(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶アセプティック充填法により缶詰を製造するアセプティック充填缶詰の製造方法であって、缶胴滅菌供給工程、蓋滅菌供給工程、内容物清浄充填工程、清浄密封工程からなり、前記缶胴滅菌供給工程は、空缶内に薬剤を満注充填して缶内面を所定時間薬剤と接触させる缶内面滅菌処理工程と、缶外面に薬剤を噴射して缶外面に薬剤を接触させる缶外面滅菌処理工程、缶から満注充填された薬剤を排出する薬剤排出工程、リンス工程からなり、前記薬剤排出工程は、薬剤が満注充填された缶の底部を吸着保持して正立状態で缶を搬送するコンベヤが反転することにより缶を反転させて薬剤を排出することからなり、且つ前記缶胴滅菌供給工程では、空缶を多列状態で搬送しながら缶内面滅菌と缶外面滅菌を多列処理で行い、内容物清浄充填工程及び清浄密封工程では、単列処理で行うことを特徴とするアセプティック充填缶詰の製造方法。
【請求項２】
前記缶内面滅菌処理工程及び前記缶外面滅菌処理工程が、それぞれ、温水を接触させる温水滅菌工程と薬剤を接触させる薬剤滅菌工程の組合せよりなることを特徴とする請求項１に記載のアセプティック充填缶詰の製造方法。
【請求項３】
前記蓋滅菌供給工程は、蓋滅菌供給装置内で蓋を間隔を開けて搬送し、搬送中に蓋間の隙間から蓋の内外面に薬剤、無菌水、無菌空気を順次噴射して、蓋の滅菌、洗浄、水切りを順次行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のアセプティック充填缶詰の製造方法。
【請求項４】
前記清浄密封工程は、内容物を充填した缶胴が前記シーマー本体に到達する前に、該缶胴のヘッドスペースガスを高温置換流体で置換して缶胴に蓋を載せるガス置換・蓋載せ工程、前記缶胴に乗った蓋を圧着する蓋圧着工程を有し、ガス置換・蓋載せ工程とシーマー本体での巻締工程とを分離した請求項１〜３何れかに記載のアセプティック充填缶詰の製造方法。
【請求項５】
蓋圧着工程は、蓋を圧着し且つ仮巻締する蓋圧着・仮巻締工程である請求項４に記載のアセプティック充填缶詰の製造方法。
【請求項６】
前記アセプティック充填缶詰の製造方法が無菌充填陰圧缶詰を製造する方法である請求項１〜５何れかに記載のアセプティック充填缶詰の製造方法。
【請求項７】
アセプティック充填缶詰の製造装置であって、缶胴滅菌供給装置、蓋滅菌供給装置、内容物清浄充填装置、清浄密封装置からなり、前記缶胴滅菌供給装置は、空缶を多列状態で搬送するコンベアと、該コンベアの上流側の上方に配置され、搬送される空缶に薬剤を満注充填する充填ノズルを有する薬剤充填装置と、搬送中の缶の胴部外面に薬剤を噴霧する缶外面滅菌手段、薬剤が満注充填された缶から薬剤を排出する薬剤排出手段、該薬剤排出手段で薬剤が排出された空缶を単列に整列する整列コンベア及び缶内外面を無菌水で洗浄するリンサーを備えてなり、前記薬剤排出手段は、缶を吸着保持して搬送できる無端状の吸着反転コンベヤで構成され、薬剤が満注充填された缶の底部を吸着して搬送し、該コンベアの復路で缶が反転することにより、薬剤を排出し、往路で正立した缶を正立状態で排出するようにしてなることを特徴とするアセプティック充填缶詰の製造装置。
【請求項８】
前記コンベアがネットコンベアで形成され、前記缶外面滅菌手段が、前記ネットコンベアの下方から缶底部に薬剤を噴霧する底部滅菌ノズルと、前記コンベアで搬送中の空缶の胴部外面に薬剤を噴霧する胴部滅菌ノズルからなる請求項７に記載のアセプティック充填缶詰の製造装置。
【請求項９】
前記缶胴滅菌供給装置の上流側に、単列状態で搬送されてくる空缶を正立密集状態で搬送する集合コンベアと、該正立密集状態で搬送されてくる空缶を多列状態に振り分けて搬送する振り分け装置が配置され、該振り分け装置で空缶を各列の間隔が所定間隔となるように多列に振り分け、その下流端部で無端状吸着コンベアに缶が吸着されるようになっている請求項７又は８に記載のアセプティック充填缶詰の製造装置。
【請求項１０】
前記蓋滅菌供給装置は、蓋を１枚づつ切り出すセパレータ、該セパレータにより切り出された蓋を間隔を開けて搬送する蓋間隔搬送手段、該蓋間隔搬送手段に沿って上流側から順に薬剤噴射滅菌ゾーン、無菌水洗浄ゾーン、無菌空気水切りゾーンを配置し、各ゾーンには搬送中の蓋間の隙間から蓋の内外面に薬剤を噴射する薬剤噴射手段、無菌水を噴射する無菌水噴射手段、無菌空気を噴射する無菌空気噴射手段からなる請求項８又は９に記載のアセプティック充填缶詰の製造装置。
【請求項１１】
前記清浄密封装置は、内容物が充填された缶胴の開口部に高温置換流体を供給して缶胴のヘッドスペースのガス置換を行うガス置換手段、缶胴に蓋を供給する蓋供給手段、ガス置換された缶胴に蓋を載せて圧着する蓋載せ・圧着手段、缶胴と蓋を巻締するシーマー本体とからなり、前記蓋載せ・圧着手段とシーマー本体が分離されていることを特徴とする請求項８、９又は１０に記載のアセプティック充填缶詰製造装置。
【請求項１２】
前記蓋載せ・圧着手段は、缶胴に蓋を載せる蓋載せ手段と、該蓋を缶胴に圧着し且つ仮巻締する蓋圧着・仮巻締手段からなる請求項１１に記載のアセプティック充填缶詰製造装置。
【請求項１３】
前記蓋圧着・仮巻締手段は、各ポケット毎に缶胴を載置するキャンパッドと缶胴に蓋を圧着するクリンチャーチャックとを有して一体に回転する蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット、該蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレットにより搬送される缶搬送経路に沿って固定位置に配置されたカーリングレールからなる請求項１２に記載のアセプティック充填缶詰製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無菌充填法により缶詰を製造するアセプティック充填缶詰製造方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、果汁飲料等内容物の過度な加熱によるフレーバーの低下を防止するために、従来のホット充填やレトルト滅菌法に代えて、アセプティック充填法がボトル詰め飲料等で実用化されているが、缶詰でもアセプティック充填法が提案されている。缶詰において、高度の無菌充填を達成するためには、空缶と蓋の滅菌、内容物の滅菌、無菌下での充填に加えて、無菌下での密封が必要である。
【０００３】
従来、アセプティック充填方式における空缶の滅菌方法として、空缶を１列にコンベアで搬送しながら、空缶外面に薬剤を噴霧し、その後内面にも薬剤を噴霧し、内外面に薬剤が噴霧された空缶をオーブン内で熱風によって加熱することによって滅菌処理を行なうと同時に空缶に付着した薬剤を熱により分解・除去し、その後無菌水を噴霧することにより冷却して、充填機に供給する方式（例えば、特開平１０−２１１９１２号）、あるいは搬送中の空缶に熱水又は蒸気を噴射することによって空缶を滅菌する方法が提案されている。
【０００４】
一方、アセプティック充填方式における缶蓋の滅菌方法として、例えば、缶蓋を立てて間隔を於いて搬送しながら、直交方向外部から缶蓋に過酸化水素を噴霧して付着させ、その後缶蓋をオーブン内で加熱することによって過酸化水素を蒸発させて除去することにより、滅菌する方法が提案されている（特開平６−４０４３号公報、特開２０００−５１３２６号公報）。
【０００５】
しかしながら、缶の密封は、クリーンルーム内の清浄雰囲気で行われるが、通常の缶詰製造工程と同様な充填機及び巻締装置により通常の方法で行われており、アセプティック充填方式として密封装置の滅菌のための特別な手段は採用されていない。その理由は、巻締をするシーマー本体では、容器に近い位置でリフターやノックアウトの上下動、シーミングロールの回転運動等があり、構造上稼働中にシーマー本体の滅菌が困難であるためである。そのため、巻締装置、特にシーマー本体の滅菌及び無菌化の維持は、アセプティック充填法による缶詰製造における、高度の無菌性を達成するための解決しなければならない大きな技術的課題となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来提案されている缶アセプティック充填方式におけるアセプティック充填缶詰の製造装置は、空缶を１列状態で搬送しながら滅菌処理を行っているため、滅菌装置の搬送スピードは下流側の充填機の処理速度と同期させる必要がある。一方、薬剤や加熱による空缶の滅菌は、所定の滅菌効果得るためには、薬剤を空缶に所定時間以上接触させるか又は所定時間以上加熱することが必要である。その両方の要求を満たすには、滅菌ラインを高速化させる一方、滅菌時間を稼ぐために、滅菌ゾーンの搬送コンベアを長くしなければならない。そのため、滅菌が不安定で滅菌ムラが生じ易い等の問題点がある。
【０００７】
また、薬剤を噴霧してオーブン内で加熱、又は熱水や蒸気による加熱滅菌の場合は、加熱工程及び冷却工程を必要とし、工程及び装置が複雑になると共に、薬剤濃度や加熱条件によっては、缶の内外面に熱可塑性フィルムをラミネートした缶体の場合は適用できない等の問題点がある。さらに、アセプティック充填方式の場合、一般に缶の滅菌処理はクリーンルーム内で行っており、缶はクリーンルーム外に設置されているデパレタイザーからコンベアにより１列正立状態でクリーンルーム内に導入される。そのため、缶底はコンベアとの接触により静電気で埃等が付着し易くなっており、そのままの状態でクリーンルーム内に導入されるとクリーンルームの清浄度を阻害すると共に、缶外面を滅菌する薬剤が汚れるのが早くなり、薬剤の循環繰返し使用が制限を受け不経済となる等の問題点がある。
【０００８】
一方、過酸化水素による蓋の滅菌では、過酸化水素を蓋の両面に均一に付着させる必要があり、且つ付着した過酸化水素を加熱して蒸発させなければならない。そのため、高速ラインに対応して短時間で滅菌処理を行なうには、過酸化水素の濃度を高くし、且つ高温加熱を行う必要がある。しかしながら、過酸化水素濃度が高くなるほど、また加熱乾燥温度が高くなるほど缶蓋の巻締カール部に塗布してあるコンパウドや蓋内面に塗布してある塗膜面にブリスターが発生し易くなり、巻締性や金属露出による腐食などに影響を与える問題点がある。また、アルミニウム蓋では加熱温度が１８０℃以上になると開口性に影響を及ぼす問題点もある。一方、短時間で滅菌処理を行って６Ｄ以上の高滅菌価を得るには、過酸化水素の濃度を高くし、且つ１６０℃以上の高温加熱を行う必要があり、タブ付き蓋など複雑な形状の蓋の場合はさらに高温加熱が必要になる。そのため、従来の過酸化水素による缶蓋滅菌では、蓋の高滅菌価と製品品質を安定的に確保するのは難しい。また、ライン停止等で、滅菌装置内で蓋が一定以上停滞すると、蓋のダメージが大きくなるので再稼働後に使用することはできず、蓋が無駄になるという問題点もある。
【０００９】
一方、内容物充填後の缶蓋巻締工程においては、巻締装置内、特に缶の密封が完遂されるシーマー本体まで確実に無菌性を維持していることが要求されるが、前述のように密封稼働中に可動部分の多いシーマー本体を滅菌することは困難であり、しかも容器に近い位置でリフターやノックアウトの上下動、シーミングロールの回転運動等があるため、それらの潤滑剤等の影響もあり、巻締雰囲気を無菌清浄状態に維持することは困難である。
【００１０】
そこで、本発明は、従来のアセプティック充填法による缶詰製造における上記問題点を解決する新規なアセプティック充填缶詰製造システムを提供しようとするものであり、空缶の滅菌をラインを長くすることなしに所定の滅菌時間を確保できて確実に滅菌することができ、しかも低温で滅菌することができて、エネルギーコストが低減できると共に、熱可塑性フィルムをラミネートした缶にも適用でき、且つ経済的に確実に滅菌でき、しかも、タブ付き蓋であっても低温でしかも短時間に確実に滅菌でき、ライン停止などが発生しても製品へのダメージがなく、高滅菌価が得られ、さらにシーマー本体の無菌性に左右されずに缶密封時までの無菌性を確保することで、高度の無菌充填を達成できるアセプティック充填缶詰の製造方法と装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決する本発明のアセプティック充填缶詰の製造方法は、缶アセプティック充填法により缶詰を製造するアセプティック充填缶詰の製造方法であって、缶胴滅菌供給工程、蓋滅菌供給工程、内容物清浄充填工程、清浄密封工程からなり、前記缶胴滅菌供給工程は、空缶内に薬剤を満注充填して缶内面を所定時間薬剤と接触させる缶内面滅菌処理工程と、缶外面に薬剤を噴射して缶外面に薬剤を接触させる缶外面滅菌処理工程、薬剤排出工程、リンス工程からなり、前記薬剤排出工程は、薬剤が満注充填された缶の底部を吸着保持して正立状態で缶を搬送するコンベヤが反転することにより缶を反転させて薬剤を排出することからなり、且つ前記缶胴滅菌供給工程では、空缶を多列状態で搬送しながら缶内面滅菌と缶外面滅菌を多列処理で行い、内容物清浄充填工程及び清浄密封工程では、単列処理で行うことを特徴とする。
前記缶内面滅菌処理工程で満注充填する薬剤は、常温でもよいが３５〜７０℃程度に加温して行うことによって、満注充填保持時間を短くして確実に滅菌でき、しかも従来の加熱滅菌と比べて低温で滅菌できるので、熱可塑性フィルムをラミネートした缶にダメージを与えることなく、確実に滅菌できる。
また、前記缶胴滅菌供給工程では、空缶を多列状態で搬送しながら缶内面滅菌と缶外面滅菌を多列処理で行い、内容物清浄充填工程及び清浄密封工程では単列処理を行うことにより、缶胴清浄供給ラインを短くして且つ低速運転することができ、十分な滅菌時間を稼ぐことができる。
【００１２】
前記缶内面滅菌処理工程及び缶外面滅菌処理工程を、それぞれ、温水を接触させる温水滅菌工程と薬剤を接触させる薬剤滅菌工程の組合せより構成するのが望ましい。また、前記蓋滅菌供給工程は、滅菌洗浄装置内で間隔を開けて搬送し、搬送中に蓋間の隙間から蓋の内外面に薬剤、無菌水、無菌空気を順次噴射して、蓋の滅菌、洗浄、水切りを順次行うようにするのが望ましい。
【００１３】
前記清浄密封工程は、内容物が缶胴が前記シーマー本体に到達する前に、該缶胴のヘッドスペースガスを高温置換流体で置換して缶胴に蓋を載せるガス置換・蓋載せ工程、前記缶胴に乗った蓋を圧着する蓋圧着工程を有し、ガス置換・蓋載せ工程とシーマー本体での巻締工程とを分離することによって滅菌が困難なシーマー本体の滅菌度合に左右されないで高度の無菌充填缶詰を得ることができる。そして、缶胴のヘッドスペースガスを高温置換流体で置換して蓋を圧着することにより、缶内が急冷されて負圧状態となるので、この方法で、打検適性に優れた無菌充填陰圧缶詰を製造することができる。高温置換流体としては、蒸気、又は蒸気と不活性ガスの混合ガスが好適である。なお、前記蓋圧着工程では、蓋を圧着し且つ仮巻締するのが望ましい。
【００１４】
また、本発明のアセプティック充填缶詰製造装置は、アセプティック充填缶詰の製造装置であって、缶胴滅菌供給装置、蓋滅菌供給装置、内容物清浄充填装置、清浄密封装置からなり、前記缶胴滅菌供給装置は、空缶を多列状態で搬送するコンベアと、該コンベアの上流側の上方に配置され、搬送される空缶に薬剤を満注充填する充填ノズルを有する薬剤充填装置と、搬送中の缶の胴部外面に薬剤を噴霧する缶外面滅菌手段、薬剤が満注充填された缶から薬剤を排出する薬剤排出手段、該薬剤排出手段で薬剤が排出された空缶を単列に整列する整列コンベア及び缶内外面を無菌水で洗浄するリンサーを備えてなり、前記薬剤排出手段は、缶を吸着保持して搬送できる無端状の吸着反転コンベヤで構成され、薬剤が満注充填された缶の底部を吸着して搬送し、該コンベアの復路で缶が反転することにより、薬剤を排出し、往路で正立した缶を正立状態で排出するようにしてなることを特徴とする。
前記コンベアがネットコンベアで形成され、前記缶外面滅菌手段は、前記ネットコンベアの下方から缶底部に薬剤を噴霧する底部滅菌ノズルと、前記コンベアで搬送中の缶の胴部外面に薬剤を噴霧する胴部滅菌ノズルで構成することができる。
【００１５】
前記缶底洗浄手段の上流側に、単列状態で搬送されてくる空缶を正立密集状態で搬送する集合コンベア、該正立密集状態で搬送されてくる空缶を多列状態に振り分けて搬送する振り分け装置を配置し、該振り分け装置で空缶を各列の間隔が所定間隔となるように多列に振り分け、その下流端部で吸着コンベアに缶が吸着するようにすることによって、デパレタイザーから単列状態で搬送されてくる空缶を確実に多列状態、しかも各缶が接触していない状態で次工程に空缶を供給することができるので、缶外面全体に確実薬剤を接触させることができ、滅菌効率を向上させることができる。
【００１６】
そして、蓋滅菌供給装置として、１枚づつ蓋を切り出すセパレータ、該セパレータにより切り出された蓋を間隔を開けて搬送する蓋間隔搬送手段、該蓋間隔搬送手段に沿って上流側から順に薬剤噴射滅菌ゾーン、無菌水洗浄ゾーン、無菌空気水切りゾーンを配置し、各ゾーンには搬送中の蓋間の隙間から蓋の内外面に薬剤を噴射する薬剤噴射手段、無菌水を噴射する無菌水噴射手段、無菌空気を噴射する無菌空気噴射手段を配置されている構成を採用することによって、蓋を効果的に且つ確実に滅菌することができる。
【００１７】
前記清浄密封装置は、内容物が常温充填された缶胴の開口部に高温置換流体を供給して缶胴のヘッドスペースのガス置換を行うガス置換手段、缶胴に蓋を供給する蓋供給手段、ガス置換された缶胴に蓋を載せて圧着する蓋載せ・圧着手段、缶胴と蓋を巻締するシーマー本体で構成することにより、前記蓋載せ・圧着手段とシーマー本体を分離することができる。より具体的には、前記蓋載せ・圧着手段は、缶胴に蓋を載せる蓋載せ手段と、該蓋を缶胴に圧着し且つ仮巻締する蓋圧着・仮巻締手段から構成し、且つ該蓋圧着・仮巻締手段を、各ポケット毎に缶胴を載置するキャンパッドと缶胴に蓋を圧着するクリンチャーチャックとを有して一体に回転する蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット、該蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレットにより搬送される缶搬送経路に沿って固定位置に配置されたカーリングレールによって構成するのが望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係るアセプティック充填缶詰製造装置の概略平面図、図２はその正面図である。本発明におけるアセプティック充填缶詰製造装置は、空缶（以下、単に缶という）を多列状態に振り分けて搬送して多列同時に滅菌処理できるようになっており、それによりコンベア速度を単列の場合と比べて遅くして短いラインで十分に滅菌時間を確保でき、省スペースを図ることができるものである。本実施形態のアセプティック充填缶詰製造システムは、缶底洗浄機、缶胴滅菌供給工程を行うための缶胴滅菌供給装置である、缶滅菌機、薬剤排出コンベア、整列コンベア、缶リンサーと、内容物清浄充填工程を行うためのフィラー、缶蓋を滅菌洗浄する蓋滅菌供給装置、及び缶胴清浄密封工程を行うための清浄密封装置である、ガス置換手段、蓋供給手段、蓋載せ手段、蓋圧着・仮巻締手段、シーマー本体及び蓋滅菌供給装置から構成され、これらの装置は、クリーンルーム内に配置されている。
【００１９】
図中、１はデパレタイザーから缶ｃを１列正立状態で搬送する高速の単列コンベア、２は該単列コンベアから搬送されてくる缶を多列密集状態に集合して搬送する集合コンベアであり、エアコンベアで構成されている。３はエアコンベアの端部に配置された振り分け装置であり、無端状ベルトコンベアからなる振り分けコンベンヤ３’とその上方に配置された缶列ガイド（図示されてない）とで構成され、密集状態で搬送される缶を、後工程の缶外面滅菌工程で缶の外周を満遍なく滅菌可能にするために、幅方向に所定間隔を有するように多列（図の実施形態では５列）に振り分けて、缶胴滅菌供給装置へ搬送する。
【００２０】
缶胴滅菌供給装置
缶胴滅菌供給装置の実施形態を、図１〜図４により説明する。
４は主に缶底を集中的に温水で滅菌する外面温水滅菌装置であり、クリーンルーム１０の入口内部に配置された内外面温水滅菌チャンバー６内に配置され、クリーンルーム１０の缶搬入口１１を貫通して設けられ、振り分けコンベア３’の端部に到達した缶の開口頂部を吸着して中継コンベア９まで懸垂状に搬送する無端状の吸着コンベア５と、該吸着コンベアによって吸着搬送される缶の底部外面に向けて温水を噴射する温水噴射ノズルを備えた温水噴射手段７とから構成されている。吸着コンベア５の吸着手段は、取り扱う缶の材質に応じて、磁石又はバキューム等が適宜採用できる。なお、噴射した温水はドレン口８から排水される。吸着コンベア５は、前記振り分けコンベアよりもやや高速で運転され、振り分けコンベアで列方向に連なって搬送されてきた缶は、吸着コンベアによって搬送方向にも所定間隔を有して搬送され、缶底を含む缶胴外面に温水が接触し易くして効果的に温水滅菌ができるように工夫されている。
【００２１】
中継コンベア９に移載された缶は、次に反転コンベア１２と温水噴射手段１３で構成される内面温水滅菌手段に移載される。反転コンベア１２は、中継コンベア９の下流端にそれと直交して配置され、磁石又はバキュームによって缶底を吸着保持できるように構成され、外面が温水滅菌された缶が中継コンベアから反転コンベア１２上に缶移載ガイド１５1に沿って押し出されると缶底を吸着保持し、その状態で復路で反転することによって缶を倒立状態で搬送できる。反転コンベアの復路に沿って、倒立状態で搬送される缶の内部に向けて温水を噴射する多数の温水噴射ノズルを有する缶内面温水噴射手段１３が配置され、搬送中缶内に温水が噴射されて缶内面を洗浄滅菌するようになっている。温水滅菌された缶は、反転コンベアが反転することによって再度正立状態となり、缶移載ガイド１５2によって薬剤滅菌チャンバー１６内に配置されたネットコンベア１７に送られる。前記缶移載ガイド１５1、１５2は、それぞれ直交配置されている中継コンベア−反転コンベア間、及び反転コンベア−ネットコンベア間を複数列を維持した状態で缶を直角に搬送ガイドするために屈曲部を有してコンベアの上方を複数本平行設けられている。
【００２２】
ネットコンベア１７は、薬剤滅菌チャンバー内に配置され、該ネットコンベア上に前記反転コンベア１２から缶が多列状態で移載される。ネットコンベアの上面には、図３及び図４に示すように、各列毎に缶を案内する一対のガイド１４が、幅方向に所定間隔をおいて５組配置されている。
【００２３】
そして、ネットコンベア１７の上流側の上方には、所定区間にわたって搬送中に缶に薬剤を満注状態に充填するための薬剤充填タンク１８が配置されている。該薬剤タンクの下面には、図３に示すようにネットコンベアで搬送中の缶の各列の上方に沿って位置するように、薬剤充填ノズル１９が設けられている。該薬剤充填ノズル１９は、搬送方向に沿ってスリットを形成したスリットノズル、若しくは複数個のシャワーノズル等で形成されている。また、該薬剤充填タンク１８より所定距離離れた下流側に、搬送中に発生する薬剤こぼれ分を補充充填するための薬剤補充タンク２０が設けられ、缶内を常に満注中状態に保って缶内面に滅菌洩れが生じるのを防止している。
【００２４】
薬剤充填タンク１８は、図３に示すように所定ヘッド位置にオーバーフローパイプ２１が設けられ、ノズルから流下する薬剤の流下圧が強過ぎないように設定された液面高さを、常に保つことができるようになっている。それにより、常に一定状態で安定して薬剤を充填することができる。オーバーフローした薬剤は、後述するように外面洗浄のために噴霧された薬剤、及び缶内に充填されて明けられた薬剤と共に、缶滅菌チャンバーの下方から図示しない薬剤回収タンクに回収され、再び薬剤供給パイプ２２を介して薬剤充填タンク１８内に循環供給される。薬剤補充タンク２０も同様な構造となっている。
【００２５】
また、ネットコンベア１７の搬送経路には、缶の胴部外面を滅菌するための胴部滅菌ノズル２３と、底部外面を滅菌するための底部滅菌ノズル２４とが配置されている。これらのノズルは、薬剤を噴霧するスプレーノズル構造となっており、薬剤を微粒状態にして噴霧することによって、薬剤が缶の外周面に長時間付着し易くなり、外周面の滅菌効果を向上させることができる。前記胴部滅菌ノズル２３は、図４に示すように、ネットコンベア１７で搬送される缶列の各列中間部に搬送方向に沿って各列交互に千鳥状に設けられ、且つ搬送方向の左側及び右側に位置する胴部滅菌ノズル２３の噴霧軸線を結ぶ線が搬送方向に対して斜めになるように配置することによって、胴部全体に薬剤が噴霧されるようになっている。そして、胴部滅菌ノズル２３を缶の高さをカバーできる大きさの縦方向スリット噴霧ノズルに構成し、搬送中の缶に対して必ず左右何れかのノズルからの噴霧液が連続して当たるようにすることによって、少ないノズル本数と噴霧量で、噴霧ムラが生じることなく効率良く缶胴外面の滅菌ができる。
【００２６】
一方、底部滅菌ノズル２４は、ネットコンベアの缶が通過する下方に設けられ、缶の搬送方向に沿って形成されたスリット噴霧ノズル又は複数個の噴霧ノズル列として設けられている。従って、缶搬送中にネットコンベアの網目を通して缶底に薬剤を噴霧することができ、缶の内面薬剤滅菌と同時に缶底及び缶胴の外面薬剤滅菌が１工程でできる。
【００２７】
２５は排液装置であり、本実施形態では前記ネットコンベアの端部に面して該ネットコンアと直角に配置した幅広の無端ベルト状の吸着反転コンベア２６で構成されている。排液装置を構成する吸着反転コンベア２６は、缶ガイド２７に案内されてネットコンベアから満注状態の缶群を移載されることによって、缶底を吸着保持し、その状態で排液コンベアが復路で反転することによって、缶が反転され薬剤が排液される。排液された缶は、コンベアが反転することによって再度正立状態となり、缶ガイド２８に案内されて整列コンベア３０に送られる。
【００２８】
以上のネットコンベア１７、薬剤充填タンク１８、薬剤補充タンク２０、排液装置２５は、底壁が薬剤受けとなっている薬剤滅菌チャンバー１６内に配置され、薬剤を回収して循環使用できると共に薬剤から発する異臭がクリーンルーム内に分散しないように適宜の手段で外部に排気している。
【００２９】
３０は整列コンベアであり、薬剤が排出されて多列集合状態で吸着反転コンベアから移載された缶を次第に１列状態に整列させて、次工程のリンサー３５に１列状態で送るようにしたものである。本実施形態では、整列コンベアは、ライン停止時には薬剤満注ゾーンの缶を排液して待機できるようにセービングコンベアを兼ねるものであり、図１に示すように下流端が搬送方向にずれている３列の平行コンベア３１1、３１2、３１3で構成されている。３列のコンベアの下流側には該コンベアの端部を斜めに横切って缶整列ガイド３２が配置され、その端部で缶は１列に整列されてリンサーへの供給コンベア３４に移載される。また、３列の平行コンベアのうち、３１3はセービングコンベアとして機能するものであり、ライン停止時に薬剤満注された缶から薬剤を排液した状態で該セービングコンベア上で待機できるようにしたものである。通常は缶は平行コンベア３１1、３１2を通って供給コンベア３４に供給されるが、ラインが停止した場合缶はセービングコンベアに移載されて長時間薬剤と接触した状態を解除することができ、缶を保護する。
【００３０】
以上の整列コンベア３０及びリンサー３５への供給コンベア３４は、クリーンルーム内をさらに囲って形成した滅菌済み缶整列チャンバー３６内に配置され、該チャンバー内には、高度の無菌エアーが供給されてクラス１００程度に維持され、クリーンルーム１０内よりもさらに高清浄状態に維持されている。
【００３１】
蓋滅菌供給装置
供給シュート４１の下流端側に配置された蓋セパレート装置４２によって１個づつ切り出された蓋ｅを、外部と隔離されたチャンバー４３内に配置された蓋間隔搬送手段４４により所定間隔を開けて搬送する。蓋間隔搬送手段４４は、図６に示すように配置された３本のフィードスクリュー４５で構成され、蓋ｅの間隔が後述するように各ノズルにより、搬送中の蓋の内外面に向けて斜め横方向から蓋内外面をねらって薬剤や無菌水等を噴射して蓋の内外面全体にそれらを接触させることができる程度の十分な間隔を有して搬送できるように、そのピッチが形成されている。蓋の搬送間隔は、１０〜２０ｍｍ程度が好ましい。なお、図５における４９は蓋セパレート装置及びフィードスクリューを駆動するモータである。
【００３２】
チャンバー４３内は、蓋間隔搬送手段４４が貫通する貫通孔を有する仕切板４６により、上流側から順に排気ゾーン５０、薬剤噴射滅菌ゾーン５１、無菌水洗浄ゾーン５２、無菌空気水切りゾーン５３に仕切られ、後述するように、それらのゾーンで使用される薬剤と無菌水が混ざらないように回収できるようになっている。排気ゾーン５０は、蓋セパレート装置４２と薬剤噴射ゾーン５１との間に位置し、該排気ゾーンには排気装置に連結された排気パイプ５４が連結され、該位置から排気することによって、薬剤噴射ゾーンで発生した臭気を外部に排気して作業環境に臭気が拡散することを防止すると共に、蓋セパレータ４２まわりが薬剤で腐食することを防止している。
【００３３】
薬剤噴射滅菌ゾーン５１には、図５及び図６に示すように、３本のフィードスクリュー間の３方から薬剤を噴射できるように、搬送方向に沿って複数の薬剤噴射ノズル５５が取り付けられた３組の薬剤噴射管５６がフィードスクリュー４５に沿って設けられている。薬剤噴射管５６は薬剤供給パイプ５７を介して図示しない薬剤供給源に連結されている。また、薬剤噴射滅菌ゾーン５１の底部には薬剤回収パイプ５８が設けられ、使用された薬剤を回収できるようになっている。なお、本実施形態では、前記薬剤噴射ノズル５５、薬剤噴射管５６、薬剤供給パイプ５７で薬剤噴射手段５９を構成しているが、その構造は必ずしも図示のものに限定されるものではない。また、本明細書で「噴射」の用語は「噴霧」も含む概念で使用しており、薬剤を霧状に噴霧して蓋の内外面に塗布するような噴霧ノズル構造にしても良い。またフィードスクリューは、２本で構成することも可能である。
【００３４】
薬剤噴射滅菌ゾーン５１には、図示してないが、充填ライン停止時に、該薬剤噴射滅菌ゾーン内に残っている蓋を外部に排出することなく、運転再開時にそのまま起動できるようにするため、薬剤噴射手段と並列して無菌水噴射手段が設けられている。該無菌水噴射手段は、薬剤噴射管と並列して設けた無菌水噴射管に無菌水噴射ノズルを薬剤噴射手段と同様にして設けてある。しかしながら、必ずしも無菌水噴射手段を薬剤噴射手段と別々に設けないで、薬剤噴射手段の薬剤供給パイプに切替バルブを介して切替可能に無菌水供給パイプを連結して、薬剤噴射手段を無菌水噴射手段と兼用することも可能である。
【００３５】
無菌水洗浄ゾーン５２には、薬剤噴射手段と同様な構造の無菌水噴射手段６４が配置されている。即ち、搬送方向に沿って複数の無菌水噴射ノズル６０が取り付けられた３組の無菌水噴射管６１がフィードスクリュー４５に沿って設けられている。無菌水噴射管６１は無菌水供給パイプ６２を介して図示しない無菌水供給源に連結されている。また、無菌水洗浄ゾーン５２の底部には無菌水回収パイプ６３が設けられ、使用された無菌水を回収できるようになっている。
【００３６】
無菌空気水切りゾーン５３には、無菌空気噴射手段６９が設けられている。即ち、搬送方向に沿って複数の無菌空気噴射ノズル６５が取り付けられた３組の無菌空気噴射管６６がフィードスクリュー４５に沿って設けられている。無菌空気噴射管６６は無菌空気供給パイプ６７を介して図示しない無菌空気供給源に連結されている。また、無菌空気水切りゾーン５３の底部には排気パイプ６８が設けられ、排気できるようになっている。
【００３７】
蓋間隔搬送手段の下流端、即ちチャンバー４３の無菌空気水切りゾーン５３の出口側は、チャンバー４３内及びチャンバー入口側よりも高い清浄度（クラス１００以上）の無菌空間７０に連結され、該無菌空間内に配置された出口側シュート７１に滅菌洗浄された蓋ｅをフィードスクリュー４５から排出し、再び重なった状態で蓋密封装置に搬送する。なお、必ずしも必要でないが、高速化に対応するために、この無菌空間７０内に必要に応じて熱風乾燥ブースを設けて、該熱風乾燥ブースを滅菌洗浄された缶蓋を熱風乾燥させるようにしてもよい。
【００３８】
本実施形態の蓋滅菌供給装置は、以上のように構成され、次の方法により蓋を滅菌洗浄する。
蓋セパレート装置４２により１枚づつ切り出された蓋ｅは、チャンバー４３内をフィードスクリュー４５で約１０〜２０ｍｍの間隔を開けて搬送され、排気ゾーン５０を通過して、薬剤噴射滅菌ゾーン５１に達すると、薬剤噴射ノズル５５から搬送中の蓋の内外面に向けて斜め横方向から薬剤が噴射される。それにより、薬剤噴射滅菌ゾーンを通過する間の所定時間、蓋の内外面全体に薬剤が接触して薬剤滅菌される。複数の薬剤噴射ノズル５５から搬送中の蓋ｅの内外面に向けて斜め横方向から前記薬剤が噴射されるので、タブ付きの複雑な形状の蓋ｅであってもタブの隙間を含むタブ裏面まで滅菌が可能となり、滅菌洩れが生じることなく確実に滅菌することができる。本発明で使用する薬剤は、過酢酸系滅菌剤が望ましく、過酢酸濃度１０００ｐｐｍ以上で使用する。滅菌効果と薬剤分解による濃度低下の点から薬剤温度は３０〜８０℃、より好ましくは３５〜７０℃が望ましい。それにより、滅菌効果が増し、短時間で滅菌できる。しかしながら、かならずしも過酢酸系滅菌剤に限るものでなく、他の薬剤として、次亜塩素酸ソーダ、オゾン水等高温加熱することなく滅菌効果のある薬剤が使用可能である。
【００３９】
このような薬剤を使用することによって、加熱乾燥時に滅菌効果発揮する過酸化水素を使用する従来の場合と違って、蓋を１６０℃以上の高温加熱する必要がないので、コンパウンドや塗膜面にブリスターを発生させることなく、滅菌することができる。また、アルミニウム蓋もその開口性に影響を及ぼすことなく滅菌することができる。
さらに蓋内面または外面を例えばＰＥＴフィルム等でラミネートした蓋に対しても熱的影響を与えないで短時間に効果的に滅菌できる。
【００４０】
薬剤噴射滅菌ゾーン５１で薬剤により滅菌された蓋ｅは、次に無菌水洗浄ゾーン５２で、蓋の内外面に向けて斜め横方向から無菌水が噴射されることにより、内外面に付着した薬剤が洗い流されて除去される。その際、滅菌の場合と同様に、無菌水でタブの隙間を含む洗浄が可能となり、洗浄洩れが生じることなく確実に洗浄することができる。なお、各ゾーンは、間仕切で隔離されているので、噴射された薬剤と無菌水が混ざることなく、別々に回収することができる。次いで、無菌空気水切りゾーンで無菌空気噴射され、蓋の内外面に向けて斜め横方向から無菌空気が噴射されることにより、積極的に水切りを行なう。無菌空気水切りゾーンでは蓋に向けて噴射された無菌空気と、蓋から垂れた水とを気液分離して排気する。
【００４１】
以上のように、チャンバー内で間隔を開けて搬送中に滅菌・洗浄・水切りされた蓋は、チャンバー４３からより清浄度の高い無菌空間７０内に配置された出口側シュート７１を介して、清浄密封装置８０に供給される。
【００４２】
以上は、充填ラインの稼動中における蓋の滅菌洗浄工程であるが、充填ラインが停止した場合は、それと連動して蓋の滅菌洗浄ラインも停止するが、その場合そのままの状態で薬剤噴射手段により停止中の蓋に向けて所定時間薬剤を噴射し、次いで、薬剤噴射滅菌ゾーンに配置された無菌水噴射手段により無菌水を噴射して洗浄しておく。それにより、ある程度滅菌洗浄された状態を維持することができ、滅菌洗浄装置内、特に薬剤噴射滅菌ゾーン５１内に残っている蓋をそこから取り出す必要はなく、再スタート時までそのままの状態であっても蓋がダメージを受けることがない。再スタート時には所定時間薬剤噴射してから通常の運転状態に起動することによって、薬剤滅菌ゾーンの終了端近くに位置している蓋も所定時間滅菌してから、次の無菌水洗浄ゾーンに送ることができるので、滅菌不足になることはない。それにより、装置内に残っていた蓋全体をそのまま使用することができ、蓋が無駄になることがない。
【００４３】
清浄密封装置
清浄密封装置８０は、その全体構成が図７及び図８に示されているように、クリーンボックス８１内に配置され、基本的構成として蓋供給・ガス置換ターレット８２、蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３、トランスファーターレット８４、シーマー本体８５、ディスチャージターレット８６を有しており、これらは同期回転駆動される。そして、蓋供給・ガス置換ターレット８２と蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３間にフィラーより内容物が充填された缶胴を供給するためのタイミングコンベア８７と、ディスチャージターレットから排出される缶詰を搬出するディスチャージコンベア８８を有している。
【００４４】
蓋供給・ガス置換ターレット８２は、ターレット本体の外周部に蓋嵌合ポケットを有し、該ポケットの回転経路の上部位置に固定された蓋スタッカー９１（図８）から蓋切り出し装置（図示せず）により蓋を１枚ずつ切出してポケットに保持して、タイミングコンベア８７によってフィラーから搬送されてくる缶胴ｃの上方に蓋ｅを搬送する。該ターレット本体のポケット周面には、該ターレット内部に設けられた蒸気又は蒸気と不活性ガスとの混合体（以下、単に高温置換流体という）の管路と連通して高温置換流体を噴出するノズル穴が多数形成され、蓋が缶胴の上部に位置する所定区間において、缶胴と蓋の間に向けて高温置換流体を噴出するように構成する。それにより、いわゆるアンダーカバーガッシング装置が構成される。なお、ターレット本体と高温置換流体を噴射するガス置換ターレットを別体に構成して一体に回転するように構成しても良い。図８はそのような例を示し、ターレット本体の下面にガス置換ターレットが一体に固定されている。また、回転するガス置換ターレットに代えて、置換流体噴出ノズルを蓋が缶胴の上部に位置する所定区間に固定して配置し、その区間で常時高温置換流体を噴出しているように構成することも可能である。
【００４５】
蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３は、前記缶蓋供給・ガス置換ターレットのポケットと同ピッチに設けられたリフター９３と、リフターの上面のキャンパッドに移載された缶胴と蓋を挟んで蓋を缶胴に圧着させるクリンチャーチャック９４とを有している。リフター９３は、図示してないカムによって蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３の回転に伴って上下動し、蓋が載置された缶胴が図７、図８に示すように蓋供給・ガス置換ターレット８２と蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３の中心線を結ぶ線上でリフター９３の上面に移載されると、蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３の回転に伴って次第に上昇し、リフター９３とクリンチャーチャック９４によって缶胴と蓋を挟んで蓋を缶胴に圧着させて挾持し、その状態で後述するカーリング装置９５が配置されている位置を通過する際には、缶胴と缶蓋を一体に回転させて仮巻締するようになっている。
【００４６】
カーリング装置９５は、蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３の外周部に、缶の搬送経路に沿って固定して配置されている。該カーリング装置９５は、その詳細が図９及び図１０に示されているように、固定部に立設したネジ棒９６に高さ方向に調節可能に設けられたカーリングフレーム９７に、搬送中の缶方向に調節ボルト９９で調節可能にカーリングレール９８が設けられている。カーリングレール９８のシーミンググルーブ１００は、図１０に断面に示すように、ガス置換後蓋を嵌合し圧着した状態で缶内真空度が維持できる程度の仮巻締する巻締形状に形成されている。カーリングレール９８は、ガス置換後蓋を嵌合し圧着した状態でターレットにより自転しながら搬送される缶の缶蓋カール部にそのシーミンググルーブが圧接して仮巻締できるように、缶種に応じて調節ボルト９９で径方向に位置決めされ、その位置でカーリングクランプ１０１で固定される。
【００４７】
トランスファーターレット８４は、蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３とシーマー本体８５との間で蓋が仮巻締された缶を中継するためのターレットであり、外周部に蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３と等ピッチのポケットを有している。シーマー本体８５及びディスチャージターレット８６は従来公知と同様なものが採用でき、仮巻締された缶体と蓋をシーマー本体で一次巻締及び二次巻締する。
【００４８】
図１１は、高温置換流体として蒸気と窒素ガスの混合体を採用する場合の、ガス置換ターレットへの供給管路の実施形態を示している。蒸気供給源に連結された蒸気供給管１１０に上流側から順にプレフィルター１１１、減圧弁１１２、自動弁１１３、第２次減圧弁１１４、自動弁１１５、ファイナルフィルター１１６を配置して、ミキシング装置１１７に連結されている。一方、窒素ガス供給源に連結された窒素ガス供給管１２０は、同様に上流側から順にプレフィルター１２１、減圧弁１２２、自動弁１２３、ファイナルフィルター１２４を配置して、ミキシング装置１１７に連結されている。以上のような管路回路により蒸気及び窒素ガスは、プレフィルター及びファイナルフィルターによりそれぞれ除菌されてミキシング装置１１７に供給され、適当な混合比で混合されて、缶胴開口部と蓋との隙間に吹き込まれて、缶胴ヘッドスペース部のガス置換を行う。なお、図中、１２５、１２６は手動弁、１２７、１２８はトラップである。また１１９は窒素ガス管路の滅菌回路である。
【００４９】
本発明の実施形態に係るアセプティック充填缶詰製造装置は、以上のように構成され、デパレタイザーから単列コンベア１で１列状態で送られてくる空缶は、集合コンベア２上で多列密集状態で搬送され、振り分けコンベア３’で５列状態に振り分けられ、その先端部で吸着コンベア５により開口端部が吸着されて、底部が開放された状態で搬送される。その際、吸着コンベア５は、前記振り分けコンベアよりもやや高速で運転され、振り分けコンベアで列方向に連なって搬送されてきた缶は、吸着コンベアによって搬送方向にも所定間隔を有して搬送されて、クリーンルーム内の温水滅菌チャンバー６に達し、吸着コンベアで搬送中に、搬送路下方に設けられた温水噴射ノズル７から温水を缶底外面に噴射することによって、缶底外面を集中的に洗浄滅菌すると共に缶胴外面も滅菌する。温水による外面洗浄滅菌は、６５℃以上の温水を約３秒以上噴射することが望ましい。缶の上部を吸着して缶底外部を露出状態で搬送して缶底に向けて温水噴射することによって、静電気作用等により汚れが付着し易い缶底外面が効果的に滅菌される。
【００５０】
外面が温水滅菌された缶は、吸着コンベア５から中継コンベア９上に移載され、次いで反転コンベア１２上に移載される。反転コンベア１２の反転経路で缶が反転した状態で缶内面温水噴射手段ノズルから缶胴内面に向けて、６５℃以上、望ましくは７５〜９０℃の温水を３秒以上噴射して、缶内面を温水洗浄滅菌を行う。缶の内外面が温水洗浄滅菌された缶は、次いで薬剤滅菌チャンバー１６内に配置されているネットコンベア１７上に移載される。反転コンベア１２上で多列密集状態なっている缶は、移載されるに際してネットコンベアとの速度差により搬送方向に所定間隔に拡げられると共に、缶ガイド１４によって幅方向にも拡げられてネットコンベアによって搬送される。
【００５１】
薬剤滅菌チャンバー１６内では、ネットコンベアの上方に設けられた薬剤充填タンク１８の薬剤充填ノズル１９から缶の搬送路上方に沿って薬剤が一定流量で流下しており、缶がその下を通過することにより、薬剤が満杯に充填される。本実施例で使用される薬剤は、３５〜７０℃に加温された過酢酸系薬剤であるが、必ずしもそれに限るものではない。前記３５〜７０℃の温度範囲は、缶内面を例えばＰＥＴフィルム等でラミネートした缶に熱的影響を与えないで短時間に効果的に滅菌できる範囲である。過酢酸系薬剤の場合、薬剤を満注状態にして缶内面に１０数秒から数分程度保持することによって、缶内面を十分に滅菌することができるので、滅菌時間を短縮することができる。ネットコンベアは、必要とする滅菌時間を稼ぐことができる程度の長さであれば良いので、滅菌時間が短縮できればその分ネットコンベアの長さも短くすることができる。その上、本実施形態では、缶を５列で搬送して多列処理しているので、従来の単列処理の場合と比べネットコンベアは１／５の速度にすることができ、搬送中の液こぼれが低減でき、確実な滅菌が可能となる。
【００５２】
さらに、本実施形態では、より確実を期すために、薬剤充填タンク１８の下流側にさらに薬剤補充タンク２０が設けられている。従って、たとえ液こぼれが生じても、その位置を通過することにより液こぼれ分が補充充填され、缶内面全体を薬剤と所定時間以上確実に接触させることができ、滅菌洩れが生じることはない。一方、ネットコンベア１７で搬送中に、各列の搬送路間に設けられた胴部滅菌ノズル２３及びネットコンベアの下方に設けられた底部滅菌ノズル２４から、胴部及び缶底の缶外周面全体に薬剤が噴霧され、缶外面が滅菌される。
【００５３】
薬剤を充填され且つ外周面が滅菌された缶は、ネットコンベア１７の端部に達すると、それと直交して配置されている吸着反転コンベア２６に上に押し出される。吸着反転コンベア２６は定速運転されており、押し出された缶は該コンベアに設けた吸着手段により底部が吸着されて抵抗を受けながら缶ガイド２７によって案内されてコンベア幅方向全体に密集状態で広がり、その状態で缶底が吸着されて、吸着反転コンベア２６が復路で反転することによって薬剤が排出される。缶は復路全長に亘って反転状態となるので、排液時間が長く設定でき、その分缶内に付着する薬剤量を減らすことができる利点がある。そして、缶滅菌チャンバー内で使用した薬剤は、吸着反転コンベア２６から整列コンベアに移載される缶に付着している僅かの薬剤を除き缶滅菌チャンバーの底壁に落下して回収され、図示しない回収タンクに送られ、その汚れ具合に応じて再び循環使用される。
【００５４】
排液して空になった缶は、吸着反転コンベア２６が復路から往路に変転する際、再び正立状態となり、缶ガイド２８が設けられている位置に達すると該ガイドにより誘導されて整列コンベア３０上に押し出される。整列コンベア３０の下流側に設けられた整列ガイド３２の作用により、空缶は中央のコンベア３１1からその隣のコンベア３１2に次第に移動し、コンベア３１2の下流端で１列に整列されてリンサー３５への供給コンベア３４に移載される。リンサー３５で缶は、内面及び外面が無菌水で洗浄されて内外面に付着している薬剤を完全に除去して、内容物充填工程へと搬送される。
【００５５】
内容物充填工程では、予め滅菌された充填タンク内に短時間の加熱で滅菌された内容物が貯留され、従来と同様な方法で充填タンクに設けられた充填ノズルにより缶胴内に充填される。フィラー３８はクリーンボックス３７内でクラス１００程度の清浄雰囲気で内容物が充填され、その清浄雰囲気を保つようにトンネル４７で囲われたタイミングコンベア８７を介して、清浄密封工程を行う密封空間へ搬送される。
【００５６】
清浄密封工程は、クリーンルーム内に配置されたより清浄度が高く維持されるクリーンボックス８１内で行われる。クリーンボックス８１は、容器出入口を除き壁により隔離された構造になっており、図８に示すように無菌エアーの導入により陽圧状態に保持されている。さらに、クリーンボックス８１内は、蓋を缶胴に圧着して仮巻締するまでの工程を行う部分と蓋の本巻締を行う部分とを隔離壁８９により隔離してある。なお、本発明は仮巻締を行うものに限定されるものではないが、開口部が若干変形している缶であっても確実に本巻締工程前に密封するためには、仮巻締工程を設けるのが望ましい。
【００５７】
フィラー側無菌空間３９の圧力Ｐ１、ガス置換・蓋載せ・仮巻締空間７７の圧力Ｐ２、本巻締空間７８の圧力をＰ３、出口側空間７９即ちクリーンルーム内の圧力をＰ０とすると、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ０の圧力勾配となるように設定して、本巻締空間７８の空気が前工程に流入しないようにしてある。それにより、本巻締空間７８からガス置換・蓋載せ・仮巻締空間７７への空気の流入を防ぎ、密封されるまでの清浄度を確実に保持することができる。
【００５８】
フィラーで内容物が充填された缶胴ｃは、コンベア周辺を囲って高清浄度に維持されたフィラー側無菌空間３９をタイミングコンベア８７によって各ターレットのポケットピッチと同じピッチでクリーンボックス８１内に搬入され、蓋供給・ガス置換ターレット８２と蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３との噛み合い位置に搬入される。一方、蓋ｅは蓋滅菌供給装置４０で滅菌されて出口側シュート７１を介して蓋スタッカー９１に貯留されおり、該蓋スタッカー９１から切り出し装置により１枚ずつ切り出されて蓋供給・ガス置換ターレット８２のターレット本体のポケットに嵌合して搬送され、ターレット本体が回転することによって、図７に示すように、タイミングコンベアで搬送されてくる缶胴ｃの真上に搬送される。この時点又はこの直前からガス置換ターレット８２のノズル穴から蓋と缶胴口部との間に高温置換流体を噴射する。この時点では、缶胴は蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレットのリフター９３上に移載されている。
【００５９】
蓋と缶胴口部との間に高温置換流体を噴射することによって、缶胴のヘッドスペース内のガスが追い出されて高温置換流体と置換される。その後蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３の回転に伴って蓋は完全に缶胴開口部に載せられ、リフター９３が上昇して図８に示すように、蓋の上面がクリンチャーチャック９４の圧着面に当たることにより、蓋が缶胴開口部に圧着される。常温で内容物が充填された缶胴のヘッドスペースのガスを蒸気と窒素ガス等の混合ガス等からなる高温置換流体で置換して蓋を被せて圧着することにより、蒸気が冷却されて缶内が瞬時に減圧される。その結果、缶胴と缶蓋の嵌合部に変形等がなければ、仮巻締め等をせず、単に蓋を缶胴に押しつけただけでも、蓋と缶胴が密着して密封状態となり、缶胴への外部空気の流入が阻止されると共に、搬送中の液こぼれもなくなり、シーマー本体まで搬送することができる。しかしながら、缶のフランジ部など缶蓋と缶胴の嵌合部に変形があると、完全な密封状態が維持されなくなることがあるので、それを防ぐために本実施形態では、フランジ部に若干の変形があっても蓋を圧着した状態で缶内真空度が維持できる程度に仮巻締する仮巻締手段を採用してある。
【００６０】
図９及び図１０に示すように、リフター９３とクリンチャーチャック９４とで挾持され蒸気の冷却により減圧状態になっている缶は、カーリングレール９８が配置されている位置を回転通過する際に、缶蓋のカール部ｆがカーリングレール９８のシーミンググループ１００に圧接して缶胴フランジに仮巻締される。この仮巻締方法は、回転方式シーミングロールでなく固定式のカーリングレール９８で行うため、回転部の給油に伴う潤滑油の滅菌の必要性や油漏れがなくなり、ノックアウト機構も不要となるため、巻締機構が大幅に簡素化されるので、装置の滅菌及び滅菌後の無菌性維持が容易となり、無菌性を確保できる。従って、缶胴内のガス置換及び蓋載せ工程とシーマーでの本巻締工程を分離することができ、且つ蓋圧着工程ないしは蓋仮巻締工程で缶内が密閉されるので、缶内部の清浄度が本巻締空間７８の影響を受けることがない。
【００６１】
それ故、構造が簡単で且つ可動部分も少なく、シーマー本体と比べて滅菌及び無菌性維持が容易である缶蓋供給・ガス置換ターレット８２、蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット８３、トランスファーターレット８４の部分の無菌性を確保すれば、シーマー本体８５の滅菌及び無菌性の維持が困難であっても、それに影響されることなく、アセプティック充填における無菌性の確保・維持が可能となり、缶詰のより高度なアセプティック充填を達成することができる。また、シーマー本体に到達するまでには、缶詰はより安定した密封性が確保されているので、シーマーが設置されている本巻締空間７８の無菌環境のグレードを下げることが可能となり、例えば清浄度クラス１００の状態からクラス１０，０００又は一般室の状態にすることも可能となり、環境設備コストの低減を図ることができる。
【００６２】
なお、打検による密封性や出荷前の変敗を効果的に確認するためには、容器内真空度は、２０〜４０ｃｍＨｇを維持することが望ましく、前記蓋仮巻締工程ではこの真空度を安定的に確保できる程度に巻締するのが好ましい。また、蒸気と窒素ガスとの混合割合は１：０〜１：１の範囲が望ましい。それにより、無菌充填缶詰でありながら、打検可能な陰圧缶詰を得ることができる。
【００６３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、その技術思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例えば、前記実施形態では、滅菌のためネットコンベアと排液コンベアを別個に設けてあるが、缶滅菌のためのネットコンベアを磁石コンベア等の吸着コンベアで構成し、薬剤満注状態の缶をそのままネットコンベアで吸着保持し、その戻り工程で缶が倒立することによって排液するようにすれば、ネットコンベアが排液コンベアを兼ねるように構成することも可能である。また、整列コンベアは必ずしも複数の平行コンベアで構成する必要はなく、その下流端部で１列に整列できれば良く、種々の手段が採用できる。
【００６４】
また、前記実施形態では、高温置換流体として、蒸気と窒素ガスの混合ガスを使用したが、充填後缶内を不活性雰囲気にし、且つ蓋圧着後瞬時に冷却して缶が陰圧状態になるものであれば良い。また、ガス置換手段及び蓋供給手段は、必ずしも前記実施形態のように、蓋嵌合・圧着ターレットと噛み合う位置関係で配置された蓋供給ターレット及びガス置換ターレットに限らず、例えばタイミングコンベアの直線経路に沿って、直線状の蓋供給ユニット及びガス置換ユニットを配置することも可能である。その場合、蓋供給ユニット及びガス置換ユニットのすぐ下流側に、タイミングコンベアの直線経路に沿って蓋圧着ユニットを設けると良い。
【００６５】
上記実施形態の空缶の滅菌方法では、温水滅菌と薬剤滅菌工程の組合せで行ったが、薬剤滅菌工程のみでも可能である。図１２及び図１３はその場合の実施形態の概略図である。以下、本実施形態について、前記実施形態と共通する部分については同一符号を付し、相違する部分のみを説明する。
【００６６】
この実施形態では、温水滅菌工程は設けられてなく、薬剤滅菌工程の前に、缶底洗浄工程を設けてある点が相違している。
缶底洗浄を行う缶底洗浄装置１４０は、振り分けコンベア３’とクリーンルーム１０内の薬剤滅菌チャンバー１４１内に配置されたネットコンベア１７間に配置され、クリーンルーム１０の缶搬入口１１に達するように形成された缶底洗浄チャンバー１４２内を貫通して設けられ、振り分けコンベア３’の端部に到達した缶の開口頂部を吸着してネットコンベア１７まで懸垂状に搬送する無端状の吸着コンベア５と、該吸着コンベアによって吸着搬送される缶の底部外面に向けて洗浄水を噴射する洗浄水噴射ノズル（洗浄水噴射手段）７とから構成されている。吸着コンベア５は、前記振り分けコンベア３’よりもやや高速で運転され、振り分けコンベアで列方向に連なって搬送されてきた缶は、吸着コンベアによって搬送方向にも所定間隔を有して搬送されて、クリーンルーム内に配置されているネットコンベア１７上に移載されるようになっている。
【００６７】
以上のように、本実施形態では薬剤滅菌チャンバー内に搬入される缶ｃを多列状態で吸着保持して、底部外面に向けて洗滌水を噴射することにより、缶底を確実に洗浄することができ、その状態で薬剤滅菌チャンバー内に搬入されるので、循環使用される薬剤の汚れを軽減でき、薬剤の循環使用時間を長くすることができ、経済的である。薬剤滅菌チャンバー内以下の各工程は前記実施形態と同様である。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本願の請求項１〜１４に記載の各発明によれば、空缶を一定時間薬剤満注状態に保持するので、缶内面全体に一様に滅菌剤を接触させることができて滅菌ムラがなく確実に滅菌することができ、しかも缶を多列処理するので、コンベアスピードが低速に設定できる。その結果、液こぼれがなく、且つ十分な滅菌時間が稼げるので、確実な滅菌が可能となり、コンベアの長さを短くすることができると共に耐久性も向上する。また、従来のように缶オーブンで加熱する必要がなく、低温で確実な滅菌ができるので、エネルギーコストが低減できると共に、合成樹脂フィルムをラミネートした缶にも適用可能であり、合成樹脂フィルムをラミネートした缶によるアセプティック充填缶詰を得ることができる。そして、本発明によれば空缶の滅菌のために、オーブンや冷却装置を必要としないので、その分装置全体を単純化することができる。
【００６９】
本願の請求項２の発明によれば、温水滅菌と薬剤満注滅菌との複合滅菌であるので、薬剤コストを低減でき低コストで効果的に空缶を滅菌することができる。また、請求項３及び請求項１０の発明によれば、缶を多列処理するので、コンベアスピードが低速に設定できるため液こぼれがなく、且つ十分な滅菌時間が稼げるので、確実な滅菌が可能となり、コンベアの耐久性を講じると共にライン全体を短くすることができ、小型化、省スペースを図ることができる。
【００７０】
また、請求項４び請求項１１の発明によれば、蓋滅菌供給装置を設けたことにより、タブ付き蓋でも確実な滅菌ができ、しかも薬剤による低温短時間滅菌が可能であるため蓋へ損傷を与えることがなく、コンパウドや塗膜面にブリスターを発生させることなく、より清浄度の高い蓋滅菌洗浄処理を高速で行うことができる。
【００７１】
そして、請求項５及び請求項１２の発明によれば、ガス置換・蓋載せ工程と巻締工程を分離することができ、シーマー本体の無菌性維持に関わらず缶密封時までの無菌性を確保することができ、アセプティック充填システムにおけるシーマー本体の滅菌困難性と巻締雰囲気の無菌性維持の困難性を克服して、高度の無菌充填を達成できる。また、高温置換流体により置換し蓋を被せて圧着することにより、高温置換流体が冷却され缶内が瞬時に減圧状態になり蓋と缶胴が密着するので、液こぼれなくシーマーに搬送することができる。その結果、常温充填であっても陰圧缶詰を得ることができて打検適性に優れたアセプティック充填缶詰を製造することができ、密封性や内容物の変敗検査がより簡単に且つ確実にでき、缶詰の品質管理がより容易となる。
【００７２】
さらに、請求項６、７及び請求項１３、１４の各発明によれば、内容物が常温充填された缶胴のヘッドスペースに高温置換流体を吹き込み蓋を圧着し、且つ固定のカーリングレールにより仮巻締を行うので、フランジ部など缶蓋と缶胴の嵌合部に若干変形が生じている缶であっても本巻締工程前に完全に缶内を密封することができるので、より高度の無菌充填を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るアセプティック充填缶詰製造装置の平面模式図である。
【図２】その正面模式図である。
【図３】ネットコンベア上での缶内周面の滅菌作動状態を示す概略図である。
【図４】ネットコンベア上での缶外面の滅菌作動状態を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る蓋の滅菌洗浄装置の概略断面図である。
【図６】（ａ）は蓋滅菌供給装置の薬剤噴射滅菌ゾーン又は無菌水洗浄ゾーンでのタブ付き蓋の薬剤噴射滅菌処理状態又は無菌水洗浄処理状態を示す要部正面概略図、（ｂ）はその側面概略図である。
【図７】本発明の実施形態に係るアセプティック充填缶詰製造装置における清浄密封装置の平面模式図である。
【図８】その正面模式図である。
【図９】カーリング装置の平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】高温置換流体が蒸気窒素ガスの混合ガスである場合の実施形態に係る管路構成図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係るアセプティック充填缶詰製造装置の正面模式図である。
【図１３】その平面模式図である。
【符号の説明】
１  単列コンベア                    ２  集合コンベア
３  振り分け装置                    ４  外面温水滅菌装置
５  吸着コンベア                    ６  温水滅菌チャンバー
７  洗浄水噴射ノズル              １０  クリーンルーム
１２  反転コンベア                  １６  薬剤滅菌チャンバー
１７  ネットコンベア                １８  薬剤充填タンク
１９  薬剤充填ノズル                ２０  薬剤補充タンク
２３  胴部滅菌ノズル                ２４  底部滅菌ノズル
２５  排液装置                      ２６  吸着反転コンベア
３０  整列コンベア                  ３４  供給コンベア
３５  リンサー                      ３７  クリーンボックス
３８  フィラー                      ４０  蓋滅菌供給装置
４４  蓋間隔搬送手段                ５１  薬剤噴射滅菌ゾーン
５２  無菌水洗浄ゾーン              ５３  無菌空気水切りゾーン
７７  ガス置換・蓋載せ・仮巻締空間  ７８  本巻締空間
８０  清浄密封装置                  ８１  クリーンボックス
８２  缶蓋供給・ガス置換ターレット  ８３  蓋嵌合・圧着・仮巻締ターレット
８５  シーマー本体                  ８７  タイミングコンベア
９３  リフター                      ９５  カーリング装置
９８  カーリングヘッド            １１０  蒸気供給管
１１７  ミキシング装置            １２０  窒素ガス供給管
１４０  缶底洗浄装置              １４１  薬剤滅菌チャンバー
１４２  缶底洗浄チャンバー
【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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