WO2018051784A1 - 袋詰物品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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WO2018051784A1
WO2018051784A1 PCT/JP2017/030990 JP2017030990W WO2018051784A1 WO 2018051784 A1 WO2018051784 A1 WO 2018051784A1 JP 2017030990 W JP2017030990 W JP 2017030990W WO 2018051784 A1 WO2018051784 A1 WO 2018051784A1
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ultraviolet
thickness
filling material
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新吾 松井
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株式会社トクヤマ
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    • B65B9/00Enclosing successive articles, or quantities of material, e.g. liquids or semiliquids, in flat, folded, or tubular webs of flexible sheet material; Subdividing filled flexible tubes to form packages
    • B65B9/10Enclosing successive articles, or quantities of material, in preformed tubular webs, or in webs formed into tubes around filling nozzles, e.g. extruded tubular webs
    • B65B9/12Subdividing filled tubes to form two or more packages by sealing or securing involving displacement of contents

Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a packaged article in which a filling material having fluidity is packed. Specifically, the present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a packaged article in which an internal filling material is sterilized by ultraviolet rays.
  • UV sterilization unlike sterilization with chemicals, has no residue, is highly safe, and hardly changes the irradiated object. Therefore, it is suitable as a sterilization method for foods and medical products that require safety and security. And it is proposed to use ultraviolet sterilization for sterilization in various scenes.
  • Patent Document 1 discloses that “a flow path through which a sterilized body made of a fluid, the periphery of which is made of a material having a bactericidal action and deep ultraviolet light with a wavelength of 200 to 350 nm, circulates, A light source that emits the deep ultraviolet light that is disposed outside the flow path and has a bactericidal action, and sterilizes the object to be sterilized that circulates in the flow path by irradiating the deep ultraviolet light emitted from the light source
  • the light source includes a plurality of “ultraviolet light emitting elements that emit deep ultraviolet light” on a side surface of a cylindrical or polygonal column substrate, and an optical axis of each ultraviolet light emitting element is cylindrical or An ultraviolet light emitting element-arranged base disposed so as to pass through the central axis of a polygonal columnar base so that the deep ultraviolet rays are emitted radially with respect to the central axis, and a cover formed from a deep ultraviolet transparent material
  • the light source is disposed on the focal axis of a mirror or a parabolic reflecting mirror, and has a condensing deep ultraviolet ray emitting unit that condenses and emits the deep ultraviolet rays emitted radially from the light source.
  • a condensing deep ultraviolet ray emitting unit that condenses and emits the deep ultraviolet rays emitted radially from the light source.
  • Patent Document 2 states that “a method for sterilizing microorganisms in a target object, the step of generating a broad spectrum large intensity short duration polychromatic light pulse, and a pulse of light generated on the target object. Inactivating microorganisms in the target object by illuminating, receiving a part of the light pulse as a measure of the amount of the light pulse irradiating the target object, and the part of the light pulse. Generating an output signal in response to light reception, and determining whether the light pulse is sufficient to inactivate a predetermined level of microorganisms in the target object in response to the generation of the output signal.
  • the broad spectrum polychromatic light has, for example, wavelengths ranging from the far ultraviolet region (200 to 300 nm) to the near ultraviolet region (300 to 380 nm), visible light (380 to 780 nm), and infrared region (780 to 1100 nm).
  • the energy distribution is approximately 25% ultraviolet, 45% visible, and 30% infrared, respectively.
  • the target object is, for example, a so-called parenteral solution, enema solution, or contact lens filled and sealed in a flexible pouch made of an ultraviolet light transmissive resin such as vinyl chloride or polyolefin. “Parenteral or enema package” or “contact lens package”.
  • a thick portion of the above various packages (specifically, around the addition port and / or administration port) and around the center of the package where there are many objects to be sterilized that require processing.
  • sterilization or inactivation of microorganisms suspended in the product contained in the package by distributing a large amount of the broad-spectrum large-intensity short-duration polychromatic light pulse using a reflector or the like It is carried out.
  • Patent Document 3 “in a liquid sterilization method in which a liquid is passed in front of an ultraviolet irradiator and sterilized by irradiating the liquid with ultraviolet rays, the thickness of the liquid at the location irradiated with the ultraviolet rays is determined by the surface of the liquid.
  • UV irradiation in which the survival rate of microorganisms to be sterilized is not more than a predetermined value while limiting the illuminance ratio, which is the ratio of the ultraviolet illuminance at the surface and the ultraviolet illuminance at the farthest point from the surface, to 20% or more.
  • a liquid sterilization method characterized by irradiating ultraviolet rays at an irradiation line intensity or irradiation time obtained at an irradiation site of the ultraviolet rays is described.
  • a pair of ultraviolet irradiators having a straight tube lamp that irradiates light having a wavelength of 254 nm, which are arranged opposite to each other with a drinking water channel interposed therebetween, and There is used a sterilizer having a slit nozzle that is provided and injects drinking water between a pair of ultraviolet irradiators.
  • the control of the thickness of the liquid in the place irradiated with the ultraviolet ray is such that the drinking water introduced from the inlet of the slit nozzle has a film thickness corresponding to the slit width of the slit, and a liquid film having a length corresponding to the slit length. It is done by injecting as
  • the object to be sterilized is liquid, paste, jelly or mousse, it is often used as a packaged article filled in various bags such as pillow bags and pouch bags using a packaging machine. At this time, the objects to be packed are often heat sterilized before filling or after bagging.
  • a device for filling a filling material having fluidity As a device for filling a filling material having fluidity, a device for filling and packaging after processing a film into a bag shape is common.
  • Patent Document 4 discloses that “a filling means for filling the tubular packaging film sent by the feeding means with a flowable package, which is disposed so as to be movable forward and backward with respect to the tubular packaging film, and Means for squeezing the tubular packaging film filled with fluid packaging, transverse sealing means for acting on the tubular packaging film to form a transverse seal, and filling the fluid packaging for the tubular packaging film
  • a controller for controlling a packaging operation from the formation of the horizontal seal to the formation of the horizontal seal, and the ironing means includes a ironing body having a through-hole into which the horizontal sealing means can enter, and on the ironing side of the ironing body.
  • a sheet-like cover that covers at least the through-hole is provided, and the controller controls the feeding means according to a filling amount of the fluid package. Then, the tubular packaging film is fed, the ironing means is advanced to a position where a predetermined gap is left in the tubular packaging film, and the tubular packaging film filled with the fluid package is squeezed In order to fill the gap with the flowable package, the feeding means is reversely operated, the lateral seal means is inserted into the through-hole of the ironing body, the gap is closed via the cover, and the inside of the gap
  • a "fluid packaging filling and packaging machine" is described which comprises applying the transverse sealing means to a portion of the cylindrical packaging film in a state where the fluid packaging is pushed away.
  • Patent Document 5 discloses that “a container for containing a high-viscosity fluid, a fluid supply pipe connected to the container, a filling pusher section for sending the high-viscosity fluid in the container into the fluid supply pipe, and the fluid”
  • a bag-making part for supplying a film to the supply pipe to form a cylindrical bag, and the cylindrical bag formed by the bag-making part when the highly viscous fluid is filled from the fluid supply pipe
  • a filling amount detection device for detecting a filling amount, a closing cutting device for closing and cutting the cylindrical bag when a predetermined filling amount is detected by the filling amount detection device, and a pressing portion of the filling pusher portion
  • a hydraulic cylinder that pushes the high-viscosity fluid into the fluid supply pipe, and a control device that automatically controls adjustment of the delivery pressure of the hydraulic cylinder.
  • Charging with cylinder Calculates the average value of the above-mentioned filling pusher pressure value at a predetermined number of times of the latest filling cycle time, and subtracts a preset cycle time setting value from the above average value.
  • a cycle time fluctuation value and when the cycle time fluctuation value is larger than the allowable upper limit of the cycle time, the cycle time is increased by increasing the filling pusher pressure value in the hydraulic cylinder by the filling pusher fluctuation pressure value.
  • the cycle time fluctuation value is smaller than the cycle time allowable lower limit value, the cycle time is increased by lowering the filling pusher pressure value in the hydraulic cylinder by the filling pusher fluctuation pressure value.
  • a control unit that makes it almost constant Describes a high viscosity fluid filling apparatus "which is characterized in that the.
  • Patent Document 6 states that “after a film fed from a film roll is formed into a cylindrical shape with a former, its seam is vertically sealed, and a packaged article is filled in the vertically sealed cylindrical film.
  • a vertical packaging apparatus configured to form a hermetic bag in which an article to be packaged is stored at a lower end portion of the cylindrical film by horizontally sealing the cylindrical film with horizontal sealing means, wherein the horizontal sealing means.
  • the vibration applying means for contacting the cylindrical film and applying vibration to the packaged object, and the vibration applying means being placed in the cylindrical shape while the packaged article is filled in the cylindrical film.
  • a “vertical packaging apparatus” provided with an advancing / retreating means for retracting the vibration applying means from just before the tubular film is brought into contact with the film and laterally sealed.
  • Japanese Patent No. 5496306 Special table 2000-511497 gazette Japanese Patent Laying-Open No. 2015-62902 Japanese Patent No. 429997 Japanese Patent No. 3784270 JP 2011-251727 A JP 2000-42382 A JP 2012-223670 A JP 2006-237563 A Japanese Patent No. 4332107 JP 2013-534874 A
  • the transmittance of ultraviolet rays varies depending on the type of substance. For example, although the UV transmittance of pure water is relatively high, the UV transmittance is decreased in aqueous solutions in which solutes that absorb UV rays are dissolved and suspensions that contain suspended substances that absorb or scatter UV rays. Varies significantly depending on the type and content of solutes and suspended solids. Specifically, the thickness (light path length: the length of light transmitted through the sample) is 300 mm when the transmittance for ultraviolet rays of 253.7 nm is 10% in distilled water, whereas milk and juice Are known to be 0.07 mm and 0.5-1 mm, respectively.
  • Patent Document 2 by irradiating a wide spectrum large intensity short-time multicolor light emission pulse, and in Patent Document 3, by injecting an object to be sterilized as a liquid film having a film thickness according to the slit width from the slit nozzle.
  • By controlling the film thickness it is possible to sterilize even an object to be sterilized with a low ultraviolet transmittance.
  • patent document 2 since the object to be sterilized is filled and sealed in a container and then sterilized with ultraviolet rays, the above-mentioned problem of recontamination can be prevented.
  • Patent Document 2 requires not only a special control system in order to perform light distribution according to a partial thickness change of the container and contents, but also uses such a system. Even if there is a large capacity package that contains a large amount of objects to be sterilized, due to the complexity of the system, such as uneven thickness of the container or object to be sterilized, the complexity of the spectrum of irradiation light, and the intensity change due to pulsing It is very difficult to carry out uniform UV irradiation. In fact, the capacity of the object to be sterilized in the example of Patent Document 2 is often 10 ml or less, and is 120 ml at the maximum.
  • the film thickness is controlled by spraying the liquid to be sterilized as a liquid film having a film thickness corresponding to the slit width from the slit nozzle. Not only is it difficult to control the liquid at a constant rate, but it is also necessary to eject the liquid from the nozzle at a considerable speed. Therefore, it is difficult to control the flow rate of the liquid to be sterilized, and the processing amount is limited. In addition, there is a problem of ambient contamination due to splashing of liquid and the problem of re-contamination.
  • Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 show that water (H 2 O) or Fe (OH) 2+ generates OH radicals by ultraviolet irradiation, and these OH radical generation reactions.
  • Patent Document 10 it is shown that quantum efficiency is increased when ultraviolet rays having a short wavelength are used, and Patent Document 10 discloses that a water retaining surface capable of holding water in a granular form on a surface is wetted with water droplets and is short from a short distance. It can also be understood from the description of a method for reforming ethylene into ethane and water by irradiating ultraviolet rays of a wavelength to generate OH radicals and ventilating a gas containing ethylene gas to the water retaining surface.
  • the probability that such a problem will occur increases as the ultraviolet light with a very short wavelength is more irradiated to the object to be sterilized by increasing the ultraviolet intensity or narrowing the flow path width.
  • the present invention solves the above-mentioned problems peculiar to ultraviolet sterilization of solutions and suspensions containing organic substances such as beverages and liquid seasonings in which taste, fragrance or flavor is important, and does not reduce the quality of the sterilization. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of efficiently manufacturing a packaged article filled with an article to be filled with certainty.
  • a flexible bag having ultraviolet permeability that has a downstream end closed and an opening on the upstream side is filled with fluidity from the opening on the upstream side.
  • the portion to be filled passes through the flexible bag in contact with the inner surface or stays at least temporarily in the flexible bag in contact with the inner surface.
  • the thickness of the filling material in Characterized in that it comprises a UV irradiation step of irradiating ultraviolet rays to the object to be filling from the outside of the flexible bag Te.
  • the method for producing a packaged article of the present invention is any one of the following (1) to (3).
  • the ultraviolet irradiation step is performed before the closing step, and the blocking step sets the planned cutting position to a portion filled with the filling material irradiated with ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation step.
  • a process a step of setting the closed area, and before closing the closed area, the closed area is handled, and the filling material existing inside the flexible bag in the closed area is disposed upstream and And / or a handling step of moving to the downstream side, wherein the amount of the filling material existing in the flexible bag downstream of the closed region after the handling step is determined in advance.
  • the method for producing a packaged article according to the present invention is characterized in that the predetermined amount is set.
  • the ultraviolet irradiation step is performed before the blocking step, and the blocking step sets the planned cutting position at a portion not filled with the filling material irradiated with ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation step.
  • the ultraviolet irradiation step is performed after the blocking step, and in the ultraviolet irradiation step, ultraviolet rays are irradiated over the entire filled material while moving a position that limits the thickness of the filled material.
  • the flexible bag is transparent to ultraviolet rays in a wavelength region of 253 nm or more and 280 nm or less, and in the ultraviolet irradiation step, ultraviolet rays in a wavelength region of 253 nm or more and 280 nm or less are used. Is preferably irradiated selectively.
  • ultraviolet rays are irradiated from the outside of the flexible bag from one direction or two opposite directions, and the thickness of the filling material is irradiated from the one direction or the two directions. It is preferable to include limiting to be equal to or less than the sum of effective optical path lengths of ultraviolet rays.
  • the effective optical path length is defined as the thickness of the filling layer at which the irradiance of transmitted ultraviolet light is 0.01 mW / cm 2 when the irradiated ultraviolet rays are transmitted through the filling layer.
  • the device for manufacturing a packaged article according to the present invention includes a feeding unit that feeds a cylindrical flexible bag having ultraviolet transparency toward the downstream side, and the cylindrical flexibility that is fed by the feeding unit.
  • the portion to be filled passes through the inside of the cylindrical flexible bag in contact with the inner surface thereof, or stays at least temporarily in contact with the inner surface of the cylindrical flexible bag.
  • the thickness of the thickness regulation region that is at least a part of In the thickness regulating region, the shape of the cylindrical flexible bag in which an object to be filled exists is a flat plate or flat sheet in which two main surfaces face each other in parallel or substantially in parallel with the predetermined thickness.
  • a thickness regulating means that is deformed into a shape, and at least one of the two main surfaces of the thickness regulating region that is transformed into a flat plate shape or a flat sheet shape by the thickness regulating means, and the thickness And ultraviolet irradiation means for irradiating the filling material inside the regulation region with ultraviolet rays.
  • the object to be filled is filled in a flexible bag having ultraviolet transparency, and sterilized by irradiating ultraviolet rays from the outside of the flexible bag. Can be prevented. Further, the filling object does not come into contact with the ultraviolet light emitting part (for example, window material) of the ultraviolet irradiation device or ultraviolet sterilization apparatus, and the ultraviolet light emitting part is not soiled. Therefore, it is not necessary to perform disassembly and cleaning, and a clean state (a state in which the efficiency of ultraviolet irradiation is high) can always be maintained with a simple operation (for example, a wiping operation for light dirt such as adhesion of dust).
  • a simple operation for example, a wiping operation for light dirt such as adhesion of dust.
  • ultraviolet rays in a wavelength region of 253 nm or more and 280 nm or less are selectively irradiated.
  • a solution containing an organic substance or a suspension containing an organic substance such as a beverage or liquid seasoning in which taste, fragrance or flavor is important, is sterilized with ultraviolet light without impairing the taste, fragrance or flavor. It can be performed.
  • the flexible bag is composed of a film or sheet having a uniform thickness. According to such an embodiment, it is possible to perform uniform ultraviolet irradiation without using a complicated control system; it is also easy to control the thickness (width) of an object to be filled in a region irradiated with ultraviolet light. By performing UV irradiation with a reduced thickness, UV irradiation can be reliably performed even when a UV-LED is used.
  • the method for manufacturing a packaged article according to the present invention further includes an ultraviolet shielding process in which an ultraviolet shielding process is performed on the outer surface of the packaged article filled with an ultraviolet sterilized filling material. According to this embodiment, it is possible to prevent deterioration of the contents (sterilized filling material) due to ultraviolet rays from nature and deterioration of the flexible bag serving as a container.
  • retort foods In so-called retort foods, it is necessary to sterilize under pressure and heat after enclosing the food in a retort pouch. In addition, pillow-packed beverages are often sterilized by heat before packaging. Since pressurization and heating are not required in the method for manufacturing a packaged article of the invention, it is possible to sterilize filling materials such as fresh food such as raw milk and fermented milk, fresh soy sauce, and fresh sake that cannot be heated or pressurized.
  • the bagged article manufacturing method of the present invention can be performed efficiently and can be automated. When manufacturing, it can use suitably.
  • a filling material having fluidity from an opening on the upstream side is placed in a flexible bag having ultraviolet transmittance, the downstream end of which is closed and an opening on the upstream side.
  • a filling step for filling, a closing step for closing a closing region including a predetermined cutting scheduled position and the vicinity of the upstream side and the vicinity of the downstream side of the flexible bag filled with the filling material in the filling step In the cutting step of cutting the flexible bag at the planned cutting position in the closed region closed in the closing step, and in the process of filling the object to be filled in the flexible bag in the filling step or After completion of the filling process, the filling material passes through the inside of the flexible bag in contact with the inner surface or stays at least temporarily in the flexible bag in contact with the inner surface. Limit the thickness of the material to be filled. Characterized in that it comprises a UV irradiation step of irradiating ultraviolet rays to the object to be filling from the outside of sexual bag.
  • the material to be filled in the present invention is not particularly limited as long as it has fluidity and can be filled into a flexible bag, but because the effect of the production method of the present invention is remarkable, A liquid, paste-like, jelly-like or mousse-like filling material containing an aqueous solution or aqueous suspension containing an organic substance (for example, sugars or ester compounds) where taste, aroma and / or flavor are important,
  • the material to be filled has a thickness (optical path length: a length that allows light to pass through the sample) when the transmittance with respect to ultraviolet rays of 253.7 nm is 10% is 100 mm or less and 0.001 mm or more. .
  • the thickness (optical path length) is more preferably 10 mm or less, and particularly preferably 0.001 mm or more.
  • Examples of such filling materials include fluid foods (including beverages), cosmetics, quasi drugs, and pharmaceuticals.
  • the food include liquid foods, liquid seasonings, edible oils, alcoholic beverages, beverages, yogurt, ice cream, and jelly.
  • examples of cosmetics include cosmetics for skin, such as cosmetic liquids, lotions, creams, milky lotions, face wash, cosmetics for finishing such as foundations and makeup bases, perfumes, and colognes.
  • Examples of quasi-drugs include nutritional drinks, toothpastes, and hair care products.
  • Examples of pharmaceuticals include eye drops, various drops, various injections, and various ointments. Among these, those that are not suitable for pressure heat sterilization (for example, raw milk, fresh juice, fresh sake, draft beer, raw soy sauce, etc.
  • nitrate nitrogen compounds for example, nitrous acid or nitric acid salts or esters
  • a promoting effect for example, tomato juice and vegetable juice.
  • the flexible bag used in the present invention is preferably composed of a film or sheet having a uniform thickness made of a resin that transmits ultraviolet rays, particularly ultraviolet rays having a wavelength region of 253 nm to 280 nm.
  • the ultraviolet transmissive resin may be any resin that is at least transparent to ultraviolet rays having a wavelength of 253 nm or more and 280 nm or less. Examples of such a resin include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and polymethylterpene, or polyolefin resins.
  • Fluorine resins such as copolymer resin, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, (meth) acrylic resin, epoxy resin, alicyclic polyimide resin, polyamide resin, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol resin (Both are preferably those which do not contain additives such as ultraviolet absorbers and plasticizers that absorb ultraviolet rays irradiated in the ultraviolet irradiation step).
  • these resins it is preferable to use a polyolefin resin or a polyolefin copolymer resin having high heat sealability.
  • These ultraviolet light transmitting resins may be used alone or in a composite form such as a laminate.
  • the ultraviolet transmittance of the resin film data is described in Non-Patent Documents 3 and 4 and the like.
  • the flexible bag has an opening on the upstream side (the side for supplying the filling material) when filling the filling material, and the end on the opposite side (downstream side) is closed (for example, by heat sealing).
  • a bag is usually a film wound in a roll shape in the longitudinal direction (flow direction from upstream to downstream) when filling using a filling machine, as described in Patent Documents 4 to 6.
  • a guide at a part called a bag making part or a former attached to the filling machine and then a vertical seal also attached to the filling machine. It is vertically sealed by means to form a cylinder.
  • the film or sheet constituting the flexible bag preferably has a uniform thickness, and the uniformity is ⁇ 10% or less, particularly ⁇ 5% or less in terms of the variation rate with respect to the average thickness. preferable. Further, the average thickness is preferably thin as long as it has a strength capable of holding the contents.
  • the average thickness of the container material is preferably 5 ⁇ m to 1 mm, more preferably 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, and particularly preferably 20 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the transmittance of the film or sheet with respect to the irradiated ultraviolet rays is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and most preferably 75% or more.
  • the film or sheet is preferably an ultraviolet ray transmissive film made of a heat sealable resin or an ultraviolet ray transmissive laminated resin film including a heat sealable resin layer from the viewpoint that heat sealing is possible.
  • an ultraviolet permeable laminated resin film containing a heat-sealable resin layer the film currently disclosed by patent document 11 can be mentioned, for example.
  • the filling material is formed in the flexible bag after filling the flexible bag in the filling step or after the filling step.
  • the inside of the flexible bag is restricted from the outside of the flexible bag by limiting the thickness of the filling material in the portion that passes through the inside in contact with the inner surface or stays at least temporarily in the flexible bag. It has the greatest feature in that the object to be filled is irradiated with ultraviolet rays, and the other details of the filling process, the closing process, and the cutting process other than the above are the specific contents to be performed in each of these processes.
  • the filling step includes a container for containing a highly viscous fluid (filled material), a fluid (filled material) supply pipe connected to the container, A high-viscosity fluid (filled material) in the container is fed into the fluid (filled material) supply pipe, and a filling pusher section is used to control the filling amount from the fluid supply pipe. This can be done by filling a predetermined amount of high-viscosity fluid (filled material) into a cylindrical bag formed by the bag portion.
  • the method of the present invention preferably further includes a dissolved oxygen reducing / removing step of reducing or removing dissolved oxygen contained in the filling material before the ultraviolet irradiation step.
  • the dissolved oxygen reduction / removal step can be performed after the filling step, before the closing step, and before the ultraviolet irradiation step. In one embodiment, the dissolved oxygen reduction / removal step can be performed before the filling step.
  • a method for reducing or removing dissolved oxygen contained in the filling material for example, a method of bubbling a gas inert to the filling material is preferably employed.
  • the gas inert to the filling material include nitrogen gas, argon gas, hydrogen gas, and combinations thereof.
  • the filling material may be freeze-degassed. Freeze deaeration may be performed instead of bubbling, or may be performed in combination with bubbling.
  • the closing step and the cutting step can be performed by a device similar to the closing cutting device in the high-viscosity fluid filling device described in Patent Document 5, for example.
  • the blockage cutting device is disposed horizontally on the handling portion having a pair of handling rollers for handling the filled bag and on the cylindrical bag. A horizontal seal portion for sealing, and a cut portion for cutting a laterally sealed portion of the bag.
  • these steps can also be performed by means similar to the ironing (handling) means and the lateral sealing means in the fluid packaging filling and packaging machine described in Patent Document 4.
  • the ironing means includes a ironing body having a through-hole into which the lateral sealing means can enter, and a sheet-like cover that covers at least the through-hole on the ironing side of the ironing body.
  • the controller which controls packaging operation
  • the lateral sealing means is inserted into the through-hole of the ironing body, the gap is closed through the cover, and (iv) the fluid package in the gap is pushed away.
  • the said horizontal sealing means is made to act on the part of the said cylindrical packaging film of a state. Further, the horizontal sealing means is provided with a cutter for cutting the cylindrical packaging film, and the cylindrical packaging film can be cut through a slit provided in the sheet-like cover.
  • the ironing (handling) means and the lateral sealing means described in Patent Document 4 can also be called handling / blocking / cutting units that can exhibit a handling function, a closing function, and a cutting function in a series. In the present invention, it is preferable to use such unitized means.
  • the portion to be filled passes through the inner surface of the flexible bag or stays at least temporarily on the inner surface of the flexible bag.
  • the maximum feature is that the ultraviolet irradiation step of irradiating the filling material with ultraviolet rays from the outside of the flexible bag while limiting the thickness of the filling material is performed before or after the closing step.
  • the ultraviolet irradiation step is performed before the closing step, and the blocking step is performed by irradiating the planned cutting position with ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation step.
  • the step of setting the portion filled with the object to be filled, the step of setting the closed region, and before closing the closed region, handle the closed region, and the flexible bag in the closed region A handling step of moving the filling material existing in the inside of the flexible bag to the upstream side and / or the downstream side, wherein the closed region is the inside of the flexible bag downstream from the handling region after the handling step (2)
  • the ultraviolet irradiation step is performed before the closing step, and the closing step sets the planned cutting position.
  • UV irradiation Or (3) performing the ultraviolet irradiation step after the closing step, and in the ultraviolet irradiation step, the filling is performed. While moving the position that limits the thickness of the object, it is preferable to irradiate the filled material with ultraviolet rays.
  • the thickness of the filling material in a portion where the filling material passes through or at least temporarily stays in contact with the inner surface of the flexible bag is provided with a predetermined gap.
  • a pair of press rolls provided so as to oppose each other, at least part of the region where the filling object passes through or at least temporarily stays in contact with the inner surface of the cylindrical flexible bag It can carry out suitably by pinching with the outer peripheral surface of a press roll.
  • the cylindrical flexible bag in which the material to be filled is present has the shape of which two main surfaces are the predetermined It is deformed into a flat plate shape or a flat sheet shape that are parallel or substantially parallel to each other in thickness (hereinafter, the region thus deformed is also referred to as a “thickness restricting region”).
  • the filling material is irradiated with ultraviolet rays that have passed through the film or sheet.
  • ultraviolet rays are irradiated while regulating the thickness of the filling material in the thickness regulating region, which is a region to be irradiated with ultraviolet rays (hereinafter also referred to as “ultraviolet irradiation region”). This ensures that a sufficient amount of ultraviolet rays are irradiated to the filling material passing through the ultraviolet irradiation region.
  • the filling material moves relative to the ultraviolet irradiation region within the thickness regulation region, and the entire filling material is irradiated with ultraviolet light.
  • the thickness (width) of the thickness defining region is 0.01 (mW / cm 2 ) or more, particularly preferably 0.03 (mW) in the thickness direction of the region in the ultraviolet irradiation region, and the ultraviolet irradiance at an arbitrary position is 0.01 (mW / cm 2 ) or more. / Cm 2 ) or more, and most preferably 0.05 (mW / cm 2 ) or more.
  • the value of the irradiance: 0.01 mW / cm 2 , 0.03 mW / cm 2, or 0.05 mW / cm 2 is not critical for the numerical value itself, and is an industrially practical treatment. It is an index determined from the viewpoint that an effective bactericidal effect can be obtained in time (ultraviolet irradiation time).
  • the thickness (width) in the ultraviolet irradiation region of the thickness regulating region is determined.
  • (I) is less than or equal to the effective optical path length of the ultraviolet ray to be irradiated when the ultraviolet ray is irradiated from one ultraviolet irradiation device arranged to face one of the two main surfaces of the thickness regulating region.
  • the two main surfaces of the thickness regulating region are irradiated with ultraviolet rays from two ultraviolet irradiation devices arranged so as to oppose the main surfaces, respectively, It is preferably less than or equal to the sum of effective optical path lengths.
  • the effective optical path length means that the irradiance of the transmitted ultraviolet light when the irradiated ultraviolet light (having a specific intensity at the time of emission) passes through the layer to be filled is 0.01 mW / cm 2. Defined as the layer thickness of the fill.
  • the effective optical path length is sometimes referred to as the effective optical path length of the ultraviolet light emitting surface.
  • the film or sheet on the ultraviolet irradiation side of the flexible bag filled with the filling material and the layer of the filling material are transmitted.
  • the irradiance of the transmitted ultraviolet rays may be 0.01 (mW / cm 2 ) or more, preferably 0.03 (mW / cm 2 ) or more, and most preferably 0.05 (mW / cm 2 ) or more. .
  • the irradiance of ultraviolet rays at the central portion in the thickness direction in the flexible bag is 0.01 ( mW / cm 2 ) or more, preferably 0.03 (mW / cm 2 ) or more, and most preferably 0.05 (mW / cm 2 ) or more.
  • Step S101 of filling an object to be filled in an ultraviolet-transmissive optical measurement cell having a predetermined optical path length hereinafter sometimes simply referred to as “cell”
  • cell an ultraviolet-transmissive optical measurement cell having a predetermined optical path length
  • B The ultraviolet light emitting surface of the ultraviolet irradiation device is in close contact with the cell with a film or sheet of the same material and thickness as the flexible bag, and the same light emission from the ultraviolet light emitting surface as in the ultraviolet irradiation step.
  • the relationship between the irradiance of the transmitted ultraviolet rays and the optical path length follows the Lambert-Beer law.
  • I 0 is the irradiance of ultraviolet light having a wavelength ⁇ before entering the medium
  • is a proportionality constant (absorption coefficient) determined in accordance with the object to be filled and the wavelength ⁇ peak .
  • Equation (1) can be transformed into the following equation (2).
  • logI 1 ⁇ L + logI 0 (2) Therefore, by obtaining a plurality of pairs of the logarithm of the transmitted ultraviolet irradiance I 1 at the main peak wavelength ⁇ peak and the optical path length L of the cell, the transmitted ultraviolet irradiance I 1 and the optical path length L at the main peak wavelength ⁇ peak Can be obtained as a regression line (the above (d) step S104). For example, a known method such as a least square method can be used to calculate the regression line.
  • step (b) a film or sheet having the same material and thickness as the ultraviolet transmissive part of the flexible bag is interposed in the actual ultraviolet irradiation step. This is because the material to be filled is attenuated and passed through the partition wall, sheet, or film that partitions the outside and the inside.
  • the transmitted ultraviolet ray irradiance I 1 When the irradiance I 1 is 0.01 (mW / cm 2 ) when the ultraviolet ray is emitted with the intensity actually irradiated in the ultraviolet irradiation step, which is obtained from the relationship, optical path length L of, it comes to the effective optical path length L a of the condition.
  • Such a method makes it possible to perform highly accurate estimation, but it is preferable to finally perform confirmation under actual use conditions in an actual machine. As long as the conditions are stable, the results will not change.Therefore, it is not necessary to make such a check every time.It is usually necessary to start the system and change the conditions. What is necessary is just to perform regularly after a fixed period.
  • UV-LED ultraviolet light emitting diode
  • DUV-LED deep ultraviolet light emitting diode
  • a method of irradiating strong ultraviolet rays over the entire surface of the flexible bag to be irradiated with ultraviolet rays a method of increasing the irradiance using condensing, or using a step-up DC-DC converter or a charge pump is high.
  • a method in which a forward current is passed to increase the light emission output (in this case, pulse light emission may be used as necessary) can be preferably employed.
  • the ultraviolet irradiation step it is preferable to selectively irradiate the filling material with ultraviolet rays in a wavelength region of 253 nm to 280 nm, preferably 260 nm to 280 nm.
  • ultraviolet rays in a wavelength region of 253 nm or more and 280 nm or less, more preferably 260 nm or more and 280 nm or less, high-energy ultraviolet rays can be obtained while obtaining the maximum bactericidal effect by damaging bacterial DNA. Since it is possible to suppress the generation of active species such as OH radicals and ozone by acting on water and dissolved oxygen contained in the liquid to be sterilized, the quality of the filling material can be maintained.
  • selectively irradiating ultraviolet rays in a wavelength region of 253 nm or more and 280 nm or less, preferably 260 nm or more and 280 nm or less means that the abscissa axis indicates the wavelength (nm) and the ordinate axis indicates the relative emission intensity (W / cm).
  • the sum of the relative intensities of ultraviolet rays in the wavelength region of 253 nm or more and 280 nm or less, preferably 260 nm or more and 280 nm or less is 70% or more of the sum of the relative intensities of all wavelength regions, preferably 80% or more. Preferably it means 90% or more.
  • the sum of the relative intensities in the wavelength region of 250 nm or less is preferably 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less of the sum of the relative intensities in all the wavelength regions, and 220 nm or less.
  • the sum of the relative intensities in the wavelength region is 7% or less, preferably 3% or less, more preferably 1% or less, of the sum of the relative intensities in all the wavelength regions.
  • the sum of the ultraviolet intensities in the wavelength region of 300 nm or more is 7% or less, preferably 3% or less, more preferably 1% of the sum of the relative intensities in all the wavelength regions. % Or less is preferable.
  • the irradiation light in an ultraviolet irradiation process may contain visible light, it is preferable that it does not contain visible light.
  • the spectrum of the irradiated ultraviolet rays is preferably in the following order (1) to (6), and (6) is most preferable.
  • the sum of the relative intensities of ultraviolet rays in the wavelength region of 253 nm or more and 280 nm or less is 70% or more of the sum of the relative intensities of all the wavelength regions, and the sum of the relative intensities of the wavelength regions of 250 nm or less is relative to all the wavelength regions.
  • a spectrum that is 10% or less of the sum of intensities, and the sum of UV intensities in the wavelength region of 300 nm or more is 7% or less of the sum of relative intensities in all wavelength regions;
  • UV in the wavelength region of 260 nm or more and 280 nm or less The total sum of relative intensities is 70% or more of the sum of relative intensities in all wavelength regions, the sum of relative intensities in the wavelength regions of 250 nm or less is 10% or less of the sum of relative intensities in all wavelength regions, and is 300 nm or more.
  • the sum of the relative intensities is 80% or more of the sum of the relative intensities in the whole wavelength region, the sum of the relative intensities in the wavelength region of 250 nm or less is 5% or less of the sum of the relative intensities in all the wavelength regions, and is 300 nm or more.
  • the sum of relative intensities in the wavelength region of 250 nm or less is 5% or less of the sum of the relative intensities in all the wavelength regions
  • the sum of the ultraviolet intensities in the wavelength region of 300 nm or more is the total wavelength region (5)
  • the sum of the relative intensities of ultraviolet rays in the wavelength region of 253 nm or more and 280 nm or less is 90% or more of the sum of the relative intensities of all the wavelength regions.
  • the sum of the relative intensities in the wavelength region of 250 nm or less is 3% or less of the sum of the relative intensities in the entire wavelength region
  • the sum of the ultraviolet intensities in the wavelength region of 300 nm or more is the sum of the relative intensities of all the wavelength regions.
  • a method using an optical filter that absorbs or reflects ultraviolet rays in a wavelength region other than the wavelength region to be irradiated, or irradiates by extracting ultraviolet rays having a specific wavelength with a monochromator uses an ultraviolet light emitting diode (UV-LED, which is also a deep ultraviolet light emitting diode: DUV-LED because the ultraviolet light in the above wavelength region is also a deep ultraviolet light) designed to emit ultraviolet light in a specific wavelength region.
  • UV-LED ultraviolet light emitting diode
  • DUV-LED deep ultraviolet light emitting diode
  • UV-LED ultraviolet-LED
  • excellent features such as instantaneous start-up, low-power drive, long life, no mercury, etc. Therefore, it is preferable to use a UV-LED (DUV-LED) having a main peak in a wavelength region of 253 nm to 280 nm, preferably 260 nm to 280 nm and having the above-mentioned emission spectrum as a light source.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing a packaged article according to an embodiment of the present invention.
  • the ultraviolet irradiation step is performed before the closing step, and in the closing step, the to-be-cut position is the filling object irradiated with ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation step.
  • the closed area is handled, and the filling material existing inside the flexible bag in the closed area is disposed upstream and / or
  • the handling step when performing the handling step, the amount of the filling material existing in the flexible bag downstream of the handling region after the handling step
  • the predetermined amount is set in advance.
  • FIG. 1 shows a state in which a packaged article 600 is manufactured in a continuous manner using the filling and packaging machine 200.
  • the filling and packaging machine 200 is a device for manufacturing a packaged article according to an embodiment of the present invention.
  • (a) sets the flexible bag 100 which has an ultraviolet-transmitting property first, and is the state immediately before starting the filling of the to-be-filled object 500 for the first time, (b) performing the ultraviolet irradiation process.
  • the operations (b) to (d) are repeated as one cycle.
  • the filling and packaging machine 200 includes a feeding means and a bag making unit or a former (not shown), so that a film (not shown) as a raw material for the flexible bag 100 having a cylindrical ultraviolet ray permeability can be vertically formed.
  • Vertical sealing is performed using a sealing machine (not shown), and the tubular flexible bag 100 is sent out so as to pass through the gap of the press roll 220 of the thickness regulating means 210.
  • the filling material 500 is supplied from the filling material supply pipe (not shown) inserted into the opening 120 formed in the bag making section or the former, and the filling material 500 is placed in the flexible bag 100. Fill.
  • the filling material 500 is sent out from a filling material tank (not shown) to the filling material supply pipe by a pump or a filling pusher.
  • the filling and packaging machine 200 includes a thickness regulating means 210, and the thickness regulating means 210 has a pair of thickness control press rolls 220 facing each other at a predetermined interval at a total of two locations on the upstream side and the downstream side. Two pairs (200a, 200b) are provided for each pair.
  • a region between the upstream thickness control press roll 220 a and the downstream thickness control press roll 220 b is a thickness regulating region 130.
  • the cylindrical flexible bag 100 in which the filling object 500 is present has two main surfaces, that is, a first main surface 131 and a second main surface 132. Is deformed into a flat plate shape or a flat sheet shape facing the parallel or substantially parallel with the predetermined thickness.
  • two ultraviolet irradiation devices 300 and 300 are installed so as to face the first main surface 131 and the second main surface 132, respectively.
  • the filling material 500 that passes through the ultraviolet transmission region is irradiated with ultraviolet rays.
  • the gap between the pair of thickness control press rolls 220 facing each other is controlled to be equal to or less than the sum of the effective optical path lengths of the ultraviolet rays emitted from the two ultraviolet irradiation devices 300 and 300.
  • a handling means 400 including a handling roll 410 and a handling member 430 of the handling / blocking / cutting unit 420 is disposed so as to be able to advance and retreat.
  • the handling / blocking / cutting unit 420 is a device that is unitized so that the handling process, the blocking process, and the cutting process can be performed by one apparatus, as in the “squeezing means” in Patent Document 4.
  • a handling member 430, a horizontal sealing means 440, and a horizontal cutting means (knife) 450 are provided.
  • the handling / closing / cutting unit 420 and the handling roll 410 are normally on standby at a position retracted from the main surface of the flexible bag 100, and before the state shown in FIG.
  • the flexible bag 100 moves forward toward the main surface of the flexible bag 100 to a predetermined level. Placed in position.
  • the handling / blocking / cutting unit 420 and the handling roll 410 are moved forward and disposed at predetermined positions, the handling / blocking / cutting unit 420 operates in the same manner as the “squeezing means” described in Patent Document 4, A cutting process is performed.
  • the cutting region 140 that is predetermined in the handling process and the closing region 150 including the vicinity of the upstream side and the vicinity of the downstream side are handled while moving the handling part 430, and the flexible bag 100 in the closing region 150 is moved.
  • the closed region 150 is closed (sealed) by the horizontal sealing means 440, and the planned cutting position 140 by the horizontal cutting means (knife) 450. Disconnect.
  • the packaged article 600 is separated, and the production of the packaged article 600 is completed.
  • the downstream end closing (seal) portion 110 FIG.
  • FIG. 1A shows a state immediately before the flexible bag 100 is first set and the filling of the filling object 500 is started for the first time.
  • the flexible bag 100 is sent to a position where a predetermined amount of the object to be filled 500 can be filled into the flexible bag 100 after the downstream end closing (seal) portion 110 has passed the portion that becomes the thickness regulation region 130 and stopped. To do.
  • the filling material 500 is irradiated with the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiation device 300 while the thickness is restricted in the thickness restriction region 130.
  • the width (thickness) of the thickness regulating region 130 is set to be equal to or less than the effective optical path length of the ultraviolet rays radiated from both sides, a sufficient amount of ultraviolet rays is reliably irradiated to the filling material 500 passing through the thickness regulating region 130. Is done.
  • the filling rate it is preferable to adjust the filling rate so that a sufficient integrated dose (unit: mJ / cm 2 ) can be obtained according to the irradiation intensity of ultraviolet rays and the width of the thickness regulating region 130. By doing so, all of the filling object 500 that has passed through the ultraviolet irradiation region is surely sterilized by ultraviolet rays.
  • the handling means 400 automatically advances and is disposed at a predetermined position, and the handling process, the closing process, and the cutting process are performed. Done. During this time, the object to be filled does not come into contact with the outside air, so that recontamination can be prevented. During this time, the ultraviolet irradiation may be continued or stopped, but the time required for these steps is short, so it is preferable to continue.
  • the packaged article 600 separated by the cutting process is collected and the flexible bag 100 is sent out to a predetermined position. During this time, when the filling material passes through the ultraviolet irradiation region, ultraviolet irradiation is performed. Moreover, you may perform filling operation according to ultraviolet irradiation.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a packaged article according to another embodiment of the present invention.
  • the ultraviolet irradiation step is performed before the closing step, and in the closing step, the to-be-cut position is the filling target irradiated with ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation step.
  • the embodiment (1) is effective for filling materials with high viscosity
  • the embodiment (2) is suitable for filling materials such as liquids with low viscosity.
  • the filling and packaging machine 200 ′ shown in FIG. 3 basically has the same configuration as that of the filling and packaging machine 200 shown in FIG. 1, and an ultraviolet irradiation device 300 is installed so as to be able to advance and retract, and an ultraviolet irradiation process is performed. It is retracted before the closing process and the cutting process are completed, and the handling / closing / cutting unit 420 is advanced instead, so that the blocking process and the cutting process can be performed in the thickness regulation region 130, and The difference is that there is no roll.
  • the filling material 500 made of a low-viscosity liquid or the like has a good so-called “cut” (it is difficult for the filling material to remain in the thickness regulation region after passing through the thickness regulation region). After filling a predetermined amount of the filling material 500, aseptically treated air or nitrogen gas can be introduced from a gas introduction pipe (not shown) arranged side by side with a filling material supply pipe (not shown).
  • the filling object 500 is filled in the same manner as in FIGS. 1A and 1B.
  • the filling process is started immediately, so that it has ultraviolet transparency. Filling is performed while feeding the flexible bag 100. Further, after filling a predetermined amount, the supply of the filling object 500 is stopped, the gas is introduced while the flexible bag 100 is being sent out, and the gas is also introduced to the downstream side of the closed region 150 (including the planned cutting position 140).
  • a planned cutting position 140 is set in a portion where the filling material irradiated with ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation step is not filled. Then, as shown in FIG. 3D, a closing process and a cutting process are performed by a handling / closing / cutting unit 420 that is disposed forward instead of the retracted ultraviolet irradiation device 300, and FIG. As shown, the separated packaged article 600 'is collected.
  • FIG. 4 is a schematic view for explaining a method for manufacturing a packaged article according to another embodiment of the present invention.
  • the ultraviolet irradiation step is performed after the closing step, and in the ultraviolet irradiation step, the filled filling material is moved while moving the position that defines the thickness of the filling material. Irradiate the whole object with ultraviolet rays.
  • the packaged article 600 ′′ manufactured without performing the ultraviolet irradiation process is subjected to an ultraviolet irradiation process as a subsequent process, and the ultraviolet rays of the filling object 500 filled in the packaged article 600 ′′. Sterilize. As shown in FIG.
  • the packaged article 600 ′′ is sandwiched between a pair of upstream flow rolls 240 for fluid flow that are opposed to each other, and is applied by a guide plate (guide) 230 while being pressed. , And sent to the gap between the pair of thickness control press rolls 220 '.
  • the ultraviolet irradiation device 300 ′ is activated and ultraviolet irradiation is started.
  • the thickness regulating region 130 ′′ moves relative to the packaged article 600 ′′, and the filling object 500 inside is irradiated with ultraviolet rays.
  • the to-be-filled material 500 existing inside the portion that becomes the thickness-regulating region 130 ′′ is pushed upstream, but is pushed back by the upstream-side press roll 240 for filling material flow, and the thickness-regulating region.
  • Stable ultraviolet irradiation can be performed by adjusting the moving speed of the thickness regulating region 130 ′′ and the clamping pressure of the upstream press roll 240 for flowing the filling material.
  • a downstream press roll 250 for flowing the filling material is provided downstream from the thickness regulation region 130 ′′, and the relative movement of the thickness regulation region 130 ′′ with respect to the packaged article 600 ′′ is changed in direction. By repeating, more reliable ultraviolet sterilization can be performed.
  • the upstream side press roll 240 filled side
  • the downstream side press roll 250 (with no clamping pressure applied to the upstream side press roll 240). What is necessary is just to apply a pinching pressure to the downstream press roll 250) for flowing the filling material.
  • the packaged article obtained in the method for producing a packaged article of the present invention can be distributed as a product as it is.
  • the method for manufacturing a packaged article of the present invention is applied to the outer surface of the packaged article. It is preferable to further include an ultraviolet shielding step for performing an ultraviolet shielding treatment.
  • the ultraviolet transmissive portion of the flexible bag may be covered with an ultraviolet opaque material.
  • the coating method include a method of printing using ultraviolet impermeable ink, a method of surface coating with an ultraviolet impermeable coating agent, and a method of attaching (laminating) an ultraviolet impermeable film.
  • the method for producing a packaged article of the present invention is suitably applied to the production of a packaged article in which a food, cosmetic, quasi-drug, or pharmaceutical product having fluidity that has been sterilized by ultraviolet rays is enclosed in a flexible bag. be able to.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Flexible bag which has ultraviolet transmissivity 110 ... Downstream end obstruction
  • Handling / blocking / cutting unit 430 ... Handling member 440 ... Horizontal sealing means 450 ... Horizontal cutting means (knife) 500: Filling material 600, 600 ′, 600 ′′: Bag-packed article 610, 610 ′, 610 ′′: Upstream end closing (seal) portion 620, 620 ′, 620 ′′ ... Downstream end blockage (seal)

Abstract

下流端が閉塞され上流側に開口を有する、紫外線透過性を有する可撓性袋の内部に、上流側の開口から流動性を有する被充填物を充填する充填工程と;充填工程で被充填物が充填された可撓性袋の、予め定めた切断予定位置並びにその上流側近傍及び下流側近傍を含む閉塞領域を閉塞する閉塞工程;閉塞工程で閉塞された閉塞領域内の切断予定位置で可撓性袋を切断する切断工程と;充填工程で被充填物を可撓性袋の内部に充填する過程中又は充填工程終了後に、被充填物が、可撓性袋の内部をその内面と接して通過するか又は可撓性袋の内部にその内面と接して少なくとも一時的に滞在する部分における被充填物の厚みを制限して可撓性袋の外部から被充填物に紫外線を照射する紫外線照射工程とを含む、袋詰物品の製造方法。

Description

袋詰物品の製造方法及び製造装置
 本発明は、流動性を有する被充填物を袋詰した袋詰物品の製造方法及び製造装置に関する。詳しくは、内部の被充填物が紫外線殺菌された袋詰物品の製造方法及び製造装置に関する。
 紫外線殺菌は、薬剤による殺菌とは異なり、残留する物がなく、安全性が高く、被照射物にはほとんど変化を与えない。そのため、安心と安全性を求められる食品や医療品などに対する殺菌方法として適している。そして、紫外線殺菌を様々な場面での殺菌に用いることが提案されている。
 例えば、特許文献1には、「殺菌作用を有する200~350nmの波長の深紫外線に対する透過性を有する材料で周囲が構成された、流体からなる被殺菌体が流通するための流路と、該流路の外部に配置され、殺菌作用を有する前記深紫外線を出射する光源と、を有し、前記流路内を流通する被殺菌体に該光源から出射する前記深紫外線を照射することにより殺菌を行う紫外線殺菌装置であって、前記光源は、円筒状若しくは多角柱状の基体の側面上に複数の“深紫外線を発光する紫外線発光素子”を、各紫外線発光素子の光軸が前記円筒状若しくは多角柱状の基体の中心軸を通るように配置して、前記深紫外線が前記中心軸に対して放射状に出射されるようにした紫外線発光素子配置基体と、深紫外線透過性材料から形成されるカバーと、を有し、当該カバーは、前記紫外線発光素子配置基体を覆うと共に内部に不活性ガス又は乾燥空気を封入するようにして前記紫外線発光素子配置基体に気密に装着されており、前記円筒状若しくは多角柱状の基体の内部に冷却用媒体用流路を形成して当該冷却用媒体用流路に冷却用媒体を流通させるようにした深紫外線発光モジュールからなり、前記紫外線殺菌装置は、長楕円反射ミラー又は放物面反射ミラーの焦点軸上に前記光源を配置して、前記光源から放射状に出射される前記深紫外線を集光して出射する集光深紫外線出射ユニットを有し、該集光深紫外線出射ユニットから出射される集光された前記深紫外線を前記被殺菌体に照射するようにしたことを特徴とする紫外線殺菌装置」が記載されている。
 特許文献2には、「目標物体内の微生物を滅菌するための方法であって、広スペクトル大強度短持続時間多色光パルスを生成するステップと、前記目標物体に生成された光のパルスを配光することにより前記目標物体において微生物を不活化するステップと、前記目標物体に照射する前記光パルスの量の尺度として前記光パルスの一部を受光するステップと、前記光パルスの前記一部の受光に応答して出力信号を生成するステップと、前記出力信号の生成に応答して前記目標物体における微生物の所定レベルの不活化を行なうのに前記光パルスが充分であるかを判定するステップと、を含むことを特徴とする方法」が記載されている。ここで、広スペクトルの多色光とは、例えば、遠紫外域(200~300nm)から近紫外域(300~380nm)、可視光(380~780nm)、赤外域(780~1100nm)にわたる波長を有する光であり、そのエネルギー分布は、夫々およそ25%が紫外線、45%が可視光、30%が赤外線である。また、上記目標物体とは、例えば、非経口溶液や注腸溶液やコンタクトレンズが、塩化ビニルやポリオレフィンなどの紫外線透過性の樹脂で製造された可撓性ポーチに充填、封止された、所謂“非経口又は注腸パッケージ”や“コンタクトレンズ・パッケージ”である。そして、該方法では、たとえば上記各種パッケージの肉厚部分(具体的には添加ポートおよび/または投与ポート周辺等)や、処理が必要な被殺菌体が多く存在しているパッケージの中央部付近のようなところに、リフレクタ等を用いて多くの量の上記広スペクトル大強度短持続時間多色光パルスを配光することによって、上記パッケージの内部に含まれる製品に懸濁した微生物の滅菌又は不活化を行っている。
 特許文献3には、「液体を紫外線照射器の前に通し、当該液体に紫外線を照射して殺菌する液体殺菌方法において、前記紫外線が照射される箇所での液体の厚みを、前記液体の表面での紫外線照度と当該表面からの最遠点での紫外線照度との比である照度比を20%以上とする厚みに制限しつつ、殺菌する微生物の生残率を所定値以下とする紫外線照射量が前記紫外線の照射箇所において得られる照射線強度、或いは照射時間で紫外線を照射することを特徴とする液体殺菌方法」が記載されている。
 特許文献3に記載の液体殺菌方法では、飲料水の流路を挟んで対向配置された、波長254nmの光を照射する直管型ランプを備えた一対の紫外線照射器と、この流路内に設けられ飲料水を一対の紫外線照射器の間に噴射するスリットノズルと、を有する殺菌装置が用いられている。そして、前記紫外線が照射される箇所での液体の厚みの制御は、スリットノズルのインレットから導入された飲料水がスリットのスリット幅に応じた膜厚で、スリット長に相当する長さの液膜として噴射することにより行われている。
 一方、殺菌対象が液状、ペースト状、ゼリー状又はムース状である場合には、包装機を用いて、ピロー袋やパウチ袋などの各種袋に充填された袋詰物品とされることが多い。この時、袋詰めされる被充填物は充填前や袋詰め後に加熱殺菌されることが多い。
 流動性を有する被充填物を充填する装置としては、フィルムを袋状に加工してから充填包装を行う装置が一般的である。
 このような装置として、特許文献4には、「送り手段によって送られる前記筒状包装フィルムに流動性包装物を充填する充填手段、前記筒状包装フィルムに対して進退可能に配設され且つ前記流動性包装物が充填された前記筒状包装フィルムをしごくしごき手段、前記筒状包装フィルムに作用して横シールを形成する横シール手段、及び前記筒状包装フィルムに対する前記流動性包装物の充填から前記横シールの形成までの包装動作を制御するコントローラを具備し、前記しごき手段は、前記横シール手段が突入可能な貫通孔を有するしごき体を備えているとともに、前記しごき体のしごき側において少なくとも前記貫通孔を覆うシート状のカバーを備えており、前記コントローラは、前記流動性包装物の充填量に応じて前記送り手段を制御して前記筒状包装フィルムを送り、前記しごき手段を前記筒状包装フィルムに予め決められた隙間を残す位置まで進出させ、前記流動性包装物が充填された前記筒状包装フィルムをしごいて前記隙間を前記流動性包装物で満たすため前記送り手段を逆作動させ、前記横シール手段を前記しごき体の前記貫通孔に突入させ、前記カバーを介して前記隙間を閉じて前記隙間内の前記流動性包装物が押し退けられた状態の前記筒状包装フィルムの部分に前記横シール手段を作用させることから成る流動性包装物の充填包装機」が記載されている。
 また、特許文献5には、「高粘性流体を入れる容器と、上記容器に接続された流体供給管と、上記容器内の上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す充填プッシャー部と、上記流体供給管にフィルムを供給して円筒形の袋を形成する製袋部と、上記製袋部で形成された上記円筒形の袋内に上記流体供給管から上記高粘性流体が充填されるときの充填量を検出する充填量検出装置と、上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、上記円筒形の袋を閉塞して切断する閉塞切断装置と、上記充填プッシャー部の押圧部を上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す油圧シリンダと、上記油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御する制御装置と、を備え、上記制御装置は、上記油圧シリンダでの充填プッシャー圧力値を測定する充填プッシャー圧力測定部と、最新の充填サイクルタイムの所定回数での上記充填プッシャー圧力値の平均値を演算し、上記平均値から、予め設定されたサイクルタイム設定値を引いてサイクルタイム変動値を求める演算部と、上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容上限値以上に大きいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ上げることによりサイクルタイムを下げる一方、上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容下限値以下に小さいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ下げることによりサイクルタイムを上げて、サイクルタイムをほぼ一定にする制御部とをさらに備えるようにしたことを特徴とする高粘性流体充填装置」が記載されている。
 さらに、特許文献6には、「フィルムロールから繰り出されたフィルムをフォーマで筒状に成形しながらその合わせ目を縦シールし、縦シールされた筒状フイルム内に被包装物を充填してから該筒状フイルムを横シール手段で横シールすることによって、該筒状フイルムの下端部に被包装物が収納された密閉袋を成形するようにした縦型包装装置であって、前記横シール手段の下方に、前記筒状フィルムと接触して被包装物に振動を付与する振動付与手段と、前記被包装物が筒状フィルム内に充填されている間は、前記振動付与手段を前記筒状フィルムに接触させ、前記筒状フィルムが横シールされる直前には、前記振動付与手段をそこから退避させる進退手段と、を設けたことを特徴とする縦型包装装置」が記載されている。
特許第5496306号公報 特表2000-511497号公報 特開2015-62902号公報 特許第4299897号公報 特許第3784270号公報 特開2011-251727号公報 特開2000-42382号公報 特開2012-223670号公報 特開2006-237563号公報 特許第4332107号公報 特開2013-534874号公報
Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Vol.137, pp.177-184, 2000 Chem. Eng. Technol. Vol. 21, pp.187-191, 1998 松井悦造、清水義弘、「プラスチック・フィルムの紫外線透過率II」、東洋食品工業短大・東洋食品研究所研究報告書、102-111(1967年) ダイキン工業株式会社 技術資料GX-27e「ネオフロンTMフィルム」(2003年3月)
 紫外線の透過率は、物質の種類に応じて変動することが知られている。たとえば、純水の紫外線透過率は比較的高いものの、紫外線を吸収する溶質が溶解した水溶液や紫外線を吸収又は散乱する懸濁物質を含む懸濁液では、紫外線透過率は低下し、その低下率は溶質や懸濁物質の種類や含有量によって著しく変化する。具体的には、蒸留水において253.7nmの紫外線に対する透過率が10%となるときの厚さ(光路長:光が試料内を透過する長さ)は300mmであるのに対し、牛乳およびジュースの同厚さは夫々0.07mmおよび0.5~1mmであることが知られている。
 そのため、溶液や懸濁液に対して、特許文献1に記載された従来の技術で紫外線殺菌を試みた場合には、殺菌が不十分となる可能性がある。また、特許文献1に記載された方法で十分な殺菌が行えたとしても、紫外線殺菌後の工程(例えば容器への充填工程など)で再汚染が生じる可能性もある。
 特許文献2では、広スペクトル大強度短時間多色発光パルスを照射することにより、また、特許文献3では、スリットノズルからスリット幅に応じた膜厚の液膜として被殺菌体を噴射することによって膜厚を制御することにより、紫外線透過率の低い被殺菌体についても殺菌を行うことは可能である。また、特許文献2では被殺菌体を容器に充填、封止した後に紫外線殺菌を行うので上記再汚染の問題を防ぐことができる。
 しかしながら、特許文献2に開示される方法は、容器や内容物の部分的な厚み変化に応じて配光を行うためには特殊な制御システムが必要であるばかりでなく、このようなシステムを用いたとしても、容器や被殺菌体の厚みムラ、照射光のスペクトルの複雑さ、パルス化による強度の変化などの系の複雑さに起因して、特に大量の被殺菌体を含む大容量のパッケージについて均一な紫外線照射を行うことは非常に困難である。事実、特許文献2の実施例における被殺菌体の容量は10ml以下が多く、最大でも120mlである。
 また、特許文献3に記載された方法では、スリットノズルからスリット幅に応じた膜厚の液膜として被殺菌液体を噴射することにより膜厚の制御を行うため、紫外線照射領域全体にわたって膜厚を一定に制御することが困難であるばかりでなく、相当の速度で液体をノズルから噴射する必要があるため、被殺菌液体の流速を制御することが困難で、処理量にも限界がある。加えて、液体の飛び散りによる周囲の汚染の問題や前記再汚染の問題もある。
 さらに、特許文献2及び3に開示されている方法では、紫外線光源として発光スペクトルの広い紫外線ランプを使用しているため、短波長の紫外線の照射が避けられず、被殺菌体の種類によっては、その変質が懸念される。
 紫外線照射を長期間照射すると、紫外線が有するエネルギーによって物質を構成する分子の結合が切断されることに起因して、合成樹脂などが劣化することはよく知られた事実であるが、短時間の紫外線照射しか行わない紫外線殺菌において、その影響は殆ど問題視されていなかった。また、紫外線を用いて水を殺菌する方法においては、光触媒を使用する従来技術(例えば、特許文献7~9など)が多く存在することからも明らかなように、紫外線照射により発生するヒドロキシルラジカル(OHラジカル)やオゾンなどの活性種は、有効なものと考えられてきた。
 仮に、上記活性種による弊害があったとしても、光触媒を用いないようにすれば、容易に弊害を回避できると考えられる。極短波長の紫外線を照射した場合には、光触媒の非存在下であっても紫外線が水や酸素に直接作用して微量の活性種が発生するが、このような活性種の寿命は非常に短いことが知られており、通常の紫外線殺菌ではこれら微量の活性種が重大な悪影響を及ぼすことは考え難い。
 ところが、このような微量で短寿命の活性種であっても、その活性(酸化力)は大変強いため、被殺菌体中に有機物質が存在する場合には、健康上及び衛生上は全く問題ないレベルの僅かな量の変化を起こし、味や香りに微妙な変化をもたらすことがある。人間の味覚や嗅覚に対する感度は非常に高く、その有効成分の僅かな変質も感知することができるため、特に微妙な風味を特徴とする飲料や調味料においては、紫外線殺菌によって、その品質を低下させてしまうおそれがある。
 このような問題が起こり得ることは、非特許文献1や非特許文献2に、水(HO)やFe(OH)2+が紫外線照射によってOHラジカルを発生させること、及びこれらOHラジカル生成反応において、短波長の紫外線を用いると量子効率が高くなることが示されていること、特許文献10に、表面に水を粒状に保持可能な保水面を水滴で濡れた状態にして至近距離から短波長の紫外線を照射してOHラジカルを発生させると共に、該保水面に対してエチレンガスを含む気体を通風させてエチレンをエタンと水に改質する方法が記載されていることからも理解できる。
 そして、このような問題が発生する確率は、紫外線強度を強くしたり、流路幅を狭くしたりすることによって、極短波長の紫外線が被殺菌体に、より多く照射されるほど高まる。
 そこで本発明は、味覚、香り又は風味が重要な飲料や液体調味料などの有機物を含む溶液や懸濁液の紫外線殺菌に特有の上記課題を解決し、その品質を低下させないようにして紫外線殺菌が確実に施された被充填物が充填された袋詰物品を、効率よく製造することができる製造方法及び製造装置を提供することを課題とする。
 すなわち、本発明の袋詰物品の製造方法は、下流端が閉塞され上流側に開口を有する、紫外線透過性を有する可撓性袋の内部に、前記上流側の開口から流動性を有する被充填物を充填する充填工程、前記充填工程で前記被充填物が充填された前記可撓性袋の、予め定めた切断予定位置並びにその上流側近傍及び下流側近傍を含む閉塞領域を閉塞する閉塞工程、前記閉塞工程で閉塞された閉塞領域内の前記切断予定位置で前記可撓性袋を切断する切断工程、及び前記充填工程で前記被充填物を前記可撓性袋の内部に充填する過程中又は前記充填工程終了後に、前記被充填物が、前記可撓性袋の内部をその内面と接して通過するか又は前記可撓性袋の内部にその内面と接して少なくとも一時的に滞在する部分における前記被充填物の厚みを制限して前記可撓性袋の外部から前記被充填物に紫外線を照射する紫外線照射工程を含んでなることを特徴とする。
 上記本発明の袋詰物品の製造方法は、下記(1)~(3)の何れかであることが好ましい。
 (1)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の前に行い、前記閉塞工程は、前記切断予定位置を、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されている部分に設定する工程と、前記閉塞領域を設定する工程と、前記閉塞領域の閉塞を行う前に、前記閉塞領域を扱き、前記閉塞領域における前記可撓性袋の内部に存在する前記被充填物を上流側及び/又は下流側に移動させる扱き工程とを更に含み、前記閉塞領域を、前記扱き工程後における前記閉塞領域より下流の前記可撓性袋の内部に存在する前記被充填物の量が、予め定めた所定量となるように設定することを特徴とする、前記本発明の袋詰物品の製造方法。
 (2)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の前に行い、前記閉塞工程は、前記切断予定位置を、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されていない部分に設定することを更に含むことを特徴とする、前記本発明の袋詰物品の製造方法。
 (3)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の後に行い、前記紫外線照射工程では、前記被充填物の厚みを制限する位置を移動させながら、充填された被充填物全体に亘って紫外線を照射することを特徴とする、前記本発明の袋詰物品の製造方法。
 これら本発明の製造方法では、前記可撓性袋は、253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線に対して透過性を有しており、前記紫外線照射工程では、253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線を選択的に照射することが好ましい。
 また、前記紫外線照射工程が、前記可撓性袋の外部から紫外線を1方向又は互いに対向する2方向から照射すること、及び、前記被充填物の厚みを、前記1方向又は2方向から照射される紫外線の有効光路長の総和以下となるように制限することを含むことが好ましい。前記有効光路長は、照射される紫外線が前記被充填物の層を透過したときの透過紫外線の放射照度が0.01mW/cmとなる前記被充填物の層の厚さとして定義される。
 また、本発明の袋詰物品の製造装置は、紫外線透過性を有する筒状の可撓性袋を下流側に向かって送る、送り手段と、前記送り手段によって送られる前記筒状の可撓性袋に流動性を有する被充填物を充填する充填手段と、前記筒状の可撓性袋に作用して横シールを形成する横シール手段と、前記横シール手段によって形成された横シールされた領域内で前記筒状の可撓性袋を横切断する横切断手段と、前記充填手段によって前記被充填物が前記筒状の可撓性袋の内部に充填される過程中又は充填終了後において、前記被充填物が、前記筒状の可撓性袋の内部をその内面と接して通過するか又は前記筒状の可撓性袋の内部にその内面と接して少なくとも一時的に滞在する部分の少なくとも一部である厚み規制領域の厚みを所定の厚みに規制して、当該厚み規制領域における、内部に被充填物が存在する前記筒状の可撓性袋の形状を、2つの主表面が前記所定の厚みで平行又は略平行に対向する平面板状又は平面シート状に変形させる、厚み規制手段と、前記厚み規制手段によって平面板状又は平面シート状に変形させられた前記厚み規制領域の前記2つの主表面の少なくとも一方に対向するように配置され、前記厚み規制領域の内部の前記被充填物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、を有することを特徴とする。
 本発明の袋詰物品の製造方法では、被充填物を、紫外線透過性を有する可撓性袋に充填し、該可撓性袋の外部から紫外線を照射して殺菌を行うので、再汚染を防止することができる。さらに、紫外線照射装置や紫外線殺菌装置の紫外線出光部(例えば窓材等。)に被充填物が接触することがなく、紫外線出光部が汚れることがない。したがって、分解洗浄を行う必要はなく、簡単な作業(例えば、埃の付着などの軽微な汚れの拭取り作業。)で常に清浄な状態(紫外線照射の効率が高い状態)を保つことができる。
 一の実施形態において、253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線を選択的に照射する。かかる実施形態によれば、味覚、香り又は風味が重要な飲料や液体調味料などの、有機物を含む溶液や有機物を含む懸濁液に対して、その味覚、香り又は風味を損なうことなく紫外線殺菌を行うことができる。
 一の実施形態において、前記可撓性袋は、均一の厚さを有するフィルム又はシートで構成される。かかる実施形態によれば、複雑な制御システムを用いることなく、均一な紫外線照射を行うことができる;また、紫外線が照射される領域における被充填物の厚み(幅)の制御も容易で、その厚みを薄くして紫外線照射を行うことにより、UV-LEDを用いた場合であっても確実に紫外線照射することができる。
 一の実施形態において、本発明の袋詰物品の製造方法は、紫外線殺菌された被充填物が充填された袋詰物品について、その外表面に紫外線遮蔽処理を施す紫外線遮蔽工程をさらに含む。かかる実施形態によれば、自然界からの紫外線による内容物(殺菌された被充填物)の変質や容器となる可撓性袋の劣化を防止することができる。
 所謂レトルト食品においては、レトルトパウチに食品を封入してから加圧加熱殺菌することが必要であり、また、ピロー包装された飲料などでは包装前に加熱殺菌されることが多いのに対し、本発明の袋詰物品の製造方法では加圧や加熱は必要でないため、生乳や発酵乳等の生鮮食品、生醤油、生酒など加熱や加圧ができない被充填物の殺菌も可能である。
 また、本発明の袋詰物品の製造装置によれば、本発明の袋詰物品の製造方法を、効率よく行うことができ、オートメーション化も可能であることから、工業的規模で袋詰物品を製造する場合に好適に使用することができる。
本発明の一の実施形態に係る袋詰物品の製造方法を説明するための模式図である。 本発明の袋詰物品の製造方法において用いることのできる、一の実施形態に係る扱き・閉塞・切断ユニットの模式図である。 本発明の他の実施形態に係る袋詰物品の製造方法を説明するための模式図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る袋詰物品の製造方法を説明するための模式図である。
 以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。なお、図面は必ずしも正確な寸法を反映したものではない。また図では、一部の符号を省略することがある。本明細書においては特に断らない限り、数値A及びBについて「A~B」という表記は「A以上B以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Bのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Aにも適用されるものとする。また「又は」及び「若しくは」の語は、特に断りのない限り論理和を意味するものとする。
 本発明の袋詰物品の製造方法は、下流端が閉塞され上流側に開口を有する、紫外線透過性を有する可撓性袋の内部に、前記上流側の開口から流動性を有する被充填物を充填する充填工程、前記充填工程で前記被充填物が充填された前記可撓性袋の、予め定めた切断予定位置並びにその上流側近傍及び下流側近傍を含む閉塞領域を閉塞する閉塞工程、前記閉塞工程で閉塞された閉塞領域内の前記切断予定位置で前記可撓性袋を切断する切断工程、及び前記充填工程で前記被充填物を前記可撓性袋の内部に充填する過程中又は前記充填工程終了後に、前記被充填物が、前記可撓性袋の内部をその内面と接して通過するか又は前記可撓性袋の内部にその内面と接して少なくとも一時的に滞在する部分における前記被充填物の厚みを制限して前記可撓性袋の外部から前記被充填物に紫外線を照射する紫外線照射工程を含んでなることを特徴とする。
 本発明における被充填物は、流動性を有し、可撓性袋に充填可能なものであれば特に限定されるものではないが、本発明の製造方法による効果が顕著であるという理由から、味、香り及び又は風味が重要な、有機物(例えば糖類やエステル化合物など。)を含有する水溶液又は水性懸濁液を含む、液状、ペースト状、ゼリー状又はムース状の被充填物であって、且つ253.7nmの紫外線に対する透過率が10%となるときの厚さ(光路長:光が試料内を透過する長さ)が100mm以下0.001mm以上である、被充填物であることが好ましい。上記厚さ(光路長)は10mm以下であることがより好ましく、0.001mm以上であることが特に好ましい。
 このような被充填物としては、流動性を有する食品(飲料を含む)、化粧品、医薬部外品又は医薬品を挙げることができる。具体的には、食品としては、流動食、液体調味料、食用油、酒類、飲料、ヨーグルト、アイスクリーム、ゼリーなどを挙げることができる。化粧品としては、化粧液、化粧水、クリーム、乳液、洗顔料などの各種皮膚用化粧品、ファンデーション、化粧下地などの仕上げ用化粧品、香水、オーデコロンなどを挙げることができる。また、医薬部外品としては、栄養ドリンク、歯磨き、ヘアケア用品などを挙げることができ、医薬品としては、目薬、各種点滴薬、各種注射薬、各種軟膏薬などを挙げることができる。これらの中でも、加圧加熱殺菌に適さないもの(たとえば生乳、フレッシュジュース、生酒、生ビール、生醤油など加圧加熱により分解や変質してしまう有効成分を含むもの等。)、及び、OHラジカル生成促進効果を有する硝酸性窒素化合物(例えば、亜硝酸又は硝酸の、塩又はエステル。)を含有するもの(例えばトマトジュースや野菜ジュース等。)については、本発明の殺菌方法を適用することが特に好ましい。
 本発明で使用する可撓性袋は、紫外線、特に253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線を透過する樹脂で構成された、均一の厚さを有するフィルム又はシートで構成されることが好ましい。紫外線透過性樹脂は、少なくとも、253nm以上280nm以下の波長の紫外線に対して透過性を有する樹脂であればよく、そのような樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルテルペンなどのポリオレフィン樹脂又はポリオレフィン系共重合体樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などのフッ素樹脂、(メタ)アクリル樹脂、エポキシ樹脂、脂環式ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール樹脂(いずれも紫外線照射工程で照射する紫外線を吸収するような紫外線吸収剤や可塑剤等の添加剤を含まないものであることが好ましい。)等を例示できる。これら樹脂の中でもヒートシール性の高い、ポリオレフィン樹脂又はポリオレフィン系共重合体樹脂を使用することが好ましい。これら紫外線透過樹脂は単独で使用してもよく、積層体などのように複合化して使用してもよい。なお、樹脂フィルムの紫外線透過率に関しては、非特許文献3及び4などにデータが記載されている。
 上記可撓性袋は、被充填物を充填する際の上流側(被充填物を供給する側)に開口を有し、反対側(下流側)の端部が(例えばヒートシールなどによって)閉塞されている。このような袋は、通常、特許文献4乃至6に記載されているように、充填機を用いた充填の際に、ロール状に縦方向(上流から下流に向かう流れ方向)に巻かれたフィルム又はシートを送り出す途中で、充填機に付随する製袋部やフォーマと呼ばれる部分でガイドによって流れ方向に対して傾斜させて曲げながら巻くようにして丸められた後に、同じく充填機に付随する縦シール手段によって縦シールされ筒状とされる。そして、下流側において充填機に付随する横シール手段を用いて横シールされ、袋の下流端が閉塞される。このとき製袋部やフォーマでは、縦シールが行われる前にフィルム又はシートは進行方向を変えて丸められるようにして巻き込まれるので、それより上流側ではフィルム又はシートは裏返って扇型に広がることになり、該部分に開口が形成される(特許文献4の図1、特許文献5の図1、及び特許文献6の図1参照)。
 前記可撓性袋を構成するフィルム又はシートは、均一の厚さを有していることが好ましく、その均一性は平均厚みに対する変動率で±10%以下、特に±5%以下であることが好ましい。また、平均厚さは、内容物を保持できる強度を有する限りにおいて薄い方が好ましい。容器材の平均厚さは、好ましくは5μm以上1mm以下、より好ましくは10μm以上500μm以下、特に好ましくは20μm以上300μm以下である。また、前記フィルム又はシートの、照射される紫外線に対する透過率は50%以上であることが好ましく、70%以上であることが更に好ましく、75%以上であることが最も好ましい。
 前記フィルム又はシートは、ヒートシールが可能であるという観点からは、ヒートシール性樹脂からなる紫外線透過性フィルム又はヒートシール性樹脂層を含む紫外線透過性積層樹脂フィルムであることが好ましい。なお、ヒートシール性樹脂層を含む紫外線透過性積層樹脂フィルムとしては、例えば特許文献11に開示されているフィルムを挙げることができる。
 本発明の袋詰物品の製造方法は、前記充填工程で前記被充填物を前記可撓性袋の内部に充填する過程又は前記充填工程終了後に、前記被充填物が、前記可撓性袋の内部をその内面と接して通過するか又は前記可撓性袋の内部にその内面と接して少なくとも一時的に滞在する部分における前記被充填物の厚みを制限して前記可撓性袋の外部から前記被充填物に紫外線を照射する点に最大の特徴を有し、それ以外の前記充填工程及び前記閉塞工程、及び前記切断工程の全体的流れとこれら各工程で行う具体的な内容は、特許文献4乃至6に代表される、従来の充填包装機におけるものと特に変わる点はなく、本発明の効果を阻害しない範囲で、従来採用されている技術が特に制限なく使用できる。
 たとえば、前記充填工程は、特許文献5に記載された高粘性流体充填装置における、高粘性流体(被充填物)を入れる容器と、上記容器に接続された流体(被充填物)供給管と、上記容器内の高粘性流体(被充填物)を流体(被充填物)供給管内に送り出す充填プッシャー部と、を用い、充填量検出装置によって充填量を制御しながら、上記流体供給管から、製袋部で形成された円筒形の袋内に所定量の高粘性流体(被充填物)を充填することにより行うことができる。
 このとき、前記紫外線照射工程において、OHラジカルやオゾンなどの前記活性種の発生を抑制し、更に不可避的に発生する前記活性種の反応性を低減するという観点から、前記容器内の被充填物の温度が、0℃を越え10℃以下であることが好ましい。また同様の観点から、本発明の方法は、紫外線照射工程の前に、被充填物に含まれる溶存酸素を低減又は除去する、溶存酸素低減/除去工程をさらに含むことが好ましい。一の実施形態において、溶存酸素低減/除去工程は、充填工程の後、閉塞工程の前であって、且つ紫外線照射工程の前に行うことができる。また一の実施形態において、溶存酸素低減/除去工程は、充填工程の前に行うことができる。
 溶存酸素低減/除去工程において、被充填物に含まれる溶存酸素を低減又は除去する方法としては、例えば、被充填物に、該被充填物に対して不活性なガスをバブリングする方法を好ましく採用できる。被充填物に対して不活性なガスの例としては、窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス、及びこれらの組み合わせ等を好ましく挙げることができる。また例えば、被充填物を凍結脱気してもよい。凍結脱気はバブリングに代えて行ってもよく、バブリングと組み合わせて行ってもよい。
 また、前記閉塞工程及び前記切断工程は、たとえば、特許文献5に記載された前記高粘性流体充填装置における、閉塞切断装置と同様の装置によって行うことができる。ここで、閉塞切断装置は、前記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、充填された袋を扱くための一対の扱きローラを有する扱き部と、前記円筒形の袋に横シールをする横シール部と、前記袋の横シールされた部分を切断するカット部とを備える。さらに、これら工程は、特許文献4に記載された前記流動性包装物の充填包装機における、しごき(扱き)手段及び横シール手段と同様の手段によっても行うことができる。なお、前記しごき手段は、前記横シール手段が突入可能な貫通孔を有するしごき体を備えているとともに、前記しごき体のしごき側において少なくとも前記貫通孔を覆うシート状のカバーを備えている。そして、前記筒状包装フィルムに対する前記流動性包装物の充填から前記横シールの形成までの包装動作を制御するコントローラが、(i)前記しごき手段を筒状包装フィルムに予め決められた隙間を残す位置まで進出させ、(ii)前記流動性包装物が充填された前記筒状包装フィルムをしごいて前記隙間を前記流動性包装物で満たすために、前記筒状包装フィルムを送る送り手段を逆作動させ、(iii)前記横シール手段を前記しごき体の前記貫通孔に突入させて、前記カバーを介して前記隙間を閉じて、(iv)前記隙間内の前記流動性包装物が押し退けられた状態の前記筒状包装フィルムの部分に前記横シール手段を作用させる。また、前記横シール手段には、前記筒状包装フィルムを切断するカッタが配設されており、前記シート状カバーに設けられたスリットを通過して筒状包装フィルムを切断することができる。このように特許文献4に記載されたしごき(扱き)手段及び横シール手段は、扱き機能、閉塞機能及び切断機能を一連で発揮することができる、扱き・閉塞・切断ユニットとも呼べるものであり、本発明でもこのようにユニット化された手段を用いることが好ましい。
 前記したように、本発明の袋詰物品の製造方法は、前記被充填物が、前記可撓性袋の内面と接して通過するか又は可撓性袋の内面に少なくとも一時的に滞在する部分における前記被充填物の厚みを制限して前記可撓性袋の外部から前記被充填物に紫外線を照射する紫外線照射工程を、前記閉塞工程の前又は後に行う点に最大の特徴を有する。
 すなわち、本発明の袋詰物品の製造方法では、(1)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の前に行い、前記閉塞工程は、前記切断予定位置を、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されている部分に設定する工程と、前記閉塞領域を設定する工程と、前記閉塞領域の閉塞を行う前に、前記閉塞領域を扱き、前記閉塞領域における前記可撓性袋の内部に存在する前記被充填物を上流側及び/又は下流側に移動させる扱き工程とを更に含み、前記閉塞領域を、前記扱き工程後における前記扱き領域より下流の前記可撓性袋の内部に存在する前記被充填物の量が、予め定めた所定量となるように設定するか、(2)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の前に行い、前記閉塞工程は、前記切断予定位置を、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されていない部分に設定することを更に含むか、又は(3)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の後に行い、前記紫外線照射工程では、前記被充填物の厚みを制限する位置を移動させながら、充填された被充填物全体に亘って紫外線を照射することが好ましい。
 前記紫外線照射工程における、前記被充填物が、前記可撓性袋の内面と接して通過するか又は少なくとも一時的に滞在する部分における前記被充填物の厚みの規定は、所定の間隙を設けて互いに対向するように設けられた一対のプレスロールを用い、被充填物が前記筒状の可撓性袋の内面と接して通過するか又は少なくとも一時的に滞在する部分の少なくとも一部の領域をプレスロールの外周面により挟圧することにより、好適に行うことができる。なお、下流側において規制された厚みが広がるのを防止して、厚みが規制された領域を長くするために、下流側にも一対のプレスロールを設けることが好ましい。そして、このような一対の又は二対のプレスロールを有する厚み規制手段によって、内部に被充填物が存在する前記筒状の可撓性袋は、その形状を、2つの主表面が前記所定の厚みで平行又は略平行に対向する平面板状又は平面シート状に変形させられる(以下において、このように変形させられた領域を「厚み規制領域」ともいう。)。
 前記紫外線照射工程では、前記フィルム又はシートを透過した紫外線を被充填物に照射する。紫外線透過率の低い被充填物を用いる場合には、照射された紫外線の強度は被充填物の厚さ方向の長さが長くなる(深さが深くなる)に従って急速に減衰し、内部(深部)の被充填物に届かなくなる。本発明の方法においては、紫外線が照射される領域(以下において「紫外線照射領域」ともいう。)となる前記厚み規制領域の前記被充填物の厚みを薄くなるように規制して紫外線を照射することにより、紫外線照射領域を通過する被充填物に確実に十分な量の紫外線が照射されるようにしている。なお、紫外線照射時には、厚み規制領域内において、被充填物は紫外線照射領域に対して相対的に移動し、全被充填物に紫外線が照射される。
 厚み規定領域の厚み(幅)は、紫外線照射領域における当該領域の厚さ方向で、任意の位置における紫外線の放射照度が0.01(mW/cm)以上、特に好ましくは0.03(mW/cm)以上、最も好ましくは0.05(mW/cm)以上となるようにすることが好ましい。放射照度は高ければ高いほどよく、その上限を設定することに特別意味はないが、一般的には1(W/cm)以下である。
 なお、上記放射照度の値:0.01mW/cm、0.03mW/cm又は0.05mW/cmは、その数値自体に臨界的意義があるわけではなく、工業的に実用的な処理時間(紫外線照射時間)において、有効な殺菌効果を得ることができるという観点から決定した指標である。例えば、99.9%不活性化に必要な紫外線照射量(積算照射量)が約10(mJ/cm=mW・sec/cm)である大腸菌の殺菌を考えた場合、0.01mW/cm、0.03mW/cm又及び0.05mW/cmの放射照度では、夫々1,000秒(16分40秒)、333秒(5分33秒)及び200秒(3分20秒)の照射で99.9%の不活性化が可能となる。因みにレトルト食品では中心温度120℃4分以上相当で加圧加熱殺菌が行われている。
 本発明の製造方法では、強度の弱い紫外線発光ダイオードを用いた場合であっても確実な紫外線殺菌を可能にするという観点から、前記紫外線照射工程において、厚み規制領域の紫外線照射領域における厚み(幅)は、(i)前記厚み規制領域の2つの主表面の一方に対向するように配置された1つの紫外線照射装置から紫外線照射を行う場合には、照射する当該紫外線の有効光路長以下であることが好ましく、(ii)前記厚み規制領域の2つの主表面について、夫々の主表面に対向するように配置された2つの紫外線照射装置から紫外線照射を行う場合には、夫々照射する当該紫外線の有効光路長の和以下であることが好ましい。
 ここで、有効光路長とは、照射される紫外線(出射時において特定の強度を有する)が前記被充填物の層を透過したときの透過紫外線の放射照度が0.01mW/cmとなる前記被充填物の層の厚さ、として定義される。なお本明細書において、紫外線照射装置の紫外線発光面から特定強度の紫外線を出射して紫外線照射を行う場合、上記有効光路長は、その紫外線発光面の有効光路長ということもある。
 このような条件を満たすようにするためには、前記(i)の場合には、被充填物が充填された可撓性袋の紫外線照射側のフィルム又はシート及び被充填物の層を透過したときの透過紫外線の放射照度が、0.01(mW/cm)以上、好ましくは0.03(mW/cm)以上、最も好ましくは0.05(mW/cm)以上となればよい。また、前記(ii)の場合であって、対向する2方向から同強度の紫外線を同時に照射する場合には、可撓性袋内の厚み方向の中心部における紫外線の放射照度が0.01(mW/cm)以上となることが好ましく、0.03(mW/cm)以上となることがより好ましく、0.05(mW/cm)以上となることが最も好ましい。
 実際に用いる被充填物について、例えば次の工程(a)~(d)に示すような手順により、予め光路長と透過紫外線の放射強度との関係を調べておくことにより、上記(i)及び(ii)の場合において、各位置における放射照度を容易に推定することができる。
 (a)所定の光路長を有する紫外線透過性光学測定用セル(以下において単に「セル」ということがある。)の内部に、被充填物を充填する工程S101;
 (b)紫外線照射装置の紫外線発光面を、可撓性袋と同じ材質及び厚さのフィルム又はシートを介在させて、セルに密着させて、紫外線発光面から、紫外線照射工程時と同一の発光条件で発光させた紫外線を、セル内に向けて照射する工程S102;
 (c)セルを通過した透過紫外線の放射照度(単位:mW/cm)を測定する工程S103;及び
 (d)上記工程(a)乃至(c)(S101~S103)を、異なる光路長を有する複数のセルについて行うことにより、透過紫外線の放射照度と光路長との関係を求める工程S104。
 上記工程(a)~(d)(S101~S104)において、透過紫外線の放射照度と光路長との関係は、Lambert-Beerの法則に従う。すなわち、透過紫外線の放射照度Iは、光路長Lに対して、次の式(1)の関係にある。
log(I/I)=-αL  …(1)
式(1)中、Iは媒質に入射する前の波長λの紫外線の放射照度であり、αは被充填物と波長λpeakに対応して定まる比例定数(吸光係数)である。一般に、発光ダイオードの発光スペクトルのピーク幅は極めて狭いので、透過紫外線の放射照度の光路長依存性を議論するにあたっては、深紫外線発光ダイオードの発光ピーク波長λpeakにおける吸光係数α(λpeak)のみを考えれば十分である。式(1)は次の式(2)のように変形できる。
logI=-αL+logI  …(2)
したがって主ピーク波長λpeakにおける透過紫外線の放射照度Iの対数と、セルの光路長Lとの組を複数得ることにより、主ピーク波長λpeakにおける透過紫外線の放射照度Iと光路長Lとを関係付ける回帰直線を求めることができる(上記(d)工程S104)。回帰直線の算出には例えば最小二乗法等の公知の方法を用いることができる。
 なお、工程(b)で可撓性袋の紫外線透過部と同じ材質及び厚さのフィルム又はシートを介在させるのは、実際の紫外線照射工程では、紫外線は可撓性袋材(可撓性袋の外側と内側とを仕切る隔壁、シートまたはフィルム)を通過することによって、減衰されて被充填物に照射されるからである。
 このようにして、実際に使用する紫外線照射装置(紫外線照射装置aとする)について、その紫外線出射面(出射面aとする)から出射させる紫外線の強度Iについて、透過紫外線の放射照度Iと光路長Lとの関係を調べ、その関係から求められる、前記紫外線照射工程において実際に照射する強度で紫外線を出射したときの放射照度Iが0.01(mW/cm)となるときの光路長Lが、その条件における有効光路長Lということになる。
 上記(i)の場合には、規制された厚み(幅)が、1つの紫外線発光面aを用いた時の有効光路長L以下であればよく、(ii)の場合には、規制された厚み(幅)が、2つの紫外線発光面a及びbを用いたときの有効光路長L及びLの和(L+L)以下であればよい。
 このような方法により、精度の高い推定が可能となるが、最終的には実機における実際の使用条件下での確認を行うことが好ましい。条件が安定していれば、結果が変わることはないので、このような確認は毎回行う必要はなく、通常は装置起動時、及び条件変更時に行えばよく、更に長期間連続運転する場合には一定の期間をおいて定期的に行えばよい。
 紫外線照射に際しては、照射する紫外線強度を強めて有効光路長を長くすることが好ましい。
 可撓性袋の幅(厚み)を制御することが困難な場合には、可撓性袋の紫外線を照射すべき面の全面に亘って強い強度の紫外線を照射する必要がある。しかしながら、光源として紫外線発光ダイオード(UV-LED)や深紫外線を出射する深紫外線発光ダイオード(DUV-LED)を使用する場合には、UV-LED及び特にDUV-LEDは、紫外線ランプと比べて発光出力が弱いばかりでなく出射される紫外線の指向性が高いため、紫外線の照射領域が狭くなってしまう。
 可撓性袋の紫外線を照射すべき面の全面に亘って強い強度の紫外線を照射する方法としては、集光を利用して放射照度を高める方法または昇圧DC-DCコンバータやチャージポンプを用い高い順方向電流を流して発光出力を高くする(このとき、必要に応じてパルス発光させてもよい)方法を好ましく採用できる。
 前記紫外線照射工程では、前記被充填物に対して253nm以上280nm以下、好ましくは260nm以上280nm以下の波長領域の紫外線を選択的に照射することが好ましい。253nm以上280nm以下、より好ましくは260nm以上280nm以下の波長領域の紫外線を選択的に照射することにより、細菌類のDNAを損傷させることによる殺菌効果を最大限に得つつも、高エネルギーの紫外線が被殺菌液体に含まれる水や溶存酸素に作用して、OHラジカルやオゾンなどの活性種が生成することを抑制できるので、被充填物の品質を保つことが可能になる。
 ここで、253nm以上280nm以下、好ましくは260nm以上280nm以下の波長領域の紫外線を選択的に照射するとは、照射される紫外線について横軸を波長(nm)、縦軸を相対発光強度(W/cm)で表したスペクトルにおいて、253nm以上280nm以下、好ましくは260nm以上280nm以下の波長領域の紫外線の相対強度の総和が全波長領域の相対強度の総和の70%以上、好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上であることを意味する。この時、250nm以下の波長領域の相対強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下であることが好適であり、220nm以下の波長領域の相対強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の7%以下、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下であることが好適である。さらに、所謂光回復又は再活性化を防止する観点から、300nm以上の波長領域の紫外線強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の7%以下、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下であることが好適である。なお、紫外線照射工程における照射光は可視光を含んでいてもよいが、可視光を含まない方が好ましい。
 すなわち、照射される紫外線のスペクトルは、下記(1)~(6)の順に好ましく、(6)が最も好ましい。
 (1)253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線の相対強度の総和が全波長領域の相対強度の総和の70%以上であり、250nm以下の波長領域の相対強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の10%以下であり、300nm以上の波長領域の紫外線強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の7%以下であるスペクトル;(2)260nm以上280nm以下の波長領域の紫外線の相対強度の総和が全波長領域の相対強度の総和の70%以上であり、250nm以下の波長領域の相対強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の10%以下であり、300nm以上の波長領域の紫外線強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の7%以下であるスペクトル;(3)253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線の相対強度の総和が全波長領域の相対強度の総和の80%以上であり、250nm以下の波長領域の相対強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の5%以下であり、300nm以上の波長領域の紫外線強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の3%以下であるスペクトル;(4)260nm以上280nm以下の波長領域の紫外線の相対強度の総和が全波長領域の相対強度の総和の80%以上であり、250nm以下の波長領域の相対強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の5%以下であり、300nm以上の波長領域の紫外線強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の3%以下であるスペクトル;(5)253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線の相対強度の総和が全波長領域の相対強度の総和の90%以上であり、250nm以下の波長領域の相対強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の3%以下であり、300nm以上の波長領域の紫外線強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の1%以下であるスペクトル;(6)260nm以上280nm以下の波長領域の紫外線の相対強度の総和が全波長領域の相対強度の総和の90%以上であり、250nm以下の波長領域の相対強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の3%以下であり、300nm以上の波長領域の紫外線強度の総和は、全波長領域の相対強度の総和の1%以下であるスペクトル。
 このような波長領域の紫外線を選択的に照射するためには、照射したい波長領域以外の波長領域の紫外線を吸収又は反射する光学フィルターを用いる方法、モノクロメータにより特定波長の紫外線を取り出して照射する方法、特定の波長領域の紫外線を発光するように設計された紫外線発光ダイオード(UV-LED、上記波長領域の紫外線は深紫外線でもあるので、深紫外線発光ダイオード:DUV-LEDともいう。)を用いる方法等が採用できる。これら方法の中でも、UV-LED(DUV-LED)の優れた特徴、たとえば瞬時起動が可能、低電力駆動が可能、長寿命、水銀を使用しない等の特徴、によるメリットを得ることができるという理由から、253nm以上280nm以下、好ましくは260nm以上280nm以下の波長領域に主ピークを有し、且つ上述の発光スペクトルを有するUV-LED(DUV-LED)を光源として使用することが好ましい。
 以下、図面を参照して、袋詰物品の製造方法及び製造装置について、更に詳しく説明する。
 図1は、本発明の一の実施形態に係る袋詰物品の製造方法を説明する模式図である。図1に示す実施形態においては、(1)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の前に行い、前記閉塞工程では、前記切断予定位置を、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されている部分に設定し、前記閉塞領域の閉塞を行う前に、前記閉塞領域を扱き、前記閉塞領域における前記可撓性袋の内部に存在する前記被充填物を上流側及び/又は下流側に移動させる扱き工程を行い、前記扱き工程を行うに際し、前記閉塞領域を、前記扱き工程後における前記扱き領域より下流の前記可撓性袋の内部に存在する前記被充填物の量が、予め定めた所定量となるように設定する。
 図1は、充填包装機200を用いて、袋詰物品600を連続方式で製造する様子を示している。充填包装機200は、本発明の一の実施形態に係る袋詰物品の製造装置である。図1において、(a)が最初に紫外線透過性を有する可撓性袋100をセットして、初めて被充填物500の充填を開始する直前の状態を、(b)が紫外線照射工程を行いながら被充填物500の充填を行っている状態を、(c)が充填工程及び紫外線照射工程終了後に閉塞工程及び切断工程を行っている状態を、(d)が切断工程終了後に、紫外線殺菌工程を行いながら、前記可撓性袋100を送り出して、次の充填工程を開始する直前の状態を、それぞれ示している。連続方式においては、(a)~(d)の一連の操作が行われた後、(b)~(d)の操作を1サイクルとして、これを繰り返すことになる。
 充填包装機200は、図示しない送り手段及び製袋部又はフォーマを有しており、これによって、筒状の紫外線透過性を有する可撓性袋100の原料となるフィルム(図示せず)について縦シール機(図示せず)を用いて縦シールを行って、筒状の前記可撓性袋100を厚み規制手段210のプレスロール220の隙間を通過するように送り出す。また、製袋部又はフォーマにおいて形成される開口120に挿入された被充填物供給管(図示せず)から、被充填物500を供給して前記可撓性袋100内に被充填物500を充填する。充填に際しては、図示しない被充填物タンクからポンプや充填プッシャーにより前記被充填物供給管に被充填物500が送り出される。
 また、充填包装機200は厚み規制手段210を備え、厚み規制手段210は、所定の間隔をおいて互いに対向する一対の厚み制御用プレスロール220を、上流側と下流側の計2か所にそれぞれ一対ずつ計二対(200a、200b)備えている。上流側厚み制御用プレスロール220aと下流側厚み制御用プレスロール220bとの間の領域は、厚み規制領域130となっている。この厚み規制領域130において、内部に被充填物500が存在する前記筒状の可撓性袋100は、その形状を、2つの主表面、すなわち第一の主表面131及び第二の主表面132が前記所定の厚みで平行又は略平行に対向する平面板状又は平面シート状に変形させられる。また、この厚み規制領域130において、2つの紫外線照射装置300、300が、夫々第一の主表面131及び第二の主表面132に対向するように設置されており、該2つの紫外線照射装置300が、紫外線透過領域を通過する被充填物500に紫外線を照射する。このとき、互いに対向する一対の厚み制御用プレスロール220の間の間隙は、上記2つの紫外線照射装置300、300から出射される紫外線の有効光路長の総和以下となるように制御される。
 また、厚み規制領域130の下流側には、扱きロール410と、扱き・閉塞・切断ユニット420の扱き部材430と、を備える扱き手段400が、進退可能に配置されている。なお、扱き・閉塞・切断ユニット420は、特許文献4における「しごき手段」と同様に、扱き工程、閉塞工程及び切断工程を1つの装置で行うことができるようにユニット化された装置であり、図2に示すように扱き部材430、横シール手段440、及び横切断手段(ナイフ)450を有している。該扱き・閉塞・切断ユニット420及び扱きロール410は、通常は前記可撓性袋100の主表面から後退した位置で待機しており、初期設定時の図1(a)に示す状態となる前に前記可撓性袋100の下流端閉塞(シール)部110を形成するとき、並びに、充填工程及び紫外線照射工程の終了後に、前記可撓性袋100の主表面に向けて前進して所定の位置に配置される。扱き・閉塞・切断ユニット420及び扱きロール410は、前進して所定の位置に配置された後は、特許文献4に記載された「しごき手段」と同様に動作して、扱き工程、閉塞工程及び切断工程を行う。すなわち、扱き工程で予め定めた切断予定位置140並びにその上流側近傍及び下流側近傍を含む閉塞領域150を、扱き部430を移動させながら扱いて、前記閉塞領域150における前記可撓性袋100の内部に存在する前記被充填物500を上流側及び/又は下流側に移動させた後に、閉塞領域150を横シール手段440で閉塞(シール)し、横切断手段(ナイフ)450で切断予定位置140を切断する。この切断工程によって、袋詰物品600が切り離され、袋詰物品600の製造が完了する。なお、充填前に設けられた前記可撓性袋100の下流端閉塞(シール)部110(図1(a))が、袋詰物品600の下流端閉塞(シール)部620(図1(d))となり、上記切断工程で切断された、閉塞領域150(図1(c))の下流側が、袋詰物品600の上流端閉塞(シール)部610(図1(d))となる。
 前記したように図1(a)は、最初に可撓性袋100をセットして、初めて被充填物500の充填を開始する直前の状態を示している。厚み規制領域130となる部分を下流端閉塞(シール)部110が越えて、可撓性袋100の内部に所定量の被充填物500を充填できる位置まで可撓性袋100が送られて停止する。この送り出しの間、未充填の可撓性袋100の内部を殺菌するために紫外線照射装置300を用いて紫外線を照射することが好ましい。
 続いて図1(b)に示されるように、被充填物500の充填が開始される。この時、被充填物500は、厚み規制領域130において、厚みが規制されると共に紫外線照射装置300から出射された紫外線を照射される。厚み規制領域の130の幅(厚み)を、両側から照射される紫外線の有効光路長以下とすることにより、厚み規制領域130を通過する被充填物500には確実に十分な量の紫外線が照射される。このとき、紫外線の照射強度及び厚み規制領域の130の幅に応じて、十分な積算照射量(単位:mJ/cm)が得られるように充填速度を調整することが好ましい。こうすることにより、紫外線照射領域を通過した被充填物500の全てが確実に紫外線殺菌されることになる。
 所定量の被充填物500の充填が完了すると、図1(c)に示されるように、扱き手段400が自動的に前進し、所定の位置に配置され、扱き工程、閉塞工程および切断工程が行われる。この間、被充填物は外気と接触することがないので、再汚染を防止することができる。この間、紫外線照射は継続していても停止していても良いが、これら工程に要する時間は短時間なので、継続しておくことが好ましい。
 最後に図1(d)に示されるように、切断工程によって切り離された袋詰物品600が回収されると共に、所定の位置まで可撓性袋100が送り出される。この間、被充填物が紫外線照射領域を通過する際には紫外線照射が行われる。また、紫外線照射に合わせて充填操作を行ってもよい。
 図3は、本発明の他の一の実施形態に係る袋詰物品の製造方法を説明するための概略図である。図3に示す実施形態においては、(2)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の前に行い、前記閉塞工程では、前記切断予定位置を、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されていない部分に設定する。前記(1)の実施形態は、粘性の高い被充填物に有効であるのに対し、本(2)の実施形態は粘性の低い液体などの被充填物に適している。
 図3に示す充填包装機200´は、基本的には図1に示す充填包装機200と同様の構成を有しており、紫外線照射装置300が進退可能に設置されると共に、紫外線照射工程が終了して閉塞工程及び切断工程を行う前に後退し、代わりに扱き・閉塞・切断ユニット420が前進して、厚み規制領域130で閉塞工程及び切断工程が行えるようになっている点、及び扱きロールがない点で異なっている。また、粘性の低い液体などからなる被充填物500は、所謂「切れ」が良い(被充填物が厚み規制領域を通過した後、厚み規制領域に残りにくい)ため、充填包装機200´は、予め決められた量の被充填物500を充填した後、図示しない被充填物供給管と並べて配置されたガス導入管(図示せず)から無菌処理された空気や窒素ガスを導入できる。
 本実施形態では、図3(a)~(c)に示されるように、図1(a)及び(b)と同様にして被充填物500の充填が行われる。ただし、図3(a)及び(b)に示されるように最初の充填に際して、下流端閉塞(シール)部110の形成を行った後、直ちに充填工程を開始して、紫外線透過性を有する可撓性袋100を送りながら充填が行われる。また、所定量の充填後は、被充填物500の供給を停止し、可撓性袋100を送り出しながら前記ガスが導入され、(切断予定位置140を含む)閉塞領域150の下流側にもガスが供給され、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されていない部分に切断予定位置140が設定される。そして、図3(d)に示されるように、後退した紫外線照射装置300に代わって前進配置された扱き・閉塞・切断ユニット420によって、閉塞工程及び切断工程が行われ、図3(e)に示すように切り離された袋詰物品600´が回収される。
 図4は、本発明の他の一の形態に係る袋詰物品の製造方法を説明するための概略図である。図4に示す実施形態においては、(3)前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の後に行い、前記紫外線照射工程では、前記被充填物の厚みを規定する位置を移動させながら、充填された被充填物全体に亘って紫外線を照射する。本実施形態では、紫外線照射工程を行わずに製造した袋詰物品600´´について、後工程として紫外線照射工程を行い、袋詰物品600´´の内部に充填されている被充填物500の紫外線殺菌を行う。図4(a)に示されるように、袋詰物品600´´は、互いに対向した一対の被充填物流動用上流側プレスロール240に挟持され、挟圧を加えられながら案内板(ガイド)230によって、一対の厚み制御用プレスロール220´の間の隙間に送られる。袋詰物品600´´の下流端閉塞(シール)部620´´が前記隙間に到達すると紫外線照射装置300´が起動し、紫外線照射が開始される。その後、図4(b)に示すように、厚み規制領域130´´は、袋詰物品600´´に対して移動し、その内部の被充填物500に紫外線が照射される。この時、厚み規制領域130´´となる部分の内部に存在する被充填物500は、上流側へ押し出されることになるが、被充填物流動用上流側プレスロール240により押し戻されて、厚み規制領域130´´を通過して紫外線照射されてから下流側へ移動する。厚み規制領域130´´の移動速度と被充填物流動用上流側プレスロール240の挟圧を調整することにより、安定した紫外線照射を行うことができる。
 さらに、厚み規制領域130´´より下流側に被充填物流動用下流側プレスロール250を設けて、前記袋詰物品600´´に対する厚み規制領域130´´の相対的な移動を、方向を変えて繰り返すことにより、より確実な紫外線殺菌を行うことが可能となる。この場合、被充填物500を上流側から下流側に移動させるとき(図4(b))は、下流側のプレスロール250に挟圧をかけない状態で、上流側のプレスロール240(被充填物流動用上流側プレスロール240)に挟圧をかければよい。逆に、被充填物500を下流側から上流側に移動させるとき(図4(b)の逆)は、上流側のプレスロール240に挟圧をかけない状態で、下流側のプレスロール250(被充填物流動用下流側プレスロール250)に挟圧をかければよい。
 本発明の袋詰物品の製造方法において得られる、袋詰物品は、そのまま商品として流通させることもできる。ただし、保存時や流通過程において自然界からの紫外線による被充填物の変質や可撓性袋の劣化を防止する観点からは、本発明の袋詰物品の製造方法は、袋詰物品の外表面に紫外線遮蔽処理を施す紫外線遮蔽工程を更に含むことが好ましい。
 袋詰物品の外表面に紫外線遮蔽処理を施すためには、紫外線不透過性材料で可撓性袋の紫外線透過性部分を被覆すればよい。被覆方法としては、紫外線不透過性インクを用いて印刷を行う方法、紫外線不透過性コーティング剤で表面コートする方法、紫外線不透過性フィルムを貼付(ラミネート)する方法などを例示することができる。
 本発明の袋詰物品の製造方法は、紫外線殺菌された、流動性を有する食品、化粧品、医薬部外品又は医薬品が可撓性袋内に封入された袋詰物品の製造に好適に適用することができる。
 100・・・紫外線透過性を有する可撓性袋
 110・・・下流端閉塞(シール)部
 120・・・上流側に開口
 130、130´、130´´・・・厚み規制領域
 131・・・第一の主表面
 132・・・第二の主表面
 140・・・切断予定位置
 150・・・閉塞領域
 200・・・充填包装機
 210、210´・・・厚み規制手段
 220、220´・・・厚み制御用プレスロール
 230・・・案内板(ガイド)
 240・・・被充填物流動用上流側プレスロール
 250・・・被充填物流動用下流側プレスロール
 300、300´・・・紫外線照射装置
 400・・・扱き手段
 410・・・扱きロール
 420・・・扱き・閉塞・切断ユニット
 430・・・扱き部材
 440・・・横シール手段
 450・・・横切断手段(ナイフ)
 500・・・被充填物
 600、600´、600´´・・・袋詰め物品
 610、610´、610´´・・・上流端閉塞(シール)部
 620、620´、620´´・・・下流端閉塞(シール)部

Claims (7)

  1.  下流端が閉塞され上流側に開口を有する、紫外線透過性を有する可撓性袋の内部に、前記上流側の開口から流動性を有する被充填物を充填する充填工程、
     前記充填工程で前記被充填物が充填された前記可撓性袋の、予め定めた切断予定位置並びにその上流側近傍及び下流側近傍を含む閉塞領域を閉塞する閉塞工程、
     前記閉塞工程で閉塞された閉塞領域内の前記切断予定位置で前記可撓性袋を切断する切断工程、及び
     前記充填工程で前記被充填物を前記可撓性袋の内部に充填する過程中又は前記充填工程終了後に、前記被充填物が、前記可撓性袋の内部をその内面と接して通過するか又は前記可撓性袋の内部にその内面と接して少なくとも一時的に滞在する部分における前記被充填物の厚みを制限して前記可撓性袋の外部から前記被充填物に紫外線を照射する紫外線照射工程
    を含んでなることを特徴とする、袋詰物品の製造方法。
  2.  前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の前に行い、
     前記閉塞工程は、
      前記切断予定位置を、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されている部分に設定する工程と、
      前記閉塞領域を設定する工程と、
      前記閉塞領域の閉塞を行う前に、前記閉塞領域を扱き、前記閉塞領域における前記可撓性袋の内部に存在する前記被充填物を上流側及び/又は下流側に移動させる扱き工程と
    を更に含み、
     前記閉塞領域を、前記扱き工程後における前記閉塞領域より下流の前記可撓性袋の内部に存在する前記被充填物の量が、予め定めた所定量となるように設定する
    ことを特徴とする、請求項1に記載の袋詰物品の製造方法。
  3.  前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の前に行い、
     前記閉塞工程は、前記切断予定位置を、前記紫外線照射工程で紫外線を照射された前記被充填物が充填されていない部分に設定することを更に含む
    ことを特徴とする、請求項1に記載の袋詰物品の製造方法。
  4.  前記紫外線照射工程を前記閉塞工程の後に行い、
     前記紫外線照射工程では、前記被充填物の厚みを制限する位置を移動させながら、充填された被充填物全体に亘って紫外線を照射することを特徴とする、請求項1に記載の袋詰物品の製造方法。
  5.  前記可撓性袋は、253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線に対して透過性を有しており、
     前記紫外線照射工程では、253nm以上280nm以下の波長領域の紫外線を選択的に照射することを特徴とする、請求項1乃至4の何れかに記載の製造方法。
  6.  前記紫外線照射工程が、
      前記可撓性袋の外部から紫外線を1方向又は互いに対向する2方向から照射すること、及び
      前記被充填物の厚みを、前記1方向又は2方向から照射される紫外線の有効光路長の総和以下となるように制限すること
    を含み、
     前記有効光路長は、照射される紫外線が前記被充填物の層を透過したときの透過紫外線の放射照度が0.01mW/cmとなる前記被充填物の層の厚さとして定義されることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の製造方法。
  7.  紫外線透過性を有する筒状の可撓性袋を下流側に向かって送る、送り手段と、
     前記送り手段によって送られる前記筒状の可撓性袋に流動性を有する被充填物を充填する充填手段と、
     前記筒状の可撓性袋に作用して横シールを形成する横シール手段と、
     前記横シール手段によって形成された横シールされた領域内で前記筒状の可撓性袋を横切断する横切断手段と、
     前記充填手段によって前記被充填物が前記筒状の可撓性袋の内部に充填される過程中又は充填終了後において、前記被充填物が、前記筒状の可撓性袋の内部をその内面と接して通過するか又は前記筒状の可撓性袋の内部にその内面と接して少なくとも一時的に滞在する部分の少なくとも一部である厚み規制領域の厚みを所定の厚みに規制して、当該厚み規制領域における、内部に被充填物が存在する前記筒状の可撓性袋の形状を、2つの主表面が前記所定の厚みで平行又は略平行に対向する平面板状又は平面シート状に変形させる、厚み規制手段と、
     前記厚み規制手段によって平面板状又は平面シート状に変形させられた前記厚み規制領域の前記2つの主表面の少なくとも一方に対向するように配置され、前記厚み規制領域の内部の前記被充填物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
    を有することを特徴とする、袋詰物品の製造装置。
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