JP6627767B2 - 炭酸飲料充填方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、炭酸飲料充填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加熱炉内に導入し、加熱炉内でプリフォームをボトルに成形するための温度まで加熱し、プリフォームが加熱炉から出たところで成形型によってボトルに成形し、ボトルを殺菌処理し、このボトルを倒立させたうえでボトル内に水を噴射してボトル内を洗浄し、同時にボトル底に向かって水を噴射してボトル底を冷却し、その後、ボトルを正立状態に戻してボトル内に炭酸飲料を充填している。この方法によれば、ボトル底が耐圧底のように肉厚が大きく除熱に時間がかかるボトルであっても、ボトル底を速やかに冷却することができ、従ってボトルの成形後早期に炭酸飲料を充填しても、ボトル底の変形を防止することができ、ボトルの座りを良くすることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２３７４８４号公報

上記従来技術は、ボトルを倒立状態にして走行させながら、ボトル内に水を噴射して洗浄し、同時にボトル底に水を吹き付けて冷却するものであるから、正立状態で成形されたボトルを倒立状態にし、さらに正立状態に戻す必要がある。そのため、製造ラインの構造が複雑化し、設備コストが増大する。

本発明は、上記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。

なお、本発明の理解を容易にするため参照符号をカッコ書きで付するが、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、請求項１に係る発明は、プリフォーム（１）を連続走行させながら加熱炉（３３）内に導入し、加熱炉（３３）内でプリフォーム（１）を容器（２）に成形するための温度まで加熱し、プリフォーム（１）が加熱炉（３３）から出たところで成形型（４）によって容器（２）に成形し、この容器（２）を正立状態に保って搬送しつつ、容器（２）の底（２ｂ）に向かって冷媒（Ｆ）を噴射して容器（２）の底（２ｂ）を冷却し、容器（２）の口部（２ａ）から容器（２）内に炭酸飲料（ａ）を充填し、しかる後に口部（２ａ）を密封し、上記冷却の際は、容器（２）の搬送方向に沿った両側の一方又は双方から搬送方向と交差する方向に開口し、かつ、容器（２）の底（２ｂ）に向かって斜め上方向に中心線が交差するように開口するノズル孔から冷媒（Ｆ）を容器（２）の底（２ｂ）に向かって噴射する炭酸飲料充填方法を採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載の炭酸飲料充填方法において、炭酸飲料（ａ）を充填する前に容器（２）を殺菌処理し、この殺菌処理の前及び後の一方又は双方において容器（ａ）の底（２ｂ）を冷却することも可能である。

請求項３に記載されるように、請求項１に記載の炭酸飲料充填方法において、炭酸飲料（ａ）を充填する前に容器（２）を殺菌処理し、殺菌処理後に容器（２）を水リンスし、水リンス後に容器（ａ）の底（２ｂ）を冷却することも可能である。

請求項４に係る発明は、プリフォーム（１）の供給から容器（２）の成形を経て炭酸飲料（ａ）の充填及び容器（２）の密封に至るまでプリフォーム（１）および容器（２）を走行させる走行手段が設けられ、この走行手段における上流側から下流側に向かって、プリフォーム（１）を成形温度まで加熱する加熱炉（３３）と、プリフォーム（１）を容器（２）にブロー成形するブロー成形型（４）と、ブロー成形型（４）から出た正立状態の容器（２）の底（２ｂ）に冷媒（Ｆ）を噴射して容器（２）の底（２ｂ）を冷却する冷媒噴射ノズル（２８）と、容器（２）の口部（２ａ）から容器（２）内に炭酸飲料（ａ）を充填するフィラー（３９）と、容器（２）の口部（２ａ）を密封するキャッパー（４０）とが順に設けられ、上記冷媒噴射ノズル（２８）は、容器（２）の搬送方向に沿った両側の一方又は双方から搬送方向と交差する方向に開口し、かつ、容器（２）の底（２ｂ）に向かって斜め上方向に中心線が交差するように開口するノズル孔から冷媒（Ｆ）を噴射するように設けられた炭酸飲料充填装置を採用する。

請求項５に記載されるように、請求項４に記載の炭酸飲料充填装置において、フィラー（３９）の上流側に容器（２）を殺菌処理する殺菌手段（３０）が設けられ、この殺菌手段（３０）の上流側及び下流側の一方又は双方に冷媒噴射ノズル（２８）が設けられたものとすることができる。

請求項６に記載されるように、請求項４に記載の炭酸飲料充填装置において、フィラー（３９）の上流側に容器（２）を殺菌処理する殺菌手段（３０）が設けられ、殺菌手段（３０）の下流側に水リンス手段が設けられ、水リンス手段と上記フィラーとの間に冷媒噴射ノズル（２８）が設けられたものとすることができる。

本発明によれば、プリフォーム（１）を連続走行させながら加熱炉（３３）内に導入し、加熱炉（３３）内でプリフォーム（１）を容器（２）に成形するための温度まで加熱し、プリフォーム（１）が加熱炉（３３）から出たところで成形型（４）によって容器（２）に成形し、この容器（２）を正立状態に保って搬送しつつ、容器（２）の底（２ｂ）に向かって冷媒（Ｆ）を噴射して容器（２）の底（２ｂ）を冷却し、容器（２）の口部（２ａ）から容器（２）内に炭酸飲料（ａ）を充填し、しかる後に口部（２ａ）を密封し、上記冷却の際は、容器（２）の搬送方向に沿った両側の一方又は双方から搬送方向と交差する方向に開口し、かつ、容器（２）の底（２ｂ）に向かって斜め上方向に開口するノズル孔から冷媒（Ｆ）を容器（２）の底（２ｂ）に向かって噴射する炭酸飲料充填方法であるから、成形直後の容器（２）が正立状態で走行する際、その底（２ｂ）を速やかに冷却して垂れ下がり等の変形を防止し、また、容器（２）の成形後早期に炭酸飲料（ａ）を充填しても容器（２）の底（２ｂ）の容器（２）外方向への変形を防止して容器（２）の座りを良くすることができる。また、従来におけるような正立状態で成形された容器（２）を倒立状態にし、さらに正立状態に戻す必要がなく、正立状態のままで容器（２）を走行させることができるので、炭酸飲料詰め製品の製造ラインの構造を簡素化することができる。また、容器（２）の底（２ｂ）を冷却する際は、容器（２）の搬送方向に沿った両側の一方又は双方から搬送方向と交差する方向に開口し、かつ、容器（２）の底（２ｂ）に向かって斜め上方向に開口するノズル孔から冷媒（Ｆ）を容器（２）の底（２ｂ）に向かって噴射するので、冷媒Ｆが水等の液体であったとしてもその飛沫がボトル２の口部２ａに向かい難くなり、従って、飛沫がボトル（２）内に入り込むことによるボトル（２）内の汚染のおそれが解消される。

（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る炭酸飲料充填方法の前半の工程を表す。 （Ｄ）〜（Ｆ）は、本発明に係る炭酸飲料充填方法の後半の工程を表す。 冷却工程の変形例を示す図である。 本発明に係る炭酸飲料充填装置の概略平面図である。 本発明の実施の形態２において付加される殺菌工程を表す。 過酸化水素のミスト生成器の部分切欠図である。 本発明の実施の形態２に係る炭酸飲料充填装置の概略平面図である。 本発明の実施の形態３において付加される殺菌工程及び冷却工程を表す。 本発明の実施の形態３に係る炭酸飲料充填装置の概略平面図である。 本発明の実施の形態４に係る炭酸飲料充填装置の概略平面図である。 本発明の実施の形態５において付加される水リンス工程を表す。 本発明の実施の形態５に係る炭酸飲料充填装置の部分切欠概略平面図である。

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＞
最初に炭酸飲料充填方法について説明する。

まず、図１（Ａ）に示すプリフォーム１が所望の速度で連続的に搬送される。

プリフォーム１は、あらかじめＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の射出成形等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には、図２（Ｄ）〜（Ｆ）に示すボトル２におけると同様な口部２ａがその成形当初に付与される。この口部２ａにはプリフォーム１の成形と同時にキャップ３の雌ネジに対応する雄ネジが形成される。

次に、図１（Ｂ）に示すように、プリフォーム１は、赤外線ヒータ１８ａその他の加熱手段によって、後に行われる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℃程度である。

なお、プリフォーム１の口部２ａは、変形等を防止するため７０℃以下の温度に抑えられる。

この加熱の際、プリフォーム１は、望ましくは、図１（Ｂ）に示すように、その口部２ａにスピンドル（又はマンドレル）４３が挿入されることによって正立状態（又は倒立状態）で吊下げられた状態でスピンドル（又はマンドレル）４３と共に回転しつつ搬送される。これにより、プリフォーム１は赤外線ヒータ１８ａにより均一に加熱される。

スピンドル４３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（Ｃ）に示すように、金型４内でボトル２にブロー成形される。

ブロー成形用の成形型である金型４は、プリフォーム１の走行速度と同じ速度で連続的に旋回運動しつつ、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。

上述の如くプリフォーム１は、図１（Ｂ）に示した加熱工程でその口部２ａを除く全体が成形に適した温度域まで均一に加熱されており、この加熱されたプリフォーム１が、図１（Ｃ）に示すように、金型４内に装着され、延伸ロッド５が金型４内に装着されたプリフォーム１内に挿入される。

金型４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図示しない延伸ロッドからプリフォーム１内に順次吹き込まれることによって、金型４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４内でボトル２が成形されると、金型４が引き続き走行しながら型開きし、ボトル２の完成品が正立状態で金型４外へ取り出される。

金型４から取り出された直後のボトルは温かくて柔らかく、特にボトル２の底２ｂの中心部は最も肉厚なため直ぐには冷えて固まらない。冷却不十分な状態のボトル２に炭酸飲料を充填し、密封するとボトルの底２ｂに図２（Ｅ）（Ｆ）中、二点鎖線で示すようなバックリング２ｃが生じるおそれがある。バックリング２ｃとは、ボトル２の未だ柔らかい底２ｂが、炭酸飲料を充填する直前のカウンタープレッシャー圧により、或いは充填された炭酸飲料等の内圧により凸状に垂れ下がる現象である。特に炭酸飲料等のような充填後にボトル２内の圧力を高める作用のある飲料が充填されるボトル２の底２ｂは、例えばペタロイド型底のごとく耐圧底として他の部分よりも厚肉に形成され、そのため冷え難く、固まり難いことからバックリング２ｃが生じやすい。バックリング２ｃが発生したままボトル２が固化すると、ボトル２の座りが悪くなり、ボトル２の転倒を引き起こす。

このようなバックリング２ｃを防止するため、図２（Ｄ）に示すように、ボトル２の底２ｂに向かってボトル２外から冷媒Ｆが噴射され、ボトル２の底２ｂが強制的に冷却される。

冷媒Ｆとしては、空気等の気体、水等の液体を用いることができる。殺菌が必要な製品を製造する充填機の場合、冷媒として、無菌エアや無菌水、或いは過酢酸、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、オゾン水、酸性水等の成分を含んだ殺菌剤を用いてもよい。

冷媒Ｆをボトル２の底２ｂに向かって噴射する手段としては、図２（Ｄ）に示すような冷媒噴射ノズル２８が用いられる。

冷媒噴射ノズル２８は、ボトル２の搬送方向に沿った両側から搬送方向と交差する方向に開口し、かつ、ボトル２の底２ｂに向かって斜め上方向に開口するノズル孔を有する。図２（Ｄ）中、一点鎖線２８ａはノズル孔の中心線を表す。このような冷媒噴射ノズル２８が、図４に示すように、ボトル２の搬送方向に沿ってボトル２を両側から挟むように多数配置される。冷媒噴射ノズルは、例えば二列で千鳥状に配列される。また、ボトル２の縦方向のサイズの違いに対応することができるように、必要に応じて上下方向でも複数列に配列される。

これにより、冷媒噴射ノズル２８から冷媒Ｆがボトル２の底２ｂに向かって噴射されると、高速で搬送されるボトル２の底２ｂが効率よく冷却されて速やかに固化し、バックリング２ｃの発生が防止される。また、ノズル孔はボトル２の搬送方向に沿った両側から搬送方向と交差する方向に開口し、かつ、ボトル２の底２ｂに向かって斜め上方向に開口することから、冷媒Ｆが水等の液体であったとしてもその飛沫がボトル２の口部２ａに向かい難く、従って飛沫がボトル２内に入り込むおそれが解消される。

なお、冷媒Ｆが空気等の気体である場合は、図３に示すように、ボトル２の底２ｂに正対する冷媒噴射ノズル２８のノズル孔から冷媒Ｆである気体を噴射するようにしてもよい。冷媒Ｆが気体である場合は、ノズル孔から噴射後にボトル２内に入り込む可能性が低く、また、冷媒Ｆが空気である場合はボトル２内に入っても害がないことによる。この気体による冷却によってもバックリング２ｃの発生を防止することができる。

ボトル２の底２ｂが図２（Ｄ）の冷却工程を経て十分固化した後、図２（Ｅ）に示すように、充填ノズル１０からボトル２内に炭酸飲料ａが充填され、続いて図２（Ｆ）に示すように蓋であるキャップ３が被せられることから、ボトル２の底２ｂにおけるバックリング２ｃの発生が確実に防止される。ボトル２底２ｂにバックリング２ｃが生じていないことから、炭酸飲料ａのボトル詰め製品は傾いたり、転倒したりすることなく、安定した状態で保管、展示等される。

上記炭酸飲料充填方法を実施するための炭酸飲料充填装置は、例えば図４のごとく構成される。

図４に示すように、炭酸飲料充填装置は、口部２ａを有する有底筒状のプリフォーム１を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給機１１（図１（Ａ）参照）と、プリフォーム１をボトル２に成形するブロー成形機１２（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）と、成形されたボトル２の底２ｂを強制的に冷却する冷却機２９（図２（Ｄ）参照）と、冷却されたボトル２に飲料ａを充填し、キャップ３で密封する充填機１３（図２（Ｅ）（Ｆ）参照）とを備える。

この炭酸飲料充填装置は、ブロー成形機１２から充填機１３に至る個所においてチャンバー４１ａ，４１ｂで囲まれている。チャンバー４１ａは密閉構造ではなく、シュラウド程度の骨組みのみの構造体であってもよい。

プリフォーム供給機１１から充填機１３に至る間には、プリフォーム１等を搬送する第一の搬送路と、ボトル２の完成品形状のキャビティＣを有する金型４（図１（Ｃ）参照）等を搬送する第二の搬送路と、金型４で成形されたボトル２等を搬送する第三の搬送路とが設けられる。第一〜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。

プリフォーム供給機１１内において、第一の搬送路は、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１４を備える。また、プリフォームコンベア１４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１５，１６，１７の列と、プリフォーム１を受け取って走行させる無端チェーン１８とを具備する。

無端チェーン１８は、上述の赤外線ヒータ１８ａを備えた加熱炉３３内にプリフォーム１の搬送路として配置される。無端チェーン１８には、図１（Ｂ）に示したスピンドル４３が一定ピッチで多数取り付けられる。各スピンドル４３は無端チェーン１８の走行と共に走行しながら自転可能である。ホイール１７側から無端チェーン１８側に送られたプリフォーム１の口部２ａ内には、図１（Ｂ）に示すようにスピンドル４３が挿入され、これによりプリフォーム１はスピンドル４３に正立状態で保持される。スピンドル４３に代えマンドレルを用いることにより、プリフォーム１を倒立状態で支持しつつ搬送することも可能である。

加熱炉３３は一方向に長く伸びる炉室を有する。炉室内では、水平面上で対向配置された一対のプーリ３４ａ，３４ｂ間に無端チェーン１８が架け渡される。無端チェーン１８等は多数のプリフォーム１を垂下状態で搬送する無端コンベアを構成する。炉室の内壁面には、無端チェーン１８の往路と復路に沿うように赤外線ヒータ１８ａが取り付けられる。

プリフォーム１は、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７の列を経てスピンドル４３に受け取られると、加熱炉３３の内壁面に沿って走行し、赤外線ヒータ１８ａによって加熱される。プリフォーム１は加熱炉３３内を走行中スピンドル４３の回転と共に自転し、赤外線ヒータ１８ａによって均一に加熱され、口部２ａ以外がブロー成形に適した温度である９０℃〜１３０℃まで昇温する。口部２ａは、キャップ３が被せられたときの密封性が損なわれないように、変形等を生じることのない７０℃以下の温度に抑えられる。

ブロー成形機１２は、上記プリフォーム供給機１１の赤外線ヒータ１８ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってボトル２に成形する金型４及び延伸ロッド５（図１（Ｃ）参照）を複数セット備える。

ブロー成形機１２内には、プリフォーム１、金型４及びボトル２を搬送するため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１９，２０，２１，２２の列によって構成される。

金型４及び延伸ロッド５は、ホイール２０の回りに複数個配置され、ホイール２０の回転とともにホイール２０の周りを一定速度で旋回する。

ホイール１９の図示しないグリッパがプリフォーム供給機１１の加熱炉３３内で加熱されたプリフォーム１を受け取ってホイール２０の回りの金型４に受け渡すと、二つ割りの金型４が閉じてプリフォーム１を図１（Ｃ）のごとく把持する。金型４内のプリフォーム１はホイール２０の回りを金型４及び延伸ロッド５と共に旋回しながら、ブロー成形用の高圧エアが図示しないブローノズルからブローされることによりボトル２に成形される。プリフォーム１は、図１（Ｂ）に示したように、加熱炉３３内で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４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４はホイール２１に接したところで型開きし、ホイール２１の図示しないグリッパによって受け取られる。そして、ホイール２２，２３の周りへと搬送される。

充填機１３は、第三の搬送路をその内部に有し、この第三の搬送路は、ホイール２３,２４,２５,２６,２７の列を有する。

ホイール２４の外周には、ボトル２に飲料ａを充填するための充填ノズル１０が多数設けられることにより、フィラー３９が構成され、ホイール２６の回りには、飲料ａが充填されたボトル２にキャップ３（図２（Ｆ）参照）を取り付けて密封するためのキャッパー４０が構成される。

上記ブロー成形機１２から充填機１３内のフィラー３９に至る間には、ホイール２１，２２，２３の列が介在し、これらのホイール２１，２２，２３の列におけるボトル２の搬送方向に沿った両側には、冷媒噴射ノズル２８が多数配置される。冷媒噴射ノズル２８の配列状態、ノズル孔の向き等は上述した通りである。

ブロー成形機１２から出たボトル２は、冷媒噴射ノズル２８の列間を正立状態で走行しつつ図２（Ｄ）のごとく底２ｂに冷媒Ｆが吹き付けられ、充填機１３内のフィラー３９に至るまでに、底２ｂを含めボトル２の全体が容易に変形しない程度まで冷却される。

冷却されたボトル２は、フィラー３９に至ると、図２（Ｅ）に示したように、充填ノズル１０から炭酸飲料ａを充填され、キャッパー４０により口部２ａがキャップ３で閉じられる。特に炭酸飲料が充填される際は、すでにボトル２の底２ｂは十分に冷却され、固まっているので、ボトル２の口部２ａがキャップ３で密封されても、ボトル２の底２ｂにバックリング２ｃが発生するようなことはない。

次に、炭酸飲料充填装置の一連の動作について説明する。

まず、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７の列によってプリフォーム１が加熱炉３３内に向かって搬送される。

プリフォーム１は、無端チェーン１８上のスピンドル４３（図１（Ｂ）参照）に受け取られ、加熱炉３３内へと搬送される。

加熱炉３３内においてプリフォーム１は赤外線ヒータ１８ａによって加熱され、口部２ａを除く全体の温度がブロー成形に適した温度域まで均一に加熱される。

加熱炉３３内で成形温度まで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２０の外周を通過する際に図１（Ｃ）のごとく金型４により抱持され、延伸ロッド５近傍の図示しないブローノズルから高圧エアが吹き込まれること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。

成形されたボトル２は、金型４の型開き後にホイール２１のグリッパによって金型４外に取り出され、ホイール２１，２２，２３の列により構成される搬送路上を搬送される。

このホイール２１，２２，２３の列におけるボトル２の搬送方向の両側から、冷媒噴射ノズル２８によって水等の冷媒Ｆがボトル２の底２ｂに向かって噴射される。これにより、ボトル２は特にその底２ｂが集中的に冷却されて硬くなる。

充填機１３内において、図２（Ｅ）のごとくフィラー３９の充填ノズル１０から炭酸飲料ａがボトル２に充填される。炭酸飲料ａの充填によってボトル２には大きな内圧が加わるが、この段階ではボトル２はその特に肉厚の大きい底２ｂを含め全体が十分に固まっているので、底２ｂにバックリング２ｃ等の変形を生じることはない。

飲料ａが充填されたボトル２は、キャッパー４０によりキャップ３が施されて密封され（図２（Ｆ）参照）、チャンバー４１ｂの出口から排出される。

＜実施の形態２＞
この実施の形態２では、図２（Ｄ）に示すボトル２の底２ｂの冷却工程と同図（Ｅ）に示す炭酸飲料ａの充填工程との間で、図５（α）（β）に示すボトル２の殺菌工程が実施される。

すなわち、ボトル２の底２ｂが冷却され、バックリング２ｃを起こさない程度に固まったボトル２に対して、図５（α）に示すように、過酸化水素のミストＭ又はガスＧが吹き付けられる。具体的には、ボトル２が、その口部２ａが上側に向いた正立状態で搬送される間に、ボトル２の口部２ａの真上における定位置に配置された噴霧ノズル６から過酸化水素のミストＭ又はガスＧが口部２ａに向かって噴射される。この噴射されたミストＭ又はガスＧがボトル２内に流入し、あるいはボトル２外に溢れ出てボトル２の外面を伝い落ちる。これにより、ボトル２の内外面に過酸化水素の被膜が均一に付着する。

続いて、図５（β）に示すように、加熱エアＮがボトル２に向かって吹き付けられる。具体的には、ボトル２が正立状態で搬送される間に、ボトル２の口部２ａの真上における定位置に配置されたエアノズル１０から加熱エアＮが口部２ａに向かって噴射される。この噴射された加熱エアＮがボトル２内に流入し、あるいはボトル２外に溢れ出てボトル２の外面を伝い流れる。この加熱エアＮの供給により、ボトル２の内外面に付着した過酸化水素が加熱され活性化され、ボトル２の内外面の殺菌効果が高められる。また、余剰の過酸化水素がボトル２外に排出される。

図５（α）（β）に示すように、過酸化水素の噴霧ノズル６とエアリンス用のエアノズル１０の各々の先端には、それぞれ案内部材４５が傘状に設けられる。噴霧ノズル６とエアリンス用のエアノズル１０の各々から流出する過酸化水素ミストＭ又はガスＧや加熱エアＮは案内部材４５により案内されて、ボトル２の口部２ａにおける外側のネジに沿って流れる。これにより、口部２ａをはじめボトル２の外面が効率良く殺菌される。案内部材４５は口部２ａの外面を効率よく殺菌させるために必要に応じて設けられる。

このように殺菌処理されたボトル２に対し、図２（Ｅ）のごとく炭酸飲料ａが充填され、続いて同図（Ｆ）の如くキャップ３で密封される。

上記過酸化水素のミストＭ又はガスＧは、図６に示すミスト生成器７によって生成される。

このミスト生成器７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ノズルである過酸化水素供給部８と、この過酸化水素供給部８から供給された過酸化水素の噴霧をその沸点以上の非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。過酸化水素供給部８は、過酸化水素供給路８ａ及び圧縮空気供給路８ｂ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過酸化水素の噴霧を加熱し気化させる。気化部９における過酸化水素供給部８と反対側には上記噴霧ノズル６が設けられる。気化部９内で気化した過酸化水素のガスは噴霧ノズル６からミストＭ又はガスＧとなって噴出する。これにより、ボトル２の内外面に過酸化水素が均一に付着する。

この実施の形態２における炭酸飲料充填方法を実施するための炭酸飲料充填装置は、例えば図７のごとく構成され、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供給機１１（図１（Ａ）参照）と、プリフォーム１をボトル２に成形するブロー成形機１２（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）と、成形されたボトル２の底を強制的に冷却する冷却機２９（図２（Ｄ）参照）と、冷却されたボトル２を殺菌処理する殺菌機３０（図５（α）（β）参照）と、殺菌されたボトル２に炭酸飲料ａを充填し、キャップ３で密封する充填機１３（図２（Ｅ）（Ｆ）参照）とを備える。

炭酸飲料充填装置内に殺菌機３０を設けるため、実施の形態１の場合と異なり、冷却機２９側の終端ホイール２３とフィラー３９のホイール２４との間にホイール３１，３２，３３，３４の列がさらに設けられる。そして、ホイール３１の回りに上記噴霧ノズル６が配置され、ホイール３３の回りに上記エアノズル１０が配置される。

この炭酸飲料充填装置によれば、ボトル２はその底２ｂが冷却されバックリング２ｃが生じないように処理された後に、過酸化水素のミストＭまたはガスＧの供給と加熱エアＮの供給とにより殺菌処理され、しかる後に炭酸飲料ａが充填されることとなる。炭酸飲料ａが充填される段階では、ボトル２の底２ｂは冷却され、固化しているので、炭酸飲料ａによる内圧がかかっても、ボトル２の底２ｂにバックリング２ｃが生じることはない。

＜実施の形態３＞
この実施の形態３では、図２（Ｄ）に示すボトル２の底２ｂの冷却工程と、同図（Ｅ）に示す炭酸飲料ａの充填工程との間で、図８（α）（β）に示すボトル２の殺菌工程と、同図（Ｄ1）に示すボトル２の底２ｂの第二段階の冷却工程とが実施される。

この実施の形態３では、ボトル２の底２ｂの冷却が殺菌工程を挟んで二段階にわたって行われるので、図２（Ｄ）に示す第一段階の冷却程度は、実施の形態２における冷却程度よりも低くすることが可能である。すなわち、第一段階の冷却工程で使用する冷媒Ｆの流量を減らしたり、冷媒噴射ノズル２８の設置数を減らしたりすることが可能である。

これにより、ボトル２の底２ｂがバックリング２ｃを起こさない程度に冷却されるが、実施の形態２におけるよりも熱がより多く残留したボトル２に対して、図８（α）（β）に示すような殺菌処理が行われることから、この殺菌処理による殺菌効果が向上する。

殺菌処理に続いて、図８（Ｄ1）に示すように、第二段階の冷却工程が実施されることで、ボトル２の底２ｂはさらに冷却され、これによりバックリング２ｃの発生は完全に防止される。

また、上記第一段目の冷却は殺菌前の段階で行うため、必ずしも無菌エア、無菌水、又は薬剤を用いる必要はなく、安価なコンプレッサーによる圧縮エア、ブロアーによる送風エア等を用いることで足りる。しかし、第二段目の冷却は無菌エア、無菌水、又は薬剤を用いて冷却する必要がある。

このように殺菌処理され、冷却されたボトル２に対し、図２（Ｅ）のごとく炭酸飲料ａが充填され、続いて同図（Ｆ）の如くキャッピンが行われる。

この実施の形態３における炭酸飲料充填方法を実施するための炭酸飲料充填装置は、例えば図９のごとく構成され、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供給機１１（図１（Ａ）参照）と、プリフォーム１をボトル２に成形するブロー成形機１２（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）と、成形されたボトル２の底２ｂを強制的に冷却する第一段の冷却機２９（図２（Ｄ）参照）と、冷却されたボトル２を殺菌処理する殺菌機３０（図８（α）（β）参照）と、殺菌処理されたボトル２の底２ｂをさらに強制的に冷却する第二段の冷却機４４（図８（Ｄ1）参照）と、殺菌及び冷却されたボトル２に飲料ａを充填し、キャップ３で密封する充填機１３（図２（Ｅ）（Ｆ）参照）とを備える。

炭酸飲料充填装置内に第一段と第二段の冷却機２９，４４を設けるため、実施の形態２の場合と異なり、両冷却機２９，４４の各々における冷媒噴射ノズル２８は、例えば実施の形態２における冷媒噴射ノズル２８の設置総数が二分割された状態で配置される。

この炭酸飲料充填装置によれば、ボトル２はその底２ｂがある程度冷却された後に、過酸化水素のミストＭ又はガスＧの供給と加熱エアＮの供給とにより殺菌処理され、続いてボトル２の底２ｂがバックリング２ｃを生じない程度まで冷却された後に炭酸飲料ａが充填されることとなる。

＜実施の形態４＞
この実施の形態４では、図１（Ｃ）に示すボトル２の成形工程と図２（Ｄ）に示すボトル２の底２ｂの冷却工程との間で、図５（α）（β）に示すボトル２の殺菌工程が実施される。

すなわち、金型である成形型４から取り出されたばかりのボトル２に対して、図５（α）に示すように、過酸化水素のミストＭ又はガスＧが吹き付けられ、続いて、図５（β）に示すように、加熱エアＮがボトル２に向かって吹き付けられ、さらに続けて図２（Ｄ）に示すようにボトル２の底２ｂに対し強制冷却が行われる。

成形型４から取り出されたばかりのボトル２は、プリフォーム１の段階で加熱されたことによる熱がまだ多く残っているので、この残熱により上記過酸化水素が活性化され、殺菌効果が向上する。

ボトル２の殺菌処理後、図２（Ｄ）に示すボトル２の底２ｂの冷却工程が行われることにより、ボトル２の底２ｂが冷却され、バックリング２ｃを起こさないように固められる。

このように殺菌処理され、冷却処理されたボトル２に対し、図２（Ｅ）のごとく炭酸飲料ａが充填され、続いて同図（Ｆ）の如くキャッピンが行われる。

この実施の形態４における炭酸飲料充填方法を実施するための炭酸飲料充填装置は、例えば図１０のごとく構成される。

すなわち、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供給機１１（図１（Ａ）参照）と、プリフォーム１をボトル２に成形するブロー成形機１２（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）と、成形されたボトル２を殺菌処理する殺菌機３０（図５（α）（β）参照）と、殺菌処理されたボトル２の底２ｂを強制的に冷却する冷却機４４（図２（Ｄ）参照）と、冷却処理されたボトル２に炭酸飲料ａを充填し、キャップ３で密封する充填機１３（図２（Ｅ）（Ｆ）参照）とを備える。

実施の形態２の場合と異なり、冷却機２８が殺菌機３０とフィラー３９との間に冷却機４４として移し替えられている。

この炭酸飲料充填装置によれば、成形されたボトル２は熱いうちに殺菌処理され、次いで、底２ｂが冷却されてバックリング２ｃが生じないように処理され、しかる後に炭酸飲料ａが充填されることとなる。

＜実施の形態５＞
この実施の形態５では、図１（Ｃ）に示すボトル２の成形工程と、図２（Ｄ）に示すボトル２の底２ｂの冷却工程との間で、図５（α）（β）に示すボトル２の殺菌工程と、図１１に示す水リンス工程とが実施される。

すなわち、金型である成形型４（図１０参照）から取り出されたばかりのボトル２に対して、図５（α）に示すように、過酸化水素のミストＭ又はガスＧが吹き付けられ、続いて、図５（β）に示すように、加熱エアＮがボトル２に向かって吹き付けられ、続いて、図１１に示すように、倒立状態にされたボトル２内にノズル４７から無菌水Ｑが注入されることによってボトル２が水リンスされ、さらに続けて図２（Ｄ）に示すように正立状態に戻されたボトル２の底２ｂに対し強制冷却が行われる。

成形型４から取り出されたばかりのボトル２は、プリフォーム１の段階で加熱されたことによる熱がまだ多く残っているので、この残熱によりボトル２に付着した上記過酸化水素が活性化され、殺菌効果が向上する。

ボトル２の殺菌処理後、加熱エアＮがボトル２に向かって吹き付けられることにより、上記過酸化水素が活性化され、殺菌効果が向上するとともに、ボトル２の表面から余剰の過酸化水素が除去され、次いで、ボトル２が口部２ａを下に向けた逆様状態で水リンスされることにより、ボトル２内が無菌水Ｑで洗浄され、ボトル２内から異物等が除去される。また、この水リンスに使用される無菌水Ｑにより、ボトル２の底２ｂがボトル２内から強制冷却される。

なお、上記殺菌工程における図５（β）のエアリンスは、水リンスで代替し省略することも可能である。

ボトル２の水リンス後、図２（Ｄ）に示すように正立状態に戻されたボトル２の底２ｂの冷却工程が行われることにより、ボトル２の底２ｂが冷却され、バックリング２ｃを起こさないように固められる。上記水リンスによる冷却に加え、この冷媒噴射ノズル２８から噴射される冷媒Ｆによってさらに冷却されることから、ボトル２の底２ｂのバックリング２ｃの発生がより効果的に防止される。

このように殺菌処理され、水リンス処理され、冷却処理されたボトル２に対し、図２（Ｅ）のごとく炭酸飲料ａが充填され、続いて同図（Ｆ）の如くキャッピンが行われる。

この実施の形態５における炭酸飲料充填方法を実施するための炭酸飲料充填装置は、例えば図１２のごとく構成される。

すなわち、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供給機１１（図１（Ａ）参照）と、プリフォーム１をボトル２に成形するブロー成形機１２（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）と、成形されたボトル２を殺菌処理する殺菌機３０（図５（α）（β）参照）と、ボトル２を水リンスする水リンス機４６（図１１参照）と、水リンス処理されたボトル２の底２ｂを強制的に冷却する冷却機４４（図２（Ｄ）参照）と、冷却処理されたボトル２に炭酸飲料ａを充填し、キャップ３で密封する充填機１３（図２（Ｅ）（Ｆ）参照）とを備える。

図１２に示すように、水リンス機４６が増設されたため、図１０に示す実施の形態４の炭酸飲料充填装置にホイール４８，４９が付加されている。

この炭酸飲料充填装置によれば、成形されたボトル２は熱いうちに殺菌処理され、次いで、ボトル２が洗浄され、ボトル２の底２ｂが冷却されてバックリング２ｃが生じないように処理され、しかる後に炭酸飲料ａが充填されることとなる。

なお、水リンスの温度は、ボトルがＰＥＴ製である場合そのガラス転移点以下（具体的には７５℃以下）であれば良い。リンス水を当てる位置は少なくともボトル内の底部中央（ゲート部）に当てるのが望ましい。リンス時間は少なくとも０．２秒以上であるのが望ましい。７５度以下のリンス液であれば、無菌水に限らず、過酢酸、温水、アルカリ溶液、酸性水、オゾン水、塩素水など殺菌作用を有する液体でも同様の冷却効果を得ることが出来る。容器の殺菌レベルは、炭酸飲料であるボトルの中身の殺菌に必要な殺菌強度と同等以上であれば良い。従って、無殺菌炭酸飲料の場合は、殺菌処理を行っていない水でも使用することが可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その態様は種々変更可能である。例えば上記実施の形態ではボトルの殺菌処理に過酸化水素を使用したドライ殺菌方式であるが、上記水等の液体によるウェット（リンス）殺菌方式でボトルを殺菌しても良い。また、電子線や紫外線の照射によってボトルを殺菌しても良い。

１…プリフォーム
２…ボトル
２ａ…ボトルの口部
２ｂ…ボトルの底
４…成形型
２８…冷媒噴射ノズル
３０…殺菌機
３３…加熱炉
３９…フィラー
４０…キャッパー
Ｆ…冷媒
ａ…炭酸飲料

Claims (6)

1. プリフォームを連続走行させながら加熱炉内に導入し、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、プリフォームが加熱炉から出たところで成形型によって容器に成形し、この容器を正立状態に保って搬送しつつ、容器の底に向かって冷媒を噴射して容器の底を冷却し、容器の口部から容器内に炭酸飲料を充填し、しかる後に口部を密封し、上記冷却の際は、容器の搬送方向に沿った両側の一方又は双方から搬送方向と交差する方向に開口し、かつ、容器の底に向かって斜め上方向に中心線が交差するように開口するノズル孔から冷媒を容器の底に向かって噴射することを特徴とする炭酸飲料充填方法。
2. 請求項１に記載の炭酸飲料充填方法において、炭酸飲料を充填する前に容器を殺菌処理し、この殺菌処理の前及び後の一方又は双方において容器の底を冷却することを特徴とする炭酸飲料充填方法。
3. 請求項１に記載の炭酸飲料充填方法において、炭酸飲料を充填する前に容器を殺菌処理し、殺菌処理後に容器を水リンスし、水リンス後に容器の底を冷却することを特徴とする炭酸飲料充填方法。
4. プリフォームの供給から容器の成形を経て炭酸飲料の充填及び容器の密封に至るまでプリフォームおよび容器を走行させる走行手段が設けられ、この走行手段における上流側から下流側に向かって、プリフォームを成形温度まで加熱する加熱炉と、プリフォームを容器にブロー成形するブロー成形型と、ブロー成形型から出た正立状態の容器の底に冷媒を噴射して容器の底を冷却する冷媒噴射ノズルと、容器の口部から容器内に炭酸飲料を充填するフィラーと、容器の口部を密封するキャッパーとが順に設けられ、上記冷媒噴射ノズルは、容器の搬送方向に沿った両側の一方又は双方から搬送方向と交差する方向に開口し、かつ、容器の底に向かって斜め上方向に中心線が交差するように開口するノズル孔から冷媒を噴射するように設けられたことを特徴とする炭酸飲料充填装置。
5. 請求項４に記載の炭酸飲料充填装置において、フィラーの上流側に容器を殺菌処理する殺菌手段が設けられ、この殺菌手段の上流側及び下流側の一方又は双方に冷媒噴射ノズルが設けられたことを特徴とする炭酸飲料充填装置。
6. 請求項４に記載の炭酸飲料充填装置において、フィラーの上流側に容器を殺菌処理する殺菌手段が設けられ、殺菌手段の下流側に水リンス手段が設けられ、水リンス手段と上記フィラーとの間に冷媒噴射ノズルが設けられたことを特徴とする炭酸飲料充填装置。

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