特開 2024-160444 キャップ用殺菌剤吹き付けノズル及びキャップ殺菌剤吹き付け方法

(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】P2024160444

(43)【公開日】2024-11-14

(54)【発明の名称】キャップ用殺菌剤吹き付けノズル及びキャップ殺菌剤吹き付け方法

(51)【国際特許分類】

   B65B 55/10 20060101AFI20241107BHJP

   B65B 55/04 20060101ALI20241107BHJP

   A61L 2/20 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

B65B55/10

B65B55/04 V

A61L2/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023075426

(22)【出願日】2023-05-01

(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】秋山 勇人

【テーマコード（参考）】

4C058

【Ｆターム（参考）】

4C058AA25

4C058BB04

4C058DD04

4C058DD06

4C058DD07

4C058EE30

4C058JJ14

4C058JJ16

4C058JJ24

(57)【要約】

【課題】無菌充填機において、高速で搬送されるキャップに固定されたノズルにより殺菌剤を吹き付け、殺菌に必要な量の殺菌剤を効果的にキャップの開口面の内部に付着させる。
【解決手段】殺菌剤をガス化し、ガス化された殺菌剤を搬送されるキャップの開口面からキャップの開口面の内部に吹き付ける、固定されたキャップ殺菌剤吹き付けノズルであって、吹き付け孔の先端面から延びるキャップ殺菌剤吹き付けノズルの吹き付け孔を囲繞する水平面を設け、吹き付け孔から殺菌剤をキャップの開口面に吹き付けを開始するときから終了するまで、水平面がキャップの開口面を遮蔽する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

殺菌剤をガス化し、ガス化された前記殺菌剤を搬送されるキャップの開口面に吹き付ける、固定されたキャップ殺菌剤吹き付けノズルであって、
前記殺菌剤吹き付けノズルの吹き付け孔を囲繞する、前記吹き付け孔の先端面から延びる水平面を設け、
前記吹き付け孔から、前記殺菌剤を前記キャップの前記開口面に吹き付けを開始するときから終了するまで、前記水平面が前記キャップの前記開口面を遮蔽するキャップ殺菌剤吹き付けノズル。

【請求項2】

請求項１に記載のキャップ殺菌剤吹き付けノズルにおいて、
前記キャップが搬送される方向に対する直交方向の、前記吹き付け孔を含む前記水平面の長さを、前記キャップの前記開口面の内径以上とし、前記キャップが搬送される方向の前記吹き付け孔を挟む両側の前記水平面の長さをそれぞれ前記開口面の内径以上とするキャップ殺菌剤の吹き付けノズル。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のキャップ殺菌剤吹き付けノズルにおいて、
前記キャップ殺菌剤吹き付けノズルに対向して搬送される前記キャップの前記開口面と前記水平面が平行であって、前記キャップの前記開口面と前記水平面との間隔が、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であるキャップ殺菌剤吹き付けノズル。

【請求項4】

殺菌剤をガス化し、ガス化された前記殺菌剤を搬送されるキャップの開口面に吹き付ける、キャップ殺菌剤吹き付け方法であって、
固定されたキャップ殺菌剤吹き付けノズルの吹き付け孔を囲繞する、前記吹き付け孔の先端面から延びる水平面を設け、
前記吹き付け孔から前記殺菌剤を前記キャップの開口面に吹き付けを開始するときから終了するまで、前記水平面により前記キャップの開口面を遮蔽するキャップ殺菌剤吹き付け方法。

【請求項5】

請求項４に記載のキャップ殺菌剤吹き付け方法において、
前記キャップが搬送される方向に対する直交方向の、前記吹き付け孔を含む前記水平面の長さを、前記キャップの前記開口面の内径以上とし、前記キャップが搬送される方向の前記吹き付け孔を挟む両側の前記水平面の長さをそれぞれ前記開口面の内径以上とするキャップ殺菌剤吹き付け方法。

【請求項6】

請求項４又は請求項５に記載のキャップ殺菌剤吹き付け方法において、
前記キャップ殺菌剤吹き付けノズルに対向して搬送される前記キャップの前記開口面と前記水平面が平行であって、前記キャップの前記開口面と前記水平面の間隔を、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下とするキャップ殺菌剤吹き付け方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無菌充填機においてキャップの殺菌に使用される、殺菌剤のガスをキャップに吹き付けるキャップ用殺菌剤吹き付けノズル、及びキャップに殺菌剤を吹き付けるキャップ殺菌剤吹き付け方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ポーションミルク、ブリック型又はゲーブルトップ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ボトル入り飲料等、無菌充填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。無菌充填機とは、殺菌した容器に殺菌した内容物を無菌雰囲気で充填して密封する装置である。無菌充填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包装材料を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、比較的高温の乾燥温度に支障がない包装材料は、殺菌剤に浸漬して殺菌される。カップやボトルのような成形品や高温乾燥で伸びてしまうフィルムのような、耐熱性が劣る包装材料は殺菌剤の噴霧により殺菌される。

【0004】

一方、液体紙容器及びボトル形状の容器は蓋材により密封されるため、容器の殺菌だけでなく、蓋材も殺菌されなければならない。無菌充填製品では、ＰＥＴボトルが最も多用され、ＰＥＴボトルの蓋材の殺菌について様々な装置及び方法が提案されている。

【0005】

蓋材を殺菌する装置は、搬送されるキャップにチャンバー内で殺菌液を噴射する装置が一般的である。例えば、キャップの開口部を横向きにして殺菌剤のミストを吹き付ける装置（特許文献１）、キャップの開口部を下向きにして殺菌液を噴射させる装置（特許文献２）がある。また、キャップの開口部を上向きにして、薬液をキャップの外周面及び天面に向かって噴射するとともに、内面に向かって薬液を噴射して薬液を口部内に溜めてキャップの内外面の殺菌を行う装置も提案されている（特許文献３）。

【0006】

キャップの内面に殺菌剤を噴霧する内面用噴霧ノズル及びキャップの外面に殺菌剤を噴霧する外面用噴霧ノズルを設け、これらの噴霧ノズルの周囲を覆うカバーを取り付けることが提案されている（特許文献４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平６－２９３３１９号公報

【特許文献2】特開平１０－１５２１１５号公報

【特許文献3】特開平１１－１３９４１６号公報

【特許文献4】特開２０１７－２２２４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

無菌充填機においてキャップを殺菌する方法として、ガス化された過酸化水素水をキャップに吹き付ける方法が多用されている。過酸化水素水をガス化させる方法は、過酸化水素水を発熱体に接触させることによる。過酸化水素水のガス化装置は、スプレから噴霧される殺菌剤を加熱された気化管の表面に接触させることでガス化している。気化管はその外面に設けられるヒータにより加熱されている。

【0009】

気化管の先端は、ガス化した殺菌剤をキャップの内面及び外面に吹き付けるため、ノズル形状としている。ノズルは固定され、搬送されるキャップに殺菌剤を吹き付ける。無菌充填機の高速化に伴い、キャップの搬送速度も高速化され、キャップの内外面を十分に殺菌するために必要な量の殺菌剤をキャップに付着させることが困難となっている。特に、内面の構造は複雑であり、スクリュー溝及びボトルを密封するために、ボトルの口部の内側に密着して挿入される突起の周辺にも殺菌剤を付着させなければならない。

【0010】

殺菌剤を吹き付けるゾーンはチャンバーにより覆われている。また、特許文献４に記載のように噴霧ノズルを覆うカバーが設けられることもある。吹き付け雰囲気の空間を狭めることで、殺菌剤の吹き付けの効率化を図ることが提案されている。

【0011】

充填機の高速化により多数のキャップを殺菌するために、ノズルによりキャップの内外面に直接殺菌剤を吹き付けること及び吹き付け雰囲気を狭めることが提案されてきた。しかし、キャップ内面の複雑な形状の隅々まで、殺菌剤を付着させ、十分に殺菌することが困難となっている。

【0012】

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、高速で搬送されるキャップの内面に固定されたノズルにより殺菌剤を吹き付け、殺菌に必要な量の殺菌剤を効果的にキャップの内面に付着させるキャップ殺菌剤吹き付けノズル及びキャップ殺菌剤吹き付け方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示に係るキャップ殺菌剤吹き付けノズルは、殺菌剤をガス化し、ガス化された前記殺菌剤を搬送されるキャップの開口面に吹き付ける、固定されたキャップ殺菌剤吹き付けノズルであって、前記殺菌剤吹き付けノズルの吹き付け孔を囲繞する、前記吹き付け孔の先端面から延びる水平面を設け、前記吹き付け孔から、前記殺菌剤を前記キャップの前記開口面に吹き付けを開始するときから終了するまで、前記水平面が前記キャップの前記開口面を遮蔽するキャップ殺菌剤吹き付けノズルである。

【0014】

本開示に係るキャップ殺菌剤吹き付けノズルにおいて、前記キャップが搬送される方向に対する直交方向の、前記吹き付け孔を含む前記水平面の長さを、前記キャップの前記開口面の内径以上とし、前記キャップが搬送される方向の前記吹き付け孔を挟む両側の前記水平面の長さをそれぞれ前記開口面の内径以上とすると好適である。

【0015】

本開示に係るキャップ殺菌剤吹き付けノズルにおいて、前記キャップ殺菌剤吹き付けノズルに対向して搬送される前記キャップの前記開口面と前記水平面が平行であって、前記キャップの前記開口面と前記水平面との間隔が、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であると好適である。

【0016】

本開示に係るキャップ殺菌剤吹き付け方法は、殺菌剤をガス化し、ガス化された前記殺菌剤を搬送されるキャップの開口面に吹き付ける、キャップ殺菌剤吹き付け方法であって、固定されたキャップ殺菌剤吹き付けノズルの吹き付け孔を囲繞する、前記吹き付け孔の先端面から延びる水平面を設け、前記吹き付け孔から前記殺菌剤を前記キャップの開口面に吹き付けを開始するときから終了するまで、前記水平面により前記キャップの開口面を遮蔽する。

【0017】

本開示に係るキャップ殺菌剤吹き付け方法において、前記キャップが搬送される方向に対する直交方向の、前記吹き付け孔を含む前記水平面の長さを、前記キャップの前記開口面の内径以上とし、前記キャップが搬送される方向の前記吹き付け孔を挟む両側の前記水平面の長さをそれぞれ前記開口面の内径以上とすると好適である。

【0018】

本開示に係るキャップ殺菌剤吹き付け方法において、前記キャップ殺菌剤吹き付けノズルに対向して搬送される前記キャップの前記開口面と前記水平面が平行であって、前記キャップの前記開口面と前記水平面の間隔を、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下とすると好適である。

【発明の効果】

【0019】

本開示に係るキャップ殺菌剤吹き付けノズル及びキャップ殺菌剤吹き付け方法によれば、ボトルに飲料や乳製品等を充填する無菌充填機において、ボトルの密封に使用されるキャップの開口面に、殺菌剤のガスを効率的に付着させることができる。結果としてキャップ内面の殺菌を確実に行い、さらに殺菌剤の使用量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の実施の形態に係るキャップを示す側方断面図である。

【図2】本開示の実施の形態に係るキャップ殺菌装置にキャップを供給するキャップ供給装置の概略を示す平面図である。

【図3】本開示の実施の形態に係るキャップ殺菌装置にキャップを供給するキャップ供給装置の概略を示す側面図である。

【図4】本開示の実施の形態に係るキャップの受けタンクからの上方への搬送状態を示す側面図である。

【図5】本開示の実施の形態に係るキャップ殺菌装置を示す。

【図6】本開示の実施の形態に係るキャップ殺菌装置におけるキャップを保持する状態を示す。

【図7】本開示の実施の形態に係るキャップ開口面への殺菌剤の吹き付け状態を示す、キャップ搬送方向に直交する側面図である。

【図8】本開示の実施の形態に係るキャップ開口面への殺菌剤の吹き付け状態を示す、キャップ搬送方向に平行な側面図である。

【図9】本開示の実施の形態に係るキャップ天面への殺菌剤の吹き付け状態を示す、キャップ搬送方向に直交する側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。

【0022】

図１に示すキャップ１は、図２に示すキャップ供給装置６により、図５に示すキャップ殺菌装置８に供給され、殺菌される。殺菌されたキャップ１はキャップ排出レール９によりキャップ殺菌装置８から無菌充填機の無菌雰囲気に排出される。排出されたキャップ１は、無菌充填機の密封部に備えられるキャッパーにより殺菌された内容物が充填されたボトルを密封する。

【0023】

本実施形態におけるキャップ１は、無菌充填機において殺菌されたボトルに無菌雰囲気で殺菌された内容物が充填されたボトルに、キャッパーにより巻締られ、ボトルを密封する。キャップ１は、例えば図１に示すような形状である。キャップ１はポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなり、射出成形や圧縮成形により成形される。キャップ１の内側には成形と同時に雌ネジ、及びボトル口部の天面と嵌合するための凸部が形成される。

【0024】

図１に示すように、キャップ１は開口面１ａ、天面１ｂ及び胴部１ｃから形成される。キャップ１の開口面１ａの内部である凹部は、雌ネジだけではなく、インナーリング１ｄ、アウターリング１ｅ及びフラップ１ｆが形成され、複雑な形状となっている。インナーリング１ｄの突出部は、ボトル口部の内周面に接触する。アウターリング１ｅの突出部は、ボトル口部の外周面と接触する。インナーリング１ｄとアウターリング１ｅの間には、コンタクトリングが形成され、ボトル口部の天面と接触する。キャップ１に開口面１ａの内側の凹部に形成されるインナーリング１ｄ、アウターリング１ｅ及びコンタクトリングにより、ボトルの口部を密封し、ボトルの無菌性を維持する。また、キャップ１をボトルに嵌合した後、開封するとき、キャップ１の胴部１ｃの下部に形成される剥離リングをボトルに残して切り離すため、ボトルのカブラを乗り越えて固定されるフラップ１ｆを備える。

【0025】

キャップ１の開口面１ａの内部である凹部には、雌ネジだけではなく、様々な形状の部材が形成されている。ボトルの無菌性を維持するため、タンパーエビデンス性を付与するために必要な形状である。複雑な形状を有するキャップ１の開口面１ａ側の内部を殺菌するためには、殺菌するために十分な量の殺菌剤をキャップ１の開口面１ａ側に吹き付けなければならない。キャップ１を成形後、キャップ１をキャップ殺菌装置８に供給するまで、キャップ１は非無菌雰囲気で搬送される。この間にキャップ１は菌により汚染される可能性があり、菌はキャップ１の開口面１ａの内部に付着することもある。このような菌を、ボトルの無菌性を維持できるレベルに殺菌しなければならない。

【0026】

キャップ１は成形後、成形工場でコンテナに入れられ、密閉されて、例えば飲料工場に輸送される。飲料工場に輸送されたキャップ１は、飲料工場に設置されている無菌充填機に供給される。供給されたキャップ１は殺菌され、殺菌されたキャップ１は無菌充填機の密封部に搬送され、キャッパーを装備した密封ホイールに受け渡され、キャッパーにより、内容物が充填されたボトルの口部に巻き締められる。ボトルの口部には、キャップ１の開口面１ａの内部に形成された雌ネジと嵌合する雄ネジが形成されている。本開示は、無菌充填機を構成する密封部に供給されるキャップ１を殺菌するキャップ殺菌装置８に備えられるキャップ殺菌ノズル及びキャップ殺菌方法に係る技術である。

【0027】

成形工場で成形されたキャップ１はポリエチレン製の袋に投入され、ポリエチレン製の袋は金属、ダンボール又はプラスチック製のコンテナに入れられ、密封される。キャップ１は成形工場から飲料工場に輸送される際に、ゴミ、埃等により汚染されないように留意される。飲料工場に輸送されたコンテナは、開封されて図２に示す受けタンク２の上方で傾斜されることで、コンテナ内のキャップ１は、受けタンク２内に投入される。受けタンク２は上方に開放されることで、コンテナからキャップ１が投入される。

【0028】

キャップ１が投入された後、受けタンク２は密閉される。受けタンク２に投入されたキャップ１は、無秩序に貯留される。受けタンク２は、下方に向かって貯留有効面積が小さくなるように形成されたホッパー形状となっている。受けタンク２の上部は図２では方形となっているが、円形でも構わない。受けタンク２は、ステンレスのような耐久性があり腐食しない材質で構成される。

【0029】

キャップ１は、受けタンク２の下部からコンベヤ３により搬送される。キャップ１が搬送される際に受けタンク２内の清浄性を維持するために、エアを除菌フィルタに通して無菌化した無菌エアを受けタンク２内に供給しても構わない。

【0030】

コンベヤ３によりキャップ１が搬送されることにより、受けタンク２内のキャップ１が減少し、一定の水準となったところで、受けタンク２が開放され、コンテナからキャップ１が受けタンク２に投入される。受けタンク２にはキャップ水準センサが設けられ、センサにキャップ１が接触しなくなることで、キャップ１の減少を検知しアラームを発する。

【0031】

受けタンク２の下部に貯留されたキャップ１は、図３に示すようにコンベヤ３により搬送される。コンベヤ３には桟４がコンベヤ３の搬送方向に対して直交するように、一定間隔で設けられ、この桟４に掛かったキャップ１がコンベヤ３により搬送される。また、図４に示すように、受けタンク２の搬送方向の壁面には桟４に摺接しない程度の長さの暖簾板１０が設けられ、桟４より上部に存在するキャップ１を排除する。暖簾板１０の排除効果により、複数のキャップ１が重ならないように、キャップ１がコンベヤ３により搬送される。暖簾板１０は、キャップ１を傷つけないような柔軟性を有し、劣化しない素材からなることが適当である。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、パーフロロエラストマー、フロロシリコーンゴム等が適当である。

【0032】

受けタンク２の下部開口部の幅は、コンベヤ３及び桟４の幅よりも狭く設定される。コンベヤ３や桟４からキャップ１が抜け落ちるのを防止するためである。桟４の高さはキャップ１の高さの０．８～１．５倍が好ましい。キャップ１が桟４により堰き止められてコンベヤ３に載置できる高さであり、０．８未満では暖簾板１０により除去されるおそれがあり、１．５倍を超えるとキャップ１が２個重なって桟４に掛かるおそれがある。コンベヤ３は柔軟性が必要であり、素材として暖簾板１０と同様のものが好ましい。また。桟４はキャップ１を傷付けないようにプラスチックが好ましい。

【0033】

図４に示すように、コンベヤ３は上方にキャップ１を搬送する。キャップ１の天面１ｂがコンベヤ３と接するのが正規の姿勢である。キャップ１の開口面１ａがコンベヤ３と接する姿勢は、裏キャップと称して非正規の姿勢である。コンベヤ３は、図４に示すように、直立する状態からわずかに、コンベヤ３面が上を向くように傾けられた状態で配置される。コンベヤ３の下端は受けタンク２の下部に配置される。桟４の間隔はキャップ１の外径よりも僅かに広い。コンベヤ３が駆動されると、受けタンク２に貯留されるキャップ１は、桟４により掻き上げられる。このとき正規の姿勢のキャップ１と非正規の姿勢のキャップ１が存在する。しかし、非正規の姿勢のキャップ１は重心が桟４よりも外側となり、桟４からコンベヤ３の下端に落下する。落下したキャップ１は正規の姿勢となるまで、桟４により掻き上げられる。

【0034】

キャップ１は、正規の姿勢で桟４に沿って不定間隔で並んでいる。コンベヤ３により上昇したキャップ１はノズル７から吹き付けられる無菌エアにより、水平方向に移動し、整列装置５により、整列されてキャップ殺菌装置８に導入される。ノズル７は桟４により搬送されるキャップ１を整列装置５へと高圧無菌エアで送り出すための装置であり、整列装置５に対応する一対の桟４の間に高圧無菌エアを吹き付けるように桟４に平行に配置される。高圧無菌エアはブロワによるエアを除菌フィルタに通したエアでも、コンプレッサーによる高圧エアを除菌フィルタに通したものでも構わない。

【0035】

キャップ殺菌装置８にキャップ１を供給するキャップ供給レール１１は下向きに傾斜しており、キャップ１の自重により、キャップ１の側面を回転させながらキャップ１を搬送する。キャップ１がキャップ殺菌装置８に導入されるとき、キャップ１がキャップ供給レール１１により保持される体勢は、キャップ１の開口面１ａが側方向となっている。キャップ１は複数のレールにより保持される。キャップ１の開口面１ａを２本、天面１ｂを２本、胴部１ｃを上及び下各２本のレールでキャップ１を保持している。胴部１ｃを保持するレールは各１本でも構わない。レールの断面は円形であるが、多角形又は楕円形でも構わない。

【0036】

受けタンク２、桟４を有するコンベヤ３、整列装置５及びキャップ供給レール１１を備えるキャップ供給装置６により、キャップ１はキャップ殺菌装置８に供給される。

【0037】

キャップ供給装置６からキャップ殺菌装置８に搬送されるキャップ１は、エアを吹き付けることにより異物を除去することが好ましい。また、検査装置により、キャップ１の変形、傷、異物等の有無を確認し、限度を超える異常が発見されたとき、キャップ１を排除するキャップ排除装置が設けられる。

【0038】

図５にキャップ殺菌装置８を示す。キャップ殺菌装置８は、キャップ供給部１２，キャップ殺菌部１３及びキャップエアリンス部１４から構成されている。

【0039】

キャップ供給部１２には、キャップ供給ホイール１５が備えられ、キャップ供給レール１１により整列して供給されるキャップ１は、自重により、キャップ供給ホイール１５の周縁部に設けられる凹部に収納される。キャップ供給ホイール１５は水平方向の軸により、鉛直方向に回転する。キャップ供給ホイール１５の凹部に収納されたキャップ１は、キャップ供給ホイール１５の回転により搬送される。キャップ１はキャップ供給レール１１により横方向にキャップ殺菌装置８に供給され、供給されるキャップ１は、開口面１ａ及び天面１ｂをキャップ供給ホイール１５の面に対して、平行に搬送される。

【0040】

キャップ１は、キャップ供給ホイール１５では、図６に示すように保持される。キャップ１の胴部１ｃの一方はキャップ供給ホイール１５の凹部に収納され、胴部１ｃの反対方向の側面はキャップ支持レール１９、及びキャップ１の側方向となっている開口面１ａは２本及び天面１ｂは２本のキャップ支持レール１９により支持される。キャップ１は、キャップ供給ホイール１５の回転にしたがって搬送される。他のキャップ１を搬送するホイールにおいても、殺菌剤又はリンスエアを吹き付ける箇所以外では同様に、キャップ１は支持レール１９により支持されて搬送される。

【0041】

キャップ供給部１２は、図５に示すように、キャップ供給レール１１によりキャップ１が供給される箇所以外を遮蔽される。また、キャップ供給部１２は、キャップ殺菌部１３にキャップ１を受け渡す箇所以外を遮蔽される。キャップ供給部１２には、キャップ供給部無菌エア供給装置２０が備えられ、無菌エアが供給される。供給される無菌エアは無菌化されないエアでも構わないが、キャップ１の汚染を防止するためには、無菌エアを供給することが好ましい。キャップ供給部１２に無菌エアを供給し、キャップ殺菌部１３よりも内圧を高くすることで、キャップ殺菌部１３からの殺菌剤の流入を防止することができる。

【0042】

キャップ供給部１２に供給される無菌エアは、加熱されても構わない。無菌エアは、４０℃以上、１２０℃以下に加熱される。加熱された無菌エアによりキャップ１が加熱され、キャップ殺菌部１３において、殺菌剤のガスが吹き付けられるとき、殺菌剤のガスがキャップ１の表面で直ちに凝縮せずに、殺菌剤は小滴となってキャップ１の表面に付着することで殺菌効果を上げることができる。

【0043】

キャップ１は、キャップ供給ホイール１５からキャップ殺菌部１３に備えられるキャップ殺菌ホイール１６に受け渡される。キャップ１は、キャップ殺菌ホイール１６により搬送されながら、固定された殺菌剤吹き付けノズルにより、キャップ１の開口面１ａ及び天面１ｂへの殺菌剤の吹き付けによりキャップ１は殺菌される。

【0044】

キャップ１の天面１ｂには、キャップ天面殺菌剤吹き付け装置２１により、殺菌剤が吹き付けられる。図９に示すように、キャップ１の天面１ｂには、キャップ天面殺菌剤吹き付け装置２１から伸びるキャップ天面殺菌剤吹き付けノズル２２により殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物がキャップ１の天面１ｂに吹き付けられる。吹き付けられた殺菌剤はキャップ１の天面１ｂ及び胴部１ｃの外面に付着し、キャップ１の外面である、天面１ｂ及び胴部１ｃの外面を殺菌する。キャップ天面殺菌剤吹き付けノズル２２は複数設けても構わない。

【0045】

天面１ｂに殺菌剤を吹き付けるとき、天面１ｂ側の支持レール１９は、図９に示すように設けなくても構わない。キャップ天面殺菌剤吹き付けノズル２２から殺菌剤が吹き付けられる箇所の支持レール１９を設けないことで、殺菌剤が天面１ｂの全面に吹き付けられる。殺菌剤を吹き付ける圧力により、キャップ１は開口面１ａ側に設けられる支持レール１９に押し付けられることで、キャップ殺菌ホイール１６から脱落することはない。

【0046】

キャップ天面殺菌剤吹き付け装置２１とは、殺菌剤をガス化してキャップ天面殺菌剤吹き付けノズル２２に殺菌剤のガスを供給する装置である。キャップ天面殺菌剤吹き付け装置２１には、殺菌剤のガスを生成する殺菌剤ガス生成器が設けられる。殺菌剤ガス生成器は、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と、この殺菌剤供給部から供給された殺菌剤を、分解温度以下に加熱して気化させる気化部とを備える。殺菌剤供給部は、殺菌剤供給路及び圧縮空気供給路から、それぞれ殺菌剤と圧縮空気を導入して、殺菌剤を気化部内に噴霧するようになっている。気化部は、内外壁間にヒータ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、キャップ天面殺菌剤吹き付けノズル２２からキャップ１の天面１ｂに吹き付けられる。

【0047】

殺菌剤供給部の運転条件としては、例えば圧縮空気の圧力は０．０５ＭＰａ～０．６ＭＰａの範囲で調整される。このとき、圧縮空気の供給量は５０Ｌ／分～３００Ｌ／分が適当である。また、殺菌剤は重力落下であっても圧力を加えられても構わないし、殺菌剤の供給量は自由に設定することができ、例えば、殺菌剤は殺菌剤供給路に、１ｇ／分～１００ｇ／分の範囲で供給される。また、気化部の内表面は１２０℃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。

【0048】

殺菌剤は少なくとも過酸化水素を含んでいる。その含有量は０．５質量％～６５質量％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％～４０質量％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。

【0049】

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。殺菌剤の安定剤は、食品向けの包装材料を殺菌するために、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。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。

【0050】

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。

【0051】

さらに、殺菌剤は過酢酸、酢酸、塩素化合物、オゾン等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。

【0052】

ガス化された殺菌剤は、吹き付けらえる前に一部は凝縮してミストとなる。したがって、吹き付けられるとき、殺菌剤はガス若しくはミスト又はこれらの混合物となる。殺菌剤がミストとなることを防止するために、キャップ天面殺菌剤供給装置２１からキャップ殺菌剤吹き付けノズル２２までを加熱することが好ましい。例えば、ノズル及び配管を外部からヒータにより加熱する。または、ノズル及び配管にホットエアを吹き付けて加熱しても構わない。

【0053】

図９では、キャップ天面殺菌剤吹き付け装置２１から下方に延ばされたキャップ天面殺菌剤吹き付けノズル２２が、天面１ｂに向けられるために直角方向に曲げられているが、キャップ天面殺菌剤吹き付け装置２１を水平面に設け、キャップ天面殺菌剤吹き付けノズル２２を曲げずにキャップ１の天面１ｂに殺菌剤を吹き付けても構わない。

【0054】

キャップ１の天面１ｂに殺菌剤を吹き付けた後、キャップ１の開口面１ａに殺菌剤を吹き付ける。キャップ１の開口面１ａには、キャップ開口面殺菌剤吹き付け装置２３により、殺菌剤が吹き付けられる。図７に示すように、キャップ１の開口面１ａには、キャップ開口面殺菌剤吹き付け装置２３から伸びるキャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４により殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が、キャップ１の開口面１ａに吹き付けられる。キャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４は複数設けても構わない。

【0055】

図７に示すように、キャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４は、キャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４の殺菌剤が噴出する吹き付け孔２５の先端面から延び、吹き付け孔２５を囲繞する水平面２６が設けられる。水平面２６は、キャップ殺菌ホイール１６により回転しながら搬送されるキャップ１の開口面１ａに平行に設けられる。水平面２６は、吹き付け孔２５から開口面１ａに殺菌剤が吹き付けられる間、キャップ１の開口面１ａを遮蔽する。すなわち、吹き付け孔２５から、キャップ１の開口面１ａに殺菌剤の吹き付けが開始されるときから終了するまで、水平面２６がキャップ１の開口面１ａを遮蔽する。

【0056】

固定されたキャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４から、殺菌剤がキャップ１の開口面１ａに吹き付けられる。このとき、水平面２６を設けないとすると、吹き付けられる殺菌剤は、キャップ１の開口面１ａの底面に到達した後、反転し、吹き付けられる殺菌剤のほとんどがキャップ１の開口面から溢れ出る。結果として、吹き付けられる殺菌剤の多くが排出され、開口面１ａの内部に付着する殺菌剤の量は僅かとなる。無菌充填されるボトルを密封するキャップ１の開口面１ａの内部は複雑な形状であり、細部まで十分に殺菌するためには、開口面１ａの内部に十分な量の殺菌剤を付着させなければならない。

【0057】

殺菌剤の吹き付けを開始するときから終了するまで、水平面２６によりキャップ１の開口面１ａを遮蔽することで、吹き付けた殺菌剤が開口面１ａの内部から容易に排出されない。その結果、開口面１ａの内部に付着する殺菌剤の量を増やすことができ、複雑な形状を有するキャップ１の開口面１ａの内部の殺菌効果を向上させることができる。

【0058】

図７に示すように、水平面２６と開口面１ａは平行であり、間隔ｄは０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下が好ましい。０．５ｍｍ未満では、水平面２６と開口面１ａが接触するおそれがある。５ｍｍを超えると、キャップ１の開口面１ａから内部に吹き込まれた殺菌剤がキャップ１の底部に到達した後、反転し、開口面１ａから溢れ出る量が多くなる。

【0059】

固定されたキャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４の吹き付け孔２５から、鉛直方向に回転しながら搬送されるキャップ１の開口面１ａに、殺菌剤の吹き付けを開始するときから終了するまで、水平面２６がキャップ１の開口面１ａを遮蔽する。したがって、図８に示すように、キャップ１が移動する円弧状の方向に対する水平面２６の直交方向の長さａを、キャップ１の開口面１ａの内径以上とし、キャップ１が移動する円弧状の方向の吹き付け孔２５を挟む両側の水平面２６の円弧状の長さｂを、それぞれキャップ１の内径以上とする。すなわち、吹き付け孔２５からキャップ１の開口面１ａの内部に殺菌剤が吹き込まれる瞬間から、殺菌剤の吹込みが終了する瞬間まで、水平面２６がキャップ１の開口面１ａを遮蔽する。

【0060】

図８では、水平面２６の形状を円弧状としているが、殺菌剤の吹き付けを開始するときから終了するまで、水平面２６がキャップ１の開口面１ａを遮蔽することができれば、水平面２６の形状は長方形であっても構わないし、形状は問わない。また、大きさもどのようなものでも構わない。

【0061】

キャップ開口面殺菌剤吹き付け装置２３は、キャップ天面殺菌剤吹き付け装置２１と同様である。また、使用する殺菌剤も同様である。殺菌剤ガス生成器を１台として、キャップ天面殺菌剤吹き付け装置２１及びキャップ開口面殺菌剤吹き付け装置２３に同時に生成された殺菌剤のガスを供給しても構わない。

【0062】

図７では、キャップ開口面殺菌剤吹き付け装置２３から下方に延ばされたキャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４が、開口面１ａに向けられるために直角方向に曲げられているが、キャップ開口面殺菌剤吹き付け装置２３を水平面に設け、キャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４を曲げずにキャップ１の開口面１ａに殺菌剤を吹き付けても構わない。また、キャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４は複数以上設けても構わない。

【0063】

ガス化された殺菌剤は、吹き付けられる前に一部は凝縮してミストとなる。したがって、吹き付けられるとき、殺菌剤はガス若しくはミスト又はこれらの混合物となる。殺菌剤がミストとなることを防止するために、キャップ開口面殺菌剤供給装置２３からキャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４及び水平面２６を加熱することが好ましい。例えば、配管、ノズル及び水平面２６を外部からヒータにより加熱する。または、配管、ノズル及び水平面２６の開口面１ａに対向しない面にホットエアを吹き付けて加熱しても構わない。

【0064】

開口面１ａに殺菌剤を吹き付けるとき、開口面１ａ側の支持レール１９は、図７に示すように設けなくても構わない。キャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４から殺菌剤が吹き付けられる箇所の支持レール１９を設けないことで、水平面２６が開口面１ａを遮蔽することができる。殺菌剤を吹き付ける圧力により、キャップ１は天面１ｂ側に設けられる支持レール１９に押し付けられることで、キャップ殺菌ホイール１６から脱落することはない。

【0065】

キャップ１の天面１ｂに殺菌剤を吹き付けた後、キャップ１の開口面１ａに殺菌剤を吹き付ける。この順序は逆であっても構わない。キャップ１の開口面１ａは、ボトル内面と接触するため、確実に殺菌しなければならない。したがって、キャップ１の天面１ｂ及び胴部１ｃを殺菌した後、キャップ１の開口面１ａに殺菌剤を吹き付けることが好ましい。逆とすると、天面１ｂに殺菌剤を吹き付けるとき、キャップ１の外面に付着していた菌がキャップ１の開口面１ａの内部に侵入するおそれがあるためである。よって、交互に繰り返しても構わない。例えば、天面１ｂ、開口面１ａ、天面１ｂ、又は開口面１ａ、天面１ｂ、開口面１ａの順である。天面１ｂ及び開口面１ａに同時に吹き付けて構わない。さらにこれを繰り返しても構わない。

【0066】

図５では、キャップ殺菌部１３には、キャップ殺菌ホイール１６が設けられているが、複数のホイールを設け、キャップ１の天面１ｂに殺菌剤を吹き付けるキャップ天面殺菌剤吹き付けノズル２２又は開口面１ａに殺菌剤を吹き付けるキャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル２４を異なるホイールに設けても構わない。また、殺菌剤吹き付けノズルを設けないホイールを設けても構わない。

【0067】

キャップ殺菌部１３にはキャップ殺菌部排気装置２７が設けられ、キャップ殺菌部１３を排気する。キャップ殺菌部１３には殺菌剤が吹き付けられる。吹き付けられる殺菌剤がキャップ供給部１２及びキャップエアリンス部１４に流入しないように、殺菌剤が吹き付けられるとき、キャップ殺菌部１３のエアを排気することが好ましい。排気されるエアは殺菌剤を含むため、排気中の殺菌剤を除去した後に大気中に放出する。キャップ殺菌部１３に隣接するキャップ供給部１２及びキャップエアリンス部１４には無菌エアを供給し、キャップ供給部１２及びキャップエアリンス部１４を陽圧にし、殺菌剤が流入しないようにする。

【0068】

図５に示すように、キャップ殺菌部１３において殺菌剤が吹き付けられたキャップ１は、キャップエアリンス部１４に搬送される。キャップエアリンス部１４では、キャップ殺菌部１３で殺菌剤が吹き付けられたキャップ１をエアリンスする。キャップ１は、キャップエアリンス部１４でキャップ搬送ホイール１７及びキャップエアリンスホイール１８により搬送される。この間、キャップ１の開口面１ａ及び天面１ｂに無菌ホットエアが吹き付けられる。

【0069】

キャップエアリンス部１４には、キャップ無菌ホットエア供給装置２８が設けられ、キャップの開口面１ａ及び天面１ｂに無菌ホットエアが吹き付けられる。殺菌剤が吹き付けられたキャップ１に付着する殺菌剤を活性化し、さらに殺菌効果を上げることができる。また、付着する殺菌剤をキャップ１から除去する。さらに、キャップ１に付着する異物を除去する。

【0070】

キャップ無菌ホットエア供給装置２８は、無菌フィルタにより無菌化されたエアを加熱して供給する。キャップ無菌ホットエア供給装置２８により供給されるホットエアは、キャップエアリンスホイール１８により搬送されるキャップ１に吹き付けられる。無菌ホットエアは、キャップ天面無菌ホットエア吹き付けノズル２９及びキャップ開口面無菌ホットエア吹き付けノズル３０に供給され、キャップ１の天面１ｂ及び開口面１ａに吹き付けられる。

【0071】

供給される無菌ホットエアの温度は、例えば８０℃以上、１４０℃以下、好ましくは９０℃以上、１２０℃以下である。無菌ホットエアの風量は、例えば５ｍ^３／分以上、２０ｍ^３／分以下である。また、無菌ホットエアの吹き付け時間は、０．３秒以上、２０秒以下、好ましくは０．５秒以上、１４秒以下である。無菌ホットエアが吹き付けられることにより、キャップ１の温度が４０℃以上、好ましくは５０℃以上に高められる。

【0072】

キャップエアリンス部１４にはキャップエアリンス部無菌エア供給装置３１により無菌エアが供給される。無菌エアが供給されることで、キャップエアリンス部は陽圧に保持される。例えば、１０Ｐａ以上、２００Ｐａ以下、好ましくは、３０Ｐａ以上、１００Ｐａ以下に保持される。無菌エアは、４０℃以上、１００℃以下に加熱されても構わない。加熱することにより、殺菌剤の殺菌効果及び殺菌剤除去効果が高まる。また、無菌エアには、過酸化水素等、殺菌剤の成分が微量に含まれていても構わない。

【0073】

図５には、キャップエアリンス部１４に、キャップ搬送ホイール１７及びキャップエアリンスホイール１８の２つのホイールを示すが、さらにホイールを増やしても構わない。無菌ホットエアをキャップ１に吹き付けるノズルを増やしても構わない。

【0074】

キャップ殺菌装置８により殺菌されたキャップ１は、排出レール９により無菌状態を維持して、無菌充填機の密封部に搬送され、内容物が充填されたボトルにキャッパーにより巻締られ、ボトルを密封する。

【0075】

本開示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】

【0076】

１…キャップ
１ａ…開口面
１ｂ…天面
１ｃ…胴部
６…キャップ供給装置
８…キャップ殺菌装置
１１…キャップ供給レール
１２…キャップ供給部
１３…キャップ殺菌部
１４…キャップエアリンス部
１６…キャップ殺菌ホイール
２１…キャップ天面殺菌剤吹き付け装置
２２…キャップ天面殺菌剤吹き付けノズル
２３…キャップ開口面殺菌剤吹き付け装置
２４…キャップ開口面殺菌剤吹き付けノズル
２５…吹き付け孔
２６…水平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】