JP2013116748A - 無菌充填包装機および無菌充填包装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】口栓の滅菌のために別体の装置を必要とせず、内容物が入った口栓付フィルム包装袋を製造する。
【解決手段】この無菌充填包装機では、フィルム供給装置１１が帯状のフィルム２１を送り出す。口栓融着装置１２は、口栓内部が行き止まりの空間になっている口栓２を、フィルム供給装置１１から送り出された帯状のフィルム２１の所定の位置に融着する。滅菌装置１３は、口栓融着装置１２の側から送られた、口栓２が付いた帯状のフィルム２１を滅菌液に浸漬させる。乾燥装置１４は滅菌装置１３の側から送られた帯状のフィルム２１と該フィルムに付いている口栓２の内部の空間へ温風を吹き付けることで、該フィルムおよび口栓に付着した滅菌液を吹き飛ばし、該フィルムおよび口栓を乾燥させる。さらに充填包装装置１５は、滅菌装置１３の側から送られた、口栓２が付いたフィルム２１を袋状に成形しつつ、成形された口栓付きフィルム包装袋内に内容物を充填し密封する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液体や粘ちょう物などの内容物を入れたフィルム包装袋を連続的に製造する充填包装機に関し、特に、包装袋となるフィルムを滅菌しながら、口栓が付いた、内容物入りのフィルム包装袋を製造する無菌充填包装機に関する。

この種の充填包装機は、連続シート状のフィルムを供給するフィルム供給装置と、内容物を供給する内容物供給装置と、フィルム供給装置から供給されたフィルムを包装袋に成形しながら、そのフィルム包装袋内に内容物供給装置から供給された内容物を充填し密封する充填包装装置と、を有している。

特に無菌充填包装機においては、フィルム供給装置と充填包装装置との間にフィルム滅菌装置が配されている。フィルム滅菌装置では一般に、滅菌液として過酸化水素水溶液が用いられる。フィルム供給装置から繰り出されたフィルムは、滅菌液に浸漬されてからフィルム上の滅菌液が除去および乾燥させられた後、充填包装装置へ供給される（特許文献１：ＷＯ2008/087711参照）。

ところで、飲料や栄養食を扱う製造業者によっては、口栓が付いたフィルム包装袋を製造できる装置を要望する場合があった。例えば、口栓が付いた自立袋（スタンディング袋）に入れられた飲料や栄養食が販売されている。

このような要望に応えるため、従来の無菌充填包装機では、この機械に備わる充填包装装置で成形されるフィルムに、滅菌された口栓が無菌状況下で供給され固着されるようにしていた。例えば、特許文献２（特開2002-128007号公報）に開示される口栓付きスタンディング袋の製造装置では、フィルムを袋状に成形する製袋ガイドの下方で口栓がフィルムに融着されている。

国際公開ＷＯ2008/087711 特開2002-128007号公報

しかし、このような対応では、無菌充填包装機の他に、口栓専用の滅菌装置が機械とは別体で必要になり、無菌充填包装機が大掛かりになっていた。

また口栓が折取り式やキャップ式などの開封部を備えたものである場合、口栓内部は行き止りの空間になっている。このような口栓は内部の奥に空気だまりが出来ることもある。口栓の滅菌は口栓を過酸化水素水溶液に浸漬することで行われるが、空気だまりが出来ると、空気で覆われた面は滅菌されないという課題があった。

図１は口栓付きフィルム包装袋の従来例として、折取り式の開封部を持つ口栓が付いたスタンディング袋を示した平面図であり、図２は図１の口栓を示す四面図である。これらの図に示すように開封部１を備えた口栓２の形状は有底の細筒形であることが多く、このような形状の場合、口栓２の内部空間が狭くなるほど、口栓内の奥底に空気だまりができ易く、口栓２内に付着している滅菌液も口栓２の外側へ排出し難くなる。袋の内容物が経腸栄養食などの医療用の場合、規定値以上の濃度の過酸化水素が口栓に付着していてはいけないとされている。

本発明の目的は、口栓の滅菌のために別体の装置を必要とせず、内容物が入った口栓付フィルム包装袋を製造することである。さらなる目的は、口栓内部に滅菌液が残留しないようにすることである。

本発明の一つの態様は、帯状のフィルムを送り出すフィルム供給装置と、口栓内部が行き止まりの空間になっている口栓を、該フィルム供給装置から送り出された帯状のフィルムの所定の位置に融着する口栓融着装置と、該口栓融着装置の側から送られた、口栓が付いた帯状のフィルムを滅菌液に浸漬させる滅菌装置と、滅菌装置の側から送られた帯状のフィルムおよび該フィルムに付いている口栓の内部の空間へ温風を吹き付けることで、フィルムおよび口栓に付着した滅菌液を吹き飛ばし、フィルムおよび口栓を乾燥させる乾燥装置と、該乾燥装置の側から送られた、口栓が付いた帯状のフィルムを袋状に成形しつつ、成形された口栓付きフィルム包装袋内に内容物を充填し密封する充填包装装置と、を有する。

また本発明の他の態様は、次のような工程を有する無菌充填包装方法を提供する。すなわち、該方法は、
口栓内部が行き止まりの空間になっている口栓を用意する工程と、
口栓の基部を、帯状のフィルムにおけるフィルム幅方向一端側の面に融着する口栓融着工程と、
口栓融着工程を経た、口栓が付いた帯状のフィルムを滅菌液に浸漬させる滅菌工程と、
滅菌工程を経た帯状のフィルムおよび該フィルムに付いている口栓の内部の空間に温風を吹き付けて、フィルムおよび口栓に付着した滅菌液を除去し、口栓およびフィルムを乾燥させる乾燥工程と、
乾燥工程を経た帯状のフィルムを該フィルム幅方向の中央で半分に折り曲げて該両側縁を重ね合わせることで該フィルムを筒形状に成形しつつ、該両側縁間に口栓の基部を挟みこむ製袋工程と、
製袋工程後、該重ね合わせられた両側縁を互いに熱融着し、かつ口栓の基部の表面全体にも熱融着する縦シール工程と、
縦シール工程を経た筒形状のフィルムの中に内容物を充填して密封することで、製品としての口栓付きフィルム包装袋を画成する充填包装工程と、
を有する。

上記のような各態様によれば、フィルムに口栓を融着した後、フィルムとともに口栓を滅菌液に浸漬させてから、この滅菌済みの口栓付きフィルムを用いて内容物が入った口栓付きフィルム包装袋を製造できるため、口栓専用の滅菌装置を機械と別体に用意する必要がなくなる。

さらに、本発明の製法で製造する口栓付きフィルム包装袋に使用する口栓は、袋内を外部に対して閉じた状態にするために口栓内部が行き止まりの空間になっている。本発明では、そのような口栓をフィルムに融着した後、フィルムとともに口栓を滅菌液中に浸漬させる。滅菌工程後に、口栓内部に付着している滅菌液を風で口栓の外へ吹き飛ばすことで、口栓内の滅菌液が口栓外に除去され、製品時の口栓内に滅菌液が残留しなくなる。規定値以上の濃度の過酸化水素が口栓に付着していてはいけないとされる医療用の口栓付きフィルム袋を製造する場合に本発明は有利である。

口栓付きフィルム包装袋の従来例として、折取り式の開封部を持つ口栓が付いたスタンディング袋を示した平面図。 図１の口栓を示す四面図。 本発明の一実施例による無菌充填包装機の構成概要を示す正面図。 本実施例の無菌充填包装機の全体を示し、（ａ）はその上面図、（ｂ）はそれを左面側から見た図。 本実施例の口栓融着装置の部分を正面から見た図。 図５の口栓融着装置の部分の拡大図。 本実施例の口栓を付けたフィルムを搬送するときに使用するローラの形状を示す平面図。 本実施例の口栓乾燥室の内部構造を示しており、（ａ）は口栓乾燥室の部分の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図。 図７のフィルム用送風器を構成する片側の部品の概略図。 本実施例の製袋ガイドを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図。 図３に示した縦シール機構周辺の拡大図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）はフィルムが縦シールされる様子を示した図。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

本実施例の無菌充填包装機は、口栓が付いた内容物入りフィルム包装袋を、滅菌しながら製造するものである。そのため、この機械は図３に示すように、フィルム供給装置１１と、口栓融着装置１２と、口栓が付けられたフィルムを滅菌する滅菌装置１３と、該フィルム及び口栓に付いている滅菌液を除去しつつ該フィルム及び口栓を乾燥させる乾燥装置１４と、該フィルムを袋状に成形しつつ、成形されたフィルム包装袋内に内容物を充填して密封する縦型の充填包装装置１５と、を有する。

本例の機械で製造される包装袋の形状は、例えば図１に示したような、立てた状態で置くことができる自立袋（スタンディング袋）である。これは、縦方向に延びる帯状のフィルムをその横幅の中央で折り返し、重なった端辺どうしを口栓を挟むようにして熱融着し、この熱融着された部分とは反対の側の部分を内側に折り込みながら熱融着して袋の底部を形成し、かつ、その折り返したフィルムの上側部分と下側部分を水平方向に熱融着したものである。

口栓の形態としては、口栓を滅菌するときに過酸化水素水溶液に浸漬するため、浸漬時に過酸化水素水溶液が口栓の内側面全てに行き渡り、かつ、浸漬後、エアーブローで口栓内の過酸化水素水溶液を外側へ除去できる形状であれば如何なるものでもよい。例えば、図２に示した形状の口栓２が本発明に用いられる。

本発明に係る口栓２の場合、内部の行き止り空間に入り込んでいる過酸化水素水溶液の除去・乾燥時にその空間内にエアーを吹いて過酸化水素水溶液の除去・乾燥が行われる。そして、内容物入りの口栓付きフィルム包装袋を製造した後、人が口栓２の開封部１を折り取ることにより、フィルム包装袋が開封される。

また、口栓２の内部の寸法変化が大きな箇所には角が出来て過酸化水素水溶液が残留しやすいため、そのような箇所は滑らかな曲面にされていることが望ましい。さらに、過酸化水素水溶液が袋内に入らないように、フィルムに挟まれ接合される口栓２の基部２０の表面も凹凸の無い滑らかな面にされていることが望ましい。また、フィルムの撚れや皺の発生を抑えるため、フィルムで挟まれる方向の基部２０の厚みＴは極力薄くされることが望ましい。

次に、図３を参照して無菌充填包装機の動作について簡単に説明する。

フィルム供給装置１１からは、無菌環境下にないフィルム切り替え機構に装着された２つのフィルムのうち、一方のフィルム２１−１が繰り出される。繰り出されているフィルムを使用側のフィルム２１とする。もう一方のフィルム２１−２は待機側のフィルムとして保持されている。使用側のフィルムが消費されてフィルム終端が近づいた場合、この無菌充填包装機は充填包装装置１５の動作を停止させないで待機側のフィルムに切り替えられる機構を備える。

繰り出されたフィルム２１に口栓２が口栓供給フィーダ（不図示）で口栓融着装置１２に供給される。そして、フィルム２１の側縁の所定位置に口栓融着装置１２で口栓２の少なくとも一点が仮付けされる。本例の口栓融着装置１２はフィルム２１に口栓２を２個同時に熱融着している。

口栓２が仮付けされたフィルム２１は、駆動ローラ２９、アキュームレート機構２２などの所定の搬送経路を通過して、滅菌装置１３に供給される。滅菌装置１３に供給された口栓付きのフィルム２１は、槽内で過酸化水素水溶液による滅菌が行われ、さらに乾燥装置１４で口栓２およびフィルム２１が過酸化水素水溶液を除去され乾燥された後、充填包装装置１５に供給される。

充填包装装置１５は、供給されたフィルム２１を、製袋ガイド２３によって半分に折り返し、縦シール機構２４によってフィルム２１の両側縁どうしを熱融着しつつ該フィルムを口栓２の基部２０表面に熱融着して筒形状に形成する。筒状に形成されたフィルム２１の内部には、投入パイプ２５を介して供給された内容物が投入される。

そして、内容物が投入された筒状のフィルム２１を、横シール機構２６によってフィルム２１の長手方向に一定間隔の横シール部を形成して、区分することで、内容物が入れられた口栓付フィルム包装袋が連続的に製造される。

以下、無菌充填包装機を構成する各装置について詳述する。

［フィルム供給装置１１］
図３に示すようにフィルム供給装置１１は、ロール状に巻かれたフィルム２１−１を保持し、そのフィルム２１−１を繰り出すことによって、次段の口栓融着装置１２に連続的に供給する。フィルム供給装置１１はさらに、ロール状に巻かれたもう１つのフィルム２１−２を待機させており、使用側のフィルム２１−１の供給が終りに近づいたら、待機側のフィルム２１−２を使用側のフィルム２１−１と接合して、充填包装装置１５へのフィルムの供給が途切れないようにする。

フィルム供給装置１１は、供給するフィルム２１の切り替えを行うためのフィルム切り替え機構と、使用側のフィルム２１−１と待機側のフィルム２１−２との接合のためのフィルム融着機構と、を有する。

上記フィルム切り替え機構やフィルム融着機構や口栓融着機構１２などの所でフィルム２１の送りが停止している間も充填包装装置１５へフィルム２１の供給が行えるように、本例の機械はアキュームレート機構２２を有する。

アキュームレート機構２２は、図３および図７に示すように、フィルム２１の搬送経路中に配置された複数のガイドローラ２２１と、レバー２２２に支持された複数のアキュームローラ２２３とを有している。フィルム２１をガイドローラ２２１とアキュームローラ２２３とに交互に掛け回すことで、フィルム２１は蛇行状に引き回される。レバー２２２は、軸を中心にして揺動自在に支持されており、レバー２２２を揺動させることで、フィルム２１の経路長が変化する。これによって、フィルム２１の送りが停止されている間であっても、アキュームレート機構２２で蓄えられているフィルム２１を送り出し、充填包装装置１５側へ供給することができる。

［口栓融着装置１２］
図４は無菌充填包装機の全体を示し、（ａ）はその上面図、（ｂ）はそれを左面側から見た図である。図５は口栓融着装置１２の部分を正面から見た図、図６は図５の口栓融着装置１２の部分の拡大図である。

口栓融着装置１２は、搬送されるフィルム２１の長手方向に沿った片側縁に向けて口栓２を整列させて供給するレール３４を備えた複数の口栓供給フィーダ２７と、各々のレール３４の先端にある１つの口栓２を同時に取り出してフィルム２１の片側縁面に所定のピッチで仮融着する複数の仮融着機構２８と、を備える。

仮融着機構２８は、搬送されるフィルム２１の片側縁面上にレール３４の先端から１つの口栓２を搬送する搬送機構（不図示）と、フィルム２１の片側縁面上に搬送された口栓２の基部２０をフィルム２１側へ押さえつける可動ブロック２８ａと、押さえつけられた口栓２の下にあるフィルム２１の下面を支持する支持ブロック２８ｂと、を有する。

支持ブロック２８ｂにはヒータが組み込まれている。これにより、搬送停止状態のフィルム２１の下面の一部を支持ブロック２８ｂで支持しつつ、該フィルム２１の一部の上面に口栓２の基部２０を可動ブロック２８ａで一定時間押さえつけると、フィルム２１の片側縁面上に口栓２の基部２０を融着することができる。このとき、口栓２の基部２０とフィルム２１とは一点で熱融着されて仮止めされる。このように点融着としたのは、フィルム２１がその搬送経路にある送りローラの外周を回されて通過するときや製袋ガイド２３の縁部を通過するときに、通過し易く、そして口栓２がフィルム２１から剥がれないようにする為である。なお最終的には、充填包装装置１５の内部で、フィルム２１に対向している口栓２の基部面全体が完全にフィルム２１の面に融着される。

なお、本例では２つの口栓２が同時にフィルム２１に熱融着されている。これは、１台の口栓供給フィーダ２７の供給能力に対して、充填包装装置１５の製袋能力が２倍であったので、口栓供給能力を充填包装装置１５の製袋能力に合わせるために口栓供給フィーダ２７を２台使用したからである。例えば口栓供給フィーダ２７の供給能力は１分間に最大３０個であるが、充填包装装置１５の製袋能力は１分間に最大６０袋であった。

勿論、口栓供給能力が充填包装装置１５の製袋能力に追従できる高性能の口栓供給フィーダであれば１台で良く、また充填包装装置１５の製袋能力に対して２台の口栓供給フィーダ２７では足りなければ３台以上使っても良い。したがって、口栓供給フィーダ２７および仮融着機構２８の台数は２台に限定されず、充填包装装置１５の製袋能力に応じて適宜設定することが望ましい。

また、仮融着機構２８のフィルム搬送方向下流には、フィルム２１の搬送駆動を行う駆動ローラ２９が設けられている。この無菌充填包装機では最終的に製造される複数の内容物入り包装袋はすべて同じ袋寸法を有するので、フィルム２１の送り方向における口栓２のピッチは一定でなければならない。本実施例では、駆動ローラ２９をサーボモータにより回転制御しているので、フィルム２１の送り量を高精度に制御でき、その結果、フィルム２１に対する複数の口栓２の融着間隔を一定にすることができる。

さらに、口栓２の仮融着後フィルム２１を一定量送って停止させたときに当該口栓が来る予定の位置に、口栓検出センサー（不図示）を設置しておくことで、口栓２の配置ピッチが一定であるかどうかも確認できる。

[フィルム搬送用のローラ]
本機械は、フィルム２１を掛け回す複数のローラを設けて、フィルム２１がフィルム供給装置１１、口栓融着装置１２、アキュームレート機構２２、滅菌装置１３、乾燥装置１４、縦型充填包装装置１５の順に流れるようにしている（図３中の２点鎖線で示すフィルム２１参照）。

特に、片側縁面に口栓２が付いているフィルム２１が、口栓融着装置１２からアキュームレート機構２２、滅菌装置１３、乾燥装置１４および充填包装装置１５を順次移動するため、これらに配設されたローラ２９、３０、２２１等の、口栓２に対応する一端側は、口栓２と干渉しないように径が縮小されている（図７参照）。

また、口栓２が１点でフィルム２１に仮融着されているので、フィルム２１の口栓２が付いていない面がローラ２９、３０、２２１等の周面と接触しながら該ローラを回って通過するとき、移動する口栓２に無理な力がかからず、口栓２がフィルム２１から剥がれない。

［滅菌装置１３］
滅菌装置１３は、図３に示すように、袋状に成形される前の、口栓２が付いた帯状のフィルム２１を滅菌する。ここでは滅菌液として過酸化水素水溶液を用いている。過酸化水素水溶液は槽３１に収容されている。槽３１には、互い違いに配置された複数のローラ３０を有するローラユニットが出し入れ自在に設けられている。これらのローラ３０にフィルムを交互に掛け回すことでフィルム２１が蛇行状に引き回される。

槽３１内に設置されたローラ３０が過酸化水素水溶液で満たされた状態で無菌充填包装機を運転すると、口栓２が付いた帯状のフィルム２１は過酸化水素水溶液に浸漬されながら送られる。これによって、口栓２およびフィルム２１が同時に滅菌される。

［乾燥装置１４］
乾燥装置１４は、滅菌装置１３で口栓２およびフィルム２１に付着した過酸化水素水溶液を、温風を吹き付けることによって除去し、口栓２およびフィルム２１を乾燥させる。

乾燥装置１４は、図３に示すように、口栓２に付着する滅菌液を除去して口栓２を乾燥させる口栓乾燥室１４−１と、フィルム２１に付着する滅菌液を除去してフィルム２１を乾燥させるフィルム乾燥室１４−２とを有する。

口栓乾燥室１４−１およびフィルム乾燥室１４−２が、この順番で、滅菌装置３から充填包装装置１５までのフィルム搬送経路に沿って配置されている。

図８は口栓乾燥室１４−１の内部構造を示しており、図８（ａ）は口栓乾燥室１４−１の部分の正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

口栓乾燥室１４−１内には、スクレーパ１４１と、フィルム用送風器１４２（図８（ａ）中に実線で囲んだ部分）と、口栓内部用送風器１４３とが、この順にフィルム搬送経路に沿って設置されている。

スクレーパ１４１は、フィルム２１の両面に付着した過酸化水素水溶液を拭き取るように対向配置されている。フィルム用送風器１４２は、図８（ｂ）中の矢印のようにフィルム２１の両面のフィルム幅方向全域に亘って温風を吹き付けられるように長尺状に構成されている。フィルム用送風器１４２はフィルム２１の両面にそれぞれ対向するブロック１４２ａ，１４２ｂを有する。各ブロック１４２ａ，１４２ｂには、フィルム２１の幅方向に形成されてフィルム２１の幅方向全域に亘って温風を吹き付けるスリット３２が形成されている。本例では滅菌装置１３から口栓乾燥室１４−１へフィルム２１が縦方向に送られてくるので、２つのスクレーパ１４１および一対のブロック１４２ａ，１４２ｂは横方向にて対向している。

フィルム２１の、口栓２が融着された側の面に対向しているブロック１４２ａについては、口栓２がフィルム用送風器１４２を通過するときにブロック１４２ａと干渉しないように、口栓２と対応する一端側の部位が切り欠かれている。そして、この切り欠かれた部位の、フィルム幅方向を向いた面に、温風を吹き出すための複数の穴３３が、口栓２の移動経路に沿って列状に配設されている（図９参照）。

口栓内部用送風器１４３は、フィルム２１の片側縁から離れた所から、該片側縁面に融着された複数の口栓２の内部空間に向かって図８（ｂ）中の矢印のように温風を吹き付けられるように構成されている。そのため、口栓内部用送風器１４３には、フィルム幅方向に温風を吹き出す複数の穴１４３ａが、口栓２の移動経路に沿って列状に配設されている。

さらに、上記した構成の口栓乾燥室１４−１の次段にはフィルム乾燥室１４−２が設置されている。フィルム乾燥室１４−２内には、口栓外部用送風器１４４と、フィルム２１が蛇行状に流れるように互い違いに配置された複数のローラ３０とが、この順にフィルム搬送経路に沿って配置されている。

口栓外部用送風器１４４は、フィルム２１の片側縁から離れた所から、該片側縁面に融着された複数の口栓２の外側面に向かって図３中の矢印のように温風を吹き付けられるように構成されている。そのため、口栓外部用送風器１４４のフィルム２１に対向する面には、温風を吹き出す複数の穴１４３ａが、口栓２の移動経路に沿って列状に配設されている。

フィルム乾燥室１４−２内でのフィルム２１の行程を長くするため、フィルム乾燥室１４−２内の複数のローラ３０はフィルム２１の経路を蛇行させている。これにより、温風が充満するフィルム乾燥室１４−２内でフィルム２１が十分に乾燥される。

さらに確実に滅菌液の除去を行うため、フィルム乾燥室１４−２の出口には、フィルム２１の両面のフィルム幅方向全域に亘って温風を吹き付ける第２のフィルム用送風器１４５が配置されていることが好ましい。第２のフィルム用送風器１４５は第１のフィルム用送風器１４２と同じ構造からなり、フィルム２１の片側縁面に融着された口栓２の内部空間へ温風を吹き付ける機構も備える。

以上説明した口栓乾燥室１４−１とフィルム乾燥室１４−２をフィルム２１が通過することにより、滅菌装置１３で口栓２およびフィルム２１に付着した過酸化水素水溶液を十分に除去し、口栓２およびフィルム２１を乾燥させることができる。

すなわち、滅菌装置１３を出たフィルム２１はスクレーパ１４を通るとき、フィルム２１の両面に付着している過酸化水素水溶液がこすり取られる。続いて、フィルム２１が第１のフィルム用送風器１４２のブロック１４２ａ．１４２ｂ間を通るとき、フィルム幅方向に亘ってフィルム２１の両面の過酸化水素水溶液が温風で吹き飛ばされると同時に、フィルム２１の片側縁面に熱融着された口栓２の内部空間に存在する過酸化水素水溶液も温風で口栓２の外に吹き飛ばされる。さらに、フィルム２１の口栓２が口栓内部用送風器１４３を通るときも、口栓２の内部空間に存在する過酸化水素水溶液が温風で口栓２の外に吹き飛ばされる。次に、フィルム２１の口栓２が口栓外部用送風器１４４を通るとき、口栓２の外側面に付着している過酸化水素水溶液が温風で吹き飛ばされる。その後、フィルム２１は、ローラ３０で蛇行しながら、温風が充満するフィルム乾燥室１４−２内を移動して、フィルム２１および口栓２が十分に乾燥される。そして、フィルム２１が第２のフィルム用送風器１４５を通るとき、フィルム２１の両面のフィルム幅方向に亘って温風が吹き付けられると同時に、フィルム２１の片側縁面に熱融着された口栓２の内部空間に向けて温風が吹き付けられ、これにより、フィルム２１および口栓２に関して滅菌液の取り残しを防止できる。

［充填包装装置１５］
充填包装装置１５は、滅菌装置１３および乾燥装置１４を通過した滅菌済みの口栓付きフィルム２１と、投入パイプ２５から供給された内容物とを用いて、内容物入りの口栓付きフィルム包装袋を製造する。なお、滅菌済みの口栓付きフィルム２１から内容物入りフィルム包装袋にするまでの機構や部品等は、塵埃等が入り込まないように陽圧環境の室内に配置されている。

充填包装装置１５としては、図３に示すような、少なくとも製袋ガイド２３、縦シール機構２４、および横シール機構２６を有する一般的な縦型充填包装装置を用いることができる。

製袋ガイド２３は、乾燥装置１４を通過したフィルム２１を、その長手方向に沿って半分に折り返すことによって両側縁部が口栓２の基部２０を間に挟んで一致するように成形しつつ、下方へ案内する。

図１０は製袋ガイド２３の構成を示しており、(ａ)は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図である。フィルム２１が製袋ガイド２３に送られてくるとき、フィルム２１の口栓２が付いている側の面が製袋ガイド２３とは反対側、すなわち上を向くようにされている。製袋ガイド２３に沿って送られていくフィルム２１は、製袋ガイド２３の筒状穴２３ａの中に落し入れられつつ半分に曲げられて筒形状とされ、下方に送られる。このとき、フィルム２１が製袋ガイド２３の筒状穴２３ａの縁部で折り返されて、上方を向いていたフィルム２１の面が対面する。この結果、口栓２の基部２０は、折り返されたフィルム２１の両側縁間に配置される。フィルム２１の折り返し部分は後に熱シールされてフィルム包装袋にされたときに袋の下部になり、口栓２の基部を間に挟んだフィルム２１の両側縁部は後に熱シールされてフィルム包装袋にされたときに袋の上部になる。

なお、製袋ガイド２３の口栓通過部分には切り欠き２３ｂが形成されていることが望ましい。これにより、フィルム２１の口栓２が付いた部分が製袋ガイド２３を通過するとき口栓２が製袋ガイド２３と干渉しないため、フィルム面からの口栓２の剥がれを確実に防止することができる。

さらに、製袋ガイド２３の、フィルム２１の口栓２が付いた部分が通過する位置の近傍には、フィルム２１上に口栓２が有ることを確認する口栓検出センサー（不図示）が設置されていることが望ましい。口栓検出センサーには例えば光透過型センサーを用いることができる。

一般に、光を透過する透明や半透明のフィルムを送りながら袋を作る場合、フィルムにレジマークを付けておき、このレジマークを基準にフィルムの送りが制御されている。本実施例は、文字やマーク等が無い全く無地のフィルム８を使用しても、フィルム２１に付けた口栓２をレジマーク代わりに使って口栓検出センサーで検出することにより、正確なフィルム送りを実施することができる。なお、充填包装装置１５内でのフィルム２１の送り量は、製袋ガイド２３の近傍に設置された口栓検出センサーによって口栓２を検出した時機を基に制御することができる。

次に、製袋ガイド２３の下流側の機構について述べる。

図３を参照すると、製袋ガイド２３の下流側には、縦搬送機構とともに、縦シール機構２４および横シール機構２６が配置されている。該縦搬送機構は、筒形状にされたフィルム２１の筒穴方向が鉛直方向（縦方向）に向くように該フィルムを搬送する。また、縦シール機構２４の下流側であって横シール機構２６を越えない位置までの間に、投入パイプ２５の内容物吐出口が位置している。

図１１に、図３に示した縦シール機構２４の周辺拡大図を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は製袋ガイド２３を通過したフィルム２１に縦シールが行われる様子を示した図である。

縦シール機構２４は、製袋ガイド２３によって一致させられたフィルム２１の両側縁部分の通過経路を間において対向配置された複数対の縦シールブロック２４１〜２４８を有する。

各対の縦シールブロック２４１〜２４８は少なくとも一方に、電熱ヒータといった加熱手段（不図示）を備えている。そして、複数対の縦シールブロック２４１〜２４８のそれぞれは、フィルム２１の折り返し部分や、口栓２の基部２０を挟んで対向するフィルム２１の縁部同士を、製品としての包装袋の幅に合ったフィルム２１の送り量に同期して一定のタイミングで間欠的に加圧および加熱するように駆動される。これによって、フィルム２１の折り返し部分や、口栓２の基部２０を挟んで対向するフィルム２１の縁部同士がフィルム２１の長手方向全体にわたって熱融着され、筒状のフィルムが形成される。

各対の縦シールブロック２４１〜２４８の役割についてさらに詳述する。

縦シールブロック２４１，２４３，２４５，２４７，２４８の対は、口栓２の基部２０を間に挟んで対向するフィルム２１の縁部に対して配設され、包装袋の上部側の開口を封じるものである。特に図１３（ｃ）から分かるように、縦シールブロック２４１は隣接する口栓２間のフィルム縁部どうしを熱融着し、縦シールブロック２４５，２４７，２４８の各対は、口栓２の基部２０の表面にフィルム縁部を何度も熱融着して気密状態にする（図１１（ｃ）の矢印Ｅ，Ｆ，Ｇの箇所）。縦シールブロック２４３はフィルム２１に口栓２が付いていないときにその非口栓部分を熱封止する（図１１（ｃ）の矢印Ｄの箇所）。

縦シールブロック２４２，２４４，２４６の対は、フィルム２１の折り返し部分に対して配設されており、包装袋の下部を成形するものである。図１１（ｃ）から分かるように、縦シールブロック２４２は完成時の包装袋が自立できるように該包装袋の底部に対応するフィルム部分を熱成形し、縦シールブロック２４４，２４６の各対は、隣接した包装袋の境界に跨って包装袋底部を熱成形する。

縦シール機構２４はさらに、図１１（ａ）の右側の縦シールブロック２４１，２４３，２４５，２４７，２４８の列にカッター２４９Ａを含み、図１１（ａ）の左側の縦シールブロック２４２，２４４，２４６の列にカッター２４９Ｂを含んでいてもよい。カッター２４９Ａは図１１（ｃ）のＰ部の位置で、隣接する包装袋上部の間に切れ込み２１ａを形成し、カッター２４９Ｂは図１１（ｃ）のＱ部の位置で、隣接する包装袋下部の間に切れ込み２１ｂを形成する。口栓２の基部２０が太い場合、縦方向に吊り下げた状態で搬送されるフィルム２１の右側辺と左側辺に長さの差が生じて、縦方向に真っ直ぐにフィルム２１を送り難くなるおそれがある。この場合、上記の切れ込み２１ａ，２１ｂを形成するカッター２４９Ａ，２４９Ｂを設けることが望ましい。

次に、横シール機構２６について説明する。横シール機構２６は、投入パイプ２５の先端（内容物吐出口）の下方に、フィルム２１を間において対向配置された一対の横シールバー（不図示）を有し、フィルム２１をその幅方向（鉛直方向に沿ったフィルム送り方向に直角な方向、すなわち水平方向）に沿って、かつ全幅にわたって熱溶融する。製品としての包装袋の幅に合ったフィルム２１の送り量に同期して該横シールバーを一定のタイミングで間欠的に駆動することで、フィルム２１にはその全幅にわたる横シール部が、フィルム２１の長手方向に一定の間隔で形成される。この横シール部によって、筒状のフィルム内に投入される内容物が封止される。

上下に隣り合う２つの横シール部によって区画されたフィルム部分が１つの包装袋の単位となる。横シール機構２６は、フィルム２１を横シール部において幅方向に沿って切断するためのカッター（不図示）をさらに備えていてもよい。該カッターにより横シール部ごとにフィルム２１を切断することにより、個々の包装袋の単位に分離されたフィルム包装袋（内容物が入っている口栓付フィルム包装袋）が得られる。該カッターは、一対の横シールバーのうちの一方に内蔵されていてもよいし、該横シールバーとは別のユニットとして構成されていてもよい。内容物が入っている口栓付フィルム包装袋は、ユーザー等が口栓２の先端の開封部１を折り切ることで開封することができる。

充填包装装置１５はさらに、上述した各構成要素の他に、一対のシゴキローラ１５１および一対の成形板１５２を有することが好ましい。

一対のシゴキローラ１５１は、投入パイプ２５の下方に、フィルム２１の通過経路を間において対向配置されている。シゴキローラ１５１は、フィルム２１を鉛直下方に送る向きに回転するとともに、互いに開閉するように対向移動可能に設けられている。またシゴキローラ１５１は、閉じたときにフィルム２１をその水平方向全幅にわたって加圧することができる長さを有している。

内容物がシゴキローラ１５１よりも高い位置まで投入されている状態でシゴキローラ１５１を閉じることにより、フィルム２１はシゴキローラ１５１の加圧力で押しつぶされて、内容物が上下に分離される。シゴキローラ１５１を閉じたまま回転させると、シゴキローラ１５１よりも上方の内容物はシゴキローラ１５１の上方に溜まったままで、シゴキローラ１５１によって筒状のフィルム２１が押し潰されつつ、シゴキローラ１５１よりも下方の内容物のみがフィルム２１とともに送られる。シゴキローラ１５１で押し潰されたフィルム２１の部分を横シール機構２６で熱溶融することで、空気が混入されていないフィルム包装袋が製造される。

一対の成形板１５２は、シゴキローラ１５１の上方において、互いに接近する方向および離間する方向に対向移動可能に、フィルム２１を間において対向配置されている。成形板１５２は、フィルム２１の内容物が充填された部分を所定の対向間隔で挟んでフィルム２１の膨らみを抑制することで、フィルム２１の内容物が投入された部分の形を整える。これによって、内容物の容量のばらつきが抑えられる。その上、筒状に形成されたフィルム２１の左右辺が、充填された内容物の重さで屈曲することも軽減されるので、筒状のフィルム２１をシゴキローラ１５１で押し潰して横シール機構２６で熱融着する段階でフィルム２１にしわが発生しにくい。

内容物が軽量であったり、内容物の容量に対する要求が厳しくなかったりする場合など、フィルム２１の膨らみを抑制する必要性が低い場合は、成形板１５２は必ずしも配置しなくてよい。

以上、無菌充填包装方法および当該方法を実施する機械を説明し、特に充填包装の工程については縦型充填包装装置を例にして説明したが、本発明はこれに限られない。したがって、製造する包装袋の形状は袋を立てて置くことができるスタンディング袋に限られない。上と左右の３辺にシール部を有する３方シール袋や、上下左右の４辺にシール部を有する４方シール袋などを製造する場合にも本発明を適用することができる。つまり、フィルムに口栓を融着して、フィルムと口栓の滅菌を同時に実施してから、口栓付フィルム包装袋を作るという技術思想の範囲内において、上記実施例の構成や形状には如何なる変更をすることが可能である。

１ 開封部
２ 口栓
１１ フィルム供給装置
１２ 口栓融着装置
１３ 滅菌装置
１４ 乾燥装置
１４−１ 口栓乾燥室
１４−２ フィルム乾燥室
１４１ スクレーパ
１４２ フィルム用送風器
１４２ａ，１４２ｂ ブロック
１４３ 口栓内部用送風器
１４３ａ 穴
１５ 充填包装装置
１５１ シゴキローラ
１５２ 成形板
２０ 口栓の基部
２１、２１−１、２１−２ フィルム
２１ａ，２１ｂ 切り込み
２２ アキュームレート機構
２２１ ガイドローラ
２２２ レバー
２２３ アキュームローラ
２３ 製袋ガイド
２３ａ 筒状穴
２３ｂ 切り欠き
２４ 縦シール機構
２４１〜２４８ 縦シールブロック
２４５−１ ヒータブロック
２４５−２ ガイド板
２４９Ａ，２４９Ｂ カッター
２５ 投入パイプ
２６ 横シール機構
２７ 口栓供給フィーダ
２８ 仮融着機構
２８ａ 可動ブロック
２８ｂ 支持ブロック
２９ 駆動ローラ
３０、２２１ ローラ
３１ 滅菌槽
３２ スリット
３３ 穴
３４ レール

Claims (7)

1. 帯状のフィルムを送り出すフィルム供給装置と、
   口栓内部が行き止まりの空間になっている口栓を、前記フィルム供給装置から送り出された前記帯状のフィルムの所定の位置に融着する口栓融着装置と、
   前記口栓融着装置の側から送られた前記口栓が付いた前記帯状のフィルムを滅菌液に浸漬させる滅菌装置と、
   前記滅菌装置の側から送られた前記帯状のフィルムおよび該フィルムに付いている前記口栓の内部の空間へ温風を吹き付けることで、前記フィルムおよび前記口栓に付着した前記滅菌液を吹き飛ばし、前記フィルムおよび前記口栓を乾燥させる乾燥装置と、
   前記乾燥装置の側から送られた前記口栓が付いている前記帯状のフィルムを袋状に成形しつつ、成形された口栓付きフィルム包装袋内に内容物を充填し密封する充填包装装置と、
   を備えた、無菌充填包装機。
2. 請求項１に記載の無菌充填包装機であって、
   前記滅菌装置と前記充填包装装置の間における前記帯状のフィルムの経路において、口栓乾燥装置とフィルム乾燥装置を有し、
   前記口栓乾燥装置は、前記帯状のフィルムにおけるフィルム幅方向一端側の面に前記口栓の基部が融着された前記口栓に対して、前記口栓の内側の空間へ向うように温風を吹き付けることにより、前記口栓に付着した前記滅菌液を吹き飛ばし、前記口栓を乾燥させ、
   前記フィルム乾燥装置は、前記帯状のフィルムの両面におけるフィルム幅方向全域に対して温風を吹き付けることにより、前記フィルムの両面に付着した前記滅菌液を吹き飛ばし、前記フィルムを乾燥させる、無菌充填包装機。
3. 請求項１または２に記載の無菌充填包装機であって、
   前記口栓融着装置は前記帯状のフィルムにおけるフィルム幅方向一端側の面に前記口栓の基部の一部を仮融着する機構を有し、
   前記充填包装装置は、
   前記乾燥装置の側から送られてきた前記帯状のフィルムを該フィルム幅方向の中央で半分に折り曲げて該両側縁を重ね合わせることで該フィルムを筒形状に成形しつつ、該両側縁間に前記口栓の基部を挟みこむ製袋ガイドと、
   前記製袋ガイドにより筒形状に成形された前記フィルムを、該フィルムの筒穴方向が鉛直方向を向くように送る縦搬送機構と、
   前記重ね合わせられた前記両側縁を互いに熱融着し、かつ前記口栓の基部の表面全体にも熱融着する縦シール機構と、
   前記縦シール機構を通過して前記筒穴方向が鉛直方向を向くように送られた前記筒形状のフィルムの中に前記内容物を投入する投入パイプと、
   前記筒穴方向が鉛直方向を向くように送られて前記投入パイプにより前記内容物が投入された前記筒形状のフィルムに対して、該筒形状のフィルムの水平方向全幅に亘って熱溶融を行って横シール部を形成して、製品としての口栓付きフィルム包装袋を画成する横シール機構と、
   を備えた、無菌充填包装機。
4. 請求項３に記載の無菌充填包装機であって、
   前記製袋ガイドの、前記フィルムに付いている前記口栓が通過する部分が切り欠かれている、無菌充填包装機。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の無菌充填包装機であって、
   前記フィルムを掛け回して通過させる複数の送りローラを有し、
   前記送りローラの周面は、前記フィルムに付いた前記口栓と干渉しない形状を有する、無菌充填包装機。
6. 口栓内部が行き止まりの空間になっている口栓を用意する工程と、
   前記口栓の基部を、帯状のフィルムにおけるフィルム幅方向一端側の面に融着する口栓融着工程と、
   前記口栓融着工程を経た前記口栓が付いている前記帯状のフィルムを滅菌液に浸漬させる滅菌工程と、
   前記滅菌工程を経た前記帯状のフィルムおよび該フィルムに付いている前記口栓の内部の空間へ温風を吹き付けて、前記フィルムおよび前記口栓に付着した前記滅菌液を除去し、前記フィルムおよび前記口栓を乾燥させる乾燥工程と、
   前記乾燥工程を経た前記帯状のフィルムを該フィルム幅方向の中央で半分に折り曲げて該両側縁を重ね合わせることで該フィルムを筒形状に成形しつつ、該両側縁間に前記口栓の基部を挟みこむ製袋工程と、
   前記製袋工程後、前記重ね合わせられた前記両側縁を互いに熱融着し、かつ前記口栓の基部の表面全体にも熱融着する縦シール工程と、
   前記縦シール工程を経た前記筒形状のフィルムの中に内容物を充填して密封することで、製品としての口栓付きフィルム包装袋を画成する充填包装工程と、
   を有する無菌充填包装方法。
7. 請求項６に記載の無菌充填包装方法であって、
   前記乾燥工程では、
   前記帯状のフィルムにおけるフィルム幅方向一端側の面に前記口栓の基部が仮融着された前記口栓に対して、前記口栓の内側の空間へ向うように温風を吹き付けることにより、前記口栓に付着した前記滅菌液を吹き飛ばし、前記口栓を乾燥させ、
   さらに、前記帯状のフィルムの両面におけるフィルム幅方向全域に対して温風を吹き付けることにより、前記フィルムの両面に付着した前記滅菌液を吹き飛ばし、前記フィルムを乾燥させる、無菌充填包装方法。

Images