JPH04500651A - 変形可能な容器の充填および密封方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容器に製品を充填し、密閉する方法に関し、さらに詳しくは、密閉材 の一体性を維持し、容器内の空間を事実上無くした包装物の製造方法に関する。

容器を充填し、密閉するための先行技術の方法は、容器の密封区域が製品により 汚染され、密封が不完全になり、洩れを生じない様にするための、著しい「ヘッ ドスペース」を必要とする。

このヘッドスペース内の気体があるために、温度変化の際に、密閉材が壊れたり 、容器が変形、破損しない様に、容器内の圧力を正確に調整するのが困難なので 、殺菌可能な容器の開発が妨げられている。ヘッドスペース内の気体が空気であ る場合、酸素に対して敏感な製品が損なわれる原因となる。

また、このヘッドスペースは、容器が部分的に充填されている様な外観を呈し、 消費者に好ましくない印象を与える。

その上、ヘッドスペースがあると、輸送中に製品が移動し、蓋の材料に応力がか かり、蓋が壊れたり、製品が損傷を受けることもある。

伸長性の蓋材料からなる隔壁を使用して容器を密閉し、この隔壁が変形してヘッ ドスペースを排除する方法が公知である。しかし、この伸長性の蓋材料は、一般 的にとがったもので刺した時に穴があき易いので、製品の品質管理を良くするた めには二次的な保護が必要になる。

発明の目的 本発明の一般的な目的は、容器に製品を充填し、密閉するための改良された方法 を提供することである。

また、本発明の他の目的は、蓋の密閉性を保ち、製品の移動を起こす容器内の空 間を無くした、包装物を製造するための方法を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、容器本体を密閉するために密閉材に加えて隔壁やた わみ性の蓋を使用する必要がない、容器の充填および密閉方法を提供することで ある。

本発明の別の目的は、密閉区域の汚染を少なくするだけでなく、商品価値をも高 める、容器の充填および密閉方法を提供することである。

本発明の他の目的は、容器の充填容積をその容器の最初の容積よりも小さくし、 それによって製品を密封区域から隔離し、密封区域゛の汚染を防ぐことができる 、変形可能な容器の充填および密閉方法を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、調理時間を短くすることができる加熱加工できる容 器を提供することである。

本発明の他の目的および長所は、以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明す るが、図中で同じ番号は幾つかの図面において同じ部品を示すものとする。

発明の概要 本発明は、容器に製品を充填し密閉する方法に関し、さらに詳しくは、密閉材と 蓋との一体性を維持し、製品の移動を起こすことがある容器内の空間を無くした 、殺菌した包装物の製造方法に関する。

本発明の容器は、底部が変形可能な、または引き出し可能な挿入物を有【７、曲 率半径に対する壁強度の比率が正確で、底部が上または下側のどちらかの位置で 安定する様に設計されている。容器全体は半剛性材料からなるので、底部は伸長 可能な隔壁ではない。熱可塑性樹脂フィルム、薄いアルミニウムまたは鋼を使用 することにより、容器を先の尖ったもので穴を開は難くし、取扱いおよび輸送中 の損傷を防ぐことができる。

実際の作業では、充填する製品が密閉表面よりも下に落ちる様に、底部をその下 側位置にして容器を充填する。この様にして、製品を密閉表面に押し出さずに蓋 を置くための十分なヘッドスペースが得られる。次いで、會の縁部を容器の縁部 に隣接して配置する。この充填した容器および蓋を、容器の密閉表面をアンビル 上に支えたまま、真空室内に運ぶ。次いで、真空室内の気体を排出する。この位 置で、密閉ヘッドは、容器の上の、引き上げた位置にある。

この工程で、容器内のヘッドスペースの気体圧が真空室内の気圧まで下がる。望 ましい真空水準に達したら、密閉ヘッドを下降させ、蓋を容器に密閉する。続い て、室を大気圧に戻すと、底部が反転し、製品を上方に移動させ、容器内のヘッ ドスペースつまり空間を充填する。

この、容器を充填し密封する方法により、充填容積を最初の容器容積よりも小さ くし、それによって製品を密閉区域から隔離し、密封区域の汚染を防ぐことがで きる。その上、この方法により、製品の移動を引き起こすことがある容器内の空 間を無くすことができる。

図面の簡単な説明 以下に記載する詳細な説明は、実施例として記載するものであって、本発明を特 定の実施形態に限定するものではなく、添付の図面を参照すると最も理解しやす い。

第１図は、本発明の容器の好ましい実施形態の全体図、第２図は、第１図の線２ −２に沿って見た、底部がその下側位置にある容器の断面図、 第３図は、第１図の線２−２に沿って見た、底部がその中間位置にある容器の断 面図、 第４図は、第１図の線２−２に沿って見た、底部がその上側位置にある容器の断 面図、 第５図〜第９図は、変形可能な容器の好ましい充填および密閉方法を示す。

好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は、容器に製品を充填し、密閉する方法に関し、さらに詳しくは、密閉材 と蓋との一体性を維持し、製品の移動を起こすことがある容器内の空間を無くし た、寿命の長い包装物を製造する方法に関する。第１図に、容器１０の好ましい 実施形態を示す。本体ｌＯは、形状を本質的に変えることができるたわみ性の挿 入物１４を有する底部１２を有する。円形応力が容器基部の周に沿って張力をか けるので、好ましい実施形態では、この容器は「２つの状態で安定している」、 すなわちこの底部は容器の上および下側位置で固定される。底部は、挿入物１４ と容器の側縁部１８との間に変形可能な円形ウェビング１６を含む。これらの堅 い側縁部１８は、そこから外側に向かって伸びる上部フランジ２０を支えている 。この上部フランジ２０は、縁曲げした、突き出した縁部２４まで伸びている密 閉表面２２を含む。

第２図に最も分かり易く示す様に、容器本体は、密閉表面２２と突き出した縁部 ２４との間に形成された溝２７の中で、容器に対して密閉される蓋２６を受け入 れ、保持できる様になっている。この蓋は、先の尖った物で穴を開は難いプラス チック材料で形成するのが好ましいが、先の尖ったもので穴が本質的に開き難い 補強紙の様な非プラスチック材料を含む、どの様な材料でも使用できる。力Ａ（ 第２図参照）が底部１２を上に移動させると、底部の外側縁部、つまり円形部材 １６が引き伸ばされる。第３図に示す様に、変形可能な底部の中間位置において 、本体の縁部における曲りが、本体ｌＯをその本来の形状に戻そうとする応力を 引き起こす。

容器底部に力Ａをかけると、底部が反転し、逆Ｕ字形になる（第４図参照）。こ の角度αは、円形部材１６の円形応力が底部の回りの曲げ応力に逆らう程減少す る。

この設計により、底部は上または下側位置のどちらかで安定するので、底部は２ つの状態で安定する。容器全体は半剛性材料からなるので、底部は伸長可能な隔 壁ではない。

したがって、底部１２はどちらかの位置で、底部１２の外径１６の円形応力によ り安定して保持される。

本発明の変形可能な容器のもう一つの好ましい実施形態では、容器本体が、形全 体を変えることができる、変形可能な底部を有することができる。この構造では 、底部は１６（第１図参照）の様な円形部材を含まない。ごの好ましい実施形態 の本体も、側面から外側に向かって伸びる上側フランジを支える半剛性側方部材 を含む。上側フランジは、縁部まで伸びている密閉表面を含む。容器底部にかか る力Ａが底部を上方に移動させ、それによって底部の外側縁部を引き伸ばす。中 間段階では、底部が反転する際に、容器の側壁が外側に向かって押される。縁部 の曲りが容器をその本来の形状に戻すための応力を引き起こす。底部がその最終 的な上側位置に来ると、側縁部に沿った円形応力がこの曲げ応力に逆らい、底部 を上側位置に安定して保持する。

これらの、および他の実施形態では、容器は底部を上側または下側にして製造す ることができるが、ただし、底部の外径により生じる円形応力が元に戻ろうとす る応力に逆らうことかでき、底部をその製造位置と反対側の位置に安定して保持 できる必要がある。

これらの変形可能な容器を充填し、密閉するための好ましい方法を第５図〜第９ 図に示す。ここで、第５図に関して、容器本体ＩＯの密閉表面２２は、アンビル ３０の支持アーム２８上に取り付けである。容器本体１０のキャビティ３２に、 充填装置３６から製品３４を充填する。この充填製品は、自然に特殊な形状を造 らない様に十分な流動性があり、蓋を取り付けた容器の空間を充填する様な製品 である。この配置では、容器は充填され、底部１２の挿入物１４はその下側位置 にある。製品を最初に容器に充填した状態では、まだ、充填製品の上部を密閉表 面に押し出すことなく、蓋をのせることができるだけの十分なヘッドスペースが ある（第６図参照）。

次に、第７図に関して、アンビル３０上に支えた充填容器および蓋を真空室３８ に移す。容器および蓋を最初に真空室に移した時は、密閉ヘッド４０は、真空室 内でアンビル３０のすぐ上の引き上げた位置にある。この位置で、真空室８８内 の気体は多数の出口４２ａ　ｂおよびＣを通して排出される。

排出力により、蓋２Ｂと容器本体ｌＯの密閉表面２２との間に開口部４４が形成 され、その結果、容器内ヘッドスペースの空気圧は真空室の空気圧まで下がる。

室３８内が望ましい真空水準に達し、気体が出口４２ａ　ＳｂおよびＣを通して 排出されたら、密閉ヘッド４０を下降させ、第８図に示す様に１Ｅ２Ｂを容器本 体１０の密閉表面２２に密閉する。この好ましい実施形態では、蓋を容器本体１ ０の密閉表面２２に熱密封できる方法を開示しているが、他の密封方法も使用で きる。他の密封方法には、誘導密封、回転溶接、冷間密封、超音波密封あるいは 縫合わせがある。密閉ヘッド４０の縁部４６が蓋２６の外側縁部４８に圧力をか け、外側縁部４８が容器本体ＩＯの密閉表面２２に正確に一致させる（第８図参 照）。この密閉作業の間、真空を維持する。

第９図に示す様に、容器を真空室から取り出し、容器を大気圧に戻す。その結果 、底部１２の変形可能な挿入物１４が上に向かって反転し、製品３４を矢印Ｂの 方向に押し付け、ヘッドスペースおよび空間５０を充填する。容器内の湿った、 または乾燥した製品は十分に流動性があり、空間に移動するものでなければなら ない。容器を大気圧に戻した時に製品は空間５０に押し込まれるので、消費者に 対する製品の商品価値が改良される。その結果、その様な変形可能な容器の充填 および密閉の方法により、充填容積が初期の容器容積よりも小さくなり、製品を 密閉区域から隔離し、密閉区域の汚染を防ぐ。この方法により、製品の移動を起 こすことがある容器内の空間も無くなる。

本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の精神および請求の範囲から逸 れることなく、各種の変形および修正が可能である。例えば、第２図、第３図お よび第８図に示す様な力Ａは、容器を真空状態から大気圧に戻すことにより、あ るいは機械的に押すことにより引き起こすことができる。さらに、容器本体は２ つの状態で安定している、すなわちその容器は、変形可能な挿入物が上あるいは 下側の位置にある状態で安定しているのが好ましい。しかし、その容器が２つの 状態で安定していなければ、変形可能な底部は、真空により、あるいは部分的な 真空により容器内に保持されない限り下側位置に止まるので、作業者は、充填作 業中に十分な真空がかかっていないのを発見することができる。その様な場合、 その製品は不良品として排除すべきである。

さらに、この方法は、容器に高温の製品を充填するための重要な方法である、第 １０図および第１１図に示す蒸気噴流にも使用できる。蒸気噴流がない時は、こ の工程中で維持する真空により、高温の製品が煮沸される。次に、この蒸気噴流 工程により、蓋を密閉する直前に、蒸気管５Ｂから出る蒸気５４によりヘッドス ペースの気体５２（第１０図参照）を洗い流すことにより容器の排気を行う。蒸 気は、排出管５８を通してヘッドスペースから外へ出る。蒸気噴流が行われてい る間、容器６２の蓋６０は、型保持装置６４により容器６２の上に保持される。

前の好ましい実施形態と同様に、容器の密閉表面６６は、アンビル７０の支持ア ーム６８の上に支えている。さらに、密閉ヘッド７４は、容器の密閉表面上の、 その引き上げた位置にある。

ヘッドスペースの気体が蒸気噴流により洗い流された後、密閉ヘッドを下降させ 、蓋を容器本体の密閉表面に密封する（第１１図参照）。この蒸気は冷却により 凝縮して水になり、容器のヘッドスペース内を真空にする。そこで、第９図と同 様に、容器に大気圧がかかり、容器底部をその上側位置に反転させ、それによっ て製品を蓋と密着させ、製品と蓋との間のヘッドスペースを減少させる。

蒸気噴流の場合は、底部が上側位置でのみ安定している容器を使用することがで きる。この底部は、充填および密閉の際、真空吸引カップにより下方に保持し、 次いで解除し、蒸気噴流により生じた真空により本来の安定した位置に反転させ ることができる。この上側位置で安定なドーム状底部を備えた容器は真空室に使 用することもできようが、その場合、容器の底部を下方に変形させるために、機 械的なつかみ装置を容器底部から伸びる適当な取り付は部材と組み合わせること ができる。

請求項は、上記の、並びに各種の他の変形および修正を含むものとする。

Ｆ　Ｉ　Ｇ、７ ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１ 国際調査報告 −一−−＾紳に峠闘−ＰＣＴ／υ５８９１０３９８フ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．気体環境にさらされる容器に製品を充填し、密閉するための方法において、 底部の形状が変化し得る容器に製品を、その容器容積より少ないが、充填容積に 等しい容積の水準であって、ヘッドスペース開口部を限定する様な水準まで充填 する工程、その容器を真空環境室に置く工程、蓋で該容器を密閉する工程、容器 から真空環境を除去し、容器を大気圧に戻し、容器の底部を反転させ、それによ って製品を蓋に密着させ、製品と蓋との間のヘッドスペースを減少させる工程か ら成ることを特徴とする方法。
2. ２．密閉工程を、容器の密閉表面で、容器本体上に蓋を密封することにより達成 することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．蓋を容器の密閉表面および縁部に隣接して配置してからヘッドスペースを無 くすことを特徴とする請求項２記載の方法。
4. ４．蓋が、先の尖ったもので穴を開け難い非プラスチック料からなることを特徴 とする請求項１記載の方法。
5. ５．蓋が、先の尖ったもので穴を開け難いプラスチック材料からなることを特徴 とする請求項１記載の方法。
6. ６．前記容器の、前記縁部および密閉表面により形成される溝により蓋を支持す ることを特徴とする請求項１記載の方法。
7. ７．さらに、特定の自然形状にならない様に、十分な液体性または流動性を示す 製品充填を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
8. ８．さらに、容器内のヘッドスペースの気体圧が真空室の圧力まで低下する様に 、真空室内および容器内の気体を排出することを特徴とする請求項１記載の方法 。
9. ９．さらに、容器を真空室内で密閉ヘッドの下に配置することを特徴とする請求 項１記載の方法。
10. １０．さらに、望ましい真空水準に達した時に、密閉ヘッドが前記蓋上に突き当 たり、前記蓋で容器の密閉表面を密封するように、真空室内で密閉ヘッドを下降 させることを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
11. １１．室を大気圧に戻した時に、変形可能な部分を機械的に押すことによって内 側に反転させ、製品をヘッドスペース空間に充填することを特徴とする請求項１ 記載の方法。
12. １２．さらに、前記容器の前記密閉表面を、真空環境内で、アンビルの案内縁部 に沿って支持することを特徴とする請求項１記載の方法。
13. １３．気体環境にさらされる容器に製品を充填し、密閉するための方法において 、 底部の形状が変化し得る容器に製品を、その容器容積より少ないが、充填容積に 等しい容積の水準であって、ヘッドスペース開口部を限定する様な水準まで充填 する工程、 蓋を該容器の密閉表面および縁部に隣接して配置する工程、 その容器を真空環境室内の密閉ヘッドの下に置く工程、前記容器の密閉表面を、 該真空室内で、アンビルの案内像部に沿って支持する工程、 容器内のヘッドスペースの気体圧が真空室の圧力まで低下する様に、真空室内お よび容器内の気体を排出する工程、 望ましい真空水準に達した時に、真空室内で密閉ヘッドが下降し、密閉ヘッドが 該蓋で該容器の密閉表面を密封する工程、 該容器から真空環境を除去し、容器を大気圧に戻し、容器の底部を反転させ、そ れによって製品を蓋に密着させ、製品と蓋との間のヘッドスペースを減少させる 工程から成ることを特徴とする方法。
14. １４．気体環境にさらされ、製品を保持する容器において、該容器を、底部の形 状が変化し得る容器に、その容器容積より少ないが、充填容積に等しい容積の製 品を、ヘッドスペース開口部を限定する様な水準まで充填する工程、 その容器を真空環境室に置く工程、 蓋で該容器を密閉する工程、 容器から真空環境を除去し、容器を大気圧に戻し、容器の底部を反転させ、それ によって製品を蓋に密着させ、製品と蓋との間のヘッドスペースを減少させる工 程からなる方法によって製造されることを特徴とする容器。
15. １５．気体環境にさらされ、製品を保持する容器において、該容器を 底部の形状が変化し得る容器に、その容器容積より少ないが、充填容積に等しい 容積の製品を、ヘッドスペース開口部を限定する様な水準まで充填する工程、蓋 を容器の密閉表面および縁部に隣接して配置する工程、 その容器を真空環境室内の密閉ヘッドの下に置く工程、前記容器の密閉表面を、 真空環境内で、アンビルの案内縁部に沿って支持する工程、 該容器内のヘッドスペースの気体圧が該真空室の圧力まで低下する様に、該真空 室内および容器内の気体を排出する工程、 望ましい真空水準に達した時に、真空室内で密閉ヘッドが下降し、密閉ヘッドが 該蓋で該容器の該密閉表面を密封する工程、 容器から真空環境を除去し、容器を大気圧に戻し、容器の底部を反転させ、それ によって製品を蓋に密着させ、製品と蓋との間のヘッドスペースを減少させる工 程からなる方法により製造されることを特徴とする容器。
16. １６．気体環境にさらされ、上側および下側位置の間で変形し得る底部を有する 容器に製品を充填し、密閉するための方法において、 底部が下側位置にある容器に、その容器容積より少ないが、充填容積に等しい容 積の製品を、ヘッドスペース開口部を限定する様な水準まで充填する工程、ヘッ ドスペースの気体を蒸気で洗い流す工程、蓋で該容器を密閉する工程、 ヘッドスペースを冷却して蒸気を水に凝縮させ、ヘッドスペース内を真空にする 工程、 容器を大気圧に戻し、容器の底部を反転させ、それによって製品を蓋に密着させ 、製品と蓋との間のヘッドスペースを減少させる工程から成ることを特徴とする 方法。
17. １７．気体環境にさらされる、上側および下側位置の間で変形し得る底部を有す る容器に製品を充填し、密閉するための方法において、 底部が下側位置にある容器に、その容器容積より少ないが、充填容積に等しい容 積の製品を、ヘッドスペース開口部を限定する様な水準まで充填する工程、底部 を、その下側位置に真空吸引カップで保持する工程、 蓋を容器の密閉表面に隣接して配置する工程、容器を蒸気で洗い流す位置に設置 する工程、ヘッドスペースの気体を蒸気で洗い流す工程、その容器を密閉ヘッド の下に置く工程、前記容器の密閉表面を、アンビルの案内縁部に沿って支持する 工程、 密閉ヘッドが下降し、密閉ヘッドが蓋で該容器の該密閉表面を密封する工程、 ヘッドスペースを冷却して蒸気を水に凝縮させ、ヘッドスペース内を真空にする 工程、 底部をその下側位置に真空吸引カップで保持する工程、容器の底部から真空吸引 カップを外し、容器を大気圧に戻し、底部をその上側の安定した位置に反転させ 、それによって製品を蓋に密着させ、製品と蓋との間のヘッドスペースを減少さ せる工程から成ることを特徴とする方法。
18. １８．気体環境にさらされ、上側および下側位置の間で変形し得る底部を有し、 製品を保持する容器において、底部が下側位置にある容器に、その容器容積より 少ないが、充填容積に等しい容積の製品を、ヘッドスペース開口部を限定する様 な水準まで充填する工程、ヘッドスペースの気体を蒸気で洗い流す工程、該蓋で 該容器を密封する工程、 ヘッドスペースを冷却して蒸気を水に凝縮させ、ヘッドスペース内を真空にする 工程、 底部をその下側位置に真空吸引カップで保持する工程、容器の底部から真空吸引 カップを外し、容器を大気圧に戻し、底部をその上側の安定した位置に反転させ 、それによって製品を蓋に密着させ、製品と蓋との間のヘッドスペースを減少さ せる工程により製造されることを特徴とする容器。