(57)【要約】      （修正有）【課題】設備の大きさをコンパクトにして初期投資を抑え、さらに工程を簡略化してランニングコストも低減でき、信頼できる無菌性を備える成形と充填を同時に行う無菌充填機及び無菌充填方法を提供する。【解決手段】プリフォーム１を加熱する加熱部１４、加熱されたプリフォームを殺菌する殺菌部６、殺菌されたプリフォームに殺菌された内容物を高圧で充填することにより、ボトル２への成形と内容物の充填を同時に行う成形充填部２２、及び内容物が充填されたボトルを密封する密封部２６を備える無菌充填機の運転前に、成形充填部及び密封部を殺菌し、無菌充填機稼働時には成形充填部および密封部に無菌エアを供給して無菌充填機の無菌性を維持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフォームを加熱する加熱部、加熱された前記プリフォームを殺菌する殺菌部、殺菌された前記プリフォームに殺菌された内容物を高圧で充填することで、前記プリフォームをボトルに成形する成形充填部、前記内容物が充填されたボトルを密封する密封部を備える無菌充填機であって、
前記殺菌部、前記成形充填部及び前記密封部がチャンバーにより遮蔽され、各部を遮蔽する殺菌部チャンバー、成形充填部チャンバー及び密封部チャンバーのうち少なくとも、前記成形充填部チャンバー及び前記密封部チャンバーの内部及び内面を殺菌する殺菌装置及び少なくとも前記成形充填部チャンバー及び前記密封部チャンバーの内部に無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられてい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、
前記加熱部の前にプリフォームを殺菌する前殺菌部が設けられていることを特徴とする無菌充填機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の無菌充填機において、
前記成形充填部チャンバー及び前記密封部チャンバー内を洗浄する洗浄装置が設けられていることを特徴とする無菌充填機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無菌充填機において、
前記成形充填部チャンバーが、前記成形充填部を保持する可動部と前記成形充填部を遮蔽する固定部とからな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のいずれかに記載の無菌充填機において、
前記殺菌部におけるプリフォームの殺菌手段が、前記プリフォームへの、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上によ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のいずれかに記載の無菌充填機において、
前記前殺菌部におけるプリフォームの殺菌手段が、前記プリフォームへの、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上によることを特徴とする無菌充填機。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の無菌充填機において、
前記成形充填部が少なくとも、金型、ブローノズル、延伸ロッド、バルブブロック及び内容物を加圧する加圧装置を備えることを特徴とする無菌充填機。
【請求項８】
請求項７に記載の無菌充填機において、
前記加圧装置が高圧プランジャーポンプであることを特徴とする無菌充填機。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の無菌充填機において、
前記ブローノズルからの吐出物を受けるカップ状の閉塞装置が設けられることを特徴とする無菌充填機。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の無菌充填機において、
前記延伸ロッドを遮蔽する延伸ロッド遮蔽チャンバーが設けられることを特徴とする無菌充填機。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の無菌充填機において、
前記延伸ロッドを前記ブローノズルに非挿入とする位置に前記延伸ロッドを駆動させる延伸ロッド駆動装置が設けられることを特徴とする無菌充填機。
【請求項１２】
プリフォームを加熱する加熱工程、加熱された前記プリフォームを殺菌する殺菌工程、殺菌された前記プリフォームに殺菌された内容物を高圧で充填することで、前記プリフォームをボトルに成形し、同時に内容物をボトルに充填する成形充填工程、内容物が充填されたボトルを密封する密封工程を有する無菌充填方法であって、
前記成形充填工程及び前記密封工程が行われる各部を外部から遮蔽するチャンバーの内部及び内面を殺菌し、前記チャンバー内に無菌エアを供給し、前記チャンバー内の無菌性を維持し、無菌性が維持されたチャンバー内で、前記成形充填工程及び前記密封工程を行うことを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の無菌充填方法において、
前記加熱工程の前に前記プリフォームを殺菌する前殺菌工程を有することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の無菌充填方法において、
前記成形充填工程及び前記密封工程が行われる前記チャンバーの内部及び内面を殺菌する前に、前記チャンバーの内部及び内面を洗浄することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載の無菌充填方法において、
前記殺菌工程が、前記プリフォームへの、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上によることを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１６】
請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の無菌充填方法において、
前記前殺菌工程が、前記プリフォームへの、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上によることを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１７】
請求項１２乃至請求項１６のいずれかに記載の無菌充填方法において、
前記成形充填工程がプリフォームの口部天面にブローノズルを接合させ、金型を閉じ、延伸ロッドにより前記プリフォームを長手方向に延伸させた後、加圧された内容物をバルブブロックにより制御して前記プリフォームに導入し、前記プリフォームを横方向に延伸し、金型形状のボトルに成形すると同時に内容物を前記プリフォームの口部下端近傍まで充填することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の無菌充填方法において、
前記ブローノズルの吐出口をカップ状の閉塞装置により閉塞し、吐出物を受けて循環させることにより、前記内容物の配管内を洗浄又は殺菌することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１９】
請求項１７又は請求項１８に記載の無菌充填方法において、
前記延伸ロッドをブローノズルに非挿入の状態で、前記成形充填工程を行う前記チャンバー内を殺菌することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項２０】
請求項１７乃至請求項１９のいずれかに記載の無菌充填方法において、
前記延伸ロッドをブローノズルに非挿入の状態で、前記成形充填工程を行う前記チャンバー内を洗浄することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項２１】
請求項１７乃至請求項２０のいずれかに記載の無菌充填方法において、
前記ブローノズル内部の流路を洗浄又は殺菌することにより、前記ブローノズルの外面温度が６０℃以上になっている状態で、前記成形充填工程を行う前記チャンバー内を過酸化水素のガス又はミスト若しくはこれらの混合物により殺菌することを特徴とする無菌充填方法。
【請求項２２】
請求項１７乃至請求項２１のいずれかに記載の無菌充填方法において、
前記金型を６０ｒｐｍ以下の速度で回転させながら、前記金型が開いている状態で、前記金型の内面を洗浄することを特徴とする無菌充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリフォームを殺菌し、殺菌したプリフォームを無菌雰囲気で成形し、同時に内容物を充填する無菌充填機及び無菌充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
お茶、スポーツ飲料、乳飲料、果汁入り飲料等は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ボトルに充填されて流通している。これらの飲料は、充填時に菌等が混入すると腐敗するおそれがあるため、殺菌されたボトルに無菌雰囲気で、殺菌された飲料が充填され、殺菌されたキャップにより密封されている。この工程はプリフォームのボトルへの成形から密封まで、一つの無菌充填機により連続して行われている。
【０００３】
このような無菌充填機として、プリフォームを搬送しながら、過酸化水素等の殺菌剤をプリフォームに吹き付け、次に、プリフォームを加熱して表面に付着した殺菌剤を活性化するとともに、プリフォームを成形温度まで高め、しかる後、加熱されたプリフォームをブロー成形機によってボトルに成形し、成形されたボトルに飲料等を充填し、キャッピングして無菌包装体とするというインラインシステムが提案されている（特許文献１、２）。
【０００４】
また、プリフォームを成形温度まで加熱し、加熱されたプリフォームを容器に成形し、成形された容器を殺菌し、殺菌された容器に無菌雰囲気で殺菌された内容物を充填し、内容物が充填された容器を殺菌された蓋材により密封する無菌充填機も提案されている（特許文献３、４）。
【０００５】
上記のような無菌充填機は、プリフォームをボトルに成形し、成形されたボトルに内容物を充填するため、長大なシステムとなっている。そこで、プリフォームをブロー成形する際に使用する高圧気体の代わりに内容物となる飲料を高圧でプリフォーム内に充填し、成形と充填を同時に行うことが提案されている（特許文献５、６）。
【０００６】
特許文献５に記載の方法は、プリフォームを射出成形する金型のコアに延伸ロッドやインナパイプを内蔵させ、射出成形後にコアに外嵌されたプリフォームをそのまま金型内に導入し、成形充填することにより無菌性を維持しており、射出成形も連続して行い、しかも射出成形のコアをブロー成形にも使用する方法であり、極めて煩雑である。
【０００７】
また、特許文献６はプリフォームを蒸気等により殺菌し、加熱されたプリフォームに液体商品を高圧で送出することでボトルに成形し、同時に液体商品をボトルに充填するという方法である。常温での液体商品の送出により無菌商品を得るためには、工程を無菌雰囲気で行わなければならず、費用がかさみ、細菌汚染物質が作業時の防御手段を突破し、製品を汚染する危険が常にあるとしており、常温充填での無菌性は十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００１−５１０１０４号公報
【特許文献２】特開２００９−２７４７４０号公報
【特許文献３】特開２００６−１１１２９５号公報
【特許文献４】特開２０１０−１５５６３１号公報
【特許文献５】特開２０００−４３１２９号公報
【特許文献６】特表２０１１−５０６１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、ボトルの無菌充填機は、プリフォームをボトルに成形し、成形後のボトルを殺菌していたが、殺菌剤が多量に必要であり、装置も過大となることから、プリフォームの段階で殺菌する無菌充填機が広まりつつある。しかし、プリフォームの段階で殺菌された後、プリフォームをボトルに成形し、成形したボトルに内容物を充填するため、成形後のボトルを殺菌するよりも、無菌充填機全体の大きさは削減されるが、なお長大である。
【００１０】
そこで、特許文献５及び６のような無菌化したプリフォームに内容物となる飲料を高圧でプリフォームに充填することで、プリフォームのボトルへの成形と充填を同時に行うことが提案されている。しかし、殺菌されたプリフォームを成形と同時に、充填を行う工程までの無菌性維持について不十分であった。無菌化されたプリフォームが成形、充填までに菌等により汚染される可能性があり、特許文献６では高温充填を推奨している。高温充填を行うことでプリフォームの内面が菌等により汚染されたとしても、充填される内容物の熱により殺菌することができるからである。高温充填され、密封された製品はその後冷却しなければならず、内容物の品質劣化もあり、無菌充填の利点が生かされない。
【００１１】
特許文献５では射出成形で用いたコアをプリフォームを外嵌させたまま、成形、充填を行うことから無菌性は維持されるとしているが、工程が煩雑で、高速生産性を得ることは困難である。
【００１２】
設備の大きさをコンパクトにして、初期投資を抑え、さらに工程を簡略化してランニングコストも低減でき、信頼できる無菌性を備える成形と充填を同時に行う無菌充填機が望まれている。本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、殺菌されたプリフォームの無菌性を維持したまま、プリフォームに殺菌された内容物を高圧で充填しながら、プリフォームのボトルへの成形と充填を同時に行うことができ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】
【００１３】
本発明に係る無菌充填機は、プリフォームを加熱する加熱部、加熱された前記プリフォームを殺菌する殺菌部、殺菌された前記プリフォームに殺菌された内容物を高圧で充填することで、前記プリフォームをボトルに成形する成形充填部、前記内容物が充填されたボトルを密封する密封部を備える無菌充填機であって、前記殺菌部、前記成形充填部及び前記密封部がチャンバーにより遮蔽され、各部を遮蔽する殺菌部チャンバー、成形充填部チャンバー及び密封部チャンバーのうち少なくとも、前記成形充填部チャンバー及び前記密封部チャンバーの内部及び内面を殺菌する殺菌装置及び少なくとも前記成形充填部チャンバー及び前記密封部チャンバーの内部に無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記加熱部の前にプリフォームを殺菌する前殺菌部が設けられていると好適である。
【００１５】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記成形充填部チャンバー及び前記密封部チャンバー内を洗浄する洗浄装置が設けられていると好適である。
【００１６】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記成形充填部チャンバーが、前記成形充填部を保持する可動部と前記成形充填部を遮蔽する固定部とからなると好適である。
【００１７】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記殺菌部におけるプリフォームの殺菌手段が、前記プリフォームへの、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上によると好適である。
【００１８】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記前殺菌部におけるプリフォームの殺菌手段が、前記プリフォームへの、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上によると好適である。
【００１９】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記成形充填部が少なくとも、金型、ブローノズル、延伸ロッド、バルブブロック及び内容物を加圧する加圧装置を備えると好適である。
【００２０】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記加圧装置が高圧プランジャーポンプであると好適である。
【００２１】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記ブローノズルからの吐出物を受けるカップ状の閉塞装置が設けられると好適である。
【００２２】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記延伸ロッドを遮蔽する延伸ロッド遮蔽チャンバーが設けられると好適である。
【００２３】
また、本発明に係る無菌充填機は、前記延伸ロッドを前記ブローノズルに非挿入とする位置に前記延伸ロッドを駆動させる駆動装置が設けられると好適である。
【００２４】
本発明に係る無菌充填方法は、プリフォームを加熱する加熱工程、加熱された前記プリフォームを殺菌する殺菌工程、殺菌された前記プリフォームに殺菌された内容物を高圧で充填することで、前記プリフォームをボトルに成形し、同時に内容物をボトルに充填する成形充填工程、内容物が充填されたボトルを密封する密封工程を有する無菌充填方法であって、前記成形充填工程及び密封工程が行われる各部を遮蔽するチャンバーの内部及び内面を殺菌し、前記チャンバー内に無菌エアを供給し、前記チャンバー内の無菌性を維持し、無菌性が維持されたチャンバー内で、前記成形充填工程及び前記密封工程が行われることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記加熱工程の前に前記プリフォームを殺菌する前殺菌工程を有すると好適である。
【００２６】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記成形充填工程及び前記密封工程が行われる前記チャンバーの内部及び内面を殺菌する前に、前記チャンバーの内部及び内面を洗浄すると好適である。
【００２７】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記殺菌工程が、前記プリフォームへの、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上によると好適である。
【００２８】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記前殺菌工程が、前記プリフォームへの、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上によると好適である。
【００２９】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記成形充填工程がプリフォームの口部天面にブローノズルを接合させ、金型を閉じ、延伸ロッドにより前記プリフォームを長手方向に延
伸させた後、加圧された内容物をバルブブロックにより制御して前記プリフォームに導入し、前記プリフォームを横方向に延伸し、金型形状のボトルに成形すると同時に内容物を前記プリフォームの口部下端近傍まで充填すると好適である。
【００３０】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記ブローノズルの吐出口をカップ状の閉塞装置により閉塞し、吐出物を受けて循環させることにより、前記内容物の配管内を洗浄又は殺菌すると好適である。
【００３１】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記延伸ロッドをブローノズルに非挿入の状態で、前記成形充填工程を行う前記チャンバー内を殺菌すると好適である。
【００３２】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記延伸ロッドをブローノズルに非挿入の状態で、前記成形充填工程を行う前記チャンバー内を洗浄すると好適である。
【００３３】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記ブローノズル内部の流路を洗浄又は殺菌することにより、前記ブローノズルの外面温度が６０℃以上になっている状態で、前記成形充填工程を行うチャンバー内を過酸化水素のガス又はミスト若しくはこれらの混合物により殺菌すると好適である。
【００３４】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記金型を６０ｒｐｍ以下の速度で回転させながら、前記金型が開いている状態で、前記金型の内面を洗浄すると好適である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の無菌充填機によれば、殺菌されたプリフォームの無菌性を維持したまま、プリフォームに殺菌された内容物を高圧で導入することにより、成形と充填を同時に行うことができる。また、本発明の無菌充填機は工程が簡素化されることにより、従来に比べ各段に小さく、初期投資コストを抑えることができる。また、本発明の無菌充填方法によれば、従来の方法に比べ、成形と充填を同時に行うため工程が簡素で、ランニングコストも低減することができる。しかも、無菌性に対する高い信頼性を有する製品を生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無菌充填機の一例の概略を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプリフォーム供給工程を示す。
【図３】本発明の実施の形態に係るプリフォーム加熱工程を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るプリフォームへの殺菌剤ガス吹き付け工程を示す。
【図５】本発明の実施の形態に係る殺菌剤のガス生成器を示す。
【図６】本発明の実施の形態に係るプリフォームへの電子線照射工程を示す。
【図７】本発明の実施の形態に係るプリフォームへの紫外線を含む光照射工程を示す。
【図８】本発明の実施の形態に係るプリフォームへの過熱蒸気の吹き付け工程を示す。
【図９】本発明の実施の形態に係るプリフォームの成形充填部を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るプリフォームの成形充填部におけるＣＩＰ及びＳＩＰを行う装置を示す。
【図１１】本発明の実施の形態に係るボトルの密封工程を示す。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る無菌充填機の一例の概略を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るプリフォームへの殺菌剤吹き付け工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に本発明を実施するための形態１について図面を参照して説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
最初に、プリフォーム供給装置から供給されたプリフォームをボトルに成形する温度まで加熱する加熱部、加熱されたプリフォームを殺菌する殺菌部、殺菌されたプリフォームに殺菌された内容物を高圧で充填することで、プリフォームをボトルに成形し、同時に内容物を充填する成形充填部、及び内容物が充填されたボトルを密封する密封部を備える実施の形態１に係る無菌充填機の概要を図１により説明し、さらに無菌充填機および無菌充填方法の詳細を図面により説明する。この実施の形態１によれば、殺菌されたプリフォームに成形と同時に内容物を充填することが可能であり、従来に比べ少ない工程でボトルに内容物が充填された無菌製品を得ることができる。
【００３９】
（実施の形態１に係る無菌充填機の概要）
図１に示すように、本実施形態に係る無菌充填機は、プリフォーム１を供給するプリフォーム供給装置３、プリフォーム１をボトル２に成形する温度に加熱する加熱部１４、加熱されたプリフォーム１を殺菌する殺菌部６、プリフォーム１をボトル２に成形すると同時に殺菌された内容物を充填する成形充填部２１、内容物が充填されたボトル２を殺菌されたキャップ３５により密封する密封部２６を備えている。さらに、密封されたボトル２が排出コンベヤ３１に載置され、非無菌ゾーンに排出される排出部３０を備える。
【００４０】
加熱部１４は加熱部チャンバー１８、殺菌部６は殺菌部チャンバー５、成形充填部２１は成形充填部チャンバー２２、密封部２６及び排出部３０は密封部チャンバー２７により各々遮蔽されている。加熱部１４は殺菌部６の上流にあり、非無菌エリアであるためチャンバーにより遮蔽されなくても構わない。成形充填部２１及び密封部２６は単一のチャンバーにより遮蔽されても構わない。殺菌部６におけるプリフォーム１の殺菌手段によっては、殺菌部チャンバー５内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンが発生する。これらが加熱部１４に流入しないように、殺菌部６は殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンを無害化する排ガス処理装置３２を通して排気ブロワ３３により排気される。
【００４１】
殺菌部チャンバー５、成形充填部チャンバー２２及び密封部チャンバー２７の少なくとも成形充填部チャンバー２２及び密封部チャンバーには殺菌装置が設けられ、無菌充填機の運転開始前に、各チャンバー内は殺菌される。プリフォーム１を殺菌することで殺菌部チャンバー５内は殺菌されることもあり、無菌充填機の運転前に殺菌しなくても構わない。加熱部１４は殺菌部６の上流に設けられており、加熱部チャンバー１８内は殺菌しなくても構わない。
【００４２】
殺菌装置は、殺菌剤吹き付けノズルとこれらに殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置を備える。殺菌剤吹き付けノズルは、例えば一流体スプレーまたは殺菌剤を圧縮エアと混合して噴霧する二流体スプレーである。殺菌剤吹き付けノズルは、殺菌剤を各チャンバー内の全域に付着するように配置される。吹き付けられた殺菌剤により、各チャンバー内が殺菌される。殺菌剤が吹き付けられた後に各チャンバー内には常温又は加熱された無菌エアが吹き付けられ、各チャンバー内に残存する殺菌剤を活性化させ、さらに除去する。無菌エアの吹き付け前に無菌水を各チャンバー内に吹き付けることにより殺菌剤を洗い流しても構わない。また、成形充填部チャンバー２２及び密封部チャンバー２７内は内容物が飛散していることもあるため、殺菌前に洗浄されることが好ましい。
【００４３】
少なくとも、成形充填部チャンバー２２及び密封部チャンバー２７には無菌エア供給装
置が設けられ、各チャンバー内が殺菌された後に、除菌フィルタにより無菌化された無菌エアが各チャンバー内に供給され、各チャンバーの内部が陽圧に保持される。加熱部チャンバー１８や殺菌部チャンバー５に無菌エア供給装置を設けても構わない。各チャンバー内が無菌エアにより陽圧に保持されることにより、無菌充填機内の無菌性が維持される。各チャンバー内を陽圧に保持する圧力は、成形充填部チャンバー２２内が最も高く、密封部チャンバー２７は成形充填部チャンバー２２よりも低く設定される。殺菌部チャンバー５は排気されるために、大気圧とほぼ同一の圧力に保持される。殺菌部チャンバー５は無菌エア供給装置を備えず成形充填部チャンバー２２内の無菌エアが流入するだけでも構わない。また、殺菌部チャンバー５以外の各チャンバーにも排気装置を設け、無菌エア供給装置と併用して、各チャンバー内を適正な圧力に保持しても構わない。成形充填部２１及び密封部２６が単一のチャンバーにより遮蔽されている場合は、無菌エア供給装置、排気装置は単一のチャンバーに１個設けることでも構わない。
【００４４】
（実施の形態１に係る無菌充填機及び無菌充填方法の詳細）
図２に示すプリフォーム１が、図１に示すプリフォーム供給装置３から、プリフォーム搬送コンベヤ４により所望の速度で連続的に加熱部１４に搬送される。
【００４５】
本発明の実施の形態におけるプリフォーム１は試験管状の有底筒状体であり図２に示す。プリフォーム１は図１１に示すボトル２と同様な口部１ａがその成形当初に付与される。この口部１ａにはプリフォーム１の成形と同時に雄ネジが形成される。また、プリフォーム１には口部１ａの下部に搬送のためのサポートリング１ｂが形成される。プリフォーム１又はボトル２はこのサポートリング１ｂを介してグリッパ３４により把持され、無菌充填機内を走行する。プリフォーム１は射出成形、圧縮成形等によって成形される。プリフォーム１の材質はポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなり、これらの樹脂単体又は混合物であっても構わないし、リサイクルされた熱可塑性樹脂を含んでも構わない。また、バリア性を付与するために、エチレン−ビニルアルコール共重合体、メタキシリレンジアミンのような芳香族アミンをモノマーとするポリアミド等の熱可塑性樹脂を層として、又は混合物として含んでも構わない。
【００４６】
図１に示すように、プリフォーム１はプリフォーム供給装置３から、プリフォーム搬送コンベヤ４により加熱炉搬送ホイール１１に供給される。加熱炉搬送ホイール１１に供給されたプリフォーム１は、図２に示すように加熱炉搬送ホイール１１に設けられたグリッパ３４によりサポートリング１ｂを把持される。その後、図３に示すように、グリッパ３４から解放され、プリフォーム１の口部１ａにスピンドル４８が挿入され、加熱炉１９に搬送される。加熱炉１９に搬送されたプリフォーム１は、図３に示すように、赤外線ヒーター１５又はその他の加熱手段によって、後のブロー成形に適した温度まで加熱される。赤外線ヒーター１５の反対側にリフレクター１６が設けられ、赤外線ヒーター１５により輻射される熱をリフレクター１６により反射させることで、プリフォーム１は効率的に加熱される。加熱されるプリフォーム１の温度は、９０℃から１３０℃であると好適である。なお、プリフォーム１の口部１ａの温度は、変形等を防止するため７０℃以下の温度に抑えられる。
【００４７】
プリフォーム１は図３に示すように、口部１ａにスピンドル４８が挿入され、回転しながら、加熱炉１９内を搬送される。スピンドル４８は無端チェーン１２に一定間隔で設けられている。無端チェーン１２はプーリ１３ａ及び１３ｂにより回転する。スピンドル４８に代えてマンドレルをプリフォーム１に挿入することによって、プリフォーム１を倒立状態で回転させつつ搬送することも可能である。
【００４８】
加熱されたプリフォーム１は、スピンドル４８から解放され、グリッパ３４に把持され
て、ホイール９を経て殺菌部６の殺菌ホイール７に搬送される。
【００４９】
殺菌部６に搬送されたプリフォーム１は、多数のグリッパ３４が一定ピッチで設けられた殺菌ホイール７に搬送され、ここで殺菌される。プリフォーム１を殺菌する殺菌工程は、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上により行われる。殺菌ホイール７には殺菌工程を行うための殺菌手段８が設けられる。プリフォーム１は、加熱部１４において成形温度まで加熱されており、殺菌効果は常温時よりも高い。
【００５０】
プリフォーム１への殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の接触とは、殺菌剤をガス化し、冷えることでガスが液化したミスト又はこれらの混合物を図４に示すように、プリフォーム１に吹き付けることである。
【００５１】
ガス若しくはミスト又はこれらの混合物としてプリフォーム１に吹き付ける殺菌剤とは、少なくとも過酸化水素を含有することが好ましい。その含有量は０．５質量％〜６５質量％の範囲が適当である。０．５質量％未満では殺菌力が不足する場合があり、６５質量％を超えると安全上、扱いが困難となる。さらに好適なのは０．５質量％〜４０質量％であり、４０質量％以下では扱いがより容易であり、過酸化水素が低濃度となるために殺菌後の殺菌剤の残留量を低減できる。また、殺菌剤は水を含んでいるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル類等の１種又は２種以上を含んでも構わない。さらに、殺菌剤は過酢酸、酢酸等の有機酸、硝酸等の無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、オゾン等殺菌効果を有する化合物、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、リン酸化合物等の添加剤を含んでも構わない。
【００５２】
プリフォーム１に吹き付ける殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、図５に示す殺菌剤ガス生成器３６により得られる。殺菌剤ガス生成器３６は、殺菌剤を滴状にして供給する二流体スプレーノズルである殺菌剤供給部３７と、この殺菌剤供給部３７から供給された殺菌剤を分解温度以下に加熱して気化させる気化部３８とを備える。殺菌剤供給部３７は、殺菌剤供給路３７ａ及び圧縮空気供給路３７ｂからそれぞれ殺菌剤と圧縮空気を導入して、殺菌剤を気化部３８内に噴霧するようになっている。気化部３８は、内外壁間にヒーター３８ａを挟み込んだパイプであり、このパイプ内に吹き込まれた殺菌剤を加熱して気化させる。気化した殺菌剤のガスは殺菌剤ガス吹き付けノズル３９から気化部３８外に噴出する。ヒーター３８ａに換えて誘電加熱や過熱水蒸気により気化部３８を加熱しても構わない。
【００５３】
殺菌剤供給部３７の運転条件としては、例えば圧縮空気の圧力は０．０５ＭＰａ〜０．６ＭＰａの範囲で調整される。このとき、圧縮空気の供給量は５０Ｌ／ｍｉｎ．〜３００Ｌ／ｍｉｎ．が適当である。また、殺菌剤は重力落下であっても圧力を加えられても構わないし、殺菌剤の供給量は自由に設定することができ、例えば殺菌剤は殺菌剤供給路３７ａに、１ｇ／ｍｉｎ．〜１００ｇ／ｍｉｎ．の範囲で供給される。また、気化部３８の内表面は１２０℃から４５０℃に加熱されることで噴霧された殺菌剤がガス化する。
【００５４】
殺菌剤のガスは、図４に示すように殺菌剤ガス吹き付けノズル３９からプリフォーム１に吹き付けられる。殺菌剤のガスは、殺菌剤ガス吹き付けノズル３９内で二手に分かれて流れ、その一方のノズル３９ａからプリフォーム１の内部に向かって吹き付けられ、他方のノズル３９ｂからプリフォーム１の外面に向かって吹き付けられる。殺菌剤のガスは、殺菌剤ガス吹き付けノズル３９から出た後、ガス状態のままで、若しくはミストとなって
又はこれらの混合物となって、プリフォーム１の内部に流入し、あるいはプリフォーム１の外面に接触する。
【００５５】
プリフォーム１の内部に向かって吹き付けられる殺菌剤のガス若しくはミスト又は混合物は、プリフォーム１内に流入した後、プリフォーム１の口部１ａから溢れ出るが、この溢れ出た殺菌剤のガス等の流れは傘状部材４０に衝突し、傘状部材４０の内面に案内されて、プリフォーム１の外面へと向かって流れを変え、プリフォーム１の外面に接触する。傘状部材４０に環状溝４０ａが設けられると、溢れ出た殺菌剤のガス等はプリフォーム１の外面に沿って流れる。
【００５６】
殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の吹き付け量は任意であるが、吹き付け量は、殺菌剤ガス生成器３６に供給される殺菌剤の量と吹き付け時間により決まる。殺菌剤ガス生成器３６は複数備えても構わない。吹き付け量はプリフォーム１の大きさによっても変動する。殺菌剤ガス吹き付けノズル３９から噴出する殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物をホットエアにより希釈してプリフォーム１に吹き付けても構わない。
【００５７】
殺菌剤を過酸化水素水とした場合、過酸化水素水のガス等の吹き付け量は以下の通りとなる。殺菌剤ガス吹き付けノズル３９からプリフォーム１に吹き付けられる過酸化水素水のガス等により、プリフォーム１に付着する過酸化水素の量は、過酸化水素を３５質量％含む過酸化水素水に換算して、０．００３５μＬ／ｃｍ2〜０．３５μＬ／ｃｍ2が好ましい。また、プリフォーム１に吹き付けられる過酸化水素水のガス等の過酸化水素濃度は、２ｍｇ／Ｌ〜２０ｍｇ／Ｌが好ましく、より好ましくは５ｍｇ／Ｌ〜１０ｍｇ／Ｌである。
【００５８】
殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられたプリフォーム１は、除菌されたエアにより無菌エアリンスされることが好ましい。プリフォーム１に無菌エアを吹き付けるノズルはプリフォーム１の口部１ａに対向させて設けても、プリフォーム１の搬送速度に追従するノズルをプリフォーム１の内部に挿入させても構わない。無菌エアリンスには、プリフォーム１に吹き付けられた殺菌剤を活性化することと、プリフォーム１の内部に吹き付けられた殺菌剤と、内部に存在する異物やほこりを排除するという効果がある。無菌エアリンスするエアは常温でも加熱されても構わない。加熱される方が殺菌剤の活性化には効果がある。また、無菌エアリンスはプリフォーム１を正立させて行っても、倒立させて行っても構わない。異物を排除するには倒立させる方が効果がある。さらに、異物を排除するためには、倒立させたプリフォーム１の口部１ａの近傍を吸引することが好ましい。吹き付けられるエアの量は０．０４Ｌ／プリフォーム〜４００Ｌ／プリフォームが好ましい。
【００５９】
殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物をプリフォーム１に吹き付ける殺菌方法においては、吹き付け工程及びその後の無菌エアリンス工程において殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が発生するため、殺菌部チャンバー５内を排気する必要がある。排気されたエアは排ガス処理装置３２により無害化されて排出される。
【００６０】
本発明の実施の形態に係るプリフォーム１への電子線の照射とは、図６に示すように電子線照射装置４２ａ、４２ｂ及び４２ｃにより、搬送されるプリフォーム１の内外面に電子線を照射することである。電子線には殺菌作用があり、プリフォーム１の表面に付着している菌等は電子線の照射により殺菌される。図６はプリフォーム１の三方向から電子線を照射しているが、プリフォーム１の内外面に電子線が照射されるのであればどのような方法でも構わない。例えば、プリフォーム１を回転させれば電子線照射装置４２ｂは不要となる。また、プリフォーム１の口部１ａの上方に反射ミラーを設けて、電子線照射装置
４２ａから照射される電子線をプリフォーム１の口部１ａの上部からプリフォーム１の内部に導入しても構わない。さらに、プリフォーム１の内部に棒状の電子線照射装置を挿入してプリフォーム１の内面に電子線を照射しても構わない。
【００６１】
電子線照射装置４２ａ、４２ｂ、４２ｃはどのような構造でも構わない。例えば、走査型やモノフィラメント型があり、出力は１００ｋＶ〜５００ｋＶの低出力タイプが扱い易く好ましい。
【００６２】
プリフォーム１に電子線を照射する前にプリフォーム１の内外面に付着している異物を除去することが好ましい。プリフォーム１の表面に異物が付着している場合、その部分に電子線が照射されないため、殺菌不良を起こす可能性があるためである。プリフォーム１から異物を除去するためには、プリフォーム１を加熱する前に正立又は倒立させてエアを吹き付ける、又は水を吹き付けることにより行う。水を吹き付けた場合は、さらにこれを除去する必要があるため、エアの吹き付けが好ましい。エアの吹き付け前に、プリフォーム１にイオン化エアを吹き付ける等を行い、除電することが好ましい。さらに、プリフォーム１の口部１ａの近傍に吸引ノズルを設け、異物を吸引して無菌充填機の外部に排除することが好ましい。プリフォーム１の異物除去の工程は加熱部１４外のプリフォーム搬送コンベヤ４で行うことが好ましく、異物を除去した後、プリフォーム１は加熱部１４に搬送される。
【００６３】
電子線は酸素をオゾンに変化させるため、電子線照射を行う雰囲気に酸素が存在するとオゾンが発生する。発生するオゾンを除去するために、殺菌部チャンバー５内は排気される必要がある。電子線照射を行う雰囲気を窒素等により置換することでオゾンの発生を抑制することができる。
【００６４】
本発明の実施の形態に係るプリフォーム１への紫外線を含む光の照射とは、図７に示すように光照射ランプ４３から発する紫外線を含む光をプリフォーム１の内外面に照射することである。光照射ランプ４３に対するプリフォーム１の反対側には、照射される光を反射してプリフォーム１に向ける光反射板４４を設けることが好ましい。
【００６５】
照射される光に含まれる紫外線は、１００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長を有する電磁波の１種である。照射される光はこの波長のいずれかを含むが、特にＵＶ−Ｃと称せられる１００ｎｍ〜２８０ｎｍの波長の紫外線が殺菌には効果的である。さらに、もっとも殺菌効果を有するのは２５３．７ｎｍの波長の紫外線であり、これを含むことが最適である。
【００６６】
１００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長の紫外線を発する光照射ランプ４３は、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノンフラッシュランプ等である。特に、内部にキセノンガスを封入したキセノンフラッシュランプから発する光（波長：１００〜９５０ｎｍ）の殺菌効果が高いため、光照射ランプ４３はキセノンフラッシュランプであることが好ましい。
【００６７】
紫外線を含む光の照射による殺菌効果は、光の単位面積当たりの照射量と照射時間に比例する。しかし、キセノンフラッシュランプによる光は、低圧水銀ランプや高圧水銀ランプにより発する光に比べ、殺菌効果が高いことから、短時間の照射で十分に殺菌を行うことができ、光の照射によるプリフォーム１の口部１ａの温度上昇を避けることができる。
【００６８】
光照射ランプ４３は、プリフォーム１の内外面全域に紫外線を含む光が照射されるなら個数は問わない。図７に示すように外面、内面に紫外線を含む光を照射するために多数設けることもある。しかし、プリフォーム１を回転させればプリフォーム１の側面に照射する光照射ランプ４３は１列としても構わない。プリフォーム１の内面に紫外線を含む光を照射するには、プリフォーム１の口部１ａに対向して光照射ランプ４３を設け、口部１ａの開口部を通して
紫外線を含む光をプリフォーム１の内面に照射することが好ましい。また、光反射板４４を口部１ａに向けてドーム状に設け、光照射ランプ４３から発する紫外線を含む光を効率的にプリフォーム１の内面に照射することが好ましい。プリフォーム１の内面に紫外線を含む光を照射するために、棒状の光照射ランプをプリフォーム１の内部に挿入して、プリフォーム１の内面に紫外線を含む光を照射しても構わない。なお、光照射ランプ４３の形状は、丸型、棒状、Ｕ字形など、どのようなものでも構わない。
【００６９】
図７に示す光反射板４４は、光照射ランプ４３から発する紫外線を含む光を効率的にプリフォーム１に照射する目的がある。したがって、光照射ランプ４３のプリフォーム１に対して反対側に設けられる。光反射板４４は平面でも、曲面でも、複数の面の組み合わせでも、どのような形状でも構わない。光反射板４４の構成は紫外線を含む光を反射することができればどのようなものでも構わない。例えば、合成樹脂、金属、ガラスからなり、その表面を平滑にしたものであったり、さらに平滑にするために、コーティング、金属などのメッキ、金属や金属酸化物などの蒸着加工を行ったり、これらを組み合わせたものであっても構わない。
【００７０】
プリフォーム１に紫外線を含む光を照射する前に、プリフォーム１の内外面に付着している異物を除去することが好ましい。プリフォーム１の表面に異物が付着している場合、その部分に紫外線を含む光が照射されないため、殺菌不良を起こす可能性があるためである。プリフォーム１から異物を除去するためには、プリフォーム１を加熱する前に正立又は倒立させてエアを吹き付ける、又は水を吹き付けることにより行う。水を吹き付けた場合はこれを除去する必要があるため、エアの吹き付けが好ましい。エアの吹き付け前に、プリフォーム１にイオン化エアを吹き付ける等を行い、除電することが好ましい。さらに、プリフォーム１の口部１ａの近傍に吸引ノズルを設け、異物を吸引して無菌充填機の外部に排除することが好ましい。プリフォーム１の異物除去の工程は、加熱部１４外のプリフォーム搬送コンベヤ４で行うことが好ましく、異物を除去した後、プリフォーム１は加熱部１４内に搬送される。
【００７１】
紫外線を含む光は酸素をオゾンに変化させるため、紫外線を含む光の照射を行う雰囲気に酸素が存在する場合、オゾンが発生する。発生するオゾンを除去するために、殺菌部チャンバー５内は排気される必要がある。紫外線を含む光の照射を行う雰囲気を窒素等により置換することでオゾンの発生を抑制することができる。
【００７２】
本発明の実施の形態に係るプリフォーム１への過熱蒸気の接触とは、図８に示すように、過熱蒸気発生装置４５から発生する過熱蒸気を過熱蒸気吹き付けノズル４６及び過熱蒸気吹き付けスリット４７からプリフォーム１の内外面に過熱蒸気を吹き付けることである。過熱蒸気の熱によりプリフォーム１の表面に付着する菌等を殺菌する。
【００７３】
過熱蒸気とは、水から生成される２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い、０．１ＭＰａ〜０．３ＭＰａの圧力の蒸気である。過熱蒸気発生装置４５の通水パイプをヒーターや誘導コイルにより加熱し、過熱蒸気を発生させる。発生した過熱蒸気は過熱蒸気吹き付けノズル４６から噴出してプリフォーム１の内面に吹き付けられる。また、過熱蒸気発生装置４５で発生した過熱蒸気を過熱蒸気吹き付けスリット４７に導入し、プリフォーム１の外面に過熱蒸気を吹き付ける。
【００７４】
過熱蒸気発生装置４５に供給される水は、過酸化水素のような殺菌作用のある化合物を添加しても構わない。例えば、水に１質量％〜５質量％の過酸化水素を添加することで殺菌効果は向上する。
【００７５】
プリフォーム１を回転させることで、外面への過熱蒸気の吹き付けは効率的に行われる
。また、過熱蒸気吹き付けノズル４６をプリフォーム１に内部に挿入してプリフォーム１の内面に過熱蒸気を吹き付けても構わない。短時間の吹き付けにより殺菌されるので、口部１ａが変形したり、プリフォーム１を形成する樹脂が過度に加熱されることはない。また、蒸気のドレインがプリフォーム１の内部に残留することもなく、ドレイン除去することなく成形充填部２１にプリフォーム１を搬送することができる。
【００７６】
上記のように、プリフォーム１は殺菌部６において、殺菌ホイール７に設けられた殺菌手段８により、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上の方法により殺菌される。殺菌手段８は殺菌ホイール７の回りに設けられるが、殺菌ホイール７以外に１又は２以上のホイールを設け、複数のホイールに殺菌手段を設けても構わない。
【００７７】
殺菌部チャンバー５内は無菌充填機の運転前に、過酸化水素水等の殺菌剤を殺菌部チャンバー５内に噴霧する等の手段により殺菌されても構わない。そのために、殺菌部チャンバー５内の壁面には、殺菌剤の吹き付けノズルが設けられる。また、殺菌部チャンバー５に接する無菌エア供給装置の除菌フィルタの殺菌部チャンバー５側の面を殺菌するために同様の殺菌剤の吹き付けノズルを設けても構わない。
【００７８】
殺菌部６で殺菌されたプリフォーム１はサポートリング１ｂを把持されて、ホイール１０を経て成形充填部２１の成形充填ホイール２０に搬送される。
【００７９】
成形充填部２１は、図９に示すように、金型２３、ブローノズル４９、バルブブロック５０、延伸ロッド５１及び加圧装置５５を備える。また、成形充填部２１を駆動させるための駆動部６２を備える。成形充填部２１は、プリフォーム１及びボトル２の無菌性を確保するために、運転前に洗浄及び殺菌され、稼働時に無菌性が維持されなければならない。駆動部６２は図示しないが、モーター、油圧装置、動作伝達手段、エアシリンダーなどを備える。駆動部６２の装備は潤滑剤を必要として汚れが蓄積されるため、無菌性を保持することは困難である。
【００８０】
図９に示すように、成形充填部２１の無菌性を確保するために、成形充填部２１は成形充填部チャンバー２２により遮蔽される。成形充填部２１は、成形充填部チャンバー２２内を運転前に洗浄及び殺菌するための洗浄装置及び殺菌装置を備えている。また、図９に示すように、成形充填部チャンバー２２は、成形充填部２１を保持し、成形充填部２１を駆動部６２と隔離する可動部６３と、成形充填部２１を外部から遮蔽する固定部６４からなる。可動部６３は二重管６５を中心軸として回転する。可動部６３に保持される成形充填部２１も回転し、回転に伴ってプリフォーム１はボトル２に成形されると同時に内容物が充填される。
【００８１】
ホイール１０から、金型２３が閉じることでプリフォーム１は成形充填ホイール２０に受け渡される。その後、ブローノズル４９がプリフォーム１の口部１ａに接合され、延伸ロッド５１がブローノズル４９に設けられた孔に誘導されてプリフォーム１内に挿入され、プリフォーム１の底面を金型２３の底面に接触するまで、延伸ロッド５１はプリフォーム１を長手方向に延伸する。その後、延伸ロッド５１は上昇し、同時にバルブブロック５０の電磁弁の動作により中圧内容物Ｐ１、高圧内容物Ｐ２が順次プリフォーム１に送り込まれ、プリフォーム１が横方向に延伸され、金型形状のボトル２に成形され、同時に内容物が充填される。
【００８２】
高圧内容物Ｐ２はプリフォーム１が金型２３の形状のボトルに成形されるまで充填されなければならない。したがって、口部１ａ下端まで高圧内容物Ｐ２は充填される。口部１ａ上端近傍まで充填されると、成形充填されたボトル２の搬送時に、内容物がボトル２か
ら横溢するおそれがある。高圧内容物Ｐ２の充填量は口部１ａ下端付近までに制御されなければならない。中圧内容物Ｐ１の圧力とは１ＭＰａ〜２．５ＭＰａであり、高圧内容物Ｐ２の圧力とは２．５ＭＰａ〜４ＭＰａの圧力である。中圧内容物Ｐ１及び高圧内容物Ｐ２は図９に示すように、図示しない殺菌装置により殺菌された内容物を加圧装置５５により加圧することにより得られる。加圧装置５５は例えば、多連式の高圧プランジャーポンプである。
【００８３】
成形されたボトル２は金型２３が開き、ホイール２４のグリッパ３４に把持されて、成形充填部チャンバー２２から、密封部２８内のホイール２５に搬送される。プリフォーム１のボトル２への成形及び同時に行われる充填は、成形充填部チャンバー２２の可動部６３と可動部６３に保持される成形充填部２１の回転に伴う金型２３の開閉、延伸ロッド５１の下降及び上昇、プリフォーム１内への中圧内容物Ｐ１及び高圧内容物Ｐ２の充填を繰り返すことで行われる。
【００８４】
図９に示すように、成形充填部チャンバー２２内は、無菌充填機の稼働時は無菌雰囲気に保持される。駆動部６２は非無菌雰囲気に設けられる。無菌雰囲気と非無菌雰囲気とは、可動部６３の下部に設けられる液体シール装置６６により可動部６３の下部がシールされることにより隔離される。液体は水等の液体であれば構わないが、過酢酸（液体に含まれる濃度として１００ｐｐｍ以上、３０００ｐｐｍ以下が好ましい。）や過酸化水素（液体に１質量％以上、３６質量％以下含まれることが好ましい。）のような殺菌剤を含む液体が好ましい。液体シール装置６６の液体に浸漬される可動部６３の端面は、液体シール装置６６の底部と接触しないように設けられる。液体は、液体シール装置６６に浸漬される可動部６３の端部両面に通じている。したがって、成形充填部チャンバー２２内が無菌エアの供給により陽圧になっている場合、液体シール装置６６の非無菌雰囲気側の液体の液面高さは、無菌雰囲気側の液体の液面よりも高くなっている。
【００８５】
図９に示すように、プリフォーム１をボトル２に成形し、同時に充填するために必要な中圧内容物Ｐ１及び高圧内容物Ｐ２は成形充填部２１の上部から２重管６５内に設けられる配管により供給される。２重管６５と固定部６４はロータリージョイント６７により接合されている。中圧内容物Ｐ１と高圧内容物Ｐ２は無菌雰囲気内を通過する２重管６５内の配管から非無菌雰囲気にある高圧内容物供給マニホールド６８に導入される。高圧内容物供給マニホールド６８から中圧内容物Ｐ１及び高圧内容物Ｐ２が可動部６３に保持されるバルブブロック５０に供給されるため、高圧内容物供給マニホールド６８は回転可能となっている。
【００８６】
成形充填部チャンバー２２内は無菌充填機の運転前に洗浄される。そのために成形充填部チャンバー２２には洗浄装置が設けられる。洗浄装置とは、図９に示すように、成形充填部チャンバー２２の固定部６４に設けられる吹き付けノズル５６及び吹き付けノズル５６に洗浄剤を供給する洗浄剤供給装置である。吹き付けノズル５６は、１流体または洗浄剤を圧縮エアと混合して噴霧する二流体スプレーが使用され、成形充填部チャンバー２２の内部及び内面を殺菌する前、又は同時に洗浄剤を吹き付けノズル５６から成形充填部チャンバー２２内へ吹き付ける。その後、水または無菌水を吹き付けノズル５６から成形充填部チャンバー２２内に吹き付けて、洗浄剤を洗い流す。
【００８７】
金型２３の内部が開放されるエリアは限定されるために、金型２３の内部を洗浄するために、吹き付けノズル５６は金型２３が開いているエリア（ホイール１０とホイール２４の短距離間）に数多く設けることが望ましく、金型２３を６０ｒｐｍ以下の速度で回転させながら洗浄剤を吹き付ける。比較的低速で回転する金型２３に洗浄剤を吹き付けることにより、金型２３の内面の洗浄効果が向上するためである。洗浄により成形充填部チャンバー２２の内部に存在する金型２３、ブローノズル４９、延伸ロッドチャンバー５２、バルブブロック５０等の外面及び成形充填部チャンバー２２の内面が洗浄される。洗浄剤の吹き付け圧は少なくとも０．０５ＭＰａ以上、好ましくは０．２ＭＰａ以上である。
【００８８】
図９に示すように、延伸ロッド５１は延伸ロッド保持材５３により保持されている。延伸ロッド５１の上昇又は下降の動作は、延伸ロッド保持材５３を動作させることによって行う。延伸ロッド保持材５３は、延伸ロッド保持材動作軸５４の動きにより上下に動作する。延伸ロッド保持材５３は、延伸ロッド保持材動作軸５４をサーボモーターにより回転させたり、延伸ロッド保持材動作軸５４を空気圧シリンダーに結合させたりすることにより動作させる。しかし、空気圧シリンダーによる場合は、シリンダー内に殺菌剤のガスを導入する等して、シリンダー内を殺菌したり、圧力を発生させる空気を除菌フィルタを通して無菌化する必要がある。また、空気圧シリンダー外を出入りする軸をベローズで保護しても構わない。延伸ロッド５１を延伸ロッド保持材５３に直接保持させず、磁性体を使用して上昇及び下降させても構わない。
【００８９】
延伸ロッド５１はブローノズル４９に挿入されるが、延伸ロッド５１の外周部分から内容物がプリフォーム１に充填されるため、延伸ロッド５１は内容物と接触する。延伸ロッド５１に付着した内容物が成形充填部チャンバー２２内に飛散するのを防止するために、延伸ロッド５１、延伸ロッド保持材５３及び延伸ロッド保持材動作軸５４は、延伸ロッドチャンバー５２により遮蔽される。よって、延伸ロッド５１、延伸ロッド保持材５３及び延伸ロッド保持材動作軸５４の洗浄は、延伸ロッドチャンバー５２内に設けられる吹き付けノズル５６により洗浄剤を延伸ロッド５１、延伸ロッドを駆動させる延伸ロッド保持材５３および延伸ロッド保持材動作軸５４に吹き付けることにより行われる。延伸ロッドチャンバー５２は例えば円筒形であるが、延伸ロッド５１、延伸ロッド保持材５３及び延伸ロッド保持材動作軸５４を遮蔽することができれば、どのような形状でも構わない。
【００９０】
延伸ロッド５１がブローノズル４９に挿入されていると、挿入されている部分が洗浄されない。そこで、延伸ロッド５１を洗浄する際には、延伸ロッド５１はブローノズル４９に非挿入の状態で行われる。このため、延伸ロッド５１はブローノズル４９から非挿入の位置まで上昇するように、延伸ロッド保持材５３及び延伸ロッド保持材動作軸５４を含む駆動装置が設けられている。図９はプリフォーム１の口部を上としているが、プリフォーム１は倒立させても構わない。この場合、延伸ロッド５１は下方に移動することで、ブローノズル４９から非挿入とされる。
【００９１】
洗浄剤は、酸性化合物若しくは塩基性化合物を含む水である。水は加熱や濾過により無菌化した水又は純水、イオン交換水、蒸留水又は水道水であっても構わない。酸性化合物とは、塩酸、硝酸、リン酸等の無機酸又は酢酸、蟻酸、オクタン酸、シュウ酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸等の有機酸である。また塩基性化合物とは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基性化合物、又はエタノールアミン、ジエチルアミン等の有機塩基性化合物である。この他に、有機酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、エチレンジアミン四酢酸等の金属イオン封鎖剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類等の非イオン界面活性剤、クメンスルホン酸ナチリウム等の可溶化剤、ポリアクリル酸などの酸系高分子又はこれらの金属塩、腐食抑制剤、防腐剤、酸化防止剤、分散剤、消泡剤などを含んでも構わない。また、これらの洗浄用液体を５０℃以上に加温すると殺菌作用も有するため、これらをチャンバー内を殺菌するための殺菌剤として使用しても構わない。
【００９２】
成形充填部チャンバー２２の内部及び内面を洗浄した後、又は同時に成形充填部チャンバー２２の内部及び内面は殺菌される。吹き付けノズル５６から、殺菌剤が成形充填部チャンバー２２内に吹き付けられる。そのために、成形充填部チャンバー２２には殺菌装置が設けられる。殺菌装置とは、図９に示すように、成形充填部チャンバー２２の固定部６４に設けられる吹き付けノズル５６及び吹き付けノズル５６に殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置である。吹き付けノズル５６は、洗浄剤を吹き付けるノズルと兼用しても別個に設けても構わない。また、吹き付けノズル５６は、殺菌剤を成形充填部チャンバー２２内の全域に付着するように配置される。吹き付けられた殺菌剤により、成形充填部チャンバー２２内が殺菌される。
【００９３】
金型２３の内部が開放されるエリアは限定されるために、金型２３の内部を殺菌するために、吹き付けノズル５６は金型は開いているエリア（ホイール１０とホイール２４の短距離間）に数多く設けることが望ましく、金型２３を６０ｒｐｍ以下の速度で回転させながら殺菌剤を吹き付ける。殺菌により成形充填部２２の内部に存在する金型２３、ブローノズル４９、延伸ロッドチャンバー５２及びバルブブロック４９等及び成形充填部チャンバー２２の内面が殺菌される。また殺菌剤の吹き付け圧は少なくとも０．０５ＭＰａ以上、好ましくは０．２ＭＰａ以上である。
【００９４】
延伸ロッド５１、延伸ロッド保持材５３、延伸ロッド保持材動作軸５４及び延伸ロッドチャンバー５２内は、延伸ロッドチャンバー５２内に設けられる吹き付けノズル５６から吹き付けられる殺菌剤により殺菌される。この場合も延伸ロッド５１はブローノズル４９に非挿入の状態で行われる。
【００９５】
殺菌剤はプリフォーム１を殺菌するために使用される、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物と同様のものが使用できる。また液状の殺菌剤でも構わない。液状の殺菌剤としては、過酢酸を含むことが好ましく、過酢酸、過酸化水素、酢酸及び水からなる平衡過酸化物組成物がより好ましい。過酢酸の濃度は５００ｍｇ／Ｌ〜４，０００ｍｇ／Ｌが好ましい。５００ｍｇ／Ｌ未満では殺菌力が不十分であり、４，０００ｍｇ／Ｌを超えると過酢酸の濃度が高いために、無菌充填機で使用するパッキン等の部材を劣化させる可能性がある。この他に過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、オゾン等の殺菌成分を含む殺菌剤を液状の殺菌剤として使用しても構わない。また、液状の殺菌剤は水を含んでなるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル類等の１種又は２種以上を含んでも構わない。さらに、硝酸等の無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、リン酸化合物等の添加剤を含んでも構わない。殺菌剤の吹き付けは、異なる殺菌剤を複数回吹き付けても構わない。また、液状の殺菌剤は加熱されることにより、殺菌力は向上する。
【００９６】
吹き付けノズル５６から殺菌剤を吹き付けた後に、吹き付けノズル５６を使用するか又は別に設けるノズルにより、成形充填部チャンバー２２の全域に無菌水が吹き付けられる。当該無菌水により、成形充填部チャンバー２２内に残存する殺菌剤が洗い流される。無菌水は１２１℃以上で４分以上加熱されたり、除菌フィルタを通すことで無菌化された水が使用される。成形充填部チャンバー２２内に吹き付けられる無菌水は６０℃〜１００℃に加熱されることが好ましい。
【００９７】
成形充填部チャンバー２２内に無菌水が吹き付けられた後、成形充填部チャンバー２２内に無菌エアが吹き付けられる。無菌エアは、成形充填部チャンバー２２内に残存する無菌水を気化させて除去させる。無菌エアを成形充填部チャンバー２２内に吹き付けるため、図９に示すように、成形充填部チャンバー２２の固定部６４の上部に無菌エア供給装置５７が設けられる。無菌エア供給装置５７はブロワ５８及び除菌フィルタ５９を備える。また、無菌エアを加熱する場合もあり、ブロワ５８と除菌フィルタ５９の間に無菌エア加熱装置６０を設けると好ましい。
【００９８】
ブロワ５８によるエアが加熱装置６０により加熱され、除菌フィルタ５９により除菌された後に、無菌ホットエアとなって成形充填部チャンバー２２内に吹き付けられる。無菌エアは加熱されなくても構わないが、加熱されることで、無菌水の除去が速やかに行われる。無菌充填機の稼働時に、成形充填部チャンバー２２内の無菌性を維持するために成形充填部チャンバー２２に無菌エアを供給する場合、無菌エアを必ずしも加熱する必要はない。
【００９９】
成形充填部チャンバー２２内の殺菌は、例えば以下のような手順で行う。塩基性化合物である水酸ナトリウムを含む洗浄剤を成形充填部チャンバー２２内に吹き付けた後、無菌水を吹き付けて洗浄剤を洗い流し、過酢酸を含む殺菌剤を成形充填部チャンバー２２内に吹き付け、さらに無菌水を吹き付けて殺菌剤を洗い流し、その後、プリフォーム１の殺菌に使用するのと同様の過酸化水素水のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を成形充填部チャンバー２２内に吹き付け、無菌加熱エアを供給して成形充填部チャンバー２２内を乾燥させることで殺菌を完了する。
【０１００】
過酸化水素水のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付ける場合、ブローノズル４９内部の流路を洗浄又は殺菌することにより、成形充填部チャンバー２２内に露出している、ブローノズル４９及びバルブブロック５０の外面温度が、６０℃以上になっていて、且つ濃度５ｍｇ／Ｌ以上の過酸化水素ガス若しくはミスト又はこれらの混合物に暴露されると、これらの部位の外面は好適に殺菌される。
【０１０１】
無菌充填機の運転前の殺菌において、吹き付けノズル５６により、殺菌剤が吹き付けられることにより、除菌フィルタ５９の内面側も殺菌される。
【０１０２】
除菌フィルタ５９を通った無菌エアは、成形充填部チャンバー２２内に吹き付けられ、成形充填部チャンバー２２に設けられた排気装置６１により排気されても構わない。また、無菌エアは成形充填部チャンバー２２から殺菌部チャンバー５へと流入し、殺菌部チャンバー１８に設けられた排気ブロワに３３より排気されても構わない。
【０１０３】
成形充填部チャンバー２２内に殺菌剤が吹き付けられることで、成形充填部チャンバー２２内に露出している部材は殺菌される。しかし、露出していない、ブローノズル４９及びバルブブロック５０の中圧内容物Ｐ１及び高圧内容物Ｐ２の配管内は洗浄及び殺菌されない。そのため、無菌充填機を運転する前に、配管内の洗浄（ＣＩＰ）及び殺菌（ＳＩＰ）を行う。
【０１０４】
ＣＩＰは、図１０に示すように、ブローノズル４９の先端にカップ状の閉塞装置６９を取り付けて行う。洗浄剤タンク７０を設け、洗浄剤タンク７０内の洗浄剤は洗浄剤供給ポンプ７１により圧送され、必要に応じて加温装置７２により洗浄剤は加温され、加圧装置５５を経て、バルブブロック５０からブローノズル４９、延伸ロッド５１へ洗浄剤は送液される。ブローノズル４９の先端に装着されたカップ状の閉塞装置６９によりブローノズル４９から吐出される洗浄剤は受けられ、バルブブロック５０内の通路を経由して、高圧内容物供給マニホールド６８に流入し、駆動部６２の中心に設けられた管体内部の配管により、駆動部６２の下部のロータリージョイント７３を経て、洗浄剤タンク７０に還る。この循環路内に洗浄剤を循環させることでＣＩＰが行われる。内容物と接する部位が全て洗浄できるのであれば、循環経路の順番は適宜変更しても構わない。
【０１０５】
洗浄剤は、成形充填部チャンバー２２内の洗浄に使用される洗浄剤と同様のものが使用される。洗浄剤は５０℃以上に加温されることで殺菌作用を有する洗浄剤もあり、加温装置７２により加温されても構わない。
【０１０６】
ＳＩＰは図１０に示すように、過熱蒸気供給装置７４により加圧装置５５に過熱蒸気を供給することで行う。加圧装置５５に供給された過熱蒸気は、高圧内容物供給マニホールド６８、バルブブロック５０を経て、ブローノズル４９、延伸ロッド５１に供給される。さらに、ブローノズル４９により吐出される過熱蒸気は、ブローノズル４９の先端に装着されたカップ状閉塞装置６９によりを受けられ、駆動部６２の下部から排出される。過熱蒸気の熱によりＳＩＰは行われる。過熱蒸気は１２１℃以上で供給される。
【０１０７】
またＳＩＰは温水により行っても構わない。温水によるＳＩＰは、図１０に示すように無菌水タンク７５から無菌水供給ポンプ７６により加熱された無菌水が圧送されることにより行われる。圧送される無菌水は加温装置７２により、７０℃〜１００℃に加熱され、加圧装置５５を経て、バルブブロック５０からブローノズル４９へ送液される。ブローノズル４９の先端に装着されたカップ状の閉塞装置６９によりブローノズル４９から吐出される無菌水は受けられ、バルブブロック５０内の通路を経由して、高圧内容物供給マニホールド６８に流入し、駆動部６２の中心に設けられれた管体内部の配管により、駆動部６２の下部のロータリージョイント７３を経て、無菌水タンク７５に還る。この循環路内に温水を循環させることでＳＩＰが行われる。加温装置７２は洗浄剤の加熱装置とは別に設けても構わない。製品液と接する部位が全て殺菌できるのであれば、循環経路の順番は適宜変更しても構わない。
【０１０８】
内容物が充填されたボトル２は、図１に示すホイール２４を経て密封部２６に搬送される。密封部２６のに設けられた密封ホイール２５に、ボトル２は搬送され、図に示すようにキャップ殺菌装置２８により殺菌されたキャップ３５が、密封ホイール２５に供給され、図１１に示す密封工程のように、キャップ３５が図示しないキャッパーにより、ボトル２の口部１ａに巻き締められ、ボトル２は密封される。
【０１０９】
密封されたボトル２は、密封ホイール２５のグリッパ３４から排出部３０の排出ホイール２９のグリッパ３４に受け渡される。排出ホイール２９に受け渡されたボトル２は排出コンベヤ３１に載置される。排出コンベヤ３１に載置されたボトル２は密封部チャンバー２７内から無菌充填機の外部に排出される。
【０１１０】
密封部チャンバー２７内は無菌充填機運転前に、成形充填部チャンバー２２と同様に、洗浄剤の吹き付けによる洗浄、無菌水の吹き付けによる洗浄剤の洗い流し、殺菌剤の吹き付けによる殺菌、無菌水の吹き付けによる殺菌剤の洗い流し、無菌エアの吹き付けによる無菌水の除去等の操作が行われる。さらに無菌充填機の稼働中は、密封部チャンバー２７に備えられる無菌エア供給装置により供給される無菌エアにより、密封部チャンバー２７内の圧力が陽圧に保持されることにより、密封部チャンバー２７内の無菌性が維持される。密封部チャンバー２７内の圧力を適正に保持するために、密封部チャンバー２７に排気装置を設けても構わない。
【０１１１】
密封部チャンバー２７内を殺菌し、無菌性を維持するために、密封部チャンバー２７内には密封部チャンバー２７の内部及び内面を殺菌する殺菌装置、及び密封部チャンバー２７の内部に無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられる。また、密封部チャンバー２７内を洗浄する洗浄装置も設けられる。殺菌装置は、密封部チャンバー２７内に殺菌剤を吹き付ける吹き付けノズルとこれに殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置を備える。また、洗浄装置は、密封部チャンバー２７内に洗浄剤を吹き付ける吹き付けノズルとこれに洗浄剤を供給する洗浄剤供給装置を備える。殺菌剤及び洗浄剤は成形充填部チャンバー２２内の殺菌及び洗浄に使用される殺菌剤及び洗浄剤と同様のものが使用される。
【０１１２】
以下に本発明を実施するための形態２について図面を参照して説明する。
【０１１３】
（実施の形態２）
最初に、プリフォーム供給装置から供給されたプリフォームを殺菌する前殺菌部、殺菌されたプリフォームをボトルに成形する温度まで加熱する加熱部、加熱されたプリフォームを殺菌する殺菌部、殺菌されたプリフォームに殺菌された内容物を高圧で充填することで、プリフォームをボトルに成形し、同時に内容物を充填する成形充填部、及び内容物が充填されたボトルを密封する密封部を備える実施の形態２に係る無菌充填機の概要を図１２により説明し、さらに実施の形態１と異なる点を説明する。この実施の形態２によれば、プリフォーム加熱の前にプリフォームの殺菌を行うために、加熱後の殺菌を簡素に行うことができ、加熱されたプリフォームの温度の低下を抑えながら、プリフォームを成形と同時に内容物を充填することが可能であり、従来に比べ少ない工程でボトルに内容物が充填された無菌製品を得ることができる。
【０１１４】
（実施の形態２に係る無菌充填機の概要）
図１２に示すように、本実施形態に係る無菌充填機は、プリフォーム１を供給するプリフォーム供給装置３、プリフォーム１を殺菌する前殺菌部７７、プリフォーム１をボトル２に成形する温度に加熱する加熱部１４、加熱されたプリフォーム１を殺菌する殺菌部６、プリフォーム１をボトル２に成形すると同時に殺菌された内容物を充填する成形充填部２１、内容物が充填されたボトル２を殺菌されたキャップ３５により密封する密封部２６を備えている。さらに、密封されたボトル２が排出コンベヤ３１に載置され、非無菌ゾーンに排出される排出部３０を備える。
【０１１５】
前殺菌部７７は前殺菌部チャンバー７８、加熱部１４は加熱部チャンバー１８、殺菌部６は殺菌部チャンバー５、成形充填部２１は成形充填部チャンバー２２、密封部２６及び排出部３０は密封部チャンバー２７により各々遮蔽されている。加熱部１４は無菌エリアではないため、遮蔽されなくても構わない。前殺菌部７７におけるプリフォーム１の殺菌手段によっては、前殺菌部チャンバー７８内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンが発生する。これらが加熱部１４に流入しないように、殺菌部６と同様に、前殺菌部７７は殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物やオゾンを無害化する排ガス処理装置８１を通して排気ブロワ８２により排気される。他のチャンバーは実施の形態１と同様である。
【０１１６】
前殺菌部チャンバー７８には殺菌装置が設けられ、無菌充填機の運転開始前に、前殺菌部チャンバー７８内を殺菌しても構わない。前殺菌部チャンバー７８内はプリフォーム１を殺菌することで殺菌されることもあり、無菌充填機を運転する前に殺菌しなくても構わない。殺菌装置は実施の形態１の殺菌部に設けられる殺菌装置と同様である。
【０１１７】
（実施の形態２に係る無菌充填機及び無菌充填方法の詳細）
図２に示すプリフォーム１が、図１２に示すプリフォーム供給装置３から、プリフォーム搬送コンベヤ４により所望の速度で連続的に前殺菌部７７に搬送される。プリフォーム１は実施の形態１と同様である。
【０１１８】
前殺菌部７７に搬送されたプリフォーム１は、多数のグリッパ３４が一定ピッチで設けられた前殺菌ホイール７９に受け渡され、ここで殺菌される。プリフォーム１を殺菌する殺菌工程は、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上により行われる。殺菌ホイール７９には殺菌工程を行うための殺菌手段８０が設けられる。プリフォーム１は、殺菌される前にホットエアにより予熱されても構わない。プリフォーム１を予熱するために、殺菌ホイール７９の前に予熱のためのホイールを設けても構わない。プリフォーム１を予熱することで殺菌効果が向上する。
【０１１９】
本発明の実施の形態２に係るプリフォーム１への殺菌剤の接触とは、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を図４に示すようにプリフォーム１に吹き付ける、又は図１３に示すように倒立させたプリフォーム１に液状の殺菌剤を吹き付けることによって行われる。殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物をプリフォーム１に吹き付けることは実施の形態１と同様である。
【０１２０】
倒立させたプリフォーム１への液状の殺菌剤の吹き付けとは、図１３に示すように行う。倒立したプリフォーム１のサポートリング１ｂをグリッパ３４により把持し、上向きの殺菌剤吹き付けノズル４１ａにより、プリフォーム１の内面全域に液状の殺菌剤が接触するように、口部１ａからプリフォーム１の内面に液状の殺菌剤を吹き付ける。また、プリフォーム１の外面には、その全域に液状の殺菌剤が接触するように、下向きの殺菌剤吹き付けノズル４１ｂにより液状の殺菌剤をプリフォーム１の外面に吹き付ける。殺菌剤吹き付けノズル４１ａはプリフォーム１の口部１ａに対向させて設けても、プリフォーム１の内部に挿入させるために、プリフォーム１の搬送速度に追従するノズル４１ａを設けても構わない。また、殺菌剤吹き付けノズル４１ｂは複数本としても構わない。さらに、プリフォーム１の内外面に液状の殺菌剤が接触することができれば、方法はノズルにより液状の殺菌剤を吹き付けるのではなく、プリフォーム１を液状の殺菌剤に浸漬しても構わない。
【０１２１】
液状の殺菌剤は、過酢酸を含むことが好ましく、さらに液状の殺菌剤は過酢酸、過酸化水素、酢酸及び水からなる平衡過酸化物組成物が好ましい。過酢酸の濃度は５００ｍｇ／Ｌ〜４，０００ｍｇ／Ｌが好ましい。５００ｍｇ／Ｌ未満では殺菌力が不十分であり、４，０００ｍｇ／Ｌを超えると過酢酸の濃度が高いために、無菌充填機で使用するパッキン等の部材を劣化させる可能性がある。この他に過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、オゾン等の殺菌成分を含む殺菌剤を液状の殺菌剤として使用しても構わない。また、液状の殺菌剤は水を含んでなるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトンなどのケトン類、グリコールエーテル類等の１種又は２種以上を含んでも構わない。さらに、硝酸等の無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性化合物、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、リン酸化合物等の添加剤を含んでも構わない。
【０１２２】
液状の殺菌剤は常温でも構わないが、好ましくは４０℃〜８０℃に加温される。加温されると殺菌剤の殺菌効果が向上する。殺菌剤吹き付けノズル４１ａ及び４１ｂの１本当たりの流量は、１Ｌ／ｍｉｎ．〜１５Ｌ／ｍｉｎ．、好ましく３Ｌ／ｍｉｎ．〜１０Ｌ／ｍｉｎ．が適当である。また、吹き付け時間は０．２秒〜５秒が適当である。プリフォーム１への液状の殺菌剤の吹き付け量は殺菌剤吹き付けノズル４１ａ及び４１ｂの流量と吹き付け時間によって決定されるが、プリフォーム１の表面積に対して、０．０５ｍｌ／ｃｍ2〜２０ｍｌ／ｃｍ2であることが好ましい。０．０５ｍｌ／ｃｍ2未満では殺菌が不十分
となり、２０ｍｌ／ｃｍ2を超えると過大であり、エネルギー及び殺菌剤の浪費となる。
【０１２３】
液状の殺菌剤を接触させたプリフォーム１は、付着した殺菌剤を除去するために無菌水によりリンスされる。無菌水は水を１２１℃以上で４分以上加熱することや除菌フィルタを通すことによって製造される。また、無菌水は充填される内容物と同等以上の殺菌条件で処理された水であっても良い。例えば、充填される内容物がミネラルウォーターの場合、充填されるミネラルウォーターでプリフォーム１をリンスしても構わない。無菌水によるプリフォーム１のリンスは、図１３に示す殺菌剤の吹き付けと同様の工程及び装置により行われる。倒立したプリフォーム１のサポートリング１ｂをグリッパ３４により把持し、プリフォーム１の内面全域が無菌水によりリンスされるように、上向きのノズルにより口部１ａからプリフォーム１の内面に無菌水を吹き付ける。また、プリフォーム１の外
面には、その全域が無菌水によりリンスされるように、下向きのノズルにより無菌水をプリフォームの外面に吹き付ける。上向きのノズルはプリフォーム１の口部１ａに対向させて設けても、プリフォーム１の内部に挿入させるためにプリフォーム１の搬送速度に追従するノズルを設けても構わない。また、下向きのノズルは複数本としても構わない。
【０１２４】
無菌水は１０℃〜８０℃、好ましくは３０℃〜７０℃に調温される。無菌水を吹き付けるノズルの１本当たりの流量は、１Ｌ／ｍｉｎ．〜１５Ｌ／ｍｉｎ．、好ましく３Ｌ／ｍｉｎ．〜１０Ｌ／ｍｉｎ．が適当である。また、吹き付け時間は０．１秒〜１５秒が適当である。プリフォーム１への無菌水の吹き付け量は、ノズルの流量と吹き付け時間によって決定されるが、プリフォーム１の表面積に対して、０．０５ｍｌ／ｃｍ2〜２０ｍｌ／
ｃｍ2であることが好ましい。０．０５ｍｌ／ｃｍ2未満ではリンスが不十分となり、２０ｍｌ／ｃｍ2を超えると過大であり、エネルギーの浪費となる。
【０１２５】
無菌水によりリンスされたプリフォーム１に付着した無菌水は、無菌エアをプリフォーム１の内外面に吹き付けることにより除去することが好ましい。プリフォーム１は加熱部１４で成形温度に加熱されるが、無菌水が付着した部分に加熱ムラが発生し、成形されるボトル２に白化、偏肉等の成形不良を発生するおそれがあるためである。無菌エアはブロワによるエアよりも圧縮エアが好ましく、無菌エアの圧力は０．０１ＭＰａ以上、好ましくは０．１〜０．６ＭＰａである。無菌エアを吹き付けるノズル内径はφ１ｍｍ〜φ１０ｍｍ、好ましくはφ２ｍｍ〜φ８ｍｍである。
【０１２６】
殺菌剤が過酸化水素水の場合、無菌エアリンス後のプリフォーム１に付着する過酸化水素の量は、過酸化水素を３５質量％含む過酸化水素水に換算して、０．０００３μＬ／ｃｍ2〜０．３５μＬ／ｃｍ2の範囲が好適である。より好ましくは０．０００４μＬ／ｃｍ2〜０．２μＬ／ｃｍ2である。この過酸化水素の付着量が０．０００３μＬ／ｃｍ2以上
となることにより、十分な殺菌効果を得ることができる。また、過酸化水素の付着量が０．３５μＬ／ｃｍ2を超えると、ボトル２への殺菌剤の残留が多くなる。
【０１２７】
前殺菌部７７における前殺菌工程の電子線の照射、紫外線を含む光の照射及び過熱蒸気の接触は、実施の形態１と同様である。
【０１２８】
本発明の実施の形態２に係るプリフォーム１への温水の接触とは、図１３に示す倒立させたプリフォーム１に液状の殺菌剤を吹き付ける工程と同様に、温水をノズルによりプリフォーム１の内外面に吹き付けることにより行う。温水の熱によりプリフォーム１の表面に付着している菌等を殺菌する。倒立したプリフォーム１のサポートリング１ｂをグリッパ３４により把持し、プリフォーム１の内面全域が温水により殺菌されるように、口部１ａから上向きのノズルによりプリフォーム１の内面に温水を吹き付ける。また、プリフォーム１の外面には、その全域が温水により殺菌されるように、下向きのノズルにより温水をプリフォーム１の外面に吹き付ける。上向きのノズルはプリフォーム１の口部１ａに対向させて設けても、プリフォーム１の内部に挿入させるために、プリフォーム１の搬送速度に追従するノズルを設けても構わない。また、下向きのノズルは複数本としても構わない。
【０１２９】
温水とは７０℃〜１００℃に加温された水又は無菌水である。温水を吹き付けるノズルの１本当たりの流量は、１Ｌ／ｍｉｎ．〜１５Ｌ／ｍｉｎ．、好ましく３Ｌ／ｍｉｎ．〜１０Ｌ／ｍｉｎ．が適当である。ノズル内径はφ１ｍｍ〜φ１０ｍｍ、好ましくはφ２ｍｍ〜φ８ｍｍである。また、吹き付け時間は０．１秒〜１５秒が適当である。プリフォーム１への温水の吹き付け量は、ノズルの流量と吹き付け時間によって決定されるが、プリフォーム１の表面積に対して、０．０５ｍｌ／ｃｍ2〜２０ｍｌ／ｃｍ2であることが好ましい。０．０５ｍｌ／ｃｍ2未満では殺菌が不十分となり、２０ｍｌ／ｃｍ2を超えると過
大であり、エネルギーの浪費となる。
【０１３０】
温水により殺菌されたプリフォーム１に付着した温水は、無菌エアをプリフォーム１の内外面に吹き付けることにより除去されることが好ましい。プリフォーム１は加熱部１４で成形温度に加熱されるが、温水が付着した部分に加熱ムラが発生し、成形される容器に白化、偏肉等の成形不良が発生するおそれがあるためである。プリフォーム１は加熱後にさらに殺菌されることから、プリフォーム１に吹き付けられるエアは無菌エアでなくても構わない。
【０１３１】
上記のように、プリフォーム１は前殺菌部７７において、前殺菌ホイール７９に設けられた前殺菌手段８０により、殺菌剤の接触、電子線の照射、紫外線を含む光の照射、温水の接触、過熱蒸気の接触のいずれか１又は２以上の方法により殺菌される。前殺菌手段８０は前殺菌ホイール７９の回りに設けられるが、前殺菌ホイール７９以外に１又は２以上のホイールを設け、複数のホイールに前殺菌手段８０を設けても構わない。前殺菌ホイール７９以外にプリフォーム供給装置３やプリフォーム搬送コンベヤ４で殺菌を行っても構わない。
【０１３２】
前殺菌部チャンバー７８内は無菌充填機の運転前に、過酸化水素水等の殺菌剤を前殺菌部チャンバー７８内に噴霧する等の手段により殺菌されることもある。そのために、前殺菌部チャンバー７８内の壁面には、殺菌剤の吹き付けノズルが設けられる。また、前殺菌部チャンバー７８に接する無菌エア供給装置の除菌フィルタの前殺菌部チャンバー７８側の面を殺菌するために、殺菌剤の吹き付けノズルを設けても構わない。
【０１３３】
前殺菌部７７で殺菌されたプリフォーム１はサポートリング１ｂをグリッパ３４に把持されて、ホイール８１を経て加熱炉搬送ホイール１１に受け渡される。加熱炉搬送ホイール１１に搬送されたプリフォーム１は実施の形態１と同様の工程により、加熱部１４で加熱され、加熱されたプリフォーム１は殺菌部６で殺菌され、殺菌されたプリフォーム１は成形充填部２１でボトルへの成形と同時に内容物が充填され、内容物が充填されたボトル２は密封部２６で密封され、排出部３０を経て無菌充填機の外部に排出される。
【０１３４】
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、例えば、無菌充填機の形態として、上述したホイール式の無菌充填機ではなく、直線式の無菌充填機など本発明の要旨内において種々変更可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１…プリフォーム
２…ボトル
５…殺菌部チャンバー
６…殺菌部
１４…加熱部
１８…加熱部チャンバー
２１…成形充填部
２２…成形充填部チャンバー
２３…金型
２６…密封部
２７…密封部チャンバー
４９…ブローノズル
５０…バルブブロック
５１…延伸ロッド
５５…加圧装置
５７…無菌エア供給装置
６２…可動部
６４…固定部
６８…高圧内容物供給マニホールド
６９…閉塞装置
７７…前殺菌部
【図１】
2018193091.tif 000003
【図２】
2018193091.tif 000004
【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】
2018193091.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018193091.tif 000011
【図１０】
2018193091.tif 000012
【図１１】
2018193091.tif 000013
【図１２】
2018193091.tif 000014
【図１３】
2018193091.tif 000015