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技術 無菌ブロー成形機及び無菌ブロー成形方法

出願人 大日本印刷株式会社
発明者 早川睦
出願日 2016年9月28日 (3年4ヶ月経過) 出願番号 2016-189313
公開日 2018年4月5日 (1年10ヶ月経過) 公開番号 2018-051870
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等のブロー成形,熱成形
主要キーワード 隔離管 外部磁性体 出口チャンバー 傘状部材 液体貯留槽 圧縮空気供給路 加熱エリア 成形ホイール
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

殺菌されたプリフォーム無菌雰囲気ボトル成形し、ボトルの無菌性を保持した状態で、ボトル成形機からボトルを取り出すことができる無菌ブロー成形機及び無菌ブロー成形方法を提供する。

解決手段

プリフォームをボトルに成形する成形部を遮蔽するチャンバーを設け、当該チャンバー内を殺菌する殺菌装置及び無菌性を維持するための無菌エア供給装置を設け、成形部チャンバー内を殺菌し、無菌性を維持してプリフォームをボトルに成形する。

概要

背景

従来、プリフォーム連続走行させながら、プリフォームに殺菌剤を塗布し、そのままプリフォームを加熱炉内に導入し、加熱炉内でプリフォームを容器成形するための温度まで加熱し、この加熱によってプリフォームに塗布した殺菌剤の乾燥、活性化を同時に行なう殺菌方法が提案されている(特許文献1)。しかし、殺菌したプリフォームを成形する際に無菌性を維持する方法や装置については記載されていない。

また、プリフォームを予熱し、予熱したプリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付け、さらにプリフォームを成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォームを連続走行するブロー成形型内でボトルに成形し、ブロー成形型からボトルを取り出し、その後、ボトルに飲料を充填してキャップ密封する飲料充填方法が提案されている(特許文献2、3参照。)。これらの特許文献には、成形機稼働前に成形機を殺菌する方法について記載はあるが不十分であり、プリフォームをボトルに成形する成形部における無菌性の確保や維持についての記載はない。

一方、プリフォームをボトルに成形する金型内面を殺菌する方法及び装置が提案されている(特許文献4)。また、金型、ブローノズル及び延伸ロッドクリーンルーム内に設けることも提案されている(特許文献5)。しかし、金型内面の殺菌が煩雑であったり、延伸ロッドの無菌性維持にベローズを使用することで、耐久性が不十分というおそれがある。

また、成形機のブローノズルと金型を無菌雰囲気とし、それ以外は非無菌雰囲気として、非無菌雰囲気にある延伸ロッドが移動するチャンバーを殺菌して、延伸ロッドの無菌性を確保する装置などが提案されている(特許文献6,7)。しかし、延伸ロッドの殺菌機構が複雑であり、成形後のボトルの口部が下向きで、上向きにするのが困難である。また、ボトルの口部が下向きであると、搬送装置が複雑になったり、反転のための設備を設けなければならない。

概要

殺菌されたプリフォームを無菌雰囲気でボトルに成形し、ボトルの無菌性を保持した状態で、ボトル成形機からボトルを取り出すことができる無菌ブロー成形機及び無菌ブロー成形方法を提供する。プリフォームをボトルに成形する成形部を遮蔽するチャンバーを設け、当該チャンバー内を殺菌する殺菌装置及び無菌性を維持するための無菌エア供給装置を設け、成形部チャンバー内を殺菌し、無菌性を維持してプリフォームをボトルに成形する。

目的

すなわち、殺菌されたプリフォームを無菌雰囲気で成形し、ボトルの無菌性を維持した状態で、成形機からボトルを取り出すことができる無菌ブロー成形機及びブ無菌ブロー成形方法が望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

少なくとも、プリフォームボトルブロー成形する成形部と当該成形部を駆動する駆動部を有する無菌ブロー成形機であって、前記成形部が少なくとも金型ブローノズルバブルブロック及び延伸ロッドを備えており、前記成形部が成形部チャンバーにより遮蔽され、当該成形部チャンバーの内部及び内面を殺菌する殺菌装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。

請求項2

請求項1に記載の無菌ブロー成形機において、前記成形部チャンバーが、前記成形部を保持し前記駆動部を遮蔽する可動部と、前記成形部を外気から遮蔽する固定部とからなることを特徴とする無菌ブロー成形機。

請求項3

請求項2に記載の無菌ブロー成形機において、前記可動部と前記固定部をシールする液体シール装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。

請求項4

請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の無菌ブロー成形機において、前記成形部チャンバー内にあって、回転する管体の内部を通じて、前記成形部チャンバーの外部から前記バブルブロックに、高圧エアを供給する高圧エア供給装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。

請求項5

請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の無菌ブロー成形機において、前記成形部チャンバーに無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。

請求項6

請求項5に記載の無菌ブロー成形機において、前記無菌エア供給装置が前記成形部チャンバーの上部に設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。

請求項7

請求項5及び請求項6に記載の無菌ブロー成形機において、前記無菌エア供給装置に無菌エア加熱装置が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。

請求項8

請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の無菌ブロー成形機において、前記殺菌装置に、殺菌剤ガスを生成する、殺菌剤ガス生成器が設けられていることを特徴とする無菌ブロー成形機。

請求項9

少なくとも、プリフォームをボトルにブロー成形する成形部と当該成形部を駆動する駆動部を有する無菌ブロー成形機を用いた無菌ブロー成形方法であって、前記成形部が少なくとも金型、ブローノズル、バブルブロック及び延伸ロッドを備えており、前記成形部を成形部チャンバーにより遮蔽し、当該成形部チャンバーの内部を無菌雰囲気として、殺菌されたプリフォームをボトルに成形することを特徴とする無菌ブロー成形方法。

請求項10

請求項9に記載の無菌ブロー成形方法において、前記成形部チャンバーが、前記成形部チャンバー内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けられることにより殺菌されることを特徴とする無菌ブロー成形方法。

請求項11

請求項9又は請求項10に記載の無菌ブロー成形方法において、前記成形部チャンバー内に無菌エアを供給し、前記成形部チャンバー内を無菌雰囲気に保持することを特徴とする無菌ブロー成形方法。

技術分野

0001

本発明は、プリフォームを殺菌し、殺菌したプリフォームを無菌雰囲気ボトル成形する無菌ブロー成形機及び無菌ブロー成形方法に関する。

背景技術

0002

従来、プリフォームを連続走行させながら、プリフォームに殺菌剤を塗布し、そのままプリフォームを加熱炉内に導入し、加熱炉内でプリフォームを容器に成形するための温度まで加熱し、この加熱によってプリフォームに塗布した殺菌剤の乾燥、活性化を同時に行なう殺菌方法が提案されている(特許文献1)。しかし、殺菌したプリフォームを成形する際に無菌性を維持する方法や装置については記載されていない。

0003

また、プリフォームを予熱し、予熱したプリフォームに過酸化水素ミスト又はガスを吹き付け、さらにプリフォームを成形温度まで加熱し、成形温度に達したプリフォームを連続走行するブロー成形型内でボトルに成形し、ブロー成形型からボトルを取り出し、その後、ボトルに飲料を充填してキャップ密封する飲料充填方法が提案されている(特許文献2、3参照。)。これらの特許文献には、成形機稼働前に成形機を殺菌する方法について記載はあるが不十分であり、プリフォームをボトルに成形する成形部における無菌性の確保や維持についての記載はない。

0004

一方、プリフォームをボトルに成形する金型内面を殺菌する方法及び装置が提案されている(特許文献4)。また、金型、ブローノズル及び延伸ロッドクリーンルーム内に設けることも提案されている(特許文献5)。しかし、金型内面の殺菌が煩雑であったり、延伸ロッドの無菌性維持にベローズを使用することで、耐久性が不十分というおそれがある。

0005

また、成形機のブローノズルと金型を無菌雰囲気とし、それ以外は非無菌雰囲気として、非無菌雰囲気にある延伸ロッドが移動するチャンバーを殺菌して、延伸ロッドの無菌性を確保する装置などが提案されている(特許文献6,7)。しかし、延伸ロッドの殺菌機構が複雑であり、成形後のボトルの口部が下向きで、上向きにするのが困難である。また、ボトルの口部が下向きであると、搬送装置が複雑になったり、反転のための設備を設けなければならない。

先行技術

0006

特開2008−183899号公報
特表2008−546605号公報
特開2013−35562号公報
特開2015−116814号公報
特開2011−51337号公報
特表2012−500134号公報
特開2010−264753号公報
特開2013−504456号公報

発明が解決しようとする課題

0007

従来、ボトルの無菌充填機は、プリフォームをボトルに成形し、成形後のボトルを殺菌していたが、殺菌剤が多量に必要であり、装置も過大となることから、プリフォームの段階で殺菌する無菌充填機が広まりつつある。しかし、プリフォームの段階で殺菌された後、プリフォームをボトルに成形し、成形したボトルに内容物を充填する充填部まで、ボトルは無菌性を維持して搬送されなければならない。特に、重要なことは殺菌されたプリフォームをボトルに成形する成形工程での無菌性を確保することであり、これが課題となっている。

0008

そこで、特許文献4、特許文献5、特許文献6及び特許文献7により、殺菌されたプリフォームをボトルに成形する成形機や成形方法が提案されている。しかし、いずれも背景技術で述べた理由により、成形部の無菌性を確保するための技術としては不十分である。すなわち、殺菌されたプリフォームを無菌雰囲気で成形し、ボトルの無菌性を維持した状態で、成形機からボトルを取り出すことができる無菌ブロー成形機及びブ無菌ブロー成形方法が望まれている。

0009

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、殺菌されたプリフォームの無菌性を維持したまま、プリフォームを無菌のボトルに成形できる無菌ブロー成形機及び無菌ブロー成形方法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

0010

本発明に係る無菌ブロー成形機は、少なくとも、プリフォームをボトルにブロー成形する成形部と当該成形部を駆動する駆動部を有する無菌ブロー成形機であって、前記成形部が少なくとも金型、ブローノズル、バブルブロック及び延伸ロッドを備えており、前記成形部が成形部チャンバーにより遮蔽され、当該成形部チャンバーの内部及び内面を殺菌する殺菌装置が設けられていることを特徴とする。

0011

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記成形部チャンバーが、前記成形部を保持し前記駆動部を遮蔽する可動部と、前記成形部を外気から遮蔽する固定部とからなると好適である。

0012

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記可動部と前記固定部をシールする液体シール装置が設けられていると好適である。

0013

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記成形部チャンバー内にあって、回転する管体の内部を通じて、前記成形部チャンバーの外部から前記バブルブロックに、高圧エアを供給する高圧エア供給装置が設けられていると好適である。

0014

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記成形部チャンバーに無菌エアを供給する無菌エア供給装置が設けられていると好適である。

0015

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記無菌エア供給装置が前記成形部チャンバーの上部に設けられていると好適である。

0016

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記無菌エア供給装置に無菌エア加熱装置が設けられていると好適である。

0017

また、本発明に係る無菌ブロー成形機は、前記殺菌装置に、殺菌剤のガスを生成する、殺菌剤ガス生成器が設けられていると好適である。

0018

本発明に係る無菌ブロー成形方法は 少なくとも、プリフォームをボトルにブロー成形する成形部と当該成形部を駆動する駆動部を有するブロー成形機を用いた無菌ブロー成形方法であって、前記成形部が少なくとも金型、ブローノズル、バブルブロック及び延伸ロッドを備えており、前記成形部を成形部チャンバーにより遮蔽し、当該成形部チャンバーの内部を無菌雰囲気として、殺菌されたプリフォームをボトルに成形することを特徴とする。

0019

また、本発明に係る無菌ブロー成形方法は、前記成形部チャンバーが、前記成形部チャンバー内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けられることにより殺菌されると好適である。

0020

また、本発明に係る無菌ブロー成形方法は、前記成形部チャンバー内に無菌エアを供給し、前記成形部チャンバー内を無菌雰囲気に保持すると好適である。

発明の効果

0021

本発明の無菌ブロー成形機によれば、殺菌されたプリフォームの無菌性を維持したまま、無菌のボトルを成形できる。さらに、プリフォームを殺菌する殺菌部を有する無菌充填機であっても、本発明の無菌ブロー成形機を備えることで、高い無菌性を確保できる。

図面の簡単な説明

0022

本発明の実施の形態に係るプリフォームをボトルに成形する装置の一例の概略を示す平面図である。
本発明の実施の形態に係るプリフォームをボトルに成形する工程を示し、(A)はプリフォームの加熱工程を、(B)はプリフォームのボトルへのブロー成形工程を示す。
本発明の実施の形態に係る無菌ブロー成形機の一例の概略を示す断面図である。
本発明の実施の形態に係る殺菌装置に設けられた殺菌剤ガス生成器を示す。
本発明の実施の形態に係る無菌ブロー成形機の延伸ロッドの動作を示し、(A)は延伸ロッドが上昇したときを、(B)は延伸ロッドが下降したときを示す。

実施例

0023

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

0024

最初に、プリフォーム供給装置から供給されたプリフォームを殺菌する殺菌部、殺菌されたプリフォームをボトルに成形する温度まで加熱する加熱部、加熱されたプリフォームをボトルに成形する無菌ブロー成形機の概要図1により説明し、さらに無菌ブロー成形機の各詳細を図2図3図4、及び図5により説明する。この実施の形態によれば、殺菌されたプリフォームを無菌のボトルに成形することができる。

0025

(ブロー成形機の概要)
本発明の無菌ブロー成形機21は、図2(A)に示すプリフォーム1を図2(B)に示すボトル2に成形する装置である。図1に示すように、プリフォーム1は、プリフォーム供給装置3により供給され、供給されたプリフォーム1は、殺菌部6にて殺菌される。殺菌されたプリフォーム1は加熱部14にて成形温度まで加熱され、本発明の無菌ブロー成形機21に受け渡される。本発明の実施の形態に係る無菌ブロー成形機21は、プリフォーム1をボトル2に成形する成形部19を備えており、成形部19は成形ホイール20の外周に一定間隔に設けられた金型23を備えている。プリフォーム1は成形ホイール20の外周を搬送されながら、金型23の形状のボトル2に成形される。成形されたボトル2は無菌性を維持したまま、次工程に搬送される。

0026

成形部19は成形部チャンバー22により遮蔽されており、無菌ブロー成形機21を稼働する前に、成形部チャンバー22内は殺菌され、その後無菌エアが成形部チャンバー22に供給され、成形部チャンバー22内が陽圧に保たれることより、殺菌されたプリフォーム1の無菌性を維持した状態で無菌のボトル2が得られる。

0027

成形されたボトル2は、ボトル2を検査する検査部、検査されたボトル2に殺菌された内容物を充填する充填部、さらに内容物が充填されたボトル2を殺菌されたキャップにより密封する密封部に順次搬送され、内容物が充填された無菌製品となる。

0028

検査部を遮蔽する検査部チャンバー、充填部及び密封部を遮蔽する充填部チャンバーも稼働前に殺菌され、無菌エアでチャンバー内が陽圧に保たれることにより、チャンバー内の無菌性が維持される。陽圧に保持される圧力は、充填部チャンバーを最高圧として、検査部チャンバー、成形部チャンバー22と上流に行くに従い、低く設定される。成形部チャンバー22の上流にある、加熱部チャンバー16も稼働中には、無菌性を維持するために無菌エアが供給される。加熱部チャンバー16内の圧力は成形部チャンバー22内の圧力よりも低く設定される。例えば、充填部チャンバー内の圧力は30Pa〜150Paであり、検査部チャンバー内の圧力は30Pa〜50Pa、成形部チャンバー22内の圧力は20Pa〜30Pa、加熱部チャンバー16内の圧力は0Pa〜20Paに設定される。また、密封部の下流である製品が排出される無菌製品をコンベヤに載置して無菌充填機外に排出する出口チャンバーは0Pa〜20Paに設定される。

0029

各チャンバーを陽圧に保持するために、各チャンバーに無菌エア供給装置が設けられるが、すべてのチャンバーに設ける必要はない。例えば、充填部チャンバーから検査部チャンバーに流入する無菌エアにより、検査部チャンバー内を陽圧に保持しても構わない。また、検査部を設けない場合は、充填部チャンバーから成形部チャンバー22に流入する無菌エアにより、成形部チャンバー22内を陽圧に保持しても構わない。適正な圧力にチャンバー内の圧力を保持するために、各チャンバーに排気装置を設けても構わない。これもすべてのチャンバーに設けなくても構わない。例えば、加熱部チャンバー16に設けた排気装置により、成形部チャンバー22内を適正な圧力に保持しても構わない。

0030

検査部チャンバーの無菌性を確保するために稼働前に、検査部チャンバーの内部を殺菌するが、殺菌剤による検査機材劣化を防止するために、検査機材であるカメラランプ等を密閉化しても構わない。稼働時には検査部チャンバー内の無菌性を維持するために、無菌エアを供給し、検査部チャンバー内を陽圧に保持する。

0031

プリフォーム1を殺菌する殺菌部6を遮蔽する殺菌部チャンバー5は、殺菌部チャンバー5内のエア中の殺菌剤を分解するフィルタ26と、ブロワ27からなる排気手段が連結される。無菌ブロー成形機21の稼働中に殺菌部チャンバー5内のエアが排気されることにより、隣接する加熱部14への殺菌剤の流入を防止することができる。殺菌部チャンバー5はブロワ27により排気されるため、殺菌部チャンバー5内の圧力は−20Pa〜20Paに設定される。

0032

(無菌ブロー成形機の詳細)
まず、図2(A)に示すプリフォーム1が、図1に示すプリフォーム供給装置3から、所望の速度でプリフォーム供給コンベヤ4により連続的にプリフォーム1の殺菌部6に搬送される。

0033

本実施形態におけるプリフォーム1は試験管状有底筒状体であり、図2(B)に示したボトル2と同様な口部1aがその成形当初に付与される。この口部1aにはプリフォーム1の成形と同時に雄ネジが形成される。また、プリフォーム1には口部1aの下部に搬送のためのサポートリング1bが形成される。プリフォーム1又はボトル2は、このサポートリング1bを介して、図示しないグリッパにより把持されつつ、殺菌部6内を走行する。プリフォーム1は射出成形圧縮成形等によって成形される。プリフォーム1の材質ポリエチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートポリプロピレンポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなり、これらの熱可塑性樹脂単体又は混合物であっても構わないし、リサイクルされた熱可塑性樹脂を含んでも構わない。また、バリア性を付与するために、エチレンービニルアルコール共重合体メタキシリレンジアミンのような芳香族アミンモノマーとするポリアミド等の熱可塑性樹脂を層として、又は混合物として含んでも構わない。

0034

プリフォーム1は、プリフォーム供給コンベヤ4から殺菌剤吹き付けホイール7に一定間隔で設けられたグリッパに把持されることにより、殺菌剤吹き付けホイール7に受け渡される。受け渡されたプリフォーム1の内外面に、プリフォーム1を殺菌するために殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられる。プリフォーム1に吹き付けられた殺菌剤により、プリフォーム1の表面に付着した菌等が殺菌される。

0035

殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は、後述する図4に示すような殺菌剤ガス生成器46によって生成した殺菌剤のガスが、一部ミスト化したものである。殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物がプリフォーム1に吹き付けられる手段は、ノズルによりプリフォーム1の内面に吹き付けられ、溢れ出た殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物がノズル先端に設けられた傘状部材衝突してプリフォーム1の外面に接触したり、別にノズルを設けて直接プリフォーム1の外面に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられることもある。プリフォーム1の内外面に、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が接触することができれば、どのような手段でも構わない。

0036

なお、プリフォーム1への殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の吹き付けの直前に、プリフォーム1に熱風を吹き付ける等してプリフォームを予備加熱してもよい。この予備加熱によりプリフォーム1の殺菌効果をさらに高めることができる。

0037

プリフォーム1に吹き付けられる殺菌剤は、少なくとも過酸化水素を含んでいることが好ましい。その含有量は0.5質量%〜65質量%の範囲が適当である。0.5質量%未満では殺菌力不足する場合があり、65質量%を超えると安全上、扱いが困難となる。また、さらに好適なのは0.5質量%〜40質量%であり、40質量%以下では扱いがより容易であり、低濃度となるために殺菌後の過酸化水素の残留量を低減できる。

0039

さらに、殺菌剤は過酢酸酢酸塩素化合物水酸化ナトリウム水酸化カリウム等のアルカリ性化合物硝酸、オゾン、酸性水等の殺菌効果を有する化合物陽イオン界面活性剤非イオン系界面活性剤リン酸化合物等の添加剤を含んでも構わない。

0040

殺菌剤の吹き付けの前又は後に、波長100nm〜380nmの紫外線を含む光や電子線等をプリフォーム1に照射し、殺菌効果の向上を図っても構わない。また、殺菌剤を使用せずに、波長100nm〜380nmの紫外線を含む光や電子線等をプリフォーム1に照射することにより、プリフォーム1を殺菌しても構わない。

0041

殺菌部チャンバー5内は、稼働前に過酸化水素等の殺菌剤を殺菌部チャンバー5内に噴霧する等の手段により殺菌される。そのために、殺菌部チャンバー5内の壁面には、プリフォーム1に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けるための殺菌剤ガス吹き付けノズル8とは別に殺菌剤吹き付けノズルが設けられる。また、殺菌部チャンバー5に接するフィルタ26の面を殺菌するために同様の殺菌剤吹き付けノズルも設けられる。

0042

殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられたプリフォーム1は、図1に示すようにエア吹き付けホイール9に受け渡される。ホイール9に受け渡されたプリフォーム1は、グリッパにより搬送されつつエア吹き付けノズル10により無菌エアが吹き付けられる。無菌エアは、ブロワによるエアを除菌フィルタを通すことにより得られる。

0043

無菌エアの吹き付けにより、プリフォーム1の表面に付着した殺菌剤が活性化されることにより、プリフォーム1への殺菌剤の吹き付けにより殺菌されなかった菌等が殺菌される。また、無菌エアの吹き付けによってプリフォーム1に付着した殺菌剤はプリフォーム1の表面から速やかに除去される。プリフォーム1に付着した殺菌剤は、加熱部14内に入る以前に、無菌エアの吹き付けによりプリフォーム1から除去されるため、殺菌剤による加熱部14のシール部材等の各種機器が損傷を受けることはない。また、プリフォーム1の殺菌剤の付着に起因するボトルの白化、歪、成形ムラ等成形不良の発生が防止される。

0044

プリフォーム1に吹き付けられる無菌エアは常温でも、加熱されても構わない。しかし、加熱されることが好ましく、加熱された無菌ホットエアとされることにより、殺菌剤の分解が促進され、殺菌効果が高まり、殺菌剤の残留も低減する。プリフォーム1に吹き付けられる無菌ホットエアの温度は40℃から140℃にすることが望ましい。40℃未満では加熱による効果が少なく、プリフォーム1の温度が70℃を越えるとプリフォーム1の口部1aの変形などの不都合を生じるため、無菌ホットエアの温度は140℃を越えないことが望ましい。

0045

プリフォーム1への無菌エアの吹き付けは必須ではなく、行わなくても構わない。その場合、プリフォーム1は殺菌剤のガスを吹き付けられた後に、そのままボトル2に成形されるために加熱される。殺菌剤のガスが吹き付けられたプリフォーム1の内外面には殺菌剤が付着しており、プリフォーム1が成形温度まで加熱されると、付着した殺菌剤は活性化され、プリフォーム1の表面は殺菌される。また、余剰の殺菌剤は加熱により揮散する。

0046

無菌エアの吹き付け後、プリフォーム1は、図1に示すホイール11に受け渡される。ここで、グリッパから解放され、図2(A)に示すように、プリフォーム1の口部1aにスピンドル28が挿入され、無端チェーン12により、加熱部14内へと搬送される。

0047

加熱部14に搬送されたプリフォーム1は、図2(A)に示すように、赤外線ヒーター15又はその他の加熱手段によって、後のブロー成形に適した温度まで加熱される。この温度は90℃から130℃であると好適である。

0048

なお、プリフォーム1の口部1aの温度は、変形等を防止するため70℃以下の温度に抑えられる。口部1aの温度が40℃未満の場合、口部1aの殺菌効果が低下する場合がある。これを回避するために、口部1aの温度を積極的に上昇させるフォーカスランプ加熱エリアに設け、当該フォーカスランプにより口部1aを加熱し、口部1aの温度を40℃〜70℃にしても構わない。これにより、口部1aの殺菌効果向上と口部1aの表面に付着した殺菌剤を揮散させて除去することができる。

0049

また、プリフォーム1は、図2(A)に示すように、口部1aにスピンドル28が挿入され、回転しながら加熱部14内を搬送される。スピンドル28は無端チェーン12に一定間隔で設けられている。無端チェーン12はプーリ13a及び13bにより回転する。スピンドル28に代えてマンドレルをプリフォーム1に挿入することによって、プリフォーム1を倒立状態で回転させつつ搬送することも可能である。

0050

加熱されたプリフォーム1は、図1に示すように、スピンドル28から解放され、ホイール17のグリッパに受け渡され、口部1a側からプリフォーム無菌エア供給ノズル18から無菌エアを吹き付けられつつ、成形ホイール20に搬送される。加熱後のプリフォーム1への無菌エアの吹き付けにより、プリフォーム1は無菌性を維持しつつ成形部チャンバー22内の無菌ブロー成形機21の成形部19に備えられた金型23に供給される。

0051

ホイール17において、加熱されたプリフォーム1に吹き付けられる無菌エアはホットエアであってもよい。無菌ホットエアの吹き付けにより、プリフォーム1の温度低下が防止される。

0052

また加熱後のプリフォーム1のホイール17における搬送路には、プリフォーム1の搬送路を囲むように図示しないプリフォームトンネルが設けられても構わない。プリフォームトンネルはプリフォーム1の口部1aをその上方から覆い、天井部分は、傾斜面を有する屋根状に形成される。また、天井部分には、無菌エアをプリフォーム1の口部1aの方に向かって吹き出すプリフォーム無菌エア供給ノズル18が、パイプの列状又はスリット状に設けられる。これにより、無菌エアがプリフォーム1へと効率的に供給され、プリフォーム1は加熱部チャンバー16内にあって無菌性を維持しつつ走行することができる。

0053

加熱部チャンバー16内は稼働前に殺菌され、稼働しているときは無菌エアが供給されており、プリフォーム1の無菌性は維持されている。ホイール17でのプリフォーム1への無菌エアの吹き付けは、無菌性を高めるものであり、行わなくても構わない。加熱部チャンバー16内には、少なくとも赤外線ヒーター15、プリフォーム1を効率良く加熱するための赤外線ヒーター15による熱を反射するリフレクター、無端チェーン12、スピンドル28及び無端チェーンを作動させるプーリ13a及び13bが備えられ、プーリ13a及び13bを回転させる駆動部等は加熱部チャンバー16の外部に設けられる。加熱部14の稼働前に、加熱部チャンバー16内は過酸化水素等の殺菌剤により殺菌され、稼働時には無菌エアを加熱部チャンバー16内に供給することで、加熱部チャンバー16内は無菌性が維持される。加熱部チャンバー16内を殺菌剤により殺菌するために、加熱部チャンバー16の壁面には殺菌剤を噴霧するためのノズルが設けられる。

0054

図2(B)に示すように、プリフォーム1をボトル2に成形する無菌ブロー成形機21は、少なくとも図3に示すように成形部19と駆動部36を有する。

0055

成形部19は、図3に示すように、金型23、ブローノズル29、バブルブロック30及び延伸ロッド31を備える。金型23は図2(B)に示すように、割型23a、23b及び底型23cからなる。成形部19は、プリフォーム1及びボトル2の無菌性を確保するために、稼働前に殺菌され、稼働時に無菌性が維持されなければならない。駆動部36は図示しないが、モーター油圧装置、動作伝達手段、エアシリンダーなどを備える。駆動部36の装備潤滑剤を必要として汚れ蓄積されるため、無菌性を維持することは困難である。

0056

図3に示すように、成形部19の無菌性を確保するために、成形部19は成形部チャンバー22により遮蔽される。成形部チャンバー22内は稼動前に殺菌されるために殺菌装置を備えている。また、図3に示すように、成形部チャンバー22は、成形部19を保持し、成形部19を駆動部36と隔離する可動部32と、成形部19を外部から遮蔽する固定部33からなる。可動部32は回転管35を中心軸として回転する。可動部32に保持される成形部19も回転し、回転に伴って図2(B)に示すように、プリフォーム1はボトル2に成形される。

0057

ホイール17から、金型23の割型23aと23b及び底型23cが閉じることでプリフォーム1は成形ホイール20に受け渡される。その後、ブローノズル29がプリフォーム1の口部1aに接合され、延伸ロッド31がブローノズル29に設けられた孔に誘導されてプリフォーム1内に挿入され、同時にバブルブロック30の電磁弁の動作により中圧エアP1、高圧エアP2が順次プリフォーム1に送り込まれ、プリフォーム1はボトル2に成形される。成形完了後、延伸ロッド31は上昇し、ボトル2内に残存する高圧エアP2は戻しエアARとして中圧エアP1に戻される。ボトル2内に残存する高圧エアP2は中圧エアP1として戻されずに、非無菌雰囲気45に排気されても構わない。成形されたボトル2は金型23が開き、ホイール24のグリッパに把持されて、成形部チャンバー22外のホイールに搬送される。プリフォーム1のボトル2への成形は、成形部チャンバー22の可動部32と可動部32に保持される成形部19の回転に伴う金型23の開閉、延伸ロッド31の下降及び上昇、プリフォーム1内への中圧エアP1及び高圧エアP2の吹き込みを繰り返すことで行われる。

0058

図3に示すように、成形部チャンバー22内は、無菌ブロー成形機21の稼働時は無菌雰囲気44に保持される。駆動部36は非無菌雰囲気45に設けられる。無菌雰囲気44と非無菌雰囲気45とは、可動部32の下部に設けられる液体シール装置37により可動部32の下部がシールされることにより隔離される。液体は水等の液体であれば構わないが、過酢酸(液体に含まれる濃度として100ppm以上、3000ppm以下が好ましい。)や過酸化水素(液体に1質量%以上、36質量%以下含まれることが好ましい。)のような殺菌剤を含む液体が好ましい。液体シール装置37の液体に浸漬される可動部32の端面は、液体シール装置37の底部と接触しないように設けられる。液体は可動部32の浸漬する両面に通じている。しかし、成形部チャンバー22内が無菌エアの供給により陽圧になっている場合、液体シール装置37の非無菌雰囲気45側の液体の液面高さは、無菌雰囲気44側の液体の液面よりも高くなっている。また、液量が少なくなって、無菌雰囲気44と非無菌雰囲気45が通じることのないように、液面レベル計を液体シール装置37に備え、常に液面を監視するようにしても構わない。また、液体が多量に液体シール装置37に流入し、液体シール装置37をオーバーフローした場合、液体が無菌ブロー成形機21の無菌雰囲気44内へ流入する。これを防止するために、液体シール装置37の非無菌雰囲気45側の壁面高さを、無菌雰囲気44側の壁面高さより低くし、オーバーフローした液体を液体貯留槽54に貯留し、液体貯留槽54の底部より排出させても構わない。

0059

図3に示すように、プリフォーム1をボトル2に成形するために必要な中圧エアP1及び高圧エアP2は無菌ブロー成形機21の上部から回転管35内に設けられるホースにより供給される。回転管35と固定部33はロータリージョイント34により接合され、回転管35の回転を可能としている。中圧エアP1と高圧エアP2は無菌雰囲気44内を通過する回転管35内のホースから非無菌雰囲気45にある高圧エア供給装置25に導入される。高圧エア供給装置25に導入されるエアは除菌フィルタにより無菌化されている。高圧エア供給装置25から中圧エアP1及び高圧エアP2が可動部32に保持されるバブルブロック30に供給されるため、高圧エア供給装置25は回転可能となっている。

0060

成形部チャンバー22内は無菌ブロー成形機21の稼動前に殺菌される。そのために、図3に示すように、成形部チャンバー22の固定部33に殺菌剤ノズル42が設けられる。殺菌剤ノズル42から、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が成形部チャンバー22内に吹き付けられる。無菌ブロー成形機21には、殺菌剤ノズル42から殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けるための殺菌装置が設けられる。

0061

殺菌剤ノズル42からは、図4に示す、殺菌剤ガス生成器46により生成された殺菌剤のガスが成形部チャンバー22内に吹き付けられる。殺菌剤ガス生成器46は、殺菌剤を滴状にして供給する二流体スプレーノズルである殺菌剤供給部47と、この殺菌剤供給部47から供給された殺菌剤を分解温度以下に加熱して気化させる気化部48とを備える。殺菌剤供給部47は、殺菌剤供給路47a及び圧縮空気供給路47bからそれぞれ殺菌剤と圧縮空気を取り込んで、殺菌剤を気化部48内に噴霧するようになっている。気化部48は内外壁間にヒータ48aを挟み込んだパイプであり、このパイプ内に吹き込まれた殺菌剤を加熱し気化させる。気化部48の下端から気化した殺菌剤のガスが気化部48外に噴出する。ヒータ48aに換え誘電加熱により気化部48を加熱しても構わない。

0062

殺菌剤の種類によっては、殺菌剤ガス生成器46で生成する殺菌剤のガスを殺菌剤ノズル42から吹き付けるのではなく、殺菌剤ノズル42を二流体スプレーノズルとして、殺菌剤と圧縮空気を混合して吹き付けても構わない。

0063

殺菌剤供給部47の運転条件としては、例えば圧縮空気の圧力は0.05MPa〜0.6MPaの範囲で調整される。また、殺菌剤は重力落下であっても圧力を加えても構わないし、供給量は自由に設定することができ、例えば1g/min.〜100g/min.の範囲で供給する。また、気化部48の内表面は140℃から450℃に加熱されることで噴霧された殺菌剤が気化する。

0064

図4に示すように、噴出する殺菌剤のガスは導管49に吹き込まれる無菌加熱エアと混合され、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物となって、殺菌剤ノズル42から成形部チャンバー22内に吹き付けられる。殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物の吹き付け量は任意であるが、吹き付け量は、殺菌剤ガス生成器46に供給される殺菌剤の量と吹き付け時間により決まる。殺菌剤ガス生成器46は複数備えても構わない。殺菌剤を過酸化水素水とした場合、過酸化水素の濃度として1mg/L〜20mg/Lの範囲が適当である。1mg/L未満では殺菌が不十分となり、20mg/Lを超えると成形部チャンバー22内の部材を劣化させるおそれがある。

0065

加熱部チャンバー16内は無菌エアにより陽圧に保持されているが、加熱部14の赤外線ヒーター15により加熱され、加熱部チャンバー16から排気される無菌エアを導管49に吹き込む無菌加熱エアとして使用しても構わない。

0066

殺菌剤はプリフォーム1を殺菌するために使用される殺菌剤と同様のものが使用でき、過酢酸や過酸化水素を含む殺菌剤を使用することが好ましい。殺菌剤ノズル42による成形部チャンバー22内への殺菌剤の吹き付けは、異なる殺菌剤を複数回噴霧しても構わない。

0067

殺菌剤ノズル42から成形部チャンバー22内に、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を吹き付けた後に、成形部チャンバー22内に無菌エアが吹き付けられる。無菌エアは、成形部チャンバー22内に残存する殺菌剤を気化させて除去させる。また、この際、気化する殺菌剤が殺菌効果を発揮する場合もある。

0068

無菌エアを成形部チャンバー22内に吹き付けるため、図3に示すように、成形部チャンバー22の固定部33の上部に無菌エア供給装置38が設けられる。無菌エア供給装置38はブロワ39及び除菌フィルタ40を備える。また、無菌エアを加熱する場合もあり、ブロワ39と除菌フィルタ40の間に無菌エア加熱装置41を設けると好ましい。

0069

ブロワ39によるエアが無菌エア加熱装置41により加熱され、除菌フィルタ40により除菌された後に、無菌ホットエアとなって成形部チャンバー22内に吹き付けられる。無菌エアは加熱されなくても構わないが、加熱されることで、殺菌剤の除去が速やかに行われ、殺菌剤の殺菌効果も高まる。この時、加熱部チャンバー16から排気される、加熱された無菌エアを成形部チャンバー22に吹き付けても構わない。

0070

無菌ブロー成形機21の稼働前の殺菌において、殺菌剤ノズル42により、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられることにより、除菌フィルタ(HEPA)40の内面側も殺菌される。

0071

無菌ブロー成形機21の稼働時に、成形部チャンバー22内の無菌性を維持するために成形部チャンバー22に無菌エアを供給する場合、無菌エアを必ずしも加熱する必要はない。

0072

除菌フィルタ40を通った無菌エアは成形部チャンバー22内に吹き付けられ、成形部チャンバー22に設けられた排気装置により排気されても構わない。また、無菌エアは成形部チャンバー22から加熱部チャンバー16へと流入し、加熱部チャンバー16に設けられた排気装置により排気されても構わない。

0073

成形部チャンバー22内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられることで、成形部チャンバー22内に露出している部材は殺菌される。しかし、露出していない、ブローノズル29及びバブルブロック30の中圧エアP1、高圧エアP2及び戻しエアARの通路は殺菌されないおそれがある。そのため、これらの通路に殺菌剤ガス生成器46により生成した殺菌剤のガスを成形の動作と共に導入したり、液状の殺菌剤を滴下等の方法により、プリフォーム1の内面に導入し、殺菌剤がプリフォーム1の内面に残留した状態のまま、プリフォーム1内にブローノズル29から中圧エアP1及び高圧エアP2を吹き込み、戻しエアARを戻すことにより、殺菌剤をブローノズル29やバブルブロック30内に拡散させて通路を殺菌しても構わない。

0074

ロータリージョイント34と回転管35との間隙は、稼働前に殺菌剤ノズル42から殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が吹き付けられることで殺菌される。さらに、無菌ホットエアの吹き付けにより殺菌剤が除去され、無菌ブロー成形機21の稼働時も成形部チャンバー22内への無菌エアの吹き付けにより無菌状態は維持される。また、稼働前の殺菌に、水蒸気による殺菌を併用しても構わない。

0075

延伸ロッド31及び金型23は成形部チャンバー22内に露出しているため、殺菌剤ノズル42から吹き付けられる殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物により殺菌される。図3に示すように、延伸ロッド31は延伸ロッド保持材43により保持されている。延伸ロッド31の上昇又は下降の動作は、延伸ロッド保持材43を動作させることによって行う。延伸ロッド保持材43は、延伸ロッド保持材動作軸43aの動きにより上下に動作する。延伸ロッド保持材43は、延伸ロッド保持材動作軸43aを駆動部36に設けられるサーボモーターにより回転させたり、延伸ロッド保持材動作軸43aを空気圧シリンダーに結合させたりすることにより動作させる。しかし、空気圧シリンダーによる場合は、シリンダー内に殺菌剤のガスを導入する等して、シリンダー内を殺菌したり、圧力を発生させる空気を除菌フィルタを通して無菌化する必要がある。また、空気圧シリンダー外を出入りする軸をベローズで保護しても構わない。

0076

延伸ロッド31とブローノズル29の間隙にも、殺菌剤ノズル42により吹き付けられる殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物が流入するため、延伸ロッド31とブローノズル29の間隙は殺菌される。

0077

あるいは、摺動する延伸ロッド31をチャンバーで囲い、そのチャンバー内に殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物を供給することにより延伸ロッド31の無菌性を維持しても構わない。稼働時にチャンバー内に供給される殺菌剤が金型23やボトル2側に流れ込まないように、チャンバー上部より排気すると良い。また、過酸化水素を含む殺菌剤を用いた場合、殺菌剤のガスにおける過酸化水素の濃度は0.1mg/L〜10mg/Lが好ましい。また、過酸化水素を含む殺菌剤のガス濃度に応じて、殺菌剤がチャンバーの内面、延伸ロッド31等の表面で凝縮するのを防ぐために、殺菌剤のガスの露点以上まで、殺菌剤のガスを加熱することが望ましい。

0078

図5に示すように、延伸ロッド31を延伸ロッド保持材43に直接保持させず、磁性体を使用して上昇及び下降させても構わない。延伸ロッド保持材動作軸43aに結合する外部磁性体保持材52を介して外部磁性体50を設け、外部磁性体50を動作させることにより、内部磁性体51に結合した延伸ロッド31を上昇又は下降させることもできる。外部磁性体50と内部磁性体51は非磁性体からなる隔離管53により隔離され、隔離管53の外部を外部磁性体50が、内部を内部磁性体51がスライドする。外部磁性体保持材52を動かすことにより、外部磁性体50は上下に動作する。図5(A)は延伸ロッド31が上昇した状態を、図5(B)は延伸ロッド31が下降し、プリフォーム1内に挿入された状態を示す。外部磁性体保持材52は、延伸ロッド保持材動作軸43aを回転させたり、延伸ロッド保持材動作軸43aを空気圧シリンダーに結合させたりすることにより動作させる。ここで、隔離管53の上部は開放されており、稼働前の殺菌において殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物により延伸ロッド31は殺菌される。また、隔離管53と接する内部磁性体51に溝を設けることで、殺菌剤のガス若しくはミスト又はこれらの混合物は隔離管53の下部に流入し内部磁性体51の下部も殺菌することができる。

0079

本発明の無菌ブロー成形機21により成形されたボトル2はホイール24を経て、検査部チャンバーに搬送される。検査部チャンバーで検査され、欠陥がないと判断されたボトル2は充填部チャンバーに搬送され、殺菌された内容物が充填され、殺菌されたキャップにより密封され、無菌製品として非無菌雰囲気に搬出される。検査は行わなくても構わないが、ボトル2の胴部、口部1aの天面、サポートリング1b、底部等の異物、変色、キズ等について検査し、限度を超えると判断された場合は排出される。

0080

本発明は以上説明したように構成されるが、上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、無菌ブロー成形機の形態として、上述したホイール式の無菌成形機ではなく、直線式の無菌ブロー成形機など本発明の要旨内において種々変更可能である。

0081

1…プリフォーム
2…ボトル
5…プリフォーム殺菌部チャンバー
14…加熱部
19…成形部
21…無菌ブロー成形機
22…成形部チャンバー
23…金型
25…高圧エア供給装置
23…ボトル無菌エア供給装置
29…ブローノズル
30…バブルブロック
31…延伸ロッド
32…可動部
33…固定部
36…駆動部
37…液体シール装置
38…無菌エア供給装置
42…殺菌剤ノズル
44…無菌雰囲気
45…非無菌雰囲気
46…殺菌剤ガス生成器

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