JP3974241B2

JP3974241B2 - 充填機

Info

Publication number: JP3974241B2
Application number: JP30697097A
Authority: JP
Inventors: 秀俊近野
Original assignee: 日本テトラパック株式会社
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2017-11-10
Also published as: JPH11139415A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充填（てん）機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、牛乳、清涼飲料等の液体食品が収容された包装容器を製造する場合、可撓（とう）性の積層材料から成るウェブ状の包材を充填機に供給し、該充填機において前記包材を縦方向にシールしてチューブ状にし、該チューブ状の包材内に液体食品を充填しながら所定の間隔で横方向にシールして切断し、包装容器を形成するようにしている。
【０００３】
図２は従来の充填機の概略図である。
図において、１１は可撓性の積層材料から成るウェブ状の包材である。該包材１１は図示しない包材製造機によって製造され、リール１２の状態で充填機にセットされ、繰出機１３によって繰り出される。
前記包材１１は、搬送方向における複数箇所に配設されたガイド１５によって案内されてチューブ状になり、図示しない加熱装置によって発生させられた熱風が包材１１の側縁に設定されたシール面に吹き付けられ、図示しない縦シール装置によって縦方向にシールされる。そして、チューブ状の包材１１が搬送される間に、図示しない液体食品が充填管１６を介して上方から供給され、包材１１内に充填される。次に、該包材１１は、両側から図示しない横シール装置によって挟持され、所定の間隔ごとに横方向にシールされ、図示しない成形フラップによって変形させられて原型容器１８になる。
【０００４】
続いて、前記包材１１の横方向にシールされた部分が切断され、各原型容器１８はあらかじめ形成された折り目に沿って所定の形状に成形され、一定量の液体食品を収容する所定の形状の包装容器が形成される。
ところで、前記チューブ状の包材１１内に液体食品を無菌状態で充填する場合、無菌室において縦方向のシール、液体食品の充填及び横方向のシールが行われるようになっている。また、前記無菌室外から図示しない菌が進入するのを防止するために、前記無菌室内を外気圧より高い圧力に保つようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の充填機において、一時的に停止させた場合等には、包装容器が無菌室外に搬送されなくなるので、前記加熱装置によって発生させられる熱風が無菌室内に充満し、該無菌室内の温度が高くなってしまう。その結果、無菌室内において、包材１１が軟化したり、滅菌用に使用される過酸化水素水が蒸発して濃度が高くなったりしてしまう。
【０００６】
そこで、加熱装置によって発生させられる熱風の量を一時的に少なくするようにしているが、前記充填機を再び運転するときに前記熱風の温度に大きなばらつきが生じる。
また、前記熱風の量を一時的に少なくすると、前記無菌室内の圧力が変動し、該圧力が過大になって無菌室内の過酸化水素を含む滅菌空気が外気中に流れ出たり、前記圧力が過小になって無菌室内に外気が流入したりする。
【０００７】
しかも、無菌室内には、前記過酸化水素を含む滅菌空気が収容されているので、前記加熱装置の耐久性が低下してしまう。
本発明は、前記従来の充填機の問題点を解決して、一時的に停止させた場合等に無菌室内の温度が高くなるのを防止することができ、加熱装置の耐久性を向上させることができる充填機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の充填（てん）機においては、滅菌空気が充填された無菌室と、該無菌室内に配設され、無菌室内を搬送される包材を変形させるガイドと、前記無菌室外に配設され、チューブ状に変形させられた前記包材の側縁に設定されたシール面を赤外線によって照射して加熱する加熱装置と、前記無菌室内に配設され、前記シール面に沿って包材を縦方向にシールするシール手段と、前記無菌室内に配設され、縦方向にシールされた包材内に液体食品を充填する充填ノズルとを有する。
そして、前記加熱装置は、充填機を一時的に停止させたときに、前記赤外線を無菌室に向けないように回動させられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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３は本発明の実施の形態における充填機の概略図である。
図において、１１は可撓性の積層材料から成るウェブ状の包材であり、該包材１１は、第１のガイド３４、第２のガイド３５、第３のガイド３６及び第４のガイド３７を順に介してシール手段としての第５のガイド３８に連続的に送られる。前記第１のガイド３４は、円筒形の形状を有していて、前記包材１１を反転させて送る。また、前記第２のガイド３５は、前記包材１１の両側縁を湾曲させ、第３のガイド３６は、湾曲させられた前記包材１１の両側縁を互いに近付け、第４のガイド３７は、包材１１の両側縁を更に近付けて断面が楕（だ）円状の包材１１にする。なお、前記第２〜第４のガイド３５〜３７は包材１１を変形させるガイドを構成する。
【００１１】
そして、前記包材１１における第４のガイド３７の下方の部分に対応させて加熱装置３９が配設され、該加熱装置３９は、包材１１の側縁に設定されたシール面を照射して加熱する。さらに、前記包材１１の搬送方向における第４のガイド３７より下流側には第５のガイド３８が配設され、該第５のガイド３８によって包材１１が縦方向にシールされてチューブ状にされる。
【００１２】
前記包材１１は、例えば、最内層から最外層にかけてポリエチレン、アルミ箔（はく）、紙基材、ポリエチレン等を積層することによって形成され、前記加熱装置３９によって前記シール面が加熱されると、前記ポリエチレンが溶融させられるようになっている。
なお、前記包材１１内には図示しない液体食品を充填する充填ノズル４０が配設され、該充填ノズル４０の先端は縦方向にシールされた後の包材１１内に臨ませられる。
【００１３】
次に、前記構成の充填機の動作について説明する。
まず、前記包材１１は搬送方向における第１〜第４のガイド３４〜３７によって順に案内され、加熱装置３９によって前記シール面が加熱される。
その後、包材１１は第５のガイド３８に送られ、該第５のガイド３８よって縦方向にシールされてチューブ状にされる。
【００１４】
そして、断面が所定の形状に変形させられたチューブ状の包材１１が搬送される間に、液体食品は充填ノズル４０を介して上方から供給され、包材１１内に無菌状態で充填される。次に、該包材１１は両側から図示しない横シール装置によって挟持され、所定の間隔ごとに横方向にシールされ、図示しない成形フラップによって変形させられて枕（まくら）状の図示しない原型容器になる。
【００１５】
続いて、前記包材１１の横方向にシールされた部分が切断され、各原型容器はあらかじめ形成された折り目に沿って所定の形状に成形され、一定量の液体食品を収容する包装容器が形成される。なお、５１は無菌室である。
次に、前記第５のガイド３８について説明する。
図４は本発明の実施の形態における第５のガイドの断面図である。
【００１６】
図において、３８は第５のガイドであり、該第５のガイド３８は５個のガイドローラ２１及び１個のカウンタプレッシャローラ２２から成り、前記各ガイドローラ２１はシャフト２３に対して、カウンタプレシャローラ２２はシャフト２４に対してそれぞれ回転自在に支持され、チューブ状の包材１１（図３）を搬送することができるようになっている。そのために、前記各ガイドローラ２１及びカウンタプレッシャローラ２２は、断面が弧状の表面２８、２９を有し、該表面２８、２９を隣接させて配設することによって、中央に円形の空間３０が形成される。
【００１７】
また、前記シャフト２４は、ブラケット２５によって支持され、該ブラケット２５と図示しない圧縮空気シリンダとが連結される。そして、該圧縮空気シリンダを作動させることによって、カウンタプレッシャローラ２２を包材１１側（図における右方）に向けて付勢することができる。
一方、該包材１１の内側には、図示しないプレッシャローラが回転自在に配設され、該プレッシャローラは前記カウンタプレッシャローラ２２と共に前記包材１１の縦方向のシール部分を挟み、シールする。
【００１８】
ところで、前記チューブ状の包材１１内に液体食品を無菌状態で充填するために、前記第１〜第５のガイド３４〜３８及び充填ノズル４０が無菌室５１内に配設され、該無菌室５１内において縦方向のシール、液体食品の充填及び横方向のシールが行われるようになっている。そして、前記無菌室５１外から図示しない菌が進入するのを防止するために、前記無菌室５１内を外気圧より高い圧力に保つようにしている。また、前記加熱装置３９は無菌室５１外に配設され、加熱装置３９によって前記シール面が加熱される。
【００１９】
次に、前記加熱装置３９について説明する。
図１は本発明の実施の形態における加熱装置の配設状態図、図５は本発明の実施の形態における加熱装置の断面図である。
図において、５１は断面が矩（く）形の無菌室であり、該無菌室５１内において包材１１が搬送される。該包材１１は、第４のガイド３７（図３）によって断面が楕円状にされ、第５のガイド３８によってチューブ状にされるが、図１はチューブ状にされる前の状態を示す。
【００２０】
そして、前記無菌室５１の一つの壁面には、包材１１の搬送方向に沿って延び、石英ガラスから成る透明な窓５２が形成され、前記無菌室５１外の所定の箇所に、前記包材１１と対向させて加熱装置３９が配設される。また、前記包材１１の側縁ｅ１、ｅ２間に反射鏡５３が配設される。
前記加熱装置３９は、ライン状に配設された赤外線ヒータ５５、及び該赤外線ヒータ５５に沿って配設され、回転高次曲面形状を有するミラー５６から成る。また、前記加熱装置３９は図示しない支持機構によって支持され、矢印Ａ方向に揺動させることができる。
【００２１】
そして、前記加熱装置３９を作動させると、赤外線ヒータ５５が点灯して赤外線が発生させられ、該赤外線は、窓５２を透過し、反射鏡５３の反射面Ｓ１において反射され、前記包材１１の側縁ｅ１に設定されたシール面に集光される。このように、加熱装置３９によって前記シール面を照射し、加熱すると、照射エネルギーによって包材１１の最内層が溶融させられる。したがって、前記シール面と側縁ｅ２に設定されたシール面とを当接することによって、縦方向にシールすることができる。なお、前記反射鏡５３の設置角度を調整することによって、赤外線の照射位置、照射エネルギーの量等を変更することができる。
【００２２】
この場合、赤外線ヒータ５５から発せられた赤外線は前記側縁ｅ１のシール面を輻（ふく）射熱によって加熱する。したがって、加熱装置３９を作動させたときに、包材１１の周囲の温度は高くならない。
その結果、充填機を一時的に停止させた場合等に、無菌室５１内において、温度が高くなるのを防止することができるので、包材１１が軟化したり、滅菌用に使用される過酸化水素水が蒸発して濃度が高くなったりすることがない。なお、前記充填機を一時的に停止させた場合等は、加熱装置３９を回動させて赤外線を無菌室５１側に向けないようにする。
【００２３】
また、無菌室５１内において熱風が発生させられないようになっているので、充填機を一時的に停止させた後、再び運転するときに、前記側縁ｅ１のシール面が加熱される温度にばらつきが生じることがない。しかも、前記無菌室５１内の圧力が変動することもないので、過酸化水素を含む滅菌空気が外気中に流れ出たり、無菌室内に外気が流入したりすることがない。
【００２４】
そして、加熱装置３９は、無菌室５１外に配設されるので、過酸化水素を含む滅菌空気に触れることがない。したがって、加熱装置３９の耐久性を向上させることができる。
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。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、充填機においては、滅菌空気が充填された無菌室と、該無菌室内に配設され、無菌室内を搬送される包材を変形させるガイドと、前記無菌室外に配設され、チューブ状に変形させられた前記包材の側縁に設定されたシール面を赤外線によって照射して加熱する加熱装置と、前記無菌室内に配設され、前記シール面に沿って包材を縦方向にシールするシール手段と、前記無菌室内に配設され、縦方向にシールされた包材内に液体食品を充填する充填ノズルとを有する。
そして、前記加熱装置は、充填機を一時的に停止させたときに、前記赤外線を無菌室に向けないように回動させられる。
【００２６】
この場合、無菌室内を搬送される包材のシール面が、加熱装置によって照射され、輻射熱によって加熱されるので、包材の周囲の温度は高くならない。
したがって、前記充填機を一時的に停止させた場合等に、無菌室内において、温度が高くなるのを防止することができるので、包材が軟化したり、滅菌用に使用される過酸化水素水が蒸発して濃度が高くなったりすることがない。
【００２７】
また、無菌室内において熱風が発生させられないようになっているので、充填機を一時的に停止させた後、再び運転するときに、前記包材のシール面が加熱される温度にばらつきが生じることがない。しかも、前記無菌室内の圧力が変動することもないので、過酸化水素を含む滅菌空気が外気中に流れ出たり、無菌室内に外気が流入したりすることがない。
【００２８】
そして、加熱装置は、無菌室外に配設されるので、過酸化水素を含む滅菌空気に触れることがない。したがって、加熱装置の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における加熱装置の配設状態図である。
【図２】従来の充填機の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態における充填機の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態における第５のガイドの断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における加熱装置の断面図である。
【符号の説明】
１１包材
３５〜３８第２〜第５のガイド
３９加熱装置
４０充填ノズル
５１無菌室

Claims

（ａ）滅菌空気が充填された無菌室と、
（ｂ）該無菌室内に配設され、無菌室内を搬送される包材を変形させるガイドと、
（ｃ）前記無菌室外に配設され、チューブ状に変形させられた前記包材の側縁に設定されたシール面を赤外線によって照射して加熱する加熱装置と、
（ｄ）前記無菌室内に配設され、前記シール面に沿って包材を縦方向にシールするシール手段と、
（ｅ）前記無菌室内に配設され、縦方向にシールされた包材内に液体食品を充填する充填ノズルとを有するとともに、
（ｆ）前記加熱装置は、充填機を一時的に停止させたときに、前記赤外線を無菌室に向けないように回動させられることを特徴とする充填機。