飲料充填方法及び装置
【課題】インラインシステムにおいてボトルを適正に殺菌処理する。
【解決手段】プリフォーム（１）を連続走行させながら、プリフォームを予熱し、予熱したプリフォームに過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付け、さらにプリフォームを成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォームを同じく連続走行するブロー成形型（４）内で容器（２）に成形し、ブロー成形型から容器を取り出して連続走行させながら容器に飲料を充填して蓋で密封する。
【解決手段】プリフォーム（１）を連続走行させながら、プリフォームを予熱し、予熱したプリフォームに過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付け、さらにプリフォームを成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォームを同じく連続走行するブロー成形型（４）内で容器（２）に成形し、ブロー成形型から容器を取り出して連続走行させながら容器に飲料を充填して蓋で密封する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリフォームを搬送しながら、過酸化水素等の殺菌剤をプリフォームに吹き付け、次に、プリフォームを加熱して表面に付着した殺菌剤を活性化するとともに、プリフォームを成形温度まで高め、しかる後、このプリフォームをブロー成形機によってボトルに成形し、このボトルに飲料を充填し、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、２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４６６０５号公報
【特許文献２】特許第３９０３４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、ボトル成形後の殺菌処理に代えて、ボトル成形前のプリフォームの段階で殺菌処理しようというものであるが、プリフォームには単に過酸化水素のミストを吹き付けた後に加熱するだけであるから、殺菌不良が発生する可能性がある。また、殺菌不良を防止するため、プリフォームの段階で多量の過酸化水素のミストを吹き付けると、プリフォームを加熱し、ブロー成形するまでの間においてボトルに白化、歪、成形ムラ等の成形不良が発生しやすくなる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
なお、本発明の理解を容易にするため参照符号をカッコ書きで付するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【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、プリフォーム（１）を予熱し、予熱したプリフォーム（１）に過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付け、さらにプリフォーム（１）を成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォーム（１）を同じく連続走行するブロー成形型（４）内で容器（２）に成形し、ブロー成形型（４）から容器（２）を取り出して連続走行させながら容器（２）に飲料（ａ）を充填して蓋（３）で密封する飲料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に記載の飲料充填方法において、上記プリフォーム（１）の予熱から成形温度までの加熱に至る工程を加熱炉（５０）内で行うことも可能である。
【００１０】
請求項３に記載されるように、請求項１に記載の飲料充填方法において、上記プリフォーム（１）の予熱から過酸化水素ミスト又はガスの吹き付けに至る工程を加熱炉（５０）外で行い、成形温度までの加熱を加熱炉（５０）内で行うことも可能である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、プリフォーム（１）が容器（２）に成形され、容器（２）に飲料（ａ）が充填され、容器（２）が蓋（３）で密封されるまでプリフォーム（１）及び容器（２）を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォーム（１）を成形温度まで加熱する加熱炉（５０）と、成形温度まで加熱されたプリフォーム（１）を容器（２）にブロー成形する成形型（４）と、ブロー成形された容器（２）に飲料（ａ）を充填するフィラー（３９）と、飲料（ａ）が充填された容器（２）を密封するキャッパー（４０）とが上記搬送路に沿って設けられ、上記加熱炉（５０）内におけるプリフォーム（１）の搬送路（１９）の略中間位置には、プリフォーム（１）に過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段（４３ａ）が設けられることにより、上記加熱炉（５０）内の搬送路の前半でプリフォーム（１）が予熱されたうえで過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付けられ、後半でプリフォーム（１）が成形温度まで加熱されるようにした飲料充填装置を採用する。
【００１２】
請求項５に係る発明は、プリフォーム（１）が容器（２）に成形され、容器（２）に飲料（ａ）が充填され、容器（２）が蓋（３）で密封されるまでプリフォーム（１）及び容器（２）を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォーム（１）を成形温度まで加熱する加熱炉（５０）と、成形温度まで加熱されたプリフォーム（１）を容器（２）にブロー成形する成形型（４）と、ブロー成形された容器（２）に飲料（ａ）を充填するフィラー（３９）と、飲料（ａ）が充填された容器（２）を密封するキャッパー（４０）とが、上記搬送路に沿って設けられ、上記搬送路の上記加熱炉（５０）よりも上流側にプリフォーム（１）を予熱する予熱手段（８０）と、予熱されたプリフォーム（１）に過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段（８１）とが設けられた飲料充填装置を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プリフォーム（１）の段階で予熱したうえでプリフォーム（１）に過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付けるため、低濃度の過酸化水素の使用によっても、プリフォーム（１）の殺菌効果が向上する。この殺菌により、口部（２ａ）以外の部位における一般細菌、芽胞形成細菌、カビ・酵母等の真菌類等の殺菌性が向上する。また、予熱により殺菌効果が向上することから、極低濃度の過酸化水素を用いることが可能である。また、プリフォーム（１）に付着する過酸化水素の量が少ないため、容器（２）成形時に発生しやすい白化、歪、成形ムラ等の成形不良を的確に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る充填方法のＡ，Ｂ，Ｃ工程を各々表す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る充填方法のＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ工程を各々表す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る充填装置の一例の概略を示す平面図である。
【図４】過酸化水素のミスト又はガスをプリフォーム内に供給する装置を示す垂直断面図である。
【図５】過酸化水素のミスト又はガスを生成するためのミスト生成器の一例を示す垂直断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る充填方法のＡ，Ｂ，Ｃ工程を各々表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る充填方法のＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ工程を各々表す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る充填装置の一例の概略を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における予熱装置の変形例を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
【００１６】
＜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２（Ｇ）に示す包装体を製造することができる。
【００１７】
この包装体は、容器であるボトル２と、蓋であるキャップ３とを備える。
【００１８】
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には雄ネジが形成される。
【００１９】
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も形成される。
【００２０】
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、殺菌処理済の飲料ａが充填される。飲料ａの充填後にキャップ３がボトル２の口部２ａに被せられ、雌雄ネジの螺合によってボトル２の口部２ａが密封され、包装体が完成する。
【００２１】
上記ボトル２は、次に述べるような手順で容器として形成され、飲料の充填、密封を経て包装体とされる。
【００２２】
まず、プリフォーム１が所望の速度で連続的に搬送される。
【００２３】
プリフォーム１は、ＰＥＴの射出成形等によって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２（Ｇ）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が形成される。
【００２４】
プリフォーム１の搬送が開始されると、図１（Ａ）に示すように、プリフォーム１が予熱される。具体的には、プリフォーム１が図３に示す加熱炉５０内に搬入されることにより予熱される。
【００２５】
加熱炉５０は一方向に長く伸びる炉室を有する。炉室内には、水平面上で対向配置された一対のプーリ５１ａ，５１ｂ間に無端チェーン１９が架け渡される。無端チェーン１９等は多数のプリフォーム１を垂下状態で搬送する無端コンベアを構成する。炉室の内壁面には、無端チェーン１９の往路と復路に沿うように赤外線ヒータ１９ａが取り付けられる。
【００２６】
プリフォーム１が加熱炉５０内に搬入されると、無端チェーン１９の往路上を走行しつつ、赤外線ヒータ１９ａによって加熱される。この往路を走行する間にプリフォーム１は大体４０℃〜８０℃に予熱される。
【００２７】
ただし、プリフォーム１の口部２ａは、キャップ３が被せられたときの密封性が損なわれないように、変形等を生じることのない５０℃以下の温度に抑えられる。
【００２８】
なお、プリフォーム１は、図１（Ａ）に示すように、その口部２ａにスピンドル（又はマンドレル）４３が挿入されることによって正立状態（又は倒立状態）で吊下げられた状態でスピンドル（又はマンドレル）４３と共に回転しつつ走行する。これにより、プリフォーム１は赤外線ヒータ１９ａにより均一に予熱される。
【００２９】
なお、プリフォーム１は、スピンドル４３に代えてマンドレルが挿入されることによって、倒立状態でマンドレルと共に回転しつつ走行する場合もある。
【００３０】
次に、図１（Ｂ）に示すように、走行中のプリフォーム１内に過酸化水素ミストＫ又はガスが供給され、プリフォーム１の予備殺菌が行われる。過酸化水素ミストＫ又はガスの供給は、プリフォーム１の予熱が完了した時点で行われる。例えば、プリフォーム１が無端チェーン１９の往路から復路へと転じる時点において行われる。
【００３１】
過酸化水素ミストＫ又はガスの供給は、具体的には上記スピンドル４３の軸芯上に貫通穴４３ａが形成され、このスピンドル４３が過酸化水素ミストＫ又はガスをプリフォーム１内に吹き込むノズルとして用いられることによって行われる。
【００３２】
ここでプリフォーム１内に吹き込まれる過酸化水素ミストＫ又はガスは、後述するミスト生成器７によって生成される。この過酸化水素ミストＫ又はガスが、上記スピンドル４３からプリフォーム１内に流入しその内表面に接触することにより、３５重量％換算の過酸化水素の凝結皮膜となって望ましくは０．００１μＬ／ｃｍ2〜０．０５μＬ／ｃｍ2の範囲で付着する。
【００３３】
この付着量が０．００１μＬ／ｃｍ2よりも少ない場合は、十分な殺菌効果を得ることができない。また、この付着量が０．０５μＬ／ｃｍ2よりも多いと、後に図２（Ｄ）に示すようにブロー成形した場合に、ボトル２に白化、斑点、皺、変形の成形不良が発生しやすくなる。
【００３４】
このプリフォーム１に対する３５重量％換算の過酸化水素凝結皮膜の付着量は、より望ましくは、０．００２μＬ／ｃｍ2〜０．０３μＬ／ｃｍ2である。
【００３５】
このように、予熱したプリフォーム１に過酸化水素の凝結皮膜を付着させるので、過酸化水素がプリフォーム１の表面上で活性化され、プリフォーム１の表面の殺菌効果が向上する。また、これにより殺菌に用いる過酸化水素の量を低減することが可能となり、過酸化水素のプリフォーム１やボトル２での残留も低減する。
【００３６】
なお、図１（Ｂ）に示すように、プリフォーム１の下方にノズル２４を配置し、このノズル２４からプリフォーム１の外面に向かって、上記プリフォーム内面に供給した過酸化水素ミストＫ又はガスと同様な過酸化水素ミストＫ又はガスを吹き付けるようにしてもよい。
【００３７】
図１（Ｃ）に示すように、上記過酸化水素の凝結皮膜が付着したプリフォーム１は、無端チェーン１９の復路へと向かい、この復路上を走行する間に赤外線ヒータ１９ａにより更に加熱され、加熱炉５０を出る頃にブロー成形に適した温度まで均一に加熱される。この温度は９０℃から１３０℃程度である。
【００３８】
なお、プリフォーム１の口部２ａは、上述した理由により変形等を防止するため５０℃以下の温度に抑えられる。
【００３９】
ブロー成形に適した加熱状態とされプリフォーム１は、図２（Ｄ）に示すように、ブロー成形に付されて容器であるボトル２に成形される。
【００４０】
ブロー成形用の成形型である金型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、型締め状態とされ、金型４内でプリフォーム１に対するブロー成形が行われた後に型開き状態とされる。
【００４１】
プリフォーム１は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示した加熱工程でその口部２ａを除く全体が成形に適した温度域まで均一に加熱されており、その加熱状態のままで、図２（Ｄ）に示すように、スピンドル４３ごと金型４内に装着される。また、ブローノズル５がスピンドル４３の貫通穴４３ａを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や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が引き続き走行しながら型開きし、図２（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】
上記過酸化水素のミストＫ又はガスは、例えば図５に示すミスト生成器７によって生成可能である。
【００４５】
このミスト生成器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は吐出ノズル９ｂから気化部９外に凝結ミストＫとなって噴出する。
【００４６】
図１（Ｂ）に示したミストＫはこの凝結ミストである。このミストＫに代えてガスＧを用いる場合は、図５に二点鎖線で示すように、吐出ノズル９ｂの先端に熱風Ｈの流れる導管４２を連結し、吐出ノズル９ｂから出た凝結ミストＫをこの熱風Ｈによってガス化し、このガスＧをフレキシブルホース等で上記殺菌用ノズル６へと流すようにすればよい。
【００４７】
ボトル２の成形後、図２（Ｆ）に示すように、飲料ａが充填ノズル１０からボトル２内に充填され、図２（Ｇ）に示すように、蓋であるキャップ３で密封される。
【００４８】
かくて、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。
【００４９】
上記充填方法を実施するための充填装置は、例えば図３のごとく構成される。
【００５０】
図３に示すように、この充填装置は、口部２ａを有する有底筒状のプリフォーム１（図１（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ａを充填、密封する充填機１３とを備える。
【００５１】
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。
【００５２】
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等が設けられている。
【００５３】
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無端チェーン１９とを具備する。
【００５４】
無端チェーン１９は、上述したように加熱炉５０内にプリフォーム１の搬送路として配置される。無端チェーン１９には、図１（Ａ）に示すスピンドル４３が一定ピッチで多数取り付けられる。各スピンドル４３は無端チェーンの走行と共に走行しながら自転可能である。ホイール１８側から無端チェーン１９側に送られたプリフォーム１の口部２ａ内には、図１（Ａ）に示すようにスピンドル４３が挿入され、これによりプリフォームはスピンドル４３に正立状態で保持される。
【００５５】
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の列を経てスピンドル４３に受け取られると、加熱炉５０の内壁面に沿って自転しつつ走行する。加熱炉５０の内壁面には、赤外線ヒータ１９ａが張り巡らされており、スピンドル４３によって搬送されるプリフォーム１がこの赤外線ヒータ１９ａによって加熱される。プリフォーム１は加熱炉５０内を走行中スピンドル４３の回転と共に自転し、赤外線ヒータ１９ａによって均一に加熱される。プリフォーム１は加熱炉５０内において無端チェーン１９の往路上を走行する間に、予備殺菌のために予熱（図１（Ａ））される。
【００５６】
上記無端チェーン１９によるプリフォーム１の搬送路の略中間位置である一方のプーリ５１ａの近傍には、図１（Ｂ）のごとくプリフォーム１に過酸化水素のミストＫ又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段が設けられる。
【００５７】
図５に示すように、この過酸化水素供給手段は、プリフォーム１を支持したスピンドル４３の走行路に沿ってスピンドル４３の上端を覆うように伸びる溝部材５２を具備する。この溝部材５２には、図４に示すように、ブロワ７７及びフィルタ７８が導管を介して接続され、フィルタ７８と溝部材５２との間の導管に図５に示したミスト生成器７９が接続される。
【００５８】
ミスト生成器７９で生成された過酸化水素のミストＫ又はガスは、ブロワ７７から送られ、フィルタ７８で除菌された気流に乗って溝部材５２内に入り、そこからスピンドル４３の貫通穴４３ａを通ってプリフォーム１内に流入する。図４に示すように、スピンドル４３の下部には複数個のゴム等からなるボール状の弾性体４３ｂが埋設され、これらの弾性体４３ｂの弾性変形によってプリフォーム１がスピンドル４３に支持されている。プリフォーム１に流入した過酸化水素ミストＫ又はガスは、弾性体４３ｂによって形成されるプリフォーム１の口部２ａの内周面とスピンドル４３の外周面との間の隙間からプリフォーム１外に流出する。
【００５９】
これにより、過酸化水素の凝結皮膜がプリフォーム１の内面に付着し、殺菌が行われる。この皮膜となった３５重量％換算の過酸化水素の付着量は、上述したように望ましくは０．００１μＬ／ｃｍ2〜０．０５μＬ／ｃｍ2、より望ましくは０．００２μＬ／ｃｍ2〜０．０３μＬ／ｃｍ2であり、プリフォーム１の予熱による熱によって菌体表面に付着した過酸化水素水の濃度が上昇し、プリフォーム１の表面に付着した菌のうち、口部２ａに付着したものを除き、ほとんどの菌が殺菌される。
【００６０】
なお、図４に示すように、上記隙間からプリフォーム１外に流出する過酸化水素ミストＫ又はガスがプリフォーム１の口部２ａの雄ネジに沿って流れるように案内する案内部材４３ｃがスピンドル４３に傘状に取り付けられる。この案内部材４３ｃの案内によって過酸化水素ミストＫ又はガスがプリフォーム１の口部２ａの雄ネジに接触し易くなり、その結果プリフォーム１の口部２ａの外面も適正に殺菌されることになる。
【００６１】
プリフォーム１は、無端チェーン１９の復路に入って赤外線ヒータ１９ａにより更に加熱され、口部２ａ以外がブロー成形に適した温度である９０℃〜１３０℃まで昇温する。
【００６２】
ブロー成形機１２は、上記プリフォーム供給機１１の赤外線ヒータ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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
ホイール２０の図示しないグリッパがプリフォーム供給機１１の加熱炉内で加熱されたプリフォーム１をスピンドル４３ごと受け取ってホイール２１の回りの金型４に受け渡すと、二つ割りの金型４が閉じてプリフォーム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高圧エアでブローされることによりボトル２の完成品に成形される。プリフォーム１は、図１（Ｃ）に示したように、加熱炉５０内で所定の温度まで均一に加熱されていることから、円滑にブロー成形される。
【００６６】
また、上述したように、各プリフォーム１に付着した３５重量％換算の過酸化水素凝結皮膜の付着量は、望ましくは０．００１μＬ／ｃｍ2〜０．０５μＬ／ｃｍ2、より望ましくは０．００２μＬ／ｃｍ2〜０．０３μＬ／ｃｍ2であるから、上記無端チェーン１９の復路をプリフォーム１が走行する間にプリフォーム１の表面から蒸散し、従って、ボトル２に白化、斑点、変形等を生じることなく適正にブロー成形される。
【００６７】
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、ボトル２及びスピンドル４３を解放する。そして、ボトル２がスピンドル４３からホイール２２の図示しないグリッパによって受け取られる。
【００６８】
一方、ボトル２を解放したスピンドル４３は、ホイール２０を経て上記コンベア１９へと復帰し、引き続き他のプリフォーム１を保持して搬送する。
【００６９】
ブロー成形機１２から出てホイール２２に至ったボトル２は、ホイール２２の外周に配置された検査装置４７によって成形不良等について検査される。
【００７０】
検査装置４７は、図示しないが、ボトル２の胴部の良否を判別するボトル胴部検査手段と、ボトル２のサポートリング２ｂ（図１（Ａ）参照）の良否を判別するサポートリング検査手段と、ボトル２の首部天面の良否を判別するボトル首部天面検査手段と、ボトル２の底部の良否を判別するボトル底部検査手段と、ボトル２の温度を検出してボトル２の良否を判別する温度検査手段とを具備する。
【００７１】
ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段及び温度検査手段は、ホイール２２の外周に沿うように配置される。
【００７２】
ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段は、図示しないが、各々ランプとカメラでボトル２の所定箇所を撮像し、画像処理装置によって処理し、形状、傷、異物、変色等について異常があるかないかについて判別する。
【００７３】
温度検査手段は、図示しないが、温度センサによってボトル２の表面の温度を検出し、所定の温度に達していない場合は、不良品として判断する。すなわち所定の温度に達していないボトル２は後の過酸化水素による殺菌を行っても殺菌が不十分となる可能性がある。逆にボトル２の温度が所定の温度に達している場合は、後の過酸化水素による殺菌によって十分に殺菌され得る。
【００７４】
なお、検査装置４７は必要に応じて設置される。また、ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段及び温度検査手段は必要に応じて取捨選択される。
【００７５】
検査されたボトル２は、不合格の場合は図示しない排斥装置によって搬送路から排除され、合格品のみホイール２２からホイール１７を経てホイール２３へと搬送される。
【００７６】
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。
【００７７】
ホイール２７の外周には、必要に応じてエアリンス用のノズルが配置される。このノズルからボトル２内に無菌エアＮが吹き込まれることにより、ボトル２内から異物や残留した過酸化水素が除去される。
【００７８】
また、ホイール３５の外周には、無菌状態のボトル２に飲料ａを充填するためのフィラー３９が設けられ、ホイール３７の回りには飲料ａが充填されたボトル２にキャップ３（図２（Ｇ）参照）を取り付けて密封するためのキャッパー４０が設けられる。
【００７９】
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。
【００８０】
また、この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。
【００８１】
グレーゾーンにはＨＥＰＡで無菌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。
【００８２】
次に、図１〜図５を参照して充填装置の動作を説明する。
【００８３】
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が加熱炉５０へと搬送される。
【００８４】
プリフォーム１が加熱炉５０に入ると、無端チェーン１９の往路において予熱される。
【００８５】
予熱されたプリフォーム１は、無端チェーン１９の往路の末端において、図１（Ｂ）及び図４に示すように、内部に過酸化水素ミストＫ又はガスが吹き込まれる。これにより、プリフォーム１の内表面に薄い過酸化水素の凝結皮膜が形成される。プリフォーム１は予備殺菌温度まで予熱されていることから、プリフォーム１に付着した過酸化水素は活性化され、殺菌効果が高まる。
【００８６】
加熱炉５０内においてプリフォーム１はさらに加熱され、口部２ａを除く全体の温度がブロー成形に適した温度域まで均一に加熱される。
【００８７】
加熱炉５０内で予熱され、殺菌され、成形温度まで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２１の外周を通過する際に図２（Ｄ）のごとく金型４により抱持され、ブローノズル５からの高圧エア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。
【００８８】
成形されたボトル２は、金型４の型開き後にホイール２２のグリッパによって金型４外に取り出され、検査装置４７によって成形不良等の有無について検査される。
【００８９】
その後、ホイール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。
【００９０】
充填機１３においてボトル２には、滅菌処理された飲料ａが図２（Ｆ）のごとくフィラー３９の充填ノズル１０により充填される。飲料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２（Ｇ）参照）、チャンバー４１の出口から排出される。
【００９１】
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への飲料の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。
【００９２】
＜実施の形態２＞
実施の形態１ではプリフォーム１の予熱（図１（Ａ）参照）を加熱炉５０内で行ったが、この実施の形態２では図６（Ａ）に示すプリフォーム１の予熱と図６（Ｂ）に示す殺菌とを、プリフォーム１が加熱炉５０内に導入される手前で行っている。
【００９３】
すなわち、図６（Ａ）（Ｂ）に示したように、加熱炉５０外においてプリフォーム１がノズル８０からホットエアＰを供給されることによって殺菌に適した温度まで予熱される。
【００９４】
ホットエアＰを吐出するノズル８０は複数本設けてもよい。すなわち、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、ホイール１７の円弧に沿って伸びるようにマニフォルド８２を設け、このマニフォルド８２の下面に多数のノズル８０をホイール１７の円弧に沿って取り付けるようにしてもよい。マニフォルド８２内に供給されたホットエアＰは各ノズル８０から噴き出し、これらノズル８０の列下をプリフォーム１の列が口部２ａを上に向けて走行する。これにより、各ノズル８０から吐出されたホットエアＰが、プリフォーム１の口部２ａからプリフォーム１内に向かって吹き込まれ、プリフォーム１の内面が予熱される。
【００９５】
この予熱されたプリフォーム１にノズル８１から過酸化水素ミストＫ又はガスを吹き付けられることにより殺菌が行われる。これにより、プリフォーム１の表面に付着した微生物は口部２ａの内表面に付着したものを除いてほとんどの微生物が殺菌される。
【００９６】
過酸化水素ミストＫ又はガスが付着したプリフォーム１は、図６（Ｃ）に示すように、加熱炉５０に入って成形温度まで加熱され、図７（Ｄ）に示すように、金型４内でボトル２にブロー成形され、図７（Ｅ）に示すように、このボトル２が金型４から取り出される。
【００９７】
金型４から取り出されたボトル２には、図７（Ｆ）に示すように飲料ａが充填され、図７（Ｇ）に示すようにキャップ３が被せられる。
【００９８】
この実施の形態２の充填方法は、低酸性飲料以外の酸性飲料、炭酸飲料、ミネラルウォーターなど芽胞形成細菌を滅菌する必要がない飲料の製造に好適である。
【００９９】
図８に示すように、この実施の形態２の充填方法を実施するための充填装置は、プリフォーム１を予熱する手段としてホットエアＰを吐出するノズル８０を、加熱炉５０外に配置されたホイール１７の近傍に備える。図６（Ａ）に示すように、このノズル８０から吐出されたホットエアＰが、プリフォーム１の口部２ａからプリフォーム１内に向かって吹き込まれ、これにより、プリフォーム１の内面が予熱される。
【０１００】
また、プリフォーム１を殺菌する手段として過酸化水素ミストＫ又はガスを吐出するノズル８１が加熱炉５０外に配置されたホイール１８の近傍に配置される。
【０１０１】
図６（Ｂ）に示すように、このノズル８１から吐出された過酸化水素ミストＫ又はガスの一部が、プリフォーム１の口部２ａからプリフォーム１内に流入し、また、他部分がプリフォーム１の外面に接触しながら流下し、これにより、プリフォーム１の内外面が殺菌される。
【０１０２】
このプリフォームの殺菌処理後、ボトル２内への飲料ａの充填に至るまでの処理を行う装置構成は実施の形態１の場合と同じであるから、その説明は省略する。
【０１０３】
その他、この実施の形態２において、実施の形態１の部分と同じ部分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及び図１０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。
【符号の説明】
【０１０５】
１…プリフォーム
２…ボトル
３…キャップ
４…金型
１９…無端チェーン
３９…フィラー
４０…キャッパー
４３ａ…スピンドルの貫通穴
５０…加熱炉
８１…殺菌用のノズル
ａ…飲料
Ｇ…過酸化水素のガス
Ｋ…過酸化水素のミスト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリフォームを搬送しながら、過酸化水素等の殺菌剤をプリフォームに吹き付け、次に、プリフォームを加熱して表面に付着した殺菌剤を活性化するとともに、プリフォームを成形温度まで高め、しかる後、このプリフォームをブロー成形機によってボトルに成形し、このボトルに飲料を充填し、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、２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４６６０５号公報
【特許文献２】特許第３９０３４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、ボトル成形後の殺菌処理に代えて、ボトル成形前のプリフォームの段階で殺菌処理しようというものであるが、プリフォームには単に過酸化水素のミストを吹き付けた後に加熱するだけであるから、殺菌不良が発生する可能性がある。また、殺菌不良を防止するため、プリフォームの段階で多量の過酸化水素のミストを吹き付けると、プリフォームを加熱し、ブロー成形するまでの間においてボトルに白化、歪、成形ムラ等の成形不良が発生しやすくなる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
なお、本発明の理解を容易にするため参照符号をカッコ書きで付するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【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、プリフォーム（１）を予熱し、予熱したプリフォーム（１）に過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付け、さらにプリフォーム（１）を成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォーム（１）を同じく連続走行するブロー成形型（４）内で容器（２）に成形し、ブロー成形型（４）から容器（２）を取り出して連続走行させながら容器（２）に飲料（ａ）を充填して蓋（３）で密封する飲料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に記載の飲料充填方法において、上記プリフォーム（１）の予熱から成形温度までの加熱に至る工程を加熱炉（５０）内で行うことも可能である。
【００１０】
請求項３に記載されるように、請求項１に記載の飲料充填方法において、上記プリフォーム（１）の予熱から過酸化水素ミスト又はガスの吹き付けに至る工程を加熱炉（５０）外で行い、成形温度までの加熱を加熱炉（５０）内で行うことも可能である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、プリフォーム（１）が容器（２）に成形され、容器（２）に飲料（ａ）が充填され、容器（２）が蓋（３）で密封されるまでプリフォーム（１）及び容器（２）を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォーム（１）を成形温度まで加熱する加熱炉（５０）と、成形温度まで加熱されたプリフォーム（１）を容器（２）にブロー成形する成形型（４）と、ブロー成形された容器（２）に飲料（ａ）を充填するフィラー（３９）と、飲料（ａ）が充填された容器（２）を密封するキャッパー（４０）とが上記搬送路に沿って設けられ、上記加熱炉（５０）内におけるプリフォーム（１）の搬送路（１９）の略中間位置には、プリフォーム（１）に過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段（４３ａ）が設けられることにより、上記加熱炉（５０）内の搬送路の前半でプリフォーム（１）が予熱されたうえで過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付けられ、後半でプリフォーム（１）が成形温度まで加熱されるようにした飲料充填装置を採用する。
【００１２】
請求項５に係る発明は、プリフォーム（１）が容器（２）に成形され、容器（２）に飲料（ａ）が充填され、容器（２）が蓋（３）で密封されるまでプリフォーム（１）及び容器（２）を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォーム（１）を成形温度まで加熱する加熱炉（５０）と、成形温度まで加熱されたプリフォーム（１）を容器（２）にブロー成形する成形型（４）と、ブロー成形された容器（２）に飲料（ａ）を充填するフィラー（３９）と、飲料（ａ）が充填された容器（２）を密封するキャッパー（４０）とが、上記搬送路に沿って設けられ、上記搬送路の上記加熱炉（５０）よりも上流側にプリフォーム（１）を予熱する予熱手段（８０）と、予熱されたプリフォーム（１）に過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段（８１）とが設けられた飲料充填装置を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プリフォーム（１）の段階で予熱したうえでプリフォーム（１）に過酸化水素ミスト（Ｋ）又はガスを吹き付けるため、低濃度の過酸化水素の使用によっても、プリフォーム（１）の殺菌効果が向上する。この殺菌により、口部（２ａ）以外の部位における一般細菌、芽胞形成細菌、カビ・酵母等の真菌類等の殺菌性が向上する。また、予熱により殺菌効果が向上することから、極低濃度の過酸化水素を用いることが可能である。また、プリフォーム（１）に付着する過酸化水素の量が少ないため、容器（２）成形時に発生しやすい白化、歪、成形ムラ等の成形不良を的確に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る充填方法のＡ，Ｂ，Ｃ工程を各々表す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る充填方法のＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ工程を各々表す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る充填装置の一例の概略を示す平面図である。
【図４】過酸化水素のミスト又はガスをプリフォーム内に供給する装置を示す垂直断面図である。
【図５】過酸化水素のミスト又はガスを生成するためのミスト生成器の一例を示す垂直断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る充填方法のＡ，Ｂ，Ｃ工程を各々表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る充填方法のＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇ工程を各々表す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る充填装置の一例の概略を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における予熱装置の変形例を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
【００１６】
＜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２（Ｇ）に示す包装体を製造することができる。
【００１７】
この包装体は、容器であるボトル２と、蓋であるキャップ３とを備える。
【００１８】
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には雄ネジが形成される。
【００１９】
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も形成される。
【００２０】
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、殺菌処理済の飲料ａが充填される。飲料ａの充填後にキャップ３がボトル２の口部２ａに被せられ、雌雄ネジの螺合によってボトル２の口部２ａが密封され、包装体が完成する。
【００２１】
上記ボトル２は、次に述べるような手順で容器として形成され、飲料の充填、密封を経て包装体とされる。
【００２２】
まず、プリフォーム１が所望の速度で連続的に搬送される。
【００２３】
プリフォーム１は、ＰＥＴの射出成形等によって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２（Ｇ）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が形成される。
【００２４】
プリフォーム１の搬送が開始されると、図１（Ａ）に示すように、プリフォーム１が予熱される。具体的には、プリフォーム１が図３に示す加熱炉５０内に搬入されることにより予熱される。
【００２５】
加熱炉５０は一方向に長く伸びる炉室を有する。炉室内には、水平面上で対向配置された一対のプーリ５１ａ，５１ｂ間に無端チェーン１９が架け渡される。無端チェーン１９等は多数のプリフォーム１を垂下状態で搬送する無端コンベアを構成する。炉室の内壁面には、無端チェーン１９の往路と復路に沿うように赤外線ヒータ１９ａが取り付けられる。
【００２６】
プリフォーム１が加熱炉５０内に搬入されると、無端チェーン１９の往路上を走行しつつ、赤外線ヒータ１９ａによって加熱される。この往路を走行する間にプリフォーム１は大体４０℃〜８０℃に予熱される。
【００２７】
ただし、プリフォーム１の口部２ａは、キャップ３が被せられたときの密封性が損なわれないように、変形等を生じることのない５０℃以下の温度に抑えられる。
【００２８】
なお、プリフォーム１は、図１（Ａ）に示すように、その口部２ａにスピンドル（又はマンドレル）４３が挿入されることによって正立状態（又は倒立状態）で吊下げられた状態でスピンドル（又はマンドレル）４３と共に回転しつつ走行する。これにより、プリフォーム１は赤外線ヒータ１９ａにより均一に予熱される。
【００２９】
なお、プリフォーム１は、スピンドル４３に代えてマンドレルが挿入されることによって、倒立状態でマンドレルと共に回転しつつ走行する場合もある。
【００３０】
次に、図１（Ｂ）に示すように、走行中のプリフォーム１内に過酸化水素ミストＫ又はガスが供給され、プリフォーム１の予備殺菌が行われる。過酸化水素ミストＫ又はガスの供給は、プリフォーム１の予熱が完了した時点で行われる。例えば、プリフォーム１が無端チェーン１９の往路から復路へと転じる時点において行われる。
【００３１】
過酸化水素ミストＫ又はガスの供給は、具体的には上記スピンドル４３の軸芯上に貫通穴４３ａが形成され、このスピンドル４３が過酸化水素ミストＫ又はガスをプリフォーム１内に吹き込むノズルとして用いられることによって行われる。
【００３２】
ここでプリフォーム１内に吹き込まれる過酸化水素ミストＫ又はガスは、後述するミスト生成器７によって生成される。この過酸化水素ミストＫ又はガスが、上記スピンドル４３からプリフォーム１内に流入しその内表面に接触することにより、３５重量％換算の過酸化水素の凝結皮膜となって望ましくは０．００１μＬ／ｃｍ2〜０．０５μＬ／ｃｍ2の範囲で付着する。
【００３３】
この付着量が０．００１μＬ／ｃｍ2よりも少ない場合は、十分な殺菌効果を得ることができない。また、この付着量が０．０５μＬ／ｃｍ2よりも多いと、後に図２（Ｄ）に示すようにブロー成形した場合に、ボトル２に白化、斑点、皺、変形の成形不良が発生しやすくなる。
【００３４】
このプリフォーム１に対する３５重量％換算の過酸化水素凝結皮膜の付着量は、より望ましくは、０．００２μＬ／ｃｍ2〜０．０３μＬ／ｃｍ2である。
【００３５】
このように、予熱したプリフォーム１に過酸化水素の凝結皮膜を付着させるので、過酸化水素がプリフォーム１の表面上で活性化され、プリフォーム１の表面の殺菌効果が向上する。また、これにより殺菌に用いる過酸化水素の量を低減することが可能となり、過酸化水素のプリフォーム１やボトル２での残留も低減する。
【００３６】
なお、図１（Ｂ）に示すように、プリフォーム１の下方にノズル２４を配置し、このノズル２４からプリフォーム１の外面に向かって、上記プリフォーム内面に供給した過酸化水素ミストＫ又はガスと同様な過酸化水素ミストＫ又はガスを吹き付けるようにしてもよい。
【００３７】
図１（Ｃ）に示すように、上記過酸化水素の凝結皮膜が付着したプリフォーム１は、無端チェーン１９の復路へと向かい、この復路上を走行する間に赤外線ヒータ１９ａにより更に加熱され、加熱炉５０を出る頃にブロー成形に適した温度まで均一に加熱される。この温度は９０℃から１３０℃程度である。
【００３８】
なお、プリフォーム１の口部２ａは、上述した理由により変形等を防止するため５０℃以下の温度に抑えられる。
【００３９】
ブロー成形に適した加熱状態とされプリフォーム１は、図２（Ｄ）に示すように、ブロー成形に付されて容器であるボトル２に成形される。
【００４０】
ブロー成形用の成形型である金型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、型締め状態とされ、金型４内でプリフォーム１に対するブロー成形が行われた後に型開き状態とされる。
【００４１】
プリフォーム１は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示した加熱工程でその口部２ａを除く全体が成形に適した温度域まで均一に加熱されており、その加熱状態のままで、図２（Ｄ）に示すように、スピンドル４３ごと金型４内に装着される。また、ブローノズル５がスピンドル４３の貫通穴４３ａを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や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が引き続き走行しながら型開きし、図２（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】
上記過酸化水素のミストＫ又はガスは、例えば図５に示すミスト生成器７によって生成可能である。
【００４５】
このミスト生成器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は吐出ノズル９ｂから気化部９外に凝結ミストＫとなって噴出する。
【００４６】
図１（Ｂ）に示したミストＫはこの凝結ミストである。このミストＫに代えてガスＧを用いる場合は、図５に二点鎖線で示すように、吐出ノズル９ｂの先端に熱風Ｈの流れる導管４２を連結し、吐出ノズル９ｂから出た凝結ミストＫをこの熱風Ｈによってガス化し、このガスＧをフレキシブルホース等で上記殺菌用ノズル６へと流すようにすればよい。
【００４７】
ボトル２の成形後、図２（Ｆ）に示すように、飲料ａが充填ノズル１０からボトル２内に充填され、図２（Ｇ）に示すように、蓋であるキャップ３で密封される。
【００４８】
かくて、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。
【００４９】
上記充填方法を実施するための充填装置は、例えば図３のごとく構成される。
【００５０】
図３に示すように、この充填装置は、口部２ａを有する有底筒状のプリフォーム１（図１（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ａを充填、密封する充填機１３とを備える。
【００５１】
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。
【００５２】
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等が設けられている。
【００５３】
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無端チェーン１９とを具備する。
【００５４】
無端チェーン１９は、上述したように加熱炉５０内にプリフォーム１の搬送路として配置される。無端チェーン１９には、図１（Ａ）に示すスピンドル４３が一定ピッチで多数取り付けられる。各スピンドル４３は無端チェーンの走行と共に走行しながら自転可能である。ホイール１８側から無端チェーン１９側に送られたプリフォーム１の口部２ａ内には、図１（Ａ）に示すようにスピンドル４３が挿入され、これによりプリフォームはスピンドル４３に正立状態で保持される。
【００５５】
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の列を経てスピンドル４３に受け取られると、加熱炉５０の内壁面に沿って自転しつつ走行する。加熱炉５０の内壁面には、赤外線ヒータ１９ａが張り巡らされており、スピンドル４３によって搬送されるプリフォーム１がこの赤外線ヒータ１９ａによって加熱される。プリフォーム１は加熱炉５０内を走行中スピンドル４３の回転と共に自転し、赤外線ヒータ１９ａによって均一に加熱される。プリフォーム１は加熱炉５０内において無端チェーン１９の往路上を走行する間に、予備殺菌のために予熱（図１（Ａ））される。
【００５６】
上記無端チェーン１９によるプリフォーム１の搬送路の略中間位置である一方のプーリ５１ａの近傍には、図１（Ｂ）のごとくプリフォーム１に過酸化水素のミストＫ又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段が設けられる。
【００５７】
図５に示すように、この過酸化水素供給手段は、プリフォーム１を支持したスピンドル４３の走行路に沿ってスピンドル４３の上端を覆うように伸びる溝部材５２を具備する。この溝部材５２には、図４に示すように、ブロワ７７及びフィルタ７８が導管を介して接続され、フィルタ７８と溝部材５２との間の導管に図５に示したミスト生成器７９が接続される。
【００５８】
ミスト生成器７９で生成された過酸化水素のミストＫ又はガスは、ブロワ７７から送られ、フィルタ７８で除菌された気流に乗って溝部材５２内に入り、そこからスピンドル４３の貫通穴４３ａを通ってプリフォーム１内に流入する。図４に示すように、スピンドル４３の下部には複数個のゴム等からなるボール状の弾性体４３ｂが埋設され、これらの弾性体４３ｂの弾性変形によってプリフォーム１がスピンドル４３に支持されている。プリフォーム１に流入した過酸化水素ミストＫ又はガスは、弾性体４３ｂによって形成されるプリフォーム１の口部２ａの内周面とスピンドル４３の外周面との間の隙間からプリフォーム１外に流出する。
【００５９】
これにより、過酸化水素の凝結皮膜がプリフォーム１の内面に付着し、殺菌が行われる。この皮膜となった３５重量％換算の過酸化水素の付着量は、上述したように望ましくは０．００１μＬ／ｃｍ2〜０．０５μＬ／ｃｍ2、より望ましくは０．００２μＬ／ｃｍ2〜０．０３μＬ／ｃｍ2であり、プリフォーム１の予熱による熱によって菌体表面に付着した過酸化水素水の濃度が上昇し、プリフォーム１の表面に付着した菌のうち、口部２ａに付着したものを除き、ほとんどの菌が殺菌される。
【００６０】
なお、図４に示すように、上記隙間からプリフォーム１外に流出する過酸化水素ミストＫ又はガスがプリフォーム１の口部２ａの雄ネジに沿って流れるように案内する案内部材４３ｃがスピンドル４３に傘状に取り付けられる。この案内部材４３ｃの案内によって過酸化水素ミストＫ又はガスがプリフォーム１の口部２ａの雄ネジに接触し易くなり、その結果プリフォーム１の口部２ａの外面も適正に殺菌されることになる。
【００６１】
プリフォーム１は、無端チェーン１９の復路に入って赤外線ヒータ１９ａにより更に加熱され、口部２ａ以外がブロー成形に適した温度である９０℃〜１３０℃まで昇温する。
【００６２】
ブロー成形機１２は、上記プリフォーム供給機１１の赤外線ヒータ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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
ホイール２０の図示しないグリッパがプリフォーム供給機１１の加熱炉内で加熱されたプリフォーム１をスピンドル４３ごと受け取ってホイール２１の回りの金型４に受け渡すと、二つ割りの金型４が閉じてプリフォーム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高圧エアでブローされることによりボトル２の完成品に成形される。プリフォーム１は、図１（Ｃ）に示したように、加熱炉５０内で所定の温度まで均一に加熱されていることから、円滑にブロー成形される。
【００６６】
また、上述したように、各プリフォーム１に付着した３５重量％換算の過酸化水素凝結皮膜の付着量は、望ましくは０．００１μＬ／ｃｍ2〜０．０５μＬ／ｃｍ2、より望ましくは０．００２μＬ／ｃｍ2〜０．０３μＬ／ｃｍ2であるから、上記無端チェーン１９の復路をプリフォーム１が走行する間にプリフォーム１の表面から蒸散し、従って、ボトル２に白化、斑点、変形等を生じることなく適正にブロー成形される。
【００６７】
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、ボトル２及びスピンドル４３を解放する。そして、ボトル２がスピンドル４３からホイール２２の図示しないグリッパによって受け取られる。
【００６８】
一方、ボトル２を解放したスピンドル４３は、ホイール２０を経て上記コンベア１９へと復帰し、引き続き他のプリフォーム１を保持して搬送する。
【００６９】
ブロー成形機１２から出てホイール２２に至ったボトル２は、ホイール２２の外周に配置された検査装置４７によって成形不良等について検査される。
【００７０】
検査装置４７は、図示しないが、ボトル２の胴部の良否を判別するボトル胴部検査手段と、ボトル２のサポートリング２ｂ（図１（Ａ）参照）の良否を判別するサポートリング検査手段と、ボトル２の首部天面の良否を判別するボトル首部天面検査手段と、ボトル２の底部の良否を判別するボトル底部検査手段と、ボトル２の温度を検出してボトル２の良否を判別する温度検査手段とを具備する。
【００７１】
ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段及び温度検査手段は、ホイール２２の外周に沿うように配置される。
【００７２】
ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段は、図示しないが、各々ランプとカメラでボトル２の所定箇所を撮像し、画像処理装置によって処理し、形状、傷、異物、変色等について異常があるかないかについて判別する。
【００７３】
温度検査手段は、図示しないが、温度センサによってボトル２の表面の温度を検出し、所定の温度に達していない場合は、不良品として判断する。すなわち所定の温度に達していないボトル２は後の過酸化水素による殺菌を行っても殺菌が不十分となる可能性がある。逆にボトル２の温度が所定の温度に達している場合は、後の過酸化水素による殺菌によって十分に殺菌され得る。
【００７４】
なお、検査装置４７は必要に応じて設置される。また、ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段及び温度検査手段は必要に応じて取捨選択される。
【００７５】
検査されたボトル２は、不合格の場合は図示しない排斥装置によって搬送路から排除され、合格品のみホイール２２からホイール１７を経てホイール２３へと搬送される。
【００７６】
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。
【００７７】
ホイール２７の外周には、必要に応じてエアリンス用のノズルが配置される。このノズルからボトル２内に無菌エアＮが吹き込まれることにより、ボトル２内から異物や残留した過酸化水素が除去される。
【００７８】
また、ホイール３５の外周には、無菌状態のボトル２に飲料ａを充填するためのフィラー３９が設けられ、ホイール３７の回りには飲料ａが充填されたボトル２にキャップ３（図２（Ｇ）参照）を取り付けて密封するためのキャッパー４０が設けられる。
【００７９】
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。
【００８０】
また、この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。
【００８１】
グレーゾーンにはＨＥＰＡで無菌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。
【００８２】
次に、図１〜図５を参照して充填装置の動作を説明する。
【００８３】
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が加熱炉５０へと搬送される。
【００８４】
プリフォーム１が加熱炉５０に入ると、無端チェーン１９の往路において予熱される。
【００８５】
予熱されたプリフォーム１は、無端チェーン１９の往路の末端において、図１（Ｂ）及び図４に示すように、内部に過酸化水素ミストＫ又はガスが吹き込まれる。これにより、プリフォーム１の内表面に薄い過酸化水素の凝結皮膜が形成される。プリフォーム１は予備殺菌温度まで予熱されていることから、プリフォーム１に付着した過酸化水素は活性化され、殺菌効果が高まる。
【００８６】
加熱炉５０内においてプリフォーム１はさらに加熱され、口部２ａを除く全体の温度がブロー成形に適した温度域まで均一に加熱される。
【００８７】
加熱炉５０内で予熱され、殺菌され、成形温度まで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２１の外周を通過する際に図２（Ｄ）のごとく金型４により抱持され、ブローノズル５からの高圧エア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。
【００８８】
成形されたボトル２は、金型４の型開き後にホイール２２のグリッパによって金型４外に取り出され、検査装置４７によって成形不良等の有無について検査される。
【００８９】
その後、ホイール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。
【００９０】
充填機１３においてボトル２には、滅菌処理された飲料ａが図２（Ｆ）のごとくフィラー３９の充填ノズル１０により充填される。飲料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２（Ｇ）参照）、チャンバー４１の出口から排出される。
【００９１】
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への飲料の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。
【００９２】
＜実施の形態２＞
実施の形態１ではプリフォーム１の予熱（図１（Ａ）参照）を加熱炉５０内で行ったが、この実施の形態２では図６（Ａ）に示すプリフォーム１の予熱と図６（Ｂ）に示す殺菌とを、プリフォーム１が加熱炉５０内に導入される手前で行っている。
【００９３】
すなわち、図６（Ａ）（Ｂ）に示したように、加熱炉５０外においてプリフォーム１がノズル８０からホットエアＰを供給されることによって殺菌に適した温度まで予熱される。
【００９４】
ホットエアＰを吐出するノズル８０は複数本設けてもよい。すなわち、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、ホイール１７の円弧に沿って伸びるようにマニフォルド８２を設け、このマニフォルド８２の下面に多数のノズル８０をホイール１７の円弧に沿って取り付けるようにしてもよい。マニフォルド８２内に供給されたホットエアＰは各ノズル８０から噴き出し、これらノズル８０の列下をプリフォーム１の列が口部２ａを上に向けて走行する。これにより、各ノズル８０から吐出されたホットエアＰが、プリフォーム１の口部２ａからプリフォーム１内に向かって吹き込まれ、プリフォーム１の内面が予熱される。
【００９５】
この予熱されたプリフォーム１にノズル８１から過酸化水素ミストＫ又はガスを吹き付けられることにより殺菌が行われる。これにより、プリフォーム１の表面に付着した微生物は口部２ａの内表面に付着したものを除いてほとんどの微生物が殺菌される。
【００９６】
過酸化水素ミストＫ又はガスが付着したプリフォーム１は、図６（Ｃ）に示すように、加熱炉５０に入って成形温度まで加熱され、図７（Ｄ）に示すように、金型４内でボトル２にブロー成形され、図７（Ｅ）に示すように、このボトル２が金型４から取り出される。
【００９７】
金型４から取り出されたボトル２には、図７（Ｆ）に示すように飲料ａが充填され、図７（Ｇ）に示すようにキャップ３が被せられる。
【００９８】
この実施の形態２の充填方法は、低酸性飲料以外の酸性飲料、炭酸飲料、ミネラルウォーターなど芽胞形成細菌を滅菌する必要がない飲料の製造に好適である。
【００９９】
図８に示すように、この実施の形態２の充填方法を実施するための充填装置は、プリフォーム１を予熱する手段としてホットエアＰを吐出するノズル８０を、加熱炉５０外に配置されたホイール１７の近傍に備える。図６（Ａ）に示すように、このノズル８０から吐出されたホットエアＰが、プリフォーム１の口部２ａからプリフォーム１内に向かって吹き込まれ、これにより、プリフォーム１の内面が予熱される。
【０１００】
また、プリフォーム１を殺菌する手段として過酸化水素ミストＫ又はガスを吐出するノズル８１が加熱炉５０外に配置されたホイール１８の近傍に配置される。
【０１０１】
図６（Ｂ）に示すように、このノズル８１から吐出された過酸化水素ミストＫ又はガスの一部が、プリフォーム１の口部２ａからプリフォーム１内に流入し、また、他部分がプリフォーム１の外面に接触しながら流下し、これにより、プリフォーム１の内外面が殺菌される。
【０１０２】
このプリフォームの殺菌処理後、ボトル２内への飲料ａの充填に至るまでの処理を行う装置構成は実施の形態１の場合と同じであるから、その説明は省略する。
【０１０３】
その他、この実施の形態２において、実施の形態１の部分と同じ部分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及び図１０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。
【符号の説明】
【０１０５】
１…プリフォーム
２…ボトル
３…キャップ
４…金型
１９…無端チェーン
３９…フィラー
４０…キャッパー
４３ａ…スピンドルの貫通穴
５０…加熱炉
８１…殺菌用のノズル
ａ…飲料
Ｇ…過酸化水素のガス
Ｋ…過酸化水素のミスト
【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、プリフォームを予熱し、予熱したプリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付け、さらにプリフォームを成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォームを同じく連続走行するブロー成形型内で容器に成形し、ブロー成形型から容器を取り出して連続走行させながら容器に飲料を充填して蓋で密封することを特徴とする飲料充填方法。
【請求項２】
請求項１に記載の飲料充填方法において、上記プリフォームの予熱から成形温度までの加熱に至る工程を加熱炉内で行うことを特徴とする飲料充填方法。
【請求項３】
請求項１に記載の飲料充填方法において、上記プリフォームの予熱から過酸化水素ミスト又はガスの吹き付けに至る工程を加熱炉外で行い、成形温度までの加熱を加熱炉内で行うことを特徴とする飲料充填方法。
【請求項４】
プリフォームが容器に成形され、容器に飲料が充填され、容器が蓋で密封されるまでプリフォーム及び容器を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォームを成形温度まで加熱する加熱炉と、成形温度まで加熱されたプリフォームを容器にブロー成形する成形型と、ブロー成形された容器に飲料を充填するフィラーと、飲料が充填された容器を密封するキャッパーとが上記搬送路に沿って設けられ、上記加熱炉内におけるプリフォームの搬送路の略中間位置には、プリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段が設けられることにより、上記加熱炉内の搬送路の前半でプリフォームが予熱されたうえで過酸化水素ミスト又はガスを吹き付けられ、後半でプリフォームが成形温度まで加熱されるようにしたことを特徴とする飲料充填装置。
【請求項５】
プリフォームが容器に成形され、容器に飲料が充填され、容器が蓋で密封されるまでプリフォーム及び容器を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォームを成形温度まで加熱する加熱炉と、成形温度まで加熱されたプリフォームを容器にブロー成形する成形型と、ブロー成形された容器に飲料を充填するフィラーと、飲料が充填された容器を密封するキャッパーとが上記搬送路に沿って設けられ、上記搬送路の上記加熱炉よりも上流側にプリフォームを予熱する予熱手段と、予熱されたプリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段とが設けられたことを特徴とする飲料充填装置。
【請求項１】
プリフォームを連続走行させながら、プリフォームを予熱し、予熱したプリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付け、さらにプリフォームを成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォームを同じく連続走行するブロー成形型内で容器に成形し、ブロー成形型から容器を取り出して連続走行させながら容器に飲料を充填して蓋で密封することを特徴とする飲料充填方法。
【請求項２】
請求項１に記載の飲料充填方法において、上記プリフォームの予熱から成形温度までの加熱に至る工程を加熱炉内で行うことを特徴とする飲料充填方法。
【請求項３】
請求項１に記載の飲料充填方法において、上記プリフォームの予熱から過酸化水素ミスト又はガスの吹き付けに至る工程を加熱炉外で行い、成形温度までの加熱を加熱炉内で行うことを特徴とする飲料充填方法。
【請求項４】
プリフォームが容器に成形され、容器に飲料が充填され、容器が蓋で密封されるまでプリフォーム及び容器を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォームを成形温度まで加熱する加熱炉と、成形温度まで加熱されたプリフォームを容器にブロー成形する成形型と、ブロー成形された容器に飲料を充填するフィラーと、飲料が充填された容器を密封するキャッパーとが上記搬送路に沿って設けられ、上記加熱炉内におけるプリフォームの搬送路の略中間位置には、プリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段が設けられることにより、上記加熱炉内の搬送路の前半でプリフォームが予熱されたうえで過酸化水素ミスト又はガスを吹き付けられ、後半でプリフォームが成形温度まで加熱されるようにしたことを特徴とする飲料充填装置。
【請求項５】
プリフォームが容器に成形され、容器に飲料が充填され、容器が蓋で密封されるまでプリフォーム及び容器を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォームを成形温度まで加熱する加熱炉と、成形温度まで加熱されたプリフォームを容器にブロー成形する成形型と、ブロー成形された容器に飲料を充填するフィラーと、飲料が充填された容器を密封するキャッパーとが上記搬送路に沿って設けられ、上記搬送路の上記加熱炉よりも上流側にプリフォームを予熱する予熱手段と、予熱されたプリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付ける過酸化水素供給手段とが設けられたことを特徴とする飲料充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３５５６２（Ｐ２０１３−３５５６２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２３３６（Ｐ２０１１−１７２３３６）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【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２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【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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