JP2009096522A - 加熱装置及び充填機 - Google Patents

Abstract

【課題】工程を簡素化することができ、包装容器を製造するのに必要な時間を短くすることができ、コストを低くすることができるようにする。
【解決手段】燃焼によって発生させられた燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給源と、流動体が充填された有底カートン２１のカートントップ部１８内に臨ませて配設され、燃焼ガス供給源から供給された燃焼ガスを噴射させ、燃焼ガスによってカートントップ部１８における所定の融着部分の表面を溶融させ、かつ、燃焼ガスをカートントップ部１８内に充満させる噴射装置とを有する。燃焼ガスが噴射させられ、燃焼ガスによって所定の融着部分の表面が溶融させられ、かつ、燃焼ガスがカートントップ部１８内に充満するので、有底カートン２１に流動体が充填されてからカートントップ部１８がシールされるまでに、不活性ガスを充填したり、合せ部に熱風を当てたりする必要がなくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱装置及び充填機に関するものである。

従来、牛乳、清涼飲料等の流動性を有する食品、すなわち、流動体としての液体食品を収容するゲーブルトップ型の包装容器を製造する場合、型抜きによって形成された包装容器１個分の板状のブランクスが、縦方向にシールされて筒状カートンとされ、該筒状カートンが充填（てん）機にセットされるようになっている。

そして、該充填機において、前記筒状カートンの底部がシールされて有底カートンが形成され、該有底カートン内に液体食品が充填される。次に、前記有底カートンのカートントップ部の開口から、殺菌用の過酸化水素水が噴射させられ、有底カートン内における液体食品の上の空間、すなわち、トップスペースに、液体食品が変質するのを防止するための、窒素ガス等の不活性ガスが充填される。続いて、有底カートンの頂部に形成された合せ部に、電気オーブンにおいて発生させられた熱風が当てられ、残留した過酸化水素水が除去されるとともに、合せ部が融着させられ、カートントップ部がシールされる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２３２２４６号公報

しかしながら、前記従来の充填機においては、有底カートンに液体食品が充填されてからカートントップ部がシールされるまでに、不活性ガスを充填したり、合せ部に熱風を当てたりする必要があるので、工程が複雑になり、包装容器を製造するのに必要な時間が長くなるだけでなく、充填機のコストが高くなってしまう。

本発明は、前記従来の充填機の問題点を解決して、工程を簡素化することができ、包装容器を製造するのに必要な時間を短くすることができ、コストを低くすることができる加熱装置及び充填機を提供することを目的とする。

そのために、本発明の加熱装置においては、燃焼によって発生させられた燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給源と、流動体が充填された有底カートンのカートントップ部内に臨ませて配設され、前記燃焼ガス供給源から供給された燃焼ガスを噴射させ、該燃焼ガスによってカートントップ部における所定の融着部分の表面を溶融させ、かつ、燃焼ガスをカートントップ部内に充満させる噴射装置とを有する。

本発明によれば、加熱装置においては、燃焼によって発生させられた燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給源と、流動体が充填された有底カートンのカートントップ部内に臨ませて配設され、前記燃焼ガス供給源から供給された燃焼ガスを噴射させ、該燃焼ガスによってカートントップ部における所定の融着部分の表面を溶融させ、かつ、燃焼ガスをカートントップ部内に充満させる噴射装置とを有する。

この場合、噴射装置によって、燃焼ガス供給源から供給された燃焼ガスが噴射させられ、該燃焼ガスによってカートントップ部における所定の融着部分の表面が溶融させられ、かつ、燃焼ガスがカートントップ部内に充満するので、有底カートンに流動体が充填されてからカートントップ部がシールされるまでに、不活性ガスを充填したり、合せ部に熱風を当てたりする必要がなくなる。したがって、工程を簡素化することができ、包装容器を製造するのに必要な時間を短くすることができるだけでなく、充填機のコストを低くすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図２は本発明の実施の形態におけるゲーブルトップ型の包装容器の斜視図である。

図において、７１はゲーブルトップ型の包装容器、７２は前壁、７３、７４は側壁、７５は後壁、７６、７７は前記前壁７２及び後壁７５より上方に傾斜させて形成された傾斜上壁、７８は前記側壁７３より上方に傾斜させて形成された傾斜上壁（なお、側壁７４より上方にも傾斜上壁が形成される。）、７９は前記傾斜上壁７６、７７より上方に形成された合せ部である。

次に、包装容器７１の製造方法について説明する。

図３は本発明の実施の形態における包装容器製造装置の要部を示す斜視図である。
図において、１１はボトム形成装置であり、該ボトム形成装置１１は、図示されないシャフトによって回転自在に配設された軸部分としてのボス１２、及び該ボス１２の外周縁に等角度の間隔で径方向外方に向けて配設された複数本の、本実施の形態においては、６本のマンドレル１３を備える。前記ボス１２は、前記シャフトに連結された図示されない駆動部としてのモータを駆動することによって矢印Ａ方向に間欠的に回転させられ、各マンドレル１３は、前記ボス１２の回転に伴って回転させられ、あらかじめ設定された所定の各ステーションＳ１〜Ｓ６に割り出される。本実施の形態において、割出角は６０〔°〕にされる。

そして、ステーションＳ１においては、供給部としての筒状カートン供給部が構成され、ボス１２が停止させられた状態で、断面が四角形の形状を有する第１の容器素材としての筒状カートン１５が供給され、ボトム形成装置１１に対して矢印Ｂ方向にセットされ、それに伴って、マンドレル１３が筒状カートン１５内に挿入される。

ところで、該筒状カートン１５を形成するために、図示されない包材が、図示されない打抜装置によって所定の形状に打ち抜かれ、図示されない折畳装置によって折り目に沿って折り畳まれ、図示されないシール装置によって所定の部分、本実施の形態においては、長手方向の両縁がシールされてカートンブランクスが形成される。該カートンブランクスは、積層された状態で図示されないマガジンに収容される。続いて、包装容器製造装置が稼働するのに伴って、前記カートンブランクスがマガジンから取り出され、図示されないオープナーによって開かれて前記筒状カートン１５が形成される。

また、前記包材は、紙基材、該紙基材より包装容器７１（図２）において外側に被覆され、例えば、ポリエチレン樹脂から成る最外層、前記紙基材より包装容器７１において内側に被覆され、例えば、ポリエチレン樹脂から成る最内層、必要に応じて紙基材と最内層との間に、ガス、光等が透過するのを防止するガスバリヤ性を有するアルミ箔層等から成る。なお、該アルミ箔層に代えて、例えば、ポリプロピレン等の非オレフィン系の樹脂から成るガスバリヤ層を形成することもできる。

そして、前記包材には、成形して包装容器７１を形成するために、あらかじめ所定のパターンで折目１６が形成され、該折目１６によってカートンボトム部１７、カートントップ部１８等が形成される。

前述されたように、筒状カートン１５がボトム形成装置１１にセットされると、ボス１２が矢印Ａ方向に６０〔°〕回転させられ、前記筒状カートン１５はマンドレル１３と共にステーションＳ２に送られ、該ステーションＳ２で停止させられる。

該ステーションＳ２においては、第１の予折曲部としての筒状カートン予折曲部が構成され、予折曲工程が行われる。そのために、ステーションＳ２において前記カートンボトム部１７は、図示されない予折曲器と同心的に対向させられ、図示されない予折曲用のアクチュエータを駆動することによって予折曲器が前進させられると、該予折曲器によって折目１６に沿って予備的に折り曲げられる。この場合、カートンボトム部１７が完全に折り曲げられる前にアクチュエータは停止させられ、予折曲器は後退させられ、カートンボトム部１７は、包材が有する弾性によって予折曲工程が開始される前の位置に戻る。

続いて、ボス１２が矢印Ａ方向に６０〔°〕回転させられ、前記筒状カートン１５はマンドレル１３と共にステーションＳ３に送られ、該ステーションＳ３で停止させられる。

該ステーションＳ３においては、第１の加熱部としての筒状カートン加熱部が構成され、加熱工程が行われる。そのために、ステーションＳ３において前記カートンボトム部１７は、図示されない加熱装置と同心的に対向させられ、図示されない加熱用のアクチュエータを駆動することによって加熱装置が前進させられると、該加熱装置によってカートンボトム部１７に熱風が吹き付けられ、カートンボトム部１７における所定の融着部分の表面が溶融させられる。

続いて、ボス１２が矢印Ａ方向に６０〔°〕回転させられ、前記筒状カートン１５はマンドレル１３と共にステーションＳ４に送られ、該ステーションＳ４で停止させられる。この間、前記カートンボトム部１７は、図示されない案内ユニットと接触させられ、該案内ユニットは、前記カートンボトム部１７を案内し、折目１６に沿って折り曲げる。

前記ステーションＳ４においては、第１の加圧部としての筒状カートン加圧部が構成され、加圧工程が行われる。そのために、ステーションＳ４において前記折り曲げられた状態のカートンボトム部１７は、図示されない加圧装置と同心的に対向させられ、図示されない加圧用のアクチュエータを駆動することによって加圧装置が前進させられると、該加圧装置によって、前記折り曲げられた状態のカートンボトム部１７がマンドレル１３に押し付けられ、前記融着部分が融着させられ、ボトム１９が形成される。このようにして、前記カートントップ部１８及びボトム１９を備えた第２の容器素材としての有底カートン２１が形成される。

続いて、ボス１２が矢印Ａ方向に６０〔°〕回転させられ、前記有底カートン２１はマンドレル１３と共にステーションＳ５に送られ、該ステーションＳ５で停止させられる。この間、前記ボトム１９は自然に又は冷却装置等によって強制的に冷却される。

前記ステーションＳ５においては、待機部としての有底カートン待機部が構成され、有底カートン２１に対して加工は行われず、有底カートン２１は待機させられる。

続いて、ボス１２が矢印Ａ方向に６０〔°〕回転させられ、前記有底カートン２１はマンドレル１３と共にステーションＳ６に送られ、該ステーションＳ６で停止させられる。

該ステーションＳ６においては、取出部としての有底カートン取出部が構成され、有底カートン２１はカートントップ部１８を上に向けた状態で取り出される。そのために、ステーションＳ６において前記ボトム１９は、図示されない引抜装置と同心的に対向させられ、図示されない引抜用のアクチュエータを駆動することによって引抜装置が前進させられると、該引抜装置によって有底カートン２１がマンドレル１３から矢印Ｃ方向に引き抜かれる。

なお、前記ボス１２が回転させられるのに伴って、各マンドレル１３は各ステーションＳ１〜Ｓ６に送られるようになっていて、筒状カートン１５は、ステーションＳ１において順次ボトム形成装置１１にセットされ、各ステーションＳ２〜Ｓ４を経て、有底カートン２１に成り、ステーションＳ６において順次取り出される。また、前記ボトム形成装置１１は、必要に応じて複数配設され、各ボトム形成装置１１において有底カートン２１が同時に形成され、取り出される。

このようにして、ボトム形成装置１１において、有底カートン２１が形成されると、前記引抜装置は、有底カートン２１を搬送装置としてのコンベヤ２３の両縁に配設された図示されない保持装置間に下降させ、該保持装置は有底カートン２１をコンベヤ２３上に載置した状態で保持する。該コンベヤ２３は、搬送用の駆動部としての図示されない搬送モータと連結され、該搬送モータを駆動することによって、前記コンベヤ２３を前記ボトム形成装置１１と同期させて、水平方向に、かつ、矢印Ｄ方向に所定の距離ずつ間欠的に走行させることができる。その間に、前記有底カートン２１に牛乳、清涼飲料等の流動性を有する食品、すなわち、流動体としての液体食品が充填され、カートントップ部１８がシールされ、包装容器７１（図２）が形成される。

そのために、前記コンベヤ２３に沿って、あらかじめステーションＰ１〜Ｐ７等が設定され、前記有底カートン２１は、コンベヤ２３によって間欠的に搬送されるのに伴って、各ステーションＰ１〜Ｐ７に送られ、該各ステーションＰ１〜Ｐ７において所定の加工が有底カートン２１に対して行われる。なお、前記コンベヤ２３によって有底カートン２１が搬送され、包装容器７１が排出されるまでの間、前記保持装置は有底カートン２１を保持する。

まず、コンベヤ２３が走行させられ、有底カートン２１はステーションＰ１に送られ、ステーションＰ１で停止させられる。

該ステーションＰ１においては、第２の予折曲部としての有底カートン予折曲部が構成され、予折曲工程が行われる。そのために、ステーションＰ１において前記カートントップ部１８は、図示されない前記有底カートン２１用の予折曲器と同心的に対向させられ、図示されない有底カートン２１のための予折曲用のアクチュエータを駆動することによって予折曲器が前進させられ、下降させられると、該予折曲器によって折目１６に沿って予備的に折り曲げられる。この場合、カートントップ部１８が完全に折り曲げられる前にアクチュエータは停止させられ、予折曲器は後退させられ、上昇させられる。そして、カートントップ部１８は、包材が有する弾性によって予折曲工程が開始される前の位置に戻る。

続いて、コンベヤ２３が走行させられ、有底カートン２１はステーションＰ２に送られ、該ステーションＰ２で停止させられる。

該ステーションＰ２においては、ダスト除去装置２５が配設され、ダスト除去部としての有底カートンダスト除去部が構成され、ダスト除去工程が行われる。そのために、ステーションＰ２において前記カートントップ部１８は、前記ダスト除去装置２５の噴射装置としての図示されないノズルと同心的に対向させられ、図示されないダスト除去用のアクチュエータを駆動することによって前記ノズルが前進させられ、下降させられると、該ノズルから前記有底カートン２１に向けてダスト除去媒体としての空気が噴射され、有底カートン２１に、特に、有底カートン２１の内周面に付着した紙粉等のダストが除去される。

次に、コンベヤ２３が走行させられ、有底カートン２１はステーションＰ３に送られ、該ステーションＰ３で停止させられる。

該ステーションＰ３においては、殺菌剤供給装置としての過酸化水素水噴霧装置２６が配設され、第１の殺菌部としての有底カートン前段殺菌部が構成され、第１の殺菌工程が行われる。そのために、ステーションＰ３において前記カートントップ部１８は、前記過酸化水素水噴霧装置２６と同心的に対向させられ、図示されない殺菌用のアクチュエータを駆動することによって過酸化水素水噴霧装置２６が前進させられ、下降させられると、該過酸化水素水噴霧装置２６によって前記有底カートン２１内に殺菌剤としての過酸化水素水が噴霧され、有底カートン２１が、特に、有底カートン２１の内周面が殺菌される。

続いて、コンベヤ２３が走行させられ、有底カートン２１はステーションＰ４に送られ、該ステーションＰ４で停止させられる。

該ステーションＰ４においては、紫外線照射装置２７が配設され、第２の殺菌部としての有底カートン後段殺菌部が構成され、第２の殺菌工程が行われる。そのために、ステーションＰ４において前記カートントップ部１８は、前記紫外線照射装置２７と同心的に対向させられ、該紫外線照射装置２７の図示されないＵＶ照射装置によって前記有底カートン２１に紫外線が照射され、有底カートン２１が、特に、有底カートン２１の内周面が殺菌される。

次に、コンベヤ２３が走行させられ、有底カートン２１はステーションＰ５に送られ、該ステーションＰ５で停止させられる。

該ステーションＰ５においては、充填装置２８が配設され、充填部としての有底カートン充填部が構成され、充填工程が行われる。前記充填装置２８は、液体食品を収容するタンク２９、該タンク２９から液体食品を吸引し、また、吐出する計量部としての計量用ポンプ３１、該計量用ポンプ３１から吐出された液体食品を有底カートン２１内に供給するための計量供給部としての計量供給管３２等を備える。そして、ステーションＰ５において前記カートントップ部１８は、前記計量供給管３２と同心的に対向させられ、図示されない計量供給用のアクチュエータを駆動することによって計量供給管３２が前進させられ、下降させられると、計量供給管３２を介して前記有底カートン２１内に所定の量の液体食品が充填される。

続いて、コンベヤ２３が走行させられ、有底カートン２１はステーションＰ６に送られ、該ステーションＰ６で停止させられる。

該ステーションＰ６においては、加熱装置３５が配設され、第２の加熱部としての有底カートン加熱部が構成され、加熱工程が行われる。そのために、ステーションＳ６において前記カートントップ部１８は、前記加熱装置３５と同心的に対向させられ、図示されない有底カートン２１のための加熱用のアクチュエータを駆動することによって加熱装置３５が前進させられ、下降させられると、該加熱装置３５によってカートントップ部１８に加熱媒体が吹き付けられ、カートントップ部１８における所定の融着部分の表面が溶融させられる。

このとき、前記加熱媒体は、有底カートン２１に残留した、特に、有底カートン２１の内周面に残留した過酸化水素水を除去する。

続いて、コンベヤ２３が走行させられ、有底カートン２１はステーションＰ７に送られ、該ステーションＰ７で停止させられる。この間、前記カートントップ部１８は、図示されない案内ユニットと接触させられ、該案内ユニットは、前記カートントップ部１８を案内し、折目１６に沿って折り曲げる。

前記ステーションＳ７においては、加圧装置３７が配設され、第２の加圧部としての有底カートン加圧部が構成され、加圧工程が行われる。そのために、ステーションＳ７において前記折り曲げられた状態のカートントップ部１８は、前記加圧装置３７と同心的に対向させられ、図示されない有底カートン２１のための加圧用のアクチュエータを駆動することによって加圧装置３７が前進させられ、下降させられると、該加圧装置３７によって前記折り曲げられた状態のカートントップ部１８が挟まれ、前記所定の融着部分が融着させられ、トップ部が形成される。このようにして、該トップ部及びボトム１９を備えた包装容器７１（図２）が形成される。

その後、コンベヤ２３が走行させられ、包装容器７１は図示されない各ステーションに送られ、各ステーションでスタンプ、エンボス加工機、ラベル貼（は）り装置等によって、印刷、エンボス加工、ラベル貼り等が行われ、包装容器７１が完成する。このようにして包装容器７１が製造されると、コンベヤ２３の端部において、前記保持装置は、包装容器７１を開放し、該包装容器７１は図示されないディスチャージャによって包装容器製造装置から排出される。

次に、前記加熱装置３５について説明する。

図１は本発明の実施の形態における有底カートン加熱部の概念図、図４は本発明の実施の形態における包装容器の要部を示す断面図である。

図において、２１は上端が開口させられ、液体食品Ｌｑが収容された有底カートン、１８はカートントップ部、３５は加熱装置、７１は包装容器、７６、７７は傾斜上壁、７９は合せ部である。

前記加熱装置３５は、燃焼ガス供給源としての燃焼装置５１、媒体流路としての燃焼ガス流路５２及び噴射装置としての噴射ノズル５３を備え、前記燃焼装置５１の燃焼室５４内に燃焼器としてのガスバーナ５６が配設される。前記アクチュエータを駆動して加熱装置３５を前進させ、下降させると、噴射ノズル５３がカートントップ部１８の内側に臨む位置に置かれる。

前記ガスバーナ５６は、燃料供給管５８を介して供給された燃料を、燃焼室５４に形成された空気取入口５９を介して供給された空気によって燃焼させ、加熱媒体としての高温の燃焼ガスを発生させる。前記燃料としては、天然ガス、都市ガス等が使用され、天然ガス、都市ガス等は、ガスバーナ５６によって燃焼させられて、二酸化炭素、水蒸気等を含有する燃焼ガスを生成する。

前記燃焼ガス流路５２は、燃焼装置５１と噴射ノズル５３とを接続し、それに伴って密閉される。したがって、前記燃焼ガスは、高温のまま燃焼ガス流路５２を介して噴射ノズル５３に送られ、噴射ノズル５３から噴射させられ、有底カートン２１の内周面に吹き付けられる。

なお、前記燃焼ガス流路５２の所定の箇所に、温度検出部としての図示されない温度センサを配設し、該温度センサによって燃焼ガスの温度を検出し、該温度に基づいて、ガスバーナ５６に供給される燃料の量、及び燃焼室５４に供給される空気の量を調整することができる。また、前記燃焼ガス流路５２の所定の箇所に図示されない制御弁を配設し、噴射ノズル５３から噴射される燃焼ガスの量を調整することができる。

このようにして、前記ステーションＰ６（図３）においては、前記燃焼ガスが、有底カートン２１の内周面に吹き付けられ、カートントップ部１８における所定の融着部分の表面を溶融させ、かつ、カートントップ部１８内に充満するとともに、有底カートン２１に残留した過酸化水素水を除去する。

続いて、カートントップ部１８が案内ユニットによって案内され、折目１６に沿って折り曲げられ、ステーションＳ７において、前記所定の融着部分が融着させられ、トップ部が形成されると、図４に示されるように、包装容器７１内の液体食品Ｌｑの上に、ヘッドスペース８１が形成され、燃焼ガスが前記ヘッドスペース８１に充満させられる。

このように、本実施の形態においては、前記所定の融着部分が融着させられ、トップ部が形成されるのに伴って、燃焼ガスがヘッドスペース８１に充満させられる。前記燃焼ガスは、燃焼装置５１において燃料を燃焼させることによって発生させられるので、高温下で殺菌された状態になる。また、燃焼ガスは、燃焼装置５１から密閉された燃焼ガス流路５２を通って噴射ノズル５３に送られ、噴射されるので、燃焼ガスに外気等が混入することがない。したがって、殺菌された燃焼ガスがヘッドスペース８１に充満させられるので、液体食品Ｌｑが変質するのを防止することができる。

また、本実施の形態においては、有底カートン２１に液体食品Ｌｑが充填されてからカートントップ部１８がシールされるまでに、不活性ガスを充填したり、合せ部７９に熱風を当てたりする必要がなくなるので、工程を簡素化することができ、包装容器７１を製造するのに必要な時間を短くすることができるだけでなく、充填機のコストを低くすることができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態における有底カートン加熱部の概念図である。 本発明の実施の形態におけるゲーブルトップ型の包装容器の斜視図である。 本発明の実施の形態における包装容器製造装置の要部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における包装容器の要部を示す断面図である。

符号の説明

１８ カートントップ部
２１ 有底カートン
３５ 加熱装置
５１ 燃焼装置
５３ 噴射ノズル
Ｌｑ 液体食品

Claims (3)

1. （ａ）燃焼によって発生させられた燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給源と、
   （ｂ）流動体が充填された有底カートンのカートントップ部内に臨ませて配設され、前記燃焼ガス供給源から供給された燃焼ガスを噴射させ、該燃焼ガスによってカートントップ部における所定の融着部分の表面を溶融させ、かつ、燃焼ガスをカートントップ部内に充満させる噴射装置とを有することを特徴とする加熱装置。
2. 前記燃焼ガス供給源と噴射装置とを接続する燃焼ガス流路は密閉される請求項１に記載の加熱装置。
3. 請求項１又は２に記載の加熱装置を備えた充填機。

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