JP2024505771A - パッケージ製造機及びパッケージ製造機用の無菌チャンバ - Google Patents

Abstract

パッケージ製造機（１０）のアセプティックチャンバ（１００）が提供される。無菌チャンバは、包装材料のウェブ（２０）が無菌チャンバ（１００）に入ることを可能にするための入口セクション（１１０）と、包装材料のウェブ（２０）が無菌チャンバ（１００）を通る際に走行する際に、包装材料を処理するために入口セクション（１１０）の下流に配置された少なくとも一つの電子ビームエミッタ（１５２）を備えている。入口セクション（１１０）は、インフィードガスケット（１２０）とインナーガスケット（１３０）との間に配置された入口チャンバ（１２５）を備える。

Description

本発明は、パッケージ製造機、すなわち、個々のパッケージを形成し、充填し、シールするように構成された機械に関する。特に、本発明は、パッケージ製造機用の無菌チャンバに関するものである。

食品業界では、飲料やその他の製品は、紙や板紙をベースにしたパッケージで包装されることが多い。液体食品用のパッケージは、紙や板紙のコア層と、コア層の少なくともパッケージ内側を形成する側に設けられた熱可塑性材料の外側の液密層とを含むパッケージングラミネートから製造されることが多い。

ある種のパッケージは、いわゆる即充填パッケージから製造される。このような即充填パッケージは、上述のようなパッケージングラミネートのスリーブとして提供され、充填前にその下端がシールされる。別のタイプの即充填パッケージは、パッケージングラミネートのオープンエンドのスリーブを提供し、例えば、射出成形によって、スリーブの上端にプラスチックの上部を配置し、それによって下端を充填用に開放することによって製造される。パッケージ製造機の代替としては、包装材料のウェブから一連の連続したパッケージを製造することであり、チューブ状に形成し、充填、シールし、切断して製造されたパッケージを上流のチューブから分離する。

パッケージを改善するために、包装材料は、スクリューキャップ等の開封手段を備える。このスクリューキャップは、包装材料に予め適用され、包装材料の他の平面的な表面から突出しており、最終的なパッケージが形成される前に、パッケージ製造機の様々なステーションで処理される。

パッケージに保存される製品の保存期間を長くするために、充填前に、包装材料は、少なくとも内側が滅菌・消毒される。保存期間の長短や、流通・保管場所の冷蔵・常温の違いにより、さまざまなレベルの滅菌・消毒が必要となる。近年、電子線照射による滅菌・消毒装置が市場に登場している。電子ビームエミッタは、包装機内の無菌チャンバ内に１台以上設置される。包装材料は無菌チャンバに入り、１つ以上の電子ビームエミッタを通過して十分な線量の電子線が照射される。滅菌された包装材料は、所望の内容物を充填し、成形し、シールして、安全で衛生的なパッケージを形成する準備が整う。

滅菌中は、無菌チャンバ内を陽圧にし、陽圧で動作可能な換気システムを適用することが望ましい。これは、安全のために必要である。例えば、滅菌中は通常、オゾンが発生するため、無菌チャンバからオゾンを出さないようにする必要がある。これに加えて、無菌チャンバの入口セクションでは、パッケージ製造機からの排出物が電子ビームエミッタに引き寄せられ、滅菌プロセスに望ましくない影響を与え、場合によってはパッケージ材料に欠陥が生じることがある。このような機械からの排出物には、例えば、水蒸気、ガス排出物、熱風等が含まれる。

無菌チャンバに必要な通気を提供することは可能であったが、無菌チャンバの入口セクションの適切なシールを提供することも重要である。通常、完全に平面的な包装材料に対しては、適切なガスケットを使用することによって比較的容易に解決できる課題であるが、本発明者らは、上述の予め適用されたクロージャ等の局所的に突出した特徴を備えている包装材料の場合に、改善が必要であることを認識した。

したがって、特に、無菌チャンバの入口セクションから不要な排出物が漏れ出すことを防ぐ、改良された無菌チャンバが必要とされている。

本発明の目的は、上述した従来技術の制限の１つ以上を少なくとも部分的に克服することである。特に、無菌チャンバに入る、又は出る際の排出物を低減する無菌チャンバを提供することが目的である。

第１の態様によれば、パッケージ製造機用の無菌チャンバが提供される。無菌チャンバは、包装材料のウェブが無菌チャンバに入ることを可能にするための入口セクションと、無菌チャンバを通る際に、包装材料を処理するために入口セクションの下流に配置された少なくとも１つの電子ビームエミッタとを備える。入口セクションは、インフィードガスケットとインナーガスケットとの間に配置された入口チャンバを備える。

インフィードガスケット及び／又はインナーガスケットは、包装材料の予め適用された開封装置が通過することを可能にするためのカットアウトを備えてもよい。それにより、ガスケットは、ガスケットを損傷することなく、例えば、スクリューキャップの形態の、予め適用された開封装置を通過させることができる。

入口チャンバの幅は、包装材料の予め適用された開封装置を収容するような寸法であってもよい。予め適用された開封装置が入口チャンバ内に収まるので、インフィードガスケットとインナーガスケットが同時に開くことはなく、それによって入口セクションの密閉性が向上する。

入口セクションは、インナーガスケットと出口ガスケットとの間に配置された出口チャンバをさらに備えてもよい。このように、入口セクションは、３つのガスケットと２つのチャンバを備えてもよく、それにより、無菌チャンバ内の圧力を改善し、無菌チャンバへの流れが遮断される。

入口チャンバの容積は、出口チャンバの容積より大きくてもよい。それにより、入口セクションから無菌チャンバに流入する流れがさらに減少する。

出口ガスケットは、包装材料の予め適用された開封装置が通過することを可能にするためのカットアウトを備えてもよい。また、出口ガスケットは、このように、出口ガスケットを損傷するリスクなしに、予め適用された開封デバイスを通過させる。

出口チャンバの幅は、包装材料の予め適用された開封装置を収容できるような寸法であってもよい。予め適用された開封装置が出口チャンバの中に収まるので、インナーガスケットと出口ガスケットが同時に開くことはなく、入口セクションの密閉性が向上する。

無菌チャンバは、入口チャンバに接続された排気パイプをさらに含んでもよい。入口チャンバを排気することにより、排出物が無菌チャンバに入る可能性のあるリスクをさらに低減できる。

排気パイプは、インフィードガスケット及びインナーガスケットの下方の位置で、入口チャンバに接続されてもよい。予め適用された開封装置が下方に向けられるように包装材料が配向されている場合、予め適用された開封装置の周囲の排出物の排出が改善される。

無菌チャンバは、入口セクションの下流で無菌チャンバに接続された通気パイプをさらに含んでもよい。これにより、無菌チャンバの内部を制御された環境に維持することが可能である。

排気パイプは、Ｙコネクタによって通気パイプに接続されてもよい。これにより、大きな流れの剥離や再循環領域が発生せず、乱流の運動エネルギーの増加を最小限にできる。

第２の態様によれば、パッケージ製造機が提供される。パッケージ製造機は、第１の態様による無菌チャンバを備える。

第３の態様によれば、パッケージ製造機のための方法が提供される。この方法は、包装材料のウェブを無菌チャンバに供給し、インフィードガスケットと下流のインナーガスケットとの間に配置された入口チャンバを通過させることによって、包装材料が無菌チャンバの入口セクションに入ることを可能にし、入口チャンバを排気する、ことを含む。

本発明のさらに他の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかであろう。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら例示的に説明する。

実施形態に係るパッケージ製造装置の概略構成図である。 実施形態に係る無菌チャンバの断面図である。 実施形態に係る無菌チャンバの入口セクションの斜視図である。 実施形態に係る無菌チャンバの入口セクションの断面図である。 実施形態に係る無菌チャンバの入口セクションの断面図である。 実施形態に係る無菌チャンバの入口セクションの断面図である。 図４ａ～ｃに示す入口セクションの断面における斜視図である。 実施形態に係る方法を示す概略図である。

図１において、パッケージ製造機１０の一般的な原理の概略図が示される。図１に示すように、パッケージ製造機１０は、包装材料のウェブ２０を一連の個別パッケージ３０に変換するように構成される。

包装材料２０のウェブは、例えば、リール２２に設けられ、いくつかの異なるステーションを通過するパッケージ製造機１０を通して連続的に供給される。多くの異なるステーションがパッケージ製造機１０に含まれてもよいが、図１の例では、無菌チャンバ１００、充填ステーション４０、及び密封・成形ステーション５０が具体的に描かれている。

包装材料のウェブ２０は、入口セクション１１０を介して無菌チャンバ１００に入る。その後、包装材料のウェブ２０は、１つ以上の電子ビームエミッタ１５２の形態の滅菌ユニット１５０を通過する。電子ビーム照射にさらされた後、包装材料２０のウェブは出口セクション１６０を通って無菌チャンバ１００を出る。充填ステーション４０において、包装材料のウェブ２０は、チューブ２４に形成される。チューブ２４は、充填パイプ４２を介して所望の内容物、好ましくは、液体食品で満たされ、封止・成形ステーション５０がチューブ２４に横方向のシールを施し、横方向のシールの位置で上流のチューブ２４からチューブ２４の先頭部分を切断し、分離したパッケージ３０を所望の形状に形成する。

無菌チャンバ１００の一実施形態が、さらに図２に示されている。無菌チャンバ１００は、ハウジング１０２によって囲まれている。入口セクション１１０（模式的に示される）は、ハウジング１０２に配置され、それにより、包装材料のウェブ２０がハウジング１０２の内部に入ることができる。滅菌ユニット１５０は、ハウジング１０２の内部に配置され、シールド１５４によって囲まれている。図示の例では、２つの電子ビームエミッタ１５２がシールド１５４の内側に配置され、包装材料のウェブ２０の両側に配置される。したがって、包装材料のウェブ２０が滅菌ユニット１５０を通過するとき、包装材料のウェブ２０の両側は、電子ビーム照射によって滅菌される。

無菌チャンバ１００は、通気システム１７０を備える。通気システム１７０は、無菌チャンバ１００の内部の環境を制御するように構成されたコンプレッサ１７２を備える。このため、コンプレッサ１７２は、通気パイプ１７３に接続され、通気パイプの反対側の端部がハウジング１０２に接続される。以下でさらに説明するように、通気システム１７０は、通気パイプ１７３から分岐して無菌チャンバ１００の入口セクション１１０に接続される排気パイプ１７４をさらに備える。

図３を参照すると、無菌チャンバ１００の入口セクション１１０の詳細がさらに示されている。包装材料のウェブ２０は、先に説明したように、入口セクション１１０を通って無菌チャンバ１００に入る。図３には一部のみ示されているが、包装材料のウェブ２０は、好ましくは、スクリューキャップ２６等の予め適用された開封装置を備える。開封装置２６は、関連するパッケージ製造機１０によって製造される際に、形成された各パッケージ３０が１つのみの開封装置２６を備えるように、パッケージ材料２０のウェブ上に分配されることが望ましい。

入口セクション１１０には、包装材料のウェブ２０が通されるスリット１１２が設けられている。スリット１１２は、外装板１１４に形成され、包装材料のウェブ２０が通過できる寸法の幅を有する。さらに、スリット１１２の高さは、包装材料の予め適用された任意の開封装置２６が通過できる寸法に設定されている。

排気パイプ１７４は、入口セクション１１０の中央で、スリット１１２の下方に接続されている。図３から分かるように、通気パイプ１７３は無菌チャンバ１００のハウジング１０２に接続されており、排気パイプ１７４はＹコネクタ１７６によって通気パイプ１７３に接続されている。図３には示されていないが、Ｙコネクタ１７６は、コンプレッサ１７２の比較的近くに設けられており、好ましくは、コンプレッサ１７２とＹコネクタ１７６との間の距離は、排気パイプ１７４の長さよりも短い。

排気パイプ１７４の入口セクション１１０への中央接続は、予め適用された開封装置２６が中央に配置されている包装材料２０のウェブに対して特に有利である。そのような実施形態では、排出ポートは、予め適用された開口部２６と位置合わせされる。

図４ａ～ｃにおいて、入口セクション１１０は、包装材料２０のウェブと共に断面で示されている。これらの図において、包装材料２０のウェブは、包装材料２０のウェブの他の平面的な表面から離れるように延びるねじ付き注ぎ口の形態で、予め適用された開封装置２６を備えている。包装材料のウェブ２０は、ねじ付き注ぎ口２６が下方に向けられるように配向されている。

明確にするために、ねじ付き注ぎ口２６は、典型的には、充填前にキャップ又はクロージャを備えることに留意されたい。オプションとして、ねじ付き注ぎ口２６は、キャップ又はクロージャを充填後に追加できるように、包装材料２０のウェブのシールされた膜から延びる。

図４ａを参照すると、包装材料２０のウェブは、ねじ付きスパウト２６がスリット１１２を通過するように、入口セクション１１０に対して配置される。スリット１１２のすぐ内側には、インフィードガスケット１２０が設けられている。インフィードガスケット１２０は、典型的には、垂直方向に整列した一対のインフィードガスケット１２０ａ－ｂ（図４ｂ参照）として設けられ、図４ａでは、包装材料２０のウェブ、特にねじ付き注ぎ口２６がインフィードガスケット１２０を包装材料２０のウェブの移動方向に押すことにより、一部が内側へ偏向している。

インフィードガスケット１２０は、入口チャンバ１２５の上流側の境界を形成する。入口チャンバ１２５は、インナーガスケット１３０によって下流側にシールされる。インナーガスケット１３０は、好ましくは、垂直方向に整列した一対のインナーガスケット１３０ａ－ｂとして形成される。包装材料２０のウェブの存在により、一対のインナーガスケット１３０ａ－ｂの間に小さな分離が生じ、この分離は、予め適用された開封装置２６がインナーガスケット１３０に接触し、ガスケット１３０を通過させられるにつれて増大する。

インナーガスケット１３０が入口チャンバ１２５の下流側の境界を形成する一方で、インナーガスケット１３０は出口チャンバ１３５の上流側の境界も形成する。出口チャンバ１３５は、インナーガスケット１３０と出口ガスケット１４０との間で機械方向に延在する。出口ガスケット１４０は、好ましくは、インナーガスケット１３０及び／又はインフィードガスケット１２０と同一であり、すなわち、垂直方向に整列した一対の出口ガスケット１４０ａ－ｂとして形成されている。

したがって、包装材料２０のウェブがパッケージ製造機１０を走行する際、入口セクション１１０に入り、無菌チャンバ１００にさらに進む前に、入口チャンバ１２５と出口チャンバ１３５を通過する。

図４ｂにおいて、包装材料２０のウェブは、開封装置２６が入口チャンバ１２５の下流端、インナーガスケット１３０に達する直前に位置するように移動している。この位置では、インフィードガスケット１２０とインナーガスケット１３０の両方が閉じられ、入口チャンバ１２５を密閉している。排気パイプ１７４は常に入口チャンバ１２５から空気を吸引しているので、開封装置２６と隣接する包装材料２０のウェブによって運ばれる排出物は、開封装置２６が無菌チャンバ１００の内部に到達する前に効果的に除去される。

図４ｃにおいて、無菌チャンバ１００の内部に向かって移動する開封装置２６のさらに下流の位置が示されている。この位置で開封装置２６はインナーガスケット１３０に到達し、開封装置２６が通過して出口チャンバ１３５に入ることができるように、インナーガスケット１３０を強制的に開かせる。図４ｃに示すように、インナーガスケット１３０が一部開いている間、無菌チャンバ１００の内部からの排出物は出口ガスケット１４０により漏れ出ることが防止される。出口ガスケット１４０は完全に閉じられ、無菌チャンバ１００の内部と入口セクション１１０の外の環境との間の境界を密閉する。

インナーガスケット１３０と出口ガスケット１４０との間の距離は、図４ａ～ｃに示されるように、開封装置２６の幅より大きい。これは、開封装置２６が、インナーガスケット１３０及び出口ガスケット１４０のうちの一方を開かせるだけで、他方は閉じられていることを意味する。したがって、図４ｃに示す状況から、インナーガスケット１３０は、開封装置２６が出口ガスケット１４０に到達する前に完全に閉じることができ、その後、出口ガスケット１４０が強制的に開かれる。

入口チャンバ１２５及び出口チャンバ１３５、並びにインフィードガスケット１２０、インナーガスケット１３０及び出口ガスケット１４０を提供することにより、入口セクション１１０を通過する際の開封装置２６の制御された環境が達成される。入口チャンバ１２５は、開封装置２６によって入口セクション１１０に持ち込まれたあらゆる排出物を排出することを可能にし、出口チャンバ１３５は、それらの排出物が無菌チャンバ内にさらに流入されるのを防止する。同時に、出口チャンバ１３５は、無菌チャンバ１００の内部から生じる排出物が外部環境に到達することを防止する。

入口セクション１１０が、図４ｄにさらに示されている。排気パイプ１７４は、入口チャンバ１２５の排気ポート１７８で終端する。排気ポート１７８は、包装材料のウェブ２０の、開封装置２６と同じ側に配置されている。しかしながら、入口チャンバ１２５の幅、ならびに出口チャンバ１３５の幅は、空気がそれぞれ入口チャンバ１２５及び出口チャンバ１３５全体から排気されるように、包装材料のウェブ２０の幅よりも大きいことが好ましい。図４ｄにさらに示されるように、各ガスケット１２０、１３０、１４０は、予め適用された開封装置２６の通過を許容し、それによって機械的衝撃及び損傷のリスクを回避するためのカットアウト１２２、１３２、１４２を備えている。このカットアウト１２２、１３２、１４２を有していると、機械走行の異なる段階における機械の排出物を増加させるが、入口チャンバ１２５、出口チャンバ１３５、及び排気パイプ１７４を設けることにより、そのような排出物を劇的に減少させる。

入口セクション１１０は、無菌チャンバ１００に入る包装材料２０のウェブに関連する改善された解決策を提供する。上述した入口セクション１１０の概念は、排出量を約５０％削減することが証明されている。特に、入口チャンバ１２５内の排出量を増加させるために、コンプレッサ１７２への排気管１７４のＹ字接続１７６による利点がある。さらに、漏斗形状を用いて排気パイプ１７４が入口チャンバ１２５に接続されることによって、インフィードガスケット１２０のカットアウト１２２によって生じる空気の流れを遮断する。さらに、入口セクション１１０の内部に３つのガスケット１２０、１３０、１４０がパッケージの繰り返し長さよりも小さい距離であることによって、各パッケージの製造中に、ガスケット１２０、１３０、１４０を３回開くことが妨害される。

次に、図５を参照すると、パッケージ製造機のための方法２００が概略的に示されている。方法２００は、無菌チャンバ１００に向かって包装材料のウェブ２０を供給するステップ２０２と、インフィードガスケット１２０と下流側インナーガスケット１３０との間に配置された入口チャンバ１２５を通過させて、包装材料のウェブ２０が無菌チャンバ１００の入口セクション１１０に入ることを可能にするステップ２０４とを含む。方法２００は、入口チャンバ１２５を排気させるステップ２０６をさらに含む。

オプションとして、方法２００は、無菌チャンバ１００の内部に到達する前に、入口チャンバ１２５の下流に配置された出口チャンバ１３５を通して包装材料のウェブ２０を搬送するステップ２０８をさらに含んでもよい。

以上の説明から、本発明の様々な実施形態を説明し、図示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の請求項に定義される主題の範囲内で他の方法で具体化することも可能である。

Claims (13)

1. パッケージ製造機（１０）の無菌チャンバ（１００）であって、
   包装材料のウェブ（２０）が前記無菌チャンバ（１００）に入るための入口セクション（１１０）と、
   前記包装材料のウェブ（２０）が前記無菌チャンバ（１００）を通過する際に、前記包装材料のウェブを処理するために入口セクション（１１０）の下流に配置された少なくとも一つの電子ビームエミッタ（１５２）と、
   を備え、
   前記入口セクション（１１０）は、インフィードガスケット（１２０）とインナーガスケット（１３０）との間に配置された入口チャンバ（１２５）を含む、
   無菌チャンバ（１００）。
2. 前記インフィードガスケット（１２０）及び／又は前記インナーガスケット（１３０）が、前記包装材料のウェブ（２０）の予め適用された開封装置（２６）を通過させるためのカットアウト（１２２、１３２）を備える、
   請求項１に記載の無菌チャンバ（１００）。
3. 前記入口チャンバ（１２５）の幅は、前記包装材料のウェブ（２０）の前記予め適用された開封装置（２０）を収容するような寸法である、請求項２に記載の無菌チャンバ（１００）。
4. 前記入口セクション（１１０）が、前記インナーガスケット（１３０）と出口ガスケット（１４０）との間に配置された出口チャンバ（１３５）をさらに備える、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の無菌チャンバ（１００）。
5. 前記入口チャンバ（１２５）の容積が前記出口チャンバ（１３５）の容積より大きい、
   請求項４に記載の無菌チャンバ（１００）。
6. 前記出口ガスケット（１４０）が、前記包装材料のウェブ（２０）の前記予め適用された開封装置（２６）を通過させるためのカットアウト（１４２）を備える、
   請求項３又は４に記載の無菌チャンバ（１００）。
7. 前記出口チャンバ（１３５）の幅は、前記包装材料のウェブ（２０）の前記予め適用された開封装置（２６）を収容するような寸法である、
   請求項４～６のいずれか一項に記載の無菌チャンバ（１００）。
8. 入口チャンバ（１２５）に接続された排気パイプ（１７４）をさらに備える、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の無菌チャンバ（１００）。
9. 前記排気パイプ（１７４）は、前記インフィードガスケット（１２０）及び前記インナーガスケット（１３０）の下方の位置で前記入口チャンバ（１２５）に接続される、
   請求項８に記載の無菌チャンバ（１００）。
10. 前記入口セクション（１１０）の下流側で前記無菌チャンバ（１００）に接続された通気パイプ（１７３）をさらに備える、
    請求項８又は９に記載の無菌チャンバ（１００）。
11. 前記排気パイプ（１７４）は、Ｙコネクタ（１７６）によって前記通気パイプ（１７３）に接続される、
    請求項８～１０のいずれか一項に記載の無菌チャンバ（１００）。
12. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の無菌チャンバ（１００）を備える、パッケージ製造装置（１０）。
13. パッケージ製造装置のための方法であって、
    包装材料のウェブを無菌チャンバに供給し、
    インフィードガスケットと下流側インナーガスケットとの間に配置された入口チャンバを通過させて前記包装材料を無菌チャンバの入口セクションに進入させ、
    前記入口チャンバを排気する、
    方法。

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