(57)【要約】  殺菌ユニット（１００，１０８，１１０）は、殺菌ユニットが、殺菌剤を殺菌すべき包装容器（１０２）の内部に噴射するための少なくとも１つの噴霧管（１２０，１２２）を備えている。殺菌ユニット（１００，１０８，１１０）が、軸線方向において移動するように、及び、少なくとも１つの噴霧管（１２０，１２２）の長手方向に対応する上下方向においてストロークするように駆動され、これにより、殺菌ユニットが、殺菌ユニットによる殺菌の際に包装容器（１０２）の下端部の内部に挿入される。噴霧管（１２０，１２２）が、軸線方向において殺菌ユニット（１００，１０８，１１０）に対して変位可能とされるように、懸架装置（１２６）に懸架されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填装置のための殺菌ユニット（１００，１０８，１１０）であって、
前記殺菌ユニットが、殺菌剤を殺菌すべき包装容器（１０２）の内部に噴射するための少なくとも１つの噴霧管（１２０，１２２）を備えており、
前記殺菌ユニット（１００，１０８，１１０）が、少なくとも１つの前記噴霧管（１２０，１２２）の長手方向に対応する軸線方向において上方及び下方にストロークして移動するように駆動され、これにより、前記殺菌ユニットが、前記殺菌ユニットによる殺菌の際に前記包装容器（１０２）の開端部の内部に挿入され、
前記噴霧管（１２０，１２２）が、軸線方向において前記殺菌ユニット（１００，１０８，１１０）に対して変位可能とされるように、懸架装置（１２６）に懸架されていることを特徴とする殺菌ユニット。
【請求項２】
殺菌の際に前記噴霧管に流通している穴を具備するプレート（１２４）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の殺菌ユニット。
【請求項３】
前記噴霧管（１２０，１２２）の長さが、前記殺菌ユニットの１回のストロークの長さより大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の殺菌ユニット。
【請求項４】
前記噴霧管（１２０，１２２）の断面が、少なくとも前記殺菌ユニット（１００）の１回のストロークの長さに対応する長さに亘って一定とされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の殺菌ユニット。
【請求項５】
前記噴霧管が、軸線方向に貫通穴を具備するスリーブ（１２６）によって懸架されており、
前記スリーブが、前記殺菌ユニットに堅固に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の殺菌ユニット。
【請求項６】
前記噴霧管の断面が、前記噴霧管の自由端から離隔するに従って大きくなる直径を有していることを特徴とする請求項５に記載の殺菌ユニット。
【請求項７】
前記噴霧管の前記断面が、可撓性を有している配管から前記噴霧管に殺菌材を搬送するための継手によって提供されていることを特徴とする請求項６に記載の殺菌ユニット。
【請求項８】
包装容器を殺菌するための方法において、
開端部及び閉端部を具備する包装容器を殺菌ユニットに準備するステップであって、前記殺菌ユニットが、殺菌剤を前記包装容器の内部に噴射するための噴霧管を備えている、前記ステップと、
前記殺菌ユニットの内部で前記噴霧管の軸線方向において前記噴霧管を変位可能に配置するステップと、
前記噴霧管の自由端と前記包容器の開端部との間にシールドを配置するステップと、
前記噴霧管を前記包装容器の内部に挿入するステップと、
殺菌剤を前記包装容器の内部に噴射するステップと、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記包装容器に紫外線放射するステップを備えていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記包装容器を加熱された空気流に曝すステップを備えていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動食料を包装容器の内部に充填するために利用される充填装置の設備に関する。特に、本発明は、このような充填装置の殺菌区間内の設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に流動食品を包装容器に充填する前に殺菌処理が施される。殺菌処理では、一切の微生物の存在を消滅させるために、液状又は蒸発した殺菌剤が包装容器の内部に向かって噴射される。
【０００３】
本発明が属する技術分野では、包装容器が、紙層及び熱可塑材料層を具備する積層材料から形成される。熱可塑材料の選択は、例えばアルミニウム箔や他の金属箔のような任意のさらなる層の存在と同様に、収容すべき製品の種類と当該製品についての所望の保存可能期間とに依存する。最低基準は、包装容器の内側が包装容器の一体性が損なわれる程度に湿気を吸収しないことである。たいていの場合には、包装容器の外側にも当て嵌まる。さらなる障壁層が、一例としてアルミニウム箔から作られており、包装容器が密封された後に光又は酸素が包装容器の内部に拡散することを防止するように配置されている場合がある。このような手法は、長い保存可能期間が望ましい場合に好ましい。これら手法は、包装容器が充填及び密封された後における状態を維持するために行うべきことに関連する一方、本発明は、容器に充填する前に適切な状態を得るために実施される手法に密接に関連する。
【０００４】
本出願の出願人によって出願された特許文献１は、当業者が本発明の背景を把握すると共に本発明の有益な特徴を理解するのに十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１０４６５８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、充填装置のための殺菌ユニットに関する。殺菌ユニットが、殺菌剤を殺菌すべき包装容器の内部に噴射するための少なくとも１つの噴霧管を備えており、殺菌ユニットが、少なくとも１つの噴霧管の長手方向に対応する軸線方向において上方及び下方にストロークして移動するように駆動され、これにより、殺菌ユニットが、殺菌ユニットによる殺菌の際に包装容器の開端部の内部に挿入される。噴霧管が、軸線方向において殺菌ユニットに対して変位可能とされるように、懸架装置に懸架されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
変位可能な懸架装置を有していることの優位性は、発明の詳細な説明から明白である。“下方にストロークする（downward stroke）”及び“上方にストロークする（upward stroke）”との用語は、包装容器が上方に向いている開端部から殺菌される充填装置における所望の方向を示している。包装容器は、開端部を通じて内容物で満たされる。このことは、発明の詳細な説明で表わす実施例における方向に対応している。この点に関して、“下方（downward）”及び“上方（upward）”は、“外方（outward）”及び“内方（inward）”、“前方（forward）”及び“後方（backward）”、又は垂直方向の向きを有しておらず、上方から殺菌される包装容器の場合には、対向する方向から成る他の組に置き換えることができる。
【０００８】
殺菌効率をさらに高めるために、殺菌ユニットは、殺菌の際に噴霧管に流通している穴を具備するプレートを備えている。好ましくは、プレートは、包装容器の開端部の延長部分を覆っており、単一のプレートが殺菌ユニットで処理されている最中のすべての包装容器を覆っている場合には優位である。プレートは、殺菌剤の大部分を包装容器の内部に留めることができ、包装容器から流出した殺菌剤の大部分が、包装容器の外側において殺菌効果を有している位置において下方に方向転換する。プレートが固定されている実施例では、プレートは、プレートの下側縁部と包装容器の最上端部との間に間隙が形成されるように配置されているので、包装容器には流路が形成されている。プレートが殺菌ユニットと共にある程度移動可能とされる実施例では、このような間隙が、包装容器が正しい位置に指標づけられた後には小さくなるか、又は存在しない。
【０００９】
１つ以上の実施例では、噴霧管の長さが、殺菌ユニットの１回のストロークの長さより大きい。このことについては、本願の発明の詳細な説明で説明する。好ましくは、噴霧管は、当該長さに沿って矩形状とされる。
【００１０】
１つ以上の実施例では、噴霧管が、少なくとも殺菌ユニットの１回のストロークの長さより大きい長さに亘って、一定の断面を有しているので、噴霧管は、必要に応じて自在に移動可能とされる。
【００１１】
他の実施例では、噴霧管が、軸線方向に貫通穴を具備するスリーブによって設けられており、スリーブが、殺菌ユニットに堅固に取り付けられている。スリーブの利用は、本発明のより単純でさらに好ましい実施例の１つである。スリーブは、締付力を噴霧管に作用させ、このような締付力が作用する場合には、例えばバネやＯリングのような弾性手段をスリーブと噴霧管との間に配設することによって効果を発揮する。
【００１２】
関連する実施例では、噴霧管の断面が、噴霧管の自由端から離隔するに従って大きくなる直径を有している。当該直径を有する区間によって、スリーブは、いずれか一方の軸線方向に噴霧管を配置させることができるので、すなわち、非常に還元な方法で噴霧管が包装容器の内部に向かって下方に落下することを防止することができる。当該直径を有する区間は、殺菌剤が搬送される際に通過する可撓性を有している配管と噴霧管を流通可能に接続する継手によって設けられているので、少ない構成部品の数量を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の動作状態における本発明の実施例を含む、充填装置の殺菌区間の概略的な側面図である。
【図２】第２の動作状態における図１に表わす実施例の概略的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明について、一の実施例を用いて説明する。図１は、充填装置の一部分、特に当該充填装置の殺菌区間を表わす。図面は概略図にすぎず、実際の構成部品それぞれが必ずしも図解された形状とはなっていないことに留意すべきである。詳細な形状は、本発明の機能に関する説明に関連せず、さらには当業者が本発明を実施可能な程度に十分に詳細であるからである。本明細書では、“殺菌（sterilization）”及び類似する用語は、その作用の実際の効果の定量的な尺度と解釈するのではなく、包装容器に対する殺菌剤の供給と解釈すべきである。
【００１５】
概略的な流れから説明すると、包装容器１０２は、（図１を参照すると）左から右に向かう装置方向に進行する。包装容器１０２は、処理活動同士の間に位置する２つの位置を指標づけられており、ローマ数字（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ）が付された中括弧によって表わされている。充填装置の図示の区間に入る前に、包装容器１０２が形成され、包装容器１０２には下方に面した閉塞端部が設けられる。閉塞端部は、包装材料から成る管状スリーブの一方の端部を密封すると共に折り曲げることによって形成されている。しかしながら、［発明の概要］において説明したように、閉塞端部が、例えばプラスチック材料のような代替的な材料から成るキャップを包装材料から成る管状スリーブの一方の端部に設けることによって形成されている場合がある。本発明では、“スリーブ”は、例えば矩形状、楕円状、プリズム状等のような任意の断面を有する管状の形態とされ、当該断面が、管状の形態に沿って変化している場合もあることに留意すべきである。本発明自体は、処理ステップＩＩに存在するが、本発明の実施例は、隣り合う処理ステップの処置及び要素を含んでいる。
【００１６】
スリーブの材料は、紙から成る層と熱可塑材料から成る層とを具備する積層材料を含んでいる。好ましい実施例では、アルミニウム箔又は他の材料から成る箔が、アルミニウム層の代わりにさらなる遮蔽層として、又は、アルミニウム層と組み合わせてさらなる他の遮蔽層として追加されている。しかしながら、包装材料の特定の構成は、本発明の理解に直接関連するものではないが、内容物で満たされた最終的な包装容器の保存可能期間にとっては重要である。
【００１７】
第１の処理ステップＩでは、包装容器１０２が、蒸発した過酸化水素水を伴う第１の処理を受け、当該第１の処理に続いて、包装容器１０２は、包装容器１０２が再び蒸発した過酸化水素水を伴う処理を受ける第２の処理ステップＩＩに進行するために指標づけられる。過酸化水素水は、噴霧管１１４，１２０，１２２を介して、当該実施例では処理ステップそれぞれについて２つの噴霧管１１４，１２０，１２２を介して包装容器に供給される。過酸化水素水（又は代替的な殺菌剤）が、噴霧管の一方の端部に接続されている可撓性を有している配管を介して、供給源から噴霧管に供給される。
【００１８】
第１の処理ステップＩにおけるレイアウトは、以下の通りである。殺菌ユニット１０４は、（包装容器１０２の長手方向と同軸である）垂直方向に延在している噴霧管１１４を有している。噴霧管は、蒸発した過酸化水素水の源と流通している。従来技術に基づく幾つかの、蒸発した過酸化水素水の源の代替が存在する。包装容器１０２を殺菌する場合には、噴霧管１１４が、厳密には噴霧管１１４を含む殺菌ユニット１０４が、噴霧管１１４によって過酸化水素水が噴射される容器１０２に入るように降下される。噴射に続いて、殺菌ユニット１０４は、第１の位置に至るまで上方に退避した後に、同一のストローク量で上方に及び下方にストロークする。殺菌ユニット１０４が最下方位置に又は下方移動及び上方移動中の任意の位置に位置している場合であっても、過酸化水素水（又は他の殺菌剤）が、下方移動時にも上方移動時にも噴射される。
【００１９】
例えば包装の指標と同期するサーボモータによって、又は、充填装置の主駆動装置に接続された駆動装置によって、殺菌ユニットは移動される。本発明を理解するために、駆動装置の選定は重要でない。
【００２０】
説明する実施例では、第１の処理ステップＩは、事前に折り曲げると共に形成するステップを含んでいる。包装容器は、いわゆるゲーブルトップパック包装体であり、事前に折り曲げることによって、殺菌区間に続くステップにおいて適切な折り曲げ及び密封が可能となる。この目的を達成するために、殺菌ユニット１０４は、形成ツール１０８を備えており、形成ツール１０８は、レールすなわちロッド１０６によって懸架されており、殺菌ユニット１０４の他の部分から独立して少なくともレール１１６に沿って移動可能とされる。さらなる形成ツール（図示しない）が、第１の処理ステップに配設されている。しかしながら、さらなる形成ツールについては、その説明を省略する。第１の処理ユニットで利用される第２の殺菌ユニット１０６は同一の構成とされるので、さらなる説明は省略する。
【００２１】
処理ステップＩＩＩでは、包装容器１０２において、凝集された過酸化水素水から成る層がすべての内面をコーティングしており、包装容器１０２には、微生物の殺菌力を高めるために紫外線が放射される。過酸化水素水と紫外線放射との組み合わせは、実証された殺菌手法であると考えられる。作業員を保護するために、破線の四角囲みで示された遮蔽構造によって囲まれている閉区域内において、放射線治療が実施される。実施された殺菌が他のステージにおいて再感染によって損なわれないように、本明細書で説明する処理の全体が調整された空気中で実施される。処理ステップＩＩＩにおいて、又は処理ステップＩＩＩ後において、残留した殺菌剤を取り除くために、高温空気流が容器内に放射される場合がある。殺菌剤が残留すると、その結果として、その包装容器に収容された製品の味が損なわれるからである。
【００２２】
微生物に対する殺菌力を改善するために、包装容器１０２は、殺菌ユニット１０８（及び１１０）による過酸化水素水の第２の噴射を受ける。この殺菌ユニット１０８（及び１１０）は、形成ツールを含んでいないが、優位には包装容器１０２の上方にルーフを形成している遮蔽プレート１２４の形態をしたシールドを含んでいる。遮蔽プレートすなわちシールド１２４は、例えば粒子が上方から包装容器１０２内に落下することを防止すること、及び、噴射された過酸化水素水を噴射後に包装容器１０２の内部に密封することという２つの目的を有している。さらに、包装容器１０２の内部に噴射された過酸化水素水（少なくともその大部分）は、包装容器１０２の開端部から離れると下方に方向転換する。これにより、包装容器１０２外側の上側部分が確実に殺菌されるので、再感染が一層防止される。関連する文言である“大部分、一層（to a higher extent）”は、シールド１２４を具備しない構成を示すものである。好ましくは、遮蔽プレート１２４は、第２の殺菌ステップの殺菌ユニット１０８／１１０の下方に配置されたすべての包装容器を覆っている。これにより、塵屑が包装容器の内部に落下することが防止されるからである。
【００２３】
（図１及び図２の側面図には図示しない）穴は、噴霧管１２０，１２２との流通を可能とするためにシールド１２４に配設されている。穴がシールドの性能及び目的に与える悪影響が可能な限り小さくなるように、穴は可能な限り小さくすべきである。このことは、噴霧管１２０，１２２の直径が小さくあるべきであるが、噴霧管は所定量の殺菌剤を運搬する必要があるので、噴霧管の壁が薄肉となるであろうことを示しており、その結果として、噴霧管自体は壊れ易くなるであろう。噴霧管が略円状の断面を有しているので、穴も円状とされることが望ましいが、穴及び噴霧管の両方が他の形状であっても良い。また、穴は、軸線方向において延在しているので、より効果的なガスロックを提供することができる。すなわち、噴霧管の外縁と穴の内縁との間に形成された間隙内を流れようとする流体の流動抵抗を高めることができる。
【００２４】
第２の殺菌ユニットは、第１の殺菌ユニットに機能的に取り付けられており、第１の殺菌ユニット及び第２の殺菌ユニットは同期して移動する。説明する実施例では、第１の殺菌ユニット及び第２の殺菌ユニットは共に同一のフレーム１１２に機能的に接続されている。より精巧な解決手段が利用される場合があるが、上述の解決手段の単純さが好ましい。１時間当たり数千の包装容器を処理するために、殺菌ユニットは高周波数で急速に加速する。このために、噴霧管１２０，１２２の脆弱さも相俟って、噴霧管は動作中に僅かに振動する場合がある。穴と噴霧管の外径とが密着されるので、このような振動の結果として、極めて僅かではあるが噴霧管が穴からずれる可能性がある。このような場合には、殺菌ユニットは下方に移動し続け、噴霧管１２０又は１２２は大きく変形するだろう。他の可能性としては、例えば不完全な包装容器によって穴の下方の空間が塞がれることが考えられる。このような状況も噴霧管を破壊する場合がある。実行すべき直接的な手段としては、例えば穴の直径を大きくすること、ガイドを追加すること、及び／又は、噴霧管を補剛することが挙げられる。
【００２５】
本発明では、図２に表わすように、噴霧管１２０，１２２それぞれがスリーブ１２６，１２８によって位置決めされている。スリーブ１２６，１２８それぞれが、対応する噴霧管１２０，１２２を確実に位置決めする貫通穴（図示しない）を備えている一方、噴霧管の軸線方向すなわち長手方向において移動可能とされる。噴霧管が穴からずれた場合には、噴霧管１２２は、スリーブ１２８内において軸線方向に変位するので、噴霧管１２２が修復不可能な損傷をすることを防止することができる。しかしながら、たとえ遮蔽プレート１２４が設けられていない場合であっても、噴霧管が変位可能とされる配置が利用される場合があることに留意すべきである。様々なタイプの障害が発生する可能性があるからである。また、噴霧管１２０，１２２を移動又は変位可能となるように配置する一層精巧な手法が明らかに存在することに留意すべきである。当該手法としては、例えばリンク機構又はテレスコピック機構を具備する懸架装置、ロッド及びピストンから成る装置が挙げられる。
【００２６】
図２は、他の噴霧管及び形成ツールが対応する包装容器に係合している際の、スリーブ１２８内における噴霧管１２２の変位の様子を概略的に表わす。本発明の目的のために、懸架装置が噴霧管１２２を位置決めするスリーブを備えている簡便な実施例において少なくとも、噴霧管１２２が殺菌ユニットのストローク長さより大きい長さを有しているならば優位である。このことは、噴霧管１２２（又は１２０）が懸架装置から押し出される危険性を低減させる。同一の実施例及び他の実施例では、噴霧管が一定の断面を有しているならば優位である。これにより、噴霧管が殺菌ユニットに対して変位した場合に確実に位置決めすることができるからである。図１に関連して説明すると共に図２において包装容器の内側に隠れている構成部材は、図２において破線で表わされている。
【００２７】
図２は、殺菌ユニットの残り部分に対して相対的な形成ツール１１８の、レール１１６に沿った上方移動を表わす。実際の設備では、図２に図示しない他の形成ツールが包装容器に対して動作する。形成ツール１１８及び図示しない形成ツールは、殺菌ユニットを移動させる駆動装置と同一の駆動装置によって移動され、相対運動は、カム機構又はリンク機構によって実現されている。形成ツール１１８の場合には、解決手段が一層単純化される。形成ツール１１８が、レール１１６に沿って移動可能とされると共に、下方に弾性的に付勢された状態において、殺菌ユニットが下方に移動する際に、形成ツール１１８の下方移動を制限する物理的な障害物が存在すれば十分である。特定の解決手段が進歩的であっても、一般的発明概念はよく知られており、当業者であれば代替的な解決手段を容易に想到することができる。従って、本発明及びその実施例の技術的範囲内にある構成については、これ以上説明しない。
【００２８】
図示の実施例では、殺菌ユニットそれぞれが２つの配管又はノズルを備えている。異なる数字のステップが包装容器に指標づけられる実施例では、殺菌ユニットそれぞれについて異なる数量、例えば１つ、３つ、又は４つ等のノズル又は配管が設けられていることについて、当業者であれば理解することができる。
【００２９】
この基本的な実施例に加えて、殺菌ユニットは、付勢装置（図示しない）を備えており、付勢装置は、噴霧管それぞれを下方に付勢するので、噴霧管は、事故の後に自動的に再位置決め可能とされる。また、位置センサ（図示しない）が、充填装置内に配置されている場合がある。位置センサは、光電装置と接点式ブレーカー装置と圧力センサ又は噴霧管が変位した場合に出力信号を出力する任意の適切なセンサとを備えている。センサの出力に対する応答は、包装容器をマークするか、又は殺菌ユニットの下流に位置する後段の処理ステージで包装容器を容易に破棄するように追跡可能とする（殺菌が不完全である可能性があるので）。他の応答としては、殺菌ユニット又は機械が損傷する前にエラーの原因を取り除くために機械操作を停止させることである。
【００３０】
本発明は、特に、熱可塑材料から成る積層された層によって囲まれている紙管と酸素遮蔽特性を改善するための例えばアルミニウム箔（又は他の金属から成る箔）のようなさらなる層とから形成されている（上述のタイプの）包装材料のブランクから形成された包装容器の殺菌における利用に良好に適用される。ブランクは、屈曲及び折り曲げによって成形され、スリーブに形成され、長手方向縁部が結合されるので、形成されたスリーブは一方の端部で閉じられており、これにより開端部を具備する包装容器が形成される。スリーブを密封すると共に折り曲げることによって一方の端部が閉じられるが、熱可塑材料の頂部をスリーブの一方の端部に成形することによって一方の端部を閉じても良い。これら手法は両方とも、それぞれ“カートンボトル”及び“ゲーブルトップ”と呼称される商業的に利用可能なタイプの包装容器を形成することができる。形成プロセスの第１のステップは、実際の充填装置の前に実施されるので、包装容器は、ゲーブルトップ、任意の中間形態、例えばカートンボトルのような平坦化された矩形状のブランクである場合もある、平坦化されたスリーブとして充填装置に供給される。また、包装材料は、包装材料の連続的なウエブの形態で充填装置に供給される場合があり、この場合には、実際の充填装置の所定の区間内でブランクに切断され、例えばカートンボトルのために利用される。これらの場合にはいずれも、包装容器が開口装置を具備した後に吐出口を介して殺菌及び充填される状況とは対照的に、最終的な包装容器は、自身の開端部から殺菌及び充填された後に、開端部が密封され折り曲げられる。
【符号の説明】
【００３１】
１００  殺菌ユニット
１０２  包装容器
１０４  殺菌ユニット
１０６  第２の殺菌ユニット
１０８  殺菌ユニット
１１０  殺菌ユニット
１１４  噴霧管
１１６  レール
１１８  形成ツール
１２０  噴霧管
１２２  噴霧管
１２４  遮蔽プレート（シールド）
１２６  スリーブ
１２８  スリーブ
【図１】
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【図２】
2015504824.tif 000004
【国際調査報告】
2015504824.tif 000005
2015504824.tif 000006
2015504824.tif 000007
2015504824.tif 000008
2015504824.tif 000009
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