WO2017065178A1 - 殺菌システム - Google Patents

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WO2017065178A1
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plasma
sterilizer
sterilization
rod
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東山堅一
冨永健太
平山裕二
芳原和希
飯塚利昭
守家智士
Original Assignee
サントリーホールディングス株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/14—Plasma, i.e. ionised gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B55/00—Preserving, protecting or purifying packages or package contents in association with packaging
    • B65B55/02—Sterilising, e.g. of complete packages
    • B65B55/04—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging
    • B65B55/10—Sterilising wrappers or receptacles prior to, or during, packaging by liquids or gases

Definitions

  • the present invention relates to a sterilization system for sterilizing an object to be sterilized such as a cap of a container.
  • the sterilizing agent can only be discharged from one side to the object to be sterilized, and at least the part on the opposite side is difficult to reach the sterilizing agent and difficult to sterilize. It was difficult to sterilize.
  • the sterilization system is A transport unit that transports the object to be sterilized, and a sterilizer that discharges a sterilizing agent over a predetermined section with respect to the object to be sterilized, A sterilization mechanism capable of sterilizing at least one side of the article to be sterilized and the opposite side is provided between the predetermined sections.
  • the article to be sterilized can be sterilized from both sides.
  • the sterilizing agent is dispersed around the article to be sterilized by discharging the sterilizing agent to one side or the opposite side. Sterilized with a dispersive disinfectant. Thereby, the whole to-be-sterilized thing can be sterilized efficiently.
  • the sterilization mechanism includes an inversion mechanism that at least inverts the article to be sterilized during the predetermined section.
  • the object to be sterilized since the object to be sterilized is inverted during the predetermined section, it is possible to sterilize one side of the object to be sterilized and the opposite side. Thereby, the whole to-be-sterilized thing can be sterilized efficiently.
  • the object to be sterilized since the object to be sterilized can be sterilized from both sides only by inverting the object to be sterilized without applying a special mechanism on the side of the sterilizer, the disinfectant can be applied only from a certain direction without changing the discharge direction of the disinfectant. It can also be suitably used when discharging.
  • the transport unit is configured by a plurality of bar-shaped members extending along the transport direction at least during the predetermined section, and the plurality of bar-shaped members are spaced from each other over the predetermined section.
  • the article to be sterilized is conveyed in an internal space defined by a plurality of rod-shaped members in a state guided by the plurality of rod-shaped members,
  • each rod-like member is uniformly spirally rotated at least half-turn between the predetermined sections.
  • each rod-shaped member as the conveyance path of the article to be sterilized is at least inverted by rotating each rod-shaped member uniformly at least half a spiral between predetermined intervals. While the article to be sterilized is conveyed along the internal space of the plurality of rod-shaped members, the article to be sterilized is inverted. And since each rod-shaped member is arrange
  • the sterilization apparatus is composed of a plasma sterilization apparatus that generates plasma and sterilizes an object to be sterilized with the obtained plasma.
  • the plasma sterilization apparatus is supplied with water vapor, and the plasma sterilization apparatus The apparatus discharges the generated plasma and the active oxygen generated by the reaction of the supplied water vapor and the plasma as the sterilizing agent, and the sterilizing agent in the plasma sterilizing device is discharged. It is preferable that the discharge outlet to discharge is vertically downward.
  • the plasma sterilization apparatus is applied to a sterilization system including an inversion mechanism, so that the sterilization target is sterilized by the inversion mechanism while avoiding moisture mixing into the apparatus by discharging the sterilizing agent downward.
  • a discharge angle of the sterilizer with respect to the transport unit in the sterilizer is changed during the predetermined section.
  • the sterilizing agent can be discharged from various directions to the sterilized object, and the entire sterilized object can be efficiently sterilized.
  • Combining this with the reversing mechanism is preferable because the sterilizing agent can be discharged to the article to be sterilized from a wider range. Even when a plasma sterilization apparatus is used, this configuration can be applied because a slight change in the discharge direction is allowed as long as moisture can be reliably prevented from entering the apparatus.
  • the sterilization system 100 of this embodiment sterilizes a cap 80 of a container such as a PET bottle as an example of an object to be sterilized.
  • the sterilization system 100A includes a plurality of plasma sterilization apparatuses 1 that generate plasma and sterilize the cap 80 with the obtained plasma.
  • the plasma sterilizer 1 is supplied with water vapor, and the plasma sterilizer 1 reacts with the generated plasma and the reactive oxygenating specifications (ROS) generated by the reaction between the supplied water vapor and the plasma, for example, OH radical, singlet oxygen, etc.) and the cap 80 is sterilized. Therefore, first, the apparatus configuration of the plasma sterilization apparatus 1 (hereinafter simply referred to as the sterilization apparatus 1) for performing sterilization using active oxygen will be described.
  • ROS reactive oxygenating specifications
  • FIG. 1 shows a mechanism for generating active oxygen by the sterilizer 1.
  • the sterilizer 1 has a nozzle 10 that generates active oxygen and discharges (irradiates) a sterilizing agent 70 containing active oxygen to the cap 80.
  • the nozzle 10 includes a plasma generation unit 11 that generates plasma, a discharge port 12 that discharges a bactericide 70 containing plasma and active oxygen, and a relay unit 13 between the plasma generation unit 11 and the discharge port 12. Prepare.
  • This nozzle 10 generates so-called atmospheric pressure plasma as plasma in the apparatus.
  • atmospheric pressure plasma By using atmospheric pressure plasma, it is possible to reduce the cost of the apparatus without requiring a vacuum vessel or the like necessary for generating low-pressure plasma, and the work efficiency is high because continuous processing is possible. Moreover, since it can produce
  • generation of atmospheric pressure plasma hereinafter simply referred to as plasma
  • plasma generation of atmospheric pressure plasma (hereinafter simply referred to as plasma) by the nozzle 10 and generation of active oxygen using the plasma will be described.
  • the plasma generator 11 has a known structure and includes an internal electrode 11a and an external electrode 11b.
  • an electric field is generated in the plasma generation unit 11 by applying a high voltage (for example, an effective voltage of 20 kV at a frequency of 14 kHz) between the internal electrode 11 a and the external electrode 11 b by the AC power supply 20.
  • plasma is produced
  • the generated plasma is sent to the relay unit 13.
  • oxygen (O 2 , oxygen) is supplied as an example of gas into the plasma generation unit 11, and the plasma generation unit 11 generates oxygen plasma containing ozone as plasma. Specifically, oxygen radicals and ozone (O 3 ) are generated by the plasma, and these are sent to the relay unit 13.
  • the relay unit 13 is connected to an evaporator 40 (an example of a water vapor supply unit, which will be described in detail later), and further water vapor is sent to the relay unit 13.
  • the plasma oxygen radical and ozone
  • oxygen plasma oxygen radicals and ozone
  • water vapor hydroxy radicals (.OH) that are particularly reactive among active oxygens are mainly generated.
  • the hydrogen radical reacts with ozone to generate a hydroxy radical and oxygen (O 2 ) as shown in the following formula (2).
  • the reaction of the above formula (3) can be caused to generate hydroxy radicals (.OH) efficiently.
  • the generated active oxygen mainly contains hydroxy radicals.
  • a high bactericidal effect can be achieved by mainly including highly reactive hydroxy radicals.
  • the sterilizer 1 includes a generator 21 and a transformer 22 that constitute an AC power source 20 in addition to the nozzle 10, a gas supply device 30 that supplies various gases to the nozzle 10 and the evaporator 40, an evaporator 40 that sends water vapor to the relay unit 13, and an evaporator 40. And a chiller 60 for supplying cooling water to the nozzle 10.
  • Generator 21 generates an alternating current.
  • the frequency is 14 kHz
  • the effective voltage is 300 V
  • the effective current is 11 A.
  • the voltage of the alternating current supplied from the generator 21 is increased from 300 V to 20 kV by the transformer 22. Thereby, a high voltage of 20 kV is applied between the internal electrode 11a and the external electrode 11b in the plasma generation unit 11.
  • the gas supply machine 30 sends oxygen (O 2 ) to the nozzle 10 together with air. Further, the air for supplying the water vapor generated by the evaporator 40 to the relay unit 13 is supplied to the evaporator 40.
  • the gas supply machine 30 has a control panel 31. By operating the control panel 31, the supply amount of various gases to the target can be adjusted. In this embodiment, by operating the control panel 31, for example, air is sent to the nozzle 10 at 6 L / min and oxygen is sent at 3 L / min, and air is sent to the evaporator 40 at 3 L / min. is there.
  • the evaporator 40 heats a built-in heating wire (not shown) to 300 ° C., and heats water supplied from the pump 50 by the heating wire to generate water vapor. And water vapor is mixed with the air supplied from the gas supply machine 30, and water vapor is supplied to the relay part 13 with air.
  • the pump 50 supplies water to the evaporator 40 at 1.2 mL / min.
  • the chiller 60 cools the nozzle 10 that generates heat when high voltage is applied by supplying cooling water to the nozzle 10.
  • oxygen supplied together with air from the gas supply device 30 to the nozzle 10 is turned into plasma by the plasma generation unit 11 of the nozzle 10, and the generated oxygen plasma is generated in the relay unit 13. It reacts with water vapor supplied together with air from the evaporator 40 to continuously generate active oxygen mainly composed of hydroxyl radicals. Then, the active oxygen, water vapor, and unreacted plasma continuously generated in the relay unit 13 are continuously discharged from the discharge port 12 as the sterilizing agent 70, thereby enabling continuous processing of the cap 80. .
  • the bactericide 70 containing plasma and active oxygen is discharged from the discharge port at a temperature of 50 to 80 ° C. and a flow rate of 50000 mm / sec.
  • the following advantages are obtained by sterilization using active oxygen.
  • a sterilizing agent containing hydrogen peroxide When a sterilizing agent containing hydrogen peroxide is used, it is necessary to wash the sterilizing agent afterwards so that the sterilizing agent does not remain on the object to be sterilized. However, it is difficult to remove all the sterilizing agent by washing, and there is a risk that the sterilizing agent remains on the article to be sterilized.
  • the sterilizing agent spray and the subsequent cleaning are mainly performed at a high temperature, when the material to be sterilized is a material that causes heat shrinkage such as a resin material, various sterilization processes are performed in order to prevent excessive heat shrinkage and deformation. There will be constraints.
  • the sterilization system 100 includes a transport unit 110 that transports the cap 80, and a sterilizer 1 that discharges the sterilizer 70 over the predetermined section D to the transported cap 80.
  • a sterilization mechanism capable of sterilizing at least the opening surface (corresponding to one side) 81 and the top surface (corresponding to the opposite side) 82 of the cap 80 is provided between the predetermined sections D.
  • the sterilization system 100 will be specifically described.
  • a plurality of the sterilization apparatuses 1 are arranged between the predetermined sections D along the transport unit 110 (in FIG. 3, only the nozzle 10 in the sterilization apparatus 1 is omitted. Is shown).
  • the disinfectant 70 can be discharged over the predetermined section D to the cap 80 being conveyed.
  • the discharge port 13 faces downward, and thus the sterilizing agent 70 is discharged downward. This is because a high voltage is applied to the inside of the sterilization apparatus 1 in the plasma generation unit 11 and it is extremely dangerous if moisture or the like is mixed therewith, so that the mixture inside the apparatus is prevented. This is because even if a slight change in the direction is allowed, it is safe to perform sterilization with the discharge port for discharging the sterilizing agent facing downward.
  • the transport unit 110 is composed of a plurality (six in this embodiment) of rod-like members 111 extending along the transport direction T during the predetermined section D.
  • the six rod-shaped members 111 (111a to 111f) are annularly arranged in a state along the shape of the cap 80 over a predetermined section D with a space between each other. More specifically, each rod-like member 111 has two (111a and 111b) on the opening surface 81 side of the cap 80, two on the top surface 82 side (111d and 111e), and one on each side of the side surface. (111c and 111f) are arranged.
  • the inside of the internal space S defined by these rod-shaped members 111 is conveyed to the cap 80. That is, the internal space S becomes a conveyance path for the cap 80.
  • the sterilization system 100 includes a reversing mechanism X that at least reverses the cap 80 during the predetermined section D as a sterilization mechanism capable of sterilizing the opening surface 81 and the top surface 82 of the cap 80 during the predetermined section D.
  • a reversing mechanism X that at least reverses the cap 80 during the predetermined section D as a sterilization mechanism capable of sterilizing the opening surface 81 and the top surface 82 of the cap 80 during the predetermined section D.
  • each rod-shaped member 111 is rotated between a predetermined section D with the center line of the internal space S (straight line passing through the center of the internal space S) P as the rotation axis.
  • the inner space S serving as the cap transport path is reversed by being uniformly rotated by a half turn.
  • the cap 80 rotates counterclockwise as the internal space S rotates counterclockwise as the progress progresses, and finally Invert. That is, in the initial stage in the predetermined section D, the cap 80 is in a state in which the opening surface 81 faces upward (see the state of 0 ° in FIG. 3), and therefore the opening surface 81 side (that is, the inner surface of the cap 80) is sterilized. .
  • the sterilizing agent 70 is dispersed around the cap 80, the side surface 83 is also sterilized by the dispersed sterilizing agent 70. Thereafter, the cap 80 gradually rotates (see the state of 45 ° to 135 ° in FIG.
  • the cap 80 is inverted so that the top surface 82 faces upward (see the state of 180 ° in FIG. 3), and then the top surface 82 side is sterilized. Thereby, the whole cap 80 is sterilized efficiently.
  • the rod-shaped members 111 are arranged at intervals, the bactericidal agent 70 is applied to the cap 80 from between the rod-shaped members 111, so that the rod-shaped member 111 does not hinder sterilization.
  • the opening surface 81 side of the cap 80 and the top surface 82 side opposite to the cap 80 can be sterilized, and the cap 80 can be sterilized from both sides.
  • the sterilizing agent 70 can be discharged on one side during the reversal, and can be sterilized by the dispersed sterilizing agent 70.
  • the whole cap 80 can be disinfected efficiently.
  • the sterilizing device 1 since the cap 80 can be sterilized from both sides only by reversing the cap 80 without providing a special mechanism on the sterilizing device 1 side, the sterilizing device 1 having a restriction on the discharge direction of the sterilizing agent 70 due to safety problems.
  • the disinfectant 70 can be suitably used even when discharged from only a certain direction.
  • the disinfectant 70 can be discharged over the predetermined section D to the cap 80 being transported.
  • the above configuration has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the disinfecting apparatus 1 to be arranged may be one unit, and the disinfecting agent 70 may be discharged over the predetermined section D to the cap 80 by causing the disinfecting agent 70 to be discharged following the cap 80 being conveyed.
  • the transport unit 110 is configured by a plurality of rod-shaped members 111, and the caps 80 to be transported between the predetermined sections D by uniformly rotating each rod-shaped member 111 in half a spiral.
  • the configuration to be reversed has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the cap 80 may be reversed while being gripped by an arm or the like.
  • the rotation is not limited, and the rotation may be one rotation or one and a half rotations, and is not particularly limited as long as the rotation is 180 ° or more.
  • the configuration in which the discharge port 12 of the sterilizer 1 is downward has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the discharge angle of the sterilizing agent 70 with respect to the transport unit 110 in the sterilizing apparatus 1 may be changed.
  • the sterilizing agent 70 can be discharged from various directions to the cap 80, and when combined with the reversing mechanism X, the sterilizing agent can be discharged from a wider range of objects to be sterilized.
  • the disinfectant 70 can be discharged onto the entire surface of the cap 80.
  • the discharge port 12 of the sterilizer 1 is directed downward for safety reasons, but a slight change in direction (for example, 45 ° inclination) is allowed.
  • the discharge angle of the bactericide 70 with respect to can be changed.
  • the discharge angle of the sterilizer 70 is changed by changing the direction of the discharge port 12 in the left-right direction with respect to the transport direction, and the sterilizer is applied to the cap 80 from the right side or the left side with respect to the transport direction T.
  • the discharge angle of each sterilizer 1 may be changed as appropriate, and the cap 80 is transported with the discharge angle of each sterilizer 1 fixed at a different discharge angle.
  • the disinfectant may be discharged from various directions.
  • the discharge angle may be changed while following the follower.
  • the configuration using the plasma sterilization apparatus 1 that performs sterilization using active oxygen as the sterilization apparatus and using the cap 80 as an object to be sterilized has been described as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the sterilization apparatus an apparatus that performs sterilization by other methods such as an apparatus that sterilizes with hydrogen peroxide may be adopted, and the type of the object to be sterilized can be appropriately changed.
  • the present invention can be used for a sterilization system for sterilizing an object to be sterilized such as a cap.
  • Plasma sterilizer (sterilizer) 12 Discharge port D Predetermined section 70 Sterilizer 80 Cap (object to be sterilized) 81 Opening surface (one side) 82 Top (opposite side) 110 Conveying part 111 Bar-shaped member S Internal space X Inversion mechanism (sterilization mechanism)

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Abstract

殺菌システム（１００）は、搬送される被殺菌物（８０）に対し所定区間（Ｄ）にわたって殺菌剤（７０）を吐出する殺菌装置（１）と、被殺菌物（８０）を搬送する搬送部（１１０）と、を備える。そして、所定区間（Ｄ）の間に、少なくとも被殺菌物（８０）の一方側（８１）とその反対側（８２）とを殺菌可能な殺菌機構（Ｘ）を備える。

Description

殺菌システム
　本発明は、容器のキャップ等の被殺菌物を殺菌するための殺菌システムに関する。
　例えば、殺菌装置として、プラズマを発生させて、得られたプラズマを含む殺菌剤により被殺菌物を殺菌する装置を使った場合、装置内部ではプラズマを発生させるため高電圧が印加されており、そこに水分などが混入した場合には極めて危険となる。そこで、このような殺菌装置を用いる場合には、殺菌剤を吐出する吐出口を下向きにして殺菌を行うのが安全であり、多少の向きの変化は許容されるにしても、吐出口を上向きにして殺菌することはできない。このような場合、コンベアにより連続搬送される被殺菌物に対して、上から殺菌剤を吐出して殺菌を行うことになる。
　しかし、上記の場合、一方側からしか被殺菌物に殺菌剤を吐出することはできず、少なくともその反対側の部分については殺菌剤が至りにくく殺菌を行い難いなど、被殺菌物の全体を効率的に殺菌することは困難であった。
　そこで、被殺菌物の全体を効率的に殺菌できる殺菌システムの実現が望まれる。
　本発明に係る殺菌システムは、
　被殺菌物を搬送する搬送部と、搬送される前記被殺菌物に対し所定区間にわたって殺菌剤を吐出する殺菌装置と、を備え、
　前記所定区間の間に、少なくとも前記被殺菌物の一方側とその反対側とを殺菌可能な殺菌機構を備える。
　この構成によれば、被殺菌物の一方側とその反対側とを殺菌可能であるから、両側から被殺菌物を殺菌できる。また、一方側とその反対側とに対する側方部分については、一方側又はその反対側とに殺菌剤が吐出されることにより、被殺菌物周りに殺菌剤が分散された状態となるため、その分散殺菌剤により殺菌される。これにより、被殺菌物の全体を効率的に殺菌できる。
　以下、本発明に係る殺菌システムの好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。
　一つの態様として、前記殺菌機構として、前記所定区間の間に、前記被殺菌物を少なくとも反転させる反転機構を備えると好適である。
　この構成によれば、所定区間の間に被殺菌物を反転させるから被殺菌物の一方側とその反対側とを殺菌することが可能になる。これにより、被殺菌物の全体を効率的に殺菌できる。また、殺菌装置の側に特別な機構を施すことなく、被殺菌物を反転させるのみで被殺菌物を両側から殺菌できるため、殺菌剤の吐出向きを変えることなく、殺菌剤を一定方向のみから吐出する場合にも好適に使用できる。
　一つの態様として、前記搬送部は、少なくとも前記所定区間の間は、それぞれ搬送方向に沿って延びる複数の棒状部材から構成され、複数の前記棒状部材は、互いに間隔を空けて、前記所定区間にわたり前記被殺菌物の形状に沿う状態で環状に配置され、前記被殺菌物は、複数の前記棒状部材に案内される状態で、複数の前記棒状部材により画定される内部空間中を搬送され、前記反転機構として、前記所定区間の間で、各前記棒状部材を一律に螺旋状に少なくとも半回転させると好適である。
　この構成によれば、所定区間の間に、各棒状部材を一律に螺旋状に少なくとも半回転させることで、被殺菌物の搬送経路としての各棒状部材により画定される内部空間が少なくとも反転するから、被殺菌物が複数の棒状部材の内部空間に沿って搬送される間に、被殺菌物が反転する。そして、各棒状部材は互いに間隔を空けて配置されているため、各棒状部材の間から殺菌剤が被殺菌物にあてられて、棒状部材が殺菌の妨げとはならない。これにより、被殺菌物の一方側とその反対側とを殺菌することが可能になるから、被殺菌物の全体を効率的に殺菌できる。
　一つの態様として、前記殺菌装置は、プラズマを発生させて、得られた前記プラズマにより被殺菌物を殺菌するプラズマ殺菌装置から構成され、前記プラズマ殺菌装置には、水蒸気が供給され、前記プラズマ殺菌装置は、発生させた前記プラズマと、供給される前記水蒸気と前記プラズマとが反応して生成される活性酸素と、を前記殺菌剤として吐出するものであり、前記プラズマ殺菌装置における前記殺菌剤を吐出する吐出口は鉛直下向きであると好適である。
　活性酸素は時間経過に伴い消滅するため残留することがなく、かつ、活性酸素を用いた殺菌は被殺菌物に対して熱収縮を生じさせるほどの熱を与える必要はない。したがって、このプラズマと活性酸素とを含む殺菌剤を吐出するプラズマ殺菌手段を用いることにより、被殺菌物に殺菌剤が残留したり被殺菌物に過剰に熱収縮・変形が起きることを回避できる。
　ただし、この活性酸素を用いた殺菌は、その装置内部でプラズマを発生させるため高電圧が印加されており、水分が混入すると危険である。このため、水分の内部への混入を防ぐために、その限度において多少の向きの変化は許容されるにしても、殺菌剤を吐出する吐出口を下向きにする必要がある。これに対し、上記構成では、プラズマ殺菌装置を、反転機構を備える殺菌システムに適用するから、殺菌剤を下方向に吐出することで装置内部への水分混入を回避しつつ、反転機構によって被殺菌物の一方側とその反対側とを殺菌することを可能にすることにより、被殺菌物の全体を効率的に殺菌できる。
　一つの態様として、前記殺菌機構として、前記所定区間の間に、前記殺菌装置における前記搬送部に対する前記殺菌剤の吐出角度を変化させると好適である。
　この構成によれば、殺菌剤の吐出角度を変えることにより、被殺菌物に対し種々の方向から殺菌剤を吐出することができ、被殺菌物の全体を効率的に殺菌できる。これと反転機構とを組み合わせると、より幅広い方向から被殺菌物に対し殺菌剤を吐出することができることとなり好適である。また、プラズマ殺菌装置を用いる場合でも、装置内部への水分の混入を確実に防げる限度で多少の吐出向きの変化は許容されるため、本構成を適用できる。
活性酸素を用いた殺菌を行うプラズマ殺菌装置の概略構成図 活性酸素を用いた殺菌を行うプラズマ殺菌装置の装置構成ブロック図 殺菌システムの概略説明図
　本発明に係る殺菌システムの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の殺菌システム１００は、被殺菌物の一例としてのＰＥＴボトルなどの容器のキャップ８０を殺菌するものである。そして、殺菌システム１００Ａは、プラズマを発生させて、得られたプラズマによりキャップ８０を殺菌する複数のプラズマ殺菌装置１を備える。このプラズマ殺菌装置１には、水蒸気が供給され、プラズマ殺菌装置１は、発生させたプラズマと、供給される水蒸気とプラズマとが反応して生成される活性酸素（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ　Ｓｐｅｃｉｅｓ（ＲＯＳ）、例えばＯＨ　ｒａｄｉｃａｌやｓｉｎｇｕｌｅｔ　ｏｘｙｇｅｎなど）と、を含む殺菌剤を吐出し、キャップ８０の殺菌を行う。そこで、まず、活性酸素を用いた殺菌を行うためのプラズマ殺菌装置１（以下では、単に殺菌装置１と称することがある）の装置構成について説明する。
　図１は、殺菌装置１による活性酸素の生成機構を示す。殺菌装置１は、活性酸素を生成して、活性酸素を含む殺菌剤７０をキャップ８０に対して吐出（照射）するノズル１０を有している。このノズル１０は、プラズマを生成するプラズマ生成部１１と、プラズマと活性酸素を含む殺菌剤７０を吐出する吐出口１２と、プラズマ生成部１１と吐出口１２との間の中継部１３と、を備える。
　このノズル１０は装置内でプラズマとしていわゆる大気圧プラズマを生成するものである。大気圧プラズマを用いることにより、低圧プラズマを生成する際に必要な真空容器などを要せず装置コストを低減でき、また連続処理が可能であるため作業効率が高い。また、低温下でも生成できるため、被処理物を高温にさらさずに済むという利点もある。以下に、ノズル１０による大気圧プラズマ（以下、単にプラズマと称する）の生成と、プラズマを利用した活性酸素の生成について説明する。
　プラズマ生成部１１は、周知の構造を有しており、内部電極１１ａと外部電極１１ｂとを備える。プラズマ生成部１１では、交流電源２０により、内部電極１１ａと外部電極１１ｂとの間に高電圧（例えば、周波数１４ｋＨｚで実効電圧２０ｋＶ）を印加することで、プラズマ生成部１１内に電界を発生させる。そして、プラズマ生成部１１内にエアー（ａｉｒ）とともにガスを供給し、発生電界にガスを通気させることにより、プラズマを生成する。生成されたプラズマは、中継部１３へと送られる。本実施形態では、プラズマ生成部１１内にガスの一例として酸素（Ｏ２、ｏｚｙｇｅｎ）が供給され、プラズマ生成部１１では、プラズマとして、オゾンを含む酸素プラズマが生成される。具体的にはプラズマ化により酸素ラジカルとオゾン（Ｏ３）が発生し、これらが中継部１３へと送られる。
　中継部１３は、エバポレータ（水蒸気供給部の一例。詳しくは後述する）４０と接続してあり、中継部１３にはさらに水蒸気が送られる。これにより、中継部１３において、プラズマ生成部１１から送られるプラズマ（酸素ラジカルとオゾン）とエバポレータ４０から送られる水蒸気（ｖａｐｏｒ）とが反応して、活性酸素が生成される。本実施形態では、酸素プラズマ（酸素ラジカルとオゾン）と水蒸気を反応させることにより、活性酸素の中でも特に反応性の高いヒドロキシラジカル（・ＯＨ）が主に生成されるようにしている。
　具体的に説明すると、水蒸気とプラズマが反応することにより、以下の（１）式のようにＨ２Ｏから水素ラジカル（・Ｈ）とヒドロキシラジカルが生成される。
　Ｈ２Ｏ　→　・Ｈ＋・ＯＨ・・・・・（１）
　また、水素ラジカルはオゾンと反応して、以下の（２）式のようにヒドロキシラジカルと酸素（Ｏ２）が生成される。
　・Ｈ＋Ｏ３　→　・ＯＨ＋Ｏ２・・・・・（２）
　（１）式と（２）式は、次の（３）式にまとめることができる。
　Ｈ２Ｏ＋Ｏ３　→　２・ＯＨ＋Ｏ２・・・・・（３）
　つまり、酸素プラズマと水蒸気を反応させることにより、上記（３）式の反応を生じさせて効率的にヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成することができる。その結果、生成される活性酸素は、ヒドロキシラジカルを主として含むこととなる。特に反応性の高いヒドロキシラジカルを主として含むことにより、高い殺菌効果を奏することができる。そして、このように生成された活性酸素と水蒸気と未反応のプラズマが殺菌剤７０として吐出口１２からキャップ８０に吐出されて、キャップ８０の殺菌が行われる。
　次に、図２に示された活性酸素を用いて殺菌を行う殺菌装置１の装置構成を説明する。殺菌装置１は、ノズル１０のほか、交流電源２０を構成するジェネレーター２１とトランスフォーマー２２、ノズル１０やエバポレータ４０に各種ガスを供給するガス供給機３０、中継部１３に水蒸気を送るエバポレータ４０、エバポレータ４０に水を供給するポンプ５０、ノズル１０に冷却水を供給するチラー６０と、を備える。
　ジェネレーター２１は交流電流を発生する。例えば、本実施形態では、周波数が１４ｋＨｚで、実効電圧３００Ｖ、実効電流１１Ａの条件のものを用いている。そして、ジェネレーター２１から供給された交流電流の電圧をトランスフォーマー２２にて３００Ｖから２０ｋＶまで昇圧する。これにより、プラズマ生成部１１における内部電極１１ａと外部電極１１ｂとの間に２０ｋＶの高電圧を印加する。
　ガス供給機３０は、ノズル１０に対し、エアーとともに酸素（Ｏ２）を送る。また、エバポレータ４０に対し、エバポレータ４０で生成された水蒸気を中継部１３に送るためのエアーを供給する。ガス供給機３０は、コントロールパネル３１を有する。このコントロールパネル３１を操作することで、各種ガスの対象への供給量を調整することができる。本実施形態では、コントロールパネル３１を操作することにより、例えば、ノズル１０に対してはエアーを６Ｌ／ｍｉｎで酸素を３Ｌ／ｍｉｎで送り、エバポレータ４０にはエアーを３Ｌ／ｍｉｎで送るようにしてある。
　エバポレータ４０は、内蔵された電熱線（図示しない）を３００℃に加熱し、ポンプ５０から供給される水を電熱線により加熱して水蒸気を発生させる。そして、ガス供給機３０から供給されるエアーに水蒸気が混合されて、エアーとともに水蒸気が中継部１３に供給される。なお、本実施形態では、例えば、ポンプ５０はエバポレータ４０に水を１．２ｍＬ／ｍｉｎで供給する。
　チラー６０は、ノズル１０に冷却水を供給することにより、高電圧が印加されることにより発熱するノズル１０を冷却する。
　上記のように構成された殺菌装置１では、ガス供給機３０からノズル１０に対してエアーとともに供給される酸素がノズル１０のプラズマ生成部１１でプラズマ化し、生成された酸素プラズマが中継部１３においてエバポレータ４０からエアーとともに供給される水蒸気と反応してヒドロキシラジカルを主とする活性酸素が連続的に生成される。そして、中継部１３で連続的に生成される活性酸素と水蒸気と未反応のプラズマとが殺菌剤７０として吐出口１２から連続的に吐出されて、これにより、キャップ８０の連続処理が可能となる。本実施形態では、例えば、プラズマと活性酸素を含む殺菌剤７０が５０～８０℃の温度で、５００００ｍｍ／ｓｅｃの流量で吐出口から吐出される。
　活性酸素を用いた殺菌を行うことにより、次のような利点がある。過酸化水素を含む殺菌剤を用いた場合、殺菌剤が被殺菌物に残留しないようにその後洗浄する必要がある。しかし、洗浄によって全ての殺菌剤を除去することは困難であり、殺菌剤が被殺菌物に残留するリスクがある。また、殺菌剤噴霧やその後の洗浄は主として高温下で行われるため、被殺菌物が樹脂素材などの熱収縮が生じる素材である場合、過剰な熱収縮や変形を防ぐためにその殺菌工程に種々の制約を抱えることになる。これに対し、活性酸素は時間経過に伴い消滅するため残留することがなく、かつ、活性酸素を用いた殺菌は被殺菌物に対して熱収縮を生じさせるほどの熱を与える必要はない。したがって、上記した殺菌剤残留や被殺菌物の熱収縮・変形の問題を回避できる。
　次に、本実施形態に係る殺菌システム１００の構成について説明する。まず、概要を説明すると、本実施形態に係る殺菌システム１００は、キャップ８０を搬送する搬送部１１０と、搬送されるキャップ８０に対し所定区間Ｄにわたって殺菌剤７０を吐出する殺菌装置１と、を備える。そして、所定区間Ｄの間に、少なくともキャップ８０の開口面（一方側に相当）８１と天面（反対側に相当）８２とを殺菌可能な殺菌機構を備える。以下、殺菌システム１００について具体的に説明する。
　図３に示すように、殺菌システム１００では、殺菌装置１が、搬送部１１０に沿って所定区間Ｄの間に複数配置されている（図３中では、省略して殺菌装置１におけるノズル１０のみを図示してある）。これにより、搬送されるキャップ８０に対し所定区間Ｄにわたって殺菌剤７０を吐出可能となっている。各殺菌装置１においてそれぞれその吐出口１３は下向きであり、したがって、殺菌剤７０は下向きに吐出される。これは、殺菌装置１内部ではプラズマ生成部１１において高電圧が印加されており、そこに水分などが混入した場合には極めて危険であることから、装置内部への混入を防ぐためであり、そのためには、多少の向きの変化は許容されるにしても、殺菌剤を吐出する吐出口を下向きにして殺菌を行うのが安全であるからである。
　搬送部１１０は、所定区間Ｄの間はそれぞれ搬送方向Ｔに沿って延びる複数（本実施形態では６本）の棒状部材１１１から構成されている。図３に示すように、６本の棒状部材１１１（１１１ａ～１１１ｆ）は、互いに間隔を空けて、所定区間Ｄにわたりキャップ８０の形状に沿う状態で環状に配置されている。より具体的には、各棒状部材１１１は、キャップ８０の開口面８１側に２本（１１１ａ及び１１１ｂ）、天面８２側に２本（１１１ｄ及び１１１ｅ）、側面に対しては左右１本ずつ（１１１ｃ及び１１１ｆ）配置されている。そして、キャップ８０が６本の棒状部材１１１に案内される状態で、これら棒状部材１１１により画定される内部空間Ｓ中をキャップ８０に搬送させる。つまり、内部空間Ｓがキャップ８０の搬送経路となる。
　殺菌システム１００では、所定区間Ｄの間に、キャップ８０の開口面８１と天面８２とを殺菌可能な殺菌機構として、所定区間Ｄの間に、キャップ８０を少なくとも反転させる反転機構Ｘを備える。具体的には、反転機構Ｘとして、図３に示すように、所定区間Ｄの間で、内部空間Ｓの中心線（内部空間Ｓの中心を通る直線）Ｐを回転軸として各棒状部材１１１を一律に螺旋状に半回転させることで、キャップの搬送経路としての内部空間Ｓが反転させる。これにより、搬送方向へ進行するにつれて、進行方向前側から見て内部空間Ｓの中心軸Ｐを中心に、６本の棒状部材は一律に反時計回りでその位置を変えていく。そして、これに伴い、内部空間も反時計回りで回転する。最終的に半回転（１８０°回転）することにより、各棒状部材１１１の位置が中心軸Ｐに対する対称位置まで移動し、断面形状Ｓａがその初期位置から反転する。
　したがって、６本の棒状部材１１１の内部空間Ｓ中をキャップ８０が進行することで、進行に従って、内部空間Ｓが反時計回りで回転するに伴いキャップ８０も反時計回りに回転し、最終的に反転する。つまり、所定区間Ｄにおける初期はキャップ８０は開口面８１が上を向く状態であり（図３の０°の状態参照）、そのため、開口面８１側（つまり、キャップ８０の内面）が殺菌される。また、この際、キャップ８０の周りに殺菌剤７０が分散された状態となるため、その分散した殺菌剤７０により、側面８３についても殺菌される。その後、所定区間Ｄを進むにつれてキャップ８０は、徐々に回転し（図３の４５°～１３５°の状態参照）、側面８３に対しても直接殺菌剤が吐出される。そして、最終的にキャップ８０は反転して、天面８２が上を向く状態となり（図３の１８０°の状態参照）、その後は天面８２側が殺菌される。これにより、キャップ８０の全体が効率的に殺菌される。この際、各棒状部材１１１は、互いに間隔を空けて配置されているため、各棒状部材１１１の間から殺菌剤７０がキャップ８０にあてられるから、棒状部材１１１が殺菌の妨げとはならない。
　なお、棒状部材１１１の間をキャップ８０に推進させる方法としては、各棒状部材１１１（搬送部１１０）を一律に傾斜させて、キャップ８０の自重を利用して推進させる方法、キャップ８０に対して後方から圧縮エアを送って推進させる方法が挙げられる。
　以上のように、本実施形態に係る殺菌システム１００では、キャップ８０の開口面８１側とその反対側である天面８２側とを殺菌可能であり、両側からキャップ８０を殺菌できる。また、側面８３については、反転の間に一方側については殺菌剤７０を吐出することができ、そして、分散した殺菌剤７０により殺菌可能である。これにより、キャップ８０の全体を効率的に殺菌できる。また、殺菌装置１の側に特別な機構を施すことなく、キャップ８０を反転させるのみでキャップ８０を両側から殺菌できるため、安全性の問題から殺菌剤７０の吐出向きに制限のある殺菌装置１のように殺菌剤７０を一定方向のみから吐出する場合にも好適に使用できる。
〔その他の実施形態〕
　最後に、本発明に係る殺菌システムのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
（１）上記の実施形態では、搬送部１１０に沿って所定区間Ｄの間に複数の殺菌装置１を配置することにより、搬送されるキャップ８０に対し所定区間Ｄにわたって殺菌剤７０を吐出可能とした構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、配置する殺菌装置１は１台とし、搬送されるキャップ８０に追従して殺菌剤７０の吐出を行わせることにより、キャップ８０に対し所定区間Ｄにわたって殺菌剤７０を吐出可能としてもよい。
（２）上記の実施形態では、搬送部１１０を、複数の棒状部材１１１により構成し、各棒状部材１１１を一律に螺旋状に半回転させることにより、搬送させるキャップ８０を所定区間Ｄの間に反転させる構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、キャップ８０をアーム等でつかんで搬送しながら反転させるようにしてもよい。また、反転に限らず、１回転や１回転半させてもよく、１８０°以上回転させるのであれば特に限定されない。
（３）上記の実施形態では、殺菌装置１の吐出口１２が下向きである構成を例に説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、所定区間Ｄの間に、殺菌装置１における搬送部１１０に対する殺菌剤７０の吐出角度を変化させてもよい。これにより、キャップ８０に対し種々の方向から殺菌剤７０を吐出することができ、また、反転機構Ｘと組み合わせれば、より幅広い方向から被殺菌物に対し殺菌剤を吐出することができる。例えば、その組み合わせ方によっては、キャップ８０の全面に殺菌剤７０を吐出することも可能となる。なお、プラズマ殺菌装置１は安全上の要請から殺菌装置１の吐出口１２が下向きとしたが、多少の向きの変化（例えば４５°傾けるなど）は許容されるため、その限度において、搬送部１１０に対する殺菌剤７０の吐出角度は変化可能である。吐出角度の変化の例としては、例えば、搬送方向に対する左右方向に吐出口１２の向きを変えて殺菌剤７０の吐出角度を変化させ、搬送方向Ｔに対する右側や左側からキャップ８０に対し殺菌剤を吐出することや、搬送方向Ｔと平行な方向に吐出口１２を傾けて搬送部１１０に対する殺菌剤７０の吐出角度を変化させ、搬送方向Ｔに対する前側や後側からキャップ８０に対し殺菌剤を吐出することが挙げられる。なお、中継部１３を２段階で傾けるなど、複数段で傾けてもよい。殺菌装置１を複数台配置するときは、各殺菌装置１について吐出角度を適宜変更可能としてもよく、また、各殺菌装置１の吐出角度をそれぞれ異なる吐出角度で固定して、キャップ８０が搬送される間に様々な方向から殺菌剤が吐出されるようにしてもよい。１台の殺菌装置にキャップ８０を追従させるときは、追従している間に吐出角度を変化させるようにすればよい。
（４）上記の実施形態では、殺菌装置として活性酸素を用いた殺菌を行うプラズマ殺菌装置１を用い、被殺菌物としてキャップ８０を用いた構成を例に説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。殺菌装置として、過酸化水素により殺菌を行う装置など、他の方法により殺菌を行うものを採用してもよく、また、被殺菌物の種類も適宜変更可能である。
　その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
　本発明は、例えばキャップなどの被殺菌物を殺菌するための殺菌システムに利用することができる。
１　　　　　プラズマ殺菌装置（殺菌装置）
１２　　　　吐出口
Ｄ　　　　　所定区間
７０　　　　殺菌剤
８０　　　　キャップ（被殺菌物）
８１　　　　開口面（一方側）
８２　　　　天面（反対側）
１１０　　　搬送部
１１１　　　棒状部材
Ｓ　　　　　内部空間
Ｘ　　　　　反転機構（殺菌機構）

Claims (5)

  1. 　被殺菌物を搬送する搬送部と、搬送される前記被殺菌物に対し所定区間にわたって殺菌剤を吐出する殺菌装置と、を備え、
    　前記所定区間の間に、少なくとも前記被殺菌物の一方側とその反対側とを殺菌可能な殺菌機構を備える殺菌システム。
  2. 　前記殺菌機構として、前記所定区間の間に、前記被殺菌物を少なくとも反転させる反転機構を備える請求項１に記載の殺菌システム。
  3. 　前記搬送部は、少なくとも前記所定区間の間は、それぞれ搬送方向に沿って延びる複数の棒状部材から構成され、
    　複数の前記棒状部材は、互いに間隔を空けて、前記所定区間にわたり前記被殺菌物の形状に沿う状態で環状に配置され、
    　前記被殺菌物は、複数の前記棒状部材に案内される状態で、複数の前記棒状部材により画定される内部空間中を搬送され、
    　前記反転機構として、前記所定区間の間で、前記内部空間の中心線を回転軸として各前記棒状部材を一律に螺旋状に少なくとも半回転させる請求項２に記載の殺菌システム。
  4. 　前記殺菌装置は、プラズマを発生させて、得られた前記プラズマにより被殺菌物を殺菌するプラズマ殺菌装置から構成され、
    　前記プラズマ殺菌装置には、水蒸気が供給され、
    　前記プラズマ殺菌装置は、発生させた前記プラズマと、供給される前記水蒸気と前記プラズマとが反応して生成される活性酸素と、を前記殺菌剤として吐出するものであり、
    　前記プラズマ殺菌装置における前記殺菌剤を吐出する吐出口は鉛直下向きである請求項２又は３に記載の殺菌システム。
  5. 　前記殺菌機構として、前記所定区間の間に、前記殺菌装置における前記搬送部に対する前記殺菌剤の吐出角度を変化させる請求項１～４のいずれか一項に記載の殺菌システム。
     
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