JP6862699B2 - バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよびそれを有する液体充填機およびそれを用いた液体充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットに関するものである。とくに、充填後のスパウト内の液残りおよび、打栓後の残存エアーを少なくすることが可能な、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよび、それを用いた液体充填機および、それを用いた液体充填方法に関するものである。

近年の生活様式において、液体の商品の流通、販売の場面で、プラスチックフィルムを用いた液体容器や、液体用紙容器を用いた商品は数多い。実際さまざまな分野で生産、流通、販売され消費者の手元に届けられている。たとえばジュース、乳飲料、酒類などの飲料は、メーカーにおいて液体充填装置によりビンや紙製容器などの液体容器に所定量が充填され、商品として送り出される。

この充填装置には種々の方式、あるいはその変形タイプがあるが、いずれも供給タンクに収容された液体充填物を充填ノズル先端から容器内に吐出するものである。充填ノズルは基本的には液体が流れるパイプ部と液体の流量（吐出と遮断）もしくは流速等を制御するための弁機構等からなり、弁機構はパイプの先端近傍など所定の位置に備え付けられている。

供給タンクから充填ノズルへの充填物の送出については、重力を利用するものもあるが、一般には何らかのピストン機構により充填物を圧送している。圧送のほうが粘性の高い充填物や果肉などを含む非均一系充填物にも適しており、ピストン機構のストローク調整によって充填量の調整も容易であり、また圧送と弁開閉の同期も取りやすいため、充填物と液体容器双方に対する適応性が高い。

一般に液体充填装置では、液体容器は間欠的に充填ノズルの下部に配置され、充填ノズルからは所定の時間だけ充填物が吐出、滴下される。所定量の充填が終われば、次の吐出まで充填ノズルは待機状態に入る。

ノズル先端は、容器口部に挿入される場合もあり、挿入されない場合もある。挿入する場合でも浅い場合、深い場合、あるいは充填物液面に追随して移動する場合などいくつかの種類がある。また一般に口栓付きの液体パウチなどの場合には、スパウトにノズル先端を接触、挿入して充填を行なう。

バッグインボックスと呼ばれる容器の場合には、プラスチックフィルムを用いた、バッグと呼ばれる内袋に、液体が充填された後にスパウトが打栓され、ダンボールなどの紙箱に収納される。

このプラスチックフィルムを用いたバッグへの液体の充填に際しては、特許文献にあるように、バッグ内へのエアーの入り込みを防止するために、充填時にエアレスフィルパットを昇降させる技術が知られている。

しかしながら、ここに示された方法では、その効果は充分ではなく、充填後エアレスパットの上昇があったとしても、スパウト内に液体が残ってしまうおそれがあり、キャップを打栓すると、残存している液体があふれるおそれがある。

また反対にスパウトから、残存している液体が抜けすぎる場合には、バッグ内の残存エアー量が多くなってしまうおそれがあった。

いずれにしてもスパウト内の体積に依存して、液体が残存したり、あるいはエアーが残存することによって、打栓において、あるいは打栓後の密閉状態において不具合の発生が避けられなかった。

特開昭６２−２０８３０１号公報

本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、充填後のスパウト内の液残りを少なくすることが可能で、打栓後の残存エアーも少なくすることが可能な、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよび、それを有する液体充填機および、それを用いた液体充填方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、バッグインボックスの、バッグの液体充填時に用いられる、スパウトつきのバッグをスパウトを上に向けた状態で、バッグを下から支えて昇降可能な、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットであって、
押し上げ棒と、その上部に取り付けられたパットからなり、
該押し上げ棒は昇降可能で、該パットを昇降させることが可能であって、
該パットは、上方からスパウトに充填ノズルを挿入して液体のバッグへの充填が完了してのち、下から上昇してバッグを介してスパウト内部に挿入可能な、下から上に向かった凸
部を有し、該凸部は上から見た形状が円形であって、その直径は、２０ｍｍ〜５０ｍｍであり、該凸部の上部の少なくとも一部は平坦であることを特徴とする、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバッグインボックス充填用エアレスフィルパットを備え、上方からスパウトに挿入して、液体をバッグに充填可能なノズルを備えたことを特徴とする、液体充填機である。

また、請求項３に記載の発明は、前記スパウトは、スパウト底部のフランジに凹凸紋様を設けたものを使用することを特徴とする、請求項２に記載の液体充填機を用いたバッグインボックスの充填方法である。

本発明によれば、充填後のスパウト内の液残りを少なくすることが可能で、打栓後の残存エアーも少なくすることが可能な、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよび、それを有する液体充填機および、それを用いた液体充填方法を提供することが可能である。

とくに請求項２に記載の発明によれば、充填後のスパウト内の液残りを少なくすることが可能で、打栓後の残存エアーも少なくすることが可能な、液体充填機を提供することが可能である。

とくに請求項３に記載の発明によれば、充填後のスパウト内の液残りを少なくすることが可能で、打栓後の残存エアーも少なくすることが可能で、より円滑な液体充填方法を提
供することが可能である。

図１は本発明に係る、バッグインボックスの一実施態様を説明するための、斜視模式図である。 図２は本発明に係る、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよびそれを有する液体充填機の、一実施態様の液体充填前の状態を説明するための、断面模式図である。 図３は本発明に係る、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよびそれを有する液体充填機の、一実施態様の液体充填中の状態を説明するための、断面模式図である。 図４は本発明に係る、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよびそれを有する液体充填機の、一実施態様の液体充填完了の状態を説明するための、断面模式図である。 図５は本発明に係る、バッグインボックスのバッグに取り付ける、スパウトの一実施態様を説明するための、断面模式図である。 図６は本発明に係る、バッグインボックスのバッグに取り付ける、スパウトの一実施態様および液体の流れを説明するための、スパウトをその底面側から見た平面模式図である。 図７は本発明にかかわる、液体充填機を用いたバッグインボックスの充填方法の一例を説明するための、部分断面模式図である。

以下、本発明を図を参照しながら、更に詳しい説明を加える。ただし本発明は、ここに示す例にのみ限定されるものではない。本発明は、請求項によって限定されるものである。

図１は本発明に係る、バッグインボックスの一実施態様を説明するための、斜視模式図である。本発明において、バッグインボックス（１００）は、２重構造の液体用容器であって、内側はバッグ（１）と呼ばれる、プラスチックフィルム単体もしくは、プラスチックフィルムを基材とする積層体からなる容器であって、外側は紙箱（３０）である。

紙箱（３０）には、板紙あるダンボールを使用することができ、バッグインボックス（１００）の用途や大きさ、必要な強度などを勘案して適宜選択して用いることができる、また紙箱（３０）の外側から見える面には、必要に応じて印刷や表面加飾を施すこともできる。

紙箱（３０）から外側に向けて、内側のバッグ（１）に連続するスパウト（２）が、露出して固定されており、スパウトからは、口栓（９）を取り外したり、勘合することによって、内容物の液体を必要な量取り出すことが可能である。

スパウト（２）およびその口栓（９）の形状は、図１に示す模式図に限定されるものではなく、内容物の液体の種類や性状、またバッグインボックスの用途などに応じて、適宜選択してよい。たとえば口栓（９）はスクリュータイプのほか、ディスペンサータイプ、ヒンジタイプ、コックタイプ、スナップオンタイプ、などから適宜選択して用いることができる。

充填機によってバッグ（１）に定量の液体が充填されて後、開口部は打栓され、バッグ（１）は密閉され、紙箱（３０）に収納されてバッグインボックッス（１００）が製造される。

図２は本発明に係る、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよびそれを有する液体充填機の、一実施態様の液体充填前の状態を説明するための、断面模式図である。

本発明は、バッグインボックスの、バッグ（１）の液体充填時に用いられる、スパウト（２）つきのバッグ（１）を、スパウト（２）の開口部（６）を上に向けた状態で、バッグ（１）を下から支えて昇降可能な、バッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）およびそれを有する液体充填機である。

バッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）は、押し上げ棒（３）と、その上部に取り付けられたパット（４）からなり、押し上げ棒（３）は昇降可能で、パット（４）を昇降させ、バッグ（１）を下から支えることが可能である。

本発明において、パット（４）は、下から上昇してバッグ（１）を介してスパウト（２）内部に挿入可能な、下から上に向かった凸部（５）を有している。
バッグ（１）とスパウト（２）は、スパウト（２）の周縁部でバッグ（１）と連続して接着されており、スパウト（２）の開口部（６）がバッグ（１）の開口部となって、内容物の液体の充填および使用時の取り出し口となる。スパウト（２）および口栓にはプラスチックの成型品を用いることができる。

バッグ（１）とスパウト（２）の接着は、溶着部（１４）を、たとえばヒートシールによる熱溶着によって行なうことができる。また、スパウトの底部である、フランジ（１５）に、凹凸の紋様を設けておくことによって、ノズル（２０）からスパウト（２）を経て充填される際において、液体のバッグ（１）への流入を阻害することがなくすことができる。

内容物の液体のバッグへの充填はノズル（２０）によって行なうことができる。スパウト（２）の開口部（６）を上に向けて充填する場合には、ノズル（２０）は上方からスパウト開口部（６）に向けて下降し、ノズル（２０）先端部から液体を供給して、バッグ（１）内に液体を充填することができる。ノズル（２０）の形状、方式には特段の制約を設けるものではなく、図２に示す例のほか、内容物の液体の種類、性状などを考慮して、適宜選択することができる。

図２に示す例においては、ノズル（２０）は、外側にパイプ（１１）を有し、内側には上下に昇降可能なプランジャー（１２）を有しており、プランジャー（１２）の昇降によって、外側のパイプ（１１）との間隙を開閉することが可能であり、このノズル（２０）の先端部分は、充填時の弁機構（１３）として機能する。

またパイプ（１１）先端は、ノズル（２０）が液体の充填のために下降した際には、スパウト（２）を上から固定することができ、一部はスパウト（２）内部に挿入することができる。これらの機構は、充填する液体の種類、流動性、含まれる固形物の有無などによって、適宜選択することができる。

また図２に示す例においては、バッグ（１）は、片側にたれ下がった状態で、スパウト（２）の開口部（６）を上にして液体が充填される例を図示してあるが、バッグ（１）の形状や充填工程の構成によっては、バッグ（１）を左右もしくは、前後も均等にして支えて、液体を充填することもできる。

充填時には、充填ノズル（２０）は下降して、スパウト（２）の開口部（６）にパイプ
（１１）の先端が固定され、弁機構（１３）が開いて充填が開始される。このとき、充填ノズル（１１）の一部はスパウト（２）に挿入された状態となる。

図３は本発明に係る、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよびそれを有する液体充填機の、液体充填中の状態を説明するための断面模式図である。

ここに示す状態において、充填のための液体の流れ（８）は、液体がプランジャー（１２）とパイプ（１１）の間の空隙（１６）を通ってのち、スパウト（２）を通過してバッグ（１）に送られ、内容物（７）として充填される。

このとき、スパウトの（２）底部であるフランジ（１５）に、凹凸の紋様を設けておくことによって、ノズル（２０）からスパウト（２）を経て充填される際において、液体のバッグ（１）への流入を阻害することがなくすことができ、より円滑な充填を実現することが可能である。

一般にスパウト（２）は、プラスチックを成型して作られており、その底部であるフランジ（１５）に凹凸の紋様を設けることは、成型の際の金型に凹凸を施すことによって、実現可能である。この凹凸はその形状に、別段の制限を設けるものではなく、液体のバッグへの流入を阻害しない形状であればよい。

すなわち、凸の部分で、バッグ（１）の対向する部分との、クリアランスを確保することができ、凹の部分を通って液体がノズルから、バッグへと流入することが可能であれば、その目的を果たすことが可能である。

この方法によれば、液体のバッグ（１）への充填をより円滑かつ確実にすることができる。

図４は本発明に係る、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよびそれを有する液体充填機の、一実施態様の液体充填完了の状態を説明するための、断面模式図である。

所定の充填量が充填されたことに伴って、バッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）を上昇させる。その結果、バッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）のうち、下から上に向かった凸部（５）はバッグ（１）を介して、スパウト（２）内部に挿入される。

これによって、スパウト（２）内部の体積を減じることが可能になり、スパウト（２）内部の液体（１７）の量を少なくすることができ、同時に充填後に打栓した際のバッグ（１）内の残存エアーも削減することが可能である。

またスパウトの（２）底部であるフランジ（１５）に、凹凸の紋様を設けたものを用いることが可能であって、この方法によれば、凸の部分で、バッグ（１）の対向する部分との、クリアランスをより確実に確保することができ、凹の部分を通って液体がノズル（２９）から、バッグ（１）への円滑な流入を実現することが可能である。

またバッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）のうち、下から上に向かった凸部（５）がバッグ（１）を介して、スパウト（２）内部に挿入される際において、スパウト内の液体のバッグ（１）への流入を、阻害することなく円滑にすることができる。

図５は本発明に係る、バッグインボックスのバッグに取り付ける、スパウトの一実施態様を説明するための断面模式図である。

一般にスパウト（２）は、プラスチックを成型して作られており、その底部であるフランジ（１５）に凹凸の紋様を設けることは、成型の際の金型に凹凸を施すことによって、実現可能である。この凹凸はその形状に、別段の制限を設けるものではなく、液体のバッグ（１）への流入を阻害しない形状であればよい。

すなわち、凹凸紋様（１８）で、フランジ（１５）がバッグの対向する部分との、クリアランスを確保することができ、凹の部分を通って、液体がノズルからバッグへと流入することが可能であれば、その目的を果たすことが可能である。

図６は本発明に係る、バッグインボックスのバッグに取り付ける、スパウトの一実施態様および液体の流れを説明するための、スパウトをその底面側から見た平面模式図である。

ここに示す例では、凹凸紋様をフランジ（１５）の円周に沿って配置してあり、図６においてはドーナツ状の円形が手前側に、凹凸紋様の凸部（１９）となっている。

液体の流れ（８）は、スパウト（２）の開口部から、バッグに流れるが、パットによってバッグが下から押し上げられ、更にはパットの凸部がスパウトに挿入される場合にスパウト底部のフランジ（１５）がバッグの対向する面に押し付けられた場合においても、凹凸紋様の凸部（１９）が、フランジ（１５）とバッグの対向する面との間に、一定のクリアランスを確保することができるために、液の流れ（８）が阻害されることがない。

本発明による、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよびそれを用いた液体充填機を用いて、ここに示す凹凸紋様（１８）を設けたスパウト（２）を用いて充填を行なう方法をとれば、より確実、かつ円滑に充填が行なわれ、また充填後のスパウト（２）内の液残りを少なくすることが可能で、打栓後の残存エアーも少なくすることが可能となる。

図７は本発明にかかわる、液体充填機を用いたバッグインボックスの充填方法の一例を説明するための部分断面模式図である。

ここに示す状態は、所定の充填量がバッグへの充填を完了した状態を示すものであり、バッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）を上昇させた状態を示している。

その結果、バッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）のうち、下から上に向かった凸部（５）はバッグ（１）を介して、スパウト（２）内部に挿入されている。

これによって、スパウト（２）内部の、円柱形の体積を減じることが可能になり、スパウト（２）内部の液体（１７）の量を少なくすることができ、同時に充填後に打栓した際のバッグ（１）内の残存エアーも削減することが可能である。

またスパウト（２）の底部であるフランジ（１５）に、凹凸の紋様を設けたものを用いることが可能であって、この方法によれば、凸の部分で、バッグ（１）の対向する部分との、クリアランスをより確実に確保することができ、凹の部分を通って液体がノズル（２９）から、バッグ（１）への、確実かつ円滑な流入を実現することが可能である。

またバッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）のうち、下から上に向かった凸部（５）がバッグ（１）を介して、スパウト（２）内部に挿入される際において、スパウト内の液体のバッグ（１）への流入を、阻害することなく円滑にすることができる。

したがって、本発明によるバッグインボックス充填用エアレスフィルパット（１０）を有することにより、充填後のスパウト内の液残りを少なくすることが可能で、打栓後の残存エアーも少なくすることが可能な、液体充填機を提供することが可能である。

また本発明によって、スパウト底部のフランジに凹凸紋様を設けたものを使用する充填方法をとることによって、充填後のスパウト内の液残りを少なくすることが可能で、打栓後の残存エアーも少なくすることが可能で、より円滑な液体充填方法を提供することが可能である。

またわれわれは鋭意検討を重ねた結果、凸部（５）について、下記の知見を得た。すなわち、すなわち凸部（５）は上から見た形状が円形であって、凸部（５）の直径は、２０ｍｍ〜５０ｍｍ、より好ましくは２５ｍｍ〜３０ｍｍであることが最適であることを見出した。

また、凸部の直径はスパウトの内径とも密接に関係するため、これについても検討を進めた結果、前述の直径の範囲を満たしてかつ、その直径は、スパウト（２）の内径より５ｍｍ〜２０ｍｍ小さくすることが最適であることを見出した。この範囲の差を設けることによって、凸部（５）をバッグ（１）を介してスパウト（２）の内側に挿入することが、より円滑であり最適となる。

更にわれわれは、鋭意検討を重ねた結果、凸部（５）について、下記の知見を得た。すなわち、凸部（５）は、その高さが１０ｍｍ〜５０ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ〜４０ｍｍであることが最適であることを見出した。

またパッド（４）あるいは凸部（５）の材質については、特段の限定を加えるものではなく、充填時にバッグ（１）を下から支え、凸部（５）はバッグ（１）を介してスパウト（２）に挿入することが可能であれば、適宜選択し用いることができるが、たとえばシリコーンゴムなどを好適に用いることができる。

このように本発明によれば、充填後のスパウト内の液残りを少なくすることが可能で、打栓後の残存エアーも少なくすることが可能な、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットおよび、それを有する液体充填機および、それを用いた液体充填方法を提供することが可能である。

１・・・バッグ
２・・・スパウト
３・・・押し上げ棒
４・・・パット
５・・・凸部
６・・・開口部
７・・・内容物
８・・・液体の流れ
９・・・口栓
１０・・・バッグインボックス充填用エアレスフィルパット
１１・・・パイプ
１２・・・プランジャー
１３・・・弁機構
１４・・・溶着部
１５・・・フランジ
１６・・・空隙
１７・・・スパウト内部の液体
１８・・・凹凸紋様
１９・・・凹凸紋様の凸部
２０・・・ノズル
３０・・・紙箱
１００・・・バッグインボックス

Claims (3)

1. バッグインボックスの、バッグの液体充填時に用いられる、スパウトつきのバッグをスパウトを上に向けた状態で、バッグを下から支えて昇降可能な、バッグインボックス充填用エアレスフィルパットであって、
   押し上げ棒と、その上部に取り付けられたパットからなり、
   該押し上げ棒は昇降可能で、該パットを昇降させることが可能であって、
   該パットは、上方からスパウトに充填ノズルを挿入して液体のバッグへの充填が完了してのち、下から上昇してバッグを介してスパウト内部に挿入可能な、下から上に向かった凸部を有し、該凸部は上から見た形状が円形であって、その直径は、２０ｍｍ〜５０ｍｍであり、該凸部の上部の少なくとも一部は平坦であることを特徴とする、バッグインボックス充填用エアレスフィルパット。
2. 請求項１に記載のバッグインボックス充填用エアレスフィルパットを備え、上方から前記スパウトに挿入して、液体をバッグに充填可能なノズルを備えたことを特徴とする、液体充填機。
3. 前記スパウトは、スパウト底部のフランジに凹凸紋様を設けたものを使用することを特徴とする、請求項２に記載の液体充填機を用いたバッグインボックスの充填方法。

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