JP2012136257A

JP2012136257A - 紙製容器の充填シール方法

Info

Publication number: JP2012136257A
Application number: JP2010290059A
Authority: JP
Inventors: Yukinobu Nishino; 幸伸西納; Katsunori Tanigawa; 勝則谷川; Shigeki Koishi; 茂喜小石; Tetsuo Yamamichi; 哲雄山道
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-19

Abstract

【課題】筒状のカートン８を折り込んで底部を形成し液体を充填した後、頂部を折り曲げてシールする紙製容器の充填シール方法において、高い殺菌レベルを維持して充填およびシールを行う。
【解決手段】先ず、扁平に折り畳まれたカートン８を取り出して角筒状に起函し、その底部に殺菌剤を吹き付けて殺菌した後、折り曲げて底部を形成する。次に、カートン８の底部が上方を向くようにを倒立させて、下方の頂部側から殺菌剤をカートン内面に吹き付けて殺菌をする。その後、カートン８を反転させて頂部が上を向くように正立状態にし、内容物を充填した後、頂部を折り曲げてシールする。
【選択図】図１

Description

本発明は紙製容器の充填シール方法に係り、特に、無菌雰囲気内で紙製容器を殺菌した後、内容物の充填およびシールを行う紙製容器の充填シール方法に関するものである。

紙製容器を取り出して筒状に拡開し、底部を組み立てた後、内容物を充填し、その後、頂部側を密封する紙製容器の充填シール方法が従来から知られている。特に無菌雰囲気内で充填を行ってシールをする装置では、内容物を充填する前に容器の殺菌を行う必要があるが、従来の装置は、前記各工程のうち充填を行う前のいずれかの段階で容器の殺菌を行うようにしている（例えば、特許文献１ないし特許文献３参照）。

特許文献１に記載された紙容器の製造方法は、扁平に折り畳まれた紙容器を取り出して四角形状に拡開し、供給された注出口を所定の位置に溶着する。そして、紙容器の底部の内外面に付着している接着剤を溶融し，底部の折り畳み面を内側に折り込んで接着して底部を組み立てる。この紙容器を過酸化水素噴霧装置の真下に送って、過酸化水素を紙容器の内面全体に噴霧する。その後、熱風を吹き付けて乾燥させた後、充填ノズルにより所定の内容物を充填し、次いで、頭部折り畳み加圧装置によって紙容器の頭部のシールを行って紙容器の製造が完了する。

また、特許文献２に記載された包装機械は、クリーンブース内で扁平状に折り畳まれた容器を取り出し、角筒状に開いてこの容器に口栓を取り付け、容器殺菌装置で殺菌をした後、無菌チャンバー内で底部の成形を行い、その後、充填装置に送って内容物の充填を行い、容器頂部シール装置で容器の頂部をシールするようになっている。

さらに、特許文献３に記載された無菌充填装置における紙容器の殺菌方法は、底部、頭部とも開放した状態のカートンを、殺菌装置に搬入して表面および底面に殺菌剤ミストを噴霧して殺菌し、その後、底部を折り込み加圧シールして底部を形成する。次に、殺菌剤スプレー装置により紙容器内面に殺菌剤を噴霧して殺菌し、続いて、殺菌した紙容器に内容物を充填した後、頭部をくせ折りし、シールして密封する。

特開昭６１−２４４７０２号公報特開２００３−８１２２０号公報特開平９−２４０６２９号公報

前記特許文献１に記載された発明の構成では、容器底部を折り込んでシールを行った後に容器の殺菌を行っているので、底面の折り込まれている部分には殺菌剤が付着していないため、殺菌レベルが低いという問題があった。また、底部をシールした後に、上向きの容器の上方の開口部から過酸化水素を噴霧しているため、過酸化水素が容器の内部に残留している危険性があった。

特許文献２に記載された発明の構成では、容器の殺菌をした後に底部のシールを行っており、殺菌工程が充填を行う直前ではないので、時間の経過によって殺菌レベルが低下してしまうおそれがあった。

さらに、特許文献３に記載された発明の構成では、殺菌をした後に容器の底部をシールし、その後、容器内面を殺菌してから充填を行っており、底部の殺菌レベルが低いことはなく、また、充填直前に殺菌をしているので殺菌レベルが低下するおそれはないが、この発明でも、容器を正立させた状態で殺菌を行っているため、容器の内部に殺菌剤が残留するおそれがあるという問題があった。

本発明は、殺菌レベルが高く、しかも、容器内に殺菌剤が残留するおそれのない紙製容器の充填シール方法を提供することを目的とするもので、扁平に折り畳まれた紙製容器を頂部と底部が開放した筒状に開く起函工程と、起函された筒状の紙製容器の底部に殺菌剤を吹き付ける底部殺菌工程と、紙製容器の底部を折り曲げてシールする底部形成工程と、底部が形成された紙製容器の内面に、底部を上方にした倒立状態で下方の頂部側から殺菌剤を吹き付ける内面殺菌工程と、紙製容器の頂部を上方にした正立状態に姿勢を変更する姿勢変更工程と、紙製容器の頂部から製品を充填する充填工程と、紙製容器の頂部を折り曲げてシールする頂部形成工程とを行うものである。

本発明の紙製容器の充填シール方法では、紙製容器の底部に殺菌剤を吹き付ける工程を行った後底部を形成する工程を行い、その後、倒立した状態で下方から容器の内部に殺菌剤を噴射するようにしているので、底部の折り込まれた部分でも殺菌レベルが高く、また倒立した状態で下方から容器内に殺菌剤を吹き付けるので、容器の内部に殺菌剤が残留するおそれがなく、しかも、充填工程の直前に容器内部の殺菌を行っているので、時間の経過により殺菌レベルが低下してしまうおそれもないという利点がある。

図１は、本発明の一実施例に係る紙製容器の充填シール方法を実施する紙製容器の充填装置の全体の構成を示す側面図である。（実施例１）図２は、前記図１の要部（符号Ｐで示す範囲）を拡大して示す側面図である。

扁平に折り畳まれてマガジン内に多数枚収容されている紙製容器を順次取り出して、底部と頂部が開放した状態の筒状に起函する工程と、起函された紙製容器の底部側に殺菌剤を吹き付けて、後に底部になる部分の内外面を殺菌する底部殺菌工程と、この殺菌された底部を折り曲げてシールすることにより底部を形成する底部形成工程と、底部が形成された紙製容器を底部が上方を向いた倒立状態にして、下方を向いている頂部側の開放部から上方へ向けて殺菌剤を吹き付けて紙製容器の内面を殺菌する内面殺菌工程と、倒立状態で内面が殺菌された紙製容器を反転させて頂部側を上方に向けた正立状態に姿勢を変更する姿勢変更工程と、上方を向いている頂部側から紙製容器内に液体等の製品を充填する充填工程と、紙製容器の開放していた頂部を折り曲げてシールすることにより、頂部を密封する頂部形成工程とを行うことにより、高度な殺菌レベルを維持して、紙製容器の充填およびシールを行うという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この発明に係る紙製容器の充填シール方法を実施する充填シール装置は、上流側（図１の右側）から順に、カートン供給部Ａ、口栓取付部Ｂ、カートン底部の殺菌部Ｃ、底面シール部Ｄ、反転倒立部Ｅ、内面殺菌部Ｆ、反転起立部Ｇ、充填部Ｈおよびトップシール部Ｉを有している。上流側のカートン供給部Ａおよび口栓取付部Ｂは、外部から密閉されたチャンバー２（以下、第１のチャンバーと呼ぶ）内に設置されており、また、下流側の底面シール部Ｄ、反転倒立部Ｅ、内面殺菌部Ｆ、反転起立部Ｇ、充填部Ｈおよびトップシール部Ｉは別の無菌チャンバー４（以下、第２のチャンバーと呼ぶ）内に設置されている。これら上流側の第１チャンバー２と下流側の第２チャンバー４とが接続通路６によって接続されており、この接続通路６内に、後に説明するカートン搬送手段が配置されるとともに、前記底部殺菌部Ｃが設けられている。

最も上流側のカートン供給部Ａには、角筒状のカートン８を扁平に折り畳んで多数枚積み重ねた状態で収容するカートンマガジン１０が傾斜させて配置されており、下方に設けられてカートンマガジン１０の底面側に向けて進退動するカートン取り出し手段１２によって、カートンマガジン１０の最下端からカートン８を取り出して、底部および頂部が開放した状態の角筒状に起函する。この実施例のカートン８が、請求項１の紙製容器に相当する。

前記カートンマガジン１０に隣接して、角筒状に起函されたカートン８を受け取って間欠的に回転搬送するロータリ式のカートン搬送機構１４（以下、第１カートン搬送機構と呼ぶ）が設けられている。この第１カートン搬送機構１４は、水平な回転軸１４ａを中心に回転する八角形の回転体１４ｂを有しており、この回転体１４ｂの周囲８箇所の各平坦面に、それぞれ２個のカートン保持部材１４ｃが取り付けられている。第１カートン搬送機構１４は、図１の反時計回り方向に１周の１／８ずつ回転（４５度ずつ回転）して各処理ポジションに停止する。第１ポジション１４Ａ（図１の右斜め下方を向いた位置）はカートン受け取り位置であり、前記カートン供給部Ａのカートン取り出し位置に対向しており、カートン取り出し手段１２によって取り出されて起函されたカートン８が、口栓８ａ（図２参照）の取り付けられる頂部側を回転体１４ｂの外方側に向けて、カートン保持部材１４ｃに受け渡される。なお、この実施例では、カートン８を２個ずつ処理するようになっており、カートンマガジン１０からカートン８を２個ずつ取り出し、第１カートン搬送機構１４が２個のカートン保持部材１４ｃによってカートン８を２個ずつ間欠的に搬送する。

第１カートン搬送機構１４の第２ポジション１４Ｂは、カートン８を水平な状態で停止させて口栓８ａの仮取付を行う口栓仮取付部であり、第１チャンバー２の上方に設置された口栓供給用パーツフィーダー１６からシュート１８を介して供給された口栓８ａが、カートン８の口栓取り付け部に仮に取り付けられる。第１カートン搬送機構１４がさらに回転して、カートン８の頂部側を上方に向けて停止する第４ポジション１４Ｄには口栓溶着手段２０が設けられており、この第４ポジション１４Ｄで口栓８ａを角筒状のカートン８の口栓取付部に溶着する。その後、水平位置の第６ポジション１４Ｆで、口栓８ａが溶着された角筒状のカートン８が接続通路６内に配置されているカートン搬送手段に受け渡される。

前記第１カートン搬送機構１４の第６ポジション１４Ｆで取り出された角筒状のカートン８は、接続通路６内のカートン搬送手段２２（図２参照）に受け渡される。カートン搬送手段２２は、角筒状のカートン８の幅よりもやや大きい間隔に配置された両側ガイド２２ａと、これら両側ガイド２２ａ間に送り込まれた角筒状カートン８の後端面（底部側の端面）に係合して押圧するフィンガ２２ｂとを備えている。フィンガ２２ｂは搬送方向（図１の左右方向）に向かって進退動するとともに、水平方向に移動してカートン８に係合する位置と係合しない位置との間で横移動できるようになっている（図１および図２の紙面の手前側と奥側に移動できる）。この接続通路６のカートン搬送手段２２もカートン８を間欠的に搬送するようになっており、角筒状のカートン８の後端面に係合して前進（図１の右から左へ移動）し、図１に示すように３箇所に順次停止させた後、横方向（各図の紙面の奥側）に移動してカートン８に係合しない位置に退避し、その退避位置で上流側に後退（図１の左から右へ移動）する。この上流端で再びカートン８に係合する位置に移動（各図の紙面の手前側に移動）し、次のカートン８の後端部に係合して間欠的に前進させる。

カートン搬送手段２２が設けられている接続通路６内は、２箇所の仕切り板２４、２６によって区画されている。第１（上流側）の仕切り板２４は、接続通路６内の上流部にカートン８の１個分のスペースを有する位置に設置され、第２の仕切り板２６は、接続通路６の出口から下流側の第２チャンバー４側へ突出させて設置されており、前記第１仕切板２４と第２仕切り板２６との間にカートン８の２個分のスペースが設けられている。これら両仕切り板２４、２６の間のスペースの下流側（図１に符号Ｐで示す範囲）が底部殺菌部Ｃになっている。接続通路６内の第２チャンバー４寄りの位置（底部殺菌部Ｃ）に、カートン８の斜め後方側から過酸化水素ガスを噴射して、角筒状に開放しているカートン８の底部の内外面を殺菌する過酸化水素ガス噴射ノズル２８が設けられている（図１では図示を省略）。

底部側と頂部側の双方とも開放した状態の角筒状カートン８が、接続通路６内の底部殺菌部Ｃで底部側を殺菌された後、第２チャンバー４内に搬入されると、その入口側に底面を折り込むためのロータリ式のカートン搬送機構３０（以下、第２カートン搬送機構と呼ぶ）が配置されている。この第２カートン搬送機構３０は、前記第１カートン搬送機構１４と同様の構成を有しており、水平軸３０ａにより回転する回転体３０ｂの外周８箇所にそれぞれ２個のカートン保持部材３０ｃが設けられ、間欠的に回転して８箇所のポジションに停止する。前記接続通路６から送り出された角筒状のカートン８は、図１の右側の水平位置（第１ポジション３０Ａ）でこの第２カートン搬送機構３０のカートン保持部材３０ｃに受け渡される。前記第１カートン搬送機構１４では、底部側と頂部側の双方が開放した状態の角筒状のカートン８が、底部側を回転体３０ｂの中央に向けて、カートン保持部材３０ｃに保持されていたが、この第２カートン搬送機構３０では、角筒状カートン８の頂部側を回転体３０ｂの中心方向を向けるとともに、底部側を回転体３０ｂの外方を向けた状態でカートン保持部材３０ｃに保持される。

第２カートン搬送機構３０も図１の反時計回り方向に回転するようになっており、底部を殺菌された角筒状カートン８を受け取って回転し、次の第２ポジション３０Ｂに停止する。この第２ポジション３０Ｂと第３ポジション３０Ｃには、それぞれ熱風吹き付け装置３２、３４が配置されており、これら各ポジション３０Ｂ、３０Ｃに停止したカートン８に熱風を吹き付けてその底面を溶融する。第４ポジション３０Ｄには底面仮折り手段３６が設けられおり、底面を形成するための仮折りを行う。続く第５ポジション３０Ｅには、底面シール圧着手段３８が設けられており、第２および第３ポジション３０Ｂ、３０Ｃで溶融され、第４ポジション３０Ｄで仮折りされたカートン８の底部がシール圧着される。その後、カートン８が鉛直方向を向いた第７ポジション３０Ｇ（カートン取り出し位置）で、底部が折り込まれて底面が形成されたカートン８が、第２カートン搬送機構３０から取り出される。前記のようにカートン８は頂部側が回転体３０ｂの中心方向を向いて保持されており、下方へ取り出された時点では、頂部が上を向き底部側が下を向いた正立状態になっている。その直後の反転倒立部Ｅに反転倒立手段（図示を省略）が設けられており、正立状態のカートン８を底部が上を向き、頂部側が下を向いた倒立状態に反転させる。

前記反転倒立部Ｅの下流側には、底部が折り込まれて封止されたカートン８を倒立状態で搬送する搬送手段（図示を省略）が設けられており、形成された底部側を上方に向けて倒立状態でカートン８を間欠的に搬送する。この倒立搬送手段の下方には、上方を向けた複数本の過酸化水素ガス噴射ノズル４２が設けられ、さらにその下流側に、同じく上方を向けた複数本の熱風噴射ノズル４４が配置されており、下向きで開放している頂部側から過酸化水素ガスを上方へ向けてカートン８の内部に吹き込み、その後、熱風を下方から吹き込むことによりカートン８の内面側の乾燥滅菌を行う。

倒立した状態で搬送する間に、下方から内面側に過酸化水素ガスを吹き込まれた後、熱風により乾燥されたカートン８は、その下流側の反転起立部Ｇに配置されている反転起立手段（図示を省略）によって反転されて頂部側を上に向けた状態に戻される。

反転起立部Ｇの下流側に充填部Ｈが設けられている。開放した状態の頂部側を上に向けて、搬送手段によって搬送されるカートンの搬送経路の上方に、複数本の充填ノズル４６が配置されており、カートン８が間欠的に搬送されている間に複数本の充填ノズル４６から複数回の充填が行われる。

充填部Ｈに続いてトップシール部Ｉが設けられている。トップシール部Ｉは、開放している頂部を上に向けて、搬送手段によって搬送されているカートン８の搬送経路の上方に、２箇所の熱風吹き付け手段４８、５０が設けられている。搬送手段によって間欠的に搬送されているカートン８は、２箇所の熱風吹き付け手段４８、５０によって２回にわたり熱風が吹き付けられ、カートン８の頂部側が溶融される。熱風吹き付け手段４８、５０に続いてシール圧着手段５２が設けられており、カートン８の溶融された頂部側が折り込まれて圧着される。

以上の構成に係る紙製容器の充填シール装置の作動について説明する。角筒状のカートン８を扁平に折り畳んだ状態で多数枚積み重ねてカートンマガジン１０内に収容する。カートンマガジン１０の底部側にカートン取り出し手段１２が設けられており、カートンマガジン１０の底部側に向けて進退動してカートン８を取り出し、頂部側と底部側が開放した角筒状に起函する。この実施例では、カートン８を２個ずつ間欠的に搬送して処理するようになっており、カートン取り出し手段１２が２枚のカートン８を取り出して角筒状に起函する。

起函されたカートン８は、第１カートン搬送機構１４の第１ポジション１４Ａで、カートン保持部材１４ｃに受け渡される。第１カートン搬送機構１４は間欠的に回転しており、第２ポジション１４Ｂに停止している間に上方のパーツフィーダー１６から供給された口栓８ａがカートン８の口栓取付部に仮取り付けされる。第１カートン搬送機構１４がさらに回転して、第４ポジション１４Ｄで仮取り付けされていた口栓８ａが口栓溶着手段２０により溶着される。その後、カートン８は第１カートン搬送機構１４によって第６ポジション１４Ｆまで搬送され、接続通路６内に設けられたカートン搬送手段２２に引き渡される。この時点では、カートン８は頂部側も底部側も開放した角筒状をしており、頂部側を前方に向けて搬送される。

カートン８が接続通路６内のカートン搬送手段２２によって間欠的に搬送され、カートン８の底部を殺菌する殺菌部Ｃ（図２に示す範囲）に停止すると、この位置の後方側に配置された過酸化水素ガス噴射ノズル２８から、カートン８の開放している底部側の内外面に過酸化水素ガスが吹き付けられる。その後、このカートン８は、第２カートン搬送機構３０の第１ポジション３０Ａでカートン保持部材３０ｃに引き渡される。カートン８は、頂部側を前方に向けて搬送されており、そのまま頂部側を第２カートン搬送機構３０の中心方向に向けてカートン保持部材３０ｃに保持される。第２カートン搬送機構３０が間欠的に回転して第２ポジション３０Ｂおよび第３ポジション３０Ｃに停止している間に、これら各ポジション３０Ｂ、３０Ｃに設置されている熱風吹き付け手段３２、３４によって２回にわたり開放している底面に熱風が吹き付けられて底面が溶かされる。続いて第４ポジション３０Ｄでカートン８の底面が仮折りされ、第５ポジション３０Ｅで底面がシール圧着される。このように、カートン８の底面に過酸化水素ガスを吹き付けて殺菌をした後、直ちに底面を折り込んでシールするので、底面について極めて高い殺菌レベルを確保することができる。

第２カートン搬送機構３０の第６ポジション３０Ｆでこの第２カートン搬送機構３０から取り出されたカートン８は、底部側が折り込まれて底面として形成されており、頂部側は開放した状態になっている。このカートン８は、第２カートン搬送機構３０から取り出された時点では、底部を下にして正立した状態になっているが、反転倒立部Ｅの反転倒立手段によって底部を上に向け、開放した頂部側を下方に向けた状態に反転され、この状態で図示しない搬送手段によって搬送される。次に、内面殺菌部Ｆで上向きに配置されている過酸化水素ガス噴射ノズル４２から、カートン８の内部に過酸化水素ガスを噴射される。続いて、下向きの開口部から上向きの熱風噴射ノズル４４によってカートン８の内部に熱風が噴射されて乾燥される。カートン８の開放している頂部を上方に向けて上から殺菌剤を吹き付けると、カートン８の内部に殺菌剤が残留してしまうおそれがあるが、この実施例では、底部を上にし、開口した頂部側を下向きにして、下方から過酸化水素ガスをカートン８内に吹き付けるようにしているので、余分な殺菌剤は下方へ流れ出るため、カートン８の内面に殺菌剤が残留するおそれをなくすことができる。

殺菌および乾燥が済んだカートン８を、反転起立部Ｇの反転起立手段で再度反転させて正立状態に戻した後、充填部Ｈで液体等の内容物を充填する。そして、充填後、トップシール部Ｉで、第１熱風吹き付け手段４８および第２熱風吹き付け手段５０によって熱風吹き付けを行った後、頂部シール圧着手段５２によって頂部側をシールする。以上のように底面を殺菌して直ちにシールし、さらに、内面を殺菌した後、内容物を充填して頂部側も密封するので、極めて高いレベルの殺菌性能を得ることができる。

８紙製容器（カートン）
２８底部殺菌工程の噴射ノズル
３８底部形成工程の底面シール圧着手段
４２内面殺菌工程の噴射ノズル
４６充填工程の充填ノズル
５２頂部形成工程の頂部シール圧着手段

Claims

扁平に折り畳まれた紙製容器を頂部と底部が開放した筒状に開く起函工程と、起函された筒状の紙製容器の底部に殺菌剤を吹き付ける底部殺菌工程と、紙製容器の底部を折り曲げてシールする底部形成工程と、底部が形成された紙製容器の内面に、底部を上方にした倒立状態で下方の頂部側から殺菌剤を吹き付ける内面殺菌工程と、紙製容器の頂部を上方にした正立状態に姿勢を変更する姿勢変更工程と、紙製容器の頂部から製品を充填する充填工程と、紙製容器の頂部を折り曲げてシールする頂部形成工程とを行う紙製容器の充填シール方法。