(57)【要約】【課題】液体用紙容器への液体内容物の充填時の、頂部のシール予定部への液体内容物の液跳ねによる付着をなくし、シール不良、密封不良を防止できる充填ノズルを提供する。【解決手段】充填ノズル１００には、充填ノズルの略水平方向に気体を噴出する、気体噴出機構３が設けられ、気体噴出機構３が、充填ノズルの外周に取り付けられた中空体３ａからなり、中空体に気体を噴出する複数の噴出孔３ｂが設けられ、噴出孔が液体用紙容器２００の開口された頂部１０のシール予定部のトップシール部１４又はその下方に、気体を噴出するように設けられ、充填する液体内容物の吐出と、気体の噴出が、同期している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部が形成された液体用紙容器の開口している頂部より、液体内容物を充填する液体充填機の充填ノズルであって、
該充填ノズルの略水平方向に気体を噴出する、気体噴出機構が設けられていることを特徴とする充填ノズル。
【請求項２】
前記気体噴出機構が、前記充填ノズルの外周に取り付けられた中空体からなり、中空体に気体を噴出する複数の噴出孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充填ノズル。
【請求項３】
前記噴出孔が、前記頂部のシール予定部又はシール予定部の下方に、気体を噴出するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の充填ノズル。
【請求項４】
充填する液体内容物の吐出と、気体の噴出が、同期していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の充填ノズル。
【請求項５】
気体噴出機構が外周に設けられた充填ノズルを、底部が形成された液体用紙容器の開口している頂部から挿入し、液体内容物を前記充填ノズルより充填を開始するのと同期して、前記気体噴出機構より、前記液体用紙容器の頂部のシール予定部又はシール予定部の下方の位置に、前記充填ノズルの略水平方向に気体を噴出し、充填終了と同期して気体噴出を停止することを特徴とする充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填ノズルおよび充填方法に関するものである。特に、底部が形成された液体用紙容器の開口している頂部より、液体内容物を充填する液体充填機の充填ノズルおよび充填方法に関するものである。さらには、頂部開口部にシール予定部が設けられていて、液体内容物を充填後、シール予定部をシールして密封する液体用紙容器の充填に適した充填ノズルおよび充填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品や非食品の液体の内容物に使用される液体用紙容器は、果汁飲料、ジュース、お茶、コーヒー、乳飲料、スープ等の液体飲料や、日本酒、焼酎等の酒類、あるいは、液体洗剤、柔軟剤などに広く用いられている。
【０００３】
このような液体用紙容器の液体充填機は、多くの場合、サック貼りされ折り畳まれた偏平なカートンを多数枚集積して、前方に１枚ずつフィードするカートン供給部と、その偏平形状のカートンを立体形状へと立ち起こすカートン起函部と、起函されたカートンの底部を成形する底部成形部と、必要に応じて設けられた、頂部に口栓を取り付ける口栓取付部と、液体内容物を充填ノズルからカートンの頂部の開口部より充填する内容物充填部と、カートンの頂部の開口部を加熱する開口部加熱部を経て、加熱された開口部を圧着して密封シールする頂部成形部と、充填密封された液体用紙容器を搬出する搬出部とからなっている。
【０００４】
このような液体充填機の内容物充填部において、充填ノズルから流入される液体内容物が液跳ねして、頂部のトップシール部となるシール予定部に付着してしまい、開口部加熱部で加熱された開口部を圧着して密封シールする頂部成形部で、付着した液体内容物により、シール不良が発生して、密封できないことがある。
【０００５】
このような液体用紙容器の液体充填機での液体内容物に起因するシール不良を解決することに関して、さまざまな検討がされている。例えば、内容物充填部の前後の搬送において液跳ねしないように改良した液体用紙容器の搬送機構がある（特許文献１）。
【０００６】
また、特に泡立ちやすい液体内容物に対して、容器を液体内容物の充填に合わせて下降させ、充填ノズルの先端が容器内の充填液面に接するようにした液体充填機もある。この液体充填機は、充填時の泡立ちを防ぐのを目的としているが、液跳ね防止にも効果が期待できる（特許文献２）。
【０００７】
充填時の液跳ねに関しては、上記の液体充填機に防止効果が期待できるが、この液体充填機では、充填ノズルの先端が容器内の充填液面に接するように制御する必要があり液体紙容器のサイズや、内容物によって設定しなければならず、また、機構的にも複雑になる。
【０００８】
さらには、この方式でも頂部のシール予定部に付着する液体内容物が完全になくなるわけではなく、ごくまれに液体内容物が多く付着することがあり、シール不良になる可能性があった。
【０００９】
公知文献を以下に示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３３５４３９４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０７６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、液体用紙容器への液体内容物の充填時の、頂部のシール予定部への液体内容物の液跳ねによる付着をなくし、シール不良、密封不良を防止できる充填ノズルを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は係る課題に鑑みなされたものであり、請求項１の発明は、底部が形成された液体用紙容器の開口している頂部より、液体内容物を充填する液体充填機の充填ノズルであって、
該充填ノズルの略水平方向に気体を噴出する、気体噴出機構が設けられていることを特徴とする充填ノズルである。
【００１３】
本発明の請求項２の発明は、前記気体噴出機構が、前記充填ノズルの外周に取り付けられた中空体からなり、中空体に気体を噴出する複数の噴出孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充填ノズルである。
【００１４】
本発明の請求項３の発明は、前記噴出孔が、前記頂部のシール予定部又はシール予定部の下方に、気体を噴出するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の充填ノズルである。
【００１５】
本発明の請求項４の発明は、充填する液体内容物の吐出と、気体の噴出が、同期していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の充填ノズルである。
【００１６】
本発明の請求項５の発明は、気体噴出機構が外周に設けられた充填ノズルを、底部が形成された液体用紙容器の開口している頂部から挿入し、液体内容物を前記充填ノズルより充填を開始するのと同期して、前記気体噴出機構より、前記液体用紙容器の頂部のシール予定部又はシール予定部の下方の位置に、前記充填ノズルの略水平方向に気体を噴出し、充填終了と同期して気体噴出を停止することを特徴とする充填方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の充填ノズルを使用することによって、液体用紙容器へ液体内容物を充填する時に、液体用紙容器の頂部のシール予定部へ、液体内容物が液跳ねすることがなく、これによるシール不良や密封不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の充填ノズルの一例を模式的に斜視で示した説明図である。
【図２】本発明の充填ノズルの一例で液体内容物を充填する液体用紙容器のブランクを模式的に示した説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）本発明の充填ノズルの一例で液体用紙容器に液体内容物を充填する工程を示した説明図である。
【図４】本発明の充填ノズルの一例で液体用紙容器に液体内容物を充填する状態を模式的に示した説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）本発明の充填ノズルの一例で充填する液体用紙容器の他の例を模式的に斜視で示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態につき説明する。
図１は、本発明の充填ノズルの一例を模式的に斜視で示した説明図である。
【００２０】
本例の充填ノズル１００は、底部が形成された液体用紙容器の開口している頂部より、液体内容物を充填する液体充填機の充填ノズルである。貯留タンクから計量部を通って液体内容物が充填ノズル１００に送られてきて、液体用紙容器に充填される。
【００２１】
図１の斜視図に示すように、充填ノズル１００は、筒状の本体部１と、本体部１に接続した計量部から液体内容物が送られてくる配管２と、充填ノズル１００の本体部１の外周に取り付けられた気体噴出機構３とからなっている。気体噴出機構３は、中空体３ａからなり、中空体３ａには複数の噴出孔３ｂが設けられている。複数の噴出孔３ｂは、中空体３ａの周方向に略均等に並べられている。また、中空体３ａに気体を供給する気体配管３ｃが接続されている。
【００２２】
以下、本例の充填ノズル１００を用いて、胴部が四角柱状で頂部が切妻屋根型の液体用紙容器２００に、液体内容物を充填する工程について説明する。
【００２３】
図２は、本発明の充填ノズルの一例で液体内容物を充填する液体用紙容器のブランクを模式的に示した説明図、図３（ａ）〜（ｆ）は、本発明の充填ノズルの一例で液体用紙容器に液体内容物を充填する工程を示した説明図、図４は、本発明の充填ノズルの一例で液体用紙容器に液体内容物を充填する状態を模式的に示した説明図、図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の充填ノズルの一例で充填する液体用紙容器の他の例を模式的に斜視で示した説明図である。
【００２４】
液体用紙容器２００は、図２に示すブランク２０１から製函される。ブランク２０１は、板紙などからなる紙基材層と、少なくともその内面に樹脂層が設けられた積層体から構成されている。
【００２５】
そして、ブランク２０１は、胴部２０を形成する、左側面板２１、正面板２２、右側面板２３、背面板２４の四枚の四角形状の面板が図の左から順次設けられ、左側面板２１の左側端縁には、貼着板２５が設けられている。貼着板２５は頂部１０から底部３０まで、それぞれ延設されている。
【００２６】
胴部２０の上方の頂部１０には、正面板２２、背面板２４の上方に長方形状の屋根板１１、１１がそれぞれ連設されていて、正面板２２の上方の屋根板１１には、内容物を注ぎ出すための口栓１５を取り付ける口栓孔１６が設けられている。
【００２７】
左側面板２１、右側面板２３の上方には、三角形状の折り込み片１２、１２がそれぞれ連設されている。左側面板２１、右側面板２３から折り込み片１２、１２の三角形の頂点までの長さは、正面板２２、背面板２４の横幅の半分より長く、折りこんだときに、屋根板１１、１１が平面にならず、傾斜した切妻屋根型になるように形成されている。
【００２８】
三角形状の折り込み片１２、１２の上の２辺には、折り返し片１３、１３、１３、１３が連設されていて、折り返し片１３、１３、１３、１３は、それぞれ、屋根板１１、１１に接続している。更に、屋根板１１、１１と折り返し片１３、１３、１３、１３の上方には、トップシール部１４が設けられている。
【００２９】
屋根板１１、１１の上方のトップシール部１４の高さは、折り返し片１３、１３、１３、１３の上方のトップシール部１４の高さより高く形成されていて、製函したときにその高い部分では、屋根板１１、１１の上方のトップシール部１４どうしが直接シールされるようになっている。
【００３０】
胴部２０の下方の底部３０は、頂部１０と類似の形状をしていて、正面板２２、背面板２４の下方に底板３１、３１がそれぞれ連設されていて、左側面板２１、右側面板２３の下方には、三角形状の底部折り込み片３２、３２が三角形の頂点を下にして、それぞれ連設されている。
【００３１】
左側面板２１、右側面板２３から底部折り込み片３２、３２の逆三角形の頂点までの長さは、正面板２２、背面板２４の横幅の半分と略等しく、折りこんだときに、底板３１、３１が略平面になるように形成されている。
【００３２】
三角形状の底部折り込み片３２、３２の下の２辺には、底部折り返し片３３、３３、３３、３３が連設されていて、底部折り返し片３３、３３、３３、３３は、それぞれ、底板３１、３１あるいは貼着板２５に接続している。更に、底板３１、３１と底部折り返し片３３、３３、３３、３３の下方には、ボトムシール部３４が設けられている。
【００３３】
このブランク２０１の左側面板２１と正面板２２の間の折罫を折り、次に右側面板２３と背面板２４の間の折罫を折って、貼着板２５の外面を背面板２４の裏面に貼着してサック状の偏平に畳まれたカートンを作成する。
【００３４】
この折り畳まれたカートンを、図３（ａ）のように、重ねて集積し、液体充填機のカートン供給部に積載する。カートン供給部から１枚ずつ供給されたカートンは、カートン起函部で、正面板２２と右側面板２３の間の折罫と、貼着板２５と左側面板２１の間の折罫を折って、図３（ｂ）のように、胴部２０が角筒状になるように起こす。
【００３５】
次に、底部成形部で、底部折り込み片３２、３２を左側面板２１や、右側面板２３との間の折罫で内方に折り込み、底部折り返し片３３、３３、３３、３３を底部折り込み片３２、３２との折罫で外側に折り返し、底板３１、３１を正面板２２、背面板２４との間の折罫で山折りして、底部折り返し片３３、３３、３３、３３の裏面をそれぞれ底板３１、３１の裏面に対向して接触するようにし、ボトムシール部３４をシールして、底部３０を図３（ｃ）のように、形成する。
【００３６】
そして、口栓取り付け部で、口栓孔１６に口栓１５を内面側から差し込み超音波シール機でシールし、図３（ｄ）のように、取り付ける。この後、図示しないが、この底部が形成された液体用紙容器２００の底に向かって、クリーンエアーが吹き付けられて、容器内に滓などがあった場合に吹き飛ばして清掃する。クリーンエアーは、大気をＨＥＰＡフィルターなどの微細な孔が設けられたフィルターに通過させて、微粒子を除去して得ることができる。
【００３７】
次に、内容物充填部で、図３（ｅ）のように、内容物が充填される。内容物充填部では、図４のように、底部が形成された液体用紙容器２００の開口している頂部１０から、気体噴出機構３が外周に設けられている充填ノズル１００を挿入する。具体的には、充填ノズル１００が固定されていて、液体用紙容器２００が上昇して、充填ノズル１００が挿入される。
【００３８】
内容物充填部では、気体噴出機構３は、開口している頂部１０のシール予定部であるトップシール部１４、又は、その下方の位置に挿入される。そして、充填ノズル１００の本体部１の下端より液体内容物の充填を開始するのと同期して、気体噴出機構３の気体噴出孔３ｂより、充填ノズル１００の略水平方向に気体を噴出する。
【００３９】
気体噴出機構３は、シール予定部のトップシール部１４、又は、その下方の位置に挿入されているので、噴出孔３ｂから噴出する気体は、シール予定部のトップシール部１４、又は、その下方の位置に噴出される。
【００４０】
この噴出する気体によって、充填時の液体内容物の液跳ねが生じても、跳ねた液体内容物がシール予定部のトップシール部１４に付着することを防止できる。このため、トップシール部１４で、シール不良、密封不良が起こるのを防ぐことができる。
【００４１】
尚、気体噴出機構３から噴出される気体には、容器内を清掃するのに用いる、ＨＥＰＡフィルターなどで微粒子を除去したクリーンエアーを分岐させて用いることが、別途、装置を設ける必要がないので好ましい。
【００４２】
充填ノズル１００を介して所定の量の液体内容物が充填されると、液体内容物の充填が終了する。これと同期して、気体噴出機構３の噴出孔３ｂからの気体の噴出も停止する。この後、液体用紙容器２００が下降して、次の開口部加熱部に送られる。
【００４３】
そして、図示しないが、開口部加熱部で、加熱エアーヘッドが開口している頂部１０の内側に差し込まれ、加熱エアーヘッドの熱風噴出孔より噴出する２００℃から４００℃ほどの熱風により、液体用紙容器２００のトップシール部１４の内側の樹脂層の表面が溶融するまで加熱される。
【００４４】
トップシール部１４が加熱された液体用紙容器２００は頂部成形部に送られ、頂部成形部で、折り込み片１２、１２を左側面板２１、右側面板２３との間の折罫で内方に折り込み、折り返し片１３、１３、１３、１３を折り込み片１２、１２との間の折罫で外側に折り返し、屋根板１１、１１を正面板２２、背面板２４との間の折罫で山折りして、折り返し片１３、１３、１３、１３の裏面をそれぞれ屋根板１１、１１の裏面に対向して接触するようにし、トップシール部１４を圧着して、密封シールして、頂部１０を形成して、内容物が充填された、頂部１０が切妻屋根型の図３（ｆ）のような、液体用紙容器２００が製造される。
【００４５】
本例において、切妻屋根型の液体用紙容器２００を例示して説明したが、これに限ることなく、液体内容物を開口された頂部より充填して、頂部のシール予定部をシールして密封する液体用紙容器であれば、本発明の充填ノズルを使用した充填方法を用いることができる。
【００４６】
例えば、図５（ａ）のような、頂部も平らなブリック型（レンガ型）の液体用紙容器３００や、図５（ｂ）のような、頂部の前方が傾斜部で後方が平らな片屋根型の液体用紙容器４００でも良い。
【００４７】
以上、本発明の充填ノズルを使用した、液体用紙容器への液体内容物の充填方法によれば、充填時に、液体用紙容器の頂部のシール予定部（トップシール部）へ、液体内容物が液跳ねすることがなく、これによるシール不良や密封不良を防止することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１００・・・充填ノズル
１・・・本体部
２・・・配管
３・・・気体噴出機構
３ａ・・・中空体
３ｂ・・・噴出孔
３ｃ・・・気体配管
２００・・・液体用紙容器
２０１・・・ブランク
１０・・・頂部
１１、１１・・・屋根板
１２、１２・・・折り込み片
１３、１３、１３、１３・・・折り返し片
１４・・・トップシール部
１５・・・口栓
１６・・・口栓孔
２０・・・胴部
２１・・・左側面板
２２・・・正面板
２３・・・右側面板
２４・・・背面板
２５・・・貼着板
３０・・・底部
３１、３１・・・底板
３２、３２・・・底部折り込み片
３３、３３、３３、３３・・・底部折り返し片
３４・・・ボトムシール部
【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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