(57)【要約】【課題】容器の出し入れを行う開口部を持ちながら気体の比重の差により低酸素の雰囲気に満たされた空間を作り出し、その中で容器に対して内容物の密封を行うことで高速に低酸素条件でのパッケージングを可能とする。【解決手段】不活性ガスに大気と比重が異なるガスを使用して、比重の差により大気と分離されやすい構造にすることで開口部を持つ構造でありながら低酸素の雰囲気に満たされた空間を作り出し、開口部より順次容器の出し入れを行いその中で容器への内容物の密封を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の内部に内容物を封入する装置であって、大気と比重の異なる気体を分離できる縦方向の囲いを持つ１以上の容器または、内容物が入った容器を出し入れする為の開口部を持つ有限の空間を備え、その空間の内部を容器または、内容物が入った容器が通過する機能を備え、その有限の空間に大気と比重が異なるガスを注入できる機能を備え、ガスを注入することで、有限の空間内にもともとあった大気を比重の差により押し出し、有限の空間を注入したガスで充満させ、その雰囲気下で容器内に内容物を入れて蓋を閉める、あるいは内容物が入った状態の容器に蓋を閉める機能を有することを特徴とする、低酸素濃度充填装置。
【請求項２】
容器の内部に内容物を封入する装置であって、２種類以上の比重の異なる気体を分離できる縦方向の囲いを持つ１以上の容器または、内容物が入った容器を出し入れする為の開口部を持つ有限の空間を備え、その縦方向の囲いを更に縦に蛇行する構造として、その内部を容器または、内容物が入った容器を通過できる機能を備え、２種類以上のガスを注入できる機能を備え、各々のガスを注入することで、有限の空間内にもともとあった大気を比重の差により押し出し、その有限の空間に大気よりも比重が軽いガスと大気よりも比重が重いガスを縦方向の上方部に比重の軽いガス、縦方向の下方部に比重の重いガスを充満させることによりもともとあった大気を押し出し、その雰囲気下で容器内に内容物を入れて蓋を閉める、あるいは内容物が入った状態の容器に蓋を閉める機能を有し、軽いガスと重いガスの其々の比重の差により大気の混入を抑制した低酸素濃度充填装置。
【請求項３】
容器または、内容物が入った容器を出入りする為の開口部の延長に、有限の空間内のガスと大気が混ざることを抑制しガスと大気の分離を促す坑道を有した請求項１または請求項２の装置。
【請求項４】
有限の空間内の成分濃度を測定し、その状況に合わせてガスを追加で注入する制御機能を有した請求項１または請求項２の装置。
【請求項５】
本装置に搬送される前に容器内に混入した大気が、有限の空間内で排出されやすいように、容器の開口方向を変化させる機能を有した請求項１または請求項２の装置。
【請求項６】
本装置に搬送される前に容器内に混入した大気が、有限の空間内で排出されやすいように、容器の開口部にガスを吹き込む機能を有した請求項１または請求項２の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、酸素濃度が低い雰囲気の空間を作り出し、その雰囲気下でパッケージングを行うことで内容物の酸化を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】容器に内容物を封入する際に内容物の酸化を抑制する手法として予め有限な空間を用意して、その内部に不活性ガスである窒素を充填することで、有限な空間を窒素が大半を占める状態を作り出し、その雰囲気下で容器に内容物を封入する手法が使われている。
この状態で、容器の内部には、内容物と大気よりも窒素の濃度が高い気体が封入されるため、同条件で内容物と大気を混入した容器の内部の状態と比較して、内容物の酸化が抑制されることになる。【０００３】このような封入を行う装置として、大別して概ね２通りの装置がある。
１つは、有限の空間を完全な密閉空間として、予め容器及び内容物を、その空間内に入れた状態で真空ポンプなどにより空間内の大気を排出し、その後に窒素ガスを充填し、空間内に窒素ガスを充満させた状態で容器の蓋を閉めて封入する方法Ａ。
もう１つは、特許文献１に記されるような有限な空間を完全な密閉空間とせずに絶えず窒素ガスを充填し続け、その雰囲気下で容器と内容物を通過させながら封入する方法Ｂ。【０００４】しかし、方法Ａによる装置では、有限の空間を完全密封した状態で空間内の大気を排出することが必須であり、一般的にはその排出に真空ポンプによる排出が行われ、一定の真空度を得るために時間を要するため、高速での運用が難しい問題点がある。
一方、方法Ｂによる装置では、密閉されない空間なので容器等の出し入れが容易で高速での運用は可能であるが、有限の空間は、その構造から完全に外気と遮断されないため、方法Ａほど窒素ガスの濃度は上げられず、内容物の酸化の度合いは方法Ａよりも高くなる問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【特許文献１】  特許４５２５９０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】解決しようとする問題点は、装置を高速で運用をしようとした場合、有限の空間を密閉状態にできないため容器内の酸素濃度を低減しにくい点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】本発明は、装置の高速での運用を行うために、大気と比重の異なる気体を分離できる縦方向の囲いを持つ開口部を備え、その開口部より容器または、容器と内容物の出入りを容易にすることで高速運用を可能とさせる。
そのうえで、大気と比重の異なるガスを有限の空間に注入することでガスと大気との比重の差により、もともとあった酸素を含む大気は、有限の空間から押し出され、有限の空間内は注入したガスが充満して酸素濃度が低くなった状態が作り出される。
その雰囲気下に容器または、容器と内容物を通過させながら蓋をすることで、低い酸素濃度の雰囲気下で容器に内容物を封入することが可能になる。
【発明の効果】
【０００７】従来、不活性ガスとして一般的に利用されていた窒素の代替に大気と比重の異なるガスを利用して大気との分離を促す構造にすることで、大気との比重の差が顕著にあらわれ容器などの出し入れが容易な開口部を設けた状態であっても、窒素ガスと比較して大気との分離の度合いが大きく有限の空間から酸素を除外しやすく低い酸素濃度の雰囲気を実現しやすい効果がある。
また、有限の空間に開口部があっても大気との比重の差から有限の空間に大気が混入しにくくなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による装置の構成の例の説明図。（実施例１）
【図２】本発明による装置の制御の例の説明図。（実施例２）
【図３】本発明による装置で２種以上のガスを用いる例の説明図。（実施例３）
【図４】本発明による装置で２種以上のガスを用いる例の説明図。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【０００９】装置の高速での運用と、容器内の酸素濃度を低減するという目的を、有限の空間に開口部を設けながらにして、内部に注入するガスと大気の比重の差を活かす構造とすることで有限の空間内の雰囲気と大気を分離しやすくし大気の混入を抑制することを実現した。
【実施例】
【００１０】図１は、本発明装置の実施例である。１は、有限な空間で、下向方向に容器の出入りを可能にする開口部を持つ。２、３は昇降搬送行う機構である。９はヘリウムガスのボンベであり、弁１０を開閉することにより、有限な空間１の内部に設置したノズル１１によりヘリウムガスを注入できる構造である。ヘリウムガスの比重は、大気の比重を１とした場合、０．１３８程度あり大気に比べ約１／７の重さであるためヘリウムガスは大気よりも高い位置に移動しようとする。
この図の例では、ヘリウムと大気の比重による分離を促進させるため、容器を台形状に搬送して有限の空間でヘリウムガスが充満された部分を容器が通過する構造にして上下方向にガスの分離を促進させている。
これにより１２に記す開口部に近い位置にヘリウムの層と大気の層の分離境界ができるようにしている。
容器４は、これらの搬送により、下方から上方に向かい、上方にて内容物の注入機６により内容物を入れ、その後に、蓋閉め機７により蓋８が閉められ、容器内には、内容物と不活性ガスのヘリウムガスが密封されることになる。
その後、容器は内容物とヘリウムガスを密封した状態で装置外に排出される。【００１１】図１の例では、容器内にもともとあった大気が排出されやすいように、装置投入前には容器の開口部を下方向に向け、その状態で、内容物の注入の前段階で反転機５により、開口部を上方向に向けている。これにより、ヘリウムガスより重い大気は容器の搬送の過程で下方向に押し出され、容器内の大気の残留量を減らすことができる。
ここで、本例では、容器の開口部を下向きにしたが、横向きあるいは、回転させながら搬送するような方法でもよい。【００１２】さらに、例えば、本装置の搬入前に容器に内容物を入れた状態で容器の向きを変えると内容物が排出されてしまい容器の開口部を上方向のままにする必要があるような状況であっても、容器内にヘリウムガスを強制的に吹き込むような機構を付けることで、容器の開口部が上向きであっても容器内の大気を排出することができる。【００１３】また、有限な空間１の内部のヘリウムガスと大気をより明確に分離できるように有限な空間１の開口部の延長に、大気の混入を抑制する風洞を設けてもよい。
さらに、大気の混入を抑制するために、容器の出入り口の片方、あるいは両方に、扉やシャッター１４を設けてもよい。【００１４】図２は、本発明の実施例であり、ガスセンサー１５を１２に記す開口部に近い位置に設置し、ガスセンサー１５の信号を電気制御回路１６に取り込み弁１０の開閉を制御することで有限な空間１のヘリウムガスの量を制御する例である。
この場合にガスセンサー１５は、酸素、窒素、ヘリウムの何れかを検知できるものを使用する。【００１５】図３は、本発明の実施例であり有限の空間を縦方向に蛇行する構造１７として、その内部を容器４または、内容物が入った容器４を通過できる機能を備えた構造で、その有限の空間に２種類以上のガスを縦方向の上方部の軽いガスが充満したエリア１８に比重の軽いガス、縦方向の下方部の重いガスが充満したエリア１９に比重の重いガスを充満させた状態で、容器４を通過させながら内容物の密封を行っている。【００１６】例えば、軽いガスにヘリウムガス、重いガスにキセノンガスを用いた場合で考えると、大気を１とした場合、ヘリウムガスの比重は約０．１３８、キセノンガスの比重は、４．５５３である。
すると、出入り口にあるキセノンガスは大気と４．５５３倍の比重の差により分離されるので、大気の揺らぎで混入しても、速やかに分離される、その後、キセノンガスとヘリウムガスとでは、約３３倍の比重の差があるので、更に双方が混合しにくい状態になる。これにより、有限の空間内に大気が混入することを抑制している。
軽いガスには、ヘリウムガス、ネオンガス、重いガスには、アルゴン、クリプトンガス、キセノンガス、ラドンガスの何れでもよい。【００１７】図４は、本発明の実施例であり有限の空間を縦方向に蛇行する構造１７として、その内部を容器４または、内容物が入った容器４を通過できる機能を備えた構造で、その有限の空間に２種類以上のガスを縦方向の上方部の軽いガスが充満したエリア１８に比重の軽いガス、縦方向の下方部の重いガスが充満したエリア１９に比重の重いガスを充満させた状態で、容器４を通過させながら内容物の密封を行っている。図３との違いは、大気と接するガスの種類を軽いガスと入れ替えた点であり、この例では、容器４を通過させながら内容物の密封を重いガスが充満したエリア１９で行っている点である。
容器４に内容物とともに密封されるガスの種類は、内容物を密封した生産品を製造するメーカが許容する物質であれば、ヘリウムガスに限定するものではない。【００１８】図３または図４のような縦方向のガスの種類を変えることによる分離は、層を重ねて幾層にも重ねる事で、大気の混入の確率を、より低くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】パッケージング業界などにおいて、内容物の酸化が懸念されるような不活性ガスの雰囲気下で容器への密封を大量に行う用途に適用できる。
【符号の説明】
【００１６】１  有限な空間
２  容器を搬入する搬送する機構
３  容器を搬出する搬送する機構
４  容器
５  容器の向きを変える機構
６  内容物を注入する機構
７  容器の蓋を閉める機構
８  容器の蓋
９  ヘリウムガスのボンベ
１０  弁
１１  ノズル
１２  分離境界を表す位置の例
１３  風洞
１４  扉あるいはシャッター
１５  ガスセンサー
１６  電気制御回路
１７  多重化する有限の空間
１８  軽いガスが充満したエリア
１９  重いガスが充満したエリア
【受託番号】
【００１７】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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