JP2004533978A - コンテナに顆粒状又は粉末状の材料を充填するための装置及び過程 - Google Patents

Abstract

本発明は、コンテナを充填するための装置であって、この装置が、コンテナの供給開口の上部に配置されてよい供給ノズルを有しており、この供給ノズルが、固体が圧力下で導入されるように構成されており、コンテナがケージにより取り囲まれている装置、このコンテナに、特に高い空気含有量を有する微細に分割された固体を充填する方法であって、この場合、本発明による装置内に通気性の大きいコンテナを配置し、この大きいコンテナと供給ノズルとを気密に結合させ、コンテナを圧力下で充填し、充填されたコンテナを移動する方法、及び通気性の複数の層を有するコンテナに関する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナに顆粒状又は粉末状の材料、特に高い空気含有量を有する微細に分割された固体を充填するための装置と方法とコンテナ自体とに関する。
【０００２】
高い空気含有量と著しく低い注入密度を有する、注入可能に微細に分割された固体、例えば微細に分割されたシリカの処理は、様々な問題を提起する。製造者並びに最終消費者は、これらの材料が極わずかな空気の対流においてさえ塵埃を引き起こすという事実に直面している。塵埃の形成は、製品を取り扱う作業員を塵埃内で呼吸することにより彼らの健康に及ぼされる可能な被害から保護するために阻止されなければならない。さらに、低い注入密度は運搬コストを増大させる。なぜならば、充填重量に対するコンテナ重量の比率が高く、対応して大量のパッキング材料が必要とされるからである。
【０００３】
３次元的な空間枝構造により、微細に分割されたシリカは、約４０〜５０ｇ／ｌという著しく低率に圧縮された単位容量重量を有する製品である。このような微細な構造により、微細に分割されたシリカは、非常に大量のガス、例えば空気を結合することができ、これにより、製品は約２０〜３０ｇ／ｌの擬液状になる。
【０００４】
この除去可能な空気の自発的な逃出は、非常にゆっくりと不完全にしか行われない。塵埃の問題も、このような液体状態では増大する。なぜならば、微細に分割されたシリカの可動性は極めて高いからである。
【０００５】
高い空気含有量と著しく低い注入密度とを備えた注入可能に微細に分割された固体は、それ故、主に外部から加えられた真空によって通気性のバッグ内に導入される。充填の継続時間は、空気含有量が増加するにつれて増加する。
【０００６】
バッグは３〜４層の紙から成っており、紙の１層は、浸透する湿気に対する障壁として付加的にポリエチレンにより被覆されていてよい。充填過程の間に望ましい通気性を得るために、全ての層には複数の微小貫通孔が設けられている。このことは、製品がバッグ内に導入される場合に圧縮され、この製品の充填密度が自然の注入密度に対して相対的に増加するという効果を有する。
【０００７】
特殊な押圧ローラを使用して、先行脱気を行うことも可能であるが、このことは、使用される固体の性質に不都合に影響するかもしれない構造的な損害を引き起こすことがあり得る。
【０００８】
コンテナ重量中の製品のより高い比率は運搬コストを低減するが、この節約は、特殊コンテナ及び必要な充填装置の調達のための付加的な費用によって相殺される。
【０００９】
低い注入密度を有する注入可能な製品を繰り返し充填し、排出するための方法及び受け器が欧州特許第０７７３１５９号明細書につき公知である。この明細書に記載の「ビッグバッグ」又は「スーパーバッグ」とも呼ばれる織布の受け器は、少なくとも１つの注入口を有する弾性的な通気性の織布、有利には単層又は多層のプラスティック織布である。この織布の受け器も真空充填システムを使用して充填される。真空は織布の受け器に加えられ、製品は、所定の充填重量が得られるまで、開放された注入口を介して織布の受け器内に吸引される。発生ガスが織布の受け器の表面全体にわたって分配される。充填過程の間、製品はバッグ内へ注入される場合にこの過程で構造が破壊されることなしに可逆性に圧縮される。
【００１０】
ドイツ連邦共和国特許第１９８３９１０６号明細書は、高い空気含有量を有する微細に分割された固体のための弾性的な大きいコンテナについて記載している。このコンテナは、真空充填システムを使用した繰り返しの充填のために用いられる。このコンテナは、積層された少なくとも２つの層、すなわち、被覆されていない通気性の織布から成る内側の層と、耐塵性であり、湿気障壁によって被覆されている外側の層とから成っており、これらの層は特殊な縫い目によって、コンテナがこの継ぎ目を介してのみ通気されるような形で互いに結合されている。
【００１１】
コンテナのこのような設計により、特に大きいコンテナ内での貯蔵の間に、充填製品内の湿気の増加が低減され得る。
【００１２】
しかしながら、空気はもはや織布の受け器の表面全体を介して逃れることができない場合、所定の注入密度を得るために必要とされる時間がかなり延長され、従って、充填量が低減されてしまうことが欠点である。このことを補償するために、ドイツ連邦共和国特許第１９８３９１０６号明細書は、この大きいコンテナを充填するための特別な方法を記載している。この方法により、充填材料は充填前に先行脱気にさらされ、繊維の縫い目を介した別の脱気が充填の間に行われる。充填製品の先行脱気、ひいては部分的な圧縮も真空の使用によって影響される。
【００１３】
ドイツ連邦共和国特許第１９８３９１０６号明細書に記載の前記方法の欠点は、真空システムが、先行圧縮及び大きいコンテナの充填の両方のために必要とされるので、装置に著しく高い費用が生じてしまうことである。こうした費用にもかかわらず、充填量は以前として著しく低く、ドイツ連邦共和国特許第１９８３９１０６号明細書に記載のこの方法は総体的に見て不経済である。
【００１４】
そこで本発明の課題は、コンテナに、特に高い空気含有量を有する微細に分割された固体を充填するための装置、コンテナ及び方法を提供し、これらを用いて、注入される固体の適宜な圧縮により、高い充填量が、装置には低い費用しかかけずに、ひいては低い資本経費で得られるようにすることである。
【００１５】
この課題は、コンテナに、特に高い空気含有量を有する微細に分割された固体を充填するための装置により解決される。この装置は、コンテナの供給開口内に導入されてよい供給ノズルを有しており、この供給ノズルは、次のように設計されている、すなわち、固体が圧力下で導入され、コンテナが２つの部分又は多数部分のケージ（３）により取り囲まれているように設計されている。
【００１６】
本発明は、コンテナに、特に高い空気含有量を有する微細に分割された固体を充填するための方法において、通気性のコンテナを本発明による装置内に配置し、コンテナと供給ノズルとを気密に結合し、コンテナを圧力下で充填し、充填されたコンテナを取り出す方法にも関する。
【００１７】
本発明の別の主題は、微細に分割された固体の繰り返しの充填と排出のために用いられる弾性的なコンテナであり、このコンテナは、互いに重なり合う少なくとも２つの層から成っており、この場合、１つの層は有利には被覆されていない通気性の支持材料から成っており、別の層はフィルタ材料から成っていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の１実施例によれば、通気性の支持材料は外側に配置され、フィルタ材料は内側に配置されてよい。
【００１９】
層の内側から外側方向への別の組合せが可能だが、この場合、コンテナの支持エレメントとフィルタエレメントとの組合せは不可欠である。
【００２０】
本発明によるコンテナは、微細に分割された充填材料の任意の量のために設計することができる。
【００２１】
本発明によるコンテナは、有利には１，２００ｋｇまでの量のために使用することができる。これとは反対に、先行技術によるコンテナは、９０〜１００ｋｇの充填物しか収容することができない。
【００２２】
それぞれの層のために使用される材料は、市販の入手可能な材料であってよい。
【００２３】
本発明によるコンテナは、特に本発明による装置を使用して、コンテナの内部への圧縮を介した塵埃なしの充填を可能にし、この場合、著しくより高い単位容積重量を得ることができる。
【００２４】
微細に分割された材料は、先行する液化及び同時的な搬送によって、本発明によるコンテナから排出することができる。
【００２５】
このためには、公知の排出装置を使用してよい。
【００２６】
本発明によるコンテナは図３に概略的に示されている。
【００２７】
本発明の別の主題は、微細に分割された材料のために用いられる通気することのできる波形厚紙コンテナ（カートン）である。このコンテナはそのデザインによって特徴づけられており、波形の厚紙の一方の側は高い通気性の紙から成っており、内側の波形起伏と他方の側と中間層とは、微小貫通孔を有する非通気性の標準波形厚紙から成っている。
【００２８】
外側層と内側層と中間層との任意の組合せが可能であり、この場合、コンテナ（波形厚紙コンテナ）は支持用並びにフィルタ用のデザインを有している。
【００２９】
このことにより、公知の技術と比較して次のような利点が得られる。
【００３０】
高い通気性の内側層は製品のためのフィルタとして働き、空気が逃れることを可能にする。
【００３１】
外側層と（１つ又は複数の）中間層と（１つ又は複数の）波状起伏とは、力を吸収するが、空気が逃れることを可能にする。このような配置の結果、空気は壁を介して迅速に移動せしめられ、公知のシステムにより可能であるよりも著しく高い充填重量の製品が、コンテナの内部で高度に圧縮され得る（製品タイプに応じて、公知の９０〜１００ｋｇに比べて１，２００ｋｇまで）。
【００３２】
本発明によるコンテナが、図５に概略的に示されている。
【００３３】
高い空気含有量を有する微細に分割された固体は、本発明による装置及び本発明による方法を使用して、装置に高い費用をかけることなしに、高容量の固体の適当な圧縮により注入されてよい。特に、発熱性の酸化物、沈降酸化物、カーボンブラック及びこれらの変態から選択された、高い空気含有量を有する微細に分割された顆粒パウダー状の固体が注入されてよい。
【００３４】
特に充填製品の空気圧式搬送により生ぜしめられる圧力はコンテナの適切な充填を行うために十分である。本発明の有利な実施例によれば、本発明による装置は、特別な供給ノズルを有しており、この供給ノズルは、弾性的なシール外被を備えているので、塵埃なしの圧力充填が可能となる。供給ノズルは変形可能なので、種々異なるサイズのコンテナの充填を可能にする。
【００３５】
本発明による装置の重要な要素であるケージは、特に必要とされる圧力に耐えなければならない。同時にこのケージは充填過程の間にコンテナに適宜な支持をもたらし、これにより、充填過程の間にコンテナが加えられた圧力に耐え、形状を維持することを確保する。
【００３６】
広範な種類の形状と種々異なる材料のコンテナが本発明による装置で充填されてよい。材料は以下のものであってよい。すなわち、通気性プラスチック織布、有利にはポリプロピレン織布、プラスチック織布、繊維織布、厚紙、紙、紙プラスチック織物、プラスチック不織布、繊維不織布又は前記材料の複合体であってよい。充填圧力は一般に０〜８ｂａｒ、有利には０〜２ｂａｒ、特に有利には０．２〜１．２ｂａｒである。
【００３７】
本発明による方法を利用する本発明による装置内で使用されるコンテナは、汎用の形状及び材料のいずれかであってよい。例えば、コンテナは多角形、円形、半円形、楕円形、台形、三角形、菱形、四角形及び長方形又は星形のベース範囲から選択されたいずれかのベース範囲を有していてよい。コンテナは、フード、組み合わされたポケットの形状又はつなぎ合わされたバッグの形状を有していてもよい。圧力充填の間にさえも安全な処理を確保するためには、しかしながら、充填過程の間にケージが充填されるコンテナにできるだけ一様かつぴったりと接触すると有利である。従って、ケージがコンテナの形状にほぼ対応していると好都合である。ケージ内の付加的な取付け部材は、充填されるそれぞれのコンテナへの適合を可能にする。
【００３８】
コンテナの内部を支配している超過圧力によって、空気はコンテナの表面を介して運び去られる。この超過圧力は逃れることができるので、充填製品の圧縮も得られる。超過圧力ができるだけ迅速にコンテナから逃れることができるように、特にぴったりと嵌め込まれるケージの場合には、ケージ（３）自体もガス透過性に形成されていると好都合である。ケージは開口又は適当な孔隙率を備えた壁を有していてもよい。このことは、例えばケージ壁に設けられた開口によって得られる。このケージ壁が有孔プレート、メッシュ、網、織布、焼結材料、又は網材料から選択された材料から製造されている場合、特に有利である。なぜならば、このことは、適宜な安定性を有する高いガス透過性を可能にし、これにより、コンテナが、高い充填圧力下でさえも破裂することがないことが確保されるからである。ケージは幾つかの部分、有利には２つの部分により形成されていてよい。ケージ（３）は底部を有していても、底部なしで設計されていてもよい。有利には、ケージ（３）は底部を有していない。
【００３９】
本発明による装置の特に有利な実施例によれば、ケージ（３）は２つ又はそれよりも多い部分により形成されており、装置は付加的な装置を有していて、この装置によりケージの２つの部分（３ａ，３ｂ）は、手により又は自動的に、有利には電空制御によって互いから分離され、引き離され、これにより、充填されたコンテナが解放される。特に多角形ベース範囲を有するケージ形状の場合には、ケージを対角線に沿って分離することができると好都合である。なぜならば、このことがコンテナに対する損傷を防止するからである。
【００４０】
本発明による特に有利な１実施例によれば、ケージは底部を有していない。言い換えれば、ケージの底部は開いている。この実施例は、充填過程の特に簡単な操作を可能にする。２つの部分より成るケージが閉じられ、これらの２つの部分が互いに結合された後に、実際の充填過程を開始することができる。例えば、次いでコンテナを板又はパレットに直接に配置し、次いで供給ノズルをコンテナの供給開口内に導入し、気密な形でコンテナに接続することができる。充填過程の終了時に、２つのケージウェッジは互いから分離され、引き離され、これにより、充填されたコンテナは解放される。この場合、充填されたコンテナは板又はパレットに配置されており、運搬装置によって簡単に移動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
次に本発明を図面につき説明する。
【００４２】
図面に示したように、本発明による有利な実施例は上部に２つのレール２を備えたフレーム構造１を有しており、これらのレール２に沿って、ケージ３の２つの半割部３ａ及び３ｂが汎用の駆動装置によって運動せしめられてよい。
【００４３】
図１及び図２に示した実施例では、ケージは正方形のベース範囲を有しており、対角線に沿って２つの半割部３ａ及び３ｂに分割されている。このことは、コンテナが高い充填圧力によってケージに対して押圧されている場合でさえも、２つの半割部が充填されたコンテナから簡単に分離され得ることを確保する。
【００４４】
このケージも２つの半割シェル４ａと４ｂとを有しており、これらの半割シェルは閉鎖時には供給ノズル（図示しない）を取り囲む。
【００４５】
図２に示したように、ケージ３の底部は開かれており、コンテナは充填過程の間はパレット又は板に配置されている。図示のように、充填ノズルがフレーム１に関連して対称的に配置されており、これにより、ケージの半割部３ａがさらにパレット又は板５から移動され、例えば充填されたコンテナを移動するための運搬装置が簡単にアクセスすることが可能となることも有利である。
【００４６】
図３は本発明によるコンテナの概略図を示している。
【００４７】
図３によるコンテナ６は２つの層、すなわち、一方では、支持する通気性の外側材料７（７５〜３００ｇ／ｍ^３の重量を有するＰＰリボン織布材料）から成っている。
【００４８】
この材料は被覆されておらず、これにより、空気が通過できるようになっている。この外側層は、１，２００ｋｇまでの製品量を支持並びに収容している。
【００４９】
他方では、第２の層、即ち内側層８（インライナ）は、フィルタ材料（例えばＤｕＰｏｎｔによるＨＤＰＥ不織布”Ｔｙｖｅｋ”）から成っている。このフィルタ材料は微細に分離された製品を保持しながら、製品から逃れる空気を通過させることを可能にする。
【００５０】
ドレン９が図４に概略的に示されている。このドレン９は円錐状のデザインを有しており、これにより、欧州特許第０７６１５６６号明細書による特別な排出装置に特に適している。
【００５１】
図５は、本発明による波形厚紙コンテナの概略図を示している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による有利な実施例の側面図である。
【００５３】
【図２】ケージが開かれている図１による実施例の平面図である。
【００５４】
【図３】本発明によるコンテナの概略的な横断面図である。
【００５５】
【図４】ドレーン概略図である。
【００５６】
【図５】本発明による波形厚紙コンテナの概略的な横断面図である。

Claims (17)

1. コンテナに、特に高い空気含有量を有する顆粒状、粉末状又は微細に分割された固体を充填するための装置であって、該装置が、供給ノズルを有しており、該供給ノズルが、コンテナの供給開口内に導入されてよい形式のものにおいて、供給ノズルが次のように設計されている、すなわち、固体が圧力下で導入され、コンテナが、２つの部分又は複数部材より成るケージ（３）によって取り囲まれている形で設計されていることを特徴とする、コンテナに顆粒状、粉末状又は微細に分割された固体を充填するための装置。
2. 供給ノズルに弾性的なシール外被が設けられており、この外被が、塵埃なしの圧力充填を可能にする、請求項１記載の装置。
3. ケージ（３）のベース範囲が、多角形、円形、半円形、楕円形、台形、三角形、菱形、四角形、長方形から成る一群より選択された形状を有しているか、又は前記ベース範囲が星形に形成されている、請求項１記載の装置。
4. ケージ（３）が、２つ又はそれよりも多い部分から形成されており、装置が付加的な装置を有しており、該装置によって、前記ケージの２つ又はそれよりも多い部分（３ａ，３ｂ）が互いから分離され、かつ引き離され、これにより、充填されたコンテナが解放されるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 前記装置が、手によって又は駆動装置によって引き離される、請求項４記載の装置。
6. ケージ（３）が、ガス透過性である、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. ケージ（３）が、開口又は適宜な孔隙率を備えた壁を有している請求項６記載の装置。
8. 壁が、穿孔板、メッシュ、網、織布、焼結材料から選択された材料より製造されている、請求項７記載の装置。
9. ケージが、底部を備えて設計されているか、又は有利には底部なしで設計されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 特に高い空気含有量を有する微細に分割された顆粒状、粉末状の材料をコンテナに充填するための方法において、
    請求項１から８までのいずれか１項記載の装置に通気性のコンテナを配置し、
    コンテナと供給ノズルとを気密に結合し、
    コンテナを圧力下で充填し、
    充填されたコンテナを移動する、
    ことを特徴とする、コンテナに微細に分割された顆粒状、粉末状の材料を充填する方法。
11. 請求項３から８までのいずれか１項記載の装置を使用し、コンテナを複数部分から取り出すために、有利にはケージの２つ半割部を互いから分離し、引き離す、請求項１０記載の方法。
12. コンテナを、通気性プラスチック織布、有利にはポリプロピレン織布、プラスチック織布、繊維織布、厚紙、紙、紙プラスチック織布、プラスチック不織布、繊維不織布又は前記材料の複合体から製造する、請求項１０又は１１記載の方法。
13. 充填圧力を、一般に０〜８ｂａｒ、有利には０〜２ｂａｒ、特に有利には０．２〜１．２ｂａｒにする、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 高い空気含有量を有し、発熱性酸化物、沈降酸化物、カーボンブラック及びこれらの変態から成る一群から選択された、微細に分割された顆粒状、粉末状の固体のいずれかを充填してよい、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
15. コンテナが、多角形、円形、半円形、楕円形、台形、三角形、菱形、四角形及び長方形から成る一群より選択された形状のベース範囲を有するか、又は前記コンテナが、星形のベース範囲又はフードの形状、組み合わされたポケットの形状又はつなぎ合わされたバッグの形状を有している、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。
16. 微細に分割された固体の繰り返しの充填及び排出のために用いられる弾性的なコンテナにおいて、該コンテナが、少なくとも２つの層から成っており、この場合、一方の層が、通気性の支持材料から成っており、他方の層がフィルタ材料から成っていることを特徴とする、弾性的なコンテナ。
17. 微細に分割された固体のためのフィルタ性の波形厚紙パッケージ（カートン）であって、該パッケージが、通気され得る形式のものにおいて、波形厚紙の一方の側が、高い通気性の紙から成っており、内側波状起伏と他方の側と中間層とが、微小貫通孔を有する非通気性の標準的な波形厚紙から成っている形のデザインを特徴とする、フィルタ性の波形厚紙パッケージ。

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