JPH0549533B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチツクシートとアルミ箔などを
貼合せてなるシート状包材から自立容器を形成す
る途中で容器内にジユース等の内容物を無菌状態
を維持しつつ充填する無菌充填包装機に関する。

〔従来の技術〕

一般に容器内に内容物を充填する充填包装機は
大別して、予め成形した容器内に内容物を充填す
る容器供給型と、フレキシブルなシート状包材か
ら容器を形成しつつ同時に内容物を充填する容器
形成型とがある。

容器形成型は容器供給型に比べ容器形成の専用
機を別体として用意する必要がないのでスペース
的にも全体的効率の面でも有利であり、このため
広く利用されている。。そして、容器形成型は三
方、或いは四方シールによるパウチ（袋体）から
発展し、最近では下側にガセツトを形成した自立
型パウチが提供されている。この自立型パウチは
従来のパウチに比べ、容量の確保、外観性及び使
い易さ等の点で優れているが、ガセツトを形成し
た部分が下側のみであるので、自立方向が規制さ
れ、倒立せしめることができなかつた。そのた
め、積み重ねたり、冷蔵庫等に収納する際に上下
方向をそろえる必要があり、不便である。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、ジユース等の飲食物を容器内に充填する
場合には容器を構成する包材を無菌なものとする
とともに、充填機内も無菌状態に保つ必要があ
り、このため従来の充填機にあつては充填機内に
包材の殺菌機構を別途配設している。ところが、
包材の殺菌機構としてはH₂O₂液或いはアルコー
ル液などを用いる化学的方法、紫外線、γ線或い
は電子線を用いる物理的方法があるが、いずれも
一長一短があり、いずれの方法を用いるにして
も、その不利を補うために殺菌機構自体大型化
し、且つ高価となつている。このため、無菌充填
包装機を使用するメーカーが限られている。

また、機内でシート状包材を殺菌せず、予め殺
菌された包材を用いて充填・包装することが考え
られるが、無菌化された包材を充填包装機にセツ
トする際の２次汚染を有効に防止することができ
ないという問題がある。

本発明は上述した２つの問題点、つまり上下両
方のガセツト部を有し、上下いずれでも自立可能
な容器を容易に製作すること、及び予め無菌化さ
れた包材を用いても２次汚染の虞れがなく、もつ
て機内の殺菌機構を簡略化し得る無菌充填包装機
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〕

本発明は、一面を溶着可能な面とした無菌化さ
れたシート状包材により容器を成形しつつ容器内
に内容物を充填するようにした無菌充填包装機に
おいて、この無菌充填包装機の本体には、無菌包
材を外部から入れて、その外装材を殺菌するため
の外装材殺菌部及び無菌包材からシート状包材を
本体内に供給する包材供給部を付設し、これら外
装材殺菌部と包材供給部間は開閉自在の仕切りに
よつて仕切り、前記本体内にはシート状包材を溶
着可能面を内側にして筒状に折込むガイド板と、
この筒状包材の側端部を重ねて溶着するサイドシ
ーラーと、筒状包材の両側部を内方へ折込むガセ
ツトガイドと、内方へ折込んだ部分の両端部を上
下方向に溶着して筒状包材の四隅に上下方向のガ
セツト部を形成するガセツトシーラーと、筒状包
材内に内容物を供給するとともに洗浄・殺菌が可
能とされた充填ノズルとが配設され、また該充填
ノズルの下方には筒状包材を横方向に溶着するエ
ンドシーラー及びカツターを設け、更に前記外装
材殺菌部、包材供給部及び本体にはプレ殺菌装置
が接続されるとともに無菌エアーの供給装置が接
続され、前記シート状包材を筒状に折込むガイド
板よりも上流には包材に穴を穿設する穴開け装置
が配設され、この穴開け装置は、前記ガセツトシ
ーラーによつて形成されるガセツト部の内側で且
つエンドシーラーによつて溶着される際に互いに
対向して重なる位置に穴を穿設するポンチを有す
ることを特徴とする無菌充填包装機である。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

第１図は本発明の無菌充填包装機の内部構造を
示す縦断面図であり、無菌充填包装機１は本体２
に外装材殺菌部３及び包材供給部４および充填部
１００を設けている。

外装材殺菌部３内の上部側面には無菌包材５を
投入するための扉６が設けられ、下部側面には無
菌包材５の芯材を排出するための扉７が設けられ
ている。

そして無菌包材５は第２図及び第３図に示すよ
うに、パイプ材８の両端にフランジ部９，９を形
成してなる芯材１０にシート状包材１１を巻回
し、更にこの外側に外装材１２を巻回し、外装材
１２の両端部とフランジ部９，９の外周部を、ま
た外装材１２の互いに重り合つた両端部を両面粘
着テープ又はヒートシールにより接着している。
ここで、シート状包材１１はプラスチツクシート
などの溶着され得るシートと、アルミ箔あるいは
他の溶着されないシートとを貼り合せてなる。

ところで、無菌包材５を構成する芯材１０、シ
ート状包材１１及び外装材１２は本装置とは別体
に形成された殺菌装置により予め殺菌したのち、
巻回されており、また外装材１２はシワのないよ
うに巻回することで、外装材殺菌部３内において
殺菌を行う際にムラなく確実に殺菌するようにし
ている。

第４図は前記外装材殺菌部３及び包材供給部４
の詳細を示すものであり、外装材殺菌部３内には
一対の平行なローラ１３，１４が配設され、一方
のローラ１３は図示しないモータによつて回転せ
しめられ、他方のローラ１４は軸１５を中心とし
て回動するアーム１６にて回動自在に支持され、
外部からの信号等でアーム１６を上方へ回動する
ことで、無菌包材５は包材供給部４方向へ押し出
される。

一方、外装材殺菌部３と包材供給部４とは仕切
り板１７にて気密に区画され、この仕切り板１７
には開口１８を形成し、この開口１８の下縁部近
傍で外装材殺菌部３側に開口１８を開閉する扉１
９の下端部を枢着している。また、外装材殺菌部
３の外側壁には手動にて回動するハンドル２０を
取付け、このハンドル２０の外装材殺菌部３内に
伸びる軸２１にアーム２２の基端部を固着し、こ
のアーム２２の先端部にリンク片２３の基端部を
枢着し、リンク片２３の先端部を前記扉１９の中
央部に枢着している。

而して、外部操作でハンドル２０を回すと、ア
ーム２２、リンク片２３を介して扉１９がその下
端部を中心として回動し、外装材殺菌部３と包材
供給部４を連通・遮断する。更に外装材殺菌部３
の底部にはシート状包材１１を使いきつた後の芯
材１０を排出するための受け皿２４を配置してい
る。

また、包材供給部４は、その上部前面（右側）
を透明の傾斜板２５とし、操作員Ｐが内部を視認
し得るようにしている。また内部には無菌包材５
の芯材１０のパイプ部８内に嵌入して無菌包材５
を回転自在に支持するチヤツク２６が包材供給部
４の内方に向つて移動可能に設けられ、このチヤ
ツク２６は包材供給部４の外側壁に設けたハンド
ル３０を操作することで移動せしめられる。一
方、包材供給部４内には無菌包材５を前記チヤツ
ク２６に対し着脱せしめる際に、無菌包材５を上
下動させて位置決めを行う昇降装置２７、操作員
が手を挿入して自動化困難な各種操作を行うため
のゴム手袋２８、及びシート状包材１１同士を接
合するための接合装置２９がそれぞれ配設されて
いる。

そして、昇降装置２７はロール３１，３１を支
持した支持台３２と、この支持台３２を支える支
持柱３３と、この支持柱３３の下端に枢着された
ガイドアーム３４と、このガイドアーム３４を回
転自在に保持して包材供給部４に横架される軸３
５と、前記支持柱３３を上下動させるべく支持柱
３３にその一端が枢着された作動アーム３６と、
この作動アーム３６の他端が固着され前記軸３５
と平行に伸びる回動自在な回動アーム３７と、こ
の回動アーム３７の一端に連結されるハンドル軸
３８と、このハンドル軸３８を回転させるハンド
ル３９とからなつている。

以上の如き構成からなる外装材殺菌部３と包材
供給部４の作用を次に述べる。

先ず、扉６を開いて無菌包材５を外装材殺菌部
３内に入れ、ローラ１３，１４上に載置する。次
いで扉６を閉じローラ１３，１４を回転させ、ロ
ーラ１３，１４の無菌包材５を回転させながら
H₂O₂等をスプレーし、殺菌残しのないように殺
菌した後、外装材殺菌部３内に除菌フイルタを通
過した無菌加熱エアを導入し無菌包材５を乾燥せ
しめる。

また上記と前、後して又は同時に包材供給部４
内をH₂O₂スプレー等で殺菌し、無菌加熱エアを
導入して乾燥させた後、ハンドル２０を外部から
操作して扉１９を外装材殺菌部３側に水平近くま
で倒してロツクする。この後、ローラ１４を上方
へ回動せしめ、無菌包材５を扉１９上に載せて包
材供給部４方向に転動せしめ、無菌包材５を昇降
装置２７のローラ３１，３１上に移す。

次いで操作員が手袋２８を介してハンドル３９
を廻し、昇降装置２７を上下動して無菌包材５の
芯材１０のパイプ部８がチヤツク２６の位置と一
致するようにし、ハンドル３０を外部操作してパ
イプ部８内にチヤツク２６を挿入して無菌包材５
を回転自在に支承する。

而る後、無菌包材５の外装材１２を手袋２８ご
しに取外し、シート状包材１１を引き出し、包材
供給部４の底面に形成したスリツト４０を通して
シート状包材１１の先部を本体２内に入れ、更に
引き出してシート状包材１１を本体２内の各装置
にセツトし、この後、本体２内を殺菌乾燥せしめ
た後、装置を稼動させる。

また各装置が稼動している間に新たな無菌包材
５を外装材殺菌部３内で殺菌せしめて次の交替に
備える。無菌包材５の交替は、旧無菌包材５のシ
ート状包材１１が少なくなつたら装置をいつたん
停止し、旧無菌包材５の芯材１０を扉１９を開け
て（このときは、外装材殺菌部３はプレ殺菌によ
り無菌状態となつている。）受け皿２４に落下せ
しめるとともに新無菌包材５を包材供給部４内に
搬入し、前もつて切断して接合装置２９において
保持していた旧無菌包材５のシート状包材１１の
後端部と、新無菌包材５のシート状包材１１の先
端部とを接合装置２９で接合することで本体内に
連続的にシート状包材１１を供給するようにして
いる。

本体２内においては多数のガイドローラ４１…
…４１によつて、シート状包材１１が順次各種装
置を通過しつつ成形・充填される。各種装置とし
ては上流側から順に、穴開け装置４２、ガイド板
４３、サイドシーラー４４、ガセツトガイド４
５、ガセツトシーラー４６及び内容物の充填ノズ
ル４７がある。

穴開け装置４２は第５図に示すように本体２の
中央部に立設される支持柱４８から側方に支持板
４９を延設し、この支持板４９上に一対のガイド
ローラ４１ａ，４１ａを取付けてシート状包材１
１を水平方向に走行せしめ、また支持板４９上に
固設したロツド５０，５０にポンチ５１を備えた
板体５２を上下動自在に嵌着し、板体５２の中央
に枢着するリンク機５３の先端をモータ等によつ
て回転せしめられる回転体５４に偏心して取付け
ている。

而して、ポンチ５１は回転体５４の回転で規制
的に上下動し、シート状包材１１に一定パターン
の穿孔を施す。

第６図は上記穴開け装置４２によつて穿孔を施
されたシート状包材１１の一単位、つまり１つの
容器となる部分の平面図であり、図中右方を穴開
け装置４２の部分における走行方向とすると紙面
上面がアルミ箔などの溶着しない面で、紙面裏側
がプラスチツクシートなどの溶着する面となつて
いる。

そして、シート状包材１１には合計８個の孔５
５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５
ｆ，５５ｇ，５５ｈが形成される。これらの穴の
位置を最終的な製品である自立容器を示す第７図
と比較しつつ説明する。即ち、第７図に示す如く
自立容器５６は左右に耳部５７，５８を上部にガ
セツトを形成する起立片５９，６０、下部に同じ
くガセツトを形成する起立片６１，６２を設け、
更に一方の側面の横方向に接合部６３を有してい
る。

そして、前記穴５５ａは起立片６０となる部分
６４と耳部５８となる部分６５とが重なる部分に
設けられ、穴５５ｂは起立片６０となる部分６４
と耳部５７となる部分６６とが重なる部分に設け
られ、穴５５ｃは起立片５９となる部分６７と耳
部５８となる部分６５とが重なる部分に設けら
れ、穴５５ｄは起立片５９となる部分６７と耳部
５７となる部分６６とが重なる部分に設けられ、
穴５５ｅは起立片６２となる部分６８と耳部５８
となる部分６５とが重なる部分に設けられ、穴５
５ｆは起立片６２となる部分６８と耳部５７とな
る部分６６とが重なる部分に設けられ、穴５５ｇ
は起立片６１となる部分６９と耳部５８となる部
分６５とが重なる部分に設けられ、穴５５ｈは起
立片６１となる部分６１と耳部５７となる部分６
６とが重なる部分に設けられている。またシート
状包材１１の第６図中上下の端縁部７０，７１は
溶着されて容器５６の接合部６３となる。

以上の如き位置に穿孔を施されたシート状包材
は第４図に示す如く本体２の天井部近くを走行せ
しめられ、ガイドローラ４１ｂの位置で下方へ走
行方向を変える。このガイドローラ４１ｂの下方
には第８図にも示す如く下方に向つて互いに接近
する一対の三角形状をなすガイド板４３，４３が
配設され、このガイド板４３，４３によつてシー
ト状包材１１はプラスチツクシートを内側にして
折込まれ、サイドシーラ４４にてシート状包材１
１の端縁部７０，７１が突合された状態で溶着さ
れ、第９図に示すような上下方向に接合部６３を
有する筒状体７２が成形される。次いで、筒状体
７２が下方に移動すると、サイドシーラー４４の
下方に配設されたガセツト折込みガイド４５，４
５によつて第１０図に示す如く筒状体７２の両側
部を内方へ凹ませる。この後ガセツトシーラー４
６により、折込み部の両側を上下方向に亘つて溶
着する。すると、第１１図に示すように、筒状体
７２の四隅に前述した起立片５９，６０，６１，
６２が形成され、起立片５９の内側に穴５５ａ，
５５ｂが、起立片６０の内側に穴５５ｃ，５５ｄ
が、起立片６１の内側に穴５５ｅ，５５ｆが、起
立片６２の内側に穴５５ｇ，５５ｈが位置し、穴
５５ａと穴５５ｃ、穴５５ｂと穴５５ｄ、穴５５
ｅと穴５５ｇ、穴５５ｆと穴５５ｈがそれぞれ対
向し、各穴からは溶着可能なプラスチツクシート
が露出する。

また、ガゼツトシーラー４６の下方で本体２の
外部にはエンドシーラー７３が配設されており、
このエンドシーラー７３にて本体２外に引き出さ
れた筒状体７２を横方向に溶着する。この溶着す
る箇所は穴５５ｂ，５５ｄ，５５ｆ，５５ｈにか
かる位置とする。すると、第１２図に示すように
筒状体７２の下部が閉じられ袋状となる。また、
この溶着において穴５５ｂと穴５５ｄ及び穴５５
ｆと穴５５ｈはそれぞれ対向しているので、各穴
から露出するプラスチツクシートは溶着され、容
器の耳部５７を形成する。

ここで、充填ノズル４７はガイド板４３，４３
間からサイドシーラー４４，４４、ガセツト折込
みガイド４５，４５、ガセツトシーラ４６，４６
間を縦通して下方に垂下しているため第１３図に
示すようにノズル４７の下端は袋状の筒状体７２
内に臨む。そして、充填ノズル４７はレベル計７
４を付設しており、一定レベルまで内容物が充填
されたら、その供給を自動的に停止する機構とな
つている。而して、第１２図の状態の筒状体７２
内に一定量の内容物を充填し、筒状体７２を更に
下方に引き出し、エンドシーラー７３にて穴５５
ａ，５５ｃ，５５ｅ，５５ｇにかかるように筒状
体７２を横方向に溶着して前記同様に耳部５８を
形成し、穴５５ａ，５５ｃ，５５ｅ，５５ｇにか
からないように切断すれば、第７図に示した内容
物を充填した自立容器５６が得られる。

ところで、前記エンドシーラー７３は第１４図
に示す如き装置に取付けられている。

即ち、本体２上に支柱７５，７５を介して両側
部が斜め上方に立上がつた支持板７６を設けこの
支持板７６の両側部に回動アーム７７ａ，７７ｂ
を取付け、これらアーム７７ａ，７７ｂにシリン
ダｃによつて横動するロツド７８を連結し、また
一方のアーム７７ａの軸にアーム７９ａを取付
け、このアーム７９ａの先端と前記支持板７６の
揺動自在に基端部を枢着した揺動アーム８０ａを
連結し、他方の揺動アーム８０ｂはアーム７９ｂ
に連結され、このアーム７９ｂは、図示しない反
転機構を介して回動アーム７７ｂに連結され、ロ
ツド７８の横動によつて揺動アーム８０ａ，８０
ｂが二枚貝状に開閉動作をなすようにし、揺動ア
ーム８０ａ，８０ｂの上端部にヒータからなるエ
ンドシーラー７３，７３を、揺動アーム８０ａ，
８０ｂの中間部にカツター９０とカツター受け９
１を設け、エンドシーラー７３とカツター９０と
の間隔は第７図に示す自立容器５６の横方向の長
さと等しくしている。

シリンダｃの駆動によつて、ロツド７８を第１
４図中右方へ移動させれば、アーム７７，７８を
介して揺動アーム８０ａ，８０ｂは拡開する。そ
こで揺動アーム８０ａ，８０ｂ間に内容物を充填
した袋状の筒状体７２を引き入れ、次いでロツド
７８を左方へ移動させる。すると、アーム８０，
８０が閉じ、ヒータによつて筒状体７２の上部を
溶着して閉じるとともに下部をカツター９０で切
断し、これを連結することで、つぎつぎに内容物
を充填した自立容器５６が得られる。そして得ら
れた製品はシユータ８２を介して所定の場所まで
搬送される。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明によれば、上下い
ずれにも自立用のガセツトを形成した容器を容易
に製作でき、しかも充填包装機内に包材を殺菌す
るための専用の殺菌装置を不要とし、予め無菌化
された包材を用いて無菌状態で内容物を充填でき
るので、、充填包装機自体従来よりもその機構が
簡単で且つ小型なものとすることができるので、
中小のメーカにとつても導入しやすい等の効果を
奏する。

また穴開け装置のポンチによつて、ガセツト部
の内側でかつエンドシーラーによつて溶着される
際に互いに対向して重なる位置に穴を穿設するこ
とができるので、エンドシーラーによつて溶接す
る際、対向する穴を通して露出するシート状包材
の溶着可能面同志を互いに接着させ、容器の耳部
を形成することができる。このためシート状包材
の両面を溶着可能面とする必要がなく、製造工程
の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の無菌充填包装機の概略構成
図、第２図は無菌包材の製作工工程を示す斜視
図、第３図は無菌包材の断面図、第４図は外装材
殺菌部及び包材供給部の内部構造を示す断面図、
第５図は穴開け装置の正面図、第６図は穴開け装
置にて穿孔を施されたシート状包材の平面図、第
７図は製品である自立容器の斜視図、第８図はサ
イドシール部の斜視図、第９図はシート状包材か
らなる筒状体の斜視図、第１０図は筒状体の両側
部を折込んだ状態を示す斜視図、第１１図は成形
途中の筒状体の斜視図、第１２図は筒状体の下部
をシールした状態の斜視図、第１３図は充填ノズ
ルの下部を示す側面図、第１４図はエンドシーラ
ーを組込んだ装置の正面図である。 １……無菌充填包装機、２……本体、３……外
装材殺菌部、４……包材供給部、５……無菌包
材、１０……無菌包材の芯材、１１……シート状
包材、１２……外装材、１３，１４……ローラ、
２６……チヤツク、２７……昇降装置、４１……
ガイドローラ、４２……穴開け装置、４３……ガ
イド板、４４……サイドシーラー、４５……ガセ
ツドガイド、４６……ガセツトシーラー、４７…
…充填ノズル、５６……自立容器、５９，６０，
６１，６２……ガセツトを形成する起立片、７３
……エンドシーラー、８１……カツター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一面を溶着可能な面とした無菌化されたシー
   ト状包材により容器を成形しつつ容器内に内容物
   を充填するようにした無菌充填包装機において、
   この無菌充填包装機の本体には、無菌包材を外部
   から入れて、その外装材を殺菌するための外装材
   殺菌部及び無菌包材からシート状包材を本体内に
   供給する包材供給部を付設し、これら外装材殺菌
   部と包材供給部間は開閉自在の仕切りによつて仕
   切り、前記本体内にはシート状包材を溶着可能面
   を内側にして筒状に折込むガイド板と、この筒状
   包材の側端部を重ねて溶着するサイドシーラー
   と、筒状包材の両側部を内方へ折込むガセツトガ
   イドと、内方へ折込んだ部分の両端部を上下方向
   に溶着して筒状包材の四隅に上下方向のガセツト
   部を形成するガセツトシーラーと、筒状包材内に
   内容物を供給するとともに洗浄・殺菌が可能とさ
   れた充填ノズルとが配設され、また該充填ノズル
   の下方には筒状包材を横方向に溶着するエンドシ
   ーラー及びカツターを設け、更に前記外装材殺菌
   部、包材供給部及び本体にはプレ殺菌装置が接続
   されるとともに無菌エアーの供給装置が接続さ
   れ、前記シート状包材を筒状に折込むガイド板よ
   りも上流には包材に穴を穿設する穴開け装置が配
   設され、この穴開け装置は、前記ガセツトシーラ
   ーによつて形成されるガセツト部の内側で且つエ
   ンドシーラーによつて溶着される際に互いに対向
   して重なる位置に穴を穿設するポンチを有するこ
   とを特徴とする無菌充填包装機。 ２ 前記エンドシーラーは本体外に配設された開
   閉可能な一対のアームの上端部に設けられ、また
   前記カツターは該アームの中間部に設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無菌充填
   包装機。