JP3644992B2

JP3644992B2 - 包装容器の充填方法

Info

Publication number: JP3644992B2
Application number: JP30104994A
Authority: JP
Inventors: 正道金子; 秀俊近野; 淳一里吉
Original assignee: 日本テトラパック株式会社
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: JPH08156904A; EP0796199A4; EP0796199A1; AU4464796A; DE69520154D1; EP0796199B1; DE69520154T2; WO1996017772A1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、包装容器の充填（じゅうてん）方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂製の包装容器においては、カップ状の収容容器に液体食品を充填し、前記収容容器を蓋体（ふたたい）により密閉することによって形成されるようになっている。そして、通常、ロータリー型の充填装置が使用され、該充填装置に供給された収容容器は、ターンテーブルの上に載置され、該ターンテーブルの回転に伴って移動させられる。また、前記ターンテーブルには充填ステーション及びシールステーションが設定され、前記充填ステーションにおいて、前記液体食品を収容容器の上端の開口から充填し、前記シールステーションにおいて、前記収容容器の上端に蓋体をシールすることによって収容容器を密閉するようになっている。
【０００３】
ところで、前記収容容器は、充填ステーションにおいて液体食品が充填された後、シールステーションに到達するまでの間、上端が開放されたままターンテーブルの上を移動させられる。そして、充填を高速化するためにターンテーブルが比較的高速で回転させられるので、収容された液体食品が振動等によって開口から溢（あふ）れ出すことがあり、その場合、収容容器の上端に液体食品が付着したまま蓋体がシールされてしまう。
【０００４】
そこで、液体食品を充填したときの液体食品の液面より収容容器の上端を所定量だけ高くして、収容容器内の上部にヘッドスペースを形成するとともに、蓋体として落とし蓋を使用し、満了充填を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の包装容器の充填方法においては、満了充填には高い充填精度が必要とされるので、作業が煩わしく、コストが高くなってしまう。
また、満了充填状態で落とし蓋をシールしようとすると、溢れ出ようとする液体食品によって収容容器の内圧が高くなるだけでなく、落とし蓋のシールに伴って樹脂が溶融させられ収容容器の容積を減小させることによっても、収容容器の内圧が高くなってしまう。したがって、シール部分及び収容容器の全体に過度の力が加わってしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来の包装容器の充填方法の問題点を解決して、コストを低くすることができ、シール部分及び収容容器に過度の力が加わることがない包装容器の充填方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の包装容器の充填方法においては、上端に開口を有し、器壁の底部に変形可能な部分が形成され、内容積を調節自在にした樹脂製の収容容器に液体食品を充填し、前記収容容器の上端に蓋体を配設し、該蓋体の上方からシール装置を下降させて収容容器の上端に蓋体をシールする。
【０００８】
そして、シール時に、前記変形可能な部分を下方から押し上げて変形させて、液体食品の液面を収容容器の上端のレベルに上昇させる。
【０００９】
【作用及び発明の効果】
本発明によれば、前記のように、包装容器の充填方法においては、上端に開口を有し、器壁の底部に変形可能な部分が形成され、内容積を調節自在にした樹脂製の収容容器に液体食品を充填し、前記収容容器の上端に蓋体を配設し、該蓋体の上方からシール装置を下降させて収容容器の上端に蓋体をシールする。
【００１０】
そして、シール時に、前記変形可能な部分を下方から押し上げて変形させて、液体食品の液面を収容容器の上端のレベルに上昇させる。
【００１１】
この場合、シール時においては、前記変形可能な部分を下方から押し上げて変形させることによって、液体食品の液面を収容容器の上端のレベルに上昇させるようになっているので、蓋体による収容容器の密閉が終了したときに、底部は下方に移動しようとする。ところが、収容容器内に負圧が発生させられるので、底部は上方に移動したままの状態に置かれる。
【００１２】
このとき、蓋体によって収容容器が十分に密閉されていないと、収容容器内の負圧がなくなり、前記底部は下方に移動してしまう。したがって、前記底部が上方に移動したままの状態にあるかどうかを判断することによって、包装容器のシール性の良否を判定することができる。
また、収容容器内に負圧が発生させられるので、樹脂の溶融に伴ってシール部分及び収容容器に過度の力が加わるのを防止することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は本発明の第１の実施例における包装容器の分解斜視図、図３は本発明の第１の実施例における包装容器の斜視図、図４は本発明の第１の実施例における変形可能な部分が底部に形成された包装容器の底部断面図である。
【００１４】
図において、１１は透明でガスバリヤ性の高い熱可塑性材料から成り、液体食品を収容する収容容器であり、上端が開口したカップ状の形状を有する。該収容容器１１は、共押出成形法、ブローンフィルム成形法等によって成形された樹脂製の多層シートを、熱成形法としての先端拡張法によってカップ状に変形させることにより成形され、断面が筒状の胴部１１ａ、該胴部１１ａの上端において径方向外方に延びるフランジ部１１ｂ、前記胴部１１ａの下端に形成された底部１１ｃから成る。また、前記収容容器１１の器壁には変形可能な部分が形成され、内容積を変更することができるようになっている。本実施例において、前記底部１１ｃは、前記胴部１１ａの下端に隣接させて形成された蛇腹部Ｐ１、及び該蛇腹部Ｐ１の径方向内方に形成された平坦（へいたん）部Ｐ２から成り、蛇腹部Ｐ１を変形させることによって収容容器１１の内容積を変更することができる。
【００１５】
そして、蛇腹部Ｐ１は複数の湾曲波形Ｐ１ａ、Ｐ１ｂから成り、径方向内方の湾曲波形ほど高くなるように傾斜させて形成される。したがって、蓋体１３による収容容器１１の密閉が終了された時点において、前記平坦部Ｐ２の位置がスリーブ１２の下端より高くなるので、包装容器を図示しないテーブル等の上に載置したときに、底部１１ｃとテーブル等との間に断熱空間が形成される。
【００１６】
ところで、前記先端拡張法においては、多層シートを融点以上の約１８０〔℃〕に加熱した後に成形するので、液体食品を充填する前に収容容器１１を滅菌する必要がなくなる。また、レトルト時に収容容器１１が分子配向効果によって収縮したり変形したりすることがない。なお、熱成形法として真空ブロー成形法、加圧ブロー成形法等を用いることもできる。
【００１７】
前記多層シートは、例えば、以下のような層構造を有する。
ＰＰ／接着層／ＥＶＯＨ／接着層／再生ＰＰ
また、これに代えて、
ＰＰ／再生ＰＰ／接着層／ＥＶＯＨ／接着層／再生ＰＰ／ＰＰ
ＰＰ／再生ＰＰ／接着層／ＥＶＯＨ／接着層／ＡＰＥＴ
ＥＶＡ／ＥＶＯＨ／ＥＶＡ
ＰＳ／ＥＶＯＨ／ＰＥ
ＰＳ／ＥＶＯＨ／ＰＳ
ＰＰ／ＥＶＯＨ／ＰＰ
のような層構造にすることもできる。このように、層構造にＥＶＯＨを使用しているので、多層シートのガスバリヤ性を高くすることができる。
【００１８】
なお、以下のような層構造にすることもできる。
ＰＳ／ＰＥ
ＰＳ／ＰＥＴＧ
ＰＳ／ＰＥ／ＰＳ
そして、前記収容容器１１の外側には、収容容器１１より剛性及び断熱性が高い材料で形成されたスリーブ１２が配設される。該スリーブ１２は筒状の形状を有し、前記収容容器１１の形状を保持するとともに、収容容器１１に収容された液体食品と外気との間で熱の移動がないように断熱する。
【００１９】
ところで、前記収容容器１１とスリーブ１２とは二重構造を有する。この場合、まず、スリーブ１２を形成し、次に、該スリーブ１２内において前記収容容器１１を熱成形法によって成形し、続いて、液体食品を充填した後、収容容器１１を蓋体１３によって密閉することができる。
また、収容容器１１を熱成形法によって成形し、収容容器１１をスリーブ１２内に嵌入（かんにゅう）し、収容容器１１に液体食品を充填した後、収容容器１１を蓋体１３によって密閉することもできる。
【００２０】
さらに、収容容器１１を熱成形法によって成形し、収容容器１１に液体食品を充填し、収容容器１１を蓋体１３によって密閉した後、スリーブ１２内に嵌入することもできる。
該スリーブ１２は発泡ポリプロピレンから成り、この場合、発泡によって形成される気泡の径を１５０〔μｍ〕程度とする。
【００２１】
また、前記発泡ポリプロピレンに代えて、ポリプロピレン層及び発泡ポリプロピレン層から成る層構造にすることができるとともに、紙材を使用することもできる。この場合、ポリプロピレン層や紙材などの表面に印刷を施すこともできる。そして、前記スリーブ１２が透明な材料から成る場合には、収容容器１１に収容された液体食品を透視することができる。
【００２２】
また、前記収容容器１１に液体食品が充填された後、蓋体１３がヒートシール、超音波シール等のシール手段によって前記フランジ部１１ｂにシールされ、収容容器１１が密閉される。前記蓋体１３を構成する樹脂製フィルムは、共押出成形法、ブローンフィルム成形法等によって３０〜５０〔μｍ〕の厚さに成形される。そして、前記共押出成形法によって成形された樹脂製フィルムは、例えば、以下のような層構造を有する。
【００２３】
ＰＰ／接着層／ＥＶＯＨ／接着層／ＰＰ
さらに、蓋体１３は透明でガスバリヤ性の高い樹脂製プレートで形成することもできる。この場合、樹脂製プレートは熱プレス法、射出成形法等によって成形される。
前記蓋体１３の所定箇所には、収容容器１１に収容された液体食品を注出するための注出口１３ａが形成され、該注出口１３ａはプルタブ１５によって密閉される。該プルタブ１５は、ガスバリヤ性、剛性及び引張強度の高い材料から成り、着色することができる。
【００２４】
また、プルタブ１５は、例えば、以下のような層構造を有する。
二軸延伸ＰＰ／ピーラブル接着層
そして、前記スリーブ１２の外側表面には、熱収縮性材料から成り、光沢のあるフィルムが形成される。該フィルムには所定の文字や絵などの印刷が施される。また、前記フィルムには、厚さが２０〔μｍ〕より小さい延伸ＰＰフィルムを使用することができる。なお、前記スリーブ１２の表面に印刷を施す場合は、前記フィルムは不要である。
【００２５】
本実施例においては、包装容器は収容容器１１及びスリーブ１２から成る二重構造を有するが、収容容器１１だけで包装容器を構成することもできる。
次に、前記構成の包装容器の充填方法について説明する。
図１は本発明の第１の実施例における蓋体のシール工程を示す斜視図、図５は本発明の第１の実施例における液体食品の充填工程を示す断面図、図６は本発明の第１の実施例における蓋体のセット工程を示す断面図、図７は本発明の第１の実施例における蓋体のシール工程を示す第１の状態図、図８は本発明の第１の実施例における蓋体のシール工程を示す第２の状態図、図９は本発明の第１の実施例における収容容器の断面図である。なお、説明の便宜上、スリーブ１２（図２）は図示しない。
【００２６】
まず、収容容器１１は、図示しないターンテーブルにおける供給ステーションに供給され、ターンテーブルの回転に伴って、充填ステーションに移動させられる。該充填ステーションにおいては、図５に示すように、収容容器１１の上方に図示しない充填機の計量供給管３１が配設され、計量された液体食品が前記計量供給管３１によって、収容容器１１に充填される。
【００２７】
この場合、液体食品は収容容器１１の上端と液面との間に間隙δが形成され、充填される。その結果、収容容器１１の上部にヘッドスペースが形成される。
次に、収容容器１１は蓋体セットステーションに移動させられる。該蓋体セットステーションにおいては、図示しないリッドアプリケータが、図６に示すように収容容器１１の上方に蓋体１３をセットする。
【００２８】
続いて、収容容器１１はシールステーションに移動させられる。該シールステーションにおいては、図７に示すように、蓋体１３がスリーブ１２の上端（実際はフランジ部１１ｂ）（図２）に載置される。また、シールステーションにおいては、蓋体１３の上方にシール装置３２が、下方にプッシャ３３が配設される。前記充填ステーションからシールセットステーションに到達するまでの間、前記収容容器１１の上部にはヘッドスペースが形成されているので、ターンテーブルを比較的高速で回転させても、収容された液体食品が振動等によって開口から溢れ出すことがない。したがって、充填を高速化することができる。
【００２９】
次に、図１及び８に示すように、シール装置３２が下降させられて蓋体１３の周縁部を収容容器１１の上端に押し付け、蓋体１３を収容容器１１にシールする。この場合、プッシャ３３が上昇させられ、収容容器１１の底部１１ｃにおける平坦部Ｐ２を押し上げる。したがって、蛇腹部Ｐ１が伸長させられ、平坦部Ｐ２は上方に移動して、液体食品の液面を収容容器１１の上端のレベルに上昇させる。
【００３０】
そして、シール装置３２が上昇させられ、プッシャ３３が下降させられて、図９に示すように、蓋体１３による収容容器１１の密閉が終了される。このとき、前記底部１１ｃにおける平坦部Ｐ２は下方に移動しようとするが、前記蓋体１３によって収容容器１１が密閉され、収容容器１１内に負圧が発生させられるので、平坦部Ｐ２は上方に移動したままの状態に置かれる。
【００３１】
ところが、蓋体１３によって収容容器１１が十分に密閉されていないと、収容容器１１内の負圧がなくなり、前記平坦部Ｐ２は下方に移動してしまう。したがって、該平坦部Ｐ２が上方に移動したままの状態にあるかどうかを判断し、包装容器のシール性の良否を判定することができる。
また、収容容器１１内に負圧が発生させられるので、樹脂の溶融に伴ってシール部分及び収容容器に過度の力が加わるのを防止することができる。
【００３２】
次に、本発明の他の実施例について説明する。
図１０は本発明の第２の実施例における包装容器の底部断面図、図１１は本発明の第３の実施例における包装容器の底部断面図、図１２は本発明の第４の実施例における包装容器の底部断面図、図１３は本発明の第５の実施例における包装容器の底部断面図である。
【００３３】
第２の実施例においては、図１０に示すように、蛇腹部Ｐ１は複数の湾曲波形Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄから成り、径方向内方の湾曲波形ほどわずかに高くなるように傾斜させて形成される。したがって、蓋体１３（図２）による収容容器１１の密閉が終了された時点において、前記平坦部Ｐ２の位置がスリーブ１２の下端よりわずかに高くなるので、包装容器をテーブル等の上に載置したときに、底部１１ｃとテーブル等との間に断熱空間が形成される。
【００３４】
第３の実施例においては、図１１に示すように、蛇腹部Ｐ１は複数のノコギリ波形Ｐ１ｅ、Ｐ１ｆから成り、径方向内方のノコギリ波形ほど高くなるように傾斜させて形成される。したがって、蓋体１３による収容容器１１の密閉が終了された時点において、前記平坦部Ｐ２の位置がスリーブ１２の下端より高くなるので、包装容器をテーブル等の上に載置したときに、底部１１ｃとテーブル等との間に断熱空間が形成される。
【００３５】
第４の実施例においては、図１２に示すように、蛇腹部Ｐ１は複数の湾曲波形Ｐ１ｇ、Ｐ１ｈから成り、径方向内方に水平に延在させて形成される。したがって、蓋体１３による収容容器１１の密閉が終了された時点において、前記平坦部Ｐ２の位置とスリーブ１２の下端とがほぼ同じ高さになるので、包装容器をテーブル等の上に安定させて載置することができる。
【００３６】
第５の実施例においては、図１３に示すように、蛇腹部Ｐ１は複数のノコギリ波形Ｐ１ｉ、Ｐ１ｊから成り、径方向内方のノコギリ波形ほどわずかに高くなるように傾斜させて形成される。したがって、蓋体１３による収容容器１１の密閉が終了された時点において、前記平坦部Ｐ２の位置がスリーブ１２の下端よりわずかに高くなるので、包装容器をテーブル等の上に載置したときに、底部１１ｃとテーブル等との間に断熱空間が形成される。
【００３７】
なお、本発明は前記実施例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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における蓋体のシール工程を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例における包装容器の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例における包装容器の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施例における変形可能な部分が底部に形成された包装容器の底部断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例における液体食品の充填工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例における蓋体のセット工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施例における蓋体のシール工程を示す第１の状態図である。
【図８】本発明の第１の実施例における蓋体のシール工程を示す第２の状態図である。
【図９】本発明の第１の実施例における収容容器の断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例における包装容器の底部断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施例における包装容器の底部断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施例における包装容器の底部断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施例における包装容器の底部断面図である。
【符号の説明】
１１収容容器
１１ｃ底部
１３蓋体
３２シール装置

Claims

（ａ）上端に開口を有し、器壁の底部に変形可能な部分が形成され、内容積を調節自在にした樹脂製の収容容器に液体食品を充填し、
（ｂ）前記収容容器の上端に蓋体を配設し、
（ｃ）該蓋体の上方からシール装置を下降させて収容容器の上端に蓋体をシールするとともに、
（ｄ）シール時に、前記変形可能な部分を下方から押し上げて変形させて、液体食品の液面を収容容器の上端のレベルに上昇させることを特徴とする包装容器の充填方法。