(57)【要約】【課題】高温多湿の環境を作るスチームを用いることなく、内容物の温度が低温の状態でシールする場合であっても、蓋材を成型容器の開口部にシールをするときにタルミやシワを生じにくくする内容物入り容器の製造方法を提供する。【解決手段】内容物７入りの容器６の開口部６ａの周囲に蓋材８をヒートシールすることによって容器６を封鎖する。それに際して、蓋材８の第１シール又は第２シールによって容器６のフランジ部６ａに固定されたシール領域の内側領域３１を内側加熱部材３２によって加熱する。加熱された蓋材８は冷却時に収縮するが、このとき、外気の圧力に起因して蓋材８には張力が作用するので、この張力によってタルミやシワが解消して外観を改善することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が投入された容器の開口部の周囲に蓋材をヒートシールすることによって前記容器を封鎖するに際して、前記蓋材のシール領域で囲まれる内側領域を加熱部材にて加熱することから成る内容物入り容器の製造方法。
【請求項２】
前記内容物の投入と前記蓋材のヒートシールとは前記容器が搬送される搬送経路の途上で行われ、前記加熱部材による前記蓋材の前記内側領域の加熱は、搬送方向の上流側に配置され且つ前記シール領域として前記蓋材の部分の第１シール部において行われることから成る請求項１に記載の内容物入り容器の製造方法。
【請求項３】
前記内容物の投入と前記蓋材のヒートシールとは前記容器が搬送される搬送経路の途上で行われ、前記加熱部材による前記蓋材の前記内側領域の加熱は、搬送方向の下流側に配置され且つ前記蓋材に前記シール領域を形成する第２シール部において行われることから成る請求項１に記載の内容物入り容器の製造方法。
【請求項４】
前記蓋材の前記内側領域の加熱は、前記蓋材のヒートシールとタイミングをずらせて行われることから成る請求項１に記載の内容物入り容器の製造方法。
【請求項５】
前記蓋材の前記内側領域の加熱は、前記蓋材のヒートシールの温度とは異なる温度で行われることから成る請求項１に記載の内容物入り容器の製造方法。
【請求項６】
前記加熱部材を、前記蓋材をヒートシールするヒートシーラとは独立して作動させることから成る請求項１に記載の内容物入り容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内容物が入れられたカップ、トレイ状等の容器に蓋材をシールして封鎖する内容物入り容器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固形食品の包装としては、内容物を容器に移載し、容器の開口周囲に形成されるフランジ部にプラスチックフィルム等の蓋材をヒートシールする方法が用いられている。内容物が高温であるときに封鎖用のシールが行われれば、その後、冷却したときに、容器内において内容物の上部に残されるヘッドスペースに存在する気体の圧力が低下しようとするので、外気圧力とのバランス上、蓋材に容器の内方に向かう圧力が作用し、シール時にフィルム製の蓋にタルミやシワが生じていても、そうしたタルミやシワは蓋材に作用する張りによって自然に解消される。しかしながら、内容物表面が冷えやすい場合や、包装工程上の何らかの理由による一時停止の状態等においては、内容物を高温に保つことは難しい。この場合、容器内において内容物の上部に残されるヘッドスペースの気体量が減少しないために蓋材に張りが生じず、シール時に生じた蓋材のタルミやシワが解消されずに残り、外観上、商品価値が低くなってしまう。
【０００３】
蓋材をシールする前に、内容物をスチームで加熱する方法も考えられる。空間部を残して内容物が充填された容器本体に、スチームを吹き込んで内容物の表面近傍のみを加熱し次いで不活性ガスを吹き込んで、或いは水蒸気と不活性ガスの混合気を吹き込むことによって、空間部における残存空気を不活性ガスとスチームとで置換し、その後直ちに蓋材により容器本体を密封して容器内の空間部に残る酸素量を微量とすることが提案されている。内容物の表面のみを加熱したスチームは、潜熱を奪われて凝結し、水滴として内容物の表面に付着する。凝結水は密封までの短時間の間にも蒸発してスチームとなり、容器の密封後、室温まで冷却される途中でこのスチームが凝縮して、容器内部を負圧にする。
【０００４】
このとき、容器は、スチームが水滴等に凝縮することで内容積が減少し、内外の圧力バランスが釣り合う位置まで、通常、底壁や蓋部等の比較的撓み易い部分を若干撓ませたり、外気圧によって蓋材を容器内部側に凹ませることも行われている。容器や蓋材が内側に凹むことにより、品質の劣化による容器の膨張がないことをアピールすると共に、蓋材に張力を与えて外観を良くすることが期待される。また、内容物の表面がスチームによって殺菌され、かび等の菌が繁殖し難くなる。更に、ヒートシールする前にスチームの噴射で容器を温めることにより、ヒートシールをより安定させることができる。
【０００５】
しかしながら、充填密封後に熱殺菌を行わない無菌製造ラインにおけるクリーンルーム内において、スチームの吹きかけ量が大量となると、スチームの工場内への漏れを完全に遮断することが困難であるため、工場内部が高温多湿となって乾燥している状態より細菌が繁殖しやすい環境となり好ましくない。さらに、検品機等が配置されている場合には、高温多湿の環境は検品機等に使用されているコンピュータ等への影響も考えられる。
【０００６】
一方、加工食品や水産物練り製品等の定形品の包装は、そうした定形品の寸法の多少のバラツキ等が原因になって、真空包装時にフィルム製容器のしわが発生しているが、深絞り真空成型機内で真空包装された定形物の包装体表面のフィルムのしわのある部分にのみ熱風を当てて、しわのない部分はそのままの形状で冷却保護し、包装体の形状が崩れない、しわのない外観良好な包装体を作るべく、深絞り真空成型機内に設けられたしわ取り装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−３１２１８号公報（第２頁右上欄、第３頁左下欄〜第４頁
右下欄、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、容器の開口部の周囲を蓋材でシールする時に生じたタルミやシワを、蓋材の周囲を固定した状態で熱的処理を施して蓋材に張力を生じさせることにより、解消する点で解決すべき課題がある。
【０００９】
この発明の目的は、凝縮による圧力の低下が期待できる反面、高温多湿の環境を作ってしまうスチームを用いることなく、且つ低温でのシールであっても、蓋材を容器の開口部にシールをするときに生じやすいタルミやシワを効果的に解消することを可能にする内容物入り容器の製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明による内容物入り容器の製造方法は、内容物が投入された容器の開口部の周囲に蓋材をヒートシールすることによって前記容器を封鎖するに際して、前記蓋材のシール領域で囲まれる内側領域を加熱部材にて加熱することから成っている。
【００１１】
この内容物入り容器の製造方法によれば、容器に内容物を投入後、蓋材を容器の開口部の周囲においてヒートシールするが、このとき、蓋材のシール領域で囲まれた内側領域を加熱部材にて加熱する。周囲がシール領域で固定された状態で加熱された蓋材には、冷却する時の収縮によって張力が作用するので、ヒートシールされた蓋材に生じる可能性が有り外観を損なうタルミやシワが解消される。
【００１２】
内容物入り容器の製造方法においては、容器を搬送しながら内容物を投入し、容器の開口部の周囲において蓋材が、第１シール部と第２シール部とでヒートシールされる。２回のシールを行う目的は、第１のシール時に水分等がシール部に存在し、シール強度が不足している場合においても、第２のシールを行うことにより必要十分なシール強度を得ることにある。第１シールも第２シールも容器は同じ搬送部材により位置決めをされた上で搬送されるので、蓋材の内側領域の加熱についても第１シールや第２シールを行う工程に組み入れることにより、異なる装置で再位置決めして加熱する必要がなくなり、装置のコストを低く抑えることができる。そこで、この内容物入り容器の製造方法において、前記内容物の投入と前記蓋材のヒートシールとを前記容器が搬送される搬送経路の途上で行い、前記加熱部材による前記蓋材の前記内側領域の加熱を、搬送方向の上流側に配置され且つ前記シール領域として前記蓋材の第１シール部において行うことができる。第１シール部において蓋材の加熱を行う場合には、第１シールによって固定された部分よりも内側領域が冷却に伴って収縮し、タルミやシワを解消させる。
【００１３】
また、前記内容物の投入と前記蓋材のヒートシールとを前記容器が搬送される搬送経路の途上で行い、前記加熱部材による前記蓋材の前記内側領域の加熱を、搬送方向の下流側に配置され且つ前記蓋材にシール領域を形成する第２シール部において行うことができる。第２シール部において蓋材の内側領域の加熱を行うことにより、周囲が確実に固定された蓋材の内側領域は冷却時に収縮することになり、タルミやシワを効率良く且つ効果的に解消することができる。
【００１４】
この内容物入り容器の製造方法において、前記蓋材の前記内側領域の加熱を、前記蓋材のヒートシールとタイミングをずらせて行うことができる。特に、蓋材の内側領域の加熱を蓋材のヒートシールの後に行えば、ヒートシールによって固定された蓋材の内側領域をシールに遅れて加熱し、更にその後に冷却することになるので、タルミやシワの解消をより効果的に行うことができる。
【００１５】
この内容物入り容器の製造方法において、前記蓋材の前記内側領域の加熱を、前記蓋材のヒートシールの温度とは異なる温度で行うことができる。蓋材の内側領域の加熱温度をヒートシールの温度と異ならすことにより、蓋材の材料に応じた最適な温度で加熱することができる。
【００１６】
この内容物入り容器の製造方法において、前記加熱部材を、前記蓋材をヒートシールするヒートシーラとは独立して作動させることができる。加熱部材の作動をヒートシーラとは独立して行うことにより、温度のみならず、ヒートシールのタイミング等の作動条件とは異なる作動条件で加熱部材を作動させることにより、蓋材の材料に応じた最適な条件での加熱が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による内容物入り容器の製造方法の実施例を説明する。図１はこの発明による内容物入り容器の製造方法を実施する装置の側面概略図、図２は図１に示す装置の要部を拡大して示す側面図、図３は図１に示す包装装置のＡ−Ａ断面図、図４は図３に示す包装装置の加熱部材の別の作動状態を示す断面図である。
【００１８】
図１に示す包装装置は、無菌充填シール工程に適用されており、ポリプロピレン等の熱溶着性又はその処理を施した合成樹脂製であってトレイ状に成型された容器６（一部にのみ符号を付す。）に内容物７（図２参照）を充填し、内容物７入りの容器６の内部を窒素ガス等の不活性ガスでガス置換した状態で、熱溶着性又はその処理を施した合成樹脂フィルムから成る蓋材８をヒートシールして内容物入り容器６を封鎖するガス置換包装装置１である。ガス置換包装装置１は、搬送方向で見て順に、容器及び内容物移載ステーション２、スチームの吹きかけと置換ガスとして不活性の窒素ガスの吹きかけとを行うチャンバステーション３、内容物７入りの容器６に蓋材８をヒートシールする封鎖ステーション４、及び蓋材８で封鎖された内容物７の包装体９を取り出す包装体取出しステーション５を備えている。
【００１９】
容器及び内容物移載ステーション２は、容器６の移載部２ａと、その下流側に位置し内容物７を充填する内容物充填部２ｂとを備えた無菌の閉鎖空間として構成されている。容器及び内容物移載ステーション２は、図示しないが全体としてチャンバに囲まれており、内部には無菌空気が供給され、容器６は無菌乾燥される。移載部２ａにおいては図示しない容器供給機構によって容器６が後述する受け台１６上に供給される。受け台１６に載せられた容器６には、内容物充填部２ｂにおいて内容物７が充填される。
【００２０】
チャンバステーション３は、内容物７入りの容器６にスチームと不活性ガスとしての窒素ガスとの吹きかけを行うステーションであり、窒素が内部に供給されるとともに適宜に排気され、内部を純度の高い窒素ガス雰囲気にすることで、ガス置換が行われる。チャンバステーション３においては、チャンバ１０が配設されており、その内部を受け台１６に支持された容器６が順次搬送される。
【００２１】
上記の容器及び内容物移載ステーション２、チャンバステーション３、封鎖ステーション４、及び包装体取出しステーション５の各ステーションは、例えば、チェーンを使用した搬送装置１５の上側走行部１５ｅの搬送経路に沿って順に配置されている。搬送装置１５は、駆動スプロケット１５ａ、従動スプロケット１５ｂ、及び駆動スプロケット１５ａと従動スプロケット１５ｂとに巻き掛けられたチェーン１５ｃ（図３及び図４参照）からなり、上側走行部１５ｅを搬送される間にチェーン１５ｃに備わる受け台１６に支持することで容器６を搬送する。受け台１６は、その後、下側走行部１５ｆを搬送される間に、適宜に洗浄・乾燥され、上側走行部１５ｅに戻った位置で容器及び内容物移載ステーション２に搬入される。
【００２２】
封鎖ステーション４は、蓋材８が巻き取られた蓋材ロール１２と、蓋材８を切断することで生じた蓋材余剰部８ａを巻き取る余剰蓋材巻取り部１３とを備えており、蓋材ロール１２と余剰蓋材巻取り部１３との間にシール機構２０が配設されている。蓋材８は、ヒートシール前にＵＶランプ（図示せず）によって殺菌処理される。シール機構２０は、上流側から順に、蓋材ロール１２から繰り出された蓋材８を、内容物７入りの容器６の開口部の周囲に環状に形成されるフランジ部６ａにおいて、開口部６ｂを取り囲む環状のヒートシール予定部分に予めシールを施す第１シール部２１と、第１シール部２１の後流側に配置された第２シール部２２と、第２シール部２２の後流側に配置されてヒートシールされたシール領域を冷却する冷却部２３と、冷却部２３の後流側に配置され且つ各容器６毎に蓋材８をトリミングする蓋材カット部２４とを備えている。
【００２３】
図２には、図１に示したガス置換包装装置１のシール機構２０の要部が示されている。図２のＡ−Ａ断面である図３も併せて参照すると、搬送装置１５に備わる左右一対のレール１７，１７上を走行可能な図示されていないチェーンに接続されている受け台１６に支持された状態で縦列に並んで搬送されている容器６には、シール機構２０に進入する直前において、上方から供給される蓋材８が押し当てローラ１８によって連続して覆い被せられる。第１シール部２１では、蓋材８が覆い被せられた直後において、容器６のフランジ部６ａに対して開口部６ｂを取り囲む環状のヒートシール予定部分に第１シールが施される。
【００２４】
第１シール部２１には、内容物７が投入された容器６の開口部６ｂの際に位置する環状領域３０でシールをするヒートシーラとしての外側加熱部材２５が設けられている。図３に示すように、外側加熱部材２５を構成する環状部材の外側の更に進行方向に対して左右の外側には、蓋材８を容器６のフランジ部６ａに押さえつける押し当て部材２７，２７が設けられている。各押し当て部材２７にはエア供給管２８が接続されており、押し当て部材２７の先端部２７ａにノズル２９が開口している。各ノズル２９から吹き出されるエアが蓋材８の左右両縁部に対して吹き付けられ、エアの圧力によって蓋材８が容器６のフランジ部６ａに押さえ付けられる。
【００２５】
外側加熱部材２５の内側には、蓋材８について環状領域３０の内側領域３１を加熱する内側加熱部材（本発明における加熱部材に相当）３２が設けられている。蓋材８の内側領域３１の加熱は、第１シールにおける加熱と同様に蓋材８の加熱処理であるので、第１シールと組み合わせることができる。この例では、内側加熱部材３２は、内側領域３１を全面に渡って加熱する加熱盤としての構造を有し、外側加熱部材２５とは別に構成されており、内側加熱部材３２の温度設定についても外側加熱部材２５とは別に設定可能として、蓋材８の材料に応じた最適な温度で加熱可能とするのが好ましい。
【００２６】
図４には、外側加熱部材２５と内側加熱部材３２とが別々に作動される様子が示されている。即ち、外側加熱部材２５をシリンダ３３と一体に構成し、内側加熱部材３２をシリンダ３３内で変位するピストンとして構成することにより、内側加熱部材３２を任意のタイミングで蓋材８に接近・離間させて蓋材８を適宜に加熱することができる。このように構成することにより、内側加熱部材３２は、蓋材８をヒートシールする外側加熱部材２５とは独立して作動される。その結果、温度のみならずタイミング等の作動条件においても、外側加熱部材２５とは異なる作動条件で内側加熱部材３２を作動させることが可能となり、蓋材８を材料に応じた最適な条件で加熱することができる。
【００２７】
作動条件の一つとしての加熱タイミングについては、蓋材８の内側領域３１の加熱を蓋材８のヒートシールに対してタイミングをずらせることが挙げられる。特に、蓋材８の内側領域３１の加熱を蓋材８のヒートシールの後に行えば、ヒートシールによって固定された蓋材８の内側領域３１をシールに遅れて加熱し、更にその後に冷却することになるので、蓋材８に生じるタルミやシワの解消をより効果的に行うことができる。
【００２８】
この製造方法によれば、内容物７が容器６に投入された後、蓋材８を容器６にヒートシールする際に、蓋材８は、シール領域としての環状領域３０の内側領域３１が内側加熱部材３２にて加熱される。加熱された蓋材８には、冷却する時の収縮によって張力が生じるので、ヒートシールされた蓋材８に生じる外観を損なう可能性があるタルミやシワを解消することができる。
【００２９】
蓋材８の内側領域３１の加熱を、第１シール部２１で行うのに代えて、第１シール部２１よりも搬送方向の下流側に配置され且つ蓋材８に第２シールを形成する第２シール部２２において行うことができる。第２シール部２２において蓋材８の内側領域３１の加熱を行うことにより、第１シールで周囲が固定された蓋材８の内側領域３１が冷却時に収縮することにより、タルミやシワの解消を効率良く且つ効果的に行うことができる。この場合、内側領域３１を加熱する加熱部材は、第１シール部２１で行う場合の内側加熱部材３２の構造と同様に構成することができる。
【００３０】
上記の実施例において、種々の変更、追加が可能である。例えば、容器６は一列に供給されているが、複数列に処理可能に構成することは勿論可能である。上記の例ではガス置換包装として説明したが、ガス置換を行なわない包装にも適用可能である。また、内側領域３１の加熱については、全面でなくても、タルミやシワが生じ易い、環状シール部の直ぐ内側の環状領域だけを加熱してもよい。また、内側加熱部材３２を外側加熱部材２５と一体構造としてもよく、この場合、内側加熱部材３２と外側加熱部材２５とにおいて蓋材８に対する距離を変えるために、蓋材８に対する面側で段差に形成してもよい。更に、外側加熱部材２５と内側加熱部材３２との間に断熱材を介在させることによって、外側加熱部材２５と内側加熱部材３２とによる蓋材８の加熱を、個別に最適温度で且つ最適時間で行うこともできる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明による内容物入りの容器の製造方法は、上記のように構成されており、内容物が投入された容器の開口部の周囲に蓋材をヒートシールすることによって容器を封鎖するに際して、ヒートシールされた蓋材に生じるタルミやシワを解消するため、蓋材の固定されたシール領域の内側領域を内側加熱部材によって加熱している。加熱された蓋材には冷却時の収縮によって張力が作用し、タルミやシワが解消して外観を改善することができる。また、凝縮による圧力の低下が期待できる反面、高温多湿の環境を作ってしまうスチームを用いていないので、内容物の温度が低温の状態でシールする場合であっても、蓋材を容器の開口部にシールをするときにタルミやシワを生じにくくすることができる。また、蓋材のヒートシールと同時に、同じ搬送部材を使用した高い位置精度をもつタルミやシワを解消するための加熱処理をすることにより、加熱位置を精密に制御することもできる。更に、内側加熱部材による蓋材の加熱温度やタイミングを蓋材のヒートシールとは独立して調整することにより、蓋材の最適加熱の設定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による内容物入り容器の製造方法を実施する装置の側面概略図である。
【図２】図１に示す装置の要部を拡大して示す側面図である。
【図３】図１に示す包装装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３に示す包装装置の加熱盤の別の作動状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ガス置換包装装置              ２  容器及び内容物移載ステーション
３  チャンバステーション          ４  封鎖ステーション
５  包装体取出しステーション
６  容器                          ６ａ  開口部
７  内容物                ８  蓋材              ９  包装体
２０  シール機構          ２１  第１シール部    ２２  第２シール部
３０  シール領域          ３１  内側領域        ３２  加熱部材
【図１】
2004292000.tif 000003
【図２】
2004292000.tif 000004
【図３】
2004292000.tif 000005
【図４】
2004292000.tif 000006