JPH1135015A

JPH1135015A - 中空状包材の滅菌装置

Info

Publication number: JPH1135015A
Application number: JP9191350A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Inai; 哲也井内; Tadao Akai; 忠雄赤井; Fumiyuki Iwano; 文幸岩野; Hideto Yamamoto; 英仁山本; Michio Ueda; 道雄植田
Original assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Current assignee: Shikoku Kakoki Co Ltd
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 1999-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】無菌充填包装機を用いた無菌充填包装容器製
品の、１日当たりの生産量を増大するための、無菌チャ
ンバーを必要としない包材の殺菌システムを提供するこ
と。【解決手段】板状の包装材料ウェブの長手方向両端部
をシールし、チューブ状包装材料ウェブを形成する縦シ
ール工程と、チューブ状に成形されたウェブ内に流動性
内容物を充填する工程と、内容物の充填されたチューブ
をほぼ容器１個に相当する長さ分だけ下方に送りなが
ら、チューブ状包装材料ウェブの長手方向と直交する方
向にシールする横シール工程とからなる無菌充填包装方
法において、流動性内容物を充填する工程に先立って、
チューブ状に成形された包装材料ウェブの周囲より電子
線を照射して、該チューブ状に成形された包装材料ウェ
ブの内面を滅菌する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この本発明は、電子線を利用
した包材の滅菌方法や、無菌充填包装機において連続的
に最終容器１個分に切断される前の筒（チューブ）状に
成形されている包材の滅菌装置を備えた無菌充填包装機
等に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ジュース等が充填される直方体状
の包装容器用の包装材料ウェブを殺菌して用いる無菌充
填包装機として、図１に示す無菌充填包装機が知られて
いる（特公平１−２３３６８号公報）。この無菌充填包
装機全体の概要は、包装材料ウェブ１をロール状に支持
しているリワインダ２と、リワインダ２から順次巻戻さ
れた板状の包装材料ウェブを殺菌する殺菌装置３と、殺
菌された包装材料ウェブの長手方向両端部をシールし、
チューブ状包装材料ウェブを形成する縦シール装置４
と、チューブ状に成形されたウェブ内に流動性内容物を
充填する給液管５と、内容物の充填されたチューブをほ
ぼ容器１個に相当する長さ分だけ下方に送りながら、チ
ューブ状包装材料ウェブの長手方向と直交する方向にシ
ールし、同時に断面矩形の枕状容器６を連続的に成形す
る横シール装置７と、枕状容器６の端部を折り曲げ、最
終形態である直方体状容器に成形する容器整形装置８を
備えている。上記殺菌装置３は過酸化水素水の殺菌液槽
９を備えており、その中を包装材料ウェブ１を潜らせ包
装材料ウェブ１を殺菌し、殺菌された包装材料ウェブ１
は殺菌装置３の上部に設けられた無菌チャンバー１０内
に導かれ、以後上記のように直方体形状へと成形されて
いく。

【０００３】他方、電子線による殺菌に適用することも
よく知られている。電子線とは、真空チャンバーの中に
おかれたフィラメントを加熱することにより、その表面
から放出される熱電子がグリッドにかけられた弱い電圧
により引き寄せられ、次いでウィンドーにかけられた高
い電圧（加速電圧）により加速され、スピードを増し、
ついにはウィンドーの薄い膜を通過して外界へ飛び出す
電子の束のことで、殺菌にはこの電子線のエネルギーが
利用される。

【０００４】また、電子線は、Ｘ線やγ線等の電磁波と
は異なり、粒子線であるので被殺菌照射物への透過力に
は限界があり、電子線の透過能力はその加速電圧によっ
て決まり、加速電圧が大きいほどその浸透深さが深くな
る。そして、加速電圧が３ＭｅＶ以上のものは高エネル
ギー型、３００ＫｅＶ〜３ＭｅＶは中エネルギー型、３
００ＫｅＶ以下は低エネルギー型と呼ばれている。浸透
深さは、また、被殺菌照射物の密度にも影響され、密度
が小さいほど浸透深さが増加することも知られている。

【０００５】電子線による殺菌のメカニズムは、電子線
が細胞中の核酸等の標的分子に直接作用して細胞に障害
を与えるほかに、電子線が細胞内の水分子に働き、水分
子を活性な状態まで励起させ、この励起状態の水分子が
細胞内の酵素等に作用して障害を生じさせるという間接
的作用による殺菌メカニズムも確かめられている。

【０００６】このような電子線による殺菌は、ガンマー
線による殺菌や紫外線による殺菌に比べて、殺菌が瞬時
にしかも完全に行うことができ、照射エネルギー等その
制御が比較的簡単で、高速ライン処理が可能であるとい
う利点を有するものの、ビームが遮られることからその
透過深度に限度があり、また装置が大型化するという欠
点があることも知られている。さらに、プラスチックフ
ィルム等の包材の表面殺菌に適用する場合は、フィルム
を劣化・変質させる可能性があり、この点にも留意する
必要があった。

【０００７】また、電子線を上記無菌充填包装機の包材
への適用としては、陰極と電子加速器から放出される電
子線が透過する、金属箔の薄膜からなるウィンドーの外
枠を、ガラス等の化学的耐久性のある材料でコーティン
グすることを特徴とする電子加速器が知られている（特
開平７−１３０００号公報）。この従来技術によると、
電子線加速器を無菌充填包装装置の無菌チャンバーの中
に２つ配置し、平坦な包装材料ウェブの表裏にそれぞれ
電子線を照射することにより包材の殺菌を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ジュー
ス等の無菌充填包装機の作業効率・稼動効率向上の観点
から、生産限界に近い１時間当たりの８０００パック以
上製造しうる高速運転可能な無菌充填包装機を開発した
（特願平８−２４４７０７号）。この高速無菌充填包装
機は、無菌チャンバー内で殺菌液槽の中を潜らせた板状
の包装材料ウェブの長手方向両端部をシールし、チュー
ブ状包装材料ウェブを形成する縦シール装置と、チュー
ブ状に成形されたウェブ内に流動性内容物が充填された
チューブをほぼ容器１個に相当する長さ分だけ下方に送
りながら、チューブ状包装材料ウェブの長手方向と直交
する方向にシールする横シール装置と、この横シール装
置の下方に設けられ、連続的に成形される断面矩形の枕
状容器を容器１個分ずつ切断する切断装置とを備えてい
る。この高速無菌充填包装機を用いることにより確かに
１時間当たりの生産量は飛躍的に増大するが、１日当た
りの生産量を増大するためには、かかる高速無菌充填包
装機の稼働時以外の、例えば洗浄、メンテナンス、始動
調整等に要する時間を短縮する必要がある。

【０００９】上記高速無菌充填包装機をも含め、この種
の無菌充填包装機における前記無菌チャンバー内は微生
物学的汚染を防除する必要があることから、その始動前
にあらかじめ過酸化水素等により殺菌し、その後無菌エ
アーを常時供給しチャンバー内部は常に陽圧に保持され
ている。しかし、チャンバー内には複雑な形状の機械部
品があり、完全に滅菌することは困難であるため、滅菌
処理に多くの手間と時間を必要としていた。また、一旦
チャンバー内の機械類にトラブルが生じると、その修理
等を終えた後、必ずチャンバー内の再滅菌が必要であっ
た。このように、従来の殺菌システムを備えた無菌充填
包装機においては、洗浄、メンテナンス、始動調整等に
多くの時間を要しており、１日当たりの生産量を増大す
るためには、無菌チャンバーがある限り限界があった。
さらに、電子線を包材の殺菌に適用することが開示され
ている上記特開平７−１３０００号公報記載の発明は、
無菌チャンバーを必要とすることから、単に薬剤殺菌を
電子線殺菌に代えたというだけで、上記本発明の課題を
解決しうるものではない。本発明の課題は、無菌充填包
装機を用いた無菌充填包装容器製品の、１日当たりの生
産量を増大するための、無菌チャンバーを必要としない
包材の殺菌システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究した結果、電子線殺菌を内容物が
充填される直前の中空状包材の周面に適用することによ
り、該中空状包材の内面をも完全に滅菌しうることを見
いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、板状の包装材料ウェブの長手方向両端部をシールす
ることにより形成されるチューブ状包装材料ウェブ等の
中空状包材に内容物を充填する工程に先立って、中空状
包材の周囲より電子線を照射して、該中空状包材の内面
を滅菌することを特徴とする中空状包材の滅菌方法に関
する。

【００１１】また本発明は、板状の包装材料ウェブの長
手方向両端部をシールし、チューブ状包装材料ウェブを
形成する縦シール工程と、チューブ状に成形されたウェ
ブ内に流動性内容物を充填する工程と、内容物の充填さ
れたチューブをほぼ容器１個に相当する長さ分だけ下方
に送りながら、チューブ状包装材料ウェブの長手方向と
直交する方向にシールする横シール工程と、流動性内容
物を充填する工程に先立って、チューブ状に成形された
包装材料ウェブの周囲より電子線を照射して、該チュー
ブ状に成形された包装材料ウェブの内面を滅菌する滅菌
工程とを有することを特徴とする無菌充填包装方法に関
する。

【００１２】さらに、本発明は、板状の包装材料ウェブ
の長手方向両端部をシールし、チューブ状包装材料ウェ
ブを形成する縦シール装置と、チューブ状に成形された
ウェブ内に流動性内容物が充填されたチューブをほぼ容
器１個に相当する長さ分だけ下方に送りながら、チュー
ブ状包装材料ウェブの長手方向と直交する方向にシール
し、同時に断面矩形の枕状容器を連続的に成形する横シ
ール装置と、縦シール装置と横シール装置との間に位置
し、チューブ状に成形された包装材料ウェブの周囲より
電子線を照射して、該チューブ状に成形された包装材料
ウェブの内面を滅菌する滅菌装置とを備えたことを特徴
とする容器の最終形状が直方体等である無菌充填包装
機、又は板状の包装材料ウェブの長手方向両端部をシー
ルし、チューブ状包装材料ウェブを形成する縦シール装
置と、チューブ状に成形されたウェブ内に流動性内容物
が充填されたチューブをほぼ容器１個に相当する長さ分
だけ下方に送りながら、チューブ状包装材料ウェブの長
手方向と直交する方向にシールする横シール装置と、該
横シール装置の下方に設けられ、連続的に成形される断
面矩形の枕状容器を容器１個分ずつ切断する切断装置
と、縦シール装置と横シール装置との間に位置し、チュ
ーブ状に成形された包装材料ウェブの周囲より電子線を
照射して、該チューブ状に成形された包装材料ウェブの
内面を滅菌する滅菌装置とを備えたことを特徴とする容
器の最終形状が直方体等である無菌充填包装機に関す
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明において、包材としては、
容器等に成形される板状のものであればよく、紙、紙の
表裏の少なくとも一方にポリエチレンのような熱融着層
を有するものの他、これらにアルミ箔やバリヤー性樹脂
の中間層を有するもの、接着剤層を有するもの等を例示
することができる。例えば、ジュース等の充填包装容器
用の包装材料ウェブは、紙を基材としてその表裏最外層
面にポリエチレン等の熱融着層を設けると共に、必要に
応じてアルミ箔やバリヤー性樹脂の中間層によるバリヤ
ー層や接着剤層等を設けて構成されており、その厚さは
１７０〜６００μｍのものが使用される。また、内容物
と接触する最内層表面の材質が電子線により変質しない
ものが好ましい。

【００１４】本発明において、中空状とは、チューブ
（円筒）状、断面楕円状、断面矩形状等の形状をし、内
容物が充填される内部空間を有するものをいい、中空状
包材としては、板状の包装材料ウェブの長手方向両端部
をシールすることにより形成されるチューブ状包装材料
ウェブを例示することができる。内容物としては、ジュ
ース、牛乳、豆乳等の流動性液状物の他、各種スープ等
のペースト状物など、微生物学的に汚染されやすいもの
を例示することができる。

【００１５】電子線照射による滅菌装置は、中空状包材
をその周囲から電子線照射することができるように構成
されている。滅菌装置は、電子線発生部と、それを取り
囲む中空状包材の外形よりやや大きい中空部を有するハ
ウジングと、ハウジング内で発生したオゾンをオゾン分
解装置へと排気する排気管とからなる。電子線発生部
は、バキュームチャンバーを囲み中空状包材の外形に沿
った形状のケーシングと、バキュームチャンバーの中に
おかれた熱電子を放出する中空状包材の外形に沿った形
状、例えばリング状、方形状のフィラメントと、ケーシ
ングの被照射物側に設けられた幅の狭い、中空状包材の
外形に沿った形状のウインドウと、フィラメントとウイ
ンドウの間に設けられた幅の狭い、中空状包材の外形に
沿った形状のグリッドから構成されている。電子線発生
部におけるケーシング、フィラメント、グリッド及びウ
インドウの形状を、中空状包材の外形に沿った形状とし
たことにより、包材に対して電子線が効率よく作用し、
包材を透過した電子線により包材の内面を滅菌するため
である。

【００１６】電子線殺菌に用いる加速電圧としては、包
材の材質（密度）にもよるが、包材の内面まで電子線を
透過させるエネルギーが必要であり、通常５０〜５００
ＫｅＶ、好ましくは２００〜４００ＫｅＶを使用する。
また、電子線照射装置の型として、中空状包材が移動す
る場合にはカーテン型でよいが、移動しない中空状包材
に適用する場合は、装置が大型になるが、走査型のもの
でもよい。

【００１７】なお、前記無菌充填包装機の稼動開始時
は、電子線照射による滅菌装置より下流側に位置するチ
ューブ状に成形されたウェブ部分やウェブ内に流動性内
容物を充填する給液管の先端部分は微生物により汚染さ
れる可能性がある。したがって、無菌充填包装機の始動
に際しては、かかる未滅菌部分を過酸化水素水等により
あらかじめ滅菌処理しておく方が好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明にかかる滅菌装置を、ジュース
等が充填される直方体状の無菌包装容器の製造を例にと
って、図２を参照して説明するが、本発明は、図２に記
載されたものに限定されるものではない。本発明の滅菌
装置１１は、電子線発生部１２と、それを取り囲む中空
円柱状のハウジング１３と、ハウジング１３内で発生し
たオゾンをオゾン分解装置（図示せず）へと排気する排
気管１４とからなる。電子線発生部１２は、バキューム
チャンバー１５を囲むドーナツ状のケーシング１６と、
バキュームチャンバー１５の中におかれた熱電子を放出
するリング状のフィラメント１７と、ケーシング１６の
被照射物側に設けられた幅の狭い円筒状のウインドウ１
８と、フィラメント１７とウインドウ１８の間に設けら
れた幅の狭い円筒状のグリッド１９から構成されてい
る。

【００１９】バキュームチャンバー１５の中におかれた
リング状のフィラメント１７を加熱すると、その表面か
ら熱電子が放出され、熱電子はまず円筒状のグリッド１
９にかけられた弱い電圧により引き寄せられ、さらに円
筒状のウインドウ１８にかけられた高い電圧（加速電
圧）により加速されスピードを増し、ついにはウィンド
ウ１８の薄い膜を通過して被照射物である中空状包材に
向かって電子の束が飛び出していく。この電子の束が被
照射物である中空状包材を通過し、その内面を滅菌す
る。なお、電子線の透過能力は、その加速電圧によって
決まることから、予め加速電圧を調整し、被照射物であ
る中空状包材の内面がどの程度の加速電圧と電子線量で
滅菌されるか確認しておくことが望ましい。

【００２０】本発明にかかる滅菌装置１１は、例えば、
包装材料ウェブ１をロール状に支持しているリワインダ
２から順次巻戻された板状の包装材料ウェブの長手方向
両端部をシールし、チューブ状包装材料ウェブを形成す
る縦シール装置４と、チューブ状に成形されたウェブ内
にジュース等の流動性内容物が充填されたチューブをほ
ぼ容器１個に相当する長さ分だけ下方に送りながら、チ
ューブ状包装材料ウェブの長手方向と直交する方向にシ
ールし、同時に断面矩形の枕状容器６を連続的に成形す
る横シール装置７との間の位置に、チューブ状に成形さ
れた包装材料ウェブが滅菌装置１１を遊嵌するように配
設されている。

【００２１】このように配設しておくことにより、容器
１個に相当する長さ分だけ下方に送られてきたチューブ
状に成形された包装材料ウェブに、内容物が充填される
直前、チューブ状包装材料ウェブの内面が滅菌され、以
後常法にしたがって無菌充填包装用既製品が従来の無菌
充填包装機のように殺菌液層や無菌化されたチャンバー
を必要とせずに製造できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の包材の滅菌方法によれば、簡単
な操作で短時間に包装容器内部を完全に滅菌しうるばか
りでなく、無菌チャンバーが不要で滅菌スペースを最小
限とすることができ、また付帯設備が不要なことから滅
菌に要するコストを安価なものとすることができる。さ
らに、食品に直接接触する化学殺菌剤を使用しないた
め、容器等に薬剤の残存がないばかりか、作業者も安全
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の充填包装機の概略斜視図である。

【図２】本発明の滅菌装置をチューブ状包装材料ウェブ
の滅菌に適用している場合の縦断面図である。

【符号の説明】

１包装材料ウェブ１１滅菌装置２リワインダ１２電子線発
生部３殺菌装置１３ハウジン
グ４縦シール装置１４排気管５給液管１５バキュウ
ームチャンバー６枕状容器１６ケーシン
グ７横シール装置１７フィラメ
ント８容器整形装置１８ウィンド
ウ９殺菌液槽１９グリッド１０無菌チャンバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩野文幸徳島県板野郡北島町太郎八須字西の川10番地の１四国化工機株式会社内 (72)発明者山本英仁徳島県板野郡北島町太郎八須字西の川10番地の１四国化工機株式会社内 (72)発明者植田道雄徳島県板野郡北島町太郎八須字西の川10番地の１四国化工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空状包材に内容物を充填する工程に先
立って、中空状包材の周囲より電子線を照射して、該中
空状包材の内面を滅菌することを特徴とする中空状包材
の滅菌方法。
【請求項２】中空状包材が、板状の包装材料ウェブの
長手方向両端部をシールすることにより形成されるチュ
ーブ状包装材料ウェブであることを特徴とする請求項１
記載の中空状包材の滅菌方法。
【請求項３】板状の包装材料ウェブの長手方向両端部
をシールし、チューブ状包装材料ウェブを形成する縦シ
ール工程と、チューブ状に成形されたウェブ内に流動性
内容物を充填する工程と、内容物の充填されたチューブ
をほぼ容器１個に相当する長さ分だけ下方に送りなが
ら、チューブ状包装材料ウェブの長手方向と直交する方
向にシールする横シール工程と、流動性内容物を充填す
る工程に先立って、チューブ状に成形された包装材料ウ
ェブの周囲より電子線を照射して、該チューブ状に成形
された包装材料ウェブの内面を滅菌する滅菌工程とを有
することを特徴とする無菌充填包装方法。
【請求項４】板状の包装材料ウェブの長手方向両端部
をシールし、チューブ状包装材料ウェブを形成する縦シ
ール装置と、チューブ状に成形されたウェブ内に流動性
内容物が充填されたチューブをほぼ容器１個に相当する
長さ分だけ下方に送りながら、チューブ状包装材料ウェ
ブの長手方向と直交する方向にシールし、同時に断面矩
形の枕状容器を連続的に成形する横シール装置と、縦シ
ール装置と横シール装置との間に位置し、チューブ状に
成形された包装材料ウェブの周囲より電子線を照射し
て、該チューブ状に成形された包装材料ウェブの内面を
滅菌する滅菌装置とを備えたことを特徴とする無菌充填
包装機。
【請求項５】板状の包装材料ウェブの長手方向両端部
をシールし、チューブ状包装材料ウェブを形成する縦シ
ール装置と、チューブ状に成形されたウェブ内に流動性
内容物が充填されたチューブをほぼ容器１個に相当する
長さ分だけ下方に送りながら、チューブ状包装材料ウェ
ブの長手方向と直交する方向にシールする横シール装置
と、該横シール装置の下方に設けられ、連続的に成形さ
れる断面矩形の枕状容器を容器１個分ずつ切断する切断
装置と、縦シール装置と横シール装置との間に位置し、
チューブ状に成形された包装材料ウェブの周囲より電子
線を照射して、該チューブ状に成形された包装材料ウェ
ブの内面を滅菌する滅菌装置とを備えたことを特徴とす
る無菌充填包装機。
【請求項６】容器の最終形状が直方体である請求項４
又は５記載の無菌充填包装機。