(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022189349
(43)【公開日】2022-12-22
(54)【発明の名称】殺菌剤のガス化装置及び殺菌剤のガス化方法
(51)【国際特許分類】
A61L 2/20 20060101AFI20221215BHJP
B65B 55/10 20060101ALI20221215BHJP
A61L 101/22 20060101ALN20221215BHJP
【ＦＩ】
A61L2/20 106
B65B55/10 A
A61L101:22
【審査請求】未請求
【請求項の数】25
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021097885
(22)【出願日】2021-06-11
(71)【出願人】
【識別番号】000002897
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000958
【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100120237
【弁理士】
【氏名又は名称】石橋 良規
(72)【発明者】
【氏名】早川 睦
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 嘉則
(72)【発明者】
【氏名】河合 康宏
【テーマコード（参考）】
4C058
【Ｆターム（参考）】
4C058AA25
4C058BB07
4C058EE26
4C058JJ16
4C058JJ24
(57)【要約】
【課題】殺菌剤を確実にガス化し、ガス中の殺菌剤濃度を高くし、しかもコンパクトな殺菌剤のガス化装置及び殺菌剤のガス化方法を提供する。
【解決手段】らせんパイプの間隔が１．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下、又はらせんの角度がらせんの中心軸に直交する面に対し０度より大きく３０度以下の少なくともいずれか一方であるらせん状の金属製パイプ、鋳造法により前記らせん状の金属製パイプを埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、及び前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設ける。
【選択図】図１
【解決手段】らせんパイプの間隔が１．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下、又はらせんの角度がらせんの中心軸に直交する面に対し０度より大きく３０度以下の少なくともいずれか一方であるらせん状の金属製パイプ、鋳造法により前記らせん状の金属製パイプを埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、及び前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設ける。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
らせんパイプの間隔が１．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下、又はらせんの角度がらせんの中心軸に直交する面に対し０度より大きく３０度以下の少なくともいずれか一方であるらせん状の金属製パイプ、
鋳造法により前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分を溶融金属により埋設する溶融金属固化層、
前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、及び
前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設けることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
鋳造法により前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分を溶融金属により埋設する溶融金属固化層、
前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、及び
前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設けることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項2】
請求項１に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記らせん状の金属製パイプがステンレス製であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記らせん状の金属製パイプがステンレス製であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記らせん状の金属製パイプの他の一方の端部の殺菌剤のガスが噴出する殺菌剤ガス噴出口に、噴出する殺菌剤のガスを誘導するガス化装置先端ノズルを設けることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記らせん状の金属製パイプの他の一方の端部の殺菌剤のガスが噴出する殺菌剤ガス噴出口に、噴出する殺菌剤のガスを誘導するガス化装置先端ノズルを設けることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項4】
請求項３に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記ガス化装置先端ノズルがステンレス製又はアルミニウム製であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記ガス化装置先端ノズルがステンレス製又はアルミニウム製であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項5】
請求項１乃至請求項４に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記らせん状の金属製パイプのらせん方向が少なくとも１回変更されることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記らせん状の金属製パイプのらせん方向が少なくとも１回変更されることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項6】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記溶融金属固化層が真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記溶融金属固化層が真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項7】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体が同じ材質であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体が同じ材質であることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項8】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状に設けられることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状に設けられることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項9】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状に設けられることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状に設けられることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項10】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記ノズルが二流体スプレであることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記ノズルが二流体スプレであることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項11】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流す洗浄液流入装置を設けることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流す洗浄液流入装置を設けることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項12】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化装置において、
前記らせん状の金属製パイプでガス化された前記殺菌剤のガスが前記らせん状の金属製パイプから噴出する殺菌剤ガス噴出口に分岐配管を設け、過酸化水素ガス濃度計、温度計、導電率計のいずれか１以上備えることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
前記らせん状の金属製パイプでガス化された前記殺菌剤のガスが前記らせん状の金属製パイプから噴出する殺菌剤ガス噴出口に分岐配管を設け、過酸化水素ガス濃度計、温度計、導電率計のいずれか１以上備えることを特徴とする殺菌剤のガス化装置。
【請求項13】
らせんパイプの間隔が１．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下、又はらせんの角度がらせんの中心軸に直交する面に対し０度より大きく３０度以下の少なくともいずれか一方であるらせん状の金属製パイプ、鋳造法により前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分を溶融金属により埋設する溶融金属固化層、及び前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体を設け、
前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記らせん状の金属製パイプをステンレス製とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記らせん状の金属製パイプをステンレス製とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項15】
請求項１３又は請求項１４に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記らせん状の金属製パイプの他の一方の端部の殺菌剤のガスが噴出する殺菌剤ガス噴出口に、ガス化装置先端ノズルを設け、噴出する殺菌剤のガスを誘導することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記らせん状の金属製パイプの他の一方の端部の殺菌剤のガスが噴出する殺菌剤ガス噴出口に、ガス化装置先端ノズルを設け、噴出する殺菌剤のガスを誘導することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項16】
請求項１５に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記ガス化装置先端ノズルをステンレス製又はアルミニウム製とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記ガス化装置先端ノズルをステンレス製又はアルミニウム製とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項17】
請求項１３乃至請求項１６のいずれか1項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記らせん状の金属製パイプのらせん方向を少なくとも１回変更することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記らせん状の金属製パイプのらせん方向を少なくとも１回変更することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項18】
請求項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記溶融金属固化層を真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記溶融金属固化層を真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項19】
請求項１３乃至請求項１８のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体を同じ材質とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体を同じ材質とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項20】
請求項１３乃至請求項１９のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項21】
請求項１３乃至請求項２０のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状とすることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項22】
請求項１３乃至請求項２１のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記殺菌剤を二流体スプレにより前記らせん状の金属製パイプ内に噴霧することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記殺菌剤を二流体スプレにより前記らせん状の金属製パイプ内に噴霧することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項23】
請求項１３乃至請求項２２のいずれか１項に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流すことを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流すことを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項24】
請求項２３に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記洗浄液に使用する水をイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記洗浄液に使用する水をイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いることを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【請求項25】
請求項２３又は請求項２４に記載の殺菌剤のガス化方法において、
前記らせん状の金属製パイプに前記洗浄液を流した後、水により洗浄液をすすいだ後、前記らせん状の金属製パイプにエアをブローし残水を除去することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
前記らせん状の金属製パイプに前記洗浄液を流した後、水により洗浄液をすすいだ後、前記らせん状の金属製パイプにエアをブローし残水を除去することを特徴とする殺菌剤のガス化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無菌充填包装機において包装材料の殺菌に使用される、殺菌剤のガスを生成する殺菌剤のガス化装置及び殺菌剤のガス化方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ポーションミルク、ブリック型液体紙容器入り飲料、パウチ入りスープ、カップ入り飲料、ＰＥＴ等のプラスチック製ボトル入り飲料等、無菌充填包装機により様々な容器に、食品や飲料が充填されて流通している。無菌充填包装機とは、無菌雰囲気で殺菌した容器に殺菌した内容物を充填して密封する装置である。無菌充填包装機により生産された製品は、流通や保管を常温で行うことができるため、冷蔵、冷凍製品よりもエネルギー消費が少なく、味覚も良いことから増加傾向にある。
【0003】
無菌充填包装機において、容器となる包装材料は前述の通り様々であり、包装材料によりその殺菌方法も異なる。紫外線や電子線を照射する方法もあるが、殺菌剤により、包装材料の表面を殺菌する方法が主流である。さらに殺菌剤を使用して包装材料を殺菌する場合、ポーションミルクやブリック型紙容器は殺菌剤に浸漬して殺菌するが、殺菌剤を噴霧する方法もある。フラットで浸漬後の比較的高温の乾燥温度に支障ない包装材料は、浸漬して殺菌される。カップやボトルのような成形容器や高温乾燥で伸びてしまうフィルムのような包装材料は殺菌剤の噴霧により殺菌される。
【0004】
噴霧する殺菌剤の液滴が大きいとカップやボトルの側面で垂れたりする。噴霧する殺菌剤の液滴は小さいほど包装材料の表面に均一に塗布され、殺菌効果も高い。そこで、殺菌剤の液滴を細粒化する方法が提案されている（特許文献１）。
【0005】
包装材料の表面に付着する殺菌剤の液滴が小さく、包装材料の表面が殺菌剤の液滴により密に被覆されているほど、殺菌効果は高い。そのため、殺菌剤の液滴を噴霧するのではなく、殺菌剤をガス化させ、ガス化した殺菌剤を包装材料の表面に吹き付けて、殺菌剤を包装材料の表面で凝縮させる方法が提案されている（特許文献２）。殺菌剤のガス化は、加熱された発熱体に殺菌剤を滴下して行っている。
【0006】
さらに、加熱された管内に殺菌剤を噴霧することにより、殺菌剤のガス化を多量に効率的に行う方法も提案されている（特許文献３）。また、加熱された管内に蓄熱体を設ける方法も提案されている（特許文献４）。
【0007】
特許文献３に記載された殺菌剤の気化装置は、加熱された円筒内に殺菌剤を噴霧するものである。また、加熱された円筒内に殺菌液を噴霧し、上流から熱風を吹き込み、円筒の下部にプレートヒータを設ける殺菌液のガス化装置も提案されている（特許文献５）。円筒内にガス媒質を供給しながら、過酸化水素水をインジェクションして加熱装置の面に当てることで過酸化水素水を気化させて排出する装置も提案されている（特許文献６）。
【0008】
上述の殺菌剤のガス化装置は、比較的大きな加熱された円筒管又は加熱されたハウジングの面に殺菌剤を接触させることで、殺菌剤をガス化している。このとき、熱風を吹き付けるものもある。また、比較的狭い加熱された流路に殺菌剤を噴射又は噴霧することでガス化させる装置も提案されている。特許文献７は加熱された外筒と内側の旋回体との間にコイルばねを挿入し、コイルばねが形成するらせん空間に殺菌剤を流すことで気化させている。また、特許文献８は、円周状の溝に殺菌剤を噴霧し、溝から下部の伸びる複数の加熱された管路内を殺菌剤が流れることでガス化させる装置を提案している。
【0009】
また、滅菌ガスを生ガスから気化するための気化器において、らせん状の気化室を形成する管状部材を、熱伝導率がよく安価な材料をもって、鋳造法により埋め込んで形成する方法が記載されている（特許文献９）。さらに、らせん状の金属製パイプを被覆する溶融金属固化層、溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設ける殺菌剤のガス化装置が示されている（特許文献１０）。
【0010】
殺菌剤は過酸化水素水が使用されるが、過酸化水素水中に含まれる微量の重金属により過酸化水素は分解する。これを防止するために、無菌充填包装機において殺菌に使用される過酸化水素水には、安定剤として安全性及び有効性が確認されているピロリン酸ソーダやオルトリン酸が添加されている（特許文献１１）。このような安定剤は、過酸化水素水がガス化される際に析出し、ガス化させる加熱体の表面に堆積して過酸化水素水をガス化させる効率を低下させたり、過酸化水素水のガスを被殺菌物に吹き付けるノズルを閉塞させたりすることがある。このような安定剤の析出による弊害を防止するために、過酸化水素水を一旦ガス化し、このガスを冷却してフィルタを通し、液化した過酸化水素水をさらにガス化する方法が提案されている（特許文献１２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開昭６０－２２００６７号公報
【特許文献2】特開昭６３－１１１６３号公報
【特許文献3】特開平３－２２４４６９号公報
【特許文献4】特開平１０－２１８１３４号公報
【特許文献5】特開２００１－２７６１８９号公報
【特許文献6】特表２０１０－５３４１６７号公報
【特許文献7】特開昭６２－１２２９２６号公報
【特許文献8】特表２００５－５０３２０６号公報
【特許文献9】実願昭５３－０１７９０８号のマイクロフィルム
【特許文献10】特開２０２１－０２９５４１号公報
【特許文献11】特開２００６－２４０９６９号公報
【特許文献12】特開平１０－２５８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
無菌充填包装機において包装材料を殺菌するため、ガス化された過酸化水素水が多用されている。過酸化水素水を加熱された発熱体の表面に接触させることにより過酸化水素水をガス化させている。噴霧した過酸化水素水に熱風を吹き付ける方法もあるが、熱風は熱容量が小さいため、過酸化水素水を完全にガス化させることは困難である。円筒管の内部に噴霧された過酸化水素水は円筒管の加熱された内面に接触することによりガス化する。噴霧された過酸化水素水で円筒管の内面に接触せずに、液滴状態のまま、被殺菌物である容器に吹き付けられる過酸化水素水もある。
【0013】
噴霧された過酸化水素水が完全にガス化することにより、ガス化された過酸化水素が容器や容器を形成する前のフラット状の包材の表面の菌等に接触すること、ガス化された過酸化水素水が容器表面で凝縮することにより微細な液滴となり、その後の加熱により過酸化水素水が再度ガス化することで殺菌効果は高まる。すなわち、過酸化水素水を完全にガス化すること、及びそのことによりガス中に含まれる過酸化水素の濃度を上げることが殺菌効果を高めることとなる。
【0014】
過酸化水素水のガス化率を上げるためには、噴霧される過酸化水素水に対して円筒管の表面積を大きくし、全ての過酸化水素水の小滴が加熱された発熱体の表面に接触させることが有効である。しかし、円筒管を長くしても、一旦ガス化した過酸化水素水が円筒空間で再凝縮する可能性があり、完全にガス化することは困難である。また、円筒管を太くしても噴霧された過酸化水素水が円筒管の内面に到達しない可能性がある。このように円筒管を長くすること、太くすることはガス化装置を大きくすることとなり、無菌充填機にとって好ましくない。
【0015】
一方、特許文献７及び特許文献８により提案されているガス化装置はらせん溝又は管路に過酸化水素水を通過させることで過酸化水素水をガス化させている。円筒管からなるガス化装置よりも、噴霧される過酸化水素水に対する加熱された発熱体の表面の面積は大きくなるため、過酸化水素水のガス化率は高くなると推定される。しかし、いずれも構造が複雑であり、製造費用が高価となる。
【0016】
特許文献９及び特許文献１０に記載されている殺菌剤のガス化装置は、らせん状の管体を金属により埋設し、埋設した金属を加熱することによりらせん状の管体内で殺菌剤を気化させており、効率的に殺菌剤を気化させることができる。しかし、殺菌剤のガス化装置を高効率化、あるいは小型化する技術は、開示されていない。
【0017】
本開示は上記の課題を解決するためになされたものであって、噴霧されることにより小滴となった殺菌剤の加熱された発熱体への接触機会を増やすことで殺菌剤を確実にガス化することができ、ガス中の殺菌剤濃度を高くすることができ、メンテナンス性に優れ、しかもコンパクトな殺菌剤のガス化装置及び殺菌剤のガス化方法を提供することを目的とする。
【0018】
殺菌剤として過酸化水素水を使用する場合、過酸化水素水に含まれる安定剤がガス化装置内面に析出し、加熱された発熱体の表面に堆積する。堆積した安定剤は、加熱された発熱体の最表面への熱伝導を妨げ、過酸化水素水のガス化効率を低下させる。これを解消するために、定期的に殺菌剤のガス化装置を分解して清掃しなければならず、生産性を阻害している。本開示は、製造コストを抑制することで、安定剤が析出したガス化装置のガス化部を分解して清掃せずに、一定時間の使用により交換することを可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0019】
一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置は、らせんパイプの間隔が１．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下、又はらせんの角度がらせんの中心軸に直交する面に対し０度より大きく３０度以下の少なくともいずれか一方であるらせん状の金属製パイプ、鋳造法により前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分全てを溶融金属により埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、及び前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルを設けることを特徴とする。
【0020】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記らせん状の金属製パイプがステンレス製であると好適である。
【0021】
また、本開示に係る殺菌剤のガス化装置において、前記らせん状の金属製パイプの他の一方の端部の殺菌剤のガスが噴出する殺菌剤ガス噴出口に、噴出する殺菌剤のガスを誘導するガス化装置先端ノズルを設けると好適である。
【0022】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記ガス化装置先端ノズルがステンレス製又はアルミニウム製であると好適である。
【0023】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記らせん状の金属製パイプのらせん方向が少なくとも１回変更されると好適である。
【0024】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記溶融金属固化層が真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金であると好適である。
【0025】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体が同じ材質であると好適である。
【0026】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状に設けられると好適である。
【0027】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状に設けられると好適である。
【0028】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記ノズルが二流体スプレであると好適である。
【0029】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流す洗浄液流入装置を設けると好適である。
【0030】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置において、前記らせん状の金属製パイプでガス化された前記殺菌剤のガスが前記らせん状の金属製パイプから噴出する殺菌剤ガス噴出口に分岐配管を設け、過酸化水素ガス濃度計、温度計、導電率計のいずれか１以上備えると好適である。
【0031】
一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法は、らせんパイプの間隔が１．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下、又はらせんの角度がらせんの中心軸に直交する面に対し０度より大きく３０度以下であるらせん状の金属製パイプ、鋳造法により前記らせん状の金属製パイプの二方の端部を残し、らせん形状の部分を溶融金属により埋設する溶融金属固化層、及び前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体を設け、前記らせん状の金属製パイプの一方の端部から前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧することを特徴とする。
【0032】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記らせん状の金属製パイプをステンレス製とすると好適である。
【0033】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記らせん状の金属製パイプの他の一方の端部の殺菌剤のガスが噴出する殺菌剤ガス噴出口に、ガス化装置先端ノズルを設け、噴出する殺菌剤のガスを誘導すると好適である。
【0034】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記ガス化装置先端ノズルをステンレス製又はアルミニウム製とすると好適である。
【0035】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記らせん状の金属製パイプのらせん方向を少なくとも１回変更すると好適である。
【0036】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記溶融金属固化層を真鍮、アルミニウム又はアルミニウム合金とすると好適である。
【0037】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記溶融金属固化層と前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体を同じ材質とすると好適である。
【0038】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周から内側を覆い、円柱状とすると好適である。
【0039】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記溶融金属固化層が前記らせん状の金属製パイプの外周及び内周を覆い、円筒状とすると好適である。
【0040】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記殺菌剤を二流体スプレにより前記らせん状の金属製パイプ内に噴霧すると好適である。
【0041】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記らせん状の金属製パイプ内に洗浄液を流すと好適である。
【0042】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記洗浄液に使用する水をイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いると好適である。
【0043】
また、一の実施の形態に係る殺菌剤のガス化方法において、前記らせん状の金属製パイプに前記洗浄液を流した後、水により洗浄液をすすいだ後、前記らせん状の金属製パイプにエアをブローし残水を除去すると好適である。
【発明の効果】
【0044】
本開示に係る殺菌剤のガス化装置は、らせん状の金属製パイプ、鋳造法により前記らせん状の金属製パイプを埋設する溶融金属固化層、前記溶融金属固化層の外面を加熱する加熱体、及び前記らせん状の金属製パイプの一方の端部に前記らせん状の金属製パイプ内に殺菌剤を噴霧するノズルが設けられており、らせん状の金属製パイプ内に噴霧される殺菌剤を確実にガス化することができる。そのため、ガス中の殺菌剤濃度を上げることが可能であり、殺菌効果を高めることができる。さらに、殺菌剤を確実にガス化することで、ガス化された殺菌剤が容器表面で凝縮することにより微細な液滴となり、その後の加熱により殺菌剤が再度ガス化することで殺菌効果は高まる。
【0045】
らせん状の金属製パイプのらせんパイプ間の間隔を狭くし、若しくはらせん形状の角度を小さくし、又はいずれも行うことで、金属製パイプの長さを充分確保しても、らせん状の金属製パイプをコンパクトにすることができ、従来よりも小さいが、大量の殺菌剤をガス化する殺菌剤のガス化装置とすることができる。また、らせん状の金属製パイプをコンパクトにすることで、殺菌剤のガス化装置を交換するときの作業性を良好とし、殺菌剤のガス化装置を保持する構造体を簡便にすることができる。
【0046】
また、本開示に係る殺菌剤のガス化装置は、製造に要する費用が低廉であるため、殺菌剤として過酸化水素水を使用する場合、過酸化水素水に含まれる安定剤がらせん状の金属製パイプ内に析出したと思われるときに、安定剤が析出したガス化装置のガス化部を分解して清掃せずに、一定時間の使用により交換することを可能とするものであり、無菌充填機の生産性を高めることができる。
【0047】
また、本開示に係る殺菌剤のガス化装置は、内部がらせん状の金属製パイプであるため、従来の円筒形状のガス化装置に比べ、洗浄液による洗浄効果、すすぎ性が優れており、短時間で効率良く安定剤の除去、並びに薬剤のすすぎが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】実施の形態１の殺菌剤のガス化装置を示す正面図である。
【図2】実施の形態１の殺菌剤のガス化装置を示す平面図である。
【図3】実施の形態１の殺菌剤のガス化装置のらせん状の金属製パイプを示す斜視図である。
【図4】実施の形態１の殺菌剤のガス化装置の他のらせん状の金属製パイプを示す斜視図である。
【図5】実施の形態２の殺菌剤のガス化装置を示す正面図である。
【図6】実施の形態２の殺菌剤のガス化装置を示す平面図である。
【図7】実施の形態１の殺菌剤のガス化装置に洗浄液流入装置を設けた状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
以下に本開示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。
【0050】
（実施の形態１）
図１に実施の形態１の殺菌剤のガス化装置１を示す。殺菌剤のガス化装置１は、らせん状の金属製パイプ２、鋳造法によりらせん状の金属製パイプ２を埋設する溶融金属固化層３、溶融金属固化層３の外面を加熱する加熱体４、及びらせん状の金属製パイプ２の一方の端部にらせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧するノズル５を備える。
図１に実施の形態１の殺菌剤のガス化装置１を示す。殺菌剤のガス化装置１は、らせん状の金属製パイプ２、鋳造法によりらせん状の金属製パイプ２を埋設する溶融金属固化層３、溶融金属固化層３の外面を加熱する加熱体４、及びらせん状の金属製パイプ２の一方の端部にらせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧するノズル５を備える。
【0051】
らせん状の金属製パイプ２は、らせん状の金属製パイプ２の外周を鋳造法により埋設する溶融金属固化層３の外面に設けられる加熱体４から伝導する熱により加熱される。らせん状の金属製パイプ２の一方の端部に設けられるノズル５からせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧し、殺菌剤をガス化することができる。加熱されたらせん状の金属製パイプ２の内面に噴霧される殺菌剤が接触することで、殺菌剤は気化しガス化する。
【0052】
らせん状の金属製パイプ２は図３に示すように、金属製パイプをらせん形状に加工したものである。金属とは溶融金属固化層３を形成する材料の溶融温度よりも高い融点を有する金属であればどのようなものでも構わない。例えば、鉄、ステンレス、銅、黄銅、真鍮、チタン等であるが、殺菌剤及び薬剤を含む洗浄液に対する耐久性が良好であるステンレスが好ましい。ステンレスとして、鉄にクロム及びニッケルを加えた合金、鉄にクロム、ニッケル及びモリブデンを加えた合金、鉄にクロム、ニッケル、モリブデン及び銅を加えた合金、鉄にクロム、ニッケル、モリブデン及び窒素を加えた合金又は前述のステンレス合金とフェライトとの二つの組織を有する二相系ステンレス合金が使用される。
【0053】
金属製パイプをらせん形状に加工するのは、金属製パイプの内部に殺菌剤を噴霧し、噴霧された殺菌剤をガス化するために限られた空間内で可能な限り殺菌剤の長い流路を確保するためである。らせん状の金属製パイプ２を外部から加熱し、加熱されたらせん状の金属製パイプ２内を噴霧された殺菌剤が通過することで殺菌剤は確実にガス化される。
【0054】
金属製パイプのらせん形状は、らせんパイプの間隔が１．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下、又はらせんの角度がらせんの中心軸に直交する面に対し０度より大きく３０度以下の少なくともいずれか一方を満たす。らせんパイプの間隔を狭くし、若しくはらせんの角度を小さくし、又はいずれも満たすことで、同一のパイプ長さであっても、らせん状の金属製パイプ２をコンパクトにすることができる。らせん状の金属製パイプ２をコンパクトにすることにより、同一の量の殺菌剤をガス化する殺菌剤のガス化装置１であっても、より小さくコンパクトにすることができ、埋設する溶融金属固化層３も小さくなり、殺菌剤のガス化装置１の重量を軽くすることができる。
【0055】
らせんパイプの間隔は１．０ｍｍ以上３０．０ｍｍ以下である。らせんパイプの間隔とは、隣接するパイプ間の任意の箇所における最短の距離である。らせんパイプの間隔が１．０ｍｍ未満では、パイプ間を埋設する溶融金属固化層３の厚さが少なく、溶融金属固化層３の強度が低下するおそれがある。また、らせん状の金属製パイプ２が断熱層となり、外周面が加熱された溶融金属固化層３の外周面の高温が、内部（中心部）に伝わりにくくなる。らせんパイプの間隔が３０．０ｍｍを超えると、らせん状の金属製パイプ２の軸方向の長さが過大となり、殺菌剤のガス化装置１が大きくなる。
【0056】
らせんパイプの間隔は、一定でなく、らせん状の金属製パイプ２の二方の端部の間で変動しても構わない。らせんパイプの間隔を変動させることで、殺菌剤の流れが不規則となり、らせん状の金属製パイプ２の壁面に接触する殺菌剤が入れ替わり、殺菌剤の気化効率が上がる。
【0057】
らせんの角度は、らせんの中心軸に直交する面に対し０度より大きく３０度以下である。好ましくは、５度以上３０度以下である。らせんの角度が５度未満では、隣接するパイプとの間隔が保てなくなるおそれがある。また、パイプ内の噴霧された殺菌剤及び、パイプ内で気化した殺菌剤がスムーズに流れず、噴霧時の圧縮空気の圧力を増さなければならず、殺菌剤ガス噴出口６から噴出する殺菌剤のガスの噴出圧も高くなり、殺菌剤のガス量の調節が困難となる。また、角度が３０度を超えると、らせん状の金属製パイプ２の軸方向の長さが過大となる。
【0058】
らせんの角度は、一定でなく、らせん状の金属製パイプ２の二方の端部の間で変動しても構わない。らせんの角度を変動させることで、殺菌剤の流れが不規則となり、らせん状の金属製パイプ２の壁面に接触する殺菌剤が入れ替わり、殺菌剤の気化効率が上がる。
【0059】
らせん状の金属製パイプ２の二方の端部のらせん形状の一周目のらせんの角度は、０度より大きく５度未満で構わない。らせんの端部から１周が完了するまでの領域は、らせんの角度が小さくても隣接するパイプと干渉しない。らせんの角度を５度未満することで、殺菌剤の流速が不規則になり、気化効率が上がる。
【0060】
らせん状の金属製パイプ２は、内径が３ｍｍ以上３０ｍｍ以下であって、厚さが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の金属製パイプをらせん形状に加工したものである。らせん状の金属製パイプ２の軸の中心かららせん状の金属製パイプ２の最も外側までの半径は１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下が適当である。また、らせん形状の軸方向の長さは５０ｍｍ以上８００ｍｍ以下が適当である。また、らせん状の金属製パイプ２の全長は５００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下が適当である。また、上述したらせんの半径とらせん状の金属製パイプ２の外径との比率、すなわちらせんの半径／らせん状の金属製パイプ２の外径は、４以上５０以下が望ましい。より好ましくは、１０以上３０以下である。この範囲であれば、らせん加工の加工性と、らせん状の金属製パイプ２の大きさのバランスが良い。らせん状の金属製パイプ２の一方の端部にはノズル５が接続される。また、他の一方の端部はガス化された殺菌剤のガスが噴出する殺菌剤ガス噴出口６となる。
【0061】
らせん状の金属製パイプ２は、図４に示すように、らせん方向を少なくとも１回変更しても構わない。らせん方向を変更することで、殺菌剤のらせん状の金属製パイプ２内での流れが変わり、ガス化していない殺菌剤の小滴が、らせん状の金属製パイプ２の内面に接触することにより殺菌剤のガス化が進む。
【0062】
らせん状の金属製パイプ２は、溶融金属により埋設される。図１に示すように、らせん状の金属製パイプ２は、らせん形状のパイプの外周を覆う溶融金属固化層３により埋設される。らせん形状のパイプの外周端から５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である外側の位置を側面の外壁として、らせん形状の金属製パイプ２の内周側全てに溶融金属を円柱状に流し込み、らせん状の金属製パイプ２の二方の端部を残し、らせん形状の部分を溶融金属により埋設し、溶融金属が固化した後、溶融金属固化層３となる。
【0063】
らせん状の金属製パイプ２と溶融金属固化層３の体積比が、気化効率に影響を及ぼす。金属製パイプ２と溶融金属固化層３の体積比が、１：３から１：３０の範囲が好ましく、より好ましいのは１：５から１：１５である。上記体積比が１：３未満の場合、加熱体４からの伝熱効果が低下し、ガス化量が減少する。一方、上記体積比が１：３０を超える場合、溶融金属固化層の割合が過剰となり、装置のコンパクト化、軽量化が困難となる。
【0064】
溶融金属固化層３は、真鍮、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム合金等の金属としては比較的低い融点を有すものが適当である。とくに、強度及び熱伝導性から真鍮、アルミニウム、アルミニウム合金が適当である。アルミニウムの融点は約６６０℃であり、アルミニウム合金はこれよりも低い融点を有する。アルミニウム及びアルミニウム合金を溶融させ、らせん状の金属製パイプ２を保持する型内に流し込み、冷却固化させることで溶融金属固化層３が得られる。
【0065】
アルミニウム又はアルニウム合金を溶融させて型内に流し込む方法は、鋳造法又はダイカスト法がある。鋳造法には砂型鋳造法、金型鋳造法、及び低圧鋳造法がある。また、ダイカスト法には普通ダイカスト法、スクイズキャスチィング法、及び真空ダイカスト法がある。いずれの方法によっても構わないが、厳しい寸法精度を要求されないことから、安価な砂型鋳造法でも構わない。
【0066】
らせん状の金属製パイプ２の一方の端部には、らせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧するノズル５が設けられる。ノズル５はらせん状の金属製パイプ２内に殺菌剤を噴霧することができればどのようなものでも構わない。しかし、ノズル５は二流体スプレが好ましい。ノズル５を二流体スプレとすると、ノズル５には殺菌剤供給口から殺菌剤が供給され、圧縮エア供給口から圧縮エアが供給される。ノズル５から殺菌剤はミストとなってらせん状の金属製パイプ２の内面に噴霧される。噴霧された殺菌剤は、加熱体４から溶融金属固化層３を経て伝導される熱により加熱されるらせん状の金属製パイプ２の内面に接触することでガス化する。ガス化された殺菌剤は、殺菌剤ガス噴出口６からガスとして噴出する。噴出するのは、ノズル５に供給される圧縮エアの圧力と殺菌剤がガス化する際の体積膨張による。
【0067】
図１では、ノズル５及び殺菌剤ガス噴出口６は、らせん状の金属製パイプ２のらせん部の中央に設けているが、らせん形状に沿った位置でも構わない。
【0068】
殺菌剤ガス噴出口６から噴出する殺菌剤のガスを、殺菌剤ガス噴出口６の下を通過する容器に直接吹き付けても構わないが、図１に示すように、殺菌剤ガス噴出口６の先端に、噴出する殺菌剤ガスを誘導するガス化装置先端ノズル１０を設け、ガス化装置先端ノズル１０の下を通過する容器に、ガス化装置先端ノズル１０の先端から殺菌剤のガスを吹き付けても構わない。
【0069】
ガス化装置先端ノズル１０はらせん状の金属製パイプ２と同様に、鉄、ステンレス、銅、黄銅、真鍮、チタン等の金属からなるが、アルミニウムでも構わない。殺菌剤及び薬剤を含む洗浄液に対する耐久性が良好であるステンレスが好ましい。ステンレスとして、鉄にクロム及びニッケルを加えた合金、鉄にクロム、ニッケル及びモリブデンを加えた合金、鉄にクロム、ニッケル、モリブデン及び銅を加えた合金、鉄にクロム、ニッケル、モリブデン及び窒素を加えた合金又は前述のステンレス合金とフェライトとの二つの組織を有する二相系ステンレス合金が使用される。
【0070】
ガス化装置先端ノズル１０の先端の径は、らせん状の金属製パイプ２の殺菌剤ガス噴出口６の径と同等もしくは３０％まで狭くすることが好ましい。３０％を超えて狭くすると殺菌剤ガスの吹き付け範囲が狭くなり、殺菌が十分に行われないおそれがある。ガス化装置先端ノズル１０の先端と対象容器との距離は２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下が好適である。
【0071】
ガス化装置先端ノズル１０の温度低下により、当該箇所で殺菌剤のガスが結露して、滴下するおそれがあり、これを防止するために、ガス化装置先端ノズル１０を溶融金属固化層３または加熱体４の少なくとも一方に接触させて加熱しても構わない。あるいは、ガス化装置先端ノズル１０に発熱体を接触させても構わない。接触させる際は、殺菌剤のガスが漏れないように、ガスケット、Ｏリング等のシール材を備えてもよい。シール材の材質はフッ素ゴムが好ましい。
【0072】
ノズル５の運転条件としては、例えば圧縮空気の圧力は０．０５ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下の範囲で調整され、エア流量は１０Ｌ／分以上５００Ｌ／分以下、好ましくは３０Ｌ／分以上３００Ｌ／分以下が適当である。１０Ｌ／分未満では、殺菌剤ガス噴出口６の下を通過する容器の口部から容器の内部に殺菌剤を吹き入れる場合、容器の底部にまで殺菌剤を付着させることが困難となる。また、容器内の殺菌剤の付着分布が悪く、殺菌効果にバラツキが生じる。これを回避するには、殺菌剤ガス噴出口６の先に設けるガス化装置先端ノズル１０を容器内に挿入することが挙げられるが、装置が複雑になり、コストが高い。一方、エア流量は５００Ｌ／分以上になると殺菌剤の濃度が薄まり、これを補てんする上で殺菌剤を過剰に供給することになり、効率が悪い。殺菌剤は重力落下であってもポンプを備えて圧力を加えても構わないし、加圧エアによる圧送でも構わない。殺菌剤の供給量は自由に設定することができ、例えば１ｇ／分以上２００ｇ／分以下の範囲で供給する。
【0073】
殺菌剤ガスの流速は容器の搬送速度により適切に調整すると良い。具体的には、全長が１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下、口内径がφ１５ｍｍ以上φ４０ｍｍ以下の容器の搬送速度が５００ｍｍ／秒以上８００ｍｍ／秒以下の場合、殺菌剤ガス噴出口６又はガス化装置先端ノズル１０の先端における殺菌剤ガスの流速は、１０ｍ／秒以上１００ｍ／秒以下が好適である。また、全長が３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下、口内径がφ１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の容器の搬送速度が８００ｍｍ／秒以上２５００ｍｍ／秒以下の場合、３０ｍ／秒以上６００ｍ／秒以下が好適である。この範囲未満の場合、容器の底まで十分な殺菌剤が付着できず、殺菌効果が低下する。またこの範囲を超える流速の場合、殺菌剤のガス化効率が低下し、ガス化装置の大型化が必要になり、コスト的に悪化する。
【0074】
殺菌剤は少なくとも過酸化水素を含んでいることが好ましい。その含有量は０．５質量％以上６５質量％以下の範囲が適当である。０．５質量％未満では殺菌力が不足する場合があり、６５質量％を超えると安全上、扱いが困難となる。また、さらに好適なのは０．５質量％以上４０質量％以下であり、４０質量％以下では扱いがより容易であり、低濃度となるために殺菌後の包装材料への過酸化水素の残留量を低減できる。
【0075】
また、殺菌剤は過酸化水素の分解を防止するために安定剤を含んでいる。殺菌剤に含まれる安定剤は、食品向けの包装材料を殺菌するために厚生労働大臣により食品用の指定添加物として使用されているピロリン酸ナトリウムやオルトリン酸を使用することが好ましい。しかし、ピロリン酸水素ナトリウム等のリン含有無機化合物、アミノトリメチルホスホン酸アルキリデンジホスホン酸塩等のホスホン酸キレート剤等を使用しても構わない。安定剤の含有量は通常４０ｐｐｍ以下であるが、１０ｐｐｍ以下の低含有量のものもある。
【0076】
また、殺菌剤は水を含んでなるが、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、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル等の１種又は２種以上を含んでもかまわない。
【0077】
さらに、殺菌剤は過酢酸、酢酸、塩素化合物、オゾン等の殺菌効果を有する化合物、陽イオン界面活性剤、非イオン系界面活性剤等の添加剤を含んでも構わない。
【0078】
らせん状の金属製パイプ２に直接ノズル５を接続させても構わないが、らせん状の金属製パイプ２とノズル５の間にエクステンションパイプを設けることもある。エクステンションパイプは、らせん状の金属製パイプ２の熱が、ノズル５に伝導し、ノズル５の本体の温度が上昇しないように設けられる。
【0079】
殺菌剤ガス噴出口６から噴出する殺菌剤のガスを直接殺菌すべき容器又は他の包装材料に吹き付けても構わないが、らせん状の金属製パイプ２内でガス化され、殺菌剤ガス噴出口６から噴出する殺菌剤のガスに、ブロワによるエアを加熱装置により加熱した加熱エアを導管において混合し、混合された殺菌剤のガスを殺菌すべき容器又は他の包装材料に吹き付けても構わない。殺菌剤のガス化装置は１台ではなく、複数台を導管に結合させても構わない。加熱装置によりエアは１３０℃以上３００℃以下に加熱される。
【0080】
また、殺菌剤ガス噴出口６にフィルタを設け、析出した安定剤を捕捉しても良い。安定剤は衛生上問題ないものを使用しているが、殺菌剤ガス噴出口６に付着して殺菌剤ガス噴出口６を閉塞させるおそれがあるからである。フィルタは、例えば平均細口径０．１μｍ以上２０μｍ以下のアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン等のセラミックフィルタや、無機物、セルロース等からなる不織布のように３００℃までの耐熱性を有し、析出した安定剤を捕捉できるものであればどのようなものでも構わない。
【0081】
また、殺菌剤ガス噴出口６に分岐配管を設け、過酸化水素ガス濃度計や温度計、あるいは導電率計を設置しても構わない。過酸化水素ガス濃度計、温度計を設けることで、殺菌に必要な過酸化水素のガス濃度や殺菌剤のガス温度を常時、あるいは非定常で測定することが可能となる。過酸化水素のガス濃度計は一般的に耐熱性に欠けるため、１００℃未満にまでガス温度を下げ、過酸化水素のガス濃度も２０ｍｇ／Ｌ（好ましくは１０ｍｇ／Ｌ）まで下げて測定すると好適である。また導電率計を設置する利点は、殺菌剤のガス化装置１の内部を、薬剤を含む洗浄液で洗浄した後、水によるすすぎ工程で薬剤の残留がないことを確認することができることである。
【0082】
溶融金属固化層３の外側には、溶融金属固化層３の外面を加熱する加熱体４が設けられる。加熱体４は、溶融金属固化層３の外面と接触できるように加工された鋳込みヒーターが好ましい。また板状のヒーター、加熱体４に電流を通じて加熱体４自体を発熱させる、又は誘導加熱装置により加熱する等、所望の温度に加熱することができれば、どのような方法でも構わない。加熱体４は１３０℃以上５００℃以下に加熱される。加熱体４の外側に断熱のために外装を設けても構わない。
【0083】
鋳込みヒーターを使用する場合は、熱伝導性をよくするために、鋳込みヒーターと加熱体４の外周との距離よりも、鋳込みヒーターと加熱体４の内周との距離を短くすることが好ましい。即ち、鋳込みヒーターの位置を加熱体４の内側に寄せてもよい。
【0084】
加熱体４は、殺菌剤のガス化装置１の上流側から下流側に向けて、少なくとも２つ以上に分割されてもよい。これは加熱体４を分割することで軽量化して、作業員の負荷を軽減できるためである。さらに、独立した温度設定が可能となることから、殺菌剤のガス化装置１の場所ごとに適切な温度が設定できる。例えば、殺菌剤の入口付近の温度は低くして、殺菌剤の円滑な温度上昇を促す。そして、殺菌剤の出口付近の温度は高くして、殺菌剤をより高温として、結露しにくい状態にしてもよい。
【0085】
加熱体４の材料は、真鍮、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニウム合金等の金属としては比較的低い融点を有すものが適当である。とくに、強度及び熱伝導性から真鍮、アルミニウム、アルミニウム合金が適当である。アルミニウムの融点は約６６０℃であり、アルミニウム合金はこれよりも低い融点を有する。アルミニウム及びアルミニウム合金を溶融させ、ヒーター線を保持する型内に流し込み、冷却固化させることで加熱体４が得られる。
【0086】
加熱体４を１３０℃以上に加熱すると、アルミニウムをはじめ他の金属も断熱膨張する。したがって、加熱体４と溶融金属固化層３を同じ材質にすることが好ましく、これにより、加熱しても加熱体４と溶融金属固化層３の隙間を小さくすることが可能である。
【0087】
加熱体４を１３０℃以上５００℃以下に加熱することで、らせん状の金属製パイプ２の内面は殺菌剤が噴霧されるとき、１３０℃以上５００℃以下を維持することができる。殺菌剤が３５質量％の過酸化水素を含むとき、殺菌剤ガス中に含まれる過酸化水素の濃度は２００ｍｇ／Ｌ以上５００ｍｇ／Ｌ以下となる。
【0088】
らせん状の金属製パイプ２は加熱体４により加熱されることにより、殺菌剤ガス噴出口６まで確実に加熱することが可能となり、従来の円筒形状のガス化装置に比べ、殺菌剤ガス噴出口６近傍で液化することなく、らせん状の金属製パイプ２内でガス化させた殺菌剤はガス状態を保持して被殺菌物に殺菌剤を吹き付けることができる。
【0089】
殺菌剤のガス化装置１のらせん状の金属製パイプ２は、長時間の使用により、過酸化水素水に含まれる安定剤が析出し、らせん状の金属製パイプ２の内部又は殺菌剤ガス噴出口６に蓄積されるおそれがある。蓄積される安定剤はらせん状の金属製パイプ２の表面への熱伝導を妨げ、殺菌剤のガス化効率を低下させる。また、蓄積が過度となる場合、ステンレス配管を腐食させるおそれや、らせん状の金属製パイプ２の内部又は殺菌剤ガス噴出口６を閉塞させるおそれもある。本実施の形態のらせん状の金属製パイプ２及び溶融金属固化層３からなる部分は比較的安価であり、一定時間使用した後はこれを交換し、ノズル５及び加熱体４を再使用することで、低いコストで運用ができる。さらに、従来のようにガス化装置を洗浄する時間の必要がなく、短時間に無菌充填機を再稼働させることができる。
【0090】
また、らせん状の金属製パイプ２及び溶融金属固化層３からなる部分の交換期間を長期間とするため、らせん状の金属製パイプ２内を洗浄することが好ましい。
【0091】
本実施の形態に係る殺菌剤のガス化装置１は、殺菌剤を気化する部分がらせん状の金属製パイプ２であるため、従来の円筒形状のガス化装置に比べ、洗浄液による洗浄効果、すすぎ性が優れている。すなわち、短時間で効率良く析出する安定剤の除去、及び洗浄液に使用する薬剤のすすぎが可能である。ガス化装置１の運転終了後、殺菌剤を噴霧するノズル５にアルカリ性又は酸性の薬剤を含む洗浄液を供給し、洗浄液をらせん状の金属製パイプ２内に噴霧することにより、安定剤を除去する。次に水を供給し、薬剤を洗い流す。アルカリ性又は酸性の薬剤を含む洗浄液を供給する前に水を供給しても構わない。
【0092】
アルカリ性薬剤を含む洗浄液としては、水に水酸化ナトリウム０．５質量％以上５質量％以下及びキレート剤０．１質量％以上５質量％以下を添加したものが好適である。殺菌剤のガス化装置１の運転終了直後の殺菌剤のガス化装置１内は５０℃以上３００℃以下と高温であるため、水はイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いるとカルシウムやマグネシウム等の析出がなく好適である。水ですすいだ後、ノズル５又は洗浄液流入装置７からエアを供給し、殺菌剤のガス化装置１の内部をエアブローし、残水を除去する。エアブローされる残水は無菌充填機内に吹き出すため、供給されるエアはフィルタを通した無菌エアを使用することが好ましい。
【0093】
また、図７に示すように、らせん状の金属製パイプ２内に洗浄液を流す洗浄液流入装置７をノズル５の下流に設けても構わない。洗浄液流入装置７は洗浄液貯留タンク９から洗浄液流入バルブ８の開閉によりらせん状の金属製パイプ２内に洗浄液を流入させる。洗浄液はアルカリ性又は酸性の薬剤を含む水溶液又は水である。水はイオン交換、逆浸透濾過又は蒸留したものを用いるとカルシウムやマグネシウム等の析出がなく好適である。らせん状の金属製パイプ２は、上記の薬液に耐性のある材質が望ましく、ステンレス、チタン等が挙げられる。ステンレスとしては、鉄にクロム及びニッケルを加えた合金、鉄にクロム、ニッケル及びモリブデンを加えた合金、鉄にクロム、ニッケル、モリブデン及び銅を加えた合金、鉄にクロム、ニッケル、モリブデン及び窒素を加えた合金又は前述のステンレス合金とフェライトとの二つの組織を有する二相系ステンレス合金が使用される。具体的には、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ８２１Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ１、ＳＵＳ３２３Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ３２７Ｌ１である。
【0094】
洗浄液貯留タンク９に貯留される洗浄液は、らせん状の金属製パイプ２に、重力、ポンプ又は圧縮エア等の圧力により流入される。殺菌剤の噴霧終了後に洗浄液は洗浄液流入バルブ８を開いてらせん状の金属製パイプ２内に流入される。洗浄液流入装置７の先端にノズルを設け、洗浄液をらせん状の金属製パイプ２内に噴霧しても構わない。
【0095】
本開示の実施の形態１の係るガス化装置は、従来のガス化装置よりも重量が軽く、殺菌剤が接触する面の温度、供給する過酸化水素水の量を同一としても、従来のガス化装置よりも発生する過酸化水素の量が多く、ガス化効率が良好である。
【0096】
（実施の形態２）
図５に実施の形態２の殺菌剤のガス化装置１を示す。らせん状の金属製パイプ２の外周及び内周を覆い、溶融金属固化層３を円筒状としている。実施の形態１は溶融金属固化層３が円柱状であるが、実施の形態２は溶融金属固化層３を円筒状として、円筒の外側及び内側の溶融金属固化層３の外表面を加熱する加熱体４を設ける。この場合、らせん状の金属製パイプ２のらせんの半径は、らせん状の金属製パイプ２のらせん形状の中心軸を基準として５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下が適当である。すなわち、らせんの径を大きくして、らせん状の金属製パイプ２の内側に空間を設けられるようにする。円筒の外側だけでなく、内側にも加熱体４を設けることで、らせん状の金属製パイプ２を効率的に加熱することができる。らせん状の金属製パイプ２を加熱する熱量を上げることで、金属製パイプ２に供給する殺菌剤の量を増やすことが可能となり、容器を殺菌する殺菌剤のガス量を増やすことができる。
図５に実施の形態２の殺菌剤のガス化装置１を示す。らせん状の金属製パイプ２の外周及び内周を覆い、溶融金属固化層３を円筒状としている。実施の形態１は溶融金属固化層３が円柱状であるが、実施の形態２は溶融金属固化層３を円筒状として、円筒の外側及び内側の溶融金属固化層３の外表面を加熱する加熱体４を設ける。この場合、らせん状の金属製パイプ２のらせんの半径は、らせん状の金属製パイプ２のらせん形状の中心軸を基準として５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下が適当である。すなわち、らせんの径を大きくして、らせん状の金属製パイプ２の内側に空間を設けられるようにする。円筒の外側だけでなく、内側にも加熱体４を設けることで、らせん状の金属製パイプ２を効率的に加熱することができる。らせん状の金属製パイプ２を加熱する熱量を上げることで、金属製パイプ２に供給する殺菌剤の量を増やすことが可能となり、容器を殺菌する殺菌剤のガス量を増やすことができる。
【0097】
図５に実施の形態２の殺菌剤のガス化装置１の平面図を示す。らせん状の金属製パイプ２の外周及び内周を溶融金属固化層３が覆い、溶融金属固化層３の外周及び内周に加熱体４を設ける。溶融金属固化層３の外周及び内周に加熱体４を設けることで、らせん状の金属製パイプ２を内外面から加熱することができる。
【0098】
本開示の実施の形態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、本開示の要旨内において種々変更可能である。
【符号の説明】
【0099】
１…殺菌剤のガス化装置
２…らせん状の金属製パイプ
３…溶融金属固化層
４…加熱体
５…ノズル
６…殺菌剤ガス噴出口
７…洗浄液流入装置
１０…ガス化装置先端ノズル
２…らせん状の金属製パイプ
３…溶融金属固化層
４…加熱体
５…ノズル
６…殺菌剤ガス噴出口
７…洗浄液流入装置
１０…ガス化装置先端ノズル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】