JP4067479B2 - カップ容器の熱風乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続的に搬送中のカップ容器を熱風により加熱して乾燥させるための熱風乾燥装置に関し、特に、搬送中のカップ容器のそれぞれに対して、殺菌剤等の液体が付着している容器の外面側に熱風を吹き付ける際に、容器の外面全体にわたって略均一に熱風が吹き付けられるようにしたカップ容器の熱風乾燥装置に関する。

紙やプラスチックを材料とするカップ状の容器を、容器を嵌入させる孔を開口させた搬送コンベア（リテーナー）により所定間隔に保持した状態で搬送しながら、容器内に内容物を充填してから容器開口部を密封するに際して、搬送コンベアにより充填・密封工程に向けて搬送中の空の容器に対して、ガス状や霧状の殺菌剤（過酸化水素水等）を噴霧ノズルから噴霧することで、容器の表面（内外両面）に殺菌剤を付着させてから、熱風を吹き付けることで容器を加熱し乾燥させることにより、空の容器を予め殺菌しておくということが、例えば下記の特許文献１，２等により従来から公知となっている。
特公昭６１−３６８４号公報 特開平９−５８６３３号公報

ところで、上記のような従来公知のカップ容器の殺菌では、容器の内外両面に殺菌剤を付着させてから、充填・密封工程に向けて搬送中の各容器のそれぞれに対して、容器の上下両側からそれぞれ熱風を吹き付けることで、各容器を加熱して乾燥させているが、そのようなカップ容器の熱風乾燥において、容器の上方から容器の内面側に吹き付けられる熱風は、容器内に入って容器内で循環してから容器外に排出されるため、容器の内面全体を熱風により略均一な状態に加熱して乾燥させることができる。

しかしながら、容器の下方から容器の外面側に吹き付けられる熱風については、容器の底面に衝突してから分散した熱風の一部が上昇して側面に沿うように流れるため、熱風による加熱が容器の底面に集中的に行なわれることとなり、その結果、容器の外面側では、外面全体を完全に乾燥させるために熱風の吹き付け量を増やすと、容器の底面で過熱状態となる虞があり、一方、容器の底面が過熱状態とならないように熱風の吹き付け量を減らすと、容器の側面で乾燥が不充分なものとなって、殺菌効果が不充分で殺菌剤が残留するような虞が生じる。

本発明は、上記のような問題の解消を課題とするもので、具体的には、カップ容器の熱風乾燥について、容器の外面側に対する熱風の吹き付けを、容器の外面全体にわたって略均一に加熱できるようなものにすることを課題とするものである。

本発明は、上記のような課題を解決するために、連続的に搬送中のカップ容器を熱風により加熱して乾燥させるための熱風乾燥装置において、搬送中のカップ容器のそれぞれに対して、容器の外面側に熱風を吹き付けるために、略垂直な遮蔽壁で周りを大きく囲まれた熱風吹き出し口を、容器の下方で容器の底面に向けて設けると共に、平面形状が容器の底面よりも小さく、熱風吹き出し口と対向する面が緩い錐状のテーパー面に形成された整流板を、遮蔽壁で囲まれた領域の内側で、容器の底面と熱風吹き出し口との間に設けることを特徴とするものである。

上記のような本発明のカップ容器の熱風乾燥装置によれば、熱風吹き出し口から容器の底面に向けて吹き付けられた熱風の流れは、先ず、整流板に衝突することで、容器の底面に衝突するようなことなく、整流板のテーパー面に沿って遮蔽壁の方に流れて、その一部が整流板の縁部から容器の底面の方に巻き込まれるように流れると共に、残りの大部分が遮蔽壁に向かって流れてから、遮蔽壁に遮られて容器の側面に沿うように流れることとなる。それにより、熱風吹き出し口から吹き出された熱風は、容器の底面に集中することなく、容器の外面全体に略均一に分散されることとなり、その結果、必要最小限の熱風の吹き出し量により、容器の底面を部分的に加熱し過ぎることなく、容器の外面全体を略均一に加熱して乾燥させることができ、熱風乾燥のためのコストを低減することができる。

カップ容器の熱風乾燥について、容器の外面側に対する熱風の吹き付けを、容器の外面全体にわたって略均一に加熱できるようなものにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、略垂直な遮蔽壁で周りを大きく囲まれた熱風吹き出し口を、容器の底面に向けて容器の下方に設置すると共に、平面形状が容器の底面よりも小さく、熱風吹き出し口と対向する面が緩い錐状のテーパー面に形成された整流板を、遮蔽壁で囲まれた領域の内側で、容器の底面と熱風吹き出し口との間に配設するということで実現した。

本実施例の熱風乾燥装置は、カップ容器の無菌充填ラインに設置されるものであって、この無菌充填ラインでは、図１に示すように、積み重ねられた状態から分離されてラインに供給された各カップ容器（図示せず）ついて、搬送コンベア（リテーナー）３により複数列（例えば７列）で連続して搬送しながら、容器の重なりを検出して重なった容器を分離除去する装置４と、容器から静電気を除電して容器に付着した粉塵をバキュームで除去する装置５を通過させてから、容器の内面側に殺菌剤を付着させてから熱風乾燥して無菌エアーで冷却する内面殺菌装置６と、容器の内外両面に殺菌剤を付着させてから熱風乾燥して無菌エアーで冷却する内外面殺菌装置７とを順次通過させた後、殺菌済みの空の容器に対して充填装置８により内容物を容器内に充填している。

次いで、充填装置８で内容物が充填された各容器について、ガス置換装置９により容器のヘッドスペースの空気を窒素ガス等の不活性ガスに置換してから、容器の開口フランジ部にフィルム１２を線状に溶着するリッド線溶着装置１０と、容器の開口フランジ部にフィルム１２を面状に溶着してから切断するリッド溶着切断装置１１とを順次通過させることで、フィルム供給コイル１３から繰り出されて殺菌槽１４で殺菌液に浸漬され乾燥装置１５で熱風により乾燥された殺菌済みのフィルム１２によって、容器の開口部をフィルム状のリッド（蓋）で密封した後、リッド部分が打ち抜かれた使用済みのフィルムをフィルム巻取コイル１６に回収する一方、リッドで密封された容器を、リッドシール密封検査装置１７を通過させてから、容器排出装置１８により搬送コンベア３から排出してラインから搬出している。

上記のような無菌充填ライン１は、図示していない付属部分を含む全体がクリーンルーム（クラス１０，０００より空気清浄度の高い室）の内部に設置されており、その主要部分の大部分（図１において一点鎖線で囲んだ部分）が、空気清浄度が高レベル領域であるクリーンブース（クラス１００より空気清浄度の高い室）の内部に設置されている。

なお、無菌充填ラインでのカップ容器の搬送については、上記のように幅方向で複数個の容器を同時に進行させる多列搬送によるのが効率的であるが、場合によっては単列搬送としても良く、充填や密封についても、幅方向で横一列（単列搬送の場合は１個）ずつ行うようにしても良いし、搬送方向と幅方向でそれぞれ複数個（単列搬送では搬送方向で複数個）ずつ行うようにしても良いが、何れにしても、充填や密封を行う時に容器の搬送を一時的に停止させるために、カップ容器は間欠的に進行するように搬送されている。

また、カップ容器の搬送に使用される搬送コンベアについては、従来から広く知られた構造のものであり、各カップ容器を所定の間隔で保持するリテーナー（保持具）の機能を有するものであって、図示していないが、搬送コンベアの幅方向と長さ方向のそれぞれで所定間隔で設けられた複数の孔にカップ容器を嵌入させて、カップ容器の上端にある開口フランジ部を搬送コンベアの搬送面上に載置した状態で、多数のカップ容器を所定の間隔で搬送するようにしたベルトコンベアである。

上記のようなカップ容器の無菌充填ライン１において、充填装置８による充填工程では内容物を充填するために、また、リッド線溶着装置１０及びリッド溶着切断装置１１による密封工程では容器開口部をシールで密封するために、容器の進行を一時的に停止させているが、そのような容器の進行停止の間に、内面殺菌装置６及び内外面殺菌装置７による容器殺菌工程では、停止している個々のカップ容器に向けて、噴霧ノズルからガス状にした殺菌剤（例えば、濃度３５％の過酸化水素水）を噴霧してから、熱風（例えば、１２０℃に加熱された無菌エアー）によりカップ容器を加熱することで、カップ容器の内外両面を殺菌している。

すなわち、内面殺菌装置６では、図示していないが、先ず、殺菌剤噴霧エリアで、容器の上方に配置された噴霧ノズルによりガス状の殺菌剤をカップ容器の内面側に向けて噴霧してから、次いで、熱風乾燥エリアで、容器の上方にだけ熱風供給装置を設置した熱風乾燥装置により、上方から熱風を容器に吹き付けることで、加熱した殺菌剤により容器を殺菌すると共に容器に付着した殺菌剤を蒸発させて除去しており、最後に、冷却エリアで、加熱された容器を冷却装置から吹き出される無菌エアーにより冷却している。

また、内外面殺菌装置７では、図示していないが、先ず、殺菌剤噴霧エリアで、容器の上方と下方に配置されたそれぞれの噴霧ノズルによりガス状の殺菌剤をカップ容器の内面側と外面側に向けてそれぞれ噴霧してから、次いで、熱風乾燥エリアで、容器の上方と下方にそれぞれ熱風供給装置を設置した熱風乾燥装置により、上下両方からそれぞれ熱風を容器に吹き付けることで、加熱した殺菌剤により容器を殺菌すると共に容器に付着した殺菌剤を蒸発させて除去しており、最後に、冷却エリアで、加熱された容器を冷却装置から吹き出される無菌エアーにより冷却している。

なお、この内外面殺菌装置７では、カップ容器のフランジ部の裏側に対しても殺菌剤の噴霧や熱風による乾燥を確実に行うことができるように、左右一対の丸棒からなるガイドにより容器の底部を持ち上げるように案内することで、カップ容器のフランジ部を搬送コンベア（リテーナー）から浮かせるようにして搬送しており、ガイドの左右一対の丸棒の間隔を搬送方向で変えていることにより、容器の底面の全面に対して残すこと無く殺菌剤の噴霧や熱風の吹き付けを行えるようにしている。

そのような内外面殺菌装置７において使用される本実施例の熱風乾燥装置は、図２に示すように、容器の上方と下方にそれぞれ設置される複数の熱風供給装置２１，２２によって構成されており、上側の熱風供給装置２１と下側の熱風供給装置２２のそれぞれを、容器２の搬送方向（進行方向）に沿ってそれぞれ複数個（図２には２個しか示していないが、例えば、４個）設置することで、搬送中の各容器２に対して上下の両方から熱風をそれぞれ複数回吹き付ける（例えば、４度にわたって吹き付ける）ようにしている。なお、熱風乾燥装置２０を構成する各熱風供給装置２１，２２のそれぞれには、無菌充填ラインの近傍に設置された空気供給源（図示せず）から高温で乾燥した無菌エアー（例えば、１２０℃に加熱された無菌エアー）が熱風として供給されている。

上側と下側の熱風供給装置２１，２２のそれぞれは、何れも、容器２の搬送方向と直交する方向に延びる横長で縦断面が長方形の同一規格のダクト２３を熱風供給通路として有するものであり、図３に示すように、多列搬送（７列搬送）しているカップ容器２の横一列（容器の搬送方向と直交する方向の一列）に対応して、各列の容器２のそれぞれに対して個別に熱風を吹き付けるために、図４に示すように、一本のダクト２３に対して、熱風の吹き出し口２４が、多列搬送の列数に応じた数だけ（７列に対応して７個）形成されており、一本のダクト（熱風供給通路）２３の長手方向の両側から熱風を供給することにより、該ダクト２３の下端面又は上端面に形成された複数（７個）の熱風吹き出し口２４のそれぞれから略均等な圧力で熱風が吹き出されるようにしている。

なお、本実施例では、対象となるカップ容器２の平面形状が長方形（側壁部の横断面形状や底部の形状が長方形）であるのに対応して、熱風吹き出し口２４は、容器２の長方形の長辺と平行に延びるスリットとして形成されている。すなわち、上側の熱風供給装置２１の場合には、熱風吹き出し口となる複数のスリット２４が一本のダクト２３の下端面に形成され、また、下側の熱風供給装置２２の場合には、熱風吹き出し口となる複数のスリット２４が一本のダクト２３の上端面に形成されている。そして、上側と下側の各熱風供給装置２１，２２のそれぞれのスリット２４からは、何れも略同じ風速（例えば、１０ｍ／ｓ）で熱風が吹き出されるようにしている。

さらに、容器の内面側を加熱・乾燥させるための上側の熱風供給装置２１には、熱風吹き出し口（スリット）２４から吹き出された熱風を拡散させることなく容器２の内面側に案内するために、図５に示すように、各熱風吹き出し口（スリット）２４の周囲を個別に囲むように、傘状に下方が開放された上側カバー２５が付設されていると共に、容器の外面側を加熱・乾燥させるための下側の熱風供給装置２２には、熱風吹き出し口（スリット）２４から吹き出された熱風を拡散させることなく容器２の外面側に案内するために、図６に示すように、各熱風吹き出し口（スリット）２４の周囲を個別に囲むように、略垂直の遮蔽壁２６ｃの部分を有して上方に開放された下側カバー２６が付設されている。

すなわち、本実施例では、具体的には、図２に示すように、上側の熱風供給装置２１に設けられる上側カバー２５では、熱風吹き出し口（スリット）２４の周りを取り囲むように、横断面形状が長方形の垂直壁部２５ａが、溶接法によってダクト２３の下端面に固着されており、この垂直壁部２５ａの下端から下方に、四角錐形状の傾斜壁部２５ｂが下拡がりの状態で形成され、この傾斜壁部２５ｂの下端は、カップ容器２の開口端のフランジ部よりも外方へ僅かに広がっていて、この傾斜壁部２５ｂの下端から下方に、カップ容器２の開口部の上方を覆うように、短い垂直壁部２５ｃが形成されている。

また、下側の熱風供給装置２２に設けられる下側カバー２６では、熱風吹き出し口（スリット）２４の周りを取り囲むように、横断面形状が長方形の垂直壁部２６ａが、溶接法によってダクト２３の上端面に固着されており、この垂直壁部２６ａの上端から上方に、四角錐形状の傾斜壁部２６ｂが上拡がりの状態で形成され、この傾斜壁部２６ｂの上端は、カップ容器２の開口端のフランジ部と略同じ大きさに広がっていて、この傾斜壁部２６ｂの上端から上方に、カップ容器２の底部付近を囲むように、略垂直な遮蔽壁２６ｃが形成されている。なお、この遮蔽壁２６ｃの上部付近では、二本の丸棒からなるガイド３０が、容器２の搬送方向に沿って延びており、そのため、容器２の搬送経路とオーバーラップする遮蔽壁２６ｃの各辺の上部は、図３に示すように、ガイド３０や容器２と干渉しないように部分的に切り欠かれている。

ところで、上記のような本実施例の熱風乾燥装置２０において、カップ容器の外面側を加熱・乾燥させるための下側の熱風供給装置２２では、下側カバー２６の略垂直な遮蔽壁２６ｃにより周りを大きく囲まれた熱風吹き出し口（スリット）２４により、容器２の底面に向けて下方から熱風を吹き付けるようにしているが、そのような下側の熱風供給装置２２には、平面形状が容器２の底面よりも小さく、熱風吹き出し口２４と対向する面が緩い（浅い）錐状のテーパー面に形成された整流板２７が、遮蔽壁２６ｃで囲まれた領域の内側で、容器２の底面と熱風吹き出し口２４との間に設けられている。

なお、本実施例では、対象となるカップ容器２の平面形状（底面の平面形状や側壁の横断面形状）が長方形であるのに対して、図７〜図９に示すように、整流板２７は、平面形状が長方形で、その下面側が緩い（浅い）四角錐状のテーパー面に形成されており、容器２の底面の長径と短径（言い換えれば、熱風吹き出し口であるスリット２４の長径と短径）に整流板２７の長径と短径が対応するように配置された状態で、細い棒状の四本の支柱２９を介して溶接により下側カバー２６に一体的に固設されている。また、整流板２７の中心部には小孔２８が開設されている。

上記のようにカップ容器２の外面側を加熱・乾燥させるための下側の熱風供給装置２２において熱風吹き出し口２４と容器２の底面との間に整流板２７が設けられている本実施例の熱風乾燥装置２０によれば、熱風吹き出し口２４からカップ容器２の底面に向けて吹き出された熱風の流れは、先ず、整流板２７に衝突することで、容器２の底面に集中的に吹き付けられることなく、整流板２７の緩い錐状のテーパー面に沿って遮蔽壁２６ｃに向かって流れて、その一部が、熱風の吹き出しに伴う整流板２７の上面側の負圧により、整流板２７の縁部から容器２の底面の方に巻き込まれるように流れると共に、残りの大部分が、遮蔽壁２６ｃに向かって流れてから、遮蔽壁２６ｃに遮られて容器２の側面に沿うように流れることとなり、それによって、熱風吹き出し口２４から吹き出された熱風は、容器２の底面に集中することなく、容器２の外面全体に略均一に分散されることで、容器２の外面全体を略均一に加熱して乾燥させることができる。

特に、本実施例では、対象となるカップ容器２の平面形状（底面の平面形状や側壁の横断面形状）が長方形であって、隣り合う側面同士の表面積が異なっていても、熱風吹き出し口２４を、容器２の長方形の長辺と平行に延びるスリットに形成すると共に、整流板２７を、平面形状が長方形となるように形成して、容器２の底面の長径と短径に整流板２７の長径と短径が対応するように配置していることから、熱風吹き出し口２４から吹き出された熱風を、各側面の表面積の違いに応じて分配した状態で各側面に流すことができて、表面積が異なる側面を有するカップ容器２の側面全体を均一に加熱して乾燥させることができる。

また、本実施例では、整流板２７の中心部に小孔２８を開設していることから、吹き付けられた熱風が小孔２８から僅かに容器底面側に流入することで、整流板２７と容器２の底面との間に発生する負圧を緩和することができ、それによって、整流板２７と容器２の底面との間に発生する負圧が大き過ぎて必要以上に容器２の底面の方に熱風が巻き込まれ過ぎるようなことを防止することができ、その結果、熱風の流れを適正なものとして乾燥効率を向上させることができる。なお、この小孔２８については、整流板２７と容器２の底面との間に発生する負圧の大きさに応じて適宜に大きさが設定されるものであり、負圧が大き過ぎず適正である場合には、小孔２８の形成を省略することとなる。

以上、本発明のカップ容器の熱風乾燥装置の一実施例について説明したが、本発明は、上記の実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、本発明の装置は、上記の実施例に示した各装置からなる無菌充填ラインに限らず、その他の充填ラインで使用される熱風乾燥装置としても適用可能なものであり、また、容器の内面側を加熱・乾燥させるための上側の熱風供給装置については、特に限定されることなく適宜の構造のものが使用可能であり、さらに、構成を対象となるカップ容器については、平面形状（底壁の平面形状や側壁の横断面形状）が長方形の容器に限らず、平面形状が円形や楕円形や正方形や多角形の容器であっても良く、熱風吹き出し口や整流板の形状についても、容器の平面形状に対応して、平面形状が円形や楕円形や正方形や多角形であっても良い等、適宜に設計変更可能なものであることは言うまでもない。

カップ容器の無菌充填ラインの一例について概略的に示す側面説明図。 図１に示した無菌充填ラインの容器殺菌工程（内外面殺菌装置による殺菌工程）において使用される本発明の熱風乾燥装置の一実施例について、装置を側方（容器の搬送方向と直交する方向）から見た状態を示す側面図。 図２に示した熱風乾燥装置の正面（容器の搬送方向に沿った方向）から見た状態を示す正面図。 図２に示した熱風乾燥装置を構成する各熱風供給装置のそれぞれで使用されるダクト（熱風供給通路）の外観形状を示す平面図。 図２に示した熱風乾燥装置の上側の熱風供給装置の一部分について下方から見た状態を示す下面図。 図２に示した熱風乾燥装置の下側の熱風供給装置の一部分について上方から見た状態を示す上面図。 図２に示した熱風乾燥装置の下側の熱風供給装置に使用される整流板の形状を示す上面図。 図２に示した熱風乾燥装置の下側の熱風供給装置の熱風吹き出し口付近の構造について、熱風吹き出し口となるスリットの長手方向に沿った断面によって示す断面正面図。 図８に示した下側の熱風供給装置の熱風吹き出し口付近の構造について、熱風吹き出し口となるスリットの幅方向に沿った断面によって示す断面側面図。

符号の説明

１ カップ容器の無菌充填ライン
２ カップ容器
３ 搬送コンベア
２０ 熱風乾燥装置
２１ （熱風乾燥装置の）上側の熱風供給装置
２２ （熱風乾燥装置の）下側の熱風供給装置
２４ 熱風吹き出し口（スリット）
２６ 下側カバー
２６ｃ 遮蔽壁
２７ 整流板
２８ （整流板の）小孔

Claims (3)

1. 連続的に搬送中のカップ容器を熱風により加熱して乾燥させるための熱風乾燥装置において、搬送中のカップ容器のそれぞれに対して、容器の外面側に熱風を吹き付けるために、略垂直な遮蔽壁で周りを大きく囲まれた熱風吹き出し口が、容器の下方で容器の底面に向けて設けられていると共に、平面形状が容器の底面よりも小さく、熱風吹き出し口と対向する面が緩い錐状のテーパー面に形成された整流板が、遮蔽壁で囲まれた領域の内側で、容器の底面と熱風吹き出し口との間に設けられていることを特徴とするカップ容器の熱風乾燥装置。
2. 平面形状が長方形のカップ容器に対して、熱風吹き出し口が、容器の長辺と平行に延びるスリットとして形成されており、整流板が、平面形状が長方形で下面が四角錐状のテーパー面に形成されて、容器の底面の長径と短径に整流板の長径と短径が対応するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカップ容器の熱風乾燥装置。
3. 整流板の中心部に小孔が開設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカップ容器の熱風乾燥装置。

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