JP2013086826A - 充填ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】液体食品の固形分が詰まり難く確実且つ容易に所定量を紙容器に充填することができる填ノズルを提供する。
【解決手段】充填ノズル１１では、内溶液Ｗが第二充填管１１ｂを流れる。充填ノズル下部１１ｃには内溶液Ｗの漏れ防止用の支持部材１２を備え、支持部材１２が上下して第二充填管１１ｂの端部Ｐを開閉する。支持部材１２に支えられた円錐面状のメッシュ部１５は、メッシュ部１５の上流側邪魔板１６を備える。多固形分や高粘性の液体であっても、内溶液を確実に充填できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体食品用の紙容器に内溶液を充填する充填ノズルに関する。

従来、ジュース、牛乳等の液体食品などを充填する紙容器は、シート状の包材を縦シール部でシールして筒状にした後、一端部を折込んで底部を形成し、また、容器上部をプラスチックで蓋を成形し、直立させて上部開口から、又は、倒立して開口した底部から、充填ノズルで内容液を充填し、開口を折込みシールして紙容器が形成される。この紙容器の充填ノズルに関する従来技術として特許文献１の内容が知られている。

図７に示すように、特許文献１の充填ノズル３１は、ノズル本体３２の中間部に流量調整バルブ３１ａを備える。ノズル本体３２の下端部の開口３３に網状部３４が設けられ、この網状部３４は円形リング状の枠材３４ａの内部に網目状領域３４ｂがスペーサーを介して所定間隔で複数枚設けられ、網状部３４におけるそれぞれの網目の大きさは適宜調整される。

特開２００６−２２４９７３号公報

従来、充填ノズル３１を用いて、固形分の多い液体や粘性の高い液体食品を充填する際に、網目状領域３４ｂがメッシュなのでその網目部に固形分が詰まる場合があり、この詰まりによって内溶液がスムーズに流下しないため紙容器に内溶液が所定量充填されない。さらに、ゴムの弾性／復元力で液の流れを止めるラバーノズルでは、固形分の多い液体や粘性の高い液体では、シャープに流れを止められない。

本発明は、紙容器充填装置に設ける液体食品用の紙容器の充填ノズルにおいて、多固形分や高粘性の液体であっても、詰まりなく、瞬時に液の流れを止めることができる紙容器の充填ノズルを提供することを目的とする。

本発明の紙容器の充填ノズルは、熱可塑性樹脂を両面に備える包材を縦シール部で筒状にし、開口から内容液を充填した後に開口を折込みシールする紙容器用の充填ノズルであって、この充填ノズルの下端部に円錐面状の硬質バルブ部を備えることを特徴とする。

この発明の好ましい態様において、前記バルブ部の上流側に垂直に邪魔板を備えることを特徴とする。

この発明は、以下のように、機能し、動作して顕著な効果を奏する。
この発明の充填ノズルでは、この充填ノズルの下端部に円錐面状のバルブ部を備える。この円錐面状のバルブ部の傾斜に沿って内溶液が下方に流下し、さらに、充填終了時には、硬質バルブ部の外周端が、ノズル内側下端と接触し、即座に、シャープに流れを止めることができる。液固形分で詰まることがない。このため、多固形分や高粘性の液体であっても、紙容器に所定量の内溶液が確実に充填できる。

この発明の好ましい態様において、充填ノズルのバルブ部の上流側に邪魔板を備える。邪魔板が、紙容器に内容液を充填する際に充填液に置換される空気の流入が邪魔板の下方に形成された空間沿って上方に流れやすくなるので、内溶液の充填がスムーズになり充填効率が確実に向上する。

本発明に利用できる紙容器であって、紙基材を用いて形成された底面４と四組の側面５と頂面６から成る屋根型の紙容器１の開口状態（ａ）とシール状態（ｂ）を示す斜視図である。 本発明の実施形態における、紙容器充填装置において、充填工程１０において、タンク８と充填ノズル１１とから、紙容器１に充填される様子を示す概略図である。 本発明の実施形態における、充填ノズル１１が大径の第一充填管１１ａと小径の第二充填管１１ｂとが連通し、第二充填管１１ｂの周囲が滅菌エアーＫの滅菌エアー管１１ｄで覆われ、第二充填管１１の下部にノズル下部１１ｃを備え、充填が停止している状態を示す断面図である。 本発明の実施形態における、円錐面状のバルブ部１５と円錐面上の邪魔板１６の状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態における、円錐面上のバルブ部１５の上流側に設けられた邪魔板１６の状態を示す平面図である。 本発明実施形態における、ノズル下部１１ｃの端部Ｐでパルブ部１５が開き、充填状態で内溶液Ｗが流れで、邪魔板１６下方から容器１の空気Ａが逃げる状態を示す断面図である。 従来例における、充填ノズル３１はノズル本体３２の中間部に流量調整バルブ３１ａを備え、ノズル本体３２の下端部に複数の網状部３４が円形リング状の枠材３４ａを介して設けられた状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
＜充填ノズルの構成＞

図１に示すように、内溶液を充填する屋根型の紙容器１は、平板矩形形状の紙基材ブランクスを用いて形成される。詳しくは、紙基材ブランクスが縦シールで筒状に形成された後、下部を折込んで熱圧着により底部４を形成する（図１（ａ））。上方開口から内溶液を充填した後、上方開口を折込んで熱圧着で屋根型の頂部６に形成する（図１（ｂ））。これによって、底面４と四組の側面５と頂面６から成る屋根型形状の内溶液を充填した紙容器１が形成される。

紙基材の詳細構成は、外側から内側に向かって外側層、紙基材、接着層、必要に応じてバリヤー層、内側シール層から成り、紙基材の外側面にデザイン等が予め印刷される。外側層は低密度ポリエチレン樹脂、内側層はポリエチレン或いはエチレン共重合体等の樹脂、バリヤー層はアルミ箔が用いられる。なお、充填する内溶液によってはバリヤー層を省く構成もある。一個分の紙容器１を形成する紙基材の領域に、縦方向、横方向、斜め方向に折り目が各々複数形成されるので、この折り目を折込むことで屋根型形状の紙容器１が容易に形成できる。

図２に示すように、クリーンチャンバー内に設置された紙容器充填装置において、筒状で底部４が形成された状態のブランクスが複数のマンドレルによって回転しながら各々供給され、底部４を下にした状態で下降してコンベアに等間隔で送り込まれる。

紙容器１はコンベアで移動しながら充填工程１０で間欠的に停止して、充填ノズル１１を介して所定量の内容液Ｗが上方から充填される。

次に、紙容器１は予備加熱工程に移動し、熱風装置が下降して紙容器の上端部における筒状部の所定の内外面に熱風を吹きつけて当該部の熱可塑性樹脂を溶融する。その後熱風装置は上昇する。

さらに、紙容器１が移動して成形工程で間欠的に停止し、圧着部が下降して紙容器の上端部を折込むと同時に加圧すると、溶融した熱可塑性樹脂の領域が密封して頂部６が形成され内溶液を充填した屋根型の紙容器１が形成される。

図３、図４、図５に示すように、充填ノズル１１の構成は、大径の第一充填管１１ａと、この第一充填管１１ａの下方に小径の第二充填管１１ｂとが連通し、第二充填管１１ｂは先端にノズル下部１１ｃを備え、第二充填管１１ｂの周囲が滅菌エアー管１１ｄで覆われて成る二重管構造である。この第一充填管１１ａから所定量の内溶液Ｗが流下し、滅菌エアー管１１ｄから滅菌エアーＫが噴出する。

ノズル下部１１ｃの下端部Ｐには、円錐面状のバルブ部１５の支持部材１２を備え、この支持部材１２を開閉する操作棒１３が第一充填管１１ａから第二充填管１１ｂに至って連続して中心上に配置する。ここで、第二充填管１１ｂに操作棒１３を昇降自在に支えるリンク１４を備える。このため、操作棒１３が第二充填管１１ｂの内部を上下移動する動作に連動して支持部材１２が第二充填管１１ｂの下端部Ｐを確実に開閉することができる。

操作棒１３の上端部は支点の周りに回転自在の操作棒１４にリンクし、操作棒１４は第二充填管１１ａの壁に形成された開口部から突出する。なお、開口部は図示しない柔軟性遮蔽材で水密的に覆われる。

第二充填管１１ｂの下端部Ｐと滅菌エアー管１１ｄの下端部には、図６に図示するように、容器１の開口が、充填時に置かれる。滅菌エアー管１１ｄの径は、滅菌エアー管１１ｄが紙容器の開口の矩形断面形を収まる大きさに設定される。

ノズル下部１１ｃには、円錐面状のバルブ部１５と、バルブ部１５の円錐面上に平行四辺形状の邪魔板１６を備える。邪魔板１６は一辺で第二充填管１１ｂに近接する。他辺は操作棒１３に近傍する。邪魔板１６の下辺はバルブ部１５の円錐面１５ａに固定される。

計量ポンプによって所定量の内容物Ｗが上方から充填パイプ１１ａ内に流れる際に、その流動する液体内容物Ｗの圧力によって支持部材１２が自動的に下降して開く。内容物Ｗが紙容器に充填完了したタイミングでリンク１４を可動して操作棒１３を引上げると、支持部材１２が第二充填管１１ｂの下端部Ｐに当接し、充填を完了し、内溶液Ｗの液垂れを防止する。
＜紙容器の充填ノズルの作用＞

図３に示したように、上方から定量の内溶液Ｗが第一充填管１１ａから第二充填管１１ｂに吐出されると、内溶液Ｗの重みによって第二充填管１１ｂの下端部Ｐを塞いでいた支持部材１２が操作棒１３と共に下方に移動して自動的に開くことができるので内溶液Ｗを確実に吐出することができる。ここで、第二充填管１１ｂの中間に設けられた保持部によって操作棒１３が第一充填管１１ｂと同芯状に上下移動するので支持部材１２を容易且つ確実に開閉できる。

ノズル下部１１ｃの下端部Ｐに位置する、円錐面状のバルブ部１５は水平面状に比べると面積が広くなり、さらに、この円錐面状の傾斜に沿って固形分を含む内溶液Ｗが下方に迅速に移動する。バルブ部１５に固形分が詰まることがない。
また、充填終了時には、硬質バルブ部の外周端が、ノズル内側下端と接触し、即座に、シャープに流れを止めることができる。液固形分で詰まることがない。このため、多固形分や高粘性の液体であっても、紙容器に所定量の内溶液が確実に充填する。

邪魔板１６がバルブ部１５の円錐面に平行の状態で備えるので、内溶液Ｗの充填に伴って、邪魔板が、紙容器に内容液を充填する際に充填液に置換される空気の流入が邪魔板の下方に形成された空間沿って上方に流れやすくなるので、内溶液の充填がスムーズになり充填効率が確実に向上する。
内溶液Ｗと空気の置換が安定化するので内溶液Ｗの充填が迅速でスムーズになり充填効率が確実に向上する。

より詳しくは、図６に示すように、充填ノズル下部１１ｃではバルブ部１５の上流側に備える邪魔板１６では、上方からの内容液Ｗの流れが邪魔板１６の両側面に沿って分かれる。一方、邪魔板１６の下方では邪魔板１６によって内容液Ｗが流れない空白領域が生じる。この空白領域が、紙容器内部に存在していた空気Ａの逃げ通路となる。このため、紙容器１に内容液Ｗを充填する際に紙容器１からの空気Ａの流出がのために、邪魔板１６の下方が通路となる。内溶液Ｗの落下がスムーズになり充填効率が確実に向上する。なお、充填中に滅菌エアーＫが噴出して内溶液Ｗを覆うので衛生的に安定して紙容器に内溶液Ｗを充填できる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、邪魔板１６をバルブ部１５の上流側に複数組を例えば直径方向に一対設けてもよい。邪魔板１６の形状は下端部の中央部が上方に膨らむアーチ型の曲線形状でも構わない。紙容器充填装置において、マンドレル、コンベア、充填ノズル１１等を二列平行に配置して紙容器１の充填製造能力を二倍にする構成にもできる。頂面を屋根型の代わりに平面状等に形成した紙容器や、本体が紙基材で蓋部がポリエチレンによる複合素材の容器に対しても応用できる。円錐面状のバルブ部１５は、底面を備える立体的な円錐面形状でも構わない。本発明はカートンリフターを設けて紙容器に充填ノズルを挿入して紙容器を下降しながら内溶液を充填する場合に適用すると充填効果が更に顕著に得られる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

この発明の製造法によって、牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの包装容器を製造することができる。

１１ 充填ノズル
１１ａ 第一充填管
１１ｂ 第二充填管
１１ｃ ノズル下部
１１ｄ 滅菌エアー管
１２ 支持部材
１３ 操作棒
１５ バルブ部
１５ａ 円錐面
１６ 邪魔板
Ｐ 端部
Ｗ 内溶液

Claims (2)

1. 熱可塑性樹脂を両面に備える包材を縦シール部で筒状にし、開口から内容液を充填した後に開口を折込みシールする紙容器のための充填ノズルであって、該充填ノズルの下端部に円錐面状の硬質バルブ部を備えることを特徴とする、
   充填ノズル。
2. 前記バルブ部の上流側に垂直に邪魔板を備える、請求項１記載の充填ノズル。