(57)【要約】【課題】  無菌充填システム等の他の装置と接続した場合であっても、蓋を効率的に殺菌可能な蓋殺菌装置を提供する。【解決手段】  凹部を有する形状の成形蓋の殺菌装置であって、エアーにより搬送される成形蓋の搬送経路を定めるガイドレール１４と、ガイドレール１４の所定の位置を照射範囲１２として電子線を照射する電子線照射部と、を有し、ガイドレール１４は、照射範囲１２において、搬送経路を外れないように成形蓋５０を保護するガイドバー１４ｃ、１４ｄを複数有し、各当該ガイドバー１４ｃ、１４ｄは、隣り合うガイドバー１４ｃ、１４ｄとのクリアランス１４ｇ、１４ｈが当該ガイドバー１４ｃ、１４ｄの幅以上の大きさである。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する形状の成形蓋を殺菌する装置であって、
エアーにより搬送される成形蓋の搬送経路を定めるガイドレールと、
前記ガイドレールの所定の位置を照射範囲として電子線を照射する電子線照射部と、
を有し、
前記ガイドレールは、前記照射範囲において、搬送経路を外れないように成形蓋を保護するガイドバーを複数有し、各当該ガイドバーは、隣り合うガイドバーとのクリアランスが当該ガイドバーの幅以上の大きさであることを特徴とする蓋殺菌装置。
【請求項２】
前記蓋殺菌装置は、電子線に対するシールド特性を有するチャンバーの内部に形成されており、
前記チャンバーの内部には、前記ガイドレールの長手方向と交差する方向に複数の仕切り板が設置されており、
前記照射範囲は、前記チャンバーの搬入口、および搬出口からそれぞれ複数の仕切り板を介した位置に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の蓋殺菌装置。
【請求項３】
前記ガイドレールは、前記仕切り板と交差する方向に対して、所定の角度以上に傾斜した部分を有することを特徴とする請求項２に記載の蓋殺菌装置。
【請求項４】
前記ガイドレールは、搬送方向に延びる２つのレール部を備え、前記ガイドバーは、各レール部からそれぞれ対向するレール部に向かって延びるように形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓋殺菌装置。
【請求項５】
前記ガイドレールは、搬送方向に延びる２つのレール部を備え、前記ガイドバーは、一方のレール部から他方のレール部に亘って形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓋殺菌装置。
【請求項６】
前記ガイドレールは、前記ガイドバーとして、搬送方向の上流側を固定して下流側に向かって延びる上流側ガイドバーと、搬送方向の下流側を固定して上流側に向かって延びる下流側ガイドバーとを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蓋殺菌装置。
【請求項７】
前記搬送方向における前記上流側ガイドバーと前記下流側ガイドバーの両方が存在する箇所において、前記上流側ガイドバーと前記下流側ガイドバーは、前記搬送方向と交差する方向において、互いにずれた位置に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の蓋殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック樹脂製のボトル状容器の密封に各種積層フィルムから成る成形蓋を用いる場合に無菌充填するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種飲料がボトル状容器に無菌充填が行われている。無菌充填に際しては、まず、容器殺菌チャンバーにて、過酸化水素等の殺菌剤で内外面を殺菌し、殺菌剤を乾燥除去した後、内容物充填チャンバーにて、液処理ラインで滅菌された内容物の充填が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
無菌充填された容器を蓋で密封する場合、蓋についても殺菌されている必要がある。容器を密封する手段として成型蓋を用いる場合の仕様としては、アルミ仕様のフィルム等を用いてプレス成形で成形された成形蓋や、各種シートをシート成形で成形された成形蓋がある。
【０００４】
成形容器を用いた無菌充填システムで、内容物を充填後に開口部を成形蓋で密封シールする場合、オフラインで成形された成形蓋、或はインラインで成形された成形蓋の両方を用いることができる。樹脂製成形容器でヒートシールや超音波シールで密封可能な成形蓋は、例えばＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥのラミネートフィルムを打抜きプレスで成形されたものや、容器の材質に合わせた仕様のシート（例えばＰＰ／ＥＶＯＨ／ＰＰ、ＰＰ単体、ＰＥ単体等）をシート成形した成形蓋が上げられる。それらの成形蓋は、容器を密封シールする前に滅菌することが必要であり、例えば以下のような手段がある。
【０００５】
オフラインで成形された成形蓋を用いる場合、無菌充填システムに供給する前に放射線殺菌等で滅菌されたものを使用するケース、或は、供給された成形蓋を無菌充填システム内で滅菌するケースがある。無菌充填システムに供給する前に放射線殺菌等で滅菌されたものを使用する場合、ガンマ線や電子線（ＥＢ）、或はバッチ式の過酸化水素ガス滅菌装置で、各殺菌方法に適した包装形態や梱包形態で滅菌する。各殺菌方法ともに、所定数の成形蓋を内装袋や滅菌バッグで密封されており、ダンボール箱等に梱包して流通される。それらを無菌充填システムで使用する場合、成形蓋を密封している内装袋の外面を無菌充填システムのチャンバーの前室の滅菌室において過酸化水素等で滅菌する。その後、無菌充填システムのチャンバー内に搬送し、成形蓋のフィーダーへグローブポートを介して、オペレーターが内装袋、或いは滅菌バッグを開封して成形蓋を供給する。この場合、外部委託業者での滅菌費や輸送費によるコスト的デメリットの上に内装袋の殺菌工程の追加による充填システムのコストアップ、内装袋の殺菌時間の追加等のデメリットがある。
【０００６】
一方、供給された成形蓋を無菌充填システム内で滅菌する場合、無菌充填システムのチャンバー外に設置されたパーツフィーダーに成形蓋を供給し、整列機を経て成形蓋の殺菌工程に進む。現在は、成形蓋の滅菌には過酸化水素のガスを用いて滅菌されている。この場合、パーツフィーダーや整列機によるコストアップ、また殺菌において成形蓋に過酸化水素を短時間で満遍なく付着させるには、形状的に困難であることから、過酸化水素の使用量が多くなる。また、軽量のアルミ成形蓋を搬送しながら乾燥させることは非常に困難である。更に、過酸化水素が蓋に付着することで、滑り性が悪くなる等、乾燥エアーで蓋材の搬送の流れが不安定となり、ライン上で蓋の詰まりが発生する恐れがある。
【０００７】
成形蓋を無菌充填システムのインラインで成形する場合、打抜きプレス成形やシート成形する資材を成形前に滅菌するケースと成形後に成形蓋を滅菌するケースがある。各成形で使用される巻取り原反を成形前に滅菌する場合は、過酸化水素溶液への浸漬殺菌や過酸化水素ガスを原反に噴き付けて乾燥する殺菌方法や電子線を照射して滅菌する方法がある。この場合、滅菌された巻取りを無菌チャンバー内に設置された各種成形機で成形蓋を供給する。使用する原反の殺菌は容易にできるが、この原反を用いて無菌チャンバー内で成形蓋を成形するには成形機を無菌仕様にする必要がある。この場合、システムのコストアップにつながるとともに、打抜き時に塵埃が発生し、それらが蓋に付着し、製品に混入する恐れがある。
【０００８】
一方、無菌充填システムのチャンバー外で成形された成形蓋は無菌チャンバーに接続された成形蓋の殺菌工程に搬送される。本手法はオフラインで滅菌される場合と同様に現在は過酸化水素ガスを用いた滅菌法が採用され、過酸化水素が蓋や搬送ガイドに付着することにより、滑り性が悪くなり蓋材の詰まりが発生する恐れがあったり、乾燥工程でも乾燥エアーにより搬送が乱れ、蓋の詰まりに繋がる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１１１３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このことから、成形蓋を無菌充填システムに用いることは容易でなく、満遍なく殺菌することが困難である上、搬送ライン上での詰まり等のトラブルが発生する恐れがあり、無菌充填システムには不向きであるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、無菌充填システム等の他の装置と接続した場合であっても、蓋を効率的に殺菌可能な蓋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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明では、
凹部を有する形状の成形蓋を殺菌する装置であって、
エアーにより搬送される成形蓋の搬送経路を定めるガイドレールと、
前記ガイドレールの所定の位置を照射範囲として電子線を照射する電子線照射部と、
を有し、
前記ガイドレールは、前記照射範囲において、搬送経路を外れないように成形蓋を保護するガイドバーを複数有し、各当該ガイドバーは、隣り合うガイドバーとのクリアランスが当該ガイドバーの幅以上の大きさであることを特徴とする蓋殺菌装置を提供する。
【００１３】
また、本発明の蓋殺菌装置は、
電子線に対するシールド特性を有するチャンバーの内部に形成されており、
前記チャンバーの内部には、前記ガイドレールの長手方向と交差する方向に複数の仕切り板が設置されており、
前記照射範囲は、前記チャンバーの搬入口、および搬出口からそれぞれ複数の仕切り板を介した位置に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の蓋殺菌装置は、
前記ガイドレールは、前記仕切り板と交差する方向に対して、所定の角度以上に傾斜した部分を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の蓋殺菌装置は、
前記ガイドレールは、搬送方向に延びる２つのレール部を備え、前記ガイドバーは、各レール部からそれぞれ対向するレール部に向かって延びるように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の蓋殺菌装置は、
前記ガイドレールは、搬送方向に延びる２つのレール部を備え、前記ガイドバーは、一方のレール部から他方のレール部に亘って形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の蓋殺菌装置は、
前記ガイドレールは、前記ガイドバーとして、搬送方向の上流側を固定して下流側に向かって延びる上流側ガイドバーと、搬送方向の下流側を固定して上流側に向かって延びる下流側ガイドバーと、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の蓋殺菌装置は、
前記搬送方向における前記上流側ガイドバーと前記下流側ガイドバーの両方が存在する箇所において、前記上流側ガイドバーと前記下流側ガイドバーは、前記搬送方向と交差する方向において、互いにずれた位置に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、無菌充填システム等の他の装置と接続した場合であっても、成形蓋を効率的に殺菌可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る蓋殺菌装置が適用される無菌充填システムを示す側面図である。
【図２】無菌充填システムを示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る蓋殺菌装置の側断面図である。
【図４】図３に示した照射範囲１２付近の部分拡大図である。
【図５】図４における矢印方向から見たガイドレール１４の断面図である。
【図６】殺菌対象とされる成形蓋の一例を示す図である。
【図７】殺菌処理の評価結果を示す図である。
【図８】ガイドレール１４の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の一実施形態に係る蓋殺菌装置が適用される無菌充填システムについて説明する。
【００２２】
＜１．無菌充填システム＞
図１は、本実施形態に係る蓋殺菌装置が適用される無菌充填システムを示す側面図である。図２は、本実施形態に係る蓋殺菌装置が適用される無菌充填システムを示す平面図である。図１、図２に示すように、無菌充填システムは、未封状態のボトル状容器を、搬送中のボトル状容器に対し殺菌剤を吐出することによってボトル状容器の外面を殺菌可能な容器殺菌部６０と、付着した殺菌剤を乾燥させる乾燥部７０と、殺菌剤の吐出により殺菌されたボトル状容器内に予め殺菌処理された飲料等の内容物を充填する充填部８０と、ボトル状容器の口部を封止するシール部９０を具備する。各部においては、軸心６１を備え、軸心６１の周囲にグリッパー６２を備えることにより、ボトル状容器を各部間において搬送する搬送手段を備えている。図２においては、図面が繁雑になるのを避けるため、乾燥部７０、充填部８０、シール部９０においては詳細を省略している。
【００２３】
容器殺菌部６０、乾燥部７０、充填部８０、シール部９０は、無菌チャンバー９２内に設置されている。無菌チャンバー９２内には、図示しないが、過酸化水素等の殺菌剤を噴霧する殺菌剤噴霧ノズル、無菌の熱風を吐出する乾燥ノズル等が配置される。無菌チャンバー９２内での無菌充填に先立ち、殺菌剤吐出スプレーから過酸化水素等が噴霧されることにより、無菌チャンバー内が滅菌処理され、滅菌処理後に無菌エアー供給配管口から無菌エアーが供給されることにより、無菌チャンバー内が陽圧に保たれ、無菌チャンバー内へ外部からの微生物等の侵入が阻止される。
【００２４】
容器殺菌部６０、乾燥部７０、充填部８０、シール部９０の搬送手段は、水平方向に配置された例えば四個のホイールによって構成される。各ホイールは隣り合うもの同士が反対方向に回転するように組み合わされ、各ホイールの軸心６１に連結されたグリッパー６２が一定の間隔で配置される。
【００２５】
グリッパー６２はボトル状容器におけるネックリング部を保持可能である。各部のグリッパー６２が同期的に旋回運動し、この旋回運動に伴って多数のボトル状容器が各部を経てシール部９０からコンベア９５へと搬送される。容器殺菌部６０のグリッパー６２に対し未封状態のボトル状容器を供給する箇所には、コンベア９４が設置される。
【００２６】
容器殺菌部６０には、容器殺菌部６０全体を回転させる軸心６１に接続され、ボトル状容器を保持するためのグリッパー６２が設けられている。グリッパー６２の数は、必要に応じて変更することができるが、図２においては、説明の便宜上、８個設けた状態を示している。また、容器殺菌部６０には、グリッパー６２により保持されたボトル状容器の外面に向かって殺菌剤を吐出して噴霧するためのノズル４０が設けられている（図１では省略）。ノズル４０の数も能力等、必要に応じて決定することができるが、本実施形態では２個設けている。したがって、各ボトル状容器は、容器殺菌部６０の２箇所において、殺菌剤が噴霧されることになる。
【００２７】
蓋殺菌装置１０、蓋成形部２０、シート供給部３０は、無菌チャンバー９２外に設置されている。シート供給部３０から供給されたシートを材料として蓋成形部２０が蓋の成形を行い、成形された蓋に対して、本実施形態に係る蓋殺菌装置１０が殺菌処理を行う。
【００２８】
＜２．蓋殺菌装置＞
図３は、本発明の一実施形態に係る蓋殺菌装置１０の側断面図である。図３において、１１は電子線照射チャンバー、１２は照射範囲、１３は仕切り板、１４はガイドレールである。蓋殺菌装置１０は、電子線の通過を妨げる特性、すなわち電子線に対するシールド特性を有している電子線照射チャンバー１１の内部において構成される。図３に示すように、ガイドレール１４が電子線照射チャンバー１１の中を、搬入口１１ａから搬出口１１ｂまで通過するように配置されている。蓋成形部２０で成形された成形蓋５０は、矢印Ａ、Ｂに示した方向に、ガイドレール１４に従ってエアー搬送により運ばれて、電子線照射チャンバー１１内を通過する。電子線照射チャンバー１１内には、ガイドレール１４の設置方向、すなわち成形蓋５０の搬送方向に交差する方向に仕切り板１３が複数枚形成されている。図３に示す例では、２つの矢印Ａ、Ｂで示すように、左から右が成形蓋５０の搬送方向であり、仕切り板１３は、図面上下方向および図面奥行き方向に延びる板である。
【００２９】
仕切り板１３は、電子線が衝突して反射させ、その際のエネルギーの減衰を目的としている。一般的に３回以上反射させることで、エネルギーが安全なレベルに減衰するとされている。電子線照射チャンバー１１の壁と同様の素材により構成されている。電子線照射チャンバー１１の壁および仕切り板１３としては、例えば鉛製のものを用いることができる。図３の例では、６枚の仕切り板１３により、電子線照射チャンバー１１は、搬入口１１ａ付近の室、搬出口１１ｂ付近の室と、他の５室に区分されている。入り口付近の室、出口付近の室以外の５室のうち、中央の室には、電子線照射部が設置されており、図３に示した照射範囲１２において電子線の照射が行われる。すなわち、照射範囲１２は、電子線照射チャンバー１１の搬入口、および搬出口からそれぞれ複数の仕切り板１３を介した位置に設定されている。各仕切り板１３は、ガイドレール１４が通過する部分のみ、開孔１５が形成されている。電子線は、仕切り板１３の開孔１５を通って、隣接する室へも通過する。仕切り板１３を複数枚配置して、電子線照射チャンバー１１内を複数の室に区切るのは、電子線照射チャンバー１１外に電子線が出るのを極力防ぐためである。なお、図３においては、照射範囲を矩形状で示しているが、照射範囲は様々な形状とすることができ、実際には円形状であることも多い。
【００３０】
図３の例では、ガイドレール１４は、各仕切り板１３との交差箇所においては、搬送方向（長手方向）が仕切り板１３とほぼ直交する角度で交差している。そして、仕切り板１３の開孔１５から電子線が漏れないように、隣り合う仕切り板１３の開孔１５は、搬入口１１ａと搬出口１１ｂを結ぶ方向（図３における左右方向）と直交する方向（図３における上下方向）において、互いにずれた位置となるように形成されている。これにより、直進する電子線がカーブ毎に設置した壁（仕切り板１３）に衝突し、搬入口１１ａ、搬出口１１ｂに達し難いため、電子線照射チャンバー１１外に電子線が漏れ難い構造を成している。
【００３１】
隣り合う仕切り板１３の開孔１５を互いにずれた位置に形成したため、搬入口１１ａ、搬出口１１ｂと接する室、照射範囲１２を含む室以外の各室においては、ガイドレール１４は、仕切り板１３と交差する方向（図３における左右方向）に対して、所定の角度以上に傾斜した部分を有する。また、このために、ガイドレール１４には、上下方向に緩いカーブが形成されている。図３に示す例では、照射範囲１２より上流側（図３における左側）で４箇所、照射範囲１２より下流側（図３における右側）で４箇所のカーブが形成されている。
【００３２】
ガイドレール１４に沿ってエアーが吹き付けられており、このエアーによって成形蓋５０は、ガイドレール１４に沿って搬送される。図４は、図３に示した照射範囲１２付近の部分拡大図である。図５は、図４における矢印方向から見たガイドレール１４の断面図である。図５（ａ）は、Ｃ−Ｃ線に対応する断面図であり、図５（ｂ）は、Ｄ−Ｄ線に対応する断面図であり、図５（ｃ）は、Ｅ−Ｅ線に対応する断面図である。図４において、破線で示した円は、照射範囲１２の外縁を示している。図４、図５に示すように、ガイドレール１４は第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂにより構成されている。第１レール部１４ａは、上方、第２レール部１４ｂは下方に形成されており、第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂに上下から挟まれた位置で成形蓋５０は搬送される。
【００３３】
図４に示すように、照射範囲１２に対応した位置において、第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂは、それぞれ上下方向に向かって延びるガイドバー１４ｃ、１４ｄを有している。したがって、ガイドレール１４は、照射範囲１２において、搬送経路を外れないように成形蓋５０を保護するガイドバーを複数有している。照射範囲１２から離れた位置においては、第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂは、それぞれガイド壁１４ｅ、１４ｆを有している。ガイドバー１４ｃ、１４ｄが存在する位置、ガイド壁１４ｅ、１４ｆが存在する位置においては、断面がコの字状である。特に、ガイド壁１４ｅ、１４ｆは、第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂに沿った方向に延びるように形成されているので、成形蓋５０は、ガイドレール１４から外れることなく搬送されることになる。ガイドバー１４ｃ、１４ｄは、第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂの延びる方向において等間隔で形成されている。隣接するガイドバー１４ｃ間のクリアランス１４ｇ、隣接するガイドバー１４ｄ間の間隙であるクリアランス１４ｈは、Ｌ（ｍｍ）となっている。ガイドバー１４ｃ、１４ｄの形状は、円柱状、角柱状のどちらを採用してもよい。本実施形態では、円柱状となっている。ガイドバー１４ｃ、１４ｄの長さ（図４における上下方向）、幅（図４における左右方向）、クリアランス１４ｇ、１４ｈの値Ｌは、成形蓋５０のサイズに合わせて設計される。
【００３４】
照射範囲１２においては、図５の２つの矢印で示すように、第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂ間において、両側から電子線が照射される。図５の例では、左側が成形蓋５０の凹部側（窪んだ側）、右側が成形蓋５０の凸部側（出っ張った側）となっているが、その両側に電子線が照射される。これにより図４において視認される部分には、電子線が照射されることになる。エアーにより図には示されていないが、開口用の摘み（つば）部を有する成形蓋５０は打ち抜き機（蓋成形部２０）からガイドレール１４に移動する際、回転することなく方向規制されて移動するため、ガイドバー１４ｃ、１４ｄにおいて一時的に隠された部分も電子線が照射されることになる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る蓋殺菌装置による殺菌対象とされる成形蓋について説明する。図６は、殺菌対象とされる成形蓋の一例を示す図である。図６（ａ）はキャップ型の成形蓋の斜視図、図６（ｂ）はリセス型の成形蓋の斜視図、図６（ｃ）（ｄ）はキャップ型の成形蓋の断面図、図６（ｅ）（ｆ）はリセス型の成形蓋の断面図である。図６（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）の断面図においては、下方が容器側に対応している。図６（ａ）（ｃ）（ｄ）に示すように、キャップ型は、凹部を有し、凹部の周囲の一部につばが形成された形状である。凹部が下方を向いているため、容器の口部を覆うようにして、密封を行う。図６（ｂ）（ｅ）（ｆ）に示すように、リセス型は、凹部を有し、凹部の周囲全体につばが形成された形状である。凹部が上方を向いているため、容器の口部に嵌めるようにして、密封を行う。
【００３６】
本実施形態に係る蓋殺菌装置による殺菌対象となる成形蓋の形状については特に限定されないが、図６に一例を示したキャップ型やリセス型のように、凹部を有するものに適している。図６に示したように、凹部の底部と側部の境界や、つばと側部の境界が所定の角度をもって連続している形態の場合、その境界には殺菌剤が塗布され難い。電子線の場合、このような境界においても、照射することが容易となる。成形蓋の底部と側部のなす角度も、特に限定されないが、８５度以上１００度以下であることが好ましく、９２度以上９５度以下であることがより好ましい。つばを含めた成形蓋の最大径も、特に限定されないが、４０ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが好ましく、４５ｍｍ以上５５ｍｍ以下であることがより好ましい。凹部の深さ（高さ）も、特に限定されないが、３ｍｍ以上７ｍｍ以下であることが好ましく、４ｍｍ以上６ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３７】
ガイドバー１４ｃ、１４ｄの長さ、幅、クリアランス１４ｇ、１４ｈの値Ｌは、上述のように、成形蓋５０のサイズに合わせて設計されるが、例えば、成形蓋の最大径が５０ｍｍである場合、ガイドバー１４ｃ、１４ｄの長さは１５ｍｍ程度、ガイドバー１４ｃ、１４ｄの幅は２ｍｍ程度であることが好ましい。この場合、クリアランス１４ｇ、１４ｈは５ｍｍ以上であることが好ましい。すなわち、クリアランス１４ｇ、１４ｈは、ガイドバー１４ｃ、１４ｄの幅の２．５倍以上であることが好ましい。クリアランス１４ｇ、１４ｈは、ガイドバー１４ｃ、１４ｄの幅の２．５倍以上であることにより、電子線が照射される成形蓋の範囲が大きくなり、比較的高速で搬送している場合であっても、広範囲に電子線を照射することができる。ただし、最低限、各当該ガイドバー１４ｃ、１４ｄは、隣り合うガイドバー１４ｃ、１４ｄとのクリアランス１４ｇ、１４ｈが当該ガイドバー１４ｃ、１４ｄの幅以上の大きさであればよい。例えば、クリアランス１４ｇ、１４ｈが当該ガイドバー１４ｃ、１４ｄの幅以上の大きさであれば、比較的低速で搬送することにより、広範囲に電子線を照射することができる。
【００３８】
照射範囲１２においては、電子線照射部（図示省略）により、ガイドレール１４に交差する方向（図５における左右方向、図４における奥行き方向）に電子線が照射される。電子線照射部による照射範囲１２、加速電圧、照射距離は適宜設定することができるが、本実施形態では、照射範囲１２を直径９０ｍｍの円内、加速電圧を９０ｋＶ、照射距離を１００ｍｍとしている。
【００３９】
電子線照射部としては、電子線を照射することができる公知の電子線照射装置を用いることができる。具体的には、熱電子を発生させるためのフィラメントと、フィラメントで生じた熱電子を引き出すためのターミナル、ターミナルグリッドを備え、フィラメントで生じた熱電子がターミナル及びターミナルグリッドによって引き出され、さらに加速された電子を放出するものである。
【００４０】
ここで、ガイドレール１４の変形例について説明しておく。図８は、ガイドレール１４の変形例を示す図である。図８（ａ）（ｂ）は、ともに図４に対応しており、照射範囲１２付近の部分拡大図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）における矢印Ｆ方向から見た場合における成形蓋５０、上流側ガイドバー１４ｊ、下流側ガイドバー１４ｋの位置関係を示す図である。図８（ｄ）は、図８（ｂ）におけるＧ−Ｇ線に対応する断面図である。
【００４１】
図８（ａ）に示す変形例は、ガイドバー１４ｉが第１レール部１４ａから第２レール部１４ｂを結ぶようにして形成されている。言い換えると、照射範囲１２において、第１レール部１４ａと第２レール部１４ｂは、ガイドバー１４ｉにより連結されている。すなわち、図４に示した例では、ガイドバー１４ｃ、１４ｄは、第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂから、それぞれ対向する第２レール部１４ｂ、第１レール部１４ａに向かって延びるように形成されているのに対して、図８（ａ）に示す変形例では、ガイドバー１４ｉは、一方の第１レール部１４ａから他方の第２レール部１４ｂに亘って形成されている。
【００４２】
また、図８（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す変形例は、上流側ガイドバー１４ｊと下流側ガイドバー１４ｋが、搬送方向（図８における左右方向）に沿って延びるように形成されている。図８（ｂ）に示すように、照射範囲１２の上流側（図８（ｂ）における左側）では、第１レール部１４ａと第２レール部１４ｂが、ガイドバー支持部１４ｍにより連結されている。上流側ガイドバー１４ｊは、ガイドバー支持部１４ｍにおいて上流側を固定して下流側（図８（ｂ）における右側）に向かって延びるように形成されている。また、下流側ガイドバー１４ｋは、ガイド壁１４ｅ、１４ｆにおいて下流側を固定して上流側に向かって延びるように形成されている。
【００４３】
図８（ｃ）に示すように、この変形例では、下流側ガイドバー１４ｋの固定されていない側の上流端が外方（図８（ｃ）における上下方向）に向かって反るように形成されている。一方、上流側ガイドバー１４ｊは、搬送方向にほぼ平行に延び、外方にも内方にもほとんど反らないように形成されている。このため、搬送方向において、上流側ガイドバー１４ｊと下流側ガイドバー１４ｋが存在する箇所においては、図８（ｃ）（ｄ）に示すように、上流側ガイドバー１４ｊが下流側ガイドバー１４ｋの内方に位置することになる。すなわち、搬送方向における上流側ガイドバー１４ｊと下流側ガイドバー１４ｋの両方が存在する箇所において、上流側ガイドバー１４ｊと下流側ガイドバー１４ｋは、搬送方向と交差する方向（図８（ｃ）における上下方向）において、互いにずれた位置に形成されている。このため、図８（ｃ）に示すように、矢印Ｈ方向（左から右）に搬送される成形蓋５０は、破線で示した凹部の縁側およびつばが上流側ガイドバー１４ｊにガイドされて、下流側ガイドバー１４ｋの先端に引っ掛からないように運ばれる。
【００４４】
＜３．蓋殺菌装置の処理動作＞
次に、蓋殺菌装置の処理動作について説明する。無菌充填システムを起動させると、無菌充填システムの一部である蓋殺菌装置やその他の構成要素も起動する。シート供給部３０は、蓋成形部２０に対して、成形蓋５０の材料となるシートの供給を開始する。蓋成形部２０では、シート供給部３０から供給されたシートを材料として蓋の成形を行う。これにより成形蓋５０が得られる。成形蓋５０は、ガイドレール１４に沿って蓋殺菌装置１０までエアーにより搬送される。さらに、成形蓋５０は、ガイドレール１４に沿って、エアーにより、電子線照射チャンバー１１内に搬送される。
【００４５】
電子線照射チャンバー１１内では、図３に示すように、各成形蓋５０は、ガイドレール１４に沿って、エアーにより搬送され、複数の仕切り板１３を通過していく。一方、照射範囲１２においては、ガイドレール１４に向かって、常時電子線照射部から電子線が照射されている。成形蓋５０が照射範囲１２に達すると、ガイドレール１４の両側に配置された電子線照射部から成形蓋５０の両面に電子線が照射される。電子線は、図５に示すように、成形蓋５０の両面から照射される。両面から電子線が照射されるため、図５のような凹部側、凹部の他方の側、ともに電子線が当たる。特に、凹部側から電子線が照射されることにより凹部における底部と側部と境界部分にも電子線が当たることになり、殺菌が行われる。図５に示すように、両面から照射されるため、成形蓋５０の凹部がどちら側を向いていても、凹部における殺菌を行うことが可能となる。
【００４６】
また、図４に示すように、ガイドレール１４が第１レール部１４ａと第２レール部１４ｂに分かれているため、照射範囲１２における第１レール部１４ａと第２レール部１４ｂの間では、常に成形蓋５０に電子線が照射される。したがって、成形蓋５０の内周部には、電子線が当たり続けることになる。
【００４７】
＜４．実施例＞
平面形状が略円形状のキャップ型の成形蓋に対して本実施形態の蓋殺菌装置による殺菌処理を行った。成形蓋として、最大径が５０ｍｍ、凹部の深さ（高さ）が５ｍｍのものを用いた。照射範囲１２におけるガイドレール１４の態様は、図４に示したように、第１レール部１４ａ、第２レール部１４ｂがそれぞれ複数のガイドバー１４ｃ、１４ｄを搬送方向に沿って同一のクリアランスで有するものとした。ガイドバー１４ｃ、１４ｄは、ともに円柱状で直径２ｍｍ、長さ１５ｍｍとした。電子線照射部は、照射範囲１２を直径９０ｍｍの円形状とし、加速電圧を９０ｋＶ、照射距離を１００ｍｍとした。上記のような成形蓋、電子線照射部の条件を固定として、ガイドバー間のクリアランスを４段階、搬送速度を３段階で変化させて、１２回の殺菌処理を実施し、評価を行った。
【００４８】
具体的な評価の手法としては、ガイドバー間のクリアランスを２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍの４段階とし、それぞれについて、エアー搬送による搬送速度を１０ｍ／ｍｉｎ（分）、１５ｍ／ｍｉｎ、３０ｍ／ｍｉｎの３段階として、コールドスポットである成形蓋の側部と底部の境界部分の照射線量を測定した。照射線量の測定については、まず、ラジオクロミックフィルム線量計を成形蓋の側部と底部の境界部分に貼付したうえで電子線照射を行った。そして、ラジオクロミックフィルム線量計を回収し、吸光度リーダーによって６００ｎｍの吸光度を計測し、ラジオクロミックフィルム線量計の発色の変化量より照射線量を求めた。
【００４９】
図７は、殺菌処理の評価結果を示す図である。横軸はガイドバー間のクリアランスであり、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍの４段階としている。縦軸はエアー搬送による搬送速度であり、１０ｍ／ｍｉｎ、１５ｍ／ｍｉｎ、３０ｍ／ｍｉｎの３段階としている。照射線量については、１１．５ｋＧｙ以上を照射線量が十分な状態として〇で示し、１１．５ｋＧｙ未満を照射線量が不十分な状態として×で示している。この結果から、クリアランスが５ｍｍ以上であれば、搬送速度が１５ｍ／ｍｉｎ以上であっても、十分な照射線量が得られた。すなわち、比較的高速に搬送を行っても、殺菌処理を十分行うことができた。一方、クリアランスが２ｍｍの場合、搬送速度が１５ｍ／ｍｉｎ以上になると、十分な照射線量が得られなかった。したがって、比較的高速に搬送を行うと、殺菌処理を十分に行えない恐れが生じた。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ガイドレールを構成する第１レール部、第２レール部が、それぞれ上方と下方に配置され、成形蓋を立てた状態で搬送するようにしたが、ガイドレールを構成する第１レール部、第２レール部が、互いに水平方向に対向して配置され、成形蓋を寝かせた状態で搬送するようにしてもよい。さらに、ガイドレールを構成する第１レール部、第２レール部が、互いに斜め方向に対向して配置され、成形蓋を所定の角度で傾けた状態で搬送するようにしてもよい。いずれの場合も、ガイドレールの傾きに合わせて、対応する角度で電子線が照射されるように、電子線照射部が設定される。
【符号の説明】
【００５１】
１０・・・蓋殺菌装置
１１・・・電子線照射チャンバー
１２・・・照射範囲
１３・・・仕切り板
１４・・・ガイドレール
１４ａ・・・第１レール部
１４ｂ・・・第２レール部
１４ｃ、１４ｄ、１４ｉ・・・ガイドバー
１４ｅ、１４ｆ・・・ガイド壁
１４ｇ、１４ｈ・・・クリアランス（値Ｌ）
１４ｊ・・・上流側ガイドバー
１４ｋ・・・下流側ガイドバー
１４ｍ・・・ガイドバー支持部
１５・・・開孔
２０・・・蓋成形部
３０・・・シート供給部
４０・・・ノズル
５０・・・成形蓋
６０・・・容器殺菌部
７０・・・乾燥部
８０・・・充填部
９０・・・シール部
【図１】
2020164197.tif 000003
【図２】
2020164197.tif 000004
【図３】
2020164197.tif 000005
【図４】
2020164197.tif 000006
【図５】
2020164197.tif 000007
【図６】
2020164197.tif 000008
【図７】
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【図８】
2020164197.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月7日(2020.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する形状の成形蓋を殺菌する装置であって、
エアーにより搬送される成形蓋の搬送経路を定めるガイドレールと、
前記ガイドレールの所定の位置を照射範囲として電子線を照射する電子線照射部と、
を有し、
前記ガイドレールは、前記照射範囲において、搬送経路を外れないように成形蓋を保護するガイドバーを複数有し、各当該ガイドバーは、隣り合うガイドバーとのクリアランスが当該ガイドバーの幅以上の大きさであり、
前記ガイドレールは、搬送方向に延びる２つのレール部を備え、前記ガイドバーは、各レール部からそれぞれ対向するレールに向かって延びるように形成されていることを特徴とする蓋殺菌装置。
【請求項２】
凹部を有する形状の成形蓋を殺菌する装置であって、
エアーにより搬送される成形蓋の搬送経路を定めるガイドレールと、
前記ガイドレールの所定の位置を照射範囲として電子線を照射する電子線照射部と、
を有し、
前記ガイドレールは、前記照射範囲において、搬送経路を外れないように成形蓋を保護するガイドバーを複数有し、各当該ガイドバーは、隣り合うガイドバーとのクリアランスが当該ガイドバーの幅以上の大きさであり、
前記ガイドレールは、搬送方向に延びる２つのレール部を備え、前記ガイドバーは、一方のレール部から他方のレール部に亘って形成されていることを特徴とする蓋殺菌装置。
【請求項３】
前記クリアランスは、前記ガイドバーの幅の２．５倍以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓋殺菌装置。
【請求項４】
凹部を有する形状の成形蓋を殺菌する装置であって、
エアーにより搬送される成形蓋の搬送経路を定めるガイドレールと、
前記ガイドレールの所定の位置を照射範囲として電子線を照射する電子線照射部と、
を有し、
前記ガイドレールは、前記照射範囲において、搬送経路を外れないように成形蓋を保護するガイドバーを複数有し、各当該ガイドバーは、隣り合うガイドバーとのクリアランスが当該ガイドバーの幅以上の大きさであり、
前記ガイドレールは、前記ガイドバーとして、搬送方向の上流側を固定して下流側に向かって延びる上流側ガイドバーと、搬送方向の下流側を固定して上流側に向かって延びる下流側ガイドバーとを有し、
前記搬送方向における前記上流側ガイドバーと前記下流側ガイドバーの両方が存在する箇所において、前記上流側ガイドバーと前記下流側ガイドバーは、前記搬送方向と交差する方向において、互いにずれた位置に形成されていることを特徴とする蓋殺菌装置。
【請求項５】
前記下流側ガイドバーの上流端が外方に向かって反るように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の蓋殺菌装置。
【請求項６】
前記蓋殺菌装置は、電子線に対するシールド特性を有するチャンバーの内部に形成されており、
前記チャンバーの内部には、前記ガイドレールの長手方向と交差する方向に複数の仕切り板が設置されており、
前記照射範囲は、前記チャンバーの搬入口、および搬出口からそれぞれ複数の仕切り板を介した位置に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蓋殺菌装置。
【請求項７】
前記ガイドレールは、前記仕切り板と交差する方向に対して、所定の角度以上に傾斜した部分を有することを特徴とする請求項６に記載の蓋殺菌装置。