包装充填装置及び包装充填方法
【課題】チューブ内の液体圧力が変動によって圧力が下がっても、陰圧へ下降することを防止して、チューブへ外部雰囲気物質が侵入することを防止することができる包装充填を提供する。
【解決手段】ウェブ状包装材料１ａに次の包装材料１ｂを継ぎ目１ｃで継いで連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、チューブ内に充填パイプから液体食品を充填し、液面下でチューブ横断方向に横シールし、チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造し、プレッシャーフランジがチューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、継ぎ目の部分が、チューブ状成形時にずれて継がれ、継ぎ目の端部であって、チューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルム２３を貼着し、熱シール性フィルム２３で継ぎ目の部分を覆ってシールする。
【解決手段】ウェブ状包装材料１ａに次の包装材料１ｂを継ぎ目１ｃで継いで連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、チューブ内に充填パイプから液体食品を充填し、液面下でチューブ横断方向に横シールし、チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造し、プレッシャーフランジがチューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、継ぎ目の部分が、チューブ状成形時にずれて継がれ、継ぎ目の端部であって、チューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルム２３を貼着し、熱シール性フィルム２３で継ぎ目の部分を覆ってシールする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性食品などが充填されたチューブ包装材料を容器毎に横シールして切断して容器とする包装充填に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛乳、ミネラルウォーター、茶、ジュース、スープ、アルコール類等の流動食品を収容する包装容器を製造する場合、ウェブ状（帯状）の包装積層材料が使用され、包装積層材料を次の包装積層材料に継ぎ目で継いで、包装積層材料を連続的にヒートシール、超音波シール等によってシールされることにより、包装容器が形成される。例えば、包装充填装置において、包装積層材料を次の包装積層材料に継ぎ目で継いで、包装積層材料を連続的に包装材料の縁部にストリップを前もって接合し、包装積層材料をチューブ状に成形し、チューブの内側から、包装積層材料の重ね合わされた両縁部同士を、縦シール部の内側端面を保護するストリップと共に押し当てて縦シール装置によって長手方向（縦方向）にシールした後、無菌的に収容する無菌室内の雰囲気下で、チューブ状の包装積層材料の中に液体食品を充填しながら、横シール装置によって横方向にシールして切断し、枕状の予備容器を形成し、予備容器を更に所定の形状に成形して包装容器を完成させる。
【０００３】
図７は、包装充填装置の一例を示す概略斜視図である。ウェブ状の包装積層材料１は、リールの状態で包装充填装置に装填される。包装積層材料１は、紙基材、及び紙基材の両面にポリエチレン樹脂が積層された可撓性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成され、包装容器１４の表面に相当する部分にあらかじめ外装用の印刷が施される。
【０００４】
繰り出された包装積層材料１は、搬送手段の送り装置によって連続的に搬送され、ベンディングローラ、ダンパローラ等を経て、ストリップ貼着装置３に送られ、ストリップ貼着装置によって包装積層材料１の一方の縁部に沿ってストリップ２が貼着される。
【０００５】
包装積層材料１は、必要に応じて、プルタブ貼着装置によってプルタブが貼着されてる。包装積層材料１は、殺菌槽４に送られ、殺菌槽４において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。包装積層材料１は、エアナイフ５に送られ、エアナイフ５によって乾燥させられた後、チューブ状包装材料内に液体食品を無菌雰囲気で充填することを保証する無菌室４０の室内に送られる。包装積層材料１は、成形リング６、その他の成形リングによって徐々に変形させられてチューブ状の形状にされる。
チューブ状包装積層材料１は、縦シール装置の予熱手段８によって予熱されて、縦方向にシールされ、充填パイプ７の下端から流動性食品がチューブ状包装積層材料１内に充填される。
【０００６】
図６に、チューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を所定の液面レベルまで充填する形態の一例を示す。
充填パイプ７の垂直部分は、チューブ状包装材料１の内部に下方に挿入されている。上流側の部分は、制御弁３２に接続されている。充填パイプ７の垂直部分の外周囲には、円筒状のフロート３４が配置されている。その液体に浮かんだフロート３４は、チューブ包装材料１と充填パイプ７の間にあって、充填パイプ７の垂直部分の外面に、上下方向に移動自在に嵌められている。フロート１１には、被検出手段３５（マグネット、発信器または、タグなど）が取付けられている。チューブ１の外部に検出器３１が配されている。検出器３１は、被検出手段との間の信号の強弱の変化を電流に変えて電気信号として出力する。所定レベル若しくはそれ以上では停止信号を、所定レベル以下であると開放信号をそれぞれ制御装置３３に出力する。一方、充填パイプ７の上流側部分には、電磁式流量制御弁３２が設けられており、電磁式流量制御弁３２は、制御装置３３により制御される。
【０００７】
図７に示すように、チューブ状包装積層材料１は、下方に案内され、無菌室４０の室外の下方に送られて、横シール装置１０に送られる。横シール装置１０において、挟まれて横方向にシールされると共に、容器形状に成形され、横シールされた包装積層材料は、ナイフなどで切断されて枕状の容器１３が形成される。
【０００８】
図９に横シール装置１０の詳細一部断面図を示す。この態様では、食品が充填されたチューブ状包装材料１が、先ず、上側一対のシールジョー１０ａ及び対向ジョー１１により挟持される。包装容器１個分に相当する長さ分だけ下方に送られながら、上側一対の成形フラップ４１，４１により挟まれておおよその容器形状に成形される。横断方向に横シールして２本の横シール帯域を形成し、繋がった枕状予備成形体のシール帯域の中間をナイフ４２により切断して個々の枕状予備成形体１３に切り離す。
この態様では、高速に、横シール、予備成形及び切断を行うために、二対のシールジョー及び対向ジョー、並びに、成形フラップを備え、横シール、予備成形及び切断ステップを終えた一対は、横に退避し上方に戻り、次の横シール、予備成形及び切断ステップを繰返す。
【０００９】
図７に示すように、容器１３は、最終成形搬送装置１５によって搬送されて最終の形状に成形され、流動性食品を収容する包装容器１４が完成する。
【００１０】
上述の包装充填において、充填されたチューブ内の液体食品の圧力は、液面からの液体の深さに相当して陽圧である。包装材料を成形フラップで成形する際に、チューブ内の液体食品の圧力が陽圧であることによって、成形フラップの外圧と相俟って、包装材料を良好に成形することができる。
また、このような陽圧に維持されていることが、中身食品の衛生状態を維持する。すなわち、万が一に包装材料に継ぎ目、僅かな傷、割れ目若しくはピンホールがあっても、この箇所から液体食品が外に出るだけであり、外部雰囲気物質の何らかが侵入しチューブ内の液体食品を汚染することがない。
【００１１】
図６に示す充填システムでは、チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ外周上に設けられたプレシャーフランジ３６を有する。
チューブ状包装材料が下方に送られながら、シールジョー及び対向ジョーにより急速に挟持され、また、一対の成形フラップにより急速に挟まれる際に、チューブ状包装材料の中身の液体が押出され、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇して過剰な陽圧となる。この過剰な陽圧は、液面レベルを急激に上昇させ、不安定に揺れさせて、液面レベル制御を困難にする恐れがある。
すなわち、この過剰な陽圧は、液面レベルを急激に上昇させ、不安定に揺れさせて、図６に示すようなフロート１１が大きく上下させるおそがあり、その結果、制御装置３３による制御を困難にする恐れがある。
【００１２】
図６に示すプレシャーフランジ３６が、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を十分に陽圧にし、成形用フラップによる予備成形をより容易にする。また、液体食品が下方から上方に逆流しても、その逆流を抑え、液面レベルの急激な上昇を抑えることができる。
すなわち、図８に示すように、チューブ状包装材料１内の液面下であって充填パイプ１外周上にプレシャーフランジ３６を設ける。プレシャーフランジ３６は、シールジョー及び対向ジョーにより急速に挟持され、また、一対の成形フラップにより急速に挟まれ液体食品が下方から上方に逆流しても、その逆流を抑え、液面レベルの急激な上昇を抑えることができる。
【００１３】
しかしながら、チューブ内の液体食品圧力の変動によって、プレシャーフランジ近傍で、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがある。
例えば、図５に示すように、横シール装置の上方位置の充填パイプ出口７ａ近傍において、チューブ状包装材料が矢印ｃの下方に送られる。図５（Ａ）に示すように、シールジョー１０ａ及び対向ジョー１１並びに成形用フラップにより急速に矢印ｄ方向に挟持されると、チューブ状包装材料の中身の液体が押出され、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇して矢印ａの方向に逆流しようとする。プレシャーフランジ３６はその逆流を抑える。
【００１４】
チューブ内の液体食品の圧力は、プレシャーフランジ３６の存在に拘らず、チューブ内の液体食品全体に伝播するので、図５（Ｂ）に示すように、チューブ内の液体は、慣性によって、矢印ｅの方向に更に逆流しようとする。しかし、プレシャーフランジ３６の存在によって、フランジ下方から上方への液体移動が妨げられ、フランジ上方で液体量が不足し、不足量ｄが生じる。不足量ｄを仮想的に泡として図５（Ｂ）に図示する。その結果、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがある。
【００１５】
引く続き、チューブ状包装材料が矢印ｃの下方に送られ、チューブ状包装材料のプレシャーフランジ３６下の容積が増える。その増加分に相当する液体食品が充填パイプ出口７ａから供給されないと、プレシャーフランジ３６上方の液体から矢印ｂ（図５（Ｃ））の方向で供給されるはずであるが、プレシャーフランジ３６があるためにその供給が妨げられる。図５（Ｃ）に示すように、シールジョー１０ａ及び対向ジョー１１により引き下ろされると、チューブ状包装材料のプレシャーフランジ３６下の容積が急速に増え、液体食品の供給量が不足し、不足量ｄが生じる。不足量ｄを仮想的に泡として図５（Ｃ）に図示する。その結果、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがある。
【００１６】
図８は、包装充填装置の一例における、充填されたプレシャーフランジ下方の充填パイプ付近の液体食品の圧力を示す縦軸と、横シール、予備成形及び切断ステップの時間経過を示す横軸との線図である。
シールジョー及び対向ジョー、並びに成形用フラップにより急速に挟持されると、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇する。これがピークｅ，ｆである。チューブ状包装材料が引き下ろされるとプレシャーフランジ下の容積が急速に増え、液体食品の供給量が不足し、チューブ内の液体食品の圧力が陰圧になる。これが低い陽圧若しくは陰圧の谷ｇである。
【００１７】
上述の低い陽圧若しくは陰圧を防ぐために、継ぎ目に生じた間隙を密封部材によって密封すること（参考特許文献１）、フィルム貼着手段でフイルムを貼着して塞ぐこと（参考特許文献２）、陽圧維持手段で、プレッシャーフランジ下方又は上方のチューブ内の液体食品の圧力の変動を緩和して、液体食品圧力が陰圧に下降することを防止し、陽圧に維持すること（参考特許文献３及び参考特許文献４）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００８−２９６９５８号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／１５０６９３号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００９／１３９１２８号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００９／１３９１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述の包装充填において、包装材料を成形フラップで成形する際に、チューブ内の液体食品の圧力が陽圧であることによって、成形フラップの外圧と相俟って、包装材料を良好に成形する。
また、このような陽圧に維持されていることが、中身食品の衛生状態を維持する。すなわち、万が一に包装材料に、継ぎ目による間隙、僅かな傷、割れ目若しくはピンホールがあっても、この箇所から液体食品が外に出るだけであり、外部雰囲気物質の何らかが侵入しチューブ内の液体食品を汚染することがない。
【００２０】
本発明は、チューブ内の充填液体食品の圧力を陽圧に維持し、成形用フラップによる予備成形を容易にし、液体食品圧力の変動によって液体食品圧力が下がっても、陰圧へ下降することを防止して、チューブへ外部雰囲気物質が侵入することを防止することができる包装充填方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の包装充填方法は、ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーでチューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する包装充填方法であって、
チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ外周上に設けられたプレッシャーフランジが、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレッシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、成形用フラップによる予備成形を容易にし、
ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれ、
継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着し、
縦シール時又は縦シール後に、熱シール性フィルムで、重なり合った２カ所の継ぎ目の部分を覆ってシールする、
ことを特徴とする。
【００２２】
この発明の好ましい態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に斜線状に形成されている。
【００２３】
この発明の好ましい態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に円弧状に形成されている。
【００２４】
この発明の好ましい態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に稲妻状に形成されている。
【００２５】
この発明の好ましい態様において、重なり合ったチューブ状包装材料の両端部を外側から熱シール性フィルムで覆って、重なり合った継ぎ目の部分を覆ってシールする。
【００２６】
この発明の好ましい態様において、重なり合うウェブ状包装材料の端部の端面を熱シール性フィルムで覆って、重なり合った継ぎ目の部分を覆ってシールする。
【００２７】
本発明の包装充填装置は、ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーでチューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する包装充填装置であって、
チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ外周上に設けられたプレッシャーフランジが、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレッシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、成形用フラップによる予備成形を容易にし、
継ぎ手段によって、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれ、
貼着手段によって、継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着し、
継ぎ目被覆手段によって、縦シール時又は縦シール後に、熱シール性フィルムで、重なり合った２カ所の継ぎ目の部分を覆ってシールする、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上の本発明によれば、以下の作用機能を発揮し、有利な効果が得られる。
この発明における包装充填方法／装置は、ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給する。
１単位のウェブ状包装材料の長さに限定されず、より長く連続運転／製造ができる。
ウェブ状包装材料をチューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーでチューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する。
液体食品が充填されたウェブ状包装材料の液面下で、横シールするので、容器内に不要な空気等が残らず、品質保持に寄与する。
上述の包装充填において、充填されたチューブ内の液体食品の圧力は、液面からの液体の深さに相当して陽圧である。包装材料を成形フラップで成形する際に、陽圧であることによって良好に成形することができる。
【００２９】
この発明に於いて、チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ外周上に設けられたプレシャーフランジを有する。
チューブ状包装材料が下方に送られながら、シールジョー及び対向ジョーにより急速に挟持され、また、一対の成形フラップにより急速に挟まれる際に、チューブ状包装材料の中身の液体が押出され、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇して過剰な陽圧となる。この過剰な陽圧は、液面レベルを急激に上昇させ、不安定に揺れさせて、液面レベル制御を困難にする恐れがある。
すなわち、この過剰な陽圧は、液面レベルを急激に上昇させ、不安定に揺れさせて、図６に示すようなフロート３４が大きく上下させるおそがあり、その結果、制御装置３３による制御を困難にする恐れがある。
【００３０】
この発明において、プレシャーフランジが、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を十分に陽圧にし、成形用フラップによる予備成形をより容易にする。また、液体食品が下方から上方に逆流しても、その逆流を抑え、液面レベルの急激な上昇を抑えることができる。
【００３１】
継ぎ手段は、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料とを、それぞれの末端部分を一部重ねて、若しくは、それぞれの末端部分の端面を突き合わせて別途シール性接着テープを重ねて、継がれる。いずれも継ぎ目の部分は、他の通常ウェブ状包装材料と比べて厚みが厚くなっている。
この発明の特徴に於いて、継ぎ手段によって、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれる。
この発明の好ましい態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に斜線状に形成されている。
この発明の好ましい別の態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に円弧状に形成されている。
この発明の好ましい別の態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に稲妻状に形成されている。
いずれの態様も、チューブ状成形時に、両端２カ所の継ぎ目の部分がずれて重なり合う。
上記態様において、継ぎ目の部分の重なり箇所の厚みは、継ぎ目の部分同士が重なる場合と比べて厚みが薄くなる。薄い重なりが、継ぎ目における間隙を少なく小さくすることができ、それだけ包装衛生上のリスクを低減する。
【００３２】
この発明の特徴に於いて、貼着手段によって、継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着する。
この発明において、熱シール性フィルムは、チューブ状成形前のウェブ状包装材料に貼着され、チューブ状成形後に貼着されない。
チューブ状成形前であるので、工程の自由度がある。チューブ成形後の液体食品を無菌雰囲気で充填することを保証する無菌室の室内では、衛生上、装置デザイン上、機能上、また操作上、設置に困難性がある。無菌室の下流側に設置すると、衛生上リスクがある。
【００３３】
この発明の特徴に於いて、継ぎ目被覆手段によって、縦シール時又は縦シール後に、熱シール性フィルムで、重なり合った２カ所の継ぎ目の部分を覆ってシールする。
包装充填システムにおいて、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがある。
この発明の特徴において、継ぎ目被覆手段が、縦シール帯域であって継ぎ目に生じた間隙若しくは間隙が生じる恐れがある部位を塞ぐので、この箇所から外部雰囲気物質、何らか（汚染物質）が侵入してチューブ内の液体食品を汚染することがなく、中身食品の衛生状態を維持することができる。
【００３４】
上述のように、本発明の包装充填方法／装置によって、チューブ内の充填液体食品の圧力を陽圧に維持し、成形用フラップによる予備成形を容易にし、液体食品圧力の変動にって液体食品圧力が万が一に陰圧へ下降しても、チューブへ外部雰囲気物質が侵入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明による継がれたウェブ状包装材料の外側継ぎ目部分を示す平面図である。
【図２】継がれたチューブ状包装材料の外側継ぎ目部分を示す外観斜視図である。
【図３】この発明による継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目部分をフィルムで覆う第１の態様の横断方向の断面図である。
【図４】この発明による継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目部分をフィルムで覆う第２の態様の横断方向の断面図である。
【図５】プレシャーフランジ下の包装充填装置の動作を示す概略断面図である。
【図６】包装充填装置の液面制御を説明する断面正面図図である。
【図７】この発明に使用できる包装充填装置の一例を示す概略斜視図である。
【図８】包装充填装置における、充填されたプレシャーフランジ下の液体食品の圧力の縦軸と、横シール、予備成形及び切断ステップの時間経過の横軸との線図である。
【図９】包装充填装置の横シール装置を説明する断面正面図である。
【図１０】この発明による別の態様による、継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目部分を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
この実施形態による包装充填装置では、ウェブ状包装材料１に次のウェブ状包装材料１を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給する。図７に示すように、ウェブ状包装材料１をチューブ状に成形し、包装材料の両端部でチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプ７から液体食品を無菌室４０内で、図６に示すように、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、図９に示すように、液面下でチューブ横断方向にシールジョー１０ａ及びカウンタージョー１１でチューブ１を挟んで引き下ろす間に横シールし、チューブを同時に成形用フラップ４１、４１で挟んで予備成形し、横シール帯域でナイフ４２で切断して予備包装体１３を製造する。
【００３７】
この態様では、１単位のリール状のウェブ状包装材料１ａに次の１単位のリール状のウェブ状包装材料１ｂを継ぎ目１ｃで継いでウェブ状包装材料を連続的に供給する。
図１に、継がれたウェブ状包装材料の外側継ぎ目部分を示す。この態様では、継ぎ手段（図示せず）によって、ウェブ状包装材料１ａと次のウェブ状包装材料１ｂのと継ぎ目の部分１ｃが、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれる。
図１に示す態様において、ウェブ状包装材料１ａと次のウェブ状包装材料１ｂのと継ぎ目の部分１ｃが、包装材料の横断方向に斜線状に形成されている。
継ぎ手段は、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料とを、それぞれの末端部分を一部重ねて、若しくは、それぞれの末端部分の端面を突き合わせて別途シール性接着テープを重ねて、継がれるが、いずれも継ぎ目の部分は、他の通常ウェブ状包装材料と比べて厚みが厚くなっている。
しかしながら、この態様では、チューブ状成形時に、両端２カ所の継ぎ目の部分１ｃ．１ｃがずれて重なり合う。従って、継ぎ目の部分の重なり箇所の厚みは、継ぎ目の部分同士が重なる場合と比べて厚みが薄くなる。薄い重なりが、継ぎ目における間隙を少なく小さくすることができ、包装衛生上のリスクを低減する。
【００３８】
別の態様において、図１０（Ａ）に示すように、ウェブ状包装材料１ａと次のウェブ状包装材料１ｂのと継ぎ目の部分１ｃが、包装材料の横断方向に円弧状に形成されている。
この態様では、チューブ状成形時に、両端２カ所の継ぎ目の部分１ｃ．１ｃがずれて重なり合うので、継ぎ目の部分の重なり箇所の厚みは、継ぎ目の部分同士が重なる場合と比べて厚みが薄くなる。薄い重なりが、継ぎ目における間隙を少なく小さくすることができ、包装衛生上のリスクを低減する。
【００３９】
別の態様において、図１０（Ｂ）に示すように、ウェブ状包装材料１ａと次のウェブ状包装材料１ｂのと継ぎ目の部分１ｃが、包装材料の横断方向に稲妻状に形成されている。
この態様では、チューブ状成形時に、両端２カ所の継ぎ目の部分１ｃ．１ｃがずれて重なり合うので、継ぎ目の部分の重なり箇所の厚みは、継ぎ目の部分同士が重なる場合と比べて厚みが薄くなる。薄い重なりが、継ぎ目における間隙を少なく小さくすることができ、包装衛生上のリスクを低減する。
【００４０】
この態様において、充填されたチューブ内の液体食品の圧力は、液面からの液体の深さに相当して陽圧である。包装材料を成形フラップで成形する際に、陽圧であることによって良好に成形することができる。
この態様に於いて、図５及び図６に示すように、チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ７外周上に設けられたプレシャーフランジ３６を有する。
チューブ状包装材料が下方に送られながら、シールジョー及び対向ジョーにより急速に挟持され、また、一対の成形フラップにより急速に挟まれる際に、チューブ状包装材料の中身の液体が押出され、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇して陽圧となる。
【００４１】
この態様において、プレシャーフランジ３６が、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を十分に陽圧にし、成形用フラップによる予備成形をより容易にする。また、液体食品が下方から上方に逆流しても、その逆流を抑え、液面レベルの急激な上昇を抑えることができる。
【００４２】
この態様に於いて、貼着手段（図示せず）によって、図１に示すように、継がれたウェブ状包装材料１ａ、１ｂの継ぎ目の部分１ｃ及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルム２３を貼着する。
熱シール性フィルム２３が貼着する端部と反対側の端部には、容器内側端面を保護するストリップ２が貼着されている。
この態様において、熱シール性フィルム２３は、継ぎ目１ｃを形成したときに、又はストリップ２をウェブ状包装材料の端部に貼着したときに、貼着する。
チューブ状成形前のウェブ状包装材料に貼着され、チューブ状成形後に貼着されない。
【００４３】
図２に、継がれたチューブ状包装材料１ａ、１ｂの継ぎ目部分１ｃを示す。図示するように、継ぎ目部分１ｃは、ずれて重なり合わない。
図２に示すように、継ぎ目部分１ｃの隣接箇所で間隙１ｅが形成されることがある。
この態様に於いて、継ぎ目被覆手段（図示せず）によって、縦シール時又は縦シール後に、熱シール性フィルム２３（図２に図示せず）で、２カ所の継ぎ目の部分１ｃ、１ｃを覆ってシールする。
１片若しくは２片の熱シール性フィルム２３は、２カ所の継ぎ目の部分１ｃ、１ｃをまとめて、若しくは各々、覆ってシールする。
【００４４】
包装充填システムにおいて、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがあるが、この態様の継ぎ目被覆手段が、縦シール帯域であって継ぎ目に生じた間隙若しくは間隙が生じる恐れがある部位１ｅを塞ぐので、この箇所から外部雰囲気物質、何らか（汚染物質）が侵入してチューブ内の液体食品を汚染することがなく、中身食品の衛生状態を維持することができる。
【００４５】
好ましい態様において、図３に示すように、重なり合ったチューブ状包装材料の両端部（縦シール部１ｄ）を外側から熱シール性フィルム２３で覆って、重なり合った継ぎ目の部分１ｅを覆ってシールする。
継ぎ目に生じた間隙１ｅを覆うので、この箇所から外部雰囲気物質が侵入してチューブ内の液体食品を汚染することがなく、中身食品の衛生状態を維持することができる。
【００４６】
別の態様において、図４に示すように、重なり合うウェブ状包装材料の端部（１ｄ）の端面を熱シール性フィルム２３で覆って、重なり合った継ぎ目の部分１ｅを塞いでシールする。
継ぎ目に生じた間隙１ｅを塞ぐので、この箇所から外部雰囲気物質が侵入してチューブ内の液体食品を汚染することがなく、中身食品の衛生状態を維持することができる。
【００４７】
上述のように、上記実施態様の包装充填方法／装置によって、チューブ内の充填液体食品の圧力を陽圧に維持し、成形用フラップによる予備成形を容易にし、液体食品圧力の変動にって液体食品圧力が万が一に陰圧へ下降しても、チューブへ外部雰囲気物質が侵入することを防止することができる。
【００４８】
なお、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明は、液体食品の包装充填の製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１，１ａ，１ｂ 包装材料
１ｃ 継ぎ目
１ｄ 縦シール帯域
１ｅ 間隙
２・・・ ストリップ
７・・・ 充填パイプ
１０・・・ シールジョー
１１・・・ カウンタージョー
１３，１４ 容器
２３・・・ 熱シール性フィルム
３１・・・ 液面レベル検知手段
３２・・・ 供給手段
３３・・・ 制御手段
３４・・・ フロート
３６・・・ プレッシャーフランジ
３７・・・ 液面レベル
４０・・・ 無菌室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性食品などが充填されたチューブ包装材料を容器毎に横シールして切断して容器とする包装充填に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛乳、ミネラルウォーター、茶、ジュース、スープ、アルコール類等の流動食品を収容する包装容器を製造する場合、ウェブ状（帯状）の包装積層材料が使用され、包装積層材料を次の包装積層材料に継ぎ目で継いで、包装積層材料を連続的にヒートシール、超音波シール等によってシールされることにより、包装容器が形成される。例えば、包装充填装置において、包装積層材料を次の包装積層材料に継ぎ目で継いで、包装積層材料を連続的に包装材料の縁部にストリップを前もって接合し、包装積層材料をチューブ状に成形し、チューブの内側から、包装積層材料の重ね合わされた両縁部同士を、縦シール部の内側端面を保護するストリップと共に押し当てて縦シール装置によって長手方向（縦方向）にシールした後、無菌的に収容する無菌室内の雰囲気下で、チューブ状の包装積層材料の中に液体食品を充填しながら、横シール装置によって横方向にシールして切断し、枕状の予備容器を形成し、予備容器を更に所定の形状に成形して包装容器を完成させる。
【０００３】
図７は、包装充填装置の一例を示す概略斜視図である。ウェブ状の包装積層材料１は、リールの状態で包装充填装置に装填される。包装積層材料１は、紙基材、及び紙基材の両面にポリエチレン樹脂が積層された可撓性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成され、包装容器１４の表面に相当する部分にあらかじめ外装用の印刷が施される。
【０００４】
繰り出された包装積層材料１は、搬送手段の送り装置によって連続的に搬送され、ベンディングローラ、ダンパローラ等を経て、ストリップ貼着装置３に送られ、ストリップ貼着装置によって包装積層材料１の一方の縁部に沿ってストリップ２が貼着される。
【０００５】
包装積層材料１は、必要に応じて、プルタブ貼着装置によってプルタブが貼着されてる。包装積層材料１は、殺菌槽４に送られ、殺菌槽４において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。包装積層材料１は、エアナイフ５に送られ、エアナイフ５によって乾燥させられた後、チューブ状包装材料内に液体食品を無菌雰囲気で充填することを保証する無菌室４０の室内に送られる。包装積層材料１は、成形リング６、その他の成形リングによって徐々に変形させられてチューブ状の形状にされる。
チューブ状包装積層材料１は、縦シール装置の予熱手段８によって予熱されて、縦方向にシールされ、充填パイプ７の下端から流動性食品がチューブ状包装積層材料１内に充填される。
【０００６】
図６に、チューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を所定の液面レベルまで充填する形態の一例を示す。
充填パイプ７の垂直部分は、チューブ状包装材料１の内部に下方に挿入されている。上流側の部分は、制御弁３２に接続されている。充填パイプ７の垂直部分の外周囲には、円筒状のフロート３４が配置されている。その液体に浮かんだフロート３４は、チューブ包装材料１と充填パイプ７の間にあって、充填パイプ７の垂直部分の外面に、上下方向に移動自在に嵌められている。フロート１１には、被検出手段３５（マグネット、発信器または、タグなど）が取付けられている。チューブ１の外部に検出器３１が配されている。検出器３１は、被検出手段との間の信号の強弱の変化を電流に変えて電気信号として出力する。所定レベル若しくはそれ以上では停止信号を、所定レベル以下であると開放信号をそれぞれ制御装置３３に出力する。一方、充填パイプ７の上流側部分には、電磁式流量制御弁３２が設けられており、電磁式流量制御弁３２は、制御装置３３により制御される。
【０００７】
図７に示すように、チューブ状包装積層材料１は、下方に案内され、無菌室４０の室外の下方に送られて、横シール装置１０に送られる。横シール装置１０において、挟まれて横方向にシールされると共に、容器形状に成形され、横シールされた包装積層材料は、ナイフなどで切断されて枕状の容器１３が形成される。
【０００８】
図９に横シール装置１０の詳細一部断面図を示す。この態様では、食品が充填されたチューブ状包装材料１が、先ず、上側一対のシールジョー１０ａ及び対向ジョー１１により挟持される。包装容器１個分に相当する長さ分だけ下方に送られながら、上側一対の成形フラップ４１，４１により挟まれておおよその容器形状に成形される。横断方向に横シールして２本の横シール帯域を形成し、繋がった枕状予備成形体のシール帯域の中間をナイフ４２により切断して個々の枕状予備成形体１３に切り離す。
この態様では、高速に、横シール、予備成形及び切断を行うために、二対のシールジョー及び対向ジョー、並びに、成形フラップを備え、横シール、予備成形及び切断ステップを終えた一対は、横に退避し上方に戻り、次の横シール、予備成形及び切断ステップを繰返す。
【０００９】
図７に示すように、容器１３は、最終成形搬送装置１５によって搬送されて最終の形状に成形され、流動性食品を収容する包装容器１４が完成する。
【００１０】
上述の包装充填において、充填されたチューブ内の液体食品の圧力は、液面からの液体の深さに相当して陽圧である。包装材料を成形フラップで成形する際に、チューブ内の液体食品の圧力が陽圧であることによって、成形フラップの外圧と相俟って、包装材料を良好に成形することができる。
また、このような陽圧に維持されていることが、中身食品の衛生状態を維持する。すなわち、万が一に包装材料に継ぎ目、僅かな傷、割れ目若しくはピンホールがあっても、この箇所から液体食品が外に出るだけであり、外部雰囲気物質の何らかが侵入しチューブ内の液体食品を汚染することがない。
【００１１】
図６に示す充填システムでは、チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ外周上に設けられたプレシャーフランジ３６を有する。
チューブ状包装材料が下方に送られながら、シールジョー及び対向ジョーにより急速に挟持され、また、一対の成形フラップにより急速に挟まれる際に、チューブ状包装材料の中身の液体が押出され、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇して過剰な陽圧となる。この過剰な陽圧は、液面レベルを急激に上昇させ、不安定に揺れさせて、液面レベル制御を困難にする恐れがある。
すなわち、この過剰な陽圧は、液面レベルを急激に上昇させ、不安定に揺れさせて、図６に示すようなフロート１１が大きく上下させるおそがあり、その結果、制御装置３３による制御を困難にする恐れがある。
【００１２】
図６に示すプレシャーフランジ３６が、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を十分に陽圧にし、成形用フラップによる予備成形をより容易にする。また、液体食品が下方から上方に逆流しても、その逆流を抑え、液面レベルの急激な上昇を抑えることができる。
すなわち、図８に示すように、チューブ状包装材料１内の液面下であって充填パイプ１外周上にプレシャーフランジ３６を設ける。プレシャーフランジ３６は、シールジョー及び対向ジョーにより急速に挟持され、また、一対の成形フラップにより急速に挟まれ液体食品が下方から上方に逆流しても、その逆流を抑え、液面レベルの急激な上昇を抑えることができる。
【００１３】
しかしながら、チューブ内の液体食品圧力の変動によって、プレシャーフランジ近傍で、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがある。
例えば、図５に示すように、横シール装置の上方位置の充填パイプ出口７ａ近傍において、チューブ状包装材料が矢印ｃの下方に送られる。図５（Ａ）に示すように、シールジョー１０ａ及び対向ジョー１１並びに成形用フラップにより急速に矢印ｄ方向に挟持されると、チューブ状包装材料の中身の液体が押出され、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇して矢印ａの方向に逆流しようとする。プレシャーフランジ３６はその逆流を抑える。
【００１４】
チューブ内の液体食品の圧力は、プレシャーフランジ３６の存在に拘らず、チューブ内の液体食品全体に伝播するので、図５（Ｂ）に示すように、チューブ内の液体は、慣性によって、矢印ｅの方向に更に逆流しようとする。しかし、プレシャーフランジ３６の存在によって、フランジ下方から上方への液体移動が妨げられ、フランジ上方で液体量が不足し、不足量ｄが生じる。不足量ｄを仮想的に泡として図５（Ｂ）に図示する。その結果、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがある。
【００１５】
引く続き、チューブ状包装材料が矢印ｃの下方に送られ、チューブ状包装材料のプレシャーフランジ３６下の容積が増える。その増加分に相当する液体食品が充填パイプ出口７ａから供給されないと、プレシャーフランジ３６上方の液体から矢印ｂ（図５（Ｃ））の方向で供給されるはずであるが、プレシャーフランジ３６があるためにその供給が妨げられる。図５（Ｃ）に示すように、シールジョー１０ａ及び対向ジョー１１により引き下ろされると、チューブ状包装材料のプレシャーフランジ３６下の容積が急速に増え、液体食品の供給量が不足し、不足量ｄが生じる。不足量ｄを仮想的に泡として図５（Ｃ）に図示する。その結果、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがある。
【００１６】
図８は、包装充填装置の一例における、充填されたプレシャーフランジ下方の充填パイプ付近の液体食品の圧力を示す縦軸と、横シール、予備成形及び切断ステップの時間経過を示す横軸との線図である。
シールジョー及び対向ジョー、並びに成形用フラップにより急速に挟持されると、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇する。これがピークｅ，ｆである。チューブ状包装材料が引き下ろされるとプレシャーフランジ下の容積が急速に増え、液体食品の供給量が不足し、チューブ内の液体食品の圧力が陰圧になる。これが低い陽圧若しくは陰圧の谷ｇである。
【００１７】
上述の低い陽圧若しくは陰圧を防ぐために、継ぎ目に生じた間隙を密封部材によって密封すること（参考特許文献１）、フィルム貼着手段でフイルムを貼着して塞ぐこと（参考特許文献２）、陽圧維持手段で、プレッシャーフランジ下方又は上方のチューブ内の液体食品の圧力の変動を緩和して、液体食品圧力が陰圧に下降することを防止し、陽圧に維持すること（参考特許文献３及び参考特許文献４）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００８−２９６９５８号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／１５０６９３号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００９／１３９１２８号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００９／１３９１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述の包装充填において、包装材料を成形フラップで成形する際に、チューブ内の液体食品の圧力が陽圧であることによって、成形フラップの外圧と相俟って、包装材料を良好に成形する。
また、このような陽圧に維持されていることが、中身食品の衛生状態を維持する。すなわち、万が一に包装材料に、継ぎ目による間隙、僅かな傷、割れ目若しくはピンホールがあっても、この箇所から液体食品が外に出るだけであり、外部雰囲気物質の何らかが侵入しチューブ内の液体食品を汚染することがない。
【００２０】
本発明は、チューブ内の充填液体食品の圧力を陽圧に維持し、成形用フラップによる予備成形を容易にし、液体食品圧力の変動によって液体食品圧力が下がっても、陰圧へ下降することを防止して、チューブへ外部雰囲気物質が侵入することを防止することができる包装充填方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の包装充填方法は、ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーでチューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する包装充填方法であって、
チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ外周上に設けられたプレッシャーフランジが、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレッシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、成形用フラップによる予備成形を容易にし、
ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれ、
継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着し、
縦シール時又は縦シール後に、熱シール性フィルムで、重なり合った２カ所の継ぎ目の部分を覆ってシールする、
ことを特徴とする。
【００２２】
この発明の好ましい態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に斜線状に形成されている。
【００２３】
この発明の好ましい態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に円弧状に形成されている。
【００２４】
この発明の好ましい態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に稲妻状に形成されている。
【００２５】
この発明の好ましい態様において、重なり合ったチューブ状包装材料の両端部を外側から熱シール性フィルムで覆って、重なり合った継ぎ目の部分を覆ってシールする。
【００２６】
この発明の好ましい態様において、重なり合うウェブ状包装材料の端部の端面を熱シール性フィルムで覆って、重なり合った継ぎ目の部分を覆ってシールする。
【００２７】
本発明の包装充填装置は、ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーでチューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する包装充填装置であって、
チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ外周上に設けられたプレッシャーフランジが、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレッシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、成形用フラップによる予備成形を容易にし、
継ぎ手段によって、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれ、
貼着手段によって、継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着し、
継ぎ目被覆手段によって、縦シール時又は縦シール後に、熱シール性フィルムで、重なり合った２カ所の継ぎ目の部分を覆ってシールする、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上の本発明によれば、以下の作用機能を発揮し、有利な効果が得られる。
この発明における包装充填方法／装置は、ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給する。
１単位のウェブ状包装材料の長さに限定されず、より長く連続運転／製造ができる。
ウェブ状包装材料をチューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーでチューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する。
液体食品が充填されたウェブ状包装材料の液面下で、横シールするので、容器内に不要な空気等が残らず、品質保持に寄与する。
上述の包装充填において、充填されたチューブ内の液体食品の圧力は、液面からの液体の深さに相当して陽圧である。包装材料を成形フラップで成形する際に、陽圧であることによって良好に成形することができる。
【００２９】
この発明に於いて、チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ外周上に設けられたプレシャーフランジを有する。
チューブ状包装材料が下方に送られながら、シールジョー及び対向ジョーにより急速に挟持され、また、一対の成形フラップにより急速に挟まれる際に、チューブ状包装材料の中身の液体が押出され、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇して過剰な陽圧となる。この過剰な陽圧は、液面レベルを急激に上昇させ、不安定に揺れさせて、液面レベル制御を困難にする恐れがある。
すなわち、この過剰な陽圧は、液面レベルを急激に上昇させ、不安定に揺れさせて、図６に示すようなフロート３４が大きく上下させるおそがあり、その結果、制御装置３３による制御を困難にする恐れがある。
【００３０】
この発明において、プレシャーフランジが、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を十分に陽圧にし、成形用フラップによる予備成形をより容易にする。また、液体食品が下方から上方に逆流しても、その逆流を抑え、液面レベルの急激な上昇を抑えることができる。
【００３１】
継ぎ手段は、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料とを、それぞれの末端部分を一部重ねて、若しくは、それぞれの末端部分の端面を突き合わせて別途シール性接着テープを重ねて、継がれる。いずれも継ぎ目の部分は、他の通常ウェブ状包装材料と比べて厚みが厚くなっている。
この発明の特徴に於いて、継ぎ手段によって、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれる。
この発明の好ましい態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に斜線状に形成されている。
この発明の好ましい別の態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に円弧状に形成されている。
この発明の好ましい別の態様において、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料のと継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に稲妻状に形成されている。
いずれの態様も、チューブ状成形時に、両端２カ所の継ぎ目の部分がずれて重なり合う。
上記態様において、継ぎ目の部分の重なり箇所の厚みは、継ぎ目の部分同士が重なる場合と比べて厚みが薄くなる。薄い重なりが、継ぎ目における間隙を少なく小さくすることができ、それだけ包装衛生上のリスクを低減する。
【００３２】
この発明の特徴に於いて、貼着手段によって、継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着する。
この発明において、熱シール性フィルムは、チューブ状成形前のウェブ状包装材料に貼着され、チューブ状成形後に貼着されない。
チューブ状成形前であるので、工程の自由度がある。チューブ成形後の液体食品を無菌雰囲気で充填することを保証する無菌室の室内では、衛生上、装置デザイン上、機能上、また操作上、設置に困難性がある。無菌室の下流側に設置すると、衛生上リスクがある。
【００３３】
この発明の特徴に於いて、継ぎ目被覆手段によって、縦シール時又は縦シール後に、熱シール性フィルムで、重なり合った２カ所の継ぎ目の部分を覆ってシールする。
包装充填システムにおいて、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがある。
この発明の特徴において、継ぎ目被覆手段が、縦シール帯域であって継ぎ目に生じた間隙若しくは間隙が生じる恐れがある部位を塞ぐので、この箇所から外部雰囲気物質、何らか（汚染物質）が侵入してチューブ内の液体食品を汚染することがなく、中身食品の衛生状態を維持することができる。
【００３４】
上述のように、本発明の包装充填方法／装置によって、チューブ内の充填液体食品の圧力を陽圧に維持し、成形用フラップによる予備成形を容易にし、液体食品圧力の変動にって液体食品圧力が万が一に陰圧へ下降しても、チューブへ外部雰囲気物質が侵入することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明による継がれたウェブ状包装材料の外側継ぎ目部分を示す平面図である。
【図２】継がれたチューブ状包装材料の外側継ぎ目部分を示す外観斜視図である。
【図３】この発明による継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目部分をフィルムで覆う第１の態様の横断方向の断面図である。
【図４】この発明による継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目部分をフィルムで覆う第２の態様の横断方向の断面図である。
【図５】プレシャーフランジ下の包装充填装置の動作を示す概略断面図である。
【図６】包装充填装置の液面制御を説明する断面正面図図である。
【図７】この発明に使用できる包装充填装置の一例を示す概略斜視図である。
【図８】包装充填装置における、充填されたプレシャーフランジ下の液体食品の圧力の縦軸と、横シール、予備成形及び切断ステップの時間経過の横軸との線図である。
【図９】包装充填装置の横シール装置を説明する断面正面図である。
【図１０】この発明による別の態様による、継がれたウェブ状包装材料の継ぎ目部分を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
この実施形態による包装充填装置では、ウェブ状包装材料１に次のウェブ状包装材料１を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給する。図７に示すように、ウェブ状包装材料１をチューブ状に成形し、包装材料の両端部でチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプ７から液体食品を無菌室４０内で、図６に示すように、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、図９に示すように、液面下でチューブ横断方向にシールジョー１０ａ及びカウンタージョー１１でチューブ１を挟んで引き下ろす間に横シールし、チューブを同時に成形用フラップ４１、４１で挟んで予備成形し、横シール帯域でナイフ４２で切断して予備包装体１３を製造する。
【００３７】
この態様では、１単位のリール状のウェブ状包装材料１ａに次の１単位のリール状のウェブ状包装材料１ｂを継ぎ目１ｃで継いでウェブ状包装材料を連続的に供給する。
図１に、継がれたウェブ状包装材料の外側継ぎ目部分を示す。この態様では、継ぎ手段（図示せず）によって、ウェブ状包装材料１ａと次のウェブ状包装材料１ｂのと継ぎ目の部分１ｃが、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれる。
図１に示す態様において、ウェブ状包装材料１ａと次のウェブ状包装材料１ｂのと継ぎ目の部分１ｃが、包装材料の横断方向に斜線状に形成されている。
継ぎ手段は、ウェブ状包装材料と次のウェブ状包装材料とを、それぞれの末端部分を一部重ねて、若しくは、それぞれの末端部分の端面を突き合わせて別途シール性接着テープを重ねて、継がれるが、いずれも継ぎ目の部分は、他の通常ウェブ状包装材料と比べて厚みが厚くなっている。
しかしながら、この態様では、チューブ状成形時に、両端２カ所の継ぎ目の部分１ｃ．１ｃがずれて重なり合う。従って、継ぎ目の部分の重なり箇所の厚みは、継ぎ目の部分同士が重なる場合と比べて厚みが薄くなる。薄い重なりが、継ぎ目における間隙を少なく小さくすることができ、包装衛生上のリスクを低減する。
【００３８】
別の態様において、図１０（Ａ）に示すように、ウェブ状包装材料１ａと次のウェブ状包装材料１ｂのと継ぎ目の部分１ｃが、包装材料の横断方向に円弧状に形成されている。
この態様では、チューブ状成形時に、両端２カ所の継ぎ目の部分１ｃ．１ｃがずれて重なり合うので、継ぎ目の部分の重なり箇所の厚みは、継ぎ目の部分同士が重なる場合と比べて厚みが薄くなる。薄い重なりが、継ぎ目における間隙を少なく小さくすることができ、包装衛生上のリスクを低減する。
【００３９】
別の態様において、図１０（Ｂ）に示すように、ウェブ状包装材料１ａと次のウェブ状包装材料１ｂのと継ぎ目の部分１ｃが、包装材料の横断方向に稲妻状に形成されている。
この態様では、チューブ状成形時に、両端２カ所の継ぎ目の部分１ｃ．１ｃがずれて重なり合うので、継ぎ目の部分の重なり箇所の厚みは、継ぎ目の部分同士が重なる場合と比べて厚みが薄くなる。薄い重なりが、継ぎ目における間隙を少なく小さくすることができ、包装衛生上のリスクを低減する。
【００４０】
この態様において、充填されたチューブ内の液体食品の圧力は、液面からの液体の深さに相当して陽圧である。包装材料を成形フラップで成形する際に、陽圧であることによって良好に成形することができる。
この態様に於いて、図５及び図６に示すように、チューブ状包装材料内の液面下であって充填パイプ７外周上に設けられたプレシャーフランジ３６を有する。
チューブ状包装材料が下方に送られながら、シールジョー及び対向ジョーにより急速に挟持され、また、一対の成形フラップにより急速に挟まれる際に、チューブ状包装材料の中身の液体が押出され、チューブ内の液体食品の圧力が急激に上昇して陽圧となる。
【００４１】
この態様において、プレシャーフランジ３６が、充填されたチューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、プレシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を十分に陽圧にし、成形用フラップによる予備成形をより容易にする。また、液体食品が下方から上方に逆流しても、その逆流を抑え、液面レベルの急激な上昇を抑えることができる。
【００４２】
この態様に於いて、貼着手段（図示せず）によって、図１に示すように、継がれたウェブ状包装材料１ａ、１ｂの継ぎ目の部分１ｃ及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、端部から突出するように、熱シール性フィルム２３を貼着する。
熱シール性フィルム２３が貼着する端部と反対側の端部には、容器内側端面を保護するストリップ２が貼着されている。
この態様において、熱シール性フィルム２３は、継ぎ目１ｃを形成したときに、又はストリップ２をウェブ状包装材料の端部に貼着したときに、貼着する。
チューブ状成形前のウェブ状包装材料に貼着され、チューブ状成形後に貼着されない。
【００４３】
図２に、継がれたチューブ状包装材料１ａ、１ｂの継ぎ目部分１ｃを示す。図示するように、継ぎ目部分１ｃは、ずれて重なり合わない。
図２に示すように、継ぎ目部分１ｃの隣接箇所で間隙１ｅが形成されることがある。
この態様に於いて、継ぎ目被覆手段（図示せず）によって、縦シール時又は縦シール後に、熱シール性フィルム２３（図２に図示せず）で、２カ所の継ぎ目の部分１ｃ、１ｃを覆ってシールする。
１片若しくは２片の熱シール性フィルム２３は、２カ所の継ぎ目の部分１ｃ、１ｃをまとめて、若しくは各々、覆ってシールする。
【００４４】
包装充填システムにおいて、充填されたチューブ内の液体食品の圧力が極めて低い陽圧若しくは陰圧になる恐れがあるが、この態様の継ぎ目被覆手段が、縦シール帯域であって継ぎ目に生じた間隙若しくは間隙が生じる恐れがある部位１ｅを塞ぐので、この箇所から外部雰囲気物質、何らか（汚染物質）が侵入してチューブ内の液体食品を汚染することがなく、中身食品の衛生状態を維持することができる。
【００４５】
好ましい態様において、図３に示すように、重なり合ったチューブ状包装材料の両端部（縦シール部１ｄ）を外側から熱シール性フィルム２３で覆って、重なり合った継ぎ目の部分１ｅを覆ってシールする。
継ぎ目に生じた間隙１ｅを覆うので、この箇所から外部雰囲気物質が侵入してチューブ内の液体食品を汚染することがなく、中身食品の衛生状態を維持することができる。
【００４６】
別の態様において、図４に示すように、重なり合うウェブ状包装材料の端部（１ｄ）の端面を熱シール性フィルム２３で覆って、重なり合った継ぎ目の部分１ｅを塞いでシールする。
継ぎ目に生じた間隙１ｅを塞ぐので、この箇所から外部雰囲気物質が侵入してチューブ内の液体食品を汚染することがなく、中身食品の衛生状態を維持することができる。
【００４７】
上述のように、上記実施態様の包装充填方法／装置によって、チューブ内の充填液体食品の圧力を陽圧に維持し、成形用フラップによる予備成形を容易にし、液体食品圧力の変動にって液体食品圧力が万が一に陰圧へ下降しても、チューブへ外部雰囲気物質が侵入することを防止することができる。
【００４８】
なお、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明は、液体食品の包装充填の製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１，１ａ，１ｂ 包装材料
１ｃ 継ぎ目
１ｄ 縦シール帯域
１ｅ 間隙
２・・・ ストリップ
７・・・ 充填パイプ
１０・・・ シールジョー
１１・・・ カウンタージョー
１３，１４ 容器
２３・・・ 熱シール性フィルム
３１・・・ 液面レベル検知手段
３２・・・ 供給手段
３３・・・ 制御手段
３４・・・ フロート
３６・・・ プレッシャーフランジ
３７・・・ 液面レベル
４０・・・ 無菌室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーで該チューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、該チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する包装充填方法であって、
該チューブ状包装材料内の液面下であって該充填パイプ外周上に設けられたプレッシャーフランジが、充填された該チューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、該プレッシャーフランジ下方の該チューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、該成形用フラップによる予備成形を容易にし、
該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれ、
継がれた該ウェブ状包装材料の該継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、該端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着し、
該縦シール時又は縦シール後に、該熱シール性フィルムで、２カ所の該継ぎ目の部分を覆ってシールする、
ことを特徴とする包装充填方法。
【請求項２】
該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に斜線状に形成されている、請求項１記載の包装充填方法。
【請求項３】
該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に円弧状に形成されている、請求項１記載の包装充填方法。
【請求項４】
該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に稲妻状に形成されている、請求項１記載の包装充填方法。
【請求項５】
重なり合った該チューブ状包装材料の両端部を外側から該熱シール性フィルムで覆って、重なり合った継ぎ目の部分を覆ってシールする、請求項２記載の包装充填方法。
【請求項６】
重なり合う該ウェブ状包装材料の端部の端面を該熱シール性フィルムで覆って、重なり合った継ぎ目の部分を塞いでシールする、請求項２記載の包装充填方法。
【請求項７】
ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーで該チューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、該チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する包装充填装置であって、
該チューブ状包装材料内の液面下であって該充填パイプ外周上に設けられたプレッシャーフランジが、充填された該チューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、該プレッシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、該成形用フラップによる予備成形を容易にし、
継ぎ手段によって、該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれ、
貼着手段によって、継がれた該ウェブ状包装材料の該継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、該端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着し、
継ぎ目被覆手段によって、縦シール時又は縦シール後に、該熱シール性フィルムで、２カ所の該継ぎ目の部分を覆ってシールする、
ことを特徴とする本発明の包装充填装置。
【請求項１】
ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーで該チューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、該チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する包装充填方法であって、
該チューブ状包装材料内の液面下であって該充填パイプ外周上に設けられたプレッシャーフランジが、充填された該チューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、該プレッシャーフランジ下方の該チューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、該成形用フラップによる予備成形を容易にし、
該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれ、
継がれた該ウェブ状包装材料の該継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、該端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着し、
該縦シール時又は縦シール後に、該熱シール性フィルムで、２カ所の該継ぎ目の部分を覆ってシールする、
ことを特徴とする包装充填方法。
【請求項２】
該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に斜線状に形成されている、請求項１記載の包装充填方法。
【請求項３】
該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に円弧状に形成されている、請求項１記載の包装充填方法。
【請求項４】
該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、包装材料の横断方向に稲妻状に形成されている、請求項１記載の包装充填方法。
【請求項５】
重なり合った該チューブ状包装材料の両端部を外側から該熱シール性フィルムで覆って、重なり合った継ぎ目の部分を覆ってシールする、請求項２記載の包装充填方法。
【請求項６】
重なり合う該ウェブ状包装材料の端部の端面を該熱シール性フィルムで覆って、重なり合った継ぎ目の部分を塞いでシールする、請求項２記載の包装充填方法。
【請求項７】
ウェブ状包装材料に次のウェブ状包装材料を継ぎ目で継いでウェブ状包装材料を連続的に供給し、チューブ状に成形し、包装材料の両端部で重ね合わされたチューブの縦線方向に縦シールし、垂直に下方に連続的に搬送されるチューブ状包装材料内に充填パイプから液体食品を、充填パイプ出口上方の所定位置の液面レベルまで充填し、液面下でチューブ横断方向にシールジョー及びカウンタージョーで該チューブを挟んで引き下ろす間に横シールし、該チューブを同時に成形用フラップで挟んで予備成形し、横シール帯域で切断して包装容器を製造する包装充填装置であって、
該チューブ状包装材料内の液面下であって該充填パイプ外周上に設けられたプレッシャーフランジが、充填された該チューブ内の液体食品が下方から上方に自由に流動することを抑制して、該プレッシャーフランジ下方のチューブ内の液体食品の圧力を陽圧にし、該成形用フラップによる予備成形を容易にし、
継ぎ手段によって、該ウェブ状包装材料と次の該ウェブ状包装材料のと該継ぎ目の部分が、その両端部でチューブ状成形時にずれて重なり合うように、継がれ、
貼着手段によって、継がれた該ウェブ状包装材料の該継ぎ目の部分及びその近傍の端部であって、チューブ状成形時に重なり合いかつチューブ外側に対応する位置に、該端部から突出するように、熱シール性フィルムを貼着し、
継ぎ目被覆手段によって、縦シール時又は縦シール後に、該熱シール性フィルムで、２カ所の該継ぎ目の部分を覆ってシールする、
ことを特徴とする本発明の包装充填装置。
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１０】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−６６８６１（Ｐ２０１２−６６８６１Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１４６２３（Ｐ２０１０−２１４６２３）
【出願日】平成２２年９月２６日（２０１０．９．２６）
【出願人】（０００２２９２３２）日本テトラパック株式会社 (259)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２６日（２０１０．９．２６）
【出願人】（０００２２９２３２）日本テトラパック株式会社 (259)
【Ｆターム（参考）】
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