JPH09165002A - 液状物の充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単位時間当たりの充填処理量を低下させる事な
しに液状物特に低粘性液状物の容器内充填を安定確実に
行うことが出来る充填方法を提供する。 【解決手段】液状物を充填ノズルの下端部の吐出孔を通
じて容器内に層状且つ落下傘状に充填するに際し、液面
上方よりの１次充填操作により上記吐出孔を液中に没入
させるに必要な液面高さを得、次に液面下方よりの２次
充填により液面下の吐出孔を通じ残る容器内スペースの
充填を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液状物、特に低粘性
液状物の充填に適用して有用な充填方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に、液状物の容器内充填は、実
開昭５８−１８０１９６号、同６１−１１０５９９号、
実開平２−２３３９９号、特開平４−３５２６０２号等
にみられるような液体定量充填機を適用して行われてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】液状物が高粘性の場合
は液の飛散や吹き上がりがあまりないので、液飛散防止
対策は特に必要としないが、低粘性の場合には液の吹き
上がりや飛散がかなり激しいので液飛散防止対策をとら
ないと液が容器の外面や密封接着部分に飛散付着し、容
器の汚染や密封不良を招くことになる。

【０００４】低粘性液状物の飛散防止対策として、例え
ば特開昭６２−１４２８７９号公報に記載されている吐
出速度可変な自動充填装置を適用し、特に液飛散の多い
充填初期操作時並びに終期操作時の充填速度を遅くする
ことが考えられる。このようにすれば充填初期操作時の
空気の巻き込みと、充填終期操作時の液の吹き上げや飛
び散り飛び跳ねを防止することが可能になるが、充填初
期並びに充填終期操作時の充填速度をかなり遅くしない
とあまり効果がないので、単位時間当たりの充填処理能
力が犠牲になるという問題点があった。

【０００５】また、液の飛び跳ね、飛び散り防止を目的
として例えば特開平６−９９９３７号に記載の装置が提
案されている。この装置によれば充填ノズル口を充填物
の液面に接近させた状態で液の充填操作を行うことが出
来るので、液の飛び跳ね飛び散りをある程度防止きる
が、液面上方よりの液充填であるので多少の液の飛び跳
ね飛び散り並びに吹き上げは避けられず液飛散防止効果
は未だ十分でなかった。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点を一掃す
ることを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決するべく鋭意研究を重ねた結果、液状物特に低粘性
液状物を液面より下方位置で層状且つ落下傘状とりわけ
容器の側壁に対し射入可能な角度で充填供給するとき
は、全充填操作の内、特に充填中期操作時における充填
速度の高速度化が可能なことを見い出し、ここに本発明
を完成し得るに至ったものである。

【０００８】即ち、本発明は、液状物を充填ノズルの下
端部の吐出孔を通じて容器内に層状且つ落下傘状に充填
するに際し、最初に、液面上方よりの１次充填操作によ
り上記吐出孔を液中に没入させるに必要な液面高さを
得、その後に、液面下方よりの２次充填操作により液面
下の吐出孔を通じ残る容器内スペースの充填を行うこと
を特徴とする液状物の充填方法に係る。

【０００９】本発明充填方法は、特に低粘性液状物、例
えばトマトソース、ミネストローネ、マリナラソース、
ハンバーグソースなど粘度が０〜２００ｃｐｓ（２５℃
での測定値）の低粘性液状物の充填に適用して有用であ
る。また、充填対象の容器としては、１号缶（ＪＩＳ規
格）、２号缶（ＪＩＳ規格）、スタンディング・パウチ
などの金属缶、その他カップ状の容器等を例示できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明充填方法を低粘性液
状物の充填に適用した場合の本発明１実施形態を添付図
面にもとずき説明すると次の通りである。

【００１１】本発明充填方法の実施に際しては、低粘性
液状物の層状且落下傘状の供給充填が可能なノズル装置
Ａを備えた液充填機が適用される。

【００１２】図１〜４に示されたノズル装置Ａは、縦方
向に延出する外筒１を備え、該外筒１内には充填ノズル
２が図１に示す上昇位置から図２に示す降下位置までの
間、摺動移動できるように挿装され、該ノズル２の下部
細径部２ａは外筒１の下端より下方へ突出している。
又、降下位置にあるときは下部細径部２ａの上端に連成
している段部２ｂが外筒１の下端のストッパー１ａに係
止し、それ以上の降下を防止している。

【００１３】充填ノズル２は上部の外周部に周溝３を備
え、該周溝３は通孔４を介しノズル２内に連通してい
る。

【００１４】周溝３は充填ノズル２が図１に示すように
上昇位置にあるときは、外管１に付設されている液供給
管５の供給口６と不一致の位置を占め、従って充填ノズ
ル２内は該ノズル２の側壁を介し供給口６から隔離され
るので、ノズル２内への液の供給は行われない。一方、
図２に示すように降下位置にあるときは、周溝３と供給
口６との位置が一致し、従ってノズル２内は通孔４及び
周溝３を介し供給口６に連通し、液の供給態勢が整う。

【００１５】充填ノズル２内には弁棒７が該ノズル２と
の間に充填通路８を形成するように挿装され、該弁棒７
の下端には上記ノズル２下端の吐出口９を開閉するため
の弁体１０が備えられている。

【００１６】弁棒７は上部が大径で充填ノズル２より上
方へ突出し、この突出部７ａに巻装されたコイルバネ１
１により上記ノズル２と一体移動可能に結合されてい
る。

【００１７】弁棒７は駆動装置例えばシリンダ１２の作
動をして外筒１に対し上下方向に移動自在であって、図
２に示すように充填ノズル２の下部の段部２ｂが外筒１
の下端のストッパ１ａに係止するまでは該ノズル２と一
体移動するが、その後は充填ノズル２を残した状態のま
まで更に下方へ移動し、この下方への移動で弁体１０は
ノズル２の下端より外れ、図２に示すように吐出孔９を
解放する。一方、大径の突出部７ａはその下端部が上記
ノズル２の上端部内に進入し充填通路８の上端を密封す
る。

【００１８】弁体１０は円錐形状を呈し、従って解放状
態においては吐出孔９は斜め下向きに開口され、よって
液状物を吐出孔９から図２に示すように層状且つ斜め下
向きに従って落下傘状に噴入することが可能になる。吐
出口９からの液の噴入角度は少なくとも４５°、好まし
くは５０°〜７０°程度の範囲内から適宜選択される。
噴入角度が４５°に達しない場合は２次充填操作の開始
時の容器側壁に対する液の射入が困難となる場合があ
り、又７０°を超えると充填抵抗が過大となるので、い
ずれも好ましくない。

【００１９】液状物の充填供給は吐出速度可変の自動充
填装置（図示せず）を適用して行われ、このような装置
として例えば特開昭６２−１４２８７９号公報から公知
のロータリーポンプ式自動充填装置を適用できる。

【００２０】本発明充填方法の実施に際しては、充填ノ
ズル装置Ａの全体が図１に示す非作動位置から図２に示
すように容器１４の底部に近い第一作動位置まで駆動装
置（図示せず）の作動をして昇降ロッド１３を介し降下
される。

【００２１】次に第一作動位置を保持した状態のまま
で、駆動装置１２の作動をして弁棒７を充填ノズル２と
ともに降下させ、該ノズル２内の充填通路８を通孔４並
びに周溝３を介し液供給管５の供給口５に接続させると
共に、弁棒７は上記ノズル２を降下位置に残した状態の
ままで弁体１０と共に更に降下させ吐出口９を開く。

【００２２】而してこの状態で図外の自動充填装置の作
動をして低粘性液状物の１次充填操作を開始すると、該
液状物は図２に示すように弁体１０の円錐形状にもとづ
き層状且つ落下傘状に容器１４内に噴入充填される。

【００２３】１次充填操作により容器１４の高さの１／
１０〜５／１０、好ましくは１／１０〜２／１０までの
液充填を行い、これにより、図２に示すように、吐出口
９を液中に没入させることが可能な液面高さが得られ
る。

【００２４】容器１４内への噴入充填は容器１４の底部
に近い位置で且つ落下傘状したがって斜め下向きに行わ
れるので、液状物の容器１４底面からの跳び散りは真下
に噴入する場合に比べ抑制される。しかしながら１次充
填操作は液面上方よりの液充填となり条件的に液飛散を
生じ易いので、液の充填速度は２号缶の場合において低
速例えば５０〜２００ml／秒、好ましくは１００ｍｌ／
秒程度に設定し、出来る限り空気の巻き込み並びに液飛
散を抑制することが必要である。

【００２５】１次充填操作において、液面が容器１４の
２／１０程度の高さに至った後は、液面上方よりの液充
填であっても該液面が液飛散を抑制するクッションとし
て機能するので、２／１０以上の高さ例えば２／１０〜
５／１０の領域を液面上方から液充填する場合には充填
速度を、例えば７００〜８００ｍｌ／秒程度まで速めて
もよい。１次充填操作は出来るだけ液面に近い位置で行
うことが望ましい。

【００２６】図３に示すように、吐出口９を液中に没入
した状態で２次充填操作が開始される。２次充填操作は
液面より下方で液状物の充填供給が行われるので、空気
の巻き込みが無くなることに加え液面での衝突による液
飛散もなくなる。しかも 落下傘状の供給であるので、
液は容器１４の側壁に向かい該側壁に到達した後は側壁
に沿って底部に向かうので吹き上がり原因となる乱流を
抑制できる。

【００２７】而して、２次充填操作の前期においては、
容器１４の上部に後期充填操作時の充填分、例えば容器
高さの１／１０〜２／１０に相当する充填スペースを残
している限り、充填速度を高速例えば２号缶の場合にお
いて７００〜８００ml／秒程度の高速にしても容器１４
外への液の流出や飛散は生じることはない。

【００２８】２次充填の前期充填操作を終えた後は、吐
出口９を液中に没入させた状態のままで２次充填の後期
操作が低速、例えば５０〜２００ｍｌ／秒、好ましくは
５０〜１００ｍｌ／秒程度の充填速度のもとに開始され
る。

【００２９】１次充填操作で得られる液面高さが例えば
容器高さの１／１０〜２／１０と比較的低い場合には２
次充填の前期操作を高速で開始すると液面の荒れが激し
くなる恐れがあるので、液面高さが容器の３／１０程度
の高さに至るまでは比較的低速例えば１次充填速度をそ
のまま継続してもよい。

【００３０】２次充填後期操作時には、容器１４の上部
には容器高さの１／１０〜２／１０程度の充填スペース
が残っているにすぎず、しかも該スペースは充填の進行
につれ斬進的に減少して行くが、液中での容器側壁に向
かう斜め下向き充填と低速充填とにより容器外への液流
出や飛散の恐れなしに最後まで安定確実に液充填を行う
ことが可能になる。

【００３１】充填後期操作は図３に示すようにノズル装
置Ａを第二作動位置まで上昇させた状態で行うようにし
てもよい。又２次充填操作中、ノズル装置Ａを液充填の
進行につれて第一作動位置より第２作動位置に向けて移
動させてもよい。尚、液の充填速度として２号缶につい
て述べたが、充填速度は２号缶の充填速度を基準にし
て、充填対象容器の全容量との比で適宜決定すればよ
い。

【００３２】

【実施例】以下に本発明充填法に従い、ミネストローネ
・スープ（１２０ｃｐｓ）を２号缶に充填した場合の結
果を、比較例１〜３と比較して示すと表１の通りであ
る。

【００３３】

【表１】

【００３４】尚、表中、ノズル吐出部のうち錐形の噴射
角度は全て５０°に設定した。また、充填速度の定速と
は、操作の全体を通じて２５０ｍｌ／秒に設定した場合
を、又変速とは全重填量の内、１次充填操作により１０
％を充填速度１００ｍｌ／秒で、２次充填前期操作によ
り７０％を充填速度７８０ｍｌ／秒で、また充填後期操
作により残る２０％を充填速度８０ｍｌ／秒で行った場
合をいう。また、充填位置の液中とは充填操作の全体を
通じて吐出口９が容器の２／１０の高さの位置に於いて
充填した場合を、また、液面の上とは、充填操作の全体
を通じて常に吐出口９が液面のすぐ上になるように調整
をしながら充填した場合をいう。

【００３５】表１から明らかなように本発明によれば、
比較例３のように単位時間当たりの充填処理量をなんら
犠牲にする事なしに液の吹きこぼれ及び飛散を防止でき
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば液状物の充填を作業能率
よくしかも安定確実に行うことが可能となり、特に低粘
性液状物の充填に適用して有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明充填方法の充填操作開始直前の状況を概
略的に示す説明図である。

【図２】同、１次充填操作時の状況を概略的に示す説明
図である。

【図３】同、２次充填操作時の状況を概略的に示す説明
図である。

【符号の説明】

１…外管 ２…充填ノズル ３…周溝 ４…通孔 ５…液供給管 ６…供給口 ７…弁棒 ８…充填通路 ９…吐出口 １０…弁体 １１…コイルバネ １２…駆動装置 １３…昇降ロッド １４…容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皆川 光政 茨城県東茨城郡美野里町羽鳥坂境2652番地 カゴメ株式会社茨城工場内 (72)発明者 加藤 智康 茨城県東茨城郡美野里町羽鳥坂境2652番地 カゴメ株式会社茨城工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液状物を充填ノズルの下端部の吐出孔を通
   じて容器内に層状且つ落下傘状に充填するに際し、最初
   に、液面上方よりの１次充填操作により上記吐出孔を液
   中に没入させるに必要な液面高さを得、その後に、液面
   下方よりの２次充填操作により液面下の吐出孔を通じ残
   る容器内スペースの充填を行うことを特徴とする液状物
   の充填方法。
2. 【請求項２】低粘性液状物の充填に適用することを特徴
   とする請求項１記載の充填方法。
3. 【請求項３】１次充填操作により液状物を容器の１／１
   ０〜５／１０の高さの位置まで充填することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の充填方法。
4. 【請求項４】２次充填操作時における液状物の層状且つ
   落下傘状充填時の充填角度が容器側壁に対し射入可能な
   角度範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載の充填方法。
5. 【請求項５】容器側壁への射入角度が４５°以上に設定
   されていることを特徴とする請求項４記載の充填方法。
6. 【請求項６】２号缶の液充填を基準にして、１次充填操
   作のうち少なくとも容器の１／１０〜２／１０高さまで
   の充填操作時の充填速度を５０〜２００ｍｌ／秒、また
   ２次充填操作のうち容器の１／１０〜２／１０高さに相
   当する後期充填を除いた２次充填前期操作時の充填速度
   を７００〜８００ｍｌ／秒、２次充填後期操作時の充填
   速度を５０〜１００ｍｌ／秒に、それぞれ設定すること
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の充填方
   法。