(57)【要約】      （修正有）【課題】キャップを簡易かつ迅速に殺菌する。【解決手段】キャップＣで閉じる際に、キャップＣを予熱し、予熱したキャップＣの内外面に過熱蒸気を吹き付けてキャップＣの内外面を殺菌し、キャップＣを冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の口部をキャップで閉じる際に、キャップを予熱し、予熱したキャップの内外面に過熱蒸気を吹き付けてキャップの内外面を殺菌し、キャップを冷却することを特徴とするキャップの殺菌方法。
【請求項２】
請求項１に記載のキャップの殺菌方法において、０．５％〜１５％濃度の過酸化水素を混ぜた水から上記過熱蒸気を作ることを特徴とするキャップの殺菌方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のキャップの殺菌方法において、上記過熱蒸気は誘電加熱によって発生させることを特徴とするキャップの殺菌方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のキャップの殺菌方法において、９０℃〜１５０℃の無菌エアをキャップに吹き付けることにより予熱を行い、２００℃〜７００℃の過熱蒸気をキャップに吹き付けることにより殺菌を行うことを特徴とするキャップの殺菌方法。
【請求項５】
キャップの搬送路に沿って、搬送中のキャップに加熱された無菌エアを吹き付けて予熱する予熱用ノズルと、予熱したキャップの内外面に過熱蒸気を吹き付けてキャップの内外面を殺菌する殺菌用ノズルと、殺菌されたキャップに無菌の冷却水を吹き付けて冷却する冷却用ノズルとが配置されたことを特徴とするキャップの殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボトル等の容器の口部を密封するキャップを殺菌する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無菌雰囲気で殺菌処理されたボトル等の容器に殺菌された飲料を充填し、その口部を同じく殺菌処理されたキャップで閉じて無菌包装体とする無菌充填方法が提案されている。
【０００３】
この無菌充填方法において、キャップの殺菌処理は、過酸化水素をキャップに吹き付けることにより行われる（例えば、特許文献１、２参照。）。また、キャップの殺菌に過酸化水素等の薬剤の使用が、そのキャップでの残留や容器への移行による残留の懸念から望まれない場合は、蒸気をキャップに吹き付けることによりキャップの殺菌処理が行われる（例えば、特許文献３、４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２９３３１９号公報
【特許文献２】特開２００９−７３５６６号公報
【特許文献３】特開平１１−１９３００９号公報
【特許文献４】特開２００１−３４１７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の飽和蒸気を用いてキャップを殺菌する方法は、蒸気の使用量が多く、熱エネルギーのロスが多いという問題がある。また、殺菌箇所で蒸気のドレンが多く生じることもある。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
すなわち、請求項１に係る発明は、容器の口部をキャップ（Ｃ）で閉じる際に、キャップ（Ｃ）を予熱し、予熱したキャップ（Ｃ）の内外面に過熱蒸気（Ｓ）を吹き付けてキャップ（Ｃ）の内外面を殺菌し、キャップ（Ｃ）を冷却するキャップの殺菌方法を採用する。
【０００９】
請求項２に記載されるように、請求項１に記載のキャップの殺菌方法において、０．５％〜１５％濃度の過酸化水素を混ぜた水から上記過熱蒸気（Ｓ）を作ることも可能である。
【００１０】
請求項３に記載されるように、請求項１又は請求項２に記載のキャップの殺菌方法において、上記過熱蒸気（Ｓ）は誘電加熱によって発生させることも可能である。
【００１１】
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キャップの殺菌方法において、９０℃〜１５０℃の無菌エア（Ｈ）をキャップ（Ｃ）に吹き付けることにより予熱を行い、２００℃〜７００℃の過熱蒸気（Ｓ）をキャップ（Ｃ）に吹き付けることにより殺菌を行うことも可能である。
【００１２】
また、請求項５に係る発明は、キャップ（Ｃ）の搬送路に沿って、搬送中のキャップ（Ｃ）に加熱された無菌エア（Ｈ）を吹き付けて予熱する予熱用ノズル（１１）と、予熱したキャップ（Ｃ）の内外面に過熱蒸気（Ｓ）を吹き付けてキャップ（Ｃ）の内外面を殺菌する殺菌用ノズル（１５）と、殺菌されたキャップ（Ｃ）に無菌の冷却水（Ｗ）を吹き付けて冷却する冷却用ノズル（１７）とが配置されたキャップの殺菌装置を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、過熱蒸気（Ｓ）によってキャップ（Ｃ）を殺菌するので、短時間でキャップ（Ｃ）を殺菌処理することができる。また、従来の飽和蒸気による殺菌に比べ、ドレンの発生を低減することができる。さらに、キャップ（Ｃ）を予熱したうえで過熱蒸気（Ｓ）による殺菌処理を行うので、過熱蒸気（Ｓ）の使用量を低減することができ、それだけ熱エネルギーのロスが少なくなる。
【００１４】
また、本発明において、０．５％〜１５％濃度の過酸化水素を混ぜた水から作った過熱蒸気（Ｓ）を殺菌処理に用いる場合は、キャップ（Ｃ）をより効果的に殺菌することができ、一般細菌、カビ、酵母の滅菌だけでなく芽胞菌の殺菌レベルをアップすることができる。
【００１５】
また、過熱蒸気発生手段として誘電加熱方式を採用する場合は、通常のヒータによる加熱に比べエネルギー効率が良く、それだけ殺菌効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るキャップの殺菌装置の部分切欠斜視図である。
【図２】キャップの殺菌装置における予熱部の説明図である。
【図３】キャップの殺菌装置における殺菌部の説明図である。
【図４】キャップの殺菌装置における冷却部の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
図１に示すように、このキャップの殺菌装置は、キャップＣの搬送路を有し、この搬送路に沿って配置された予熱部１と、殺菌部２と、冷却部３とを具備する。
【００１９】
搬送路は、キャップＣの供給用ホッパ（図示せず）から、飲料が充填されたボトル等の容器の口部をキャップＣで閉じるキャッパ（図示せず）へと延びている。
【００２０】
搬送路内には、一対の平行に伸びる無端チェーン４が各々垂直面内に配置される。一対の無端チェーン４間には、一定間隔でローラ５が架け渡される。
【００２１】
キャップＣは、図１に示すように、所定の間隔で隣り合う一対のローラ５上に横倒し状態で乗せられる。キャップＣは、例えばポリプロピレン、高密度ポリエチレン等の射出成型品またはアルミニウムなどの金属製であってもよい。キャップＣは、図１及び図２に示すように、天壁Ｃ1、周壁Ｃ2、開口端Ｃ3を有し、周壁Ｃ2の外周面には摩擦用の多数の凹凸が形成され、内周面には容器の口部に形成された雄ネジ（図示せず）と螺合する雌ネジＣ4が形成される。
【００２２】
各ローラ５の軸端には摩擦車６が固定され、摩擦車６に接するレール７が無端チェーン４に沿うように配置される。レール７はこの殺菌装置の図示しない機枠に固定される。これにより、無端チェーン４の走行と共にローラ５が走行すると、摩擦車６がレール７に接触しつつ回転する。摩擦車６の回転と共にローラ５も回転することから、ローラ５上のキャップＣも一方向に回転する。
【００２３】
また、図１及び図２に示すように、搬送路内には、ガイド棒８，９，１０がキャップＣの走行方向に沿って配置される。ガイド棒８，９，１０は、横倒し状態のキャップＣの天壁Ｃ1、周壁Ｃ2、開口端Ｃ3の各々に接するように伸び、上記図示しない機枠に固定される。これにより、キャップＣはガイド棒８，９，１０に案内されつつ、且つ搬送路上を回転しつつ、ローラ５上から落下することなくキャッパへと一方向に搬送される。
【００２４】
予熱部１は、図２に示すように、上記搬送路内を搬送中のキャップＣに、加熱された無菌エアＨを吹き付けて予熱する予熱用ノズル１１を備える。
【００２５】
予熱用ノズル１１は、横倒し状態のキャップＣの天壁Ｃ1、周壁Ｃ2、開口端Ｃ3の各々に対向するように配置される。望ましくは、予熱用ノズル１１は各ガイド棒８，９，１０を跨いで天壁Ｃ1、周壁Ｃ2、開口端Ｃ3の各々に対向するよう二個ずつ配置される。
【００２６】
予熱部１には、加熱された無菌エアＨの供給源として、ブロア１２と、除菌フィルタ１３と、電熱器１４とが設けられる。ブロア１２から取り込まれた外気が除菌フィルタ１３によって除菌され、電熱器１４で所定温度まで加熱された後、無菌の熱風となって配管から上記各予熱用ノズル１１へと送られる。
【００２７】
なお、ブロア１２から除菌フィルタ１３に向かうエアには加熱した蒸気を添加することで、このエアを予備加熱するとともに加湿し、電熱器１４から出る無菌エアＨの熱容量を高めるようにしてもよい。また、除菌フィルタ１３は、プレフィルタとＵＬＰＡフィルタを直列に連結したものであってもよい。プレフィルタを設けることでＵＬＰＡフィルタの寿命を長くすることが可能である。
【００２８】
図２に示すように、上記各予熱用ノズル１１から噴き出た熱風である無菌エアＨは、キャップＣの天壁Ｃ1及び周壁Ｃ2の外面に当たってキャップＣを外面から加熱し、また、キャップＣの開口端Ｃ3からキャップＣの内面に当たってキャップＣを内面から加熱する。これにより、キャップＣの全体が所定温度まで予熱される。
【００２９】
上記各予熱用ノズル１１から噴き出る無菌エアＨの温度は、望ましくは９０℃〜１５０℃であり、この無菌エアＨをキャップＣに１．０秒〜２０．０秒間吹き付けることにより、キャップＣの表面は望ましくは５０℃〜１００℃に予熱される。そして、この予熱されたキャップＣが次の殺菌部２へと搬送される。
【００３０】
殺菌部２は、図３に示すように、上記搬送路内を搬送中の予熱したキャップＣの内外面に過熱蒸気Ｓを吹き付けてキャップＣの内外面を殺菌する殺菌用ノズル１５を備える。
【００３１】
殺菌用ノズル１５は、横倒し状態のキャップＣの天壁Ｃ1、周壁Ｃ2、開口端Ｃ3の各々に対向するように配置される。望ましくは、殺菌用ノズル１５は各ガイド棒８，９，１０を跨いで天壁Ｃ1、周壁Ｃ2、開口端Ｃ3の各々に対向するよう二個ずつ配置される。
【００３２】
殺菌部には、過熱蒸気の供給源として、市販の過熱蒸気発生装置１６が設けられる。過熱蒸気発生装置１６としては、例えばトクデン株式会社製の商品名ＵＰＳＳである過熱蒸気発生装置を用いることができる。これは、図示しないが、螺旋状に巻回された導電体からなる通水パイプの螺旋の中央に誘導加熱コイルを挿入してなるもので、水を通水パイプ内に導き、誘導加熱コイルに交流電圧を印加するようになっている。交流電圧をインバータにより周波数変換して通電することも可能である。交流電圧の印加により、誘導加熱コイルが交番磁束を発生し、通水パイプに誘導電流が流れ、通水パイプが発熱する。この通水パイプの発熱によって中を流れる水が加熱されて飽和蒸気となり、さらに過熱蒸気Ｓとなり、通水パイプ外へ取り出される。
【００３３】
なお、誘導加熱コイルを導電性のチューブとし、これに通水することでさらに加熱効果を高めることも可能である。
【００３４】
過熱蒸気発生装置１６で作られた過熱蒸気Ｓは無菌状態となって配管から上記各殺菌用ノズル１５へと送られる。
【００３５】
各殺菌用ノズル１５から吐出される過熱蒸気Ｓの温度は、望ましくは２００℃〜７００℃である。
【００３６】
２００℃〜７００℃の温度範囲であれば、キャップＣの表面のみ高温に曝すことで、短時間でキャップＣの表面に付着した菌を殺菌することができる。過熱蒸気Ｓの温度が２００℃未満では、殺菌のため長時間の吹き付けが必要となって、キャップＣを構成する樹脂自体が蓄熱して高温となり、キャップＣの変形が大きくなる。また、７００℃を超えると、短時間でもキャップＣを構成する樹脂自体の温度が上がり、キャップＣに変形を生じ易くなる。
【００３７】
各殺菌用ノズル１５から吐出される過熱蒸気Ｓの圧力は望ましくは０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満である。
【００３８】
０．１ＭＰａの近傍であれば、過熱蒸気ＳがキャップＣに接して温度が低下しても、結露する可能性は低く、０．３ＭＰａよりも圧力が高いと、キャップＣに過熱蒸気Ｓを吹き付けた際にキャップＣの表面で結露する可能性がある。結露が発生すると、殺菌部２の近傍にドレンが溜まるおそれがある。
【００３９】
また、キャップＣに吹き付ける過熱蒸気Ｓの温度は、上記予熱が行われない場合は、３５０℃以上でなければ殺菌不良を来すが、上記予熱を行った場合は、２００℃〜７００℃の過熱蒸気の吹き付けで適正な殺菌を達成することができる。
【００４０】
図３に示すごとく、上記各殺菌用ノズル１５から噴き出た過熱蒸気Ｓは、キャップＣの天壁Ｃ1及び周壁Ｃ2の外面に当たってキャップＣを外面から加熱し、また、キャップＣの開口端Ｃ3からキャップＣ内に入ってキャップＣを内面から加熱する。これにより、キャップＣの内外面が殺菌処理される。
【００４１】
上記過熱蒸気Ｓとしては、水のみから作ったものに代え、過酸化水素を混ぜた水を過熱蒸気発生装置１６に送って作ったものを使用することも可能である。
【００４２】
この水に添加する過酸化水素の濃度は、望ましくは０．５％〜１５％であり、より望ましくは１％〜１０％である。０．５％未満では芽胞形成細菌に対して十分な殺菌効果を得ることができず、１５％を超えるとキャップＣへの過酸化水素の残留が多くなる。
【００４３】
このように過酸化水素を混ぜた水から作った過熱蒸気ＳをキャップＣに吹き付けるようにすると、水のみから作った過熱蒸気Ｓを使用する場合に比べ、過熱蒸気Ｓを吹き付ける量を低減しても所定の殺菌効果を得ることが可能である。
【００４４】
また、水のみから作った過熱蒸気Ｓを使用する場合はキャップＣの表面に付着した一般細菌、カビ、酵母類を殺菌することが可能であるが、過酸化水素を混ぜた水から作った過熱蒸気を使用する場合は、更に芽胞菌をも高いレベルで殺菌可能である。
【００４５】
かくて、殺菌用ノズル１５から過熱蒸気Ｓを吹き付けられることによって内外面が殺菌処理されたキャップＣは次の冷却部３へと搬送される。
【００４６】
冷却部３は、図４に示すように、上記搬送路内を搬送中の殺菌処理済みのキャップＣに、無菌の冷却水Ｗを吹き付けて冷却する冷却用ノズル１７を備える。
【００４７】
冷却用ノズル１７は、横倒し状態のキャップＣの天壁Ｃ1、周壁Ｃ2、開口端Ｃ3の各々に対向するように配置される。望ましくは、冷却用ノズル１７は各ガイド棒８，９，１０を跨いで天壁Ｃ1、周壁Ｃ2、開口端Ｃ3の各々に対向するよう二個ずつ配置される。
【００４８】
冷却部３には、無菌の冷却水Ｗを作るための加熱器及び冷却器を備えた液処理装置１８が設けられる。この液処理装置１８は公知の構造であるから、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
上記各冷却用ノズル１７から噴き出た無菌の冷却水Ｗは、キャップＣの天壁Ｃ1及び周壁Ｃ2の外面に当たってキャップＣを外面から冷却し、また、キャップＣの開口端Ｃ3からキャップＣの内面に当たってキャップＣを内面から冷却する。これにより、キャップＣの全体が所定温度まで冷却される。
【００５０】
上記各冷却用ノズル１７から噴き出る無菌の冷却水Ｗの温度は、例えば１５℃〜５０℃であり、この無菌の冷却水ＷがキャップＣに１．５秒〜３．０秒間吹き付けられることにより、キャップＣは望ましくは１５℃〜５０℃（冷却水と同一温度）まで冷却される。
【００５１】
このように、冷却されたキャップＣは、次の図示しないキャッパへと搬送される。そして、飲料が充填されたボトル等の容器の口部に螺着される。
【００５２】
次に、図１乃至図４を参照して上記構成のキャップの殺菌装置の作用を説明する。
【００５３】
（１）図１に示すように、搬送路の無端チェーン４の駆動により、ローラ５が矢印方向に走行する。また、各ローラ５は各々の軸端の摩擦車６がレール７に接することから、矢印方向に回転する。
【００５４】
図示しないホッパから投入されたキャップＣは、隣り合うローラ５上に乗って回転しながら、矢印方向に搬送される。また、ローラ５上のキャップＣはガイド棒８，９，１０により案内されつつ、ローラ５上から落下しないように搬送される。
【００５５】
（２）図１及び図２に示すように、最初にキャップＣは予熱部１に到達し、予熱用ノズル１１から加熱された無菌エアＨを内外面に吹き付けられる。
【００５６】
これにより、キャップＣはその全体が所定温度まで予熱される。
【００５７】
（３）図１及び図３に示すように、キャップＣは殺菌部２に到達し、殺菌用ノズル１５から過熱蒸気Ｓを内外面に吹き付けられる。
【００５８】
これにより、キャップＣの全表面が殺菌処理される。
【００５９】
過熱蒸気Ｓが水のみから作ったものである場合は、キャップＣの表面に付着した一般細菌、カビ、酵母類が殺菌される。
【００６０】
また、過熱蒸気Ｓとして、水のみから作ったものに代え、過酸化水素を混ぜた水から作られたものが使用される場合は、更に芽胞菌も高いレベルで殺菌される。
【００６１】
（４）殺菌用ノズル１５から過熱蒸気Ｓを吹き付けられることによって内外面が殺菌処理されたキャップＣは、図１及び図４に示すように、冷却部３へと搬送され、その内外面に無菌の冷却水Ｗが吹き付けられて所定温度まで冷却される。
【００６２】
（５）冷却されたキャップＣは、搬送路に接続された図示しない搬送路からキャッパへと搬送される。
【００６３】
キャッパは、ボトル等の容器の搬送路内に配置される。飲料が充填された容器がキャッパに到来すると、キャッパによって容器の口部に上記キャップＣが螺着される。
【００６４】
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、上記実施の形態では各種ノズルを筒状のものとして示したが、スリット状のノズルであってもよい。また、上記実施の形態では各種ノズルをキャップＣの天壁、周壁、開口端の各々に対向するよう二個ずつ配置したが、それ以上の個数を配置してもよいし、一個ずつ配置してもよい。キャップＣの天壁、周壁、開口端の如何により設置個数を替えることも可能である。
【実施例１】
【００６５】
５００ｍｌ容量のＰＥＴボトル用ポリプロピレン製キャップに対して以下のような温度条件で予熱し、過熱蒸気噴射により殺菌を行った。予熱時間は３秒、過熱蒸気噴射時間は１秒とした。殺菌効果は表１の通りである。
【００６６】
【表１】
2014051293.tif 000003
【００６７】
なお、表１中、バチルス属１は、Bacillus subtilis（略称B.sub）は、中性飲料の指標として用いられるバクテリアである。バチルス属２は、Bacillus stearothermophilis（略称B.stearo）は、加温販売される飲料の指標として用いられる高温菌である。
【００６８】
表１の結果から明らかなように、同程度の殺菌効果を得ようとする場合、キャップを予熱した場合は、予熱しない場合に比べ、過熱蒸気の温度を下げることができる。
【実施例２】
【００６９】
５００ｍｌ容量のＰＥＴボトル用ポリプロピレン製キャップに対して以下のような温度条件で予熱、及び過酸化水素を混ぜた水からなる過熱蒸気噴射により殺菌を行った。予熱時間は３秒、過熱蒸気噴射時間は１秒とした。殺菌効果は表２の通りである。
【００７０】
【表２】
2014051293.tif 000004
【００７１】
表２の結果を表１の結果と比べると明らかなように、過酸化水素を混ぜた過熱蒸気でキャップを殺菌すると、一般細菌、カビ、酵母の滅菌だけでなく芽胞菌の殺菌レベルを高めることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１１…予熱用ノズル
１５…殺菌用ノズル
１７…冷却用ノズル
Ｃ…キャップ
Ｓ…過熱蒸気
Ｈ…無菌エア
Ｗ…冷却水
【図１】
2014051293.tif 000005
【図２】
2014051293.tif 000006
【図３】
2014051293.tif 000007
【図４】
2014051293.tif 000008