(57)【要約】      （修正有）【課題】過不足無く、正確にタンク内の製品残量を設定できる包装充填方法を提供する。【解決手段】ブランクスから紙容器に成形し、搬送手段によって縦列的に搬送される紙容器に、充填ステーションで該容器の上部開口から液体食品１を該容器内に充填手段によって迅速に充填し、該上部開口を閉じてヒートシールし、液体食品充填容器の製品を製造する包装充填方法であって、製造を終了するに際して、製造を終了するに際して、定量ポンプの入口バルブ３４ｇの開閉と出口バルブと３４ｈの微小開閉を制御して液体食品の送出量を制御する。【選択図】図１
2011143969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランクスから紙容器に成形し、搬送手段によって縦列的に搬送される紙容器に、充填ステーションで該容器の上部開口から液体食品を該容器内に充填手段によって迅速に充填し、該上部開口を閉じてヒートシールし、液体食品充填容器の製品を製造する包装充填方法であって、
（ａ）該充填手段において、液体食品を製品製造時にタンクに供給して一時的に貯留し、該容器開口から該液体食品を該容器内に充填ノズルによって高速に充填し、該タンクから該充填ノズルへの途中にある定量ポンプによって一定量の該液体食品を送り出し、他方、該タンクに、液体食品の貯留量を示すレベル計によって、液体食品を補充し、
（ｂ）製造を終了又は中断するに際して、定量ポンプの入口バルブの開閉と出口バルブとの微小開閉を制御して液体食品の送出量を制御する
ことを特徴とする包装充填方法。
【請求項２】
該定量ポンプの入口バルブが該定量ポンプの出口バルブの上方に位置し、該（ｂ）工程の微小開閉において、該入口バルブ及び該出口バルブが微小開放するとき、他方のバルブが閉止されている、
請求項１記載の包装充填方法。
【請求項３】
該入口バルブ及び該出口バルブの微小開放は、全開の３〜１０％であり、開閉回数が３〜５回である、
請求項２記載の包装充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙容器を搬送し容器の上部開口から液体食品を充填してシールする包装充填方法に関する。
【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には、各種形状の容器がある。例えば、パウチ容器、屋根型紙容器では、液体食品が充填され、上部開口が順次閉鎖されてシールされる容器である。
【０００３】
図３（ｂ）に示す屋根型容器３６は、屋根型の上部３６ａと、直方体の本体３６ｂとからなり、シール前には、上部に開口３６ｄが形成されており、この開口３６ｄから液体食品が充填される。
図３（ａ）に示すシール前の容器３３では、上方開口３６ｄを折目線３６ｅに沿って内側に折り込んだ状態で上端部を止じ合せ、その止じ合面をヒートシール等の手段によってトップシール３６ｃを形成することで、容器が作られる。
【０００４】
図５、図４に示す態様の屋根型紙容器用包装充填機では、折目線が付けられた印刷済み積層包装材料が所定形状に裁断され、容器縦方向に縦シールした容器ブランクス３１を得る。ブランクスの底が底部シール手段３２でシールされ、充填ステーション３４ａで、シール前の容器３３がリフター３４ｂによってノズル３４ｃまで持ち上げらて容器３３の開口３６ｄから、充填手段のタンク３４ｄに一時貯留された液体食品が、充填手段３４のノズル３４ｃでヘッドスペースを残して充填され、充填完了後に搬送手段のレールに戻り、次いで、上部開口３６ｄが折目線に沿って内側に折り込んで、順次閉鎖され、予熱ステーション３５ａ及びトップシールステーション３５ｂで容器３３の上端がトップシール手段３５でヒートシールされて、図２に示すような充填容器３６を得る。
【０００５】
屋根型容器は、容器内の上部にヘッドスペースが作られる。この閉空間内には、酸素ガス（空気中の）が存在し、容器内に充填された液体食品は閉空間内の酸素と接触し酸化による製品劣化が進む。衛生管理上、ヘッドスペース内を不活性ガスの窒素ガス等に置換する包装充填装置が提案されている。（特許文献１参照）
また、牛乳、乳酸菌飲料等のような液体食品を収容する包装容器を製造する場合でも、製品タンクに収容され、蓋付きケーシングに充填される。（特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３７２１５号公報
【特許文献２】特開平１０−２７８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
液体食品製品を紙容器に高速連続に包装充填する製造を、終了若しくは中断するに際して、例えば、図２に示すように、紙容器を使用してその製品１をタンク３４ｄから回収して、その製造を終了若しくは中断する。
タンク３４d内の製品１を可能な限り包装された製品として充填した時には、図２に示すように、少なくとも定量ポンプの入口バルブ（UPVバルブ）３４ｇの上部まで製品の液面レベルがある。その後、この系内に残っている製品を紙容器で回収する。しかしながら、図２に示すように、通常の充填条件では空気が系内の液体食品１に混入した瞬間に、定量ポンプの入口バルブ３４ｇ及び定量ポンプの出口バルブ３４ｈを介して、製品の液体１の落下が始まり、その回収中の紙容器に、その紙容器の容量を超えて、液体がこぼれ出て、充填チャンバーや系内のパイプ等を製品で汚すことがある。
【０００８】
この発明は、上記の瞬間的に一気に残液が紙容器に落下することはなく、充填チャンバーや系内のパイプ等を製品で汚すことがない包装充填方法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】
【０００９】
この発明の包装充填方法は、ブランクスから紙容器に成形し、搬送手段によって縦列的に搬送される紙容器に、充填ステーションでこの容器の上部開口から液体食品をこの容器内に充填手段によって迅速に充填し、この上部開口を閉じてヒートシールし、液体食品充填容器の製品を製造する包装充填方法であって、
（ａ）この充填手段において、液体食品を製品製造時にタンクに供給して一時的に貯留し、この容器開口からこの液体食品をこの容器内に充填ノズルによって高速に充填し、このタンクからこの充填ノズルへの途中にある定量ポンプによって一定量のこの液体食品を送り出し、他方、このタンクに、液体食品の貯留量を示すレベル計によって、液体食品を補充し、
（ｂ）製造を終了又は中断するに際して、定量ポンプの入口バルブの微小開閉と出口バルブとの微小開閉を制御して液体食品の送出量を制御する
ことを特徴とする。
【００１０】
この発明による好ましい態様の包装充填方法では、定量ポンプの入口バルブが定量ポンプの出口バルブの上方に位置し、（ｂ）工程の微小開閉において、入口バルブ及び出口バルブが微小開放するとき、他方のバルブが閉止されている。
【００１１】
この発明による好ましい態様の包装充填方法では、入口バルブ及び出口バルブの微小開放は、全開の３〜１０％であり、開閉回数が３〜５回である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による包装充填方法は、搬送手段によって縦列的に高速に搬送される容器に、充填ステーションで容器の上部開口から液体食品を容器内に充填手段によって迅速に充填し、上部開口を閉じてヒートシールし、液体食品充填容器の製品を製造する包装充填方法である。
この充填方法によって、連続的に多数個の紙容器が縦列的に配列して高速に搬送され、その容器の上部開口から液体食品が高速に迅速に充填される。次いで、上部をヒートシールして、製品を製造する。
高速に充填されるために、充填手段のタンクなどは安全確実な製造運転のために十分なバッファ（緩衝）機能が要求される。
【００１３】
この発明による包装充填方法の（ａ）工程の充填手段において、液体食品を製品製造時にタンクに供給して一時的に貯留し、容器開口から液体食品を容器内に充填ノズルによって高速に充填し、タンクから充填ノズルへの途中にある定量ポンプによって一定量の液体食品を送り出する。
この工程の機能及び作用を、図５を参照して説明する。充填手段３４では、液体食品を製品製造時にタンク３４ｄに供給して一時的に貯留し、タンク３４ｄから充填ノズル３４ｃへの途中にある定量ポンプ３４ｅによって一定量の液体食品を送り出し、容器３３の開口から液体食品を容器内に充填ノズル３４ｃを挿入して高速に充填する。
製造運転時には、タンク３４ｄ、充填ノズル３４ｃ、定量ポンプ３４ｅ及びそれらを連結するパイプの流路３４fに液体食品が流れる。
【００１４】
この発明の包装充填方法では、（ｂ）工程で、製造を終了又は中断するに際して、定量ポンプの入口バルブの微小開閉と出口バルブとの微小開閉を制御して液体食品の送出量を制御する。
この特徴によって、定量ポンプの入口バルブと定量ポンプの出口バルブ（すなわち、上下のＵＰＶバルブ）の細かな制御により、最大容量の紙容器に充填できるだけの範囲で少量ずつ充填することができる。瞬間的に一気に残液が紙容器に落下することはないので、充填チャンバーや系内のパイプ等を製品で汚す事がない。
【００１５】
この発明による好ましい態様の包装充填方法では、定量ポンプの入口バルブが定量ポンプの出口バルブの上方に位置し、（ｂ）工程の微小開閉において、入口バルブ及び出口バルブが微小開放するとき、他方のバルブが閉止される。
入口バルブ又は出口バルブの開放時、他方のバルブが閉じている。すなわち、入口バルブの微小開放時、下の出口バルブが閉じているので、系内の液体に混入した空気がタンク側に上昇除去される。また、出口バルブの微小開放時、上の入口バルブが閉じているので、表面張力が働き一気に系内の液体が吐出することがない。
【００１６】
この発明による好ましい態様の包装充填方法では、入口バルブ及び出口バルブの微小開放は、全開の３〜１０％であり、開閉回数が３〜５回である。
上記開放度及び頻度によって、系内の液体に混入した空気を効率的にタンク側に上昇除去し、系内の液体の吐出を確実に抑制する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明による包装充填方法の製造の終了／中断時の充填手段の概略的側面図である。
【図２】包装充填方法における充填の様子を示す断面図である。
【図３】屋根型紙容器の外観図である。
【図４】屋根型紙容器用包装充填装置の全体斜視図である。
【図５】屋根型紙容器用包装充填装置の部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
この発明の実施形態の包装充填装置では、図４に示すように、折目線が付けられた印刷積層包装材料が裁断され、容器縦方向に縦シールした容器ブランクス３１を得る。ブランクスの底が底部シール手段３２でシールされ、搬送手段によって、レール上を空容器３３を搬送する。
充填ステーション３４ａで充填手段３４によって容器３３の上部開口から液体食品を充填し、トップシールステーション３５ｂで上部シール手段３５によって上部開口を順次閉鎖してシールし、液体食品を容器３６に充填包装する。
【００１９】
図５に示すように、充填ステーション３４ａで容器３３がリフター３４ｂによってノズル３４ｃまで持ち上げらて容器３３の開口３６ｄからから液体食品１が充填手段３４のノズル３４ｃでヘッドスペースを残して充填され、充填完了後に搬送手段のレールに戻る。
次いで、上部開口３６ｄが折目線に沿って内側に折り込んで、順次閉鎖され、予熱ステーション３５ａ及びトップシールステーション３５ｂで容器３３の上端がトップシール手段３５でヒートシールされて、製品の液体食品充填された、図３（ｂ）に示す充填容器３６を得る。
【００２０】
この実施形態による包装充填方法の工程の充填手段において、図５に示すように、充填手段３４では、供給槽（図示せず）から液体食品１を製品製造時にタンク３４ｄに供給して一時的に貯留し、タンク３４ｄから充填ノズル３４ｃへの途中にある定量ポンプ３４ｅによって一定量の液体食品１を送り出し、容器３３の開口から液体食品を容器内に充填ノズル３４ｃを挿入して高速に充填する。
製造運転時にタンク３４ｄ、定量ポンプ３４ｅ、充填ノズル３４ｃ及びそれらを連結するパイプの流路３４fを液体食品が流れる。
【００２１】
この態様の包装充填方法では、（ｂ）工程で、製造を終了又は中断するに際して、定量ポンプの入口バルブ３４ｇの微小開閉と出口バルブ３４ｈとの微小開閉を制御して液体食品１の送出量を制御する。
このによって、定量ポンプの入口バルブ３４ｇと定量ポンプの出口バルブ３４ｈ（すなわち、上下のＵＰＶバルブ）の細かな制御により、最大容量の紙容器に充填できるだけの範囲で少量ずつ充填することができる。瞬間的に一気に残液が紙容器に落下することはないので、充填チャンバーや系内のパイプ等を製品で汚さない。
【００２２】
この態様の包装充填方法では、図１に示すように、定量ポンプの入口バルブ３４ｇが定量ポンプの出口バルブ３４ｈの上方に位置し、（ｂ）工程の微小開閉において、図１（ｂ）に示すように、出口バルブ３４ｈが微小開放するとき、他方のバルブが閉止される。
図１（ａ）に示すように、入口バルブ３４ｇの微小開放時、下の出口バルブ３４ｈが開閉しているので、系内の液体に混入した空気がタンク側に上昇除去される。また、図１（ｂ）に示すように、出口バルブ３４ｈの開放時、他方のバルブが閉じている。出口バルブの微小開放時、上の入口バルブが閉じているので、表面張力が働き一気に系内の液体が吐出することがない。
【００２３】
この態様の包装充填方法では、入口バルブ及び出口バルブの微小開放は、全開の３〜１０％であり、開閉回数が３〜５回である。
上記開放度及び頻度によって、系内の液体に混入した空気を効率的にタンク側に上昇除去し、系内の液体の吐出を確実に抑制する。
【００２４】
具体的にこの態様を説明する。
図１（ａ）に示すように、ＵＰＶバルブ３４ｇ上部まで製品液面レベルがなければ、空気が系内に入り込むために、正確な量の充填ができないので、ＵＰＶバルブ３４ｇ上部よりも余裕を持った液面レベルで商用製品の充填を終了する又は中断する。
その後の系内に残存する製品１を最大容量の紙容器（通常は１リットル）に納まるように複数回に分けて充填し、クリーニングボックスおよびパイプを汚さずに全ての製品を回収するように、この態様では、ＵＰＶバルブ３４g、３４hを、フリッピング制御させて適量の製品を落下させて紙容器に充填する。
【００２５】
充填ポンプ３４ｅの上下には、ＵＰＶバルブ３４ｇ，３４ｈが存在し、アウトレット側ＵＰＶバルブ３４ｈの開度、タイミング、回数を操作することにより、少量ずつ、最大容量の紙容器に収めるだけの量を制御して充填する。これは閉じた系内に内容物が有る場合に、上方部を大気圧開放すると内容物が落下するが、その一方の開口部を閉じれば、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、残っている内容物はそのまま落下せずとどまっていることを利用している。
図１（ｂ）では、ＵＰＶバルブ３４ｇを閉じ、アウトレット側ＵＰＶバルブ３４ｈの開度を少なくし、開くタイミング回数を数回とする。
図１（c）では、ＵＰＶバルブ３４ｇを微小に開き、アウトレット側ＵＰＶバルブ３４ｈの開度を微小にし、開くタイミング回数を数回とする。
【００２６】
液面レベルによってＵＰＶの動作を制御しているが、基本的には液面レベルより上側のバルブを閉じた状態にして、そのバルブを素早く制御させて開閉させて少量だけを落下させる。そして液面レベルがどのＵＰＶバルブより上あるいは下にあるかで制御方法を変更させる。
このＵＰＶバルブの操作にはレギュレーターを付加して圧力を制御したり、高速の制御機器（ＰＬＣ）を使用する。そして上下のＵＰＶバルブの動きは相互の連携により制御する。これらのＵＰＶバルブは、より繊細に，機敏に動作する。
【００２７】
この態様において、製造を終了／中断するに際して、定量ポンプの入口バルブの開閉と出口バルブとの微小開閉を制御して液体食品の送出量を制御する。
上述のように、上下のＵＰＶバルブの細かな制御により、最大容量の紙容器に充填できるだけの範囲で少量ずつ充填することができる。瞬間的に一気に残液が紙容器に落下することはないので、充填チャンバーや系内のパイプ等を製品で汚す事がない。
【００２８】
なお、本発明は上述の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】
【００２９】
この発明は、流動性食品を包装充填する包装容器の製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
３７    ・・・搬送手段
３３    ・・・容器
３４ａ    ・・・充填ステーション
３４ｂ    ・・・リフター
３４ｃ    ・・・ノズル
３４ｄ    ・・・グリッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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