JP4111547B2 - 容器の注ぎ口組立品を滅菌する装置 - Google Patents

Description

法人事件整理番号 TRX-0322-PCT
技術分野
本発明は、上部が切妻形のカートンに用いる成形／充填／密封包装機に関するものであり、さらに詳しくは、カートンへの装着前に注ぎ口を滅菌できる包装機に関するものである。
背景技術
液体飲料類を保存する従来のボトルは、徐々に紙パックに移行しつつある。このようなパッケージは、通常、熱可塑性材料から成る層の間に挟まれた板紙による支持体から作られた形板により構成されている。これらの形板は、側面が封止されてから、包装機の入口へ供給される。この包装機は、これらの形板を直立させ、底部を封じ、中に製品を満たし、上部を密封する。
相当数に上るこのようなパッケージ型が、現在、一般に使用されている。このようなパッケージ型のひとつに、上部が切妻形の容器がある。また別のパッケージ型として、煉瓦型容器がある。多くの場合、このような容器に、容器の中味をすばやく簡単に出し入れできる閉じ直し可能な開口部を容器に配備できる付属部品とキャップから成る注ぎ口組立品を設けることが一般的に行なわれるようになった。
このような注ぎ口組立品が付いたパッケージを成形し密封するための設計がなされた包装機が、米国特許第４，７８８，８１１号の「紙パック等を組み立てアルコール飲料を充填する方法および装置（Process and Apparatus for Assembling and Liquor-Charging of Packages of Paper and the Like）」に記載されている。米国特許第４，７８８，８１１号に開示されているこの装置は、その上端部の一部にそれぞれ注ぎ口が設けられ液体飲料が充填される多くの紙パックを連続的に生産する装置であることが示されている。この注ぎ口は、概ね円筒形の構成を有し、その底端部に仮に固定された液体を注ぎ出す通路が設けられることによって概ね形成される固有の注ぎ口を具備している。また、より清潔さを保つため、注ぎ口が、半パッケージ体の内側からその開口端に挿入されている。この注ぎ口の挿入および装着作業は、中に液体を入れる直前に行なわれる。この後で初めて、液体を入れ上部を閉じる作業が滅菌された環境下で行なわれる。衛星上の安全性を高めるために、このような作業の衛生措置には、注ぎ口媒体および密封用付属部品も含まれている。
このようなパッケージが一般に普及するにつれて、中味の貯蔵寿命に関する需要も同様に高まっている。この貯蔵寿命は、包装過程の無菌性に直接依存している。しかしながら、米国特許第４，７８８，８１１号に記載されている前記システムは、このような貯蔵寿命を延ばすのに必要な無菌性を提供するものではない。本発明者は、製品を詰める前にカートンを滅菌する現在の処理工程では、発生率の高い汚染源を軽視しがちである点に気づいたことから、ここに開示ならびに説明する本発明を提供している。
発明の開示
注ぎ口組立品が配置された容器を提供する装置が開示されている。この注ぎ口組立品は、付属部品上に配置されたキャップから成り、容器の内側に向かって配置される内部と容器の外側に向かって配置される外部との間で機能的に分割される。この装置は、複数の注ぎ口組立品を貯蔵する貯蔵ビンと、複数の注ぎ口組立品をガイド組立品の出口にひとつずつ供給されるように導くガイド組立品とから構成されている。付属部品およびキャップ滅菌器は、ガイド組立品の出口から排出される複数の注ぎ口組立品をひとつずつ受け取り、個々の内部に消毒液を塗布する。出口ガイド組立品は、注ぎ口組立品の内部が消毒された後、そのひとつずつを受け取って、次の処理ステーションに導く。次の処理ステーションとは、例えば、注ぎ口組立品を容器に取り付ける注ぎ口アプリケータである。また、付属部品およびキャップ滅菌器と注ぎ口アプリケータとの間で中間紫外線ステーションを用い、容器への装着前に、注ぎ口組立品をさらに滅菌してもよい。
付属部品およびキャップ滅菌器の１実施例によれば、付属部品およびキャップ滅菌器は、複数の注ぎ口組立品を支持するとともに既定の通路に沿って導くトラックを具備している。また、複数の注ぎ口組立品がこのトラックに沿って移動しないように、ゲート機構が配置されている。ゲート機構は、注ぎ口組立品の各々をトラックに沿った既定の位置に選択的に保持し、保持された注ぎ口組立品をトラックに沿ってさらに進むよう選択的に移動させるように操作可能である。また、噴霧機構が、ゲート組立品によって既定の位置に保持されている注ぎ口組立品に対して一定に並ぶよう配置され、保持されている注ぎ口組立品に消毒液を噴霧するようになっている。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の１実施例による包装機の注ぎ口装着ステーションと容器滅菌ステーションを示す線図である。
図２は、容器に注ぎ口装着後の滅菌処理が施されている、容器に取り付けられた注ぎ口組立品の断面図である。
図３〜図５は、本発明の１実施例により構成された付属部品およびキャップ滅菌器の各種図面である。
図６は、本発明に使用されるトラック組立品の１実施例を示す斜視図である。
図７は、図６に示されたトラック組立品の端面図である。
発明を実施するための最良の形態
図１の１０に、注ぎ口組立品が配置された切妻形上部を有する容器などの容器を提供する装置の１実施例が概ね示されている。装置１０において、連続する処理ステーションの間を、複数の容器１５が、例えば、エンドレスベルトコンベア（不図示）によって、矢印２０の方向に搬送されている。ここでは、このような処理ステーションが図に示されている。第１の処理ステーション２５が設けられ、容器１５の各々に注ぎ口組立品を取り付ける。本発明の１態様によれば、各注ぎ口組立品は、このような装着前に滅菌されることにより、包装工程がさらに無菌状態となり、製品の貯蔵寿命は当然長くなる。第２の処理ステーション３０は、容器１５の内部を滅菌するために設けられたものである。
図に示すように、第１の処理ステーション２５は、複数の注ぎ口組立品を貯蔵するための注ぎ口組立品貯蔵ビン３５により構成されている。この貯蔵ビン３５は、注ぎ口組立品トラック４５のある長さ部分の入口に取り付けられた流出口４０を具備している。注ぎ口組立品トラック４５は、貯蔵ビン３５と付属部品およびキャップ滅菌器５０の入口との間に延在し、その間の注ぎ口組立品の搬送を容易にしている。注ぎ口組立品は、重力および、必要に応じて、殺菌された空気等の噴出によって、トラック４５に沿って搬送されることが好ましい。
付属部品およびキャップ滅菌器５０は、トラック４５に沿って連続的に搬送される個々の注ぎ口組立品を受け取る消毒用組立品として機能する。消毒は、過酸化水素などの消毒液を注ぎ口組立品に塗布することによって行なわれる。
特に、付属部品およびキャップ滅菌器５０は、一定量の消毒液を注ぎ口組立品の内部に塗布する。この点において、図２に関して言えば、各注ぎ口組立品５５が、機能的に２つの部分、つまり、各容器１５への装着時に、容器の外側に向かって配置される外部６０と、各容器への装着時に容器１５の内側に向かって配置される内部６５とから構成されている。通常、図２に示すように、注ぎ口組立品の内部の滅菌は、注ぎ口組立品がいったん各容器に装着されてからは、内部への接触が困難になるという点で見過ごされている。例えば、図に矢印７０で示されている過酸化水素を散布しても、注ぎ口組立品５５の一定の内部には届かない。このような領域は、過酸化水素が塗布されない「影の」領域となる。したがって、装着後の容器の滅菌では、注ぎ口組立品５５のうち、容器の中味を汚染する可能性のある腐敗性の部分をかなり残すことになり、有効貯蔵寿命は短縮する。このような問題は、容器への装着前に注ぎ口組立品の内部に消毒液を塗布することにより、軽減および／または解消される。
各注ぎ口組立品は、付属部品およびキャップ滅菌器５０によって消毒された後、出口ガイド組立品７５に供給され、注ぎ口組立品の各々が、次の処理ステーションに導かれる。図１に例示した実施例において、各注ぎ口組立品は、次に、紫外線ステーション８０に供給される。紫外線ステーション８０は、通過時に、各注ぎ口組立品、詳しくは、その内部を照射する。このような照射は、特に、過酸化水素を消毒液として塗布することと組み合わせた場合に、注ぎ口組立品を非常に効果的に滅菌できる。
各注ぎ口組立品は、紫外線ステーション８０での照射後に、トラック８５に沿って、各容器１５に注ぎ口組立品を取り付ける注ぎ口アプリケータ９０に導かれる。注ぎ口アプリケータ９０は、任意数の形態を採ることができる。例えば、注ぎ口アプリケータ９０は、ケンブリッジ・バレー・マシーニングで入手可能なＥＬ−６４であってもよい。他の注ぎ口アプリケータも同様にこの用途に使用可能である。
前記システムにおいて、ステーション２５を概ね殺菌された環境下に維持することが好ましい。したがって、ステーション２５に殺菌した空気を循環させてもよい。また、代わりに、ステーションまたはその一部を殺菌された部屋等を仕切る側壁で取り囲んでもよい。
各容器に注ぎ口組立品を取り付けた後、この容器および注ぎ口組立品は、例えば、チェーンコンベア等によって矢印２０の方向へ、さらに滅菌処理を行なうステーション３０へ搬送される。滅菌ステーション３０では、容器１５に、例えば、過酸化水素を塗布した後に紫外線を照射するなどの滅菌処理が施される。すでに述べたように、従来の容器滅菌処理では、注ぎ口組立品の内部を充分に滅菌できないことが多いが、ここでは、注ぎ口組立品の内部がステーション５０で滅菌されていることから、このことは問題にならない。したがって、滅菌ステーション３０で従来の処理を行なうことが可能である。
滅菌ステーション３０で滅菌処理が施された後、容器１５は、次のステーション（不図示）に搬送され、そこで中に製品が詰められ、上部が封印される。このような充填および密封動作は、本発明に特に関連するものではなく、例えば、従来の処理工程により実行されてもよい。
図３〜図５は、ステーション２５に用いられる付属部品およびキャップ滅菌器５０の１実施例を示している。図に示されているように、注ぎ口組立品５５は、付属部品およびキャップ滅菌器５０のトラック１００によって輪郭が定められる既定の通路に沿って搬送される。また、１１０に概ね示されるゲート機構が配置されることにより、注ぎ口組立品５５がトラック１００に沿って移動することがなくなる。さらに詳しく述べると、概ね１２０で示される噴霧機構によって、各注ぎ口組立品５５の内部に過酸化水素などの消毒液を噴霧している間、ゲート機構１１０は、トラック１００に沿った既定の位置に注ぎ口組立品５５の各々を選択的に保持するよう操作可能である。個々の注ぎ口組立品５５は、噴霧された後、選択的にトラック１１に沿ってさらに移動される。
ゲート機構１１０の特定の実施態様では、打抜き部１３０を有する円形ゲート１２５を使用している。打抜き部１３０は、個々の注ぎ口組立品５５のキャップ部１３５の形状と一致し、その周辺部と嵌合する。図に示すように、円形ゲート１２５は、注ぎ口組立品５５がトラック１００に沿って移動しないように配置される。動作中に、ゲート１２５は、１またはそれ以上の入力１５２において受信した制御信号に反応し、アクチュエータ１５０によって回転する。アクチュエータ１５０は、ゲート１２５が、打抜き部１３０において個々の注ぎ口組立品５５と係合し既定の位置に保持する第１の位置と、ゲート１２５が、保持された個々の注ぎ口組立品５５を通してトラック１００の出口部分１６０に至らせる第２の位置との間で、ゲート１２５を回転させる。予め保持された個々の注ぎ口組立品５５を通して出口部分１６０に至らせると、円形ゲート１２５の後方部分１６５が注ぎ口組立品５５の次のひとつと係合することにより、他の注ぎ口組立品は、付属部品およびキャップ滅菌ステーション５０を通過できなくなる。このように、各注ぎ口組立品５５は、個々を対象に滅菌処理が施される。本実施例のアクチュエータ１５０は、入力１５２での空気制御信号に反応するが、他の種類の動作信号に反応する他のアクチュエータを用いてもよい。
噴霧機構１２０は、ゲート機構１１０の反対側に配置される。噴霧機構１２０とゲート機構１１０は、図では垂直の向きに配置されているが、注ぎ口組立品を重力によってトラックに沿って搬送する場合は、水平の向きに配置することが好ましい。また、噴霧機構１２０は、本体１７０とノズル１７５から構成されている。本体１７０は、殺菌された霧状の空気等を入れるための第１の入口１８０を具備している。さらに、本体１７０は、過酸化水素などの溶液を入れて消毒するための第２の入口１８５を具備している。また、さらに、動作入力１９０が設けられ、噴霧サイクル動作を初期設定する電気信号または空気信号などの動作制御信号を受信する。動作制御信号を受信すると、噴霧機構１２０は、既定量の消毒液と既定量の滅菌済み霧状空気の両者を合体させ、ノズル１７５を通して散布する。一回の散布に用いられる溶液と空気の量は、非常に高い水準まで制御可能である。噴霧機構のノズルは、ＥＦＤで入手可能なＭｏｄｅｌ ７８０Ｓ−ＳＳであることが好ましい。
ノズル１７５の開口部のサイズは、オペレータが握って回す第１の端部１９５を備えたスクリュー式機構によって制御可能である。第１の端部１９５は、ノズル開口部２００付近に配置された第２の幅狭の端部まで延在している中心ロッド（不図示）に接続されている。第２の幅狭の端部がノズル開口部２００を遮る度合いは、第１の端部１９５を回して調節しながら、開口部の有効サイズを調節する。
図示した実施例において、ゲート機構１１０と噴霧機構１２０は、トラック１００に固定されており、このトラック１００は、注ぎ口組立品５５が通過して付属部品およびキャップ滅菌器５０で処理されるときに、組立品を支持する働きをする。さらに詳しく述べると、図３および図４以外に、図６および図７の各部に詳しく示すように、トラック１００は、４本のサイドレール２０５と１本の支持レール２１０により構成されている。さらに、レール２０５および２１０は、トラックに沿って各既定位置に配置された複数の支持部材２１５によって支持されている。噴霧機構１２０とゲート機構１１０は、それぞれブラケット２２５および２３０によって、この支持部材２１５のうち少なくともひとつに固定されている。図３に詳細に示すように、ゲート機構１１０のアクチュエータ１５０は、例えば、ボルト２３５によってブラケット２３０に固定されている。ブラケット２３０は、支持部材２１５ａと支持部材２１５ｂとの間にまたがり、一対のボルト２４０によって連結されている。
噴霧機構１２０を支持部材２１５ａに連結しているブラケット２２５は、横方向に延在する部分２５０固定されている直立部分２４５によって構成されている。横方向延在部分２５０が、噴霧機構１２０の本体１７０と嵌合し固定されている開口部２６０を具備することにより、ノズル１７５は、円形ゲートがその第１の位置にあるときに、円形ゲート１２５と嵌合する個々の注ぎ口組立品の位置と一致する既定の位置に配置される。特に、トラック１００が配置されることにより、個々の注ぎ口組立品が、付属部品およびキャップ滅菌器５０に供給され、その内部を噴霧機構１２５によって消毒液で噴霧できる。このように、注ぎ口組立品の内部には、容器への固定前に、適正な殺菌処理が施される。
また、付属部品およびキャップ滅菌器５０の前後の既定位置に、ＬＥＤセンサー等のようなセンサー２８０が、トラックに沿って配置されてもよい。このようなセンサー２８０は、滅菌器５０の前後にある注ぎ口組立品５５の未処理分を監視するのに用いられ、これによってシステムの誤動作や、ビン３５内に注ぎ口組立品を追加する必要性等が示される。
噴霧機構１２０とゲート機構１１０の調整および制御は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等から成る中央制御システム（不図示）によって行なわれることが好ましい。また、このＰＬＣを用いて、包装機全体の動作を調整および制御することがさらに好ましい。

Claims (4)

1. 付属部品に配置されたキャップから成る注ぎ口組立品（５５）が取り付けられた容器（１５）を提供する装置（１０）であって、前記注ぎ口組立品（５５）は、さらに、前記容器（１５）の内側に向かって配置する内部（６５）と前記容器（１５）の外側に向かって配置する外部（６０）とから成る装置において、前記装置（１０）は、
   複数の前記注ぎ口組立品（５５）を貯蔵する貯蔵ビン（３５）と、
   前記複数の注ぎ口組立品（５５）を、その出口にひとつずつ供給するよう導くガイド組立品（４５）と、
   前記注ぎ口組立品（５５）の各々を前記容器（１５）に取り付ける注ぎ口組立品アプリケータステーション（９０）と、
   前記注ぎ口組立品（５５）の各々の前記内部（６５）を照射する紫外線ステーション（８０）とから成り、
   前記ガイド組立品（４５）と前記注ぎ口組立品アプリケータステーション（９０）との間に、前記ガイド組立品（４５）の出口から排出される前記注ぎ口組立品（５５）をひとつずつ受け取って前記注ぎ口組立品（５５）の各々の前記内部（６０）に消毒液を塗布する、付属部品およびキャップ滅菌器（５０）が配置され、この付属部品およびキャップ滅菌器（５０）が、
   既定の経路（１００）に沿って前記複数の注ぎ口組立品（５５）が移動しないように配置されたゲート機構（１１０）であって、前記既定の経路（１００）に沿った既定の位置に前記注ぎ口組立品（５５）をそれぞれ選択的に保持するとともに、前記保持された注ぎ口組立品（５５）を前記既定の経路（１００）に沿ってさらに進むよう選択的に移動させるように操作可能なゲート機構（１１０）と、
   前記既定の位置に保持された注ぎ口組立品（５５）に対して一定に並ぶよう配置され、保持された注ぎ口組立品（５５）に消毒液を噴霧する噴霧機構（１２０）とから成ることを特徴とする装置。
2. 前記ゲート機構（１１０）が、その周辺部に沿って配置された打抜き部（１３０）を有する円形ゲート（１２５）から成り、前記打抜き部（１３０）は、個々の注ぎ口組立品（５５）の形状に概ね一致し、前記円形ゲート（１２５）は、前記トラック１００に沿って前記注ぎ口組立品（５５）が動かないように配置され、
   前記円形ゲート（１２５）が、打抜き部（１３０）において前記注ぎ口組立品（５５）と係合してそれを保持する第１の位置と、前記ゲート（１２５）が、保持された個々の注ぎ口組立品（５５）を通す第２の位置との間で回転すると同時に、前記ゲート機構（１１０）よりも上流に配置された他の注ぎ口組立品（５５）が通過しないよう、さらに操作可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ゲート（１２５）に連結された空気圧アクチュエータ（１５０）をさらに具備することにより、前記第１の位置と第２の位置との間の前記ゲート（１２５）を回転させることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記噴霧機構（１２０）は、本体（１７０）とノズル（１７５）とから成り、前記本体（１７０）は、殺菌された霧状の空気を入れるための第１の入口（１８０）と、消毒液を入れるための第２の入口（１８５）と、動作信号入力（１９０）とを有し、前記ノズル（１７５）は、前記既定の位置付近にある前記本体（１７０）の一端に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。

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