スパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズル
【課題】本発明の課題は、ノズル開口径をスパウト内径より小さくすることがないものであって、充填の際に、液の泡立ちやスパウト周囲への液だれが少ないスパウト付きの袋状容器用の充填ノズルを提供することにある。
【解決手段】本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルは、ノズル先端部は袋容器のスパウトの天面に密着可能な形態であって、前記ノズルは前記スパウトの内径にほぼ等しい先端開口径を備え、該ノズルの先端開口部近傍には複数のメッシュが間隔を持って積層配置されていることを特徴とする。
【解決手段】本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルは、ノズル先端部は袋容器のスパウトの天面に密着可能な形態であって、前記ノズルは前記スパウトの内径にほぼ等しい先端開口径を備え、該ノズルの先端開口部近傍には複数のメッシュが間隔を持って積層配置されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパウト付きの袋状容器に飲料等の液状物体を充填する工程で用いられる充填ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
清涼飲料等の容器として、スパウト（口栓）付きの包装袋が使用されている。このスパウト付きの袋状容器の多くは、合成樹脂製のフィルムに剛性を持たせる素材をラミネートし、可撓性を備えるとともに所定の剛性を持たせるようにしたもので、一般にパウチ容器と呼ばれている。この種のスパウト付きの袋状容器に清涼飲料等の液状物を充填する工程は特許文献１に例示され説明されている。この例は図４に示される形態で、装置１は、機台３に間欠的に回転可能に設けられた回転テーブル５を備え、この回転テーブル５上に、円周方向所定の間隔で、包装袋を保持する袋保持部材７を備えた袋保持装置が複数設けられている。この実施形態で使用される包装袋は公知のスパウト付きの包装袋と同様のもので、ある程度の剛性を備えた袋本体と、該袋本体に取り付けられたスパウトとで構成されたものである。該スパウトの上部フランジが袋保持部材７の上面に受け止められて、吊り下げられた状態で支持される。包装袋は、袋保持部材７に保持されて、回転テーブル５の回転に伴い、回転テーブル５上に数字で示された各工程を順次移動する。すなわち、第１工程では図示していない袋供給装置からスパウト付き包装袋が袋保持部材７に供給される。この実施の形態では、袋詰め包装は２個づつの単位で行われるようになっており、袋保持部材７は２つの切欠き即ち袋保持部を備えており、袋供給装置から同時に２個の袋が供給される。第２工程では、光センサー等を用いた検出器９により、包装袋が袋保持部材７により保持されていることを確認する。第３工程ではジェットプリンター等の印字機１１により、製造年月日等の印刷が行われる。第４工程では、図示しない貯留タンクに接続されている液充填ノズル１３を用いて、予め定められた所定の量の液状物が袋内へ充填される。すなわち、充填ノズル１３の先端を袋のスパウトの口部に押し当てて互いに連通させて、液状物が充填される。
【０００３】
次の第５工程ではスパウト口部洗浄装置１５を用いて、洗浄液及び空気の吹き付けを行い、スパウトの袋本体の外側にある部分を洗浄する。第６工程ではスパウト口部乾燥装置１７によりスパウトの先に洗浄した部分に空気を吹き付け、乾燥させる。第７工程においては、ガスフラッシュノズル１９がスパウトに挿入され、それにより例えば窒素ガス等を用いて袋内の空気を置換する。第８工程では、テープリール２１を備えたテープ供給装置から、アルミ箔、合成樹脂薄膜等で構成されたテープ２２が供給され、インナーシール用のシール体が打ち抜かれ、スパウトの口部上端面に仮付けされる。第９工程はシール体を熱板２３を用いてスパウトの口部上端面にシールする一次シール工程であるが、この工程ではそのシールに先立ち袋内の脱気が行われるが、これらについては後述する。第１０工程は同じく熱板２５を用いて行う二次シール工程である。そして第１１工程は冷却工程で、冷却板２７を用いてシールされた部分を冷却する。第１２工程はインナーシールが適正に行われたか否かを判定するインナーシール不良検出工程である。第１３工程はキャップ取り付け工程であり、キャップ供給装置２９からキャップ３０がキャップ締付け装置３１に供給され、スパウトの口部に締めつけて取り付けられる。第１４工程では、ストロボ３３、ＣＣＤカメラ３５等で構成されるキャップ締付け検査装置により、キャップの締めつけ状態が検査される。そして第１５工程で排出コンベア３７上に排出されて工程を終了する。
【０００４】
上記の充填の工程で、内容液がスパウト付きの袋状容器に充填される際には、泡立ちが少なく、充填時間が短く、更にはスパウト周囲への液だれが無いことが望まれる。充填をスパウトから行う場合、充填ノズルはスパウト内に挿入するか、スパウトを充填ノズル内に内装する形態が取られている。スパウトの内径は一般に１０ｍｍφ以下の小径であるため、前者の場合は充填ノズルの開口径は更に小径とせざるを得ない。そのため、充填流速は速くなり液が泡立ち易い条件となる。後者の場合、ノズルの開口径はスパウト外径となり充填流速の点での不利はないが、充填後ノズルがスパウトから離れる際に残留液のボタ落ち現象を起しやすいという問題がある。充填する内溶液が経腸栄養剤のように泡立ち易く、粘性が低い内容液の場合、容器内で泡立つ現象やノズルからボタ落ち現象が起こりやすく、上記の要望への対応は厳しいものとなる。
充填後のボタ落ち現象の課題に対応した従来技術としては充填ノズルの開口部近傍に網目体を配置し、液の表面張力を利用し、ノズルからの液だれを防止する技術が特許文献２に示されている。この技術は、中空のノズル本体と、該ノズル本体の下部に設けられた開口部と、該開口部の上方に位置する液止め用網目体とを備えた液体用充填ノズルにおいて、前記開口部は網目体の支持部位よりも下方且つ径内方に小間隔で延びている延長部と、延長部先端の径の縮小した開口先端と、延長部と網目体との間の液保持用の環状空間とを有し、且つ網目体の最下端が開口先端の最内周の最上端よりも上方にあり、該開口部は、開口先端と網目体の間隔、開口部の中心線と網目体下面の交点と開口先端を通る水平面との距離、開口先端直径寸法を所定条件に設定して液だれ防止機能をもたせたものである。
【特許文献１】特開２００１−３２８６０１号公報 「スパウト付き包装袋を用いての袋詰め包装方法及び該方法で使用するシール装置」 平成１３年１１月２７日公開
【特許文献２】特開平３−２１２３９６号公報 「液だれ防止充填ノズル」 平成３年９月１７日公開
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の充填ノズルはスパウト付きの袋状容器用ではなく、缶やボトルといった固形容器用のものであり、泡立ち防止の観点からノズルの開口径を１０ｍｍφ以上とし、充填流速を低く抑える反面液のボタ落ちが発生しやすくなるための対策として発案されたものである。これに対し本発明はスパウト付きの袋状容器用の充填ノズルであることから、ノズルの開口径は１０ｍｍφ以下であって、例えば８.３ｍｍφ程度を想定すると、上記の充填ノズルより相当程度充填流速は速くなり、充填容器が缶やボトルといった固形容器ではなく、スパウト付きの袋状容器であるといった環境条件が異なっており、それに適した充填の際に、泡立ちが少なく、充填時間が短く、更にはスパウト周囲への液だれが無い充填ノズルによる充填形態の実現が望まれている。
そのような状況の中で本発明の課題は、ノズル開口径をスパウト内径より小さくすることがないものであって、充填の際に、液の泡立ちやスパウト周囲への液だれが少ないスパウト付きの袋状容器用の充填ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルは、ノズル先端部は袋容器のスパウトの天面に密着可能な形態であって、前記ノズルは前記スパウトの内径にほぼ等しい先端開口径を備え、該ノズルの先端開口部近傍には複数のメッシュが間隔を持って積層配置されていることを特徴とする。
また、本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの１つの形態は、先端開口部に配置された先端部メッシュはドーム状に形成されたものであって、ノズル先端部が袋容器のスパウトの天面に密着された状態では前記ドーム部分がスパウト内に挿入される形態となっていることを特徴とする。
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの更なる形態は、スパウトの内径にほぼ等しく形成された先端開口を有するノズル内部には段部が形成され、該段部に複数のメッシュが間隔を持って積層配置された管部材が内装されたものとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルは、ノズル先端部は袋容器のスパウトの天面に密着可能な形態であって、前記ノズルは前記スパウトの内径にほぼ等しい先端開口径を備えたものであるので、内容物の充填においてスパウトの内径以上に絞られる部分はなく、流速を速くすることがない。また、ノズルの先端開口部近傍には複数のメッシュが間隔を持って積層配置されていることにより、通過する液状物の流れを整流し、層流状態でノズル先端開口部とスパウトの天面と当接領域を通過させるため、この部分での空気の吸い込みと泡立ち現象を効果的に防止する作用効果を奏する。また、充填後ノズル先端部が袋容器のスパウトの天面から離れた際に、ノズル内に残留した液はその表面張力により配置されたメッシュによって保持され、ボタ落ちを止める。また、何らかの事情でノズル内に空気が入った場合でも内周面を流下する液滴を複数のメッシュが保持機能を発揮し、液滴の落下を防止する。
また、本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの１つの形態では、先端開口部に配置された先端部メッシュはドーム状に形成されたものであって、ノズル先端部が袋容器のスパウトの天面に密着された状態では前記ドーム部分がスパウト内に挿入される形態となることにより、平メッシュ形態のノズルにおいてはノズル先端開口部の周縁部において、まれに液滴が形成されこれが滴下する現象が見られるが、その際に形成された液滴を中央のドーム部に導くようにし、メッシュの網目で確実に保持させることができる。
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの更なる形態は、スパウトの内径にほぼ等しく形成された先端開口を有するノズル内部には段部が形成され、該段部に複数のメッシュが間隔を持って積層配置された管部材が内装されたものとしたので、ノズル本体とこの管部材とが別構造となり、消耗し易いメッシュを部品として必要に応じて取り替えが可能である。また、メッシュの目詰まりなどの際にも分解掃除が容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に本発明に係るスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの第１形態を示す。ここに示す例は平メッシュ３枚を組み込んだ構成である。充填ノズル本体は側壁に供給管ａが付いた液導入部ｂとノズル部ｃとからなり、液導入部ｂには上方の図示されていない駆動部によって上下方向移動可能な弁体ｄが取り付けられると共に、ノズル部ｃと接する側には弁座ｅが形成されている。また、液導入部ｂとノズル部ｃは共に接する部分にフランジ部ｆ，ｇが形成され、前記弁座ｅの中央開口部の先は環状凸部ｈとなっており、ノズル部ｃ側にはこれと嵌合する円形凹部ｉが形成され、両者は充填ノズル本体としてボルトで一体化される。ノズル部ｃの中央部分は図２の部分拡大図に示すように、前記円形凹部ｉに続きこれより若干小径の雌ねじ部ｊが続き、更にそれより小径の円筒空間ｋが形成され、先端開口部ｌは更に小径の袋状容器のスパウト内径と等しく形成されている。この先端開口部ｌはスパウトｓの天面と当接する際に位置合わせが確実になるため、外開きにテーパーが切られている。このノズル部ｃ内には外径が前記円筒空間の内径にほぼ等しい円形の平メッシュｍ、環状体ｎ、円形の平メッシュｍ、環状体ｎ、更に円形の平メッシュｍ、そして管状部材ｏを積層する形態で前記円筒空間内に配置し、最後に前記雌ねじｊと螺合する雄ねじが切られた環状固定部材ｐによって、前記積層部材を前記先端開口部ｌに対して圧接固定する構成が採られている。スパウトｓの天面とノズル先端開口部ｌが充填工程で確実に密着形態をとるように、該ノズル先端開口部ｌにはゴム材（シリコンゴム、フッ素ゴム）、又は樹脂材の弾性環状体ｑを使用する。
【０００９】
従来技術として先に説明したように充填工程では、図示しない貯留タンクに接続されている液充填ノズルの先端開口部ｌを袋状容器のスパウトｓの天面に押し当てて互いに連通させて、予め定められた所定の量の液状物が袋内へ充填される。一般にパウチと呼ばれるこの袋状容器は排気された状態でこの工程に供給され、缶やボトルといった固形容器のように容器内部に当初に存在する空気はないため、発泡現象は起こりにくい上、本発明の形態ではノズル先端開口部ｌがスパウトｓの天面と当接された状態で液状物が充填されるため、充填時の空気の吸い込みも少なく、泡立ち現象は起こりにくい状態で充填が行われる。にもかかわらず、液状物を供給するスパウトｓの内径が１０ｍｍφ以下であることによって、流速値は比較的高くならざるを得ないため、発泡現象を皆無とすることは難しい。図１の左側が本発明に係る第１実施形態充填ノズルの充填時の形態であって、弁体ｄが弁座ｅから離れた状態で液状物が供給タンクから供給管ａを経て供給され、液状物が環状凸部ｈと環状固定部材ｐ更に前記積層部材の中央部を通って先端開口部ｌから当接するスパウトｓ経由で袋容器内に充填される。この際、液状物は３枚のメッシュを通過してスパウトｓ経由で袋容器内に充填されることになり、この複数のメッシュを通過することによって流れは整流され、層流状態でノズル先端開口部ｌとスパウトの天面と当接領域を通過するため、この部分での空気の吸い込みと泡立ち現象を効果的に防止する作用効果を奏する。
【００１０】
所定量の充填がなされると弁体ｄが下降変位して弁座ｅに当接しノズルを閉鎖する。この状態が図１の右側に示されている。次の工程に進む際、ノズル先端開口部ｌがスパウトの天面から離されることになるが、弁座ｅから先端開口部ｌまでの空間に溜まった液状物は液の表面張力によって一番下のメッシュｍの網目に保持され、次の袋容器のスパウト天面との当接時まで液滴のボタ落ち現象は防止される。
また、前述したように、袋状容器は排気された状態でこの工程に供給され、缶やボトルといった固形容器のように容器内部に当初存在する空気はないのであるが、固形体であるスパウト部分には若干の空気が存在し、充填後の時点でこの空気がノズル開口部近傍に残留するなど、何らかの事情でノズル内に空気が入った場合でも内周面を流下する液滴を複数のメッシュが保持機能を発揮し、液滴の落下を防止する。
このように本発明の複数に積層して配置したメッシュは、上記した液状物の発泡現象を押えるだけでなく、液滴の落下現象をも防止する作用効果を奏するものである。
【００１１】
図３に本発明に係るスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの第２形態を示す。ここに示す例は中央部にドーム部を有するメッシュｍ’と平メッシュ２枚を組み込んだ構成である。一番下のメッシュが中央部にドーム部を有する以外上記の第１形態の例と異なるところはない。このドーム部はノズル部の先端開口部ｌから外方へ突出するように組み込まれており、先端開口部ｌがスパウトｓの天面と当接される際には図示されているようにスパウト開口部の内部に挿入される形態となる。
図３の左側が本発明に係る第２実施形態充填ノズルの充填時の形態であって、第１形態と同様に弁体ｄが弁座ｅから離れた状態で液状物が供給タンクから供給管ａを経て供給され、液状物が環状凸部ｈと環状固定部材ｐ更に前記積層部材の中央部を通って先端開口部ｌから当接するスパウトｓ経由で袋容器内に充填される。この際、液状物は３枚のメッシュを通過してスパウトｓ経由で袋容器内に充填されることになり、この複数のメッシュを通過することによって流れは整流され、層流状態でノズル先端開口部ｌとスパウトの天面と当接領域を通過し、この部分での空気の仕込みと泡立ち現象を効果的に防止する作用効果を奏する点は第１形態と同様である。一番下のメッシュｍ’は中央部にドーム部が形成されたものであるが、構造が網目であるため流れはその開口部を流れ方向に通過することとなり、他の平メッシュｍと同様に整流機能を持ち、流れを乱すことはない。
【００１２】
図３の右側は所定量の充填を終えて弁体ｄを閉鎖した状態を示す。本実施形態で一番下のメッシュに中央部にドーム部を有するメッシュｍ’を採用した技術的意義は、この工程の終了後ノズル先端開口部ｌがスパウトの天面から離れた状態で、第１形態のノズルにおいてはノズル先端開口部ｌの周縁部において、まれに液滴が形成されこれが滴下する現象が見られるため、その際に形成された液滴を中央のドーム部に導くようにし、メッシュの網目で確実に保持させるためである。すなわち、ノズル先端開口部ｌの周縁部は連続面を形成しており、液滴の保持力は小さいが、その部分には中央部にドーム部形成されたメッシュが接しており、液滴は重力によって網目を伝って中央部に集められることになる。この中央部分は網目のみで形成されているから液の表面張力が確実に働き液の保持が確実なものとなる。
このように中央部にドーム部を有するメッシュｍ’と平メッシュ２枚を組み込んだ構成の本発明の第２形態において、複数に積層して配置したメッシュは、上記した液状物の発泡現象を押えるだけでなく、ノズル先端開口部ｌの周縁部において、まれに形成される液滴の滴下現象をも含め、液滴の落下現象を確実に防止する作用効果を奏するものである。
【００１３】
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの実施形態では、図２に示すようにノズル部ｃの中央部分には外径が前記円筒空間の内径にほぼ等しい円形の平メッシュｍ、環状体ｎ、円形の平メッシュｍ、環状体ｎ、更に円形の平メッシュｍ、そして管状部材ｏを積層する形態で前記円筒空間内に内装配置され、最後に前記雌ねじｊと螺合する雄ねじが切られた環状固定部材ｐによって、前記積層部材を前記先端開口部ｌに対して圧接固定する構成が採られている。メッシュの目詰まりなどの際にも分解掃除が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の１実施形態を説明する図である。
【図２】本発明のノズル部の１部分を拡大図で示したものである。
【図３】本発明の異なる実施形態を説明する図である。
【図４】スパウト付き袋容器への充填及びシールの工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００１５】
ａ 供給管 ｂ 液導入部
ｃ ノズル部 ｄ 弁体
ｅ 弁座 ｆ，ｇ フランジ部
ｈ 環状凸部 ｉ 円形凹部
ｊ 雌ねじ部 ｋ 円筒空間
ｌ 先端開口部 ｍ 平メッシュ
ｍ’ドーム付きメッシュ ｎ 環状体
ｏ 管状部材 ｐ 環状固定部材
ｑ 弾性環状体 ｓ スパウト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパウト付きの袋状容器に飲料等の液状物体を充填する工程で用いられる充填ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
清涼飲料等の容器として、スパウト（口栓）付きの包装袋が使用されている。このスパウト付きの袋状容器の多くは、合成樹脂製のフィルムに剛性を持たせる素材をラミネートし、可撓性を備えるとともに所定の剛性を持たせるようにしたもので、一般にパウチ容器と呼ばれている。この種のスパウト付きの袋状容器に清涼飲料等の液状物を充填する工程は特許文献１に例示され説明されている。この例は図４に示される形態で、装置１は、機台３に間欠的に回転可能に設けられた回転テーブル５を備え、この回転テーブル５上に、円周方向所定の間隔で、包装袋を保持する袋保持部材７を備えた袋保持装置が複数設けられている。この実施形態で使用される包装袋は公知のスパウト付きの包装袋と同様のもので、ある程度の剛性を備えた袋本体と、該袋本体に取り付けられたスパウトとで構成されたものである。該スパウトの上部フランジが袋保持部材７の上面に受け止められて、吊り下げられた状態で支持される。包装袋は、袋保持部材７に保持されて、回転テーブル５の回転に伴い、回転テーブル５上に数字で示された各工程を順次移動する。すなわち、第１工程では図示していない袋供給装置からスパウト付き包装袋が袋保持部材７に供給される。この実施の形態では、袋詰め包装は２個づつの単位で行われるようになっており、袋保持部材７は２つの切欠き即ち袋保持部を備えており、袋供給装置から同時に２個の袋が供給される。第２工程では、光センサー等を用いた検出器９により、包装袋が袋保持部材７により保持されていることを確認する。第３工程ではジェットプリンター等の印字機１１により、製造年月日等の印刷が行われる。第４工程では、図示しない貯留タンクに接続されている液充填ノズル１３を用いて、予め定められた所定の量の液状物が袋内へ充填される。すなわち、充填ノズル１３の先端を袋のスパウトの口部に押し当てて互いに連通させて、液状物が充填される。
【０００３】
次の第５工程ではスパウト口部洗浄装置１５を用いて、洗浄液及び空気の吹き付けを行い、スパウトの袋本体の外側にある部分を洗浄する。第６工程ではスパウト口部乾燥装置１７によりスパウトの先に洗浄した部分に空気を吹き付け、乾燥させる。第７工程においては、ガスフラッシュノズル１９がスパウトに挿入され、それにより例えば窒素ガス等を用いて袋内の空気を置換する。第８工程では、テープリール２１を備えたテープ供給装置から、アルミ箔、合成樹脂薄膜等で構成されたテープ２２が供給され、インナーシール用のシール体が打ち抜かれ、スパウトの口部上端面に仮付けされる。第９工程はシール体を熱板２３を用いてスパウトの口部上端面にシールする一次シール工程であるが、この工程ではそのシールに先立ち袋内の脱気が行われるが、これらについては後述する。第１０工程は同じく熱板２５を用いて行う二次シール工程である。そして第１１工程は冷却工程で、冷却板２７を用いてシールされた部分を冷却する。第１２工程はインナーシールが適正に行われたか否かを判定するインナーシール不良検出工程である。第１３工程はキャップ取り付け工程であり、キャップ供給装置２９からキャップ３０がキャップ締付け装置３１に供給され、スパウトの口部に締めつけて取り付けられる。第１４工程では、ストロボ３３、ＣＣＤカメラ３５等で構成されるキャップ締付け検査装置により、キャップの締めつけ状態が検査される。そして第１５工程で排出コンベア３７上に排出されて工程を終了する。
【０００４】
上記の充填の工程で、内容液がスパウト付きの袋状容器に充填される際には、泡立ちが少なく、充填時間が短く、更にはスパウト周囲への液だれが無いことが望まれる。充填をスパウトから行う場合、充填ノズルはスパウト内に挿入するか、スパウトを充填ノズル内に内装する形態が取られている。スパウトの内径は一般に１０ｍｍφ以下の小径であるため、前者の場合は充填ノズルの開口径は更に小径とせざるを得ない。そのため、充填流速は速くなり液が泡立ち易い条件となる。後者の場合、ノズルの開口径はスパウト外径となり充填流速の点での不利はないが、充填後ノズルがスパウトから離れる際に残留液のボタ落ち現象を起しやすいという問題がある。充填する内溶液が経腸栄養剤のように泡立ち易く、粘性が低い内容液の場合、容器内で泡立つ現象やノズルからボタ落ち現象が起こりやすく、上記の要望への対応は厳しいものとなる。
充填後のボタ落ち現象の課題に対応した従来技術としては充填ノズルの開口部近傍に網目体を配置し、液の表面張力を利用し、ノズルからの液だれを防止する技術が特許文献２に示されている。この技術は、中空のノズル本体と、該ノズル本体の下部に設けられた開口部と、該開口部の上方に位置する液止め用網目体とを備えた液体用充填ノズルにおいて、前記開口部は網目体の支持部位よりも下方且つ径内方に小間隔で延びている延長部と、延長部先端の径の縮小した開口先端と、延長部と網目体との間の液保持用の環状空間とを有し、且つ網目体の最下端が開口先端の最内周の最上端よりも上方にあり、該開口部は、開口先端と網目体の間隔、開口部の中心線と網目体下面の交点と開口先端を通る水平面との距離、開口先端直径寸法を所定条件に設定して液だれ防止機能をもたせたものである。
【特許文献１】特開２００１−３２８６０１号公報 「スパウト付き包装袋を用いての袋詰め包装方法及び該方法で使用するシール装置」 平成１３年１１月２７日公開
【特許文献２】特開平３−２１２３９６号公報 「液だれ防止充填ノズル」 平成３年９月１７日公開
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の充填ノズルはスパウト付きの袋状容器用ではなく、缶やボトルといった固形容器用のものであり、泡立ち防止の観点からノズルの開口径を１０ｍｍφ以上とし、充填流速を低く抑える反面液のボタ落ちが発生しやすくなるための対策として発案されたものである。これに対し本発明はスパウト付きの袋状容器用の充填ノズルであることから、ノズルの開口径は１０ｍｍφ以下であって、例えば８.３ｍｍφ程度を想定すると、上記の充填ノズルより相当程度充填流速は速くなり、充填容器が缶やボトルといった固形容器ではなく、スパウト付きの袋状容器であるといった環境条件が異なっており、それに適した充填の際に、泡立ちが少なく、充填時間が短く、更にはスパウト周囲への液だれが無い充填ノズルによる充填形態の実現が望まれている。
そのような状況の中で本発明の課題は、ノズル開口径をスパウト内径より小さくすることがないものであって、充填の際に、液の泡立ちやスパウト周囲への液だれが少ないスパウト付きの袋状容器用の充填ノズルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルは、ノズル先端部は袋容器のスパウトの天面に密着可能な形態であって、前記ノズルは前記スパウトの内径にほぼ等しい先端開口径を備え、該ノズルの先端開口部近傍には複数のメッシュが間隔を持って積層配置されていることを特徴とする。
また、本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの１つの形態は、先端開口部に配置された先端部メッシュはドーム状に形成されたものであって、ノズル先端部が袋容器のスパウトの天面に密着された状態では前記ドーム部分がスパウト内に挿入される形態となっていることを特徴とする。
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの更なる形態は、スパウトの内径にほぼ等しく形成された先端開口を有するノズル内部には段部が形成され、該段部に複数のメッシュが間隔を持って積層配置された管部材が内装されたものとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルは、ノズル先端部は袋容器のスパウトの天面に密着可能な形態であって、前記ノズルは前記スパウトの内径にほぼ等しい先端開口径を備えたものであるので、内容物の充填においてスパウトの内径以上に絞られる部分はなく、流速を速くすることがない。また、ノズルの先端開口部近傍には複数のメッシュが間隔を持って積層配置されていることにより、通過する液状物の流れを整流し、層流状態でノズル先端開口部とスパウトの天面と当接領域を通過させるため、この部分での空気の吸い込みと泡立ち現象を効果的に防止する作用効果を奏する。また、充填後ノズル先端部が袋容器のスパウトの天面から離れた際に、ノズル内に残留した液はその表面張力により配置されたメッシュによって保持され、ボタ落ちを止める。また、何らかの事情でノズル内に空気が入った場合でも内周面を流下する液滴を複数のメッシュが保持機能を発揮し、液滴の落下を防止する。
また、本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの１つの形態では、先端開口部に配置された先端部メッシュはドーム状に形成されたものであって、ノズル先端部が袋容器のスパウトの天面に密着された状態では前記ドーム部分がスパウト内に挿入される形態となることにより、平メッシュ形態のノズルにおいてはノズル先端開口部の周縁部において、まれに液滴が形成されこれが滴下する現象が見られるが、その際に形成された液滴を中央のドーム部に導くようにし、メッシュの網目で確実に保持させることができる。
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの更なる形態は、スパウトの内径にほぼ等しく形成された先端開口を有するノズル内部には段部が形成され、該段部に複数のメッシュが間隔を持って積層配置された管部材が内装されたものとしたので、ノズル本体とこの管部材とが別構造となり、消耗し易いメッシュを部品として必要に応じて取り替えが可能である。また、メッシュの目詰まりなどの際にも分解掃除が容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に本発明に係るスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの第１形態を示す。ここに示す例は平メッシュ３枚を組み込んだ構成である。充填ノズル本体は側壁に供給管ａが付いた液導入部ｂとノズル部ｃとからなり、液導入部ｂには上方の図示されていない駆動部によって上下方向移動可能な弁体ｄが取り付けられると共に、ノズル部ｃと接する側には弁座ｅが形成されている。また、液導入部ｂとノズル部ｃは共に接する部分にフランジ部ｆ，ｇが形成され、前記弁座ｅの中央開口部の先は環状凸部ｈとなっており、ノズル部ｃ側にはこれと嵌合する円形凹部ｉが形成され、両者は充填ノズル本体としてボルトで一体化される。ノズル部ｃの中央部分は図２の部分拡大図に示すように、前記円形凹部ｉに続きこれより若干小径の雌ねじ部ｊが続き、更にそれより小径の円筒空間ｋが形成され、先端開口部ｌは更に小径の袋状容器のスパウト内径と等しく形成されている。この先端開口部ｌはスパウトｓの天面と当接する際に位置合わせが確実になるため、外開きにテーパーが切られている。このノズル部ｃ内には外径が前記円筒空間の内径にほぼ等しい円形の平メッシュｍ、環状体ｎ、円形の平メッシュｍ、環状体ｎ、更に円形の平メッシュｍ、そして管状部材ｏを積層する形態で前記円筒空間内に配置し、最後に前記雌ねじｊと螺合する雄ねじが切られた環状固定部材ｐによって、前記積層部材を前記先端開口部ｌに対して圧接固定する構成が採られている。スパウトｓの天面とノズル先端開口部ｌが充填工程で確実に密着形態をとるように、該ノズル先端開口部ｌにはゴム材（シリコンゴム、フッ素ゴム）、又は樹脂材の弾性環状体ｑを使用する。
【０００９】
従来技術として先に説明したように充填工程では、図示しない貯留タンクに接続されている液充填ノズルの先端開口部ｌを袋状容器のスパウトｓの天面に押し当てて互いに連通させて、予め定められた所定の量の液状物が袋内へ充填される。一般にパウチと呼ばれるこの袋状容器は排気された状態でこの工程に供給され、缶やボトルといった固形容器のように容器内部に当初に存在する空気はないため、発泡現象は起こりにくい上、本発明の形態ではノズル先端開口部ｌがスパウトｓの天面と当接された状態で液状物が充填されるため、充填時の空気の吸い込みも少なく、泡立ち現象は起こりにくい状態で充填が行われる。にもかかわらず、液状物を供給するスパウトｓの内径が１０ｍｍφ以下であることによって、流速値は比較的高くならざるを得ないため、発泡現象を皆無とすることは難しい。図１の左側が本発明に係る第１実施形態充填ノズルの充填時の形態であって、弁体ｄが弁座ｅから離れた状態で液状物が供給タンクから供給管ａを経て供給され、液状物が環状凸部ｈと環状固定部材ｐ更に前記積層部材の中央部を通って先端開口部ｌから当接するスパウトｓ経由で袋容器内に充填される。この際、液状物は３枚のメッシュを通過してスパウトｓ経由で袋容器内に充填されることになり、この複数のメッシュを通過することによって流れは整流され、層流状態でノズル先端開口部ｌとスパウトの天面と当接領域を通過するため、この部分での空気の吸い込みと泡立ち現象を効果的に防止する作用効果を奏する。
【００１０】
所定量の充填がなされると弁体ｄが下降変位して弁座ｅに当接しノズルを閉鎖する。この状態が図１の右側に示されている。次の工程に進む際、ノズル先端開口部ｌがスパウトの天面から離されることになるが、弁座ｅから先端開口部ｌまでの空間に溜まった液状物は液の表面張力によって一番下のメッシュｍの網目に保持され、次の袋容器のスパウト天面との当接時まで液滴のボタ落ち現象は防止される。
また、前述したように、袋状容器は排気された状態でこの工程に供給され、缶やボトルといった固形容器のように容器内部に当初存在する空気はないのであるが、固形体であるスパウト部分には若干の空気が存在し、充填後の時点でこの空気がノズル開口部近傍に残留するなど、何らかの事情でノズル内に空気が入った場合でも内周面を流下する液滴を複数のメッシュが保持機能を発揮し、液滴の落下を防止する。
このように本発明の複数に積層して配置したメッシュは、上記した液状物の発泡現象を押えるだけでなく、液滴の落下現象をも防止する作用効果を奏するものである。
【００１１】
図３に本発明に係るスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの第２形態を示す。ここに示す例は中央部にドーム部を有するメッシュｍ’と平メッシュ２枚を組み込んだ構成である。一番下のメッシュが中央部にドーム部を有する以外上記の第１形態の例と異なるところはない。このドーム部はノズル部の先端開口部ｌから外方へ突出するように組み込まれており、先端開口部ｌがスパウトｓの天面と当接される際には図示されているようにスパウト開口部の内部に挿入される形態となる。
図３の左側が本発明に係る第２実施形態充填ノズルの充填時の形態であって、第１形態と同様に弁体ｄが弁座ｅから離れた状態で液状物が供給タンクから供給管ａを経て供給され、液状物が環状凸部ｈと環状固定部材ｐ更に前記積層部材の中央部を通って先端開口部ｌから当接するスパウトｓ経由で袋容器内に充填される。この際、液状物は３枚のメッシュを通過してスパウトｓ経由で袋容器内に充填されることになり、この複数のメッシュを通過することによって流れは整流され、層流状態でノズル先端開口部ｌとスパウトの天面と当接領域を通過し、この部分での空気の仕込みと泡立ち現象を効果的に防止する作用効果を奏する点は第１形態と同様である。一番下のメッシュｍ’は中央部にドーム部が形成されたものであるが、構造が網目であるため流れはその開口部を流れ方向に通過することとなり、他の平メッシュｍと同様に整流機能を持ち、流れを乱すことはない。
【００１２】
図３の右側は所定量の充填を終えて弁体ｄを閉鎖した状態を示す。本実施形態で一番下のメッシュに中央部にドーム部を有するメッシュｍ’を採用した技術的意義は、この工程の終了後ノズル先端開口部ｌがスパウトの天面から離れた状態で、第１形態のノズルにおいてはノズル先端開口部ｌの周縁部において、まれに液滴が形成されこれが滴下する現象が見られるため、その際に形成された液滴を中央のドーム部に導くようにし、メッシュの網目で確実に保持させるためである。すなわち、ノズル先端開口部ｌの周縁部は連続面を形成しており、液滴の保持力は小さいが、その部分には中央部にドーム部形成されたメッシュが接しており、液滴は重力によって網目を伝って中央部に集められることになる。この中央部分は網目のみで形成されているから液の表面張力が確実に働き液の保持が確実なものとなる。
このように中央部にドーム部を有するメッシュｍ’と平メッシュ２枚を組み込んだ構成の本発明の第２形態において、複数に積層して配置したメッシュは、上記した液状物の発泡現象を押えるだけでなく、ノズル先端開口部ｌの周縁部において、まれに形成される液滴の滴下現象をも含め、液滴の落下現象を確実に防止する作用効果を奏するものである。
【００１３】
本発明のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズルの実施形態では、図２に示すようにノズル部ｃの中央部分には外径が前記円筒空間の内径にほぼ等しい円形の平メッシュｍ、環状体ｎ、円形の平メッシュｍ、環状体ｎ、更に円形の平メッシュｍ、そして管状部材ｏを積層する形態で前記円筒空間内に内装配置され、最後に前記雌ねじｊと螺合する雄ねじが切られた環状固定部材ｐによって、前記積層部材を前記先端開口部ｌに対して圧接固定する構成が採られている。メッシュの目詰まりなどの際にも分解掃除が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の１実施形態を説明する図である。
【図２】本発明のノズル部の１部分を拡大図で示したものである。
【図３】本発明の異なる実施形態を説明する図である。
【図４】スパウト付き袋容器への充填及びシールの工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００１５】
ａ 供給管 ｂ 液導入部
ｃ ノズル部 ｄ 弁体
ｅ 弁座 ｆ，ｇ フランジ部
ｈ 環状凸部 ｉ 円形凹部
ｊ 雌ねじ部 ｋ 円筒空間
ｌ 先端開口部 ｍ 平メッシュ
ｍ’ドーム付きメッシュ ｎ 環状体
ｏ 管状部材 ｐ 環状固定部材
ｑ 弾性環状体 ｓ スパウト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル先端部は袋容器のスパウトの天面に密着可能な形態であって、前記ノズルは前記スパウトの内径にほぼ等しい先端開口径を備え、該ノズルの先端開口部近傍には複数のメッシュが間隔を持って積層配置されていることを特徴とするスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズル。
【請求項２】
先端開口部に配置された先端部メッシュはドーム状に形成されたものであって、ノズル先端部が袋容器のスパウトの天面に密着された状態では前記ドーム部分がスパウト内に挿入される形態となっていることを特徴とする請求項１に記載のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズル。
【請求項３】
スパウトの内径にほぼ等しく形成された先端開口を有するノズル内部には段部が形成され、該段部に複数のメッシュが間隔を持って積層配置された管部材が内装されたものである請求項１または２に記載のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズル。
【請求項１】
ノズル先端部は袋容器のスパウトの天面に密着可能な形態であって、前記ノズルは前記スパウトの内径にほぼ等しい先端開口径を備え、該ノズルの先端開口部近傍には複数のメッシュが間隔を持って積層配置されていることを特徴とするスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズル。
【請求項２】
先端開口部に配置された先端部メッシュはドーム状に形成されたものであって、ノズル先端部が袋容器のスパウトの天面に密着された状態では前記ドーム部分がスパウト内に挿入される形態となっていることを特徴とする請求項１に記載のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズル。
【請求項３】
スパウトの内径にほぼ等しく形成された先端開口を有するノズル内部には段部が形成され、該段部に複数のメッシュが間隔を持って積層配置された管部材が内装されたものである請求項１または２に記載のスパウト付き袋状容器のメッシュ式充填ノズル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１９７０５１（Ｐ２００７−１９７０５１Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８２０３（Ｐ２００６−１８２０３）
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【Ｆターム（参考）】
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