KR100250367B1 - 캡 살균방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

완전살균이 가능하고, 또한 인체에 대해서 안전한 캡살균방법 및 장치를 제공한다.

공급되는 캡(C)의 소정수를 캐리어(20)내에 받아 넣고, 동캐리어(20)를, 배기팬(5)을 구비한 살균박스(2)내에 형성된 3실(9), (10), (11)을 순차 통과시키고, 이들 실에 있어서, 리사이클오존수를 사용한 예비세정, 고농도오존수를 사용한 본 살균 및 저농도오존수를 사용한 린스를 이 순서대로 행한다.

Description

[발명의 명칭]

캡 살균방법 및 장치

[기술분야]

본 발명은 PET병 등의 용기의 캡을 살균하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

제6도는 음료수 등을 충전한 PET병 등의 용기의 캡을, 인체에 해가 적도록 저농도의 오전수로 살균하는 살균 장치(50)의 개략적 구성을 도시하는 평면도이다. 도면에 있어서, 참조부호(C)는 캡을, 참조부호(51)은 오존수를 분사하여 살균하는 살균 탱크를, 참조부호(52)는 캡 분리기(도시안됨)에서 용기로부터 분리되어 동일한 자세로 일렬로 배열된 캡(C)을 살균 탱크(51)로 반송하는 공급 에어 컨베이어를, 참조부호(53)은 살균을 마친 캡(C)을 살균 탱크(51)로부터 받아서 도시되지 않은 캡 체결장치로 반송하는 배출 에어 컨베이어를 나타낸다.

살균 탱크(51)의 내부에는 캡(C)을 안내하여 입구로부터 출구로 인도하는 굴곡된 가이드 홈(51a)과, 이 가이드 홈(51a)의 상하면에 일정한 간격을 두고서 캡(C)의 진행방향으로 경사진 하향 및 상향의 노즐(51b)이 설치되어 있으며, 또한 살균 탱크(51)는 상방으로 한쪽 개방된 덮개를 구비하고 있어서, 이 덮개를 올려서 가이드 홈(51a)을 개방할 수 있다.

저농도 오존수는 도시되지 않은 오존수 제조장치에 의해 소정의 오존 농도로 조정되고, 펌프에 의해 노즐(51b)로부터 분사되어 순환하도록 되어 있으며, 또한 배출 에어 컨베이어(53)에는 도시되지 않은 클린에어에 의한 물기제거장치가 설치되어 있다.

캡(C)은 공급 에어 컨베이어(52)에 의해 살균 탱크(51)내로 압입되고, 가이드 홈(51a)으로 안내되어 살균 탱크(51)내를 주행하고, 주행중에 노즐(51b)로부터 분사된 오존수에 소정시간 잠겨서 살균되고, 출구로부터 배출 에어 컨베이어(53)로 이송된다. 또한, 노즐(51b)로부터 진행방향으로 경사져서 분사되는 오존수의 압력에 의해 캡(C)은 살균 탱크(51)내에서의 주행을 도움받게 된다. 살균 탱크(51)를 나온 캡(C)은 클린에어의 분사에 의해 물기가 제거된 후 다음 공정의 캡 체결장치로 이송된다.

또한, PET병 등의 용기에 충전되는 액체 종류의 전환에 수반하여 캡(C)의 종류의 변경을 행하는 경우는, 살균 탱크(51)의 덮개를 개방하여 손을 넣어서 살균탱크(51)내에 잔류하고 있는 캡(C)을 전부 꺼내서 살균 탱크(51)내를 일단 비운 후, 새로운 액체 종류의 캡을 공급하여 작업을 개시한다.

전술한 종래의 기술은, 인체에 대해 해가 없도록 저농도 오존수(오존 함유량 1ppm 정도)를 사용한 캡 살균 장치이기 때문에, 완전 살균에 요구되는 살균에 대해서는 불충분하므로, 완전 살균을 행하기 위해서는 오존 농도를 높게(오존 함유량 10ppm 내지 20ppm)할 필요가 있어 인체에 대한 안정성의 문제가 발생한다.

본 발명은 완전 살균을 할 수 있고, 또한 인체에 대해 안전한 캡 살균 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명은 상기 과제를 해결한 것으로서, 다음의 특징을 갖는 캡 살균 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 즉, 본 발명에 따른 캡 살균 방법에서는, 공급되는 캡의 소정 개수를 캐리어내에 수납하고, 상기 캐리어를 배기 팬을 구비한 살균 박스내에 설치한 3개의 실을 순차적으로 통과시키고, 그 각 실에 있어서, 재순환 오존수를 이용한 예비 세정, 고농도 오존수를 이용한 본 살균, 및 저농도 오존수를 이용한 린스를 순차적으로 행한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 다음의 캡 살균 장치를 제공한다. 즉, 본 발명은 배기 팬과 오존 킬러를 구비한 살균박스내에서 오존수를 이용한 살균을 행하는 살균 장치에 있어서, 상기 살균 박스내에 스프레이 노즐을 구비한 예비 세정실과, 분사 노즐 및 초음파 발진장치를 구비한 본 살균실과, 스프레이 노즐 및 에어 노즐을 구비한 린스실을 설치함과 함께, 상기 린스실의 스프레이 노즐에 저농도 오존수를 또한 상기 분사 노즐에 고농도 오존수를 공급하는 오존수 제조장치와, 상기 린스실의 하부에 고인 오존수를 상기 예비 세정실의 스프레이 노즐로 압송하는 펌프와, 상기 에어 노즐에 클린에어를 공급하는 클린에어 공급원과, 공급되는 캡의 소정 개수를 수납하여 상기 각 실을 상기의 순서로 이동하는 캐리어를 설치한 것을 특징으로 하는 캡 살균 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 캡 살균 장치에서는, 살균 박스의 입구 및 출구 각각의 근방에 배설된 2쌍의 동축 구동 스프로킷과 출력축이 상기 2쌍의 구동 스프로킷의 스프로킷축에 각각 결합되어 동기적으로 회전하는 2개의 인덱싱 드라이브 유닛과, 상기 2쌍의 구동 스프로킷에 감아 걸려 복수의 캐리어를 지지하여 이동하는 배(倍)피치 체인으로 이루어진 캐리어 이동 수단을 구비한 구성을 채용하면, 배피치체인에 발생하는 늘어짐의 영향을 적게 할 수 있어 바람직하다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 캡 살균 장치의 시사도.

제2도는 상기 장치를 정면에서 바라본 단면도.

제3도는 상기 장치에 사용되는 캐리어 및 푸셔의 사시도.

제4도는 상기 장치에서 살균되는 캡의 사시도.

제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 캡 살균 장치의 캐리어 이동 수단의 사시도.

제6도는 종래의 캡 살균 장치의 평면도.

[발명의 상세한 설명]

제1도 및 제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 캡 살균 장치를 도시한 것으로서, 참조부호(2)는 무균실내에 설치된 기밀구조의 살균박스이고, 참조부호(2a)는 상방으로 개방되는 살균박스(2)의 덮개이고, 참조부호(3)(제1도)은 도시생략의 캡분리기에 의해 일렬로 정렬된 캡(C)을 살균박스(2)의 입구(2b)에 반송하는 공급 에어 컨베이어이고, 참조부호(4)(제1도)는 캡(C)을 살균박스(2)의 출구(2c)로부터 도시생략의 캡 체결장치로 반송하는 배출 에어 컨베이어이고, 참조부호(5)는 살균박스(2)의 상부와 연통하는 배기 팬이고, 참조부호(6)은 배기 팬(5)과 살균박스(2)의 사이에 배설된 오존킬러이다.

참조부호(9), (10) 및 (11)은 살균박스(2)내에 고정 설치된 오존수 탱크로서, 입구측의 더티 오존수 탱크(9)와 출구측의 재순환 오존수 탱크(10)는 폭이 넓은 둑(8)에 의해 분할되어, 탱크의 상부를 포함한 입구측에 비해 세정실(12)을, 출구측에 린스실(13)을 형성하고, 또한 중앙 상수의 오존수 탱크(11)는 고농도 오존수 탱크로서, 예비 세정실(12) 및 린스실(13)의 중간에 공중에 매달린 형태로 고정 설치된 본 살균실(14)을 형성하고 있다.

예비 세정실(12) 및 린스실(13)의 상부에는 각각 복수의 상향 및 하향의 스프레이 노즐(15)이, 본 살균실(14)의 고농도 오존수 탱크(11)내에서 상향 및 횡방향의 복수의 분류 노즐(16) 및 초음파 발진장치(17)가 설치되고, 또한, 린스실(13)의 출구측 상부는 물기 제거 장소로서 이용되는 복수의 상향 및 하향의 에어 노즐(18)이 설치되어 있다.

참조부호(20)은 소정 개수의 캡(C)을 지지하여 이동하는 캐리어로서, 제3도에 도시된 바와 같이, 캡(C)의 상하면 및 측면을 구속하는 복수(제3도에서는 6개)의 환봉(20a)을 양 단부의 프레임(20b)으로 고정하여 형성되어 있고, 한봉(20a)의 캡 삽입측 단부는 약간 넓게 되어 캡(C)의 진입이 용이하도록 되어 있다.

참조부호(21)(제1도)은 동일축에 의해 회전하는 복수 쌍(제1도에서는 8쌍)의 스프로킷이고, 참조부호(22)는 스프로킷(21)에 감아 걸려서 살균박스(2)의 측벽을 따라 주행하는 2개의 배피치체인이고, 참조부호(23)(제1도)은 입구(2b)측 미 출구(2c)측의 상부 2개소의 스프로킷(21)을 구동하는 인덱스 모터로서, 캐리어(20)는 양 단부가 배피치체인(22)에 지지되어 그 길이방향에 대하여 직각방향으로 간헐적으로 이동하도록 되어 있다.

참조부호(24)는 출구(2c)의 위치에 배설된 푸셔로서, 엔드리스 체인(24a)(제3도)에 고정 설치된 핀(24b)에 의해, 출구(2c) 위치로 이동하여 온 캐리어(20)내의 캡(C)을 배출 에어 컨베이어(4)상으로 압출하는 것이다.

참조부호(30)(제2도)는 살균박스(2)의 외부에 배설된 오존수 제조장치로서, 저농도 오존수 제조기(31)와 고농도 오존수 제조기(32)로 이루어져 있고, 저농도 오존수 제조기(31)는 배관(33)에 의해 저농도 오존수(오존 함유량 1ppm 정도)를 린스실(13)의 스프레이 노즐(15)로, 고농도 오존수 제조기(32)는 배관(34)에 의해 고농도 오존수(오존 함유량 10ppm 내지 20ppm)를 본 살균실(14)[고농도 오존수 탱크(11)]의 분류 노즐(16)로 각각 압송하고, 또한 린스실(13) 하부의 재순환 오존수 탱크(10)로부터 오존수를 펌프(35) 및 배관(36)에 의해 필터(37)을 통하여 예비 세정실(12)의 스프레이 노즐(15)로 압송한다. 참조부호(38), (39) 및 (40)(제2도)은 각각 예비 세정실(12) 하부의 더티 오존수 탱크(9)로부터 오존수를 오존수 제조장치(30)로 복귀시키는 복귀배관, 복귀배관(38) 중간에 배설된 펌프, 및 냉각기이고, 참조부호(41)(제2도)은 배관(42)(제2도)에 의해 린스실(13)의 출구측 상부 및 하부의 에어 노즐(18)로 클린에어를 압송하는 클린에어 공급원이다. 또한, 참조부호(43)(제2도)은 린스실(13)의 하부 및 고농도 오존수 탱크(11)와 복귀배관(38)을 연결하는 배관이고, 참조부호(44)는 각 배관의 설치된 개폐 밸브이다. 다음에, 상기와 같이 구성된 캡 살균 장치의 작용을 설명한다. 도시되지 않은 캡 분리기에 의해 용기로부터 분리되어, 상하 방향으로 가지런히 일렬로 정렬된 캡(C)은 공급 에어컨베이어(3)에 의해 반송되어, 살균박스(2)의 입구(2b)로부터 정지하고 있는 캐리어(20)의 속으로 반입된다. 소정 개수(예를 들면 24개)가 삽입된 캐리어(20)는 캡(C)의 열의 직각 방향으로 캐리어(20)의 1피치씩 이동하여 정지한다.

예비 세정실(12)에서는 캡(C)이 스프레이 노즈(15)에 의해 상하로부터 후술하는 재순환 오존수의 분사을 받아 젖게 되어, 오물이 떨어져서 예비 세정된다. 소정 시간(예를 들면 12초 정도) 경과후, 캡(C)은 본 살균실(14)로 진입하고, 하강하여 고농도 오존수 탱크(11)내의 고농도 오존수에 잠기고, 분류 노즐(16)에 의해 하방 및 측방으로 분류를 받고, 하방으로부터 초음파 발진장치(17)에 의한 진동을 받으면서 소정시간(예를 들면 36초 정도) 본 살균된다. 그 다음에, 상승하여 린스실(13)로 이동하여, 예비 세정실(12)내에서와 동일하게 스프레이 노즐(15)에 의해 소정시간(예를 들면 12초 정도) 저농도 오존수의 분사에 의해 린스되고, 이어서 에어 노즐(18)에 의해 상하로부터 클린에어의 분사를 받아서 물기 제거를 행한 후(예를 들면 전공정 2분 정도), 간헐 회동하는 푸셔(24)의 핀(24b)에 의해 출구(2c)로부터 배출 에어 컨베이어(4)로 송출된다.

또한, 본 살균실(14)에서 분사된 고농도 오존수는 고농도 오존수 탱크(11)로부터 린스실(13)로 오버플로우되어 재순환 오존수 탱크(10)에 체류된다. 이 재순환 오존수 탱크(10)에 있어서, 린스실(13)의 사용완료된 저농도 오존수와 혼합되어 농도가 거의 반감되어, 오존 함유량 5내지 10ppm의 재순환 오존수로 되고, 이 재순환 오존수는 전술한 바와 같이 예비 세정실(12)의 스프레이 노즐(15)로 압송되어 예비 세정에 사용되고, 여분의 오존수는 둑(8)을 넘어서 직접 예비 세정실(12)측의 더티 오존수 탱크(9)내로 흘러 간다.

오존수로부터 유리되는 유해한 오존가스를 함유한 공기는 배기 팬(5)의 흡인력에 의해 오존 킬러(6)에서 무해화(無害化)되어 외기로 방출되고, 살균박스(2)내는 부압으로 유지되므로 오존가스가 살균탱크(2)로부터 외부로 유출되는 일은 없다.

충전 액체 종류의 전환에 수반되는 캡 종류의 변경을 행하는 경우는, 캡(C)의 공급을 중지하면, 살균박스(2)내의 캡(C)은 전부 살균박스(2) 바깥으로 배출되므로, 살균박스(2)의 덮개(2a)를 개방할 필요가 없다.

또한, 살균박스(2)로의 캡(C)의 공급을 2열 이상의 공급 에어 컨베이어로 함과 동시에, 캐리어(20)의 반송 피치의 변경, 푸셔 및 배출 에어 컨베이어의 증설 등의 변경에 의해, 캡의 살균처리 능력을 향상시키는 것이 가능하다.

제5도는 본 발명의 제2실시예에 따른 캡 살균 장치의 캐리어 이동 수단을 도시하며, 본 실시예에 있어서는, 스프로킷(21) 및 배피치체인(23)의 배치는 제1실시예와 동일하고, 스프로킷을 구동하는 수단만이 상이하다. 상기 이외의 부분은 제1실시예와 동일하다.

제5도에 있어서, 참조부호(231)은 구동 모터, (232)는 브레이크 부착 클러치, (233) 및 (234)는 인덱싱 (드라이브)유닛, (235)는 2개의 인덱싱 유닛(233, 234)의 입력축을 연결하는 연결축, (211) 및 (212)는 각각 상기 8쌍의 스프로킷(21)중의 입구축 및 출구축에 설치된 2쌍의 구동 스프로킷, (213) 및 (214)는 각각 구동 스프로킷(211, 212)의 스프로킷축, (215)는 스프로킷축(213, 214)과 인덱싱 유닛(223, 234)의 출력축을 각각 결합하는 플랜지 커플링이다. 또한, 화살표(A, B)는 캡(C)을 공급 및 배출하는 공급 에어 컨베이어(3) 및 배출 에어 컨베이어(4)(제1도 참조)의 중심 위치를 나타내며, 이들과 스프로킷축(213, 214)과의 수평거리(L₁, L₂)는 가능한 짧게(예를 들면, 100mm 정도)하여 둔다.

구동 모토(231)는 벨트를 통해 브레이크 부착 클러치(232)의 입력축을 구동시키고, 브레이크 부착 클러치(232)의 출력축은 양축형의 인덱싱 유닛(233)의 한쪽의 입력축을 구동시키고, 이 인덱싱 유닛(233)의 다른 쪽의 출력축과 또 하나의 인덱싱 유닛(234)의 입력축은 연결축(235)에 의해 커플링(236)[통(muff)형 커플링]을 통해 연결되어 이다. 또한, 플랜지 커플링(215)는 한 쪽편의 플랜지의 볼트 구멍이 긴 구멍으로 되어 있어, 그 긴 구멍의 범위에서 회전방향의 각도 조정을 할 수 있도록 되어 있다.

인덱싱 유닛(233, 234)은 일정 각도를 산출한 후 잠시 정류하는 동작을 반복하는 간헐적 산출 유닛으로서, 산출의 피치시간은 소정 피치시간(예를 들면 12초정도)으로 조정되어 있고, 정체시간은 피치시간의 3/4 정도로 충분히 길며, 공급 에어 컨베이어(3) 및 배출 에어 컨베이어(4)의 사이의 캡(C)의 수수(授受)는 정체 시간중에 행해진다. 구동 코터(231)는 인칭 운전을 피하기 위해 연속하여 가동된다. 브레이크 부착 클러치(232)는 본 살장치의 상류 및 하류에 연결되는 장치와 관련해서 캐리어(20)(제1도 참조)의 이동 시기를 변경할 필요가 있는 경우에, 구동 모터(231)와 인덱싱 유닛(233, 234)의 사이의 전동을 차단하기 위해 이용한다.

구동 스프로킷(211, 212)은 인덱싱 유닛(233, 234)에서 산출된 특징의 자세 위치에서 정지하고, 따라서 스프로킷(211, 212)에 맞물려서 감아 걸린 배피치체인(22)의 각 링크 및 링크에 띄엄 띄엄 지지된 캐리어(20)의 위치도 특정할 수 있다. 캐리어(20)는 입구(2b) 및 출구(2c) 위체에서는 중심선이 공급 에어 컨베이어(3) 및 배출 에어 컨베이어(4)의 중심선과 일치하여 정지하도록 미리 플랜지 커플링(215)에 의해 스프로킷축(213, 214)을 회전시켜 조정하여 둔다. 캡(C)의 수수를 원활하게 하기 위해서는 상기 양 중심선의 펀치를 매우 작게(예를 들면 1mm 정도로 억제한다).

일반적으로 체인은 사용중에 늘어짐이 발생하므로, 구동 스프로킷과 맞물려 있는 체인의 링크는 위치가 구속되어 있으나, 구동 스프로킷으로부터 떨어진 곳의 링크는 구속되지 않으며, 링크의 위치는 늘어난 길이의 범위내에서 이동할 수 있는 자유도를 갖는다. 체인의 늘어짐은 미리 초기 늘어짐 제거 가공을 실시하여도 0.75% 정도를 허용할 필요가 있으며, 구동 스프로킷으로부터 떨어진 링크의 위치는 상당히 큰 자유도를 갖는 것으로 된다. 본 발명의 위치에서는 공급 에어 컨베이어(3) 및 배출 에어 컨베이어(4)의 근방의 2개소에 구동 스프로킷(211, 212)을 배설하여 배피치체인(22)을 구속하고 있으므로, 만약 배피치체인(22)에 늘어짐이 발생하여도 양 에어 컨베이어(3, 4)의 위치에 있는 배피치체인(22)의 링크의 위치에 대한 영향은 극히 작아, 용이하게 소망의 오차범위에 수용할 수 있다.

본 발명의 살균 장치에 의해 다음의 효과가 얻어진다.

(1) 다수의 캡을 정리해서 캐리어에 의해 이동시키므로, 본 살균실에서는 충분한 시간동안 고농도 오존수의 분류중에 담그고, 또한 초음파에 의한 진동을 가할 수 있어, 완전히 무균상태로 살균할 수 있다.

(2) 살균은 밀폐된 박스내에서 행하고, 오존수로부터 유리하는 오존가스를 함유하는 기체는 오존가스를 오존킬러에서 흡수 제거한 후 외기로 방출하고, 캡은 저농도 오존수에 의한 린스 및 물기 제거를 행한 후 박스로부터 배출되므로, 오존에 의한 해가 없이 안전하다.

(3) 예비세정에는 특별히 정상인 오존수를 필요로 하지 않고, 린스에서 사용한 재순환 오존수를 사용하므로, 에너지 비용의 절약에 기여할 수 있다.

(4) 공급 에어 컨베이어 및 배출 에어 컨베이어의 근방의 2개소를 배피치체인의 구동 스프로킷을 배설하므로, 배피치체인에 약간의 늘어짐이 발생하여도 캐리어의 정지위치와 양 에어 컨베이어의 중심 맞춤의 착오에 의한 영향은 극히 적다.

Claims (3)

1. 공급되는 캡의 소정 개수를 캐리어내로 수납하는 단계와, 상기 캐리어를 배기 팬을 구비한 살균박스내에 설치한 예비 세정실, 본 살균실 및 린스실을 순차로 통과시켜, 상기 예비 세정실에서는 본 살균실에서 사용한 고농도 오존수의 오버플로우수와 린스실에서 사용한 저농도 오존수의 혼합수인 재순환 오존수를 이용한 예비 세정을, 상기 본 살균실에서는 고농도 오존수를 이용한 본 살균을, 또한 상기 린스실에서는 저농도 오존수를 이용한 린스를 이 순서대로 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡 살균 방법.
2. 배개 팬과 오존 킬러를 구비한 살균박스내에서 오존수를 사용하여 살균을 행하는 캡 살균 장치에 있어서, 상기 살균박스내에 스프레이 노즐을 구비한 예비 세정실과 분류 노즐 및 초음파 발진장치를 구비한 본 살균실과, 스프레이 노즐 및 에어 노즐을 구비한 린스실을 설치함과 함께, 상기 린스실의 스프레이 노즐에 저농도 오존수를 또한 상기 분류 노즐에 고농도 오존수를 공급하는 오존수 제조장치와, 상기 린스실의 하부에 고인 오존수를 상기 예비 세정실의 스프레이 노즐로 압송하는 펌프와, 상기 에어노즐에 클린에어를 공급하는 클린에어 공급원과, 공급되는 캡의 소정 개수를 수납하는 캐리어와, 상기 캐리어를 상기 예비 세정실, 상기 본 살균실 및 상기 린스실을 순차로 통과시키는 캐리어 이동 수단을 설치하는 것을 특징을 하는 캡 살균 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 캐리어 이동 수단은 상기 살균박스와 입구 및 출구 각각의 근방에 배설된 2쌍의 동축 구동 스프로킷과, 출력축이 상기 2쌍의 구동 스프로킷의 스프로킷축에 각각 결합되어 동기적으로 회전하는 2개의 인덱싱 드라이브 유닛과, 상기 2쌍의 구동 스프로킷에 감아 걸려 복수의 캐리어를 지지해서 이동하는 배(倍)피치체인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 캡 살균 장치.

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