JP6187424B2 - 無菌袋詰め方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、無菌袋詰め方法及び装置に関する。

袋は、リクローズ性、携帯性、使用後の減容化等に優れていることから、液状飲料、ゼリー状飲料、流動食品等の無菌包装に適する。

従来、飲料等の無菌袋詰め製品の製造は、例えば特許文献１に記載されるような手順で行われている。

まず、袋が合成樹脂等で出来たシートをヒートシール等することによって作られる。この袋の一部は、中身である内容物の充填口とするために未シール部とされる。製袋された袋は、多数のものが集積されて外装体内に詰め込まれ、密封される。そして、外装体の全体にγ線が照射され、袋の内外面を含む外装体内の全体が殺菌処理される。

その後、外装体があらかじめ殺菌処理された無菌包装機のチャンバー内に取り込まれ、外装体が開封され、外装体から袋が取り出され、袋が一枚ずつターレットの旋回アームにセットされる。この外装体の開封から旋回アームへの袋のセットは、チャンバーに取り付けられた手袋を介するオペレーターの操作によって行われる。

旋回アームはチャンバー内で自動的に旋回運動が可能であり、その旋回円の回りには、袋の未シール部を開く開口手段、開口手段により開けられた開口から飲料等の内容物を袋内に充填する充填手段、充填手段による内容物の充填後に袋の未シール部をシールするシール手段等が配置される。

旋回アームにセットされた袋は、旋回アームと共に旋回しつつ、内容物を充填され、密封されて無菌袋詰め製品とされた後、チャンバー外に取り出される。

特開２００２−６８１４３号公報

従来の無菌袋詰め方法は、袋をγ線で殺菌することから、袋から異臭が発生しやすいという問題がある。γ線以外に酸化エチレンガス（ＥＯＧ）を用いて袋を殺菌することも考えられるが、その場合は酸化エチレンガス成分が袋内に残留しやすく、また、殺菌処理に長時間を要するという問題がある。

また、従来の無菌袋詰め方法では、オペレーターがチャンバー内で手袋を介した手作業によって外装体を開封し、袋を一枚ずつ外装体から取り出して旋回アームにセットしなければならないので、無菌袋詰め製品の製造効率が悪いという問題がある。

従って、本発明は上記問題点を解決することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

なお、本発明の理解を容易にするため参照符号をカッコ書きで付するが、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、請求項１に係る発明は、注出口部材（２）のフランジ（２ｃ）の下面に過酸化水素のガスを通過可能な孔（１３ｂ）が形成された起立板（１３）の先端に有する突起（１３ａ）を接触させて前記フランジ（２ｃ）の一部を支持しつつ、前記注出口部材（２）が取り付けられた未封状態の多数の袋（１）を相互に分離した状態でカセットラック（６）に装填し、カセットラック（６）を殺菌チャンバー（７）内に入れて殺菌チャンバー（７）内を真空化し、真空化した殺菌チャンバー（７）内に過酸化水素のガスを導入して袋（１）の内外面をカセットラック（６）とともに殺菌処理し、カセットラック（６）を殺菌チャンバー（７）内から無菌包装チャンバー（８）内へと移送し、カセットラック（６）から袋（１）を取り出して無菌包装チャンバー（８）内で搬送しつつ袋（１）内に内容物を充填した後、袋（１）を密封する無菌袋詰め方法を採用する。

請求項２に記載されるように、請求項１に記載の無菌袋詰め方法において、あらかじめ袋（１）の内面に凹凸を形成しておくことも可能である。

請求項３に記載されるように、請求項１又は請求項２に記載の無菌袋詰め方法において、注出口部材（２）に袋（１）内の奥へと突出する突出部（２ａ）を設けておくことも可能である。

請求項４に記載されるように、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無菌袋詰め方法において、注出口部材（２）から袋（１）内に内容物を充填した後、注出口部材（２）を密封することも可能である。

請求項５に記載されるように、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無菌袋詰め方法において、注出口部材（２）はあらかじめ封止しておき、袋（１）の未シール部（１ｅ）から袋（１）内に内容物を充填した後、未シール部（１ｅ）を密封することも可能である。

また、請求項６に係る発明は、注出口部材（２）のフランジ（２ｃ）の下面に過酸化水素のガスを通過可能な孔（１３ｂ）が形成された起立板（１３）の先端に有する突起（１３ａ）を接触させて前記フランジ（２ｃ）の一部を支持しつつ、前記注出口部材（２）が取り付けられた未封状態の多数の袋（１）が相互に分離した状態で装填されるカセットラック（６）と、カセットラック（６）を収容して過酸化水素のガスにより袋（１）の内外面をカセットラック（６）ごと殺菌処理する殺菌チャンバー（７）と、殺菌チャンバー（７）からカセットラック（６）が導入される無菌包装チャンバー（８）と、袋（１）を一枚ずつカセットラック（６）から取り出して無菌包装チャンバー（８）内で搬送する搬送手段と、搬送中の袋（１）に内容物を充填する充填手段と、内容物が充填された搬送中の袋（１）を密封する密封手段とを具備する無菌袋詰め装置を採用する。

請求項７に記載されるように、請求項６に記載の無菌袋詰め装置において、充填手段は、注出口部材（２）から袋（１）内に内容物を充填可能であり、密封手段は、注出口部材（２）をシール可能であるか又はキャッピング可能であるものとすることも可能である。

請求項８に記載されるように、請求項６に記載の無菌袋詰め装置において、充填手段は、袋（１）の未シール部（１ｅ）を拡開したうえで未シール部（１ｅ）から袋（１）内に内容物を充填可能であり、密封手段は、未シール部（１ｅ）をシール可能であるものとすることも可能である。

本発明によれば、袋（１）を過酸化水素で殺菌することから、従来のγ線により袋を殺菌する場合と異なり、袋から異臭が発生するような不都合がない。また、酸化エチレンガスを用いて袋を殺菌する場合と異なり、袋内に酸化エチレンガス成分が残留したり、殺菌処理に長時間を要したりするという不都合がない。さらに、注出口部材（２）が取り付けられた多数の袋（１）をカセットラック（６）内に分離して装填し、袋（１）をカセットラック（６）ごと殺菌チャンバー（７）内に入れて殺菌チャンバー（７）内さらにはカセットラック（６）内に過酸化水素のガスを導入することから、過酸化水素のガスは、注出口部材（２）の存在によって広げられた袋（１）内に侵入し、また、カセットラック（６）内に相互に分離した状態で装填された袋（１）の外面に接触し、従って、袋（１）の内外面が速やかにかつ適正に殺菌処理される。さらに、殺菌処理した袋（１）がカセットラック（６）ごと殺菌チャンバー（７）内から無菌包装チャンバー（８）内に移送され、この移送されたカセットラック（６）内では袋（１）が相互に分離しているので、袋（１）を一枚ずつカセットラック（６）から取り出して無菌包装チャンバー（８）内で搬送する工程が自動化しやすくなる。従って、従来のオペレーターによる手作業を解消し、無菌袋詰め製品を効率良く製造することができる。

袋の一例を示す図であり、（Ａ）は内容物充填前における未封状態の袋の正面図、（Ｂ）は内容物充填後の袋の正面図である。 本発明に係る無菌袋詰め装置の一例の模式平面図である。 図２に示した無菌袋詰め装置の模式正面図である。 カセットラックの正面図である。 図４中、Ｖ−Ｖ線矢視断面図である。 図５に示した支持レールの変形例を示す図である。 図５に示した支持レールの他の変形例を示す図である。 袋の第二の例を示す図であり、（Ａ）は内容物充填前における未封状態の袋の正面図、（Ｂ）は内容物充填後の袋の正面図である。 本発明に係る無菌袋詰め装置の他の例の模式平面図である。 図９に示した無菌袋詰め装置の模式正面図である。 袋の第三の例を示す図であり、内容物充填前における未封状態の袋の正面図である。 袋の第四の例を示す図であり、内容物充填前における未封状態の袋の正面図である。 袋の第五の例を示す図であり、内容物充填前における未封状態の袋の正面図である。 袋の第六の例を示す図であり、内容物充填前における未封状態の袋の正面図である。

以下に本発明の実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１（Ａ）に示すように、未封状態の袋１が用意される。この袋１は前後二枚のシート３，３が重ね合わせられ、それらの上辺と左右辺の三辺が上横ヒートシール部１ａ、左縦ヒートシール部１ｂ及び右縦ヒートシール部１ｃによって閉じられることによって形成される。下辺は、後に飲料等の内容物を袋１内に充填する際の充填口とするために未シール部１ｅとされる。この未シール部１ｅは左右辺のいずれかに設定し、下辺を下横ヒートシール部１ｄによって閉じておくことも可能である。この未シール部１ｅは、内容物が袋１内に充填された後、図１（Ｂ）に示すように、下横ヒートシール部１ｄによって密封される。

袋１を構成するシート３，３は、樹脂の単層からなるもの、異種類の樹脂層が積層されたもの、アルミニウムフォイル等の金属層が樹脂層とともに積層されたものが適宜使用される。このシートにおける袋１の内側となる内面には、図示しない凹凸が形成される。具体的には、シートの内面にエンボス加工、マット加工等により無数の細かい凹凸が形成される。これにより、二枚のシートの内面間に隙間が生じ、後述する過酸化水素のガスが未シール部１ｅから袋１内に入り込みやすくなる。

上横ヒートシール部１ａには予め注出口部材２が挟み込まれることによって、注出口部材２が袋１の上辺に固定される。注出口部材２は、ポリプロピレン等の樹脂の射出成形等により筒状に形成される。注出口部材２を通して、袋１の内外が導通可能となり、袋１内の内容物を袋１外に注出可能となる。

ただし、袋１は、必ずしも二枚のシート３，３で出来たものでなくてもよい。一枚のシートを二つ折りしたものであってもよいし、チューブを扁平に押し潰したものであってもよい。

また、袋１に注出口部材２が設けられることによって二枚のシート３，３の内面間に隙間が生じ、後述する過酸化水素のガスが未シール部１ｅから袋１内に入り込みやすくなる。過酸化水素のガスの袋１内への侵入をさらに円滑化するべく、注出口部材２に袋１内の奥へと突出する突出部２ａを設けておいてもよい。突出部２ａとしては、例えば内容物を袋１外に吸い出しやすくするためのストローとすることができる。注出口部材２の存在は上記シート３，３の内面に上記凹凸が形成されることと相まって、シート３，３間に隙間を形成しやすくし、過酸化水素のガスを未シール部１ｅから袋１内にさらに入り込みやすくする。もちろん、注出口部材２の存在のみによって過酸化水素のガスが未シール部１ｅから袋１内の全域に入り込むならば、シート３，３の内面への凹凸の形成は省略可能である。

注出口部材２の外側には、上横ヒートシール部１ａに対応する箇所においてヒートシール用フランジ２ｂが形成され、このヒートシール用フランジ２ｂがヒートシールによってシート３，３に密着する。注出口部材２におけるヒートシール用フランジ２ｂよりも上側には支持用フランジ２ｃが形成される。後述するように、袋１を各種処理に付する際に、この支持用フランジ２ｃを介して袋１が各種機器に保持される。

なお、この実施の形態１の場合、注出口部材２の袋外側における開口は、あらかじめ易開封シート２ｄで密封され、さらにその上から注出口部材２に螺合するキャップ２ｅが被せられている。この実施の形態１における注出口部材２は、その本体とキャップ２ｅとが別体として作られた後に組み合わせられたいわゆる２ピースものとなっているが、注出口部材２の開口が引きちぎり用薄肉部を介して密封する密封片によって遮蔽され、易開封シート２ｄ及びキャップ２ｅが省略されたいわゆる１ピースものであってもよい（図示せず）。

図１（Ａ）に示した袋１は、図２及び図３に示す無菌袋詰め装置により処理され、図１（Ｂ）に示す無菌袋詰め製品とされる。

すなわち、注出口部材２が取り付けられた未封状態の多数の袋１が、図４に示すように、相互に分離した状態でカセットラック６に装填される。袋１は未シール部１ｅを有することにより未封状態にある。

次に、カセットラック６に入れられた多数の未封状態の袋１がカセットラック６ごと殺菌チャンバー７内に入れられ、殺菌チャンバー７内で過酸化水素のガスにより注出口部材２を含む袋１の内外面が殺菌処理される。

殺菌処理後、袋１がカセットラック６ごと殺菌チャンバー７内から無菌包装チャンバー８内に移送され、無菌包装チャンバー８内でカセットラック６から袋１が取り出され、取り出された袋１が無菌包装チャンバー８内で搬送され、この搬送の間に各袋１内に未シール部１ｅから内容物が充填され、未シール部１ｅが下横ヒートシール部１ｄで密封されて図１（Ｂ）に示すような無菌の袋詰め製品とされる。

次に、無菌袋詰め装置について説明する。

図２及び図３に示すように、この無菌袋詰め装置は、図１（Ａ）に示した注出口部材２が取り付けられた未封状態の多数の袋１が相互に分離した状態で装填されるカセットラック６と、カセットラック６を収容して過酸化水素のガスにより袋１の内外面をカセットラック６ごと殺菌処理する殺菌チャンバー７と、殺菌チャンバー７側からカセットラック６が導入される無菌包装チャンバー８と、無菌包装チャンバー８内で袋１を一枚ずつカセットラック６から取り出して無菌包装チャンバー８内で搬送する搬送手段と、搬送中の袋１に内容物を充填する充填手段と、内容物が充填された搬送中の袋１を密封する密封手段とを具備する。

カセットラック６は、図４に示すように、横置きされた四角筒状の箱体６ａを有する。箱体６ａは枠組みのみで構成され、箱体６ａの上下、前後、左右の六面は開放されている。箱体６ａ内には、棚９が上下方向に複数段配置される。各棚９には、袋１を支持する支持レール１０が箱体６ａの前後方向に伸びるように複数本形成される。各支持レール１０は、図５に示すように、棚９から垂下する一対の垂下板１１と、垂下板１１の下端から互いに接近するように突出する水平板１２と水平板１２の縁から立ち上がる起立板１３とを有する。一対の起立板１３，１３間には、袋１の注出口部材２が通される溝が設けられる。袋１の注出口部材２が各支持レール１０の溝内に通され、支持用フランジ２ｃが起立板１３の上縁で支持されることにより、袋１が支持レール１０に吊下げられる。同様にして、他の袋１の注出口部材２が各支持レール１０の溝内に通されることにより、図４に示すように、多数の袋１がカセットラック６内に相互に分離した状態で装填される。

また、支持レール１０の溝の両側における起立板１３の上縁には、図５に示すように、溝に通された袋１の注出口部材２における支持用フランジ２ｃの裏面に接する細かい多数の突起１３ａが鋸歯状に形成される。これにより、支持用フランジ２ｃの裏面が支持レール１０に点接触することになり、従って、後に殺菌チャンバー７内で供給される過酸化水素のガスが支持用フランジ２ｃの裏面に付着しやすくなり、支持用フランジ２ｃの裏面の殺菌効果が高められる。

図５に示すように、垂下板１１及び起立板１３には、多数の孔１１ａ，１３ｂが形成される。これにより、過酸化水素のガスがこれらの孔１１ａ，１３ｂを通して注出口部材２の表面に到達しやすくなり、注出口部材２の表面の殺菌効果が高められる。

なお、上記突起１３ａは、図６に示すように、先端がより鋭く尖った形状に形成することも可能である。この場合は支持用フランジ２ｃの裏面へ過酸化水素のガスがより接触しやすくなる。さらに、突起１３ａは、図７に示すように、先端が面取りされた形状に形成することも可能である。この場合は支持用フランジ２ｃが支持レール１０に沿って滑りやすくなるので、袋１を支持レール１０に装着しやすくなる。

また、上記起立板１３に設ける孔１３ｂは、図６に示すように円形に形成してもよいし、図７に示すように、スリット形に形成してもよい。さらに、これらの孔１３ｂは、図示しないが、水平板に穿設してもよい。垂下板１１に設ける孔１１ａも同様である。

図２及び図３に示すように、殺菌チャンバー７は、無菌包装チャンバー８の一端に接続される。殺菌チャンバー７の相対向する一対の壁には開閉可能なシャッター７ａ，７ｂが設けられ、そのうち片方のシャッター７ｂは無菌包装チャンバー８との境に設けられる。

上記カセットラック６は、一方のシャッター７ａが開けられることにより殺菌チャンバー７内へと搬入コンベア１５によって搬入され、両シャッター７ａ，７ｂが閉じられることにより殺菌チャンバー７内に閉じ込められる。そして、カセットラック６及びカセットラック６内に装填された袋１の殺菌が行われる。

殺菌チャンバー７内での袋１等の殺菌は、次のようにして行われる。

まず、殺菌チャンバー７内が真空状態にされたうえで過酸化水素のガスが真空内に導入される。殺菌チャンバー７内は殺菌効果を高めるため望ましくはあらかじめ加温される。過酸化水素のガスは殺菌チャンバー７内に充満し、カセットラック６の内外面、棚９、支持レール１０等に接触してカセットラック６の全体を殺菌する。また、過酸化水素のガスは同時にカセットラック６内に支持された袋１の注出口部材２の表面に接触してこの表面を殺菌し、袋１の外面に接触してこの外面を殺菌し、さらに袋１のシート３，３間に未シール部１ｅから侵入して袋１の内面、注出口部材２の内面、突出部２ａを殺菌する。

所定時間が経過した後、殺菌チャンバー７内に無菌エアが導入されることにより殺菌チャンバー７内が大気圧に戻される。

そして、殺菌チャンバー７内が再度真空化されて殺菌チャンバー７内のエアが過酸化水素とともに排出される。

その後、再び無菌エアが殺菌チャンバー７内に導入されて殺菌チャンバー７内が大気圧に戻される。

上記のようなエアレーション工程が一回又は複数回行われることにより、殺菌チャンバー７内や袋１に付着した過酸化水素のガスが殺菌チャンバー７外に排出される。そして、殺菌チャンバー７内のカセットラック６の全体と袋１の全体とが無菌化される。

なお、殺菌チャンバー７としては市販品を利用することができるので、その詳細な説明は省略する。

殺菌チャンバー７内での殺菌処理が完了すると、無菌包装チャンバー８側のシャッター７ｂが開いて、カセットラック６が袋１を支持した状態のままで無菌包装チャンバー８内に移送される。この移送作業は、殺菌チャンバー７内に設置された搬出コンベア１４によって行われる。

無菌包装チャンバー８は、その内部にカセットラック６、袋１の搬送手段、袋１への内容物の充填手段、袋１の密封手段等を収納可能な容積を有する。また、無菌包装チャンバー８内には、図示しないが、過酸化水素等の殺菌剤を噴霧する殺菌剤噴霧ノズル、無菌エアを吐出する無菌エア吐出ノズル等が配置される。無菌包装チャンバー８内での無菌充填に先立ち、殺菌剤噴霧ノズルから過酸化水素等が噴霧されることにより、無菌包装チャンバー８内が殺菌処理され、殺菌処理後に無菌エア吐出ノズルから無菌エアが吐出されることにより、無菌包装チャンバー８内が陽圧に保たれ、外部からの微生物等の侵入が阻止される。

無菌包装チャンバー８内における殺菌チャンバー７のシャッター７ｂに隣接した箇所には、搬送コンベア１６が配置される。搬送コンベア１６は、上記搬出コンベア１４と交差する方向に伸び、搬出コンベア１４によって無菌包装チャンバー８内に搬入されたカセットラック６を搬送コンベア１６の両端と中央との三位置間で搬送可能である。

無菌包装チャンバー８内の略中央には、袋１の搬送手段が配置される。この搬送手段は、無菌包装チャンバー８内の略中央において旋回運動をするターレット１７と、上記搬送コンベア１６上のカセットラック６から袋１を一枚ずつ取り出してターレット１７に渡すロボット１８と、ターレット１７から処理済の袋１を受け取って無菌包装チャンバー８外へと搬出する搬出用コンベア１９とを具備する。

ターレット１７は、所定角度で配置された複数本の旋回アーム１７ａを有する。各旋回アーム１７ａの先端には、注出口部材２が下向きになった袋１の左右の縦ヒートシール部１ｂ，１ｃを掴むことにより袋１を逆さまに保持するクランパ１７ｂが設けられる。ターレット１７は隣り合う旋回アーム１７ａ間の角度ずつ矢印方向に間欠回転可能である。

ターレット１７の周りにおける上記ロボット１８の位置から搬出用コンベア１９の位置に至る各間欠停止位置には、旋回アーム１７ａに保持された袋１に内容物を充填する充填手段と、内容物が充填された袋１を密封する密封手段とが設けられる。

充填手段は、クランパ１７ｂにより保持された袋１の未シール部１ｅをサッカー２０ａで吸着して袋１のシート３，３間を拡開するオープナー２０と、未シール部１ｅから袋１内に内容物を充填ノズル２１ａによって充填するフィラー２１とを具備する。オープナー２０やフィラー２１はターレット１７の所望の間欠停止位置に配置される。

密封手段は、図示しないが、袋１の未シール部１ｅを二度にわたってヒートシールし下横ヒートシール部１ｄを形成する各々加熱板２２ａ，２３ａを備えた第一のヒートシーラー２２及び第二のヒートシーラー２３と、下横ヒートシール部１ｄを冷却する冷却板２４ａを備えたクーラー２４とを具備する。ヒートシーラー２２，２３やクーラー２４はターレット１７の所望の間欠停止位置に配置される。

次に、上記無菌袋詰め装置の作用について説明する。

（１）図１（Ａ）に示した未封状態の袋１が、図４に示すように、カセットラック６内に装填される。各袋１は、カセットラック６内において相互に分離している。

（２）殺菌チャンバー７の入り口側のシャッター７ａが開けられ、図２及び図３に示すように、カセットラック６が殺菌チャンバー７内に入れられた後、シャッター７ａが閉じられる。これにより、殺菌チャンバー７が密閉される。

（３）殺菌チャンバー７内から空気が排出され、殺菌チャンバー７内が真空状態とされる。そこで、過酸化水素のガスが殺菌チャンバー７内に導入される。この空気の排出及び過酸化水素のガスの導入が所定回数繰り返され、過酸化水素のガスによってカセットラック６内のすべての袋１の殺菌処理とカセットラック６の殺菌処理とが同時に行われる。

袋１の二枚のシート３，３はその端に取り付けられた注出口部材２による拡開作用によって離反状態にあり、従って未シール部１ｅは開いた状態にあることから、殺菌チャンバー７内に導入された過酸化水素のガスは、袋１内に侵入して袋１及び注出口部材２の内面の全面に接触する。袋１のシート３，３の内面にエンボス加工等により凹凸が形成されている場合は、過酸化水素のガスはさらに円滑に袋１の内部に流入する。これにより、袋１の外面はもちろんのこと内面の全面がむらなく殺菌されることになる。

また、図５に示すように、支持レール１０の垂下板１１や起立板１３には多数の孔１１ａ，１３ｂが穿設され、起立板１３には注出口部材２の支時用フランジ２ｃが接する箇所に多数の突起１３ａが形成されていることから、過酸化水素のガスは上記孔１１ａ，１３ｂや突起１３ａ間の隙間を通って注出口部材２の表面の全体へと円滑に行き渡る。これにより、注出口部材２の表面が支時用フランジ２ｃの裏面等を含めて適正に殺菌される。

殺菌処理は、過酸化水素のガスが殺菌チャンバー７外に排出され、無菌エアが殺菌チャンバー７内に導入されることにより終了する。

（４）殺菌チャンバー７内での殺菌処理が終了すると、無菌包装チャンバー８側のシャッター７ｂが開き、搬出コンベア１４によってカセットラック６が無菌包装チャンバー８内に移送される。その後、シャッター７ｂが閉じられる。

無菌包装チャンバー８内は、あらかじめ過酸化水素の噴霧等により殺菌処理され、その後吹き込まれる無菌エアによって陽圧に保たれている。

カセットラック６は、まず、図２中、搬送コンベア１６上の位置Ｉに載せられる。

次に、搬送コンベア１６の作動により、カセットラック６が位置IIへと搬送され停止す
る。

（５）ロボット１８の動作により、搬送コンベア１６上のカセットラック６から袋１が一枚ずつ取り出され、ターレット１７へと逐次渡される。

ターレット１７はロボット１８から渡される袋１を旋回アーム１７ａのクランパ１７ｂで受け取り、図９中矢印方向に旋回する。

袋１は、その未シール部１ｅが上向きになり、注出口部材２が下向きになった状態でクランパ１７ｂにより掴まれる。

（６）ターレット１７の旋回とともに、袋１はオープナー２０、フィラー２１、第一のヒートシーラー２２、第二のヒートシーラー２３、クーラー２４の各ステーションへと順次搬送され、各種処理に付される。

すなわち、オープナー２０のサッカー２０ａによって袋１の未シール部１ｅが広げられ、フィラー２１の充填ノズル２１ａによって未シール部１ｅから内容物が充填され、第一と第二のヒートシーラー２２，２３によって未シール部１ｅが図１（Ｂ）のごとく下横ヒートシール部１ｄとして封緘され、クーラー２４の冷却板２４ａによって下横ヒートシール部１ｄが冷却される。

これにより、図１（Ｂ）に示す無菌の袋詰め製品が完成する。

（７）無菌の袋詰め製品となった袋１は、搬出用コンベア１９によって無菌包装チャンバー８外へと搬出される。

なお、袋１はその注出口部材２が易開封シート２ｄで閉じられたのみであってキャップ２ｅが省略された状態で上記殺菌から密封までの処理に付される場合もある。そのときは、搬出用コンベア１９によって無菌包装チャンバー８外へと搬出された後、図示しないキャッパーによって、キャップ２ｅが注出口部材２に螺着され、図１（Ｂ）に示す無菌の袋詰め製品とされる。

（８）上記袋詰め製品の生産中、殺菌チャンバー７内には次のカセットラック６が導入され、殺菌処理が行われる。

すべての袋１が取り出され空になった無菌包装チャンバー８内のカセットラック６は、搬送コンベア１６の作動により、位置IIから位置IIIへと搬送され、殺菌チャンバー７内から新たなカセットラック６が位置Ｉへと搬送される。そこで、搬送コンベア１６がさらに作動し、位置Ｉ上の新たなカセットラック６が位置IIへと搬送され、空のカセットラック６が位置IIIから位置Ｉへと搬送される。

位置Ｉにおける空のカセットラックは、図示しないプッシャー等の作動により搬送コン
ベア１６の上から、殺菌チャンバー７内へと送られる。そこで、殺菌チャンバー７の無菌包装チャンバー側シャッター７ｂが閉じられ、反対側のシャッター７ａが開けられ、そこから空のカセットラック６が殺菌チャンバー７外へと搬出される。

以後、同様な動作が繰り返されて無菌袋詰め製品の生産が行われる。

＜実施の形態２＞
この実施の形態２では、図８（Ａ）に示す注出口部材２が易開封シート２ｄ及びキャップ２ｅで閉じられる前の袋１が使用される。

この袋１が、実施の形態１におけると同様なカセットラック６に図４に示したように装填される。袋１の注出口部材２は、図５に示したと同様にしてカセットラック６の支持レール１０の溝内に通され、これにより多数の袋１がカセットラック６内に保持される。

この実施の形態２で使用される無菌袋詰め装置は、図９及び図１０に示す構成とされる。実施の形態１で使用された無菌袋詰め装置と異なり、無菌包装チャンバー８内の搬送手段であるターレット１７の周りからは、オープナー２０が省略され、注出口部材２の支持用フランジ２ｃ下を掴むことにより袋１を保持するクランパ１７ｂが設けられる。充填手段であるフィラー２１は実施の形態１の場合と同様にして設けられる。また、実施の形態１と異なり、密封手段である易開封シート２ｄのシーラー２５が設けられ、注出口部材２にキャップ２ｅを被せるキャッパー２６が設けられる。

易開封シート２ｄのシーラー２５は、図１０に示すように、易開封シート２ｄの原反である連続シート４を供給するためのシート殺菌チャンバー２７を備える。このシート殺菌チャンバー２７は、無菌包装チャンバー８の外側に配置される。

シート殺菌チャンバー２７内には過酸化水素等の殺菌剤の貯留槽２８が設けられ、連続シート４の巻取りロールから繰り出される連続シート４が貯留槽２８内の殺菌剤に浸漬され殺菌処理されつつ無菌包装チャンバー８内に導入され、ターレット１７の周りに配置された易開封シート２ｄのシーラー２５へと供給される。

易開封シート２ｄのシーラー２５は、無菌包装チャンバー８内に導入された連続シート４を袋１の注出口部材２の開口にヒートシールし、同時に連続シート４から易開封シート２ｄを打ち抜くようになっている。

なお、キャッパー２６はターレット１７の周りから省略し、無菌包装チャンバー８外に設置してもよい。

次に、上記無菌袋詰め装置の作用について説明する。

（１）図８（Ａ）に示した未封状態の注出口部材２を有する袋１が、実施の形態１の場合と同様に図４に示すように、カセットラック６内に装填される。

（２）殺菌チャンバー７の入り口側のシャッター７ａが開けられ、図９及び図１０に示すように、カセットラック６が殺菌チャンバー７内に入れられた後、シャッター７ａが閉じられる。これにより、殺菌チャンバー７が密閉される。

（３）殺菌チャンバー７内から空気が排出され、殺菌チャンバー７内が真空状態とされる。そこで、過酸化水素のガスが殺菌チャンバー７内に導入される。この空気の排出及び過酸化水素のガスの導入が所定回数繰り返され、過酸化水素のガスによってカセットラック６内のすべての袋１の殺菌処理とカセットラック６の殺菌処理とが同時に行われる。

袋１の二枚のシート３，３はその端に取り付けられた注出口部材２による拡開作用によって離反状態にある。殺菌チャンバー７内に導入された過酸化水素のガスは、注出口部材２の開口から袋１内に侵入して袋１の内面の全面に接触する。袋１の内面にマット加工等により無数の細かい凹凸が形成されている場合は、過酸化水素のガスはさらに円滑に袋１の内面に接触する。これにより、注出口部材２及び袋１の外面はもちろんのこと注出口部材２及び袋１の内面がむらなく殺菌されることになる。

また、図５に示すように、支持レール１０の垂下板１１や起立板１３には多数の孔１１ａ，１３ｂが穿設され、起立板１３には注出口部材２の支時用フランジ２ｃが接する箇所に多数の突起１３ａが形成されていることから、過酸化水素のガスは上記孔１１ａ，１３ｂや突起１３ａ間の隙間を通って注出口部材２の表面及び開口に至り、そこから袋１内へと円滑に流入する。これにより、注出口部材２の表面が支時用フランジ２ｃの裏面等を含め適正に殺菌される。

殺菌処理は、過酸化水素のガスが殺菌チャンバー７外に排出され、無菌エアが殺菌チャンバー７内に導入されることにより終了する。

（４）殺菌チャンバー７内での殺菌処理が終了すると、無菌包装チャンバー８側のシャッター７ｂが開き、搬出コンベア１４によってカセットラック６が無菌包装チャンバー８内に移送される。その後、シャッター７ｂが閉じられる。

無菌包装チャンバー８内は、あらかじめ過酸化水素の噴霧等により殺菌処理され、その後吹き込まれる無菌エアによって陽圧に保たれている。

カセットラック６は、まず、図９中、搬送コンベア１６上の位置Ｉに載せられる。

次に、搬送コンベア１６の作動により、カセットラック６が位置IIへと搬送され停止す
る。

（５）ロボット１８の動作により、搬送コンベア１６上のカセットラック６から袋１が一枚ずつ取り出され、ターレット１７へと逐次渡される。

ターレット１７はロボット１８から渡される袋１を旋回アーム１７ａのクランパ１７ｂで受け取り、図９中矢印方向に旋回する。

袋１は、その注出口部材２が上向きとなった状態で注出口部材２の支持用フランジ２ｃ下がクランパ１７ｂにより掴まれる。

（６）ターレット１７の旋回とともに、袋１はフィラー２１、易開封シート２ｄのシーラー２５、キャッパー２６へと順次搬送され、各ステーションにおいてフィラー２１の充填ノズル２１ａによって注出口部材２から内容物を充填され、易開封シート２ｄのシーラー２５によって注出口部材２の開口を図８（Ｂ）のごとく封緘され、キャッパー２６によってキャップ２ｅが注出口部材２に螺着される。

これにより、図８（Ｂ）に示す無菌の袋詰め製品が完成する。

（７）無菌の袋詰め製品となった袋１は、搬出用コンベア１９によって無菌包装チャンバー８外へと搬出される。

なお、袋１はその注出口部材２が易開封シート２ｄで閉じられ、キャップ２ｅが省略された状態で搬出用コンベア１９によって無菌包装チャンバー８外へと搬出された後、無菌包装チャンバー８外に配置されたキャッパーによって、キャップ２ｅが注出口部材２に螺着され、図８（Ｂ）に示す無菌の袋詰め製品とされる場合もある。

以後、実施の形態１におけると同様な動作が繰り返されて袋詰め製品の生産が行われる。

＜実施の形態３＞
この実施の形態３では、図１１に示すように、実施の形態１の場合と同様に未封状態の袋１が使用される。

すなわち、実施の形態１の場合と同様に、下辺が後に飲料等の内容物を袋１内に充填する際の充填口とするために未シール部１ｅとされる。

ただし、実施の形態１の場合と異なり、この袋１は上辺と右辺との間に斜辺が設けられ、この斜辺に注出口部材２が挟み込まれる斜めヒートシール部１ｆが形成される。注出口部材２の開口はすでに易開封シート２ｄで密封され、キャップ２ｅの螺着により閉じられている。

未シール部１ｅは上辺及び左右辺のうちのいずれかに設定し、下辺を下横ヒートシール部１ｄによって閉じておくことも可能である。未シール部１ｅは、内容物が袋１内に充填された後、下横ヒートシール部１ｄによって密封される。

この実施の形態３では、袋１が図４中、二点鎖線で示したような姿勢でカセットラック６内に装填される。そして、実施の形態１において使用した図２及び図３に示す無菌袋詰め装置によって袋詰め製品の製造が可能である。

＜実施の形態４＞
この実施の形態４では、図１２に示すように、実施の形態３の場合と異なり、注出口部材２が易開封シート２ｄ及びキャップ２ｅで閉じられる前の袋１が使用される。また、この袋１の下辺は下横ヒートシール部１ｄにより閉じられている。

この実施の形態４では、実施の形態２において使用した図９及び図１０に示す無菌袋詰め装置によって袋詰め製品の製造が可能である。

＜実施の形態５＞
この実施の形態５では、図１３に示すように、実施の形態３の場合と同様に未封状態の袋１が使用される。

ただし、実施の形態３の場合と異なりに、袋１の上辺が後に飲料等の内容物を袋１内に充填する際の充填口とするために未シール部１ｅとされる。

また、袋１の下辺には山折された底折込シート２９が挿入され、この底折込シート２９が前後二枚のシート３，３に底ヒートシール部１ｇで接着されるとともに左右の縦ヒートシール部１ｂ，１ｃで接着されている。底折込シート２９の谷折側内面には非ヒートシール加工がされているが、底折込シート２９の両側には切欠３０が設けられていることから、切欠３０の箇所で前後二枚のシート３，３同士が接着される。これにより、底折込シート２９がマチになって袋１の底の拡開が許容され、袋１の自立が可能となる。

なお、未シール部１ｅは袋１の左右辺のうちのいずれかに設定することも可能である。

未シール部１ｅは、内容物が袋１内に充填された後、上横ヒートシール部１ａ（図１２参照）によって密封される。

この実施の形態５では、袋１が図４中、二点鎖線で示したような姿勢でカセットラック６内に装填される。そして、実施の形態１において使用した図２及び図３に示す無菌袋詰め装置によって袋詰め製品の製造が可能である。

ただし、この場合は袋１の未シール部１ｅが注出口部材２と共に上側になるようにして袋１がターレット１７で搬送される。

＜実施の形態６＞
この実施の形態６では、図１４に示すように、図８（Ａ）に示した実施の形態２の場合と異なり、袋１の下辺に図１３に示した実施の形態５におけると同様な底折込シート２９が介装された袋１が使用される。

この実施の形態６では、実施の形態２において使用した図９及び図１０に示す無菌袋詰め装置によって袋詰め製品の製造が可能である。

以下に、実施例１〜４０を掲げ、本発明における袋の殺菌効果を示す。

なお、表１中、注出口部材の形状の欄における「２Ｐ型」はキャップが注出口部材の本体と別体として設けられたものをいい、「１Ｐ型」は注出口部材の本体と、その口部を引きちぎり用薄肉部を介して密封する密封片とが当初から一体成形されたものをいう。

取付箇所が「垂直」とは図１に示したように注出口部材２が袋１の中心線に乗るように配置されたことをいい、「斜め」とは図１１に示したように注出口部材２が袋１の中心線に対し傾斜するように配置されたことをいう。

「Ｐシール」とは図１に示したように注出口部材２の開口が易開封性シール２ｄで密封されたことをいう。

「ストロー」とは図１中、破線で示したように、注出口部材２に突出部２ａとしてストロー状のものが設けられたことをいう。

袋の形態である「自立性袋」は図１３に示したような袋底が広げられると袋が自立可能となるものをいい、「平袋」は図１に示したように袋が扁平であって自立できないものをいう。

袋の「エンボス加工」とは袋を構成するシートの内面に無数の細かい凹凸が形成されたことをいう。

充填箇所が「下未シール部」とは、図１（Ａ）に示したように袋１の下辺から内容物を充填するため袋底に未シール部１ｅが設けられたことをいい、「上未シール部」とは、図１３に示したように袋１の上辺から内容物を充填するため袋の上辺に未シール部１ｅが設けられたことをいう。

表１に示した各サンプルについて、殺菌効果の試験を行い、表２に示す結果を得た。「菌付け条件」「評価方法」は次の通りである。

Ａ「菌付け条件」
（１）指標菌： B.subtilisATCC9372
（２）菌数： 2.5×10⁵個／spot
（３）BI（バイオインジケータ）の貼り付け箇所：図１（Ａ）、図８（Ａ）、図１１〜図１４に示すように、いずれも過酸化水素のガスが接触し難い個所である。
[注出口部材]：２Ｐ型注出口部材（例えば、図１（Ａ）参照）の場合は内側の側面と支持用フランジの裏面に各々貼着した。１Ｐ型注出口部材（図示せず）の場合は内側の最奥部と支持用フランジの裏面に各々貼着した。
[平袋]：図１（Ａ）に示すように注出口部材が袋の中心線上に設けられ、底から内容物が充填される袋である場合は、袋の内側の右縦ヒートシール部の上方と中位部に各々貼着した。図８（Ａ）に示すように注出口部材から内容物が充填される袋である場合は、袋の内側の右縦ヒートシール部の上方と底に各々貼着した。図１１に示すように注出口部材が斜めに取り付けられ、底から内容物が充填される袋である場合は、袋の内側の右縦ヒートシール部の上方と、上辺ヒートシール部の注出口部材の位置する側と反対側の端に各々貼着した。図１２に示すように注出口部材が斜めに取り付けられ、注出口部材から内容物が充填される袋である場合は、袋内であるの右縦ヒートシール部の上方と、下辺ヒートシール部の注出口部材の位置する側と反対側の端とに各々貼着した。
[自立性袋]：図１３に示すように注出口部材が斜めに取り付けられ、上辺から内容物が充填される袋である場合は、袋内である右縦ヒートシール部の上方と、底ヒートシール部の中央と、袋外である底折込シート谷折部とに各々貼着した。
また、図１４に示すように注出口部材から内容物が充填される袋である場合は、袋内である右縦ヒートシール部の上方と、底ヒートシール部の中央と、袋外である底折込シートの谷折部とに各々貼着した。

Ｂ「評価方法」
実施例１〜４０の各種袋について標準的な過酸化水素ガス滅菌装置により殺菌処理し、続いて無菌袋詰め装置の無菌包装チャンバーを通過させた後、ＢＩをＳＣＤブイヨン培地に回収し、３７℃×７日間の培養後、菌発生の有無を確認した。この結果を表２に示す。

なお、上記各種袋に、１００ｍＬの純水を充填し、十分に攪拌した後、純水中に溶け出した過酸化水素量を酸素電極法で測定したところ、袋内の残留過酸化水素量は０．１ｐｐｍ未満であった。

表２から明らかなように、注出口部材を備えた袋をカセットラックに装填して過酸化水素のガスにより殺菌チャンバー内で殺菌した後、内容物の充填工程を経るようにすると、所期の殺菌効果を得ることができる。

また、この殺菌効果は、例えば実施例６、１７、１９、２３と実施例３５、３６，３７とを各々比較すると、突出部であるストローを注出口部材に設けることによりさらに向上することが分かる。

また、例えば実施例３１、３４と実施例３９、４０とを各々比較すると、袋の内面にエンボス加工を施して多数の細かい凹凸を形成しておくことにより、さらに殺菌効果が向上することが分かる。

１…袋
１ｅ…未シール部
２…注出口部材
２ａ…突出部
６…カセットラック
７…殺菌チャンバー
８…無菌包装チャンバー

Claims (8)

1. 注出口部材のフランジの下面に過酸化水素のガスを通過可能な孔が形成された起立板の先端に有する突起を接触させて前記フランジの一部を支持しつつ、前記注出口部材が取り付けられた未封状態の多数の袋を相互に分離した状態でカセットラックに装填し、カセットラックを殺菌チャンバー内に入れて殺菌チャンバー内を真空化し、真空化した殺菌チャンバー内に過酸化水素のガスを導入して袋の内外面をカセットラックとともに殺菌処理し、カセットラックを殺菌チャンバー内から無菌包装チャンバー内へと移送し、カセットラックから袋を取り出して無菌包装チャンバー内で搬送しつつ袋内に内容物を充填した後、袋を密封することを特徴とする無菌袋詰め方法。
2. 請求項１に記載の無菌袋詰め方法において、あらかじめ袋の内面に凹凸を形成しておくことを特徴とする無菌袋詰め方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無菌袋詰め方法において、注出口部材に袋内の奥へと突出する突出部を設けておくことを特徴とする無菌袋詰め方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無菌袋詰め方法において、注出口部材から袋内に内容物を充填した後、注出口部材を密封することを特徴とする無菌袋詰め方法。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無菌袋詰め方法において、注出口部材はあらかじめ封止しておき、袋の未シール部から袋内に内容物を充填した後、未シール部を密封することを特徴とする無菌袋詰め方法。
6. 注出口部材のフランジの下面に過酸化水素のガスを通過可能な孔が形成された起立板の先端に有する突起を接触させて前記フランジの一部を支持しつつ、前記注出口部材が取り付けられた未封状態の多数の袋が相互に分離した状態で装填されるカセットラックと、カセットラックを収容して過酸化水素のガスにより袋の内外面をカセットラックごと殺菌処理する殺菌チャンバーと、殺菌チャンバーからカセットラックが導入される無菌包装チャンバーと、袋を一枚ずつカセットラックから取り出して無菌包装チャンバー内で搬送する搬送手段と、搬送中の袋に内容物を充填する充填手段と、内容物が充填された搬送中の袋を密封する密封手段とを具備することを特徴とする無菌袋詰め装置。
7. 請求項６に記載の無菌袋詰め装置において、充填手段は、注出口部材から袋内に内容物を充填可能であり、密封手段は、注出口部材をシール可能であるか又はキャッピング可能であることを特徴とする無菌袋詰め装置。
8. 請求項６に記載の無菌袋詰め装置において、充填手段は、袋の未シール部を拡開したうえで未シール部から袋内に内容物を充填可能であり、密封手段は、未シール部をシール可能であることを特徴とする無菌袋詰め装置。

Images