JP6859746B2 - 無菌充填方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォームを加熱し、加熱したプリフォームをボトルにブロー成形し、成形されたボトルを殺菌し、殺菌されたボトルに無菌雰囲気で内容物を充填し、内容物が充填されたボトルを殺菌されたキャップにより密封する無菌充填方法及び装置において、ブロー成形時に延伸ロッドからホットエアをボトル底部に吹き付ける無菌充填方法及び装置に関する。

従来、ボトル等の容器を殺菌する場合、殺菌剤を容器に接触させる前に、容器を予備加熱することで殺菌効果を高める殺菌方法が提案されている（特許文献１）。その後、プリフォームを連続走行させながら、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、加熱したプリフォームを容器にブロー成形し、成形された容器に成形時の熱が残留した状態で殺菌剤と接触させて容器を殺菌し、殺菌された容器に内容物を充填し、内容物が充填された容器を密封する殺菌方法及び殺菌装置が提案されている（特許文献２）。この時、容器の一部の温度が５０℃以上であることが好ましいとされている。この方法によれば、成形した容器を殺菌前に予備加熱する必要がない。

さらに上記の殺菌方法において、成形した容器の温度を測定し、殺菌に適した熱が容器に残留していることを検査する飲料充填方法及び装置が提案されている（特許文献３）。ボトルの外面の複数箇所の温度を測定し、目標値に達していない容器は不良として排除している。

通常、ポリエチレンテレフタレート製のプリフォームを容器にブロー成形する場合、容器に耐熱性、耐衝撃性及び耐圧性を付与するため、及びブロー金型の温度上昇を防ぐために、金型の必要な部分に冷却水を流すことが行われている。さらに、金型内のプリフォームを延伸ロッドで縦方法に延伸させ、同時に空気等の圧縮流体をブローノズルから噴出させてプリフォームを横方向に延伸させた後、延伸ロッドが後退して金型が開く直前までに、延伸ロッドに設けた複数の孔から冷却用気体を噴出させて容器を冷却することも提案されている（特許文献４）。また、容器の底部のみに、延伸ロッドの先端からボトルの底部に冷却空気を吹き付けることも提案されている（特許文献５）。特に、容器に炭酸飲料を充填するために、容器の底部がペタロイド形状となっている場合に耐圧強度が要求されるために有効とされている。このように、プリフォームを加熱してブロー成形により容器を得る場合、容器を金型から取り出す前に冷却することが一般的となっている。

特開２００１−３９４１４号公報 特開２００６−１１１２９５号公報 特表２０１０−１５５６３１号公報 特開平５−２６１７９９号公報 特開２０００−３４３５９０号公報

プリフォームを供給し、供給されたプリフォームを加熱し、加熱されたプリフォームをボトルにブロー成形し、成形されたボトルを殺菌し、殺菌されたボトルに無菌雰囲気で殺菌された内容物を充填し、内容物が充填されたボトルを殺菌されたキャップにより密封する無菌充填装置において、成形された容器に成形時の熱が残留していると、容器を予備加熱することなく容器を殺菌することができる。このような無菌充填装置は、高速生産性及び殺菌性に優れるため広く利用されるようになった。この無菌充填装置では、容器の過度な冷却を避けるために金型内で容器に冷却エアを吹き付けることはせずに、金型の冷却も殺菌時の容器温度を適正範囲に維持するように行っている。しかし、延伸度が低い容器の底部は耐熱性、耐衝撃性及び耐圧性を付与するために急冷する必要があり、底部金型には冷却水を通し、冷却している。そのために、金型から容器を取り出し、容器を殺菌する際に、容器の底部の温度が低下し、殺菌が不十分な場合がある。

そこで、プリフォーム供給からプリフォームの成形、成形された容器の殺菌、殺菌された容器への内容物の充填、充填された容器の密封という工程が連続して行われる無菌充填装置において、容器の殺菌時に、容器成形時の熱が殺菌に適性を有する程度に残存していることが必要である。特に、金型により冷却される容器の底部の内部表面の温度を適正に保持することがもとめられる。

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、プリフォームを加熱し、加熱されたプリフォームをボトルにブロー成形し、成形されたボトルを殺菌し、殺菌されたボトルに無菌雰囲気で内容物を充填し、内容物が充填されたボトルを殺菌されたキャップにより密封する無菌充填方法及び装置において、容器殺菌時に容器の底部内面が殺菌に適した温度以上となる無菌充填方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明に係る無菌充填方法は、少なくとも、プリフォームを加熱するプリフォーム加熱工程、加熱されたプリフォームを容器に成形する成形工程、成形された前記容器を殺菌する殺菌工程、殺菌された内容物を前記容器に無菌雰囲気で充填する充填工程及び殺菌されたキャップにより前記内容物が充填された前記容器を無菌雰囲気で密封する密封工程からなる無菌充填方法において、前記成形工程が少なくとも、延伸ロッドの先端から前記容器の底部へ５０℃〜１２０℃のホットエアの吹き付け工程を有することを特徴とする。

また、本発明に係る無菌充填方法は、前記容器の前記底部の形状がペタロイド形状であると好適である。

本発明に係る無菌充填装置は、少なくとも、プリフォームを加熱するプリフォーム加熱部、加熱されたプリフォームを容器に成形する成形部、成形された前記容器を殺菌する殺菌部、殺菌された内容物を前記容器に無菌雰囲気で充填する充填部及び殺菌されたキャップにより前記内容物が充填された前記容器を無菌雰囲気で密封する密封部からなる無菌充填装置において、前記成形部が少なくとも、延伸ロッドの先端から前記容器の底部に５０℃〜１２０℃のホットエアを吹き付けるホットエア吹き付け装置を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る無菌充填装置は、前記ホットエア吹き付け装置がエア供給装置及び加熱装置を備えると好適である。

また、本発明に係る無菌充填装置は、前記成形部が、前記容器の前記底部がペタロイド形状である前記容器を成形する成形部であると好適である。

本発明の無菌充填方法によれば、成形された容器の底部にホットエアを吹き付けることで、殺菌時に容器内部の底部表面温度が適正に保持され、残存する成形時の熱と相まって、容器内面の殺菌効果を高めることができる。特に、底形状がペタロイド形状のように深い凹凸が設けられる形状において、ホットエアを吹き付けることで、谷を形成する容器表面温度が高くなり、殺菌に効果的である。また、本発明の無菌充填装置は、成形された容器の底部にホットエアを吹き付けるホットエア吹き付け装置を備えることで、高い無菌性を確保することができる。ホットエアの吹き付けは容器底部の内面に行われ、容器底部の内部表面の温度を上げる。従って、底部全体の温度を上げることはなく、底部の耐熱性、耐衝撃性及び耐圧性を低下させることはない。

本発明の実施の形態に係る無菌充填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）はプリフォームの供給工程を、（Ｂ）はプリフォームの加熱工程を、（Ｃ）はプリフォームのボトルへのブロー成形工程を、（Ｄ）は成形されたボトルの取り出し工程を示す。 本発明の実施の形態に係るボトル成形工程の詳細を示し、（Ｅ）は延伸ロッドの挿入工程を、（Ｆ）は加圧エア吹き込み工程を、（Ｇ）は延伸ロッドによるボトル底部へのホットエア吹き付け工程を示す。 本発明の実施の形態に係る殺菌及び充填工程を示し、（Ｈ）はボトルへの殺菌剤ガス吹き付け工程を、（Ｉ）はボトルのエアリンス工程を、（Ｊ）はボトルへの内容物の充填工程を、（Ｋ）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生成器を示す。

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。

図１に本発明に係る無菌充填装置の実施の形態を示す。容器としてのボトルを殺菌する無菌充填装置であり、プリフォームの供給から加熱部、成形部、検査部、殺菌部、エアリンス部、充填部、密封部及び排出部からなる無菌充填装置の概要を図１により説明し、各部の詳細を図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、殺菌時のボトルの底部内表面の温度を殺菌に適した温度にすることができるため、ボトル底部の高い殺菌効果が得られる。

（実施の形態の概要）
図１に示すように、本実施の形態に係る無菌充填装置は、プリフォーム１を供給するプリフォーム供給装置４、プリフォーム１をボトル２に成形する温度に加熱する加熱部１０、加熱されたプリフォーム１をボトル２に成形する成形部１５、成形されたボトル２を殺菌する殺菌部３４、殺菌されたボトル２をエアリンスするエアリンス部３６、エアリンスされたボトル２に殺菌された内容物を充填する充填部４０、内容部が充填されたボトル２を殺菌されたキャップ３により密封する密封部４４、密封されたボトル２を排出コンベヤ４８に載置し、排出コンベヤ４８によりボトル２を非無菌雰囲気に排出する排出部４７を備える。ここで、エアリンス部３６は備えなくても構わない。

加熱部１０及び成形部１５は成形部チャンバー１６、殺菌部３４は殺菌部チャンバー３５、エアリンス部３６はエアリンス部チャンバー３８、充填部４０及び密封部４４は充填部チャンバー４２、排出部４７は排出部チャンバー４９により各々遮蔽されている。殺菌部３４で発生する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１５に流入しないように、成形部１５と殺菌部３４の間には雰囲気遮断チャンバー３１が設けられている。殺菌部３４で発生する殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、雰囲気遮断チャンバー３１が排気されることで、成形部１５に流入することはない。ここで、排出部４７は充填部チャンバー４２により遮蔽されても構わない。

無菌充填装置の稼働中には、殺菌部チャンバー３５、エアリンス部チャンバー３８、充填部チャンバー４２、排出部チャンバー４９は、除菌フィルタにより無菌化された無菌エアが供給され、各チャンバー内の圧力を陽圧にすることで、無菌充填装置の無菌性が維持される。陽圧にする圧力は、充填部チャンバー４２内が最も高く、エアリンス部チャンバー３８、殺菌部チャンバー３５と上流に行くほど低く設定される。また、充填部チャンバー４２から排出部チャンバー４９へと下流に行くにほど低く設定される。雰囲気遮断チャンバー３１内の圧力は、雰囲気遮断チャンバー３１内が排気されることで、大気圧とほぼ同一に保持される。また、排出部チャンバー４９内の圧力は充填部チャンバー４２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４２内の圧力を２０Ｐａ〜４０Ｐａとすると、他のチャンバー内の圧力は充填部チャンバー４２内の圧力よりも低く設定される。

（実施の形態の詳細）
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４から、プリフォーム供給コンベヤ５により所望の速度で連続的に加熱部１０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（Ａ）に示す。プリフォーム１は図２（Ｄ）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を介してグリッパ１３により把持され、無菌充填装置内を走行する。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。

加熱部１０に供給されたプリフォーム１は、一定ピッチで多数のグリッパ１３が設けられたホイール６により搬送され、加熱部搬送ホイール７に達する。ここで、図２（Ｂ）のようにグリッパ１３から解放され、プリフォーム１の口部１ａにスピンドル１２が挿入されて搬送される。

プリフォーム１は、図２（Ｂ）に示すように、赤外線ヒータ９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。

プリフォーム１は図２（Ｂ）に示すように、口部１ａにスピンドル１２が挿入され、赤外線ヒータ９により加熱され、回転しながら搬送される。スピンドル１２は無端チェーン１１に一定間隔で設けられている。無端チェーン１１は２個のプーリ８により回転する。スピンドル１２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り、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１２から解放され、グリッパ１３に把持されて、ホイール１４を経て、成形部１５の成形ホイール１７に搬送される。成形ホイール１７に備えられた金型１８により、図２（Ｃ）に示すように、プリフォーム１はボトル２にブロー成形される。金型１８及びブローノズル２０は、成形ホイール１７の回りに複数個配置され、ホイール１７の回転とともにホイール１７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１８はプリフォーム１を挟み込む。続いてブローノズル２０がプリフォーム１に接合され、延伸ロッド１９がブローノズル２０に設けられた孔に導かれる。金型１８は胴部金型１８ａと底部金型１８ｂからなる。底部金型１８ｂはその内部に冷却水が供給され、冷却されている。また、胴部金型１８ａの口部１ａに当接する部分も同様に冷却される。

孔に導かれた延伸ロッド１９は図３（Ｅ）に示すようにプリフォーム１内に挿入され、プリフォーム１の底部を底部金型１８ｂに接触するまで、プリフォーム１を伸ばす。この延伸ロッド１９の挿入と同時に、図３（Ｆ）に示すように、ブローノズル２０に接続された中圧エア流入口２１の電磁弁が開いて、プリフォーム１内に中圧エアが吹き込まれる。さらに、中圧エア流入口２１の電磁弁が閉じて、高圧エア流入口２２の電磁弁が開き、プリフォーム１内に高圧エアが吹き込まれる。高圧エアの吹き込みにより、プリフォーム１の外壁が金型１８に押し付けられてプリフォーム１はボトル２に成形される。その後、高圧エア流入口２２の電磁弁は閉じ、ボトル２内に残る高圧エアはエア排出口２３の電磁弁が開き、排出される。この時、高圧エアは図示されていない中圧エアタンクに戻されて、中圧エアとして再利用されても構わない。ここで、中圧エアとは１ＭＰａ〜２．５ＭＰａの圧力のエアであり、高圧エアとは２．５ＭＰａ〜４ＭＰａの圧力のエアである。中圧エア及び高圧エアはフィルタを通し、異物や菌等を除去することが望ましい。

高圧エアがボトル２から排出されると、図３（Ｇ）に示すように、ボトル２の底部から離れた延伸ロッド１９の先端からホットエアがボトル２の底部に吹き付けられる。ホットエアはホットエア吹き付け装置２４により延伸ロッド１９に供給される。ホットエア吹き付け装置２４はエア供給装置２５及び加熱装置２６を備える。エア供給装置２５は図３（Ｇ）のようにブロワでも構わないし、圧縮エア装置であっても構わない。エア供給装置２５によるエアは加熱装置２６により加熱されて延伸ロッド１９に供給される。延伸ロッド１９は中空となっており、供給されたホットエアは延伸ロッド１９の先端から吹き付けられる。ホットエアの風量と延伸ロッド１９の先端から底部までの距離により、ホットエアによる底部への加熱効果は異なるが、ホットエアの温度は５０℃〜１２０℃が好適である。５０℃未満では加熱効果がなく、１２０℃を超えるとボトル２の底部が変形するおそれがある。ボトル２の底部に吹き付けられたホットエアはエア排出口２３の電磁弁が開かれ排出される。加熱装置２６により加熱されたホットエアはフィルタを通し、異物や菌等が除去されることが望ましい。

延伸ロッド１９からボトル２の底部に吹き付けるホットエアの加熱を、図３（Ｇ）に示すように、延伸ロッド１９の外部で行ってもよいが、延伸ロッド１９の内部に組み込んだ加熱装置又は延伸ロッドに電流を流したり、誘導加熱により延伸ロッド１９そのものを加熱することで行っても構わない。

延伸ロッド１９は、鉄、ステンレス、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛、タングステン等の材質からなり、表面にクロムをメッキしても構わない。

延伸ロッド１９は中空円柱状であり、例えば断面の径は５ｍｍφ〜２０ｍｍφで、中空部分の断面の径は３ｍｍφ〜１７ｍｍφである。先端方向を細くするように、部分によって外径や中空径を変更しても構わない。先端は、例えば外径が１２ｍｍφの場合、Ｒ６ｍｍとして半球形とすると好ましい。先端のホットエア吹き付け孔は、中空部分の径よりも小さくすると好ましい。例えば、中空部の径が９ｍｍφの場合、先端の孔径は３ｍｍφとする。

所定時間、延伸ロッド１９からボトル２の底部へのホットエアが吹き付けられた後に、延伸ロッド１９はボトル２から抜き出され、ブローノズル２０もボトルから離される。その後、成形されたボトル２は、図２（Ｄ）に示すように、金型１８から取り出され、検査ホイール２７に設けられたグリッパ１３によりサポートリング１ｂを把持され、検査ホイール２７に受け渡される。

ボトル２は図２（Ｄ）に示すように、底部が平坦に近い形状でも、ペタロイド形状でも構わない。底部の形状がペタロイド形状のように深い凹凸が設けられる場合、ホットエアを吹き付けることで、谷を形成する容器表面温度が高くなり、殺菌に効果的である。底部がほぼ平坦なボトルに炭酸飲料を充填すると、充填直後の内圧の上昇により、底部が凸状に膨らんでしてしまうことがある。そのため、炭酸飲料を充填する場合は、底部にペタロイド脚を有するペタロイド形状のボトルが使用される。ペタロイド脚の本数は通常、５〜９本の範囲で任意に設定される。また、ペタロイド脚の谷部の深さは任意に設定される。

成形されたボトル２は、検査ホイール２７の周辺に備えられた検査機材２８により、ボトル温度、ボトル胴部、サポートリング１ｂ、ボトル口部天面、ボトル底部等が検査され、異常と判断された場合は、図示しない排出装置により、無菌充填装置の外部に排出される。ボトルの検査は成形部チャンバー１６内で行われるが、検査部として成形部チャンバー１６とは別なチャンバーにより遮蔽しても構わない。

ボトル温度検査は、ボトル２の表面温度を検査して、ボトル２の良否を判断する。温度センサは、例えば赤外線放射温度計（赤外線放射カメラ）であるが、他の温度計を使用することも可能である。ボトル成形時の余熱及び底部加熱によりボトル２が適正温度であることが、ボトル２を殺菌するために必要であり、温度センサにより検出される温度は５０℃以上であることが好ましい。ボトル２の各所について温度測定を行うが、少なくとも底部の温度測定を行うことが望ましい。

また、ボトル胴部、サポートリング１ｂ、ボトル口部天面、ボトル底部はカメラにより撮像され、各箇所の状態が検査される。撮像された画像は画像処理装置により処理され、傷、異物、変形、変色等の異常の存否について判断される。許容範囲を超えたボトル２は異常と判断される。

検査機材２８による検査により異常と判断されなかったボトル２は、殺菌部３４で発生する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１５に流入しないように、成形部１５と殺菌部３４の間に設けられた雰囲気遮断チャンバー３１内のホイール２９、３０を経て、殺菌部３４に搬送される。

殺菌部３４に搬送されたボトル２は、ホイール３２において、ボトル２へ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られることで殺菌される。ボトル２への殺菌剤ガス吹き付け工程を図４（Ｈ）に示す。ボトル２に殺菌剤のガスを吹き付けるため、殺菌剤ガス吹き付けノズル５３が設けられる。殺菌剤ガス吹き付けノズル５３は、その先端のノズル孔が直下を走行するボトル２の口部１ａの開口に正対し得るように固定される。また、必要に応じて殺菌剤ガス吹き付けノズル５３の下方にボトル２の走行路に沿って、図３（Ｈ）に示すように殺菌剤ガス吹き付けトンネル５４が設けられる。殺菌剤ガス吹き付けノズル５３は一本であっても複数本であっても構わない。ボトル２に吹き付けられた殺菌剤のガスがボトル２の内部に流入し、ボトル２の内面を殺菌する。このとき、ボトル２が殺菌剤ガス吹き付けトンネル５４内を走行することで、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が、ボトル２の外面にも流れて、ボトル２の外面が殺菌される。

また、殺菌剤ガス吹き付けノズル５３をボトル２の搬送に追従させ、殺菌剤吹き付けノズル５３をボトル２の内部に挿入して、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物をボトル２の内面に直接吹き付けても構わない。ボトル２から溢れた出た殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、殺菌剤ガス吹き付けノズル５３を囲繞して設けた案内部材に衝突し、ボトル２の外面に流れボトル２の外面に接触する。案内部材には殺菌剤吹き付けノズル５３と同軸のフランジ部とフランジ部から外周に突出する環状壁部が設けられていることが好ましい。

殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、図５に示すように、殺菌剤ガス生成器５０によりガス化される殺菌剤又はガス化された殺菌剤が凝結したミスト又はこれらの混合物である。殺菌剤ガス生成器５０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５１と、この殺菌剤供給部５１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５２とを備える。殺菌剤供給部５１は、殺菌剤供給路５１ａ及び圧縮空気供給路５１ｂ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５２内に噴霧するようになっている。気化部５２は、内外壁間にヒータ５２ａ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５３から気化部５２外に噴出する。ヒータ５２ａに換えて誘電加熱により気化部５２を加熱しても構わない。

殺菌剤供給部５１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られても構わないし、供給量は自由に設定することができ、例えば殺菌剤は殺菌剤供給路５１ａに、１ｇ／ｍｉｎ．〜１００ｇ／ｍｉｎ．の範囲で供給される。また、気化部５２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。

殺菌剤のガスは、図４（Ｈ）に示すように殺菌剤ガス吹き付けノズル５３からボトル２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５０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５０は複数備えても構わない。吹き付け量はボトル２の大きさによっても変動する。

殺菌剤は少なくとも過酸化水素を含有することが好ましい。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殺菌剤の残留量を低減できる。

殺菌剤を過酸化水素水とした場合、過酸化水素水のガスの吹き付け量は以下の通りとなる。殺菌剤のガス吹き付けノズル５３からボトル２の内面に吹き付けられる過酸化水素水のガスにより、ボトル２の内面に付着する過酸化水素の量は、過酸化水素を３５質量％含む過酸化水素水の量として、３０μＬ／ボトル〜１５０μＬ／ボトルが好ましく、より好ましくは５０μＬ／ボトル〜１００μＬ／ボトルである。また、ボトル２に吹き付けられる過酸化水素水のガスの過酸化水素濃度は、２ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌが好ましく、より好ましくは５ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌである。

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類等の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、酢酸等の有機酸、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素化合物、オゾン等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。

殺菌部３４で殺菌されたボトル２は図１に示すように、ホイール３３を経て、エアリンス部３６に搬送される。ボトル２は、図１に示すエアリンスホイール３７において、図４（Ｉ）に示すように、エアリンスノズル５５により正立状態のボトル２に無菌エアが吹き付けられる。無菌エアは常温でも構わないが、加熱されることが好ましい。無菌エアは、ボトル２の内部に残存する殺菌剤を排出し、残存する殺菌剤を分解してさらに殺菌効果を高め、ボトル２の内部に異物が存在する場合は排除する効果もある。また、ボトル２を倒立状態にして無菌エアをボトル２内に吹き付けても構わない。この場合、異物の排除には正立状態よりも効果的である。さらに、エアリンスノズル５５を囲繞して案内部材を設けることで、ボトル２の内部に導入され、口部１ａから溢れ出る無菌エアが案内部材に衝突し、口部１ａの外周部もリンスすることとなり、口部１ａの外周部の温度が上昇し、口部１ａの外周部の殺菌効果が高まる。

エアリンスノズル５５は上下動可能として、エアリンスノズル５５をボトル２内に挿入して、無菌エアをボトル２内に吹き込んでも構わない。また、無菌エアではなく、無菌水をボトル２の内部に導入して、ボトル２の内部をリンスしても構わない。さらに無菌エアと無菌水を併用してボトル２をリンスしても構わない。

エアリンス部３６でエアリンスされたボトル２は図１に示すように、ホイール３９を経て、充填部４０に搬送される。充填部４０では、図１に示す充填ホイール４１にて、図４（Ｊ）に示す充填工程のように、充填ノズル５６によりボトル２に内容物が充填される。内容物はあらかじめ殺菌されており、ボトル２と同期的に走行する充填ノズル５６により、ボトル２内に一定量の飲料等の内容物が充填される。

内容物が充填されたボトル２は、図１に示すホイール４３を経て密封部４４に搬送される。密封部４４に設けられた密封ホイール４５では、図４（Ｋ）に示す密封工程のように、殺菌されたキャップ３が密封ホイール４５に供給され、図示しないキャッパーにより、ボトル２の口部１ａに巻き締められ、ボトル２は密封される。

密封されたボトル２は、密封ホイール４５のグリッパ１３から排出部４７の排出ホイール４６のグリッパ１３に受け渡される。排出ホイール４６に受け渡されたボトル２は排出コンベヤ４８に載置される。排出コンベヤ４８に載置されたボトル２は無菌充填装置の外部に排出される。

殺菌部チャンバー３５、エアリンス部チャンバー３８、充填部チャンバー４２及び排出部チャンバー４９内は無菌充填装置の稼働前に殺菌される。各チャンバー内には、一流体スプレーまたは殺菌剤を圧縮エアと混合して噴霧する二流体スプレーが殺菌剤吹き付けノズルとして設けられ、殺菌剤吹き付けノズルは、殺菌剤を殺菌が必要な各チャンバー内の全域に付着するように吹き付ける。吹き付けられた殺菌剤により、各チャンバー内が殺菌される。殺菌剤吹き付けノズルは各チャンバー内の全域に殺菌剤が付着するように配置される。殺菌剤はボトル２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。殺菌剤の吹き付けは、異なる殺菌剤を複数回吹き付けても構わない。

殺菌剤吹き付けノズルから殺菌剤を吹き付けた後に、各チャンバー内の全域に無菌水が吹き付けられる。当該無菌水により、各チャンバー内に残存する殺菌剤が洗浄される。無菌水の吹き付けは、例えばスピンボールを用いたスプレーノズルが使用される。無菌水吹き付けのためのノズルを設けず、殺菌剤吹き付けノズルから無菌水を吹き付けても構わない。

各チャンバー内には、殺菌剤を吹き付けた後に無菌水を吹き付けるが、殺菌剤を吹き付ける前に、充填部チャンバー４２、排出部チャンバー４９内に内容物が飛散している場合は、チャンバー内に洗浄用液体が吹き付けられ、各チャンバー内が洗浄される。洗浄用液体は水又は酸性化合物若しくは塩基性化合物を含む水である。水は加熱や濾過により無菌化した水又は純水、イオン交換水、蒸留水又は水道水であっても構わない。酸性化合物とは、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸又は酢酸、蟻酸、オクタン酸、シュウ酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸等の有機酸である。また塩基性化合物とは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基性化合物、又はエタノールアミン、ジエチルアミン等の有機塩基性化合物である。この他に、有機酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、エチレンジアミン四酢酸等の金属イオン封鎖剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類等の非イオン界面活性剤、クメンスルホン酸ナトリウム等の可溶化剤、ポリアクリル酸などの酸系高分子又はこれらの金属塩、腐食抑制剤、防腐剤、酸化防止剤、分散剤、消泡剤などを含んでも構わない。また、これらの洗浄用液体を５０℃以上に加温すると殺菌作用も有するため、これらをチャンバー内を殺菌するための殺菌剤として使用しても構わない。

各チャンバーには無菌エア供給装置が備えられる。無菌エア供給装置は各チャンバーの上部に接続される。無菌エア供給装置はブロワ、加熱装置及び除菌フィルタを備える。ブロワによるエアが加熱装置により加熱され、除菌フィルタにより除菌された後に、無菌エアとなって各チャンバー内に供給される。除菌フィルタはチャンバー天面に対して垂直に設けられることにより、洗浄用液体及び殺菌剤が除菌フィルタの表面に付着するのを防止することができる。除菌フィルタはチャンバー面に平行に設けても構わない。

また、各チャンバーには排気装置が備えられ、無菌エア供給装置と連動して各チャンバー内の圧力を適正な値に保持する。

無菌エア供給装置から供給される無菌エアにより、各チャンバー内に残存す無菌水を気化させて除去する。この時、無菌エアが加熱されることで無菌水の気化による除去が迅速に行われる。また、無菌エア供給装置は、無菌充填装置稼働時に各チャンバー内の無菌性を維持するため、各チャンバー内に無菌エアを供給する。この場合、無菌エアは加熱されなくても構わない。

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
１８…金型
１９…延伸ロッド
２０…ブローノズル
２１…中圧エア供給口
２２…高圧エア供給口
２３…エア排出口
２４…ホットエア吹き付け装置
２５…エア供給装置
２６…加熱装置

Claims (5)

1. 少なくとも、プリフォームを加熱するプリフォーム加熱工程、加熱されたプリフォームを容器に成形する成形工程、成形された前記容器を殺菌する殺菌工程、殺菌された内容物を前記容器に無菌雰囲気で充填する充填工程及び殺菌されたキャップにより前記内容物が充填された前記容器を無菌雰囲気で密封する密封工程からなる無菌充填方法において、
   前記成形工程が少なくとも、延伸ロッドの先端から前記容器の底部へ５０℃〜１２０℃のホットエアの吹き付け工程を有することを特徴とする無菌充填方法。
2. 請求項１に記載の無菌充填方法において、
   前記容器の前記底部の形状がペタロイド形状であることを特徴とする無菌充填方法。
3. 少なくとも、プリフォームを加熱するプリフォーム加熱部、加熱されたプリフォームを容器に成形する成形部、成形された前記容器を殺菌する殺菌部、殺菌された内容物を前記容器に無菌雰囲気で充填する充填部及び殺菌されたキャップにより前記内容物が充填された前記容器を無菌雰囲気で密封する密封部からなる無菌充填装置において、
   前記成形部が少なくとも、延伸ロッドの先端から前記容器の底部に５０℃〜１２０℃のホットエアを吹き付けるホットエア吹き付け装置を備えることを特徴とする無菌充填装置。
4. 請求項３に記載の無菌充填装置において、
   前記ホットエア吹き付け装置がエア供給装置及び加熱装置を備えることを特徴とする無菌充填装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の無菌充填装置において、
   前記成形部が、前記容器の前記底部がペタロイド形状である前記容器を成形する成形部であることを特徴とする無菌充填装置。

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