(57)【要約】【課題】無菌保証レベルが高く、生産性に優れるＢＩＢ用内袋の無菌充填機及び無菌充填方法を提供する。【解決手段】少なくとも二枚の柔軟性プラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるバッグインボックス用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口及び当該注出口を密封するキャップを取り付けてなるあらかじめ内部が放射線により殺菌されたバッグインボックス用内袋の無菌充填方法であって、無菌エアを供給する遮蔽されたチャンバー内でバッグインボックス用内袋を搬送する搬送工程、搬送される前記バッグインボックス用内袋に取り付けられた注出口及びキャップに深紫外線を照射する深紫外線照射工程、キャップを前記注出口から脱離させ、前記注出口から内容物を充填し、内容物を充填後に前記キャップを前記注出口に装着する充填工程を有する無菌充填方法とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二枚の柔軟性プラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるバッグインボックス用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口及び当該注出口を密封するキャップを取り付けてなるあらかじめ内部が放射線により殺菌された前記バッグインボックス用内袋の無菌充填機であって、
前記バッグインボックス用内袋を搬送する搬送装置が設けられ、
前記搬送装置により搬送される前記バッグインボックス用内袋の前記注出口及び前記キャップを遮蔽するチャンバーが設けられ、
前記チャンバー内に前記注出口及び前記キャップに発光ダイオードから発光する深紫外線を照射する深紫外線照射装置が設けられ、
前記深紫外線照射装置の下流に前記キャップを前記注出口から脱離させ、前記注出口から内容物を充填し、内容物を充填後に前記キャップを前記注出口に装着する充填装置が設けられ、
前記チャンバー内を陽圧に保持する無菌エア供給装置が設けられることを特徴とする無菌充填機。
【請求項２】
請求項１に記載の無菌充填機において、
前記バッグインボックス用内袋が搬送される方向に沿って、前記注出口を両方向から挟むように前記注出口と前記バッグインボックス用内袋を遮蔽する遮蔽板が設けられることを特徴とする無菌充填機。
【請求項３】
請求項２に記載の無菌充填機において、
前記遮蔽板の端部が前記注出口の側面に設けられる溝に、前記注出口の搬送方向に対して両側面から挿入されることを特徴とする無菌充填機。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の無菌充填機において、
前記遮蔽板と前記バッグインボックス用内袋の間に形成される空間を吸引排気する吸引排気装置が設けられることを特徴とする無菌充填機。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載の無菌充填機において、
前記発光ダイオードが、昇降して前記注出口及び前記キャップを遮蔽する深紫外線照射装置の内側に設けられることを特徴とする無菌充填機。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の無菌充填機において、
前記遮蔽板により遮蔽されない前記バッグインボックス用内袋の表面に発光ダイオードから発光する深紫外線を照射するバッグインボックス用内袋深紫外線照射装置が設けられることを特徴とする無菌充填機。
【請求項７】
少なくとも二枚の柔軟性プラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるバッグインボックス用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口及び当該注出口を密封するキャップを取り付けてなるあらかじめ内部が放射線により殺菌された前記バッグインボックス用内袋の無菌充填方法であって、
前記バッグインボックス用内袋を搬送する搬送工程、
無菌エアが供給される遮蔽されたチャンバー内で、搬送される前記バッグインボックス用内袋に取り付けられた前記注出口及び前記キャップに発光ダイオードから発光する深紫外線を照射する深紫外線照射工程、
前記無菌エアが供給される遮蔽された前記チャンバー内で、前記キャップを前記注出口から脱離させ、前記注出口から内容物を充填し、内容物を充填後に前記キャップを前記注出口に装着する充填工程を有することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項８】
請求項７に記載の無菌充填方法において、
前記バッグインボックス用内袋が搬送される方向に沿って、前記注出口を両方向から挟むように前記注出口と前記バッグインボックス用内袋を遮蔽する遮蔽板を設け、当該遮蔽板と前記バッグインボックス用内袋の間に形成される空間を吸引排気する吸引排気工程を有することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の無菌充填方法において、
前記注出口及び前記キャップを遮蔽する深紫外線照射装置により前記注出口及び前記キャップを遮蔽した状態で前記深紫外線照射工程を行うことを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の無菌充填機において、
前記遮蔽板により遮蔽されない前記バッグインボックス用内袋の表面に深紫外線を照射するバッグインボックス用内袋深紫外線照射工程を行うことを特徴とする無菌充填機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳、クリーム、ジュース、酒及び清涼飲料水等の液状食品、若しくは液状薬品又は固形物を含む液状食品等を注出口付きバッグインボックス用内袋に、無菌充填するための無菌充填機及び無菌充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体の大型容器としては一斗缶等の缶が多く使用されていたが、容器廃棄のための輸送や処理が煩雑であるために、内容物が充填されたプラスチックフィルムからなる袋を段ボールにより外装する廃棄処理し易いバッグインボックス（ＢＩＢ）の使用が広まっている。内容物が菌等により腐敗や変敗する場合、ＢＩＢの内袋に内容物を充填してから加熱殺菌することは大容量であるため困難である。そこで、長期保存を行う腐敗し易い内容物については、内袋を殺菌し、殺菌された内袋に殺菌した内容物を無菌雰囲気で充填する無菌充填が採用されている。そのため、牛乳、クリーム、果汁、果肉入り果汁等をＢＩＢに充填して長期保存する場合は、無菌充填機により内袋に内容物を充填している。
【０００３】
ＢＩＢ用内袋への無菌充填方法としては、注出口を有する袋をキャップにより密封し、エチレンオキサイドガスやγ線照射等により袋の内部を殺菌し、殺菌された袋を無菌ＢＩＢ充填機に供給し、注出口及びキャップの外側を次亜塩素酸ナトリウム溶液、過酢酸溶液又は過酸化水素溶液等の液状殺菌剤により殺菌した後、無菌チャンバー内で注出口からキャップを取り外して注出口と充填ノズルを嵌合させて、充填ノズルから内袋に内容物を規定量充填し、注出口から充填ノズルを取り外し、注出口をキャップにより密封して無菌充填製品とする。
【０００４】
また、無菌チャンバーを使用しないで、殺菌した液状食品や薬品等を殺菌したＢＩＢ用内袋に充填する方法が提案されている（特許文献１）。これは、２枚のプラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるＢＩＢ用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口を取り付け、注出口に内側から嵌合する中栓を下側プラスチックフィルムに取り付け、中栓を注出口に嵌合してなる密封袋の注出口と中栓を充填ノズルの先端に装着して蒸気殺菌する殺菌工程、注出口から中栓を外し、充填ノズルから内容物を袋に充填する充填工程、充填ノズルの先端から中栓部分までを蒸気により洗浄する洗浄工程、洗浄後、注出口と中栓を嵌合する密封工程からなる無菌充填方法である。
【０００５】
特許文献１の無菌充填方法における注出口にキャップを装着することも提案されている（特許文献２）。さらに、充填ノズルの充填口を開閉するための充填弁に接続しているプランジャーの摺動部の一部にバリア室を設け、バリア室に蒸気を導入することも提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表昭６２−５０３１６４号公報
【特許文献２】特開昭６３−１６２４０４号公報
【特許文献３】特開２０００−１４２６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＢＩＢ用内袋に内容物を充填する無菌充填機において、無菌チャンバーを必要としない特許文献１に記載の無菌充填機は、コンパクトで作業性も良好である。また、殺菌剤を使用しないため、殺菌剤の残留や殺菌剤の廃棄処理の煩雑さもなく、ランニングコストも抑えることができる。特許文献１に記載の２枚のプラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるＢＩＢ用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口を取り付け、注出口に内側から嵌合する中栓を下側プラスチックフィルムに取り付け、中栓を注出口に嵌合してなる密封袋の注出口と中栓を充填ノズルの先端に装着して蒸気殺菌する殺菌工程、注出口から中栓を外し、充填ノズルから内容物を袋に充填する充填工程、充填ノズルの先端から中栓部分までを蒸気により洗浄する洗浄工程、洗浄後、注出口と中栓を嵌合する密封工程からなる無菌充填方法は、他のＢＩＢの無菌充填方法に較べ設備及び材料面で優位性が高い。
【０００８】
上述の無菌充填方法は、注出口が固定された状態で一連の工程が行われるため、微生物的な問題はなく無菌保証レベルＳＡＬ(sterility assurance level)＞６を満たす。しかし、注出口のみを小型のチャンバーに挿入し、注出口の成型品の表面を１３５℃の高圧蒸気を数十秒間吹き付けて滅菌し、その後、チャンバー内で充填口を開口し、滅菌された内容物を充填し、充填後、注出口の表面の蒸気による洗浄まで同じチャンバー内で行うため、無菌充填機の能力の律速が注出口の殺菌から洗浄までに要する時間となり、充填量が数Ｌ〜２０Ｌの場合、無菌充填機の生産能力は、充填口の殺菌、充填、及び洗浄時間が律速となり、２袋／ｍｉｎ．以下となる。特許文献１の無菌充填方法は、無菌保証レベルは高いが、生産性に劣るという欠点がある。
【０００９】
一方、袋の内部を殺菌し、殺菌された袋を無菌ＢＩＢ充填機に供給し、注出口及びキャップの外側を次亜塩素酸ナトリウム溶液、過酢酸溶液又は過酸化水素溶液等の液状殺菌剤により殺菌した後、無菌チャンバー内で注出口からキャップを取り外して注出口と充填ノズルを嵌合させて、充填ノズルから内袋に内容物を規定量充填し、注出口から充填ノズルを取り外し、注出口をキャップにより密封する無菌充填方法は、生産性に優れるが無菌保証レベルが低い。
【００１０】
従来のＢＩＢ用内袋への無菌充填方法の上述のような欠点を解消する、無菌保証レベルが高く、生産性に優れるＢＩＢ用内袋の無菌充填機及び無菌充填方法が求められている。
【００１１】
本発明はこのような問題点を解決することができる、ＢＩＢ用内袋に無菌雰囲気で内容物を充填する無菌充填機及び無菌充填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】
【００１２】
本発明に係る無菌充填機は、少なくとも二枚の柔軟性プラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるバッグインボックス用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口及び当該注出口を密封するキャップを取り付けてなるあらかじめ内部が放射線により殺菌された前記バッグインボックス用内袋の無菌充填機であって、前記バッグインボックス用内袋を搬送する搬送装置が設けられ、前記搬送装置により搬送される前記バッグインボックス用内袋の前記注出口及び前記キャップを遮蔽するチャンバーが設けられ、前記チャンバー内に前記注出口及び前記キャップに発光ダイオードから発光する深紫外線を照射する深紫外線照射装置が設けられ、前記深紫外線照射装置の下流に前記キャップを前記注出口から脱離させ、前記注出口から内容物を充填し、内容物を充填後に前記キャップを前記注出口に装着する充填装置が設けられ、前記チャンバー内を陽圧に保持する無菌エア供給装置が設けられることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記バッグインボックス用内袋が搬送される方向に沿って、前記注出口を両方向から挟むように前記注出口と前記バッグインボックス用内袋を遮蔽する遮蔽板が設けられると好適である。
【００１４】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記遮蔽板の端部が前記注出口の側面に設けられる溝に、前記注出口の搬送方向に対して両側面から挿入されると好適である。
【００１５】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記遮蔽板と前記バッグインボックス用内袋の間に形成される空間を吸引排気する吸引排気装置が設けられると好適である。
【００１６】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記発光ダイオードが、昇降して前記注出口及び前記キャップを遮蔽する深紫外線照射装置の内側に設けられると好適である。
【００１７】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記遮蔽板により遮蔽されない前記バッグインボックス用内袋の表面に発光ダイオードから発光する深紫外線を照射するバッグインボックス用内袋深紫外線照射装置が設けられると好適である。
【００１８】
本発明に係る無菌充填方法は、少なくとも二枚の柔軟性プラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるバッグインボックス用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口及び当該注出口を密封するキャップを取り付けてなるあらかじめ内部が放射線により殺菌された前記バッグインボックス用内袋の無菌充填方法であって、前記バッグインボックス用内袋を搬送する搬送工程、無菌エアが供給される遮蔽されたチャンバー内で、搬送される前記バッグインボックス用内袋に取り付けられた前記注出口及び前記キャップに発光ダイオードから発光する深紫外線を照射する深紫外線照射工程、前記無菌エアが供給される遮蔽された前記チャンバー内で、前記キャップを前記注出口から脱離させ、前記注出口から内容物を充填し、内容物を充填後に前記キャップを前記注出口に装着する充填工程を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記バッグインボックス用内袋が搬送される方向に沿って、前記注出口を両方向から挟むように前記注出口と前記バッグインボックス用内袋を遮蔽する遮蔽板を設け、当該遮蔽板と前記バッグインボックス用内袋の間に形成される空間を吸引排気する吸引排気工程を有すると好適である。
【００２０】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記注出口及び前記キャップを遮蔽する深紫外線照射装置により前記注出口及び前記キャップを遮蔽した状態で前記深紫外線照射工程を行うと好適である。
【００２１】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記遮蔽板により遮蔽されない前記バッグインボックス用内袋の表面に深紫外線を照射するバッグインボックス用内袋深紫外線照射工程を行うと好適である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、少なくとも二枚の柔軟性プラスチックフィルムの周縁をヒートシールしてなるバッグインボックス用内袋の上側プラスチックフィルムに注出口及び当該注出口を密封するキャップを取り付けてなるあらかじめ内部が放射線により殺菌されたバッグインボックス用内袋の無菌充填方法であって、バッグインボックス用内袋を搬送しながら、無菌エアが供給される遮蔽されたチャンバー内で、バッグインボックス用内袋に取り付けられた注出口及びキャップに発光ダイオードから発光する深紫外線を照射し、注出口及びキャップを殺菌し、その後キャップを注出口から脱離させ、注出口から殺菌された内容物を充填し、内容物を充填後にキャップを注出口に装着する無菌充填機及び無菌充填方法を提供する。
【００２３】
本発明は、無菌エアが供給されるチャンバー内で注出口及びキャップに、発光ダイオードから発光する深紫外線を照射することにより注出口及びキャップを殺菌しており、発光ダイオードから発光する深紫外線による高い殺菌性能により確実に注出口及びキャップを殺菌することができる。よって、製品となるＢＩＢは高い無菌保証レベルが得られる。
【００２４】
また、殺菌する注出口及びキャップとバッグインボックス用内袋の間に遮蔽板を設け遮蔽板とバッグインボックス用内袋の間を吸引排気することで、バッグインボックス用内袋の外面を殺菌しなくても高い無菌保証レベルが得られる。
【００２５】
また、発光ダイオードから発光する深紫外線を注出口及びキャップだけでなく、注出口及びキャップ側のバッグインボックス用内袋の表面にも照射することで、チャンバー内の無菌性を高めることができる。
【００２６】
さらに、バッグインボックス用内袋を搬送しながら殺菌及び充填を行うことで、充填能力が３〜５倍となり生産効率を高めることができる。
【００２７】
従来の充填機で使用していたバッグインボックス用内袋は蒸気により高温で長時間の処理を施していたため、耐熱性の高い材質の注出口が必要であったが、本発明では、注出口及びキャップに発光ダイオードから発光する深紫外線を照射することにより注出口及びキャップを殺菌しており、従来機で使用していた注出口のような耐熱性は必要がないことから、バッグインボックス用内袋のコストダウンにもつながった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る充填前のバッグインボックス用内袋を示し、（１−１）は斜視図を、（１−２）は断面図を示す。
【図２】本発明の実施の形態に係る無菌充填機の側面図及び無菌充填方法の工程を示す。
【図３】本発明の実施の形態に係る無菌充填機の深紫外線照射装置の設置例を示し、（３−１）は深紫外線照射装置が降下して深紫外線を照射している状態、（３−２）は深紫外線照射装置が上昇して深紫外線を照射していない状態を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係る昇降可能な深紫外線照射装置の遮蔽状態を示し、深紫外線照射装置の端部の遮蔽構成例を示す。
【図５】本発明の実施の形態に係る無菌充填機のバッグインボックス用内袋の表面に発光ダイオードから発光する深紫外線を照射する場合を示し、（５−１）は照射していない状態を、（５−２）は照射している状態を、（５−３）はバッグインボックス用内袋深紫外線照射装置の動きを、（５−４）はバッグインボックス用内袋紫外線照射装置の遮蔽構成例を示す。
【図６】本発明の実施の形態に係る無菌充填機のバッグインボックス用内袋を搬送するときに形成される遮蔽板とバッグインボックス用内袋の間の空間を吸引排気する吸引排気口を示し、（６−１）は吸引排気口の実施形態を、（６−２）は吸引排気口の他の形態を、（６−３）は吸引排気口の形状を、（６−４）は吸引排気する範囲を示す。
【図７】本発明の実施の形態に係る無菌充填方法における各工程で注出口を固定する注出口固定板の動作を示し、（７−１）は注出口を注出口固定板が挟む状態を示す側面図を、（７−２）は注出口固定板が注出口から離脱した状態を示す側面図を、（７−３）は注出口を注出口固定板が挟む状態及び注出口固定板が注出口から離脱した状態を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る無菌充填方法における注出口を搬送用リテイナーにより固定して搬送する状態を示し、（８−１）は搬送用リテイナーが注出口を挟む状態を示す側面図を、（８−２）は搬送用リテイナーが作動している状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
本発明の実施の形態に係る無菌充填機により内容物が充填されるバッグインボックス用内袋１とは、内容物を充填する前のバッグインボックス用内袋１の斜視図である図１（１−１）及び断面を示す図１（１−２）のように、少なくとも二枚の柔軟性プラスチックフィルム２の周縁をヒートシールしてなる。二枚の柔軟性プラスチックフィルム２はヒートシールされることにより、ヒートシール部３により接着され、袋状に形成される。バッグインボックス用内袋１は上側プラスチックフィルム２ａと下側プラスチックフィルム２ｂにより形成される。上側プラスチックフィルム２ａと下側プラスチックフィルム２ｂをヒートシールする際には、フィルム間のエアをできる限り排除して行う。バッグインボックス用内袋１をγ線や電子線の照射により殺菌する際に、バッグインボックス用内袋１の内部に酸素が存在するとバッグインボックス用内袋１の最内層を構成するポリエチレンが酸素と反応して異臭を発生するおそれがあるからである。
【００３１】
柔軟性プラスチックフィルム２とは、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ナイロンフィルム、二軸延伸ポリエステルフィルム、二軸延伸エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等の延伸フィルム、延伸フィルムにアルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を蒸着したフィルム、アルミニウム箔等のヒートシール性を有していないフィルムの１種以上とポリエチレンフィルムをラミネートしたもの、又はポリエチレンフィルム単体若しくは、ナイロン又はエチレン−ビニルアルコール共重合体のようなバリア性を有する樹脂とポリエチレンとの共押し出しフィルムであり、バッグインボックス用内袋１の上側プラスチックフィルム２ａ及び下側プラスチックフィルム２ｂは１枚以上のプラスチックフィルムからなる。ヒートシールによる接着面は通常ポリエチレンが用いられる。ヒートシールは加熱板による直接加熱によるヒートシール、超音波ヒートシール、層としてアルミニウム箔を含む場合の高周波ヒートシール等である。
【００３２】
バッグインボックス用内袋１の上側プラスチックフィルム２ａ又は下側プラスチックフィルム２ｂは２枚以上であっても構わない。例えば、二軸延伸ナイロンフィルム１５μｍ、アルミニウム箔７μｍ、ポリエチレン５０μｍを順次ラミネートしたフィルムとポリエチレンフィルム８０μｍを２枚重ねて上側プラスチックフィルム２ａとし、下側プラスチックフィルム２ｂも同様として２枚重ね、８０μｍのポリエチレンフィルムを内側としてヒートシールにより袋を形成する。ヒートシール部３は４枚のフィルムが接着されているが、非ヒートシール部では４枚のフィルムは各々接着されていない。このように上側プラスチックフィルム２ａ及び下側プラスチックフィルム２ｂをヒートシール部でヒートシールにより接着できるようにして各々複数枚以上とすることで、輸送時のフィルムと外装であるダンボールとの擦れや、揺れによる内容物の移動による柔軟性プラスチックフィルム２の屈曲により発生するピンホールに起因する内容物の漏れリスクを低減することができる。
【００３３】
ポリエチレンは密度が低いほど耐ピンホール性に優れる傾向があるが滑り性が劣るため、ポリエチレンフィルムは多層構成として、密度の低いポリエチレンの両側に密度の高いポリエチレン層を設けるようにしても構わない。
【００３４】
図１（１−２）に示すように上側プラスチックフィルム２ａには孔を設け注出口４が内側から接着され、注出口４を密封するためにキャップ５が嵌合される。密封性を確実にするために、キャップ５には注出口４の外面側にも密着する突起を設けても構わない。キャップ５は嵌合タイプではなく、スクリュータイプでも構わない。キャップ５は注出口４を密封することができればどのような形状でも構わない。
【００３５】
注出口４及びキャップ５はポリエチレン等の樹脂を射出成形又は圧縮成形することにより得られる。注出口４のフランジ４ａは柔軟性プラスチックフィルム２の内側面とヒートシールされるため、ポリエチレンが好ましい。また、注出口４の内面にはキャップ５が嵌合される。嵌合面は菌等が流入しない程度の密着性がもとめられる。そこで、注出口４を構成するポリエチレンの密度よりもキャップ５を構成するポリエチレンの密度を高くすることが好ましい。注出口４を拡げるように嵌合することで高い密着性が得られる。また、逆にキャップ５を構成するポリエチレンの密度よりも注出口４を構成するポリエチレンの密度を高くし、キャップ５を圧縮するように嵌合することで高い密着性を得ても構わない。
【００３６】
注出口４の側面には、例えば、バッグインボックス用内袋１を搬送する際にガイドレールとなる遮蔽板１９の端部の挿入、バッグインボックス用内袋１を搬送する際に位置決めを行う注出口固定板１６又は搬送用リテイナー１８の挿入のための溝４ｂ及び４ｃが設けられる。溝は必要に応じて３以上設けられる。
【００３７】
バッグインボックス用内袋１はキャップ５が注出口４に嵌合され、密封された状態でγ線や電子線等の照射によりバッグインボックス用内袋１の内部が殺菌される。内部が殺菌されたバッグインボックス用内袋１が無菌充填機６に供給される。無菌充填機６に供給されたバッグインボックス用内袋１は殺菌工程により注出口４及びキャップ５の外部表面が殺菌される。
【００３８】
あらかじめ内部が放射線により殺菌されたバッグインボックス用内袋１は、図２に示す無菌充填機６に供給される。バッグインボックス用内袋１は１袋ごと供給されるのではなく、複数が連結された連続袋として供給される。内容物が充填された後、無菌充填機６から排出された後に断裁され１袋の製品形態となる。
【００３９】
無菌充填機６は外気に曝されないようにチャンバー７により遮蔽されている。チャンバー７の内部に外気から菌等が侵入しないようにチャンバー７には無菌エア供給装置８が設けられ、チャンバー７内は無菌エアが供給され陽圧に保持される。無菌エア供給装置８は少なくともブロワ及び無菌フィルタを有し、無菌エアはブロワによるエアを無菌フィルタに通すことにより得られる。ブロワと無菌フィルタの間に加熱装置を設け、無菌エアを加熱してチャンバー７内に供給しても構わない。チャンバー７は少なくとも、搬送されるバッグインボックス用内袋１の注出口４及びキャップ５を遮蔽する。バッグインボックス用内袋１の全体を遮蔽しても構わないが、バッグインボックス用内袋１の注出口４及びキャップ５を含む一部を遮蔽する。チャンバー７は、バッグインボックス用内袋１の全体を遮蔽しても構わない。
【００４０】
チャンバー７は遮蔽構造となっているが、チャンバー７は内部が視認できるように一部はガラス又はプラスチックのような透明部材により遮蔽される。また、トラブル発生時に操作できるように一部を開閉できるように扉構造を設ける。さらに、扉を開閉することなく、トラブルを解消できるように手袋を備えることが好ましい。
【００４１】
無菌エア供給装置８は充填装置１３の近傍から無菌エアを供給することが好ましい。充填工程において、キャップ５が注出口４から脱離され、内容物が注出口４から充填される。充填工程を行う箇所が最も菌等による汚染を防止しなければならない箇所であるため、無菌エアの供給により菌等の混入を防ぐために充填装置１３の近傍から無菌エアを供給する。供給される無菌エアはバッグインボックス用内袋１の無菌充填機６への供給口または排出口から排気される。チャンバー７内を陽圧に保持する程度にチャンバー７内を排気するエア排気口１７を設け排気装置により排気しても構わない。
【００４２】
チャンバー７に供給され、各工程を経るバッグインボックス用内袋１は搬送装置により搬送される。チャンバー７内でバッグインボックス用内袋１の連続袋の搬送は、バッグインボックス用内袋１の進行方向の両端面をチャックで挟んで搬送する。チャックはバッグインボックス用内袋１と同速度で運転される水平方向に回転する無端ベルトに等間隔で複数設けられる。すなわち、バッグインボックス用内袋１の搬送装置とは、バッグインボックス用内袋１と同速度で運転される水平方向に回転するバッグインボックス用内袋１の進行方向の両端を挟むチャックを備えた無端ベルトである。無端ベルトはバッグインボックス用内袋１の両側に２列設けられ、同速度で運転される。搬送装置はチャンバー７の入口から出口まで設けられるが、搬送装置はチャンバー７の外部に設けても構わない。
【００４３】
搬送されるバッグインボックス用内袋１の下部は平板が設けられ、この平板上をバッグインボックス用内袋１の下側プラスチックフィルム２ｂの下面が滑って、バッグインボックス用内袋１は移動する。内容物が充填される充填装置では、バッグインボックス用内袋１の下部にバッグインボックス用内袋１の搬送方向に対して直交するように多数のロールが設けられ、内容物が充填されたバッグインボックス用内袋１の下側プラスチックフィルム２ｂの下面は回転する多数のロール上を移動する。ロールは下流方向に下方向に傾斜するように設け、内容物が充填されたバッグインボックス用内袋１が重力により移動するようにしても構わない。
【００４４】
搬送されるバッグインボックス用内袋１に対して各工程が行われるが、各工程で停止するバッグインボックス用内袋１の注出口４及びキャップ５の位置を規制しなければならない。そのために、バッグインボックス用内袋１の搬送が停止されたとき、図７に示すように、注出口４を固定するための注出口固定板１６がバッグインボックス用内袋１の進行方向に対して直交方向から挟む。図７（７−１）は注出口固定板１６の端部が注出口４の溝４ｃに挿入されることにより、注出口固定板１６により注出口４が固定された状態を示す。注出口４及びキャップ５が固定された状態で各工程が行われる。図７（７−２）は工程を終了し、注出口固定板１６が注出口４から離脱した状態を示し、この後、バッグインボックス用内袋１は搬送される。図７（７−３）は注出口固定板１６が注出口４を固定し、脱離する状態を平面図として示す。バッグインボックス用内袋１は、進行方向に設けられる遮蔽板１９の端部が注出口４の溝４ｂに挿入されることで、進行方向に対しては位置規制されながら搬送される。
【００４５】
バッグインボックス用内袋１の搬送方法として、バッグインボックス用内袋１の端部をチャックにより挟んで搬送する方法を述べたが、他の方法として、注出口４を搬送用リテイナー１８により挟んで搬送する方法を図８に示す。図８（８−２）に示すように４分割された搬送用リテイナー１８により注出口４を挟んで搬送する。搬送用リテイナーは無端ベルトに設けられ、搬送用リテイナー１８と搬送用リテイナー１８の間は注出口４と注出口４の間のバッグインボックス用内袋１を遮蔽するために複数枚の板が設けられる。図８（８−１）に示すように、搬送用リテイナー１８の端部が注出口４の溝４ｃに挿入されことで注出口４を搬送用リテイナー１８が固定する。搬送用リテイナー１８はバッグインボックス用内袋１の進行方向に対して図８（８−２）に示すように回転する２列の無端ベルトに設けられる。チャンバー７は少なくとも注出口４及びキャップ５を遮蔽するが、注出口４を挟まない搬送用リテイナー１８が運転される部分を含めて遮蔽することが好ましい。注出口４を挟まない搬送用リテイナー１８がチャンバー７の外気に曝されるとき、リテイナー及び無端ベルトに菌等が付着し、搬送用リテイナー１８から注出口４に菌等が転移するおそれがあるためである。
【００４６】
チャンバー７内には深紫外線照射装置２０が設けられる。深紫外線照射装置２０は少なくとも注出口４及びキャップ５の外面を殺菌するために１個は必要であるが、複数設けても構わない。
【００４７】
深紫外線とは、一般的には２５５ｎｍ〜３５０ｎｍの波長の紫外線であるが、いわゆるＵＶＣの波長範囲は２００ｎｍ〜２８０ｎｍと言われている。このＵＶＣの波長範囲で、殺菌に適した深紫外線は２６５ｎｍである。本発明の実施の形態に係る深紫外線照射装置２０は２６５ｎｍを含む２５０ｎｍ〜２９５ｎｍの範囲の深紫外線を照射できることが適当である。
【００４８】
従来、紫外線殺菌には水銀ランプから発光する深紫外線が使用され、主に２５３．７ｎｍの波長に発光ピークを有する水銀ランプが使用されてきた。しかし、水銀ランプは水銀を使用すること、発熱が大きいという欠点を有している。そこで近年、水銀ランプに代わる深紫外線発光源として発光ダイオードが研究されてきた。発光ダイオードは水銀ランプに比べ出力が低いという欠点があったが、改良され殺菌用発光源として使用可能なレベルとなった。本発明に係る無菌充填機６には、殺菌に使用する深紫外線源として発光ダイオードを使用し、発光ダイオードを備えた深紫外線照射装置２０が設けられる。発光ダイオードは注出口４及びキャップ５の外表面に深紫外線を照射するために、注出口４及びキャップ５を覆うような形状の深紫外線照射装置２０の内側に備えられる。発光ダイオードは殺菌に最適と言われる２６５ｎｍ付近の波長を発光ピークとして有するものが適している。しかし、２６５ｎｍよりも殺菌効率が劣る２８５ｎｍの波長の深紫外線を発光する発光ダイオードであっても、発光量が多ければ殺菌効果は高い。したがって、２５０ｎｍ〜２９５ｎｍの深紫外線を発光する発光ダイオードを深紫外線照射装置２０に備えることがこの好ましい。深紫外線照射装置２０は１以上の発光ダイオードを備えるが、注出口４及びキャップ５の外表面を殺菌するためには複数の発光ダイオードを備えることが好ましい。
【００４９】
発光ダイオードは水銀ランプよりも小型であるため、深紫外線照射装置２０が備えるには最適である。また、発光ダイオードは水銀ランプに比べ圧倒的に発熱が少なく、発光ダイオードから照射される深紫外線による殺菌は、耐熱性の低いポリエチレンのような樹脂成形品に適した殺菌手段であり、注出口４及びキャップ５を変形することない温度範囲でその表面を殺菌することができる。
【００５０】
無菌充填機６に供給されるバッグインボックス用内袋１は図２に示すように、注出口４及びキャップ５の外表面が深紫外線照射工程により殺菌される。深紫外線照射工程は、図３（３−１）に示すように、水平方向の断面が円形である注出口４及びキャップ５の形状に合わせた、水平方向の断面が円形である深紫外線照射装置２０が降下して注出口４及びキャップ５を覆った後に、深紫外線照射装置２０の内面に備えられる発光ダイオードから深紫外線が注出口４及びキャップ５の外表面に照射されることにより行われる。
【００５１】
深紫外線照射装置２０の下端は後述する遮蔽板１９に接しても構わないが、図３に示すような半円形の切り込みを設けた注出口遮蔽板２１により、図３（３−１）及び図３（３−２）のように注出口４を挟みこみ、深紫外線照射装置２０の下端を遮蔽板２１に接するように、深紫外線照射装置２０を下降させ、注出口４及びキャップ５を覆った後に注出口４及びキャップ５に深紫外線を照射することが好ましい。図３（３−１）は深紫外線が人に当たると悪影響を及ぼすおそれがあるため、深紫外線が必要以上に外部に漏れないようにするためである。注出口遮蔽板２１は図７の注出口固定板１６としても構わない。
【００５２】
深紫外線照射装置２０の内面は金属面又は金属蒸着面として、深紫外線照射装置２０の内面に設けられる発光ダイオードから照射される深紫外線が深紫外線照射装置２０の内部で反射し、効率的に注出口４及びキャップ５に照射されるようにしても構わない。
【００５３】
深紫外線が外部に漏れないように、図４に示すように、深紫外線照射装置２０と接する注出口遮蔽板２１に深紫外線照射装置２０の下の下端と同形状の凸部を設けこれと深紫外線照射装置２０の下端に設けた凹部が嵌合するようにしても構わない。図４は凸部及び凹部を２箇所としているが、１箇所でも構わない。深紫外線照射装置２０の下端と注出口遮蔽板２１をこのような形状で嵌合させることで、このような深紫外線の外部への漏れを防止することができる。
【００５４】
深紫外線が照射されて殺菌されるのは、注出口４及びキャップ５であり、バッグインボックス用内袋１の他の部分は積極的に殺菌されない。そこで、深紫外線が照射される注出口４及びキャップ５が移動する部分以外は遮蔽板１９により遮蔽し、バッグインボックス用内袋１に付着する菌等が注出口４及びキャップ５に転移しないようにしなければならない。
【００５５】
図６（６−１）に示すように遮蔽板１９の端部が注出口４の溝４ｂに注出口４の搬送方向に対して両側面から挿入され、注出口４は遮蔽板１９の端部をガイドレールとして搬送される。図６（６−４）に示すように、注出口４及びキャップ５が移動する部分以外は注出口４を挟むように設けられる遮蔽板１９により注出口４とバッグインボックス用内袋１は遮蔽される。しかし、注出口４及びキャップ５が移動する部分は開放状態となる。そこで、図６（６−１）に示すように、遮蔽板１９とバッグインボックス用内袋１の間に形成される空間を吸引排気し、バッグインボックス用内袋１に付着する菌等を排出することで、注出口４及びキャップ５が菌等により汚染されることを防止する。すなわち、遮蔽板１９とバッグインボックス用内袋１の間に形成される空間を吸引排気する吸引排気装置が設けられる。
【００５６】
図６（６−１）は吸引排気口１４が注出口４の側面に対向して設けられている。図６（６−２）吸引排気口１４が注出口４に対して上部から下部に向かって、外方に離れるように傾斜して設けられている。バッグインボックス用内袋１の上面である２ａに対し４５°以上で角度を付けることが有効であり、４５°未満の角度で吸引排気口１４を設けると、吸引排気の対象となるバッグインボックス用内袋１の領域が無駄に広くなるため、４５°以上が適切である。バッグインボックス用内袋１に対し垂直、或いは適切な角度で設けられた吸引排気口１４には、等間隔に吸引穴を設ける。吸引穴の形状は、円、長穴、楕円等、特に問わない。開穴位置も開穴を設けるボードの上中下に満遍なく開穴しても、下部のみ、上部のみ等、特に問わない。開穴部の大きさは円形の場合φ１〜４ｍｍ、長孔及び長方形形状の場合、縦、横共に２〜４ｍｍの範囲が好ましい。開穴の数、吸引量は、チャンバーサイズにより陽圧エア量が異なるため、陽圧度を維持し、且、穴の吸引力が失われない範囲で適宜調整する。吸引排気口１４の形状は図６（６−３）に示すように、いずれの形状でも構わない。吸引排気口１４は図６（６−４）に示すように、チャンバー７の入口から出口まで連続して設ける。吸引排気口１４には吸引排気装置が接続され、遮蔽板１９とバッグインボックス用内袋１の上側フィルム２ａとの間に形成される空間を吸引排気する。
【００５７】
図８に示すように搬送用リテイナー１８によりバッグインボックス用内袋１が搬送される場合、図８（８−２）に示すように注出口４とバッグインボックス用内袋１は搬送用リテイナー１８と搬送用リテイナー１８以外の板により遮蔽されるため、搬送用リテイナー１８とバッグインボックス用内袋１の間に形成される空間を吸引排気しなくても構わない。しかし、搬送用リテイナー１８と隣接する搬送用リテイナー１８の間が密閉されないおそれもあるため、吸引排気することが好ましい。
【００５８】
上述のように、遮蔽板１９とバッグインボックス用内袋１の間に形成される空間を吸引排気する方法ではなく、注出口４及びキャップ５が移動する開放状態となる部分を積極的に殺菌する方法について説明する。
【００５９】
図５に示すように、注出口４及びキャップ５以外を遮蔽する遮蔽板１９で覆われない部分に深紫外線を照射する。バッグインボックス用内袋深紫外線照射装置２２により遮蔽板１９で覆われない部分を覆い、遮蔽板１９に遮蔽されないバッグインボックス用内袋１の表面にバッグインボックス用内袋深紫外線照射装置２２の下部に設けた発光ダイオードから発光する深紫外線を照射して、バッグインボックス用内袋１の表面を殺菌する。
【００６０】
図５（５−１）はバッグインボックス用内袋深紫外線照射装置２２が遮蔽板１９に遮蔽されないバッグインボックス用内袋１を覆っていない状態で、バッグインボックス用内袋１が搬送されている状態を示す。図５（５−２）は、バッグインボックス用内袋１の搬送が停止され、遮蔽板１９に遮蔽されないバッグインボックス用内袋１を覆って、バッグインボックス用内袋深紫外線照射装置２２の下部に設けられた発光ダイオードから発光する深紫外線がバッグインボックス用内袋１に照射されている状態を示す。また、側面から見ると、図５（５−３）のようにバッグインボックス用内袋深紫外線照射装置２２は、搬送が停止されたとき、バッグインボックス用内袋１の搬送方向に対して直交するように移動して、注出口４及びキャップ５を挟みこむ。
【００６１】
図５（５−３）に示すように、バッグインボックス用内袋深紫外線照射装置２２が注出口４及びキャップ５を挟み込んだときに、深紫外線照射装置２０を下降させ、注出口４及びキャップ５に深紫外線を照射しても構わない。
【００６２】
バッグインボックス用内袋深紫外線照射装置２２は図５（５−２）に示すように少なくとも２個の注出口４及びキャップ５を挟むようにしなければならない。バッグインボックス用内袋１の全ての面に深紫外線を照射するためである。
【００６３】
バッグインボックス用内袋１の全ての面に深紫外線を照射する場合であっても、遮蔽板１９とバッグインボックス用内袋１の間に形成される空間を吸引排気し続けても構わない。バッグインボックス用内袋１の面に深紫外線を照射することと遮蔽板１９とバッグインボックス用内袋１の間に形成される空間の吸引排気を併用することで、遮蔽板１９に覆われていないバッグインボックス用内袋１の殺菌がより効果的に行われる。
【００６４】
深紫外線照射工程後、バッグインボックス用内袋１のキャップ５を注出口４から脱離させ、注出口４から殺菌された内容物をバッグインボックス用内袋１に充填し、充填後にキャップ５を注出口に装着する充填工程が行われる。充填工程を行うために、チャンバー７内にはキャップを注出口４から脱離させ、注出口４から内容物を充填し、内容物を充填後にキャップ５を注出口４に装着する充填装置１３が設けられる。
【００６５】
キャップ５により密封されたバッグインボックス用内袋１は無菌製品となり、チャンバー７から排出された後、あらかじめ連続袋に設けられたミシン目部をカッターで切断して段ボール箱に梱包される。
【００６６】
本発明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、本発明の要旨の範囲内において種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…バッグインボックス用内袋
４…注出口
５…キャップ
６…無菌充填機
１３…充填装置
２０…深紫外線照射装置
２２…バッグインボックス用内袋深紫外線照射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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