JP2006021834A - 紫外線で容器を殺菌する方法ならびに装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、特に簡単かつ安全な方法で、紫外線を用いて容器および／または包装材を内部殺菌するのを可能にする方法を提示することである。
【解決手段】 完全に容器（１）の外部にある紫外光源（２）の紫外線が、容器入口（１．１）を通って、容器内部空域内に挿入される光導部材（３）を経由して照射されることにより解決される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１による方法に関する。さらに本発明は、請求項７による装置に関する。

容器、特に紫外線を用いて、病原菌に抵抗力がない充填物、例えば飲み物、化粧品などのための容器および／または包装材を殺菌することが基本的に知られている（特許文献１、特許文献２ならびに特許文献３）。

ＵＶ殺菌するための公知の装置及び方法はすべて、容器内部を殺菌する際、紫外線を照射するために、紫外光源を容器開口部を通して各容器内に挿入することが特に共通である。紫外光源を構成する場合に、特に殺菌されるべき容器の様式と形状も考慮しなければならないことがここでは少なくとも短所である。従ってこの場合、特に容器の開口部横断面積、すなわち紫外光源の構造的形態は、単にできるだけ最適な紫外線の発生とできるだけ良好な効率の観点に従って決めることはできない。

さらに、容器を内部殺菌するために、容器内面を各容器の外部の紫外線レーザー内で発生する紫外線と、同時にレーザー内で同様に発生する赤外線で処理する様式の方法も知られている（特許文献４）。各容器内での光線の収容はリフレクタを介して行われる。
ドイツ国特許出願公開第４４０７１８３号明細書 米国特許第２３８４７７８号明細書 国際特許出願公開第０２／３６４３７号明細書 欧州特許第０５７９６７９号明細書

本発明の課題は、特に簡単かつ安全な方法で、紫外線を用いて容器および／または包装材を内部殺菌するのを可能にする方法を提示することである。

この課題を解決するために、本方法は請求項１に相応して形成されている。この方法を実施するための装置は、請求項７の対象である。

本発明の特徴は、各容器の外部の紫外線源から発生する紫外線の照射が、容器の内部で、容器開口部を通って容器内に挿入される可撓な光導部材によって行われることにある。本発明の趣旨における“容器”とは、とりわけ瓶であるが、例えば飲み物及び他の液状食品用の扁平材料から製造された包装材でもある。

本発明の代表的実施例を、この後続けて図に基づき詳しく説明する。

充填物質を満たす前に、容器内面に存在する病原菌が最適に殺菌される波長範囲（例えば２５４ｎｍ）内での紫外線による容器１の内部殺菌が行われる。紫外線は、適切な線源２、例えば水銀蒸気放電ランプ、紫外線レーザー、及び出力が十分高いそのようなものにより行われる。線源２は、各々の容器１の外部に設けられている。紫外線は、可撓な光導部材３を経由して容器内に導入される。これに関して、部分３．１を備えた光導部材３は、入口開口部１．１を通って容器内部空域内に挿入され、かつそこで光学的照射部材４を備えている。この光学的照射部材は、空間的な、すなわち例えば、３６０°あるいはほぼ３６０°の開口角度でもって球状の紫外線の照射を可能にし、従って角度線あるいは矢印５に対応して、容器１の内面全体が、紫外線によりカバーされる。例えば容器１の構造および／または形状が特殊である場合に、紫外線による影の形成によって、容器内面に沿ったカバーされない領域ができないように、容器１内に挿入される光導部材３の端部が、図の二重矢印で示したように、容器１に対して運動することができる。このような運動は、光導部材の構造が可撓である場合に問題なく行うことができる。

同様に、殺菌工程時の照射方向を制御しながら変更する様式で照射部材４を形成することができ、この場合、紫外線は球状にではなく、例えば照射部材４の周囲全体に渡って延びている環状の照射開口部から半径方向に発せられるのが好ましい。その際照射の射出角度を制御しながら変更することができる。この機能を実現するためには、例えばピエゾ素子により運動する小さい鏡を使用して行うのが特に適切である。

きわめて有利な本発明の他の実施形態は、球状に発せられる紫外線の球表面に渡っての強度が、均一ではなく、不均一であるとみなされる様式で、照射部材４を形成することである。この方法により、紫外光源の出力が変わらないかあるいはそれどころか低下する場合、容器の臨界領域を、特に集中的に照射することができるという長所が生じる。表面にわたる照射強度を不均一とみなして形成するために、例えば紫外線の射出開口部をパターンに従って規則的にではなく、強度の要求に応じて設けることが考えられる。

光導部材３は、光ファイバーの束から成るのが好ましく、この場合この光ファイバーは例えばガラスあるいは光導に適した他の材料から成っていてもよい。

実際の形態において、容器１に紫外線内部殺菌は、殺菌装置内で行われ、この殺菌装置はその他の瓶詰め機の生産ラインにおいて先行し、かつ例えば垂直な機械軸線を中心にして回転する駆動ローターにおいて、多数の容器収容部６を形成する。この容器収容部には、各々容器の引取り時に、殺菌されるべき容器１が供給され、これらの容器は、引渡し時にローターから取り出され、かつ後続する瓶詰め機に移送される。この場合収容部６は各々、光学部材４を備えた光導部材端部３．１を有し、この光導部材端部は、殺菌過程の間、制御されて容器１の内部空域内に収納され、かつ紫外線による処理後、前記容器１から再度取り除かれ、しかも例えば対応している容器１の上げ下げにより取り除かれる。例えば独立した紫外光源２は各収容部６に所属している。さらに原則的に、収容部全てに、あるいは多数の収容部によるグループに、各々共通の紫外光源を備えることもできる。

本発明による形態は、多数の長所を有する。すでに述べたように、可撓な光導部材３により、紫外線によりカバーされない領域をなくすための、照射部材４を備えた端部と容器１との間の相対運動が可能である。光導部材３をこのように可撓に形成することにより、さらに、光導部材を機械（殺菌装置）内部において最適な方法で配置すること、敷設すること、及び組立てることも可能である。他の長所は、可撓な光導部材が、わずかな機械的労力でもって、各容器の運動に追従できることにある。紫外線は光導部材内で確実に案内され、紫外線による負傷の危険を回避するシールドも問題なく行うことができる。

光導部材３はわずかな外径でもって実現可能なので、この部材は、容器入口での直径が小さい容器内にも挿入可能である。さらに、紫外線源２は本発明による形態により、ほぼ任意の形状を有することができる。言い換えればこの紫外線源の構造は、できるだけ効率が良い場合に、できるだけ最適な紫外線の発生の観点に従って選択することができる。それも殺菌されるべき容器１の特殊な様式および／または形態に全く左右されずに選択することができる。

本発明は、いかなる様式の容器の内部殺菌、特に合成樹脂および／または扁平材料で製造された容器あるいは包装材の殺菌にも適している。

病原菌に抵抗力が無い液状かあるいは粥状の充填物質、例えば飲み物用の包装材あるいは容器である。

符号の説明

１ 容器
・ 容器入口
２ 紫外光源
３ 光導部材
・ 光導部材の部分
４ 紫外線の立体的照射のための光学材料
５ 紫外線
６ 処理位置
矢印Ａ 光導部材３もしくは照射部材４と、容器１との間の相対運動方向
矢印Ｂ 光導部材３もしくは照射部材４と、容器１との間の相対運動方向

Claims (12)

1. 容器内面が、容器の内部で照射される紫外光源（２）の紫外線で処理される様式の、容器を殺菌する方法において、
   完全に容器（１）の外部にある紫外光源（２）の紫外線が、容器入口（１．１）を通って、容器内部空域内に挿入される光導部材（３）を経由して照射されることを特徴とする方法。
2. 可撓な光導部材（３）を使用することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 各容器内部空域内に挿入されたその端部において、各空間平面内で、
   ３６０°あるいはほぼ３６０°の立体的開口角度に渡り紫外線（５）を照射するために形成されている光導部材（３）を使用することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 各容器内部空域内に挿入されたその端部において、３６０°の立体的開口角度に渡り紫外線５を環状に照射するために形成されており、この場合紫外線（５）の射出角度が制御しながら変更可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
5. 紫外光源（２）を備え、この紫外光源の紫外線が容器の内部で照射される様式の、紫外線で容器（１）を殺菌する装置において、
   紫外光源（２）の出口が、少なくとも一つの光導部材（３）に接続しており、紫外光源（２）から離れて存在する端部（３．１）を備えたこの光導部材が、容器入口（１．１）を通って、紫外線を照射するための各容器内に挿入可能であることを特徴とする装置。
6. 光導部材（３）が、端部において、各空間平面内で、３６０°あるいはほぼ３６０°の立体的開口角度に渡り紫外線（５）を照射するために形成されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 光導部材（３）が、端部において、３６０°の立体的開口角度に渡り紫外線（５）を半径方向に照射するために形成されており、この場合、紫外線の射出を制御しながら変更する手段が設けられていることを特徴とする請求項５記載の装置。
8. 光導部材（３）が可撓であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の装置。
9. 機械部材、例えば垂直な機械軸線を中心にして回転する駆動ローターにおいて、容器（１）を各々殺菌するための多数の処理位置（６）が設けられていること、
   および、
   各処理位置（６）において、紫外光源（２）と接続しており、かつ殺菌されるべき容器１に挿入可能な光導部材（３）が設けられていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の装置。
10. 処理位置（６）が各々、個別の紫外光源（２）を備えていることを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 処理位置（６）全てに、あるいは多数の処理位置（６）によるグループに、各々共通の紫外光源２が設けられていることを特徴とする請求項９記載の装置。
12. 光学部材（４）が、この部材から出る紫外線の強度が光学部材（４）の表面に渡って不均一であるとみなされているように形成されていることを特徴とする請求項５〜１１のいずれか一つに記載の装置。

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