無菌充填方法及び装置
【課題】インラインシステムにおいて無菌包装体の生産性を高める。
【解決手段】プリフォーム１を連続走行させながら加熱し、この加熱したプリフォームに過酸化水素のガスＧ又は凝結ミストＭを吹き付けて殺菌し、この加熱し殺菌処理したプリフォームを同じく連続走行する金型４内でブロー成形してボトルを作り、連続走行する金型からボトルを取り出して同じく連続走行させながら内容物を充填しキャップで密封する無菌充填方法である。プリフォーム及び容器を高速で走行させつつ、適正に殺菌処理して内容物を充填し密封することができる。
【解決手段】プリフォーム１を連続走行させながら加熱し、この加熱したプリフォームに過酸化水素のガスＧ又は凝結ミストＭを吹き付けて殺菌し、この加熱し殺菌処理したプリフォームを同じく連続走行する金型４内でブロー成形してボトルを作り、連続走行する金型からボトルを取り出して同じく連続走行させながら内容物を充填しキャップで密封する無菌充填方法である。プリフォーム及び容器を高速で走行させつつ、適正に殺菌処理して内容物を充填し密封することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無菌充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォームを搬送しながら殺菌処理し、ブロー成形機によってプリフォームをボトルに成形し、このボトルに飲料等の内容物を充填し、キャッピングして無菌包装体とするというインラインシステムとしての無菌充填方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この従来の無菌充填方法は、プリフォームを殺菌液に浸漬し、殺菌液からプリフォームを引き上げた後に、プリフォームに加熱エアを吹き付けてプリフォームに付着した殺菌液を乾燥させようとする場合に、この乾燥用の加熱エアによる加熱でプリフォームの均一な加熱が損なわれ、ブロー成形に支障を来たすことがないようにしようというものである。すなわち、プリフォームをブロー成形のために加熱する前に、殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付けることで、加熱エアによる殺菌液の乾燥を省略し、殺菌後においてプリフォームをブロー成形に適するように加熱しようとするものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１２８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来のようにプリフォームに殺菌剤のガスを吹き付けて殺菌した後に、プリフォームをブロー成形のために加熱するものとすると、この加熱段階でプリフォームが微生物により汚染されるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消しようというもので、容器をプリフォームの段階で適正に殺菌処理し、無菌性を維持したまま容器に成形し、この無菌の容器に内容物を充填し密封することができるインラインシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。
【０００８】
すなわち、請求項１に係る発明は、プリフォーム（１）を連続走行させながら加熱し、この加熱したプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けて殺菌し、この加熱し殺菌処理したプリフォーム（１）を同じく連続走行する金型（４）内でブロー成形して容器（２）を作り、この連続走行する金型（４）から容器（２）を取り出し、容器（２）を同じく連続走行させながら内容物（ａ）を充填し蓋（３）で密封する無菌充填方法を採用する。
【０００９】
請求項２に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填方法において、プリフォーム（１）を連続走行させながら上記加熱前に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を予備殺菌することもできる。
【００１０】
請求項３に記載されるように、請求項１又は請求項２に記載の無菌充填方法において、上記プリフォーム（１）及び容器（２）がＰＥＴ製のものを使用することができる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、プリフォーム（１）を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、容器（２）の成形用金型（４）を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、上記金型（４）で成形された容器（２）を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送する容器用搬送手段とを有し、上記第一の搬送路に沿って配置されたヒータ（１９ａ）により第一の搬送路上を走行するプリフォーム（１）を加熱し、上記第一の搬送路に沿って上記ヒータ（１９ａ）よりも下流側に配置された殺菌用ノズル（６）から第一の搬送路上を走行するプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を殺菌し、上記第二の搬送路上で上記加熱され殺菌されたプリフォーム（１）を金型（４）で受け取って容器（２）にブロー成形し、上記第三の搬送路に沿って配置されたフィラー（３９）とキャッパー（４０）によって上記ブロー成形された容器（２）に対する内容物（ａ）の充填と密封を順次行うようにした無菌充填装置を採用する。
【００１２】
請求項５に記載されるように、請求項４に記載の無菌充填装置において、上記第一の搬送路の上記ヒータ（１９ａ）よりも上流側に予備殺菌用ノズル（６ａ）を設け、この予備殺菌用ノズル（６ａ）から加熱する前のプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を予備殺菌することもできる。
【００１３】
請求項６に記載されるように、請求項４又は請求項５に記載の無菌充填装置において、上記プリフォーム（１）及び容器（２）がＰＥＴ製のものを使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、プリフォーム（１）を連続走行させながら加熱し、この加熱したプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けて殺菌し、この加熱し殺菌処理したプリフォーム（１）を同じく連続走行する金型（４）内でブロー成形して容器（２）を作り、連続走行する金型（４）から容器（２）を取り出して同じく連続走行させながら内容物（ａ）を充填し蓋（３）で密封する無菌充填方法であるから、加熱状態のプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を接触させることができ、従って、プリフォームの過酸化水素による殺菌効果を高めることができる。また、プリフォームを加熱した後に殺菌するので、加熱前にプリフォームを殺菌する場合に比べ、加熱工程でのプリフォームの微生物等による汚染を防止することができ、従って、無菌状態が維持された容器内に内容物を充填することができる。
【００１５】
請求項２に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填方法において、プリフォーム（１）を連続走行させながら上記加熱前に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を予備殺菌するものとすれば、プリフォーム及び容器の殺菌効果を更に高めることができる。
【００１６】
請求項３に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填方法において、上記プリフォーム（１）及び容器（２）がＰＥＴ製のものを使用する場合は、過酸化水素の容器（２）への過度な吸着を防止することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、プリフォーム（１）を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、容器（２）の成形用金型（４）を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、上記金型（４）で成形された容器（２）を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送する容器用搬送手段とを有し、上記第一の搬送路に沿って配置されたヒータ（１９ｂ）により第一の搬送路上を走行するプリフォーム（１）を加熱し、上記第一の搬送路に沿って上記ヒータ（１９ｂ）よりも下流側に配置された殺菌用ノズル（６）から第一の搬送路上を走行するプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を殺菌し、上記第二の搬送路上で上記加熱され殺菌されたプリフォーム（１）を金型（４）で受け取って容器（２）にブロー成形し、上記第三の搬送路に沿って配置されたフィラー（３９）とキャッパー（４０）によって上記ブロー成形された容器（２）に対する内容物（ａ）の充填と密封を順次行うようにした無菌充填装置であるから、加熱状態のプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を接触させることができ、従って、プリフォームの過酸化水素による殺菌効果を高めることができる。また、プリフォームを加熱した後に殺菌するので、加熱前にプリフォームを殺菌する場合に比べ、加熱工程でのプリフォームの微生物等による汚染を無視することができ、従って、無菌状態が維持された容器内に内容物を充填することができる。
【００１８】
請求項５に記載されるように、請求項４に記載の無菌充填装置において、上記第一の搬送路の上記ヒータ（１９ｂ）よりも上流側に予備殺菌用ノズル（６ａ）を設け、この予備殺菌用ノズル（６ａ）から加熱する前のプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を予備殺菌するようにした場合は、殺菌効果を更に高めることができる。
【００１９】
請求項６に記載されるように、請求項４又は請求項５に記載の無菌充填装置において、上記プリフォーム（１）及び容器（２）がＰＥＴ製のものを使用する場合は、過酸化水素の容器（２）への過度な吸着を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
この実施の形態１におけるインラインシステムによれば、最終製品として図１に示す無菌包装体が製造される。
【００２２】
図１に示すように、この無菌包装体は、容器であるボトル２と、蓋であるキャップ３とを備える。
【００２３】
ボトル２はこの実施の形態ではＰＥＴ製であるが、ＰＥＴに限らずポリプロピレン、ポリエチレン等他の樹脂を用いて作ることも可能である。ボトル２の口部２ａには雄ネジ２ｂが形成される。
【００２４】
キャップ３はポリプロピレン等の樹脂を材料にして射出成形等により形成され、キャップ３の成形と同時に雌ネジ３ａも形成される。
【００２５】
ボトル２には、その内部があらかじめ殺菌処理された状態で、飲料等の殺菌処理済の内容物ａが充填される。内容物ａの充填後にキャップ３がボトルの口部２ａに被せられ、雌雄ネジ３ａ，２ｂの螺合によってボトル２の口部２ａが密封され、無菌包装体が完成する。
【００２６】
上記ボトル２は、次に述べるような手順で無菌容器として形成され、内容物の充填、密封を経て無菌包装体とされる。
【００２７】
まず、図２（Ａ）に示すように、プリフォーム１が用意される。このプリフォームが所望の速度で連続的に搬送される。
【００２８】
プリフォーム１は、ＰＥＴの射出成形等によって略試験管状の有底筒状体として形成される。プリフォーム１は、図１に示したボトル２におけると同様な口部２ａをその成形当初に付与される。この口部２ａにはプリフォーム１の成形と同時に雄ネジ２ｂが形成される。
【００２９】
図２（Ｂ）に示すように、プリフォーム１の走行路に沿ってヒータ１９ｂがトンネル状に配置され、このヒータ１９ｂによってプリフォーム１は走行しながら加熱される。プリフォーム１は、この加熱によって１２０℃程度まで均一に加熱される。
【００３０】
プリフォーム１は加熱後も連続走行しつつ、図２（Ｃ）に示すように殺菌処理される。この殺菌処理は、殺菌剤である過酸化水素のガスＧが殺菌用ノズル６から吹き付けられることによって行われる。殺菌用ノズル６はプリフォーム１の口部２ａと底にそれぞれ対峙するように配置される。
【００３１】
過酸化水素のガスＧは、例えば図４に示す気化器７によって生成可能である。
【００３２】
この気化器７は、殺菌剤である過酸化水素の水溶液を滴状にして供給する二流体スプレーである過酸化水素供給部８と、この過酸化水素供給部８から供給された過酸化水素の噴霧をその沸点以上の非分解温度以下に加熱して気化させる気化部９とを備える。過酸化水素供給部８は、過酸化水素供給路８ａ及び圧縮空気供給路８ｂからそれぞれ過酸化水素の水溶液と圧縮空気を導入して過酸化水素の水溶液を気化部９内に噴霧するようになっている。気化部９は内外壁間にヒータ９ａを挟み込んだパイプであり、このパイプ内に吹き込まれた過酸化水素の噴霧を加熱し気化させる。気化した過酸化水素のガスＧは吐出ノズル９ｂから気化部９外に凝結ミストＭとなって噴出する。
【００３３】
吐出ノズル９ｂの先端には熱風Ｈの流れる導管４２が連結され、吐出ノズル９ｂから出た凝結ミストＭは熱風Ｈに混じってガス化され、この熱風Ｈに乗ったガスＧがフレキシブルホース等を介して上記殺菌用ノズル６へと流れる。
【００３４】
殺菌用ノズル６はプリフォーム１の走行路上の定位置に設置してもよいし、プリフォーム１と同期的に移動させてもよい。
【００３５】
殺菌用ノズル６から吹き出た過酸化水素のガスＧはプリフォーム１の表面に接触する。プリフォーム１はすでに所定温度まで均一に加熱されていることから、プリフォーム１の表面は速やかにムラなく殺菌される。
【００３６】
上記導管４２を省略し、吐出ノズル９ｂから出た過酸化水素の凝結ミストＭを上記殺菌用ノズル６へと流し、殺菌用ノズル６から過酸化水素の凝結ミストＭをプリフォーム１に吹き付けることも可能である。
【００３７】
加熱され殺菌処理されたプリフォーム１は、図２（Ｄ）に示すように、ブロー成形に付され容器としてのボトル２に成形される。
【００３８】
ブロー成形用の金型４はプリフォーム１の走行速度と同じ速度で連続的に走行しつつ、型締めされ、プリフォーム１に対してブロー成形し、成形後型開きする。
【００３９】
金型４は、容器であるボトル２の完成品形状のキャビティＣを有し、ボトル２の口部２ａに対応した金型上部４ａ、ボトル２の胴部に対応した金型中央部４ｂ、ボトル２の底部に対応した金型底部４ｃとに分割構成される。
【００４０】
金型４の各部４ａ，４ｂ，４ｃには、必要に応じてそれぞれ異なる温度が設定される。例えば、ボトル２の口部２ａに対応した金型上部４ａは、金型中央部４ｂ及び金型底部４ｃと比べて低い温度に設定することができる。ボトル２の口部２ａはプリフォーム１において既に形成されているため、この口部２ａに熱を供給しすぎると口部２ａが変形するおそれがある。そこで、この口部２ａと接触する金型上部４ａの温度は低くしておくことにより口部２ａの変形を防止することができる。
【００４１】
プリフォーム１は、その全体の温度が成形に好適な温度域に上昇するようにほぼ均一に加熱された後に、図２（Ｄ）に示すように、金型４内に装着される。また、ブローノズル５が金型４の上部４ａ及びプリフォーム１の口部２ａを貫通してプリフォーム１内に挿入される。
【００４２】
金型４が走行する間に、例えば一次ブロー用エアである熱風や二次ブロー用エアである熱風がブローノズル５からプリフォーム１内に順次吹き込まれることによって、金型４のキャビティＣ内でプリフォーム１が最終成形品のボトル２まで膨張する。
【００４３】
このように金型４内でボトル２が成形されると、金型４が走行しつつ型開きし、図３（Ｅ）に示すように、ボトル２の完成品が金型４外へ取り出される。
【００４４】
ボトル２は金型４から取り出された後も連続走行し、図３（Ｆ）に示すように、飲料等の内容物ａが充填ノズル１０からボトル２内に充填され、図３（Ｇ）に示すように、蓋であるキャップ３で密封される。
【００４５】
かくて、無菌包装体とされたボトル２は、集積され市場へと搬出される。
【００４６】
上記無菌充填方法を実施するための無菌充填装置は、例えば図５のごとく構成される。
【００４７】
図５に示すように、この無菌充填装置は、口部２ａを有する有底筒状のプリフォーム１（図２（Ａ）参照）を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給機１１と、ブロー成形機１２と、成形されたボトル２に飲料等の内容物ａをボトル２に充填、密封する充填機１３とを備える。
【００４８】
プリフォーム供給機１１から充填機１３に至る間には、プリフォーム１（図２（Ａ）参照）を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、ボトル２の完成品形状のキャビティＣを有する金型４（図２（Ｄ）参照）を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、金型４で成形されたボトル２を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送するボトル用搬送手段とが設けられる。
【００４９】
プリフォーム用搬送手段の第一の搬送路と、金型用搬送手段の第二の搬送路と、ボトル用搬送手段の第三の搬送路は互いに連通し、これらの搬送路上にはプリフォーム１やボトル２を保持しつつ搬送する図示しないグリッパー等が設けられている。
【００５０】
プリフォーム用搬送手段は、その第一の搬送路上に、プリフォーム１を所定の間隔で順次供給するプリフォームコンベア１４を備える。また、プリフォームコンベア１４の終端からプリフォーム１を受け取って搬送するホイール１５，１６，１７，１８の列と、ホイール１８からプリフォーム１を受け取って走行させるコンベア１９とを具備する。
【００５１】
コンベア１９は水平方向に長く伸びる無端搬送チェーンを有し、この無端搬送チェーンに沿って加熱部１９ａが設けられている。
【００５２】
プリフォーム１は、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７，１８の列を経てコンベア１９に受け取られ、加熱部１９ａ内をこのコンベア１９によって往復移動する。加熱部１９ａの内壁面には、ヒータ１９ｂ（図２（Ｂ）参照）が張り巡らされており、コンベア１９によって搬送されるプリフォーム１がこのヒータ１９ｂによって加熱される。
【００５３】
ブロー成形機１２は、上記プリフォーム供給機１１の加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってボトル２に加熱成形する金型４及びブローノズル５（図２（Ｄ）参照）を複数セット備える。
【００５４】
ブロー成形機１２内には、上記金型用搬送手段の第二の搬送路が通っている。この第二の搬送路は、ホイール２０，２１，２２，１７，２３の列によって構成される。なお、このホイール２０，２１，２２，１７，２３の列と上記プリフォーム用搬送手段のホイール１５，１６，１７，１８の列との間ではホイール１７が共用される。
【００５５】
このブロー成形機１２と上記プリフォーム供給機１１との境界に置かれるホイール２０の外周には、殺菌用ノズル６（図２（Ｃ）参照）が配置される。殺菌用ノズル６は上記加熱部１９ａよりも下流側で金型４（図２（Ｄ）参照）よりも上流側に位置する。殺菌用ノズル６はホイール２０の外周の定位置に設置してもよいし、ホイール２０の回りをプリフォーム１と同期的に旋回させてもよい。
【００５６】
金型４及びブローノズル５は、ホイール２１の回りに複数個配置され、ホイール２１の回転とともにホイール２１の周りを一定速度で旋回する。
【００５７】
金型４は、図２（Ｄ）に示したように、金型上部４ａと金型中央部４ｂと金型底部４ｃとを備える。ホイール２０の図示しないグリッパーがプリフォーム供給機１１の加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってホイール２１の回りの金型４に受け渡すと、金型４の上中下部４ａ，４ｂ，４ｃが合体してプリフォーム１を図２（Ｄ）のごとく把持する。金型４内のプリフォーム１はホイール２１の回りを金型４及びブローノズル５と共に旋回しながら、ブローノズル５からブロー成形用の熱風をブローされボトル２の完成品に成形される。
【００５８】
金型４のキャビティＣ内にプリフォーム１が密着しボトル２が形成されると、この金型４はホイール２２に接したところで型開きし、そのボトル２をホイール２２の図示しないグリッパーに受け渡す。このボトル２はホイール２２，１７，２３を経て充填機１３へと搬送される。
【００５９】
充填機１３は、上記ボトル用搬送手段の第三の搬送路をその内部に有する。この第三の搬送路は、ホイール２７,３４,３５,３６,３７,３８の列を有する。このホイール２７,３４,３５,３６,３７,３８の列に沿って、無菌状態のボトル２に内容物ａを充填するためのフィラー３９と、内容物ａが充填されたボトル２にキャップ３（図１参照）を取り付けて密封するためのキャッパー４０とが順に設けられる。
【００６０】
なお、フィラー３９及びキャッパー４０は公知の装置と同様で良いため、説明を省略する。
【００６１】
また、この無菌充填装置はチャンバー４１で囲まれており、チャンバー４１内は無菌ゾーンとグレーゾーンに仕切られている。そして、プリフォーム供給機１１及びブロー成形機１２はグレーゾーンに、充填機１３は無菌ゾーンにそれぞれ配置されている。
【００６２】
グレーゾーンにはＨＥＰＡで浄化されたエアが常時吹き込まれ、これにより、成形時に殺菌されたボトル２が微生物に二次汚染されることなく無菌ゾーンへと搬送される。
【００６３】
次に、図２、図３及び図５を参照して無菌充填装置の動作を説明する。
【００６４】
まず、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７，１８の列によってプリフォーム１が加熱部１９ａへと搬送される。
【００６５】
加熱部１９ａにおいてプリフォーム１は、コンベア１９によって搬送されつつ、全体の温度が成形に好適な温度域まで均一に加熱される。
【００６６】
加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２０の外周を通過する際に図２（Ｃ）のごとく殺菌用ノズル６から過酸化水素のガスＧ又はミストＡを吹き付けられ殺菌処理された後、ホイール２１の回りの金型４へと受け渡される。プリフォーム１は、金型４により図２（Ｄ）のごとく抱持され、ブローノズル５からのブロー成形用の熱風の吹き込みによってキャビティＣ内でボトル２の完成品まで膨張する。
【００６７】
成形されたボトル２は、金型４の型開き後にホイール２２のグリッパーによって金型４外に取り出され、ホイール２２から下流側のホイール１７,２３,２７,３４，３５，３６，３７，３８の列へと受け渡されつつ充填機１３内を走行する。
【００６８】
充填機１３においてボトル２には、図３（Ｆ）のごとく飲料等の滅菌処理された内容物ａがフィラー３９の充填ノズル１０により充填される。内容物ａが充填されたボトル２は、キャッパー４０によりキャップ３が施されて密封され（図１、図３（Ｇ）参照）、チャンバー４１の出口から排出される。上述したようにフィラー３９及びキャッパー４０は公知の装置であるため、ボトル２への内容物の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。
【００６９】
＜実施の形態２＞
この実施の形態２におけるインラインシステムによっても、最終製品として図１に示す無菌包装体と同様な無菌包装体が製造される。
【００７０】
この実施の形態２では、上記ボトル２は、次に述べるような手順で無菌容器として形成され、内容物ａの充填、密封を経て無菌包装体とされる。
【００７１】
まず、図６（Ａ）に示すように、実施の形態１の場合と同様なプリフォーム１が用意される。このプリフォーム１が所望の速度で連続的に搬送される。
【００７２】
プリフォーム１は連続走行しながら、図６（Ｂ）に示すように、予備殺菌用ノズル６ａから殺菌剤である過酸化水素のガスＧａを吹き付けられて殺菌処理される。予備殺菌用ノズル６ａはプリフォーム１の口部２ａと底にそれぞれ対峙するように配置される。
【００７３】
この予備殺菌用の過酸化水素のガスＧａは、実施の形態１で用いた気化器６（図４参照）によって生成可能である。
【００７４】
なお、過酸化水素のガスＧａに代えて凝結ミストＭａをプリフォーム１に吹き付けて予備殺菌することも可能である。
【００７５】
予備殺菌処理されたプリフォーム１は、図６（Ｃ）に示すように、その走行路に沿ってトンネル状に配置されたヒータ１９ｂによって走行しながら加熱される。プリフォーム１は、この加熱によって１２０℃程度まで均一に加熱される。
【００７６】
プリフォーム１は加熱後も連続走行しつつ、図６（Ｄ）に示すように殺菌処理される。この殺菌処理は、殺菌剤である過酸化水素のガスＧが殺菌用ノズル６から吹き付けられることによって行われる。殺菌用ノズル６はプリフォーム１の口部２ａと底にそれぞれ対峙するように配置される。
【００７７】
プリフォーム１が、上記加熱前の予備殺菌に加えて加熱後においても殺菌剤である過酸化水素のガスＧによって更に殺菌されることから、プリフォーム１が上記加熱工程で微生物に汚染されたとしても、再度殺菌処理することができる。
【００７８】
この過酸化水素のガスＧは、上記予備殺菌用の過酸化水素ガスＧａと同じ供給源から供給することができるが、この過酸化水素のガスＧの流量は必要に応じて上記予備殺菌用の過酸化水素のガスＧａの流量の例えば二倍とされる。
【００７９】
殺菌用ノズル６はプリフォーム１の走行路上の定位置に設置してもよいし、プリフォーム１と同期的に移動させてもよく、実施の形態１と同様に設けられる。
【００８０】
殺菌用ノズル６から吹き出た過酸化水素のガスＧはプリフォーム１の表面に接触する。プリフォーム１はすでに均一温度に加熱されていることから、プリフォーム１の表面は速やかにムラなく殺菌される。
【００８１】
なお、実施の形態１で述べたと同様に、過酸化水素のガスＧに代えて過酸化水素の凝結ミストＭを殺菌用ノズル６からプリフォーム１に向かって吹き付けることも可能である。
【００８２】
加熱され殺菌処理されたプリフォーム１は、図７（Ｅ）に示すように、ブロー成形に付され容器としてのボトル２に成形される。
【００８３】
ブロー成形用の金型４はプリフォーム１の走行速度と同じ速度で連続的に走行しつつ、型締めされ、プリフォーム１をブロー成形し、型開きする。
【００８４】
金型４は、実施の形態１と同様に構成され、その各部４ａ，４ｂ，４ｃも同様に温度設定される。
【００８５】
プリフォーム１は、その全体の温度が成形に好適な温度域に上昇するようにほぼ均一に加熱された後に、図７（Ｅ）に示すように、金型４内に装着される。また、ブローノズル５が金型上部４ａ及びプリフォーム１の口部２ａを貫通してプリフォーム１内に挿入される。
【００８６】
金型４が走行する間に、一次ブロー用エア、二次ブロー用エアがブローノズル５からプリフォーム１内に吹き込まれることによって、金型４のキャビティＣ内でプリフォーム１が最終成形品のボトル２まで膨張する。
【００８７】
このように金型４内でボトル２が成形されると、金型４が走行しつつ型開きし、図７（Ｆ）に示すように、ボトル２の完成品が金型４外へ取り出される。
【００８８】
ボトル２は金型４から取り出された後も連続走行し、図７（Ｇ）に示すように、飲料等の内容物ａが口部２ａから充填され、図７（Ｈ）に示すように、蓋であるキャップ３で密封される。
【００８９】
かくて、無菌包装体とされたボトル２は、集積され梱包され市場へと搬出される。
【００９０】
上記無菌充填方法を実施するための無菌充填装置は、例えば図８のごとく構成される。
【００９１】
図８に示すように、この無菌充填装置は、実施の形態１のものとほぼ同様な構成であるが、プリフォーム供給機１１におけるプリフォームコンベア１４がホイール１５に接続される箇所よりもやや上流側に予備殺菌用ノズル６ａが増設されている点で実施の形態１のものと相違する。
【００９２】
予備殺菌用ノズル６ａは殺菌用ノズル６と略同様な構成を有する。予備殺菌用ノズル６ａはホイール１８の外周の定位置に設置してもよいし、ホイール１８の回りをプリフォーム１と同期的に旋回させてもよい。
【００９３】
次に、図６乃至図８を参照して無菌充填装置の動作を説明する。
【００９４】
まず、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７，１８の列によってプリフォーム１が加熱部１９ａへと搬送される。
【００９５】
プリフォーム１がプリフォームコンベア１４からホイール１５に入る前において、予備殺菌用ノズル６ａから過酸化水素のガスＧａ又は凝結ミストＭａがプリフォーム１に吹き付けられる（図６（Ｂ）参照）。
【００９６】
予備殺菌されたプリフォーム１は、加熱部１９ａにおいてコンベア１９によって搬送されつつ全体の温度が成形に好適な温度域まで加熱される（図６（Ｃ）参照）。
【００９７】
加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２０の外周を通過する際に図６（Ｄ）のごとく殺菌用ノズル６から過酸化水素のガスＧ又は凝結ミストＭを吹き付けられ殺菌処理された後、ホイール２１の回りの金型４へと受け渡される。
【００９８】
このように、上記ヒータ１９ｂよりも上流側において予備殺菌用ノズル６ａから加熱前のプリフォーム１に過酸化水素のガスＧａ又は凝結ミストＭａが吹き付けられて予備殺菌されたうえで、さらにこの殺菌用ノズル６から過酸化水素のガスＧ又は凝結ミストＭが吹き付けられることから、プリフォーム１の殺菌効果が更に向上する。
【００９９】
プリフォーム１は、金型４により図７（Ｅ）のごとく抱持され、ブローノズル５からの熱風の吹き込みによってキャビティＣ内でボトル２の完成品まで膨張する。
【０１００】
成形されたボトル２は、金型４の型開き後にホイール２２の図示しないグリッパーによって金型４外に取り出され、ホイール２２から下流側のホイール１７,２３,２７,３４，３５，３６，３７，３８の列へと受け渡されつつ充填機１３内を走行する。
【０１０１】
充填機１３においてボトル２には、フィラー３９の充填ノズル１０により飲料等の滅菌処理された内容物ａが充填される（図７（Ｇ）参照）。内容物ａが充填されたボトル２は、キャッパー４０によりキャップ３が施されて密封され（図１、図７（Ｈ）参照）、チャンバー４１の出口から排出される。
【０１０２】
上述したようにフィラー３９及びキャッパー４０は公知の装置であるため、ボトル２への内容物の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。
【０１０３】
その他、この実施の形態２において実施の形態１の場合と同様な箇所には同じ符号を付して示し、重複した説明を省略する。
【０１０４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることなく種々の形態にて実施可能である。例えば、本発明が適用される容器はＰＥＴボトルに限定されず、種々の樹脂製容器に適用することができる。容器の成形はインジェクションブローに限定されず、ダイレクトブロー等各種のブロー成形によって成形可能である。また、プリフォームや容器を搬送する搬送手段は、図４に示したホイール搬送装置に限定されない。容器が成形された順に所定の搬送速度で搬送可能な種々の搬送装置、例えばベルト搬送装置、バケット搬送装置、エア搬送装置を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る無菌充填方法及び装置によって製造される無菌包装体の一例を示す部分切欠正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る無菌充填方法の前半の各工程を表す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る無菌充填方法の後半の各工程を表す説明図である。
【図４】過酸化水素のガスを生成するための気化器の一例を示す垂直断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る無菌充填装置の概略を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る無菌充填方法の前半の各工程を表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る無菌充填方法の後半の各工程を表す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る無菌充填装置の概略を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１…プリフォーム
２…ボトル
３…キャップ
４…金型
６…殺菌用ノズル
６ａ…予備殺菌用ノズル
１９ａ…ヒータ
３９…フィラー
４０…キャッパー
ａ…内容物
Ｇ，Ｇａ…過酸化水素のガス
Ｍ，Ｍａ…過酸化水素の凝結ミスト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無菌充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォームを搬送しながら殺菌処理し、ブロー成形機によってプリフォームをボトルに成形し、このボトルに飲料等の内容物を充填し、キャッピングして無菌包装体とするというインラインシステムとしての無菌充填方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この従来の無菌充填方法は、プリフォームを殺菌液に浸漬し、殺菌液からプリフォームを引き上げた後に、プリフォームに加熱エアを吹き付けてプリフォームに付着した殺菌液を乾燥させようとする場合に、この乾燥用の加熱エアによる加熱でプリフォームの均一な加熱が損なわれ、ブロー成形に支障を来たすことがないようにしようというものである。すなわち、プリフォームをブロー成形のために加熱する前に、殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付けることで、加熱エアによる殺菌液の乾燥を省略し、殺菌後においてプリフォームをブロー成形に適するように加熱しようとするものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１２８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来のようにプリフォームに殺菌剤のガスを吹き付けて殺菌した後に、プリフォームをブロー成形のために加熱するものとすると、この加熱段階でプリフォームが微生物により汚染されるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消しようというもので、容器をプリフォームの段階で適正に殺菌処理し、無菌性を維持したまま容器に成形し、この無菌の容器に内容物を充填し密封することができるインラインシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。
【０００８】
すなわち、請求項１に係る発明は、プリフォーム（１）を連続走行させながら加熱し、この加熱したプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けて殺菌し、この加熱し殺菌処理したプリフォーム（１）を同じく連続走行する金型（４）内でブロー成形して容器（２）を作り、この連続走行する金型（４）から容器（２）を取り出し、容器（２）を同じく連続走行させながら内容物（ａ）を充填し蓋（３）で密封する無菌充填方法を採用する。
【０００９】
請求項２に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填方法において、プリフォーム（１）を連続走行させながら上記加熱前に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を予備殺菌することもできる。
【００１０】
請求項３に記載されるように、請求項１又は請求項２に記載の無菌充填方法において、上記プリフォーム（１）及び容器（２）がＰＥＴ製のものを使用することができる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、プリフォーム（１）を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、容器（２）の成形用金型（４）を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、上記金型（４）で成形された容器（２）を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送する容器用搬送手段とを有し、上記第一の搬送路に沿って配置されたヒータ（１９ａ）により第一の搬送路上を走行するプリフォーム（１）を加熱し、上記第一の搬送路に沿って上記ヒータ（１９ａ）よりも下流側に配置された殺菌用ノズル（６）から第一の搬送路上を走行するプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を殺菌し、上記第二の搬送路上で上記加熱され殺菌されたプリフォーム（１）を金型（４）で受け取って容器（２）にブロー成形し、上記第三の搬送路に沿って配置されたフィラー（３９）とキャッパー（４０）によって上記ブロー成形された容器（２）に対する内容物（ａ）の充填と密封を順次行うようにした無菌充填装置を採用する。
【００１２】
請求項５に記載されるように、請求項４に記載の無菌充填装置において、上記第一の搬送路の上記ヒータ（１９ａ）よりも上流側に予備殺菌用ノズル（６ａ）を設け、この予備殺菌用ノズル（６ａ）から加熱する前のプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を予備殺菌することもできる。
【００１３】
請求項６に記載されるように、請求項４又は請求項５に記載の無菌充填装置において、上記プリフォーム（１）及び容器（２）がＰＥＴ製のものを使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、プリフォーム（１）を連続走行させながら加熱し、この加熱したプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けて殺菌し、この加熱し殺菌処理したプリフォーム（１）を同じく連続走行する金型（４）内でブロー成形して容器（２）を作り、連続走行する金型（４）から容器（２）を取り出して同じく連続走行させながら内容物（ａ）を充填し蓋（３）で密封する無菌充填方法であるから、加熱状態のプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を接触させることができ、従って、プリフォームの過酸化水素による殺菌効果を高めることができる。また、プリフォームを加熱した後に殺菌するので、加熱前にプリフォームを殺菌する場合に比べ、加熱工程でのプリフォームの微生物等による汚染を防止することができ、従って、無菌状態が維持された容器内に内容物を充填することができる。
【００１５】
請求項２に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填方法において、プリフォーム（１）を連続走行させながら上記加熱前に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を予備殺菌するものとすれば、プリフォーム及び容器の殺菌効果を更に高めることができる。
【００１６】
請求項３に記載されるように、請求項１に記載の無菌充填方法において、上記プリフォーム（１）及び容器（２）がＰＥＴ製のものを使用する場合は、過酸化水素の容器（２）への過度な吸着を防止することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、プリフォーム（１）を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、容器（２）の成形用金型（４）を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、上記金型（４）で成形された容器（２）を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送する容器用搬送手段とを有し、上記第一の搬送路に沿って配置されたヒータ（１９ｂ）により第一の搬送路上を走行するプリフォーム（１）を加熱し、上記第一の搬送路に沿って上記ヒータ（１９ｂ）よりも下流側に配置された殺菌用ノズル（６）から第一の搬送路上を走行するプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を殺菌し、上記第二の搬送路上で上記加熱され殺菌されたプリフォーム（１）を金型（４）で受け取って容器（２）にブロー成形し、上記第三の搬送路に沿って配置されたフィラー（３９）とキャッパー（４０）によって上記ブロー成形された容器（２）に対する内容物（ａ）の充填と密封を順次行うようにした無菌充填装置であるから、加熱状態のプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を接触させることができ、従って、プリフォームの過酸化水素による殺菌効果を高めることができる。また、プリフォームを加熱した後に殺菌するので、加熱前にプリフォームを殺菌する場合に比べ、加熱工程でのプリフォームの微生物等による汚染を無視することができ、従って、無菌状態が維持された容器内に内容物を充填することができる。
【００１８】
請求項５に記載されるように、請求項４に記載の無菌充填装置において、上記第一の搬送路の上記ヒータ（１９ｂ）よりも上流側に予備殺菌用ノズル（６ａ）を設け、この予備殺菌用ノズル（６ａ）から加熱する前のプリフォーム（１）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けてプリフォーム（１）を予備殺菌するようにした場合は、殺菌効果を更に高めることができる。
【００１９】
請求項６に記載されるように、請求項４又は請求項５に記載の無菌充填装置において、上記プリフォーム（１）及び容器（２）がＰＥＴ製のものを使用する場合は、過酸化水素の容器（２）への過度な吸着を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
この実施の形態１におけるインラインシステムによれば、最終製品として図１に示す無菌包装体が製造される。
【００２２】
図１に示すように、この無菌包装体は、容器であるボトル２と、蓋であるキャップ３とを備える。
【００２３】
ボトル２はこの実施の形態ではＰＥＴ製であるが、ＰＥＴに限らずポリプロピレン、ポリエチレン等他の樹脂を用いて作ることも可能である。ボトル２の口部２ａには雄ネジ２ｂが形成される。
【００２４】
キャップ３はポリプロピレン等の樹脂を材料にして射出成形等により形成され、キャップ３の成形と同時に雌ネジ３ａも形成される。
【００２５】
ボトル２には、その内部があらかじめ殺菌処理された状態で、飲料等の殺菌処理済の内容物ａが充填される。内容物ａの充填後にキャップ３がボトルの口部２ａに被せられ、雌雄ネジ３ａ，２ｂの螺合によってボトル２の口部２ａが密封され、無菌包装体が完成する。
【００２６】
上記ボトル２は、次に述べるような手順で無菌容器として形成され、内容物の充填、密封を経て無菌包装体とされる。
【００２７】
まず、図２（Ａ）に示すように、プリフォーム１が用意される。このプリフォームが所望の速度で連続的に搬送される。
【００２８】
プリフォーム１は、ＰＥＴの射出成形等によって略試験管状の有底筒状体として形成される。プリフォーム１は、図１に示したボトル２におけると同様な口部２ａをその成形当初に付与される。この口部２ａにはプリフォーム１の成形と同時に雄ネジ２ｂが形成される。
【００２９】
図２（Ｂ）に示すように、プリフォーム１の走行路に沿ってヒータ１９ｂがトンネル状に配置され、このヒータ１９ｂによってプリフォーム１は走行しながら加熱される。プリフォーム１は、この加熱によって１２０℃程度まで均一に加熱される。
【００３０】
プリフォーム１は加熱後も連続走行しつつ、図２（Ｃ）に示すように殺菌処理される。この殺菌処理は、殺菌剤である過酸化水素のガスＧが殺菌用ノズル６から吹き付けられることによって行われる。殺菌用ノズル６はプリフォーム１の口部２ａと底にそれぞれ対峙するように配置される。
【００３１】
過酸化水素のガスＧは、例えば図４に示す気化器７によって生成可能である。
【００３２】
この気化器７は、殺菌剤である過酸化水素の水溶液を滴状にして供給する二流体スプレーである過酸化水素供給部８と、この過酸化水素供給部８から供給された過酸化水素の噴霧をその沸点以上の非分解温度以下に加熱して気化させる気化部９とを備える。過酸化水素供給部８は、過酸化水素供給路８ａ及び圧縮空気供給路８ｂからそれぞれ過酸化水素の水溶液と圧縮空気を導入して過酸化水素の水溶液を気化部９内に噴霧するようになっている。気化部９は内外壁間にヒータ９ａを挟み込んだパイプであり、このパイプ内に吹き込まれた過酸化水素の噴霧を加熱し気化させる。気化した過酸化水素のガスＧは吐出ノズル９ｂから気化部９外に凝結ミストＭとなって噴出する。
【００３３】
吐出ノズル９ｂの先端には熱風Ｈの流れる導管４２が連結され、吐出ノズル９ｂから出た凝結ミストＭは熱風Ｈに混じってガス化され、この熱風Ｈに乗ったガスＧがフレキシブルホース等を介して上記殺菌用ノズル６へと流れる。
【００３４】
殺菌用ノズル６はプリフォーム１の走行路上の定位置に設置してもよいし、プリフォーム１と同期的に移動させてもよい。
【００３５】
殺菌用ノズル６から吹き出た過酸化水素のガスＧはプリフォーム１の表面に接触する。プリフォーム１はすでに所定温度まで均一に加熱されていることから、プリフォーム１の表面は速やかにムラなく殺菌される。
【００３６】
上記導管４２を省略し、吐出ノズル９ｂから出た過酸化水素の凝結ミストＭを上記殺菌用ノズル６へと流し、殺菌用ノズル６から過酸化水素の凝結ミストＭをプリフォーム１に吹き付けることも可能である。
【００３７】
加熱され殺菌処理されたプリフォーム１は、図２（Ｄ）に示すように、ブロー成形に付され容器としてのボトル２に成形される。
【００３８】
ブロー成形用の金型４はプリフォーム１の走行速度と同じ速度で連続的に走行しつつ、型締めされ、プリフォーム１に対してブロー成形し、成形後型開きする。
【００３９】
金型４は、容器であるボトル２の完成品形状のキャビティＣを有し、ボトル２の口部２ａに対応した金型上部４ａ、ボトル２の胴部に対応した金型中央部４ｂ、ボトル２の底部に対応した金型底部４ｃとに分割構成される。
【００４０】
金型４の各部４ａ，４ｂ，４ｃには、必要に応じてそれぞれ異なる温度が設定される。例えば、ボトル２の口部２ａに対応した金型上部４ａは、金型中央部４ｂ及び金型底部４ｃと比べて低い温度に設定することができる。ボトル２の口部２ａはプリフォーム１において既に形成されているため、この口部２ａに熱を供給しすぎると口部２ａが変形するおそれがある。そこで、この口部２ａと接触する金型上部４ａの温度は低くしておくことにより口部２ａの変形を防止することができる。
【００４１】
プリフォーム１は、その全体の温度が成形に好適な温度域に上昇するようにほぼ均一に加熱された後に、図２（Ｄ）に示すように、金型４内に装着される。また、ブローノズル５が金型４の上部４ａ及びプリフォーム１の口部２ａを貫通してプリフォーム１内に挿入される。
【００４２】
金型４が走行する間に、例えば一次ブロー用エアである熱風や二次ブロー用エアである熱風がブローノズル５からプリフォーム１内に順次吹き込まれることによって、金型４のキャビティＣ内でプリフォーム１が最終成形品のボトル２まで膨張する。
【００４３】
このように金型４内でボトル２が成形されると、金型４が走行しつつ型開きし、図３（Ｅ）に示すように、ボトル２の完成品が金型４外へ取り出される。
【００４４】
ボトル２は金型４から取り出された後も連続走行し、図３（Ｆ）に示すように、飲料等の内容物ａが充填ノズル１０からボトル２内に充填され、図３（Ｇ）に示すように、蓋であるキャップ３で密封される。
【００４５】
かくて、無菌包装体とされたボトル２は、集積され市場へと搬出される。
【００４６】
上記無菌充填方法を実施するための無菌充填装置は、例えば図５のごとく構成される。
【００４７】
図５に示すように、この無菌充填装置は、口部２ａを有する有底筒状のプリフォーム１（図２（Ａ）参照）を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給機１１と、ブロー成形機１２と、成形されたボトル２に飲料等の内容物ａをボトル２に充填、密封する充填機１３とを備える。
【００４８】
プリフォーム供給機１１から充填機１３に至る間には、プリフォーム１（図２（Ａ）参照）を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、ボトル２の完成品形状のキャビティＣを有する金型４（図２（Ｄ）参照）を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、金型４で成形されたボトル２を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送するボトル用搬送手段とが設けられる。
【００４９】
プリフォーム用搬送手段の第一の搬送路と、金型用搬送手段の第二の搬送路と、ボトル用搬送手段の第三の搬送路は互いに連通し、これらの搬送路上にはプリフォーム１やボトル２を保持しつつ搬送する図示しないグリッパー等が設けられている。
【００５０】
プリフォーム用搬送手段は、その第一の搬送路上に、プリフォーム１を所定の間隔で順次供給するプリフォームコンベア１４を備える。また、プリフォームコンベア１４の終端からプリフォーム１を受け取って搬送するホイール１５，１６，１７，１８の列と、ホイール１８からプリフォーム１を受け取って走行させるコンベア１９とを具備する。
【００５１】
コンベア１９は水平方向に長く伸びる無端搬送チェーンを有し、この無端搬送チェーンに沿って加熱部１９ａが設けられている。
【００５２】
プリフォーム１は、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７，１８の列を経てコンベア１９に受け取られ、加熱部１９ａ内をこのコンベア１９によって往復移動する。加熱部１９ａの内壁面には、ヒータ１９ｂ（図２（Ｂ）参照）が張り巡らされており、コンベア１９によって搬送されるプリフォーム１がこのヒータ１９ｂによって加熱される。
【００５３】
ブロー成形機１２は、上記プリフォーム供給機１１の加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってボトル２に加熱成形する金型４及びブローノズル５（図２（Ｄ）参照）を複数セット備える。
【００５４】
ブロー成形機１２内には、上記金型用搬送手段の第二の搬送路が通っている。この第二の搬送路は、ホイール２０，２１，２２，１７，２３の列によって構成される。なお、このホイール２０，２１，２２，１７，２３の列と上記プリフォーム用搬送手段のホイール１５，１６，１７，１８の列との間ではホイール１７が共用される。
【００５５】
このブロー成形機１２と上記プリフォーム供給機１１との境界に置かれるホイール２０の外周には、殺菌用ノズル６（図２（Ｃ）参照）が配置される。殺菌用ノズル６は上記加熱部１９ａよりも下流側で金型４（図２（Ｄ）参照）よりも上流側に位置する。殺菌用ノズル６はホイール２０の外周の定位置に設置してもよいし、ホイール２０の回りをプリフォーム１と同期的に旋回させてもよい。
【００５６】
金型４及びブローノズル５は、ホイール２１の回りに複数個配置され、ホイール２１の回転とともにホイール２１の周りを一定速度で旋回する。
【００５７】
金型４は、図２（Ｄ）に示したように、金型上部４ａと金型中央部４ｂと金型底部４ｃとを備える。ホイール２０の図示しないグリッパーがプリフォーム供給機１１の加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってホイール２１の回りの金型４に受け渡すと、金型４の上中下部４ａ，４ｂ，４ｃが合体してプリフォーム１を図２（Ｄ）のごとく把持する。金型４内のプリフォーム１はホイール２１の回りを金型４及びブローノズル５と共に旋回しながら、ブローノズル５からブロー成形用の熱風をブローされボトル２の完成品に成形される。
【００５８】
金型４のキャビティＣ内にプリフォーム１が密着しボトル２が形成されると、この金型４はホイール２２に接したところで型開きし、そのボトル２をホイール２２の図示しないグリッパーに受け渡す。このボトル２はホイール２２，１７，２３を経て充填機１３へと搬送される。
【００５９】
充填機１３は、上記ボトル用搬送手段の第三の搬送路をその内部に有する。この第三の搬送路は、ホイール２７,３４,３５,３６,３７,３８の列を有する。このホイール２７,３４,３５,３６,３７,３８の列に沿って、無菌状態のボトル２に内容物ａを充填するためのフィラー３９と、内容物ａが充填されたボトル２にキャップ３（図１参照）を取り付けて密封するためのキャッパー４０とが順に設けられる。
【００６０】
なお、フィラー３９及びキャッパー４０は公知の装置と同様で良いため、説明を省略する。
【００６１】
また、この無菌充填装置はチャンバー４１で囲まれており、チャンバー４１内は無菌ゾーンとグレーゾーンに仕切られている。そして、プリフォーム供給機１１及びブロー成形機１２はグレーゾーンに、充填機１３は無菌ゾーンにそれぞれ配置されている。
【００６２】
グレーゾーンにはＨＥＰＡで浄化されたエアが常時吹き込まれ、これにより、成形時に殺菌されたボトル２が微生物に二次汚染されることなく無菌ゾーンへと搬送される。
【００６３】
次に、図２、図３及び図５を参照して無菌充填装置の動作を説明する。
【００６４】
まず、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７，１８の列によってプリフォーム１が加熱部１９ａへと搬送される。
【００６５】
加熱部１９ａにおいてプリフォーム１は、コンベア１９によって搬送されつつ、全体の温度が成形に好適な温度域まで均一に加熱される。
【００６６】
加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２０の外周を通過する際に図２（Ｃ）のごとく殺菌用ノズル６から過酸化水素のガスＧ又はミストＡを吹き付けられ殺菌処理された後、ホイール２１の回りの金型４へと受け渡される。プリフォーム１は、金型４により図２（Ｄ）のごとく抱持され、ブローノズル５からのブロー成形用の熱風の吹き込みによってキャビティＣ内でボトル２の完成品まで膨張する。
【００６７】
成形されたボトル２は、金型４の型開き後にホイール２２のグリッパーによって金型４外に取り出され、ホイール２２から下流側のホイール１７,２３,２７,３４，３５，３６，３７，３８の列へと受け渡されつつ充填機１３内を走行する。
【００６８】
充填機１３においてボトル２には、図３（Ｆ）のごとく飲料等の滅菌処理された内容物ａがフィラー３９の充填ノズル１０により充填される。内容物ａが充填されたボトル２は、キャッパー４０によりキャップ３が施されて密封され（図１、図３（Ｇ）参照）、チャンバー４１の出口から排出される。上述したようにフィラー３９及びキャッパー４０は公知の装置であるため、ボトル２への内容物の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。
【００６９】
＜実施の形態２＞
この実施の形態２におけるインラインシステムによっても、最終製品として図１に示す無菌包装体と同様な無菌包装体が製造される。
【００７０】
この実施の形態２では、上記ボトル２は、次に述べるような手順で無菌容器として形成され、内容物ａの充填、密封を経て無菌包装体とされる。
【００７１】
まず、図６（Ａ）に示すように、実施の形態１の場合と同様なプリフォーム１が用意される。このプリフォーム１が所望の速度で連続的に搬送される。
【００７２】
プリフォーム１は連続走行しながら、図６（Ｂ）に示すように、予備殺菌用ノズル６ａから殺菌剤である過酸化水素のガスＧａを吹き付けられて殺菌処理される。予備殺菌用ノズル６ａはプリフォーム１の口部２ａと底にそれぞれ対峙するように配置される。
【００７３】
この予備殺菌用の過酸化水素のガスＧａは、実施の形態１で用いた気化器６（図４参照）によって生成可能である。
【００７４】
なお、過酸化水素のガスＧａに代えて凝結ミストＭａをプリフォーム１に吹き付けて予備殺菌することも可能である。
【００７５】
予備殺菌処理されたプリフォーム１は、図６（Ｃ）に示すように、その走行路に沿ってトンネル状に配置されたヒータ１９ｂによって走行しながら加熱される。プリフォーム１は、この加熱によって１２０℃程度まで均一に加熱される。
【００７６】
プリフォーム１は加熱後も連続走行しつつ、図６（Ｄ）に示すように殺菌処理される。この殺菌処理は、殺菌剤である過酸化水素のガスＧが殺菌用ノズル６から吹き付けられることによって行われる。殺菌用ノズル６はプリフォーム１の口部２ａと底にそれぞれ対峙するように配置される。
【００７７】
プリフォーム１が、上記加熱前の予備殺菌に加えて加熱後においても殺菌剤である過酸化水素のガスＧによって更に殺菌されることから、プリフォーム１が上記加熱工程で微生物に汚染されたとしても、再度殺菌処理することができる。
【００７８】
この過酸化水素のガスＧは、上記予備殺菌用の過酸化水素ガスＧａと同じ供給源から供給することができるが、この過酸化水素のガスＧの流量は必要に応じて上記予備殺菌用の過酸化水素のガスＧａの流量の例えば二倍とされる。
【００７９】
殺菌用ノズル６はプリフォーム１の走行路上の定位置に設置してもよいし、プリフォーム１と同期的に移動させてもよく、実施の形態１と同様に設けられる。
【００８０】
殺菌用ノズル６から吹き出た過酸化水素のガスＧはプリフォーム１の表面に接触する。プリフォーム１はすでに均一温度に加熱されていることから、プリフォーム１の表面は速やかにムラなく殺菌される。
【００８１】
なお、実施の形態１で述べたと同様に、過酸化水素のガスＧに代えて過酸化水素の凝結ミストＭを殺菌用ノズル６からプリフォーム１に向かって吹き付けることも可能である。
【００８２】
加熱され殺菌処理されたプリフォーム１は、図７（Ｅ）に示すように、ブロー成形に付され容器としてのボトル２に成形される。
【００８３】
ブロー成形用の金型４はプリフォーム１の走行速度と同じ速度で連続的に走行しつつ、型締めされ、プリフォーム１をブロー成形し、型開きする。
【００８４】
金型４は、実施の形態１と同様に構成され、その各部４ａ，４ｂ，４ｃも同様に温度設定される。
【００８５】
プリフォーム１は、その全体の温度が成形に好適な温度域に上昇するようにほぼ均一に加熱された後に、図７（Ｅ）に示すように、金型４内に装着される。また、ブローノズル５が金型上部４ａ及びプリフォーム１の口部２ａを貫通してプリフォーム１内に挿入される。
【００８６】
金型４が走行する間に、一次ブロー用エア、二次ブロー用エアがブローノズル５からプリフォーム１内に吹き込まれることによって、金型４のキャビティＣ内でプリフォーム１が最終成形品のボトル２まで膨張する。
【００８７】
このように金型４内でボトル２が成形されると、金型４が走行しつつ型開きし、図７（Ｆ）に示すように、ボトル２の完成品が金型４外へ取り出される。
【００８８】
ボトル２は金型４から取り出された後も連続走行し、図７（Ｇ）に示すように、飲料等の内容物ａが口部２ａから充填され、図７（Ｈ）に示すように、蓋であるキャップ３で密封される。
【００８９】
かくて、無菌包装体とされたボトル２は、集積され梱包され市場へと搬出される。
【００９０】
上記無菌充填方法を実施するための無菌充填装置は、例えば図８のごとく構成される。
【００９１】
図８に示すように、この無菌充填装置は、実施の形態１のものとほぼ同様な構成であるが、プリフォーム供給機１１におけるプリフォームコンベア１４がホイール１５に接続される箇所よりもやや上流側に予備殺菌用ノズル６ａが増設されている点で実施の形態１のものと相違する。
【００９２】
予備殺菌用ノズル６ａは殺菌用ノズル６と略同様な構成を有する。予備殺菌用ノズル６ａはホイール１８の外周の定位置に設置してもよいし、ホイール１８の回りをプリフォーム１と同期的に旋回させてもよい。
【００９３】
次に、図６乃至図８を参照して無菌充填装置の動作を説明する。
【００９４】
まず、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７，１８の列によってプリフォーム１が加熱部１９ａへと搬送される。
【００９５】
プリフォーム１がプリフォームコンベア１４からホイール１５に入る前において、予備殺菌用ノズル６ａから過酸化水素のガスＧａ又は凝結ミストＭａがプリフォーム１に吹き付けられる（図６（Ｂ）参照）。
【００９６】
予備殺菌されたプリフォーム１は、加熱部１９ａにおいてコンベア１９によって搬送されつつ全体の温度が成形に好適な温度域まで加熱される（図６（Ｃ）参照）。
【００９７】
加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２０の外周を通過する際に図６（Ｄ）のごとく殺菌用ノズル６から過酸化水素のガスＧ又は凝結ミストＭを吹き付けられ殺菌処理された後、ホイール２１の回りの金型４へと受け渡される。
【００９８】
このように、上記ヒータ１９ｂよりも上流側において予備殺菌用ノズル６ａから加熱前のプリフォーム１に過酸化水素のガスＧａ又は凝結ミストＭａが吹き付けられて予備殺菌されたうえで、さらにこの殺菌用ノズル６から過酸化水素のガスＧ又は凝結ミストＭが吹き付けられることから、プリフォーム１の殺菌効果が更に向上する。
【００９９】
プリフォーム１は、金型４により図７（Ｅ）のごとく抱持され、ブローノズル５からの熱風の吹き込みによってキャビティＣ内でボトル２の完成品まで膨張する。
【０１００】
成形されたボトル２は、金型４の型開き後にホイール２２の図示しないグリッパーによって金型４外に取り出され、ホイール２２から下流側のホイール１７,２３,２７,３４，３５，３６，３７，３８の列へと受け渡されつつ充填機１３内を走行する。
【０１０１】
充填機１３においてボトル２には、フィラー３９の充填ノズル１０により飲料等の滅菌処理された内容物ａが充填される（図７（Ｇ）参照）。内容物ａが充填されたボトル２は、キャッパー４０によりキャップ３が施されて密封され（図１、図７（Ｈ）参照）、チャンバー４１の出口から排出される。
【０１０２】
上述したようにフィラー３９及びキャッパー４０は公知の装置であるため、ボトル２への内容物の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。
【０１０３】
その他、この実施の形態２において実施の形態１の場合と同様な箇所には同じ符号を付して示し、重複した説明を省略する。
【０１０４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることなく種々の形態にて実施可能である。例えば、本発明が適用される容器はＰＥＴボトルに限定されず、種々の樹脂製容器に適用することができる。容器の成形はインジェクションブローに限定されず、ダイレクトブロー等各種のブロー成形によって成形可能である。また、プリフォームや容器を搬送する搬送手段は、図４に示したホイール搬送装置に限定されない。容器が成形された順に所定の搬送速度で搬送可能な種々の搬送装置、例えばベルト搬送装置、バケット搬送装置、エア搬送装置を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る無菌充填方法及び装置によって製造される無菌包装体の一例を示す部分切欠正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る無菌充填方法の前半の各工程を表す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る無菌充填方法の後半の各工程を表す説明図である。
【図４】過酸化水素のガスを生成するための気化器の一例を示す垂直断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る無菌充填装置の概略を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る無菌充填方法の前半の各工程を表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る無菌充填方法の後半の各工程を表す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る無菌充填装置の概略を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１…プリフォーム
２…ボトル
３…キャップ
４…金型
６…殺菌用ノズル
６ａ…予備殺菌用ノズル
１９ａ…ヒータ
３９…フィラー
４０…キャッパー
ａ…内容物
Ｇ，Ｇａ…過酸化水素のガス
Ｍ，Ｍａ…過酸化水素の凝結ミスト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフォームを連続走行させながら加熱し、この加熱したプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けて殺菌し、この加熱し殺菌処理したプリフォームを同じく連続走行する金型内でブロー成形して容器を作り、この連続走行する金型から容器を取り出し、容器を同じく連続走行させながら内容物を充填し蓋で密封することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無菌充填方法において、プリフォームを連続走行させながら上記加熱前に過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けてプリフォームを予備殺菌することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無菌充填方法において、上記プリフォーム及び容器がＰＥＴ製であることを特徴とする無菌充填方法。
【請求項４】
プリフォームを第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、容器の成形用金型を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、上記金型で成形された容器を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送する容器用搬送手段とを有し、上記第一の搬送路に沿って配置されたヒータにより第一の搬送路上を走行するプリフォームを加熱し、上記第一の搬送路に沿って上記ヒータよりも下流側に配置された殺菌用ノズルから第一の搬送路上を走行するプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けてプリフォームを殺菌し、上記第二の搬送路上で上記加熱され殺菌されたプリフォームを金型で受け取って容器にブロー成形し、上記第三の搬送路に沿って配置されたフィラーとキャッパーによって上記ブロー成形された容器に対する内容物の充填と密封を順次行うようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無菌充填装置において、上記第一の搬送路の上記ヒータよりも上流側に予備殺菌用ノズルを設け、この予備殺菌用ノズルから加熱する前のプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けてプリフォームを予備殺菌するようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の無菌充填装置において、上記プリフォーム及び容器がＰＥＴ製であることを特徴とする無菌充填装置。
【請求項１】
プリフォームを連続走行させながら加熱し、この加熱したプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けて殺菌し、この加熱し殺菌処理したプリフォームを同じく連続走行する金型内でブロー成形して容器を作り、この連続走行する金型から容器を取り出し、容器を同じく連続走行させながら内容物を充填し蓋で密封することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無菌充填方法において、プリフォームを連続走行させながら上記加熱前に過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けてプリフォームを予備殺菌することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無菌充填方法において、上記プリフォーム及び容器がＰＥＴ製であることを特徴とする無菌充填方法。
【請求項４】
プリフォームを第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、容器の成形用金型を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、上記金型で成形された容器を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送する容器用搬送手段とを有し、上記第一の搬送路に沿って配置されたヒータにより第一の搬送路上を走行するプリフォームを加熱し、上記第一の搬送路に沿って上記ヒータよりも下流側に配置された殺菌用ノズルから第一の搬送路上を走行するプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けてプリフォームを殺菌し、上記第二の搬送路上で上記加熱され殺菌されたプリフォームを金型で受け取って容器にブロー成形し、上記第三の搬送路に沿って配置されたフィラーとキャッパーによって上記ブロー成形された容器に対する内容物の充填と密封を順次行うようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無菌充填装置において、上記第一の搬送路の上記ヒータよりも上流側に予備殺菌用ノズルを設け、この予備殺菌用ノズルから加熱する前のプリフォームに過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けてプリフォームを予備殺菌するようにしたことを特徴とする無菌充填装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の無菌充填装置において、上記プリフォーム及び容器がＰＥＴ製であることを特徴とする無菌充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２７４７４０（Ｐ２００９−２７４７４０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２７０１６（Ｐ２００８−１２７０１６）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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