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包装体の殺菌方法及び殺菌装置
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- 【要約】
【課題】 電子線照射によるペットボトル容器の殺菌処理に先立ち、イオン化エアを噴き付けて容器内面を静電除去し、水や薬剤等を使用することなく容器内面に付着する異物を容易かつ確実に除去する。
【解決手段】 クリーンルーム２０内の電子線照射部２１，２２においてボトル容器・キャップに電子線を照射して殺菌処理を行う前に、イオン化エア噴出部１３，１４において、イオン化エアを噴出するノズルの先端を、ボトル容器の所定位置まで挿入して、ボトル容器内面にイオン化エアを噴き付けることにより、ボトル容器内面に付着する異物を除去する異物除去処理を行う構成としてある。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装体にエネルギー線を照射して殺菌を行う包装体の殺菌方法であって、
包装体にエネルギー線を照射することにより当該包装体を殺菌する殺菌処理を行うとともに、
前記エネルギー線照射による殺菌処理の前に、前記包装体の内面及び／又は外面を静電除去することにより当該包装体に付着する異物を除去する異物除去処理を行う
ことを特徴とする包装体の殺菌方法。
【請求項２】
包装体にイオン化エアを噴き付けることにより前記異物除去処理を行う
ことを特徴とする請求項１記載の包装体の殺菌方法。
【請求項３】
包装体を倒立させた状態で前記異物除去処理を行う
ことを特徴とする請求項１又は２記載の包装体の殺菌方法。
【請求項４】
包装体がボトル容器である場合に、
イオン化エアを噴出するノズルの先端を、ボトル容器内の所定位置まで挿入して当該ボトル容器内面にイオン化エアを噴き付けることにより前記異物除去処理を行う
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の包装体の殺菌方法。
【請求項５】
包装体にエネルギー線を照射して殺菌を行う包装体の殺菌装置であって、
包装体にエネルギー線を照射することにより当該包装体を殺菌するエネルギー線照射手段を備えるとともに、
前記エネルギー線照射手段による殺菌処理の前に、前記包装体の内面及び／又は外面を静電除去することにより当該包装体に付着する異物を除去する異物除去手段を備える
ことを特徴とする包装体の殺菌装置。
【請求項６】
前記異物除去手段は、包装体にイオン化エアを噴き付けることにより前記異物除去処理を行うイオン化エア噴出手段を備える
ことを特徴とする請求項５記載の包装体の殺菌装置。
【請求項７】
前記異物除去手段は、包装体を倒立させた状態で前記異物除去処理を行う包装体倒立手段を備える
ことを特徴とする請求項５又は６記載の包装体の殺菌装置。
【請求項８】
包装体がボトル容器である場合に、
前記異物除去手段は、イオン化エアを噴出するノズルの先端を、ボトル容器内の所定位置まで挿入して当該ボトル容器内面にイオン化エアを噴き付けることにより前記異物除去処理を行うノズル駆動手段を備える
ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の包装体の殺菌装置。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＥＴ製のボトル容器や容器のキャップ等の包装体に、電子線等のエネルギー線を照射することにより容器やキャップの殺菌を行う包装体の殺菌方法及び殺菌装置に関し、特に、電子線照射による殺菌工程に先立って、包装体の内面や外面を静電除去することにより、水や薬剤等を使用することなく包装体表面に付着する異物を除去して、水を一切使用しない乾式の殺菌システムを構築することができる、プラスチックボトルのアセプティック飲料充填ラインに好適な包装体の殺菌方法及び殺菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ペットボトル等のプラスチックボトルの飲料用容器に、無菌環境下で飲料を充填するアセプティック充填が知られている。
アセプティック充填は、容器及び内容物となる飲料を個々に殺菌し、無菌環境下で充填・密封を行う充填方法であり、従来の内容物を充填した後に容器ごと加熱殺菌を行う方法に比べて、内容物の加熱による劣化が無く、容器の加熱殺菌に対する耐熱性も不要となることから、特にペットボトル容器への飲料充填の方式として広く採用されている。
【０００３】
アセプティック充填方式においては、殺菌処理された内容物を容器に充填する前に、クリーンルーム環境下で空の容器を殺菌する必要があるが、従来は、この容器の殺菌処理として、容器に過酸化水素や次亜塩素酸ソーダ等の殺菌用薬剤溶液を注入し、その後、注入した薬剤溶液を排出し、さらに、容器の内側を無菌水で洗浄するという作業が行われていた。
しかし、このような従来行われていた薬剤溶液や無菌水による湿式の殺菌処理方法は、薬剤溶液の注入・排出と、その後の水による洗浄処理が必要となり、工程が増えて処理時間も長期化し、水関連のための設備やコストも増大し、また、廃液による環境負荷も大きく、薬剤コストや廃液処理コストも高くなる等の問題が指摘されていた。
そこで、これまで、殺菌用薬剤溶液や洗浄水を用いることなく容器の殺菌を行う乾式の殺菌方法が提案されている。
【０００４】
乾式の殺菌方法は、殺菌対象となるペットボトルやキャップ等の包装体の内外表面に電子線等のエネルギー線を照射することにより、包装体を殺菌するものである（例えば、特許文献１参照）。
このような乾式の殺菌方法によれば、薬剤溶液による殺菌や洗浄処理がなくなり、これまでの湿式による殺菌方法と比較して、工程が減少して処理時間が短縮されるとともに、水関連の殺菌装置の設備やコストも削減することが可能となり、また、殺菌、洗浄に使用した廃液も出ず環境負荷等の問題も回避できると考えられた。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０５７１４号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に開示されているような従来の乾式殺菌方法においては、殺菌処理自体は電子線照射により行われるが、電子線照射では包装体に付着している異物を除去する効果がないことから、殺菌処理の前工程として、包装体に付着する異物の除去処理が必要であった。これまでの湿式の殺菌方法では薬液を無菌水で洗い流す際に、包装体に付着する異物も同時に除去されるため、異物除去のための独立した工程は不要であったが、乾式の殺菌方法では、異物除去の工程が別途必要であった。
そして、このような異物除去処理として、特許文献１に開示されている方法では、電子線照射による殺菌処理の前工程として、無菌水等による洗浄処理を行うようになっていた。すなわち、従来提案されている乾式の殺菌方法は、乾式とはいっても、電子殺菌の前工程の異物除去において無菌水が使用されるため、水による異物除去処理と、その後の排水処理と容器の乾燥処理が必要となった。
【０００７】
電子線照射による殺菌処理の際には、殺菌対象となる包装体に水等が付着していると電子線の透過量等が低下・減衰してしまう。このため、包装体はドライ状態でなければならず、無菌水による異物除去処理を行う従来方法では、その後の乾燥処理が必須の工程として必要であった。
このため、従来方法では、乾式殺菌方法といっても、実質的には水洗浄処理のための設備と工程が必要となり、これまでの湿式の殺菌処理方法と同様の問題が発生するとともに、さらに、湿式の殺菌方法では存在しなかった包装体の乾燥処理も要求されることになった。
【０００８】
ここで、電子殺菌処理の前工程で行われる異物除去処理について、特許文献１には、無菌水に代えて無菌エアを噴き付けて異物を除去することができるとの開示がある。
しかしながら、ドライ状態の容器に付着している異物は静電気によって容器表面に付着しているため、単に無菌エアを噴き付けただけでは異物を取り除くことは実際には困難であった。特に、冬場等の乾燥した環境では、静電気による影響は一層強くなり、エアによる異物除去は更に困難となる。
また、処理対象となる包装体がペットボトルの場合、容器内面に付着する異物は、ボトル内にエアを噴き付けてもエアによって容器内を舞うだけで、エア圧で却って異物はボトル内に押し込まれて付着してしまい、容器外に異物を排出させることは実際には不可能であった。
【０００９】
本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、乾式による包装体の殺菌処理工程において、電子線照射による殺菌処理に先立ち、包装体にイオン化エアを噴き付けることにより、包装体の内面や外面を静電除去し、水や薬剤等を使用することなく包装体表面に付着する異物を確実に除去することができ、これによって、水を一切使用しない乾式の殺菌システムを構築できる、特に、プラスチックボトルのアセプティック飲料充填ラインに好適な包装体の殺菌方法及び殺菌装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の包装体の殺菌方法は、請求項１に記載するように、包装体にエネルギー線を照射して殺菌を行う包装体の殺菌方法であって、包装体にエネルギー線を照射することにより当該包装体を殺菌する殺菌処理を行うとともに、エネルギー線照射による殺菌処理の前に、包装体の内面及び／又は外面を静電除去することにより当該包装体に付着する異物を除去する異物除去処理を行う構成としてある。
具体的には、請求項２に記載するように、包装体にイオン化エアを噴き付けることにより異物除去処理を行う構成としてある。
【００１１】
このような構成からなる本発明の包装体の殺菌方法によれば、電子線等のエネルギー線を照射して殺菌対象となる包装体を殺菌する乾式の殺菌処理工程において、エネルギー線照射による殺菌処理に先立ち、包装体の内外面を静電除去するようにしてある。包装体の静電除去は、イオン化された圧縮空気を包装体の内外面に噴き付けることで実現できる。
そして、包装体が静電除去されることにより、静電気の作用で包装体表面に付着していた異物が脱落し、噴出するエアによって包装体内外から吹き飛ばされて除去されることになる。
【００１２】
このようにして、本発明では、包装体表面に付着する異物を、水や薬剤等を使用することなく確実に除去することができ、その後の殺菌処理工程を含めて、全工程において水や薬剤等を一切使用しない乾式の殺菌工程を実現することができる。
従って、本発明の包装体の殺菌方法，殺菌装置では、水関連の設備等が一切不要となり処理時間も短縮され、低コストで廃液等も出ず環境負荷等の問題も生じない、従来にはない優れた包装体の殺菌システムを構築することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の包装体の殺菌方法は、請求項３に記載するように、包装体を倒立させた状態で異物除去処理を行う構成としてある。
【００１４】
このような構成からなる本発明の包装体の殺菌方法によれば、ボトル容器等の包装体を倒立させた状態で静電除去による異物除去処理を行うことで、包装体表面から脱落した異物は、重力により落下し、倒立状態のボトル容器やキャップの開口部から自然に落下し排出される。
これにより、エアにより吹き飛ばされた異物をそのまま自然に包装体外部に排出することができ、包装体を正立させた場合と比較して、低圧のエアで短時間の処理で、確実に異物を除去することができ、処理時間やコストを削減することができる。
【００１５】
また、本発明の包装体の殺菌方法は、請求項４に記載するように、包装体がボトル容器である場合に、イオン化エアを噴出するノズルの先端を、ボトル容器内の所定位置まで挿入して当該ボトル容器内面にイオン化エアを噴き付けることにより異物除去処理を行う構成としてある。
【００１６】
このような構成からなる本発明の包装体の殺菌方法によれば、イオン化エアを噴出するノズルを、殺菌対象となるボトル容器の内部の所定位置まで挿入した状態でエアブローを行うことで、イオン化エアをボトル容器内に満遍なく噴出・還流させることができる。
ボトル容器は、通常、縦長の形状で、口部開口の径が胴部よりも小さく形成されている。このため、イオン化エアを容器外部から噴き付けた場合、噴出するエアが口部開口を遮断する状態となり、ボトル容器内部にイオン化エアが行き亘り難くなり、かつ、脱落・落下してくる異物もエアにより遮断されて口部から排出され難くなる。
【００１７】
そこで、本発明では、イオン化エアを噴出するノズルを、ボトル容器口部から所定位置まで挿入させ、ノズル先端がボトル容器内部に位置する状態でイオン化エアを噴出させるようにしてあり、このようにすることで、噴出したエアはボトル容器内面に沿って容器全体に満遍なく行き亘らせることができ、還流したエアは脱落した異物とともにボトル容器口部から自然に排出されるようになる。
これによって、縦長で口部が小径のボトル容器の場合にも、イオン化エアによる異物除去処理が円滑に行われ、容器内部に付着した異物を容易かつ確実に除去・排出することができる。
【００１８】
また、本発明の包装体の殺菌装置は、請求項５に記載するように、包装体にエネルギー線を照射して殺菌を行う包装体の殺菌装置であって、包装体にエネルギー線を照射することにより当該包装体を殺菌するエネルギー線照射手段を備えるとともに、エネルギー線照射手段による殺菌処理の前に、包装体の内面及び／又は外面を静電除去することにより当該包装体に付着する異物を除去する異物除去手段を備える構成としてある。
【００１９】
具体的には、請求項６に記載するように、異物除去手段が、包装体にイオン化エアを噴き付けることにより異物除去処理を行うイオン化エア噴出手段を備える構成としてある。
また、請求項７に記載するように、異物除去手段は、包装体を倒立させた状態で異物除去処理を行う包装体倒立手段を備える構成としてある。
さらに、請求項８に記載するように、包装体がボトル容器である場合に、異物除去手段は、イオン化エアを噴出するノズルの先端を、ボトル容器内の所定位置まで挿入して当該ボトル容器内面にイオン化エアを噴き付けることにより異物除去処理を行うノズル駆動手段を備える構成としてある。
【００２０】
このように本発明は、包装体の殺菌方法としてだけでなく、包装体の殺菌装置としても実施することができる。
従って、例えば既設の電子線照射による殺菌装置等に、静電除去による異物除去手段を備えることで、異物除去処理を除く処理工程については既設の装置等を利用しつつ、本発明に係る異物除去処理工程を備えた殺菌装置を実施することが可能となり、低コストで汎用性、拡張性に優れた殺菌装置として、各種のアセプティック飲料充填ライン等に適用することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明の包装体の殺菌方法及び殺菌装置によれば、乾式による包装体の殺菌処理工程において、電子線照射による殺菌処理に先立ち、包装体にイオン化エアを噴き付けることにより、包装体の内面や外面を静電除去することができ、これによって、水や薬剤等を使用することなく包装体表面に付着する異物を確実に除去することができる。
従って、本発明によれば、水を一切使用しない乾式の殺菌システムを構築できる、特に、プラスチックボトルのアセプティック飲料充填ラインに好適な包装体の殺菌方法及び殺菌装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る包装体の殺菌方法及び殺菌装置の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る包装体の殺菌装置の全体構成を示すブロック図である。
同図に示す本実施形態に係る包装体の殺菌装置１０は、ペットボトル容器やペットボトル容器のキャップ等の包装体に電子線等のエネルギー線を照射して殺菌を行う包装体の殺菌装置（殺菌システム）を構成している。
【００２３】
［殺菌装置］
包装体の殺菌装置１０は、具体的には、図１に示すように、未殺菌のボトル容器を殺菌処理工程に供給するボトル容器供給部１１と、ボトル容器用のイオン化エア噴出部１２と、異物検出部１３と、未殺菌のキャップを殺菌処理工程に供給するキャップ供給部１４と、キャップ用のイオン化エア噴出部１５と、ボトル容器用の電子線照射部２１と、キャップ用の電子線照射部２２と、充填部２３と、仮密封部２４と、本密封部２５と、ラベル装着部２６と、パレット部２７等の各部を備えている。
電子線照射部２１，２２と充填部２３、仮密封部２４、本密封部２５はクリーンルーム２０内に備えられている。
また、上記の各部はコンベア等の搬送手段を介して接続され、各部における処理工程が連続して又は間欠的に行われるようになっている。
【００２４】
ボトル容器供給部１１は、上流のブロー成形機（図示せず）で成形された未殺菌の空のボトル容器１（図２〜３参照）を殺菌工程に供給するための供給手段である。
ボトル容器用のイオン化エア噴出部１２は、コンベア等を介してボトル容器供給部１１から供給されるボトル容器１に付着する異物を除去するための異物除去手段であり、本実施形態では、ボトル容器１にイオン化された圧縮空気（イオン化エア）を噴き付けることで異物除去処理を行うようになっている。
このボトル容器用のイオン化エア噴出部１２の詳細については、図３〜５を参照して後述する。
【００２５】
異物検出部１３は、イオン化エア噴出部１２で異物除去処理が行われた処理済みのボトル容器１の異物の有無を検出する手段であり、例えば、透過光によって異物を検出するセンサ等を備えている。
この異物検出部１３で異物が検出されたボトル容器１についてはエラーとして工程から取り除かれることになる。
【００２６】
キャップ供給部１４は、上流のキャップ成形機（図示せず）で成形されたボトル容器用のキャップ２（図２参照）を殺菌工程に供給するための供給手段である。
キャップ用のイオン化エア噴出部１５は、上述したボトル容器用のイオン化エア噴出部１２と同様、コンベア等を介してキャップ供給部１４から供給されるキャップ２に付着する異物を除去するための異物除去手段であり、本実施形態では、キャップ２にイオン化エアを噴き付けることで異物除去処理を行っている。
そして、以上のようなイオン化エア噴出部１２，１５で異物を除去されたボトル容器１とキャップ２は、コンベア等を介してクリーンルーム２０内に搬送され、殺菌処理，充填処理，巻締処理等の各処理が行われる。
【００２７】
クリーンルーム２０は、ＮＡＳＡ10,000クラスの無菌状態に調整された領域であり、内部にはコンベア等からなる搬送手段を介して接続されたボトル容器用の電子線照射部２１と、キャップ用の電子線照射部２２と、充填部２３と、仮密封部２４及び本密封部２５の各部が備えられている。
電子線照射部２１，２２は、コンベア等を介して搬送されるボトル容器１及びキャップ２に対して、連続的又は間欠的に電子線照射による殺菌処理が行える構成となっており、例えば、トンネル型やロータリー型（図１参照）の構成を用いることができる。図１に示す例では、ロータリー型の搬送路によって搬送されたボトル容器１とキャップ２が、同じ電子線照射エリア（図１の網掛け部分）で電子線照射されて殺菌されるようになっている。
図２に、図１の網掛け部分の電子線照射エリアにおけるボトル容器１及びキャップ２の殺菌処理の状態を模式的に示す。
なお、図２に示すような電子線を照射するための電子線源としては、電子銃型やエリアビーム型の電子線照射装置等の公知の手段を使用することができる。
【００２８】
ボトル容器用の電子線照射部２１は、ボトル容器用のコンベア等を介してクリーンルーム２０内に搬送されたボトル容器１に対して、例えば、５０キロボルト以上５００キロボルト以下に加速された電子線を、ボトル容器一個あたり約１〜１００秒程度照射することで殺菌処理を行う（図２参照）。
同様に、キャップ用の電子線照射部２２は、キャップ用のコンベア等を介してクリーンルーム２０内に搬送されたキャップ２に対して、例えば５０キロボルト以上５００キロボルト以下に加速された電子線を、キャップ一個あたり約１〜１００秒程度照射することで殺菌処理を行う（図２参照）。
【００２９】
ここで、ボトル容器１及びキャップ２への電子線の照射は、電子線がボトル容器１及びキャップ２の内外面に満遍なく照射されるように、ボトル容器１及びキャップ２に対して所定の角度で照射されるようになっている。
例えば、図２に示すように、正立するボトル容器１に対して電子線の照射方向が４５度の角度となるように、また、キャップ２の開口側面が電子線の照射方向に直交する角度となるように、電子線源やキャップ２が所定の角度に調整された状態で電子線が照射されるようにすることが好ましい。
なお、ボトル容器１及びキャップ２を殺菌するエネルギー線としては、電子線以外のエネルギー線を用いることもできる。殺菌効果を有するエネルギー線としては、電子線の他、例えば、紫外線やガンマ線、パルス光等を用いることもできる。
【００３０】
以上のように電子線照射により殺菌処理されたボトル容器１は、コンベア等の搬送手段を介して充填部２３に搬送される。
充填部２３は、ＮＡＳＡ１００クラスのクリーンブースに備えられており、コンベア等で搬送されたボトル容器１を口部が上となるように保持した状態で、ボトル容器１内に飲料充填物を充填する。
充填部２３は、コンベア等を介して搬送されるボトル容器１に対して、連続的又は間欠的に飲料の充填処理が行えるよう、上述した電子線照射部２１，２２の場合と同様、トンネル型やロータリー型（図１参照）の形態で構成される。
そして、飲料充填物が充填された状態のボトル容器１は、口部が上方向を向いた状態のまま、ＮＡＳＡ１００クラスのクリーンブースに備えられた次工程の仮密封部（プレキャッパ）２４、本密封部（キャッパ）２５に搬送され、殺菌処理されたキャップ２で密封処理が行われる。
【００３１】
仮密封部（プレキャッパ）２４及び本密封部（キャッパ）２５では、充填部２３で飲料充填物が充填されたボトル容器１の口部に、コンベア等を介して搬送された異物除去処理及び殺菌処理済みのキャップ２が密封状態で取り付けられる。
殺菌処理されたキャップ２は、開口部が下方向となるような状態で仮密封部２４まで搬送され、仮密封部（プレキャッパ）２４及び本密封部（キャッパ）２５においてボトル容器１とキャップ２が密封状態になる。
キャップ２で密封されたボトル容器１は、その後、クリーンルーム２０外に搬送され、キャップ２が上方向となる状態でラベル装着部２６に搬送される。
ラベル装着部２６では、シュリンクフィルム等のラベルが装着され、その後、パレット部２７に搬送されて出荷可能な状態となる。
【００３２】
［イオン化エア噴出部］
次に、上述した本実施形態の殺菌装置１０に備えられるボトル容器用のイオン化エア噴出部１２の詳細について図３〜５を参照しつつ説明する。
図３は、本実施形態の殺菌装置１０に備えられるボトル容器用のイオン化エア噴出部１２を模式的に示すイオン化エア噴出部全体の平面図であり、図４は、同じくイオン化エア噴出部の要部正面図である。
また、図５は、本実施形態に係るイオン化エア噴出部１２におけるイオン化エアによる異物除去処理を模式的に示す倒立状態のボトル正面図である。
なお、キャップ用のイオン化エア噴出部１５については、イオン化エアの噴射対象がボトル容器１からキャップ２に変わるのみで、基本的には以下に示すボトル容器用のイオン化エア噴出部１２と同様の構成とすることができるので、具体的な説明は省略する。
【００３３】
ボトル容器用のイオン化エア噴出部１２は、コンベア等を介して搬送されるボトル容器１に対して、連続的又は間欠的にイオン化エアを噴出できる構成となっており、例えば、トンネル型やロータリー型の形態を用いることができる。
図３に示すイオン化エア噴出部１２は、ロータリー型で異物除去処理を行う構成となっている。
具体的には、イオン化エア噴出部１２は、図３の図面左側から搬送されてくる異物除去が未処理のボトル容器１ａを、イオン化エア噴出域１２１に導入するための導入用スターホイール１２２を有する導入部１２３と、ボトル容器１ａを倒立状態に反転させる導入側反転域１２４と、倒立状態のボトル容器１ａにイオン化エアを噴出するイオン化エア噴出域１２１と、イオン化エアによって異物除去処理が行われた処理済みのボトル容器１ｂを正転状態に戻す排出側反転域１２５と、処理済みのボトル容器１ｂをイオン化エア噴出部１２から排出するための排出用スターホイール１２６を有する排出部１２７等を備えている。
【００３４】
また、イオン化エア噴出部１２は、未処理のボトル容器１ａ及び処理済のボトル容器１ｂを搬送するための搬送コンベア１２８からなる搬送部１２９が設けられており、搬送部１２９の搬送コンベア１２８には搬送中のボトル容器１が転倒しないようにボトル胴部押え１３０が備えられている。
ボトル容器１の反転域１２４，１２５及びイオン化エア噴出域１２１には、回転テーブル１３１と、回転テーブル１３１に対して等間隔に設けられた容器支持具１３２が備えられ、処理対象となるボトル容器１が回転テーブルに沿って反転域１２４，１２５及びイオン化エア噴出域１２１に搬送され、間欠的又は連続的に処理が行われる。
【００３５】
以上のような構成からなるイオン化エア噴出部１２によれば、まず、導入部１２３の導入用スターホイール１２２から導入されたボトル容器１は、容器支持具１３２によって支持され、導入側反転域１２４において、イオン化エア噴出域１２１に入る前に、ボトル容器１ａの口部が下向きとなるよう倒立された状態に反転される。
具体的には、回転テーブル１３１には、ボトル容器１を倒立状態にする回転可能な容器支持具１３２が設けられ、ボトル容器１の頚部が容器支持具１３２によって支持され、容器支持具１３２が１８０度回転駆動されることにより、ボトル容器１は正立状態から倒立状態にされる。
【００３６】
そして、倒立状態に保持されたボトル容器１の口部を介して、イオン化エア噴出用のノズル１３３が挿入され、容器内部にイオン化エアが噴出されるようになっている。
ここで、ボトル容器１に噴き付けるイオン化エアは、プラス又はマイナスに帯電させたエアであり、除電器等を使用して生成することができる。
イオン化された圧縮空気を噴き付けることにより、ボトル容器１やキャップ２の内外面を静電除去することができ、静電気の作用でボトル容器１やキャップ２の表面に付着していた異物は脱落し、噴出、還流するエアによって容器内外から吹き飛ばされて除去されることになる（図５参照）。
【００３７】
また、本実施形態では、ボトル容器１を倒立させた状態でイオン化エアブローによる異物除去処理を行うようにしてあり、これによって、ボトル容器表面から脱落した異物は、重力により落下し、倒立状態のボトル容器１の開口部から自然に落下し排出される。
従って、エアブローにより吹き飛ばされた異物をそのまま自然に容器外部に排出させることができ、低圧のエアで短時間の処理で効率よく異物を除去することができる。
なお、イオン化エア噴出域１２１には、イオン化エアの噴出によるボトル内の異物の飛散等を防止するために回転テーブル１３１と相対する位置にガード１３９を設けてある。
【００３８】
さらに、本実施形態では、イオン化エアを噴出するノズル１３３の先端を、ボトル容器内の所定位置まで挿入してイオン化エアを噴き付けるようにしてある。
ボトル容器１は、一般に縦長の形状で、口部開口の径が胴部よりも小さく形成されている。このため、イオン化エアを容器外部から噴き付けた場合、噴出するエアが口部開口を遮断する状態となり、ボトル容器内部にイオン化エアが行き亘り難くなり、かつ、脱落・落下してくる異物もエアにより遮断されて口部から排出され難くなる。
そこで、本実施形態では、イオン化エアを噴出するノズル１３３を、ボトル容器口部から所定位置まで挿入させ、ノズル先端がボトル容器内部に位置する状態でイオン化エアを噴出させるようにしてあり、このようにすることで、噴出したエアはボトル容器内面に沿って容器全体に満遍なく行き亘らせることができ、還流したエアを脱落した異物とともにボトル容器口部から自然に排出させることができるようになる。
【００３９】
具体的には、図４に示すように、ノズル１３３にはノズル昇降駆動機構１３４が備えられ、倒立状態のボトル容器１の口部を介して挿入できるよう、ノズル１３３が所定距離だけ昇降駆動されるようになっている。
そして、昇降駆動されるノズル１３３には、スポットタイプの高速除電気の除電ヘッド（図示せず）等でイオン化された圧縮空気が、開閉弁１３５、配管１３６，１３７及びロータリージョイント１３８を介してノズル１３３に供給されるようになっている。
これによって、ボトル容器内の所定位置まで挿入されたノズル１３３からイオン化エアが噴出され、ボトル容器内が満遍なく除電処理されることになる。
【００４０】
ここで、ノズル１３３のボトル容器内への挿入位置としては、ボトル容器の大きさや噴出するエアの空気圧等で最適な位置が異なり、処理対象となる包装体や装置環境等に応じて最適な位置に設定することができる。
例えば、５００ｍｌボトルの場合、図５に示すボトル口部からノズル先端までの長さＬがほぼ３０〜１００ｍｍとすることが好ましい。
そして、イオン化エアによる異物除去処理が行われたボトル容器１は、回転テーブル１３０に沿って搬送され、排出側反転域１２５で処理済のボトル容器１ｂが倒立状態から容器口部を上になるように正立状態に戻され、排出部１２７の排出用スターホイール１２６を介して搬送コンベア１２８に受渡されて、次の電子線照射部２１での殺菌処理工程へと搬送される。
【００４１】
［イオン化エアによる異物除去処理］
次に、図４〜５を参照しつつ、イオン化エアによる異物除去処理の詳細について説明する。
図３で示したように、イオン化エア噴出部１２の回転テーブル１３１には、ボトル容器１を倒立状態にする回転可能な容器支持具１３２が設けられ、ボトル容器１の頚部が容器支持具１３２によって支持される。
容器支持具１３２に支持されたボトル容器１は、容器支持具１３２が回転駆動されることにより正立状態から倒立状態にされて、容器口部を通してイオン化エアが容器内部に噴出されるように、昇降駆動されたノズル１３３が所定位置まで挿入される。
ノズル１３３にはノズル昇降駆動機構１３４、開閉弁１３５等が備えられており、例えばスポットタイプの高速除電気の除電ヘッド（図示せず）でイオン化された圧縮空気が、配管１３６，１３７及びロータリージョイント１３８を介してノズル１３３に供給され、ボトル容器内にイオン化エアが噴出される。
【００４２】
具体的には、図３に示したように、搬送コンベア１２８に沿って設けられた導入部１２３から導入されたボトル容器１が、まず、回転テーブルの容器支持具１３２に容器頚部が支持され、その後、容器支持具１３２が回動してボトル容器１は倒立状態に支持される。
次いで、倒立状態のボトル容器１に、昇降駆動機構１３４により駆動されたノズル１３３が口部からボトル容器内に挿入される。このとき、ノズル１３３の先端は、ボトル容器内の所定位置（例えば、図５に示すＬ＝１００ｍｍの位置）まで挿入される。この状態で、開閉弁１３５が開放されてイオン化された圧縮空気が容器内に噴出される。
【００４３】
ボトル容器内に挿入されたノズル１３３から噴出するイオン化エアは、図５に示すように、ボトル容器１内に満遍なく行き亘り、容器内を還流して口部から外部に排出されるようになる。
これにより、容器内部の帯電が解除され、静電気によって容器内面に付着していた異物が脱落し、還流するブローエアとともに容器内を落下し、容器口部から容器外部に排出される。
【００４４】
イオン化エアはボトル容器１の内部に所定時間噴出させることにより除電・異物除去処理が完了する。
ここで、イオン化エアの噴出時間としては、ボトル容器の容量と噴出する空気圧等に応じて最適な時間が定められるが、例えば、５００ｍリットル入りのボトル容器の場合には、０．１〜０．４ＭＰａの圧縮空気を１〜４秒程度噴出する。２リットル入りのボトル容器の場合には、０．１〜０．４ＭＰａの圧縮空気を１〜８秒程度噴出する。
イオン化エア噴出処理の完了後、開閉弁１３５を閉じ昇降駆動機構１３４によりノズル１３３を下降させる。処理済のボトル容器１ｂは、排出部１２７を介して搬送コンベア１２８に搬出され、電子線照射による殺菌工程（図示せず）に供給される。
【００４５】
なお、本実施形態では、異物除去処理されるボトル容器１は、口部を下方に位置させた倒立状態で保持され、イオン化エアをボトル容器内に噴出して容器内に付着した異物を除去するようにしてあるが、容器内面へのイオン化エアの噴出だけでなく、容器外面に上方等からイオン化エアを噴出することにより、容器外面も同時に除電し、容器外面に付着する異物を除去することもできる。
また、容器を倒立させずに、正立状態の容器内にイオン化エアを噴出して異物を除去することも可能である。その場合には、イオン化エアによる除電によって剥がれ落ちた異物は、エアブローによって容器外に排出させるようにすればよい。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る包装体の殺菌方法及び殺菌装置によれば、電子線等のエネルギー線を照射して殺菌対象となるペットボトル容器１やキャップ２を殺菌する乾式の殺菌処理工程において、電子線照射部２１，２２による殺菌処理に先立ち、イオン化エア噴出部１２，１５において、ボトル容器１やキャップ２にイオン化された圧縮空気を噴き付けることにより、ボトル容器１やキャップ２の内外面を静電除去することができる。
そして、ボトル容器１やキャップ２の表面が静電除去されることにより、静電気の作用で表面に付着していた異物が脱落し、噴出，還流するエアによって容器内外から吹き飛ばされて除去される。
これにより、ボトル容器１やキャップ２の表面に付着する異物を、水や薬剤等を使用することなく確実に除去することができ、その後の電子線照射部２１，２２における殺菌処理工程を含めて、全工程において水や薬剤等を一切使用しない乾式の殺菌工程を実現することができるようになる。
従って、本実施形態の殺菌方法，殺菌装置では、水関連の設備等が一切不要となり処理時間も短縮され、低コストで廃液等も出ず環境負荷等の問題も生じない、従来にはない優れた殺菌システムを構築することが可能となる。
【００４７】
［実施例］
以下、本発明に係る包装体の殺菌方法の一実施例を説明する。
以下の実施例では、ペットボトル（５００ｍｌ、２L）に、異物として大きさ約３×３ｍｍの紙片及びPET片を、各ボトルに計３０片入れ、ボトル外周をBSエステルスポンジ（キクロン社製）で擦って静電気を帯びさせ、異物各片をボトル内部に静電付着させた。
帯電量がｃｈａｒｇｅ −４ｋＶ以上になるようにスポンジで擦り、帯電量はチャージ測定器（春日電機（株）社製：ＫＳＤ−０１０３）で測定した。
以下の条件によりイオン化した圧縮空気と通常の圧縮空気を用いてエアブロー処理した後、ボトル内に残った異物片の数を数え、以下の表１に示すように、処理効果を定量的に判定した。
【表１】
【００４８】
［実施例１］
実施例１では、倒立させた５００ｍｌボトルに対して、イオン化エアのノズル先端をボトル口部から１００ｍｍの位置まで挿入し、ノズルの角度をボトルに対してまっすぐにして、以下の表２に示すように、空気圧とブロー時間を変えてイオン化エアを噴出させてボトル内に残った異物片数を数えて判定した。
【表２】
【００４９】
［実施例２］
実施例２では、実施例１と同じ条件で、倒立させた２Ｌボトルに対して、以下の表３に示すように、空気圧とブロー時間を変えてイオン化エアを噴出させた。
【表３】
【００５０】
［比較例１］
比較例１では、実施例１と同じ条件で、５００ｍｌボトルに対してイオン化エアでなく通常のエアを、以下の表４に示すように空気圧とブロー時間を変えて噴出させた。
【表４】
【００５１】
［比較例２］
比較例２では、実施例２と同じ条件で、２Ｌボトルに対してイオン化エアでなく通常のエアを、以下の表５に示すように空気圧とブロー時間を変えて噴出させた。
【表５】
【００５２】
［比較例３］
比較例３では、比較例２の状態から、ノズル位置をボトル口部から−２ｍｍのボトル外部に位置させ、かつ、ノズル角度をボトルに対して斜めにして、２Ｌボトルに対して通常のエアを、以下の表６に示すように空気圧とブロー時間を変えて噴出させた。
【表６】
【００５３】
実施例１、２で、ノズルをボトル内に１００ｍｍ挿入した状態でイオン化エアでブローを行った結果、まず、実施例１の５００ｍｌボトルの場合には、０．４ＭＰａの空気圧で１秒間のブローにより、異物片をほぼ全て除去することができた。
同様に、実施例２の２Ｌボトルの場合にも、０．４ＭＰａの空気圧で４秒間のブローにより、異物片をほぼ全て除去することができた。
【００５４】
これに対して、イオン化されていない通常のエアでブローを行った比較例１、２では、まず、比較例１の５００ｍｌボトルの場合には、０．４ＭＰａの空気圧で２秒間のブローを行うか、空気圧を上げて０．６ＭＰａの空気圧で１秒間のブローを行わないと、異物片をほぼ全て除去することができなかった。
また、比較例２の２Ｌボトルの場合には、空気圧を０．６ＭＰａに上げて６秒間のブローを行っても、異物片が残ってしまい完全に除去することはできなかった。
【００５５】
さらに、比較例３に示すように、ノズルをボトル内に挿入せず口部から−２ｍｍの位置でノズルに角度を持たせてブローした場合には、エアがボトル内に吹き込まず、比較例２と比較してさらに多量の異物片が残ってしまい、異物の除去処理効果がほとんど得られなかった。
以上より、イオン化エアを使用し、エアのノズルをボトル内に挿入させた状態でエアブローすることにより、通常のエアを使用した場合と比較して、異物除去処理について顕著な効果が得られることがわかった。
【００５６】
以上、本発明の包装体の殺菌方法及び殺菌装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る包装体の殺菌方法及び殺菌装置は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、本発明による殺菌対象となる包装体としてペットボトル容器及びキャップを示してあるが、本発明の殺菌対象となる包装体としては、これらに限られるものではなく、電子線等のエネルギー線を照射して殺菌される包装体であれば、容器やキャップの形状、大きさ、材質等は特に限定されるものではない。例えば、ボトル容器等のプリフォームを本発明の殺菌対象とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、プラスチックボトルのアセプティック飲料充填ラインにおける容器の殺菌方法や殺菌装置として好適に利用することができる。
- 【公開番号】特開２００７−１０６４３８（Ｐ２００７−１０６４３８Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【発明の名称】包装体の殺菌方法及び殺菌装置
- 【出願番号】特願２００５−２９８６７３（Ｐ２００５−２９８６７３）
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】
【識別番号】０００００３７６８
【氏名又は名称】東洋製罐株式会社
- 【代理人】
【識別番号】１０００８６７５９
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 喜平
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