JP5996964B2 - パウチ容器の脱気装置および脱気方法 - Google Patents

Description

本発明は、飲食用、医療用その他の用途の流動体を収容するためのパウチ容器の脱気装置および脱気方法に関するものである。

この種のパウチ容器に流動体を収容する際には、パウチ容器のシール性を確保する観点から、流動体の液吹き（パウチ容器内の流動体が規定のレベルを超えてパウチ容器のシール部位に達する現象）を回避する必要がある。また、パウチ容器内に空気が残っていると、その空気中の酸素によって流動体の成分が劣化する恐れがあるため、パウチ容器内の残気を極力なくしたいという要望がある。

従来、こうした要望に応えるべく、パウチ容器の脱気方法として、真空脱気方式（パウチ容器内をエアパージ（真空引き）することにより、パウチ容器内の残気量を零に近付ける方式）やスチーム方式（水蒸気が凝縮して水になるときに体積が大幅に小さくなる物性を利用して、パウチ容器内の残気量を零に近付ける方式）が広く用いられてきた。

ところが、これらの真空脱気方式やスチーム方式を採用するには、パウチ容器内をエアパージしたり、パウチ容器内の水蒸気を凝縮させたりしなければならないため、大掛かりで高価な設備が必要となる。

また、真空脱気方式やスチーム方式に頼らないパウチ容器の脱気方法としては、パウチ容器の側部のパウチ容器内に収容した流動体の液面より上方の部分を、気体が通過可能で且つ該流動体が実質的に通過し得ないように押圧し、次いで、その下方部分を押圧してパウチ容器内の気体を排出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−２５５６３２号公報

しかしながら、特許文献１には、単に「パウチ容器の側部のパウチ容器内に収容した流動体の液面より上方の部分を、気体が通過可能で且つ該流動体が実質的に通過し得ないように押圧し、次いで、その下方部分を押圧してパウチ容器内の気体を排出し、パウチ容器内の気体量をほぼ零にする」と記載されているに過ぎず（〔請求項１〕の記載参照）、〔実施例〕の欄を見ても、その具体的な方法が詳述されていない。そのため、この脱気方法をどのようにして実施するのか判然としない。

本発明は、このような事情に鑑み、大掛かりで高価な設備がなくても、パウチ容器のシール性を確保するとともに、パウチ容器内の残気量を十分かつ安定的に零に近付けることが可能なパウチ容器の脱気装置および脱気方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、パウチ容器を開口部が上方に位置するように支持する容器支持手段と、上下方向に連通する通気溝が形成され、前記パウチ容器の側面であって当該パウチ容器に収容された流動体の液面より上側で、かつ前記容器支持手段によって支持された部分より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気する一対の脱気部材と、前記パウチ容器の側面であって前記流動体の液面より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気する一対の液面上昇部材と、前記パウチ容器を前記開口部の近傍のシール部位でシールする容器シール手段とを有し、前記容器支持手段で前記開口部が上方に位置するように支持された前記パウチ容器に前記流動体が収容された状態で、前記一対の脱気部材を用いて、このパウチ容器の側面であって前記流動体の液面より上側で、かつ前記容器支持手段によって支持された部分より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気し、さらに、前記一対の液面上昇部材を用いて、このパウチ容器の側面であって前記流動体の液面より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟むことにより、前記脱気部材の前記通気溝を通じて、当該パウチ容器内の残気を上方へ導くとともに、前記流動体を当該パウチ容器の前記シール部位と前記脱気部材の上面との間の高さまで上昇させて脱気するように構成されているパウチ容器の脱気装置としたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記パウチ容器に前記流動体が収容された後、前記一対の脱気部材を用いて、このパウチ容器の側面であって前記流動体の液面より上側で、かつ前記容器支持手段によって支持された部分より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気する前に、前記容器支持手段は、前記パウチ容器の両側面のシート同士を密着させるように構成されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記パウチ容器内に流動体を充填する流動体充填手段を有することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の構成に加え、前記脱気部材の前記通気溝は、Ｓ字形に形成されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の構成に加え、前記脱気部材の前記通気溝は、複数本形成されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、パウチ容器を開口部が上方に位置するように支持する容器支持工程と、この容器支持工程の後、上下方向に連通する通気溝が形成された一対の脱気部材を用いて、このパウチ容器の側面であって当該パウチ容器に収容された流動体の液面より上側で、かつ前記容器支持工程で支持された部分より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気する容器挟持工程と、この容器挟持工程の後、一対の液面上昇部材を用いて、前記パウチ容器の側面であって前記流動体の液面より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟むことにより、前記脱気部材の前記通気溝を通じて、当該パウチ容器内の残気を上方へ導くとともに、前記流動体を当該パウチ容器の前記開口部の近傍のシール部位と前記脱気部材の上面との間の高さまで上昇させて脱気する液面上昇工程と、この液面上昇工程の後、前記パウチ容器を前記シール部位でシールする容器シール工程とを含むパウチ容器の脱気方法としたことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の構成に加え、前記容器支持工程の後、前記容器挟持工程の前に、前記パウチ容器内に流動体を充填する流動体充填工程を含むことを特徴とする。

さらに、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の構成に加え、前記流動体充填工程の後、前記容器挟持工程の前に、前記パウチ容器の両側面のシート同士を密着させるシート密着工程を含むことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、一対の脱気部材でパウチ容器を挟むことにより、パウチ容器内の残気の大部分を脱気した後、一対の液面上昇部材でパウチ容器を挟むことにより、流動体の液吹きを回避しつつ、パウチ容器内に僅かに残った残気を脱気することができる。その結果、大掛かりで高価な設備がなくても、パウチ容器のシール性を確保するとともに、パウチ容器内の残気量を十分かつ安定的に零に近付けることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、一対の脱気部材でパウチ容器を挟むのに先立ち、パウチ容器の両側面のシート同士が密着するため、パウチ容器内の残気を効率よく脱気することができる。

請求項３に記載の発明によれば、パウチ容器内に流動体を迅速かつ円滑に充填することができる。

請求項４に記載の発明によれば、通気溝がＳ字形に形成されているため、一対の液面上昇部材で流動体を所定の高さまで上昇させるときに、そのタイミングが取りやすくなる。

請求項５に記載の発明によれば、通気溝が複数本形成されているため、一対の液面上昇部材で流動体を所定の高さまで上昇させるときに、そのタイミングが取りやすくなるとともに、通気溝の閉塞時の安全性に優れる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同じ作用効果を奏する。

請求項７に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同じ作用効果を奏する。

請求項８に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同じ作用効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るパウチ容器の脱気装置を示す側面図である。 図１に示すパウチ容器の脱気装置の一対の脱気部材を示す斜視図である。 同実施の形態１に係るパウチ容器の脱気方法の流動体充填工程を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。 同実施の形態１に係るパウチ容器の脱気方法の容器挟持工程を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。 同実施の形態１に係るパウチ容器の脱気方法の液面上昇工程を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。 同実施の形態１に係るパウチ容器の脱気方法の容器シール工程を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。 図２に示す脱気部材の４つの変形例を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図７には、本発明の実施の形態１を示す。

実施の形態１に係るパウチ容器の脱気装置１は、図１に示すように、機体２を有しており、後述する一対のチャック９でパウチ容器１２の上部両端を挟んだ状態で、このパウチ容器１２を矢印Ａ、Ｂ方向（上下方向）に昇降自在に支持するように構成されている。また、機体２には、これらのチャック９で挟んで支持されたパウチ容器１２内に流動体１０を充填するためのノズル４が矢印Ｃ、Ｄ方向（上下方向）に昇降自在に取り付けられている。また、機体２には、これらのチャック９で挟んで支持されたパウチ容器１２をシールするための一対のシール熱板５が、矢印Ｅ、Ｆ方向（水平方向）に移動することにより、互いに近付いたり遠ざかったりできるように取り付けられている。また、機体２には、一対の平板状の脱気部材６（６Ａ、６Ｂ）が、シリンダー（図示せず）の駆動により、矢印Ｇ、Ｈ方向（水平方向）に移動して、互いに近付いたり遠ざかったりできるように取り付けられている。また、機体２には、一対の丸棒状の液面上昇部材７が、シリンダー（図示せず）の駆動により、矢印Ｉ、Ｊ方向（水平方向）に移動して、互いに任意の距離だけ近付いたり遠ざかったりできるように取り付けられている。さらに、機体２には、図３（ａ）に示すように、パウチ容器１２の上部両端を挟んで支持する一対のチャック９が、矢印Ｋ、Ｌ方向（水平方向）に移動して、互いに所定の距離だけ近付いたり遠ざかったりできるように取り付けられている。

ここで、一対の脱気部材６は、図２に示すように、硬さの異なる合成樹脂から成形されている。すなわち、一方の脱気部材６Ａがシリコーン（シリコン樹脂）から成形されているとともに、他方の脱気部材６Ｂがポリオキシメチレン（ＰＯＭ）から成形されている。さらに、脱気部材６Ｂには、脱気部材６Ａに対向する側面に１本の直線状の通気溝８が上下方向に連通する形で形成されている。

次に、実施の形態１に係るパウチ容器の脱気方法について説明する。

まず、容器支持工程で、図３に示すように、一対のチャック９により、パウチ容器１２を開口部１２ａが上方に位置するように支持する。このとき、一対のチャック９を矢印Ｋ方向に移動させて互いに近付けることにより、図３（ｂ）に示すように、パウチ容器１２の開口部１２ａを開く。

次に、流動体充填工程に移行し、このパウチ容器１２内に流動体１０を所定量だけ充填する。それには、図３に示すように、パウチ容器１２の開口部１２ａが開いた状態で、ノズル４を矢印Ｄ方向に下降させて先端の吐出孔４ａをパウチ容器１２のほぼ中央部の高さに位置決めし、この吐出孔４ａからパウチ容器１２内に流動体１０を供給する。

その後、シート密着工程に移行し、一対のチャック９を矢印Ｌ方向に移動させて互いに遠ざけることにより、このパウチ容器１２の両側面のシート１２ｂ同士を密着させる。すると、パウチ容器１２の開口部１２ａが閉じ、パウチ容器１２内に残気が生じた状態となる。

次に、容器挟持工程に移行し、図４に示すように、一対の脱気部材６を矢印Ｇ方向に移動させて互いに近付けてパウチ容器１２を圧着することにより、パウチ容器１２の側面であって流動体１０の液面１０ａより上側の部分をパウチ容器１２の外部から挟む。すると、パウチ容器１２内のヘッドスペースが潰れ、パウチ容器１２内の残気の大部分（脱気部材６の底面より上側の部分）が開口部１２ａから排出されて脱気された状態となる。

このとき、パウチ容器１２は、上述したとおり、両側面のシート１２ｂ同士が密着しているので、一対の脱気部材６でパウチ容器１２を挟んだときにパウチ容器１２にしわが寄ることはなく、パウチ容器１２内の残気（脱気部材６の底面より上側の部分の残気）を効率よく脱気することができる。

次いで、液面上昇工程に移行し、図５に示すように、脱気部材６の通気溝８を通じて、パウチ容器１２内に僅かに残った残気（脱気部材６の底面と流動体１０の液面１０ａとの間の部分の残気）を上方へ導くとともに、流動体１０をパウチ容器１２の開口部１２ａの近傍のシール部位１２ｃと脱気部材６との間の高さまで上昇させる。それには、一対の液面上昇部材７を矢印Ｉ方向に移動させて互いに近付けることにより、パウチ容器１２の側面であって流動体１０の液面１０ａより下側の部分をパウチ容器１２の外部から挟む。すると、パウチ容器１２内に僅かに残った残気が流動体１０によって上方へ押し出され、その後、流動体１０が脱気部材６の上面の直上に至った状態となる。このとき、流動体１０はパウチ容器１２のシール部位１２ｃには達しないので、流動体１０の液吹きを回避することができる。

最後に、容器シール工程に移行し、図６に示すように、一対のシール熱板５を矢印Ｅ方向に移動させて互いに近付けてシール部位１２ｃを圧着することにより、パウチ容器１２をシール部位１２ｃでシールする。

ここで、パウチ容器１２の脱気方法が終了する。

このように、このパウチ容器１２の脱気方法においては、一対の脱気部材６でパウチ容器１２を挟むことにより、パウチ容器１２内の残気の大部分を脱気した後、一対の液面上昇部材７でパウチ容器１２を挟むことにより、流動体１０の液吹きを回避しつつ、パウチ容器１２内に僅かに残った残気を脱気することができる。その結果、大掛かりで高価な設備がなくても、パウチ容器１２のシール性を確保するとともに、パウチ容器１２内の残気量を十分かつ安定的に零に近付けることが可能となる。

また、パウチ容器の脱気装置１は、上述したとおり、パウチ容器１２内に流動体１０を充填するためのノズル４を備えているので、容器支持工程と容器挟持工程との間でパウチ容器１２内に流動体１０を迅速かつ円滑に充填することができる。

さらに、一対の脱気部材６Ａ、６Ｂは、上述したとおり、硬さの異なる合成樹脂から成形されているので、パウチ容器１２を介した脱気部材６Ａ、６Ｂ同士の密着性が良好となる。その結果、容器挟持工程において、パウチ容器１２内の残気を一層効率よく脱気することが可能となる。

なお、上述した実施の形態１では、図２に示すように、脱気部材６Ｂに１本の通気溝８が上下方向に直線状に形成されている場合について説明した。しかし、この通気溝８の形状や本数については、この他にも種々考えられる。

例えば、図７（ａ）に示すように、脱気部材６Ｂに１本の通気溝８をＳ字形に形成してもよい。この場合、直線状の通気溝８に比べて湾曲している分だけ経路が長くなるので、液面上昇工程において、流動体１０を所定の高さまで上昇させるときのタイミングを取りやすい。

また、図７（ｂ）に示すように、脱気部材６Ｂに２本の曲線状の通気溝８を形成しても構わない。この場合、１本の通気溝８に比べて、流動体１０の通過断面が約２倍になるので、流動体１０の上昇速度が約半分に低下する。したがって、液面上昇工程において、流動体１０を所定の高さまで上昇させるときのタイミングを取りやすい。しかも、いずれか一方の通気溝８が何らかの原因で閉塞されても、他方の通気溝８を使って液面上昇工程を支障なく実施することができるため、通気溝８の閉塞時の安全性に優れる。

さらに、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、脱気部材６Ｂの底面に山形の案内テーパー面１３を各通気溝８に向けて形成することも可能である。この場合、残気および流動体１０を集めて各通気溝８へ導きやすくなるので、液面上昇工程を円滑に実施することが可能となる。

また、上述した実施の形態１では、パウチ容器１２に流動体１０を詰める場合について説明したが、この流動体１０の性状としては、液体に限らず、ゾル、スラリー、粉粒体などであっても構わない。

また、上述した実施の形態１では、自立性のあるスタンディングパウチ型のパウチ容器１２について説明したが、自立性のない平パウチ（平袋）型のパウチ容器１２、ならびに口栓付き平パウチ型のパウチ容器１２に本発明を同様に適用することも勿論できる。

また、上述した実施の形態１では、パウチ容器の脱気装置１が平板状の脱気部材６を備えている場合について説明した。しかし、この脱気部材６の形状については、平板状に限るわけではなく、例えば、ブロック状、角棒状、丸棒状の脱気部材６に代えてもよい。

また、上述した実施の形態１では、パウチ容器の脱気装置１が丸棒状の液面上昇部材７を備えている場合について説明した。しかし、この液面上昇部材７の形状については、丸棒状に限るわけではなく、例えば、角棒状、平板状、ブロック状の液面上昇部材７に代えても構わない。

さらに、上述した実施の形態１では、容器シール手段がシール熱板５である場合について説明したが、シール熱板５以外の容器シール手段（例えば、インパルス加熱方式、超音波加熱方式、熱風加熱方式のシール手段など）を代用または併用することも可能である。

以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞

上述した本発明の効果（つまり、パウチ容器１２のシール性を確保するとともに、パウチ容器１２内の残気量を十分かつ安定的に零に近付ける）を確認するため、２８７ｍＬ用のパウチ容器１２に流動体１０を２８７ｍＬ（つまり、正規の量）充填する場合について、上述した実施の形態１に係るパウチ容器の脱気方法に従って、パウチ容器１２の脱気を行った。ここで、脱気部材６Ｂとしては、図７（ｃ）に示すように、底面に山形の案内テーパー面１３が２本の曲線状の通気溝８に向けて形成されたものを用いた。また、流動体１０としては、常温の水を用いた。そして、パウチ容器１２内の残気量を測定するとともに、流動体１０の液吹きがないか否かを目視で確認した。なお、試験体の数は６個とした。

その結果、６個のパウチ容器１２内の残気量は、０．２〜１．２ｍＬと、十分に零に近い量であるばかりか、そのばらつきが小さくて安定していた。また、すべてのパウチ容器１２について、流動体１０の液吹きが見られなかった。
＜実施例２＞

流動体１０の充填量が正規の量より少なくなる場合が起こりうることを想定して、実施例１と同じ２８７ｍＬ用のパウチ容器１２に流動体１０を２８３．５ｍＬ（つまり、正規の量より３．５ｍＬ少ない量）充填する場合について、実施例１と同様にして、パウチ容器１２の脱気を行った。そして、パウチ容器１２内の残気量を測定するとともに、流動体１０の液吹きがないか否かを目視で確認した。なお、試験体の数は６個とした。

その結果、６個のパウチ容器１２内の残気量は、０．５〜１．０ｍＬと、十分に零に近い量であるばかりか、そのばらつきが小さくて安定していた。また、すべてのパウチ容器１２について、流動体１０の液吹きが見られなかった。
＜実施例３＞

流動体１０の充填量が正規の量より多くなる場合が起こりうることを想定して、実施例１と同じ２８７ｍＬ用のパウチ容器１２に流動体１０を２９０．５ｍＬ（つまり、正規の量より３．５ｍＬ多い量）充填する場合について、実施例１と同様にして、パウチ容器１２の脱気を行った。そして、パウチ容器１２内の残気量を測定するとともに、流動体１０の液吹きがないか否かを目視で確認した。なお、試験体の数は６個とした。

その結果、６個のパウチ容器１２内の残気量は、０．２〜０．４ｍＬと、十分に零に近い量であるばかりか、そのばらつきが小さくて安定していた。また、すべてのパウチ容器１２について、流動体１０の液吹きが見られなかった。

本発明は、飲食用、医療用の液状の流動体のみでなく、カレー、シチュー、パスタソースなど固形分の少ない各種のレトルト食品の流動体にも広く適用することができる。

１……パウチ容器の脱気装置
２……機体
４……ノズル（流動体充填手段）
４ａ……吐出孔
５……シール熱板（容器シール手段）
６……脱気部材
７……液面上昇部材
８……通気溝
９……チャック（容器支持手段）
１０……流動体
１０ａ……液面
１２……パウチ容器
１２ａ……開口部
１２ｂ……シート
１２ｃ……シール部位
１３……案内テーパー面

Claims (8)

1. パウチ容器を開口部が上方に位置するように支持する容器支持手段と、
   上下方向に連通する通気溝が形成され、前記パウチ容器の側面であって当該パウチ容器に収容された流動体の液面より上側で、かつ前記容器支持手段によって支持された部分より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気する一対の脱気部材と、
   前記パウチ容器の側面であって前記流動体の液面より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気する一対の液面上昇部材と、
   前記パウチ容器を前記開口部の近傍のシール部位でシールする容器シール手段とを有し、
   前記容器支持手段で前記開口部が上方に位置するように支持された前記パウチ容器に前記流動体が収容された状態で、前記一対の脱気部材を用いて、このパウチ容器の側面であって前記流動体の液面より上側で、かつ前記容器支持手段によって支持された部分より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気し、さらに、前記一対の液面上昇部材を用いて、このパウチ容器の側面であって前記流動体の液面より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟むことにより、前記脱気部材の前記通気溝を通じて、当該パウチ容器内の残気を上方へ導くとともに、前記流動体を当該パウチ容器の前記シール部位と前記脱気部材の上面との間の高さまで上昇させて脱気するように構成されていることを特徴とするパウチ容器の脱気装置。
2. 前記パウチ容器に前記流動体が収容された後、前記一対の脱気部材を用いて、このパウチ容器の側面であって前記流動体の液面より上側で、かつ前記容器支持手段によって支持された部分より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気する前に、前記容器支持手段は、前記パウチ容器の両側面のシート同士を密着させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のパウチ容器の脱気装置。
3. 前記パウチ容器内に流動体を充填する流動体充填手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のパウチ容器の脱気装置。
4. 前記脱気部材の前記通気溝は、Ｓ字形に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のパウチ容器の脱気装置。
5. 前記脱気部材の前記通気溝は、複数本形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のパウチ容器の脱気装置。
6. パウチ容器を開口部が上方に位置するように支持する容器支持工程と、
   この容器支持工程の後、上下方向に連通する通気溝が形成された一対の脱気部材を用いて、このパウチ容器の側面であって当該パウチ容器に収容された流動体の液面より上側で、かつ前記容器支持工程で支持された部分より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟んで脱気する容器挟持工程と、
   この容器挟持工程の後、一対の液面上昇部材を用いて、前記パウチ容器の側面であって前記流動体の液面より下側の部分を当該パウチ容器の外部から挟むことにより、前記脱気部材の前記通気溝を通じて、当該パウチ容器内の残気を上方へ導くとともに、前記流動体を当該パウチ容器の前記開口部の近傍のシール部位と前記脱気部材の上面との間の高さまで上昇させて脱気する液面上昇工程と、
   この液面上昇工程の後、前記パウチ容器を前記シール部位でシールする容器シール工程と
   を含むことを特徴とするパウチ容器の脱気方法。
7. 前記容器支持工程の後、前記容器挟持工程の前に、前記パウチ容器内に流動体を充填する流動体充填工程を含むことを特徴とする請求項６に記載のパウチ容器の脱気方法。
8. 前記流動体充填工程の後、前記容器挟持工程の前に、前記パウチ容器の両側面のシート同士を密着させるシート密着工程を含むことを特徴とする請求項７に記載のパウチ容器の脱気方法。