JP2015529176A - 飲料容器を製造するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

液体が充填された容器（１０）、より詳しくは飲料容器を製造するための方法であって、プラスチック製の予備成形物が、成形装置（２）によってプラスチック製の容器（１０）へと成形され、これらのプラスチック製の容器が、充填装置（４）へと搬送され、この充填装置によって液体が充填され、容器（１０）の少なくとも一部分が、成形装置（２）と充填装置（４）との間の搬送経路において、液状の媒体を作用させることによって冷却される方法。本発明によれば、容器が、少なくとも充填の間、シール装置（６２）によって環境から区切られたクリーンルーム（２０）内を搬送される。【選択図】図１

Description

本発明は、飲料容器を製造するための装置および方法に関する。この場合に、最初にプラスチック材料製の容器をプラスチック材料製の予備成形物から製造し、次いでこれらの容器に飲料などの液体を充填することが先行技術から知られている。この場合に、飲料容器に特定の繊細な製品が充填されるときには、充填されるべき容器が無菌でなければならないことも知られている。

とくには、ＣＯ_２を含む飲料を充填するため、この場合には、充填されるべき容器に、所定の圧力でストレスをあらかじめ印加（pre-stressed）しなければならない。ＰＥＴ容器は、製造時に、適切なやり方で成形することができるように、可塑化温度まで加熱される。ＰＥＴ容器のブロー成形処理またはストレッチブロー成形処理の後で、これらの容器の底部は、依然として高温である。次いで、この新たに製造された容器に、製造プロセスの直後の充填装置において圧力を作用させる場合、場合によっては底部が変形し、この場合には瓶または容器が破壊される可能性がある。

底部の領域が冷えるように、容器を周囲の空気中で比較的長い時間にわたって保管または搬送する方法が、先行技術から知られている。また、容器の底部に低温の液体を注入することで、冷却時間を相応に短縮することも知られている。ブロー成形機が充填装置に直に隣接するブロックに位置するこの形式の設備の場合には、容器を製造設備から充填装置まで搬送する移動時間が、場合によっては、充填装置における事前のストレス印加時に容器が変形または損傷を被ることがない程度まで、容器の底部を底部の湿式冷却を必要とせずに冷却するためには、充分でない。

プラスチック材料からなる容器の製造と充填の組み合わせのための方法および装置が、DE 10 2008 026 043 A1から知られている。この場合には、容器が、移動の最中に噴霧の適用によって冷却される。さらに、DE 10 2004 023 419 A1が、新たにブロー成形されたプラスチック材料製の容器を冷却するための方法と装置を記載している。

DE 20 2007 008 120 U1は、プラスチック材料からなる中空体の製造および冷却のための装置を記載している。この場合には、冷却流体を運ぶ管が、容器の底部の下方に設けられている。

したがって、本発明の目的は、とくにはＣＯ_２を含む飲料を収容する容器、広くには充填処理の際に圧力が作用する形式の容器、とくにはプラスチック材料製の容器にも使用できる方法と装置を利用可能にすることにある。この目的は、本発明によれば、独立請求項の主題によって達成される。好都合な実施の形態およびさらなる発展が、従属請求項の主題を形成する。

液体が充填された容器（とくには、飲料容器）の製造のための本発明による方法の場合には、プラスチック材料製の予備成形物が成形装置によって成形されてプラスチック材料製の容器が形成され、その後にこれらのプラスチック材料製の容器が充填装置へと搬送され、この充填装置によって液体が充填される。この場合に、容器は、成形装置と充填装置との間の搬送経路において、液状の媒体を作用させることによって少なくとも局所的に冷却される。

本発明によれば、容器が、少なくとも充填の間は、シール装置によって無菌でない環境から境界付けられたクリーンルームの内部を搬送される。

したがって、先行技術とは対照的に、少なくとも容器の充填が無菌の条件下で実行されることが提案される。これは、飲料の無菌の充填を可能にする設備は先行技術から知られているが、この場合には無菌の充填に反すると考えられるがゆえに容器に液状の媒体を作用させることがないことを考えれば、異例である。

容器にとって、容器の外壁に液状の媒体を作用させることが好都合である。とくには、容器の底部領域に、冷却の目的で液状の媒体を作用させることが好都合である。この場合、底部領域は、とくには実際の底部を含む容器（直立状態の容器）の下方４分の１であると理解される。

容器の充填の前または最中に、容器に所定の内圧を作用させることが好都合である。

さらなる好都合な方法の場合には、容器に、容器を冷却するために、無菌の液状の媒体が作用させられる。この無菌の媒体の使用の結果として、とくには容器の無菌状態を維持することができる。無菌の水を冷却に使用することが好都合である。容器の少なくとも底部領域に、冷却媒体を少なくとも部分的に、好ましくは完全に、作用させることが好都合である。

さらなる好都合な方法の場合には、容器が、成形装置における成形処理の間も、クリーンルームの内部を搬送される。これもやはり、シール装置によって環境（とくには、無菌でない）から境界付けられたクリーンルームであると好都合である。しかしながら、容器を無菌でないやり方で製造し、後に殺菌処理を実行することも可能であると考えられる。

成形装置は、ブロー成形機であると好都合であり、とくにはプラスチック材料製の予備成形物を引き伸ばし棒によっても引き伸ばすストレッチブロー成形機であると好都合である。

さらなる好都合な実施の形態の場合、少なくとも１つのクリーンルームが、連続的なダクト内を運ばれる液体の使用によって密封される。この場合に、この液体の一部を、プラスチック材料製の容器の冷却に使用することが好都合である。しかしながら、プラスチック材料製の容器を冷却するための上述のダクトおよび冷却装置の両方へ供給を行う中央供給配管を設けることも可能であると考えられる。少なくとも１つのクリーンルームを密封するために使用される液体および容器の冷却液体が、同じ供給源から由来すると好都合であり、少なくとも１つのクリーンルームを密封するためのシール装置と冷却装置との間に少なくとも或る時間について流れの接続が存在することが好ましい。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、例えばノズルなど、容器の底部領域に液状の媒体を当てるストレス装置が設けられる。

さらなる好都合な方法の場合、容器の冷却に使用される液体は（液体）回路を運ばれる。この方法で、例えば上述のストレス装置が容器の底部領域に冷却液体を作用させることができ、その後に冷却液体が、例えば収集容器へと滴り落ち、戻ることができる。

さらなる好都合な方法の場合には、容器の冷却に使用される液体それ自身が冷却される。この方法において、例えば、液体を冷却する冷却ユニットを、上述の回路に設けることができる。この冷却ユニットは、例えばペルチェ素子であってよいが、熱交換器であってもよい。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、容器に充填されるべき液体が、ＣＯ_２を含んでいる飲料である。この場合において提案される方法は、この種の飲料においてきわめて好都合である。なぜなら、この種の飲料の充填は、通常は容器が加圧下にあることを必要とするからである。

本発明は、さらに液体が充填された容器（とくには、飲料容器）の製造のための装置に関する。この装置は、プラスチック材料製の予備成形物にガス状の媒体を作用させることによって、プラスチック材料製の予備成形物をプラスチック材料製の容器へと成形する成形装置を有する。さらに装置は、プラスチック材料製の予備成形物の搬送方向において成形装置に対して下流に配置されるとともに、プラスチック材料製の容器に液体を充填する充填装置を有する。さらに装置は、成形装置と充填装置との間に配置されるとともに、プラスチック材料製の容器を冷却するためにプラスチック材料製の容器の少なくとも一部分に液状の媒体を作用させる冷却装置を有する。

本発明によれば、少なくとも充填装置がクリーンルームを有し、容器の充填の間、容器をクリーンルームの内部において搬送することができ、クリーンルームは、少なくとも１つのシール装置によって環境から境界付けられる。

したがって、装置に関しても、とくには容器の底部領域の冷却が実行され、その後に無菌の充填が実行されるべきであると提案される。無菌の設備における底部のそのような冷却手段は、未だ先行技術において知られていない。上述のように、これは、容器へのストレスの印加が本質的に無菌状態に矛盾するということにもとづくと考えられる。容器がブロー成形機の上流またはすぐ下流で殺菌されるこの形式の無菌の設備の場合には、新たに製造された容器の底部を、無菌の媒体で冷却しなければならないと考えられる。さもないと、容器が底部の冷却によって再び汚染されると考えられる。

装置は、ブロック内の装置であると好ましく、これはとくには、充填装置と成形装置とが互いに同期していることを意味する。しかしながら、ブロックにおけるこの形式の設備において、環境における容器の冷却（とくには、長い搬送時間を使用する）は、きわめて不経済になりうる。

装置が、容器を成形装置から充填装置へと運ぶ搬送装置を有することが好都合である。この搬送装置が、搬送時に容器を保持するための複数の保持装置を有すると好都合である。これらの保持装置が、例えば容器の運搬リングの下方など、容器の開口領域において容器を保持することが好都合である。

したがって、上述のように、新たに製造された容器に無菌の媒体を、とくには下方から作用させることで、この容器の底部を冷却することが提案される。このやり方で、とくにはブロー成形機と充填装置との間の移動の領域において、容器へのストレス印加が実行される。この場合、底部の冷却は、好ましくは、ブロー成形機と充填装置との間の既存の移動領域に統合されるべきである。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、成形装置もクリーンルームを有し、容器の成形の間、容器をクリーンルームの内部において搬送することができ、クリーンルームは、さらなるシール装置によって環境から境界付けられる。したがって、この方法によれば、容器がすでに無菌の条件下でプラスチック材料製の予備成形物からブロー成形され、その後に容器の底部が冷却される。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、少なくとも１つのシール装置が、液体で満たすことができる連続的なダクトを有し、容器の冷却のために容器にこのダクトから液体を供給でき、あるいはこのダクトに供給された液体を供給できる配管が設けられる。

したがって、容器の底部の事後の冷却に使用される冷却媒体が、充填手段または閉鎖手段ならびに／あるいはブロー成形機の回転部分のこの水シールまたはダクトを満たすためにも使用される同じ媒体であることが好都合である。この処置の利点は、上述の媒体がこれらの設備にすでに存在しており、様々なやり方で生成できる点にある。この媒体が無菌の水であり、とくに好ましいやり方においては殺菌剤と混合され、とくには酸化力のある殺菌剤と混合されると好都合である。

装置が、この無菌の水を生成するための生成装置を有すると好都合である。これは、例えば無菌水ろ過装置であってよく、あるいは熱処理設備（ＵＨＴプロセス）であってもよい。使用される殺菌剤は、例えばＨ_２Ｏ_２、好ましくは２％〜５％の濃度のＨ_２Ｏ_２であってよい。さらに、過酢酸を使用することも可能であると考えられる（好ましくは、５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの間の濃度）。

さらに、他の殺菌剤も可能である。

このやり方において、さらなる好都合な実施の形態の場合には、密封にも使用される同じ液体が、上述の冷却装置のために使用される。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、装置が、容器の冷却のために容器へと供給される液体を冷却するための冷却装置を有する。この場合に、この無菌の冷却媒体を、後の容器の冷却または底部の冷却のために、それぞれクーラによって低い温度に保つことが好都合に可能である。この場合に、１°〜３０°の間、好ましくは２°〜２５°の間、とくに好ましくは３°〜２０°の間、とくに好ましいやり方においては３°〜１５°の間の温度を使用することが好都合である。冷却に使用される液状の媒体を循環させる冷却回路を設けることも好都合である。

この場合に、冷却装置に例えばグリコールなどの物質を供給することが可能である。これらの物質も、この場合には成形装置から由来することができる。加えて、無菌の水における殺菌剤の濃度を一定に保つことができるように、容器の事後の冷却のために冷却媒体の少なくとも一部を指定の時間間隔で排水し、新たに補充し直すことが可能である。

この冷却回路が、例えば容器から滴り落ちる媒体を再び集めることができる収集装置をさらに有することが好都合である。

上述のシール装置が、ダクトに対して可動であって密封用の液体へと浸されるブレードを各々の連続的なダクトにさらに有する、いわゆるサージチャンバであることが好都合である。上述の連続的なダクトを不動にすることが好都合である。

さらに、上述の冷却回路を動作させるポンプを好都合に設けることができる。加えて、シール装置から上述の冷却回路へと液体を運ぶポンプ装置を設けることも可能である。さらに、例えばシール装置へ戻る無菌の媒体の流れを阻止する逆止弁、あるいはシール装置および冷却回路の充填の状態に応じて無菌の冷却媒体の供給および除去を相応に生じさせる弁などの、弁を設けることができる。

このやり方で、無菌の領域における容器の事後の冷却が初めて提案される。したがって、クリーンルームは、容器が成形装置から充填装置へ搬送されるその領域にも設けることが好都合である。この場合、上述のように、既存のシステムからの冷却媒体を、サージチャンバを満たすために使用することが好都合である。このやり方で、水と化学物質の付加的な混合を不要にでき、したがってシステムを簡素に保つことができる。

さらに、底部のこの事後の冷却の実現の結果として、無菌の設備を、炭酸を含む製品に合わせて、とくにはブロックの設計でも製造することが可能である。

このやり方では、いかなる追加の構造的空間も必要とせず、このやり方で用意される設備は依然としてコンパクトである。使用される経路が短いがゆえに、再汚染の恐れも少ない。さらに、無菌の水および殺菌剤が冷却用の水に使用されるため、アルカリ溶液または酸による容器の後の冷却のための搬送システムの洗浄を不要にすることもできる。さらなる利点および実施の形態が、添付の図面から明らかである。

本発明による装置の概略図である。 サージチャンバの態様におけるシール装置の図である。 容器のさらなる冷却を説明するための図である。

図１は、飲料容器の製造のための本発明による装置１の概略図である。この場合には、とくには赤外炉など、供給されるプラスチック材料製の予備成形物（図示されていない）を加熱する加熱装置３２が設けられている。その後に、このやり方で加熱されたプラスチック材料製の予備成形物は、供給スターホイール３４などの供給装置によって、全体が２で指し示されている成形装置２へと供給される。この成形装置２において、プラスチック材料製の予備成形物は、プラスチック材料製の容器へと成形され、取り出しスターホイール３６などの取り出し装置によって取り出される。

その後に、容器は、とくには容器の底部の内部の領域において、冷却装置６（概略的にのみ示されている）によって冷却され、その後に充填装置４へと移される。参照符号Ｐが、設備を通過する容器の搬送経路を指している。参照番号２０が、内部で容器の充填が行われるクリーンルームを大まかに図式的に指している。参照番号１２も、内部で容器が成形されるクリーンルームを指している。冷却装置６も、容器が運ばれて通過する対応するクリーンルームを有している。

さらに、容器を成形装置２から充填装置４へと運ぶ搬送装置が設けられている。この搬送装置は、好ましくは少なくとも１つの搬送スターホイールを有し、好ましくはいくつかの搬送スターホイールを有する。図１に示した実施の形態の場合には、２つの搬送スターホイール３７、３９を見て取ることができる。冷却装置６も、容器を冷却の最中に円形の搬送経路に沿って運ぶ搬送スターホイール（図示されていない）を有することができる。さらに、充填装置も、容器を充填の最中に搬送する搬送スターホイールを有することができる。成形装置も、プラスチック材料製の容器を成形処理の最中に搬送する回転式のキャリア（例えば、ブロー成形ホイールなど）を有することができる。

図２は、充填装置４（参照番号６２）および成形装置２（参照番号７２）について使用することができるシール装置６２および７２の概略図である。対応するやり方で、参照番号２および４は、設備のこれら２つの部分も指す。この場合には、シール装置または密封装置６２、７２のそれぞれが、無菌の媒体Ｆを運ぶダクト６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂをそれぞれ有している。参照番号６４および７４は、この液体へと浸されたブレードを指す。ここで、これらのブレードは、この場合には所定の回転軸（図示されていない）を中心にして回転することができるキャリア６５上に配置されている。ダクト６２ａ、６２ｂ、７２ａおよび７２ｂは静止している。

参照番号８０は、無菌の媒体（すなわち、液体Ｆ）をダクト６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂへと供給する供給配管を指している。この場合に、連続的なダクト６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂの内部の液体の充填状態を調節するために使用される弁８４、８６を設けることができる。接続配管８２によってダクトに液体を供給することができる。

ダクトの間に、容器が搬送され、さらにこの場合には、内部で処理され、すなわちここでは成形または充填されるそれぞれのクリーンルーム１２、２０が、配置されている。参照番号６５が、この場合には２つのブレード６４、７４が配置されたキャリアを指している。このキャリアも、この場合には回転可能であるが、クリーンルームの境界を形成している。液体は、弁８４または８６にそれぞれ取り付けられた配管部分によって、それぞれのダクト６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂへ通る。

図３は、本発明による装置の視覚化のための概略図である。この場合にも、ダクト６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂに無菌の媒体を供給する供給装置８０がやはり示されている。矢印Ｐ１によって示されるとおり、無菌の水を、この場合にはダクトへと供給することができ、さらに矢印Ｐ２によって示されるとおり、無菌の媒体を上述のように供給できる。ダクトの補給を、弁８４によって実行することができる。同時に、冷却装置（全体が６で指し示されている）への供給のための接続配管６６が設けられている。この冷却装置６も、とくには容器１０の底部領域１０ａに液状の媒体を作用させ、あるいは噴霧するストレス装置１６への供給に使用されるポンプ２８を有している。

加えて、この容器への作用のための液状の媒体を冷却する冷却素子１４が設けられている。容器１０から滴り落ちる媒体を、一部には収集容器１８によって収集でき、再使用することができる。このやり方で、冷却装置６も、この場合には回路の形態に設計される。冷却媒体の減少を防止するために、冷却媒体を供給配管６６によって再び補給することができる。さらに、ダクト６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂから冷却装置６へと無菌の媒体を運ぶポンプ４２を設けることができる。

出願人は、本出願の出願書類に開示したすべての特徴を、それらが単独または組み合わせのいずれかにおいて先行技術と比べて新規である限りにおいて、本発明に不可欠であるものとして請求する権利を留保する。

１ 装置
２ 成形装置
４ 充填装置
６ 冷却装置
１０ 容器
１０ａ 底部領域
１２ クリーンルーム
１４ 冷却素子
１６ ストレス装置
１８ 収集容器
２０ クリーンルーム
２８ ポンプ
３２ 加熱装置
３４ 供給スターホイール
３６ 取り出しスターホイール
３７、３８ 搬送スターホイール
６２、７２ シール、シール装置
６２ａ、６２ｂ ダクト
７２ａ、７２ｂ ダクト
６４、７４ ブレード
６５ キャリア
６６ 接続配管
８０ 供給配管
８２ 接続配管
８４、８６ 弁
Ｐ 搬送経路
Ｆ 無菌の媒体／液体
Ｐ１ 矢印−無菌の水の供給
Ｐ２ 矢印−無菌の媒体の供給

Claims (11)

1. プラスチック材料製の予備成形物を成形装置（２）によって成形してプラスチック材料製の容器（１０）を形成し、これらのプラスチック材料製の容器を充填装置（４）へと搬送し、この充填装置によって液体を充填し、ここで前記容器（１０）は、前記成形装置（２）と前記充填装置（４）との間の搬送経路において液状の媒体を作用させることによって少なくとも一部分が冷却される、とくには飲料容器である液体で満たされた容器（１０）の製造方法であって、前記容器は、少なくとも前記充填の間、シール装置（６２）によって環境から境界付けられたクリーンルーム（２０）の内部を搬送されることを特徴とする方法。
2. 前記容器を冷却するために、前記容器に無菌の液状の媒体が作用させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記容器が、前記成形装置（２）における成形処理の間も、クリーンルーム（１２）の内部を搬送されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 少なくとも１つのクリーンルーム（１２、２０）が、連続的なダクト（６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂ）にて運ばれる無菌の液体の使用によって密封され、このダクト（６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂ）からの前記液体が、前記容器の冷却にも使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記容器（１０）の冷却に使用される液体が、液体回路にて運ばれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記容器（１０）の冷却に使用される液体それ自身が冷却されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記容器（１０）に充填されるべき液体が、ＣＯ_２を含んでいる飲料であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. プラスチック材料製の予備成形物にガス状の媒体を作用させることによって、前記プラスチック材料製の予備成形物をプラスチック材料製の容器（１０）へと成形する成形装置（２）と、前記プラスチック材料製の予備成形物の搬送方向において前記成形装置（２）に対して下流に配置されるとともに、前記プラスチック材料製の容器（１０）に液体を充填する充填装置（４）と、前記成形装置（２）と前記充填装置（４）との間に配置されるとともに、前記プラスチック材料製の容器（１０）を冷却するために前記プラスチック材料製の容器（１０）の少なくとも一部分に液状の媒体を作用させる冷却装置（６）とを備えている、液体が充填された容器（１０）の製造のための装置（１）であって、少なくとも前記充填装置（４）が、クリーンルーム（２０）を有しており、前記容器の充填の間、前記容器を前記クリーンルーム（２０）の内部において搬送することができ、前記クリーンルーム（２０）は、少なくとも１つのシール装置（６０）によって環境から境界付けられていることを特徴とする装置（１）。
9. 前記成形装置（２）が、クリーンルーム（１２）を有しており、前記容器の成形の間、前記容器を前記クリーンルーム（１２）の内部において搬送することができ、前記クリーンルーム（１２）は、少なくとも１つのさらなるシール装置（７０）によって環境から境界付けられていることを特徴とする請求項８に記載の装置（１）。
10. 少なくとも１つのシール装置（６０、７０）が、液体で満たすことができる連続的なダクト（６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂ）を有すること、および前記容器（１０）の冷却のためにこのダクト（６２ａ、６２ｂ、７２ａ、７２ｂ）から前記容器（１０）へと液体を供給することができる配管（６６）が設けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の装置（１）。
11. 前記容器の冷却のために前記容器へと供給される液体を冷却するための冷却装置（１４）を有することを特徴とする請求項８に記載の装置（１）。

Images