(57)【要約】      （修正有）【課題】設備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ことを目的とする。【解決手段】プリフォーム１を殺菌する殺菌部６、殺菌されたプリフォームを加熱する加熱部１４、加熱されたプリフォームに高圧で殺菌された内容物を充填することで、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２１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において、無菌充填機運転前に各部を殺菌し、無菌充填機稼働時には各部に無菌エアを供給して無菌性を維持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフォームを殺菌する殺菌部、殺菌された前記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と同時に内容物を充填する成形充填部、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、前記加熱部、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、加熱部チャンバー、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外気から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４】
請求項１乃至請求項３に記載のいずれか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以上であ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６】
請求項５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７】
請求項５又は請求項６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８】
請求項５乃至請求項７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ていることを特徴とする無菌充填機。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８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、前記延伸ロッドの駆動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１０】
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を加熱する加熱工程、加熱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、
少なくとも前記成形充填工程及び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、少なくとも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無菌充填方法。
【請求項１１】
請求項１０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１２】
請求項１０又は請求項１１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１３】
請求項１０乃至請求項１２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、殺菌及び加熱されたプリフォームの口部天面にブローノズルを接続させ、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法に延伸させた後、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法に延伸し、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１４】
請求項１３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１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の無菌充填方法において、
前記成形充填工程が行われるチャンバー内の殺菌を、前記延伸ロッドがブローノズルに非挿入の状態で行うことを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１６】
請求項１３又は請求項１４に記載の無菌充填方法において、
前記成形充填工程が行われるチャンバー内の洗浄を、前記延伸ロッドがブローノズルに非挿入の状態で行うことを特徴とする無菌充填方法。
【請求項１７】
請求項１３乃至請求項１６のいずれかにに記載の無菌充填方法において、
前記ブローノズルの外面温度が、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、６０℃以上になっている状態で、前記成形充填工程が行われるチャンバー内を過酸化水素のガス若しくはミスト又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１８】
請求項１３乃至請求項１７のいずれかにに記載の無菌充填方法において、
前記金型を６０ｒｐｍ以下で回転させながら、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、主に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、１台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、導入されたプリフォームを成形と同時に充填することにより無菌性を維持できるとしている。射出成形を連続して行い、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、殺菌されたプリフォームを加熱し、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。常温での液体製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のように、無菌化したプリフォームに内容物となる飲料を高圧で充填することにより、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、無菌化されたプリフォームを成形し、成形されたボトルに充填を行うまでの工程の無菌性を維持する方法が不十分であった。無菌化されたプリフォームが、成形と同時の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されるからである。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、内容物の加温による品質劣化もあり、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ボトルに成形し、同時に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、プリフォームを殺菌する殺菌部、殺菌された前記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と同時に内容物を充填する成形充填部、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、前記加熱部、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、加熱部チャンバー、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、前記成形充填部チャンバー及び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。
【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外気から遮蔽する固定部とからなると好適である。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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ていると好適である。
【００２１】
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、前記延伸ロッドの駆動装置が設けられていることを特徴とする無菌充填機。
【００２２】
本発明に係る無菌充填方法は、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を加熱する加熱工程、加熱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、  少なくとも前記成形充填工程及び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、少なくとも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。
【００２３】
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な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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記成形充填工程が、殺菌及び加熱されたプリフォームの口部天面にブローノズルを接続させ、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法に延伸させた後、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法に延伸し、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。
【００２６】
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。
【００２７】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記成形充填工程が行われるチャンバー内の殺菌を、前記延伸ロッドがブローノズルに非挿入の状態で行うと好適である。
【００２８】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記成形充填工程が行われるチャンバー内の洗浄を、前記延伸ロッドがブローノズルに非挿入の状態で行うと好適である。
【００２９】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記ブローノズルの外面温度が、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、６０℃以上になっている状態で、前記成形充填工程が行われる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。
【００３０】
また、本発明に係る無菌充填方法は、前記金型を６０ｒｐｍ以下で回転させながら、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】
【００３１】
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、プリフォームのボトルへの成形と内容物の充填を同時に行うことができる。本発明の無菌充填機は、従来に比べ各段に小さいため設置スペースが少ない。よって、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略であり、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】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態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への殺菌剤ガス吹き付け工程を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るプリフォームへの液状の殺菌剤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への無菌エアの供給工程を示す。
【図１０】本発明の実施の形態に係るプリフォームの加熱部を示す断面図である。
【図１１】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１２】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１３】本発明の実施の形態に係るボトルの密封工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
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。この実施の形態によれば、殺菌された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により内容物が充填された無菌製品を得ることができる。
【００３５】
（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に成形する温度に加熱する加熱部１４、加熱されたプリフォーム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。
【００３６】
殺菌部６は殺菌部チャンバー５、加熱部１４は加熱部チャンバー１８、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。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いても構わない。殺菌部６におけるプリフォーム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。
【００３７】
無菌充填機の運転開始前に、殺菌部チャンバー５、加熱部チャンバー１８、成形充填部チャンバー２２及び密封部チャンバー２７のうち、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には殺菌装置が設けられ、各チャンバー内は殺菌される。殺菌部チャンバー５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。また、加熱部チャンバー１８内がプリフォーム１を加熱するために比較的高温になっていること、プリフォーム１の口部１ａにはスピンドル５２が挿入されているためにプリフォーム１の内部に菌等が流入しにくいことから、加熱部チャンバー１８内は無菌充填機運転前に殺菌されなくても構わない。
【００３８】
殺菌装置は、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のような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、殺菌剤を各チャンバー内の全域に付着するように吹き付ける。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。殺菌剤吹き付けノズルは各チャンバー内の全域に殺菌剤が付着するように配置される。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、さらに排除する。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除去しても構わない。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場合もあるため、殺菌前に洗浄することが好ましい。
【００３９】
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。殺菌部チャンバー５、加熱部チャンバー１８にも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、加熱部チャンバー１８、密封部チャンバー２７は成形充填部チャンバー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、加熱部チャンバー１８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それぞれ１個設けることでも構わない。
【００４０】
（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、プリフォーム供給コンベヤ４により所望の速度で連続的に殺菌部６に搬送される。
【００４１】
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１２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。
【００４２】
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、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７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。
【００４３】
本発明の実施の形態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３に示すようにプリフォーム１に吹き付ける、若しくは図４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である。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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気化する。
【００４７】
殺菌剤のガスは、図３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そ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。
【００４８】
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これらの混合物は、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。殺菌剤の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％含む過酸化水素水の量として、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。
【００５１】
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リンスされることが好ましい。プリフォーム１に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。このような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の内面に吹き付けられた殺菌剤と、内面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。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への過酸化水素の残留が多くなる。
【００５２】
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。排気されるエアは、排ガス処理装置３２により無害化されて、排気ブロワ３３により放出される。
【００５３】
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４に示すように行う。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、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、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ように設けても構わない。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、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。
【００５４】
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〜４０００ｍｇ／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。
【００５５】
液状の殺菌剤は、常温でも構わないが、４０℃〜８０℃に加温されることが好ましい。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。
【００５６】
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４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。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、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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排除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。無菌エアはブロアー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０．１ＭＰa〜０．６ＭＰaである。無菌エアを吹き付けるノズル内径はφ１ｍｍ〜φ１０ｍｍ、好ましくは内径φ２〜φ８ｍｍである。液状の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への過酸化水素の残留が多くなる。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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殺菌部チャンバー５外のプリフォーム供給コンベヤ４で行い、異物を除去した後、プリフォーム１は殺菌部チャンバー５内に搬送される。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
１００ｎｍ〜３８０ｎｍ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最適である。
【００６６】
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の口部の温度上昇を避けることができる。
【００６７】
光照射ランプ４３は、プリフォーム１の内外面全域に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。
【００６８】
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、曲面でもいずれの形状の複数の面の組み合わせでも構わない。光反射板４４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。
【００６９】
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、殺菌部チャンバー５外のプリフォーム供給コンベヤ４で行い、異物を除去した後、プリフォーム１は殺菌部チャンバー５内に搬送される。
【００７０】
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。
【００７１】
本発明の実施の形態に係るプリフォーム１への温水の接触とは、図４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。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、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、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。
【００７２】
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。ノズルの内径は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。
【００７３】
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、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排除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に吹き付けられるエアは、除菌フィルタを通した無菌エアであることが好ましい。
【００７４】
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。
【００７５】
過熱蒸気とは、過熱蒸気発生装置４５に供給される水から過熱蒸気発生装置４５により生成される、２００℃〜５００℃であって、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は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。
【００７６】
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、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。
【００７７】
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の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いため、ドレイン除去をすることなく加熱部１４にプリフォーム１を搬送することができる。過熱蒸気吹き付け後、無菌エアを吹き付けることにより異物除去ならびにプリフォームの冷却を行っても構わない。
【００７８】
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。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。殺菌ホイール７以外にプリフォーム供給装置３やプリフォーム供給コンベヤ４で殺菌を行っても良い。
【００７９】
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ることもある。そのために、殺菌部チャンバー５内の壁面には、殺菌剤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、同様の殺菌剤吹き付けノズルも設けられる。
【００８０】
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をグリッパ３４に把持されて、ホイール９を経て加熱部搬送ホイール１１に搬送される。ホイール９及び加熱部搬送ホイール１１におけるプリフォーム１には、図９に示すようにプリフォーム１の搬送路を囲むようにプリフォームトンネル１０を設けても構わない。プリフォームトンネル１０はプリフォーム１の口部１ａをその上方から覆い、天井部分は傾斜面を有する屋根状に形成される。また、天井部分には、無菌エアをプリフォーム１の口部１ａの方に向かって吹き出すプリフォーム無菌エア供給ノズル４８が、パイプの列状又はスリット状に設けられる。これにより、無菌エアがプリフォーム１へと効率的に供給され、プリフォーム１は加熱部チャンバー１８内にあって無菌性を維持しつつ走行することができる。無菌エアはブロワによるエアを除菌フィルタを通している。また、推進力の高い圧縮空気を除菌フィルタで無菌化したものであっても構わない。プリフォーム１は加熱部搬送ホイール１１を経て加熱装置４９に導入される。
【００８１】
プリフォームの加熱装置４９は図１０に示すように、加熱炉５０及び駆動部５１からなる。加熱炉５０は少なくとも、プリフォーム１を加熱するためのヒーター１５、ヒーター１５の熱を反射して効率的にプリフォーム１を加熱するためのリフレクター１６、プリフォーム１を保持して回転させるためのスピンドル５２、スピンドル５２が一定間隔で設けられ、スピンドル５２を移動させるための無端チェーン１２及び無端チェーン１２を回転させるためのプーリ１３ａ及び１３ｂを備えている。また、ヒーター１５の熱がプリフォームの加熱炉５０の外部に伝導するのを防止するために、ヒーター１５の外側に断熱材５３を設けても構わない。
【００８２】
駆動部５１には、モーター、動作伝達手段等が備えられる。駆動部５１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維持することは困難である。
【００８３】
ヒーター１５は赤外線を放射するハロゲンランプが好ましい。ハロゲンランプはヒーター１５として、プリフォーム１の軸方向に対して垂直に複数本が並列に設けられる。ヒーター１５のハロゲンランプから放射される近赤外線、赤外線、遠赤外線によりプリフォーム１は加熱される。複数本設けられるハロゲンランプは加熱温度が制御され、プリフォーム１の軸方向の加熱温度について、温度差が設けられても構わない。また、プリフォーム１の移動方向に対して図１のようにハロゲンランプのユニットが複数設けられる。図１では片列に６ユニットずつ計１２ユニット設けられているが、ユニット数は任意に定められる。これらのハロゲンランプユニットの温度は制御され、加熱序盤は高温に、加熱終盤は低温に設定されても構わない。
【００８４】
加熱炉５０に搬送されたプリフォーム１は、図１０に示すように、ヒーター１５により、赤外線加熱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。この温度は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。
【００８５】
プリフォーム１の口部１ａの過熱を防ぐために、図１０に示すように、プリフォーム１のサポートリング１ｂの下部に、プリフォーム１の軸方向に対して垂直な面として形成される口部保護材５４が設けられる。口部保護材５４は、ヒーター１５から放射される赤外線等が必要以上にプリフォーム１の口部１ａに達しないようにする。また、ヒーター１５の熱により発生する上昇気流による口部１ａの温度上昇を防ぐために、プリフォーム１の軸方向に対して９０°以下の角度を付けた面状の遮熱板５５を設けても構わない。
【００８６】
しかし、口部１ａの温度が４０℃未満の場合、口部１ａの殺菌効果が低下する場合がある。これを回避するために、口部１ａの温度を積極的に上昇させるフォーカスランプを加熱部１９に設け、当該フォーカスランプにより口部１ａを加熱し、口部１ａの温度を４０〜７０℃にしても構わない。これにより、口部１ａの殺菌効果向上と口部１ａの表面に付着した殺菌剤を揮散させて除去することができる。
【００８７】
ヒーター１５から放射された赤外線等によりプリフォーム１は加熱されるが、プリフォーム１に吸収されずに、プリフォーム１の後方に到達する赤外線等は加熱に寄与しない。そこで図１０に示すように、プリフォーム１の後方にリフレクター１６を設けることにより、プリフォーム１の後方に到達する赤外線等を反射させて、プリフォーム１の加熱を効率的に行うことができる。リフレクター１６は、金属に金、銀又はアルミニウムなどを蒸着又はメッキしたものが用いられる。赤外線等を反射できればどのようなものでも構わない。リフレクター１６は平面でも曲面でも、平面と曲面を組み合わせても構わない。リフレクター１６はプリフォーム１の後方だけでなく、ヒーター１５の後方にも設けて、ヒーター１５の後方に放射される赤外線等を反射させても構わない。
【００８８】
プリフォーム１は、図１０に示すように、スピンドル５２が口部１ａに挿入され、回転しながら、加熱炉５０内を搬送される。プリフォーム１は、口部１ａ内にスピンドル５２の下部が挿入される際に、ゴム又はバネのような弾性体の弾性変形によりスピンドル５２に支持される。スピンドル５２は無端チェーン１２に保持される。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５２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。
【００８９】
加熱部チャンバー１８内は、プリフォームの加熱装置４９が運転される前に殺菌されることもある。そのために、加熱部チャンバー１８には殺菌装置が設けられる。殺菌装置とは少なくとも加熱部チャンバー１８内に殺菌剤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吹き付けノズル５６、及び殺菌剤のガスを生成する殺菌剤ガス生成器３６である。
【００９０】
図１０に示すように、加熱部チャンバー１８の壁面に吹き付けノズル５６が設けられ、吹き付けズル５６から、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が加熱部チャンバー１８内に吹き付けられる。吹き付けノズル５６からは、図５に示すような殺菌剤ガス生成器３６により生成された殺菌剤のガスが、加熱部チャンバー１８内の加熱炉５０、ホイール９、加熱炉搬送ホイール１１、ホイール１７及び加熱部チャンバー１８の壁面に吹き付けられる。
【００９１】
吹き付けノズル５６から加熱部チャンバー１８内に、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けた後に、加熱部チャンバー１８内に無菌エアが吹き付けられる。無菌エアは、加熱部チャンバー１８内に残存する殺菌剤を気化させて除去させる。また、この際、気化する殺菌剤が殺菌効果を発揮する場合もある。
【００９２】
無菌エアを加熱部チャンバー１８内に下部から吹き付けるため、図１０に示すように、加熱部チャンバー１８の下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及び除菌フイルタ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。
【００９３】
ブロワ５８によるエアが無菌エア加熱装置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加熱部チャンバー１８内に下部から吹き付けられる。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、殺菌剤の除去が速やかに行われ、殺菌剤の殺菌効果も高まる。プリフォームの加熱装置４９の稼働時に加熱部チャンバー１８内の無菌性を維持するために、加熱部チャンバー１８内に無菌エアを供給する場合、無菌エアを加熱しなくても構わない。
【００９４】
プリフォームの加熱装置４９を運転する前の加熱部チャンバー１８内の殺菌において、吹き付けノズル５６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が吹き付けられることにより、ＨＥＰＡフィルタ等からなる除菌フィルタ５９の内面側も殺菌される。
【００９５】
加熱部チャンバー１８内はヒーター１５によって加熱されるために、上昇気流が発生する。この上昇気流と同一の方向に無菌エアを流す方が、上方から下方に無菌エアを流すよりも、加熱部チャンバー１８内で乱流を生じることなくスムーズに無菌エアを流すことができる。したがって、無菌エアは加熱部チャンバー１８の下部から上部に吹き込む。下部から吹き込まれた無菌エアは図１０に示すように、ヒーター１５及びリフレクター１６の外側及び内側を上部に向かって流れていく。
【００９６】
プリフォーム１の加熱を効率良く行うために、ヒーター１５とリフレクター１６の間に流す無菌エアの流量を、プリフォーム１の下部に設ける板の開口面積を調整することにより制御しても構わない。また、無菌エアを加熱することで、ヒーター１５とリフレクター１６の間の無菌エアの流れによる冷却効果を抑制しても構わない。
【００９７】
図１０に示すように、加熱部チャンバー１８の上部に排気装置６１を設け、無菌エアをプリフォームの加熱装置４９の機外に排気することにより、加熱部チャンバー１８内の圧力を適正に保持する。図１０に示すように、圧力センサー６２が加熱部チャンバー１８の上部に設けられることにより、加熱部チャンバー１８内の圧力は常に測定される。測定されるエア圧力値によりブロワ５８及び排気装置６１を制御して、加熱部チャンバー１８内の圧力を適正に保持する。
【００９８】
加熱されたプリフォーム１は、スピンドル５２から解放され、グリッパ３４に把持されて、ホイール１７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。ホイール１７もホイール９と同様に、図９に示すようなプリフォーム１の搬送路を囲むようにプリフォームトンネル１９を設け、プリフォーム１に無菌エアを吹き付けても構わない。
【００９９】
成形充填部２１は、図１１に示すように、金型２３、ブローノズル６２、バルブブロック６３、延伸ロッド６４及び加圧装置６５を備える。また、成形充填部２１を駆動させるための駆動部６６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、稼働時に無菌性が保持されなければならない。駆動部６６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６６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。
【０１００】
図１１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。成形充填部チャンバー２２は、無菌充填機を運転する前に成形充填部チャンバー２２内を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１１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６６と隔離する可動部６７と、成形充填部２１を外部から遮蔽する固定部６８からなる。可動部６７は二重管６９を中心軸として回転する。可動部６７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。
【０１０１】
ホイール１７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６２がプリフォーム１の口部１ａに接合され、延伸ロッド６４がブローノズル６２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、延伸ロッド６４はプリフォーム１の底面を金型２３の底面に接触するまでプリフォーム１を長手方向に延伸する。その後、延伸ロッドを上昇させ、同時にバルブブロック６３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はボトル２に成形され、同時に内容物が充填される。高圧内容物Ｐ２はプリフォーム１が金型２３の形状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しなければならない。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である。中圧内容物Ｐ１及び高圧内容物Ｐ２は図１１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６５により加圧することにより得られる。加圧装置とは例えば、多連式の高圧プランジャーポンプである。
【０１０２】
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２１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６７と可動部６７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６４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。
【０１０３】
図１１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保持される。駆動部６６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６７の下部に設けられる液体シール装置７０により可動部６７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７０の液体に浸漬される可動部６７の端面は、液体シール装置７０の底部と接触しないように設けられる。液体は可動部６７の浸漬する両面に通じている。しかし、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７０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。
【０１０４】
図１１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の上部から二重管６９内に設けられる配管により供給される。二重管６９と固定部６８はロータリージョイント７１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二重管６９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７２に導入される。高圧内容物供給マニホールド７２から中圧内容物Ｐ１及び高圧内容物Ｐ２が可動部６７に保持されるバルブブロック６３に供給されるため、高圧内容物供給マニホールド７２は回転可能となっている。
【０１０５】
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１１に示すように、成形充填部チャンバー２２の固定部６８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、又は殺菌と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。
【０１０６】
金型２３の内部が開放されるエリアは限定されており、金型２３の内部を洗浄するためには、吹き付けノズル５６は金型が開いているエリア（ホイル１７とホイル２４の短距離間）に数多く設けることが望ましい。さらに、金型２３を洗浄する際には、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ことが好ましい。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６２、延伸ロッドチャンバー６４ａ、バルブブロック６３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。
【０１０７】
図１１に示すように、延伸ロッド６４は延伸ロッド保持材７３により保持されている。延伸ロッド６４の上昇又は下降の動作は、延伸ロッド保持材７３を動作させることによって行う。延伸ロッド保持材７３は、延伸ロッド保持材動作軸７３ａの動きにより上下に動作する。延伸ロッド保持材７３は、延伸ロッド保持材動作軸７３ａ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７３ａ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６４を延伸ロッド保持材７３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。
【０１０８】
延伸ロッド６４はブローノズル６２に挿入されるが、延伸ロッド６４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６４は内容物と接触する。延伸ロッド６４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６４、延伸ロッド保持材７３及び延伸ロッド保持材動作軸７３ａは延伸ロッドチャンバー６４ａにより遮蔽される。よって、延伸ロッド６４、延伸ロッド保持材７３及び延伸ロッド保持材動作軸７３ａの洗浄は、延伸ロッドチャンバー６４ａ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６４、延伸ロッド保持材７３および延伸ロッド保持材動作軸７３ａ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６４ａは例えば円筒形であるが、延伸ロッド６４、延伸ロッド保持材７３及び延伸ロッド保持材動作軸７３ａ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。
【０１０９】
延伸ロッド６４がブローノズル６２に挿入されていると、挿入されている部分が洗浄できない。そこで、延伸ロッド６４を洗浄する際には、延伸ロッド６４はブローノズルに非挿入の状態で行われる。このため、延伸ロッド６４は延伸ロッド保持材７３及び延伸ロッド保持材作動軸７３ａにより、延伸ロッド６４がブローノズル６２から非挿入の位置まで上昇するような駆動装置とされている。図１１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６４は下方に移動することで、ブローノズル６２から非挿入とされる。
【０１１０】
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ト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、これらを成形充填部チャンバー２２内を殺菌するための殺菌剤として使用しても構わない。
【０１１１】
成形充填部チャンバー２２の内部及び内面を洗浄した後、又は洗浄と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１１に示すように、少なくとも成形充填部チャンバー２２の固定部６８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。殺菌剤は成形充填部チャンバー２２内の全域に付着するように吹き付けられる。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。吹き付けノズル５６は、成形充填部チャンバー２内の全域に殺菌剤が付着するように配置される。
【０１１２】
金型２３の内部が開放されるエリアは限定されており、金型２３の内部を殺菌するためには、吹き付けノズル５６は金型が開いているエリア（ホイル１７とホイル２４の短距離間）に数多く設けることが望ましい。さらに、金型２３を殺菌する際には、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ことが好ましい。殺菌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６２、延伸ロッド６４及びバルブブロック６３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。
【０１１３】
延伸ロッド６４、延伸ロッド保持材７３、延伸ロッド保持材動作軸７３ａ及び延伸ロッドチャンバー６４ａ内は、延伸ロッドチャンバー６４ａ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６４はブローノズル６２に非挿入の状態で行われる。
【０１１４】
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と同様のものが使用でき、過酢酸や過酸化水素を含む殺菌剤を使用することが好ましい。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。
【０１１５】
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浄される。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。
【０１１６】
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１１に示すように、成形充填部チャンバー２２の固定部６８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及び除菌フイルタ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。
【０１１７】
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。この時、加熱部チャンバー１８から排気される、加熱された無菌エアを成形充填部チャンバー２２に吹き付けても構わない。  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、無菌エアを加熱しなくても構わない。
【０１１８】
成形充填部チャンバー２２内の洗浄及び殺菌は、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、プリフォームの殺菌に使用する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。
【０１１９】
過酸化水素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６２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６２及びバルブブロック６３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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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から加熱部チャンバー１８へと流入し、加熱部チャンバー１８に設けられた排気装置により排気されても構わない。
【０１２２】
成形充填部チャンバー２２内に洗浄剤及び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洗浄及び殺菌される。しかし、露出していない、ブローノズル６２及びバルブブロック６３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。
【０１２３】
ＣＩＰは、図１２に示すように、ブローノズル６２の先端にカップ状の閉塞装置７４を取り付けて行う。洗浄剤タンク７５を設け、洗浄剤タンク７５内の洗浄剤は洗浄剤供給ポンプ７６により圧送され、必要に応じて加温装置７７により洗浄剤は加温され、加圧装置６５を経て、バルブブロック６３からブローノズル６２、延伸ロッド６４へ洗浄剤は送液される。ブローノズル６２の先端に装着されたカップ状の閉塞装置７４によりブローノズルから吐出される洗浄剤は受けられ、バルブブロック６３内の通路を経由して、高圧内容物供給マニホールド７２に流入し、駆動部６６の中心に設けられた管体内部の配管により、駆動部６６の下部のロータリージョイント７８を経て、洗浄剤タンク７５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良い。
【０１２４】
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７７により加温されても構わない。
【０１２５】
ＳＩＰは図１２に示すように、過熱蒸気供給装置７９により加圧装置６５に過熱蒸気を供給することで行う。加圧装置６５に供給された過熱蒸気は、高圧内容物供給マニホールド７２、バルブブロック６３を経て、ブローノズル６２、延伸ロッド６４に供給される。さらに、ブローノズル６２により吐出される過熱蒸気は、ブローノズル６２の先端に装着されたカップ状閉塞装置７４によりを受けられ、駆動部６６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。
【０１２６】
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１２に示すように無菌水タンク８０から無菌水供給ポンプ８１により無菌水は圧送される。圧送される無菌水は加温装置７７により、７０℃〜１００℃に加温され、加圧装置６５を経て、バルブブロック６３からブローノズル６２へ送液される。ブローノズル６２の先端に装着されたカップ状の閉塞装置７４によりブローノズルから吐出される無菌水は受けられ、バルブブロック６３内の通路を経由して、高圧内容物供給マニホールド７２に流入し、駆動部６６の中心に設けられれた管体内部の配管により、駆動部６６の下部のロータリージョイント７８を経て、無菌水タンク８０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７７は洗浄剤加熱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良い。
【０１２７】
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に設けられた密封ホイール２５に、ボトル２は搬送され、図１３に示す密封工程のように、キャップ殺菌装置２８により殺菌されたキャップ４１が、密封ホイール２５に供給され、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。
【０１２８】
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は充填部チャンバー２７内から無菌充填機の外部に排出される。
【０１２９】
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、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除去、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内の圧力を陽圧に保持することにより、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。そのために、少なくとも密封部チャンバー２７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。
【０１３０】
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】
【０１３１】
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
５７…無菌エア供給装置
６２…ブローノズル
６３…バルブブロック
６４…延伸ロッド
６５…加圧装置
６７…可動部
６８…固定部
７２…高圧内容物供給マニホールド
７４…閉塞装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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