(57)【要約】  液体状の殺菌剤によって包装材料（１）を殺菌する方法であって、殺菌すべき包装材料（１）を提供する段階と、液体状の殺菌剤の供給源（１１）を提供する段階と、液体の殺菌剤をノズル（１２）を通して圧送して包装材料に向けられた噴射物（１４ａ）を形成する段階と、液体の殺菌剤の噴射物(１４ａ）に制御された周期的な攪乱を加えて、液体状の殺菌剤の噴射物（１４ａ）が、制御されて基本的に均一サイズで、制御された割合の液滴の列（１４）を形成するようにする段階と、包装材料（１）をノズル（１２）に対して、あるいはその逆に、移動させることによって滴の列（１４）が包装材料（１）上で制御された厚さで、制御された被覆の殺菌剤のコーティング（２）を形成するようにする段階と、包装材料（１）上の殺菌剤の膜を蒸発させる段階とを含む液体状の殺菌剤で包装材料を殺菌する方法。本発明はまた、類似の方法と前記方法を実行するための装置とにも関する。
2005510415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状の殺菌剤によって包装材料（１）を殺菌する方法において、
殺菌すべき包装材料（１）を提供する段階と、
液状の殺菌剤の供給源（１１）を提供する段階と、
液状の殺菌剤をノズル（１２）を通して圧送し、前記包装材料に向けられた噴射物（１４ａ）を形成する段階と、
液状の殺菌剤の噴射物（１４ａ）に制御された周期的な攪乱障害を加えて、前記液状殺菌剤の噴射物（１４ａ）が、制御されて基本的に均一なサイズで、制御された割合の液液滴の列（１４）を形成するようにさせる段階と、
前記包装材料（１４）を前記ノズル（１２）に対して、あるいは前記ノズル（１２）を前記包装材料（１４）に対して動かすことによって、前記液液滴の列（１４）が前記包装材料（１）上に制御された厚さと制御された被覆の殺菌剤のコーティング（２）を形成するようにする段階と、
前記包装材料（１）上の殺菌剤の膜を蒸発させる段階とを含むことを特徴とする包装材料を殺菌剤で殺菌する方法。
【請求項２】
前記液滴が充電され、偏向電極（１７）が所望の、あるいは所望しない液滴のいずれかを偏向させる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
液体状の殺菌剤で包装材料（１）を殺菌する方法において、
殺菌すべき包装材料（１）を提供する段階と、
液状の殺菌剤の供給源（２１）を提供する段階と、
液体の殺菌剤をノズル（２２）を通して圧送し、液滴が望まれる場合に常に前記供給源（２１）における液体の殺菌剤に制御された攪乱を加えることによって、基本的に均一なサイズで、制御された割合で、前記包装材料に向かう方向に移動する液滴の列（２４）を形成する段階と、
前記包装材料（１）を前記ノズル（２２）に対して、あるいは前記ノズル（２２）を前記包装材料（１）に対して動かすことによって、前記液滴の列（２４）が前記包装材料（１）上で制御された厚さで、制御された被覆の殺菌剤のコーティング（２）を形成するようにする段階と、
前記包装材料（１）上の前記殺菌剤に熱（３）を加えることによって前記殺菌剤の膜が蒸発されるようにする段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
前記包装材料（１）上の前記殺菌剤に熱を加えることによって前記殺菌剤の膜が蒸発されるようにする請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記液滴の列（１４，２４）が基本的に連続した膜（２）形成する請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ノズル（１２，２２）が複数のノズル（１２，２２）を含む配列体（３０）に配置され、前記配列体（３０）が前記包装材料（１）に対して、あるいは前記包装材料（１）が前記配列体に対して第一の位置（Ａ）と第二の位置（Ｂ）との間で前後に動かされる請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
液体の殺菌剤による前記包装材料（１）の殺菌が前記包装材料を放射線（４）、好ましくはＵＶ放射線に当てる段階によって補完される請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
液体状の殺菌剤によって包装材料を殺菌する装置において、
液体状の殺菌剤の供給源（１１）と、
前記包装材料に向けられた噴射物（１４ａ）を形成するために前記液体殺菌剤がそこを通して圧送されるノズル（１２）と、
液体の殺菌剤の噴射物（１４ａ）に制御された周期的な攪乱を加える振動装置（１５）と、
前記包装材料(1)を前記ノズル（１２）に対して、あるいは前記ノズル（１２）を前記包装材料(1)に対して移動させる駆動手段（５）とを含むことを特徴とする液体状の殺菌剤によって包装材料を殺菌する装置。
【請求項９】
前記液滴を帯電させる充電電極（１６）と所望の液滴あるいは所望しない液滴のいずれかを偏向させる偏向電極（１７）とを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
液体状の殺菌剤によって包装材料（１）を殺菌する装置において、
液体状の殺菌剤の供給源（２１）と、
液滴が望まれるときに常に前記供給源（２１）における液体に制御された攪乱を加える振動装置（２３）と、
前記包装材料（１）に向かう方向に移動する液滴の列（２４）を形成するためにそこを通して液体の殺菌剤が圧送されるノズル（２２）と、
前記包装材料（１）を前記ノズル（２２）に対して、あるいは前記ノズル（２２）を前記包装材料（１）に対して移動させる駆動手段（５）とを含むことを特徴とする液体状の殺菌剤で包装材料を殺菌する装置。
【請求項１１】
前記包装材料（１）上の殺菌剤に熱を加えることによって殺菌剤の膜を蒸発させる加熱手段（３）を更に含む請求項８から１０までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ノズルが複数のノズル（２２）を含む配列体（３０）に配置され、前記配列体（３０）が前記包装材料（１）に対して、あるいは前記包装材料（１）が前記配列体（３０）に対して、第一の位置（Ａ）と第二の位置（Ｂ）との間で前後に移動可能である請求項８から１１までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記包装材料を放射線、好ましくはＵＶ放射線に当てる放射線源（４）を更に含む請求項８から１２までのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体状の殺菌剤によって包装材料を殺菌する方法と装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無菌包装技術は、特にバクテリアや貯蔵に対して敏感な製品である食料品などが腐ったり、汚損する危険性なしに包装日から長期に亘り保存できるよう当該製品に対して長い貯蔵寿命を提供するように前記食料品などを包装するために長期に亘って使用されてきた。この技術は当該技術分野の専門家には周知であり、例えば包装材料内の製品において発生する有害な微生物を中性化するために製品と包装材料とが各々殺菌処理され、その後、前記の処理された製品が殺菌された製品がバクテリアに再感染するのを避けるために無菌状態で殺菌済みの包装材料内に密閉されるという事実から着手することができる。
【０００３】
牛乳、ジュースおよび類似の液状食品のための無菌包装は、現在ではプラスチックコーティングした紙あるいはボール紙材料の帯片すなわちシートから、無菌状態で包装を形成し、中味を充填し、そして閉鎖するタイプの包装機によって製造されることが最も多い。例えば、牛乳のための無菌包装を製造する公知の包装機においては、帯片は周囲の環境から基本的に完全に遮断された室内において重量比で１０−３５％の過酸化水素を含有する浴を通される。浴を通過した後、前記帯片は該帯片から余剰の殺菌剤を除去し、それを浴まで戻すために押圧ローラの間に挟まれる。
【０００４】
その後、帯片は包装機の環境とは接触することなく、これも基本的に同様に完全に周囲から遮断されている包装機の形成および充填室中へ導入される。形成および充填室において、包装材料は随伴する殺菌剤の残留分をそこから蒸発して、駆逐するために殺菌用の高温の空気によって加熱され、それから、帯片は長手方向の重なり継ぎ目において二つの長手方向の縁部を相互にシールすることによりチューブに形成される。前記チューブは、前記チューブ中へ開放している充填パイプを通して該チューブへ送入される適当な事前に殺菌された中身、すなわち熱処理済みの牛乳などで充填され、該チューブの長手方向軸線を横切って繰り返し横方向にシールされることによって、閉鎖された充填済み包装に分離される。
【０００５】
包装は横方向のシール部を切断することによって相互に分離され、その後、包装機から仕上がりの無菌包装として送出される前に、通常平行六面体である、所望の幾何学的形状とされる。全体の工程を通して、未殺菌の環境空気が殺菌された中味や包装材料へ侵入し、それらを再感染させるのを阻止するために殺菌用の高温空気の過剰圧力が形成および充填室において保持されている。
【０００６】
前述した公知の方法において包装材料の良好な殺菌を達成するための条件は殺菌用浴を通過した後の帯片全体が、包装材料の全ての部分が有効に殺菌されるのを確実にするために殺菌剤の凝集した膜で被覆されることである。前記膜は更に、形成および充填室におけるその後の殺菌剤の蒸発を促進し、かつより効果的とするために厚さが薄く、かつ均一であることが好ましい。これらの二つの条件は、実際には完遂することが困難であることが判明しており、殺菌剤が帯片の表面に亘って不規則な厚さを露呈することが少なくなく、これは不均一で、かつ予測不可能な殺菌効果をもたらすのみならず、蒸発をより困難にする。
【０００７】
帯片がそこを通される殺菌剤の浴を採用している前述した方法、およびその他の方法に関わる別の欠点は縁部吸引現象であって、それは長手方向に切断された縁部における露出された繊維質の材料が帯片の繊維質の層に保持されている液状の殺菌剤を吸収しようとする傾向があることである。仕上った包装における内方に面した切断縁部は常に十分保護されているので、随伴する殺菌剤が包装の中味と接触するようになり、影響を与える危険性は何ら発生せず、逆に、殺菌剤の不必要な喪失をもたらすことは勿論であるので、吸収された液体が同時に包装の形状の剛性と安定性とを少なくとも局所的に損なう危険性は大きい。
【０００８】
このタイプの殺菌方法に関わる別の問題は、事前に付与される開口装置を含む包装材料に前記殺菌方法が適用される場合に発生する。事前に付与される開口は浴からかなりの量の殺菌剤を運び去るショベルあるいは柄杓として作用する。開口装置の従来の形状が故に、前述の押圧ローラではこの現象が発生するのを阻止することはできない。
【０００９】
欧州特許第４８４７３０  Ａ１号は液体状の殺菌剤によって包装材料を殺菌する方法を開示している。包装材上の表面静電電荷を排除するために包装材料は放電される。その後、包装材料は殺菌剤で加湿される。その殺菌剤は微細に分配され、静電電荷された霧として殺菌すべき包装材料の領域に付与される。合体され薄膜となった殺菌剤を付与された包装材料は、既に殺菌された包装材料から殺菌剤を蒸発させるよう最終的に加熱される。欧州特許第４８４７３０  Ａ１号は現在最も直近の従来技術と考えられている。
【００１０】
しかしながら、この方法も若干の欠点がある。包装材料を折り曲げローラ、形成ローラなどの周りで引きずることは包装材料に極めて多大な静電荷を誘発させるので包装材料を適正に放電させることは困難である。更に、殺菌剤の噴霧は包装材料の上で均一な膜をもたらさない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は液体状の殺菌剤によって包装材料を殺菌する方法と装置であって、殺菌剤が調和し、かつ制御された仕方で付与され、包装には縁部吸引がもたらされることがないので、事前に付与された開口装置による何らの過剰喪失なしに殺菌剤が利用される包装材料を殺菌する方法と装置とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的および以下の説明から明らかとなるその他の目的は、殺菌すべき包装材料を提供する段階と、液体状の殺菌剤の供給源を提供する段階と、液体の殺菌剤をノズルを通して圧送して包装材料に向けられた噴射物を形成する段階と、前記液体殺菌剤の噴射物に制御された周期的な攪乱(disturbance)障害を加えることによって、制御されて基本的に均一サイズで、制御された割合の液滴の列を形成する段階と、前記ノズルに対して包装材料を、あるいは包装材料を前記ノズルに対して移動させることによって前記液滴の列が包装材料上に制御された厚さで制御された被覆の殺菌剤のコーティングを形成する段階と、包装材料上の殺菌剤の膜を蒸発させる段階とを含む方法によって達成される。この方法は、前述した従来技術による方法と比較して、特に膜の厚さ／質量、温度および位置に関して殺菌剤（例えば過酸化水素）を制御して送給するという利点を有している。
【００１３】
欧州特許第４８４７３０  Ａ１号に記載の方法を精査すると、一見したところ霧状の殺菌剤の液滴は均等に分配され、広範囲な領域上に液滴を拡散することの効果が本方法に対してある種の余裕をもたらしているように見えるが、霧状の液滴は全く均一に分配されないことが判明した。このことは、前記の霧によって形成された膜が精々良くても不均一な厚さであり、更に悪いことには多くの場合、それはたとえ所望したとしても連続した膜とはならないことを意味する。
【００１４】
オリフィスあるいはノズルを通して液体を圧送することによって噴射を形成することは知られている。噴射がノズルを出るにつれて、噴射の表面に乱れが発生する。これらの乱れは、自在に流れる噴射に対する表面張力を最小にしようとする固有の作用と共に、表面エネルギを最小にしようとし、これによって噴射を分断させ液滴となるようする。この自然のメカニズムが液滴のサイズおよび液滴形成割合を任意にばらつかせる。更に、それは液滴の方向も任意にばらつかせる。従来技術に前記任意性のために、最小量の殺菌剤を受け取る包装材料の部分でさえも十分な殺菌剤を受け取れるように確実にするに十分な大量の殺菌剤を供給する必要がある。
【００１５】
本発明によって、前記の任意の分断は制御された周期的な障害によって克服され、これが前述した利点をもたらす。外部からの障害の供給源は圧電結晶であることが多いが、ノズルを振動させるその他のいずれかの装置であってよい。前記結晶を電気的に刺激させることによって機械的な振動を発生させ、それが前記噴射に導入される。刺激信号の周波数が液滴のサイズと液滴間の距離とに影響し、一方振幅がノズルから噴射が分断される点までの距離に影響を与える。
【００１６】
液滴のサイズは刺激周波数のみならず、ノズルの設計や液体の特性によっても変わる。ノズルの設計は流体力学的条件、例えばノズルにおける圧力低下などに影響を与え、良好なノズル設計は流れを向上させる。また、液体の粘度を配慮することが重要である。液体の粘度は温度と共に低下するので、液体の温度がより高ければその結果噴射速度を高くすることができる。
【００１７】
別の差異は、このような制御された攪乱が、従来技術におけるように液滴の方向が任意にばらつく代わりに一列の液滴を基本的に想像上の一本の線に沿って得ることができるようにすることである。このことによって、包装材料の異なる部分において、異なる量の殺菌剤を制御された仕方で得ることができるようにする。このことは、例えば包装材料に事前に開口手段が設けられているような場合に重要である。
【００１８】
本発明の実施例によると、液滴は電気的に帯電され、偏向電極が所望の液滴あるいは所望しない液滴のいずれかを偏向させる。所望しない液滴は何らかの種類の溝に集められ、殺菌剤の供給源あるいはノズルまで戻されることが好ましい。
【００１９】
当該包装材料は事前に付与した開口付きで、あるいは開口なしでロール上で送ることができることは勿論であり、多少直立したブランクあるいはその他のいずれかの半ば仕上った包装形態とすることも可能である。
【００２０】
前述の目的はまた、前述の圧送する段階と、液体殺菌剤に攪乱を加える段階とを一つの段階とする、すなわち液体の殺菌剤をノズルを通して圧送して、制御された基本的に均一サイズで、制御された割合で包装材料に向かう方向に移動する液滴の列を形成し、液滴が所望されるときはいつでも前記供給源における液体に制御された攪乱を加えることによって一つの段階とする方法によって達成される。そのような方法の利点は前述の方法に関連して既に説明した通りである。本発明のこの局面は、液滴は所望されたときのみ形成されるので、包装材料の種々の部分に種々の量の殺菌剤を付与することができるようにされている。液滴の列はまた、多数の液滴の容量に対応した長さと容量を備えた間欠的な噴射とすることも可能である。
【００２１】
包装材料上の殺菌剤はそれに熱を加えることによって蒸発させることが好ましい。
【００２２】
ノズルは複数のノズルを含む配列体に配置されることによって、前記配列体が包装材料に対して、あるいはその逆に、第一の位置と第二の位置の間で前後へ移動することが好ましい。もしも連続した膜が所望され、１個のノズルが故障してもそれに関して余裕が完全にあるようにすべきであるとすれば、第一と第二の位置との間の距離は、少なくとも包装材料の進行方向に対して垂直の距離に関して相互に隣接する２個のノズル間の距離であるべきである。ノズル配列体に対する包装材料の相対的な進行方向において１個以上のノズルを配置させることによって、単独で、あるいは前記ノズル配列体の運動と組み合わせて余裕を達成することができる。前記配列体におけるノズルの正確な配置および数並びに前記配列体の運動はそれぞれの場合において検討し、最適化する必要があることは勿論である。特に、各ノズルの安定性、連続した膜の必要性の是非、包装材料の運動速度などはよく斟酌する必要がある。これらおよびその他のパラメータの種々の値に応じて、ある場合には固定したノズルをより多くあるいはより少なく使用することが有利であり、一方他の場合には、より少ないノズルを使用して、代わりにノズルの配列体をより多く動かすことが有利でありうる。
【００２３】
好適実施例によると、液体殺菌剤によって包装材料を殺菌することは包装材料を放射線、好ましくはＵＶ放射線に露出させる段階によって補完される。補完的な放射線による殺菌はより少ない殺菌剤を使用して、前述した利点をより高めることを可能とする。
【００２４】
本発明の目的はまた、特許請求の範囲の装置に関する独立項に記載の装置によっても達成される。このように達成された利点はその方法に関して説明済みである。好適実施例は特許請求の範囲の従属項に記載されている。
【００２５】
本発明を現在好適な実施例を示す添付概略図を参照して以下詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
前述の制御され、基本的に均一なサイズで、制御された割合の液滴の列を達成するための主として二種類の技術、すなわち連続的な技術と要求次第の（オンデマンド）技術とがある。
【００２７】
双方の局面による装置は殺菌剤の供給源１１，２１と、ノズル１２，２２と、殺菌剤を加圧する手段１３，２３とを含む。
【００２８】
連続的な方法によれば、例えばメンブレンのような加圧手段１３がノズル１２を通して液体の殺菌剤を圧送し、包装材料に向けられた噴射物１４ａを形成し、該噴射物には制御された周期的な攪乱が加えられ、液状の殺菌剤が、制御された基本的に均一サイズで、制御された割合の液滴の列１４を形成するようにさせる。刺激源１５は通常高周波数で振動している圧電結晶であるが、同様の振動を達成するその他のいずれかの手段も使用しうることは勿論である。殺菌剤は通常地面への接続によって放電される。
【００２９】
何かの理由で、包装材料のある部分には全く殺菌剤が提供されないようにするとか、あるいは該包装材料の残りの部分と異なる量で殺菌剤が提供されるようにしたりするとすれば、これは殺菌剤の液滴が充電電極１６によって帯電され、偏向電極１７が、技術方式に応じて、所望の、あるいは所望でない液滴のいずれかを偏向させるような技術によって達成することができる。所望でない液滴は溝１８を経由して戻される。このように、連続的な方法の技術においては、位置決めおよび位置の割合を制御する最後の段階は液滴が充電可能であることに依存している。
【００３０】
連続的な方法の典型的なデータは、刺激源の周波数：５０，０００から１５０，０００Ｈｚ（ある場合には、１ＭＨｚまで）、液滴のサイズ：１００−４００マイクロメートル（ある場合には、１０−１５マイクロメートルまで）である。
【００３１】
要求次第の（オンデマンド）すなわち刺激（インパルス）技術によれば、液状の殺菌剤はノズル２２を通して圧送され、液滴が所望される場合はいつでも前記供給源における液体に制御された攪乱を加えることによって、制御された基本的に均一なサイズと制御された割合で、包装材料１に向かって移動している液滴の列２４を形成する。このように、要求次第で液滴を提供する技術においては、液滴あるいは数液滴に相応する量の間欠的な噴射は必要な場合にのみ生成される。所謂熱あるいは泡噴射（バブルジェット）方式においては、刺激源２３は、電気的に刺激されると液体を加熱し、液を膨張させる抵抗（抵抗加熱要素）である。蒸気の泡が形成され、その結果の圧力の波が均等量の液体をノズルを通して圧送させる。また、ある要求次第で液滴を供給する技術は圧電結晶２３を利用している。その他の方法は刺激源として電極２３を使用している。
【００３２】
インパルスインクジェット技術においては、液滴の偏向は必要ではなく、その結果これらの技術は時間の経過に亘り衝撃変動を制御するのに液体の帯電に何ら依存しない。インパルス方法に対する典型的なデータは、刺激源の周波数：５００から１２０００Ｈｚ，液滴サイズの大体の範囲：３０−５００マイクロメートルである。
【００３３】
ノズル１２，２２は複数のノズルを含む配列体３０に配置され、そのため前記配列体３０が第一の位置Ａと第二の位置Ｂとの間で前後に包装材料１に対して移動し、あるいはその逆に移動することが好ましい。
【００３４】
前述した好適実施例は特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内で数種の修正が可能であることに注目すべきである。
【００３５】
殺菌剤は例えば、過酸化水素溶液あるいはその他のいずれかの殺菌化学薬品としうる。重量比で約４０％までの過酸化水素を含有している過酸化水素水溶液を使用することが好ましい。
【００３６】
刺激源はまた、振動を液体の殺菌剤中へ、あるいはノズルまで転送することができる振動メンブレンあるいはいずれかの類似の装置でもよい。 
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】連続的な方法を実行する装置の側面図である。
【図２】要求に応じた（オンデマンド）方法を実行する側面図である。
【図３】ノズルの配列を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  包装材料
２  コーティング
３  熱
４  放射線源
５  駆動手段
１１  殺菌剤供給源
１２  ノズル
１４  液滴の列
１４ａ  噴射物
１６  充電電極
１７  偏向電極
２１  殺菌剤供給源
２２  ノズル
２３  殺虫剤加圧手段
２４  液滴の列
３０  ノズルの配列体
【図１】
2005510415.tif 000003
【図２】
2005510415.tif 000004
【図３】
2005510415.tif 000005
【国際調査報告】
2005510415.tif 000006
2005510415.tif 000007