JP6614271B2 - プリフォームの殺菌方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォームの殺菌方法及び装置に関する。

従来、プリフォームを連続走行させながら、プリフォームに殺菌剤を塗布し、そのままプリフォームを加熱炉内に導入し、加熱炉内でプリフォームを容器に成形するための温度まで加熱し、この加熱によってプリフォームに塗布した殺菌剤の乾燥、活性化を同時に行なう殺菌方法が提案されている（特許文献１，２，３）。

また、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ボトルに成形し、ブロー成形型からボトルを取り出し、その後、ボトルに飲料を充填して蓋で密封する飲料充填方法が提案されている（例えば、特許文献４、５参照）。

上記の先行技術において使用される殺菌剤は、過酸化水素水である。一方、過酸化水素を沸点が１００℃未満の液体である溶媒に溶解した殺菌剤をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製プリフォームやボトルに適用したり、過酸化水素濃度が２５質量％のエタノールを含む殺菌剤を使用することも提案されている（特許文献６，７）。

特表２００１−５１０１０４号公報 特開２００８−１８３８９９号公報 特表２００８−５４６６０５号公報 特開２０１３−３５５６１号公報 特開２０１３−３５５６２号公報 国際公開ＷＯ２０１３／００９９７８９号公報 特開平７−３１５３４５号公報

上記のプリフォームを殺菌する従来技術は、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。ここで殺菌処理するためにプリフォームに付着させた過酸化水素は、加熱炉内での加熱などにより分解又は揮散する。しかし、その一部はプリフォームに残留する。その後プリフォームはブロー成形されてボトルとなるが、この工程でさらに過酸化水素は低減されるものの、ボトル内面に残留する場合もある。さらに、飲料を充填する前にボトルを無菌水や無菌エアによりリンスすることも行われ、この工程により残留過酸化水素はさらに低減する。しかし、ボトル内に僅かに残留した過酸化水素の一部が、ボトルに充填された飲料に移行するおそれがある。このため、プリフォームを殺菌するに際してはプリフォームに残留する過酸化水素をできる限り低減する必要がある。

また、過酸化水素水にエタノールを加えて殺菌剤として使用することも提案されているが、プリフォーム殺菌において残留する過酸化水素を低減することについては不十分であった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、プリフォーム殺菌において残留する過酸化水素を低減することができるプリフォームの殺菌方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明に係るプリフォームの殺菌方法は、殺菌剤をガス化させ、当該殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付ける第１工程と前記プリフォームの少なくとも口部の開口面に対向する方向から前記プリフォームの少なくとも口部の内外面に電子線を照射する第２工程を更に備え、当該第２工程の後に前記第１工程を行うことを特徴とする。本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法は、少なくとも０．５質量％〜２０質量％の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる殺菌剤をガス化させ、当該殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付ける第１工程と前記プリフォームの口部の少なくとも口部の開口面に対向する方向からプリフォームの少なくとも口部の内外面に紫外線を含む光を照射する第２工程を更に備え、当該第２工程の後に前記第１工程を行うことを特徴とする。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤のガスは、前記殺菌剤を気化部内に噴霧してガス化させ、前記殺菌剤のガスを前記気化部のノズルから前記プリフォームに向かって吹き付けると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤のガスは、前記殺菌剤を気化部内に噴霧してガス化させ、前記殺菌剤のガスを前記気化部のノズルから前記プリフォームに向かって吹き付けると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、一個又は複数個の前記ノズルを前記プリフォームの走行路に対向させ、前記ノズルから前記殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、一個又は複数個の前記ノズルを前記プリフォームの走行路に対向させ、前記ノズルから前記殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤のガスを前記ノズル内で複数の流れに分け、一方の流れを前記プリフォームの口部に向かわせ、他方の流れを前記プリフォームの外面へと向かわせると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤のガスを前記ノズル内で複数の流れに分け、一方の流れを前記プリフォームの口部に向かわせ、他方の流れを前記プリフォームの外面へと向かわせると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤が溶媒としてエタノールを含むと好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、前記溶媒がエタノールであると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤が前記エタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤が前記エタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤のガスを前記プリフォームに吹き付けた後、当該プリフォームにおける前記殺菌剤のガスの吹き付け部にエアを吹き付けると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、前記殺菌剤のガスを前記プリフォームに吹き付けた後、当該プリフォームにおける前記殺菌剤のガスの吹き付け部にエアを吹き付けると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌方法において、前記エアがホットエアであると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、前記エアがホットエアであると好適である。

また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、前記紫外線を含む光がキセノンフラッシュランプにより照射される光であると好適である。

また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法において、前記紫外線を含む光を前記プリフォームの前記口部に集中して照射すると好適である。

本発明に係るプリフォームの殺菌装置は、プリフォームの供給からボトルの成形に至るまで、前記プリフォームを走行させる走行手段と、当該走行手段において殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けるノズルと、プリフォームの口部の開口面に対向する方向から電子線を前記プリフォームの少なくとも口部の内外面に照射する電子線照射装置が設けられ、当該電子線照射装置の下流に前記ノズルが設けられることを特徴とする。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置は、プリフォームの供給からボトルの成形に至るまで、前記プリフォームを走行させる走行手段と、当該走行手段において少なくとも過酸化水素成分を０．５質量％〜３０質量％及び沸点が８５℃以下の溶媒を含む殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けるノズルと、プリフォームの口部の開口面に対向する方向から紫外線を含む光を前記プリフォームの少なくとも口部の内外面に照射するランプが設けられ、当該ランプの下流に前記ノズルが設けられたことを特徴とする。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、エアを前記プリフォームに吹き付けるエアノズルが、前記ノズルに対して、前記走行手段における下流側に設けられると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置において、エアを前記プリフォームに吹き付けるエアノズルが、前記ノズルに対して、前記走行手段における下流側に設けられると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記ノズルは、前記殺菌剤を噴霧することによってガス化する気化部の先端部に配置されると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置において、前記ノズルは、前記殺菌剤を噴霧することによってガス化する気化部の先端部に配置されると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記殺菌剤のガスを送る前記ノズルが複数の管路に分けられ、一方の管路の吐出口が前記プリフォームの開口に対峙させられ、他方の管路は前記プリフォームの外面へと伸ばされて、その吐出口が前記プリフォームの外面に対峙させられると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置において、前記殺菌剤のガスを送る前記ノズルが複数の管路に分けられ、一方の管路の吐出口が前記プリフォームの開口に対峙させられ、他方の管路は前記プリフォームの外面へと伸ばされて、その吐出口が前記プリフォームの外面に対峙させられると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記殺菌剤がエタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であると好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置において、前記殺菌剤がエタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であると好適である。

また、本発明に係るプリフォームの殺菌装置において、前記エアノズルが、前記エアを前記プリフォームの開口に向かって吹き出すスリット状の吹出口を有好適である。また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置において、前記エアノズルが、前記エアを前記プリフォームの開口に向かって吹き出すスリット状の吹出口を有し、当該吹出口が前記プリフォームの走行方向に沿って伸びていると好適である。

また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置において、前記紫外線を含む光を照射するランプがキセノンフラッシュランプであると好適である。

また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置において、前記光を照射するランプのプリフォームの反対側に反射板を設けてなると好適である。

また、本発明の他の実施の形態に係るプリフォームの殺菌装置において、前記反射板が前記プリフォームの前記口部を覆うように設けてなると好適である。

本発明によれば、少なくとも３０質量％以下の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる殺菌剤をガス化させ、当該殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付ける第１工程を備えるプリフォームの殺菌方法であるから、３０質量％以下という低い過酸化水素濃度の殺菌剤であっても、沸点が８５℃以下という溶媒を使用することで、十分な殺菌力を得ることができ、プリフォームに残留する過酸化水素の量を低減し、結果としてプリフォームをブロー成形したボトルに残留する過酸化水素の量を低減することができる。

また本発明によれば、プリフォームの少なくとも口部に紫外線を含む光又は電子線を照射する第２工程を更に備えることで、殺菌効果が高まるため、殺菌剤の過酸化水素濃度を下げることができる。その結果として、プリフォームの残留過酸化水素量を低減することができる。

また本発明によれば、プリフォームの口部に集中して紫外線を含む光又は電子線を照射することで、最も殺菌しにくいプリフォームの口部を効率的に殺菌することができる。そのため、プリフォーム全体に吹き付ける殺菌剤の過酸化水素濃度と吹き付け量をさらに下げることができ、結果として、プリフォームの残留過酸化水素を低減することができる。

本発明に係るプリフォームの殺菌装置を組み込んだ無菌充填装置の一部であるボトル成形までの概略を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るプリフォームの殺菌方法を表し、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は各々プリフォームに対する殺菌剤ガス吹き付け工程、エア吹き付け工程、光照射工程、加熱工程を示す。 （Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）は、各々プリフォームの成形工程、ボトル取り出し工程、内容物充填工程、密封工程を示す。 殺菌剤のガスを生成するためのガス生成器の一例を示す垂直断面図である。 本発明に係るプリフォームの殺菌装置に組み込まれる殺菌剤ガスの吹き付けノズルを示す垂直断面図である。 本発明に係るプリフォームの殺菌装置に組み込まれるエアノズルを示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は垂直断面図である。 プリフォームにエアを吹き付ける工程の変形例を示す説明図である。 プリフォームにエアを吹き付ける工程の他の変形例を示す説明図である。 プリフォームにエアを吹き付ける工程の更に他の変形例を示す説明図である。 プリフォームを成形温度まで加熱する工程の変形例を示す説明図である。 プリフォームを成形温度まで加熱した後の工程の変形例を示す説明図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

最初にプリフォームの殺菌からボトル成形までの工程及び装置を図１、図２及び図３により説明し、その次にプリフォームの殺菌方法及び装置の詳細について説明する。この実施の形態によれば、プリフォームを殺菌することで無菌化プリフォームを得ることができ、プリフォームを成形したボトルに残留する過酸化水素を低減することができる。

（方法及び装置の概要）
図１に示すように、プリフォーム供給装置１１からプリフォーム１が供給され、プリフォームコンベア１４によりプリフォーム１がチャンバー２８ａに搬送される。

プリフォーム１は殺菌剤ガス吹き付けホイール１５に受け渡され、図２（Ａ）に示すように、殺菌剤ガス吹き付けノズル６によりプリフォーム１に殺菌剤のガスＧが吹き付けられる（第１の工程）。

その後、プリフォーム１はエア吹き付け及び光照射ホイール１６に受け渡され、図２（Ｂ）に示すように、エアノズル３７により、エアＰが吹き付けられる。

さらに図２（Ｃ）に示すように、光照射装置３０に備えられたランプ３０ａから発する紫外線を含む光Ｌがプリフォーム１に照射される（第２の工程）。

第２の工程であるプリフォーム１への光照射は、ランプ３０ａと並行にプリフォーム１を走行させても良いが、ランプ３０ａをプリフォーム１内に挿入しても良い。口部２ａの殺菌が主な目的であるため、挿入距離は、グリッパ１３と同じ水平位置まででも良いがプリフォーム１の底部まで挿入しても良い。挿入距離が短いと高速化しても装置がコンパクトになるメリットがある。

殺菌剤のガスＧのプリフォーム１への吹き付け（Ａ）（第１の工程）は必須であるが、エアＰの吹き付け（Ｂ）及び光Ｌの照射（Ｃ）（第２の工程）は任意である。しかし、いずれの工程も実施されることが望ましい。また、プリフォーム１への殺菌剤のガスＧの吹き付け、エアＰの吹き付けはこの順序で行われるが、光照射（Ｃ）はどの段階で行ってもかまわない。

すなわち、殺菌ガス吹き付けホイール１５において、光照射装置３０はノズル６の上流又は下流に設けることもできし、エアノズル３７の下流に設けても構わない。さらに、これら３箇所のうち、複数箇所に設けても構わない。また、殺菌剤のガスＧの吹き付け（Ａ）、エアＰの吹き付け（Ｂ）、光Ｌの照射（Ｃ）を単一のホイールで行っても良いし、各々別個のホイールで行ってもかまわない。

殺菌処理が完了したプリフォーム１は加熱炉搬送ホイール１７から、これまでホイール搬送時に把持されていたグリッパ１３から解放され、加熱炉２５に搬送される。

加熱炉２５に入ったプリフォーム１は、図２（Ｄ）に示すように、赤外線ヒータ１８ａその他の加熱手段によって、後のブロー成形に適した温度まで加熱される。この温度は９０℃から１３０℃程度である。

なお、プリフォーム１の口部２ａは、変形等を防止するため７０℃以下の温度に抑えられる。

また、プリフォーム１は図２（Ｄ）に示すように、口部２ａにスピンドル２９が挿入され、回転しながら、加熱炉２５内を搬送される。スピンドル２９に代えてマンドレルをプリフォーム１に挿入することによって、プリフォーム１を倒立状態で回転させつつ搬送することも可能である。

加熱されたプリフォーム１は、スピンドル２９から解放され、ブロー成形機１２のホイール１９のグリッパ１３により把持され、ホイール１９を経て、ブロー成形機の成形ホイール２０に搬送される。成形ホイール２０に備えられた金型４により、図３（Ｅ）に示すように、ボトル２にブロー成形される。金型４及びブローノズル５は、成形ホイール２０の回りに複数個配置され、ホイール２０の回転とともにホイール２０の周りを一定速度で旋回する。加熱されたプリフォーム１が到来すると、金型４はプリフォーム１を挟み込む。ブローノズル５がプリフォーム１内に挿入され、ブローノズル５からプリフォーム１内に空気等の気体が吹きこまれることにより、金型４内でボトル２が成形される。図３（Ｆ）に示すように、成形されたボトル２はホイール２１に備えられたグリッパ１３により把持され、金型４から取り出される。

ボトル２は、ホイール２１に設けられた検査装置２７により外観検査が行われる。検査装置２７は公知の装置であるからその詳細は省略する。

検査されたボトル２はホイール２２により充填部に搬送される。

充填部は無菌化されたチャンバー内にあり、無菌化されたボトル２に無菌化された内容物を図３（Ｇ）に示すように、充填ノズル１０により無菌雰囲気で充填し、図３（Ｈ）に示すように充填されたボトル２は、無菌化されたキャップ３により密封される。充填部は公知の装置であるからその詳細は省略する。

（方法及び装置の詳細）
本発明におけるプリフォーム１は試験管状の有底筒状体であり、図３（Ｈ）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。プリフォーム１は射出成型、圧縮成形等によって成形される。プリフォーム１の材質はポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなり、これらの樹脂単体又は混合物であってもかまわないし、リサイクルされた熱可塑性樹脂を含んでもかまわない。また、バリア性を付与するために、エチレンービニルアルコール共重合体、メタキシリレンジアミンのような芳香族アミンをモノマーとするポリアミド等の熱可塑性樹脂を層として、又は混合物として含んでも構わない。

殺菌剤は少なくとも３０質量％以下の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなる。過酸化水素が３０質量％を超えると、ボトル成形後の残留過酸化水素量が過大となる。これまで、殺菌剤としては３５質量％の過酸化水素を含む過酸化水素水が多用されてきた。沸点が８５℃以下の溶媒を殺菌剤の構成成分として含むことで、殺菌剤をガス化させた後の凝結温度が低下し、また凝結ミストがより細かくなることから、殺菌剤のガスＧによるプリフォーム１の表面の殺菌及び凝結したミストによる殺菌効果が上がるため、過酸化水素の含有量を少なくしても十分な殺菌効果が得られる。

殺菌剤は少なくとも３０質量％以下の過酸化水素と沸点が８５℃以下の溶媒からなることから、これまでの過酸化水素と水のみからなる殺菌剤と比べ、殺菌剤のガスＧがプリフォーム１に吹き付けられた後、プリフォーム１の表面に形成された殺菌剤のミストである液滴の接触角が小さく、同じ重量の液滴であっても、被覆面積が大きくなるため、前記液滴中の過酸化水素が分解した場合に、より大きな殺菌効果を発揮することも想定される。

殺菌剤の過酸化水素含有量は０．５質量％〜３０質量％が、より好適である。０．５質量％未満では殺菌力が不足する場合があり、３０質量％以下とすることで、より過酸化水素残留量を低減することができる。さらに、過酸化水素の含有量は２０質量％以下が好ましい。沸点が８５℃以下の溶媒の種類や量にもよるが、過酸化水素の残留量をさらに低減することができる。

沸点が８５℃以下の溶媒とはメチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトン等である。これらの１種又は２種以上を混合してもかまわない。過酸化水素及び沸点が８５℃以下の溶媒以外の殺菌剤の成分は水であり、これらを混合したときに、組成物が均一になる必要がある。沸点が８５℃以下の溶媒は、特にエチルアルコールが安全性の観点から好適である。

殺菌剤としては過酸化水素成分を０．５質量％〜３０質量％及びエチルアルコールを１４質量％〜９９質量％含む溶液が最適である。エチルアルコールが１４質量％未満では、過酸化水素の残留値を十分低減できない。

殺菌剤は、図４に示すように、殺菌剤ガス生成器７によりガス化される。殺菌剤ガス生成器７は、殺菌剤を滴状にして供給する二流体スプレーノズルである殺菌剤供給部８と、この殺菌剤供給部８から供給された殺菌剤を過酸化水素の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。殺菌剤供給部８は、殺菌剤供給路８ａ及び圧縮空気供給路８ｂからそれぞれ殺菌剤と圧縮空気を導入して殺菌剤を気化部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殺菌剤を加熱し気化させる。気化した殺菌剤のガスは、殺菌剤ガス吹き付けノズル６から気化部９外に噴出する。ヒータ９ａに換えて誘電加熱により気化部９を加熱してもかまわない。

殺菌剤供給部８の運転条件としては、例えば圧縮空気の圧力は０．０５ＭＰａ〜０．６ＭＰａの範囲で調整され、殺菌剤は重力落下であっても圧力を加えてもかまわない。また、気化部９の内表面は１４０℃から４５０℃に加熱されることで噴霧された殺菌剤が気化する。

吹き付けられる殺菌剤のガスＧは、図２（Ａ）に示すように殺菌剤ガス吹き付けノズル６からプリフォーム１に吹き付けられる（第１工程）。

殺菌剤のガスＧは殺菌剤ガス吹き付けノズル６からプリフォーム１に向かって吹き付けられるが、図５に示すように、殺菌剤のガスＧは、殺菌剤ガス吹き付けノズル６内で二手に分かれて流れ、その一方がノズル６ａからプリフォーム１の内部に向かって吹き付けられ、他方がプリフォーム１の外面に向かってノズル６ｂに設けられた殺菌剤ガス吹き付け口２４から吹き付けられてもかまわない。殺菌剤のガスＧは、殺菌剤ガス吹き付けノズル６から出た後、ガス状態のままで、若しくは殺菌剤のガスＧが凝結したミストとなって又はそれらの混合物となって、プリフォーム１の内部に流入し、あるいはプリフォーム１の外面に吹き付けられる。

なお、殺菌剤ガス吹き付けノズル６、ノズル６ａ，６ｂには、これらの途中から、無菌エアであるホットエアを供給することにより、ノズル６ａ、６ｂでの過酸化水素水の結露を防止するようにしてもよい。また、電気リボンヒータをノズル６ａ，６ｂ等に巻きつけて結露を防止してもよい。

また、プリフォーム１の内部に向かって噴出する殺菌剤のガスＧの流れの回りは、傘状部材２３で覆われる。プリフォーム１内に流入した殺菌剤のガスＧやミストはプリフォーム１の口部２ａから溢れ出るが、この溢れ出た殺菌剤のガスＧ等の流れは傘状部材２３に衝突し、傘状部材２３の内面に設けられた環状溝２３ａに案内されて、プリフォーム１の外面へと向かって流れを変え、プリフォーム１の外面に吹き付けられようにしても構わない。

このように殺菌剤のガスＧ、ミスト又はこれらの混合物がプリフォーム１の内外面に吹き付けられることにより、プリフォーム１の表面に付着した微生物が殺菌され、あるいは傷付けられる。

なお、図２（Ａ）に示したプリフォーム１への殺菌剤のガスＧの吹き付けの直前に、プリフォーム１に熱風を吹き付ける等して、プリフォーム１を予備加熱してもよい。この予備加熱によりプリフォーム１の殺菌効果をさらに高めることができる。

また、殺菌剤ガス吹き付けノズル６は一個のみならず、複数個をプリフォーム１の走行路に沿って配置し、これら殺菌剤ガス吹き付けノズル６から殺菌剤のガスＧをプリフォーム１に向かって吹き付けるようにしてもよい。

殺菌剤のガスが吹き付けられたれたプリフォーム１は、図２（Ｂ）に示すように、グリッパ１３により把持され、搬送されつつエアノズル３７によってエアＰが吹き付けられても構わない。

エアＰの吹き付けにより、プリフォーム１の表面に付着した過酸化水素が活性化され、プリフォーム１内外面の微生物が殺菌される。また、エアＰの吹き付けによって、プリフォーム１に付着した殺菌剤は、プリフォーム１の表面から速やかに除去される。プリフォーム１に付着した殺菌剤は、加熱炉２５内に入る以前にエアＰの吹き付けによりプリフォーム１から除去されているため、過酸化水素によるブロー成形機１２内のシール部材等各種機器の損傷は防止されることはない。また、プリフォーム１の殺菌剤の付着に起因するボトルの白化、歪、成形ムラ等成形不良の発生が防止される。

エアＰは常温でもかまわないが、加熱されてホットエアＰとすることで、過酸化水素の分解が促進され、殺菌効果が高まり、過酸化水素の残留も低減する。エアＰの加熱はプリフォームに吹き付けられる温度が４０℃から１４０℃とすることが望ましい。４０℃未満では加熱による効果が少なく、７０℃を超えるとプリフォーム１の口部２ａの変形などの不都合を生じるため、４０℃から７０℃が好適である。

図２（Ｂ）に示すように、エアＰはエアノズル３７の主体をなす箱状のマニホールド３７ｂに形成したスリット状のエア吹出口３７ａから吹き出すようになっている。

さらに、図６（Ａ）に示すように、エアノズル３７は、ホイール１６の円弧に倣って湾曲する箱状のマニホールド３７ｂを有し、このマニホールド３７ｂの底面にスリット状のエア吹出口３７ａを有する。エアノズル３７は、エア吹出口３７ａがホイール１６におけるプリフォーム１の走行路に沿って伸びるようにホイール１６に配置される。また、図６（Ｂ）に示すように、マニホールド３７ｂには、ブロア３２と、除菌フィルタ３３と、電熱器３４とが連結される。ブロア３２から取り込まれた外気が除菌フィルタ３３により除菌され、電熱器３４により加熱され、ホットエアＰとなってエアノズル３７内に送られる。

エアノズル３７に供給するエアは、ブロア３２からのエアではなく、より推進力の高い圧縮空気を無菌フィルタで除菌したものであっても良い。また、ブロー成形機１２内でブロー成形に使用する高圧エアを回収し、リユースしても良い。

図６（Ｂ）に示すように、エアノズル３７のマニホールド３７ｂ内に供給されたエアＰは、エア吹出口３７ａから噴き出し、エア吹出口３７ａの下を、口部２ａを上に向けて走行するプリフォーム１に吹き付けられ、その一部がプリフォーム１の内部に流入し、他部がプリフォーム１の外面に沿って流れる。

図７に示すように、筒状のエア吹出ノズル３８から無菌化されたエアＰをプリフォーム１に向かって吹き付けるようにしてもよい。また、エア吹出ノズル３８の近傍に吸引管３９を配置し、エア吹出ノズル３８からエアＰをプリフォーム１内に吹き込んだ際にプリフォーム１外に排出される塵埃等の異物を吸引管３９で吸引するようにしてもよい。このように吸引管３９で異物を回収することで、他のプリフォーム１や後に成形されるボトル２内に異物が混入するのを防止することができる。

また、図８に示すように、エア吹出ノズル３８を上向きに配置し、プリフォーム１を倒立状態とし、エア吹出ノズル３８から下向きになったプリフォーム１の口部２ａ内に無菌化されたエアＰを吹き込むようにしてもよい。これにより、プリフォーム１内の異物はエア吹出ノズル３８から吹き込まれるエアＰの風圧によるほか、異物の自重によりプリフォーム１外に落下することになる。

また、エアＰの供給は、図９に示すエアノズル４０により行ってもよい。このエアノズル４０は図５に示した殺菌剤ガス吹き付けノズル６と同様な構成を有する。図９中、ノズル４０ａ、４０ｂは、エアＰを送るための分岐した複数のノズルを示す。複数のノズル４０ａ，４０ｂのうち、一つのノズル４０ａの吹出口がプリフォーム１の口部２ａの開口に対峙させられる。エアＰはノズル４０ａの吹出口からプリフォーム１に向かって吹き出し、プリフォーム１内部に流入する。これにより、プリフォーム１の内面に付着した過酸化水素が活性化され、余剰の過酸化水素が除去される。

傘状部材４１は、ノズル４０ａの吹出口の回りを覆う部材である。傘状部材４１の下面には、略半円形断面の環状溝４１ａが形成される。ノズル４０ａの吹出口からプリフォーム１内に入ったエアＰは、プリフォーム１内に充満した後、プリフォーム１の口部２ａから溢れ出るが、この溢れ出たエアＰは、傘状部材４１の下面と環状溝４１ａとによってプリフォーム１の外面へと案内され、プリフォーム１の外面に沿って流れる。これにより、ノズル４０ａから出たエアＰはプリフォーム１の外面にも吹き付けられる。

また、他のノズル４０ｂがプリフォーム１の外面に倣うように略Ｕ字状に伸ばされ、その吹出口４２がプリフォーム１の外面に対峙させられる。エアＰは、ノズル４０ｂの吹出口４２からもプリフォーム１の外面に向かって吹き出し、プリフォーム１の外面に接触する。これにより、ノズル４０ｂからのエアＰとプリフォーム１の口部２ａから溢れ出たエアＰとが合わさって、プリフォーム１の外面に付着した過酸化水素が活性化され、余剰の過酸化水素が除去される。

上記エアＰの吹き付けが完了した後に、図２（Ｃ）のようにプリフォーム１に紫外線を含む光Ｌが照射されることもある（第２工程）。当該工程は殺菌剤のガスＧの吹き付け前、又は後でああっても構わない。ここで、紫外線を含む光Ｌの代わりに、プリフォーム１の少なくとも口部に電子線を照射しても構わない。

前記紫外線とは、１００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長を有する電磁波の１種である。光Ｌはこの波長のいずれかを含むが、特にＵＶ−Ｃと称せられる１００ｎｍ〜２８０ｎｍの波長が殺菌には効果的である。さらに、最も殺菌効果を有するのは２５３．７ｎｍの波長であり、これを含むことが最適である。

１００ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線を発する光照射装置３０は、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノンフラッシュランプ等を有するものである。特に、内部にキセノンガスを封入したキセノンフラッシュランプから発する光（波長：１００〜９５０ｎｍ）の殺菌効果が高いため、当該ランプを有する照射装置であることが最適である。

光による殺菌効果は光の単位面積当たりの照射量と照射時間に比例する。しかし、キセノンフラッシュランプによる光は低圧水銀ランプや高圧水銀ランプにより発する光に比べ、殺菌効果が高いために、短時間の照射で十分であることから、プリフォーム１の温度上昇を避けることができる。

図２（Ｃ）に示す反射板３１は、ランプ３０ａから発する光Ｌを効率的にプリフォーム１に照射する目的がある。したがって、ランプ３０ａのプリフォーム１に対して反対側に設けられる。反射板３１は平面でも、曲面でもいずれの形状の複数の面の組み合わせでもかまわない。反射板は光Ｌを反射することができればどのようなものも構わない。例えば、樹脂や金属からなり、その表面を平滑にしたものであったり、さらに平滑にするために、コーティング、金属などのメッキ、金属や金属酸化物などの蒸着加工を行ったり、これらを組み合わせたものであってもかまわない。

図２（Ｃ）に示すように、光Ｌの照射は口部２ａに限定されず、プリフォーム１のいずれの箇所に対して行ってもかまわない。光Ｌの照射により、照射された箇所の殺菌が促進される。

しかし、口部２ａは加熱により変形すると、図２（Ｈ）に示すような内容物を充填した製品の無菌性が損なわれるために、エアＰをホットエアとした場合に外面への吹き付け量を少なくしたり、ブロー成形のための加熱炉２５での加熱温度を下げている。そのために口部２ａの殺菌が不十分な場合がある。したがって、光Ｌの照射を口部２ａに集中することで、口部２ａの殺菌を効果的に行うことができるため、口部２ａの殺菌不良を防ぐことができる。

この場合、図２（Ｃ）に示す光照射装置３０のように、ランプ３０ａを口部２ａの上部に設置し、当該ランプ３０ａを囲むように反射板３１を設けることが特に好適である。このような装置とすることで、口部２ａの内外面に、光Ｌを効率的に照射することができる。

次にプリフォーム１は加熱炉搬送ホイール１７により、加熱炉に搬送され、図２（Ｄ）に示すように、プリフォーム１は、赤外線ヒータ１８ａその他の加熱手段によって、後のブロー成形に適した温度まで加熱される。図２（Ｄ）に示すように、スピンドル２９がプリフォーム１の口部２ａに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２９と共に回転しつつ、無端チェーン１８により加熱炉２５に入る。無端チェーン１８にはスピンドル２９が一定間隔に取り付けられ、スピンドル２９は回転可能で、無端チェーンはプーリ２６ａ及び２６ｂにより回転する。この加熱により、プリフォーム１に残留した過酸化水素が分解し、さらに殺菌が促進されることもある。また、このことにより過酸化水素の残留が低減されることもある。

図１０に示すように、プリフォーム１は、その口部２ａ内にスピンドル２９の下部が挿入された際に、弾性体２９ｂの弾性変形によってスピンドル２９に支持される。そして、傘状部材２９ａが設けられた場合は、同時にプリフォーム１の口部２ａが傘状部材２９ａにより覆われる。

この場合は、プリフォーム１の口部２ａの内面とスピンドル２９の下部との間からプリフォーム１の口部２ａの外面と傘状部材２９ａとの間にかけて、隙間が形成されることから、赤外線ヒータ１８ａからの熱によって加熱されたプリフォーム１内のエアはホットエアとなって上記隙間をプリフォーム１内からプリフォーム１外へと流れ、その間にプリフォーム１の口部２ａを加熱する。

プリフォーム１の口部２ａは、後にボトル２の状態でキャップ３により密封された時にボトル２の密封性が損なわれないよう、プリフォーム１の段階で加えられる熱で変形しないよう配慮されなければならない。

上記隙間を流れるホットエアは、口部２ａを加熱するが、口部２ａが変形しない７０℃程度以下の温度までしか加熱しない。口部２ａの加熱により、口部２ａに残留した微量の過酸化水素が活性化され、口部２ａが適度に殺菌されることもある。

また、図１１に示すように、加熱されたプリフォーム１は、スピンドル２９から解放され、グリッパ１３に受け渡され、口部２ａ側から無菌エアＱを吹き付けられつつ、図３（Ｅ）に示すブロー成形型である金型４へと搬送されることもある。この無菌エアＱの吹き付けにより、プリフォーム１は無菌性を維持しつつ金型４に供給される。

上記無菌エアＱはホットエアであってもよい。ホットエアの吹き付けにより、プリフォーム１の温度低下が防止される。

また、図１１に示すように、プリフォーム１の加熱が終わってプリフォーム１が金型４へと向かう箇所には、プリフォーム１の走行路を囲むように覆い４３がトンネル状に設けられることもある。このトンネル状の覆い４３におけるプリフォーム１の口部２ａをその上方から覆う天井部分は、傾斜面を有する屋根状に形成される。また、天井部分には、無菌エアＱをプリフォーム１の口部２ａの方に向かって吹き出すノズル４３ａが、パイプの列状に又はスリット状に設けられる。これにより、無菌エアＱがプリフォーム１へと効率的に供給され、プリフォーム１はチャンバー２８ｂ内にあって無菌性を保持しつつ走行する。成形機が無菌化されたチャンバー内に設けられた場合、トンネル状の覆い４３は不要になる。

加熱されたプリフォーム１は、図３（Ｅ）に示すように、金型４内でボトル２にブロー成形される。ブロー成形型である金型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。プリフォーム１が金型４内に装着され、ブローノズル５の中心孔から延伸ロッド（図示せず）がプリフォーム１内に挿入されると同時に、ブローエアがプリフォーム１の内側に吹きこまれる。当該ブローエアは除菌フィルターなどにより菌が除去された無菌エアでなければならない。延伸ロッドとブローエアによりプリフォーム１は金型４の形状に膨張し、ボトル２となる。ボトル２はグリッパ１３に把持され、ホイール２１により検査装置２７に搬送される。

検査装置２７は、図示しないが、例えば成形されたボトル２の口部２ａの天面が平滑か否かを検査する光源及びカメラを具備したものとすることができる。

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、合格品のみがホイール２２へと搬送される。

検査に合格したボトル２はホイール２２により充填装置に搬送される。

図１に示すように、ホイール１５，１６の回りは、チャンバー２８ａで囲まれている。このチャンバー２８ａには、チャンバー２８ａ内のエアを濾過するフィルタ３６と、ブロア３５とからなる排気手段が連結される。これにより、殺菌剤ガス吹き付けノズル６から吹き付けられた殺菌剤のガスの余剰分は、この排気手段のフィルタ３６により除去され、チャンバー２８ａ外に排出される。したがって、殺菌剤の過酸化水素が隣接する加熱炉２５やブロー成形機１２内へ流入しないようにすることができる。チャンバー２８ａ内の圧力は大気圧よりも低い陰圧になるように、チャンバー２８ａ内に対する給排気の量を調整することが望ましい。

また、図１に示すように、加熱炉２５及びブロー成形機１２はチャンバー２８ｂで囲まれている。チャンバー２８ｂ内は、無菌化したエアを給気することにより、陽圧になるように調整することが望ましい。無菌化したエアは、ブロアによるエアを除菌フィルタなどを通して無菌化することで得られる。

また、図１に示すように、ホイール２２はチャンバー２８ｃにより囲まれている。チャンバー２８ｃにも無菌エアを給気することが望ましい。チャンバー２８ｃ内の圧力は、次工程である内容物の充填を行う充填部への無菌エア給気圧力とチャンバー２８ｂ内の圧力との間に調整することが望ましい。

チャンバー２８ｂ及び２８ｃを無菌エアの給気により陽圧に維持することにより、稼働前に行うチャンバー内の無菌化操作による無菌状態を維持して、外部からの菌の流入を防止することができる。稼働前に行う無菌化操作とは、例えば、１０ｍｇ／Ｌ以下の過酸化水素ガスでチャンバー２８ａ、２８ｂ、２８ｃ内をガス殺菌しても良い。また、プリフォーム１やボトル２が接触する部位に紫外線を含む光を照射しても良い。或いは、金型４やブローノズル５、グリッパ１３など、プリフォーム１やボトル２等が接触する箇所をエタノールや過酸化水素を１質量％含有している薬剤を噴霧しても良い。

以下、本発明を実施例により説明する。

（操作方法）
ポリエチレンテレフタレート製の５００ｍｌボトル用の、重量が２０ｇであるプリフォーム１を使用した。当該プリフォーム１の内面の口部、胴の中央部、底部の各３箇所、計９箇所に１０³、１０⁴、１０⁵、個のＢ．ａｔｒｏｐｈａｅｕｓ芽胞を付着させた後に、
自然乾燥させ、菌付プリフォーム１とした。

次に図２（Ｃ）に示すようなランプ３０ａ及び当該ランプ３０ａをドーム状に囲む反射板３１を装備した光照射装置３０により、プリフォーム１の口部２ａの内外面に集中して光Ｌを照射した。ランプは(株)エコノス・ジャパンのキセノンランプ（アーク長５００ｍｍ）を使用し、約０．２秒／回のパルス波を連続６回照射した（第２工程）。

次に図２（Ａ）に示すような殺菌剤ガス吹き付けノズル６により、菌付プリフォーム１に殺菌剤のガスＧを吹き付けた。殺菌剤のガスＧは、図４に示すような殺菌剤ガス生成器７に０．５ＭＰａの圧縮空気と殺菌剤を１０〜６０ｍｌ／ｍｉｎ．供給し、気化部９の表面温度を３００℃とすることで生成した。プリフォーム１への殺菌剤のガスＧの吹き付けを行った（第１工程）。

さらに、図２（Ｂ）に示すようなエアノズル３７によりエア吹出口３７ａから６００Ｌ／ｍｉｎの風量を約１．２秒間プリフォーム１に吹き付けた。このときエアＰを７０℃に加熱することも行った。

次にプリフォーム１を図２（Ｄ）に示すように、加熱炉２５にてプリフォーム１の胴部の外面温度が１２０℃となるよう加熱した。さらに、図３（Ｅ）に示すようにプリフォーム１を金型４により５００ｍｌのボトルとなるように成形した。

（殺菌効果の測定方法）
成形後のボトルの内部にＳＣＤブイヨン培地を無菌雰囲気で１００ｍｌ充填し、無菌化キャップにより密封した後、振ることで、培養液をボトル内面全域に接触させて、３５℃で１週間培養し、混濁した場合は殺菌できておらず、混濁しない場合は殺菌されたとした。

（ボトルの残留過酸化水素の測定方法）
成形したボトルに純水５００ｍｌを充填し、密封した。その後、(株)千代田製作所製SUPER ORITECTOR MODEL5により、充填した純水中の過酸化水素の濃度を測定した。

（実施例、比較例及び結果）
表１に、操作方法に記載した操作と同様の操作を実施した実施例及び比較例を示した。実施例及び比較例の殺菌剤の組成、エアの加温の有無及び紫外線を含む光照射の有無という操作条件、及び殺菌効果とボトルの残留過酸化水素を示す。

ただし、表中の「○」は殺菌効果の測定において、すべて殺菌された場合を示す。

上記の実施例によれば、過酸化水素が３０質量％以下で沸点が８５℃以下であるエタノールを溶媒として含む殺菌剤を使用することで、プリフォーム１を殺菌するこができ、プリフォーム１を成形したボトル２の残留過酸化水素を低減することができる。過酸化水素の含有量が３０質量％を超えると、エタノールを含む場合であっても、殺菌はできるが残留過酸化水素が多くなる。過酸化水素の含有量が３０質量％以下であっても、エタノールを含まない場合は殺菌が不十分である。また、過酸化水素含有量が５質量％以下でエタノールを含み、且つ常温エア吹き付けの条件は、プリフォーム１を殺菌することができ、プリフォーム１を成形したボトル２の残留過酸化水素を低減することができる。

本発明は以上説明したように構成されるが、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨内において種々変更可能である。

１…プリフォーム
２…ボトル
６…殺菌剤ガス吹き付けノズル
６ａ，６ｂ…ノズル
９…気化部
２３…傘状部材
２４…ガス吹出口
３７…エアノズル
３７ａ…エア吹出口
Ｇ…ガス
Ｐ…エア
Ｌ…光

Claims (14)

1. 殺菌剤をガス化させ、当該殺菌剤のガスをプリフォームに吹き付ける第１工程と
   前記プリフォームの少なくとも口部の開口面に対向する方向から前記プリフォームの少なくとも口部の内外面に電子線を照射する第２工程を更に備え、当該第２工程の後に前記第１工程を行うことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
2. 請求項１に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記殺菌剤のガスは、前記殺菌剤を気化部内に噴霧してガス化させ、前記殺菌剤のガスを前記気化部のノズルから前記プリフォームに向かって吹き付けることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
3. 請求項２に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   一個又は複数個の前記ノズルを前記プリフォームの走行路に対向させ、前記ノズルから前記殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
4. 請求項２又は請求項３に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記殺菌剤のガスを前記ノズル内で複数の流れに分け、一方の流れを前記プリフォームの口部に向かわせ、他方の流れを前記プリフォームの外面へと向かわせることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに１項に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記殺菌剤が溶媒としてエタノールを含むことを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
6. 請求項５に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記殺菌剤が前記エタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記殺菌剤のガスを前記プリフォームに吹き付けた後、当該プリフォームにおける前記殺菌剤のガスの吹き付け部にエアを吹き付けることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
8. 請求項７に記載のプリフォームの殺菌方法において、
   前記エアがホットエアであることを特徴とするプリフォームの殺菌方法。
9. プリフォームの供給からボトルの成形に至るまで、前記プリフォームを走行させる走行手段と、
   当該走行手段において殺菌剤のガスを前記プリフォームに向かって吹き付けるノズルと、
   プリフォームの口部の開口面に対向する方向から電子線を前記プリフォームの少なくとも口部の内外面に照射する電子線照射装置が設けられ、当該電子線照射装置の下流に前記ノズルが設けられることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
10. 請求項９に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    エアを前記プリフォームに吹き付けるエアノズルが、前記ノズルに対して、前記走行手段における下流側に設けられることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
11. 請求項９又は請求項１０に記載のプリフォームの殺菌装置において、 前記ノズルは、前記殺菌剤を噴霧することによってガス化する気化部の先端部に配置されることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
12. 請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記殺菌剤のガスを送る前記ノズルが複数の管路に分けられ、一方の管路の吐出口が前記プリフォームの開口に対峙させられ、他方の管路は前記プリフォームの外面へと伸ばされて、その吐出口が前記プリフォームの外面に対峙させられることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
13. 請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記殺菌剤がエタノールを１４質量％〜９９質量％含む溶液であることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。
14. 請求項１０に記載のプリフォームの殺菌装置において、
    前記エアノズルが、前記エアを前記プリフォームの開口に向かって吹き出すスリット状の吹出口を有し、当該吹出口が前記プリフォームの走行方向に沿って伸びていることを特徴とするプリフォームの殺菌装置。

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