JPH10218288A - 容器内の不活性ガス置換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容器１内に内容物を充填した後にこの容器内の
空間内を不活性ガスで置換する際の置換効率を向上させ
るとともに不活性ガスの消費量を低減させる。 【解決手段】容器１の飲口５の近傍を覆うフード部材４
０を設け、このフード部材内に不活性ガス供給口４３か
ら不活性ガスを供給してこの内部を不活性ガス雰囲気に
するとともに、このフード部材４０内の不活性ガス噴射
ノズル４４から不活性ガスを容器１内に噴射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジュース、乳飲
料、酒類等の飲料や医薬等の液体その他の物を容器内に
充填する装置において、充填後の容器内の空間の空気を
窒素等の不活性ガスで置換する装置に関する。さらに特
定すれば、本発明は容器内空間の不活性ガスの置換効率
を向上させるとともに不活性ガスの消費量を少なくした
容器内の不活性ガス置換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ジュースや乳飲料、酒類等の
飲料を無菌状態で充填するいわゆる無菌充填装置があ
る。このような装置は、この飲料等を充填する容器の種
類、充填する飲料の種類等に対応して各種のものがあ
る。

【０００３】これらの装置には、上記の容器の内面をた
とえば過酸化水素のガス等により滅菌し、この内部が滅
菌された容器内に無菌状態の飲料を充填してシールする
ものである。このような装置は、缶やビン等の容器のみ
ならず、加熱ができずかつ耐圧性の低い紙容器内にも飲
料等を無菌充填することが可能である。

【０００４】ところで、このように容器の内に飲料等を
充填した後には、この容器内の空間に存在する空気を窒
素等の不活性ガスと置換し、この後にこの容器の開口を
シールし、充填された飲料等の酸化を防止することがな
されている。

【０００５】従来、上記のような容器内の空間を不活性
ガスにより置換するには、充填が終了した後にこの容器
内に液体窒素を滴下し、この液体窒素が容器内で蒸発す
ることによりこの容器内の空間を窒素により置換してい
た。しかしながら、このような方法では、この滴下され
た液体窒素が短時間では全部蒸発せず、その一部が残留
する。そして、この容器の開口がシールされた後に、こ
の残留した液体窒素が蒸発するので、この容器内の圧力
が上昇する。

【０００６】この容器が缶やビンのような耐圧性の容器
である場合は、上記のような残留窒素の蒸発による内圧
の上昇は問題がないが、この容器が紙パック容器のよう
な非耐圧性の容器の場合には、上記の残留した液体窒素
の蒸発による内圧上昇により、この容器が膨脹したり、
破損したりする不具合を生じる。

【０００７】このため、このような非耐圧性の容器内に
飲料等を充填する場合には、充填後の容器の開口から窒
素ガスを噴射し、この容器の内部の空間を窒素ガスで置
換する方法が採用されている。しかしながら、このよう
な方法では、この窒素ガスの噴射の際にその噴流が周囲
の空気を巻き込んで容器内に送られる。このため、この
ような方法では、窒素ガスでの置換効率が低く、容器内
部に空気が残存するという不具合がある。

【０００８】このような不具合を防止するために、この
容器が搬送される経路内に不活性ガスを供給し、この容
器の周囲を不活性ガス雰囲気に維持し、この不活性ガス
雰囲気内でこの容器の開口に窒素ガスを噴射する方法が
採用される場合もある。しかしながら、このような方法
では、窒素ガスを大量に消費するため、ランニングコス
トが高くなるという問題点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、容器内空間の不活性ガスによ
る置換効率を向上するとともに、不活性ガスの消費量が
少ない置換装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、容器の開口部近傍の外面を覆うフード部材と、この
フード部材内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給機
構と、上記のフード部材内から上記の容器の開口に向け
て不活性ガスを噴射する不活性ガス噴射ノズルとを具備
したものである。したがって、この容器の開口部近傍は
フード部材で覆われ、内部が不活性ガス雰囲気となり、
このフード内の不活性ガス雰囲気で容器の開口に向けて
不活性ガスが噴射されるので、周囲の空気を巻き込むこ
とがなく、不活性ガスの置換効率が高い。また、不活性
ガスはこのフード部材内にのみ供給されるので、不活性
ガスの消費量が少ない。

【００１１】また、請求項２に記載の本発明は、前記の
フード部材を貫通して設けられ上記の容器の開口をシー
ルする開口シール機構を備え、この開口シール機構は、
前記のフード内で前記の容器の開口をシールするもので
ある。したがって、容器内の空間の不活性ガスによる置
換が終了した後に、この容器は他の位置に搬送されず
に、その開口がこのフード部材内の不活性ガス雰囲気内
にある状態でこの容器のシールがなされるので、置換後
に外部から空気が侵入することがなく、高い置換効率の
ままこの容器の開口をシールすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の一実
施形態を説明する。この実施形態の装置は、たとえば円
筒状の紙容器に飲料等を無菌充填する装置において、こ
の容器内の空間を不活性ガスたとえば窒素により置換
し、シールする装置である。

【００１３】まず、図１および図２を参照して、この装
置により充填、置換、シールされる紙製の容器の構造を
説明する。この容器１は円筒状をなし、周壁部２、上端
壁部３、下端壁部４を有し、これらは紙板の表面に樹脂
被覆その他の処理を施したもので、高い不透過性を有し
ている。

【００１４】また、上記の上端壁部３には、開口すなわ
ち飲口５が形成され、この上端壁部３の上面にはアルミ
箔および樹脂の積層シートからなるシール蓋６が熱溶着
され、この飲口５をシールしている。

【００１５】次に、図３を参照してこの装置の要部を概
略的に説明する。この装置は無菌チャンバ１０を備えて
おり、この無菌チャンバ１０内には無菌空気供給機構１
１から滅菌された空気が所定の圧力で供給され、この無
菌チャンバ１０内全体を常時陽圧の無菌雰囲気に維持す
るように構成されている。

【００１６】そして、この無菌チャンバ１０内には、容
器搬送機構１２が設けられている。この容器搬送機構１
２は、この無菌チャンバ１０内で容器１を搬送するもの
である。そして、容器１はこの容器搬送機構１２上を搬
送され、順次内部の滅菌、乾燥、充填、置換、シールの
一連の充填作業がなされる。

【００１７】図中の２１は充填機構であって、内部が滅
菌乾燥された容器１内にその開口すなわち飲口５から飲
料等を充填する。なお、この実施形態では、上記の容器
１はそのシール蓋６が一部のみ溶着された状態で充填、
置換、シール等がなされるもので、このシール蓋６は飲
口５を開放するために上方に折り曲げられている。

【００１８】そして、この充填機構２１により飲料Ｄ等
が充填された容器１は、次に蒸気置換機構２２に送られ
る。この蒸気置換機構２２は、蒸気噴射ノズル３０を備
え、この蒸気噴出ノズル３０は容器１の飲口５を斜め方
向から指向している。

【００１９】そして、この蒸気噴射ノズル３０には、蒸
気供給機構３１から水蒸気が供給され、この水蒸気は所
定の圧力で上記の蒸気噴射ノズル３０から容器１内に噴
射される。これによって、この容器１内の飲料Ｄの液面
上の容器内空間に存在していた空気は、この水蒸気によ
って置換される。

【００２０】次に、この容器１は置換シール機構２３に
送られる。この置換シール機構２３は、図５および図６
に示すように、不活性ガス噴射ノズル４４を備えてい
る。この不活性ガス噴射ノズル４４には、不活性ガス供
給源４５から不活性ガス、たとえば窒素ガスが供給され
る。この不活性ガス噴射ノズル４４は、容器１の飲口５
を斜め方向から指向しており、上記の窒素ガスは斜め方
向からこの飲口５を介してこの容器１内の空間内に噴射
され、この空間内の空気、この実施形態の場合には水蒸
気と置換される。なお、この不活性ガス噴射ノズル４４
は、図示しない駆動機構により上下および水平方向に移
動自在に構成され、この容器１に対して接離自在となっ
ている。

【００２１】また、この置換シール機構２３は、図７に
示すようなフード部材４０を備えている。このフード部
材４０は、下端が開放された円筒状をなしており、支持
部材４１によって支持され、また図示しない駆動機構に
より上下に移動自在に構成されている。そして、このフ
ード部材４０が下降した場合には、このフード部材４０
が容器１の上端部に嵌合してこの上端部を覆うように構
成されている。

【００２２】また、このフード部材４０には、不活性ガ
ス供給口４３が形成され、この不活性ガス供給口４３は
前記の不活性ガス供給源４１に接続されている。そし
て、この不活性ガス供給口４３を介してこのフード部材
４０内に不活性ガスたとえば窒素ガスが供給され、この
フード部材４０内が不活性ガス雰囲気となるように構成
されている。なお、このフード部材４０には、上記の不
活性ガス噴射ノズル４４と干渉するのを防止するための
切欠部４２が形成されている。

【００２３】また、この置換シール機構２３には、開口
シール機構が設けられている。この開口シール機構は、
たとえばシールヒータ４６を備えており、このシールヒ
ータ４６は上記のフード部材４０を貫通して上下に移動
自在となっている。そして、このシールヒータ４６が下
降することにより、容器１のシール蓋６を飲口５の周囲
に圧接するとともにこれを加熱し、このシール蓋６を容
器１の上面に熱溶着してこの飲口５をシールするように
構成されている。

【００２４】次に、上記のような装置の作用を説明す
る。まず、前述の充填機構２１により内部に飲料Ｄ等が
充填された容器１は、次に上記の蒸気置換機構２２に送
られる。この蒸気置換機構２２では、蒸気噴射ノズル３
０から水蒸気が噴射され、容器１の内部の空間に存在し
ている空気を蒸気と置換する。

【００２５】つぎに、このようにして内部の空間が水蒸
気に置換された容器１は、上記の置換シール機構２３に
送られる。この置換シール機構２３では、まず図５に示
すように上記のフード部材４０が下降し、この容器１の
上端部を覆う。そして、上記の不活性ガス供給口４３か
らこのフード部材４０の内部に窒素ガスが供給され、こ
の内部が不活性ガス雰囲気となる。

【００２６】また、これとともに、上記の不活性ガス噴
射ノズル４４から窒素ガスが噴出され、この窒素ガスの
噴流は飲口５からこの容器１内の空間に噴射され、この
空間内の水蒸気と置換される。

【００２７】この場合に、この窒素ガスの噴流は周囲の
ガスを容器内に巻き込むが、この周囲すなわちフード部
材４０内は窒素ガス雰囲気であるので、この窒素ガスを
巻き込むだけであり、空気を巻き込むことはない。

【００２８】また、この容器１の空間内の水蒸気が完全
には窒素ガスと置換はされなかった場合でも、この水蒸
気は凝縮して水となり、その容積が大きく減少するの
で、最終的にはこの容器１内の空間内は完全に窒素ガス
と置換される。

【００２９】次に、このようにして内部の空間が窒素ガ
スに置換された後、図６に示すように前記のシールヒー
タ４６が下降し、この容器１のシール蓋６を飲口５の周
囲に圧接するとともに、これを加熱して熱溶着する。こ
れによってこの飲口５はこのシール蓋６により完全にシ
ールされる。なお、この場合に、前記の不活性ガス噴射
ノズル４４は必要に応じて後退し、上記のシールヒータ
４６との干渉を防止する。

【００３０】なお、本発明は上記の実施形態には限定さ
れない。たとえば、前記の蒸気置換機構による容器内部
の空間の水蒸気による置換は、これを省略することも可
能である。

【００３１】また、本発明は上記のような円筒形の紙容
器には限定されず、その他の形状の紙容器、缶、ビン
等、各種の容器の内部空間を窒素ガスで置換する場合に
も適用可能である。また、本発明は無菌充填の場合だけ
でなく、その他の充填方式の場合においても、容器内部
の空間内を不活性ガスにより置換する場合に適用可能で
ある。

【００３２】

【発明の効果】上述の如く本発明の装置によれば、この
容器の開口部近傍はフード部材で覆われ、内部が不活性
ガス雰囲気となり、このフード内の不活性ガス雰囲気で
容器の開口に向けて不活性ガスが噴射されるので、周囲
の空気を巻き込むことがなく、不活性ガスの置換効率が
高い。また、不活性ガスはこのフード部材内にのみ供給
されるので、不活性ガスの消費量が少ない等、その効果
は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実形態の装置による充填・置換される容器の
斜視図。

【図２】図１の２−２線に沿う断面図。

【図３】本発明の一実施形態の装置の概略図。

【図４】蒸気置換機構の構成および作動を示す概略的な
側面図。

【図５】置換シール機構の構成および作動を示す概略的
な側面図。

【図６】置換シール機構の構成および作動を示す概略的
な側面図。

【図７】フード部材の斜視図。

【符号の説明】

１ 容器 ５ 飲口 ６ シール蓋 １０ 無菌チャンバ １１ 無菌空気供給機構 ２１ 充填機構 ２３ 蒸気置換機構 ２４ 置換シール機構 ３０ 蒸気噴射ノズル ４０ フード部材 ４４ 不活性ガス噴射ノズル ４６ シールヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 泰明 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 岡田 浩人 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口を有する容器内に充填物を充填した
   後にこの容器内の空間の空気を不活性ガスに置換する装
   置において、 上記の容器の開口部近傍の外面を覆うフード部材と、こ
   のフード部材内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給
   機構と、上記のフード部材内から上記の容器の開口に向
   けて不活性ガスを噴射する不活性ガス噴射ノズルとを具
   備したことを特徴とする容器内の不活性ガス置換装置。
2. 【請求項２】 前記のフード部材を貫通して設けられ上
   記の容器の開口をシールする開口シール機構を備え、こ
   の開口シール機構は、前記のフード内で前記の容器の開
   口をシールすることを特徴とする請求項１の容器内の不
   活性ガス置換装置。