JP2015123964A - プリフォームの殺菌方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリフォームを少量の殺菌剤で殺菌する。
【解決手段】無端コンベア（４）の水平な搬送路が貫通するチャンバ（５）内に殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）を吹き込んでチャンバ内を殺菌し、殺菌剤のガス及び加温エアの吹き込みを維持しつつ、多数のプリフォーム（１）を無端コンベアの搬送路上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォームを、無端コンベアによってチャンバ内を通過させ、殺菌剤のガスを無端コンベアの搬送路上におけるプリフォームの内外面に接触させると共にプリフォームの内外面で凝結した殺菌剤を加温エアの熱で活性化させ、これによりプリフォームを少量の殺菌剤で殺菌することが可能になる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ボトル等の容器を作るためのプリフォームを殺菌する方法及び装置に関する。

従来、有底筒状に形成された多数のプリフォームを無端コンベア上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォームを、無端コンベアの搬送路ごとチャンバ内を通過させ、チャンバ内では無端コンベアの両側から無端コンベアを横切る方向に過酸化水素水をスプレーし、このスプレーした過酸化水素水を無端コンベア上のプリフォームの内外面に付着させ、これによりプリフォームを殺菌することが試みられている。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−１８９２３５号公報

従来のプリフォームの殺菌方法は、過酸化水素等の殺菌剤を二流体スプレーによりチャンバー内で噴霧するものであるから、多量の殺菌剤を消費し、また、プリフォームひいてはプリフォームから作られるボトルに多くの殺菌剤が残留する可能性があるという問題を有する。

また、プリフォームを殺菌するための殺菌剤のスプレーによって、チャンバー内の殺菌をも行おうとするものであるから、殺菌処理を開始して暫くはチャンバー内に付着した微生物がプリフォームに付着することより、プリフォームの殺菌効果が不十分になる可能性がある。

本発明は、このような問題点を解消することを課題とする。

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。

すなわち、請求項１に係る発明は、無端コンベア（４）の水平な搬送路が貫通するチャンバ（５）内に殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）を吹き込んでチャンバ（５）内を殺菌し、殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）の吹き込みを維持しつつ、多数のプリフォーム（１）を無端コンベア（４）の搬送路上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォーム（１）を、無端コンベア（４）によってチャンバ（５）内を通過させ、殺菌剤のガス（Ｇ）を無端コンベア（４）の搬送路上におけるプリフォーム（１）の内外面に接触させると共にプリフォーム（１）の内外面で凝結した殺菌剤を加温エア（Ｈ）の熱で活性化させるプリフォーム殺菌方法を採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載のプリフォーム殺菌方法において、無端コンベア（４）を走行させつつチャンバ（５）内に殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）を吹き込んでチャンバ（５）内と無端コンベア（４）の全周を殺菌処理するようにしてもよい。

請求項３に係る発明は、プリフォーム（１）を横臥状態で搬送路上に乗せて搬送する無端コンベア（４）と、この無端コンベア（４）の搬送路が貫通するチャンバ（５）と、このチャンバ（５）内に殺菌剤のガス（Ｇ）を供給する殺菌剤供給手段（１０）と、上記チャンバ（５）内に加温エア（Ｈ）を供給する加温エア供給手段（１１）とを具備し、プリフォーム（１）の殺菌に先立ち、チャンバ（５）内に殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）を吹き込んでチャンバ（５）内を殺菌し、殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）の吹き込みを維持しつつ、多数のプリフォーム（１）を無端コンベア（４）の搬送路上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォーム（１）を、無端コンベア（４）によってチャンバ（５）内を通過させ、殺菌剤のガス（Ｇ）を無端コンベア（４）上のプリフォーム（１）の内外面に接触させると共にプリフォーム（１）の内外面で凝結した殺菌剤を加温エア（Ｈ）の熱で活性化させるプリフォーム殺菌装置を採用する。

請求項４に記載されるように、請求項３に記載のプリフォーム殺菌装置において、プリフォーム（１）の殺菌に先立ち、無端コンベア（４）を走行させつつ殺菌剤供給手段（１０）及び加温エア供給手段（１１）からチャンバ（５）内に殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）を吹き込んでチャンバ（５）内と無端コンベア（４）の全周を殺菌処理するように構成することも可能である。

なお、上記プリフォーム殺菌方法及びプリフォーム殺菌装置において、殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）は、チャンバ（５）内に別々に吹き込むようにしてもよいし、両者を混合した上でチャンバ（５）内に吹き込むようにしてもよい。

本発明によれば、無端コンベア（４）の水平な搬送路が貫通するチャンバ（５）内に殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）を吹き込んでチャンバ（５）内を殺菌し、殺菌剤のガス（Ｇ）及び加温エア（Ｈ）の吹き込みを維持しつつ、多数のプリフォーム（１）を無端コンベア（４）の搬送路上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォーム（１）を、無端コンベア（４）によってチャンバ（５）内を通過させ、殺菌剤のガス（Ｇ）を無端コンベア（４）の搬送路上におけるプリフォーム（１）の内外面に接触させると共にプリフォーム（１）の内外面で凝結した殺菌剤を加温エア（Ｈ）の熱で活性化させるプリフォーム殺菌方法であるから、チャンバ（５）内を殺菌したうえでプリフォーム（１）をチャンバ（５）内に導入して無端コンベア（４）上のプリフォーム（１）を殺菌することができる。従って、プリフォーム（１）の殺菌効果を高めることができる。また、殺菌剤はガス化してチャンバ（５）内に導入するので、少量の殺菌剤を供給するだけでプリフォーム（１）の内外面に殺菌剤を均一に付着させることができる。また、プリフォーム（１）の内外面に付着した殺菌剤を加温エア（Ｈ）の熱で活性化させ、殺菌効果を高めることができる。

本発明に係る殺菌方法により殺菌しうるプリフォームの一例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）正面図である。 本発明に係るプリフォーム殺菌方法を実施するための装置の概略を示す部分切欠平面図である。 上記装置の概略を示す垂直断面図である。 プリフォームを殺菌中の装置の概略を示す部分切欠平面図である。 プリフォームを殺菌中の装置の概略を示す垂直断面図である。 殺菌剤供給装置の概略を示す垂直断面図である。

以下に本発明を実施するための形態について説明する。

本発明が殺菌の対象とするプリフォームは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を射出成形することによって、試験管状の有底筒状体として形成される。プリフォームは、後に所望の形状のボトル（図示せず）に成形されるが、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、プリフォーム１には、成形後のボトルにおけると同様な口部１ａをその成形当初に付与される。この口部１ａの外周面にはプリフォーム１の成形と同時に雄ネジ２が形成される。この雄ネジ２は、ボトルの口部１ａに被せられるキャップ（図示せず）の雌ネジと螺合可能である。雄ネジ２の下方には後にボトルを搬送しつつ、ボトル内へ飲料等を充填する際に利用されるサポートリング３が形成される。

このプリフォーム１を殺菌する装置は、図２及び図３のように構成される。

図２及び図３中、符号４はベルト式の無端コンベアを示す。この無端コンベア４の矢印で示す走行方向の上流側には、プリフォーム成形機（図示せず）が配置される。プリフォーム成形機から放出される成形済のプリフォーム１は無端コンベア４の搬送路の上流部で図示しないホッパ等の使用によって受け止められる。図４に示すように、成形されたプリフォーム１は、無端コンベア４上に不揃いな向きで横臥状態になって乗せられる。

無端コンベア４の搬送路は水平に走行可能であり、この搬送路にはチャンバ５がフード状に被せられる。

チャンバ５は、無端コンベア４を両側から挟むように配置される両側壁６と、両側壁６の前後端に配置された前後壁７，８と、両側壁６及び前後壁７，８の上側を遮蔽する天壁９とを有する。

上記チャンバ５の前後壁７，８には、無端コンベア４とその上に乗ったプリフォーム１が通過することができるように、開口７ａ，８ａが形成される。

天壁９には、殺菌剤として例えば過酸化水素のガスＧをチャンバ５内に供給する殺菌剤供給装置１０と、加温エアＨを同じくチャンバ５内に供給する加温エア供給装置１１とが設置される。図示例では殺菌剤供給装置１０は一基のみ設けられるが、複数基設置することも可能である。加温エア供給装置１１も同様である。

図６に示すように、殺菌剤供給装置１０は、過酸化水素等の殺菌剤のスプレー手段と、スプレーされた殺菌剤を導入する気化室１２と、スプレーされた殺菌剤を気化室１２内で沸点以上に加熱して気化させる加熱手段とを具備する。

上記殺菌剤のスプレー手段は、加圧エアによって液状の殺菌剤をスプレーする二流体ノズル等のスプレーノズル（図示せず）とされる。

上記気化室１２は、加熱筒１２ａで形成される。加熱筒１２ａは望ましくは殺菌剤に対する耐食性を有したステンレス鋼等の金属製円筒体で形成される。この加熱筒１２ａは望ましくは垂直に設置され、その上端に上記殺菌剤をスプレーするスプレーノズルが取り付けられる。また、加熱筒１２ａの下端には、ノズル部１３が取り付けられる。ノズル部１３は漏斗状に形成され、その下端に殺菌剤のガスの吐出口１３ａが設けられる。

ノズル部１３は、上記チャンバ５の天壁９の開口９ａに直に又は図示しない導管を介して接続される。

上記加熱手段は、上記加熱筒１２ａと、その外周壁に密着するように取り付けられた誘電加熱用導電部材１４と、この誘電加熱用導電部材１４の回りに巻回された誘導加熱コイル１５とを具備する。

上記加熱筒１２ａはステンレス鋼とすると非磁性体であるため、後述する誘導電流の周波数を上げなければならない。周波数調整のためのインバータを省くためには、磁性を有する鉄のような材質からなる加熱筒１２ａの外周壁に密着しうる誘電加熱用導電部材１４を設ける必要がある。磁性体であれば通常の低周波、交流電源で昇温することができる。この誘電加熱用導電部材１４が加熱筒１２ａの外周壁に密着することにより、誘導加熱導電部材１４に生じた熱が加熱筒１２ａに伝わる際の伝熱率が向上する。

誘導加熱コイル１５は上記誘電加熱用導電部材１４における円筒形の外周面に螺旋状に巻回される。図示例では一重に巻回されているが、多重に巻回することも可能である。この誘導加熱コイル１５の始端側と終端側とが変圧器１６を介して交流電源１７に電気的に接続される。

なお、上記加熱手段は、加熱筒１２ａを磁性体で構成した場合等は、加熱筒１２ａと、その回りに巻回された誘導加熱コイル１５とを具備したものとし、誘電加熱用導電部材１４は省略することも可能である。この場合は、誘導加熱コイル１５は加熱筒１２ａにおける円筒形の外周面に螺旋状に巻回される。

この誘導加熱コイル１５に交流電源１７からの交流電圧が印加されると、誘導加熱コイル１５が交番磁束を発生し、誘電加熱用導電部材１４に誘導電流が流れ、誘電加熱用導電部材１４が発熱する。この誘電加熱用導電部材１４から上記加熱筒１２ａに伝熱する結果、加熱筒１２ａが加熱される。

誘電加熱用導電部材１４が省略された場合は、加熱筒１２ａ自体に誘導電流が流れ、加熱筒１２ａが加熱される。

なお、変圧器１６をインバータとし、このインバータにより交流電源１７からの交流電圧を周波数変換して誘導加熱コイル１５に通電することも可能である。ステンレス鋼のような非磁性体からなる加熱筒が採用される場合であって、誘電加熱用導電部材１４が省略され、加熱筒１２ａが直接加熱されるときは変圧器１６としてインバータが採用される。

上記誘電加熱用導電部材１４や誘導加熱コイル１５の回りはカバー１８で覆われ、保護される。

なお、誘電加熱用導電部材１４と誘導加熱コイル１５の間には、無機材料からなる非導電性部材を設けてもかまわない。この非導電性部材の介在によって、誘電加熱用導電部材１４から誘導コイル１５への熱伝導が抑制される。

図示しないが、上記加熱筒１２ａ又は誘電加熱用導電部材１４には温度センサが取り付けられる。この温度センサからの温度情報が上記変圧器１６に送られ、この温度情報に基づいて変圧器１６が制御され、これにより上記加熱筒１２ａの温度が制御される。

この殺菌剤供給装置において、交流電源１７からの交流電圧が誘導加熱コイル１５に印加されると、誘導加熱コイル１５が交番磁束を発生し、誘電加熱用導電部材１４に誘導電流が流れ、誘電加熱用導電部材１４が発熱する。この誘電加熱用導電部材１４の熱が加熱筒１２ａに伝わり、加熱筒１２ａが昇温する。加熱筒１２ａの温度は、上記温度センサ、変圧器１６等により制御され、所望値に保持される。

加熱筒１２ａが所望の温度まで昇温すると、殺菌剤の供給手段であるスプレーノズルによって過酸化水素水等の液状殺菌剤が加熱筒１２ａの気化室１２内に噴霧される。

殺菌剤の噴霧は、加熱筒１２ａの気化室１２内で気化され、このガスＧがノズル部１３の吐出口１３ａからチャンバ５内へ吐出される。

チャンバ５内に吐出された殺菌剤のガスＧはミスト化されて、図５に示すように、殺菌対象である無端コンベア４上のプリフォーム１に吹き付けられる。あるいは殺菌剤のガスＧはガスのままプリフォーム１の表面に接触し高濃度の殺菌剤として凝縮結露する。

図３に示すように、加温エア供給装置１１は、チャンバー５の天壁９の開口９ｂに接続される給気用ダクト１９と、この給気用ダクト１９内に配置される給気用ブロア２０とフィルタ２１とヒータ２２とを備える。

給気用ブロア２０により給気用ダクト１９内に取り込まれた外気が、フィルタ２１によって浄化された後、ヒータ２２によって加熱され、図５に示すように、この加熱された清浄な加温エアＨが給気用ダクト１９からチャンバ５内に供給される。加温エアＨの温度は、例えば４０℃〜１５０℃である。

チャンバ５内に噴出した加温エアＨは、プリフォーム１の内外面に付着した殺菌剤に接触して加熱し、殺菌剤を活性化させる。これによりプリフォーム１の内外面の殺菌効果が高められる。

なお、チャンバ５内に、殺菌剤ガスＧ及び加温エアＨを供給する方法としては、図示例の如く殺菌剤のガスＧと加温エアＨとを別々の経路で吹き込んでいるが、チャンバ５の手前で両者を混気してチャンバ５内に吹き込むようにしてもよい。

殺菌剤のガスＧと加温エアＨとを混ぜてチャンバ５内に供給する場合は、殺菌剤供給手段１０の殺菌剤ガスＧの出口側に、加温エアＨの配管を配置することで、加温エアＨにより加温された状態の殺菌剤ガスＧをチャンバ５内に吹き込むことが可能である。

また、図示しないが、チャンバ５の天壁９又は側壁６には排気ダクトが連結される。上記チャンバ５内に流入した過酸化水素のガスＧやミストの余剰分は図示しないブロアの駆動により排気ダクト内に吸引され、回収装置へと流れる。これにより、過酸化水素の余剰のガスＧやミストは前後壁７，８の開口７ａ，８ａ等からチャンバ５外への流出が防止される。

上記無端コンベア４におけるチャンバ５よりも下流側は、図示しないコンテナ等の大型容器に向かって伸びている。上記チャンバ５内で過酸化水素水が付着したプリフォーム１は、無端コンベア４により大型容器へと運ばれ、大型容器内に投入される。大型容器は所定量のプリフォーム１が入れられた後密閉され、保管され、プリフォーム１からボトルに成形する工場へと搬送される。この保管、搬送の間においてもプリフォーム１はプリフォーム１と共に大型容器内に閉じ込められた過酸化水素によって殺菌される。

また、上記無端コンベア４の上記チャンバ５よりも下流側がブロー成形機に接続されている場合は、殺菌されたプリフォーム１は直ちにブロー成形に付され、ボトル等の容器に成形される。さらに、ブロー成形機が飲料等の内容物充填機に接続されている場合は、ボトル等の容器に飲料等の内容物が充填され、密封され、無菌充填包装品として排出される。

次に、上記プリフォームの殺菌装置の作用を説明する。

（１）プリフォーム１の殺菌処理を開始する前から殺菌剤供給装置が稼働し、殺菌剤供給装置内で過酸化水素のガスＧが生成され、このガスＧがノズル部１３の吐出口１３ａからチャンバ５内へ吐出される。

また、加温エア供給装置１１も稼働し、加温エア供給装置１１で作られた清浄な加温エアＨが給気用ダクト１９からチャンバ５内に供給される。

過酸化水素のガスＧはチャンバ５内でミスト化し、チャンバ５内の各所に均一にまんべんなく付着する。そして、このチャンバ５内に付着した過酸化水素に加温エアＨが接触し、過酸化水素を加熱して活性化させる。これにより、チャンバ５内が殺菌処理される。

なお、上述したように、過酸化水素のガスＧを加温エアＨと混合した状態でチャンバ５内に供給しても同様な効果を得ることができる。

図２及び図３に示すように、無端コンベア４上には未だプリフォーム１が投入されていないが、チャンバ５内の殺菌中に無端コンベア４を駆動し走行させてもよい。これにより、無端コンベア４をその全長にわたり殺菌処理することができる。

（２）殺菌剤供給装置１０からの過酸化水素のガスＧの供給と加温エア供給装置１１からの清浄な加温エアＨの供給が続行される。そして、プリフォーム成形機の稼働により、成形されたプリフォーム１が走行中の無端コンベア４における搬送路の上流側に投入される。プリフォーム成形機から放出されるプリフォーム１は無端コンベア４で受け止められ、図４に示すように、無端コンベア４上で不揃いな横臥状態となる。

殺菌剤供給装置１０からチャンバ５内に吐出された過酸化水素のガスＧはミスト化されて、図４及び図５に示すように、殺菌対象である無端コンベア４上のプリフォーム１に吹き付けられプリフォーム１の表面に均一に付着する。過酸化水素のガスＧやミストは横向きになったプリフォーム１の口部１ａからもプリフォーム１内に流入し、プリフォーム１の内面に均一に付着する。

また、加温エア供給装置１１からチャンバ５内に噴出した加温エアＨは、プリフォーム１の内外面に付着した過酸化水素に接触して加熱し、活性化させる。これによりプリフォーム１の内外面の殺菌効果が高められる。

なお、上述したように、過酸化水素のガスＧを加温エアＨと混合した状態でチャンバ５内に供給しても同様な効果を得ることができる。

プリフォーム１の殺菌の最中、プリフォーム１は無端コンベア４上で振動等によって横転しうるので過酸化水素水がプリフォーム１の内外面にまんべんなく均一に付着する。また、加温エアＨもプリフォーム１の内外面にまんべんなく均一に接触する。

また、チャンバ５内に吐出された過酸化水素のガスＧやミストは、チャンバ５内に充満して循環することから、この循環するミストもプリフォーム１の表面に均一に付着する。これにより、プリフォーム１の全表面が過酸化水素によって均一に殺菌される。

なお、上述したように、過酸化水素のガスＧを加温エアＨと混合した状態でチャンバ５内に供給しても同様な効果を得ることができる。

（３） プリフォーム１は過酸化水素のミストと加温エアＨを吹き付けられつつ無端コンベア４と共にチャンバ５を通過し、コンテナ等の大型容器内に投入される。

または、コンテナ等に梱包されることなくブロー成形機、充填機へと搬送され、無菌包装体となって排出される。

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。

１…プリフォーム
４…無端コンベア
５…チャンバ
Ｇ…殺菌剤のガス
Ｈ…加温エア

Claims (4)

1. 無端コンベアの水平な搬送路が貫通するチャンバ内に殺菌剤のガス及び加温エアを吹き込んでチャンバ内を殺菌し、殺菌剤のガス及び加温エアの吹き込みを維持しつつ、多数のプリフォームを無端コンベアの搬送路上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォームを、無端コンベアによってチャンバ内を通過させ、殺菌剤のガスを無端コンベアの搬送路上におけるプリフォームの内外面に接触させると共にプリフォームの内外面で凝結した殺菌剤を加温エアの熱で活性化させることを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
2. 請求項１に記載のプリフォーム殺菌方法において、無端コンベアを走行させつつチャンバ内に殺菌剤のガス及び加温エアを吹き込んでチャンバ内と無端コンベアの全周を殺菌処理することを特徴とするプリフォーム殺菌方法。
3. プリフォームを横臥状態で搬送路上に乗せて搬送する無端コンベアと、この無端コンベアの搬送路が貫通するチャンバと、このチャンバ内に殺菌剤のガスを供給する殺菌剤供給手段と、上記チャンバ内に加温エアを供給する加温エア供給手段とを具備し、プリフォームの殺菌に先立ち、チャンバ内に殺菌剤のガス及び加温エアを吹き込んでチャンバ内を殺菌し、殺菌剤のガス及び加温エアの吹き込みを維持しつつ、多数のプリフォームを無端コンベアの搬送路上に投入して不揃いな横臥状態にし、これらプリフォームを、無端コンベアによってチャンバ内を通過させ、殺菌剤のガスを無端コンベア上のプリフォームの内外面に接触させると共にプリフォームの内外面で凝結した殺菌剤を加温エアの熱で活性化させることを特徴とするプリフォーム殺菌装置。
4. 請求項３に記載のプリフォーム殺菌装置において、プリフォームの殺菌に先立ち、無端コンベアを走行させつつ殺菌剤供給手段及び加温エア供給手段からチャンバ内に殺菌剤のガス及び加温エアを吹き込んでチャンバ内と無端コンベアの全周を殺菌処理することを特徴とするプリフォーム殺菌装置。

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