(57)【要約】      （修正有）【課題】予熱のための高温ホットエアーを効率的に使用し、包装材料のポリエチレン樹脂など熱可塑性材料が、搬送用若しくは成形用ローラの外周面に樹脂片やテープ片として貼り付くことなく、従って、シール状態を正常に維持し、加熱効率を高めて環境負荷を低減させる。【解決手段】包装積層材料の縁部を予熱する予熱手段８と、充填パイプ７に支持され、筒内側から弾性力によって圧するプレッシャローラ２０と、縦シール部の筒外側から押さえるカウンタローラ２１とを有し、プレッシャローラ２０が外周面の温度を雰囲気温度に追随させる温度適応化手段を有する。【選択図】図１
2008143523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に搬送される帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面に、該帯状包装積層材料が筒状に成形され該筒状包装積層材料の他方の縁部を合せて接合し、該筒状包装積層材料内に挿入された充填パイプから内容物を充填して横シールし、該帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する装置であって、
該帯状包装積層材料の一方若しくは両方の縁部を、ホットエアーを噴出して縦シールのために予熱する予熱手段と、
該充填パイプに支持され、該予熱手段により加熱された該縦シール部及びその近傍を該筒状包装積層材料内側から弾性力によって圧するプレッシャローラと、
該縦シール部及びその近傍を挟んで該プレッシャローラと対向させて該筒状包装積層材料外側から押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラとを有し、
該プレッシャローラが少なくとも外周面の温度を雰囲気温度に追随させる温度適応化手段を有することを特徴とする包装充填装置。
【請求項２】
該温度適応化手段が、高い熱伝導率を有する材料からなり、該筒状包装積層材料内面に接する該プレッシャローラである、請求項１記載の包装充填装置。
【請求項３】
該温度適応化手段が、該プレッシャローラを支持する該充填パイプとの間に設けられた断熱部である、請求項１記載の包装充填装置。
【請求項４】
該温度適応化手段が、該プレッシャローラと該充填パイプとの間に設けられた熱交換部と断熱部である、請求項１記載の包装充填装置。
【請求項５】
該包装積層材料の縦シール部及びその近傍に、縦シール部の内側端面を保護するシーリングテープが貼着される、請求項１記載の包装充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に搬送される帯状包装積層材料を筒状に成形し、内容物を充填して横シールして容器に包装充填する、飲料などの包装充填装置に関する。
【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を製造する場合、ウェブ状（帯状）の包装積層材料が使用され、該包装積層材料がヒートシール、超音波シール等によってシールされることにより、包装容器が形成される。例えば、包装充填装置において、帯状包装積層材料の縁部にシーリングテープを前もって接合し、包装積層材料をチューブ状に成形し、チューブの内側から、包装積層材料の両縁部同士を、縦シール部の内側端面を保護するシーリングテープと共に押し当てて縦シール装置によって長手方向（縦方向）にシールした後、チューブ状の包装積層材料の中に液体食品を充填しながら、横シール装置によって横方向にシールして切断し、枕状の原型容器を形成し、該原型容器を更に所定の形状に成形して包装容器を完成させる。
【０００３】
上述の包装充填装置において、筒状包装積層材料の縁部面にこの帯状包装材料の別の縁部を合せ接合する際、例えば、帯状包装積層材料縁部と別の縁部とを予熱し、これらを挟んで、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。
【０００４】
予熱された包装積層材料が搬送されるに伴って、該プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料の両縁部同士を挟んだ状態で押圧されて回転させ、合せて接合する面がヒートシールされ接合される。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実公平０４−０５１１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の包装充填装置においては、予熱のために大量の高温ホットエアーを消費し、その一部が包装積層材料の縁部の加熱のために使用されているにすぎない。残りのエネルギーは、加熱不要の周りの包装積層材料や装置部材を加熱することに消費されている。
包装材料の材料としてポリエチレン樹脂など熱可塑性材料が用いられており、これらが加熱されると、搬送用若しくは成形用ローラの外周面に樹脂片やテープ片が貼り付く不都合が想定される。上記の不都合によって、ローラの押圧若しくは対向の条件が変化してシール状態に異常をもたらす。また、加熱効率が不良のために環境に負荷を与える不都合が考えられる。
【０００６】
この発明の目的は、予熱のための高温ホットエアーを効率的に使用し、包装材料のポリエチレン樹脂など熱可塑性材料が、搬送用若しくは成形用ローラの外周面に樹脂片やテープ片として貼り付くことなく、従って、シール状態を正常に維持し、加熱効率を高めて環境負荷を低減することができる包装充填装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の包装充填装置は、連続的に搬送される帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面に、帯状包装積層材料が筒状に成形され帯状包装積層材料の他方の縁部を合せて接合し、筒状包装積層材料内に挿入された充填パイプから内容物を充填して横シールし、帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する装置であって、帯状包装積層材料の一方若しくは両方の縁部を、ホットエアーを噴出して縦シールのために予熱する予熱手段と、充填パイプに支持され、予熱手段により加熱された縦シール部及びその近傍を筒状包装積層材料内側から弾性力によって圧するプレッシャローラと、縦シール部及びその近傍を挟んでプレッシャローラと対向させて筒状包装積層材料外側から押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラとを有し、プレッシャローラが少なくとも外周面の温度を雰囲気温度に追随させる温度適応化手段を有する。
【０００８】
この発明の好ましい態様において、温度適応化手段が、高い熱伝導率を有する材料からなり、筒状包装積層材料内面に接するプレッシャローラである。
【０００９】
この発明の好ましい態様において、温度適応化手段が、プレッシャローラを支持する充填パイプとの間に設けられた断熱部である。
【００１０】
この発明の好ましい態様において、温度適応化手段が、プレッシャローラと充填パイプとの間に設けられた熱交換部と断熱部である。
【００１１】
この発明の好ましい態様において、包装積層材料の縦シール部及びその近傍に、縦シール部の内側端面を保護するシーリングテープが貼着される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による包装充填装置は、連続的に搬送される帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面に、帯状包装積層材料が筒状に成形され筒状包装積層材料の他方の縁部を合せて接合し、筒状包装積層材料内に挿入された充填パイプから内容物を充填して横シールし、帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する。
この装置において、帯状包装積層材料が連続的に装置に供給され、連続的に、内容物が充填パイプから充填され、成形された容器を製造することができる。
【００１３】
本発明の包装充填装置の特徴において、予熱手段が、帯状包装積層材料の一方若しくは両方の縁部を、ホットエアーを噴出して縦シールのために予熱する。
帯状包装積層材料は、徐々に筒状に成形され、ホットエアーは帯状包装積層材料の縁部を加熱することができる。筒状成形のステップ及び予め加熱しシールするステップにおいて、包装積層材料の筒の中は、その筒状包装積層材料で被い、その中心には、充填パイプが挿入されている。その筒の中は、ホットエアーの熱で覆われ、他方、通常の低温内容物により冷やされた充填パイプがその熱に一部を奪う。
【００１４】
本発明の包装充填装置の特徴において、充填パイプに支持され、予熱手段により加熱された縦シール部及びその近傍を筒状包装積層材料内側から弾性力によって圧するプレッシャローラと、縦シール部及びその近傍を挟んでプレッシャローラと対向させて筒状包装積層材料外側から押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラとを有する。
プレッシャローラは、充填パイプに支持される。バネなどの弾性力によって、プレッシャローラは、予熱手段により加熱された縦シール部及びその近傍を筒状包装積層材料内側から圧する。他方、カウンタローラが、縦シール部及びその近傍を挟んでプレッシャローラと対向し、筒状包装積層材料外側から押さえる。その結果、熱と圧力で縦シールを得ることができる。
【００１５】
本発明の包装充填装置の特徴において、プレッシャローラが少なくとも外周面の温度を雰囲気温度に追随させる温度適応化手段を有する。
上述のように、筒状成形のステップ及び予熱・縦シールステップにおいて、包装積層材料の筒の中は、２種の熱的外因、すなわち、予熱装置のホットエアーの加熱及び充填パイプの冷却が存在する。
予熱手段により加熱された縦シール部及びその近傍を内側から弾性力によって圧するプレッシャローラが、シール適正温度より低かった場合、プレッシャローラが縦シール部及びその近傍から熱を奪い、縦シールが良好に行われない場合がある。包装積層材料の筒中のプレッシャローラの雰囲気温度は、ホットエアーの熱で覆われているので、高温に維持されている。この発明によるプレッシャローラの温度適応化手段は、少なくとも外周面の温度を雰囲気温度に追随させ、プレッシャローラ外周面を高温に維持することができる。
【００１６】
この発明によって、予熱のための高温ホットエアーを効率的に使用し、包装材料のポリエチレン樹脂など熱可塑性材料が、搬送用若しくは成形用ローラの外周面に樹脂片やテープ片として貼り付くことなく、従って、シール状態を正常に維持し、加熱効率を高めて環境負荷を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
図１は、この発明による一実施例の包装充填装置の縦シール装置の拡大外観図及び筒状包装積層材料の部分断面図である。図２は、一実施例の包装充填装置を示す概略斜視図である。図３は、一実施例の包装充填装置のプレッシャローラ及びカウンターローラの拡大側面図、図４は、一実施例の包装充填装置のプレッシャローラの拡大断面図である。
【００１８】
図２に示されるように、ウェブ状の包装積層材料１は、リールの状態で包装充填装置に収容される。包装積層材料１は、紙基材、及び該紙基材の両面にポリエチレン樹脂が積層された可撓性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成され、包装容器１４の表面に相当する部分にあらかじめ外装用の印刷が施される。
【００１９】
繰り出された包装積層材料１は、搬送手段としての送り装置によって連続的に搬送され、ベンディングローラ、ダンパローラ等を経て、シーリングテープ貼着装置３に送られ、シーリングテープ貼着装置によって包装積層材料１の一方の縁部に沿ってシーリングテープ２が貼着される。
帯状包装積層材料１の縁部にシーリングテープ２を前もって接合する際、帯状包装積層材料とシーリングテープ２とを挟んで、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。
包装積層材料が搬送されるに伴って、プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料及びシーリングテープを挟んだ状態で押圧されて回転させ、縦シール部の合せ面にシールされ接合される。
【００２０】
続いて、包装積層材料１は、必要に応じて、プルタブ貼着装置によってプルタブが貼着されてる。包装積層材料１は、殺菌槽４に送られ、殺菌槽４において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。包装積層材料１は、エアナイフ５に送られ、エアナイフ５によって乾燥させられた後、無菌室４０の室内に送られる。包装積層材料１は、上部成形リング６、その他の成形リングによって徐々に変形させられてチューブ状の形状にされる。包装積層材料１は、縦シール装置の予熱手段８からのホットエアーによって予熱されて、縦方向にシールされ、充填パイプ７を介して供給された流動性食品が包装積層材料１内に充填される。
【００２１】
ホットエアーは帯状包装積層材料の縁部を加熱する。筒状成形のステップ及び予熱・シールステップにおいて、包装積層材料を無菌的に無菌室４０で被い一時的に収容する。ホットエアーの熱は一部が無菌室内に残留し再び包装積層材料を加熱する。
【００２２】
チューブ状に成形された包装積層材料の両縁部同士を、縦シール装置によってシーリングテープと共に押し当てて、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。包装積層材料が搬送されるのに伴って、プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料の縁部同士を挟んだ状態で押圧されて回転させ、縦シール部の合せ面がシールされ接合される。
【００２３】
チューブ状包装積層材料１は、ローラによって案内され、横シール装置１０に送られ、挟まれて横方向にシールされ、横シールされた包装積層材料１２は、ナイフなどで切断されて枕状の原型容器１３が形成される。そして、原型容器１３は、最終成形搬送装置によって搬送されて最終の形状に成形され、流動性食品を収容する包装容器１４が完成する。
【００２４】
この発明による一実施例の包装充填装置の縦シール装置の拡大外観図を図１（ａ）に示す。図３は、一実施例の態様で、プレッシャローラ２０とカウンタローラ２１を示す部分側面図である。
縦シール装置は、予熱手段８とプレッシャローラ２０とカウンタローラ２１とを有する。帯状包装積層材料は、成形ローラ、ガイドローラ２６などにより徐々に筒状に成形され、搬送・ガイドされる。予熱手段８が、多くのノズルを有するノズル板２４からホットエアーを噴出して筒状包装積層材料１の縁部１ａを縦シールのために予熱する。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、包装積層材料１の筒の中は、その筒状包装積層材料１で被われ、その中心には、充填パイプ７が挿入されている。その筒の中は、ホットエアーの熱で覆われ、他方、低温内容物により冷やされた充填パイプ７がその熱に一部を奪う。
【００２６】
この実施例のプレッシャローラ２０は、バネ２３を介して充填パイプ７に支持される。バネの弾性力によって、プレッシャローラ２０は、予熱手段８により加熱された縦シール部１ｃ及びその近傍１ｄを筒内側から圧する。他方、カウンタローラ２１が、縦シール部１ｃ及びその近傍１ｄを挟んでプレッシャローラ２０と対向し、筒外側から押さえる。その結果、熱と圧力で縦シールを得ることができる。
【００２７】
この実施例のプレッシャローラ２０は、外周面の温度を雰囲気温度に追随させる温度適応化手段を有する。
具体的には、高い熱伝導率を有する材料（銅、銀、金、アルミニウム、その他高熱伝導性を持つ金属及びこれらの合金、熱伝導性プラスチックなど）からなり、筒状包装積層材料内面に接するプレッシャローラである。
包装積層材料の筒中のプレッシャローラの雰囲気温度は、ホットエアーの熱で覆われているので、高温に維持されている。温度適応化手段が雰囲気から急速に熱エネルギーをプレッシャローラ外周面に補給してシール適正温度に維持して、縦シールが良好に行われる。
【００２８】
一実施例の包装充填装置のプレッシャローラの概要を示す部分断面図を図４に示す。
この実施例において、縦シール部１ｃ及びその近傍１ｄ面に回転自在に配設され、バネ２３の弾性力によって包装積層材料の縦シール部１ｃ及びその近傍１ｄを筒状内側から圧するプレッシャローラ２０と、包装積層材料の縦シール部１ｃ及びその近傍１ｄを挟んでプレッシャローラ２０と対向させて筒状外側から押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラ２１とを有する。
プレッシャローラ２０は、筒状内側から、バネ２３の弾性力によって縦シール部１ｃ及びその近傍１ｄを圧し、カウンタローラ２１は、筒状外側からプレッシャローラ２０と対向して押さる。この構成により、帯状包装積層材料の縁部１ａの縦シール部面に帯状包装積層材料の他方の縁部１ｂを合せて接着することができる。
プレッシャローラ２０及びカウンタローラ２１は、筒状包装材料の内外面形状に概ね類似し、プレッシャローラは凡そ樽外観形状を、カウンタローラは凡そ糸巻外観形状をする。
【００２９】
この実施例の包装充填装置において、包装積層材料の縦シール部１ｃ及びその近傍１ｄに、図４に示すように縦シール部１ｃの内側端面を保護するシーリングテープ２が貼着される。
シーリングテープ２は、縦シール部面１ｃと近傍面１ｄとに渡って貼着される。プレッシャローラ２０が、縦シール部面１cと近傍面１dとが接触する。
シーリングテープが貼着される態様では、シーリングテープのポリエチレンがローラの外周面に樹脂片やテープ片として貼り付くことなく、シール状態を正常に維持することができる。
【００３０】
この発明において、温度適応化手段として、例えば、プレッシャローラ２０を支持する充填パイプ７との間に設けられた図３に示す部材３０又は／及び３１を、断熱部とすることができる。
充填パイプが通常、冷却され、これと連結するプレッシャローラ２０が冷やされる恐れがある。この態様では、断熱部３０又は／及び３１で熱的に遮断されてプレッシャローラ２０の冷却を防止することができる。
【００３１】
この発明の変形例において、温度適応化手段を、プレッシャローラと充填パイプとの間に設けられた熱交換部と断熱部とすることができる。
断熱部は上記の態様と同じ作用効果を奏する。また、熱交換部においては、雰囲気との熱交換を促進し急速に熱エネルギーを雰囲気から得ることができる。
【００３２】
上述の実施例に実証されるように、予熱のための高温ホットエアーを効率的に使用し、包装材料のポリエチレン樹脂など熱可塑性材料が、搬送用若しくは成形用ローラの外周面に樹脂片やテープ片として貼り付くことなく、従って、シール状態を正常に維持し、加熱効率を高めて環境負荷を低減することができる。
【００３３】
なお、本発明は該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】
【００３４】
この発明の包装充填装置及び包装充填方法によって、牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの包装容器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明による一実施例の包装充填装置の縦シール装置の拡大外観図及び筒状包装積層材料の部分断面図である。
【図２】一実施例の包装充填装置を示す概略斜視図である。
【図３】一実施例の包装充填装置のプレッシャローラ及びカウンターローラの拡大側面図である。
【図４】一実施例の包装充填装置のプレッシャローラの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
８      予熱手段
２０    プレッシャローラ
２１    カウンタローラ
２６    ガイドローラ
【図１】
2008143523.tif 000003
【図２】
2008143523.tif 000004
【図３】
2008143523.tif 000005
【図４】
2008143523.tif 000006