JP7447123B2 - 密封されたパッケージを形成するためのパッケージ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、密封されたパッケージを形成するため、詳細には注入可能な製品で充填された密封されたパッケージを形成するためのパッケージ装置に関する。
公知のように、果汁、UHT(超高温熱処理)牛乳、葡萄酒、トマトソース、その他などの多くの液体又は注入可能な食品製品が、殺菌されたパッケージ材料から作られたパッケージに入れて販売されている。
典型的な例は、Tetra Brik Aseptic(登録商標)として公知の液体又は注入可能な食品製品用の平行六面体形状のパッケージであり、Tetra Brik Aseptic(登録商標)は、積層されたストリップパッケージ材料を密封して折り畳むことによって作成される。パッケージ材料は、熱融着プラスチック材料、例えばポリエチレンの層で両側を覆われた基層、例えば紙を含む多層構造を有する。UHT牛乳などの長期保存製品用の無菌パッケージの場合、パッケージ材料は酸素遮断材料、例えばアルミニウム箔の層も含み、アルミニウム箔は熱融着プラスチック材料の層の上に重ね合わせられ、次に最終的に食品製品に接触するパッケージの内面を形成する熱融着プラスチック材料の別の層で覆われる。
この種のパッケージは、一般に全自動パッケージ装置で生産され、全自動パッケージ装置は、例えば化学的殺菌(例えば過酸化水素水などの化学的殺菌剤を付与することにより)又は物理的殺菌を用いて(例えば電子ビームを用いて)、パッケージ材料のウェブを殺菌するためにパッケージ装置の殺菌ユニットを通してパッケージ材料のウェブを前進させる。次いでパッケージ材料の殺菌されたウェブは、隔離室(閉鎖された殺菌環境)内に維持されて前進され、チューブを形成するために長手方向に折り畳まれて密封され、チューブは垂直前進方向に沿って更に送り込まれる。
形成作動を完了するために、チューブは、殺菌された又は殺菌処理された注入可能な食品製品で連続して充填され、横方向に密封され、その後垂直前進方向に沿って前進する間に、パッケージ装置のパッケージ形成ユニット内で等しく間隔を空けた横方向の断面に沿って切断される。
ピローパッケージはパッケージ装置内でそのようにして獲得され、各ピローパッケージは長手方向の密封帯並びに1対の上部及び底部の横方向密封帯を有する。
更に典型的なパッケージ装置は、前進経路に沿ってパッケージ材料のウェブを前進させるための搬送デバイス、パッケージ材料のウェブを殺菌するための殺菌ユニット、隔離室内に一部が配置され、パッケージ材料の前進するウェブからチューブを形成し、チューブの長手方向継ぎ目部に沿ってチューブを長手方向に密封するように適合されるチューブ形成デバイス、チューブを注入可能な製品で連続して充填するために、使用時にチューブと同軸にチューブ内に配置される充填パイプ、並びにパッケージを形状し、横方向に密封し、横方向に切断することにより、パッケージ材料のチューブから単一パッケージを生成するように適合されたパッケージ形成ユニットを含む。
パッケージ形成ユニットは、複数の形成、密封及び切断アセンブリを含み、各々は、使用時にチューブの前進経路に平行なそれぞれの作動経路に沿って前進する。形成、密封、及び切断アセンブリが前進する間、これらはヒット位置でチューブと相互作用を開始し、単一パッケージを獲得するようにチューブを形状し、横方向に密封し、横方向に切断するように前進するチューブに続く。
単一パッケージを正確に形成するために、チューブ内の注入可能な製品によって提供された静水圧が十分に高いことが必要であり、そうでないと不規則な形状のパッケージが獲得される。
典型的には、必要な静水圧を提供するためにチューブ内に存在する注入可能な製品の列は、ヒット位置(すなわちそれぞれの形成、密封及び切断アセンブリが前進するチューブに接触を開始するステーション)から上方に少なくとも500mm延在する。場合によっては、注入可能な製品の列は、ヒット位置から上方に最高2000mmまで延在する。厳密な延在は、少なくともパッケージの型及び生産速度に依存することが当技術分野では公知である。
実際には、これは、チューブ内に必要な注入可能な製品の列を提供するように、チューブが延在を有さなければならないことを意味する。
従って、パッケージ装置の隔離室の垂直方向の延在は、チューブ内に必要な基準の注入可能な製品を提供するためにむしろ高くしなければならない。
必要な静水圧は、パッケージ材料のウェブの前進速度、及びそれに応じたチューブの前進速度などの生産パラメータに依存し(換言すると、これはパッケージ装置の処理速度に依存し)、パッケージの型及びパッケージの容積に依存する。このことは、何らかの生産パラメータが変わるべき場合に、一人又は複数の操作者がそれに応じてパッケージ装置を修正する必要があることを意味する。必要な修正に長時間を要するため、生産費用を増加させる。
この分野ではパッケージ装置に改善が必要であると感じられている。特に、上記の欠点の少なくとも1つを克服するように。
従って簡単で低コストの手法で改善されたパッケージ装置を提供することが本発明の一目的である。
本発明によれば、請求項1に記載のパッケージ装置が提供される。
本発明によるパッケージ装置の更に好都合な実施形態は、従属請求項に明記されている。
本発明の非制限的実施形態は、添付図面を参照して例を介して記載される。
分かりやすくするために部品を取り除いた、本発明によるパッケージ装置の概略図である。 分かりやすくするために部品を取り除いた、図1のパッケージ装置の詳細の拡大図である。 図1のパッケージ装置の構成要素の特徴的な動作曲線を示す。
番号1は、パッケージ材料のウェブ4のチューブ3から注入可能な食品製品、具体的には低温殺菌牛乳又は果汁などの殺菌された及び/又は殺菌処理された注入可能な食品製品の密封されたパッケージ2を生産するためのパッケージ装置を全体として示す。具体的には使用時に、チューブ3は、長手方向軸L、具体的には垂直配向を有する軸Lに沿って延在する。
パッケージ材料のウェブ4は多層構造(図示せず)を有し、少なくとも1層の繊維材料、例えば紙又は板紙層など、及び少なくとも2層の熱融着プラスチック材料、例えば互いの間に繊維材料の層を挟むポリエチレンを含む。これらの2層の熱融着プラスチック材料の一方が、最終的に注入可能な製品に接触するパッケージ2の内面を画定する。
必須ではないが好ましくは、ウェブ4は、気体及び光遮断材料の層、例えばアルミニウム箔又はエチレンビニルアルコール(EVOH)フィルムも含み、具体的には熱融着プラスチック材料の層の1つと繊維材料の層との間に配置される。必須ではないが好ましくは、ウェブ4は、気体及び光遮断材料の層と繊維材料の層との間に挟まれる熱融着プラスチック材料の更なる層も含む。
パッケージ装置1によって獲得された典型的なパッケージ2は、密封された長手方向継ぎ目部5及び1対の横方向密封部6、具体的には1対の上部及び底部の横方向密封部6(すなわちパッケージ2の上部における1つの横方向密封部6、及びパッケージ2の下部における別の横方向密封部6)を含む。
図1を具体的に参照すると、パッケージ装置1は、
-送達ステーション8から、使用時にウェブ4がチューブ3に形成される形成ステーション9にウェブ前進経路Pに沿って(そのようなものと公知の手法で)ウェブ4を前進させるように構成された搬送デバイス7と、
-所与の気体圧力で殺菌気体、具体的には殺菌空気を含有し(含み)、外部環境12から分離される内部環境11、具体的には内部殺菌環境を有する隔離室10と、
-隔離室10内に少なくとも一部が配置され、使用時に前進するウェブ4からチューブ3を、具体的にはチューブ形成ステーション9で、形成して長手方向に密封するように適合される、チューブ形成及び密封デバイス13と、
-注入可能な製品でチューブ3を連続して充填するための充填デバイス14と、
-パッケージ2を形成するために使用時に前進するチューブ3を形状し、横方向に密封し、必須ではないが好ましくは横方向に切断するように適合された、パッケージ形成ユニット15とを含む。
必須ではないが好ましくは、パッケージ装置1は、使用時に前進するウェブ4を殺菌ステーションで殺菌するように適合された殺菌ユニット(示されておらず、そのように公知である)も含み、具体的には殺菌ステーションは、経路Pに沿って形成ステーション9の上流に配置される。
必須ではないが好ましくは、搬送デバイス7は、チューブ前進経路Qに沿うように公知の手法で、具体的には形成ステーション9からパッケージ形成ユニット15を少なくとも部分的に通って、チューブ3及び具体的にはチューブ3のあらゆる中間体も前進させるように構成される。
具体的にはチューブ3の中間体の言い回しでは、ウェブ4のあらゆる構成は、チューブ構造を獲得する前、及びチューブ形成デバイス13によりウェブ4の折り畳みを開始した後を意味する。換言すると、チューブ3の中間体は、具体的にはウェブ4の第1の縁部16と、第1の縁部16と反対側のウェブ4の第2の縁部17を互いに重ねることにより、チューブ3を獲得するようにウェブ4を徐々に折り畳むことによってもたらされる。
必須ではないが好ましくは、チューブ形成及び密封デバイス13は、少なくとも一部が、好ましくは全部が隔離室10内に、具体的にはチューブ形成ステーション9に配置され、チューブ3の長手方向の継ぎ目部23を形成するために、具体的には第1の縁部16と第2の縁部17を互いに重ねることによって、前進するウェブ4を次第にチューブ3に折り畳むように適合される(構成される)、チューブ形成ユニット22を含む。具体的には、チューブ形成ユニット22は、長手方向軸Mに沿って延在し、具体的には垂直配向を有する。
具体的には、継ぎ目部23は、初期基準(具体的に示されていない)から経路Qに沿って下方に延在する。換言すると、初期基準は、第1の縁部16及び第2の縁部17が継ぎ目部23を形成するために互いに重ねることを開始する位置にある。
具体的には、経路Qの少なくとも一部は、隔離室10内(具体的には内部環境11内)にある。
より詳細には、軸L及び軸Mは互いに平行である。尚より詳細には、チューブ形成ユニット22は、使用時にチューブ3の軸Lを画定する。
必須ではないが好ましくは、チューブ形成ユニット22は、具体的には隔離室10内に(具体的には内部環境11内に)配置され、具体的には継ぎ目部23を長手方向に形成するために第1の縁部16と第2の縁部17を互いに重ねることによって、互いに協働してウェブ4をチューブ3に徐々に折り畳むように適合される、少なくとも2つの形成リングアセンブリ24及び25を含む。
示された具体的な場合では、形成リングアセンブリ25は、経路Qに沿って形成リングアセンブリ24の下流に配置される。
具体的には、形成リングアセンブリ24及び25の各々は、実質的にそれぞれの平面内にあり、具体的には各平面は軸Mに垂直であり、尚より具体的には各々の平面は実質的に水平配向を有する。
尚より具体的には、形成リングアセンブリ24及び25は、互いから離間されて互いに平行である(すなわちそれぞれの平面は互いに平行であり、互いから離間される)。
必須ではないが好ましくは、各平面は軸M及び軸Lに垂直である。
更に形成リングアセンブリ24及び25は、互いに同軸に配置され、チューブ形成ユニット22の長手方向軸Mを画定する。
より具体的には、各形成リングアセンブリ24及び25は、それぞれの支持リング及びそれぞれの支持リング上に装着された複数のそれぞれの曲げローラを含む。具体的には、それぞれの曲げローラは、ウェブ4、及び/又はチューブ3、及び/又はチューブ3を形成するためのチューブ3のあらゆる中間体と相互作用するように構成される。尚より具体的には、それぞれの曲げローラは、使用時にそれを通ってチューブ3及び/又はチューブ3の中間体が前進するそれぞれの孔を画定する。
必須ではないが好ましくは、チューブ形成及び密封デバイス13は、継ぎ目部23に沿ってチューブ3を長手方向に密封するように適合された(構成された)密封ユニットも含む。換言すると、使用時にチューブ形成ユニット22によって形成された継ぎ目部23は、密封ユニットの活性化によって密封される。
必須ではないが好ましくは、密封ユニットは、少なくとも一部が隔離室10内に位置付けられる。
単一パッケージ2のそれぞれの長手方向に密封された継ぎ目部5は、チューブ3を切断することによってもたらされることに留意しなければならない。換言すると、単一パッケージ2のそれぞれの継ぎ目部5は、チューブ3の継ぎ目部23のそれぞれの部分である。
更に密封ユニットは、隔離室10内に配置され、チューブ3を、具体的には継ぎ目部23を長手方向に密封するために、チューブ3に、具体的には継ぎ目部23に熱エネルギーを伝達するように適合される(構成される)密封頭部29を含む。密封頭部29は、あらゆる型であることが可能である。具体的には、密封頭部29は、誘導加熱を用いることにより、及び/又は加熱気体のストリームにより、及び/又は超音波を用いることにより、及び/又はレーザ加熱により、及び/又はあらゆる他の手段により作動する種類からなることが可能である。
必須ではないが好ましくは、密封ユニットは、チューブ3上に、具体的には実質的に重なる第1の縁部16及び第2の縁部17上に、尚より具体的には継ぎ目部23に沿ってチューブ3を確実に長手方向に密封するように継ぎ目部23上に、機械力を掛けるように適合された加圧アセンブリ(一部のみが示されている)も含む。
具体的には、加圧アセンブリは、継ぎ目部23上にその両側から機械力を掛けるように適合された、少なくとも相互作用ローラ及び反相互作用ローラ(図示せず)を含む。具体的には使用時に、継ぎ目部23は、相互作用ローラと反相互作用ローラとの間に挟まれる。
必須ではないが好ましくは、相互作用ローラは、形成リングアセンブリ25によって支持される。
より詳細には、密封頭部29は、形成リングアセンブリ24と25との間に実質的に配置される(すなわち密封頭部29は、形成リングアセンブリ24と25のそれぞれの平面の間に配置される)。
図1及び2を具体的に参照すると、充填デバイス14は、パッケージ化される注入可能な製品、具体的には殺菌された及び/又は殺菌処理された注入可能な食品製品を保存する/提供するように適合される、注入可能な製品の保存タンク(示されておらず、そのように公知である)と流体連結する充填パイプ31を含む。
具体的には、充填パイプ31は、使用時に注入可能な製品をチューブ3の中に向けるように適合される(構成される)。
必須ではないが好ましくは、充填パイプ31は、注入可能な製品をチューブ3の中に連続して送り込むために、使用時にチューブ3内に少なくとも一部が置かれる。
具体的には、充填パイプ31は、チューブ3内でチューブ3に平行に、すなわち軸M及び軸Lに平行に延在する、充填パイプ31の線形主パイプ部32を含む。
必須ではないが好ましくは、主パイプ部32は、互いに取り外し可能に結合された上部33及び下部34を含む。更に詳細には、下部34は出口開口を含み、注入可能な製品は使用時に出口開口からチューブ3の中に送り込まれる。
図2に示されたように好ましい非限定実施形態によれば、パッケージ形成ユニット15は、少なくとも1つのそれぞれの作動アセンブリ35(1つのみが示されている)及び少なくとも1つの反作動アセンブリ36(1つのみが示されている)の複数の対と、
-具体的には、それぞれの搬送経路に沿ってそれぞれの作動アセンブリ35及びそれぞれの反作動アセンブリ36の対を前進させるように適合された搬送デバイス(示されておらず、そのように公知である)とを含む。
より詳細には、各作動アセンブリ35は、チューブ3からそれぞれのパッケージ2を形成するために、使用時にそれぞれの反作動アセンブリ36のそれぞれの対と協働するように適合される。具体的には、各作動アセンブリ35及びそれぞれの反作動アセンブリ36は、パッケージ2を形成するためにチューブ3を形状し、横方向に密封し、必須ではないが好ましくは横方向に切断するように構成される。
更に詳細には、各作動アセンブリ35及びそれぞれの反作動アセンブリ36は、それぞれの搬送経路のそれぞれの作動部に沿って前進する時に、チューブ3からそれぞれのパッケージ2を形成するために互いに協働するように適合される。具体的にはそれぞれの作動部に沿って前進する間、各作動アセンブリ35及びそれぞれの反作動アセンブリ36は、チューブ3に平行にチューブ3と同じ方向に前進する。
尚より詳細には、各作動アセンブリ35及びそれぞれの反作動アセンブリ36は、それぞれの搬送経路のそれぞれの作動部に沿って前進する時に、チューブ3に接触するように構成される。具体的には、各作動アセンブリ35及びそれぞれの反作動アセンブリ36は、(固定した)ヒット位置でチューブ3と接触を開始するように構成される。
より具体的には、各作動アセンブリ35及び反作動アセンブリ36は、
-チューブ3に接触し、パッケージ2の形状を少なくとも部分的に画定するように適合された半殻37と、
-横方向密封部6を獲得するために、隣接したパッケージ2の間に公知の手法でチューブ3を横方向に密封するように適合された、密封要素38又は反密封要素39の一方と、
-必須ではないが好ましくは、そのように公知の手法で隣接したパッケージ2の間、具体的にはそれぞれの横方向密封部6の間でチューブ3を横方向に切断するために、切断要素(示されておらず、そのように公知である)又は反切断要素(示されておらず、そのように公知である)の一方とを含む。
具体的には、各半殻37は、駆動アセンブリ(図示せず)を用いて動作位置と静止位置との間で制御されるように適合される。具体的には、各半殻37は、動作位置に入って制御されるように適合され、それぞれの作動アセンブリ35又はそれぞれの反作動アセンブリ36は、使用時にそれぞれの作動部に沿って前進する。
必須ではないが好ましくは、充填デバイス14は、ヒット位置から(経路Qに対して)上流方向へのチューブ3内に存在する注入可能な製品の列の延在が500mm未満であるように、注入可能な製品を、具体的には充填パイプ31を通ってチューブ3の中に向けるように構成される。尚より好ましくは、ヒット位置から上流方向への注入可能な製品の列の延在は、約100mm~500mmの範囲内にあるべきである。
図1及び2を具体的に参照すると、隔離室10は、経路Qに沿って前進中にチューブ3が隔離室10から出ることができるための出口開口43を含む。具体的には、出口開口43は、経路Qに沿ってチューブ形成ステーション9の下流に配置される。
必須ではないが好ましくは、出口開口43は、隔離室10の下流(端)部の領域に配置される。
必須ではないが好ましくは、隔離室10は、出口開口43の反対側に、(殺菌)ウェブ4を隔離室10に入れることができるように構成された入口開口も含む。具体的には、入口開口は、隔離室10の上流部に位置付けられる。
開示された好ましい非限定実施形態によれば、隔離室10は、内部環境11を区切る筐体45(図1及び2に概略的のみに示されている)を含む(すなわち筐体45は内部環境11を外部環境12から分離する)。
必須ではないが好ましくは、筐体45は少なくとも出口開口43、及び具体的には入口開口も含む。
好ましい非限定実施形態によれば、隔離室10は、使用時に前進するチューブ3と協働する出口開口43を使用時に密封するように構成された、少なくとも1つの(下流)密封アセンブリを含む。具体的には、(下流)密封アセンブリは、隔離室10の外側から(すなわち外部環境12から)出口開口43を通って隔離室10の中に気体が入るのを少なくとも部分的に妨げる、具体的には(実質的に)妨害するように構成される。換言すると、(下流)密封アセンブリは、外部環境12から内部環境11の中に気体が流れるのを少なくとも部分的に妨害するように構成される。
必須ではないが好ましくは、(下流)密封アセンブリは、少なくとも1つの密封要素、具体的には使用時に前進するチューブ3、及び具体的にはガスケット46を運び、出口開口43の領域内で筐体45に結合されるキャリア構造(図示せず)とも相互作用し、具体的には接触するように構成された、少なくとも1つのガスケット46を含む。
開示された好ましい非限定実施形態によれば、内部環境11は、所与の圧力で殺菌気体、具体的には殺菌空気を含む(すなわち含有する)。必須ではないが好ましくは、所与の圧力は、あらゆる汚染物質及び/又は汚濁物が内部環境11に入る危険性を低減するために周囲圧力よりわずかに高い。具体的には、所与の圧力は、周囲圧力より約100Pa~500Pa(0.001bar~0.005bar)高い。
必須ではないが好ましくは、パッケージ装置1は、殺菌気体、具体的には殺菌空気を隔離室10、具体的には内部環境11の中に少なくとも送り込むように構成された加圧デバイス47(開示された本発明を理解するために必要な程度に一部のみが示されている)を含む。
本発明によれば、且つ図2を具体的に参照すると、パッケージ装置1は、使用時にチューブ3内に置かれ、使用時にチューブ3を第1の空間49と第2の空間50に分割するように設計された区切り要素48も含む。
好都合なことに、区切り要素48は隔離室10内に配置される。
例えばパッケージ形成ユニット15内に区切り要素48を置くことと比較すると、区切り要素48の配置は、以下の理由で好ましい。チューブ3は内部環境11、好ましくは殺菌内部環境11の少なくとも一部の内部、及び典型的には殺菌環境を含まないパッケージ形成ユニット15の少なくとも一部の内部に延在することが公知である。区切り要素48は隔離室10内に配置されるので、区切り要素48の領域内でチューブ3及び/又は継ぎ目部23が崩れた(一体性が失われた)場合、最悪の場合に非殺菌(汚染された)気体ではなく殺菌気体が、チューブ3及び/又は充填パイプ31及び/又は区切り要素48及び/又は気体供給パイプ55の内側に接触するはずである。換言すると、チューブ3内で一体性が失われた(例えば穴が生じた)場合、区切り要素48付近で気体の流れはチューブ3の中に入ることがある。区切り要素48は隔離室10内に配置されているので、この気体は殺菌気体であるはずであり、従ってパッケージ形成ユニット15内に配置される区切り要素48と同じことが起きた場合に生じるはずであることと対照的に、汚染のいかなる可能性も回避する。後者の場合、パッケージ形成ユニット15内からチューブ3に気体が入った後に、定置殺菌ステップが必要であるはずである。
好ましい非限定実施形態によれば、区切り要素48は、チューブ前進経路Qに沿って出口開口43の上流に配置される。
より詳細には、第1の空間49は、チューブ3、具体的にはチューブ3の壁及び区切り要素48によって区切られる。更に第1の空間49は、内部環境11に開く。尚より具体的には、区切り要素48は、第1の空間49自体の(経路Qに対して)下流部で、具体的には底部で第1の空間49を区切る。
より詳細には、第2の空間50は、使用時にチューブ3、具体的にはチューブ3の壁、区切り要素48及び(形成される)1つのそれぞれのパッケージ2の横方向密封部6によって区切られる。
換言すると、第2の空間50は、区切り要素48から横方向密封部6まで経路Qに平行な(すなわち軸Lに平行な)方向に延在する。
尚換言すると、区切り要素48は、第2の空間50自体の(経路Qに対して)上流部で、具体的には上部で第2の空間50を区切り、横方向密封部6は、第2の空間50自体の(経路Qに対して)下流部で、具体的には底部で第2の空間50を区切る。
更に詳細には、第1の空間49は、チューブ前進経路Qに沿って第2の空間50の上流に配置される。尚より具体的には、第1の空間49は、経路Qに沿って区切り要素48の上流に配置され、第2の空間50は、経路Qに沿って区切り要素48の下流に配置される。示された具体例では、第2の空間50は、第1の空間49の下に置かれている。
開示された好ましい非限定実施形態によれば、加圧デバイス47は、第1の空間49内の気体圧力より高い第2の空間50内の気体圧力を獲得するために、使用時に殺菌気体の流れを第2の空間50の中に向ける、具体的には連続して向けるようにも適合される(構成される)。
具体的には、以下の記載から明らかになるように、第2の空間50はチューブ3内の高圧帯域を画定し、第1の空間49はチューブ3内の低圧帯域を画定する。
本出願の概念では、高圧帯域は、内圧が周囲圧力より約5kPa~40kPa(0.05bar~0.40bar)、具体的には約10kPa~30kPa(0.10bar~0.30bar)高い範囲にある(すなわち第2の空間50内の圧力は、周囲圧力より約5kPa~40kPa(0.05bar~0.40bar)、具体的には約10kPa~30kPa(0.10bar~0.30bar)高い範囲にある)ように理解するべきである。換言すると、第2の空間50は過剰に加圧される。
低圧帯域は、圧力が周囲圧力よりわずかに高いように理解するべきである。具体的には、周囲圧力よりわずかだけ高いとは、圧力が、好ましくは周囲圧力より100Pa~500Pa(0.001bar~0.005bar)高い範囲にあることを意味する。
必須ではないが好ましくは、第1の空間49は、内部環境11と(直接)流体連結する。従って第1の空間49内にある殺菌気体は、内部環境11に流れることができる。
具体的には、チューブ3(及びその中間体)は、少なくとも一部が隔離室10内(具体的には内部環境11内)にある。
好ましくは、第1の空間49の内側の圧力は、隔離室10内、具体的には内部環境11内に存在する所与の圧力に(実質的に)等しい。換言すると、好ましくは第1の空間49の内側の圧力は、周囲圧力より100Pa~500Pa(0.001bar~0.005bar)高い範囲である。
より具体的には、区切り要素48は、使用時に経路Qに沿って上述の初期基準の下流に配置される。換言すると、区切り要素48は、そこから継ぎ目部23が(経路Qに対して)下流方向に沿って延在する点より下に位置付けられる。尚換言すると、区切り要素48は、そこから第1の縁部16及び第2の縁部17が継ぎ目部23を形成するために重ね合わせられる位置より下に配置される。
更に詳細には、第2の空間50は、区切り要素48及びそれぞれのパッケージ2のそれぞれの横方向密封部6によって区切られ、具体的には横方向密封部6は、使用時に区切り要素48の下流に置かれる。
更に使用時に、充填デバイス14、具体的には充填パイプ31は、注入可能な製品を第2の空間50の中に向けるように適合される(構成される)。従って使用時に第2の空間50は、注入可能な製品及び加圧された殺菌気体を含有する。加圧された殺菌気体は、パッケージ2を正確に形成するために必要な、求められた静浮力を提供する(すなわち換言すると、殺菌気体は注入可能な製品の列の効果をチューブ3内に置換する)。
必須ではないが好ましくは、区切り要素48は、第2の空間50を第1の空間49と流体連結して、使用時に第2の空間50から第1の空間49に殺菌気体の漏れ流れを可能にするために、使用時に少なくとも1つの流体チャネル51を具体的には環状形状を有して提供するように設計される。具体的には使用時に、殺菌気体は、第2の空間50(高圧帯域)から流体チャネル51を通って第1の空間49(低圧帯域)に漏れる。流体チャネル51を提供することによって、第2の空間50内の気体圧力を正確に増加した状態に制御することができる。
必須ではないが好ましくは使用時に、区切り要素48は、使用時に流体チャネル51がチューブ3の内表面と区切り要素48、具体的には区切り要素48の外周部52との間の隙間によって提供されるように設計される。
別法として又は追加として、区切り要素48は、第1の空間49と第2の空間50との間の流体連結を可能にするために、1つ又は複数の経路を含むことができる。
必須ではないが好ましくは、区切り要素48は、使用時に流体チャネル51が外周部52及び使用時に前進するチューブ3の内表面によって区切られるように配置される。換言すると使用時に、区切り要素48及びチューブ3の内表面は互いに接触しない。従って区切り要素48とチューブ3との間の相互作用に起因して起きる区切り要素48の摩耗はない。同様に、区切り要素48は使用時にチューブ3の内表面を損傷しない。
更に詳細には、区切り要素48は、チューブ3の内径より小さい半径方向延在部を有する。必須ではないが好ましくは、型の変更によりチューブ3の内径が変化する場合、区切り要素48は、新しい区切り要素48に置換することができる。
示された具体的な場合では、区切り要素48は湾曲した外部輪郭を有する。別法として、実質的に真っ直ぐな形状を有する、又は真っ直ぐな中心部及び湾曲した外周部を有するなどの、区切り要素48の他の構成を選択することが可能である。
必須ではないが好ましくは、加圧デバイス47は、様々な流量において第2の空間50内の気体圧力を実質的に一定に維持することにより、殺菌気体の流れを変えることができるように構成される(すなわち変化する流量を制御するように適合される)。
具体的には、加圧デバイス47は、約10~200Nm3/h、具体的には20~180Nm3/h、尚より具体的には約25~150Nm3/hの殺菌気体の流れを変えることができるように構成される。
必須ではないが好ましくは、加圧デバイス47は、第2の空間50から第1の空間49に、具体的には少なくとも流体チャネル51を通って流れる殺菌気体に依存して、殺菌気体の流れを変えるように適合される。加圧デバイス47のこのような構成は、直径(言い換えれば半径)が使用時に、具体的には第1の縁部16及び第2の縁部17の重なりの延在部の若干の変化に起因してわずかに変動する意味で、チューブ3が使用時にわずかに変動する際に好都合である。これもやはり、流体チャネル51の大きさの変動、及びその結果として第2の空間50から流体チャネル51を通って第1の空間49に流れる殺菌気体の量の変動をもたらす。
換言すると、第2の空間50から第1の空間49に、具体的には流体チャネル51を通って通過する殺菌気体の量に依存して、加圧デバイス47は、第2の空間50に入る殺菌気体の流れを制御し、同時に第2の空間50内の圧力を実質的に一定に維持するように構成される。
必須ではないが好ましくは、加圧デバイス47は、第2の空間50から第1の空間49への殺菌気体の損失が高くなると、第2の空間50に入る殺菌気体の流れが増加し、第2の空間50内の圧力を実質的に一定に維持することによって補償されるように(及びその結果として、第2の空間50から第1の空間49への殺菌気体の損失が低減すると、第2の空間50内の圧力を実質的に一定に維持することにより、第2の空間50に入る殺菌気体の流れが低減することによって補償されるように)構成される。
必須ではないが好ましくは、加圧デバイス47は、周囲圧力より5kPa~40kPa(0.05bar~0.40bar)、具体的には10kPa~30kPa(0.10bar~0.30bar)高い範囲に第2の空間50内の気体圧力を制御するように適合される(構成される)。
必須ではないが好都合なことに、加圧デバイス47は、内部環境11から第2の空間50に入って内部環境11に戻る、閉鎖した殺菌気体の循環を含む。これにより、装置1の構成全体を、具体的には殺菌気体の制御及び供給に関して単純化することができる。
開示された好ましい非限定実施形態によれば、加圧デバイス47は、殺菌気体を加圧し(圧縮し)、加圧された(圧縮された)殺菌気体を第2の空間50の中に向けるために、内部環境11から殺菌気体を引き出すように適合される。
必須ではないが好ましくは、加圧デバイス47は、
-殺菌気体を加圧し(圧縮し)、加圧された殺菌気体を第2の空間50の中に向けるために、内部環境11から殺菌気体を引き出すように構成された、少なくとも1つのポンプデバイス53と、
-ポンプデバイス53の作動を制御するように適合された、少なくとも1つの制御ユニット54とを含む。
必須ではないが好ましくは、ポンプデバイス53は、回転機械、尚より具体的には圧縮機である。
必須ではないが好ましくは、回転機械、具体的には圧縮機は、高い回転速度で作動するように構成される。より具体的には、回転機械、具体的には圧縮機は、10000~100000rpm、具体的には20000~80000rpm、尚より具体的には30000~60000rpmの範囲の回転速度で作動するように構成される。
より詳細には、制御ユニット54は、ポンプデバイス53、具体的には回転機械、尚より具体的には圧縮機の作動パラメータの少なくとも1つを、ウェブ4の前進速度、及び/又はチューブ3の前進速度(どちらの前進速度も等しい)、及び/又は形成されるパッケージ2の型若しくは形状、及び/又は形成されるパッケージ2の容積の少なくとも1つの関数として制御するように適合される(構成される)。
好ましくは、且つ図3を具体的に参照すると、回転機械、具体的には圧縮機は、回転速度が増加するにつれて提供される圧力が増加するように構成される。
図3は、f1、f2及びf3として示された3つの異なる回転速度における「圧力に対する殺菌気体の流れ」の曲線の3例を例示し、f1はf2より小さく、f2はf3より小さい。
必須ではないが好ましくは、回転機械、具体的には圧縮機は、第2の空間50内の気体圧力を実質的に一定に維持することにより、具体的には第2の空間50から(流体チャネル51を通って)第1の空間49に流れる気体の関数として、殺菌気体の流れを変えることができるように構成される。
図3の3例の「圧力に対する殺菌気体の流れ」の曲線は、曲線が実質的に平坦な輪郭を有することを示す。これは、殺菌気体の流れの変化が、回転機械、具体的には圧縮機によって提供された圧力に実質的に影響を及ぼさないことを意味する。
必須ではないが好ましくは、加圧デバイス47は、殺菌気体を内部環境11から第2の空間50の中に向けるために、内部環境11及び第2の空間50を少なくとも間接的に流体連結する、気体供給パイプ55を含む。具体的には、気体供給パイプ55は、第2の空間50と直接流体連結される。必須ではないが好ましくは、気体供給パイプ55は、ポンプデバイス53、具体的には回転機械、尚より具体的には圧縮機と少なくとも間接的に連結される。
より詳細には、気体供給パイプ55は、少なくとも主部56を含み、主部56は、使用時にチューブ3内に延在する。具体的には、主部56は主パイプ部32に平行に、必須ではないが好ましくは同軸に延在する。
示された具体例では、充填パイプ31は、少なくとも一部が気体供給パイプ55内に延在する。別法として、気体供給パイプ55は、少なくとも一部が充填パイプ31内に延在することが可能である。
より詳細には、少なくとも主パイプ部32は、少なくとも一部が主部56内に延在する。
具体的には、主パイプ部32の断面直径は、主部56の断面直径より小さい。
必須ではないが好ましくは、気体供給パイプ55及び充填パイプ31は、殺菌気体を第2の空間50の中に送り込むための環状導チューブ57を画定する/区切る。具体的には、環状導チューブ57は、気体供給パイプ55の内表面及び充填パイプ31の外表面によって区切られる。
換言すると使用時に、殺菌気体は、環状導チューブ57を通って第2の空間50の中に向けられる。
加圧デバイス47は、
-ポンプデバイス53、具体的には回転機械、尚より具体的には圧縮機及び気体供給パイプ55と直接流体連結する、気体導チューブ58と、
-内部環境11及びポンプデバイス53、具体的には回転機械、尚より具体的には圧縮機と直接流体連結する、気体導チューブ59も含む。
従って使用時に、殺菌気体は内部環境11から気体導チューブ59を通って引き出され、次いでポンプデバイス53、具体的には回転機械、尚より具体的には圧縮機によって加圧され(圧縮され)、次いで気体導チューブ58及び気体供給パイプ55を通って第2の空間50の中に向けられる。
必須ではないが好ましくは、区切り要素48は、充填パイプ31及び/又は気体供給パイプ55の少なくとも一部に取り外し可能に連結される。具体的には、区切り要素48は、充填パイプ31及び/又は気体供給パイプ55の少なくとも一部に浮動して(すなわち遊びを有して)連結される。具体的には、浮動してとは、区切り要素48が少なくとも軸M(及び軸L)に平行に、及び/又は横方向に(わずかに)動くように適合されることを意味する。換言すると、区切り要素48は、使用時に前進するチューブ3に平行に、及び/又は横方向に(わずかに)動くように適合される。
図1及び2に示された具体的な場合では、区切り要素48は、気体供給パイプ55に取り外し可能に連結される。
使用時にパッケージ装置1は、注入可能な製品で充填したパッケージ2を形成する。具体的には、パッケージ装置1は、ウェブ4から形成されたチューブ3からパッケージ2を形成し、チューブ3は注入可能な製品で連続して充填される。
より詳細には、パッケージ装置1の作動は、
-経路Pに沿ってウェブ4を前進させるための第1の前進ステップと、
-ウェブ4がチューブ3に形成され、チューブ3が長手方向に、具体的には継ぎ目部23に沿って密封される間のチューブ形成及び密封ステップと、
-チューブ3が経路Qに沿って前進される間の第2の前進ステップと、
-注入可能な製品がチューブ3の中に充填される間の充填ステップと、
-パッケージ2がチューブ3から、具体的にはチューブ3(のそれぞれの(下)部分)を形状し、チューブ3を横方向に密封して切断することによって形成される間のパッケージ形成ステップとを含む。
更に詳細には、チューブ形成及び密封ステップは、継ぎ目部23を形成するために第1の縁部16及び第2の縁部17を互いに徐々に重ねるサブステップ、並びにチューブ3、具体的には継ぎ目部23を長手方向に密封するサブステップを含む。
充填ステップは、注入可能な製品を充填パイプ31を通って第2の空間48の中に向けるサブステップを含む。
パッケージ形成ステップの間、パッケージ2は、チューブ形成及び密封ステップの後にチューブ3を受領するパッケージ形成ユニット15の作動によって形成される。具体的にはパッケージ形成ステップの間、作動アセンブリ35及び反作動アセンブリ36は、各々の搬送経路に沿って前進される。作動アセンブリ35及び各々の反作動アセンブリ36が各々の作動部に沿って前進する時、作動アセンブリ35及びそれぞれの反作動アセンブリ36は、パッケージ2を形成するように前進するチューブ3を形状し、横方向に密封し、必須ではないが好ましくは横方向に切断するために互いに協働する。パッケージ形成ステップの間、注入可能な製品は、充填されたパッケージ2を獲得するように、第2の空間50の中に連続して向けられる。
パッケージ装置1の作動は、殺菌気体、具体的には加圧された(圧縮された)殺菌気体が第2の空間50の中に向けられる、具体的には連続して向けられる間に加圧ステップも含む。
より詳細には加圧ステップの間、殺菌気体は、周囲圧力より5kPa~40kPa(0.05bar~0.40bar)、具体的には10kPa~30kPa(0.10bar~0.30bar)高い範囲の気体圧力を第2の空間50内で獲得するために、第2の空間50の中に向けられ、具体的には連続して向けられる。
具体的には、第2の空間50は、注入可能な製品及び加圧された殺菌気体を含有する。
必須ではないが好ましくは、加圧ステップの間、殺菌気体の漏れ流れは、第2の空間50から第1の空間49に確立される。具体的には殺菌気体は、第2の空間50から流体チャネル51を通って第1の空間49に流れる。
好ましい非限定実施形態によれば、加圧ステップの間、殺菌気体は、隔離室10から、具体的には内部環境11から引き出され、加圧され(圧縮され)、次いで第2の空間50の中に向けられ、具体的には連続して向けられる。
尚更に詳細には加圧ステップの間、ポンプデバイス53、具体的には回転機械、尚より具体的には圧縮機は、隔離室10から、具体的には内部環境11から殺菌気体を引き出し、殺菌気体を加圧し(圧縮し)、加圧された(圧縮された)気体を気体供給パイプ55を通って第2の空間50の中に向ける。
加圧ステップの間、ポンプデバイス53の作動パラメータは、ウェブ4の前進速度、及び/又はチューブ3の前進速度、及び/又は形成されるパッケージの型、及び/又は形状、及び/又は形成されるパッケージの容積の少なくとも1つの関数で制御ユニット54によって制御される。
より詳細には、制御ユニット54は、回転機械、具体的には圧縮機の回転速度をパッケージ材料のウェブの前進速度、及び/又はチューブの前進速度、及び/又は形成されるパッケージの型、及び/又は形状、及び/又は形成されるパッケージの容積の少なくとも1つの関数として制御する。
本発明によるパッケージ装置1の利点は、前記から明らかになろう。
具体的には区切り要素48は、高圧の第2の空間50及び低圧の第1の空間49を獲得することができる。第2の空間50内の加圧された殺菌気体は、パッケージ2を正確に形成するために必要な静水圧を獲得するために注入可能な製品の列の作用を置換する。これにより、延在部、具体的には隔離室10の垂直延在部を低減することができる。更に、区切り要素48の領域内でチューブ3及び/又は継ぎ目部23が崩れる稀な場合、最悪の場合に汚染された気体ではなく殺菌気体が、チューブ3及び/又は充填パイプ31及び/又は区切り要素48及び/又は気体供給パイプ55の内側に接触するはずであるように、区切り要素48を隔離室10内に配置することが(例えばパッケージ形成ユニット15内に配置されるのと対照的に)好都合である。
加えて静水圧は注入可能な製品の列ではなく殺菌気体によって獲得されるので、型を変える場合又は生産速度を変える場合に、パッケージ装置1に付与する必要がある修正作業は最小であり、静水圧が注入可能な製品の列を用いて獲得される装置に対するより、必要とする時間はかなり少ない。
更なる利点は、第2の空間50から第1の空間49への殺菌気体の漏れ流れに起因して、第2の空間50内の気体圧力を正確に制御できることにある。具体的には、第2の空間50から第1の空間49への殺菌気体の漏れ流れは、経時的に圧力の急勾配が進む危険性を低減することができる。
尚更なる利点は、流体チャネル51がチューブ3の内表面と区切り要素48との間の隙間によって提供されるように、区切り要素48の設計を提供することにある。このように区切り要素48とチューブ3の内表面との間に接触はない。従って区切り要素48は、チューブ3の内表面を損傷しない。同様に、破片粒子がパッケージ2に入る危険性は大幅に制限される。
尚更なる利点は、第2の空間50の中に向けられた殺菌気体が内部環境11から出るという事実にある。このように追加の殺菌気体源は必要なく、装置1の設計及び殺菌気体の流れの制御を単純化する。
しかし明らかに添付の特許請求の範囲に定義されたような保護の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載されたようなパッケージ装置1に変更がなされてもよい。
示されていない代替実施形態では、充填パイプ及び気体供給パイプは互いから離間し、且つ互いに平行に配置することができる。
示されていない更なる代替実施形態では、区切り要素は、使用時にチューブ3の内表面に当接するように設計することができ、区切り要素は、少なくとも1つの流体チャネルが第2の空間を第1の空間と流体連結させることができるために、1つ又は複数の孔を備えることができる。

Claims (16)

  1. 注入可能な製品で充填された複数の密封されたパッケージ(2)を形成するためのパッケージ装置(1)であって、
    -前進経路(P)に沿ってパッケージ材料のウェブ(4)を前進させるように適合された、搬送デバイス(7)と、
    -殺菌気体を含有する内部環境(11)を外部環境(12)から分離する、隔離室(10)と、
    -前記隔離室(10)内に少なくとも一部が配置され、使用時に前進するパッケージ材料のウェブ(4)からチューブ(3)を形成して長手方向に密封するように適合される、チューブ形成及び密封デバイス(13)であって、前記搬送デバイス(7)は、チューブ前進経路(Q)に沿って前記チューブ(3)を前進させるようにも適合される、チューブ形成及び密封デバイス(13)と、
    -使用時に前記チューブ(3)内に配置され、前記チューブ(3)を前記内部環境(11)と流体連結する第1の空間(49)と、前記チューブ前進経路(Q)に沿って前記第1の空間(49)の下流に配置される第2の空間(50)に分割するように設計された、区切り要素(48)と、
    前記チューブ(3)内に少なくとも一部が延在し、使用時に前記注入可能な製品を前記第2の空間(50)の中に向ける充填パイプ(31)を含む、充填デバイス(14)と、
    -前記第1の空間(49)内の気体圧力より高い気体圧力を前記第2の空間(50)内で獲得するために、使用時に殺菌気体の流れを前記チューブの前記第2の空間(50)の中に向けるように構成された、加圧デバイス(47)と、
    前記隔離室(10)の外部に設けられ、前記使用時に前進するチューブ(3)から前記パッケージ(2)を少なくとも形成して横方向に密封するように適合された、パッケージ形成ユニット(15)とを含み、
    前記区切り要素(48)は、前記隔離室(10)内に配置され
    前記隔離室(10)は、前記チューブ前進経路(Q)に沿って前記チューブ(3)が前進中に、前記チューブ(3)が前記隔離室(10)から出ることができるための出口開口(43)を含み、
    前記区切り要素(48)は、前記チューブ前進経路(Q)に沿って前記出口開口(43)の上流に配置され、
    前記充填パイプ(31)の先端は,前記チューブ前進経路(Q)に沿って前記出口開口(43)の下流に配置される、
    パッケージ装置(1)。
  2. 前記出口開口(43)は、前記隔離室(10)の下流端部の領域に配置され、
    前記出口開口(43)は、前記チューブ前進経路(Q)に沿って、前記区切り要素(48)と前記充填パイプの先端との間に位置する、請求項1に記載のパッケージ装置。
  3. 前記隔離室(10)は、前記使用時に前進するチューブ(3)と協働する前記出口開口(43)を使用時に密封するように構成された、密封アセンブリ(46)を含む、請求項1又は2に記載のパッケージ装置。
  4. 前記チューブ形成及び密封デバイス(13)は、長手方向密封部(23)を形成するために、前記パッケージ材料のウェブ(4)の第1の横方向縁部(19、20)と第2の横方向縁部(20、10)を重ねることにより、前記パッケージ材料のウェブ(4)を前記チューブ(3)に徐々に折り畳むように構成された、チューブ形成ユニット(22)を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のパッケージ装置。
  5. 前記区切り要素(48)は、前記第2の空間(50)を前記第1の空間(49)と流体連結させるため、及び使用時に前記第2の空間(50)から前記第1の空間(49)への殺菌気体の漏れ流れを可能にするために、使用時に少なくとも1つの流体チャネル(51)を提供するように設計される、請求項1~4のいずれか一項に記載のパッケージ装置。
  6. 前記流体チャネル(51)は環形状を有する、請求項5に記載のパッケージ装置。
  7. 使用時に前記流体チャネル(51)は、前記区切り要素(48)の外周部(52)、及び前記使用時に前進するチューブ(3)の前記内表面によって区切られる、請求項5又は6に記載のパッケージ装置。
  8. 前記加圧デバイス(47)は、前記第2の空間(50)内の気体圧力を実質的に一定に維持することにより、殺菌気体の流れを変えることができるように適合される、請求項1~7のいずれか一項に記載のパッケージ装置。
  9. 前記加圧デバイス(47)は、周囲圧力より5kPa~40kPa、特に10kPa~30kPa高い範囲に前記第2の空間(50)内の前記気体圧力を制御するように構成される、請求項1~8のいずれか一項に記載のパッケージ装置。
  10. 前記加圧デバイス(47)は、前記隔離室(10)の前記内部環境(11)に流体連結され、使用時に前記内部環境(11)内に存在する前記殺菌気体の少なくとも一部を前記チューブ(3)の前記第2の空間(50)の中に向けるように適合される、請求項1~9のいずれか一項に記載のパッケージ装置。
  11. 前記加圧デバイス(47)は、
    -少なくとも1つのポンプデバイス(53)と、
    -前記パッケージ材料のウェブの前進速度、及び/又は前記チューブの前進速度、及び/又は形成される前記パッケージの型、及び/又は形状、及び/又は形成される前記パッケージの容積の少なくとも1つの関数として、前記ポンプデバイス(47)の作動パラメータを制御するように適合された、少なくとも1つの制御ユニット(54)とを含む、請求項10に記載のパッケージ装置。
  12. 前記ポンプデバイス(53)は、回転機械、具体的には圧縮機であり、前記制御ユニット(54)は、少なくとも前記パッケージ材料のウェブの前進速度、又は前記チューブの前進速度、又は形成される前記パッケージの型若しくは形状、又は形成される前記パッケージの容積の関数として、前記回転機械の回転速度を制御するように適合される、請求項11に記載のパッケージ装置。
  13. 記加圧デバイス(47)は、前記殺菌気体を前記内部環境(11)から前記第2の空間(50)の中に向けるために、前記内部環境(11)及び前記第2の空間(50)と少なくとも間接的に流体連結する、気体供給パイプ(55)を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載のパッケージ装置。
  14. 前記気体供給パイプ(55)の少なくとも一部及び前記充填パイプ(31)の少なくとも一部は、互いに同軸に配置される、請求項13に記載のパッケージ装置。
  15. 前記区切り要素(48)は、前記充填パイプ(31)及び/又は気体供給チューブ(55)の少なくとも一部に連結される、請求項13又は14に記載のパッケージ装置。
  16. 前記区切り要素(48)は、前記使用時に前進するチューブ(3)に平行な方向に沿って動くように適合される、請求項1~15のいずれか一項に記載のパッケージ装置。
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