(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁にキャップ収納凹部が形成され、周縁同士が近接し、縦方向に回転する３基のターレットを備えたクリーンルーム内におけるキャップの殺菌洗浄装置であって、整列状態のキャップを第１ターレットに供給する機構、第１ターレットにおける蒸気殺菌機構、第２ターレットにおける無菌水噴射機構、および第３ターレットにおける無菌エアーブロー機構を、それぞれ、各ターレット間におけるキャップ受渡部以外を区画されたゾーン内に順次配置し、装置下方には、上記ゾーンに開口する複数の蒸気噴射口を有するパイプが設置され、更に、洗浄後のキャップを無菌雰囲気に排出する機構を備えたキャップの殺菌洗浄装置。
【請求項２】
前記キャップ供給機構は壁面が開放された角型筒状体からなるシュートであり、その外側に形成されたクラス１０，０００のクリーンルームから、クラス１００のクリーンルーム開口を介して第１ターレット近傍へ連接されている請求項１記載のキャップの殺菌洗浄装置。
【請求項３】
第１ターレットにおける蒸気殺菌および第２ターレットにおける無菌水噴射が、それぞれに供給されたキャップがターレットの下方を通過する時に行われる請求項１または２記載のキャップの殺菌洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アセプティック、すなわち、無菌充填系において、容器に、飲料水、ジュース、ウーロン茶、ミルクコーヒーなどの各種飲料が充填された後のキャッピング工程の前段階として行われるキャップの殺菌洗浄装置に関するものであり、より詳しくは、キャップの殺菌が均一に行われ、かつ工程中の再汚染を防止したキャップの殺菌洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
従来より、無菌充填系における一連の工程は、容器の洗浄殺菌・仕上げリンサー・内容物充填・キャッピング工程に沿って行われることが知られている。これらの工程は、通常、クラス１０，０００に保たれたクリーンルーム内に区画されたブース内において行われ、このブースはクラス１００に保たれている。
【０００３】
これらの工程の内、キャッピング工程においては、充填工程から送られてくる内容物が充填された容器にキャッピングをするものであり、このキャッピングも、コンピューター制御によって容器の移送速度に同期して送り込まれるキャップによって順次キャッピングされて製品として送り出されるものである。
この際、キャップは当然完全に殺菌されたものが用いられなければならない。
【０００４】
ところで、従来提案されているキャップ洗浄に関する技術としては、例えば、特開平４−４４９３８号公報、特公平７−９４２５１号公報、特公平１−１４０９４号公報に開示されたもの等が知られている。
【０００５】
特開平４−４４９３８号公報に開示されたものは、ほぼ密閉状の滅菌室内に配置されたジグザグコンベア上を、蓋内面に噴射される滅菌液の圧力で推進され、かつ、蓋外周面に噴射される滅菌液の圧力で回転され、コンベア上を移動させながら所定時間滅菌液を接触させたのち、滅菌室を出た後で蓋の内外面に無菌水を噴射して蓋を洗浄する方法が開示されている。
【０００６】
また、特公平７−９４２５１号公報には、キャップ洗浄装置における殺菌用シュート中を通過するキャップの内面に殺菌のための紫外線の照射が長すぎるとキャップ内部のパッキンやキャップ自体が変質してしまうのを防止するため、キャップの流れを検知して、長過ぎる場合に紫外線の照射を遮断するシャッターを設けたものである。
【０００７】
更に、特公平１−１４０９４号公報には、キャッピング装置へのキャップ殺菌供給装置が示されており、その目的とするところは、殺菌済のキャップの再汚染を防止することにある。この発明によると、シュートからキャップ殺菌供給装置に送り込まれるキャップに、殺菌液ノズルから殺菌液を噴射し、次いで熱風ノズルからの熱風を吹きつけることにより、過酸化水素水のような殺菌液を蒸発除去し殺菌を完了する。殺菌済のキャップは、その後、水平可動ロールによってキャッピング装置へ送り込まれる構成になっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−４４９３８号公報に開示された技術は、蓋の滅菌を効率的に行う点で優れているが、殺菌時間にバラツキが生じる可能性がある。また、特公平７−９４２５１号公報に開示された技術も、紫外線を用いたキャップの殺菌方法に限定されるものであり、紫外線の非照射部分が発生するため無菌充填系に応用することはできない。
【０００９】
更に、特公平１−１４０９４号公報に開示された技術は、無菌充填系におけるキャッピングを意図しているものの、シュートから送り込まれるキャップは、移動板、ストッパおよびプッシャにより１つずつ取り出されて水平案内レールに乗せられ、これに殺菌液を噴射し、次いで、熱風により殺菌液を蒸発除去するようになっている。したがって、この装置を用いた洗浄では、洗浄効率が劣り、かつ、水平案内レールに乗せられたキャップに一方から殺菌水を噴射するだけの方法では、キャップの全体を完全に殺菌するという観点からは十分なものとは言えない。
【００１０】
そこで本発明の目的は、無菌充填系におけるキャップの殺菌洗浄において、殺菌洗浄の効率化はもとより、キャップ全面を均一に殺菌洗浄でき、かつ、殺菌洗浄後のキャップが再汚染されることを防止したキャップの殺菌洗浄装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、特にキャッピング時の温度によりキャップ性能が変わるプラスチックキャップに適したキャップの殺菌洗浄装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、装置全体をクリーンルーム内にセットして、かつ、殺菌洗浄から無菌エアのブローに至る工程のキャップの搬送を、縦方向に回転するターレットによって行うようにした点に重要な特徴がある。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、周縁にキャップ収納凹部が形成され、周縁同士が近接し、
縦方向に回転する３基のターレットを備えたクリーンルーム内におけるキャップの殺菌洗浄装置であって、整列状態のキャップを第１ターレットに供給する機構、第１ターレットにおける蒸気殺菌機構、第２ターレットにおける無菌水噴射機構、および第３ターレットにおける無菌エアーブロー機構を、それぞれ、各ターレット間におけるキャップ受渡部以外を区画されたゾーン内に順次配置し、装置下方には、上記ゾーンに開口する複数の蒸気噴射口を有するパイプが設置され、更に、洗浄後のキャップを無菌雰囲気に排出する機構を備えたことを特徴とするキャップの殺菌洗浄装置が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、前記キャップ供給機構は壁面が開放された角型筒状体からなるシュートであり、その外側に形成されたクラス１０，０００のクリーンルームから、クラス１００のクリーンルーム開口を介して第１ターレット近傍へ連接されている上記キャップの殺菌洗浄装置が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、第１ターレットにおける蒸気殺菌および第２ターレットにおける無菌水噴射が、それぞれに供給されたキャップがターレットの下方を通過する時に行われる上記キャップの殺菌洗浄装置が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
本発明のキャップの殺菌洗浄装置は、クラス１０，０００のクリーンルームＡ内に始端を揺するキャップ供給機構２２と、クラス１００のクリーンルームＢ内で行われる、上記キャップの蒸気殺菌機構、無菌水噴射による洗浄機構ならびに無菌エアーのブロー機構を組み合わせたことが第１の特徴である。
そして、蒸気殺菌機構、無菌水噴射による洗浄機構ならびに無菌エアーのブロー機構が、周縁にキャップ収納凹部が形成され、周縁同士が近接し、縦方向に回転する３基のターレットによって行われることが第２の特徴である。
【００１７】
図１には、本発明のキャップの殺菌洗浄装置の好適な一例を概要図で示した。
このキャップの殺菌洗浄装置は、クラス１０，０００のクリーンルームＡ内にキャップ供給機構（シュート）２２の始端部を（図示せず）有し、そこからシュートに整列して供給されたキャップが、クラス１００のクリーンルームＢの開口部２０を介して室内に延設されている。
【００１８】
クリーンルームＡ内のシュート２２の途中には、シュート２２内のキャップの満杯検知装置３０とキャップの空杯検知装置３１が設置されていることが好ましい。これらの検知装置は、クリーンルームＢ内のストッパー３２とコンピューター（図示せず）によって連動しており、空杯検知装置３１がシュート２２内のキャップが空杯であることを検知すると、ストッパー３２がシュート２２の中に遮断板を差し込んでキャップの送給を停止させる。また、反対に、満杯検知装置３０が、シュート内のキャップが満杯になっていることを検知すると、ストッパー３２は遮断板を後退させてキャップの送給を再開させるように作動する。
【００１９】
更に上記殺菌洗浄装置の後工程でトラブルが発生した時は、その信号によりストッパー３２が作動し、キャップの送給を停止し、殺菌洗浄装置内のキャップはすべて該装置から送り出され、必要以上の殺菌洗浄がされないようになっている。また、その後トラブルが解消された時にストッパー３２は後退しキャップの供給が開始される。
【００２０】
クリーンルームＡ内は、基本構成として、それぞれ縦方向に回転し、キャップの蒸気殺菌を行う第１ターレット１１、無菌水による洗浄を行う第２ターレット１２および無菌エアーのブローによって洗浄液の蒸発乾燥を行うための第３ターレット１３がそれぞれキャップの受渡し（移し替え）ができる状態で配置されていることが本発明の重要な特徴である。ターレットは、その周縁にキャップを１個ずつ受け入れる半円形の凹部が形成されており、ターレットの回転に伴って１個ずつのキャップを洗浄工程に送り込むことになる。
【００２１】
上記３基のターレットは、縦方向に回転することも重要な特徴であり、これによって装置の設置面積のコンパクト化が図れる。また、殺菌、冷却時間を変えたい場合はターレットの大きさを変えることにより適宜対応することができる。
上記３基のターレットの他に、必要に応じて、シュート２２と第１ターレット１１の間、および／または第１ターレット１１と第２ターレット１２の間に、補助のターレット１４，１５を配置することもできる。
【００２２】
この補助ターレットを付設することにより、第１ターレットと第２ターレットが同一方向の回転になり、それぞれのキャップがターレットの下面を通過する時に蒸気噴射による殺菌および無菌水噴射による洗浄を行うことができる。この際、第１および第２ターレットの下面には、キャップの落下を防止するためのガイド２３，２４が付設されている。
【００２３】
キャップとガイドの間はわずかな空隙があり、キャップは、ターレットの回転に伴ってガイド２３，２４とも接触しながら自転することになるために、蒸気殺菌および無菌水がキャップの全面に均一に行われることになる。
このガイド２３，２４は、蒸気または無菌水がキャップに到達するための隙間を有するものであることが必要であり、通常、３点でキャップを支持する線状体によって形成されている。
【００２４】
第１ターレットにおける蒸気殺菌機構の一例を、図１のI-I 断面として図２に示した。４４は蒸気供給のためのパイプであり、蒸気噴射口４１，４２，４３に連接され、その回りをカバー４５で覆っている。カバーとしては、ステンレス製の板などが好適に用いられる。この蒸気噴射口４１，４２，４３からは元圧２ｋｇ／ｃｍ2 で１００℃の蒸気が連続的に噴射されており、ガイド２３で支持されながら自転しているキャップが蒸気の噴射を受けることによって殺菌される。蒸気の噴射は図１のａ−ａ’の範囲の１８０°にわたる区域１において行われることが好ましい。このような装置にすることにより、蒸気殺菌および無菌水による洗浄後の液がターレットにかからないで落下するため、キャップの再汚染を防止することができる。
【００２５】
第２ターレット１２は、無菌水の噴射による洗浄を行うためのものであり、同時にキャップを均一に冷却するためのものでもある。
無菌水の噴射機構の一例を図１のII-II 断面である図３に示した。この機構も、前記蒸気殺菌機構と本質的には同じ構成になっており、ガイド２３に支持されたキャップに向けて、無菌水供給パイプ４９から送り込まれた無菌水が噴出口４６，４７，４８から噴射されるようになっている。無菌水の噴射は、図１のｂ−ｂ’の範囲の約１２０°の区域２で行われることが好ましく、この洗浄後の無菌水は、そのまま落下して排水口２９から排出されるので、洗浄後のキャップを再汚染することはない。無菌水は、通常２０ないし３０℃程度の常温水で良く、その噴射圧は、１．５ｋｇ／ｃｍ2 程度であることが好ましい。
【００２６】
第１ターレットから第２ターレットへのキャップの移し替えは、その間に補助ターレット１５を介することにより、第２ターレットも第１ターレットと同方向に回転し、その下面を移送中に無菌水の噴射を受けることになる。
【００２７】
第３ターレット１３は、第２ターレットからその近接点で直接キャップを移し替えられ、前工程で殺菌洗浄されたキャップのぬれを蒸発乾燥させるための無菌エアー噴射機構であり、ここでは無菌エアーによるブローがキャップに対してなされる。無菌エアーは常温でよく、噴射圧は、２ｋｇ／ｃｍ2 程度が好ましい。ターレットの回転方向は任意であるが、洗浄工程終了後のキャップを装置外へスムースに給送するためには、第１および第２ターレットと反対方向へ回転し、キャップがターレットの上面を移送中に無菌エアーによるブローが行われるようにすることが好ましい。
【００２８】
このターレットにおいても、無菌エアーが噴射されるゾーンにおいては、無菌エアーの噴射力によりキャップが飛ばされないように、第１および第２ターレットと同様のガイドを設けることが必要である。無菌エアーの噴射機構は、無菌水の噴射機構と同様に形成されてよく、噴射口４６，４７，４８から無菌エアーが噴射される点が異なるだけである。無菌エアーの噴射はｃ−ｃ’で表される範囲の約７５°の区域３で良く、その後はシュート２２’に移し替えられて装置外に排出される。この際、キャップ排出ゾーンＣは、クラス１００のクリーンルーム外ではあるが、クラス１００に維持されていることが重要である。
【００２９】
第１、第２、第３の各ターレットは、その大きさに制限はないが、操作性、全体的装置のコンパクト化という観点から、通常、４０ないし８０ｃｍ径のものが好適に用いられる。ターレットにおけるキャップ収納凹部は、キャップの大きさによっても異なるが、通常３２ｍｍ径のキャップを洗浄する場合には、ターレットの周縁に形成されるキャップ収納凹部の数は約２５ないし５０個である。
本発明者の実験によれば、第１、第２、第３のターレットの回転速度は、一回転が９秒程度であることが好ましく、この例では、蒸気殺菌域が４．５秒、無菌水噴射域が３秒、無菌エアーブロー域が１．９秒程度に設定した場合が、完全殺菌で、かつ作業性に優れていた。
【００３０】
以上説明したように、本発明の殺菌洗浄装置内には、それぞれが縦方向に回転し、蒸気殺菌機構を付設した第１ターレット、無菌水による洗浄機構を付設した第２ターレットおよび無菌エアーによるブロー機構を付設した第３ターレットが順次配置されていることが重要な基本構成である。
【００３１】
前述した工程を効率的に行うために、それぞれの機構は隔壁によって区画されていることが望ましい。したがって、上記３基のターレットの間には、キャップの移し替えのための空間を除いて隔壁１６，１７を設け、蒸気殺菌域１、無菌水洗浄域２、無菌エアー噴射域３を含む３基のターレットが稼働する部分をそれぞれ準密閉空間とすることが好ましい。
【００３２】
蒸気殺菌域と無菌水洗浄域の上方には、クリーンルームＡの外につながる排気口２６，２７を設け、更にその下方には、排水口２８，２９を設けることが望ましい。ただし、クリーンルームＢ内は、装置が稼働中は蒸気が室Ｂ外に漏れないように負圧になっているが、排水口２８，２９は水封式になっており（図示せず）、この部分からのエアーの入り込みはなく、また、キャップ供給部より入り込むエアーは、クリーンルーム外につながる排気口２６から排気されるため、クリーンルームＢ内はクラス１００の雰囲気に維持されている。
【００３３】
蒸気排気口および排水口からの外気の侵入を遮断するためには、例えば、開口内にバタフライバルブを付設することが好ましい。バタフライバルブとは、開口の内径と略同じ外径を有する円板が中央の軸によって固定され、開閉自在にされている自体公知のものであり、その開閉操作は手動または自動制御によって容易に実施できる。
【００３４】
また、装置の休止中にもクリーンルームＢ内にはできるだけ外気の侵入を防止しなければならないという観点から言えば、キャップ供給部２０、およびキャップ排出部２１の両開口部も外気の侵入を防止するための閉鎖機構が付設されていることが望ましい。その一例として、本発明においては、両開口部を介して室外に延設されているシュートの開放壁面にシリンダーによる作動でシャッターが進退自在に構成されている閉鎖機構を付設することが推奨される。
【００３５】
本発明の第３の特徴は、最初あるいは装置の休止後は、すべての開口部をシャッターやバタフライバルブによって閉鎖して密封空間とした後、装置内の温度を装置の下方に設置されたパイプ３５に設けられた複数個の噴出口３６から蒸気等を噴出し、これによって、室Ｂ内を殺菌可能にした点にある。室Ｂ内は、約３０分の蒸気等の噴射によって、９５ないし１００℃程度に高めることにより殺菌される。
【００３６】
本発明の殺菌洗浄装置における重要な構成である、蒸気の噴射、無菌水噴射及び無菌エアー噴射のための機構は、前述したガイド部に付設された噴射口によって行われるが、噴射口までの蒸気、無菌水および無菌エアーの供給は、装置外に設けられたそれぞれの発生装置（図示せず）からコンピューター制御によって除菌フィルターを通し、適宜バルブを切替えることによりパイプによって送り込まれる。ここに用いるバルブとしては、外気と完全に遮断されたアセプティックバルブが適している。また、流体が一方向にだけ流れるチャッキバルブを併用することが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、無菌充填系におけるキャッピング工程において完全殺菌したキャップを供給するための効率的な装置が提供され、この装置は、殺菌洗浄するキャップの給送を縦方向に回転する３基のターレットによって行うことにより、キャップの表裏を均一に完全殺菌できると共に、キャップが殺菌洗浄後に汚染源に接触する機会がないために、再汚染を防止することができる。
また、上記各ターレットの下方から複数の噴出口を有するパイプから、蒸気等を噴射することによって、使用前、および使用後の装置全体を殺菌することができる。
さらに、キャップを無菌水で洗浄することにより蒸気で加熱されたキャップを均一に冷却することができるため、各種材質のキャップに適用できるが、特にキャッピング時の温度によりキャッピング性能が大きく変わるプラスチックキャップに好適に適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャップの殺菌洗浄装置の概要図である。
【図２】本発明の第１ターレットに付設される蒸気噴射機構の断面図である。
【図３】本発明の第２ターレットに付設される無菌水噴射機構の断面図である。
【符号の説明】
Ａ    クラス１０，０００のクリーンルーム
Ｂ    クラス１００のクリーンルーム
Ｃ    クラス１００のクリーンゾーン
１０  キャップ
１１  第１ターレット
１２  第２ターレット
１３  第３ターレット
１４  補助ターレット
１５  補助ターレット
１６，１７  隔壁
２０  クリーンルーム開口部
２１  キャップ排出開口部
２２  キャップ供給機構（シュート）
２３  第１ターレットキャップ送給ガイド
２４  第２ターレットキャップ送給ガイド
２５  第３ターレットキャップ送給ガイド
２６，２７  排気口
２８，２９  排水口
３０  満杯検知装置
３１  空杯検知装置
３２  ストッパー
３３，３４  シャッター
３５  パイプ
３６  蒸気噴出口
４１，４２，４３  蒸気噴射口
４４  蒸気供給パイプ
４５  カバー
４６，４７，４８  無菌水（無菌エアー）噴射口
４９  無菌水（無菌エアー）供給パイプ
ａ−ａ’  蒸気殺菌域
ｂ−ｂ’  無菌水洗浄域
ｃ−ｃ’  無菌エアーブロー域
【図１】
0003791868.tif 000002
【図２】
0003791868.tif 000003
【図３】
0003791868.tif 000004