JP2010202284A - 飲料充填方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インラインシステムにおいてボトルの殺菌処理を簡易化する。
【解決手段】プリフォーム１を連続走行させながら水蒸気Ｗを吹き付け、加熱することにより予備殺菌し、この予備殺菌したプリフォームを同じく連続走行する成形型４内でブロー成形してボトルを作り、この連続走行する成形型からボトルを取り出し、熱が残留しているうちにボトルに過酸化水素の凝結ミストＭ又はガスＧを吹き付けると共にエアリンスし、このボトルを同じく連続走行させながら飲料を充填しキャップで密封する。
【選択図】図２

Description

本発明は、飲料充填方法及び装置に関する。

従来、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォームを搬送しながら殺菌処理し、ブロー成形機によってプリフォームをボトルに成形し、このボトルに飲料を充填し、キャッピングして無菌包装体とするというインラインシステムとしての無菌充填方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

これは、ブロー成形前のプリフォームに殺菌剤のガスを吹き付けることで、加熱エアによる殺菌剤の乾燥を省略し、殺菌後においてプリフォームをブロー成形に適した加熱状態にしようとするものである。

また、蒸発させた殺菌剤をプリフォームに付着させ、残留した殺菌剤をバーナーによる火炎で排出するという方法（例えば、特許文献２参照。）や、殺菌蒸気をプリフォームにスプレーし、次いでプリフォームを加熱した後にブロー成形するという方法（例えば、特許文献３参照。）も提案されている。

一方、殺菌剤を使用することなくプリフォームを殺菌する方法として、プリフォーム内に水蒸気を吹き込んでガラス転移点温度以上の温度を所定時間維持することで殺菌し、その直後にエア、窒素ガス等のガスを吹き込んで除水するという方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。

特開２００１−２１２８７４号公報 特許第３７８０１６５号公報 特開２００８−１８３８９９号公報 特開２００７−１１１８８６号公報

ところが、従来のようにプリフォームに殺菌剤のガスを吹き付けて殺菌した後に、ブロー成形すると、成形機の各部が殺菌剤により腐食されやすくなる。

加えて、過酸化水素をはじめとする酸性殺菌剤の多くは濃度安定化のために燐酸系のキレート剤を含有している。このような殺菌剤がプリフォームに付着したまま成形機内に入って気化すると、これらのキレート剤が成形機に付着・堆積し、成形機を汚染すると共にボトル等の容器内に異物として混入する恐れがある。

また、プリフォームに殺菌剤を付着させた後、バーナーによる火炎で殺菌剤をプリフォームから排出させるようにした場合は、工程・装置が複雑で高価になるおそれがある。

また、殺菌剤を用いることなく水蒸気でプリフォーム内を殺菌する方法によれば、殺菌が発現するまでプリフォームを所定の温度に所定時間維持する必要があり、殺菌した後には除水工程を必要とするという問題がある。

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、プリフォーム（１）を連続走行させながら、水蒸気（Ｗ）を吹き付けてプリフォーム（１）の表面に水皮膜を形成し、この水皮膜の付着した状態でプリフォーム（１）を加熱し、乾燥させることによりプリフォーム（１）を予備殺菌し、この加熱したプリフォーム（１）を同じく連続走行するブロー成形型（４）内でブロー成形して容器（２）を作り、この連続走行するブロー成形型（４）から容器（２）を取り出して連続走行させながら本殺菌した後、この容器（２）に飲料（ａ）を充填して蓋（３）で密封することを特徴とする飲料充填方法を採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載の飲料充填方法において、上記本殺菌を、上記プリフォーム（１）での加熱による熱が残留した容器（２）に、過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けることによって行い、続いて無菌エアによりエアリンスをすることも可能である。

請求項３に記載されるように、請求項１に記載の飲料充填方法において、上記本殺菌を、無菌の温水を用いた温水リンスによって行うことも可能である。

請求項４に記載されるように、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無菌充填方法において、水蒸気（Ｗ）の吹き付けによって、各プリフォーム（１）に０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²の範囲で水皮膜を付着させるものとすることができる。

請求項５に係る発明は、プリフォーム（１）が容器（２）に成形され、容器（２）に飲料（ａ）が充填され、容器（２）が蓋（３）で密封されるまでプリフォーム（１）及び容器（２）を連続走行させる搬送路（２１等）が設けられ、プリフォーム（１）に水蒸気（Ｗ）を吹き付けるノズル（２４）と、水蒸気（Ｗ）が吹き付けられたプリフォーム（１）を加熱してプリフォームを予備殺菌すると共にブロー成形に適した加熱状態にするヒータ（１９ｂ）と、加熱したプリフォーム（１）を容器（２）にブロー成形する成形型（４）と、ブロー成形した容器（２）を本殺菌する本殺菌手段（６）と、本殺菌された容器（２）に飲料（ａ）を充填するフィラー（３９）と、飲料（ａ）が充填された容器（２）を蓋（３）で密封するキャッパー（４０）とが上記搬送路に沿って設けられた飲料充填装置を採用する。

請求項６に記載されるように、請求項５に記載の飲料充填装置において、上記本殺菌手段が、上記プリフォーム（１）での加熱による熱が残留した容器（２）に過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付ける殺菌用ノズル（６）と、過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）が吹き付けられた容器（２）に無菌エア（Ｋ）を吹き付けてエアリンスするエアリンス用ノズル（４５）とを含んでいるものとすることができる。

請求項７に記載されるように、請求項５に記載の飲料充填装置において、上記本殺菌手段が、上記プリフォーム（１）での加熱による熱が残留した容器（２）に無菌の温水（Ｈ）を吹き付けて温水リンスする温水リンス用ノズル（４６）を含んでいるものとすることができる。

請求項８に記載されるように、請求項５に記載の飲料充填装置において、上記ノズル（２４）による水蒸気（Ｗ）の吹き付けによって、各プリフォーム（１）に０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²の範囲で水皮膜を付着させるものとすることができる。

本発明によれば、プリフォーム（１）を連続走行させながら、水蒸気（Ｗ）を吹き付けてプリフォーム（１）の表面に水皮膜を形成し、この水皮膜の付着した状態でプリフォーム（１）を加熱し、乾燥させることによりプリフォーム（１）を予備殺菌し、この加熱したプリフォーム（１）を同じく連続走行するブロー成形型（４）内でブロー成形して容器（２）を作り、この連続走行するブロー成形型（４）から容器（２）を取り出して連続走行させながら本殺菌した後、この容器（２）に飲料（ａ）を充填して蓋（３）で密封するものであるから、予備殺菌を湿熱殺菌として行うことによって、耐熱性のあるカビ、酵母等真菌類やグラム陰性菌（サルモネラ菌、大腸菌等）を殺菌することが可能である。従って、酸性飲料、ミネラルウォーター、炭酸飲料等を充填する場合は、本殺菌による殺菌処理を軽減することができる。すなわち、本殺菌を過酸化水素、過酢酸、塩素水、オゾン等の殺菌剤で行う場合はその使用量や薬剤温度、濃度を低減することができ、温水で行う場合はその使用量や温度を低減することができ、ＵＶランプで行う場合はその照射線量を低減することができる。また、過酸化水素の使用量を低減することができることから、ことにプリフォーム（１）及び容器（２）を過酸化水素を吸着しやすいＰＥＴ製とした場合は、容器（２）への過酸化水素の過度な吸着を防止することができる。

また、本発明において、上記本殺菌を、上記プリフォーム（１）での加熱による熱が残留した容器（２）に、過酸化水素の凝結ミスト（Ｍ）又はガス（Ｇ）を吹き付けることによって行い、続いて無菌エアによりエアリンスをするものとした場合は、細菌の芽胞をも殺菌することができるので、ＰＨ４．６以上の低酸性飲料も充填することができる。しかも、水蒸気を用いてプリフォーム（１）を殺菌した後にブロー成形し、ブロー成形して得られた容器（２）を過酸化水素で殺菌するので、ブロー成形型に過酸化水素が付着することによるブロー成形型等の腐食、劣化等を防止することができる。

また、本発明において、上記本殺菌を、無菌の温水（Ｈ）により温水リンスをすることによって行うものとした場合は、容器（２）に過酸化水素が残留するという問題が解消され、ミネラルウォーターや酸性飲料などの低酸性飲料以外の充填に適したものとなる。

また、本発明において、水蒸気（Ｗ）の吹き付けによって、各プリフォーム（１）に０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²の範囲で水皮膜を付着させるものとした場合は、容器（２）に殺菌不良が生じるのを防止することができ、また、容器に白化、歪、成形ムラ等の成形不良が生じるのを防止することができる。

本発明に係る充填方法及び装置によって製造される包装体の一例を示す部分切欠正面図である。 本発明の実施の形態１，２に係る充填方法の前半の各工程を表す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る充填方法の後半の各工程を表す説明図である。 過酸化水素のガスを生成するための生成器の一例を示す垂直断面図である。 本発明の実施の形態１に係る充填装置の一例の概略を示す平面図である。 本発明の実施の形態２に係る充填方法の後半の各工程を表す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る充填装置の一例の概略を示す平面図である。

以下に本発明を実施するための形態について説明する。

＜実施の形態１＞
この実施の形態１におけるインラインシステムによれば、最終製品として図１に示す包装体を製造することができる。

図１に示すように、この包装体は、容器であるボトル２と、蓋であるキャップ３とを備える。

ボトル２はこの実施の形態ではＰＥＴ製であるが、ＰＥＴに限らずポリプロピレン、ポリエチレン等他の樹脂を用いて作ることも可能である。ボトル２の口部２ａには雄ネジ２ｂが形成される。

キャップ３はポリプロピレン等の樹脂を材料にして射出成形等により形成され、キャップ３の成形と同時に雌ネジ３ａも形成される。

ボトル２には、その内部があらかじめ殺菌処理された状態で、殺菌処理済の飲料ａが充填される。飲料ａの充填後にキャップ３がボトル２の口部２ａに被せられ、雌雄ネジ３ａ，２ｂの螺合によってボトル２の口部２ａが密封され、包装体が完成する。

上記ボトル２は、次に述べるような手順で容器として形成され、飲料の充填、密封を経て包装体とされる。

まず、図２（Ａ）に示すように、プリフォーム１が所望の速度で連続的に搬送される。

プリフォーム１は、ＰＥＴの射出成形等によって略試験管状の有底筒状体として形成される。プリフォーム１は、図１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２ｂが形成される。

プリフォーム１の搬送が開始された直後、ノズル２４からミスト状の水蒸気Ｗがプリフォーム１に吹き付けられる。これにより、プリフォーム１の表面には水の薄い皮膜が形成される。

水蒸気Ｗをプリフォーム１に吹き付けることによって、各プリフォーム１には、０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²の水皮膜が付着形成される。この水の付着量が０．０２ｍｇ／ｃｍ²よりも少ない場合は、乾熱殺菌となって、図２（Ｂ）に示すような後の
加熱によっても十分な殺菌効果を得ることができない。また、この水の付着量が１．１５ｍｇ／ｃｍ²よりも多いと、後に図２（Ｃ）に示すようにブロー成形した場合に、ボトル
に白化、斑点、皺、変形の成形不良が発生しやすくなる。

このプリフォーム１に対する水の付着量は、より望ましくは、０．０７ｍｇ／ｃｍ²〜
０．４６ｍｇ／ｃｍ²である。

図２（Ｂ）に示すように、プリフォーム１の搬送路に沿ってヒータ１９ｂがトンネル状に配置され、このヒータ１９ｂによってプリフォーム１は走行しながら加熱される。プリフォーム１は、この加熱によって９０℃から１２０℃程度まで均一に加熱され、ブロー成形に適した加熱状態とされる。

加熱時には、プリフォーム１は、その口部２ａにスピンドル（又はマンドレル）４３が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、スピンドル（又はマンドレル）４３と共に回転することによってヒータ１９ｂで均一に加熱される。

また、この加熱工程によってプリフォーム１の表面が予備殺菌される。すなわち、水皮膜を付着させた状態でプリフォーム１を加熱しながら乾燥させることで、本来、乾熱殺菌状態である工程が湿熱殺菌状態へと変わり、乾熱状態では全く殺菌されないような耐熱性を有するカビなども容易に殺菌される。これにより、プリフォーム１の表面に付着した、耐熱性カビ、酵母等の真菌類や、サルモネラ菌、大腸菌群等のグラム陰性菌等が好適に殺菌される。

加熱によってブロー成形に適した加熱状態とされ、かつ、予備殺菌されたプリフォーム１は、図２（Ｃ）に示すように、ブロー成形に付され容器としてのボトル２に成形される。

ブロー成形用の成形型である金型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は、図２（Ｂ）に示した加熱工程でその全体の温度が成形に好適な温度域に上昇するようにほぼ均一に加熱されており、その加熱状態のままで、図２（Ｃ）に示すように、スピンドル４３ごと金型４内に装着される。また、ブローノズル５が金型４の上部及びプリフォーム１の口部２ａ内のスピンドル４３を貫通してプリフォーム１内に挿入される。

金型４が走行する間に、例えば一次ブロー用エアや二次ブロー用エアがブローノズル５からプリフォーム１内に順次吹き込まれることによって、金型４のキャビティＣ内でプリフォーム１が最終成形品のボトル２まで膨張する。

このように金型４内でボトル２が成形されると、金型４が走行しつつ型開きし、図２（Ｄ）に示すように、ボトル２の完成品が金型４外へ取り出される。

ボトル２は成形後も連続走行しつつ、図３（Ｅ）に示すように本殺菌される。この本殺菌は、殺菌剤である過酸化水素のミストＭ又はガスＧが殺菌用ノズル６から吹き付けられることによって行われる。殺菌用ノズル６はプリフォーム１の口部２ａに対峙するように配置される。殺菌用ノズル６から吐出された過酸化水素のミストＭ又はガスＧは、ボトルの口部２ａからボトル２内に侵入してボトル２の内面を殺菌する。

また、このボトル２の連続走行箇所にはトンネル４４が形成され、殺菌用ノズル６から吐出された過酸化水素のミストＭ又はガスＧはこのトンネル４４内に滞留することによってボトル２の外面を効果的に殺菌する。

過酸化水素のミストＭ又はガスＧは、例えば図４に示す生成器７によって生成可能である。

この生成器７は、殺菌剤である過酸化水素の水溶液を滴状にして供給する二流体スプレーである過酸化水素供給部８と、この過酸化水素供給部８から供給された過酸化水素の噴霧をその沸点以上の非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。過酸化水素供給部８は、過酸化水素供給路８ａ及び圧縮空気供給路８ｂからそれぞれ過酸化水素の水溶液と圧縮空気を導入して過酸化水素の水溶液を気化部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過酸化水素の噴霧を加熱し気化させる。気化した過酸化水素のガスＧは吐出ノズル９ｂから気化部９外に凝結ミストＭとなって噴出する。

図３（Ｅ）に示したミストＭはこの凝結ミストである。このミストＭに代えてガスＧを用いる場合は、図４に二点鎖線で示すように、吐出ノズル９ｂの先端に熱風Ｈの流れる導管４２を連結し、吐出ノズル９ｂから出た凝結ミストＭをこの熱風Ｈによってガス化し、このガスＧをフレキシブルホース等で上記殺菌用ノズル６へと流すようにすればよい。

殺菌用ノズル６はボトル２の搬送路上の定位置に設置してもよいし、ボトル２と同期的に移動させてもよい。

図３（Ｅ）に示すように、殺菌用ノズル６から吹き出た過酸化水素のミストＭ又はガスＧはボトル２の内外の表面に接触するが、その際ボトル２は上記プリフォーム１の段階で加えられた熱が残留し所定温度に保持されていることから、効率良く殺菌される。この所定温度は、プリフォーム１がＰＥＴ製の場合、望ましくは４０℃〜７５℃であり、より望ましくは、５０℃〜７５℃である。４０℃よりも低い場合は殺菌性が著しく低下し、７５℃よりも高い場合は成形機に不具合が生じる場合がある。

この過酸化水素のミストＭ又はガスＧの吹き付け後もボトル２は連続走行し、図３（Ｆ）に示すように、エアリンスに付される。エアリンスは無菌エアＫがノズル４５からボトル２内に吹き込まれることによって行われ、この無菌エアＫの流れによってボトル２内から異物、過酸化水素等が除去される。その際、ボトル２は正立状態とされる。ただし、必要に応じて倒立状態としてもよい。

上述したように、プリフォームの段階で予備殺菌した後に過酸化水素でボトルを本殺菌するので、過酸化水素の使用量は少なくて済む。したがって、エアリンス後に熱水等の水によってボトルに付着した過酸化水素を洗い流す温水リンス工程は不要となる。しかし、無菌水リンスを行っても問題はない。

この本殺菌で使用する過酸化水素のミストＭ又はガスＧは次の通りである。
１）過酸化水素ミストＭを使用する場合：従来の本殺菌のみを行ってボトルを滅菌するためには、ボトルに５０μＬ／５００ｍＬボトル〜１００μＬ／５００ｍＬボトルの量の過酸化水素を付着させる必要があったが、本発明のようにプリフォームの予備殺菌を行った場合は、３０μＬ／５００ｍＬボトル〜５０μＬ／５００ｍＬボトルの量の過酸化水素ミストＭを付着させることで滅菌効果Ｌｏｇ６を達成することができた。
２）過酸化水素ガスＧを使用する場合：従来の本殺菌のみを行ってボトルを滅菌するためには、ガス濃度が５ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌの過酸化水素ガスＧをボトルに吹き付ける必要があったが、本発明のようにプリフォームの予備殺菌を行った場合は、ガス濃度が１ｍｇ／Ｌ〜５ｍｇ／Ｌの過酸化水素ガスＧを吹き付けることで滅菌効果Ｌｏｇ６を達成することができた。

エアリンス後、図３（Ｇ）に示すように、飲料ａが充填ノズル１０からボトル２内に充填され、図３（Ｈ）に示すように、蓋であるキャップ３で密封される。

かくて、包装体とされたボトル２は、集積され市場へと搬出される。

上記充填方法を実施するための充填装置は、例えば図５のごとく構成される。

図５に示すように、この充填装置は、口部２ａを有する有底筒状のプリフォーム１（図２（Ａ）参照）を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給機１１と、ブロー成形機１２と、成形されたボトル２に飲料ａを充填、密封する充填機１３とを備える。

プリフォーム供給機１１から充填機１３に至る間には、プリフォーム１（図２（Ａ）参照）を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、ボトル２の完成品形状のキャビティＣを有する金型４（図２（Ｃ）参照）を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する金型用搬送手段と、金型４で成形されたボトル２を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送するボトル用搬送手段とが設けられる。

プリフォーム用搬送手段の第一の搬送路と、金型用搬送手段の第二の搬送路と、ボトル用搬送手段の第三の搬送路は互いに連通し、これらの搬送路上にはプリフォーム１やボトル２を保持しつつ搬送する図示しないグリッパ等が設けられている。

プリフォーム用搬送手段は、その第一の搬送路上に、プリフォーム１を所定の間隔で順次供給するプリフォームコンベア１４を備える。また、プリフォームコンベア１４の終端からプリフォーム１を受け取って搬送するホイール１５，１６，１７，１８の列と、ホイール１８からプリフォーム１を受け取って走行させるコンベア１９とを具備する。

プリフォーム供給機１１におけるプリフォームコンベア１４がホイール１５に接続される箇所よりもやや上流側には、水蒸気Ｗを噴霧するノズル２４が設けられる。このノズル２４から加熱前のプリフォーム１に向かって水蒸気Ｗが吹き付けられる（図２（Ａ）参照）。これにより、プリフォーム１の表面に薄い水皮膜が均一に形成される。ノズル２４としては圧縮エアを利用して水を噴霧する二流体ノズルを使用することができる。このノズル２４によって、各プリフォーム１には、望ましくは０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²、より望ましくは０．０７ｍｇ／ｃｍ²〜０．４６ｍｇ／ｃｍ²の水皮膜が付着形成される。

このノズル２４はプリフォーム１がコンベア１９に至る前の例えばホイール１８の外周の定位置に設置することも可能である。

コンベア１９は水平方向に長く伸びる無端搬送チェーンを有し、この無端搬送チェーンに沿って加熱部１９ａが設けられている。無端搬送チェーンには、図２（Ｂ）に示すスピンドル（又はマンドレル）４３が一定ピッチで多数取り付けられる。各スピンドル（又はマンドレル）４３は無端搬送チェーンの走行と共に走行しながら自転可能である。ホイール１８側からコンベア１９に送られたプリフォーム１には、図２（Ｂ）に示すようにスピンドル（又はマンドレル）４３がその開口２ａから挿入され、スピンドル（又はマンドレル）４３に正立状態で保持される。

プリフォーム１は、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７，１８の列を経てコンベア１９に受け取られ、加熱部１９ａ内をこのコンベア１９によって往復移動する。加熱部１９ａの内壁面には、ヒータ１９ｂ（図２（Ｂ）参照）が張り巡らされており、コンベア１９によって搬送されるプリフォーム１がこのヒータ１９ｂによって加熱される。プリフォーム１はコンベア１９上を走行中スピンドル（又はマンドレル）の回転と共に自転し、ヒータ１９ｂによって均一に加熱される。

このヒータ１９ｂによる加熱でプリフォーム１の表面に付着した水の皮膜も加熱される。この皮膜の水量は、上述したように望ましくは０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／
ｃｍ²、より望ましくは０．０７ｍｇ／ｃｍ²〜０．４６ｍｇ／ｃｍ²であり、その加熱に
よって湿熱殺菌とすることができるので、プリフォーム１の表面に付着した耐熱性の高い芽胞形成細菌以外のほとんどの菌を殺菌することができる。

すなわち、プリフォーム１は上記加熱部１９ａでの加熱により口部以外はおおよそ１５秒〜３０秒の間に９０℃〜１２０℃まで昇温する。一方、芽胞形成細菌以外のほとんどの菌は、８０℃で１０分間加熱するとすべて死滅することが知られている。これをＺ＝５℃で計算すると、９０℃で６秒間加熱する場合と同等の殺菌効果となる。したがって、プリフォーム１が上述の如く加熱部１９ａで加熱されると、その表面に付着した芽胞形成細菌以外のほとんどの菌は死滅するということができる。

ブロー成形機１２は、上記プリフォーム供給機１１の加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってボトル２に加熱成形する金型４及びブローノズル５（図２（Ｃ）参照）を複数セット備える。

ブロー成形機１２内には、上記金型用搬送手段の第二の搬送路が通っている。この第二の搬送路は、ホイール２０，２１，２２，１７，２３の列によって構成される。なお、このホイール２０，２１，２２，１７，２３の列と上記プリフォーム用搬送手段のホイール１５，１６，１７，１８の列との間ではホイール１７が共用される。

金型４及びブローノズル５は、ホイール２１の回りに複数個配置され、ホイール２１の回転とともにホイール２１の周りを一定速度で旋回する。

ホイール２０の図示しないグリッパがプリフォーム供給機１１の加熱部１９ａで加熱されたプリフォーム１をスピンドル４３ごと受け取ってホイール２１の回りの金型４に受け渡すと、二つ割りの金型４が閉じてプリフォーム１を図２（Ｃ）のごとく把持する。金型４内のプリフォーム１はホイール２１の回りを金型４及びブローノズル５と共に旋回しながら、ブローノズル５からブロー成形用の高圧エアでブローされることによりボトル２の完成品に成形される。プリフォーム１は、図２（Ｂ）に示したように、上記ヒータ１９ｂによって所定の温度まで均一に加熱されていることから、円滑にブロー成形される。

また、上述したように、各プリフォーム１に付着した水皮膜の水量は、望ましくは０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²、より望ましくは０．０７ｍｇ／ｃｍ²〜０．４６ｍｇ／ｃｍ²であるから、ボトル２に白化、斑点、変形等を生じることなく適正にブロー成形される。

金型４のキャビティＣ内にプリフォーム１が密着しボトル２が形成されると、この金型４はホイール２２に接したところで型開きし、ボトル２及びスピンドル４３を解放する。そして、ボトル２がスピンドル４３からホイール２２の図示しないグリッパによって受け取られる。

一方、ボトル２を解放したスピンドル４３は、ホイール２０を経て上記コンベア１９へと復帰し、引き続き他のプリフォーム１を保持して搬送する。

ブロー成形機１２から出てホイール２２に至ったボトル２は、ホイール２２の外周に配置された検査装置４７によって成形不良等について検査される。

検査装置４７は、図示しないが、ボトル２の胴部の良否を判別するボトル胴部検査手段と、ボトル２のサポートリング２ｃ（図１参照）の良否を判別するサポートリング検査手段と、ボトル２の首部天面の良否を判別するボトル首部天面検査手段と、ボトル２の底部の良否を判別するボトル底部検査手段と、ボトル２の温度を検出してボトル２の良否を判別する温度検査手段とを具備する。

ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段及び温度検査手段は、ホイール２２の外周に沿うように配置される。

ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段は、図示しないが、各々ランプとカメラでボトル２の所定箇所を撮像し、画像処理装置によって処理し、形状、傷、異物、変色等について異常があるかないかについて判別する。

温度検査手段は、図示しないが、温度センサによってボトル２の表面の温度を検出し、所定の温度に達していない場合は、不良品として判断する。すなわち所定の温度に達していないボトル２は後の過酸化水素による殺菌を行っても殺菌が不十分となる可能性がある。逆にボトル２の温度が所定の温度に達している場合は、後の過酸化水素による殺菌によって十分に殺菌され得る。

なお、検査装置４７は必要に応じて設置される。また、ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段及び温度検査手段は必要に応じて取捨選択される。

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、合格品のみホイール２２からホイール１７を経てホイール２３へと搬送される。

ホイール２３の外周には、ボトル２について本殺菌を行うための殺菌用ノズル６（図３（Ｅ）参照）が配置される。上記金型４で成形されたボトル２に対して、殺菌用ノズル６から過酸化水素のミストＭ又はガスＧが吹き付けられることによって、ボトル２の殺菌が行われ、その表面に生残した菌類が殺菌される。この段階のボトル２はプリフォーム１での加熱及び金型による熱が残留しており、この熱によって過酸化水素のミストＭ又はガスＧによる殺菌効果が高められる。

上述したように、図２（Ｂ）に示したプリフォーム１の段階でプリフォーム１について予備殺菌が行われ、この予備殺菌によって一部の耐熱性の高い芽胞形成細菌以外のほとんどの微生物は殺菌される。したがって、この過酸化水素のミストＭ又はガスＧのボトル２に対する吹き付けによって上記プリフォーム１の段階で生残した菌と、ブロー成形工程、搬送工程で混入した僅かな菌等が本殺菌において殺菌処理される。

殺菌用ノズル６は、ブロー成形機の殺菌剤による腐食を防止することができる仕様であれば、ホイール２３の外周に限らず、ホイール１７、２２の外周の定位置に設置してもよい。

この過酸化水素のミストＭ又はガスＧによる殺菌では、上述したようにプリフォーム１の段階で予備殺菌されているので、過酸化水素の使用量が少なくて済む。

充填機１３は、上記ボトル用搬送手段の第三の搬送路をその内部に有する。この第三の搬送路は、ホイール２７,３４,３５,３６,３７,３８の列を有する。

ホイール２７の外周には、エアリンス用のノズル４５（図３（Ｆ）参照）が配置される。このノズル４５からボトル２内に無菌エアが吹き込まれ、ボトル２内から異物や残留した過酸化水素が除去される。

また、無菌状態のボトル２に飲料ａを充填するためのフィラー３９が設けられ、ホイール３７の回りには飲料ａが充填されたボトル２にキャップ３（図１参照）を取り付けて密封するためのキャッパー４０が設けられる。

なお、フィラー３９及びキャッパー４０は公知の装置と同様で良いため、説明を省略する。

また、この充填装置はチャンバー４１で囲まれており、チャンバー４１内は無菌ゾーンとグレーゾーンに仕切られている。そして、プリフォーム供給機１１及びブロー成形機１２はグレーゾーンに、充填機１３は無菌ゾーンにそれぞれ配置されている。

グレーゾーンにはＨＥＰＡで無菌化されたエアが常時吹き込まれ、これにより、成形時に殺菌されたボトル２が微生物に二次汚染されることなく無菌ゾーンへと搬送される。

次に、図２、図３及び図５を参照して充填装置の動作を説明する。

まず、プリフォームコンベア１４、ホイール１５，１６，１７，１８の列によってプリフォーム１が加熱部１９ａへと搬送される。

加熱部１９ａに入る前に、図５に示すノズル２４から、図２（Ａ）に示すように、プリフォーム１に水蒸気Ｗが吹き付けられる。これにより、プリフォーム１の表面に薄い水皮膜が形成される。各プリフォーム１に形成される水皮膜の水量は、望ましくは望ましくは０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²、より望ましくは０．０７ｍｇ／ｃｍ²〜０．４６ｍｇ／ｃｍ²である。

加熱部１９ａにおいてプリフォーム１は、コンベア１９によって搬送されつつ、全体の温度が成形に好適な温度域まで均一に加熱される。

また、この加熱部１９ａでの加熱により、上記水皮膜が付着したプリフォーム１の予備殺菌が行われ、プリフォーム１の表面に付着した細菌芽胞以外のほとんどの微生物が殺菌される。

加熱部１９ａで加熱され、予備殺菌されたプリフォーム１は、ホイール２１の外周を通過する際に図２（Ｃ）のごとく金型４により抱持され、ブローノズル５からの高圧エアの吹き込みによってキャビティＣ内でボトル２の完成品まで膨張する。

成形されたボトル２は、金型４の型開き後にホイール２２のグリッパによって金型４外に取り出され、検査装置によって成形不良等の有無について検査された後、ホイール２３の外周を通過する際に図３（Ｅ）のごとく殺菌用ノズル６から過酸化水素のガスＧ又はミストＡを吹き付けられ本殺菌に付される。

ボトル２には、加熱部１９ａで加えられた熱が残留しているので、殺菌用ノズル６から吹き付けられた過酸化水素のガスＧ又はミストＡによって効果的に殺菌処理される。この殺菌により、プリフォーム１の表面に生残していた菌が殺菌される。

この成形され殺菌されたボトル２は、ホイール２３から下流側のホイール２７へと流れ、ホイール２７の回りで、図３（Ｆ）のごとくノズル４５から無菌エアを吹き込まれることによって、エアリンスに付される。

その後、ホイール３４，３５，３６，３７，３８の列へと受け渡されつつ充填機１３内を走行する。

充填機１３においてボトル２には、図３（Ｇ）のごとく滅菌処理された飲料ａがフィラー３９の充填ノズル１０により充填される。飲料ａが充填されたボトル２は、キャッパー４０によりキャップ３が施されて密封され（図１、図３（Ｈ）参照）、チャンバー４１の出口から排出される。

上述したようにフィラー３９及びキャッパー４０は公知の装置であるため、ボトル２への飲料の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。

＜実施の形態２＞
図６（Ｅ）に示すように、この実施の形態２では、図２（Ｄ）に示すごとく金型４から取り出されたボトル２が、無菌の温水Ｈにより温水リンスされることで本殺菌が行われる。図６（Ｅ）中、符号４６は無菌の温水Ｈを吹き付ける温水リンス用ノズルを示す。温水Ｈの温度は、ボトル２が変形等しない程度の範囲に維持される。

ボトル２は、実施の形態１と同様に、図２（Ｂ）に示したプリフォーム１の段階で水蒸気を吹き付けられた後、湿熱状態で加熱されることにより予備殺菌が行われ、細菌芽胞以外のほとんどの微生物はすでに殺菌されている。したがって、この温水リンスによって上記ボトル２の段階で生残した菌が殺菌処理される。

温水リンス後のボトル２には、図６（Ｆ）に示すように飲料ａが充填され、図６（Ｇ）に示すようにキャップ３が被せられる。

この実施の形態２の充填方法は、低酸性飲料以外の酸性飲料、炭酸飲料、ミネラルウォーターなど芽胞形成細菌を滅菌する必要がない飲料の製造に好適である。

図７に示すように、この実施の形態２の充填方法を実施するための充填装置は、実施の形態１の図５に示す充填装置の充填機１３内におけるホイール２７に代えてホイール４９が設けられた構造になっている。

ホイール４９の回りには、図６（Ｅ）に示した温水を吐出するノズル４６が図示しないグリッパと共に所定間隔で設けられている。このホイール４９のグリッパは上下反転動作が可能であり、図２（Ｄ）に示したボトル２を把持して図６（Ｅ）に示すように上下逆様にして走行する。このグリッパ及びボトル２の走行に同期してノズル４６が走行しつつボトル２の口部２ａからボトル２内に侵入し、温水Ｈをボトル２内に吐出する。温水Ｈはボトル２内に充満し、ボトル内面を殺菌した後、口部２ａからボトル２外に流出する。

この温水リンス後、ボトル２はホイール３５の回りを走行しつつ、フィラー３９の充填ノズル１０により飲料ａを充填される（図６（Ｆ））。飲料ａが充填されたボトル２は、に示すように、キャッパー４０によりキャップ３が施されて密封され（図６（Ｇ））、充填装置外に排出される。

この実施の形態２において、実施の形態１の部分と同じ部分には同じ符号を付して示し、詳細な説明を省略する。

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。例えば、本発明が適用される容器はＰＥＴボトルに限定されず、種々の樹脂製容器に適用することができる。容器の成形はインジェクションブローに限定されず、ダイレクトブロー等各種のブロー成形によって成形可能である。また、プリフォームや容器を搬送する搬送手段は、図４に示したホイール搬送装置に限定されない。容器が成形された順に所定の搬送速度で搬送可能な種々の搬送装置、例えばベルト搬送装置、バケット搬送装置、エア搬送装置を使用することもできる。

１…プリフォーム
２…ボトル
３…キャップ
４…金型
６…殺菌用ノズル
１９ｂ…ヒータ
２１…ホイール
２４…ノズル
３９…フィラー
４０…キャッパー
ａ…飲料
Ｇ…過酸化水素のガス
Ｈ…無菌温水
Ｍ…過酸化水素の凝結ミスト
Ｗ…水

Claims (8)

1. プリフォームを連続走行させながら、水蒸気を吹き付けてプリフォームの表面に水皮膜を形成し、この水皮膜の付着した状態でプリフォームを加熱し、乾燥させることによりプリフォームを予備殺菌し、この加熱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ブロー成形して容器を作り、この連続走行するブロー成形型から容器を取り出して連続走行させながら本殺菌した後、この容器に飲料を充填して蓋で密封することを特徴とする飲料充填方法。
2. 請求項１に記載の飲料充填方法において、上記本殺菌を、上記プリフォームでの加熱による熱が残留した容器に、過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付けることによって行い、続いて無菌エアによりエアリンスをすることを特徴とする飲料充填方法。
3. 請求項１に記載の飲料充填方法において、上記本殺菌を、無菌の温水を用いた温水リンスによって行うことを特徴とする飲料充填方法。
4. 請求項１に記載の飲料充填方法において、上記水蒸気の吹き付けによって、各プリフォームに０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²の範囲で水皮膜を付着させることを特徴とする飲料充填方法。
5. プリフォームが容器に成形され、容器に飲料が充填され、容器が蓋で密封されるまでプリフォーム及び容器を連続走行させる搬送路が設けられ、プリフォームに水蒸気を吹き付けるノズルと、水蒸気が吹き付けられたプリフォームを加熱してプリフォームを予備殺菌すると共にブロー成形に適した加熱状態にするヒータと、加熱したプリフォームを容器にブロー成形する成形型と、ブロー成形した容器を本殺菌する本殺菌手段と、本殺菌された容器に飲料を充填するフィラーと、飲料が充填された容器を密封するキャッパーとが上記搬送路に沿って設けられたことを特徴とする飲料充填装置。
6. 請求項５に記載の飲料充填装置において、上記本殺菌手段が、上記プリフォームでの加熱による熱が残留した容器に過酸化水素の凝結ミスト又はガスを吹き付ける殺菌用ノズルと、過酸化水素の凝結ミスト又はガスが吹き付けられた容器に無菌エアを吹き付けてエアリンスするエアリンス用ノズルとを含んでいることを特徴とする飲料充填装置。
7. 請求項５に記載の飲料充填装置において、上記本殺菌手段が、上記プリフォームでの加熱による熱が残留した容器に無菌の温水を吹き付けて温水リンスする温水リンス用ノズルを含んでいることを特徴とする飲料充填装置。
8. 請求項５に記載の飲料充填装置において、上記ノズルによる水蒸気の吹き付けによって、各プリフォームに０．０２ｍｇ／ｃｍ²〜１．１５ｍｇ／ｃｍ²の範囲で水皮膜を付着させることを特徴とする飲料充填装置。

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