(57)【要約】 【課題】  多量な窒素を必要とすることなくヘッドスペース内を空気混入のない不活性ガスで満たしてある品質のよい製品を製造することができる容器ヘッドスペースの不活性ガス置換装置を提供する。【解決手段】不活性ガスを吹き付ける手段を側面略直角三角形状の中空柱体に形成し、前記直角三角形状の底辺部に相当する底板を前記容器の開口部に近接配置し、該底板の間欠停止する容器開口部と対向する位置に前記柱体内の不活性ガスの吹出孔を穿設してあり、前記直角三角形状の斜辺部に相当する天板を高さ辺部に相当する側板の上端から前記容器の進行方向へ下り傾斜した傾斜面として形成すると共に前記側板には前記柱体内に不活性ガスを導入する導入口を形成してあることを特徴とする不活性ガス置換装置とする。【選択図】    図２
2008127051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を充填して間欠移送される上部開口容器のヘッドスペース内へ不活性ガスを吹き付ける手段と、前記容器の開口部を蓋材で封止する手段とを備えた不活性ガス置換装置において、
前記不活性ガスを吹き付ける手段を側面略直角三角形状の中空柱体に形成し、前記直角三角形状の底辺部に相当する底板を前記容器の開口部に近接配置し、該底板の間欠停止する容器開口部と対向する位置に前記柱体内の不活性ガスの吹出孔を穿設してあり、前記直角三角形状の斜辺部に相当する天板を高さ辺部に相当する側板の上端から前記容器の進行方向へ下り傾斜した傾斜面として形成すると共に前記側板には前記柱体内に不活性ガスを導入する導入口を形成してあることを特徴とする不活性ガス置換装置。
【請求項２】
前記天板は前記底板との交線近傍に前記柱体内の不活性ガスの流出孔を形成してある請求項１記載の不活性ガス置換装置。
【請求項３】
前記容器の開口部を蓋材で封止する手段は前記傾斜面の下端直近傍に配設してある請求項１又は２記載の不活性ガス置換装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不活性ガス置換装置に関し、詳しくは所定形状の密封空間を介して容器のヘッドスペース内へ不活性ガスを吹き付ける構造としておくことで、多量の不活性ガスを要することなく容器のヘッドスペース内を空気の混入のない不活性ガスで満たされた品質劣化の生じ難い製品を製造することができる容器ヘッドスペースの不活性ガス置換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、容器内に充填された調味料、フルーツソースなどのソース類、ジャム、米飯など（以下、内容物という。）の酸化や腐敗を防止するために、容器内の空気を窒素や二酸化炭素などの不活性ガスに置換する技術が用いられている。
この不活性ガスに置換する技術として、いくつかの発明が提案されている。
例えば、窒素ガスが充満されたチャンバー内で内容物を容器内に充填し蓋材で密封処理することにより、容器のヘッドスペース内を窒素ガスで充満にすることができる装置（特許文献１）が提案されている。
【０００３】
この特許文献１記載の装置は、充填機などの装置全体を不活性ガスが充満されたチャンバーで囲むために大掛かりな設備を必要とするだけでなく、前記チャンバーを不活性ガスで充満させるために多量な不活性ガスを必要とすることから、経済的に効率よく不活性ガスに置換することが極めて困難であった。また、チャンバー内に容器と共にヘッドスペースの空気が持ち込まれる構造であるので、純粋な不活性ガス雰囲気を維持することが困難である。
【０００４】
一方、この現状に勘案して、容器ヘッドスペースの空気を不活性ガスに置換する装置として、例えばガスフローノズルを備えたヘッダで容器周辺を覆った状態としてヘッドスペースの空気を不活性ガスに置換し蓋材で密封する装置（特許文献２）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−４５３２３号
【特許文献２】特開２００３−３１２６１０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２に記載されている容器ヘッドスペースの不活性ガス置換装置にあっては、上記特許文献１のように充填機などの装置全体をチャンバーで囲む必要がないため大掛かりな設備を必要としないが、ヘッダ内へ容器と共にヘッドスペースの空気がそのまま持ち込まれる構造としてあるので、ヘッダ内を純粋な不活性ガス雰囲気に維持することが困難となる。
【０００７】
また、ヘッダ内に不活性ガスを導入する手段として複数のフローノズルを設置しているが、このノズルを機械設備中の狭スペースに複数設置することは大変煩雑となるという問題がある。
【０００８】
さらに、ヘッダと蓋材（フィルム）が連続移送中に擦り接触する構造としてあるので、この蓋材に傷痕が生ずる可能性があり、その蓋材を使用した商品は保管中に品質劣化するという問題がある。
【０００９】
また、不活性ガスの吹き出し箇所と容器開口部との距離が離れているため、効率よく容器ヘッドスペースの空気を窒素に置換することができない。すなわち、窒素を吹き付ける量が多くなり、結局、不活性ガスの使用量が増加し製造コストが上昇するという問題がある。
【００１０】
これらの理由により多量な不活性ガスを必要とすることなく品質の劣化がない製品を製造することができる不活性ガス置換装置は未だ提供されていない。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、多量な不活性ガスを要することなくヘッドスペース内を空気混入のない不活性ガスで満たしてあるため品質の劣化がない製品を製造することができる容器ヘッドスペースの不活性ガス置換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明不活性ガス置換装置は、
内容物を充填して間欠移送される上部開口容器のヘッドスペース内へ不活性ガスを吹き付ける手段と、前記容器の開口部を蓋材で封止する手段とを備えた不活性ガス置換装置において、
前記不活性ガスを吹き付ける手段を側面略直角三角形状の中空柱体に形成し、前記直角三角形状の底辺部に相当する底板を前記容器の開口部に近接配置し、該底板の間欠停止する容器開口部と対向する位置に前記柱体内の不活性ガスの吹出孔を穿設してあり、前記直角三角形状の斜辺部に相当する天板を高さ辺部に相当する側板の上端から前記容器の進行方向へ下り傾斜した傾斜面として形成すると共に前記側板には前記柱体内に不活性ガスを導入する導入口を形成してあることを特徴とする。
【００１３】
このような構成にすることにより、
前記側板の導入口から不活性ガスが導入されると、略直角三角形状の中空柱体（以下、柱体ともいう。）の密封空間内は多量の純粋な不活性ガスで満たされた雰囲気下に置かれる。次に前記柱体に満たされた不活性ガスは、間欠停止する容器開口部と対向する位置に穿設された吹出孔から容器ヘッドスペース内へ噴出供給される。
【００１４】
この時、前記略直角三角形状の底辺部に相当する底板が間欠停止する前記容器の開口部に近接配置してあるので、効率よく空気を不活性ガスに置換することができる。さらに柱体の天板が下り傾斜してあることにより、柱体内で不活性ガスが常に前記容器の進行方向に流れる層流となると同時に傾斜面に衝突して下方へ向けての流れの転換が生ずるため、底板に穿設された吹出孔の全てから均等に不活性ガスが吹き出される（図７参照）。また、柱体内で不活性ガスが常に前記容器の進行方向に沿って流れるため、外部から柱体内への空気の侵入が防止される。
【００１５】
その際、前記底板との交線近傍付近に前記柱体内の不活性ガスの流出孔を天板に形成しておくと、前記柱体内の不活性ガスの流れをいっそう整然とした層流状に作り出すことができる。これにより、柱体内の不活性ガスは、底板に穿設された吹出孔の全てから均等に不活性ガスが吹き出され、かつ外部から柱体内への空気の侵入が完全に防止されるため柱体内の不活性ガスは高純度に維持される。
従って、不活性ガスを容器ヘッドスペース内に効率よく置換することができるのでよい。
【００１６】
また、前記容器の開口部を蓋材で封止する手段は前記傾斜面の下端直近傍に配設してあるので、ヘッドスペース内に置換された不活性ガスが空気中に拡散されることもなく即座に蓋材で封止される。これより空気の侵入が完全に防止されるため容器ヘッドスペース内に効率よく不活性ガスを置換することができるのでよい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による不活性ガス置換装置は、複数のノズルを使用することなく高純度の不活性ガスを効率よく前記ヘッドスペースに置換することができる。また柱体内へ不活性ガスの流れを整然とした層流状につくる構造としてあるため全ての開口部から均等に不活性ガスを供給することができ、かつ外部から柱体内への空気の侵入を完全に防止することができる。従って、不活性ガスを容器ヘッドスペース内へ経済的に効率よく置換することができる。
【００１８】
さらに前記柱体を容器の進行方向へ下り傾斜する傾斜面を形成した略直角三角形状としてあるので、蓋材などの包材と前記柱体の外表面の角部などが移送中に擦り接触することが生じないために包材を傷つけることがない。従って、品質の劣化がない製品を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明不活性ガス置換装置を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は本発明を適用した包装体製造ラインの一実施例を示す概略側面図、図２は本発明不活性ガス置換装置の一実施例の側面図である。また、図３は図２中の柱体の一実施例を示す斜視図である。さらに図４は図２中の柱体の底板平面図、図５は図２中の柱体の側断面図、図６は図２中の柱体の背面図であり、図７は図２中の柱体内に導入された不活性ガスの流れを示した模式説明図である。
【００２１】
[実施例１]
本実施例において図１に示したように本発明不活性ガス置換装置１００は、包装体製造ライン１の容器７、７、７、・・・と蓋材（フィルム）１６の両搬送経路に挟まれた位置に配設してある。また不活性ガス置換装置１００は、不活性ガスを吹き付ける手段２と容器開口部を蓋材で封止する手段１５とを備えてあり、その不活性ガスを吹き付ける手段の外観形状は側面略直角三角形状の中空柱体として形成してある。この略直角三角形状の中空柱体は、当該直角三角形状の底辺部に相当する底板４、高さ辺部に相当する側板５、及び斜辺部に相当する天板６から形成され、この三角形状の尖端部を容器の搬送方向（矢印Ａ）へ向けて配設される（図１、図２参照）。
尚、前記中空柱体の形状として、前記底板、側板及び天板を有しておれば特に制限されるものではない。また前記柱体３に使用される前記底板４などの材質としてポリカーボネイト樹脂、アクリル樹脂などが挙げられるが、特に制限されるものではない。
【００２２】
先ず前記直角三角形状の底辺部に相当する底板４から説明すると、図２、図３、図５に示された前記底板４は前記容器７の開口部７１に近接配置してある。本実施例においては容器７の開口部７１と底板４との離間距離は５ｍｍとしてある。尚、この離間距離としては特に制限されるものではないが、効率よく空気を窒素に置換することができる距離として０．１〜１０ｍｍであるとより好ましい。
【００２３】
また前記底板４は間欠停止する容器開口部７１と対向する位置に前記柱体内の窒素の吹出孔８を穿設してある。ここで、吹出孔８としては、容器開口部７の略中心部に対向する位置にあれば効率よく空気を窒素ガスに置換することができるため好ましい。また、孔の大きさとしては、本実施例は容器開口部７１の面積に対し５％程としてある。尚、この大きさとしては特に制限されるものではないが、効率よく空気を不活性ガスに置換することができる大きさとして０．１〜４０％であるとより好ましい。
【００２４】
また本実施例においては、図２に示された前記直角三角形状の高さ辺部に相当する側板５には図示しない窒素発生装置から送気される窒素ガスを導入する導入口９を形成してある。尚、この際、送気される窒素ガスが層流状に流され、柱体内を常時満たすことができるのであれば、その導入口９の大きさは特に限定されるものではない。
【００２５】
さらに、図２、図３に示したように前記略直角三角形状の斜辺部に相当する天板６を前記側板５の上端１０から前記容器の進行方向へ下り３０度程の傾斜として形成してある。尚、この下り傾斜の角度αについて、不活性ガスの流れを整然とつくることができれば特に限定するものでないが、不活性ガスの流れを一層強制的につくる角度αとして５〜４５度であると好ましい。
また前記天板６には前記底板４との交線１１近傍に前記柱体内の不活性ガスの流出孔１２、１２を形成してある。ここで、流出孔１２、１２の大きさとして不活性ガスのスムーズな流れをつくることができれば特に制限はない。また流出孔１２の位置として前記交線１１近傍かつ柱体３の側壁１３付近に複数形成してあると、柱体３内のどの位置でも不活性ガスが常に前記容器７、７・・・の進行方向へ流れることとなり好ましい（図７参照）。
【００２６】
尚、本実施例においては、前記底板４、側板５及び天板６を含んで形成されている柱体３の密封空間の直下を通過する図１に示された容器本体７、７・・・は、合成樹脂シートをカップ状又はトレイ状などに形成された開口容器としてある。この場合、一般には底浅の容器が一般的ではあるが、これに限らない。また容器は、進行方向と直交する横方向に複数列並べることもできる。内容物としては、例えば、調味料、フルーツソースなどのソース類、ジャム、米飯などとすることができる。さらに、この内容物が充填された容器の進行手段として、本実施例においては開口された状態でコンベヤの適宜の進行手段によって間欠移送されるが、容器の周囲フランジ部のみを載せて運ぶ枠構造のものでもよい。
【００２７】
次に本発明の作用を実施例に基づき説明する。
先ず、図２の前記側板５に形成された導入口９、９・・・から不活性ガスとして窒素ガスを柱体内へ導入し続けると、やがては前記柱体３内は窒素ガスで満たされた状態となる。
その窒素ガスで満たされた状態となった柱体３から窒素ガスが吹出孔８、８・・・から吹き出される域（以下、吹き出し域という。）に、開口した容器７本体が次々に間欠移送され、底板４に形成された吹出孔８から吹出された窒素ガスが間欠移送された上部開口容器ヘッドスペース内に吹き込まれる。
【００２８】
また、この底板４に形成された吹出孔８、８、８・・・は複数形成されていることから、前記容器７が柱体３の窒素ガス吹き出し域を通過する時間としては、間欠移送の場合の１回分の各停止時間よりも相当長い時間である。従って、容器７本体のヘッドスペースなどに存在していた空気は窒素ガスによって置き換えられる。尚、一般の市場製品は窒素置換率は９０％程が限界とされているが、本実施例の不活性ガス置換装置１００により製造された容器の平均窒素置換率は、食品用微量酸素分析計[飯島電子工業（株）製ＲＯ−１０２]で測定すると、９７％以上であった。
【００２９】
さらに、また天板６が下り傾斜していることにより、柱体３内では窒素ガスが前記容器の進行方向に流れて斜面と衝接して屈曲させられることとなり、底板に穿設された吹出孔８の全てから均等に窒素ガスを吹き出すことができることとなるため、前記容器７が進行方向に順次移送されるに伴って、よりヘッドスペースを高純度の窒素ガスに置換することができる。
【００３０】
また、本実施例では、前記天板６には前記底板４との前記交線１１近傍かつ柱体の側壁１３付近に複数の流出孔１２を形成してあるので、不活性ガスが整然とした流れとなって柱体３内を満たすことができるため、窒素ガスは柱体３内に常時停留することなく、空気の混入のない純粋な窒素ガスの層流として全ての吹出孔から均等に供給することができる。
【００３１】
また、本実施例の不活性ガス置換装置１００は、前記柱体３の吹き出し域の直ぐ下流側に前記吹き出し域を通過直後の容器７、７・・・にウェブ状の蓋材１６を被せてヒートシールを施し封止する手段が配設されている。前記封止する手段としては特に制限するものではないが、本実施例では容器７の周囲フランジ部と蓋材とをシールヘッドとで挟んで加圧・加熱することにより、容器７本体と蓋材１６とを溶着して封止するようにしてある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用した包装体製造ラインの一例を示す側面図。
【図２】本発明による不活性ガス置換装置の一実施例の側面図。
【図３】図２中の柱体の一実施例を示す斜視図。
【図４】図２中の柱体を示す平面図。
【図５】図２中の柱体を示す側面図。
【図６】図２中の柱体を示す背面図。
【図７】図２中の柱体内に導入された不活性ガスの流れの作用説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１．製造ライン
２．不活性ガスを吹き付ける手段
３．柱体（中空柱体）
４．底板
５．側板
６．天面
７．容器
７１．開口部（容器開口部）
８．吹出孔
９．導入口
１０．上端
１１．交線
１２．流出口
１３．側壁
１５．容器開口部を蓋材で封止する手段
１６．蓋材（フィルム）
１００．不活性ガス置換装置
α．角度
【図２】
2008127051.tif 000003
【図３】
2008127051.tif 000004
【図４】
2008127051.tif 000005
【図５】
2008127051.tif 000006
【図６】
2008127051.tif 000007
【図７】
2008127051.tif 000008
【図１】
2008127051.tif 000009