JP2010137873A - 液面レベル調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液面レベル調整装置を提供する。
【解決手段】液面レベル調整装置は、ウェブ状包装材料をチューブ状に成形し、チューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を充填する包装充填機において、チューブの内部に液体食品の液面レベルを調整する装置であって、絶縁性フィルム４３、４４からなり、液面レベルの上下に間断的に配設される複数の窓４５を有し、窓４５の露出した導電性プローブ４６と、導電性プローブ４６からの検知信号を伝送する伝送路４７とを備える液面レベル検知フィルム４２と、検知信号に基づいて充填パイプの流量を制御する制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、流動性食品などが充填された垂直状チューブ包装材料を容器毎に横シールして切断して容器とする包装充填機において、チューブ内の液体食品の液面を所定レベルに調整する装置に関する。

牛乳、ミネラルウォーター、茶、ジュース、スープ、アルコール類等の流動食品を収容する包装容器を製造する場合、ウェブ状（帯状）の包装積層材料が使用され、該包装積層材料がヒートシール、超音波シール等によってシールされることにより、包装容器が形成される。例えば、包装充填装置において、帯状包装積層材料の縁部にストリップを前もって接合し、包装積層材料をチューブ状に成形し、チューブの内側から、包装積層材料の両縁部同士を、縦シール部の内側端面を保護するストリップと共に押し当てて縦シール装置によって長手方向（縦方向）にシールした後、チューブ状の包装積層材料の中に液体食品を充填しながら、横シール装置によって横方向にシールして切断し、枕状の原型容器を形成し、該原型容器を更に所定の形状に成形して包装容器を完成させる。

図２は、包装充填装置の一例を示す概略斜視図である。ウェブ状の包装積層材料１は、リールの状態で包装充填装置に収容される。包装積層材料１は、紙基材、及び該紙基材の両面にポリエチレン樹脂が積層された可撓性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成され、包装容器１４の表面に相当する部分にあらかじめ外装用の印刷が施される。

繰り出された包装積層材料１は、搬送手段としての送り装置によって連続的に搬送され、ベンディングローラ、ダンパローラ等を経て、ストリップ付着装置３に送られ、ストリップ付着装置によって包装積層材料１の一方の縁部に沿ってストリップ２が付着される。

続いて、包装積層材料１は、必要に応じて、プルタブ付着装置によってプルタブが付着されてる。包装積層材料１は、殺菌槽４に送られ、殺菌槽４において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。包装積層材料１は、エアナイフ５に送られ、エアナイフ５によって乾燥させられた後、無菌室４０の室内に送られる。包装積層材料１は、成形リング６、その他の成形リングによって徐々に変形させられてチューブ状の形状に形成される。
包装積層材料１は、縦シール装置の予熱手段８からのホットエアーによって予熱されて、縦方向にシールされ、充填パイプ７を介して供給された流動性食品がチューブ状包装積層材料１内に充填される。

図３は、縦シール装置の一例を示す概略斜視図及び予熱手段８の一部横断面図である。
包装積層材料１は、縦シール装置の予熱手段８からのホットエアーによって予熱される。予熱手段８は、ガイドロール２６で包装積層材料の縁部一端１ａを案内しながら、縁部一端１ａをホットエアーノズル２４で加熱し、ホットエアーノズル２４の裏面で縁部一端１ｂも案内する。
ガイドロール２６でチューブ状に成形された包装積層材料の両縁部１ａ、１ｂ同士を、縦シール装置によってストリップと共に押し当てて、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによるバネ弾性力の圧力を受け、プレッシャローラに対向して押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。包装積層材料が搬送されるのに伴って、プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料の縁部同士を挟んだ状態で押圧されて回転させ、縦シール部の合せ面がシールされ接合される。

チューブ内の充填液の液面を所定レベルに調整する装置に関しては、実開平１ー８２１０２号公報に、この種の装置として、包装材料チューブ１内部に挿入された充填パイプ７の下端内部に設けられた弁と、弁より上方の充填パイプ７の外周面に上下方向に移動自在に嵌められている円筒状のフロートと、弁の揺動端とフロートとを連結している連結部材とを備えており、フロートの上下動にともなって弁を開閉することにより、充填液の液面を調整する装置を記載する。（例えば、特許文献１参照）

上記公報には、更に、図４に示すように、チューブの内側に配されるフロート１２にマグネットを取付け、これをチューブの外部から磁気検知器３１で検出し、磁気検知器の出力信号に基づいて制御される流量制御弁３２によって充填パイプ７に供給される充填液の流量を調整して液面レベル３６を適正な位置に制御する装置３３を記載する。

チューブ状包装積層材料１は、ローラによって案内され、横シール装置１０に送られ、挟まれて横方向にシールされ、横シールされた包装積層材料は、ナイフなどで切断されて枕状の原型容器１３が形成される。そして、原型容器１３は、最終成形搬送装置１５によって搬送されて最終の形状に成形され、流動性食品を収容する包装容器１４が完成する。
実開平１ー８２１０２号公報

しかしながら、フロートが充填パイプの外周面に上下方向に移動自在に嵌められ、充填される液体が流動し、また絶えず変化しているので、フロート内側面と充填パイプ外周面との間で、フロート外周面と包装材料チューブ内面との間で、摩擦による表面の微小傷、磨耗、ピンホール、凹凸などが生じ、そのピンホールなどに食品などが詰まり、腐敗・不衛生になるなどの不都合がある。
フロートが不衛生になることを防止するために、定期的に、フロート、カバー、パイプ、ネジなどを取外し、その装置を分解し、洗浄しなくてはならない。その定期的な装置の分解、洗浄、組立の作業は必ずしも容易ではなく、作業簡素化の必要性がある。
磁気や静電容量の変化を検知するセンサーを用いることも考えられるが、工業的に汎用的なセンサーが少なく、高価であって、調達や予備の確保が困難である。

本発明は、摩擦によるフロートのピンホールなどにおける不衛生を防止し、流量調整装置の定期的な分解、洗浄、組立の作業を簡素化し、廉価に入手できて使い捨て容易に配設できる液面レベル調整装置を提供することを目的とする。

本発明の液面レベル調整装置は、ウェブ状包装材料をチューブ状に成形し、包装材料の両端部でチューブの縦線方向に縦シールし、チューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を充填する包装充填機において、チューブの内部に液体食品が所定レベルに充填されるように液面レベルを調整する装置であって、
絶縁性フィルムからなり、液面レベルの上下に間断的に配設される複数の窓をフィルムの少なくとも１面に有し、窓の各々に露出した導電性プローブと、導電性プローブからの検知信号を伝送しフィルムに被覆された伝送路とを備える液面レベル検知フィルムと、
検知信号に基づいて充填パイプの流量を制御する制御手段とを備える、ことを特徴とする。

この発明の好ましい態様において、液面レベル検知フィルムが、フィルムベース上に薄い導電性パターンが形成され、パターンの表面が保護絶縁フィルム／膜で被覆されている。

この発明の好ましい態様において、液面レベル検知フィルムが、充填パイプの外面に着脱容易に配設される。

この発明による液面レベル調整装置は、ウェブ状包装材料をチューブ状に成形し、包装材料の両端部でチューブの縦線方向に縦シールし、チューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を充填する包装充填機において、チューブの内部に液体食品が所定レベルに充填されるように液面レベルを調整する。
この装置において、帯状包装積層材料が連続的に装置に供給され、連続的にチューブの内部に液体食品が所定レベルに充填されるように液面レベルが調整され、内容物が充填され成形された容器が製造される。

本発明の液面レベル調整装置の特徴において、液面レベル検知フィルムは、絶縁性フィルムからなり、液面レベルの上下に間断的に配設される複数の窓をフィルムの少なくとも１面に有し、窓の各々に露出した導電性プローブと、導電性プローブからの検知信号を伝送しフィルムに被覆された伝送路とを備える。
液面レベルの下では、窓に露出した導電性プローブに液体食品が接触する。液体食品は水、水分を含み、他方に異なる電位の電極、若しくは接地があった場合、導電性プローブとの間に電気伝導性が発生し、電位差が生じる若しくは電流が流れる。この電位差・電流を検知することで、液体食品が接触した導電性プローブを、すなわち、液体食品の存在を検知することができる。

本発明の液面レベル調整装置の特徴において、液面レベルの上下に間断的に配設される導電性プローブが配設されているので、液体食品の存在を検知する導電性プローブの位置と液体食品の存在を検知しない導電性プローブの位置とから液面レベルを推測することができる。窓以外、導電性プローブも伝送路も絶縁性フィルムで覆われているので、誤信号が発生しない。

導電性プローブからの検知信号は、伝送路を伝送し、絶縁性フィルムに被覆されているので、漏電、誤作動を生じさせない。
本発明の液面レベル調整装置の特徴において、液面レベル検知フィルムは、絶縁性フィルムからなる。液面レベル検知手段がフィルム形状をしているので、液面レベルが存在するチューブ状包装材料内かつ充填パイプ外の狭く湾曲しいた空間に容易に適用することが可能になる。

液面レベル検知フィルムが、フィルムベース上に薄い導電性パターンが形成され、パターンの表面が保護絶縁フィルム／膜で被覆されているこの発明の好ましい態様においては、印刷技術、エッジング技術によって、廉価に食品衛生上安全な導電性材料を適切なパターンに形成することができる。
導電性材料には、銀、金などの金属、それらの合金、食品衛生上安全な導電性プラスチックなどがある。

液面レベル検知フィルムが、充填パイプの外面に着脱容易に配設されるこの発明の好ましい態様においては、液面レベル検知フィルムを容易に取り外し分解、洗浄、組立の作業ができる。
また、検知フィルムを廉価に入手できれば、使い捨て容易に配設でき、食品などが詰まり、腐敗・不衛生になるなどの不都合を容易に解消できる。

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１は、この発明による一実施例の液面レベル調整装置の液面レベル検知フィルムを示す側面図及び一部断面図である。
図２は、この発明に使用できる包装充填装置（機）の一例のを示す概略斜視図である。
図３は、縦シール装置の一例を示す概略斜視図及び予熱手段の一部横断面図である。
図５は、この発明による一実施例の液面レベル調整装置の概略を示す概略側面図である。

図２に示されるように、帯状包装積層材料１は、リールの状態で包装充填装置に収容される。包装積層材料１は、紙基材、ポリエチレン樹脂最外層、ポリエチレン樹脂最内層が積層された可撓性の積層体から成り、アルミニウム箔バリヤ層が形成され、文字模様等の印刷が施される。
繰り出された包装積層材料１は、搬送手段によって連続的に搬送され、ベンディングローラ、ダンパローラ等を経て、ストリップ付着装置３に送られ、包装積層材料１の一方の縁部に沿ってストリップ２が付着される。
帯状包装積層材料１の縁部にストリップ２を前もって接着する際、帯状包装積層材料とストリップ２とを挟んで、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。
包装積層材料が搬送されるに伴って、プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料及びストリップを挟んだ状態で押圧されて回転させ、縦シール部の合せ面がシールされ接着される。

続いて、包装積層材料１は、殺菌槽４に送られ、殺菌槽４において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。包装積層材料１は、エアナイフ５に送られ、エアナイフ５によって乾燥させられた後、無菌室４０に送られる。包装積層材料１は、成形リング６、その他の成形リングによって徐々に変形させられてチューブ状の形状にされる。包装積層材料１は、縦シール装置の予熱手段８からのホットエアーによって予熱されて、縦方向にシールされ、充填パイプ７を介して供給された流動性食品がチューブ状包装積層材料１内に充填される。
ホットエアーは帯状包装積層材料の縁部を加熱する。筒状成形のステップ及び予熱・シールステップにおいて、包装積層材料を無菌的に無菌室４０で被い一時的に収容する。

包装積層材料１は、縦シール装置の予熱手段８からのホットエアーによって予熱される。縦シール装置の一例を示す図３を参照して説明すると、予熱手段８は、ガイドロール２６で包装積層材料の縁部一端１ａを案内しながら、縁部一端１ａをホットエアーノズル２４で加熱し、ホットエアーノズル２４の裏面で縁部一端１ｂも案内する。

チューブ状に成形され加熱された包装積層材料１の両縁部１、１同士を、縦シール装置(図示せず)によってストリップと共に押し当て、縦シールする。
包装積層材料１は、縦シール装置の予熱手段８からのホットエアーによって予熱されて、縦方向にシールされ、充填パイプ７を介して供給された流動性食品４１がチューブ状包装積層材料１内に充填される。

図１に示す実施例の液面レベル調整装置の液面レベル検知フィルム４２は、積層絶縁性フィルム４３、４４からなり、液面レベル３６の上下に間断的に配設される複数の窓４５をフィルム４２の１面に有し、窓４５の各々に露出した導電性プローブ４６と、導電性プローブ４６からの検知信号を伝送しフィルム４３に被覆された伝送路４７とを備える。
図５に示すように、液面レベル３６の下では、窓４５に露出した導電性プローブ４６に液体食品４１が接触する。液体食品４１は水分を含み、他方、充填パイプ７に接地されているので、導電性プローブとの間に電気伝導性が発生し、電位差があれば電流が流れる。この電流を各々の検知計４８が検知することの有無で、液体食品が接触した導電性プローブを、すなわち、液体食品の存在を検知することができる。

図１、図５に示すように、液面レベル３６の上下に間断的に配設される導電性プローブ４６が配設されているので、液体食品の存在を検知する導電性プローブ４６の位置と液体食品の存在を検知しない導電性プローブ４６の位置とから液面レベルを推測することができる。窓４５以外、導電性プローブも伝送路も絶縁性フィルム４３、４４で覆われているので、誤信号が発生しない。

導電性プローブ４６からの検知信号は、伝送路４７を介して、伝送する。
この液面レベル調整装置の態様において、検知信号に基づいて充填パイプの流量を制御する制御手段４９を備える。
検知信号は、液面レベル３６の上下を反映し、このレベルを検知し、制御手段がこの信号基づいて充填パイプの流量を制御するバルブに信号を送信する。この制御にって、液面レベルを適正なレベルに維持することができる。

この例の液面レベル検知フィルム４２が、フィルムベース４４上に薄い導電性パターンが形成され、パターンの表面が保護絶縁フィルム４３で被覆されているので、印刷技術によって、廉価に食品衛生上安全な導電性材料の銀薄膜を適切なパターンに形成する。

この例の液面レベル検知フィルムが、充填パイプ７の外面に着脱容易に配設される。この例では、液面レベル検知フィルムを容易に取り外し分解、洗浄、組立の作業ができ、使い捨て容易に配設できる。

上記の態様の他に、加熱手段が、チューブの縦線方向に縦シールするために該包装材料の端部を加熱する予熱装置であってもよく、縦シールの予熱装置を流用することもできる。
更に、別の態様において、加熱手段が、前記予熱装置に供給されたホットエアの一部を使用して、縦シールの予熱装置のホットエアを流用することもできる。

図２に示すように、チューブ状包装積層材料１は、ローラによって案内され、横シール装置１０に送られ、挟まれて横方向にシールされ、横シールされた包装積層材料１は、ナイフなどで切断されて枕状の原型容器１３が形成される。そして、原型容器１３は、最終成形搬送装置によって搬送されて最終の形状に成形され、流動性食品を収容する包装容器１４が完成する。

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。

この発明の液面レベル調整装置によって、牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの包装容器を製造することができる。

この発明による一実施例の液面レベル調整装置の液面レベル検知フィルムを示す側面図及び一部断面図である。 この発明に使用できる包装充填装置の一例のを示す概略斜視図である。 縦シール装置の一例を示す概略斜視図及び予熱手段の一部横断面図である。 従来例の態様の液面レベル調整装置の側面断面図である。 この発明による一実施例の液面レベル調整装置の概略を示す概略側面図である。

符号の説明

１ 包装積層材料
７ 充填パイプ
４２ 液面レベル検知フィルム
４３、４４ 絶縁フィルム
４５ 窓
４６ 導電性プローブ
４７ 伝送路
４９ 制御手段

Claims (3)

1. ウェブ状包装材料をチューブ状に成形し、該包装材料の両端部でチューブの縦線方向に縦シールし、チューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を充填する包装充填機において、該チューブの内部に液体食品が所定レベルに充填されるように液面レベルを調整する装置であって、
   絶縁性フィルムからなり、該液面レベルの上下に間断的に配設される複数の窓を該フィルムの少なくとも１面に有し、該窓の各々に露出した導電性プローブと、該導電性プローブからの検知信号を伝送し該フィルムに被覆された伝送路とを備える液面レベル検知フィルムと、
   該検知信号に基づいて充填パイプの流量を制御する制御手段とを備える、
   ことを特徴とする液面レベル調整装置。
2. 該液面レベル検知フィルムが、フィルムベース上に薄い導電性パターンが形成され、該パターンの表面が保護絶縁フィルム／膜で被覆されている、請求項１記載の液面レベル調整装置。
3. 該液面レベル検知フィルムが、該充填パイプの外面に着脱容易に配設される、請求項１又は２記載の液面レベル調整装置。