(57)【要約】【課題】置換チャンバを分解することなく置換チャンバの内部を殺菌処理する。【解決手段】置換チャンバ１０に窒素ガスを供給する不活性ガス供給配管２０を置換チャンバ１０の内部に配設し、更に不活性ガス供給配管２０の外周面で、置換チャンバ１０の内部に在る外周面の上半部分に対して多数の噴出孔２１を均一に配設し、窒素ガスだけでなく殺菌剤および洗浄水をも供給できるように構成し、同時に、殺菌剤および洗浄水を外部に排出できるように構成する。なお、噴出孔２１の総面積Ｓ１と不活性ガス供給配管２０の断面積Ｓ２との間に、Ｓ２＞３Ｓ１という関係を持たせてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の開口部を覆いながら該容器のヘッドスペースに不活性ガスを吹き込む置換チャンバと前記容器の開口部を密封部材によって封止する密封手段を具備したガス置換密封装置であって、不活性ガスを導入する供給配管が前記置換チャンバの内部に配設され、且つ該置換チャンバ内に在る前記供給配管の外周面に対し複数の噴出孔が配設され、且つ前記チャンバ内部に殺菌手段が設けられて成ることを特徴とするガス置換密封装置。
【請求項２】
前記殺菌手段が前記置換チャンバ内部に配設された殺菌剤および洗浄水を噴射する噴射孔を有する配管から成る請求項１に記載のガス置換密封装置。
【請求項３】
前記供給配管は、前記複数の噴出孔が外周面の少なくとも上半部分に対し均一に配設され、不活性ガス供給源、殺菌剤供給源および洗浄水供給源に切り換え可能に接続され、前記殺菌手段を兼ねるように構成されている請求項１又は２に記載のガス置換密封装置。
【請求項４】
前記供給配管または前記配管は、殺菌剤および洗浄水を排出する排出手段を有している請求項１から３に記載のガス置換密封装置。
【請求項５】
前記置換チャンバを上下方向に移動させる高さ調整手段を有している請求項１から４の何れかに記載のガス置換密封装置。
【請求項６】
前記密封手段は前記密封部材としての蓋材を容器にヒートシールするシールヘッドを有し、該シールヘッドの入口部には、前記密封部材としての蓋材を送る第１蓋材ガイドロールが配設され且つ同出口部には同第２蓋材ガイドロールが配設されて、少なくとも前記第１蓋材ガイドロールを上下方向に移動させる高さ調整手段を有している請求項１に記載のガス置換密封装置。
【請求項７】
前記第１蓋材ガイドロールは、前記置換チャンバの出口部近傍に配設されて、前記置換チャンバの後縁からはみ出した容器の開口部を覆う構成となっている請求項６に記載のガス置換密封装置。
【請求項８】
前記蓋材は前記第１蓋材ガイドロールの上流側で前記置換チャンバの外周面と接触するように案内されて成り、該置換チャンバ外周面の蓋材が接触する部分は前記蓋材に対する摩擦係数が低下する表面処理が施されている請求項６又は７に記載のガス置換密封装置。
【請求項９】
前記置換チャンバの不活性ガスを吹き出すガス置換部は、容器の搬送方向に対する長さが容器の搬送間隔より長くなるように構成されている請求項１から８の何れかに記載のガス置換密封装置。
【請求項１０】
前記置換部の下流端から前記シールヘッドの前縁までの長さが前記容器の搬送間隔より小さくなるように構成されている請求項９に記載のガス置換密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス置換密封装置、特に、分解・再組立をすることなしに内部を殺菌および洗浄することが可能なメンテナンス性に優れ且つ容器のヘッドスペースに対する不活性ガスの置換効率に優れたガス置換密封装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カップ、トレイおよび缶等の容器詰めの飲料および食品は、内容物の品質を保持するために、容器内のヘッドスペース中の空気を窒素等の不活性ガスで置換した後に封止するように製造される。
その不活性ガスで置換する方法および装置としては、不活性ガス流による周辺空気の巻き込みを防止するために、容器の開口部をガスチャンバで広く覆いながら底部の吹き出し孔から不活性ガスを容器のヘッドスペースに対して吹き付けて、不活性ガス雰囲気の中で容器のヘッドスペースに不活性ガスを流し込む方法と、それに使用される、いわゆる置換チャンバが知られている（例えば、特許文献１の図４を参照。）。
一方、カップやトレイ等の空の容器、その容器を搬送する搬送装置、その容器の中身となる内容物、その内容物を充填する充填装置、内容物が充填された容器のヘッドスペースに充填される不活性ガス並びにその不活性ガスを供給する置換チャンバ、ヘッドスペースに不活性ガスが充填された容器を封止する蓋材およびそのシール装置、封止された容器を外部へ搬送する装置といった全ての装置、容器および蓋材が、すべて殺菌処理され無菌状態にされた上で、同じく無菌状態にある筐体に収容され、更に筐体内部に不活性ガスを供給し、筐体内部を陽圧状態にしながら運用される無菌充填シール装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。つまり、無菌充填シール装置では、外部の空気や雑菌が入りにくく、内部の無菌状態が長く維持される構造となっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２５５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の置換チャンバでは、内部を殺菌および洗浄する場合、分解した上で、内部に対し殺菌、洗浄、乾燥、そして最後に再組立をしなければならなかった。要するに、分解することなしに内部に対し殺菌および洗浄等をすることができなかった。特に、置換チャンバが上記無菌充填シール装置で使用されている場合、置換チャンバの内部を殺菌しようとすると、置換チャンバを無菌充填シール装置から取り外さなければならず、置換チャンバのみならず無菌充填シール装置の無菌状態を崩すこととなり、結果として、内容物の充填および封止に係る全ての工程が中断することとなり、納期等の製造スケジュールに影響を与えるという問題があった。
そこで、本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、分解・再組立をすることなしに内部を殺菌および洗浄することが可能なメンテナンス性に優れ且つ容器のヘッドスペースに対する不活性ガスの置換効率に優れたガス置換密封装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のガス置換密封装置は、容器の開口部を覆いながら該容器のヘッドスペースに不活性ガスを吹き込む置換チャンバと前記容器の開口部を密封部材によって封止する密封手段を具備したガス置換密封装置であって、不活性ガスを導入する供給配管が前記置換チャンバの内部に配設され、且つ該置換チャンバ内に在る前記供給配管の外周面に対し複数の噴出孔が配設され、且つ前記チャンバ内部に殺菌手段が設けられて成ることを特徴とする。
上記ガス置換密封装置では、前記チャンバ内部に殺菌手段が設けられているため、置換チャンバを分解または再組立を行うことなく置換チャンバの内部を殺菌することができるようになる。また、不活性ガスを導入する供給配管が内部に配設され且つ供給配管の外周面に対し複数の噴出孔が配設された構成であるので、その供給配管を介して不活性ガスを流すことにより、置換チャンバの内部に残留する殺菌剤および洗浄水を洗い流し、更に乾燥させることが可能となる。
【０００６】
請求項２に記載のガス置換密封装置では、前記殺菌手段が前記置換チャンバ内部に配設された殺菌剤および洗浄水を噴射する噴射孔を有する配管から成ることとした。
上記ガス置換密封装置では、殺菌手段を上記構成とすることで、置換チャンバを分解せずに置換チャンバの内周面に殺菌剤を吹き付け、更に洗浄することが出来るようになる。
【０００７】
請求項３に記載のガス置換密封装置では、前記供給配管は、前記複数の噴出孔が外周面の少なくとも上半部分に対し均一に配設され、不活性ガス供給源、殺菌剤供給源および洗浄水供給源に切り換え可能に接続され、前記殺菌手段を兼ねるように構成されていることとした。
上記ガス置換密封装置では、不活性ガスを導入する供給配管は置換チャンバの内部に配設され、且つ噴出孔が供給配管の外周面の少なくとも上半部分に対し均一に設けられているため、供給配管に対して殺菌手段を兼ねさせることが可能となる。すなわち、殺菌剤が噴出する噴出孔が供給配管の外周面の少なくとも上半部分に対し均一に設けられていることで、置換チャンバ内周面の上部が殺菌剤で均一に塗布されることに加え、その殺菌剤は重力の作用によって底面に直接に或いは壁面を伝わって底部に垂下することとなる。そして、殺菌剤が壁面を伝わって垂下する過程で、置換チャンバ内周面の上部以外の面が殺菌剤で塗布されることになり、結果として、置換チャンバの全内周面が殺菌されることとなる。従って、引き続き、供給配管の内部を通して洗浄水を流せば、殺菌剤の場合と同様に、置換チャンバの全内周面が洗浄されることとなる。更に続いて、供給配管の内部を通して不活性ガスを流せば、殺菌剤の場合と同様に、置換チャンバの全内周面がパージされ、結果として残留洗浄水を排出すると共に置換チャンバの内部を乾燥することとなる。これらにより、置換チャンバを分解または再組立を行うことなく置換チャンバの内部を殺菌、洗浄および乾燥することが可能となる。
【０００８】
請求項４に記載のガス置換密封装置では、前記供給配管または前記配管は、殺菌剤および洗浄水を排出する排出手段を有していることとした。
上記ガス置換密封装置では、排出手段によって殺菌剤および洗浄水は好適に排出されることになる。
【０００９】
請求項５に記載のガス置換密封装置では、前記置換チャンバを上下方向に移動させる高さ調整手段を有していることとした。
上記ガス置換密封装置では、置換チャンバに対し高さ調整手段を持たせることで、周辺の空気の巻き込みを防止しヘッドスペース内の不活性ガスの置換効率を向上させると共に、開口部の形状が異なる多種多様な容器に対しても適用することができる。
【００１０】
請求項６に記載のガス置換密封装置では、前記密封手段は前記密封部材としての蓋材を容器にヒートシールするシールヘッドを有し、該シールヘッドの入口部には、前記密封部材としての蓋材を送る第１蓋材ガイドロールが配設され且つ同出口部には同第２蓋材ガイドロールが配設されて、少なくとも前記第１蓋材ガイドロールを上下方向に移動させる高さ調整手段を有していることとした。
上記ガス置換密封装置では、少なくとも第１蓋材ガイドロールに対し高さ調整手段を持たせることで、周辺の空気の巻き込みを防止しヘッドスペース内の不活性ガスの置換効率を向上させると共に、開口部の形状が異なる多種多様な容器に対しても適用することができる。
【００１１】
請求項７に記載のガス置換密封装置では、前記第１蓋材ガイドロールは、前記置換チャンバの出口部近傍に配設されて、前記置換チャンバの後縁からはみ出した容器の開口部を覆う構成となっている。
上記ガス置換密封装置では、シールヘッド入口部の第１蓋材ガイドロールを上記構成とすることにより、シールタイミングを適切に調整することによって容器の開口部は封止直前まで不活性ガスの供給を受けることができ、容器のヘッドスペースからの不活性ガスの逃気および空気の浸入を最小限に抑えた状態で、容器を封止することができる。
【００１２】
請求項８に記載のガス置換密封装置では、前記蓋材は前記第１蓋材ガイドロールの上流側で前記置換チャンバの外周面と接触するように案内されて成り、該置換チャンバ外周面の蓋材が接触する部分は前記蓋材に対する摩擦係数が低下する表面処理が施されていることとした。
上記ガス置換密封装置では、置換チャンバ後端からの不活性ガスの散逸および外気の浸入を防ぎつつ、蓋材がスムーズに移動するようになり、これにより、容器が置換チャンバを出てから封止されるまでの間における不活性ガスの逃気を低減し、結果として、ヘッドスペースの置換効率を向上させることとなる。
【００１３】
請求項９に記載のガス置換密封装置では、前記置換チャンバの不活性ガスを吹き出すガス置換部は、容器の搬送方向に対する長さが容器の搬送間隔より長くなるように構成されていることとした。
上記ガス置換密封装置では、置換チャンバを上記のように構成することにより、容器がシールされるまでの間に少なくとも１回は、容器の全開口部が置換チャンバで覆われた状態で不活性ガスの雰囲気下に置かれることとなり、その結果、容器のヘッドスペースに対し不活性ガスが十分に充填され、ヘッドスペースの置換効率が向上するようになる。封止直前まで未封止容器に対して不活性ガスを充填し続けて、空気の浸入及び不活性ガスの逃気を最小限度に抑えた状態で容器を封止することができ、結果として不活性ガスの置換効率を向上させる。
【００１４】
請求項１０に記載のガス置換密封装置では、前記置換部の下流端から前記シールヘッドの前縁までの長さが前記容器の搬送間隔より小さくなるように構成されていることとした。
上記ガス置換密封装置では、上記構成とすることにより、封止直前まで未封止容器に対して不活性ガスを充填し続けて、空気の浸入及び不活性ガスの逃気を最小限度に抑えた状態で容器を封止することができ、結果として不活性ガスの置換効率を向上させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のガス置換密封装置によれば、置換チャンバの内部に殺菌手段を有しているため、置換チャンバを分解することなく置換チャンバの内部を殺菌することが出来るようになる。例えば、不活性ガスを導入する供給配管が置換チャンバの内部に配設されており、且つ置換チャンバの内部に在る供給配管の外周面の内、少なくとも上半部分に対し多数の噴出孔が均一に配設されているため、その供給配管を通して殺菌剤、次いで洗浄水を供給することで、殺菌剤および洗浄水が噴出孔を介して順次噴出し、置換チャンバの全内周面に接触し、次いで同内周面を洗浄するようになる。そして殺菌剤および洗浄水は、排出手段または吹き出しプレートを通って外部に流出する。これにより、置換チャンバを分解することなく、置換チャンバの内部を殺菌、洗浄および乾燥をすることができ、置換チャンバの殺菌処理作業が簡素化されると共に、分解および再組立に伴う２次感染の虞もなくなる。また、分解および再組立に伴う無菌状態の解除または中断がなくなるため、いわゆるフルチャンバ式の無菌充填装置に対して好適に適用することが出来る。
また、上記ガス置換密封装置のシールタイミングは、容器がシールされるまでの間に少なくとも１回は、容器の全開口部が置換チャンバで覆われた状態で不活性ガスの雰囲気下に置かれ、更に封止直前まで不活性ガスの供給を受けた上で容器の開口部をシールヘッドで封止するタイミングであるから、容器のヘッドスペースからの不活性ガスの逃気および空気の浸入が最小限に抑制され、結果として容器のヘッドスペースの置換効率が大幅に向上するようになる。
特に、開口部面積の大きいカップ型容器に対して、ヘッドスペースの不活性ガス置換率を向上させたい場合に、本発明のガス置換密封装置を好適に適用することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明に係るガス置換密封装置１００を示す斜視図である。
このガス置換密封装置１００は、底部の吹き出し孔（図示せず）から不活性ガス、例えば窒素ガスを容器のヘッドスペースに吹き付ける置換チャンバ１０と、その置換チャンバ１０に窒素ガスを供給する不活性ガス供給配管２０と、容器のヘッドスペースを窒素ガスで置換した状態で容器の開口部を封止するシール部３０と、容器の送り機構（図示せず）と、置換チャンバ１０を上下方向に対し移動させるチャンバ移動手段（図示せず）と、第１蓋材ガイドロール３２および第２蓋材ガイドロール３３を移動させるガイドロール移動手段（図示せず）とを具備して構成されている。なお、容器の送り機構としては、例えば容器の受け台が備わった無端のコンベア等である。また、チャンバ移動手段としては、例えばスライダ又はリニアモータ等の直動機構である。また、ガイドロール移動機構としては、同じくスライダ又はリニアモータ等の直動機構である。
【００１８】
置換チャンバ１０の底部の吹き出し孔は、本実施形態では平板に多数の孔が配設された、いわゆるパンチングプレートを２枚重ねて構成されている。そして、一のパンチングプレートの孔は他のパンチングプレートに対して偏芯するように構成されている。このように構成することにより、吹き出し孔から流出する不活性ガスは抵抗を受けて整流され、結果として不活性ガスの流れは均一化する。また、孔径を大きくした上で偏芯度を適度に調整することにより、殺菌剤および洗浄水に対しては抵抗が小さくなり、結果として、殺菌剤および洗浄水は排出しやすくなると共に、不活性ガスは均一に流れるようになる。
【００１９】
また、置換チャンバ１０の底部は、容器と対向しない位置に殺菌剤および洗浄水を排出するドレンを設けた構成としても良い。
【００２０】
容器に対する置換チャンバ１０の入口部には、容器が置換チャンバ１０の入口部に引っかかることを防止するための整流ガイド１１が設けられている。一方、容器に対する置換チャンバ１０の出口部には、シール部３０の第１蓋材ガイドロール３２が配設されて、後述するように、容器の開口部が封止直前まで窒素ガス等の不活性ガスの供給を受けることができ、容器のヘッドスペースからの窒素ガスの逃気および空気の浸入が最小限に抑えられるような構成となっている。
【００２１】
また、置換チャンバ１０の外周面で、蓋材Ｆと接する箇所に対しては、蓋材Ｆに対する摩擦係数が小さくなるような表面処理、例えば硬質炭化クロムメッキ処理又はバフ仕上げが施されている。
【００２２】
不活性ガス供給配管２０は、剛性を有する配管部２２と柔軟なフレキシブルホース部２３とから成る。また、図示されてはいないが、置換チャンバ１０に取り付けられたチャンバ移動手段により、置換チャンバ１０を上下方向に移動することが出来る。従って、容器と置換チャンバ１０との距離を所望の値に設定することが可能となる。
【００２３】
不活性ガス供給配管２０は、殺菌剤および洗浄水等の液体を外部に排出する排出バルブ２４を有している。この排出バルブ２４により、殺菌又は洗浄後、不活性ガス供給配管２０の内部に残留する殺菌剤および洗浄水が好適に外部に排出されることになる。
【００２４】
不活性ガス供給配管２０は、置換チャンバ１０の内部を貫通するように配設され、窒素ガス等の不活性ガスだけを移送するのではなく、殺菌剤Ｓおよび洗浄水Ｗ等の液体をも移送することが出来るように構成されている。一例を挙げると、不活性ガス供給配管２０の上流にバルブを介して殺菌剤源、洗浄水源および窒素ガス源が切り換え可能に接続されて、そのバルブを切り換えることで、置換チャンバ１０の内部に殺菌剤Ｓ、洗浄水Ｗおよび窒素ガスを個別に供給することができる。また、殺菌剤Ｓとしては、例えば加熱蒸気、過酢酸滅菌液、過酸化水素水、オゾン水または次亜塩素酸水等である。洗浄水Ｗとしては、温水または無菌水等である。
【００２５】
また、配管部２２の中で、置換チャンバ１０に在る外周面に対して多数の噴出孔２１が均一に設けられている。この噴出孔２１は、図２に示すように、不活性ガス供給配管２０の外周面の上半部分に対して配設されている。このように噴射孔２１を配設することで、例えば殺菌剤Ｓを流した場合に、殺菌剤Ｓを置換チャンバ１０の内周面に対し、少ない量で満遍なく塗布することができる。つまり、噴出孔２１から流出した殺菌剤Ｓは、始め上部内周面に沿って流布するが、重力の作用によって下方に集まるようになり、その集まる過程で、殺菌剤Ｓは残りの下部内周面に沿っても流布するようになり、結果として、置換チャンバ１０の全内周面が殺菌剤Ｓによって塗布されて殺菌されることとなる。
【００２６】
なお、噴出孔２１の総面積Ｓ１と、置換チャンバ１０に在る不活性ガス供給配管２０の断面積Ｓ２との間には、Ｓ１＜（１／３）×Ｓ２⇔３Ｓ１＜Ｓ２の関係が成立するのが望ましい。
一例を挙げると、配管部２２として外径２.３[cm]の配管を使用したとすると、その断面積Ｓ２は、２.３×２.３×３.１４／４≒４.１５[cm２]となる。そして、Ｓ２＝３.５Ｓ１とすると、噴出孔２１の総面積Ｓ１＝（１／３.５）×Ｓ２＝（１／３.５）×４.１５[cm２]≒１.２[cm２]となる。そして、噴出孔２１の穴径をφ１[mm]とすると、噴出孔２１の総数は、１.２[cm２]／（０.１×０.１×３.１４／４[cm２]）＝１５２孔となる。この１５２孔を３列の千鳥配列で構成したとすると、１列当りの孔数は１５２／３≒５０孔となる。ここで、置換チャンバ１０の奥行きを１０００[mm]とすると、噴出孔２１のピッチは、１０００／５０＝２０[mm]として求まる。このように噴出孔を設定することによって配管全長にわたって各噴出孔から均一に吹き出すことを可能とし、置換チャンバ内を均圧状態に保つことができる。
【００２７】
本実施形態では、不活性ガス供給配管２０は、置換チャンバ１０の内部を貫通するように配設され、更に置換チャンバ１０の内部に在る不活性ガス供給配管２０の外周面の上半部分に対し複数の噴出孔２１が均一に配設されているという形態であるが、不活性ガス供給配管２０の形態はこれらに限定されるのではなく、例えば、配管は置換チャンバ１０を貫通する態様ではなく、置換チャンバ１０の奥行きの８０％程度に拡張された形態でも良い。あるいは、噴出孔２１の分布の形態は、例えば外周面の上半部分および下半部分に対して均一に配設した形態でも良い。なお、噴出孔２１を外周面の上半部分のみに設けた場合は、不活性ガス供給配管２０に排出バルブ２４を設ける方が良い。あるいは、排出バルブ２４に代えて、同下半部分に上半部分よりも少数の噴出孔２１を設けて排出手段を兼用させるようにすることも可能である。すなわち、不活性ガス供給配管２０の置換チャンバ１０の内部における拡張程度および噴出孔２１の分布、配管の本数等は容器のヘッドスペースの容積、送り機構の送り速度および置換チャンバ１０の内容積に応じて変わってくる。
【００２８】
シール部３０は、蓋材Ｆを容器にヒートシールするシールヘッド３１と、蓋材Ｆを送るための第１、第２および第３蓋材ガイドロール３２,３３,３４とから成る。第１蓋材ガイドロール３２は、シールヘッド３１の入口部に配設された蓋材ガイドロールであり、同時に、置換チャンバ１０の出口近傍に対しても位置している。その結果、シールタイミングを適切に設定することにより、容器は封止直前まで窒素ガスの供給を受けることが出来ると共に容器のヘッドスペースから窒素ガスの逃気および空気の浸入を最小限に抑えた状態で容器の開口部を封止することとなる。また、第３蓋材ガイドロール３４は、第１蓋材ガイドロール３２に対する送り角度を決定している。
【００２９】
なお、詳細については図３にて後述するが、シール部３０は、容器のヘッドスペースが出来る限り長く封止直前まで置換チャンバから窒素ガスの供給を受けることができるようなタイミングで、容器の開口部を封止する。すなわち、容器のヘッドスペースからの窒素ガスの逃気および空気の浸入を最小限に抑制するタイミングで、容器の開口部がシールヘッド３１によって封止されることとなる。
【００３０】
図３は、ガス置換密封装置１００のシールタイミングの一例を示す要部断面説明図である。
この図では、第ｎ番目のカップＣｎがシールヘッド３１によって封止されている時の、他のカップ（Ｃｎ＋１、Ｃｎ＋２およびＣｎ＋３）の状態を例示している。特に、封止直前である第ｎ＋１番目のカップＣｎ＋１は、置換チャンバ１０の第２吹き出しプレート１３に対して部分的にかかりながら、同後縁１４からはみ出した部分は第１蓋材ガイドロール３２によって覆われた状態になっている。その時、第ｎ＋２番目のカップＣｎ＋２は、全開口部が第２吹き出しプレート１３によって覆われた状態にあり、第ｎ＋３番目のカップＣｎ＋３は、部分的に第２吹き出しプレート１３に覆われた状態にある。このことは、カップは置換チャンバ１０の入口部において第２吹き出しプレート１３に部分的に係ることによってヘッドスペースの空気を効果的に追い出された上で、さらにカップが第２吹き出しプレート１３の下で休止しながら、窒素ガスをカップのヘッドスペースに十分に吹き付けられながら空気を追い出し、次の封止直前の状態では置換チャンバ１０の後縁１４を部分的に飛び出た位置にあるが、第１蓋材ガイドロール３２が後縁１４の近傍に配設されているために、窒素ガスの逃気および空気の浸入を抑制された状態で、なおも窒素ガスの供給を受けていることを示している。その結果、最終段階である封止では、カップの開口部は窒素ガスの逃気および空気の浸入を最小限に抑えられた状態でシールヘッド３１によって封止されることになる。
【００３１】
なお、置換チャンバ１０の窒素ガスを供給する部分の長さ（ガス置換工程長）Ｄgは、容器の搬送間隔Ｄcの２倍以上の長さで、第２吹き出しプレート１３の吹き出し孔からシールヘッド３１の前縁までの最短距離（プレシール工程長）Ｄpは搬送間隔Ｄc未満である。
【００３２】
置換チャンバ１０とカップとの距離ｄは、例えば１０ｍｍである。また、（第１蓋材ガイドロール３２および第２蓋材ガイドロール３３の間にある）蓋材Ｆとカップとの距離は、例えば１〜５ｍｍであり、好ましくは２〜３ｍｍである。
【００３３】
なお、上記の説明において、シールヘッド３１およびそれに同期した送り機構等は間歇駆動をしているが、本発明のガス置換密封装置１００は、シールヘッド３１等が連続駆動する場合に対しても同様に適用することが可能である。連続駆動する場合には、ガス置換工程長Ｄgは、最小限として容器の搬送間隔Ｄcだけあれば、容器の開口部が置換チャンバに完全に覆われる状態を得られるが、ヘッドスペースを確実に置換する処理時間を考慮すると、間歇駆動と同様にＤcの２倍以上とするのが、より望ましい。
【００３４】
上記ガス置換密封装置１００によれば、不活性ガス供給配管２０が置換チャンバ１０の内部に配設され、且つ置換チャンバ１０の内部に在る不活性ガス供給配管２０の外周面の内、上半部分に対し多数の噴出孔２１が均一に配設されているため、充填密封作業開始前に不活性ガス供給配管２０を通して殺菌剤、次いで洗浄水を供給することで、殺菌剤および洗浄水が噴出孔２１を介して順次噴出し、置換チャンバ１０の全内周面に接触し、次いで同内周面を洗浄するようになる。そして殺菌剤および洗浄水は、排出バルブ２４、第１および第２吹き出しプレート１２,１３を通って外部に流出する。これにより、置換チャンバ１０を分解することなく、置換チャンバ１０の内部を殺菌、洗浄および乾燥をすることができ、置換チャンバ１０の殺菌処理作業が簡素化されると共に、分解および再組立に伴う２次感染の虞もなくなる。また、その分解および再組立に伴う無菌状態の解除または中断がなくなるため、いわゆるフルチャンバ式の無菌充填装置に対して適用することが出来るようになる。
更に、上記ガス置換密封装置１００のシールタイミングは、容器が置換チャンバ１０の入口部おいて第２吹き出しプレート１３に部分的に係り、ヘッドスペースの空気を部分的に追い出された上で、少なくとも１回は容器の全開口部が置換チャンバ１０の下で休止し、更に封止直前まで窒素ガスの供給を受けた上で容器の開口部をシールヘッド３１で封止するタイミングである。その結果、容器のヘッドスペースからの窒素ガスの逃気および空気の浸入が最小限に抑制され、容器のヘッドスペースの窒素ガスによる置換効率が大幅に向上するようになる。
特に、開口部面積の大きいカップ型容器に対して、ヘッドスペースの不活性ガス置換率を向上させたい場合に、上記ガス置換密封装置１００を適用することが出来る。
【００３５】
なお、本実施形態において、シールヘッド３１およびそれに同期した送り機構等は間歇駆動をしているが、本発明のガス置換密封装置１００は、例えば送り機構が連続送りされ、シールヘッドが一定区間、容器と同期して移動しながら容器開口部をシールし、そしてシール終了後は上昇して元の位置に復帰する形式のシール手段に対しても好適に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のガス置換密封装置は、カップ型容器に限らず、缶、ＰＥＴボトルなど各種の容器詰め飲料および食品等の無菌充填装置または通常の充填装置に対して好適に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るガス置換密封装置を示す斜視図である。
【図２】不活性ガス供給配管からの殺菌剤の噴出を示す要部断面説明図である。
【図３】ガス置換密封装置のシールタイミングの一例を示す要部断面説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    置換チャンバ
１１    整流ガイド
１２    第１吹き出しプレート
１３    第２吹き出しプレート
２０    不活性ガス供給配管
２１    噴出孔
２２    配管部
２３    フレキシブルホース部
２４    排出バルブ
３０    シール部
３１    シールヘッド
３２    第１蓋材ガイドロール
３３    第２蓋材ガイドロール
３４    第３蓋材ガイドロール
１００  ガス置換密封装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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