(57)【要約】【課題】キャップを適正に殺菌する。【解決手段】過酸化水素水を一定量ずつ空洞内に入れたキャップ（１）の少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気（Ｓ）を吹き付けて殺菌する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過酸化水素水を一定量ずつ空洞内に入れたキャップの少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気を吹き付け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、上記過酸化水素水は定量噴射装置により一定量ずつキャップの空洞内に噴射す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に記載のキャップの殺菌方法において、上記過熱蒸気は水を誘電加熱すること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、上記過熱蒸気に過酸化水素を添加することを特徴とするキャップの殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばボトルに装着されるキャップの殺菌方法に関する。
【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、過酸化水素のミスト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。）。
【０００４】
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について懸念がある場合は、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】
【０００５】
【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】
【０００６】
従来の過酸化水素のミストをキャップに吹き付ける方法は、キャップの全表面に過酸化水素を行き渡らせるにはミストを多めに吹き付ける必要があり、そのためキャップに過酸化水素が過剰に付着する傾向がある。キャップに過剰に付着した過酸化水素はキャップに残留し、それがボトル内に侵入する可能性がある。
【０００７】
また、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。
【０００８】
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】
【０００９】
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。
【００１０】
すなわち、請求項１に係る発明は、過酸化水素水を一定量ずつ空洞内に入れたキャップ（１）の少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気（Ｓ）を吹き付けるキャップの殺菌方法を採用する。
【００１１】
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、上記過酸化水素水は定量噴射装置により一定量ずつキャップ（１）の空洞内に噴射することも可能である。
【００１２】
請求項３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、上記過熱蒸気（Ｓ）は水を誘電加熱することによって発生させることも可能である。
【００１３】
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、上記過熱蒸気（Ｓ）に過酸化水素を添加することも可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、過酸化水素水を一定量ずつ空洞内に入れたキャップ（１）の少なくとも内面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気（Ｓ）を吹き付けるキャップの殺菌方法であるから、過酸化水素を殺菌に必要な量だけキャップ（１）に付着させることができ、従ってキャップ（１）ひいてはボトル（２）に過酸化水素が残留する問題を解消することができる。したがって、殺菌性に優れたボトル詰め製品を製造することができる。また、過熱蒸気（Ｓ）を殺菌に用いることで水蒸気のドレンを発生させることなく殺菌することができ、従ってキャップ（１）からドレンを除去する工程が不要になり、それだけボトル詰め製品の製造速度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ボトルと共に示すキャップの一例の垂直断面図である。
【図２】キャップの空洞内に過酸化水素を所定量供給するための過酸化水素供給装置の概略平面図である。
【図３】過酸化水素供給装置の過酸化水素水噴射ノズルの垂直断面図である。
【図４】過酸化水素水噴射ノズルの動作説明図である。
【図５】キャップの殺菌工程、ボトルの内容物充填工程及びキャッピング工程を示す説明図である。
【図６】キャップの過熱蒸気による殺菌工程を示す説明図である。
【図７】キャップが供給される無菌充填装置の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明を実施するための形態について説明する。
【００１７】
この実施の形態では、図１に示すキャップ１が殺菌の対象とされる。図１中、符号２はこのキャップ１が殺菌された後に装着されるボトルを示す。このボトル２が殺菌処理された後に、内容物である殺菌処理された飲料ａがボトル２内に充填され（図６（Ａ））、また、飲料の充填と並行してキャップ１が殺菌処理され（図６（Ｂ））、ボトル２の口部がキャップ１で密封されてボトル詰め製品が完成する。
【００１８】
キャップ１の殺菌処理について説明すると、まず、キャップ１の空洞内には、図２に示す過酸化水素供給装置によって過酸化水素水が所定量ずつ供給される。
【００１９】
過酸化水素水としては、例えば過酸化水素水溶液を揮発性の溶剤で希釈したものが使用される。過酸化水素水中の過酸化水素の濃度は例えば０．１質量％〜１０質量％とされる。溶剤としては例えばエチルアルコール、メチルアルコール、アセトン、イソプロピルアルコール又は複数種の溶剤を混ぜた混合溶剤が用いられる。過酸化水素水としては過酸化水素水溶液を単独で用いることもできるが、過酸化水素水溶液を揮発性の溶剤で希釈したものを用いることもできる。かくすることにより、過酸化水素水がキャップ１の空洞内に速やかに薄い被膜となって拡がることになるので、過酸化水素水の蒸発が促進され、キャップ１の空洞内の殺菌時間が短縮される。
【００２０】
過酸化水素供給装置は、具体的には、図２に示すように、キャップ１を搬送する搬送部８と、過酸化水素水を計量して搬送中のキャップ１の中空内に噴射する手段である噴射ノズル９とを具備する。
【００２１】
搬送部８は、複数個のターンテーブル８ａ，８ｂを備える。各ターンテーブル８ａ，８ｂはその回りに多数のキャップ１を収容する凹部を等間隔で有し、ターンテーブル８ａ，８ｂ同士が隣接して同じ周速度で回転しつつ、凹部間でキャップ１を授受するようになっている。上流側のターンテーブル８ａには例えばキャップの射出成形機１１が供給コンベア８ｃを介して接続される。射出成形機１１で射出成形されたキャップ１が供給コンベア８ｃによってターンテーブル８ａの外周に形成された凹部１０に渡される。射出成形機１１が他の場所に置かれている場合は、射出成形された多数のキャップ１が供給コンベア８ｃの入口まで図示しないコンテナ等により運搬され、供給コンベア８ｃからターンテーブル８ａへと供給される。下流側のターンテーブル８ｂには排出コンベア８ｄを介して過熱蒸気発生装置４８（後述する）が連結される。下流側のターンテーブル８ｂにより搬送されつつ噴射ノズル９により過酸化水素水が噴射されたキャップ１は下流側のターンテーブル８ｂから排出コンベア８ｄ上に放出され、排出コンベア８ｄはキャップ１を過熱蒸気発生装置４８（後述する）に投入する。
【００２２】
噴射ノズル９は、導管１２により過酸化水素水の貯留タンク１３と連結される。図示例では二基の噴射ノズル９がターンテーブル８ａ上の前後二つのキャップ１に各々対向するように配置される。もちろん、噴射ノズル９はひとつのキャップ１に対向するように一基のみ配置してもよいし、三つ以上のキャップ１に対向するように三基以上配置してもよい。
【００２３】
図３に示すように、噴射ノズル９は、噴射ノズル９内に貯留タンク１３の液高と同じ液高で一定量溜まった過酸化水素水１８を計量し一定方向に噴出させるようにしたもので、先端に吐出口１４ａを有するシリンダ１４を備える。シリンダ１４には貯留タンク１３からの導管１２が連結され、導管１２の連結箇所よりも上方にオーバーフロー用の開口１４ｂが形成される。オーバーフロー用の開口１４ｂからオーバーフローする過酸化水素水はパイプ１４ｃにより回収される。
【００２４】
シリンダ１４内には、シリンダ１４内の過酸化水素水を定量取り込む筒状の枡弁１５と、枡弁１５内をスライド可能なプランジャ１６と、プランジャ１６の中心をスライド可能な吐出口１４ａに対向するニードル弁１７とが設けられる。枡弁１５、プランジャ１６及びニードル弁１７はエア等の作動流体を利用した図示しないエアシリンダ装置、サーボモータ等によりそれぞれ駆動される。
【００２５】
噴射ノズル９は、図４に示すように動作し、吐出口１４ａ下に空洞が上向きになったキャップ１が到達すると、キャップ１の空洞内に向かって過酸化水素水を一定量ずつ噴射する。
【００２６】
まず、枡弁１５が吐出口１４ａ側に降下して一定量の過酸化水素水を計量して捕捉し（図４（Ａ））、ニードル弁１７が上昇して吐出口１４ａを開け（図４（Ｂ））、プランジャ１６が降下して枡弁１５内の過酸化水素水を吐出口１４ａから矢印方向に噴射させる（図４（Ｃ））。この過酸化水素水の噴射量はキャップ１の容積、内表面積等によって相違するが、大体０．５〜２０μリットルの範囲内における所定の容量である。過酸化水素水をキャップ１に対して噴射すると、ニードル弁１７が降下して吐出口１４ａを閉じ（図４（Ｄ））、続いて枡弁１５が上昇する（図４（Ｅ））。最後にプランジャ１６が上昇し（図４（Ｆ））、過酸化水素水が貯留タンク１３からシリンダ１４内に流入する。以上の動作がキャップ１ごとに繰り返され、各キャップ１内に過酸化水素水が計量された量だけ噴射される。
【００２７】
所定量の過酸化水素水が入れられたキャップ１は、過熱蒸気発生装置４８（後述する）に排出コンベア８ｄから送られ、さらに、無菌充填装置に投入される。
【００２８】
次に、無菌充填装置について、図７に基づき、その概略を説明する。
【００２９】
図７に示すように、この無菌充填装置は、殺菌処理したプリフォーム３を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給機２０と、ブロー成形機２１と、プリフォーム３から成形されたボトル２に内容物ａを充填、密封する充填機２２とを備える。
【００３０】
プリフォーム３は、プリフォーム供給機２０からブロー成形機２１へと矢印方向に搬送される。プリフォーム３は、プリフォーム供給機２０内で搬送される際、加熱部２９内でヒータによって加熱される。ブロー成形機２１は、加熱されたプリフォーム３を二つ割りの金型２３で受け取ってボトル２にブロー成形する。金型２３は型開きし、ボトル２を解放する。ボトル２は、充填機２２へと各種ホイール間を矢印方向に順に搬送される。
【００３１】
充填機２２は、その所定のホイールの回りにボトル２に飲料ａを充填するためのフィラー４５を有し、飲料ａが充填されたボトル２にキャップ７（図５（Ｃ）参照）を装着して密封するためのキャッパー４６を有する。
【００３２】
次に、上記過酸化水素供給装置及び無菌充填装置を用いた本実施形態の方法の一連の工程について説明する。
【００３３】
図２に示すように、射出成形機１１で射出成形されたキャップ１が供給コンベア８ｃから上流側のターンテーブル８ａを経て下流側のターンテーブル８ｂに供給され、ターンテーブル８ｂは回転しつつキャップ１を順次受け取って噴射ノズル９の直下へと搬送する。
【００３４】
噴射ノズル９のシリンダ１４内には貯留タンク１３から一定濃度の過酸化水素水が供給される。
【００３５】
噴射ノズル９は、シリンダ１４内において枡弁１５で一定容積の過酸化水素水を取り込み、吐出口１４ａ下にキャップ１がその空洞を上向きにして到来すると、ニードル弁１７で吐出口１４ａを開け、プランジャ１６で過酸化水素水を吐出口１４ａから噴射させる。
【００３６】
噴射ノズル９の吐出口１４ａから発射された過酸化水素水は直線状になってキャップ１内に速やかに入る。
【００３７】
適正量の過酸化水素水が噴射されたキャップ１は下流側ターンテーブル８ｂ、排出コンベア８ｄを経て無菌充填装置へと送られ、無菌充填装置内で、図５（Ｂ）及び図６に示す工程に付される。
【００３８】
すなわち、図６に示すように、キャップ１の殺菌が、キャップ１の内外面に、水から作った２００℃〜５００℃の大気圧よりも高い圧力の過熱蒸気Ｓを吹き付けることにより行われる。
【００３９】
この過熱蒸気により殺菌する菌類は、キャップ１に付着したカビ等である。
【００４０】
キャップ１に吹き付ける過熱蒸気Ｓの温度は望ましくは２００℃〜５００℃であり、より望ましくは２５０℃〜４００℃である。２００℃〜５００℃の温度範囲であれば、キャップ１の表面のみ高温に曝すことで、短時間でキャップ１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１を構成するＰＥＴ自体が高温となり、キャップ１の変形が大きくなる。また、５００℃を超えると、短時間でもキャップ１を構成する樹脂自体の温度が上がり、キャップ１に変形を生じ易くなる。
【００４１】
キャップ１に吹き付ける過熱蒸気Ｓの圧力は、大気圧よりも高い圧力であり、望ましくは０．１ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ未満である。０．１ＭＰａの近傍であれば、過熱蒸気Ｓがキャップ１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１に過熱蒸気Ｓを吹き付けた際にキャップ１の表面で結露する可能性がある。
【００４２】
過熱蒸気Ｓは、市販の過熱蒸気発生装置４８を使用することにより得ることができる。具体的には、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。
【００４３】
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。
【００４４】
過熱蒸気Ｓとしては、圧力が０．１ＭＰａ程度で、温度が２００℃〜５００℃のものを得ることが可能である。上記誘電加熱方式を採用することにより、通電開始から短時間で水を２００℃以上の過熱蒸気とすることができる。
【００４５】
上記通水パイプに通す水にあらかじめ少量の過酸化水素水を添加することにより、過酸化水素を含んだ過熱蒸気Ｓを作り、これをキャップ１に吹き掛けるようにしてもよい。
【００４６】
図７中、符号４９は過熱蒸気発生装置４８の通水パイプの終端に接続された導管を示し、この導管４９の先端に筒状ノズル３０が垂下するように取り付けられ、その開口３０ａが垂直下方に向けられる。
【００４７】
キャップ１は、その空洞を上向きにした状態で筒状ノズル３０における円形開口３０ａの直下を一方向に搬送される。
【００４８】
また、図７に示すように、スリット状ノズル３１が上記導管４９から分岐する分岐管４９ａの先端に接続され、そのスリット３１ａがキャップ１の側面に対峙するように配置される。望ましくは、スリット状ノズル３１は対になってキャップ１をその側面から挟むように対向配置される。キャップ１は必要に応じてその軸芯の回りで回転させられつつ搬送される。
【００４９】
図示例ではスリット状ノズルであるが、上記筒状ノズル３０の如き円形ノズルをキャップ１の側面あるいは底面に対向配置してもかまわない。
【００５０】
キャップ１の殺菌に際しては、過熱蒸気発生装置４８から過熱蒸気Ｓが筒状ノズル３０及びスリット状ノズル３１へ常時供給され、筒状ノズル３０の円形の開口３０ａとスリット状ノズル３１のスリット３１ａからキャップ１に向かって噴出する。ノズル径、角度、キャップの軸等は任意であり、上記噴出した過熱蒸気Ｓがキャップ１の全表面に接触するように予め設定される。
【００５１】
これにより、筒状ノズル３０の開口３０ａから噴出した過熱蒸気Ｓはキャップ１の全表面に接触し、キャップ１の表面に付着した一般細菌、カビ、酵母類を殺菌する。また、この殺菌は過熱蒸気Ｓをキャップに向かって短時間吹き付けることで達成可能であるから、キャップ１の過度な加熱が防止され、従ってキャップ１の変形が確実に回避される。
【００５２】
また、スリット状ノズル３１のスリット３１ａから噴出した過熱蒸気Ｓは、軸芯を中心に回転するキャップ１の全外面に接触して加熱殺菌する。これにより、キャップ１の外面に付着した一般細菌、カビ、酵母類が殺菌される。また、この殺菌は過熱蒸気Ｓをキャップ１の外面に向かって短時間吹き付けることで達成可能であるから、キャップ１の外側からの過度な加熱が防止され、従ってキャップ１の変形が確実に回避される。また、蒸気ドレンがプリフォーム３の表面で結露して残留することもない。
【００５３】
なお、キャップ１の内外面は、筒状ノズル３０とスリット状ノズル３１の設置箇所を相互にずらすことにより、時間的にずらして殺菌することも可能である。
【００５４】
図６に示した過熱蒸気発生装置４８、筒状ノズル３０、スリット状ノズル３１等は、図７に示した無菌充填装置内のキャッパー４６の近傍に配置される。筒状ノズル３０、スリット状ノズル３１から噴出する過熱蒸気Ｓが吹き付けられ、殺菌されたキャップ１はキャッパー内に供給される。
【００５５】
一方、図７に示した無菌充填装置において、ボトル２が、ブロー成形される。また、所定の段階で殺菌処理に付される。そして、ボトル２内に図５（Ａ）の如くあらかじめ殺菌処理された内容物である飲料がノズル３８から充填され、図５（Ｃ）に示すように、蓋であるキャップ１で密封される。
【００５６】
かくて、ボトル詰め製品の包装体とされたボトル２は、集積され市場へと搬出される。
【符号の説明】
【００５７】
１…キャップ
２…ボトル
４６…キャッパー
Ｓ…過熱蒸気
【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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