(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後ロータ13および前ロータ18間に容器殺菌装置23が配置されており、
後ロータ13は、左右方向にのびた回転軸線周りに放射状に配列された複数の後マンドレル32を有しており、後マンドレル32に筒状容器Cが容器供給装置14によってはめ被せられ、容器Cの頂部構成部Tには注出口Oがあけられており、後マンドレル32にはめ被せられた容器Cの注出口O縁部に口栓Pが口栓取付装置16によって取付られ、後ロータ13、容器供給装置14および口栓取付装置16をクリーンブース11が取り囲んでおり、  前ロータ18は、左右方向にのびた回転軸線周りに放射状に配列された複数の前マンドレル132を有しており、前マンドレル132にはめ被せられた容器Cの底部が容器底部成形装置21によって平坦に折畳んで閉鎖され、前ロータ18および容器底部成形装置21を無菌チャンバ12が取り囲んでおり、
容器殺菌装置23は、クリーンブース11に後ダクト156を介して連通させられている殺菌チャンバ152と、無菌チャンバ12に前ダクト157を介して連通させられかつ殺菌チャンバ152に連通させられている乾燥チャンバ153と、殺菌チャンバ152内に配置されている過酸化水素ガスノズル175と、乾燥チャンバ153内に配置されている熱風ノズル183とを備えており、
前向き水平姿勢で停止させられた後マンドレル32にはめ被せられている第１の容器C、後ダクト156内のガイドに保持されている第２の容器C、殺菌チャンバ152内の受渡ステーションDで停止させられた後ホルダ173に保持されている第３の容器C、乾燥チャンバ153内の受渡ステーションEで停止させられた前ホルダ193に保持されている第４の容器Cおよび前ダクト157内のガイドに保持されている第５の容器Cが、前後方向にのびた直線上に一定間隔で並べられ、かつ、搬送手段によって、１ピッチずつ一斉に前向きに移動させられ、後ホルダ173に保持されている容器Cは、後ホルダ173とともに１回転し、その間に、過酸化水素ガスノズル175によって、容器表面に過酸化水素水が付着させられ、前ホルダ193に保持されている容器Cは、前ホルダ193とともに１回転し、その間に、熱風ノズル183によって、容器Cに付着した過酸化水素水が乾燥除去され、後ホルダ173および前ホルダ193は、第１〜第５の容器Cの一斉移動のタイミングとは、別のタイミングで、所定角度だけ回転させられるようになされている、
包装機械。
【請求項２】
口栓Pが、一端にフランジFを有する筒状に形成されたものであり、口栓取付装置16が、注出口O縁部内面にフランジFの口栓P他端側面が重合わされるように注出口Oに容器C内面側から口栓Pを挿入する挿入手段と、同重合わされた注出口O縁部内面およびフランジの口栓P他端側面をシールするシール手段とを備えており、口栓取付装置16が、口栓Pにフランジの口栓P他端側から紫外線を照射する紫外線ランプ53を有している請求項１に記載の包装機械。
【請求項３】
殺菌チャンバ152に口栓P付容器Cを搬入する前に、同容器Cに付着した粉状異物を除去する異物除去装置を63備えている請求項１に記載の包装機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、牛乳のような液体を充填した口栓付容器を製造する包装機械、とくに、高度の無菌充填を達成できる包装機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の包装機械としては、例えば、特開昭６２−９０２３１号公報に開示されているように、筒状容器の頂部構成部にあけられた注出口縁部に口栓を取付る口栓取付装置と、口栓付筒状容器の底部を平坦に折畳んで閉鎖する容器底部成形装置と、底部を閉鎖した口栓付筒状容器を殺菌する容器殺菌装置とを備えているものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の包装機械では、殺菌装置による容器殺菌時には、容器の底部は閉じられている。そのため、殺菌剤等を容器の全体に均一に付着させることが困難であり、容器全体を完全に殺菌することができない。
【０００４】
さらに、包装機械に提供される容器および口栓は、事前に殺菌処理が施されていることが一般的であるが、容器および口栓が殺菌装置の所まで搬送される間に、２次汚染される可能性がある。
【０００５】
また、口栓には、スリット・キザミ・窪み等があって、口栓の形状は複雑である。形状の複雑な部分は、例えば、平坦な部分と比較して、殺菌効果が低下するが、これに対処するような対策が従来の包装機械では講じられていない。
【０００６】
また、容器と口栓の両シール面間には隙間が生じているが、隙間に混入している雑菌を完全に殺菌することは困難であった。
【０００７】
また、シール時に、注出口の周面から紙粉が発生したり、口栓の溶着過多等の原因で、樹脂粉が発生するが、これらの異物を容器に付着させたままの状態で殺菌すると、異物の付着した部分には殺菌剤を均一に付着させることができず、殺菌むらとなる。
【０００８】
この発明の目的は、上記課題を解決し、高度の無菌充填を達成できる包装機械を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明による包装機械は、筒状容器の頂部構成部にあけられた注出口縁部に口栓を取付る口栓取付装置と、口栓付筒状容器の底部を平坦に折畳んで閉鎖する容器底部成形装置とを備えている包装機械において、口栓取付装置と容器底部成形装置が容器搬送装置の搬送経路によって連絡され、同搬送経路途上に容器殺菌装置が配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明による包装機械では、殺菌装置による容器殺菌時には、容器の両端は開放されていて筒状をなしている。そのため、殺菌剤等を容器の全体に均一に付着させることが可能であり、容器全体を殺菌することができる。
【００１１】
さらに、包装機械には、口栓取付装置に口栓を供給する口栓供給装置と、口栓取付装置に容器を供給する容器供給装置と、口栓取付装置、口栓供給装置および容器供給装置を取囲んでいるクリーンブースと、クリーンブースと容器殺菌装置を連絡しているダクトとが備わっていると、包装機械に提供された殺菌処理済み容器および口栓が容器殺菌装置の所まで搬送される間に２次汚染する心配がない。
【００１２】
また、口栓が、一端にフランジを有する筒状に形成されたものであり、口栓取付装置が、注出口縁部内面にフランジの口栓他端側面が重合わされるように注出口に容器内面側から口栓を挿入する挿入手段と、同重合わされた注出口縁部内面およびフランジの口栓他端側面をシールするシール手段とを備えており、口栓供給装置が、口栓にフランジの口栓他端側から紫外線を照射する紫外線ランプを有していると、複雑な形状の口栓を効果的に殺菌することができるし、とくに、シール面を形成する口栓フランジの口栓他端面が殺菌されるため、容器および口栓の両シール面の間隙に雑菌が混入することを防止できる。
【００１３】
また、容器殺菌装置が、同搬送経路を所要長さにわたって上流から下流にかけてそれぞれ取囲む殺菌チャンバおよび乾燥チャンバと、殺菌チャンバ内に配置されている過酸化水素ガスノズルと、乾燥チャンバ内に配置されている熱風ノズルとを備えていると、過酸化水素ガスを容器表面に均一に凝縮させて付着させることができるし、これを熱風によって短時間で乾燥除去することができる。
【００１４】
また、包装機械に、殺菌チャンバに口栓付容器を搬入する前に、同容器に付着した粉状異物を除去する異物除去装置が備わっていると、殺菌時に容器に異物が付着する恐れが無く、殺菌むらを防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１６】
以下の説明において、前後とは、図１を基準として、その左側を前、これと反対側を後といい、左右とは、後方より見て、その左右の側を左右というものとする。
【００１７】
図６に、包装機械に用いられる容器Ｃおよび口栓Ｐが詳しく示されている。
【００１８】
容器Ｃは、両面にポリエチレン層を有する角筒状紙主体積層体製のもので、容器頂部となる頂部構成部Ｔの１つの方形頂壁パネルの中央には円形状注出口Ｏがあけられている。
【００１９】
口栓Ｐは、熱可塑性樹脂によって一体成型されたもので、口栓本体ＭおよびキャップＫよりなる。
【００２０】
口栓本体Ｍは、円筒状胴壁Ｌと、これの一端に連なる円環状フランジＦとよりなる。胴壁Ｌ外面には雄ねじSmが形成されている。
【００２１】
キャップＫは、注出口Ｏに緩く通される大きさのスカートＳを有している。スカートＳ内面には、雄ねじSmにねじ嵌められた雌ねじ（図示略）が形成されている。
【００２２】
胴壁ＬにキャップＫがはめ被せられた状態で、容器Ｃの内側からキャップＫが注出口Ｏにはめ入れられ、フランジＦの紙面手前側の表面が注出口Ｏ縁部内面にシールされるようになっている。
【００２３】
図１を参照すると、包装機械は、前後に間隔をおいて配置されているクリーンブース11および無菌チャンバ12と、クリーンブース11内に配置されている後ロータ13、容器供給装置14、口栓供給装置15および口栓取付装置16と、無菌チャンバ12内に配置されかつ前向きにのびた搬送経路を有する容器搬送コンベヤ17と、コンベヤ搬送経路の後端上方に配置されている前ロータ18と、前ロータ18の周囲に順次配置されている容器底部成形装置21と、クリーンブース11および無菌チャンバ12の間に配置されている容器殺菌装置23とを備えている。
【００２４】
また、図示しないが、コンベヤ搬送経路にそって後から前にかけて、容器頂部成形充填用装置群、すなわち、容器頂部予備折り装置、充填装置、容器頂部本折り装置、容器頂部加熱装置および容器頂部シール装置が順次配置されている。
【００２５】
クリーンブース11および無菌チャンバ12には、HEPAフィルタ（図示略）を通じて清浄空気が常時供給されるようになっている。
【００２６】
後ロータ13は、左右方向にのびた水平回転軸31およびこれに放射状に設けられた８つのマンドレル32よりなる。マンドレル32が第１〜第８ステーションA1〜A8で順次停止させられるように回転軸31が反時計方向に間欠的に駆動されるようになっている。マンドレル32が斜め後４５度を向いて停止させられた位置が第１ステーションA1である。第３、第７および第８ステーションA3、A7、A8は、アイドルステーションとなされている。
【００２７】
容器供給装置14は、扁平状に折畳まれた容器Ｃを重ねて収容しているマガジン41と、マガジン41から容器Ｃを１つずつ角筒状に開きながら取出し、これを第１ステーションA1で停止させられたマンドレル32にはめ被せる吸着部材42とを備えている。
【００２８】
マンドレル32にはめ被せられた容器Ｃは、頂部構成部Ｔをマンドレル32から突出させかつ注出口Ｏを左に向けている。
【００２９】
口栓供給装置15は、ホッパ51と、ホッパ51から第２ステーションA2で停止させられたマンドレル32の後方延長線上までのびているシュート52とを備えている。
【００３０】
口栓Ｐは、シュート52内を、キャップＫの頂部、すなわちフランジＦ表面を左側（図１の紙面と直交して手前側）に向けた状態で搬送されるようになっている。
【００３１】
ホッパ51に近接して、シュート52の途中には紫外線ランプ53が配置されている。紫外線ランプ53は、シュート52の左側から右向きにシュート52内を搬送される口栓Ｐに向かって紫外線を照射するようになっている。照射される紫外線によって、口栓ＰのフランジＦ表面を含む左向きの面が主として殺菌されるようになっている。
【００３２】
口栓取付装置16は、第２ステーションA2に配置されている挿入部材61と、第４ステーションA4に配置されている超音波シール装置62と、第５ステーションA5に配置されている異物除去装置63とを備えている。
【００３３】
挿入部材61により、シュート52の下端から口栓Ｐが１つずつ取出され、これが、注出口Ｏ周縁部内面にフランジＦ表面を重合わせるように容器Ｃに内側からキャップＫ頭部を先にして口栓Ｐが注出口Ｏに挿入される。
【００３４】
超音波シール装置62は、図２に詳細に示すように、第４ステーションA4で停止させられたマンドレル32の延長線上に配置されているアンビル71と、アンビル71の左側面と相対するホーン72を有しかつ第１流体圧シリンダ73によって左右動させられる装置本体74とよりなる。
【００３５】
さらに、第４ステーションA4には内外容器押動部材75、76が配置されている。内外容器押動部材75、76は、容器Ｃの長さよりも僅かに大きい間隔をおいて第２流体圧シリンダ77のロッドに取付けられかつ同流体圧シリンダ77によって同マンドレル32の右側面にそってマンドレル長さ方向に移動させられる。また、マンドレル32の右側面には内押動部材75の先端を入り込ませた縦溝78が形成されている。
【００３６】
シール前に、第２流体圧シリンダ77の作動により、内外容器押動部材75、76が外向きに移動させられ、容器Ｃがマンドレル32から突出させられてアンビル71にはめ被せられる位置まで内押動部材75によって容器Ｃが外向きに押動され。シール時には、第１流体圧シリンダ73の作動により、ホーン72の先端面が口栓フランジＦ裏面を押圧し、この状態で装置本体74によって超音波が発振される。シール後には、内外容器押動部材75、76が内向きに移動させられ、容器Ｃが元の状態にマンドレル32にはめ被せられるまで外押動部材76によって容器Ｃが内向きに押動させられる。
【００３７】
異物除去装置63は、図３に詳細に示すように、第５ステーションA5で停止させられたマンドレル32にはめ被せられた容器Ｃの頂部構成部Ｔに対し接近・離隔しうるように配置されかつ接近時に同頂部構成部Ｔにはめ被せられる飛散防止カバー81と、飛散防止カバー81の接近時に、同頂部構成部Ｔを取囲みうるように飛散防止カバー81に取付けられている環状容器外面用吹飛ノズル82と、飛散防止カバー81の接近時に、同頂部構成部Ｔにはめ入れられうるように飛散防止カバー81に取付けられている容器内面用吹飛ノズル83と、吸引口が飛散防止カバー81に接続されている吸引パイプ84とを備えている。
【００３８】
飛散防止カバー81は、開口を同マンドレル32の端面側に向けた一端閉鎖筒状のもので、横断面四角形の胴壁91および頂壁92よりなりかつロッドレスシリンダ93のボディに連結されて、同マンドレル32の軸線方向に移動自在である。
【００３９】
容器外面用吹飛ノズル82は、飛散防止カバー81の胴壁91開口縁部にそってのびた中空状のもので、内周面に多数の内向き噴口101が一定間隔で設けられている。容器外面用吹飛ノズル82には第１加圧空気供給パイプ102が接続されている。
【００４０】
容器内面用吹飛ノズル83は、飛散防止カバー81の頂壁92に貫通させられてこれから吊下げられた空気パイプ103の下端に設けられた平板状のもので、外周面に多数の外向き噴口104が一定間隔で設けられている。空気パイプ103の上方突出端には第２加圧空気供給パイプ105が接続されている。
【００４１】
容器頂部構成部Ｔに対し飛散防止カバー81を接近させた状態で、容器外面用吹飛ノズル82および容器内面用吹飛ノズル83から空気を噴出させると、同頂部構成部Ｔの内外両面に付着していた紙粉、樹脂粉等の異物は、同面から吹き飛ばされる。吹き飛ばされた異物は、飛散防止カバー81によってクリーンブース11内に飛散することが防止され、吸引パイプ84を通じて回収される。
【００４２】
再び、図１を参照すると、前ロータ18は、後ロータ13と同一構造のものであって、左右方向にのびた水平回転軸131およびこれに放射状に設けられた８つのマンドレル132よりなる。マンドレル132が第１〜第８ステーションB1〜B8で順次停止させられるように回転軸131が反時計方向に間欠的に駆動されるようになっている。マンドレル132が後を真っ直ぐに向いて停止させられた位置が第１ステーションB1である。第６および第８ステーションB6、B8は、アイドルステーションとなされている。
【００４３】
容器底部成形装置21は、第２ステーションB2に配置されている第１次加熱装置141、第３ステーションB3に配置されている第２次加熱装置142、第４ステーションB4に配置されている底部折畳み装置143、第５ステーションB5に配置されている底部圧着装置144および第７ステーションB7に配置されている容器移替え装置145とを備えている。
【００４４】
容器殺菌装置23は、隔壁151によって隔てられて後前に隣接するように設けられている殺菌チャンバ152および乾燥チャンバ153と、殺菌チャンバ152内に配置されている殺菌タレット154と、乾燥チャンバ153内に配置されている乾燥タレット155とを備えている。
【００４５】
殺菌チャンバ152は、後ダクト156によってクリーンブース11と連通させられている。乾燥チャンバ153は、前ダクト157によって無菌チャンバ12と連通させられている。後ダクト156および前ダクト157内には、容器の前向き移動を案内するガイド（図示略）が設けられている。
【００４６】
図４に詳細に示すように、隔壁151には連通口161が設けられている。
【００４７】
殺菌タレット154は、前後方向にのびた水平回転軸171と、回転軸171に放射状に設けられている８つのアーム172と、各アーム172の先端に設けられかつ容器Ｃの前後方向の水平移動を自由とするように容器Ｃを保持するホルダ173とを備えている。
【００４８】
ホルダ173が８つのステーションで順次停止させられるように回転軸171が間欠的に駆動されるようになっている。８つのステーションのうち、アーム172が左向き水平状態でホルダ173が停止させられたステーションが受渡ステーションＤである。受渡ステーションＤは、連通口161に後方より臨ませられている。
【００４９】
殺菌チャンバ152の後斜め上方にはガス化チャンバ174が配置されている。ガス化チャンバ174からは３つの過酸化水素ガスノズル175が突出させられている。３つの過酸化水素ガスノズル175は、殺菌チャンバ152の後端壁に貫通させられて、それぞれの先端噴口176を連続する３つのステーションで停止させられたホルダ173に保持された容器Ｃの後端開口と相対させるように配列されている。
【００５０】
図５を参照すると、乾燥チャンバ153の頂壁後縁には垂直状熱風パイプ181が貫通させられている。熱風パイプ181の上端には熱風発生機182が装備されている。熱風パイプ181の下端には略半円環状熱風ノズル183が設けられている。熱風ノズル183には４つの噴口184が前向きにあけられている。また、乾燥チャンバ153の前端壁右上隅には排気口185が設けられている。
【００５１】
乾燥タレット155は、殺菌タレット154と同様に、前後方向にのびた間欠駆動水平回転軸191、８つのアーム192およびホルダ193とを備えている。
【００５２】
ホルダ193は、殺菌チャンバ152内に準ずる受渡ステーションＥおよび噴口184と相対する４つのステーションを含む８つのステーションで順次停止させられる。
【００５３】
以下に説明する５つの容器Ｃは、前後方向にのびた直線上に一定間隔で１列に並べられ、かつ、搬送手段（図４および図５に、前後方向にのびた進退ロッド201および容器に係合離脱自在に係合するように進退ロッド201に取付られた爪202が示されている）によって、１ピッチずつ一斉に前向きに移動させられる。
【００５４】
５つの容器Ｃとは、第６ステーションで停止させられた後ロータ13のマンドレル32にはめ被せられている第１の容器Ｃ、後ダクト156内のガイドに保持されている第２の容器Ｃ、殺菌チャンバ152内の受渡ステーションＤで停止させられたホルダ173に保持された第３の容器Ｃ、乾燥チャンバ153内の受渡ステーションＥで停止させられたホルダ193に保持された第４の容器Ｃおよび前ダクト157内のガイドに保持されている第５の容器Ｃである。
【００５５】
第１の容器Ｃは、同マンドレル32からはめ外されて後ダクト156内まで移動させられる。第２の容器Ｃは、後ダクト156内のガイドから殺菌チャンバ152内の受渡ステーションＤで停止させられたホルダ173まで移動保持させられる。第３の容器Ｃは、殺菌チャンバ152および乾燥チャンバ153の受渡ステーションＤ、Ｅでそれぞれ停止させられたホルダ173、193間で移動させられる。第４の容器Ｃは、乾燥チャンバ153の受渡ステーションＥで停止させられたホルダ193から前ダクト157内まで移動させられる。第５の容器は、前ダクト157内から第１ステーションB1で停止させられた前ロータ18のマンドレル132にはめ被せられる。
【００５６】
殺菌チャンバ152内に搬入された容器Ｃは、受渡ステーションＤで停止させられたホルダ173に保持され、ホルダ173とともに１回転する間に、３つの過酸化水素ガスノズル175の噴口176のところに差し掛かると、同噴口176から噴射される過酸化水素ガスが、容器表面と接触して凝縮し、過酸化水素水として付着させられる。
【００５７】
過酸化水素水が付着した容器Ｃは、殺菌チャンバ152から乾燥チャンバ153へ移替えられ、乾燥チャンバ153内の受渡ステーションＥで停止させられたホルダ193に保持される。そして、ホルダ193とともに、１回転する間に、容器Ｃに付着した過酸化水素水は、乾燥除去される。
【００５８】
以上の手順で殺菌され、第１ステーションB1で停止させられた前ロータ18のマンドレル132にはめ被せられた容器Ｃは、底部成形装置21によって底部構成部が平坦に折り畳まれて閉じられ、有底筒状容器Ｃとなる。
【００５９】
有底筒状容器Ｃは、移替え装置145によってマンドレル132からコンベヤ17に移替えられる。コンベヤ17によって搬送される間に、容器頂部成形充填装置群によって、頂部構成部が切妻屋根状に折り畳まれて閉じられる。
【００６０】
上記において、容器の殺菌は、例えば、紫外線との併用も考えられ、上記の例には限定されない。
【００６１】
また、口栓の殺菌は、例えば、殺菌剤との併用または単独等も考えられ、上記の例には限定されない。
【００６２】
また、口栓のシール手段は、超音波に限定されない。
【００６３】
【発明の効果】
この発明によれば、高度の無菌充填を達成できる包装機械が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による包装機械の側面図である。
【図２】図１のII−II線にそう垂直横断面図である。
【図３】図１のIII−III線にそう垂直横断面図である。
【図４】図１のIV−IV線にそう垂直横断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線にそう垂直横断面図である。
【図６】同包装機械に用いられる容器および口栓の斜視図である。
【符号の説明】
14  容器供給装置
15  口栓供給装置
16  口栓取付装置
21  容器底部成形装置
23  容器殺菌装置
Ｃ  容器
Ｔ  頂部構成部
Ｏ  注出口
Ｐ  口栓
【図１】
0004788086.tif 000002
【図２】
0004788086.tif 000003
【図３】
0004788086.tif 000004
【図４】
0004788086.tif 000005
【図５】
0004788086.tif 000006
【図６】
0004788086.tif 000007