射されたプリフォーム１は、図２（Ａ）に示すように、殺菌剤ガス吹き付けノズル６によりプリフォーム１に殺菌剤のガスが吹き付けられる（第１工程）。

プリフォーム１への殺菌剤のガスの吹き付け（第１工程）は必須であるが、光の照射（第３工程）は任意である。しかし、第３工程は実施されることが望ましい。また、プリフォーム１へ殺菌剤のガスの吹き付け（第１工程）、プリフォーム１をボトル２に成形するための温度への加熱（第２工程）は、この順序でで行われるが、プリフォーム１への光照射（第３工程）はどの段階で行っても構わない。

すなわち、殺菌ガス吹き付けホイール１５において、光照射装置３０はノズル６の上流に設けることもできし、殺菌剤のガスを吹き付けた後にホイール１６に光照射装置を設けても構わない。また、プリフォーム１を加熱した後に搬送されるホイール１９に設けても構わない。さらに、これら３箇所のうち、複数箇所に設けても構わない。

殺菌剤のガスが吹き付けられたプリフォーム１は、加熱炉搬送ホイール１７を経て、ホイール搬送時に把持されていたグリッパ１３から解放され、加熱炉２５に搬送される。

加熱炉２５に入ったプリフォーム１は、図２（Ｃ）に示すように、赤外線ヒーター１８ａ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（第２工程）される。この温度は９０℃から１３０℃程度である。プリフォーム１に吹き付けられた殺菌剤は加熱（第２工程）により活性化され、プリフォーム１の表面に付着している菌等が殺菌される。また、余剰の殺菌剤は加熱により揮散する。

なお、プリフォーム１の口部１ａは、変形等を防止するため、７０℃以下の温度に抑えられる。

また、プリフォーム１は図２（Ｃ）に示すように、口部１ａに無端チェーン１８に一定間隔で設けられたスピンドル２９が挿入され、回転しながら加熱炉２５内を搬送される。スピンドル２９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、スピンドル２９から解放され、ブロー成形機１２のホイール１９のグリッパ１３により把持され、ホイール１９を経て、ブロー成形機１２の成形ホイール２０に搬送される。成形ホイール２０に備えられた金型４により、図３（Ｄ）に示すように、ボトル２にブロー成形される。金型４及びブローノズル５は、成形ホイール２０の回りに複数個配置され、成形ホイール２０の回転とともに成形ホイール２０の周りを一定速度で旋回する。加熱されたプリフォーム１が到来すると、金型４はプリフォーム１を挟み込む。ブローノズル５がプリフォーム１に接合され、ブローノズル５からプリフォーム１内に空気等の気体が吹きこまれることにより、金型４内でボトル２が成形される。図３（Ｅ）に示すように、成形されたボトル２はホイール２１に備えられたグリッパ１３により把持され、金型４から取り出される。

ボトル２は、ホイール２１に設けられた検査装置２７により外観検査が行われる。検査装置２７は公知の装置であるからその詳細は省略する。

検査されたボトル２はホイール２２により充填部に搬送される。

充填部は無菌化されたチャンバー内にあり、無菌化されたボトル２に無菌化された内容物を図３（Ｆ）に示すように、充填ノズル１０により無菌雰囲気で充填し、図３（Ｇ）に示すように充填されたボトル２は、無菌化されたキャップ３により密封される。充填部は公知の装置であるからその詳細は省略する。

（方法及び装置の詳細）
本発明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３（Ｅ）に示したボトル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。プリフォーム１は射出成型、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−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。

殺菌剤は少なくとも３０質量％以下の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる。過酸化水素が３０質量％を超えると、ボトル成形後の残留過酸化水素量が過大となる。これまで、殺菌剤としては３５質量％の過酸化水素を含む過酸化水素水が多用されてきた。沸点が８５℃以下の溶媒を殺菌剤の構成成分として含むことで、殺菌剤をガス化させた後の凝結温度が低下し、また凝結ミストがより細かくなることから、殺菌剤のガスによるプリフォーム１の表面の殺菌及び凝結したミストによる殺菌効果が上がるため、過酸化水素の含有量を少なくしても十分な殺菌効果が得られる。

殺菌剤は少なくとも３０質量％以下の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなることから、これまでの過酸化水素と水のみからなる殺菌剤と比べ、殺菌剤のガスがプリフォーム１に吹き付けられた後、プリフォーム１の表面に形成された殺菌剤のミストである液滴の接触角が小さく、同じ重量の液滴であっても、被覆面積が大きくなるため、前記液滴中の過酸化水素が分解した場合に、より大きな殺菌効果を発揮することも想定される。

また、殺菌剤をガス化させたときに沸点が８５℃以下の溶媒の一部が揮散し、プリフォーム１の表面に形成された殺菌剤のミストにおける過酸化水素の濃度は、ガス化する前の殺菌剤の過酸化水素の濃度より高まるために殺菌効果が向上することも想定される。

殺菌剤の過酸化水素含有量は、０．５質量％〜３０質量％が好適である。０．５質量％未満では殺菌力が不足する場合があり、３０質量％以下とすることで、より過酸化水素残留量を低減することができる。さらに、過酸化水素の含有量は２０質量％以下がより好ましく、沸点が８５℃以下の溶媒の種類や量にもよるが、過酸化水素の残留量をさらに低減することができる。

沸点が８５℃以下の溶媒とはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン等である。これらの１種又は２種以上を混合してもかまわない。過酸化水素及び沸点が８５℃以下の溶媒以外の殺菌剤の成分は水であり、これらを混合したときに組成物が均一になる必要がある。沸点が８５℃以下の溶媒は、特にエチルアルコールが安全性の観点から好適である。

殺菌剤としては過酸化水素成分を０．５質量％〜３０質量％及びエチルアルコールを１４質量％〜９９質量％含む溶液が最適である。エチルアルコールが１４質量％未満では、過酸化水素の残留値を十分に低減できない。

殺菌剤は、図４に示すように、殺菌剤ガス生成器７によりガス化される。殺菌剤ガス生成器７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８と、この殺菌剤供給部８から供給された殺菌剤を過酸化水素の分解温度以下に加熱して気化させる気化部９とを備える。殺菌剤供給部８は、殺菌剤供給路８ａ及び圧縮空気供給路８ｂからそれぞれ殺菌剤と圧縮空気を導入して殺菌剤を気化部９内に噴霧するようになっている。気化部９は内外壁間にヒーター９ａ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。気化した殺菌剤のガスは、殺菌剤ガス吹き付けノズル６から気化部９外に噴出する。ヒーター９ａに換えて誘電加熱により気化部９を加熱しても構わない。

殺菌剤供給部８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、殺菌剤は重力落下であっても圧力を加えてもかまわない。また、気化部９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。

吹き付けられる殺菌剤のガスは、図２（Ａ）に示すように殺菌剤ガス吹き付けノズル６からプリフォーム１に吹き付けられる（第１工程）。

殺菌剤のガスは殺菌剤ガス吹き付けノズル６からプリフォーム１に向かって吹き付けられるが、図５に示すように、殺菌剤のガスは、殺菌剤ガス吹き付けノズル６内で二手に分かれて流れ、その一方がノズル６ａからプリフォーム１の内部に向かって吹き付けられ、他方がプリフォーム１の外面に向かってノズル６ｂに設けられた殺菌剤ガス吹き付け口２４から吹き付けられても構わない。殺菌剤のガスは、殺菌剤ガス吹き付けノズル６から出た後、ガス状態のままで、若しくは殺菌剤のガスが凝結したミストとなって、又はそれらの混合物となって、プリフォーム１の内部に流入し、あるいはプリフォーム１の外面に吹き付けられる。

なお、殺菌剤ガス吹き付けノズル６、ノズル６ａ，６ｂには、これらの途中から、無菌ホットエアを供給することにより、ノズル６ａ、６ｂでの過酸化水素水の結露を防止するようにしてもよい。また、電気リボンヒーターをノズル６ａ，６ｂ等に巻きつけて結露を防止してもよい。

また、プリフォーム１の内部に向かって吹き付けられる殺菌剤のガスの流れの周囲は、傘状部材２３で覆われる。プリフォーム１内に流入した殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物はプリフォーム１の口部１ａから溢れ出るが、この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の流れは傘状部材２３に衝突し、傘状部材２３の内面に設けられた環状溝２３ａに案内されて、プリフォーム１の外面へと向かって流れを変え、プリフォーム１の外面に沿って流れるようにしても構わない。

このように、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の内外面に吹き付けられることにより、プリフォーム１の表面に付着した菌等が殺菌され、あるいは傷付けられる。

なお、図２（Ａ）に示したプリフォーム１への殺菌剤のガス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１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。

また、殺菌剤ガス吹き付けノズル６は一個のみならず、複数個をプリフォーム１の走行路に沿って配置し、これら殺菌剤ガス吹き付けノズル６から殺菌剤のガスをプリフォーム１に向かって吹き付けるようにしてもよい。

プリフォーム１への殺菌剤のガスの吹き付け前に、図２（Ｂ）に示すように、少なくともプリフォーム１の口部１ａに紫外線を含む光が照射されることもある（第３工程）。当該工程は殺菌剤のガスの吹き付け後であっても構わない。ここで、紫外線を含む光の代わりに、プリフォーム１の少なくとも口部に電子線を照射しても構わない。

紫外線とは、１００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長を有する電磁波の１種である。光はこの波長のいずれかを含むが、特にＵＶ−Ｃと称せられる１００ｎｍ〜２８０ｎｍの波長が殺菌には効果的である。さらに、最も殺菌効果を有するのは２５３．７ｎｍの波長であり、これを含むことが最適である。

１００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線を発する光照射装置３０は、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノンフラッシュランプ等を有するものである。特に、内部にキセノンガスを封入したキセノンフラッシュランプから発する光（波長：１００〜９５０ｎｍ）の殺菌効果が高いため、当該ランプを有する光照射装置３０であることが最適である。

光による殺菌効果は光の単位面積当たりの照射量と照射時間に比例する。しかし、キセノンフラッシュランプによる光は低圧水銀ランプや高圧水銀ランプにより発する光に比べ、殺菌効果が高いために、短時間の照射で十分であることから、プリフォーム１の温度上昇を避けることができる。

図２（Ｂ）に示す反射板３１は、ランプ３０ａから発する光を効率的にプリフォーム１に照射する目的がある。したがって、ランプ３０ａのプリフォーム１に対して反対側に設けられる。反射板３１は平面でも、曲面でもいずれの形状の複数の面の組み合わせでもかまわない。反射板３１は光を反射することができればどのようなものも構わない。例えば、樹脂や金属からなり、その表面を平滑にしたものであったり、さらに平滑にするために、コーティング、金属などのメッキ、金属や金属酸化物などの蒸着加工を行ったり、これらを組み合わせたものであっても構わない。

図２（Ｂ）に示すように、光の照射は口部１ａに限定されず、プリフォーム１のいずれの箇所に対して行ってもかまわない。光の照射により、照射された箇所の殺菌が促進される。

しかし、口部１ａは加熱により変形すると、図３（Ｇ）に示すような内容物を充填した製品の無菌性が損なわれるために、ブロー成形のための加熱炉２５での加熱温度を下げている。そのために口部１ａの殺菌が不十分な場合がある。そこで、光の照射を口部１ａに集中することにより、口部１ａの殺菌効果を高め、口部１ａの殺菌不良を防ぐことができる。

この場合、図２（Ｂ）に示す光照射装置３０のように、ランプ３０ａを口部１ａの上部に設置し、当該ランプ３０ａを囲むように反射板３１を設けることが特に好適である。このような装置とすることで、口部１ａの内外面に、光を効率的に照射することができる。

次にプリフォーム１は加熱炉搬送ホイール１７から、加熱炉に搬送され、図２（Ｃ）に示すように、プリフォーム１は、赤外線ヒーター１８ａ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。図２（Ｃ）に示すように、スピンドル２９がプリフォーム１の口部１ａに挿入されることによって、プリフォーム１は正立状態（又は倒立状態）で吊下げられた状態でスピンドル２９と共に回転しつつ、無端チェーン１８により加熱炉２５に入る。無端チェーン１８にはスピンドル２９が一定間隔に取り付けられ、スピンドル２９は回転可能で、無端チェーン１８はプーリ２６ａ及び２６ｂにより回転する。この加熱により、プリフォーム１に付着した殺菌剤の成分である過酸化水素が分解し、プリフォーム１の表面に付着した菌等が殺菌される。また、余剰の過酸化水素及び他の殺菌剤の成分は加熱により揮散する。

赤外線ヒーター１８ａは赤外線を放射するハロゲンランプが好ましい。ハロゲンランプは赤外線ヒーター１８ａとして、プリフォーム１の軸方向に対して垂直に複数本を並列に設けられる。ハロゲンランプから放射される近赤外線、赤外線、遠赤外線によりプリフォーム１は加熱される。複数本設けられるハロゲンランプは加熱温度が制御され、プリフォーム１の軸方向の加熱温度について、温度差が設けられても構わない。また、プリフォーム１の移動方向に並列してハロゲンランプのユニットが複数設けられる。ユニット数は任意に定められる。これらのハロゲンランプユニットの加熱も、加熱温度が制御され、プリフォーム１の加熱序盤は高温に、加熱終盤は低温に設定されても構わない。

赤外線ヒーター１８ａから放射された赤外線等によりプリフォーム１は加熱されるが、プリフォーム１に吸収されずに、プリフォーム１の後方に到達する赤外線等は加熱に寄与しない。そこで、プリフォーム１の後方にリフレクターを設けることにより、プリフォーム１の後方に到達する赤外線等を反射させて、プリフォーム１の加熱を効率的に行うことができる。リフレクターは、金属に金、銀又はアルミニウムなどを蒸着又はメッキしたものが用いられる。赤外線等を反射できればどのようなものでも構わない。リフレクターは平面でも曲面でも、平面と曲面を組み合わせても構わない。リフレクターはプリフォーム１の後方だけでなく、赤外線ヒーター１８ａの後方にも設けて、赤外線ヒーター１８ａの後方に放射される赤外線等を反射させても構わない。

図６に示すように、プリフォーム１は、その口部１ａ内にスピンドル２９の下部が挿入された際に、弾性体２９ｂの弾性変形によってスピンドル２９に支持される。そして、傘状部材２９ａが設けられた場合は、同時にプリフォーム１の口部２ａが傘状部材２９ａにより覆われる。

この場合は、プリフォーム１の口部１ａの内面とスピンドル２９の下部との間から、プリフォーム１の口部１ａの外面と傘状部材２９ａとの間にかけて、隙間が形成されることから、赤外線ヒーター１８ａからの熱によって加熱されたプリフォーム１内の気化した殺菌剤の成分である過酸化水素を含むエアは、ホットエアとなって上記隙間をプリフォーム１内からプリフォーム１外へと流れ、その間にプリフォーム１の口部１ａを加熱すると共に、過酸化水素が口部１ａの外面を殺菌する。

プリフォーム１の口部１ａは、後にボトル２の状態でキャップ３により密封された時にボトル２の密封性が損なわれないよう、プリフォーム１の段階で加えられる熱で変形しないように配慮されなければならない。上記隙間を流れるホットエアは、口部１ａを加熱するが、口部１ａの温度は７０℃程度以下とする。口部１ａは７０℃以上となると変形するからである。

加熱されたプリフォーム１は、スピンドル２９から解放され、ホイール１９のグリッパ１３に受け渡され、口部１ａ側から無菌エアを吹き付けられつつ、図３（Ｄ）に示すブロー成形型である金型４へと搬送されることもある。こ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金型４に供給される。無菌エアは加熱されることで、プリフォーム１の温度を低下させることなく、金型４に供給することもできる。

また、ホイール１９で図２（Ｂ）に示すように紫外線を含む光を照射しても構わない。

加熱されたプリフォーム１は、図３（Ｄ）に示すように、金型４内でボトル２にブロー成形される。ブロー成形型である金型４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４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が金型４内に装着され、ブローノズル５の中心孔から延伸ロッド（図示せず）がプリフォーム１内に挿入されると同時に、ブローエアがプリフォーム１の内側に吹きこまれる。当該ブローエアは除菌フィルターなどにより菌が除去された無菌エアでなければならない。延伸ロッドとブローエアによりプリフォーム１は金型４の形状に膨張し、ボトル２となる。ボトル２はグリッパ１３に把持され、ホイール２１により検査装置２７に搬送される。

検査装置２７は、図示しないが、例えば成形されたボトル２の口部１ａの天面が平滑か否かを検査する光源及びカメラを具備したものとすることができる。

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、合格品のみがホイール２２へと搬送される。

検査に合格したボトル２はホイール２２により充填装置に搬送される。

図１に示すように、ホイール１５，１６の回りは、殺菌剤吹き付けチャンバー２８ａにより遮蔽されている。この殺菌剤吹き付けチャンバー２８ａには、殺菌剤吹き付けチャンバー２８ａ内のエアを濾過するフィルタ３３と、ブロア３２とからなる排気手段が連結される。これにより、殺菌剤ガス吹き付けノズル６から吹き付けられた殺菌剤のガスの余剰分は、この排気手段のフィルタ３３により除去され、殺菌剤吹き付けチャンバー２８ａ外に排出される。したがって、殺菌剤の過酸化水素が隣接する加熱炉２５やブロー成形機１２内へ流入しないようにすることができる。殺菌剤吹き付けチャンバー２８ａ内の圧力は大気圧よりも低い圧力になるように、殺菌剤吹き付けチャンバー２８ａ内に対する給排気の量を調整することが望ましい。

また、図１に示すように、加熱炉２５は加熱部チャンバー２８ｂで、ブロー成形機１２は成形部チャンバー２８ｃで遮蔽されている。加熱部チャンバー２８ｂ及び成形部チャンバー２８ｃ内は、稼働前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、その後無菌ホットエアがさらに吹き付けられることにより殺菌される。稼働時には、無菌エアを加熱部チャンバー２８ｂ及び成形部チャンバー２８ｃ内に給気して、加熱部チャンバー２８ｂ及び成形部チャンバー２８ｃ内の圧力を陽圧になるように調整することで、加熱部チャンバー２８ｂ及び成形部チャンバー２８ｃ内の無菌性を維持する。無菌エアは、ブロアによるエアを除菌フィルタなどを通して無菌化することで得られる。

加熱部チャンバー２８ｂ内は赤外線ヒーター１８ａによって加熱されるために、上昇気流が発生する。この上昇気流と同一の方向に無菌エアを流す方が、上方から下方に無菌エアを流すよりも、加熱部チャンバー２８ｂ内で乱流を生じることなくスムーズに無菌エアを流すことができる。したがって、無菌エアは加熱部チャンバー２８ｂの下部から上部に吹き込む。下部から吹き込まれた無菌エアは赤外線ヒーター１８ａ及びリフレクターの外側及び内側を上部に向かって流れていく。

加熱部チャンバー２８ｂ内を下部から上部に流れる無菌エアは、プリフォーム１から揮発した殺菌剤の成分を含む。加熱部チャンバー２８ｂ内の圧力を適正に保持することと殺菌剤の成分を排気するために、加熱部チャンバー２８ｂの上部に排気装置が設けられる。排気装置はエアを濾過するフィルタとブロワからなる。殺菌剤の成分である過酸化水素はフィルタにより分解されて排気される。

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、成形部チャンバー２８ｃ、加熱部チャンバー２８ｂと上流に行くに従い、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、成形部チャンバー２８ｃ内の圧力は２０Ｐａ〜３０Ｐａ、加熱部チャンバー２８ｂ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成形部チャンバー２８ｃに流入する無菌エアにより、成形部チャンバー２８ｃ内を陽圧に保持しても構わない。また、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２８ｂに設けた排気装置により、成形部チャンバー２８ｃ内を適正な圧力に保持しても構わない。

成形部チャンバー２８ｃの無菌性を確保するために稼働前に、成形部チャンバー２８ｃ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。

以下、本発明を実施例により説明する。

（操作方法）
ポリエチレンテレフタレート製の５００ｍｌボトル用の、重量が２０ｇであるプリフォーム１を使用した。当該プリフォーム１の内面の口部、胴の中央部、底部の各３箇所、計９箇所に１０³、１０⁴、１０⁵、個のＢ．ａｔｒｏｐｈａｅｕｓ芽胞を付着させた後に、自然乾燥させ、菌付プリフォーム１とした。

次に図２（Ｂ）に示すようなキセノンフラッシュランプ３０ａ及びランプ３０ａをドーム状に囲む反射板３１を装備した光照射装置３０により、プリフォーム１の口部１ａの内外面に集中して光を照射した。ランプは（株）エコノス・ジャパンのキセノンランプ（アーク長５００ｍｍ）を使用し、約０．２秒／回のパルス波を連続６回照射した（第３工程）。

次に図２（Ａ）に示すような殺菌剤ガス吹き付けノズル６により、菌付プリフォーム１に殺菌剤のガスを２秒間吹き付けた（第１工程）。殺菌剤のガスは、図４に示すような殺菌剤ガス生成器７に０．５ＭＰａの圧縮空気と殺菌剤を１０ｍｌ／ｍｉｎ．供給し、気化部９の表面温度を３００℃とすることで生成した。

次にプリフォーム１を図２（Ｃ）に示すように、加熱炉２５にてプリフォーム１の胴部の外面温度が１２０℃となるよう加熱（第２工程）した。さらに、図３（Ｄ）に示すようにプリフォーム１を金型４により５００ｍｌのボトル２となるように成形した。

（殺菌効果の測定方法）
成形後のボトル２の内部にＳＣＤブイヨン培地を無菌雰囲気で１００ｍｌ充填し、殺菌したキャップによりボトル２を密封した。密封したボトル２を振ることで、培養液をボトル２内面全域に接触させて、３５℃で１週間培養し、混濁した場合は殺菌できておらず、混濁しない場合は殺菌されたとした。

（ボトルの残留過酸化水素の測定方法）
成形したボトル２に純水５００ｍｌを充填し、密封した。その後、（株）千代田製作所製SUPER ORITECTOR MODEL5により、充填した純水中の過酸化水素の濃度を測定した。

（実施例、比較例及び結果）
表１に、操作方法に記載した操作と同様の操作を実施した実施例及び比較例を示した。実施例及び比較例の殺菌剤の組成、紫外線を含む光照射の有無という操作条件、及び殺菌効果とボトルの残留過酸化水素を示す。

ただし、表中の「○」は殺菌効果の測定において、すべて殺菌された場合を示す。

上記の実施例によれば、過酸化水素が３０質量％以下で沸点が８５℃以下であるエタノールを溶媒として含む殺菌剤を使用することで、プリフォーム１を殺菌することができ、プリフォーム１を成形したボトル２の残留過酸化水素を低減することができる。過酸化水素の含有量が３０質量％を超えると、エタノールを含む場合であっても、殺菌はできるが残留過酸化水素が多くなる。過酸化水素の含有量が３０質量％以下であっても、エタノールを含まない場合は殺菌が不十分である。また、過酸化水素含有量が５質量％以下でもエタノールを含む場合はプリフォーム１を殺菌することができ、プリフォーム１を成形したボトル２の残留過酸化水素を低減することができる。

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、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
６…殺菌剤ガス吹き付けノズル
６ａ，６ｂ…ノズル
７…殺菌剤ガス生成器
２５…加熱炉
２８ｂ…加熱部チャンバー
３０…光照射装置

Claims (15)

1. ０．５質量％〜３０質量％の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる殺菌剤をガス化させ、当該殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付ける第１工程と、
   前記殺菌剤のガスを吹き付けた前記プリフォームをボトルに成形するための温度に加熱する第２工程と、前記プリフォームの口部の開口面に対向する方向からプリフォームの少なくとも口部の内外面に紫外線を含む光を照射する第３工程を更に備える、当該第３工程の後に第１工程を行うことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
2. 請求項１に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記殺菌剤のガスは、前記殺菌剤を気化部内に噴霧してガス化させ、前記殺菌剤のガスを前記気化部のノズルから前記プリフォームに向かって吹き付けることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
3. 請求項２に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   一個又は複数個の前記ノズルを前記プリフォームの走行路に対向させ、前記ノズルから前記殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
4. 請求項２又は請求項３に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記殺菌剤のガスを前記ノズル内で複数の流れに分け、一方の流れを前記プリフォームの前記口部に向かわせ、他方の流れを前記プリフォームの外面へと向かわせることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記溶媒がエタノールであることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
6. 請求項５に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記殺菌剤が前記エタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記紫外線を含む光がキセノンフラッシュランプにより照射される光であることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記紫外線を含む光を前記プリフォームの前記口部に集中して照射することを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
9. プリフォームの供給からボトルの成形に至るまで、前記プリフォームを走行させる走行手段と、
   当該走行手段において、０．５質量％〜３０質量％の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けるノズルと、
   前記殺菌剤のガスが吹き付けられた前記プリフォームを加熱する加熱炉と、紫外線を含む光を前記プリフォームの口部の開口面に対向する方向から前記プリフォームの少なくとも口部の内外面に照射するランプが設けられ、当該ランプの下流に前記ノズルが設けられたことを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
10. 請求項９に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記ノズルは、前記殺菌剤を噴霧することによってガス化する気化部の先端部に配置されたことを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
11. 請求項９又は請求項１０に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記殺菌剤のガスを送る前記ノズルが複数の管路に分けられ、一方の管路の吐出口が前記プリフォームの開口に対峙させられ、他方の管路は前記プリフォームの外面へと伸ばされて、その吐出口が前記プリフォームの外面に対峙させられたことを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
12. 請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記殺菌剤がエタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
13. 請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記紫外線を含む光を照射するランプがキセノンフラッシュランプであることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
14. 請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記光を照射するランプのプリフォームの反対側に反射板を設けてなることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
15. 請求項１４に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記反射板が前記プリフォームの前記口部を覆うように設けてなることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。

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