特開 2024-69952 物品殺菌装置

(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】P2024069952

(43)【公開日】2024-05-22

(54)【発明の名称】物品殺菌装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 55/04 20060101AFI20240515BHJP

   B65B 55/10 20060101ALI20240515BHJP

   B65B 55/06 20060101ALI20240515BHJP

   A61L 2/18 20060101ALI20240515BHJP

【ＦＩ】

B65B55/04 V

B65B55/10 A

B65B55/06 A

A61L2/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180262

(22)【出願日】2022-11-10

(71)【出願人】

【識別番号】000253019

【氏名又は名称】澁谷工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156199

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 真

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】政浦 卓哉

(72)【発明者】

【氏名】清水 博之

(72)【発明者】

【氏名】川原 隆志

【テーマコード（参考）】

4C058

【Ｆターム（参考）】

4C058AA25

4C058BB07

4C058EE23

4C058JJ06

4C058JJ24

4C058JJ27

(57)【要約】

【課題】チャンバー内を搬送される物品を、少量の殺菌剤で効率的に殺菌可能な物品殺菌装置を提供する。
【解決手段】物品殺菌装置１０は、内部を外部雰囲気から遮断するチャンバー１２と、キャップＣをチャンバー１２内において搬送するキャップ搬送ガイド１８と、チャンバー１２内に設けられ、キャップ搬送ガイド１８を搬送されるキャップＣにエアを噴射するエアノズル１９と、チャンバー１２内に設けられ、殺菌剤Ｓを貯留する貯留部と、貯留部に貯留された殺菌剤Ｓを霧化するための超音波素子２４とを備える。超音波素子２４によりチャンバー１２内を殺菌性の気体雰囲気とするとともに、エアノズル１９から搬送されるキャップＣに向けてエアを噴射して、キャップＣに霧化した殺菌剤Ｓとエアを同時に吹き付ける。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部を外部雰囲気から遮断するチャンバーと、
前記チャンバー内において物品が通過する搬送経路と、
前記チャンバー内に設けられ、前記搬送経路を搬送される物品にエアを噴射するエア噴射手段と、
前記チャンバー内に設けられ、殺菌剤を貯留する貯留部と、
前記貯留部に貯留された殺菌剤を霧化するための超音波霧化手段とを備え、
前記超音波霧化手段により前記チャンバー内を殺菌性の気体雰囲気とするとともに、
前記エア噴射手段により搬送される物品にエアを噴射して、前記物品に霧化した殺菌剤とエアを同時に吹き付ける
ことを特徴とする物品殺菌装置。

【請求項2】

前記チャンバー内に設けられ、前記搬送経路に沿って物品を搬送させる搬送手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の物品殺菌装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送される物品の殺菌を行う物品殺菌装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば関飲食品や薬品などを容器に充填する無菌充填機では、キャップ殺菌装置において容器を密封するキャップの殺菌が行われる。キャップ殺菌装置では、チャンバー内を搬送されるキャップにガス化された過酸化水素などの殺菌剤を噴出する。チャンバー内には、過酸化水素水供給装置でガス化された過酸化水素水が道管を通して供給されるとともに、加熱気体供給装置から道管を通して加熱気体が供給される。チャンバー内のガス化された過酸化水素水は加熱気体により昇温され殺菌効果が向上されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－２２９０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の装置では、ガス化された過酸化水素水を、道管を通してチャンバー内に供給する。そのため、ガス化された過酸化水素水が道管内で凝集されロスが発生する。また、特許文献１の装置では、キャップはチャンバー内に配置されたホイール間を受け渡されながら上から下へと搬送され、ガス化された過酸化水素水はチャンバー底面に接続された道管から搬送されるキャップに向けて吹き上げられる。このような構成では、チャンバー内を搬送されるキャップは、搬送経路全体でガス化された過酸化水素水に一様に曝されず、チャンバー内下側の道管に対面する所定領域を通過するときに主にガス化された過酸化水素水に曝される。そのため過酸化水素水を高濃度でガス化する必要があり、多量の過酸化水素水が必要となる。

【0005】

本発明は、チャンバー内を搬送される物品を、少量の殺菌剤で効率的に殺菌可能な物品殺菌装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の発明である物品殺菌装置は、内部を外部雰囲気から遮断するチャンバーと、前記チャンバー内において物品が通過する搬送経路と、前記チャンバー内に設けられ、前記搬送経路を搬送される物品にエアを噴射するエア噴射手段と、前記チャンバー内に設けられ、殺菌剤を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された殺菌剤を霧化するための超音波霧化手段とを備え、前記超音波霧化手段により前記チャンバー内を殺菌性の気体雰囲気とするとともに、前記エア噴射手段により搬送される物品にエアを噴射して、前記物品に霧化した殺菌剤とエアを同時に吹き付けることを特徴としている。

【0007】

本発明の第２の発明である物品殺菌装置は、第１の発明において、前記チャンバー内に設けられ、前記搬送経路に沿って物品を搬送させる搬送手段を設けたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、チャンバー内を搬送される物品を、少量の殺菌剤で効率的に殺菌可能な物品殺菌装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態である物品殺菌装置の構成を示す模式的な縦断面図である。

【図2】図１に対して垂直な面での縦断面図である。

【図3】エアノズルの配置を示すキャップ搬送ガイド周辺の拡大平面図である。

【図4】第１実施形態の超音波霧化装置の構成を示す縦断面図である。

【図5】第２実施形態の物品殺菌装置の構成を示す模式的な縦断面図である。

【図6】第３実施形態の物品殺菌装置の構成を示す模式的な縦断面図である。

【図7】第４実施形態の物品殺菌装置の構成を示す模式的な縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態である物品殺菌装置の構成を示す模式的な縦断面図であり、図２は図１に対して垂直な面での縦断面図である。

【0011】

第１実施形態の物品殺菌装置１０は、例えば容器を密封するためのキャップＣの搬送・殺菌を行う。物品殺菌装置１０は、霧化（ミスト化）された殺菌剤をその内部に封止する（内部を外部雰囲気から遮断する）チャンバー１２を備える。キャップＣは、スターホイール１４を用いて供給され、チャンバー１２に向けて下向きに傾斜するキャップ供給ガイド１６に沿ってチャンバー１２内へと供給される。

【0012】

チャンバー１２内に供給されたキャップＣは、チャンバー１２内を略水平に掛け渡されるキャップ搬送ガイド１８に沿って搬送され、キャップ供給ガイド１６が接続された側面１２Ａとは反対側の側面１２Ｂからチャンバー１２外へと排出される。チャンバー１２から排出されたキャップＣは、その自重によりチャンバー１２から下向きに傾斜するキャップ排出ガイド２０に沿って排出される。なお、キャップ搬送ガイド１８の左右には、キャップ搬送ガイド１８に案内されるキャップＣに加温（例えば１２０℃）されたエアを吹き付けるエアノズル１９がキャップ搬送ガイド１８に沿って設けられる。

【0013】

図３はエアノズル１９の配置を示すキャップ搬送ガイド１８周辺の拡大平面図である。キャップ搬送ガイド１８は、平行に配置される複数のガイド棒１８Ａにより構成される。本実施形態のキャップ搬送ガイド１８は、６本のガイド棒１８Ａを備え、搬送されるキャップＣの上下を各１カ所、左右を各２カ所支持する。キャップＣは、天面をキャップ搬送ガイド１８の側方に向けた横向きの姿勢で搬送される。キャップ搬送ガイド１８の両側には、エア供給管１９Ａがキャップ搬送ガイド１８に沿って配置される。エア供給管１９Ａには多数のエアノズル１９がキャップ搬送ガイド１８に沿って設けられ、図３に示されるように、各エアノズル１９はキャップ搬送方向に向けて斜めに配置される。すなわち、エアノズル１９から噴出されるエアはキャップＣを搬送方向へと押し遣り、キャップＣはキャップ搬送ガイド１８に沿って移動される。

【0014】

また、本実施形態ではキャップ搬送ガイド１８の下側に、ガイド棒１８Ａで囲まれるキャップ搬送経路に下側から突出し、ガイド棒１８Ａ内を搬送されるキャップＣに係合してキャップＣを回転させる回転用ガイド２１が搬送方向に沿って複数設けられる。すなわち、キャップ搬送ガイド１８内を搬送されるキャップＣは、前後のキャップＣと密接するため、キャップＣ同士の間の外周面は十分殺菌されない可能性がある。そのため本実施形態では回転用ガイド２１によりキャップＣを適宜回転させることでキャップＣの外周全体を一様に殺菌する。

【0015】

また、第１実施形態の物品殺菌装置１０において、チャンバー１２の下方には、過酸化水素水など液体状の殺菌剤Ｓが略常温で貯留される貯留部（貯留手段）２８が設けられ、貯留部２８はプレート２２によりチャンバー１２と仕切られる。プレート２２には貯留部２８に貯留された殺菌剤Ｓを、超音波を用いてチャンバー１２内で霧化させる超音波霧化装置（超音波霧化手段）２９が配置される。貯留部２８内には、殺菌剤Ｓの液位を検出する液位センサ１１が設けられ、貯留部２８内の殺菌剤Ｓの液位が低下すると、液位が一定となるように液ポンプ１３を用いてタンク１５から貯留部２８へ殺菌剤Ｓが供給される。

【0016】

図４は、第１実施形態の超音波霧化装置２９の構成を示す縦断面図である。第１実施形態の超音波霧化装置２９は、プレート２２に設けられた孔を通してチャンバー１２内から貯留部２８へと延出し、貯留部２８の殺菌剤（殺菌液）Ｓをチャンバー１２内へと吸液する吸液部材２９Ａと、チャンバー１２内において吸液部材２９Ａの上端に隣接して配置される振動板２９Ｂと、振動板２９Ｂを振動させる超音波素子２４とから主に構成される。吸液部材２９Ａには、例えば毛細管現象により殺菌剤Ｓをチャンバー１２内へと吸液可能なフェルトなどの素材が用いられ、振動板２９Ｂには例えば多孔板などが用いられる。

【0017】

振動板２９Ｂの中央部には多数の孔が設けられ吸液部材２９Ａの上端に隣接して配置される。振動板２９Ｂの外周部は、円環状の超音波素子２４の下面に貼着され、吸液部材２９Ａを取り囲むように配置される。吸液部材２９Ａにより吸い上げられた殺菌剤Ｓは、振動板２９Ｂの多孔板を通して霧化され円環状の超音波素子２４の開口部２４Ａを通してチャンバー１２内へと拡散される。

【0018】

スターホイール１４によりキャップ供給ガイド１６からチャンバー１２へ順次供給されたキャップＣは、エアノズル１９から噴出されるエアによりキャップ搬送ガイド１８に沿ってチャンバー１２内を搬送され、チャンバー１２から排出されると、キャップ排出ガイド２０に案内されて下流側へと排出される。貯留部２８内に貯留された液体状の殺菌剤Ｓは、チャンバー１２の底面であるプレート２２に設けられた超音波霧化装置２９からの超音波により霧化されチャンバー１２内に拡散される。キャップＣは、霧化された殺菌剤Ｓで充満されたチャンバー１２内を、エアノズル１９から噴出される加温されたエアによりキャップ搬送ガイド１８に沿って搬送される。これによりキャップＣは、チャンバー１２内を搬送される間、加温された殺菌剤Ｓに一様に曝され効率的に殺菌される。なお、チャンバー１２内におけるキャップ搬送ガイド１８に沿ったキャップＣの搬送が、スターホイール１４による押出力のみでも可能な場合には、エアノズル１９を斜め方向ではなく、搬送方向に対して垂直方向に向けて配置してもよい。また、状況によっては両配置を適宜組み合わせることも可能である。

【0019】

以上のように、第１実施形態の物品殺菌装置では、超音波霧化装置（超音波霧化手段）により殺菌チャンバー内の殺菌剤を霧化し、チャンバー内を殺菌剤雰囲気とするとともに、エアノズル（エア噴射手段）により、搬送経路に沿って加温されたエアを噴射することで、霧化された殺菌剤をホットエアに巻き込みながらキャップ（物品）表面に効率的に付着させることができる。これによりキャップ（物品）は、チャンバー内を搬送される間に効率的に少量の殺菌剤で殺菌される。

【0020】

図５は、第２実施形態の物品殺菌装置３０の構成を示す模式的な縦断面図である。第２実施形態の物品殺菌装置３０は第１実施形態の物品殺菌装置１０と同様にキャップＣの殺菌を行うが、チャンバー１２内におけるキャップＣの搬送方法が第１実施形態と異なる。なお、その他の構成は基本的に第１実施形態と同様であるため、同様の構成については同一参照記号を用いその説明を省略する。

【0021】

第１実施形態の物品殺菌装置１０では、エアノズル１９から噴出されるエアによりキャップＣをキャップ搬送ガイド１８に沿って搬送したが、第２実施形態の物品殺菌装置３０では、複数のロータリー式搬送コンベヤ３２を用いてキャップＣを搬送する。

【0022】

キャップＣはキャップ供給ガイド１６を通して物品殺菌装置１０のチャンバー１２内へと供給され、チャンバー１２内において、回転するロータリー式搬送コンベヤ３２の外周に沿って設けられたポケット３２Ａに受け渡される。チャンバー１２内には複数のロータリー式搬送コンベヤ３２が順に隣接して設けられ、キャップＣは、上流側のロータリー式搬送コンベヤ３２から下流側のロータリー式搬送コンベヤ３２へと順次受け渡される。最下流に位置するロータリー式搬送コンベヤ３２は、キャップＣをキャップ排出ガイド２０に受け渡し、キャップＣは自重によりキャップ排出ガイド２０に沿って下流側へと排出される。

【0023】

各ロータリー式搬送コンベヤ３２において、キャップＣを搬送する区間のポケット３２Ａの両側には、エアノズル１９を備える円弧状のエア供給管１９Ａがポケット３２Ａに沿って配置される。エアノズル１９からは第１実施形態と同様に加温されたエアが噴射されポケット３２Ａ内のキャップＣに吹き付けられる。

【0024】

また、チャンバー１２の下方には、第１実施形態と同様に液体状の殺菌剤Ｓが貯留される貯留部２８が設けられ、貯留部２８の殺菌剤Ｓは、チャンバー１２の底面であるプレート２２に設置された超音波霧化装置２９の超音波振動により霧化される。これによりチャンバー１２内は霧化された殺菌剤Ｓに満たされ、ロータリー式搬送コンベヤ３２により搬送されるキャップＣには、エアノズル１９から噴出される加温されたエアとともに殺菌剤Ｓが吹き付けられ殺菌される。

【0025】

以上のように、第２実施形態の物品殺菌装置においても第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0026】

次に第３実施形態の物品殺菌装置の構成を示す模式的な縦断面図である図６を参照して、第３実施形態の物品殺菌装置について説明する。第３実施形態の物品殺菌装置は、殺菌対象とする物品をＰＥＴボトルなどのプリフォームとしたものである。なお、第３実施形態の物品殺菌装置における殺菌チャンバーおよび超音波霧化装置の構成は第１、第２実施形態と同様であり、同様の構成については同一参照符号を用いその説明を省略する。

【0027】

第３実施形態の物品殺菌装置３４では、チャンバー１２の下流側にチャンバー１２内でプリフォームＰに付着した殺菌剤Ｓの液滴を除去するための無菌エア噴出部３６が設けられる。チャンバー１２には、プリフォーム供給ガイド３８を通してプリフォームＰが供給される。チャンバー１２と無菌エア噴出部３６内には、両者を略水平に縦通するプリフォーム搬送ガイド４０が配置され、チャンバー１２および無菌エア噴出部３６内において、プリフォームＰはプリフォーム搬送ガイド４０に沿って搬送される。無菌エア噴出部３６の下流部においてプリフォーム搬送ガイド４０は、プリフォーム排出ガイド４２に接続される。なお、図６では、傾斜されたプリフォーム供給ガイド３８を通してプリフォームＰが自重によりチャンバー１２内へと供給されているが、プリフォーム供給ガイド３８に隣接してスターホイールを配置して、スターホイールによりプリフォームＰをプリフォーム供給ガイド３８に沿ってチャンバー１２に向けて押し出す構成としてもよい。

【0028】

チャンバー１２の下方には、第１、２実施形態と同様に液体状の殺菌剤Ｓが貯留され貯留部２８が設けられ、貯留部２８の殺菌剤Ｓは、チャンバー１２の底面であるプレート２２に設置された超音波霧化装置２９の超音波振動により霧化される。これによりチャンバー１２内は霧化された殺菌剤Ｓに満たされる。

【0029】

チャンバー１２内において、プリフォーム搬送ガイド４０の両側には第１実施形態と同様にプリフォーム搬送ガイド４０に沿って多数のエアノズル１９を備えるエア供給管１９Ａが配置される。エアノズル１９からは、加温されたエアがプリフォーム搬送方向に沿って斜めに吹き付けられ、プリフォーム搬送ガイド４０に支持されるプリフォームＰには、エアと霧化された殺菌剤Ｓを吹き付けられる。これにより、プリフォームＰには加温されたエアとともに殺菌剤Ｓが吹き付けられ、プリフォーム搬送ガイド４０に沿って下流側へと移動される。

【0030】

また、プリフォーム搬送ガイド４０において、プリフォームＰは口部を上にして保持されており、プリフォームＰの上方には、プリフォームＰの内側に向けて下向きに加温されたエアを噴出する多数のエアノズル４４が配置される。エアノズル４４は、プリフォーム搬送ガイド４０に沿って、その上方に配置されるエア供給管４４Ｐに沿って設けられる。これにより、霧化された殺菌剤Ｓがエアノズル４４からの加温されたエアとともにプリフォームＰ内へと注入される。

【0031】

無菌エア噴出部３６には、プリフォーム搬送ガイド４０によって搬送されるプリフォームＰの上下から無菌エアを噴出する多数のエアノズル４６がプリフォーム搬送ガイド４０に沿って配置される。すなわち、チャンバー１２内においてプリフォームＰに付着した殺菌剤Ｓは、無菌エア噴出部３６を搬送される間にエアにより除去される。無菌エア噴出部３６におけるプリフォームＰは、後続のプリフォームＰに押され、プリフォーム搬送ガイド４０に沿って下流側へと移動される。

【0032】

以上のように、物品をキャップからプリフォームに代えた第３実施形態の物品殺菌装置においても、第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0033】

次に図７を参照して第４実施形態の物品殺菌装置５０について説明する。第４実施形態の物品殺菌装置５０は、第１実施形態の物品殺菌装置１０と略同様の構成であるが、超音波を用いた殺菌剤Ｓの霧化方法が第１実施形態と異なる。なお、その他の構成は第１実施形態と同様であり、同様の構成については同一参照符号を用いその説明を省略する。

【0034】

第１実施形態の物品殺菌装置１０では、チャンバー１２下方に設けられた貯留部２８内の殺菌剤Ｓを吸液部材２９Ａで吸い上げ、超音波素子２４が殺菌剤Ｓに暴露される状態で殺菌剤Ｓを霧化した。しかし、第４実施形態では、超音波素子２４からの超音波を、超音波伝達媒体を介して殺菌剤Ｓに照射し霧化する間接霧化を用いる。

【0035】

図７に示されるように、チャンバー１２の底面はステンレスなどのプレート５２により密閉されており、チャンバー１２の下方部はプレート２２とチャンバー１２の四方を取り囲む側面（１２Ａ、１２Ｂを含む側面）とにより、殺菌剤Ｓを貯留する貯留部（貯留手段）として構成される。プレート２２の下方には、プレート２２越しにチャンバー１２内の殺菌剤Ｓを超音波で霧化させる超音波霧化装置（超音波霧化手段）が配置される。

【0036】

第４実施形態の超音波霧化装置は、プレート２２の下方に位置する物品殺菌装置５０本体の底面２６に配置される超音波素子２４と、超音波素子２４とプレート２２の間に満たされる超音波伝達媒体とから構成される。本実施形態において超音波伝達媒体は水などの液体Ｆである。すなわち、プレート２２の下は水などの超音波伝達媒体を貯留するタンク５４として構成され、その底面２６に超音波素子２４が複数配置されている。

【0037】

超音波素子２４で生成された超音波は、超音波伝達媒体である液体Ｆおよびプレート２２を介してチャンバー１２内に貯留される殺菌剤Ｓに照射される。チャンバー１２内の殺菌剤Ｓは、プレート２２を介した超音波により霧化され、チャンバー１２内に拡散される。なお、超音波伝達媒体は、伝達効率が高く超音波素子２４に過大な負荷を掛けない物質であればよく、例えばゲル物質であってもよい。

【0038】

以上のように、第４実施形態においても第１実施形態と略同様の効果が得られる。また、第４実施形態では、間接霧化を採用することで過酸化水素水による超音波素子の腐食を防止できる。

【0039】

なお、本実施形態では、物品殺菌装置において取り扱われる物品の例としてキャップとプリフォームを挙げたが、本実施形態はこれら以外の物品にも適用可能である。

【符号の説明】

【0040】

１０ 物品殺菌装置
１２ チャンバー
１８ キャップ搬送ガイド（搬送経路）
１９、４４ エアノズル（エア噴出手段、搬送手段）
２４ 超音波素子（超音波霧化手段）
３２ ロータリー式搬送コンベヤ（搬送経路、搬送手段）
４０ プリフォーム搬送ガイド（搬送経路）
Ｃ キャップ（物品）
Ｐ プリフォーム（物品）
Ｓ 殺菌剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】