(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体容器に液体を供給して充填する充填システムを有しており、口栓を有している液体容器を充填システムに接続して充填する充填機であって、
充填システムと、昇降パッドと、傾斜ロールを備えて構成され、
昇降パッドは傾斜ロール上に配置された液体容器の口栓を下から支えて充填システムに接続し固定するものであり、
傾斜ロールは充填システムの下部に配置されており、かつ複数の搬送用ロールが順次低くなるように配置されて構成され、
傾斜ロールの複数の搬送用ロールのうち、液体容器の中央部より上のロールが昇降可能に構成されており、このロールが上昇することにより充填後の液面の位置を制御するものであることを特徴とする充填機。
【請求項２】
昇降可能な前記ロールが複数本設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充填機。
【請求項３】
前記傾斜ロールは、液体充填後の液体容器を、その自重で下流に移動させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の充填機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は充填機に関するものである。とくにバッグインボックスと呼ばれるプラスチック製の液体容器が、段ボールなどの紙製の箱に収納されて二重構造になっている容器に関して、液体の充填に際してのエアー抜きを容易にすることのできる充填機を提供しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
包装袋のうち液体容器と呼ばれるものには、プラスチックフィルムを基材とする単体または積層体から構成されるものが広く普及しており、さまざまな形態のものが、幅広い用途に用いられており、現代生活にとっては不可欠なものとなっている。
【０００３】
例えば液体容器としても用いられ、飲料のほかレトルト食品などの食品分野でも広く用いられているほか、日用品やトイレタリーの分野でも、さまざまな商品がスーパーマーケットやドラッグストア、コンビニエンスストアの商品棚をにぎわしている。液体容器のほかにも、様々な用途展開がなされている。
【０００４】
プラスチックフィルムを基材とする液体容器は、材料コストが安価であることや、缶やビンの容器に比べて容器自体がかさばらず、容器自体の運搬や保管において省スペースであることなどが利点とされている。
【０００５】
しかしながら、容量が大きいものに使おうとすると、容器自体は軟質の素材であるために、自立しにくいことや、積み重ね、またハンドリングや運搬などの点で、扱いにくい点がありその容量の大型化には限界がある。
【０００６】
そこで、プラスチックフィルムを基材とする液体容器を、ダンボールなどの紙製の箱に収納して二重構造の容器にしたものが、バッグインボックスとして考案されて商品化されている。これはプラスチックフィルムを基材とする液体容器と、ダンボールなどの紙製の箱の利点をそれぞれに生かした容器として、主に大きな容量の液体容器として用いられている。
【０００７】
液体の充填は、内側のプラスチックフィルムを基材とする液体容器に取り付けられたスパウトと呼ばれる口栓から行なうことができ、内容物の液体を注ぎ出すためには、口栓を外箱から外に引き出して、開閉して行なうことができる。
【０００８】
特許文献１には、バッグインボックスにおいて、内側のプラスチックフィルムを基材とする液体容器を外側のダンボールなどの紙製の箱に、シューターを用いて収納する装置の考案が示されている。
【０００９】
ここで示されている方法によれば、傾斜したコンベア上で液体を充填する方法であるため、液体が袋下部に自重で集中するために充填効率がよく、また充填後はバッグがボックス内へ自重で落下して収納されるためコンベアを駆動させる必要がない利点を有する。その一方で、バッグ内にエアーが入り込みやすいという難点を克服できずにいた。
【００１０】
このエアーの入り込みを防止する方法として、特許文献２および特許文献３には、充填時にパッドを昇降させる技術も提案されている。これらはバッグを水平な状態にして充填する場合に用いられる方法である。したがって傾斜したコンベア上で昇降パッドを用いた場合には、パッドとコンベアの間に大きな落差が生じるため、バッグ下部にたまる液体の
自重でパッドで支えられた口栓の脇からパッドが下部に引っ張られ、エアーが入り込む恐れがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−２０７２４４号公報
【特許文献２】特開平８−１８３５０４号公報
【特許文献３】特開昭６２−２０８３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、液体容器の充填において、バキュームなどによる複雑なエアー抜き構造を必要とせず、容易にエアー抜きが可能な充填機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、液体容器に液体を供給して充填する充填システムを有しており、口栓を有している液体容器を充填システムに接続して充填する充填機であって、
充填システムと、昇降パッドと、傾斜ロールを備えて構成され、
昇降パッドは傾斜ロール上に配置された液体容器の口栓を下から支えて充填システムに接続し固定するものであり、
傾斜ロールは充填システムの下部に配置されており、かつ複数の搬送用ロールが順次低くなるように配置されて構成され、
傾斜ロールの複数の搬送用ロールのうち、液体容器の中央部より上のロールが昇降可能
に構成されており、このロールが上昇することにより充填後の液面の位置を制御するものであることを特徴とする充填機である。
また、請求項２に記載の発明は、昇降可能な前記ロールが複数本設けられていることを特徴とする請求項１に記載の充填機である。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、前記傾斜ロールは、液体充填後の液体容器を、その自重で下流に移動させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の充填機である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液体容器の充填において、バキュームなどによる複雑なエアー抜き構造を必要とせず、エアーの入り込みを容易に防止することのできる、充填機を提供することができる。
【００１６】
とくに請求項２に記載の発明によれば、液体容器の充填において、バキュームなどによる複雑なエアー抜き構造を必要しない充填機による、エアーの少ない液体容器を、そのまま容易で確実な搬送に供することができ、紙容器との二重容器とすることのできる充填機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明に係る充填機の一実施例について、充填中の状態を説明するための模式図である。
【図２】図２は本発明に係る充填機の一実施例について、充填後の状態を説明するための模式図である。
【図３】図３は本発明に係る充填機の一実施例について、充填に用いる液体容器の一例を説明するための平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための形態について、図１〜図３を参照しながら詳細な説明を加える。ただし、本発明はここに示した例にのみ限定されるものではない。
【００１９】
図１は本発明に係る充填機の一実施例について、充填中の状態を説明するための模式図である。本発明による充填機（１０）は、充填システム（２０）と、昇降パッド（２）と、傾斜ロール（５）を備えて構成される。
【００２０】
昇降パッド（２）は傾斜ロール（５）上に配置された液体容器（８）の口栓（１）を下から支えて充填システム（２０）に接続し固定するものであり、傾斜ロール（５）は充填システム（２０）の下部に配置されており、かつ複数の搬送用ロールが順次低くなるように配置されて構成され、傾斜ロール（５）の複数の搬送用ロールのうち、液体容器（８）の中央部より上のロールが昇降可能に構成されている。
【００２１】
液体容器（８）はプラスチックフィルムからなり、矩形の容器上部に口栓（１）を有している。一般に口栓（１）はプラスチックを材料として、成型された部材として供給される。
【００２２】
充填機は充填システム（２０）を有しており、口栓（１）は昇降パッド（２）によって下から支えられ充填システムに接続される。続いて固定された口栓（１）から、液体容器（８）内部に液体（７）を供給することができる。
【００２３】
液体容器（８）内部には、供給された液体（７）のほか、容器の上部にはエアー（５）が存在する。これは充填の際、液体容器（８）下部から液体（７）が充填され、その自重で液体容器（８）が下方に引っ張られて、エアー（５）が入りこむためである。本発明においては、このエアー抜きが容易な充填機を提供しようとするものである。
【００２４】
傾斜ロール（５）は、複数の搬送用ロールが下流に向けて順次低くなるよう配置されており、昇降ロール（３）と固定ロール（４）から成る。昇降ロール（３）は、液体容器（８）の中央部より上に位置するロールであって、傾斜ロール（５）の所定の位置より、さらに上に上昇させることが可能である。昇降ロール（５）は固定ロール（４）と同様に搬送用ロールでもあって、すべて下流に向かって回転可能なロールである。
【００２５】
固定ロール（４）は、昇降ロール（３）より下流のロールであって、回転可能な複数のロールからなる。液体容器が充填されて後、その搬送に用いられる。その際、傾斜ロールは下方に向かって傾斜しているため、液体容器の自重によって下流に移動させることができる。
【００２６】
図２は本発明に係る充填機の一実施例について、充填後の状態を説明するための模式図である。充填システムによって所定の充填量が充填された後も、図１に示したように、液体容器（８）内部には、供給された液体（７）のほか、容器の上部にはエアー（６）が存在する。
【００２７】
本発明においては、液体容器（８）を傾斜ロール（５）上に配置している。液体容器の内容物の液体充填時には昇降パッド（２）が上昇して液体容器（８）の口栓（１）を支えて固定し、口栓（１）から液体の充填がなされる。
【００２８】
このとき、傾斜ロール（５）のうち、液体容器（８）の中央部より上のロールすなわち昇降ロール（３）が、傾斜ロール（５）としての元の位置から、さらに上に上昇することによって、液体容器（８）上部に残留しているエアー（６）を押し出して、液体容器（８）を液体（７）のみで満たすことができる。昇降ロール（３）を液体容器の中央部より上のロールとすることにより、効率的に液体容器（８）上部に残留しているエアーを押し出すことが可能となる。
【００２９】
この上昇ロール（３）の動作は、動作が単純であり、バキュームなどを用いてエアーを排出する方法などに比べて、エアー抜きが容易であり、さらに易ハネの恐れもなく、したがって不良率を低減することができる。
【００３０】
また上昇ロール（３）の位置によって液面の位置を制御する方式であるために、液体の種類によっての微調整が不要であり、サイクルタイムも短縮でき、充填機全体の生産性を向上させることが可能である。
【００３１】
図３は本発明に係る充填機の一実施例について、充填に用いる液体容器の一例を説明するための平面模式図である。液体容器（８）はプラスチックフィルムからなる。製袋のために、矩形の縁辺部をヒートシールしたものを用いることができる。
【００３２】
液体容器（８）の矩形の上部にはヒートシール部（１１）で溶着した口栓（１）を設けてあり、開口部（１２）から内容物の液体の充填に用いることができる。充填後には口栓（１）はキャップ（９）などで密閉することができる。また開封して使用する際にはキャップ（９）をはずした後、口栓（１）の開口部（１２）から、内容物の液体を注ぎ出すことができる。また液体容器（８）は、充填後に紙製の容器に収納して二重容器として用いることができる。
【００３３】
以下本発明を構成する各要素について、個々に詳細な説明を加える。
【００３４】
（充填システム）
液体容器への充填は、自動充填システムとすることができ、定量を口栓から充填して、本発明によるエアー抜き構造によってエアーを抜いた後、口栓などによって密閉する。このとき、内容物の液体が食料や飲料である場合に関しては、アセプティック充填と呼ばれる無菌充填システムをより好ましく用いることができる。
【００３５】
また液体充填システムと、液体容器を紙容器の内側に収納して二重容器とするシステムとを組み合わせて、全体を封緘するまでの生産ラインを組むことが可能である。
【００３６】
（プラスチックフィルム）
プラスチックフィルムは高分子樹脂組成物からなるフィルムであって、たとえばポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド（ナイロンー６、ナイロンー６６等）、ポリイミドなどが使用でき、用途に応じて適宜選択される。
【００３７】
またプラスチックフィルムは、複数の種類、枚数を貼りあわせる等して積層体として用いることもできる。積層体に用いるプラスチックフィルムの種類や構成は、それぞれの用途に応じた要求品質を満たすことができるよう、適宜選択することができる。たとえばポリエチレンフィルムを、液体容器最内層に配置することによって、ヒートシール性を付与することができる。
【００３８】
また、たとえばポリエチレンフィルムのほかポリアミドフィルムを中間層として貼りあわせた構成とすることもできる。この場合には耐衝撃性や耐穿孔性などを向上させることができる。あるいは、ガスバリア性を要求される用途に関しては、中間層にガスバリアフィルムを用いることも効果的である。
【００３９】
（ガスバリアフィルム）
液体容器の積層体の中間層にガスバリアフィルムを用いることにより、内容物の酸素劣化
を防ぎ内容物を保護することができる。ガスバリアフィルムは、基材となるプラスチックフィルムに、ガスバリア層を設けたものである。また、内容物の保存性を向上させることなどを目的として、さらに必要な場合には、積層体中に着色フィルムなど紫外線を遮蔽する不透明層を設けることができる。
【００４０】
ガスバリア層には、たとえばアルミニウム箔などの金属箔、あるいはプラスチックフィルムに金属蒸着したフィルムを用いることができる。しかしアルミニウム箔などの金属箔を用いることができない場合には、プラスチックフィルムにガスバリア層を設けたガスバリアフィルムを用いることができる。
【００４１】
ガスバリアフィルムの場合、ガスバリア層は無機化合物の蒸着層、コーティング層で構成することができ、基材フィルムにアンカーコートを設けた後、蒸着層、コーティング層を順次設ける。
【００４２】
ガスバリアフィルムのアンカーコート層には、例えばウレタンアクリレートを用いることができる。アンカーコート層の形成には、樹脂を溶媒に溶解した塗料をグラビアコーティングなど印刷手法を応用したコーティング方法を用いるほか、一般に知られているコーティング方法を用いて塗膜を形成することができる。
【００４３】
蒸着層を形成する方法としては，ＳｉＯやＡｌＯなどの無機化合物を真空蒸着法を用いて、アンカーコート層を設けた基材フィルム上にコーティングし、真空蒸着法による無機化合物層を形成することができる。蒸着層の厚みは１５ｎｍ〜３０ｎｍが良い。
【００４４】
コーティング層を形成する方法としては、水溶性高分子と、（ａ）一種以上のアルコキシドまたはその加水分解物、または両者、あるいは（ｂ）塩化錫の、少なくともいずれかひとつを含む水溶液あるいは水／アルコール混合水溶液を主剤とするコーティング剤をフィルム上に塗布し、加熱乾燥してコーティング法による無機化合物層を形成しコーティング層とすることができる。このときコーティング剤にはシランモノマーを添加しておくことによってアンカーコート層との密着の向上を図ることができる。
【００４５】
無機化合物層は真空蒸着法による塗膜のみでもガスバリア性を有するが、コーティング法による無機化合物層であるコーティング層を真空蒸着法による無機化合物層である蒸着層に重ねて形成し、バリア層とすることができる。
【００４６】
これら２層の複合により、真空蒸着法による無機化合物層とコーティング法による無機化合物層との界面に両層の反応層を生じるか、或いはコーティング法による無機化合物層が真空蒸着法による無機化合物層に生じるピンホール、クラック、粒界などの欠陥あるいは微細孔を充填、補強することで、緻密構造が形成されるため、高いガスバリア性、耐湿性、耐水性を実現するとともに、変形に耐えられる可撓性を有するため、液体容器としての適性も具備することができる。
【００４７】
またバリア層としてＳｉＯを用いる場合には透明であるために、内容物を液体容器の外側から目で見ることが可能である。
【００４８】
（口栓）
口栓は図２および図３に示したような、キャップを螺合することによって密閉できる方式のもののほか、コックを取り付けたタイプやヒンジで開閉できるタイプ、飲料サーバーを取り付けた上、ホースを接続して使用するものなど様々な形式が使用できる。内容物の液体の種類や流動性、用途、目的に応じて適宜選択すればよい。
【００４９】
また、口栓はプラスチック成型品で別部品として用意することが一般的であり、液体容器にヒートシールするなど溶着して取り付けることができる。口栓はたとえば二重容器にした場合においては、外側の紙容器の外側に引き出して開閉が可能であり、液体の注ぎ出しに供することができる。
【００５０】
（昇降パッド）
昇降パッドは、充填システムの液体供給部分の下部に位置しており、液体の充填に際して、口栓を下方から支えて、上昇させ、充填システムに接続させることができる。続いて固定された口栓から、液体容器内部に液体を供給することができる。しかしながら液体容器内部には、供給された液体のほか、容器の上部には空間ができエアーが存在する。本発明においては、この充填機における包装容器上部のエアー抜き構造を提供しようとするものである。
【００５１】
（昇降ロール）
本発明において、液体容器は傾斜ロール上に配置され、したがって充填直前には液体容器は斜めになった状態でロール上にある。また液体容器上部に設けられた口栓は、昇降パッドで下から持ち上げられて支えられ、充填システムに接続される。
【００５２】
この状態で充填がなされる結果、内容物の液体は液体容器下部に効率的に充填される半面、上部にはエアーが残る恐れが出てくる。このため、充填がなされた後に、傾斜ロールのうち、液体容器の中央部より上のロールが上昇することによって、上部に残留したエアーを効果的に口栓から外に押し出すことができる。
【００５３】
これが本発明におけるエアー抜き構造の、エアー抜きに係る部分である。エアー抜きが完了して、口栓がキャップなどで閉じられた後、昇降ロールは下降して、傾斜ロールとしての元の位置に戻る。
【００５４】
（傾斜ロール）
傾斜ロールは、少なくとも下流に向けて回転可能なロールを並べて構成されており、これら複数の搬送用ロールが下流に向けて順次低くなるよう配置されている。傾斜ロールのうち、エアー抜きにも用いられる昇降ロールを除く他のロールは固定しており、専ら搬送用ロールとして用いられる。
【００５５】
傾斜ロールによって、液体充填後の液体容器を、その自重で下流に移動させることが可能である。また下流に移動させた液体容器を、別のラインから合流させた紙容器にそのまま収納して二重容器とすることも可能である。
【００５６】
（二重容器）
液体容器は、液体充填後に、紙容器に収納した二重容器である。外側の紙容器にたとえばダンボールを用いることによって、２リットル〜２０リットルあるいはそれ以上の大容量の二重容器とすることができる。二重容器とすることによって、輸送や在庫における耐久性を確保することができ、また段積みによるスペースの削減もでき、ハンドリングなどにも便利な容器とすることができる。
【００５７】
さらに使用後の廃棄においては、外側の紙容器と内側のプラスチック材料による液体容器を分離して廃棄できるため、廃棄物の総量を抑えまたリサイクルが可能になるなど、環境適合形の容器である。
【００５８】
二重容器として様々な分野で液体容器としての実用化を図ることができ、アセプティック充填システムや、ガスバリア層を有する液体容器を組み合わせることによって、食品や
飲料の用途にも展開することが可能である。
【００５９】
たとえば、醤油やソースなどの調味液、清酒やワイン、焼酎などの種類、香料、果汁、トマトペースト、コーヒー、ウーロン茶、食用油、ミネラルウオーター、液体洗剤、液体肥料、界面活性剤、シェイクミックス、ホイップクリームなど用途は幅広い。
【００６０】
本発明による充填機は、上昇ロールの位置によって液面の位置を制御する方式であるために、液体の種類によっての微調整が基本的には不要である。また昇降ロールの上昇だけでエアー抜くことが可能な構造であるため、サイクルタイムも短縮でき、充填機全体の生産性を向上させることが可能である。
【００６１】
このように本発明によれば、液体容器の充填において、バキュームなどによる複雑なエアー抜き構造を必要とせず、容易にエアー抜きが可能な充填機を提供することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・口栓
２・・・昇降パッド
３・・・昇降ロール
４・・・固定ロール
５・・・傾斜ロール
６・・・エアー
７・・・液体
８・・・液体容器
９・・・キャップ
１０・・・充填機
１１・・・ヒートシール部
１２・・・開口部
２０・・・充填システム
【図１】
0006707844.tif 000002
【図２】
0006707844.tif 000003
【図３】
0006707844.tif 000004