(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
倒立姿勢に置かれた容器の口部に挿入した噴射ノズルから殺菌・洗浄流体を噴射することによる容器の殺菌・洗浄方法において、前記殺菌・洗浄流体を、前記噴射ノズルの先端部に開口する第１噴射孔と前記先端部よりも下方の位置に開口する第２噴射孔とから噴射し、前記噴射ノズルから噴射されて前記容器の口部に流下した前記殺菌・洗浄流体の一部を前記第２噴射孔から噴射される前記殺菌・洗浄流体によって掻き上げることを特徴とする容器の殺菌・洗浄方法。
【請求項２】
前記第２噴射孔は、前記容器の前記口部に位置していることを特徴とする請求項１に記載の容器の殺菌・洗浄方法。
【請求項３】
前記殺菌・洗浄流体は、温水、薬液等の殺菌液、又は無菌水等の洗浄液であることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器の殺菌・洗浄方法。
【請求項４】
少なくとも一部の前記第２噴射孔は、前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の中に開口していることを特徴とする請求項３に記載の容器の殺菌・洗浄方法。
【請求項５】
前記容器の殺菌・洗浄中に前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の排出を促進するため、前記噴射ノズルからエアを噴射することを特徴とする請求項３又は４に記載の容器の殺菌・洗浄方法。
【請求項６】
前記容器の殺菌・洗浄後に前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の水切りを促進するため、前記噴射ノズルからエアを噴射することを特徴とする請求項３又は４に記載の容器の殺菌・洗浄方法。
【請求項７】
前記殺菌・洗浄流体は、オゾンガス等の殺菌ガス、又は前記容器内ガス置換に用いられる無菌エア等の洗浄ガスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器の殺菌・洗浄方法。
【請求項８】
倒立姿勢に置かれた容器の口部に挿入され前記容器の内面に向かって殺菌・洗浄流体を噴射する容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記噴射ノズルは、先端部に開口する第１噴射孔と前記先端部よりも下方の位置に開口する第２噴射孔とを備えた多段ノズルからなり、前記第２噴射孔から噴射される前記殺菌・洗浄流体は、前記噴射ノズルから噴射されて前記容器の口部に流下した前記殺菌・洗浄流体の一部を掻き上げることを特徴とする容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項９】
前記第２噴射孔は、前記容器の前記口部に配置されることを特徴とする請求項８に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項１０】
前記殺菌・洗浄流体は、温水、薬液等の殺菌液、又は無菌水等の洗浄液であることを特徴とする請求項８又は９に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項１１】
少なくとも一部の前記第２噴射孔は、前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の中に開口する状態に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項１２】
前記容器の殺菌・洗浄中に前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の排出を促進するため、又は前記容器の殺菌・洗浄後に前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の水切りを促進するため、前記噴射ノズルは、エアを噴射するエア管が組み込まれた二重管ノズルであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項１３】
前記殺菌・洗浄流体は、オゾンガス等の殺菌ガス、又は前記容器内ガス置換に用いられる無菌エア等の洗浄ガスであることを特徴とする請求項８又は９に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項１４】
前記第１噴射孔は前記多段ノズルの中央位置に形成されており、前記第２噴射孔は前記多段ノズルの軸方向で見て前記第１噴射孔の周りに周方向に隔置して形成されていることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項１５】
前記第２噴射孔は、前記多段ノズルの軸方向に異なる位置に開口していることを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１項に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項１６】
前記容器の前記口部への挿入状態において、前記第１噴射孔は前記容器の底部内面に向かう方向の開口角度を有し、前記第２噴射孔は前記第１噴射孔と平行な角度から前記容器の前記底部内面と胴部内面との境界部分に向かう方向の角度までの範囲の開口角度を有していることを特徴とする請求項８〜１５のいずれか１項に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【請求項１７】
前記第２噴射孔は倒立姿勢に置かれた前記容器の前記口部の周囲に形成されている肩部内面の延長線と前記容器の中心線との交点近傍に開口していることを特徴とする請求項８〜１６のいずれか１項に記載の容器の殺菌・洗浄用噴射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、飲料水、ジュース、茶飲料等の各種飲料をＰＥＴボトルのような容器に充填するのに先立って行われる容器の殺菌・洗浄方法及びそれに用いる殺菌・洗浄用噴射ノズルに関するものであって、より詳細には、殺菌流体又は洗浄流体に攪拌作用を生じさせて容器の効率的な殺菌又は洗浄を図った容器の殺菌・洗浄方法及び殺菌・洗浄用噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、容器としてのＰＥＴボトルは、軽量で透明性があり、且つ容量及び形状の自由度が高いので、飲料水、ジュース、スポーツ飲料等の飲料用等の容器として、広く用いられている。容量としては、３５０ｍｌ、５００ｍｌ、１５００ｍｌ、２０００ｍｌ等の多様な容量が提供されており、また、形状面では、丸形ボトルの外、角形ボトル（四角形や多角形）が考案されている。角形ＰＥＴボトルの一例が、図１１に側面図として示されている。ＰＥＴボトル３０（以下、単に「ボトル３０」と称する）には、容器の剛性向上、充填後の冷却又は放冷による温度低下に伴う容器内部の減圧吸収を目的として、また容器デザイン等の観点から、特に胴部において、複数のビード３８を付けたり、角形ボトルの場合には複数の凹凸パネル３９を形成することが行われている。
【０００３】
ボトル等の容器の殺菌方法としては、殺菌性能がボトル形状による影響を受けないように薬液満注保持による殺菌法が用いられてきた。この殺菌法によれば、ボトル内部に薬液を満注してボトルのあらゆる内壁を薬液に触れさせ、その満注状態が所定時間保持される。しかしながら、近年、容量が３５０ｍｌや５００ｍｌのようなボトル容量の小型化と、毎分６００ボトル以上であるような充填ラインの充填速度の高速化とが進行するのに伴って、このような薬液満注保持による殺菌方法では効率的な殺菌・洗浄を行うことができなくなってきており、例えば、高速充填速度に対応しようとすると、薬液満注保持を所定時間維持するために広大なスペースが必要になるという問題を生じる。
【０００４】
そこで、図９及び図１０に示すように、倒立姿勢に置かれたボトル３０の口部３１に下方から噴射ノズルを挿入し、噴射ノズルから薬液や洗浄水を噴射することにより、容器内面を殺菌・洗浄する薬液噴射殺菌法が用いられている。図９は、従来の倒立容器の殺菌方法の一例を示す縦断面図であり、（ａ）は非揺動式の噴射ノズルによる殺菌方法を、（ｂ）は揺動式の噴射ノズルによる殺菌方法を示している。図９（ａ）に示す方式では、殺菌用噴射ノズル５０は、口部３１に挿入するためボトル３０に対して相対的に上下動は可能であるが揺動不可能な状態にある。薬液供給管４０を通じて供給される薬液（殺菌剤）が殺菌用噴射ノズル５０から噴射されて、ボトル３０の内部が殺菌される。殺菌終了後にエア供給管４１を通じて供給される無菌エアをボトル３０内に噴射することにより、薬液のボトル３０からの水切りを行うことができる。図９（ｂ）に示す方式では、倒立姿勢に置かれたボトル３０に対して殺菌用噴射ノズル５０を揺動させることで、ボトル３０に対する薬液の噴射方向が時々刻々に変更される。薬液の噴射方向を変更することにより、薬液がボトル３０の内面に対して接触する濡れ性を向上し、未殺菌領域が残るのを防止している。なお、殺菌用噴射ノズル５０を揺動するのに代えて、ボトル３０を揺動させることも考えられる。
【０００５】
殺菌されたボトル３０は、洗浄水による薬液の洗流し、即ち容器の洗浄が行われる。図１０は、従来の倒立容器の洗浄方法の一例を示す縦断面図であり、（ａ）は非揺動式の洗浄用噴射ノズルによる洗浄方法を、（ｂ）は揺動式の洗浄用噴射ノズルによる洗浄方法を示している。殺菌の場合と同様に、倒立姿勢に置かれたボトル３０の口部３１に下方から洗浄用噴射ノズル６０を挿入し、洗浄用噴射ノズル６０から洗浄清水（無菌充填では無菌水）をボトル３０の内面に向かって噴射して吹きつけることで行われている。図１０（ｂ）に示す揺動方式では、倒立姿勢に置かれたボトル３０に対して洗浄用噴射ノズル６０を揺動させて、ボトル３０に対する洗浄水の噴射方向を時々刻々変更することにより、ボトル３０の内面全面に対する薬液の洗い流しを効率良くすることが行われている。
【０００６】
無菌充填システムにおいては、容器の殺菌・洗浄、仕上げリンサ、内容物の充填、キャップ締めから成る一連の工程が、クリーンルーム等の無菌環境下で行われている。容器の殺菌・洗浄工程は、一例として、ロータリ式の殺菌・洗浄方法、即ち、回転するターレットに噴射孔を上向きにして複数の噴射ノズルを設け、各噴射ノズルに順次倒立姿勢に置かれる容器の口部を挿入して、噴射ノズルから容器内に殺菌液又は洗浄水を噴射することで、容器の殺菌・洗浄を連続的に行うものが知られている。
【０００７】
微生物が除去し切れないときには飲料物の充填後には腐敗の原因となり、薬液の残存は薬臭さや飲料物の風味の低下をもたらし、いずれも厳しく規制されている。ボトル３０は、ガラス瓶や缶の形状と比べて、特にビード３８やパネル３９或いは胴部３２と底部３３の境界部分３４の形状が複雑であるので、ボトル３０の口部３１に挿入した殺菌用噴射ノズル５０から噴射させた薬液がボトル３０の内面の隅々まで到達して微生物を殺菌し切るのに時間がかかっている。また、同様に理由によって、洗浄用噴射ノズル６０から噴射される洗浄水で薬液を洗い流すのにも長い時間を要している。このように、揺動方式と組み合わせた薬液噴射殺菌法によれば、十分な殺菌・洗浄効果が得られるものの、ボトル形状が複雑になるに従って、殺菌又は洗浄時間が長くなり、装置も大型化・複雑化する等の問題がある。
【０００８】
従来、容器内の洗浄装置の一例として、ドラム罐のような罐の内部を充填前に洗浄する罐洗浄装置が提案されている（実公昭５２−７４７９号公報参照）。この罐洗浄装置によれば、下を向けられた罐口からノズルを挿入し、ノズルの先端部に形成されているスリット状噴出口から扇状に洗浄水を噴出させることにより、ノズルを回転させることなく、罐の内面を洗浄することが図られている。また、ほぼ直立姿勢にある筒状容器内部の殺菌又は洗浄において、殺菌剤又は洗浄水を直進状に噴射し且つ殺菌・洗浄対象を容器の底部及び底部と胴部との境目とした直進用ノズルと、円環状の噴出口から円錐状に噴射し且つ殺菌・洗浄対象を容器の胴部としたホロコーンスプレーノズルとを併用した筒状容器の殺菌・洗浄方法が提案されている（特開昭６３−８２９８９号公報参照）。更に、倒立した容器の開口部から容器内へと挿入されるノズル本体の挿入先端側に中心軸に沿ったストレート噴射口と、ストレート噴射口の周囲に中心軸に対して所定の角度で傾斜した傾斜噴射口とを備えた洗浄用ノズルが提案されている（実開平３−７５８５３号公報参照）。
【０００９】
上記の各公報に開示されている容器の殺菌又は洗浄において、殺菌剤又は洗浄水の噴射は、中心からの噴射とその周囲からの噴射とが併用されているが、いずれも、噴射孔は噴射ノズルの先端部に集中して形成されており、且つ使用された殺菌剤や洗浄水はそのまま容器の口部から流れ去るのみであり、容器の内部の殺菌や洗浄は、専ら、噴射された噴射された殺菌剤や洗浄水が直接容器の内面に衝突するか或いは衝突後に容器内面に沿って流れ下る際に内面を濡らすか否かに依存している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、容器内面の殺菌・洗浄において、殺菌・洗浄流体の噴射をノズルの軸方向に分けて噴射することで、容器と噴射ノズルとを相対的に揺動させることなく、容器内面の効率的な殺菌・洗浄を図る点で解決すべき課題がある。
【００１１】
この発明の目的は、殺菌・洗浄流体の噴射による容器の殺菌・洗浄おいて、容器と噴射ノズルとを相対的に揺動させることなく、容器内面の殺菌や洗浄を要する時間を短くして効率良く行い、また殺菌・洗浄用の設備の簡素化を図ることを可能にする容器の殺菌・洗浄方法及びそれに用いる殺菌・洗浄用噴射ノズル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、この発明は、倒立姿勢に置かれた容器の口部に挿入した噴射ノズルから殺菌・洗浄流体を噴射することによる容器の殺菌・洗浄方法において、前記殺菌・洗浄流体を、前記噴射ノズルの先端部に開口する第１噴射孔と前記先端部よりも下方の位置に開口する第２噴射孔とから噴射し、前記噴射ノズルから噴射されて前記容器の口部に流下した前記殺菌・洗浄流体の一部を前記第２噴射孔から噴射される前記殺菌・洗浄流体によって掻き上げることを特徴としている。
【００１３】
この容器の殺菌・洗浄方法によれば、容器の殺菌又は洗浄時において、噴射ノズルは倒立姿勢に置かれた容器の口部に挿入された状態にあり、その状態で、上下に離れた位置に開口する第１噴射孔と第２噴射孔とから、殺菌時には殺菌流体が、また洗浄時には洗浄流体が容器内で噴射される。殺菌流体又は洗浄流体は、容器内面への噴射の分散性が高められ、容器の胴部内面や底部内面等の内面に衝突して容器の内面を効率的に殺菌し、或いは容器内を残る殺菌流体を流し出す等の洗浄を行うことができる。この容器の殺菌・洗浄方法は、殺菌の後に洗浄を行う殺菌工程と洗浄工程とのそれぞれに同時に又は個別に適用することは勿論のこと、洗浄工程のない殺菌工程のみが行なわれるオゾン殺菌や温水殺菌にも、また、殺菌工程がなく洗浄工程のみのホット充填にも適用することができる。
【００１４】
また、この発明は、倒立姿勢に置かれた容器の口部に挿入され前記容器の内面に向かって殺菌・洗浄流体を噴射する容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記噴射ノズルは、先端部に開口する第１噴射孔と前記先端部よりも下方の位置に開口する第２噴射孔とを備えた多段ノズルからなり、前記第２噴射孔から噴射される前記殺菌・洗浄流体は、前記噴射ノズルから噴射されて前記容器の口部に流下した前記殺菌・洗浄流体の一部を掻き上げることを特徴としている。
【００１５】
この容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルによれば、ノズルの先端部に開口する第１噴射孔とそれよりも下方の位置に開口する第２噴射孔を備えるという噴射ノズルの構造を変更するという工夫で、倒立姿勢に置かれた容器の内部に向かって上下に分けて殺菌流体又は洗浄流体を分散性を高めて噴射することが可能であり、容器を必ずしも揺動させる必要なく、容器の効率的な殺菌又は洗浄を行うことが可能となる。この容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルは、殺菌の後に洗浄を行う殺菌工程と洗浄工程との両方の行程又はいずれか一方の行程に用いることは勿論のこと、洗浄工程のない殺菌工程のみが行なわれるオゾン殺菌や温水殺菌にも、また、殺菌工程がなく洗浄工程のみのホット充填にも用いることができる。
【００１６】
この容器の殺菌・洗浄方法及び容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記噴射ノズルから噴射されて前記容器の口部に流下した前記殺菌・洗浄流体の一部を前記第２噴射孔から噴射される前記殺菌・洗浄流体によって掻き上げることができる。倒立姿勢に置かれた容器内に噴射された殺菌・洗浄流体は容器内を流下して容器の口部から流れ出ようとするが、その流下する殺菌・洗浄流体の一部を、第２噴射孔から噴射される前記殺菌・洗浄流体によって掻き上げることによって、殺菌・洗浄流体の攪拌作用が生じる。即ち、殺菌・洗浄流体が液体の場合には液体の飛散方向のランダム性や飛散範囲の観点で飛散性が向上して、容器を揺らすときに生じる作用と同様のシェイク作用が生じ、殺菌・洗浄流体がガスの場合にはガス流れの乱れが強めらる。従って、必ずしも容器と噴射ノズルとを相対的に揺動させる必要なく、容器内面の隅々までより効果的に殺菌されると共に、容器の内面に付着したり残存する殺菌流体の洗い流し等の洗浄の場合にも、洗浄流体の攪拌作用によって効率的に洗浄が行われる。
【００１７】
この容器の殺菌・洗浄方法及び容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記第２噴射孔については、前記容器の前記口部に位置させることが好ましい。第２噴射孔を容器の口部に置くことにより、噴射ノズルの容器内への挿入行程を最小限にしつつ、容器内部に向かって殺菌・洗浄流体を噴射する各噴射孔を効率的に配置することが可能になる。また、噴射された殺菌・洗浄流体が容器の口部に流下するときに、第２噴射孔から噴射される殺菌・洗浄流体との干渉を強めて、攪拌作用を高めることが可能である。
【００１８】
この容器の殺菌・洗浄方法及び容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記殺菌・洗浄流体は、温水、薬液等の殺菌液、又は無菌水等の洗浄液とすることができる。即ち、液体としての殺菌・洗浄流体は、温水殺菌のときに用いられる温水や、薬剤を用いた殺菌液にも対応可能である。また、洗浄のときには、出荷のときを考慮して無菌水に対応可能である。
【００１９】
この容器の殺菌・洗浄方法及び容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、殺菌・洗浄流体として液体を用いる場合に、少なくとも一部の前記第２噴射孔は、前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の中に開口した状態に配置することができる。少なくとも一部の第２噴射孔を容器の口部に流下集合する殺菌・洗浄液体内で開口する位置に形成することにより、流下集合した殺菌・洗浄液体の一部は、その第２噴射孔から噴射される殺菌・洗浄液体によって掻き上げられる。次々に掻き上げられる殺菌・洗浄液体は、掻き上げ量、方向、及び広がりについて規則性がなく、容器の内面に向かって無秩序に飛散して、容器内で殺菌・洗浄液体をシェイクするのと同様の作用が生じ、殺菌液は容器の内面を残すことなく濡れて殺菌し、洗浄液は容器の内面に付着している薬液等の殺菌流体を容器内に残存させない等の、容器の内部の洗浄を行うことができる。この場合、第１噴射孔は、口部に流下集合する殺菌・洗浄液体内に開口させないので、噴射ノズルからの殺菌・洗浄液体の噴射量を十分維持することができる。
【００２０】
液体の殺菌・洗浄流体を用いる容器の殺菌・洗浄方法において、前記容器の殺菌・洗浄中に前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の排出を促進するため、或いは、前記容器の殺菌・洗浄後に前記容器内に溜まった前記殺菌液又は前記洗浄液の水切りを促進するため、前記噴射ノズルからエアを噴射することが好ましい。即ち、殺菌・洗浄液が容器の口部に溜まってくると、口部に流下した殺菌・洗浄液の第２噴射孔からの殺菌・洗浄液の噴射による掻き上げ作用が低下することがある。このとき、噴射ノズルから容器内にエアを噴出することにより、容器の口部に集合して溜まる殺菌・洗浄液に容器内側から圧力を作用させて容器外への排出を促進して、殺菌・洗浄の途中で効率的なシェイク作用の復活・維持を図ることで、殺菌・洗浄の高速化に伴って要求される単位容器当たりの殺菌・洗浄時間を短縮化することができる。また、殺菌・洗浄の終了期間にも噴射ノズルから容器内にエアを噴出することにより、容器の口部に集合して溜まった殺菌・洗浄液に容器内側から圧力を作用させて水切りを効率良く行って、単位容器当たりの殺菌・洗浄時間を短縮化することができる。
【００２１】
また、容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、そうした容器の殺菌・洗浄中における殺菌・洗浄液の排出の促進や、容器の殺菌・洗浄後における水切りの促進のため、前記噴射ノズルは、エアを噴射するエア管が組み込まれた二重管ノズルとすることができる。エア噴射ノズルから容器内にエアを噴出することにより、容器内側から殺菌・洗浄液に圧力を作用させることでその排出が促進されるので、容器の口部に集合した殺菌・洗浄液が溜まり過ぎることによるシェイク作用の低下の回復や水切りの早期終了を図ることができる。また、容器の殺菌・洗浄が高速化するに伴って要求される単位容器当たりの殺菌・洗浄時間も短縮化が可能である。エア管は、例えば、第１噴射孔内に挿通させることができ、噴射ノズルの構造の簡素性を維持することができる。
【００２２】
この容器の殺菌・洗浄方法及び容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記殺菌・洗浄流体は、オゾンガス等の殺菌ガス、又は前記容器内ガス置換に用いられる無菌エア等の洗浄ガスとすることができる。即ち、ガスとしての殺菌・洗浄流体は、オゾン殺菌のときに用いられるオゾンにも対応可能である。また、洗浄のときには、容器の搬送・保存・出荷の場合を考慮して容器内の殺菌状態を維持する無菌エアにも対応可能である。
【００２３】
この容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記第１噴射孔は前記多段ノズルの中央位置に形成されており、前記第２噴射孔は前記多段ノズルの軸方向で見て前記第１噴射孔の周りに周方向に隔置して形成することができる。中央位置に形成された第１噴射孔から噴射された殺菌・洗浄流体は、殺菌・洗浄流体を直接に容器の内面に向けて噴射し、容器の内面を殺菌又は洗浄する。第１噴射孔の周りに周方向に隔置して形成された第２噴射孔は、第１噴射孔より後退した位置にあるので、噴射方向や噴射量、或いは流下する殺菌・洗浄流体の攪拌や掻き上げ等の第１噴射孔からの殺菌・洗浄流体の噴射と異なる機能を奏させることが可能である。
【００２４】
この容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記第２噴射孔は、前記多段ノズルの軸方向に異なる位置に開口していることが好ましい。第２噴射ノズルを更に軸方向に異なる位置に開口させることにより、噴射ノズルは３段ノズル、４段ノズル等の多段ノズルに構成することができる。このような多段ノズルにすることにより、噴射（方向・量等）のパターンや、攪拌・掻き上げ作用の多様性が確保され、容器のサイズ・デザイン等のバラエティに対応した殺菌・洗浄を行うことが可能になる。
【００２５】
この容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記容器の前記口部への挿入状態において、前記第１噴射孔は前記容器の底部内面に向かう方向の開口角度を有し、前記第２噴射孔は前記第１噴射孔と平行な角度から前記容器の前記底部内面と胴部内面との境界部分に向かう方向の角度までの範囲の開口角度を有することが好ましい。第１噴射孔からの殺菌・洗浄流体は、その開口角度によって容器の底部内面に向かって噴射され、殺菌・洗浄流体は底部内面に衝突後、周囲に広がる。第２噴射孔は、第１噴射孔の噴射方向と比較して、同じ角度から容器の底部内面と胴部内面との境界部分に向かって開口する角度までの開口角度を有してよく、いずれの角度であっても、第２噴射孔からの殺菌・洗浄流体の噴射によって容器に口部に流下する殺菌・洗浄流体を攪拌し掻き上げる作用を奏する。特に、第２噴射孔の開口方向を容器の底部内面と胴部内面との境界部分に向かう方向とすることにより、汚れや使用した薬液が残りやすい底部内面と胴部内面とのコーナである境界部分を殺菌流体で殺菌し、洗浄流体で洗浄することができる。
【００２６】
この容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、前記第２噴射孔は倒立姿勢に置かれた前記容器の前記口部の周囲に形成されている肩部内面の延長線と前記容器の中心線との交点近傍に開口しているものとすることができる。第２噴射孔の開口位置を、容器の口部の周囲に形成されている肩部内面の延長と容器の中心線との交点近傍とすることにより、容器の肩部内面を流れ下る殺菌・洗浄流体は容器口部における交点近傍に流下集合するので、第２噴射孔の開口は流下集合した殺菌・洗浄流体の中に確実に位置することになり、そうした殺菌・洗浄流体の一部を確実に掻き上げることができる。第１噴射孔については、第２噴射孔よりも容器内部に挿入された位置に開口することになり、第１噴射孔から噴射される殺菌・洗浄流体（特に、液体）は、容器の肩部内面を流れ下って口部に流下集合する殺菌・洗浄流体と干渉することがなく、容器の内面へ確実に噴射されて、高い濡れ性や洗浄性を維持することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明による容器の殺菌・洗浄方法及びそれに用いる殺菌・洗浄用噴射ノズルの実施例を説明する。図１はこの発明による容器の殺菌・洗浄に用いる殺菌用噴射ノズルの一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面断面図、図２は図１に示した殺菌用噴射ノズルを容器の口部に適用した状態を示す拡大側面断面図である。
【００２８】
図１に示す殺菌用噴射ノズル１（以下、簡潔のため、単に「噴射ノズル１」という）は、基端側のノズル本体２と、ノズル本体２の先端側にノズル本体２と一体的に形成されているノズル先端部３とから成っている。ノズル本体２は、殺菌流体、即ち、温水、殺菌水等の殺菌液、或いはオゾンガスのような殺菌ガスを供給する殺菌流体供給管に接続された管状体であり、内部は殺菌流体の噴射通路４となっている。ノズル先端部３には、ノズル本体２の噴射通路４に連なる中央噴射管５がノズル本体２の軸線６の延長線６ａに沿って延びており、その内部は第１噴射孔７となっている。中央噴射管５がノズル本体２に接続する付け根部８には、第１噴射孔７の周りに周方向に隔置して形成され且つノズル本体２の噴射通路４に連なる第２噴射孔９が形成されている。従って、第１噴射孔７は、第２噴射孔９よりも先端側で開口している。第１噴射孔７は、ノズル本体２の軸線６の延長線６ａに沿って真っ直ぐに延びている（開口角度α＝０度）ので薬液を真っ直ぐに噴射するが、各第２噴射孔９はノズル本体２の軸線６に対して所定の角度（一例として、β＝１０度）で傾斜しているので、薬液を放射方向に噴射する。この例では、第２噴射孔９は、第１噴射孔７よりも細径であり、周方向に等間隔な４つの位置に形成されているが、孔数等はこれに限らない。
【００２９】
噴射ノズル１は、図２に示すように、倒立姿勢に置かれたボトル３０の口部３１に中心を合わせた状態で挿入して適用される。図２に示す噴射ノズル１の各部位には、図１に用いられている符号と同じ符号を用いているので、再度の説明を省略する。噴射ノズル１のボトル３０への適用状態では、第１噴射孔７はボトル３０の内部にまで挿入された状態であり、第２噴射孔９はボトル３０の肩部３５の内面の延長面３６の直ぐ上方で開口している。その結果、第１噴射孔７は、肩部３５の内面の延長面３６がボトル３０の中心線６と交差する交点３７よりも相当の高さ位置で開口している。噴射ノズル１を倒立姿勢に置かれたボトル３０の口部３１に適用した状態では、第１噴射孔７はボトル３０の底部３３の内面に向かって殺菌流体を噴射し（図６も参照）、各第２噴射孔９は汚れが残る可能性があるボトル３０の胴部３２と底部３３との境界部分３４の内側コーナに向かって殺菌流体を噴射する。
【００３０】
噴射ノズル１から噴射されボトル３０の胴部３２や底部３３の内面に衝突して容器の内面を殺菌した殺菌流体は、ボトル３０内を流下して口部３１の下方へ流れ出ようとするが、特に殺菌液の場合には肩部３５から窄まっている口部３１に溜まり易い。第１噴射孔７の開口高さは、口部３１に溜まった殺菌液の上方位置にある。第２噴射孔９は口部３１に溜まった殺菌液の内部に開口するので、口部３１に溜まった殺菌液の一部は第２噴射孔９から噴射される殺菌液によって掻き上げられる。殺菌流体がオゾンガスのような殺菌ガスである場合も、同様に、口部３１に溜まった殺菌ガスは、第２噴射孔９から噴射される殺菌ガスによって攪拌・掻き上げられる。掻き上げられた殺菌流体は強い攪拌作用を受け、ある分布（広がり）をもってボトル３０の内面に向かって飛散する。特に殺菌液の場合にはボトル３０内でのシェイクと同様の作用が生じる。この攪拌作用によって、殺菌流体はボトル３０の内面、特にビード３８やパネル３９（図１１）或いは胴部３２と底部３３との境界部分の内面等の複雑な形状を有しているために殺菌流体が届きにくい部分をも残すことなく触れて殺菌する。殺菌流体の噴射期間中、ボトル３０と噴射ノズル１とは、口部３１への挿入方向である軸線方向（上下方向）に相対移動することはあるが、殺菌流体はある広がりをもって掻き上げられるので、従来行われていたような殺菌流体の噴射方向を変更するためにボトル３０又は噴射ノズル１を相対的に揺動させる必要がない。
【００３１】
噴射ノズル１は、内部にノズル本体２の噴射通路４から中央噴射管５を貫通して、エア噴射管１０が挿通されており、二重管に構成されている。エア噴射管１０の先端部１１は、第１噴射孔７を貫いて、口部３１に溜まった殺菌流体の上方のボトル３０内で開口している。第１噴射孔７はエア噴射管１０に相当する分だけ狭くなっているが、中央噴射管５とエア噴射管１０との間で環状に形成されている。エア噴射ノズル１０からボトル３０内にエアを噴射することにより、ボトル３０内側から殺菌流体に圧力を作用させることでその排出を促進させることができる。ボトル３０の口部３１に集合した殺菌流体が溜まり過ぎると、第２噴射孔９から噴射される殺菌流体による攪拌作用が低下することがあるが、ボトル３０内の圧力を高めて殺菌流体の排出を促進させることにより、殺菌流体の攪拌作用の回復を図ることができる。この攪拌作用の回復は、殺菌流体が液体の場合に特に顕著である。殺菌流体の攪拌作用の回復・維持を図ることにより、ボトル３０の殺菌が一層効率化され、ボトル３０の殺菌が高速化するに伴って容器当たりに要する殺菌時間も更なる短縮化を図ることができる。殺菌流体が液体の場合、エア噴射ノズル１０からのボトル３０内へのエアの噴射を殺菌工程の終了期間でも行うことにより、殺菌液の水切りにも用いることができることは言うまでもない。エアは、例えば、無菌エアとすることにより、ボトル３０内の殺菌状態が、その後のボトル３０の搬送・保存・出荷の各段階で維持される。なお、一般には、噴射ノズル１を通して容器内に噴射されるエアの量或いは圧力を調節することにより、ボトル３０の口部３１を通じて排出される殺菌・洗浄流体の口部３１からの排出速度を制御することができる。
【００３２】
図３はこの発明による容器の洗浄に用いる洗浄用噴射ノズルの一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面断面図、図４は図３に示した洗浄用噴射ノズルを容器の口部に適用した状態を示す拡大側面断面図である。図３に示す洗浄用噴射ノズル２０は、基本的な構造は殺菌用液噴射ノズル１と略同じである。即ち、図３に示す洗浄用噴射ノズル２０（以下、簡潔のため、単に「噴射ノズル２０」という）は、基端側のノズル本体２２と、ノズル本体２２の先端側にノズル本体２２と一体的に形成されているノズル先端部２３とから成っている。ノズル本体２２は、洗浄流体、即ち、液体の場合には無菌液のような洗浄液、ガスの場合には無菌エア等の洗浄ガスを供給する洗浄流体供給管に接続された管状体であり、内部は洗浄流体の噴射通路２４となっている。ノズル先端部２３には、ノズル本体２２の噴射通路２４に連なる中央噴射管２５がノズル本体２２の軸線２６の延長線２６ａに沿って延びており、その内部は第１噴射孔２７となっている。中央噴射管２５がノズル本体２２に接続する付け根部２８には、第１噴射孔２７の周りに周方向に隔置して形成され且つノズル本体２２の噴射通路２４に連なる複数の第２噴射孔２９が形成（この例では等間隔に４つ形成されているが、これに限らない）されている。第１噴射孔２７は、ノズル本体２２の軸線６の延長線６ａに沿って真っ直ぐに延びている（開口角度γ＝０）ので洗浄流体を真っ直ぐに噴射するが、各第２噴射孔９はノズル本体２２の軸線２６に対して所定の角度（開口角度δ＝１０度）で傾斜しているので、洗浄流体を放射方向に噴射することができる。噴射ノズル２０には、エアの噴射を用いないので二重管に構成されておらず、エア噴射ノズル１０を嵌挿する噴射ノズル１の場合と比較し、第１噴射孔２７は小径に形成されている。
【００３３】
噴射ノズル２０をボトル３０の口部３１に適用した状態を図４に示すように、噴射ノズル２０の口部３１への挿入状態において、ボトル３０との位置関係及び口部３１に集合する洗浄流体との関係は、殺菌用の噴射ノズル１の場合と同様であるので説明を省略する。ボトル３０の洗浄時においても、ボトル３０の内面に向かって噴射された洗浄流体は、ボトル３０内を流下して口部３１から流れ出ようとするときに、一部が第２噴射孔２７から噴射される洗浄流体によって掻き上げられて、攪拌作用によってある分布をもって飛散するので、ボトル３０の内面に付着するなどして残存する殺菌流体は、洗浄流体によって残ることなく洗い流される。なお、噴射ノズル２０には、エア噴射ノズル１０と同様のエア噴射ノズルを採用しないので、ボトル３０内に供給して洗浄流体（特に、洗浄液）の排出を制御することは行われない。
【００３４】
図５は、この発明による殺菌用噴射ノズルの別の実施例を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面断面図である。図５に示す殺菌用噴射ノズルの実施例は、第２噴射孔を軸方向に異なる位置に２段に開口させた点に関して図１に示す噴射ノズル１と相違するのみであるので、同じ構成部位には同じ符号を付すことで再度の説明を省略する。図５に示す殺菌用噴射ノズル１ａにおいては、第１噴射孔７は噴射ノズル１と同様にノズル先端に形成されており、第２噴射孔は、殺菌用噴射ノズル１ａの軸方向先端側（上方）の第２噴射孔９ａと、基端側（下方）の第２噴射孔９ｂとで示すように、上下で異なる位置に開口するように２段に形成されている。殺菌用噴射ノズル１ａは、下段の第２噴射孔が形成される部分ほど外径及び内径が大径になるように、構成されている。第２噴射孔９ｂは、第２噴射孔９ａと同様に周方向に隔置して且つ同じ開口角度で４つ形成されているが、殺菌効率を考慮して周方向の角度が互い違いになるように設定されている。第２噴射孔９ａ，９ｂの上下間隔、開口方向、開口数等は、この例に限らず適宜変更可能である。殺菌用噴射ノズル１ａが倒立姿勢に置かれたボトル３０の殺菌・洗浄に適用された場合には、上方の第２噴射孔９ａは第１噴射孔７の下方であっても第１噴射孔７と同様にボトル３０の内部で開口され、下方の第２噴射孔９ｂがボトル３０の口部３１に開口される。殺菌流体として殺菌液を噴射する場合には、殺菌用噴射ノズル１ａは、第２噴射孔９ｂがボトル３０の口部３１に溜まる殺菌液内に開口するように配置される。この例では、第２噴射孔９ｂは２段に構成したが、第２噴射孔を３段以上の段数で開口するように構成してもよい。また、洗浄用噴射ノズルについても、同様に第２噴射孔を多段に開口するように構成することができる。
【００３５】
図６は、ボトル内部の殺菌と洗浄の様子を示す概略説明図であり、（ａ）はボトル内部の殺菌工程の概要を示し、（ｂ）はボトル内部の洗浄工程の概要を示している。倒立姿勢に置かれたボトル３０に対して、その口部３１に下方から殺菌用噴射ノズル１が挿入される。殺菌工程では、殺菌流体供給管４０から供給された殺菌流体と、エア供給管４２から供給された無菌エアとが噴射ノズル１から噴射される。この工程では、噴射ノズル１及びボトル３０は、揺動されない。殺菌流体は、第１噴射孔７（図１及び図２も参照）からはボトル３０の底部３３の内面に向かって噴射され、第２噴射孔９からは汚れが残り易い胴部３２と底部３３との境界部分３４の内面に向かって噴射される。噴射された殺菌流体は、胴部３２の内面を伝って口部３１に流下する。第２噴射孔９から噴射される殺菌流体による口部３１に溜まった殺菌流体（特に、殺菌液）の攪拌・掻き上げ作用については、既に説明のとおりである。
【００３６】
洗浄工程では、洗浄流体供給管４１から供給された洗浄流体が噴射ノズル２０から噴射される。この工程でも、噴射ノズル２０及びボトル３０は、揺動されない。洗浄流体は、第１噴射孔２７（図３及び図４も参照）からはボトル３０の底部３３の内面に向かって噴射され、第２噴射孔２９からは胴部３２と底部３３との境界部分３４の内面に向かって噴射される。噴射された洗浄流体は、胴部３２の内面を伝って口部３１に流下する。第２噴射孔２９から噴射される洗浄流体による口部３１に溜まった洗浄流体の攪拌・掻き上げ作用についても、既に説明のとおりである。
【００３７】
次に、図７及び図８を参照して、無菌充填系における殺菌工程と洗浄工程とについて説明する。図７は無菌充填系における殺菌工程の概要を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ〜Ｆの各位置における工程図である。ボトル３０の殺菌は、回転するターレット７０の回りを一周する間に行われる。即ち、ターレット７０の回りのＡ位置では噴射ノズル１が殺菌液である薬液とエアとの噴射を開始すると共に上昇を開始し、Ｂ位置で噴射ノズル１はボトル３０内への挿入が完了する。エアの噴射はＣ位置まで継続され、薬液のボトル３０内での溜まり過ぎに起因したシェイク作用の低下を防止する。噴射ノズル１からの薬液の噴射はＤ位置まで継続され、その後、エアの噴射のみに切り替わり、Ｅ位置まで水切りが行われる。更に、Ｅ位置では噴射ノズル１の下降が開始され、Ｆ位置で噴射ノズル１の下降が完了する。
【００３８】
図８は無菌充填系における洗浄工程の概要を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ〜Ｅの各位置における工程図である。ボトル３０の洗浄は、回転するターレット７１と共に一周する間に行われる。噴射ノズル２０は、ボトル３０を倒立保持するターレット７１に周方向に等間隔に隔置して複数個配置されており、ターレット７１と共に回転する。ターレット７１の回りのＡ位置では噴射ノズル２０が洗浄流体としての洗浄水の噴射を開始すると共に上昇を開始し、Ｂ位置で噴射ノズル２０は倒立姿勢に置かれるボトル３０内に挿入される。洗浄水の噴射は、Ｃ位置まで継続される。Ｃ位置で洗浄水の噴射が停止されると、Ｄ位置までの間、洗浄水の水切りが行われる。更に、Ｄ位置で噴射ノズル２０の下降が開始され、Ｅ位置で噴射ノズル２０の下降が完了する。
【００３９】
次に、具体的な実施例について説明する。殺菌用噴射ノズル１については、第２噴射孔９は、中央線６に対して１０°の開口角度βで傾斜している。また、洗浄用噴射ノズル２０についても、第２噴射孔９は、中央線２６に対して１０°の開口角度δで傾斜している。殺菌用噴射ノズル１及び洗浄用噴射ノズル２０をボトル３０の口部３１から挿入したときのボトル３０内での配置は、ボトルのサイズや形状、或いは口部の構造にもよるが、攪拌・掻き上げ作用を確実に得るため、第１噴射孔７，２７が、ボトル３０の肩部３５の延長面３６が中央線６，２６と交差する交点３７よりボトル３０の底３３側に向かって１０ｍｍ以上の上方位置で開口するように設定され、第２噴射孔９，２９が、第１噴射孔７，２７の開口位置よりも下方で且つ交点３７よりボトル３０の底３３側に向かって２０ｍｍ以内の上方位置で開口するように設定することが好ましい。
【００４０】
殺菌工程では、容量５００ｍｌと２０００ｍｌとのＰＥＴボトルに対してそれぞれ、５０〜１５０ｍｌ／秒、８０〜２４０ｍｌ／秒の薬液流量が５〜２０秒間噴射された。また、洗浄工程では、各ＰＥＴボトルに対してそれぞれ同量の洗浄水が２〜５秒間噴射された。この発明による殺菌・洗浄効果を確認するため、５００ｍｌ角形ボトルの内面に１０6ｃｆｕ／ｂｏｔｔｌｅの菌（供試菌株：Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ  ｖａｒ．ｎｉｇｅｒ．ＩＦＯ３１０８）を付着させ、無菌充填用殺菌剤として過酢酸濃度２０００ｐｐｍに調整し６３℃に加温したＴＯＹＯ−ａｋｔｉｖ（エコラボ（株））を、ボトル内面に１０秒間噴射して殺菌した後、洗浄水としての無菌水にてボトル内面に殺菌剤が残らないように十分洗浄した。洗浄後、無菌的に密封された供試ボトルに標準寒天培地を充填し、標準寒天培地をボトル内面全面に付着させ、３７℃で１４日間培養し、菌の成長を確認した。
【００４１】
菌の培養結果を下記の表１に示す。表１から理解されるように、本発明による噴射ノズルによる試験と、ボトルに対して揺動有りの場合と揺動無しの場合を含む従来の噴射ノズルとで比較試験を行った。当初の付着菌数を同数としたとき、殺菌・洗浄後に標準寒天培地で培養された菌数を計測した。殺菌価は次の式で定められるＤ値で表される。
殺菌価（Ｄ）＝ｌｏｇ（初菌数／生菌数）
従来の噴射ノズルでは、揺動有りの場合で殺菌価６Ｄ以上であるのに対して、揺動なしの場合で３．１Ｄ，本発明の噴射ノズルを用いた場合では６Ｄ以上が得られた。
【表１】
0004010144.tif 000002
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による容器の殺菌・洗浄方法及び容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルによれば、倒立姿勢に置かれた容器の口部に挿入した噴射ノズルから殺菌・洗浄流体を噴射することによる容器の殺菌・洗浄方法において、先端に形成されている第１噴射孔と、その下方に開口する第２噴射孔との、軸方向に離れた位置から殺菌・洗浄流体を噴射しているので、殺菌流体又は洗浄流体の容器内面への噴射分散性が高められ、容器と噴射ノズルとを相対的に揺動させなくても、容器の胴部内面や底部内面等の内面を効率的に殺菌し、或いは容器内を残る殺菌流体を流し出す等の洗浄を効率的に行うことができる。この容器の殺菌・洗浄は、殺菌の後に洗浄を行う殺菌工程と洗浄工程とのそれぞれに同時に又は個別に適用することは勿論のこと、洗浄工程のない殺菌工程のみが行なわれるオゾン殺菌や温水殺菌にも、また、殺菌工程がなく洗浄工程のみのホット充填にも適用することができる。
【００４３】
また、この発明による容器の殺菌・洗浄方法及び容器の殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいて、噴射後に容器の口部に流下した殺菌・洗浄流体の一部を第２噴射ノズルから噴射される殺菌・洗浄流体によって攪拌・掻き上げることができ、この発明による容器の殺菌・洗浄に用いる殺菌・洗浄用噴射ノズルにおいては、少なくとも一部の第２噴射孔を、噴射ノズルを口部に挿入配置した状態で、口部に流下集合する殺菌・洗浄流体内で開口する位置に形成しているので、攪拌・掻き上げられた殺菌・洗浄流体は、ある広がりをもって容器の内面に向かって飛散したり、乱れを強められるので、特に殺菌・洗浄液の場合には容器内でシェイクするのと同様の攪拌作用が生じ、薬液又は洗浄水は容器の内面に余すことなく濡れて殺菌又は洗浄する。従って、容器と噴射ノズルとを相対的に揺動させなくても、殺菌や洗浄を短時間で且つ大きなスペースを要することなく効率的に行い、容器内面の安定した殺菌性と洗浄性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による容器の殺菌・洗浄に用いる殺菌用噴射ノズルの一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面断面図である。
【図２】図１に示した殺菌用噴射ノズルを容器の口部に適用した状態を示す拡大側面断面図である。
【図３】この発明による容器の洗浄に用いる洗浄用噴射ノズルの一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面断面図である。
【図４】図３に示した洗浄用噴射ノズルを容器の口部に適用した状態を示す拡大側面断面図である。
【図５】この発明による殺菌用噴射ノズルの別の実施例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側断面図である。
【図６】ボトル内部の殺菌と洗浄の様子を示す概略説明図であり、（ａ）はボトル内部の殺菌工程の概要図、（ｂ）はボトル内部の洗浄工程の概要図である。
【図７】この発明による殺菌・洗浄方法が適用される無菌充填系における殺菌の概要を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は殺菌工程図である。
【図８】この発明による殺菌・洗浄方法が適用される無菌充填系における洗浄の概要を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は洗浄工程図である。
【図９】従来の容器の殺菌方法の一例を示す縦断面図であり、（ａ）は非揺動式の噴射ノズルによる殺菌方法を示す図、（ｂ）は揺動式の噴射ノズルによる殺菌方法を示す図である。
【図１０】従来の容器の洗浄方法の一例を示す縦断面図であり、（ａ）は非揺動式の洗浄用噴射ノズルによる洗浄方法を示す図、（ｂ）は揺動式の洗浄用噴射ノズルによる洗浄方法を示す図である。
【図１１】角形ＰＥＴボトルの一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１    殺菌用噴射ノズル                ２    ノズル本体
３    ノズル先端部                    ４    噴射通路
５    中央噴射管                      ６    軸線
７    第１噴射孔                      ８    付け根部
９    第２噴射孔                      １０  エア噴射管
２０  洗浄用噴射ノズル                ２２  ノズル本体
２３  ノズル先端部                    ２４  噴射通路
２５  中央噴射管                      ２６  軸線
２７  第１噴射孔                      ２８  付け根部
２９  第２噴射孔                      ３０  ボトル（容器）
３１  口部                            ３２  胴部
３３  底部                            ３４  境界部分
３５  肩部                            ３６  延長面
３７  交点                            ３８  ビード
３９  パネル                          ４０  薬液供給管
４１  洗浄水供給管                    ４２  エア供給管
【図１】
0004010144.tif 000003
【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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