JP2676357B2 - フィルムのウエブから液体および残留物を除去するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般にはフィルムのウエブから液体および
残留物を除去するための装置に関する。さらに詳しく
は、本発明は包装機械においてフィルムのウエブから液
体および残留物を除去するための空気ナイフに関する。

典型的には、包装区域においてフィルムウエブは、そ
れを製品を収容するための包装に形成する前に洗浄し、
清浄化し、または滅菌することが必要である。例えば、
人間が消費するまたは注入する製品を形成するための包
装プロセスにおいては、機械へ供給されるフィルムのウ
エブは、水、化学的滅菌剤または湿潤剤を含んでいる液
体滅菌剤もしくは洗液で処理するのが普通である。化学
的もしくは液体滅菌剤はフィルムのウエブを滅菌および
／または清浄化し、そのためそれは無菌製造を形成する
ことができる。フィルムの滅菌および洗浄は、例えば医
療産業において非経口または経口製品を包装する時に重
要である。この滅菌工程は、もし製品が最終的に滅菌さ
れない時、すなわち包装機械が無菌包装機械である時特
に重要である。

フィルムが洗浄、清浄化または滅菌された後、液体お
よび他の残留物、例えば過酸化水素のような化学的滅菌
剤または湿潤剤が典型的にフィルム上に残留する。それ
故フィルムから液体および／または残留物を除去するこ
とが必要である。再びこれは、化学的滅菌剤が使用さ
れ、そして得られた包装製品が人間消費もしくは注入の
ためのものである時は特に真理である。例えば、現在の
FDA規則は、過酸化水素残留分は0.1ppm以上であっては
ならないことを要求する。

液体および他の残留物を除去するため、空気ナイフが
利用されている。その基本形において、空気ナイフは、
その上の液体が吹き飛ばされるように、空気流をフィル
ムのウエブを横切って吹き付けるための装置よりなる。
空気ナイフの目標はフィルム上の液体を除去し、それに
より残留物を減らし、そしてフィルムを乾燥することで
ある。それ故空気ナイフは液体および残留物をできるだ
け多く除去しなければならない。

包装分野においては、それを通って空気が吹き出すス
リットをその全長に沿って有している細長い管よりなる
空気ナイフを利用することが知られている。典型的に
は、フィルムのウエブの両側に２個の空気ナイフが設置
され、そして空気はスリットを通ってフィルムのウエブ
上へ吹き付けられる。しかしながら、典型的にはフィル
ムから吹き飛ばされる液体および残留物を含んだ空気
は、空気ナイフが使用される包装機械の残りの部分内を
自由に循環する。それ故吹き飛ばされた液体および残留
物は逃げ道を既に乾燥したフィルム上に求めるか、また
は未だ空気ナイフへ曝されていないフィルム上の残留物
および液体の量を増加させる。

典型的には、空気ナイフはこれらの場所、洗浄可能性
および排液可能性のため滅菌が困難である。それはまた
空気ナイフによって乾燥することが困難である。空気ナ
イフは薬品で容易に滅菌できない機械の重要区域に配置
されている。

それ故、特に包装機械に使用するための改良された空
気ナイフに対して需要が存在する。

本発明は、フィルムのウエブから液体および残留物を
除去するための装置を提供する。該装置は気体をフィル
ムのウエブ上に吹き付けるための手段を備え、該手段は
その一端に気体入口と、そして気体が吹き付け手段から
出て、フィルム上に吹き付けることを許容するための開
口手段を含んでいる。該装置はまた、フィルムから吹き
飛ばされた残留物および液体の少なくとも一部を捕捉す
るための排出手段を含んでいる。フィルムのウエブは排
出手段中のスロットを通過し、そして吹き付け手段は排
出手段の下流に配置される。

好ましくは開口手段は吹き付け手段の長さに沿った複
数の穴よりなる。好ましくは、吹き付け手段の内側断面
積は全部の穴の面積の合計よりも大きい。

好ましくは、吹き付け手段および排出手段はチャンバ
ー手段によって少なくとも部分的に囲まれ、該チャンバ
ー手段はフィルム入口スロットとフィルム出口スロット
を含んでいる。チャンバー手段は、好ましくはチャンバ
ー手段の外部の圧力より大きい陽圧を持っている。

もっとも好ましくは、二組の吹出しおよび排出手段が
設けられる。一方の吹出しおよび排出手段はフィルム供
給通路に沿って他方の吹出しおよび排出手段の下流に設
置される。

本発明はまた、液体および残留物を除去するための装
置を滅菌するためのシステムを提供する。該システム
は、各空気ナイフ中へ水蒸気と、そして空気ナイフを滅
菌する薬品もしくは液体滅菌剤を間歇的に導入するため
の手段を含む。

従って、本発明の一利益はフィルムのウエブから液体
および残留物を除去するための改良された装置を提供す
ることである。

本発明の他の一利益は、包装機械に使用するための空
気ナイフを提供することである。

さらに本発明の一利益は、無菌包装機械に使用するた
めの無菌空気ナイフを提供することである。

加えて、本発明の一利益は、フィルムのウエブから吹
き飛ばされた液体および残留物の少なくとも一部を捕捉
するための排出手段を提供することである。

本発明のなお他の一利益は、複数の穴を備え、従って
フィルムのウエブを横切る空気の一層均一な分布を提供
する空気ナイフを提供することである。

さらに、本発明の一利益は、フィルムのウエブが乾燥
し、そして残留物の大部分が除去されることを確実にす
るため二組の空気ナイフを提供することである。

さらに、本発明の一利益は、フィルムから液体および
残留物を除去するための装置を滅菌するためのシステム
を提供することである。

本発明のなお他の一利益は、空気ナイフが、それを修
理および点検のため除去することができ、そして同じ態
様で積極的に交換することができるように、除去自在に
固着されていることである。

本発明の他の一利益は、包装機械に使用するためのモ
ジュール化したシステムを提供することである。

本発明の追加の特徴および利益は、現在好ましい具体
例の詳細な説明および図面に記載されており、そしてそ
れから自明であろう。

第１図は、本発明の液体および残留物を除去するため
の装置を有する成形、充填およびシール包装機械の斜視
図である。

第２図は、本発明の液体および残留物を除去するため
の装置の断面図である。

第３図は、本発明の液体および残留物を除去するため
の装置の一部の正面図である。

第４図は、液体および残留物を除去するための装置の
断面図である。

第５図は、第３図の線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。

第６図は、空気ナイフ単独の斜視図である。

第７図は、本発明の液体および残留物を除去するため
の装置のためのシステムの概略図である。

本発明は、フィルムのウエブから液体およびその他の
残留物を除去するための装置を提供する。該装置は、好
ましい具体例においては、包装機械へ供給されるフィル
ムのウエブから液体および他の残留物を除去するために
使用することができる。もっとも好ましい具体例におい
ては、該装置は、例えば非経口および経口製品を包装す
るための可撓性容器をつくるために使用される、成形、
充填、シール包装機械において液体および残留物の除去
するために使用することができる。

第１図を参照すると、液体および他の残留物を除去す
るための装置10が、成形、充填およびシール包装機械12
の形で図示されている。概して、成形、充填およびシー
ル包装機械は、フィルムのウエブ15をフィルムを洗浄
し、滅菌するための浴16中へ供給するフィルムステーシ
ョン13を含んでいる。フィルムは液体および残留物を除
去するための装置10へ、そして次に機械12の包装ステー
ション18へ供給され、そこでフィルム15は可撓性包装に
形成される。

図示した好ましい具体例においては、装置10は二つの
内部チャンバー20および30を含んでいる。各内部チャン
バー20および30は同様な構造を持っている。図示するよ
うに、フィルムのウエブ15は第１の内部チャンバー20を
通り、そして第２の内部チャンバー30を通過する。二つ
の内部チャンバー20および30を図示したが、装置10は一
つの内部チャンバーとその中に設置された付属装置を含
むことができ、また三以上の内部チャンバーを含むこと
ができる。二つの内部チャンバー20および30と付属する
装置10を使用することにより、フィルムのウエブ15が乾
燥され、そしてどんな残留物も除去されることが確実に
される。

内部チャンバー20および30はキャビン29内に設置され
る。無菌成形、充填およびシール包装機械においては、
キャビン29は無菌空気流の陽圧下にある無菌キャビンよ
りなる。勿論、内部キャビン20および30はそれらを使用
する機械の他の部分に設置もしくは配置することができ
る。

フィルムのウエブ15が第１の内部キャビン20へ入る前
に、それは洗浄され、清浄化され、そして液体滅菌剤も
しくはクリーナーを通過またはスプレーすることによっ
て滅菌されている。例えば、図示した成形、充填および
シール機械12においては、フィルムのウエブ15は浴16を
通過する。それ故フィルム15は未だ濡れており、そして
除去しなければならない残留物を含んでいるであろう。
例えば、フィルムのウエブ15をフィルムを滅菌および／
または洗浄するため過酸化水素／水溶液を通すことが知
られている。過酸化水素溶液を通過した後、フィルムの
ウエブは多分その表面に除去しなければならない過酸化
水素／水溶液および過酸化水素残留物を持っているであ
ろう。この残留過酸化水素を除去するため、加熱空気を
フィルムのウエブ15を横切って吹き付け、過酸化水素を
蒸発させることができる。生成した水は空気ナイフによ
ってフィルムのウエブ15から吹き飛ばされ、それ故フィ
ルムは乾燥される。

第２および４図を参照すると、内部チャンバー20とそ
して本発明の液体および残留物を除去するための装置10
の断面が図示されている。第１の内部チャンバー20およ
び付属構造のみが図示されているが、第２の内部チャン
バー30は類似の構造を持っている。

図示するように、内部チャンバー20内にはフィルム入
口23およびフィルム出口25を有する排出チューブ21が配
置されている。フィルム入口23および出口25は、フィル
ムのウエブ15が排出管21を通過することを許容するよう
に協力する。このためフィルム入口23は、フィルムのウ
エブ15がそれを通過するのに十分な幅および長さを持っ
ている。フィルム出口25は、後で詳しく論ずる理由のた
め入口23より大きく、そしてフィルム15から吹き飛ばさ
れた液体および残留物の一部を捕捉するように機能す
る。

排出チューブ21は、排出チューブ内に陰圧を発生させ
る煙霧排出真空ポンプまたは類似手段へ接続されてい
る。それ故排出チューブ21は真空圧を加える。後でもっ
と詳しく論じるように、これは排出チューブ21が出口25
を通ってフィルム15から吹き飛ばされた液体および残留
物の少なくとも一部を捕捉することを許容する。煙霧排
出はこの分野で既知の任意の手段とすることができる。
満足に働くことが判明した煙霧排出の一例はニューヨー
クブロワーによって製造されている。

フィルムのウエブ通路に沿って排出チューブ21から下
流には、二つの細長い空気ナイフ31および33が設置され
ている。第１の空気ナイフ31はフィルムのウエブの一方
の側に配置され、第２の空気ナイフ33はフィルムのウエ
ブの第２の側に配置される。空気ナイフ31および33はフ
ィルムのウエブ15から液体および残留物の少なくとも一
部を吹き飛ばすように協力する。

第６図は空気ナイフ31を図示する。他の空気ナイフ33
は類似の構造を持っている。図示するように、空気ナイ
フ31は空気入口35を含んでいる。空気入口35は加圧空気
が空気ナイフ31中へ流入することを許容する。このため
空気入口35を持っている空気ナイフの端部は連続したチ
ューブ34によって無菌空気源へ接続されている。

空気ナイフ31は空気ナイフの長さに沿って配置された
複数の穴39を含んでいる。穴39は加圧空気がフィルム15
上へ吹き付けられ、その上に含まれている液体および残
留物の少なくとも一部を除去することを許容する。好ま
しくは、穴39は、フィルムのウエブ15の幅に少なくとも
等しい距離にわたって空気ナイフ31の長さに沿って延び
ている。それ故フィルムのウエブ15の全幅が穴を介して
加圧空気へ曝される。空気ナイフ31および33は、ある先
行技術空気ナイフのようにスリットでなく、複数の穴を
含んでいるので、フィルムのウエブ15を横切る加圧空気
の一層均一な分布が実現される。

空気ナイフ31および33は陽圧を持ち、そして加圧空気
が穴39を出ることを確実にするため、空気ナイフの内側
断面積は各穴の面積の合計よりも大きい。これは空気ナ
イフ31および33内の空気の等分布を提供する。

各空気ナイフ31および33はその底部分に１個の穴（図
示せず）を持っている。この穴は過酸化水素もしくは他
の滅菌剤が空気ナイフから排液されることを許容する。
後で詳しく論ずるように、前滅菌サイクルにおいて空気
ナイフ31および33は過酸化水素および高品質水蒸気で霧
化される。

空気ナイフ31および33は、スロットおよびキー構造に
よりロックされることにより所定位置に固着される。こ
のため各空気ナイフの端部には無菌空気源上の衛生継手
と嵌合する継手が配置される。さらに、空気ナイフ31の
一端44はキャビン29の側部48中のノッチ46内に収容され
るようになっている。従って空気ナイフ31および33は内
部チャンバー20内に除去自在に固着されている。従っ
て、空気ナイフ31および33を外へ引張ることにより、修
理または点検のため空気ナイフ31および33を分解するこ
とができる。

第４図に図示するように、空気ナイフ31および33中の
穴39はフィルムのウエブ15に関し約25℃ないし約35℃の
角度で傾いている。この角度はフィルムのウエブ15から
液体および残留物の適切な除去を確実にするために重要
となり得る。

空気ナイフ31および33は排出チューブ21の上方に設置
される。従ってフィルムのウエブ15から吹き飛ばされた
液体および残留物の少なくとも一部は排出チューブ21に
よって捕捉される。このため排出チューブ21の出口フィ
ルム端25は、残留物および液体の一部がその中に捕捉さ
れるのを許容するのに十分に広い幅および長さを持って
いる。さらに、真空圧力が排出チューブ21によって加え
られるから、流体はそれがフィルムから吹き飛ばされる
時、排出チューブ内へ流れる傾向がある。従って、内部
チャンバー29の残りの部分へ排気される代わりに、液体
および残留物の少なくとも一部は排出チューブ21中へ排
出され、従ってフィルムのウエブ15の残りの部分を汚染
することができない。

第3,4および５図は、第１のチャンバー20の構造を図
示する。勿論、第２のチャンバー30は類似の構造を持っ
ている。第１のチャンバー20は二つの壁部材51および53
を含んでいる。壁部材51および53は、空気ナイフ31およ
び33と、排出チューブ21のまわりに４本の接続ロッド5
4,55,56および57によって合体固着されている。これら
接続ロッドは、それらが壁部材51および53をあらかじめ
定めた距離を置いて合体固着するように構成される。従
って入口スリット58および出口スリット60が壁部材によ
って形成される。入口スリットはフィルムのウエブ15が
チャンバー20内へ流入するのを許容し、出口スリット60
はフィルムがチャンバー20から出るのを許容する。接続
ロッド54,55,56および57は、フィルムのウエブ15がチャ
ンバーを通って流れるのを許容するのに十分な距離に配
置される。

接続ロッド54,55,56および57は、チャンバー20をキャ
ビン29内に固定するように機能する。このため、接続ロ
ッド54,55,56および57はキャビン29の側部62へボルトま
たは他の手段で固着される。

排出チューブ21から、捕捉された残留物および液体は
煙霧排出へ排気される。

第１図に示した具体例において図示したように、好ま
しくは二つの内部チャンバー20および30と、空気ナイフ
31,33および61,63と、排出チューブ21および40のセット
が使用される。これはフィルム15が乾燥され、そして残
留物の大部分が除去されることを確実にする。空気ナイ
フ31,33と61,63の２セットと、そして二つの内部チャン
バー20および30を使用することにより、最終製品中0.1p
pmの残留物が達成されることが判明した。しかしながら
前に述べたように、用途に応じ、３以上、または２以下
の空気ナイフおよびチャンバーを使用することができ
る。

好ましくは、空気ナイフ31,33および61,63はステンレ
スで製作される。もっとも好ましくは、空気ナイフ31,3
3および61,63はタイプ315鋼から製作される。同様に、
排出チューブ21および40は、好ましくはステンレスか
ら、そしてもっとも好ましくは316ステンレス鋼から製
作される。しかしながら空気ナイフ31,33および61,63
と、排出チューブ21および40とは耐食性材料から製作す
ることができる。

内部チャンバー20および30は、同様に任意の耐さび材
料からつくることができる。もっとも好ましくは、内部
チャンバー20および30は、過酸化水素抵抗性のプラスチ
ック、例えばポリカーボネートからつくられる。

前に述べたように、包装機械および特に無菌包装機械
に使用するには、液体を除去するための装置10は無菌キ
ャビン29内に収容することができる。無菌キャビン29は
HEPAシステムのため陽圧を持つことができる。内部チャ
ンバー20および30は、好ましくは無菌キャビン29中の圧
力より少し大きい陽圧下にある。無菌キャビン29中の圧
力は空気ナイフによって実現される。これはフィルムの
ウエブ15から吹き飛ばされた残留物および水が排出チュ
ーブ21中にできるだけ集中し、そしてフィルムのウエブ
を再汚染しないことを確実にする。

好ましくは、フィルムのウエブ15上へ吹き付けられる
気体は加熱される。前に述べたように、これは過酸化水
素を蒸発させる。さらに、フィルムのウエブ15へ熱を加
えることにより、それはフィルムより良いすべり性を提
供する。このことはフィルムが成形、充填およびシール
包装機械中で処理されるとき特に望ましい。好ましく
は、経済的理由で気体は空気であるが、しかしながら窒
素のような他の気体を使用することもできる。

第７図を参照すると、空気ナイフ31,33および61,63
と、排出チューブ61,63の滅菌プロセスの概略図が示さ
れている。図示するように、滅菌プロセスは空気ナイフ
中へ過酸化水素と共に蒸気を脈動させることよりなる。
このため、滅菌プロセスの間、始動時過酸化水素が例え
ば過酸化水素浴のような容器から空気ナイフ中へ供給さ
れる。同時に間歇的に、水蒸気が空気ナイフ中へ脈動さ
れる。過酸化水素が混合した水蒸気からの熱は、非常に
高い殺菌（無菌保障レベル＝10^-6）を達成する致死混合
物をつくる。水蒸気は滅菌プロセスの間５分間毎に10秒
間空気ナイフ中へ脈動される。滅菌プロセスは約30分間
続けられる。

水蒸気は純粋な水蒸気であり、粒子を制御するため二
つの0.2ミクロン滅菌フィルターを通過させられる。水
蒸気は約250゜下の温度であり、そして空気ナイフへ212
゜下の温度で入る。空気ナイフが滅菌された後、前に説
明したように空気が空気ナイフへ供給される。空気は約
225゜下の温度へ加熱され、そしてやはり粒子を制御
し、空気を滅菌するため二つの0.2ミクロン滅菌フィル
ターを通される。正常の作業中、空気のみが空気ナイフ
へ供給され、過酸化水素または水蒸気の流れを許容する
弁は閉じている。

ここに記載した好ましい具体例の種々の変更および修
飾が当業者には明らかであることを理解すべきである。
そのような変更および修飾は本発明の精神および範囲を
逸脱することなく、そしてその利益を減ずることなく可
能である。従ってそのような変更および修飾は特許請求
の範囲によってカバーされることが意図される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置を備えている成形、充填および
シール包装機械の斜視図、第２図は本発明の装置の断面
図、第３図は該装置の一部の側面図、第４図は該装置の
断面図、第５図は第３図の線Ｖ−Ｖに沿った断面図、第
６図は空気ナイフの斜視図、第７図は本発明装置の滅菌
プロセスを示す概略図である。 10は本発明装置、15はフィルムのウエブ、20および30は
内部チャンバー、31,33,61,63は空気ナイフ、21,40は排
出チューブ、39は穴である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーチン、イー、スライバ アメリカ合衆国イリノイ州 60013、ケ アリー、アンストリート 337 (72)発明者 ジョン、イー、ピッケン アメリカ合衆国イリノイ州 60014、ク リスタルレーク、バークシャードライブ 251 (56)参考文献 特開 昭61−76872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−125124（ＪＰ，Ａ) 米国特許3929409（ＵＳ，Ａ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形、充填およびシール包装機械において
   フィルムのウエブへ付着した液体および他の残留物を除
   去するための装置であって、フィルムのウエブを受入れ
   る入口およびフィルムのウエブが出て行く出口を有し、
   フィルムのウエブが通過する陰圧に保たれた内部を有す
   る排出チューブと、 各自フィルムのウエブへ付着した液体および他の残留物
   を除去するために空気をフィルムのウエブへ向かって吹
   付けるための複数の穴を有する、フィルムのウエブの進
   行方向に関し前記排出チューブの下流に設置された第１
   および第２の空気ナイフであって、第１の空気ナイフは
   フィルムのウエブの第１の側に配置され、第２の空気ナ
   イフはフィルムのウエブの第２の側に配置されている第
   １および第２の空気ナイフを備え、 前記排出チューブのフィルムウエブ出口と前記空気ナイ
   フとは、フィルムのウエブから吹き飛ばされた液体およ
   び他の残留物の少なくとも一部を捕捉するように協力す
   ることを特徴とする前記装置。
2. 【請求項２】前記空気ナイフの内部断面積は前記排出チ
   ューブの各穴の面積の合計よりも大きい請求項１の装
   置。
3. 【請求項３】前記空気ナイフ中の穴は、フィルムのウエ
   ブに関し約25度ないし35度の角度に配置されている請求
   項１または２の装置。
4. 【請求項４】前記空気ナイフの穴を通って吹付けられる
   空気は加熱されている請求項１ないし３のいずれかの装
   置。
5. 【請求項５】前記排出チューブおよび前記空気ナイフ
   は、フィルム入口スロットおよびフィルム出口スロット
   を有する、内部が陽圧に保たれているチャンバーによっ
   て少なくとも一部が包囲されている請求項１ないし４の
   いずれかの装置。
6. 【請求項６】前記排出チューブと前記空気ナイフとの二
   つのセットがフィルムのウエブの通路に沿って直列に配
   置されている請求項１ないし５のいずれかの装置。
7. 【請求項７】無菌キャビン内に配置されている請求項１
   ないし６のいずれかの装置を備えている無菌成形、充填
   およびシール包装機械。