(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線照射による殺菌工程を経た容器を保持する容器保持具と、
前記殺菌工程を経た容器の内部に挿入配置され、導電性材料からなる棒状の電極と、
前記容器保持具に保持され、前記電極が挿入された状態の前記容器を加熱する加熱部と、
を備えていることを特徴とする除電装置。
【請求項２】
前記加熱部が、前記容器保持具に保持された前記容器に紫外線を照射する紫外線照射部を有することを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
【請求項３】
前記加熱部が、前記容器保持具に保持された前記容器に、加熱媒体を噴射するノズルを有することを特徴とする請求項１に記載の除電装置。
【請求項４】
前記ノズルは、前記容器保持具に保持された前記容器の外周面に前記加熱媒体を噴射することを特徴とする請求項３に記載の除電装置。
【請求項５】
前記ノズルは、前記容器保持具に保持された前記容器の内部に挿入され、当該容器の内周面に前記加熱媒体を噴射することを特徴とする請求項３に記載の除電装置。
【請求項６】
前記ノズルは、導電性材料からなり、前記電極として機能することを特徴とする請求項５に記載の除電装置。
【請求項７】
電子線照射による殺菌工程を経た容器を保持する容器保持具と、
前記容器の内部に挿入配置され、導電性材料からなる棒状の電極と、
前記容器保持具に保持された前記容器を加熱する加熱部と、を備え、
前記加熱部は、前記容器保持具に保持された前記容器に紫外線を照射する紫外線照射部を有し、
前記紫外線照射部は、前記容器の口部の近傍に配置され、紫外線照射源から照射される紫外線を反射して前記口部から前記容器の内部に照射するミラーを備えていることを特徴とする除電装置。
【請求項８】
前記電極は前記ミラーと一体に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の除電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品・飲料・医薬品等を充填する容器を電子線により殺菌した場合に用いられる容器の除電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品・飲料・医薬品等の充填物を容器に充填する充填工程においては、容器に充填物を充填するのに先立ち、容器の殺菌が行われる。
容器の殺菌には、過酢酸・過酸化水素といった薬液や紫外線照射が多く用いられているが、近年、紫外線よりも殺菌力に勝る電子線照射による殺菌技術が注目され、鋭意開発が行われている。
【０００３】
電子線の照射により樹脂製の容器の殺菌を行った場合、容器を形成する樹脂の内部に電荷が残るケースがある。また、容器の内部空間にも、電荷が滞留する。その結果、容器が帯電し、静電気により周囲の埃等を引き寄せたりするなどの問題が発生する。
【０００４】
そこで、電子線照射による容器殺菌後、容器にＸ線を照射することによって、帯電を軽減する技術（例えば、特許文献１参照。）や、電子線照射による容器殺菌後、イオナイザにより、容器に蓄積した電荷と同極性のマイナスイオンを容器の外表面に照射することで、帯電を解消する技術（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００５】
また、電子線照射中に、棒状の金属製の接地電極を容器内に挿入し、容器内から電子やイオンを容器外に流す技術が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−６８０９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１７７５号公報
【特許文献３】特開２０１１−２６０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電子線照射により容器が帯電するという問題を、より確実に、かつより低コストで解消することが常に望まれている。
特許文献１、２の技術では、容器の表面付近の電荷が除去できるにすぎず、帯電を確実に解消するという点で向上の余地がある。
また、特許文献３に記載の技術では、容器から電子やイオンを容器外に流すという点で、より確実性を高めるには改善の余地がある。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、電子線照射による容器の帯電を、確実に解消することのできる除電装置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】
【０００８】
かかる目的のもとになされた本発明の除電装置は、電子線照射による殺菌工程を経た容器を保持する容器保持具と、殺菌工程を経た容器の内部に挿入配置され、導電性材料からなる棒状の電極と、容器保持具に保持され、前記電極が挿入された状態の容器を加熱する加熱部と、を備えていることを特徴とする。
加熱部により容器を加熱すると、電子線照射後に容器を形成する材料の抵抗値が低下する。これによって、容器を形成する材料内に残存している電荷を流出しやすくすることができる。
【０００９】
ここで、加熱部はいかなる構成としても良いが、加熱部が、容器保持具に保持された容器に紫外線を照射する紫外線照射部を有する構成とすることができる。
また、本発明の除電装置は、電子線照射による殺菌工程を経た容器を保持する容器保持具と、容器の内部に挿入配置され、導電性材料からなる棒状の電極と、容器保持具に保持された容器を加熱する加熱部と、を備え、加熱部は、容器保持具に保持された容器に紫外線を照射する紫外線照射部を有し、紫外線照射部は、容器の口部の近傍に配置され、紫外線照射源から照射される紫外線を反射して口部から容器の内部に照射するミラーを備えていることを特徴とする。その場合、電極はミラーと一体に設けるのが好ましい。
【００１０】
また、加熱部は、容器保持具に保持された容器に加熱媒体を噴射するノズルを有する構成とすることもできる。ここで、加熱媒体としては、高温の蒸気、温風、湯等を用いることができる。
このとき、ノズルは、容器保持具に保持された容器の外周面に加熱媒体を噴射することができる。また、ノズルは、容器保持具に保持された容器の内部に挿入され、当該容器の内周面に加熱媒体を噴射することもできる。この場合、ノズルは、導電性材料からなり、電極として機能する構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加熱部により容器を加熱すると、電子線照射後に容器を形成する材料の抵抗値が低下する。これによって、容器を形成する材料内に残存している電荷を流出しやすくすることができる。すると、電極により電荷を除去しやすくなり、容器の帯電を確実に解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態における飲料充填設備の概要を示す図である。
【図２】紫外線照射装置を用いた除電装置の構成を示す断面図である。
【図３】容器を形成するＰＥＴ樹脂の温度−電気抵抗特性を示す図である。
【図４】除電装置の他の例を示す図である。
【図５】除電装置のさらに他の例を示す図である。
【図６】加熱流体供給部を備えた除電装置の構成を示す断面図である。
【図７】除電装置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における飲料充填設備の概要を示す図である。
図１に示すように、飲料充填設備においては、供給された容器に対し、殺菌装置１０において電子線照射により殺菌する殺菌工程、除電装置２０において、殺菌工程で殺菌された容器を除電する除電工程、充填装置３０において容器に液体を充填する充填工程、液体が充填された容器にキャッパ４０においてキャップを装着するキャッピング工程、を順次経ることで、容器への飲料の充填が行われる。なお、互いに前後する装置間においては、スターホイール５０や搬送コンベア６０により容器が搬送される。
【００１４】
殺菌工程において用いられる殺菌装置１０は、容器を搬送しながら容器に電子線を照射して殺菌を行う。ここで、殺菌装置１０自体については、本発明において何らの限定をする意図はなく、いかなる構成のものを用いても良い。
【００１５】
図２に示すように、除電装置２０は、円盤状の回転体２１（図１参照）の外周部に周方向に間隔を隔てて設けられ、供給された容器１００を保持するグリッパ（容器保持具）２２と、グリッパ２２で保持した容器１００内に挿入される棒状の電極２３とが、周方向に間隔を隔てて複数組配置されている。
さらに、除電装置２０には、グリッパ２２で保持した容器１００に対して電子線を照射するグリッパ２２で保持した容器１００に紫外線を照射する紫外線照射部（加熱部）２４が設けられている。
【００１６】
グリッパ２２は、回転体２１と等速で回転するスターホイール５０等の容器搬送手段から一本ずつ受け渡される空の容器１００を、その首部１００ｃを挟み込むことで保持する。
【００１７】
グリッパ２２で保持された容器１００に対し、電極２３が、図示しないシリンダ機構等によって挿入されるようになっている。
電極２３は、例えばステンレス、タングステン等からなる導電性材料からなり、棒状で、その長さは、容器１００内に挿入されたときに、容器１００の口部１００ａから底部１００ｂの近傍まで位置するよう設定されている。
【００１８】
電極２３は、接地することができる。また、電極２３に、直流電源から、電圧を印加した状態とすることもできる。
さらに、電極２３には、交流電源を接続し、交流の電圧を印加することもできる。このとき、印加する交流電流は、誘電体である容器１００に対して十分な損失作用及び電流通電作用をもたらす周波数が好適であり、１００Ｈｚ以上は必要である。
【００１９】
紫外線照射部２４は、回転体２１の回転に伴って搬送される容器１００の円弧状を描く搬送経路にそって、その両側（内周側と外周側）に、それぞれ平面視円弧状に紫外線光源２５が設けられている。また、紫外線照射部２４は、紫外線の周囲への散乱を防ぐため、例えばアルミニウム合金等の金属性の囲い２６によって覆われている。また、容器１００の近傍には、紫外線によって励起され容器１００から空気中に出てきた電子を積極的に逃がすため、導電性材料からなり、接地されたメッシュ板２７が設けられている。
【００２０】
このような除電装置２０においては、回転体２１を回転させながら、電子線照射後の空の容器１００が、スターホイール５０等の容器搬送手段から一本ずつ受け渡され、グリッパ２２で保持する。そして、グリッパ２２で保持した容器１００を、回転体２１の回転に伴って円弧状の搬送経路に沿って搬送し、後工程側のスターホイール５０に受け渡すまでの間に、紫外線照射部２４から容器１００に対して紫外線を照射する。
【００２１】
電子線照射後の容器１００に対して紫外線を照射すると、容器１００を形成するＰＥＴ膜の温度が上昇する。
ここで、図３に示すように、容器１００を形成するＰＥＴ樹脂は、誘電体であり、その電気抵抗が、温度が高まるに従い低下することが知られている。容器１００を形成するＰＥＴ膜の抵抗値Ｒが低下すると、放電時定数τ＝ＣＲ（Ｃ：静電容量、Ｒ：抵抗）が小さくなるので、容器１００を形成するＰＥＴ膜の内部に充電された電荷が、ＰＥＴ膜の外部に流出しやすくなる。
これによって、電極２３により電荷を除去しやすくし、帯電を解消することができる。
【００２２】
また、容器１００を形成するＰＥＴ膜に内在する電子を活性化させ、その導電率を高めることができ、これによっても、電極２３により電荷を除去しやすくし、帯電を解消することができる。
また、紫外線は、容器１００の内外の空気に照射させることによってオゾンを発生させ、その中和効果によって、容器１００を形成するＰＥＴ膜に内在する電子を引き出しやすくし、この点においても電極２３により電荷を除去しやすくし、帯電を解消することができる。
【００２３】
なお、上記実施形態において、紫外線光源２５を、回転体２１の回転に伴って搬送される容器１００の円弧状を描く搬送経路に沿って、その両側（内周側と外周側）に設けるようにしたが、これを、図４に示すように、いずれか一方の側に設ける構成としてもよい。その場合、一方の側に紫外線光源２５を設け、容器１００を挟んだ反対側には、紫外線光源２５から照射された紫外線を反射するミラー２８を設けるのが好ましい。
【００２４】
また、図５に示すように、容器１００の口部１００ａの近傍に、紫外線光源２５から照射される紫外線を反射し、容器１００の口部１００ａから内部に向けて照射させるミラー２９を備えても良い。
容器１００の口部１００ａ近傍の部分は、キャップをねじ込むためのネジ溝が形成される等、形状が複雑で、肉厚も大きく、またグリッパ２２によって容器１００が保持される部分であるため、紫外線が当たりにくい。また、棒状の電極２３を容器１００内部に挿入しているため、一層、容器１００の口部１００ａ近傍に紫外線が照射しにくくなっている。これに対し、ミラー２９を設けることで、容器１００の口部１００ａ近傍に紫外線を確実に照射することができ、除電効果を確実に発揮できる。
なお、ミラー２９と電極２３とは、一体に設けるようにしてもよい。
【００２５】
さらに、このミラー２９に代えて、容器１００の口部１００ａに向けて紫外線を照射する紫外線光源２５Ｓを設けてもよい。これによっても、紫外線光源２５Ｓから容器１００の口部１００ａ近傍に紫外線を確実に照射して、除電効果を確実に発揮できる。
【００２６】
［他の形態］
なお、上記実施形態においては、紫外線照射部２４から容器１００に紫外線を照射するようにしたが、これに代えて、図６に示すように、加熱流体供給部（加熱部）８０として、グリッパ２２に保持された容器１００に対し、高温の蒸気や、温風、あるいは湯を噴射するノズル８１を設けることもできる。
ノズル８１から、高温の蒸気、温風、湯等の加熱流体を、容器１００の外周面に向けて噴射することによって、容器１００を構成するＰＥＴ膜を加熱する。
【００２７】
また、図７に示すように、加熱流体供給部８０として、グリッパ２２に保持された容器１００の内部に、筒状のノズル８２を挿入し、このノズル８２から容器１００の内周面に、高温の蒸気、温風、湯等の加熱流体を噴射することもできる。
このノズル８２は、筒状とし、その外周面に複数の孔（図示無し）を形成し、これらの孔から容器１００の内周面に加熱流体を噴射することができる。
また、ノズル８２を筒状とし、その先端部８２ｂに開口を形成し、この開口から容器１００の底部１００ｂの内周面に向けて加熱流体を噴射することもできる。
【００２８】
さらに、このノズル８２を導電性材料で形成することにより、電極２３として機能させることもできる。
【００２９】
このようにして、ノズル８１、８２により、容器１００の外周面や内周面に、高温の蒸気、温風、湯等の加熱流体を噴射することにより、容器１００の温度を上げ、容器１００を形成するＰＥＴ膜の内部における電子の動きを高めることができる。その結果、電極２３により電荷を除去しやすくし、帯電を解消することができる。
なお、図６、図７に示した構成は、組み合わせて用いることも出来る。
【００３０】
なお、上記実施形態において示した構成はあくまでも例であり、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１０   殺菌装置
２０   除電装置
２１   回転体
２２   グリッパ（容器保持具）
２３   電極
２４   紫外線照射部（加熱部）
２５、２５Ｓ  紫外線光源
２７   メッシュ板
２８   ミラー
２９   ミラー
３０   充填装置
４０   キャッパ
５０   スターホイール
６０   搬送コンベア
８０   加熱流体供給部（加熱部）
８１   ノズル
８２   ノズル
８２ｂ 先端部
１００ 容器
１００ａ      口部
１００ｂ      底部
１００ｃ      首部
【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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