JPS6367201A

JPS6367201A - 液体充填装置

Info

Publication number: JPS6367201A
Application number: JP20891286A
Authority: JP
Inventors: 隠岐　幸子; 雄二川村; 功牧野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1986-09-05
Filing date: 1986-09-05
Publication date: 1988-03-26

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】（産業上の利用分野）本発明はジュース、酒等の液体を収容する容器、すなわ
ちカートンの成形、内容物充填、密封を連続的におこな
う一連の自動包装システムにおいて、有底筒状カートン
を成形したのち、この有底筒状カートンに連続的に充填
液を一定量づつ充填するための液体充填装置に関する。

（従来の技術）近年、ポリエチレン等の熱可塑性プラスチック・フィル
ムを紙の両面に積層してなる積層紙からまず、有底角筒
状のカートンを作成し、ついで、被充填物を充填したの
ち開口部を封止してたとえば直方体形状の包装品を完成
させる自動包装システムが開発されている。

この場合、被充填物がジュース、酒等の食品である場合
は充填ノズルを中心とする充填部位は常に細菌等による
汚染から保護された状態に保たれることが必要であると
ともに、充填液が通過する内部通路の洗浄を攬単におこ
なうことができるものであることが望ましい。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、従来の自動包装システムにおいては汚染防止機
構は構造上複雑であったり、あるいは洗浄に多くの手間
を要するなど、必ずしも十分なものでなく、その改善が
望まれていた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは内容物（充填液）の充填時におけ
る細菌等による汚染を完全に防止することができ、かつ
充填液通路の洗浄も極めて簡便におこなうことができる
液体充填装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段）この発明は上記問題点を解決するための手段として、以
下の構成からなる装置、すなわち、充填液導出管を有し
、該導出管に充填液を一定ｔづつ間欠的に送シ出す輸液
機構と；上記充填液導出管の先端に、開口先端を下向き
にして連設され、上部開口部に弁体を設けた充填ノズル
と；一端が開口し他端上面に上記充填ノズルの開口先端
と適宜嵌合する開口部を有するノズルキャップと；ほぼ
垂直にして設けられた管体からなり、上端が上記ノズル
キャップの上記一端開口部と連通し、その垂直な軸心の
周りに回動することにより上記ノズルキャップを該軸心
を中心として回動させる排液管と；該排液管をその垂直
な軸心の周りに回動させる駆動手段と１上記ノズルキヤ
ツプおよび排液管を同時に上下動させる手段と；上面が
開口する有底カートンを順次、上記充填ノズル下方に移
送させるキャリアと；上記充填ノズル、ノズルキャ、プ
、排液管上部およびキャリアを囲繞する無菌室ｉを具備
してなる液体充填装置を提供するものである。

（作用）本発明の装置は、ノズル開口先端に、排液管に連通した
ノズルキャ、ｆを自動的に着脱自在としたから、充填作
条前にノズルにノズルキャップを嵌合して内部に滅菌剤
あるいは蒸気を流して内部を滅菌し、充填時にはこのノ
ズルキャップをはずして、充填液導入管から充填ノズル
を通して、有底カートン内部へ充填液を充填することが
できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第４図Ａは、本発明の一実施例を適用した自動包装シス
テム装置の前部の構成を、また、第４図Ｂは後部の構成
をそれぞれ模式的に示す図である。

この自動包装システム装置は、大別して第５図に示すよ
うに片面に化粧印刷が施された紙１の両面にポリエチレ
ン・フィルム等の熱可塑性プラスチック・フィルム２，
２を積層した積層紙からなるカートン素材３゜から有底
筒状のカートン３３を製造するカートン製造工程部５と
、このカートン製造工程部５により製造された有底筒状
のカートン３３内にたとえば酒、ジュースなどの被充填
物６を充填して開口部を密閉封止して第６図に示すよう
な密閉カートン３４として製品人を完成させる充填／包
装工程部７とから構成されている。

上記カートン製造工程部５は、第４図Ａおよび第４図Ｂ
の左側部位に示すような構成となっている。すなわち、
このカートン製造工程部５は、その前段部分にウェブ状
のカートン素材３Ｇを繰出し供給するカートン素材供給
部８．このカートン素材供給部８から供給されたカート
ン素材３ｏに必要な印字を付与する印字部９．この印字
部９にカートン素材３ｏの被印字位置が合うようにウェ
ブ状のカートン素材３ｏの張シ具合を調整する印字位置
合せ部１０．カートン素材３ｏに成形用の縦罫線を付与
する第１の罫線付与部１１．接合部となる端面部分に液
漏れ防止用のテープ１２を張付けるエツジプロテクト部
１３．カートン素材３゜に成形用の縦罫線以外の罫線を
付与する第２の罫線付与部１４．マーク合せセンタ一部
１５．所定の成形用罫線が付与されたカートン素材３ｏ
を１個分毎に切断する定寸送り／切断部１６．切断され
た罫線付き展開状のカートン素材３１を後工程に搬送す
る搬送部１７等が順次配置されている。

また、中段部分には１個分に切断された展開状のカート
ン素材３１の長手方向に位置する両端面部を貼り合せて
筒状のカートン素材３２に成形する胴シール部２０．こ
の胴シール部２０により成形された筒状のカートン素材
３！を受取って偏平状態に潰しだ状態で搬送する受渡し
搬送部２１゜この受渡し搬送部２１により送り込まれた
筒状カートン素材３ｚを受取シ、その搬送途上で筒状カ
ートン素材３ｚの殺菌および外側に付着している異物の
除去を行なう殺菌／異物除去部２２．筒状カートン素材
３ｚの内側の洗浄を行なう洗浄部２３、および洗浄部２
３で洗浄が完了した筒状カートン素材３冨を受取りて角
筒状態の状態で搬送する受渡し搬送部２４が順次配置さ
れている。

まだ、後段部分には上記受渡し搬送部２４により送り込
まれた角筒状のカートン素材３２を受取って有底角筒状
のカートン３３に成形し、開口部が上に位置するように
して後述する充填／包装工程部７に受渡すカートン成形
受渡し部２５が配置された構成となっている。

また、上記殺菌／異物除去部２２は、間欠的に無端走行
するカートン搬送手段２６によりカートン３ｚを保持し
て殺菌浴槽２７内の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの殺菌
液に浸漬した後、絞りロール。

エアーナイフなどを備えた異物除去装置２８でカートン
３鵞の外側の殺菌液やごみ等を除去するようになりてい
る。

また、洗浄部２３は洗浄水シャワーでカートン３２内の
殺菌液およびごみ等を洗い流した後、エアーナイフで水
切りを行なうことにより清浄な状態にするようになって
いる。

しかして、このように構成されたカートン製造工程部５
においては、ウェブ状のカートン素材３ｏから、自動的
に有底角筒状のカートン３３を製造して清浄な状態とし
て、開口部が上になる状態で後工程である充填／包装工
程部７に順次供給することができることになる。

また、充填／包装工程部２は、第４図Ｂの右方部位に示
すようが構成となっている。

すなわち、この充へ／包装工程部７は、カートン製造工
程部５から；旧法供給されたカートン３３内に充填ノズ
ル３０を介して被充填物６を充填する充填部３１と、こ
の充填部３１で敏充項物６が充填されたカートン３３の
開口部を封止するとともに封止部を所定の状態に整形す
る封止／整形部３２と、この封止／整形部３２で包装を
完了した製品Ａを搬出する搬出部３３を有した構成とな
っている。

上記封止／整形部３２は、充填を完了したカートン３３
の開口部を一文字に成形して閉塞する一文字整形部３４
．−文字整形された開口部を脱気状態で高周波シールす
る脱気／封止部３５．高周波シールを完了した密閉カー
トン３４を搬送手段の路刑キ々１）了（ｉｉ２Ｔ云Ｌμ
いし≠４ムウ出１イＥ社した状態とする取出／反転部３
６．および密閉カートン３４のシール部の両端耳部を密
閉カートン３番の両側面部に折重ねて融着する耳折／融
着部３７を有した構成となっている。

しかして、このように構成された充填／包装工程部７に
おいては、上記カートン製造工程部５がら供給されて箱
型キャリア内に挿入された有底筒状のカートン３３が搬
出部３３に到達するまでの間に包装を完了して排出する
ことになる。

また、殺菌／異物除去部２２から取出／反転部３６に至
るまでの間は無菌室３８で覆われた状態となっており、
衛生的な充填が行なえるようになっている。

次に、本発明に係わる液体充填装置の一具体例について
、さらに詳述する。

第１図は上記自動包装システム装置における本発明の液
体充填装置をその前後の工程との関係で示している。図
中、４ｏはカートン底部成形部であって、８本のカート
ン保持マンドレル４１が放射状に突設されていて、洗浄
部２３から移送され丸筒状のカートン３２を受は取り有
底角筒状のカートン３３に成形したのち、これをキャリ
ア４２の一つに落下し、開口部を上に向けた状態で保持
させる。このキャリア４２によシ保持されたカートン３
ｓは無端走行するコンベヤ４３によシ充填部３１へ移送
される。この充填部３１の主要部を占める液体充填装置
は第２図に示す如き輸液機構４４、充填ノズル４５、ノ
ズルキャップ４６および排液管４７から構成される一連
の充填システムが第１回に示す如くコンベヤ４３に沿っ
て一対並設されている。このように充填システムを一対
設けた理由は充填液をカートン３３に対し２度に分けて
充填し、充填作業能率の向上を図るとともに充填量の正
確性を期するためである。この充填部３１で充填を完了
したカートン３１はキャリア４ｚ内に保持されたまま次
の一文字整形部（ぐせ折り部）３４、さらに脱気／封止
部３５へ送られ密封される。

輸液機構４４は充填液タンク４８と、これから導出され
た供給管５０と、この供給管５０と連結されたシリンダ
４９内を上下動し、降下時にこの供給管５０から一定量
の充填液を逆止弁５１を介して吸引するとともに、上昇
時に一定量の充填液を充填ノズル４５方向に送り出す計
量ピストン５２と、シリンダ４９の上部と連通し、計量
ピストン５２から送シ出された充填液を充填ノズル４５
へ導出するほぼ３つの部分からなる充填液導出管５３１
１　％　ｃ　（す々わち第１の部分はほぼ水平に設けら
れた直線状管体５３ａ１第２の部分はほぼ垂直に設けら
れた直線状管体５３ｂ１第３の部分は直線状管体５３ｍ
と５３ｂとを連結するＬ字管５３ｃである）と、直線状
管体５３ｂ内に同軸的に設けられ、ハンドル５４の回動
により上下動する弁ブツシュロッド５５とを具備してな
る。

この充填液導出管の一部を構成する直線状管体５３ｂの
先端には開口先端を下向きにして充填ノズル４５が連設
されている。この充填ノズル４５上部開口部には第３図
に拡大して示すように通常、液体流路をコイルスプリン
グ５６の弾性により閉塞するように付勢された弁体が設
けられている。

この弁体は中央に開口部５７ｍを有する弁座５７と、こ
の開口５７ｍに嵌着するように設けられた弁５８と、こ
の弁５８の下方に設けられ弁５８を常時、上方向に付勢
するコイルスプリング５６とからなっている。しかして
この弁体は計量ピストン５２の上昇によυ充填液がこの
弁５８上部に圧送された場合のみ、コイルスプリング５
６の弾性力に抗して開き、充填液を下方に流出させるよ
うになっている。なお、第３図中、５９ｈｅ５９ｂは弁
体開放時において充填液を通過させるための開口部、６
０は一つのカートンの充填終了時の液垂れを防止するた
めのメツシュ板であり必要に応じ設けられる。

充填ノズル４５の下端開口部には必要に応じて適宜嵌合
する開口部６１を先端上面に有するノズルキャラｆ４６
が設けられている。このノズルキャップ４６０基端はＬ
字路４７ａを介して排液管４１と連通している。この排
液管４７はその軸心の周シに回動自在な状態で装置枠体
６４に取着されている。すなわち、排液管４７の中間部
分が回動用グレート６５．６６を介してエアシリンダ機
構６７と連結されていて、このエアシリンダ機構６７０
前後動作によシ一対の排液管４７が同時に互いに逆方向
に回動するようになっている。

これら排液管４７の下端はエアシリンダ機構６８上に配
置されたグレート６９により支持されていて、このエア
シリンダ機構６８の上下動作により、排液管４７がノズ
ルキャップ４６とともに上下動し得るようになっている
。したがって、第２図に示す充填ノズル４５とノズルキ
ャラｆ４６との嵌合状態からノズルキャップ４６を排除
する場合、まずエアシリンダ機構６８の下降動作に↓シ
ノズルキャップ４６を充填ノズル４５の下方に降下させ
、ついで他のエアシリンダ機構６７をたとえば後退させ
ることにより一対の排液管４７を同時に互いに逆方向に
回動させ、それにより同時に一対のノズルキャップ４６
を充填操作に差支えない程度に充填ノズル４５下方から
外側へ移動させることができる。

充填ノズル４５下方には無端走行するコンベア４３に取
着されたキャリア４２が順次、間欠的に配置されるよう
になっている。したがって上述の如くノズルキャップ４
６が充填ノズル４５下方から排除されたとき、キャリア
４２内に保持された有底カートン３３の上部開口部を充
填ノズル４５の真下に配置させることができる。

上記充填液導出管を構成する直線状管体５３ｂの下部、
充填ノズル４５、ノズルキャラ′ｆ４６、排液管４７の
上部、さらにキャリア４２を取着したコンベア４３は壁
体７０および蓋体７１により囲まれた無菌室３８内に配
置されていて、充填工程における無菌状態の確保がなさ
れている。

なお、第２図中７２はノズルキャップ４６から導入され
た洗浄液等を排出させるための排液口である。

なお、シリンダ４９と供給管５０との連結部、シリンダ
４９と管体５３ａとの連結部、充填液導出管５３　ａ　
％　ｃ相互の連結部、管体５３ｂと充填ノズル４５との
連結部、ノズルキャップ４６と排液管４７との連結部等
のほとんど全ての連結部はクランプ止め構造となってい
る。

次に本発明の液体充填装置を用いて酒、ジュース等の液
体を充填する場合の動作について説明する。

まず、無菌室３８内および充填液の流通路内部の洗浄お
よび滅菌処理がおこなわれる。

充填液の流通路、すなわちシリンダ４９、供給管５０、
充填液導出管５３ｈ−ｃおよび充填液ノズル４５に至る
通路を洗浄する場合、まずエアシリンダ機構６７の前進
動作によシ一対の排液管４７が同時に回動し、これによ
シ各ノズルキャ／ｆ４６がそれぞれ対応する充填ノズル
４５の下端開口部の直下に配置される。ついで、エアシ
リンダ機構６８の上昇動作によシ各排液管４７が同時に
若干上昇し、これによシノズルキャ、ｆ４６の開口部６
１が充填ノズル４５の下端開口部と液密に嵌合する。さ
らにノ・ンドル５４を回転させて弁ブツシュロッド５５
を降下させ、その先端で弁５７ｈを下方に押し下げ弁体
を開放状態にする。

この状態で、供給管５０方向から洗浄液を連続的に流出
させると、洗浄液はシリンダ４９の上部を通り、ついで
管体５３ｍ、Ｌ字管５３Ｃ１管体５３ｂを通υ、さらに
充填ノズル４５上部の弁体を通過し、下端開口部からノ
ズルキャラｆ４６を通り排液管４７を降下し、排液ロア
２から装置外部へ流出されることになる。このような洗
浄液の流れによυ充填液流通経路の除菌、異物除去等の
洗浄がおこなわれる。

無菌室７３内部の滅菌処理はＨ２０□等の殺菌剤を含む
スチームを無菌室３８内を通過させることによシおこな
われる。

次に上述のようにして滅菌、洗浄処理を終了したのち、
カートン３３内に充填されるべき充填液の充填操作が以
下のようにしておこなわれる。

すなわち、ノズルキャラｆ４６を上述の充９ｉ液通路の
洗浄時のままにして、換言すれば充填ノズル４５の下端
開口部に嵌合させたままの状態とし、また、ハンドル５
４の操作により弁ゾッシュロッド５５を降下させ、弁５
８を押し下げて開放状態とする。この状態で充填液をタ
ンク４８から供給管５０に流し、さらにシリンダ４９内
上部を満して充填液導出管５３　ａ　ｚ　ｃ内に充填液
を送り込む。

この場合、弁５８は弁ブツシュロッド５５によシ開放′
状態にあるからシリンダ４９および充填液導出管５３＆
〜Ｃ内に轟初存在していた空気は充填液の流入に従って
充填ノズル４５、ノズルキャップ４６および排液管４７
を介して排液ロア２から排除される。

このようにしてシリンダ４９内（ピストン５２より上方
部）、充填液導出管５３　ａ　−ｃ内が充填液で完全に
満されたのち、ハンドル５４の操作によシ弁ブツシュロ
ッド５５を上昇させコイルスプリング５６０弾性力によ
り弁５８を元の位置に復元させて弁体を閉塞状態にさせ
る。

次にエアシリンダ機構６８の下降動作により排液管４７
を降下させ、これによりノズルキャップ４６を充填ノズ
ル４５の下端開口部下方に下げる。

さらに、エアシリンダ機構６７を後退動作させて、ノズ
ルキャップ４６を回動させ次の充填操作の邪魔にならな
い位置に配置させる。

この状態において、キャリア４２を走行させ上面開口の
カートン３３を充填ノズル４５の真下に配置させる。つ
いで、供給管５０から所定量分だけシリンダ４９内上部
に充填液を取り出すべく、計量ピストン５２を所定位置
まで降下させる。その結果、この所定量の充填液が供給
管５０から逆止弁５１を介してシリンダ４９内上部に吸
引される。

次に計量ピストン５２を所定位置まで上昇させて、上記
所定量の充填液を充填液導出管５３ａ〜Ｃ方向に送り込
む。このときの計量ピストン５２の押出し圧によシコイ
ルスプリング５６の弾性力に抗して弁５８が降下し、弁
体を開放状態にし、上記所定量の充填液をカートン３３
内に充填させることができる。この弁体の開放状態は計
量ピストンの動作の停止と同時にコイルスプリング５６
の弾性により元の閉塞状態に変ることになる。

次に、計量ピストン５２を再び所定位置まで降下させ、
上記所定量の充填液を供給管５θから吸引し、計量ピス
トン５２上方に溜めたのち、再び前記同様にして計量ピ
ストン５２を上昇移動させ、次にカートン３３内に充填
液を充填させる。このような操作を繰シ返すことにより
カートン３３内にバス充填液を充填させることができる
。

なお、図示の実施例においては輸液機構（供給管５０１
シリンダ４９、計量ピストン５２および充填液導出管５
３　ａ　ｚ　ｃから主として構成される）、充填ノズル
４５、ノズルキャップ４６および排液管４７からなる一
連の充填システムが一対設けられているから、一方の充
填システムに上るカートン３３内への充填量を最終充填
量のたとえば１ｈとし、他方の充填システムにより残り
の分（たとえば’Ａ）を充填させるようなシステムを採
ることができる。々お、この充填システムは本実施例に
限らず、１個又は３個以上設けるようにしてもよい。

このようにして充填操作が終了した場合は、エアシリン
ダ機構６７．６８の駆動動作によりノズルキャップ４６
が再び充填ノズル４５の下端開口部を密封する位置に戻
され、必要に応じ前述の洗浄操作がなされる。

このようにして充填液で完全に充填されたカートンは第
１図に示す如く、さらに−文字整形部３４ヘキャリア４
２とともに送られ、−文字整形処理される。この−文字
整形部３４は上下動するシャフト７５の動作により一対
のアームによシカ−トン３３の一対向辺が押し拡げられ
ると同時に、他の一対のアーム７６によシ別の対向辺が
両外側から内側へ向けて押圧され、−文字整形がなされ
る。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば充填工程において
汚染され易い装置部位を無菌室内に収めるようにし、か
つ充填ノズルを含む充填部の外形を単純にしたため、■
（２０□等の滅菌剤による滅菌を容易かつ完全におこな
うことができる。さらに、排液路に連通ずるノズルキャ
ップを用い、これを自動的に充填ノズル開口部に対して
着脱可能としたから人的汚染の防止を図ることができる
とともに、充填液通路の洗浄に極めて好都合となり洗浄
る。また、充填開始時、充填部内の残存空気を連結した
排液路より完全に抜くことができるため、カートンの無
駄がなく、充填室内を汚染することもない。そのほか装
置を構成する各部材間の連結をフランジ止めでおこなう
ようにしたから分解が簡単となυ洗浄作業の容易化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる液体充填装置をその前後の処理
工程との関係で示す側面図、第２図は本発明に係わる液
体充填装置の要部を一部断面にして示す側面図、第３図
は第２図の装置の充填ノズル部分を中心にして示す断面
図、第４図Ａは本発明の一実施例を適用した自動包装シ
ステム装置の前部の構成を模式的に示す図、第４図Ｂは
本発明の一実施例を適用した自動包装システム装置の後
部の構成を模式的に示す図、第５図はカートン素材の断
面図、第６図はカートン完成状態を示す斜視図である。３゜・・・ウェブ状カートン素材、３１・・・展開状力
Ｌ−／専妊り−１，、驚背鵠Ｊ’−ｈＬ鴫ツク−、−、
＃ｒ：γやザ虻状カートン、３４・・・密閉カートン、
５・・・カートン製造工程部、７・・・充填／包装工程
部、８・・・カートン素材供給部、９・・・印字部、１
０・・・印字位股合せ部、１１・・・第１の罫線付与部
、１４・・・第２の罫線付与部、１６・・・定寸送り／
切断部、１７・・・搬送部、２０・・・胴シール部、２
１・・・受渡し搬送部、２２・・・殺菌／異物除去部、
２３・・・洗浄部、２５・・・カートン成形受渡し部、
２７・・・殺菌浴槽、２８・・・カートン内部連続洗浄
装置、３０・・・充填ノズル、３１・・・充填部、３２
・・・封止／整形部、３５・・・脱気／融着部、３８・
・・無菌室、４０・・・容器成形部、４１・・・マンド
レル、４２・・・キャリア、４３・・・コア　Ｒ７，４
４・・・輸液機構、４５・・・充填ノズル、４６・・・
ノズルキャップ、４７・・・排液管、４９・・・シリン
ダ、５０・・・供給管、５１・・・逆止弁、５２・・・
計量ピストン、５３ａ〜Ｃ・・・充填液導出管、５４・
・・ハンドル、５５・・・弁フッシュロッド、５６・・
・コイルスプリング、５７・・・弁座、５７ａ・・・開
口、５８・・・弁、５９ｈ＊５９ｂ・・・開口部、６０
・・・メツシュ板、６１・・・開口部、６５，６６・・
・回動用プレート、６７・・・エアシリンメ機構、６８
・・・エアシリンダ機付。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第３図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）充填液導出管を有し、該導出管に充填液を一定量
づつ間欠的に送り出す輸液機構と；上記充填液導出管の
先端に、開口先端を下向きにして連設され、上部開口部
に弁体を設けた充填ノズルと；一端が開口し他端上面に
上記充填ノズルの開口先端と適宜嵌合する開口部を有す
るノズルキャップと；ほぼ垂直にして設けられた管体か
らなり、上端が上記ノズルキャップの上記一端開口部と
連通し、その垂直な軸心の周りに回動することにより上
記ノズルキャップを該軸心を中心として回動させ、充填
ノズルとノズルキャップとの着脱を可能とする排液管と
；該排液管をその垂直な軸心の周りに回動させる駆動手
段と；上記ノズルキャップおよび排液管を同時に上下動
させる手段と；上面が開口する有底カートンを順次、上
記充填ノズル下方に移送させるキャリアと；上記充填ノ
ズル、ノズルキャップ、排液管上部およびキャリアを囲
繞する無菌室とを具備してなる液体充填装置。
（２）充填ノズルがその開口先端近傍にフィルターを具
備してなる特許請求の範囲第１項記載の装置。
（３）上記輸液機構、充填ノズル、ノズルキャップおよ
び排液管からなる一連の充填システムが一対並設されて
いる特許請求の範囲第１項記載の装置。