JP2005082219A - 充填機 - Google Patents

Abstract

【課題】消費されるエネルギーを少なくし、充填（てん）機が配設された工場内の室温が高くなるのを抑制する。
【解決手段】繰出機によって繰り出され、搬送されるウェブ状の包材を加熱する加熱部と、ウェブ状の包材を変形させることによってチューブ状の包材を形成する予備成形部と、チューブ状の包材に内容物を充填する充填部と、気密構造を有し、前記加熱部、予備成形部及び充填部を収容する外壁５１、５３を備えたチャンバとを有する。そして、前記外壁５１、５３は断熱構造を有する。この場合、外壁５１、５３が断熱構造を有するので、外壁５１、５３の外周面の温度が外気と比べて高くなるのを抑制することができる。外壁５１、５３から放出される熱量を少なくすることができ、消費されるエネルギーをその分少なくすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、充填機に関するものである。

従来、牛乳、清涼飲料等の液体食品が収容されたブリック状（れんが状）の包装容器を製造するために充填（てん）機が使用され、該充填機によって、可撓（とう）性を有する積層材料から成るウェブ状の包材をチューブ状にし、該チューブ状の包材の中に液体食品を充填しながら所定の間隔でシールして切断し、枕（まくら）状の原型容器を形成するようにしている。

図２は従来の充填機の概略図である。

図において、１１は可撓性を有する積層材料から成るウェブ状の包材であり、該包材１１は、図示されない包材製造機によって製造され、リール１２の状態で繰出機１３にセットされ、該繰出機１３によって繰り出され、ローラＲ１、Ｒ２等を備えた搬送装置によって充填機内を搬送される。

そして、前記包材１１は、搬送されている間に図示されないパンチ穴が形成され、該パンチ穴を覆うように、内側から図示されないインナテープが、外側から図示されないプルタブが貼（ちょう）着される。続いて、前記包材１１は、垂直方向に搬送され、上部成形リング２１、可動成形リング２２、分割成形リング２３、下部成形リング２４等の各フォーミングリングから成る予備成形装置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、その間に、図示されない縦シール装置によって熱風が噴射されて縦方向にシールされ、供給パイプ１６を介して供給された液体食品がチューブ状の包材２６内に充填される。

そして、前記液体食品が充填された前記包材２６は、チューブ支持リング２５によって案内され、横シール装置及び切断装置としての図示されないシール・切断装置に送られ、該シール・切断装置によって挟まれ、所定の間隔ごとに横方向にシールされ、切断されて原型容器１８が形成される。

そして、該原型容器１８は、図示されない最終成形搬送装置によって搬送されるとともに、所定の形状に成形され、一定量の液体食品を収容する図示されない包装容器が完成する。

ところで、ウェブ状の包材１１がチューブ状の形状にされる工程、及びチューブ状の包材２６に液体食品が充填される工程等においては、雰囲気を無菌状態に維持する必要がある。そこで、縦シール装置、充填パイプ等が配設される部分を図示されないチャンバによって包囲し、該チャンバを気密構造にし、チャンバ内を無菌状態に維持するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２００９０３号公報

しかしながら、前記従来の充填機においては、前記チャンバ内には、前記縦シール装置のほかに、殺菌剤が除去された後の包材１１を連続的に乾燥させる乾燥装置が配設され、その予熱によってチャンバ内の温度が上昇してしまう。そこで、チャンバ内が高温にならないように、温度センサによって前記縦シール装置及び乾燥装置の主要部分において温度が検出され、温度コントローラによって温度が定常状態になるように制御されるようになっているが、チャンバの外壁、及びチャンバの内部を透視するためのサイトグラスの外周面から熱が放出されてしまうので、消費されるエネルギーがその分多くなってしまう。

また、チャンバの外壁及びサイトグラスの外周面から放出される熱量が多くなり、充填機が配設された工場内の室温が高くなるので、工場内の室温を調整する空調機器において消費されるエネルギーが多くなってしまう。

本発明は、前記従来の充填機の問題点を解決して、消費されるエネルギーを少なくすることができ、充填機が配設された工場内の室温が高くなるのを抑制し、工場内の室温を調整する空調機器において消費されるエネルギーを少なくすることができる充填機を提供することを目的とする。

そのために、本発明の充填機においては、繰出機によって繰り出され、搬送されるウェブ状の包材を加熱する加熱部と、ウェブ状の包材を変形させることによってチューブ状の包材を形成する予備成形部と、チューブ状の包材に内容物を充填する充填部と、気密構造を有し、前記加熱部、予備成形部及び充填部を収容する外壁を備えたチャンバとを有する。

そして、前記外壁は断熱構造を有する。

本発明の他の充填機においては、さらに、前記加熱部は、ウェブ状の包材の両縁をシールする縦シール装置である。

本発明の更に他の充填機においては、さらに、前記加熱部は、包材に付着した殺菌剤が除去された後の包材を乾燥させる乾燥装置である。

本発明の更に他の充填機においては、さらに、前記チャンバは、内部を透視するためのサイトグラスを備える。そして、該サイトグラスは断熱構造を有する。

本発明によれば、充填機においては、繰出機によって繰り出され、搬送されるウェブ状の包材を加熱する加熱部と、ウェブ状の包材を変形させることによってチューブ状の包材を形成する予備成形部と、チューブ状の包材に内容物を充填する充填部と、気密構造を有し、前記加熱部、予備成形部及び充填部を収容する外壁を備えたチャンバとを有する。

そして、前記外壁は断熱構造を有する。

この場合、チャンバの外壁が断熱構造を有するので、外壁の外周面の温度が外気と比べて高くなるのを抑制することができる。したがって、外壁から放出される熱量を少なくすることができ、消費されるエネルギーをその分少なくすることができる。また、充填機が配設された工場内の室温が高くなるのを抑制することができる。その結果、工場内の室温を調整する空調機器において消費されるエネルギーを少なくすることができる。

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。

図１は本発明の実施の形態における充填機の要部を示す斜視図、図３は本発明の実施の形態における充填機の断面図、図４は本発明の実施の形態における充填機の側面図、図５は本発明の実施の形態における外壁の断面図、図６は本発明の実施の形態におけるサイトグラスの断面図である。

図において、１１は可撓性を有し、紙基材、該紙基材の一方の面に被覆された樹脂層、前記紙基材の他方の面に被覆されたアルミニウム箔（はく）層、該アルミニウム箔層に被覆された樹脂層等によって形成された積層材料から成るウェブ状の包材である。該包材１１は、図示されない包材製造機によって製造され、リール１２（図２参照）の状態で繰出機１３にセットされ、該繰出機１３によって繰り出され、ローラＲ１、Ｒ２等の搬送装置によって充填機内を搬送される。

そして、前記包材１１には、搬送されている間に図示されないパンチ穴が形成され、該パンチ穴を覆うように、図示されないインナテープ及び図示されないプルタブが貼着される。続いて、前記包材１１は、図示されない殺菌槽に送られ、該殺菌槽に浸漬（せき）されて殺菌された後、上方に向けて搬送され、第１のチャンバ１４内に供給される。

該第１のチャンバ１４内に、絞り機構２８、乾燥装置２９、ベンディングローラ３１、３２、テンション調整ローラ３３、包材１１をチューブ状の形状にするための第１のフォーミングローラ３４等が配設される。前記絞り機構２８は、供給された包材１１を絞り、付着している殺菌剤を除去し、乾燥装置２９は殺菌剤が除去された後の包材１１を乾燥させる。

そのために、前記絞り機構２８は、バックアップローラ３５、加圧ローラ３６、包材１１を介して加圧ローラ３６をバックアップローラ３５に押し付ける押付機構３７を備える。また、前記乾燥装置２９は、第１の加熱部としてのエアナイフ３９から成り、該エアナイフ３９の図示されないスリットから噴射された約１２５〔℃〕の温度の熱風によって、包材１１が乾燥させられる。そのために、前記エアナイフ３９は、供給パイプ６１を介して熱風発生源６２と接続される。なお、６３は供給パイプ６１に配設された空気入口弁である。

したがって、包材１１は、絞り機構２８に到達すると、バックアップローラ３５及び加圧ローラ３６によって挟まれ、包材１１から殺菌剤が除去され、続いて、乾燥装置２９に送られ、スリットから噴射された熱風によって包材１１が乾燥させられる。

そして、包材１１は、テンション調整ローラ３３によってテンションが調整された後、第１のフォーミングローラ３４に送られ、該第１のフォーミングローラ３４によって包材１１の変形が開始され、第１のチャンバ１４から第２のチャンバ４１に送られる。

該第２のチャンバ４１内には、包材１１をチューブ状の形状にするための第２〜第４のフォーミングローラ４３〜４５、チューブ状の包材１１内に液体食品を充填する充填部としての充填パイプ４７、包材１１をチューブ状の形状にするための第２の加熱部及び縦シール装置としてのシール用エアノズル４８、チューブ状の包材１１内の液体食品のレベルを検出するレベルセンサ４９等が配設される。

したがって、包材１１は、第２のチャンバ４１内において、第２〜第４のフォーミングローラ４３〜４５によって更に変形させられてチューブ状にされ、その間に、シール用エアノズル４８から噴射された約４００〔℃〕の温度の熱風によって、包材１１の両縁が加熱され、外側及び内側に被覆された樹脂層が溶融させられて融着される。このようにして、包材１１は縦方向にシールされる。なお、前記第１〜第４のフォーミングローラ３４、４３〜４５は、包材１１を変形させて、チューブ状にするために、所定の形状の湾曲面を有する成形ローラを備え、搬送方向における下流に位置するものほど包材１１の変形量を多くする。

また、その間に、液体食品が充填パイプ４７を介して上方から供給され、包材１１内に充填される。この場合、前記充填パイプ４７には、第３の加熱部としての図示されない結露防止用エアノズルから噴射された約１００〔℃〕の温度の熱風が吹き付けられ、充填パイプ４７の温度が所定の温度に維持され、低温の液体食品によって充填パイプ４７に結露が発生するのが防止される。

なお、前記第１〜第４のフォーミングローラ３４、４３〜４５によって包材１１の予備成形部が構成される。

このようにして、チューブ状の包材１１が形成され、該包材１１内に液体食品が充填されると、前記包材１１は、第２のチャンバ４１から排出され、続いて、横シール装置及び切断装置としての図示されないシール・切断装置に送られる。そして、前記包材１１は、シール・切断装置によって挟まれ、所定の間隔ごとに横方向にシールされ、切断されて枕状の原型容器１８が形成される。

次に、前記原型容器１８は、図示されない最終成形搬送装置によって搬送されるとともに、所定の形状に成形され、一定量の液体食品を収容する図示されない包装容器が完成する。

ところで、前記包材１１が乾燥させられる工程、包材１１がチューブ状の形状にされる工程、及びチューブ状の包材１１に液体食品が充填される工程等においては、雰囲気を無菌状態に維持する必要がある。そこで、前述されたように、絞り機構２８、乾燥装置２９等が配設される部分を第１のチャンバ１４によって、シール用エアノズル４８、充填パイプ４７等が配設される部分を第２のチャンバ４１によって包囲し、前記第１、第２のチャンバ１４、４１を気密構造にし、第１、第２のチャンバ１４、４１内を無菌状態に維持するようにしている。

ところが、第１のチャンバ１４においては、エアナイフ３９から噴射された熱風によって包材１１が加熱され、第２のチャンバ４１においては、シール用エアノズル４８及び結露防止用エアノズルから噴射された熱風によって包材１１が加熱されるようになっている。そこで、熱風によって前記第１、第２のチャンバ１４、４１内が高温にならないように、図示されない温度検出部としての温度センサによって前記乾燥装置２９、シール用エアノズル４８及び結露防止用エアノズルの主要部分において温度がそれぞれ検出され、温度コントローラによって温度が定常状態になるように制御されるようになっている。

また、前記第１のチャンバ１４を構成する外壁５１、該外壁５１の所定の箇所に配設され、第１のチャンバ１４内を透視するためのサイトグラス５２、第２のチャンバ４１を構成する外壁５３、及び該外壁５３の所定の箇所に配設され、第２のチャンバ４１内を透視するためのサイトグラス５４の各外周面の温度が外気と比べて高くならないように、前記外壁５１、５３及びサイトグラス５２、５４が断熱構造を有するようになっている。

すなわち、前記外壁５１、５３は、図５に示されるように（外壁５１、５３は同じ構造を有するので、外壁５１についてだけ説明する。）所定の厚さの断熱部としての断熱材６６、及び該断熱材６６を挟んで配設された二つの外装材としてのステンレス鋼６７、６８から成る。また、前記サイトグラス５２、５４は、図６に示されるように（サイトグラス５２、５４は同じ構造を有するので、サイトグラス５２についてだけ説明する。）所定の厚さの断熱部としての空間７１をおいて配設された二つの外装材としてのガラス板７２、７３、及び該ガラス板７２、７３の両端に配設されたスペーサ７４、７５を備える。

このように、前記第１、第２のチャンバ１４、４１を包囲する外壁５１、５３及びサイトグラス５２、５４がいずれも断熱構造を有するので、外壁５１、５３及びサイトグラス５２、５４の外周面の温度が外気と比べて高くなるのを抑制することができる。したがって、外壁５１、５３及びサイトグラス５２、５４から放出される熱量を少なくすることができ、消費されるエネルギーをその分少なくすることができる。また、充填機が配設された工場内の室温が高くなるのを抑制することができる。その結果、工場内の室温を調整する空調機器において消費されるエネルギーを少なくすることができる。

なお、本発明は前記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。

本発明の実施の形態における充填機の要部を示す斜視図である。 従来の充填機の概略図である。 本発明の実施の形態における充填機の断面図である。 本発明の実施の形態における充填機の側面図である。 本発明の実施の形態における外壁の断面図である。 本発明の実施の形態におけるサイトグラスの断面図である。

符号の説明

１１ 包材
１４、４１ 第１、第２のチャンバ
２９ 乾燥装置
３４、４３〜４５ 第１〜第４のフォーミングローラ
３９ エアナイフ
４７ 充填パイプ
４８ シール用エアノズル
５１、５３ 外壁
５２、５４ サイトグラス

Claims (4)

1. （ａ）繰出機によって繰り出され、搬送されるウェブ状の包材を加熱する加熱部と、
   （ｂ）ウェブ状の包材を変形させることによってチューブ状の包材を形成する予備成形部と、
   （ｃ）チューブ状の包材に内容物を充填する充填部と、 （ｄ）気密構造を有し、前記加熱部、予備成形部及び充填部を収容する外壁を備えたチャンバとを有するとともに、
   （ｅ）前記外壁は断熱構造を有することを特徴とする充填機。
2. 前記加熱部は、ウェブ状の包材の両縁をシールする縦シール装置である請求項１に記載の充填機。
3. 前記加熱部は、包材に付着した殺菌剤が除去された後の包材を乾燥させる乾燥装置である請求項１又は２に記載の充填機。
4. （ａ）前記チャンバは、内部を透視するためのサイトグラスを備え、
   （ｂ）該サイトグラスは断熱構造を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の充填機。

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