JP4420185B2 - 容器ヘッドスペースの処理方法および装置 - Google Patents
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Description
この発明は容器ヘッドスペースの処理方法および装置に関し、内容物の酸化や変敗を防ぐための残存酸素量を低減する不活性ガスとの置換を行うと同時に、容器の内圧（真空度）を検査する打検に必要な真空度を確保できるようにしたものである。
従来から缶詰などの製造に際して、内容物の酸化や変敗を防ぐため残存酸素量を低減する必要があり、ヘッドスペースの空気を窒素ガスなどの不活性ガスや炭酸ガスと置換して密封することが行われている。
このような容器のヘッドスペースの空気を不活性ガスと置換する方法や装置については、従来から多くの提案がなされており、例えば特許文献１では、高速シーマであっても置換効率を向上できるようにするため、缶開口部近傍を不活性ガス雰囲気にすることによって高速搬送によって持ちこまれる空気の影響を取り除いて不活性ガスに置換できるようにしている。
また、特許文献２では、缶の上方から連続的に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、液化不活性ガスを供給する液化不活性ガス供給部と、缶巻き締め直前に缶に不活性ガスを供給するシーマーガス供給部とを備えることでヘッドスペースが大きい缶であっても不活性ガスに置換できるようにしている。
さらに、特許文献３では、予備置換工程として不活性ガスの吹き付けと同時に容器内部の空気を吸引することを組み合わせるようにしている。
また、特許文献４では、泡立ちの多い充填物に対しては、消泡手段としてホットエアーやスチームを吹き付けて消泡したのち、置換ガスを吹き付けて置換ガスに置き換えるようにしている。
さらに、瓶詰め飲料などの場合には、特許文献５に開示されているように、キャップ内部の空気の不活性ガスへの置換の必要があり、キャップの内空部に不活性ガスを吹き付けるようにしている。
一方、コーヒーやお茶などの飲料用の缶詰では、内容物充填後に容器に腐敗・発酵や漏れなどがなく正常であるか否かを検査することが行われており、その方法のひとつに飲料缶等の容器を打検し、その飲料缶等の容器の反響音(振動)に基づいて容器内圧力を検知することが行われている(特許文献６，７参照)。
このような打検を行う場合には、所定の真空度を確保する必要があり、通常２５ｃｍＨｇ以上の真空度を確保する必要がある。
このため内容物の充填温度を高くして充填して巻き締め、その後冷却されることで真空度を確保するようにしていた。
特開２００２−４６７０９号公報
特開２００１−５８６０９号公報
特開平１１−１５７５０７号公報
特開平９−２４０７８７号公報
特開平４−３１１４２３号公報
特開平１１−３０４６３１号公報
特開平９−１８９６３１号公報
ところが、充填温度を低くして充填することが考えられており、この場合には、ヘッドスペース内の空気を不活性ガスと置換することで残存酸素量を所定の値にできるものの、真空度を確保することができず、打検によって検査することができないという問題がある。
この発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、内容物の酸化や変敗を防ぐための残存酸素量を低減する不活性ガスとの置換を行うと同時に、容器の内圧（真空度）を検査する打検に必要な真空度を確保することができる容器ヘッドスペースの処理方法および装置を提供しようとするものである。
上記従来技術の有する課題を解決するためこの発明の請求項１記載の容器ヘッドスペースの処理方法は、容器の密封前に容器ヘッドスペースの残存酸素量を低減しかつ真空度を確保する処理を行うに際し、内容物が充填されて搬送される経路上の容器上方部をカバーで覆って不活性ガス雰囲気にするとともに、容器内に不活性ガスを吹き込んだ後、容器内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込むとともに、前記容器に被せられるキャップの内側に不活性ガスまたは不活性ガスとスチームとを混合して吹き付けるようにしてキャップを被せるようにし、この後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気するようにしたことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理方法によれば、容器の密封前に容器ヘッドスペースの残存酸素量を低減しかつ真空度を確保する処理を行うに際し、内容物が充填されて搬送される経路上の容器上方部をカバーで覆って不活性ガス雰囲気にするとともに、容器内に不活性ガスを吹き込んだ後、容器内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込むとともに、前記容器に被せられるキャップの内側に不活性ガスまたは不活性ガスとスチームとを混合して吹き付けるようにしてキャップを被せるようにし、この後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気するようにしており、搬送中の容器の上方部をカバーで覆って内部を不活性ガス雰囲気にするとともに、容器内にも不活性ガスを吹きこむことで不活性ガスに置換するようにし、その後スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込んでキャップを被せることで、スチームのドレン発生を抑制するとともに、温度低下を防止して所定の真空度を確保できるようにしている。
また、容器に被せられるキャップの内側に不活性ガスまたは不活性ガスとスチームとを混合して吹き付けるようにしており、キャップ内の空気も不活性ガスに置換でき、一層残存酸素量を低減できるようになる。
さらに、キャップを被せるようにした後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気するようにしており、容器周囲のスチームなどが凝縮して付着することを防止できるようになる。
また、容器に被せられるキャップの内側に不活性ガスまたは不活性ガスとスチームとを混合して吹き付けるようにしており、キャップ内の空気も不活性ガスに置換でき、一層残存酸素量を低減できるようになる。
さらに、キャップを被せるようにした後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気するようにしており、容器周囲のスチームなどが凝縮して付着することを防止できるようになる。
これにより、低い充填温度で充填してもヘッドスペースの残存酸素量を低減し、打検に必要な真空度を確保でき、しかも既存設備の大幅な改造をすることなく対応できるようになる。
また、この発明の請求項２記載の容器ヘッドスペースの処理方法は、請求項１記載の構成に加え、前記カバーを下方が開口したトンネル状とするとともに、内部に吹出しノズルで不活性ガスを吹き出すとともに、スリットノズルで容器内に吹き込むようにしたことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理方法によれば、前記カバーを下方が開口したトンネル状とするとともに、内部に吹出しノズルで不活性ガスを吹き出すとともに、スリットノズルで容器内に吹き込むようにしており、トンネル状のカバーによって容器の上方部を覆うことができ、吹出しノズルでカバー内を不活性ガス雰囲気にでき、スリットノズルで確実に容器内に不活性ガスを吹き込むことができるようになる。
さらに、この発明の請求項３記載の容器ヘッドスペースの処理方法は、請求項１または２記載の構成に加え、前記カバー内を搬送直角方向に複数に分割しそれぞれに供給する不活性ガスの供給量を変更できるようにしたことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理方法によれば、前記カバー内を搬送直角方向に複数に分割しそれぞれに供給する不活性ガスの供給量を変更できるようにしており、容器の周囲と中央部とで流量を変えることで一層確実に不活性ガスに置換できるようになる。
また、この発明の請求項４記載の容器ヘッドスペースの処理方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して容器口部の上方より吹き込むようにしたことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理方法によれば、前記スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して容器口部の上方より吹き込むようにしており、容器内に確実にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込んで密封することで、その凝縮および冷却により真空度を確保できるようになる。
さらに、この発明の請求項５記載の容器ヘッドスペースの処理方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、前記容器を、密封後打検が行われるボトル状缶として処理するようにしたことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理方法によれば、前記容器を、密封後打検が行われるボトル状缶として処理するようにしており、ボトル状缶であってもヘッドスペースの不活性ガスへの置換ができ、スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込むことにより打検に必要な真空度を確保することもできるようになる。
また、この発明の請求項６記載の容器ヘッドスペースの処理装置は、容器密封前に容器ヘッドスペースの残存酸素量を低減しかつ真空度を確保する処理を行う装置であって、内容物が充填されて搬送される経路上の容器上方部を覆うカバー部に設けられ容器口部周囲を不活性ガス雰囲気にするとともに、搬送される容器内に不活性ガスを吹き込む不活性ガス置換手段と、不活性ガスで置換された容器内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む吹き込み手段と、この吹き込み手段の下流側に設けられキャップシュート内を不活性ガス雰囲気とするとともに、キャップ内の空気を不活性ガスで置換する吹き出し手段と、この吹き出し手段の下流側に設けられ当該容器に被せたキャップを押さえるキャップ押え手段と、キャップが被せられた容器周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気する吸引手段とを備えてなることを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理装置によれば、容器密封前に容器ヘッドスペースの残存酸素量を低減しかつ真空度を確保する処理を行う装置であって、内容物が充填されて搬送される経路上の容器上方部を覆うカバー部に設けられ容器口部周囲を不活性ガス雰囲気にするとともに、搬送される容器内に不活性ガスを吹き込む不活性ガス置換手段と、不活性ガスで置換された容器内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む吹き込み手段と、この吹き込み手段の下流側に設けられキャップシュート内を不活性ガス雰囲気とするとともに、キャップ内の空気を不活性ガスで置換する吹き出し手段と、この吹き出し手段の下流側に設けられ当該容器に被せたキャップを押さえるキャップ押え手段と、キャップが被せられた容器周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気する吸引手段とを備えて構成してあり、搬送中の容器の上方部をカバー部で覆って内部を不活性ガス置換手段で不活性ガス雰囲気にするとともに、容器内にも不活性ガスを吹きこむことで不活性ガスに置換するようにし、その後吹き込み手段でスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込んでキャップを被せることで、スチームのドレン発生を抑制するとともに、温度低下を防止して所定の真空度を確保できるようになる。
また、容器内への吹き込み手段の下流側に、当該容器に被せたキャップを押さえるキャップ押え手段を設けるようにしており、不活性ガスで置換された後、吹き込んだスチ―ムまたはスチームと不活性ガスとの混合ガスの凝縮および冷却により真空度を確保するまでの間に空気を吸い込んで真空度が低下することを防止するようにしている。
さらに、キャップ押え手段でキャップを被せるようにした後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引手段で吸引して排気するようにしており、容器周囲のスチームなどが凝縮して付着することを防止できるようにしている。
また、容器内への吹き込み手段の下流側に、当該容器に被せたキャップを押さえるキャップ押え手段を設けるようにしており、不活性ガスで置換された後、吹き込んだスチ―ムまたはスチームと不活性ガスとの混合ガスの凝縮および冷却により真空度を確保するまでの間に空気を吸い込んで真空度が低下することを防止するようにしている。
さらに、キャップ押え手段でキャップを被せるようにした後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引手段で吸引して排気するようにしており、容器周囲のスチームなどが凝縮して付着することを防止できるようにしている。
これにより、低い充填温度で充填してもヘッドスペースの残存酸素量を低減し、打検に必要な真空度を確保でき、しかも既存設備の大幅な改造をすることなく対応できるようになる。
さらに、この発明の請求項７記載の容器ヘッドスペースの処理装置は、請求項６記載の構成に加え、前記カバー部を下方が開口したトンネル状とするとともに、内部に不活性ガス置換手段を構成するトンネル内部用の吹出しノズルと容器内部用のスリットノズルを設けたことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理装置によれば、前記カバー部を下方が開口したトンネル状とするとともに、内部に不活性ガス置換手段を構成するトンネル内部用の吹出しノズルと容器内部用のスリットノズルを設けるようにしており、トンネル状のカバー部によって容器の上方部を覆うことができ、吹出しノズルでカバー内を不活性ガス雰囲気にでき、スリットノズルで確実に容器内に不活性ガスを吹き込むことができるようになる。
また、この発明の請求項８記載の容器ヘッドスペースの処理装置は、請求項７記載の構成に加え、前記カバー部内を搬送直角方向に複数に分割し、前記吹出しノズルを少なくとも一側部に、前記スリットノズルを中央部に配置したことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理装置によれば、前記カバー部内を搬送直角方向に複数に分割し、前記吹出しノズルを少なくとも一側部に、前記スリットノズルを中央部に配置してあり、容器の周囲と中央部とで流量を変えることで一層確実に不活性ガスに置換できるようになる。
さらに、この発明の請求項９記載の容器ヘッドスペースの処理装置は、請求項６〜８のいずれかに記載の構成に加え、前記吹き込み手段を、容器口部の上方よりスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む吹込みノズルを設けて構成したことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理装置によれば、前記吹き込み手段を、容器口部の上方よりスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む吹込みノズルを設けて構成してあり、容器内に確実にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込んで密封することで、その凝縮および冷却により真空度を確保できるようになる。
さらに、この発明の請求項１０記載の容器ヘッドスペースの処理装置は、請求項６〜９のいずれかに記載の構成に加え、前記容器を、密封後打検が行われるボトル状缶としたことを特徴とするものである。
この容器ヘッドスペースの処理装置によれば、前記容器を、密封後打検が行われるボトル状缶としており、ボトル状缶であってもヘッドスペースの不活性ガスへの置換ができ、スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込むことにより打検に必要な真空度を確保することもできるようになる。
この発明の請求項１記載の容器ヘッドスペースの処理方法によれば、容器の密封前に容器ヘッドスペースの残存酸素量を低減しかつ真空度を確保する処理を行うに際し、内容物が充填されて搬送される経路上の容器上方部をカバーで覆って不活性ガス雰囲気にするとともに、容器内に不活性ガスを吹き込んだ後、容器内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込むとともに、前記容器に被せられるキャップの内側に不活性ガスまたは不活性ガスとスチームとを混合して吹き付けるようにしてキャップを被せるようにし、この後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気するようにしたので、搬送中の容器の上方部をカバーで覆って内部を不活性ガス雰囲気にするとともに、容器内にも不活性ガスを吹きこむことで不活性ガスに置換することができ、その後スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込んでキャップを被せることで、スチームのドレン発生を抑制するとともに、温度低下を防止して所定の真空度を確保することができる。
また、容器に被せられるキャップの内側に不活性ガスを吹き付けるようにしたので、キャップ内の空気も不活性ガスに置換でき、一層残存酸素量を低減することができる。
さらに、キャップを被せるようにした後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気するようにしたので、容器周囲のスチームなどが凝縮して付着することを防止することができる。
また、容器に被せられるキャップの内側に不活性ガスを吹き付けるようにしたので、キャップ内の空気も不活性ガスに置換でき、一層残存酸素量を低減することができる。
さらに、キャップを被せるようにした後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気するようにしたので、容器周囲のスチームなどが凝縮して付着することを防止することができる。
これにより、低い充填温度で充填してもヘッドスペースの残存酸素量を低減することができるとともに、打検に必要な真空度を確保することができ、しかも既存設備の大幅な改造をすることなく対応することができる。
また、この発明の請求項２記載の容器ヘッドスペースの処理方法によれば、前記カバーを下方が開口したトンネル状とするとともに、内部にノズルで不活性ガスを吹き出すとともに、スリットノズルで容器内に吹き込むようにしたので、トンネル状のカバーによって容器の上方部を覆うことができ、ノズルでカバー内を不活性ガス雰囲気にでき、スリットノズルで確実に容器内に不活性ガスを吹き込んで不活性ガスに置換することができる。
さらに、この発明の請求項３記載の容器ヘッドスペースの処理方法によれば、前記カバー内を搬送直角方向に複数に分割しそれぞれに供給する不活性ガスの供給量を変更できるようにしたので、容器の周囲と中央部等とで流量を変えることで一層確実に不活性ガスに置換することができる。
また、この発明の請求項４記載の容器ヘッドスペースの処理方法によれば、前記スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して容器口部の上方より吹き込むようにしたので、容器内に確実にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込んで密封することができ、その凝縮および冷却により真空度を確保することができる。
さらに、この発明の請求項５記載の容器ヘッドスペースの処理方法によれば、前記容器を、密封後打検が行われるボトル状缶として処理するようにしたので、ボトル状缶であってもヘッドスペースの不活性ガスへの置換ができ、スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合した吹き込みにより打検に必要な真空度を確保することもできる。
また、この発明の請求項６記載の容器ヘッドスペースの処理装置によれば、容器密封前に容器ヘッドスペースの残存酸素量を低減しかつ真空度を確保する処理を行う装置であって、内容物が充填されて搬送される経路上の容器上方部を覆うカバー部に設けられ容器口部周囲を不活性ガス雰囲気にするとともに、搬送される容器内に不活性ガスを吹き込む不活性ガス置換手段と、不活性ガスで置換された容器内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む吹き込み手段と、この吹き込み手段の下流側に設けられキャップシュート内を不活性ガス雰囲気とするとともに、キャップ内の空気を不活性ガスで置換する吹き出し手段と、この吹き出し手段の下流側に設けられ当該容器に被せたキャップを押さえるキャップ押え手段と、キャップが被せられた容器周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気する吸引手段とを備えて構成したので、搬送中の容器の上方部をカバー部で覆って内部を不活性ガス置換手段で不活性ガス雰囲気にするとともに、容器内にも不活性ガスを吹きこむことで不活性ガスに置換することができ、その後吹込み手段でスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込んでキャップを被せることで、スチームのドレン発生を抑制することができるとともに、温度低下を防止して所定の真空度を確保することができる。
また、この吹き込み手段の下流側に設けられキャップシュート内を不活性ガス雰囲気とするとともに、キャップ内の空気を不活性ガスで置換する吹き出し手段と、この吹き出し手段の下流側に設けられ当該容器に被せたキャップを押さえるキャップ押え手段とを備えているので、不活性ガスで置換された後、吹き込んだスチ―ムまたはスチームと不活性ガスとの混合ガスの凝縮および冷却により真空度を確保するまでの間にキャップから空気を吸い込んで真空度が低下することを防止することができる。
さらに、キャップ押え手段でキャップを被せるようにした後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引手段で吸引して排気するようにしたので、容器周囲のスチームなどが凝縮して付着することを防止することができる。
また、この吹き込み手段の下流側に設けられキャップシュート内を不活性ガス雰囲気とするとともに、キャップ内の空気を不活性ガスで置換する吹き出し手段と、この吹き出し手段の下流側に設けられ当該容器に被せたキャップを押さえるキャップ押え手段とを備えているので、不活性ガスで置換された後、吹き込んだスチ―ムまたはスチームと不活性ガスとの混合ガスの凝縮および冷却により真空度を確保するまでの間にキャップから空気を吸い込んで真空度が低下することを防止することができる。
さらに、キャップ押え手段でキャップを被せるようにした後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引手段で吸引して排気するようにしたので、容器周囲のスチームなどが凝縮して付着することを防止することができる。
これにより、低い充填温度で充填してもヘッドスペースの残存酸素量を低減することができるとともに、打検に必要な真空度を確保することができ、しかも既存設備の大幅な改造をすることなく対応することができる。
さらに、この発明の請求項７記載の容器ヘッドスペースの処理装置によれば、前記カバー部を下方が開口したトンネル状とするとともに、内部に不活性ガス置換手段を構成するノズルとスリットノズルを設けるようにしたので、トンネル状のカバー部によって容器の上方部を覆うことができ、ノズルでカバー内を不活性ガス雰囲気にでき、スリットノズルで確実に容器内に不活性ガスを吹き込むことができる。
また、この発明の請求項８記載の容器ヘッドスペースの処理装置によれば、前記カバー部内を搬送直角方向に複数に分割し、前記ノズルを両側部等に、前記スリットノズルを中央部等に配置したので、容器の周囲と中央部等とで流量を変えることで一層確実に不活性ガスに置換することができる。
さらに、この発明の請求項９記載の容器ヘッドスペースの処理装置によれば、前記吹き込み手段を、容器口部の上方よりスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む吹込みノズルを設けて構成したので、容器内に確実にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込んで密封することができ、その凝縮および冷却により打検に必要な真空度を確保することができる。
さらに、この発明の請求項１０記載の容器ヘッドスペースの処理装置置によれば、前記容器を、密封後打検が行われるボトル状缶としたので、ボトル状缶であってもヘッドスペースの不活性ガスへの置換ができ、スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合した吹き込みにより打検に必要な真空度を確保することもできる。
以下、この発明の一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１〜図４はこの発明の容器ヘッドスペースの処理法および装置をボトル状缶の設備に適用した一実施の形態にかかり、図１は一部分を拡大して示す概略構成図、図２は設備全体とともに示す概略平面配置図、図３は図１中のａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ矢視図、図４はキャップ装着装置部分の概略構成図である。
図１〜図４はこの発明の容器ヘッドスペースの処理法および装置をボトル状缶の設備に適用した一実施の形態にかかり、図１は一部分を拡大して示す概略構成図、図２は設備全体とともに示す概略平面配置図、図３は図１中のａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ矢視図、図４はキャップ装着装置部分の概略構成図である。
この容器ヘッドスペースの処理装置１０は、図２に示すように、空の容器Ｂを投入する投入ターレットＡから投入される容器Ｂに内容物を充填するフィラーＦの直後に設置され、容器Ｂのヘッドスペースの残留酸素を低減した状態でキャップＣを被せるとともに、次工程のキャッパ−ＤによりキャップＣを密封した後、図示しない工程での打検を可能とする真空度を確保するための処理を行うものである。
この容器ヘッドスペースの処理装置１０は、図２に示すように、フィラーＦで内容物が充填された容器Ｂを搬送する搬送ターレット１１を備えており、この搬送ターレット１１で搬送される間に、必要に応じて泡取り装置Ｅによる泡取りなどの前処理が行われた後、容器Ｂのヘッドスペースの上記２つの残留酸素の低減および真空度確保の処理が行われるようになっている。
この容器ヘッドスペースの処理装置１０は、搬送ターレット１１の上流部に不活性ガスに置換する不活性ガス置換手段としての置換装置２０が配置され、その下流部に不活性ガスで置換された容器Ｂ内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む吹き込み手段としての吹込み装置３０が設けられ、この直後にキャップＣを被せるキャップキャッチャー４０が設けられ、さらにキャップＣを被せた容器Ｂの周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引する吸引装置５０が設けられて構成される。
この容器ヘッドスペースの処理装置１０では、図１に示すように、容器Ｂの上方部、すなわち容器Ｂの口部上方および口部から肩部の両側を囲んで、下方が開口したトンネル状のカバーが上流側の置換装置２０から下流側の吸引装置５０までに連続して設置してあり、置換装置カバー部２１、吹込み装置カバー部３１、吸引装置カバー部５１で構成されている。
置換装置２０のカバー部２１は、図３(ａ)に示すように、容器Ｂの上方に配置される置換ガス、例えば不活性ガスが供給される断面矩形の管状の置換ガス供給路２２の底部分がカバー部天板２１ａと兼用され、この置換ガス供給路２２から容器Ｂの側方に接近してカバー部側板２１ｂが下方に突き出して設けられて下方が開口したトンネル状になっている。
そして、置換ガス供給路２２の底部分の中央部に容器Ｂの口部と対向して容器Ｂ内に置換ガスを噴出す吹出しノズル２３が設けられ、ここでは、容器Ｂの口部と対向するように搬送方向に沿って下方に開口するスリット状のスリットノズルで構成してある。
この置換ガス供給路２２には、図示しない流量調整弁を介して置換ガス供給源から不活性ガスあるいは炭酸ガスが供給されるようになっており、例えば窒素ガスが供給され、吹出しノズル２３を構成するスリットノズルから容器Ｂ内に向けて吹き出すことで、容器Ｂ内および容器Ｂの周囲にも一部が吹き出すようになっている。
このように構成した置換装置２０では、置換ガス供給路２２の吹出しノズル２３を構成するスリットノズルから吹き出す不活性ガスなどが容器Ｂの口部と対向して吹き出すので、直接容器Ｂ内に吹き込まれ、容器Ｂ内部の空気と置換されるとともに、容器Ｂの周囲上方部も容器Ｂが下方に位置しない部分から吹き出す不活性ガスなどによって不活性ガス雰囲気とされ、容器Ｂの搬送に伴って持ちこまれる空気を不活性ガスと置換することで、容器Ｂのヘッドスペースの残存酸素量を確実に低減できるようになる。
次ぎに、スチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹込む吹込み装置３０がこの置換装置２０の直後に設けられており、容器Ｂ内に高温のスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して高温で吹き込むことで、その温度差と凝縮により密封後の真空度を確保するものである。
この吹込み装置３０では、図３(ｂ)に示すように、吹込み装置カバー部３１がカバー部天板３１ａと、このカバー部天板３１ａの両端部から容器Ｂの側部と間隔をあけて下方に突き出す２つのカバー部側板３１ｂとで下方が開口したトンネル状になっている。
そして、この吹込み装置３０では、吹込み装置カバー部３１内の一方のカバー部側板３１ｂに、容器Ｂの周囲を不活性ガス等の雰囲気とするための吹出しノズル３２が設けてあり、図示しない流量調整弁を介して雰囲気ガス供給源から不活性ガスあるいは炭酸ガスが供給されるようになっており、例えば窒素ガスが供給され、吹出しノズル３２から吹込み装置カバー部３１内に向けて吹き出すことで、容器Ｂの周囲を不活性ガスなどの雰囲気にするようになっている。
また、この吹込み装置３０では、吹込み装置カバー部３１内のカバー部天板３１ａの下方に、断面矩形の管状のスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して供給するスチーム等供給路３３が設けてある。
そして、このスチーム等供給路３３の底部分の中央に、容器Ｂの口部と対向してスリット状の吹込みノズル３４が設けてあり、スチーム等供給路３３に供給されるスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹込みノズル３４から容器Ｂ内に上方から吹き込むようになっている。
このような吹込み装置３０によれば、高温のスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹込みノズル３４から吹き込むことで、容器Ｂのヘッドスペースの温度を高めることができるとともに、その後スチームが冷却されることで凝縮が起こり、急激な体積減少により、密閉状態の容器Ｂのヘッドスペースの真空度を確保することができる。
また、スチームと不活性ガスとを混合して吹き込む場合でも高温で吹き込むようにすることで、低温の不活性ガスと高温のスチームの混合により、スチームの温度が低下し、真空度確保の効果が小さくなることも無く、しかもスチームのドレンが大量に発生することも無く、スチームを有効に真空度上昇のために機能させることができる。
さらに、このようなスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む場合に、吹込み装置３０の吹込み装置カバー部３１内が吹出しノズル３２から吹出す不活性ガス等、例えば窒素ガス雰囲気とされ、周囲の空気などを巻き込むこともなく、容器Ｂの残存酸素を低減し、真空度を高めることができる。
なお、ここでは、吹込み装置３０の吹込み装置カバー部３１を単一室で構成した場合で説明したが、吹込み装置カバー部３１を搬送直角方向に複数に分割して複数室とし、それぞれの分割室に供給される不活性ガスなどを、図示しない流量調整弁を介して調整することで、各分割室それぞれの不活性ガス等の濃度を変えるようにしても良い。
次ぎに、この容器ヘッドスペースの処理装置１０では、図１および図４に示すように、吹込み装置３０の直後にキャップキャッチャー４０が設けられる。
このキャップキャッチャー４０は、搬送される容器Ｂの上方に配置され、吹込み装置カバー部３１を延長したカバー部先端部を貫通して搬送方向上流側から下流側に傾斜したキャップシュート４１を備え、搬送されてくる容器Ｂよりわずか下方に突き出すようにキャップＣを位置させることで、容器Ｂ自体に引っ掛かるようにして自動的にキャップＣを被せるようにしてある。
そして、キャップシュート４１には、外側を囲むようにシュートブローノズル４２が設けられてキャッププシュート４１の内部を不活性ガス雰囲気にするようになっており、さらに、キャップシュート４１の底部壁に不活性ガスのガス吹出し孔４３が形成され、吹込み装置カバー部３１内に吹出しノズル３２から吹出される不活性ガスなどの一部を吹き出すことができるようになっている。
したがって、不活性ガス等の雰囲気とされたキャップシュート４１内を落下するキャップＣの内側に吹込み装置カバー部３１内に供給される不活性ガスの一部がガス吹出し孔４３から吹き付けられ、キャップＣ内の空気を不活性ガスで置換して容器Ｂに被せることができる。
こうしてキャップＣが被せられた容器Ｂは、図４に示すように、キャップ押え手段を構成するキャップ押え装置６０に送られてわずかに押えるようにする。
このキャップ押え装置６０は、図４に概略構造を示すように、吸引装置カバー部５１（後述する）などの固定部に設置される固定台６１に上下にスライド可能なキャップ押え板６２が取り付けられ、固定台６１とキャップ押え板６２との間に押えばね６３が取り付けられている。
このキャップ押え装置６０では、キャップＣを被せた後、容器ヘッドスペースに吹き込まれたスチームまたは不活性ガスと混合されたスチームの凝縮により、必要な真空度が確保されるまでの僅かな時間に、空気の吸込みによる真空度の低下を防止できれば良い。必要な真空度が確保された後は、キャップ押さえ装置６０を通過した後も大気圧によりキャップＣの密着は持続し、必要な真空度は維持される。
なお、ここで必要な真空度とは、少なくともキャップＣが大気圧によって押さえられ、空気の吸い込みが生じない真空度であれば良く、必ずしも打検に必要な真空度でなくても良い。
したがって、このキャップ押え装置６０では、キャップＣの内側に装着されるキャップライナー材Ｌが容器Ｂの開口端縁のカール部Ｂ１に密着する程度の押え力を付与できれば良く、例えば４００〜７００ｇの荷重で押えるように押えばね６３が設定される。なお、この押え力は、キャップライナー材の種類、キャップ及び容器の材料や形状、ライン速度やライン環境などの製造条件、などの諸条件によって決定されることから、前記荷重の数値範囲に限定されることはなく、この数値範囲より小さくなる場合も、大きくなる場合もありうる。
一方、キャップＣに装着するキャップライナー材Ｌとしては、図５に示すように、容器Ｂのカール部Ｂ１の上面と接触する環状凹部Ｌ１を備えるとともに、この環状凹部Ｌ１の内周側から中心側に向かって斜め下方に突き出す環状リブＬ２が一体に形成されたものが用いられる。
このようなキャップライナー材Ｌによれば、図５(ｂ)に示すように、キャップＣに装着した状態で容器Ｂに被せるようにし、わずかな力で押えるようにすると、容器Ｂの開口端縁のカール部Ｂ１の上面に環状凹部Ｌ１の底部が密着するとともに、環状リブＬ２の外周面がカール部Ｂ１の内周面に密着し、密着面が増大することで完全なシール状態にすることができる。
このようなキャップ押え装置６０の周囲には、キャップＣを被せた容器Ｂの周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引する吸引装置５０が設けてある。
この吸引装置５０は、図３(ｃ)に示すように、吹出し装置カバー部３１と連続する下方が開口したトンネル状の吸引装置カバー部５１を備えており、この吸引装置カバー部５１の内側に網目状の開口が設けられた吸引パネル５２が設けてある。そして、吸引装置カバー部５１の上部に、図示しない吸引装置が連結され、吸引パネル５２を介してキャップＣが被せられた容器Ｂの周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して外部に排出できるようにしてある。
このような吸引装置５０を設けることで、容器Ｂの周囲にオーバーフローしたスチームまたはスチームと不活性ガスとの混合したものが凝縮して容器Ｂや周辺の機器に付着することを防止することができる。
こうしてキャップＣが被せられてキャップ押え装置６０を通過した容器Ｂは、その直後に配置されたキャッパ−Ｄへ搬送され、キャップＣを締め付けて密封される。
このように構成した容器ヘッドスペースの処理装置１０の動作とともに、処理方法について説明する。
内容物が充填されて搬送された容器Ｂが置換装置２０に搬送されると、置換装置カバー部２１内を搬送される容器Ｂ内に、置換ガス供給路２２のカバー部天板２１ａに形成したスリットノズルで構成された吹出しノズル２３から容器Ｂの開口部内に直接窒素ガスなどの不活性ガスが吹き付けられ、これによって容器Ｂのヘッドスペースが不活性ガスに置換されるとともに、置換装置カバー部２１内も容器Ｂが位置しない吹出しノズル２３部分から吹出す不活性ガスで不活性ガス雰囲気に保持される。
そして、不活性ガスでヘッドスペースが置換された容器Ｂが置換装置２０直後の吹き付け装置３０に搬送されると、図３(ｂ)に示すように、吹込み装置カバー部３１内のカバー部天板３１ａの下方の管状のスチーム等供給路３３の底部分中央の容器Ｂの口部と対向するスリット状の吹込みノズル３４から、スチーム等供給路３３に供給されるスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合したものが容器Ｂ内に上方から吹き込まれる。
このとき、吹込み装置カバー部３１内は、カバー部側板３１ｂに設けた吹出しノズル３２から窒素ガスなどの不活性ガスあるいは炭酸ガスなどが吹き出すようになっており、容器Ｂの周囲を不活性ガス等の雰囲気とすることで、周囲の空気などを巻き込むこともなく、容器Ｂの残存酸素を低減し、真空度を高めることができる。
このような吹込み装置３０によれば、高温のスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹込みノズル３４から吹き込むことで、容器Ｂのヘッドスペースの温度を高めることができるとともに、その後スチームが冷却されることで凝縮が起こり、急激な体積減少により、密閉状態の容器Ｂのヘッドスペースの真空度を確保することができる。
また、スチームと不活性ガスとを混合して吹き込む場合でも高温で吹き込むようにすることで、低温の不活性ガスと高温のスチームの混合により、スチームの温度が低下し、真空度確保の効果が小さくなることも無く、しかもスチームのドレンが大量に発生することも無く、スチームを有効に真空度上昇のために機能させることができる。
次いで、スチームまたはスチームと不活性ガスとが混合して吹き込まれた容器Ｂがキャップキャッチャー４０のところに搬送されると、シュートブローノズル４２から吹き出す不活性ガスで不活性ガス雰囲気とされたキャップシュート４１内を落下するキャップＣの内側にガス吹出し孔４３から不活性ガスが吹き付けられ、キャップＣ内の空気を不活性ガスで置換してキャップＣが容器Ｂに被せられる。
キャップＣが被せられた容器Ｂは、キャップ押え装置６０のキャップ押え板６２によってキャップＣが押えられ、空気の吸込みによる真空度の低下を防止するのに必要な真空度が確保された後、次のキャッパーＤで締め付けらてシーリングされる。
そして、このキャップＣの内側には、キャップライナー材Ｌが装着してあるので、例えば４００〜７００ｇのわずかな力で押えるだけで容器Ｂの開口端縁のカール部Ｂ１の上面に環状凹部Ｌ１の底部が密着するとともに、環状リブＬ２の外周面がカール部Ｂ１の内周面に密着し、密着面を増大して完全なシール状態にすることができる。
また、このキャップ押え装置６０の周囲には、キャップＣを被せた容器Ｂの周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引する吸引装置５０が設けてあり、容器Ｂの周囲にオーバーフローしたスチームまたはスチームと不活性ガスとの混合したものが凝縮して容器Ｂや周辺の機器に付着することを防止する。
こうしてキャップＣが被せられてキャップ押え装置６０を通過した容器Ｂは、その直後に配置されたキャッパ−Ｄへ搬送され、キャップＣを締め付けて密封される。
このようにして容器ヘッドスペースの処理を行うことで、内容物の充填温度が例えば６５℃と低い充填温度であっても、ヘッドスペース内の残存酸素量を、例えば１００ｍｌあたり０．３ｍｌ以下に低減することが出来るとともに、密封後の打検に必要な真空度、例えば２５ｃｍＨｇ以上を確保することができる。
なお、実験によれば、充填温度を６５℃とし、不活性ガスとして窒素ガスを用い、その使用量を４６０ＮＬ／ｍｉｎ、スチームの使用量を１０ｋｇ／Ｈとした場合に、真空度を２７ｃｍＨｇ、残存酸素量を０．５ｍｌ／ｃａｎとすることができ、目標値をクリアできることを確認している。
また、装置上も搬送ターレット１１に置換装置２０、スチームなどの吹き込み装置３０をそれぞれ設置すればたり、これまでの設備を大幅に改造することなく対応することができる。
Ｂ 容器(ボトル状缶)
Ｂ１ カール部
Ｃ キャップ
Ａ 投入ターレット
Ｆ フィラー
Ｄ キャッパー
Ｅ 泡取り装置
Ｌ キャップライナー材
Ｌ１ 環状凹部
Ｌ２ 環状リブ
１０ 容器ヘッドスペースの処理装置
１１ 搬送ターレット
２０ 置換装置(不活性ガス置換手段)
２１ 置換装置カバー部
２１ａ カバー部天板
２１ｂ カバー部側板
２２ 置換ガス供給路
２３ 吹出しノズル（スリットノズル）
３０ 吹込み装置(スチーム等の吹き込み手段)
３１ 吹込み装置カバー部
３１ａ カバー部天板
３１ｂ カバー部側板
３２ 吹出しノズル
３３ スチーム等供給路
３４ 吹込みノズル(スリットノズル)
４０ キャップキャッチャー
４１ キャップシュート
４２ シュートブローノズル
４３ ガス吹き出し孔
５０ 吸引装置
５１ 吸引装置カバー部
５２ 吸引パネル
６０ キャップ押え装置（キャップ押え手段）
６１ 固定台
６２ キャップ押え板
６３ 押えばね
Ｂ１ カール部
Ｃ キャップ
Ａ 投入ターレット
Ｆ フィラー
Ｄ キャッパー
Ｅ 泡取り装置
Ｌ キャップライナー材
Ｌ１ 環状凹部
Ｌ２ 環状リブ
１０ 容器ヘッドスペースの処理装置
１１ 搬送ターレット
２０ 置換装置(不活性ガス置換手段)
２１ 置換装置カバー部
２１ａ カバー部天板
２１ｂ カバー部側板
２２ 置換ガス供給路
２３ 吹出しノズル（スリットノズル）
３０ 吹込み装置(スチーム等の吹き込み手段)
３１ 吹込み装置カバー部
３１ａ カバー部天板
３１ｂ カバー部側板
３２ 吹出しノズル
３３ スチーム等供給路
３４ 吹込みノズル(スリットノズル)
４０ キャップキャッチャー
４１ キャップシュート
４２ シュートブローノズル
４３ ガス吹き出し孔
５０ 吸引装置
５１ 吸引装置カバー部
５２ 吸引パネル
６０ キャップ押え装置（キャップ押え手段）
６１ 固定台
６２ キャップ押え板
６３ 押えばね
Claims (10)
- 容器の密封前に容器ヘッドスペースの残存酸素量を低減しかつ真空度を確保する処理を行うに際し、内容物が充填されて搬送される経路上の容器上方部をカバーで覆って不活性ガス雰囲気にするとともに、容器内に不活性ガスを吹き込んだ後、容器内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込むとともに、前記容器に被せられるキャップの内側に不活性ガスまたは不活性ガスとスチームとを混合して吹き付けるようにしてキャップを被せるようにし、この後、周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気するようにしたことを特徴とする容器ヘッドスペースの処理方法。
- 前記カバーを下方が開口したトンネル状とするとともに、内部に吹出しノズルで不活性ガスを吹き出すとともに、スリットノズルで容器内に吹き込むようにしたことを特徴とする請求項１記載の容器ヘッドスペースの処理方法。
- 前記カバー内を搬送直角方向に複数に分割しそれぞれに供給する不活性ガスの供給量を変更できるようにしたことを特徴とする請求項1または２記載の容器ヘッドスペースの処理方法。
- 前記スチームまたはスチームと不活性ガスとを容器口部の上方より吹き込むようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の容器ヘッドスペースの処理方法。
- 前記容器を、密封後打検が行われるボトル状缶として処理するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の容器ヘッドスペースの処理方法。
- 容器密封前に容器ヘッドスペースの残存酸素量を低減しかつ真空度を確保する処理を行う装置であって、内容物が充填されて搬送される経路上の容器上方部を覆うカバー部に設けられ容器口部周囲を不活性ガス雰囲気にするとともに、搬送される容器内に不活性ガスを吹き込む不活性ガス置換手段と、不活性ガスで置換された容器内にスチームまたはスチームと不活性ガスとを混合して吹き込む吹き込み手段と、この吹き込み手段の下流側に設けられキャップシュート内を不活性ガス雰囲気とするとともに、キャップ内の空気を不活性ガスで置換する吹き出し手段と、この吹き出し手段の下流側に設けられ当該容器に被せたキャップを押さえるキャップ押え手段と、キャップが被せられた容器周囲のスチームまたはスチームと不活性ガスとを吸引して排気する吸引手段とを備えてなることを特徴とする容器ヘッドスペースの処理装置。
- 前記カバー部を下方が開口したトンネル状とするとともに、内部に不活性ガス置換手段を構成するトンネル内部用の吹出しノズルと容器内用のスリットノズルを設けたことを特徴とする請求項６記載の容器ヘッドスペースの処理装置。
- 前記カバー部内を搬送直角方向に複数に分割し、前記吹出しノズルを少なくとも一側部に、前記スリットノズルを中央部に配置したことを特徴とする請求項７記載の容器ヘッドスペースの処理装置。
- 前記吹き込み手段を、容器口部の上方よりスチームまたはスチームと不活性ガスとを吹き込む吹込みノズルを設けて構成したことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の容器ヘッドスペースの処理装置。
- 前記容器を、密封後打検が行われるボトル状缶としたことを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の容器ヘッドスペースの処理装置。
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| JP2003309974A JP4420185B2 (ja) | 2003-09-02 | 2003-09-02 | 容器ヘッドスペースの処理方法および装置 |
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2003
- 2003-09-02 JP JP2003309974A patent/JP4420185B2/ja not_active Expired - Lifetime
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