(57)【要約】【課題】充填ノズルをインフレーションチューブ内で殺菌・無菌化し、無菌ブースを必要としないイニシャルコストの低い無菌充填包装方法及び装置を提供する。【解決手段】当初外気に曝されていた充填ノズル６は、装置１の立ち上げ時に、インフレーションダイ８から押し出し成形されるチューブ状フィルムＦ内に囲まれ、その状態で充填ノズル６を加熱することによって、又はそれに加えて殺菌剤噴射ノズル１５から噴射される殺菌剤によって殺菌される。その後は、充填ノズル６は製膜されていくチューブ状フィルムＦによって常に覆われており、無菌状態を維持することができる。殺菌された充填ノズル６から内容物Ｌが充填され、ヒートシール装置１２によって閉鎖され、無菌充填包装が行なわれる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無菌エアーの吹き込みによるインフレーション法によって、内容物を充填するための充填ノズルを取り囲む態様でチューブ状フィルムを成形し、一端が閉鎖された前記チューブ状フィルム内に前記充填ノズルによって前記内容物を充填し、前記チューブ状フィルムから形成される袋に前記内容物を連続して無菌包装する無菌充填包装方法において、前記チューブ状フィルムの成形中に前記内容物の充填開始に先立って前記充填ノズルを殺菌し、殺菌済みとされた前記充填ノズルから前記内容物を前記一端が閉鎖された前記チューブ状フィルム内に充填することを特徴とする無菌充填包装方法。
【請求項２】
前記充填ノズル自体を発熱させることによって、前記充填ノズルを殺菌することを特徴とする請求項１に記載の無菌充填包装方法。
【請求項３】
前記充填ノズルを、殺菌剤で殺菌することによって殺菌することを特徴とする請求項２に記載の無菌充填包装方法。
【請求項４】
内容物を充填するための充填ノズル、前記充填ノズルの周りに配置され前記充填ノズルを取り囲む態様でチューブ状フィルムを成形すると共に、前記チューブ状フィルム内部に無菌エアーを吹き出し可能なチューブ状フィルム成形手段、及び前記チューブ状フィルムを横断方向に閉鎖して前記充填ノズルから充填された前記内容物を収容する袋を形成する閉鎖手段を備えた無菌充填包装装置において、前記充填ノズルを殺菌する殺菌手段を配設し、前記チューブ状フィルムの成形中に前記内容物の充填開始に先立って前記殺菌手段によって前記充填ノズルを殺菌し、殺菌済みとされた前記充填ノズルから前記内容物を前記一端が閉鎖された前記チューブ状フィルム内に充填することを特徴とする無菌充填包装置。
【請求項５】
前記充填ノズルには、前記殺菌手段として、前記充填ノズルを加熱して殺菌する加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の無菌充填包装装置。
【請求項６】
前記チューブ状フィルム成形手段には、別の前記殺菌手段として、前記充填ノズルを殺菌するための殺菌剤を噴射する殺菌剤噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の無菌充填包装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インフレーション法を用いて成形したチューブ状フィルムから作られる袋内に内容物を無菌状態で充填・包装する無菌充填包装方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融された樹脂をインフレーションダイから押し出すとともに、無菌エアーを用いてインフレーション成形されたフィルムの内面は、当初に無菌とされれば、製造工程それ自体によって自ずと菌が付着していない殺菌状態が維持される。このため、フィルムを巻き取るときに、巻き始めと巻き終わりをシールして巻き取ることによって、フィルム内面の無菌性を容易に保つことができる。近年、この利点を生かしたフィルムの無菌充填パウチが利用されるようになってきている。無菌充填パウチの一例として、医薬品分野において、このフィルムを内面材に用いた輸液用無菌充填パウチがある。
【０００３】
このようなフィルムは、押し出し成形後に外面に付着した可能性がある塵埃を取り除いた後、更に、加熱や紫外線照射等によって外面が殺菌され、その後、無菌室（バイオクリーンルーム、又はアイソレータ）へ導入されて製袋・充填・密封が行われる。他の容器を用いた無菌充填に比較して、容器内面の洗浄・殺菌工程が不要であることから、衛生性（容器内面の洗浄・滅菌不良の防止、又は容器内面への殺菌薬剤の残留防止）と生産コスト（容器内面の洗浄工程が不要）の面からメリットがあるので徐々に普及している。しかしながら、製袋・充填・密封の各工程を高レベルの無菌環境下で行う必要があるため、製袋・充填・密封を行う装置を設置する無菌室の構築には、今だ多大なコストが掛かっている。
【０００４】
インフレーション法によってブローフィルムを製造すると共に、連続して内容物を充填する装置は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているように、既に提案されている技術である。インフレーション法によって成形されるフィルム製袋内に内容物を充填する充填装置においては、装置立ち上げ時に、ノズル部を囲い込む態様で製膜が開始され、その後、製袋・充填・密封（袋口と袋底の閉鎖）が順次連続して繰り返される。充填密封されるべき内容物としては、インフレーション法を用いた連続充填の性質上、液体、粘稠体のような流動性のある物質の包装に適している。
【０００５】
装置の立ち上げ時には、製膜してノズル部を囲い込むが、充填ノズルの内側と内容物を蓄えておくタンク類の内部は、通常のＣＩＰ（ｃｌｅａｎ  ｉｎ  ｐｌａｃｅ  定置洗浄）及びＳＩＰ（Ｓｔｅｒｉｌｉｚｅ  ｉｎ  ｐｌａｃｅ  定置殺菌）技術で洗浄、殺菌することができる。特許文献３には、充填機の充填ノズルを洗浄水筒内に挿嵌させた状態で、充填ノズルの内側を流下させることにより充填ノズルの内側を洗浄殺菌させ、洗浄後の洗浄水の一部を洗浄水筒内で渦巻き状に上昇反転させることにより充填ノズルの外側を洗浄殺菌させる、充填ノズルの洗浄装置が提案されている。
【０００６】
容器内に液体を充填する充填機に用いられる充填ノズルの殺菌技術の一例として、充填ノズルに加熱空気を噴射して殺菌させることが提案されている（特許文献４参照）。エアノズルを充填ノズルに向けて配置し、充填ノズルに供給される加圧空気をエアノズルに設けられれたヒータによって加熱し、加熱空気を充填ノズルに吹き付けることにより、充填ノズルを加熱殺菌することができる。
【０００７】
容器内に液体を充填する充填機に用いられる充填ノズルの殺菌技術の別の例として、製袋充填装置に組み込まれており、筒状のフィルムの袋口部の内部空間へ進入している部分にわたり、その部分に平行に配設されて殺菌液を充填ノズルに向けて噴射する殺菌ノズルが提案されている（特許文献５参照）。
【０００８】
ところで、内容物が飲料や食料である場合、インフレーション法を用いる無菌充填包装装置を設置する雰囲気環境を高清浄度の無菌ブースとすれば、無菌充填包装装置の内外共に非常に清潔な環境となり、製膜してノズル部を囲い込む前にノズル外側を洗浄・殺菌すれば、その後の袋を製造しながら飲食物を充填する上で有利である。しかしながら、装置の設置環境をクリーン度の高い無菌ブースとすることは、その構築及び維持に非常に高いコストがかかる。このことは、装置の普及の上でも支障となっている。従って、クリーン度の高い無菌ブースを構築することなく、充填ノズルの内外面を殺菌して、インフレーション法を用いる無菌充填包装装置を設置・稼働させることを可能にすることが求められている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭４９−７３２８６号公報（第３頁左下欄第１４行〜第４頁左上欄第１８行、第１図、第２図）
【特許文献２】
特公昭４９−８３１６号公報（第２欄第１８行〜第２７行、第３欄第１８行〜第４欄第３行、図）
【特許文献３】
特開２００１−１５１２９６号公報（段落［０００９］、図３）
【特許文献４】
特開平１０−７７０９３号公報（段落［００１５］及び［００１６］、図３）
【特許文献５】
特開平６−９９９５０号公報（段落［００２７］及び［００２９］〜［００３２］（補正後の各段落を含む）、図３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
インフレーション法を用いる無菌充填包装においては、充填ノズルは当初外気に曝されているが、装置立ち上げ時に殺菌されていれば、その後は、充填ノズルは製膜されていくフィルムによって常に覆われている状態にあるので、無菌状態を維持することができる。そこで、インフレーション法を用いる無菌充填包装のこの性質を利用して、当初外気に曝されている充填ノズルを包装の立ち上げ時において簡単な方法又は装置によって洗浄・殺菌して、その後の無菌充填包装を可能とする点で解決すべき課題がある。
【００１１】
この発明の目的は、クリーン度の高い無菌ブース（クリーンルーム）を構築することなく内容物を無菌状態で包装することを可能にし、システムの構築コストに要する費用を少なくし、洗浄効率を高め、且つ品替えが容易であって多品種小ロット生産に適した、インフレーション法を用いる無菌充填包装方法及びその装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明による無菌充填包装方法は、無菌エアーの吹き込みによるインフレーション法によって、内容物を充填するための充填ノズルを取り囲む態様でチューブ状フィルムを成形し、一端が閉鎖された前記チューブ状フィルム内に前記充填ノズルによって前記内容物を充填し、前記チューブ状フィルムから形成される袋に前記内容物を連続して無菌包装する無菌充填包装方法において、前記チューブ状フィルムの成形中に前記内容物の充填開始に先立って前記充填ノズルを殺菌し、殺菌済みとされた前記充填ノズルから前記内容物を前記一端が閉鎖された前記チューブ状フィルム内に充填することを特徴としている。
【００１３】
この無菌充填包装方法によれば、無菌エアーの吹き込みによるインフレーション法によって充填ノズルを取り囲む態様でチューブ状フィルムが成形され、成形されたチューブ状フィルムの一端を閉鎖し、一端が閉鎖されたチューブ状フィルム内に充填ノズルによって内容物が充填される。チューブ状フィルムの成形中に内容物の充填開始に先立って充填ノズルを殺菌しているので、殺菌された充填ノズルが外気に曝されることによって再度汚染されることがなく、無菌状態が維持される。殺菌済みとされた充填ノズルから内容物を一端が閉鎖されたチューブ状フィルム内に充填することで、内容物が無菌状態で袋包装される。チューブ状フィルムの成形・閉鎖及び充填を順に繰り返すことにより、内容物をチューブ状フィルムからなる袋に無菌状態で連続して包装することができる。
【００１４】
また、この発明による無菌充填包装装置は、内容物を充填するための充填ノズル、前記充填ノズルの周りに配置され前記充填ノズルを取り囲む態様でチューブ状フィルムを成形すると共に、前記チューブ状フィルム内部に無菌エアーを吹き出し可能なチューブ状フィルム成形手段、及び前記チューブ状フィルムを横断方向に閉鎖して前記充填ノズルから充填された前記内容物を収容する袋を形成する閉鎖手段を備えた無菌充填包装装置において、前記充填ノズルを殺菌する殺菌手段を配設し、前記チューブ状フィルムの成形中に前記内容物の充填開始に先立って前記殺菌手段によって前記充填ノズルを殺菌し、殺菌済みとされた前記充填ノズルから前記内容物を前記一端が閉鎖された前記チューブ状フィルム内に充填することを特徴としている。
【００１５】
無菌充填包装装置によれば、チューブ状フィルム成形手段は、無菌エアーの吹き出しによるインフレーション法によって充填ノズルを取り囲む態様でチューブ状フィルムを成形し、閉鎖手段は成形されたチューブ状フィルムの一端を閉鎖し、充填ノズルは一端が閉鎖されたチューブ状フィルム内に内容物を充填する。チューブ状フィルムの成形・閉鎖及び充填を順に繰り返すことにより、内容物をチューブ状フィルムからなる袋に無菌状態で連続して包装することができる。チューブ状フィルム成形手段がチューブ状フィルムを成形している中で、殺菌手段が内容物の充填開始に先立って充填ノズルを殺菌するので、殺菌された充填ノズルは外気に曝されることによって再度汚染されることがなく、無菌状態が維持される。殺菌済みとされた充填ノズルが、内容物を一端が閉鎖されたチューブ状フィルム内に充填することで、内容物が無菌状態で袋包装される。
【００１６】
この無菌充填包装方法において、前記充填ノズル自体を加熱させることによって殺菌される。無菌充填包装装置においては、前記充填ノズルには、前記殺菌手段として、前記充填ノズルを加熱させる加熱手段が設けられている。加熱手段による加熱によって、充填ノズルは外面までを含めて殺菌される。一般的な食品、飲料の充填であれば、充填ノズルの加熱殺菌条件として１８０℃〜２００℃で３０分〜１時間とすることが好ましい。また、注射剤等の医薬品を充填する場合には、細菌性内毒素に代表される発熱性物質（パイロジェン）を失活させる必要があり、この場合には、２５０℃で３０分以上の加熱殺菌を行なうことが好ましい。
【００１７】
この無菌充填包装方法において、充填ノズル自体の発熱による加熱に加えて、殺菌剤でも殺菌することができる。また、無菌充填包装装置においては、前記充填ノズル自体の加熱に加えて、別の前記殺菌手段として、前記充填ノズルを殺菌するための殺菌剤を噴射する殺菌剤噴射手段が設けられている。充填ノズルを殺菌剤で殺菌すると共に加熱によって殺菌することにより、充填ノズルの滅菌性がより高められ、内容物が食品である場合にも一層安全な無菌包装を実現することができると共に、殺菌後の殺菌剤を短時間で容易に乾燥除去できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による無菌充填包装方法及び無菌充填包装装置の実施例を説明する。図１はこの発明による無菌充填包装装置の一実施例を示す概略図、図２は充填ノズルの外面を殺菌する殺菌手段の一例を示す断面図、図３は図１に示す無菌充填包装装置による装置立ち上げ時における処理手順を示すフローチャートである。
【００１９】
図１に示す無菌充填包装装置１によれば、タンク２に収容されている内容物Ｌは、タンク２から延びる供給管３ａを通じて加熱殺菌装置４に供給され、加熱処理を受けて殺菌される。殺菌された内容物Ｌは更に供給管３ｂを通じて計量装置５に供給され、計量装置５は包装単位ごとに充填量を計量して充填ノズル６に送り出す。充填ノズル６の周りは押出機７から押し出される溶融した樹脂を受けてチューブ状フィルムＦを成形するチューブ状フィルム成形手段としてのインフレーションダイ８によって囲まれている。インフレーションダイ８からは、充填ノズル６の周りを囲む態様でチューブ状フィルムＦが押し出される。インフレーションダイ８には無菌エアー供給装置９が接続されており、インフレーション法によってチューブ状フィルムＦが連続成形される。即ち、無菌エアー供給装置９は、チューブ状フィルムＦの中に無菌エアーを吹き込んでチューブ状フィルムＦ内に所定の圧力と膨らみを与える。チューブ状フィルムＦ内には、充填ノズル６の先端のノズル口６ａから、計量された内容物Ｌが充填される。
【００２０】
インフレーションダイ８から押し出し成形されたばかりのチューブ状フィルムＦは高温であるので、チューブ状フィルムＦの外側にはチューブ状フィルムＦに接触して冷却させるための冷却装置１０が配置されている。冷却装置１０の直ぐ下流側には、膨らんだチューブ状フィルムＦに印刷を行う印刷装置１１が配置されている。内容物Ｌが充填されたチューブ状フィルムＦには、その送り方向に所定間隔を置いて配置され閉鎖手段としてのヒートシール装置１２，１２によって横断方向にヒートシールが施されて密封され、袋包装体Ｂが形成される。製造された袋包装体Ｂには、スパウト取付装置１３によってスパウトＳが取り付けられる。また、連続した袋包装体Ｂは、切断装置１４によって個々に切り離される。
【００２１】
上記の構造は、従来のインフレーション法を用いた容器成形充填装置と基本的に変わるところはない。本実施例では、充填ノズル６の外面を洗浄・滅菌する構造が用いられている。即ち、インフレーションダイ８には、充填ノズル６を取り囲んで且つチューブ状フィルムＦよりも内側において殺菌手段の一つである殺菌剤噴射手段としての殺菌剤噴射ノズル１５が配置されており、殺菌剤噴射ノズル１５のノズル口からは充填ノズル６の外面に向かって殺菌剤が噴射される。殺菌剤の噴射は、装置の立ち上げ時において、インフレーションダイ８からチューブ状フィルムＦが押し出し成形されている中で行なわれ、充填ノズル６の外面の殺菌が完了したと判断されるときには停止される。殺菌剤が混入された内容物Ｌの袋包装体Ｂが廃棄されるのは、勿論である。充填ノズル６の特に外面の洗浄・殺菌は、押し出し成形されるチューブ状フィルムＦの中で行なわれるので、殺菌された充填ノズル６が外気に曝されて再度汚染されるということがない。
【００２２】
図２は、充填ノズルの外面を殺菌する別の構造の一例を示す断面図である。図２に示すように、充填ノズル６は、内外のステンレス管２１，２２と、両ステンレス管２１，２２間に充填された熱伝導性電気絶縁体２３と、熱伝導性電気絶縁体２３に埋設された、殺菌手段の一つである加熱手段としての電熱線２４とを備えている。殺菌剤噴射ノズル１５から殺菌剤が噴射されない場合には、充填ノズル６は、電熱線２４に通電することにより２５０〜２６０℃程度の比較的高温で３０分程度加温される。殺菌剤噴射ノズル１５から殺菌剤が噴射される場合には、充填ノズル６は、電熱線２４に通電することにより１６０〜１７０℃程度の比較的低温で加温して殺菌剤を蒸発させる。
【００２３】
図３は、図１に示すインフレーション成形を用いた無菌充填包装装置の立ち上げ時における処理手順を示すフローチャートである。図３に示すように、無菌充填包装装置１の立ち上げ時には、先ず、押出機７及びインフレーションダイ８の加熱が行われる（ステップ１（Ｓ１と略す）、以下同様）。次に、充填ノズル６の外面のＣＩＰ（定置洗浄）が行われる（Ｓ２）。押出機７を作動させて溶融樹脂を押し出し、インフレーションダイ８からチューブ状フィルムＦの製膜が開始される（Ｓ３）。ヒートシール装置１２によってチューブ状フィルムＦの先端がヒートシールされて閉鎖される（Ｓ４）。先端が閉鎖された筒状フィルムＦの内部に無菌エアーが吹き込まれ、チューブ状フィルムＦが膨みが与えられる（Ｓ５）。以上の経過で、無菌充填包装装置１が稼働し始めると、液体供給経路に定置洗浄（ＣＩＰ）及び定置殺菌（ＳＩＰ）が施される（Ｓ６）。次に、充填ノズル６の内面に定置洗浄（ＣＩＰ）及び定置殺菌（ＳＩＰ）が施される（Ｓ７）。更に、充填ノズル６の外面が、上記の殺菌剤噴射手段（殺菌剤噴射ノズル１５）又は加熱手段（電熱線２４）によって定置殺菌（ＳＩＰ）される（Ｓ８）。
【００２４】
インフレーション法によってチューブ状フィルムＦが成形される中で、充填ノズル６の内外面がともに殺菌されることにより、チューブ内の無菌化が完了する（Ｓ９）。この状態で、無菌充填包装装置１を所定の間稼働して、内容物Ｌが収容されていない所定数の包装体が製造される。チューブ内の無菌検査、残留薬剤検査を行い、基準を満たすことを確認する（Ｓ１０）。基準を満足することが確認された段階で、内容物Ｌの供給を開始し（Ｓ１１）、チューブ状フィルムＦ内に内容物Ｌの充填を開始する（Ｓ１２）ことにより、無菌状態の袋包装体Ｂが連続して製造される。
【００２５】
【発明の効果】
この発明による無菌充填包装方法及びその装置は、上記のように、チューブ状フィルムの成形中に、内容物の充填開始に先立って充填ノズルを殺菌し、殺菌済みとされた充填ノズルから内容物を一端が閉鎖されたチューブ状フィルム内に充填する構成とされているので、装置の立ち上げ時において、充填ノズルは、内容物の充填開始前に一度殺菌されると、外気に曝されることに起因して汚染されることがないので、その後は、連続して内容物を連続無菌包装することができる。また、この無菌充填包装装置によれば、フィルムの成形、製袋、及び充填の各工程が一つの装置にまとめられておりコンパクトな上に、無菌化のための洗浄や内容物の品替えのための洗浄がチューブ状フィルムの内部のみで済むため、洗浄効率を高めることができる。その結果、内容物の品替えが容易であって、多品種小ロット生産に適している。インフレーションチューブ内で殺菌・無菌化されるので、無菌ブースを必要としておらず、無菌充填包装装置の設置環境にかかるイニシャルコストを低減することができる。また、簡素な装置構成のため、システムの構築コストに要する費用が少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明による無菌充填包装装置の一実施例を示す概略図である。
【図２】図２は、充填ノズルの外面を殺菌する別の構造の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、図１に示す無菌充填包装装置による装置立ち上げ時における処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  無菌充填包装装置                ２  タンク
３ａ，３ｂ  供給管                  ４  加熱殺菌装置
５  計量装置                        ６  充填ノズル
６ａ  ノズル口                      ７  押出機
８  インフレーションダイ（チューブ状フィルム成形器）
９  無菌エアー供給装置
１０  冷却装置                      １１  印刷装置
１２  ヒートシール装置（閉鎖手段）  １３  スパウト取付装置
１４  切断装置                      １５  殺菌剤噴射ノズル
２１，２２  内外のステンレス管      ２３  熱伝導性電気絶縁体
２４  電熱線
Ｆ  チューブ状フィルム              Ｂ  袋包装体
Ｌ  内容物                          Ｓ  スパウト
【図１】
2004238010.tif 000003
【図２】
2004238010.tif 000004
【図３】
2004238010.tif 000005