(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で、パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を外部に飛散させることなく、高速にかつ効果的に減少または消滅させる消泡方法および消泡装置の提供。【解決手段】パウチ容器１０１の開口部から充填された内容物１０３の液面上の泡１０４を減少または消滅させる消泡方法であって、パウチ容器１０１を押圧して充填された内容物１０３の液面を上昇させる液面上昇工程と、上昇した内容物１０３の液面上の泡１０４を減少または消滅させる消泡工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡方法であって、
前記パウチ容器を押圧して充填された内容物の液面を上昇させる液面上昇工程と、
上昇した内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡工程とを有することを特徴とする消泡方法。
【請求項２】
前記消泡工程が、前記パウチ容器の開口部の上方から内容物の液面に衝撃波を投射する衝撃波投射工程であることを特徴とする請求項１に記載の消泡方法。
【請求項３】
前記衝撃波投射工程が、パルス状レーザー光を集光してレーザー誘起ブレークダウンを発生させ、該レーザー誘起ブレークダウンの衝撃によって発生するパルス状音波を、導波管によって前記パウチ容器の開口部の上方から内容物の液面に向かって衝撃波として投射するものであることを特徴とする請求項２に記載の消泡方法。
【請求項４】
前記液面上昇工程より前に、前記パウチ容器の開口部側の端縁を保持する保持工程を有し、
前記液面上昇工程および消泡工程が、前記パウチ容器の開口部側端縁を保持した状態で行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の消泡方法。
【請求項５】
前記消泡工程より前に、前記パウチ容器の開口部の開口面積を拡げる開口拡張工程を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の消泡方法。
【請求項６】
前記開口拡張工程が、前記液面上昇工程と同時あるいは液面上昇工程より前に行われることを特徴とする請求項５に記載の消泡方法。
【請求項７】
前記保持工程が、前記パウチ容器の開口部側の端縁の両サイドを把持するものであり、
前記開口拡張工程が、把持された前記パウチ容器の両サイドを近づけることで開口部の開口面積を拡げるものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の消泡方法。
【請求項８】
パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡装置であって、
前記パウチ容器の開口部側の端縁を保持する保持手段と、
内容物が充填された前記パウチ容器の側面を押圧する液面上昇手段と、
前記パウチ容器の開口部の上方に設けられ、内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡手段とを有することを特徴とする消泡装置。
【請求項９】
前記消泡手段が、前記パウチ容器の開口部の上方から内容物の液面に向かって衝撃波を投射する衝撃波投射機構を含むものであることを特徴とする請求項８に記載の消泡装置。
【請求項１０】
前記衝撃波投射機構が、パルス状レーザー光を集光してパルス状音波を発生させるレーザー照射部と、発生した該パルス状音波を誘導して衝撃波として投射する導波管とを有することを特徴とする請求項９に記載の消泡装置。
【請求項１１】
前記液面上昇手段が、１対の押圧部材と、該１対の押圧部材を離接方向に移動させる押圧駆動部とを有することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の消泡装置。
【請求項１２】
前記液面上昇手段が、前記パウチ容器の密封時に使用される脱気手段を兼ねることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の消泡装置。
【請求項１３】
前記保持手段が、前記パウチ容器の開口部側の端部の両サイドを把持する１対の把持部と、該１対の把持部を離接方向に移動させる開口駆動部とを有することを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の消泡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡方法および消泡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周縁をシールされ袋状に形成された複数のシート材からなるパウチ容器に内容物を充填・密封してなるパウチ製品が広く使用されている。
パウチ製品は、一般に、上辺以外の周縁がシールされ上辺のみが開口した状態のパウチ容器に対し、充填機において上方から内容物を充填した後、密封装置(ホットシール等)により上辺の開口部を密封することで製造される。
このように製造されるパウチ製品において、充填された内容物の品質を保持するため、特に内容物がコーンスープ、コンソメジュレスープ等のスープ類の場合は内容の変質の防止、あるいは、味や香りを維持するためには、内容物が充填・密封されたパウチ容器内の残存酸素量を低減することが重要であり、密封前にパウチ容器内の空気を脱気する脱気工程や不活性ガスによる置換工程を設けて残存酸素量を低減することが行われている。
【０００３】
しかしながら、内容物が前述した内容物等の場合、内容物の充填時の泡の発生が不可避であり、この泡には空気中の酸素が含まれているため、脱気工程や置換工程後に泡が残存するとパウチ容器内の残存酸素量が多くなる。
また、発生した泡が脱気工程や置換工程時に外部に飛散して設備を汚染したり、パウチ容器の上辺の密封箇所に付着して密封不良が発生する虞がある。
【０００４】
このため、内容物の泡を極力減少させる必要があるが、泡の発生を抑えるために充填速度を遅くしたり、泡が消滅するまでに十分な時間を取ることはパウチ製品の製造効率の低下につながるという問題がある。
また、泡を抑制するために、内容物に消泡剤を混合する手法も考えられるが、内容物の味、香り、食感等に影響を与える場合があり、また、消泡剤の適用が困難な内容物の場合はこの手法は採用できない。
【０００５】
そこで、内容物の充填時に発生する泡を、密封前に積極的に短時間で減少または消滅させることが望ましく、そのための消泡技術として様々なものが提案されている。
例えば、内容物の液面上の泡に向かって乾燥空気や熱風等を吹きつけて泡を減少または消滅させる技術が公知である（特許文献１等参照。）。
また、外部エネルギーであるレーザー光を照射する消泡技術が提案されており、例えば、レーザー光の光ビームで、泡膜を形成している分子間結合と膜内の水分子或いは有機分子を振動励起させ、分子間結合を切断して泡を減少または消滅させる技術が公知である（特許文献２等参照。）。
さらに、本出願人は、パルス状レーザー光のレーザー誘起ブレークダウンの衝撃によって発生するパルス状音波が消泡に対して優れた効果を発揮することを見出し、「パルス状音波を用いて泡沫を破壊して消泡する消泡方法」を提案した（特許文献３)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２５１８１３号公報
【特許文献２】特開昭６３−２５２５０９号公報
【特許文献３】国際公開２００７−０８６３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した公知の技術をパウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡に対して適用する場合、パウチ容器の上方の開口部から内容物を充填した直後は、内容物の液面は低い位置で開口部からは遠い位置にあり、消泡のための機構を開口部の上方に設けた場合、高速にかつ効果的に泡を減少または消滅させることが困難であるという問題があった。
また、パウチ容器が柔軟で不定形なため、同一の充填量であっても内容物の液面の位置が一定しないため、前述した公知の技術を適用する際に最適な設定が困難であるという問題があった。
特許文献１に記載の技術の場合では、高速に泡を減少または消滅させようとすると、噴出する乾燥空気や熱風の圧力を高めて高速、高圧とする必要があるが、高速、高圧の気体が容器上部乱流を発生して泡の外部への飛散量が増えて、設備を汚染したり、パウチ容器の上辺の密封箇所に付着して密封不良が発生するという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の技術の場合、そもそも、レーザー光の光ビームで各泡を照射するため、消泡に長時間を要して高速で消泡することができず、また、容器内周面近傍の泡も効果的に消泡することができず、開口部上方から照射すると液面上の泡までの距離が遠くなり、高速にかつ効果的に泡を減少または消滅させることが困難であるという問題があり、液面の位置が一定しないことで、さらに効果的に泡を減少または消滅させることが困難であった。
また、特許文献３に記載の技術の場合、レーザー光発振装置、集光レンズなどの集光光学系等の位置から液面上の泡までの距離が遠くなり、レーザー光の集光性が低下して効果的に泡を減少または消滅させることが困難であるという問題があった。
【０００９】
これらの問題を解決するために、消泡のための機構を開口部から挿入して液面上の泡に近づけることも考えられるが、そのためには消泡のための機構を上下動させる可動手段が必要となり設備が複雑化する。
また、パウチ容器が柔軟で不定形なため、同一の充填量であってもパウチ容器が一定の形状とはならず、消泡のための機構が挿入時にパウチ容器と接触するおそれがあり、損傷や破損を防ぐためには挿入する速度を抑える必要があり、全体としての泡を減少または消滅させる時間が長くかかってしまう。
さらに、同一の充填量であっても内容物の液面の位置が一定しないため、常に最適な位置まで挿入することは困難である。
【００１０】
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構成で、パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を外部に飛散させることなく、高速にかつ効果的に減少または消滅させる消泡方法および消泡装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本請求項１に係る発明は、パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡方法であって、前記パウチ容器を押圧して充填された内容物の液面を上昇させる液面上昇工程と、上昇した内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡工程とを有することにより、前記課題を解決するものである。
【００１２】
本請求項２に係る発明は、請求項１に係る消泡方法の構成に加え、前記消泡工程が、前記パウチ容器の開口部の上方から内容物の液面に衝撃波を投射する衝撃波投射工程であることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項３に係る発明は、請求項２に係る消泡方法の構成に加え、前記衝撃波投射工程が、パルス状レーザー光を集光してレーザー誘起ブレークダウンを発生させ、該レーザー誘起ブレークダウンの衝撃によって発生するパルス状音波を、導波管によって前記パウチ容器の開口部の上方から内容物の液面に向かって衝撃波として投射するものであることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る消泡方法の構成に加え、前記液面上昇工程より前に、前記パウチ容器の開口部側の端縁を保持する保持工程を有し、前記液面上昇工程および消泡工程が、前記パウチ容器の開口部側端縁を保持した状態で行われることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る消泡方法の構成に加え、前記消泡工程より前に、前記パウチ容器の開口部の開口面積を拡げる開口拡張工程を有することにより、前記課題を解決するものである。
本請求項６に係る発明は、請求項５に係る消泡方法の構成に加え、前記開口拡張工程が、前記液面上昇工程と同時あるいは液面上昇工程より前に行われることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６に係る消泡方法の構成に加え、前記保持工程が、前記パウチ容器の開口部側の端縁の両サイドを把持するものであり、前記開口拡張工程が、把持された前記パウチ容器の両サイドを近づけることで開口部の開口面積を拡げるものであることにより、前記課題を解決するものである。
【００１３】
本請求項８に係る発明は、パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡装置であって、前記パウチ容器の開口部側の端縁を保持する保持手段と、内容物が充填された前記パウチ容器の側面を押圧する液面上昇手段と、前記パウチ容器の開口部の上方に設けられ、内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡手段とを有することにより、前記課題を解決するものである。
【００１４】
本請求項９に係る発明は、請求項８に係る消泡装置の構成に加え、前記消泡手段が、前記パウチ容器の開口部の上方から内容物の液面に向かって衝撃波を投射する衝撃波投射機構を含むものであることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１０に係る発明は、請求項９に係る消泡装置の構成に加え、前記衝撃波投射機構が、パルス状レーザー光を集光してパルス状音波を発生させるレーザー照射部と、発生した該パルス状音波を誘導して衝撃波として投射する導波管とを有することにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１１に係る発明は、請求項８乃至請求項１０のいずれかに係る消泡装置の構成に加え、前記液面上昇手段が、１対の押圧部材と、該１対の押圧部材を離接方向に移動させる押圧駆動部とを有することにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１２に係る発明は、請求項８乃至請求項１１のいずれかに係る消泡装置の構成に加え、前記液面上昇手段が、前記パウチ容器の密封時に使用される脱気手段を兼ねることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１３に係る発明は、請求項８乃至請求項１２のいずれかに係る消泡装置の構成に加え、前記保持手段が、前記パウチ容器の開口部側の端部の両サイドを把持する１対の把持部と、該１対の把持部を離接方向に移動させる開口駆動部とを有することにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本請求項１に係る消泡方法および本請求項８に係る消泡装置によれば、パウチ容器を押圧して充填された内容物の液面を上昇させることで、液面上の泡をパウチ容器の開口部付近まで上昇させることができるため、泡との距離が近い状態で内容物の液面上の泡を減少または消滅させることができ、泡を外部に飛散させることなく、高速にかつ効果的に減少または消滅させることが可能となる。
また、パウチ容器を押圧することでパウチ容器を所定の形状とすることができ、液面を所定の位置とすることができるため、消泡のための機構を固定した状態でも液面との位置関係を常に最適なものとすることが可能となり、簡単な構成で、高速にかつ効果的に泡を減少または消滅させることが可能となる。
【００１６】
本請求項２および本請求項９に記載の構成によれば、衝撃波の投射位置を容器内とする必要がないため、衝撃波投射機構を汚損することなく投射位置と泡とを近づけることが可能となり、高速にかつ効果的に泡を減少または消滅させることが可能となる。
本請求項３および本請求項１０に記載の構成によれば、衝撃波の発生点を液面、および、パウチ容器から遠ざけることが可能となるため、光学系を汚損することなく高速にかつ効果的に泡を減少または消滅させることが可能となるとともに、設備の設計自由度が向上し簡単な構成とすることが可能となる。
本請求項４に記載の構成によれば、液面上昇時にパウチ容器を押圧しても開口部の形状を最適に保持することができるため、消泡工程を確実に行うことが可能となり、高速にかつ効果的に減少または消滅させることが可能となる。
【００１７】
本請求項５に記載の構成によれば、パウチ容器の開口部の開口面積を拡げることにより、さらに高速にかつ効果的に減少または消滅させることが可能となる。
本請求項６に記載の構成によれば、開口拡張工程のための処理時間を別途設ける必要がないため、充填、密封を含む全体の処理時間を増加させることがない。
本請求項７および本請求項１３に記載の構成によれば、開口拡張工程の処理を保持工程の処理を同一の機構で行うことができるため、設備全体をより簡単な構成とすることが可能となる。
本請求項１１に記載の構成によれば、簡単な構成で内容物の液面の上昇を行うことが可能となる。
本請求項１２に記載の構成によれば、液面上昇手段が脱気手段を兼ねることで、設備全体をより簡単な構成とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る消泡方法および消泡装置の概略説明図。
【図２】本発明の実施形態に係る消泡方法の工程説明図。
【図３】本発明の実施形態に係る消泡装置の液面上昇手段の説明図。
【図４】本発明の実施形態に係る消泡装置の衝撃波投射機構の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の消泡方法は、パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡方法であって、パウチ容器を押圧して充填された内容物の液面を上昇させる液面上昇工程と、上昇した内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡工程とを有するものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。
また、本発明の消泡装置は、パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡装置であって、パウチ容器の開口部側の端縁を保持する保持手段と、内容物が充填されたパウチ容器の側面を押圧する液面上昇手段と、パウチ容器の開口部の上方に設けられ、内容物の液面上の泡を減少または消滅させる消泡手段とを有するものであって、簡単な構成で、パウチ容器の開口部から充填された内容物の液面上の泡を外部に飛散させることなく、高速にかつ効果的に減少または消滅させるものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。
【００２０】
本発明の消泡方法および消泡装置の概略を説明する。
消泡装置１００は、図１に示すように、消泡手段１１０と液面上昇手段１２０とを備えており、消泡手段１１０はパウチ容器１０１の開口部１０２直上に配置され、液面上昇手段１２０は、パウチ容器１０１の側方に配置された１対の押圧部材１２１が押圧駆動部１２２によってパウチ容器１０１を挟み込んで押圧可能に構成されている。
パウチ容器１０１は、図２に示すように、保持手段１３０の１対の把持部１３１により開口部１０２近傍の端縁を保持されており（図１では保持手段１３０は図面裏表方向に存在するため図示を省略した。）、１対の把持部１３１が開口部１０２近傍の端縁を保持したまま図示しない駆動部によって接離方向に移動することにより、開口部１０２の開口面積を変更可能に構成されている。
【００２１】
パウチ容器１０１は柔軟で不定形であり、図２（ｂ）に示すように、保持手段１３０によって開口部１０２の近傍でのみ保持され、開口部１０２が上方に開放した状態で内容物１０３が充填されているため、図１（ａ）に示すように、中間部が膨れて液面が開口部１０２から遠い位置にある状態である。
この状態から、保持手段１３０を固定したまま、押圧駆動部１２２によって１対の押圧部材１２１を互いに接近する方向に駆動して、図１（ｂ）に示すように、パウチ容器１０１を挟み込んで内容物１０３の液面を上昇させることで、液面上の泡１０４が開口部１０２近くに上昇し、開口部１０２直上に配置された消泡手段１１０によって、高速にかつ効果的に泡１０４を減少または消滅させることが可能となる。
【００２２】
また、保持手段を固定し、１対の押圧部材１２１を一定位置まで接近させた場合、パウチ容器１０１は常に一定の形状となり、内容物１０３の量が一定であれば液面の位置も一定となるため、開口部１０２直上に配置された消泡手段１１０は、最適な位置に固定的に設ければよく、液面位置に応じた移動や調整のための設備が不要で、設備全体の構成を簡素化することができる。
【実施例】
【００２３】
本発明の実施形態に係る消泡方法および消泡装置を適用したパウチ製品の製造装置およびその製造工程の一実施例について説明する。
該パウチ製品１０５の製造装置２００は、図３に示すように、タレット２１０に複数の保持手段１３０が円周上に等間隔に配置され、該タレット２１０が間歇的に回転することにより、各保持手段１３０が容器供給部２１１、内容物充填部２１２、消泡密封部２１３、容器排出部２１４の各処理部に臨み、後述する各工程の処理を行うように構成されている。
【００２４】
まず、容器供給部２１１において、パウチ容器１０１が外部から供給され、保持手段１３０の１対の把持部１３１により開口部１０２近傍の端縁を保持する（保持工程）。
内容物充填部２１２には、パウチ容器１０１の上方に内容物供給手段２２０が配置されており、内容物充填部２１２において、保持手段１３０の１対の把持部１３１を接近させてパウチ容器１０１の開口部１０２を内容物が充填可能に拡張し（開口工程）、内容物供給手段２２０から内容物を充填する（充填工程）。
なお、開口工程は、容器供給部２１１で保持工程直後に行ってもよく、タレット２１０の回転中に行ってもよい。
また、開口工程で、パウチ容器１０１の上方を側方から拡げる手段を追加してもよい。
【００２５】
消泡密封部２１３には、前述した消泡装置１００が配置されている。すなわち、パウチ容器１０１の上方に消泡手段１１０が配置され、パウチ容器１０１の側方に液面上昇手段１２０の１対の押圧部材１２１が配置されている。
また、パウチ容器１０１の開口部１０２側の端縁を溶着するための溶着手段２３０が配置されている。
なお、本実施例では、前述した消泡装置１００の保持手段１３０は、タレット２１０に配置された保持手段１３０である。
消泡密封部２１３において、保持手段１３０の１対の把持部１３１を接近させてパウチ容器１０１の開口部１０２の開口面積を最大まで拡張し（開口拡張工程）、１対の押圧部材１２１を互いに接近する方向に駆動しパウチ容器１０１を挟み込んで内容物１０３の液面を上昇させ（液面上昇工程）、消泡手段１１０を作動させて液面上の泡を減少または消滅させる（消泡工程）。
なお、開口拡張工程は、内容物充填部２１２で充填工程直後に行ってもよく、タレット２１０の回転中に行ってもよく、液面上昇工程と同時に行なってもよい。
また、前述の開口工程で開口部１０２の開口面積が最大まで拡張して、開口工程が開口拡張工程を兼ねてもよい。
【００２６】
そして、保持手段１３０の１対の把持部１３１を離間させてパウチ容器１０１の開口部１０２を閉じ（閉口工程）、溶着手段２３０によってパウチ容器１０１の上辺の開口部１０２を密封する（密封工程）。
なお、前述した液面上昇工程によって脱気が行われるが、必要に応じてさらに同様の脱気工程、或いは窒素ガス等の不活性ガスによるガス置換工程を設けてもよく、また、閉口工程は別に設けてもよい。
容器排出部２１４において、保持手段１３０の１対の把持部１３１による開口部１０２近傍の端縁を保持が解除され、内容物が充填され密封されたパウチ容器１０１（パウチ製品１０５）が外部に排出される（排出工程）。
【００２７】
なお、本実施例では、タレット２１０に保持手段１３０を９０°毎に配置し、９０°毎に配置された４つの処理部に臨むよう間歇回転するものとしたが、保持手段１３０の数を増やし処理部の配置、間欠回転の角度をそれに応じて変えてもよく、各処理工程を細分して、処理部を増やしてもよい。
さらに、密封工程の溶着時間を長くしたい場合は、消泡密封部２１３の直後に、密封工程を行う溶着手段２３０を配置した追加密封部を１つ以上設けたり、溶着で高温となったパウチ容器１０１の上辺を冷却する冷却部や、パウチ製品１０５の密封の良否を検査する検査部等を容器排出部２１４の前に設けてもよい。
【００２８】
また、本実施例では、各処理部へのパウチ容器１０１の移動を、複数の保持手段１３０が配置されたタレット２１０の間歇回転により行なっているが、保持手段１３０をいかなる手段で移動させてもよく、また、パウチ容器１０１の移動を別の手段で行い各処理部に固定的な保持手段を設けてもよい。
また、パウチ容器１０１の移動の動作に応じて、各処理部を直線的に配置したり、ジグザグに配置する等、適宜設計してもよい。
【００２９】
次に、本発明の消泡手段１１０の具体的な一実施例として、パルス状レーザー光を集光してパルス状音波を発生させるレーザー照射部１１２と、発生した該パルス状音波を誘導して衝撃波として投射する導波管１１３とを有する衝撃波投射機構１１１で構成されたものを、図４に基づいて説明する。
パルス状の光Ｌを発生するパルス状レーザー光発振装置１１４、該パルス状レーザー光発振装置１１４より発振されたパルス状レーザー光Ｌを焦点Ｓに集光する集光光学系１１５、及び導波管１１３とから構成され、該導波管１１３の端部開口１１６が消泡対象の液面に対して、鉛直方向上方に面するように配置されている。
本実施例では、消泡密封部２１３において内容物１０３が充填されたパウチ容器１０１の上方に導波管１１３を垂直に配置し、該導波管１１３の軸心方向からパルス状レーザー光Ｌを照射するように、パルス状レーザー光発振装置１１４及び集光光学系１１５が配置されている。
【００３０】
前記パルス状レーザー光発振装置１１４としては、レーザー媒質に蓄えられていたエネルギーを光パルスとして一気に放出させることができるパルス状レーザー光を発振するものが好適である。パルス状レーザーとしては、Ｑスイッチ発振が可能なＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザーや、ＴｉＳレーザーなどのフェムト秒レーザーが挙げられる。これらのパルス状レーザーは、数Ｈｚ〜数十ｋＨｚの繰返し周期を持つが、この繰返し周期の間蓄えられたエネルギーを数フェムト秒（ｆｓ）乃至数十ナノ秒（ｎｓ）という極めて短い時間幅で放出する。
【００３１】
そのため、少ない入力エネルギーから高いピークパワーを効率的に得ることができる。
パルス状レーザー光発振装置１１４としては、このほかに、ＣＯ２レーザー、エキシマレーザー、半導体レーザーなど、各種のレーザー光を発振するパルス状レーザー光発振装置を用いることもできる。また、これらのレーザー光の基底波から波長変換素子により生成した高調波光も用いることができる。これらのパルス状レーザー光には、連続発振（ＣＷ）パルス状レーザー光も含まれるが、この場合においても、シャッターなどの光制御部材を用いて、パルス状の光を生成することができる。
【００３２】
本実施例における集光光学系１１５は、パルス状レーザー光発振装置１１４と導波管１１３との間に配置される１枚の集光レンズ１１７を図示しているが、必ずしもそれに限定されるものではない。
また、集光光学系１１５は、パルス状レーザー光発振装置１１４と別体に形成してもよいが、パルス状レーザー光発振装置１１４に一体に設けることも可能である。
さらに、集光光学系１１５にプリズムや反射鏡等を設けてパルス状レーザー光Ｌを屈曲させて集光し、パルス状レーザー光発振装置１１４の照射方向が導波管１１３の軸心方向以外の方向となるように配置しても良い。
【００３３】
導波管１１３は、レーザー光入射孔１１８側のテーパ部１１３ｔと端部開口１１６側のストレート部１１３ｓからなり、前記テーパ部１１３ｔはパルス状レーザー光の少なくとも焦点Ｓ或いはその近傍から前記端部開口１１６に向かって内周面の内径が増加するように形成されている。そして、集光光学系１１５により集光されたパルス状レーザー光Ｌは、導波管１１３の前記テーパ部１１３ｔの内部空間に前記焦点Ｓが位置するようにレーザー光入射孔１１８から内部に照射される。
【００３４】
そして、このレーザー照射の結果、レーザー誘起ブレークダウンの衝撃により発生したパルス状音波Ｐは球面波として伝播するので、自由空間でパルス状音波Ｐを発生させると、単位面積当たりの音波強度は距離の二乗に反比例して急激に減衰するが、導波管１１３を採用することで、パルス状音波Ｐの導波管１１３の内周面における反射波が、液体表面に対向する導波管１１３の端部開口１１６方向に向けられ進行する各方向の反射波のパルス状音波Ｐが端部開口１１６に達するまでの時間差を少なくして、集中的に液面方向に投射するものである。
【００３５】
すなわち、レーザー光の焦点Ｓ側に導波管１１３のテーパ部１１３ｔを設けることにより、導波管１１３の内周面に向かうパルス状音波Ｐは、導波管１１３の軸心方向との角度が小さくなるように反射されて端部開口１１６側に向けて進行し、パルス状音波Ｐの進行する各方向の前記反射波がほとんど時間差を生じることなく端部開口１１６向けて進行する。このため、反射波の端部開口１１６に到達する反射回数が減少し、反射によるエネルギーの減衰も低減できる。また、導波管１１３の内周面に向かうパルス状音波Ｐは一部が直射波となり、導波管１１３の端部開口１１６側に向けて直接進行するが、前記反射波と直射波とにおいても時間差が少なくなる。
【００３６】
このため、自由空間でパルス状音波Ｐを発生させた場合と比較して、相対的に長い距離を導波管１１３により、前記パルス状音波Ｐの単位面積当たりのエネルギーを減衰させずに伝えることができ、かつ、進行する各方向の反射波の端部開口１１６に達するまでの時間差を少なくすることによって、液体表面に作用するパルス状音波Ｐの時間あたりのエネルギーの減少も小さいものとなる。そして、レーザー光の焦点Ｓの液体表面からの距離を長くすることが可能になり、また、前記導波管１１３を用いることにより、前述した汚染を防止し、集光効率の良い焦点距離の短いレンズを用いて集光性を高めることが可能となる。
【００３７】
理論的には、直接端部開口１１６に達する直射波以外のパルス状音波Ｐが、導波管１１３の内周面で１回だけ反射して端部開口１１６方向に向かう内周面形状とするのが理想的である。
しかしながら、実質的には、導波管１１３の内周面で数回反射しても近似的に十分な効果を得ることが可能で、そのために、導波管１１３が、少なくとも焦点Ｐ近傍において端部開口１１６に向かって内周面の内径が増加するように形成されていることで十分に効果を奏する。具体的には、製作が簡単で、容易に効果が得られる形状として、導波管１１３の内周面が、端部開口１１６に向かってテーパ部１１３ｔを有していれば良い。
特に、反射波の進行方向を導波管１１３の軸心方向に対して４０°以下とすることで顕著な効果が認められ、そのためには、前記導波管１１３の内周面のテーパ部が一段のテーパ部１１３ｔから成り、テーパ角度が軸心方向に対して２５°乃至６０°に形成されていることが望ましい。
【００３８】
そして、導波管１１３の内周面を全長にわたってテーパとすると、焦点Ｐから端部開口１１６までの距離が長くなるにつれて端部開口１１６の面積が大きくなるため、端部開口１１６をパウチ容器１０１の上面のみにパルス状音波Ｐのエネルギーを集中させるように、ストレート部１１３ｓが設けられるのが好適である。
また、より理想的な内周面形状に近い形状とするためには、前記テーパ部１１３ｔが、導波管１１３の開口部に向かって徐々にテーパ角度が小さくなる二段のテーパ部から成り、それぞれのテーパ角度が軸心方向に対して６０°乃至８０°、３０°乃至５０°に形成されていることがより望ましい。
【００３９】
さらに、より一層、理想的な内周面形状に近い形状とするために、前記テーパ部１１３ｔが、導波管１１３の端部開口１１６に向かって徐々にテーパ角度が小さくなる三段のテーパ部から成り、それぞれのテーパ角度が軸心方向に対して６０°乃至８０°、３０°乃至５０°、１０°乃至２０°に形成されているのがより一層望ましい。
また、導波管１１３の端部開口１１６は、端部開口１１６におけるパルス状音波の伝播損失を抑制するためにホーン形状に形成してもよい。
導波管１１３の長さは、長くても短くても良く、特に限定されない。また、導波管１１３の内部において、焦点Ｓの位置は、パルス状音波Ｐの波面を均等に端部開口１１６に伝達するために、導波管１１３の中心軸上とするのが好ましい。
【００４０】
本実施例では、内容物１０３液面上の泡１０４に近接する部分は、導波管１１３の端部開口１１６であり、パルス状レーザー光発振装置１１４や集光光学系１１５を有するレーザー照射部１１２は泡１０４から遠い位置に配置されるため、導波管１１３の端部開口１１６を極力パウチ容器１０１の開口部１０２に近接させ、内容物１０３の液面を限界まで上昇させても、光学系を汚損することなく高速にかつ効果的に泡を減少または消滅させることが可能となるとともに、設備の設計自由度が向上し簡単な構成とすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の消泡方法および消泡装置は、パウチ容器に液状等の内容物を充填する際に発生する泡の消泡に好適であるが、内容物をパウチ容器に充填する際に限らず、パウチ容器に類似する柔軟で不定形の容器内の液面上の泡を消泡する技術として、種々の産業分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  ・・・  消泡装置
１０１  ・・・  パウチ容器
１０２  ・・・  開口部
１０３  ・・・  内容物
１０４  ・・・  泡
１０５  ・・・  パウチ製品
１１０  ・・・  消泡手段
１１１  ・・・  衝撃波投射機構
１１２  ・・・  レーザー照射部
１１３  ・・・  導波管
１１４  ・・・  パルス状レーザー光発振装置
１１５  ・・・  集光光学系
１１６  ・・・  端部開口
１１７  ・・・  集光レンズ
１１８  ・・・  レーザー光入射孔
１２０  ・・・  液面上昇手段
１２１  ・・・  押圧部材
１２２  ・・・  押圧駆動部
１３０  ・・・  保持手段
１３１  ・・・  把持部
２００  ・・・  パウチ製品の製造装置
２１０  ・・・  タレット
２１１  ・・・  容器供給部
２１２  ・・・  内容物充填部
２１３  ・・・  消泡密封部
２１４  ・・・  排出部
２２０  ・・・  内容物供給手段
２３０  ・・・  溶着手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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