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特許7486487シールされた包装容器を形成するための包装機
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-09
(45)【発行日】2024-05-17
(54)【発明の名称】シールされた包装容器を形成するための包装機
(51)【国際特許分類】
   B65B 31/04 20060101AFI20240510BHJP
   B65B 9/087 20120101ALI20240510BHJP
【FI】
B65B31/04 A
B65B9/087
【請求項の数】 15
(21)【出願番号】P 2021529371
(86)(22)【出願日】2019-11-07
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-20
(86)【国際出願番号】 EP2019080532
(87)【国際公開番号】W WO2020108945
(87)【国際公開日】2020-06-04
【審査請求日】2022-10-27
(31)【優先権主張番号】18208331.1
(32)【優先日】2018-11-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】391053799
【氏名又は名称】テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ
【住所又は居所原語表記】70 Avenue General Guisan,CH-1009 Pully,Switzerland
(74)【代理人】
【識別番号】100151105
【弁理士】
【氏名又は名称】井戸川 義信
(72)【発明者】
【氏名】フィリッポ・フェラリーニ
(72)【発明者】
【氏名】ニコラ・ガルティ
【審査官】西塚 祐斗
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2012/0266571(US,A1)
【文献】特開平02-269623(JP,A)
【文献】特表2009-517294(JP,A)
【文献】特開2000-335525(JP,A)
【文献】米国特許第03466841(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B65B 31/04
B65B 9/087
B65B 55/00 - 55/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
注ぎ込み可能な製品で充填された複数のシールされた包装容器(2)を形成するための包装機(1)であって、
-包装材料のウェブ(4)を前進経路(P)に沿って前進させるように適合された搬送装置(7)と、
-滅菌ガスを含有する内部環境(11)を外部環境(12)から分離する隔離チャンバ(10)と、
-前記隔離チャンバ(10)内に少なくとも部分的に配置され、使用中に前進する包装材料の前記ウェブ(4)からチューブ(3)を形成し、縦方向にシールするように適合されたチューブ形成及びシール装置(13)であって、前記搬送装置(7)は、チューブ前進経路(Q)に沿って前記チューブ(3)を前進するようにも適合されている、チューブ形成及びシール装置(13)と、
-使用中、前記チューブ(3)内に配置され、前記チューブ(3)を、前記内部環境(11)と流体接続下にある第1の空間(38)と、前記チューブ前進経路(Q)に沿って前記第1の空間(38)の下流に配置された第2の空間(39)とに分割するように設計された区切り要素(37)と、
-使用中、注ぎ込み可能な製品を前記第2の空間(39)に仕向けるように、少なくとも一部が前記第2の空間(39)に配置された充填装置(14)と、
-滅菌ガスを生成及び加圧し、前記生成され加圧された滅菌ガスを少なくとも前記滅菌ガスの第1の流れと前記滅菌ガスの少なくとも第2の流れとに分割するように構成された滅菌ガス供給装置(43)とを備え
前記滅菌ガス供給装置(43)は、使用中に、前記滅菌ガスの前記第1の流れを前記隔離チャンバ(10)へ仕向けるように構成された、前記内部環境(11)と流体的に接続されている第1のガス供給導管(46)と、使用中に、前記滅菌ガスの前記第2の流れを前記第2の空間(39)に仕向けるように構成された第2のガス供給導管(47)と、を備え、
前記滅菌ガス供給装置(43)はさらに、前記第2の空間(39)内のガス圧が前記隔離チャンバ(10)内のガス圧よりも高くなるように、滅菌ガスの前記第1の流れ及び滅菌ガスの前記第2の流れを制御するように構成される、
包装機(1)。
【請求項2】
前記滅菌ガス供給装置(43)が、加圧ユニット(44)と、滅菌アセンブリ(45)とを備え、それらは加圧された滅菌ガスを生成するためにガスをそれぞれ加圧及び滅菌するように構成される、請求項1に記載の包装機。
【請求項3】
前記滅菌アセンブリ(45)が前記加圧されたガスを滅菌するように使用中に前記加圧されたガスを受け入れるように、前記加圧ユニット(44)及び前記滅菌アセンブリ(45)が配置され、流体的に接続される、請求項2に記載の包装機。
【請求項4】
前記加圧ユニット(44)がまた、前記隔離チャンバ(10)からガスを直接的及び/又は間接的に抽出し、前記抽出されたガスを加圧し、前記加圧されたガスを前記滅菌アセンブリ(45)に仕向けるように構成される、請求項2又は3に記載の包装機。
【請求項5】
前記滅菌ガス供給装置(43)が、滅菌ガスの前記第1の流れを制御するように構成された第1の制御弁(48)と、滅菌ガスの前記第2の流れを制御するように構成された第2の制御弁(49)とを備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の包装機。
【請求項6】
前記滅菌ガス供給装置(43)が、前記第2の空間(39)内のガス圧を、周囲圧力よりも5kPa~40kPa高い範囲に制御するように構成される、請求項1~5のいずれか一項に記載の包装機。
【請求項7】
前記滅菌ガス供給装置(43)が、前記隔離チャンバ(10)内のガス圧を、周囲圧力よりも100Pa~500Pa高い範囲に制御するように構成される、請求項1~6のいずれか一項に記載の包装機。
【請求項8】
前記区切り要素(37)が前記隔離チャンバ(10)内に配置される、請求項1~7のいずれか一項に記載の包装機。
【請求項9】
前記チューブ形成及びシール装置(13)が、縦方向シール部分(23)を形成するために前記包装材料のウェブ(4)の第1の横方向エッジ(20)と第2の横方向エッジ(21)を重ね合わせることによって前記包装材料のウェブ(4)を前記チューブ(3)に徐々に折り曲げるように構成されたチューブ形成ユニット(22)を備え、
前記シール部分(23)が初期レベルから前記チューブ前進経路(Q)に沿って下流方向に延在し、
前記区切り要素(37)が、前記初期レベルの領域及び/又は前記チューブ前進経路(Q)に沿って前記初期レベルの下流の領域に配置される、
請求項1~8のいずれか一項に記載の包装機。
【請求項10】
前記区切り要素(37)が、前記第2の空間(39)を前記第1の空間(38)と流体的に接続するための、及び使用中に前記第2の空間(39)から前記第1の空間(38)への滅菌ガスの漏れ流を許容するための少なくとも1つの流体チャネル(40)を使用中に提供するように設計される、請求項1~9のいずれか一項に記載の包装機。
【請求項11】
前記流体チャネル(40)が環状の形状を有する、請求項10に記載の包装機。
【請求項12】
使用中、前記流体チャネル(40)が、前記区切り要素(37)の周囲部分と、使用中に前進する前記チューブ(3)の内面とによって区切られる、請求項10又は11に記載の包装機。
【請求項13】
前記区切り要素(37)が、使用中に前進する前記チューブ(3)に平行な方向及び/又は垂直な方向に沿って移動するように適合される、請求項1~12のいずれか一項に記載の包装機。
【請求項14】
前記充填装置(14)が、使用中、前記チューブ(3)内に少なくとも部分的に延在し、且つ、使用中、前記注ぎ込み可能な製品を前記第2の空間(39)に仕向けるように適合された充填パイプ(30)を最後に備え
記ガス供給導管(47)の少なくとも一部及び前記充填パイプ(30)の少なくとも一部が互いに平行である、
請求項1~13のいずれか一項に記載の包装機。
【請求項15】
前記区切り要素(37)が、前記充填パイプ(30)の少なくとも一部及び/又は前記ガス供給導管(47)の一部に接続される、請求項14に記載の包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シールされた包装容器を形成するための、特に注ぎ込み可能な製品で充填されたシールされた包装容器を形成するための包装機に関する。
【背景技術】
【0002】
知られているように、フルーツジュース、UHT(超高温処理)牛乳、ワイン、トマトソース、その他など、多くの液体又は注ぎ込み可能な食品は、滅菌された包装材料で作られた包装容器に入れて販売されている。
【0003】
典型的な例が、テトラ・ブリック・アセプティック(登録商標)として知られる、液体又は注ぎ込み可能な食品用の平行六面体形状の包装容器であり、これはラミネートされたストリップ包装材料をシールして折り曲げることによって作られる。包装材料は、両面をヒートシールプラスチック材料、例えばポリエチレンの層で覆われた、例えば紙のベース層を含む多層構造を有する。UHT牛乳などの長期保存製品用の無菌包装容器の場合、包装材料はまた、酸素バリア材料、例えばアルミ箔の層を含み、この層はヒートシールプラスチック材料の層に重ねられ、次に食品に最終的に接触する包装容器の内面を形成するヒートシールプラスチック材料の別の層で覆われる。
【0004】
通常、この種の包装容器は全自動包装機で製造され、全自動包装機は包装材料のウェブを滅菌ユニットを通して前進させて、例えば化学的滅菌(例えば、過酸化水素溶液などの化学的滅菌剤を適用することによる)又は物理的滅菌(例えば、電子ビームによる)により、包装材料のウェブを滅菌する。次に、包装材料の滅菌されたウェブは、隔離チャンバ内で維持及び前進され、縦方向に折り曲げられてシールされてチューブを形成し、これはさらに垂直前進方向に沿って供給される。
【0005】
形成作業を完了するために、チューブは、滅菌又は滅菌処理された注ぎ込み可能な食品で連続的に充填され、横方向にシールされ、その後、垂直前進方向に沿って前進する間に包装機の包装容器形成ユニット内で等間隔の横方向断面に沿って切断される。
【0006】
ピロー型包装容器が包装機内でそのように得られ、各ピロー型包装容器は、縦方向シール帯と、上面の横方向シール帯及び底面の横方向シール帯とを有する。
【0007】
さらに、典型的な包装機は、包装材料のウェブを前進経路に沿って前進させるための搬送装置と、包装材料のウェブを滅菌するための滅菌ユニットと、隔離チャンバ内に部分的に配置され、包装材料の前進するウェブからチューブを形成し、チューブの縦方向の継ぎ目部分に沿ってチューブを縦方向にシールするように適合されたチューブ形成及びシール装置と、チューブに注ぎ込み可能な製品を連続的に充填するための、使用中にチューブ内に同軸に配置される充填パイプと、包装容器を形成し、横方向にシールし、横方向に切断することによって、包装材料のチューブから単一の包装容器を製造するように適合された包装容器形成ユニットとを備える。
【0008】
包装容器形成ユニットは、複数の形成、シール、及び切断アセンブリを含み、それぞれのアセンブリは、使用中に、チューブの前進経路に平行なそれぞれの動作経路に沿って前進する。形成、シール、及び切断アセンブリの前進中に、これらは衝突位置でチューブと相互作用し始め、前進するチューブに追従し、チューブを形成し、横方向にシールし、横方向に切断し、単一の包装容器を得る。
【0009】
単一の包装容器を正しく形成するために、チューブ内の注ぎ込み可能な製品によって提供される静水圧が、十分に高いことが必要である。そうでなければ不規則な形状の包装容器が形成され得るからである。
【0010】
通常、必要な静水圧を提供するためのチューブ内に存在する注ぎ込み可能な製品のカラムは、衝突位置(すなわち、それぞれの形成、シール、及び切断アセンブリが、前進するチューブに接触し始めるステーション)から少なくとも500mm上方に延在する。場合によっては、注ぎ込み可能な製品のカラムは、衝突位置から最大2000mm上方に延在する。正確な延在は、少なくとも包装容器フォーマット及び製造速度に依存することが当技術分野で知られている。
【0011】
実際には、これは、必要な注ぎ込み可能な製品カラムをチューブ内に提供するために、チューブが延在を有さなければならないことを意味する。
【0012】
したがって、チューブ内に注ぎ込み可能な製品の必要なレベルを提供するために、包装機の隔離チャンバの垂直方向の延在部をかなり高くする必要がある。
【0013】
必要な静水圧は、その包装容器フォーマット及び包装容器容積における、包装材料のウェブの前進速度、したがってチューブの前進速度などの製造パラメータに依存する(換言すると、それは包装機の処理速度に依存する)。これは、いずれかの製造パラメータが変更される場合、1人又は複数人のオペレータがそれに応じて包装機を修正する必要があることを意味する。必要な修正は時間がかかるため、製造コストの増加につながる。
【0014】
この分野において、特に、上記の欠点の少なくとも1つを克服するために、包装機を改善する必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
したがって、本発明の目的は、改善された包装機を簡単且つ低コストの方法で提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明によれば、請求項1に記載の包装機が提供される。
【0017】
本発明による包装機のさらに有利な実施形態は、従属請求項に特定されている。
【0018】
本発明の非限定的な実施形態は、添付の図面を参照して例として記載される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】明確にするために部品が取り外された、本発明による包装機の概略図である。
図2】明確にするために部品が取り外された、図1の包装機の細部の概略図である。
図3】明確にするために部品が取り外された、図1の包装機の一部の拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
番号1は、注ぎ込み可能な食品、特に低温殺菌された牛乳又はフルーツジュースなどの滅菌及び/又は滅菌処理された注ぎ込み可能な食品のシールされた包装容器2を包装材料のウェブ4のチューブ3から製造するための包装機の第1の実施形態を全体的に示す。特に、使用中、チューブ3は、縦方向軸L、特に、垂直方向を有する軸Lに沿って延びる。
【0021】
包装材料のウェブ4は、多層構造(図示せず)を有し、少なくとも、例えば紙又はボール紙の層などの繊維材料の層と、繊維材料の層を間に挟むヒートシールプラスチック材料、例えばポリエチレンの少なくとも2つの層とを備える。包装容器2の内面を定めるヒートシールプラスチック材料のこれらの2つの層のうちの一方は、最終的に注ぎ込み可能な製品に接触する。
【0022】
必ずというわけではないが好ましくは、ウェブ4はまた、特にヒートシールプラスチック材料の層の一方と繊維材料の層との間に配置されている、ガスバリア及び光バリア材料、例えばアルミホイル又はエチレンビニルアルコール(EVOH)フィルムの層を備える。必ずというわけではないが優先的に、ウェブ4はまた、ガス及び光バリア材料の層と繊維材料の層との間に挟まれたヒートシールプラスチック材料のさらなる層を備える。
【0023】
包装機1によって得られる典型的な包装容器2は、シールされた縦方向継ぎ目部分5と、一対の横方向シール部分6、特に上面横方向シール部分6及び底面横方向シール部分6(すなわち、包装容器2の上部に1つの横方向シール部分6及び包装容器2の下部に別の横方向シール部分6)とを備える。
【0024】
特に図1及び2を参照すると、包装機1は以下のものを備える:
-ウェブ4を(そのように知られている方法で)ウェブ前進経路Pに沿って送達ステーション8から形成ステーション9(ここで使用中にウェブ4はチューブ3に形成される)に前進させるように構成された搬送装置7、
-内部環境11、特に内部滅菌環境を有し、滅菌ガス、特に滅菌空気を含有し(含み)、外部環境12から分離されている隔離チャンバ10、
-隔離チャンバ10内に少なくとも部分的に配置され、使用中に前進するウェブ4から、特にチューブ形成ステーション9において、チューブ3を形成し、縦方向にシールするように適合されているチューブ形成及びシール装置13、
-チューブ3に注ぎ込み可能な製品を連続的に充填するための充填装置14、及び
-特に、包装容器2を形成するために、使用中、前進するチューブ3を形成し、横方向にシールし、必ずというわけではないが好ましくは横方向に切断するように適合された包装容器形成ユニット15。
【0025】
必ずというわけではないが好ましくは、包装機1はまた、滅菌ステーション、特に、経路Pに沿って形成ステーション9の上流に配置された滅菌ステーションにおいて、使用中に前進するウェブ4を滅菌するように適合された滅菌ユニット16(図2に部分的にのみ示される)を備える。より具体的には、滅菌ユニット16は、経路Pに沿って隔離チャンバ10の上流に配置されている。
【0026】
特に、滅菌ユニット16は、化学的滅菌(例えば、過酸化水素溶液などの化学的滅菌剤を適用することによって)及び/又は物理的滅菌(例えば、電子ビーム又は他の電磁照射)によってウェブ4を滅菌するように構成される。
【0027】
さらにより具体的には、滅菌ユニット16は、使用中に、ウェブ4の滅菌中に、ウェブ4がそれを通って前進するハウジング17(滅菌スペースを区切る)を備える。
【0028】
好ましい非限定的な実施形態によれば、滅菌ユニット16の少なくとも一部、特にハウジング17は、隔離チャンバ10に機械的に接続されている。
【0029】
必ずというわけではないが好ましくは、滅菌ユニット16及び隔離チャンバ10は、使用中に、経路Pに沿って前進するウェブ4が滅菌ユニット16から隔離チャンバ10に入るように配置される。
【0030】
必ずというわけではないが優先的に、搬送装置7は、チューブ3を、特にチューブ3のいずれかの中間体も、そのように知られた方法で、チューブ前進経路Qに沿って、特に形成ステーション9から包装容器形成ユニット15へ、少なくとも部分的にそれを通って前進させるように構成される。
【0031】
特に、チューブ3の中間体という用語により、チューブ構造を得る前、及びチューブ形成装置13によるウェブ4の折り曲げが開始された後のウェブ4のいずれかの構成を意味する。換言すると、チューブ3の中間体は、特にウェブ4の第1のエッジ20及び第1のエッジ20の反対側のウェブ4の第2のエッジ21が互いに重なり合うことによって、チューブ3を得るようにウェブ4が徐々に折り曲げられる結果である。
【0032】
必ずというわけではないが優先的に、チューブ形成及びシール装置13は、少なくとも部分的に、好ましくは完全に隔離チャンバ10内、特にチューブ形成ステーション9に配置されたチューブ形成ユニット22を備え、このユニットはチューブ3の縦方向の継ぎ目部分23を形成するために、特に第1のエッジ20及び第2のエッジ21を互いに重ね合わせることによって、前進するウェブ4をチューブ3に徐々に折り曲げるように適合されている(構成されている)。特に、チューブ形成ユニット22は、縦方向軸Mに沿って延在し、特に垂直方向の向きを有する。
【0033】
特に、継ぎ目部分23は、初期レベル(具体的には示されていない)から経路Qに沿って下方に延びる。換言すると、初期レベルは、継ぎ目部分23を形成するために第1のエッジ20と第2のエッジ21が互いに重なり始める位置にある。
【0034】
特に、経路Qの少なくとも一部は、隔離チャンバ10内(特に、内部環境11内)にある。
【0035】
より詳細には、軸Lと軸Mは互いに平行である。さらに詳細には、チューブ形成ユニット22は、使用中に、チューブ3の軸Lを定める。
【0036】
必ずというわけではないが優先的に、チューブ形成ユニット22は、特に隔離チャンバ10内(特に内部環境11内)に配置された少なくとも2つの形成リングアセンブリ24及び25を備え、これらは、特に縦方向の継ぎ目部分23を形成するために第1のエッジ20及び第2のエッジ21を互いに重ね合わせることによって、互いに協働してウェブ4をチューブ3に徐々に折り曲げるように適合されている。
【0037】
さらにより具体的には、形成リングアセンブリ24及び25は、互いに離れており、互いに平行である。
【0038】
さらに、形成リングアセンブリ24及び25は、互いに同軸に配置され、チューブ形成ユニット22の縦方向軸Mを定める。
【0039】
必ずというわけではないが優先的に、チューブ形成及びシール装置13はまた、継ぎ目部分23に沿ってチューブ3を縦方向にシールするように適合された(構成された)シールユニットを備える。換言すると、使用中、チューブ形成ユニット22によって形成された継ぎ目部分23は、シールユニットの作動によってシールされる。
【0040】
必ずというわけではないが優先的に、シールユニットは、少なくとも部分的に隔離チャンバ10内に配置される。
【0041】
単一包装容器2のそれぞれの縦方向にシールされた継ぎ目部分5は、チューブ3を横方向にシールし、切断することから生じることに留意されたい。換言すると、単一包装容器2のそれぞれの継ぎ目部分5は、チューブ3の継ぎ目部分23のそれぞれのセクションである。
【0042】
より具体的には、シールユニットは、隔離チャンバ10内に配置され、熱エネルギーをチューブ3、特に継ぎ目部分23に伝達して、チューブ3、特に継ぎ目部分23を縦方向にシールするように適合された(構成された)シールヘッド29を備える。シールヘッド29は任意のタイプのものであってよい。特に、シールヘッド29は、誘導加熱によって、及び/又は加熱されたガスの流れによって、及び/又は超音波によって、及び/又はレーザ加熱によって、及び/又は他の任意の手段によって動作する種類のものであってよい。
【0043】
必ずというわけではないが優先的に、シールユニットはまた、チューブ3に、特に実質的に重なり合う第1のエッジ20及び第2のエッジ21に、さらにより具体的には継ぎ目部分23に機械的な力を及ぼして、継ぎ目部分23に沿ったチューブ3の縦方向のシールを保証するように適合されたプレスアセンブリを備える。
【0044】
特に、プレスアセンブリは、その両側から継ぎ目部分23に機械的な力を及ぼすように適合された少なくとも相互作用ローラ(図示せず)と、逆相互作用ローラ(図示せず)とを備える。特に、使用中、継ぎ目部分23は、相互作用ローラと逆相互作用ローラとの間に挟まれる。
【0045】
必ずというわけではないが優先的に、相互作用ローラは、形成リングアセンブリ25によって支持される。
【0046】
より詳細には、シールヘッド29は、形成リングアセンブリ24と25との間に実質的に配置される。
【0047】
特に図1~3を参照すると、充填装置14は、包装すべき注ぎ込み可能な製品、特に滅菌及び/又は滅菌処理された注ぎ込み可能な製品を貯蔵/提供するように適合された、注ぎ込み可能な製品貯蔵タンク31と流体接続された充填パイプ30を備える。
【0048】
特に、充填パイプ30は、使用中、注ぎ込み可能な製品をチューブ3に仕向けるように適合(構成)されている。
【0049】
必ずというわけではないが優先的に、充填パイプ30は、使用中、注ぎ込み可能な製品をチューブ3に連続的に供給するために、少なくとも部分的にチューブ3内に配置される。
【0050】
特に、充填パイプ30は、チューブ3内に(実質的に)平行に、すなわち軸M及び軸Lに平行に延びる充填パイプ30の直線状主パイプ部分32を備える。
【0051】
図3に示されるような好ましい非限定的な実施形態によれば、包装容器形成ユニット15は、少なくとも1つのそれぞれの動作アセンブリ33及び少なくとも1つの逆動作アセンブリ34の複数の対を備え、及び
-特に、それぞれの搬送経路に沿って対のそれぞれの動作アセンブリ33及びそれぞれの逆動作アセンブリ34を前進させるように適合された搬送装置(図示せず、そのように知られている)を備える。
【0052】
より詳細には、各動作アセンブリ33は、使用中に、チューブ3からそれぞれの包装容器2を形成するために、それぞれの対のそれぞれの逆動作アセンブリ34と協働するように適合される。特に、各動作アセンブリ33及びそれぞれの逆動作アセンブリ34は、包装容器2を形成するためにチューブ3を形成し、横方向にシールし、必ずというわけではないが好ましくは横方向に切断するように構成される。
【0053】
さらに詳細には、各動作アセンブリ33及びそれぞれの逆動作アセンブリ34は、使用中、それぞれの搬送経路のそれぞれの動作部分に沿って前進する間に、チューブ3からそれぞれの包装容器2を形成するために互いに協働するように適合される。特に、それぞれの動作部分に沿って前進する間、各動作アセンブリ33及びそれぞれの逆動作アセンブリ34は、チューブ3と平行に、そして同じ方向に前進する。
【0054】
さらに詳細には、各動作アセンブリ33及びそれぞれの逆動作アセンブリ34は、それぞれの搬送経路のそれぞれの動作部分に沿って前進するときにチューブ3に接触するように構成される。特に、各動作アセンブリ33及びそれぞれの逆動作アセンブリ34は、(固定された)衝突位置でチューブ3と接触し始めるように構成される。
【0055】
必ずというわけではないが優先的に、充填装置14は、衝突位置から(経路Qに関して)上流方向にチューブ3内に存在する注ぎ込み可能な製品カラムの延在部が500mm未満であるように注ぎ込み可能な製品を特に充填パイプ30を通してチューブ3に仕向けるように構成される。さらにより好ましくは、衝突位置から上流方向の注ぎ込み可能な製品カラムの延在部は、約100mm~500mmの範囲内にあるべきである。
【0056】
特に図1~3を参照すると、隔離チャンバ10は、経路Qに沿った前進中にチューブ3が隔離チャンバ10を出るのを可能にするための出口開口部35を備える。特に、出口開口部35は、経路Qに沿ってチューブ形成ステーション9の下流に配置される。
【0057】
必ずというわけではないが好ましくは、出口開口部35は、隔離チャンバ10の下流(端部)部分の領域に配置される。
【0058】
必ずというわけではないが優先的に、隔離チャンバ10はまた、出口開口部35と反対側に、(滅菌)ウェブ4が隔離チャンバ10に入ることを可能にするように構成された入口開口部を備える。特に、入口開口部は隔離チャンバ10の上流に配置される。さらに具体的には、入口開口部は、ウェブ3が使用中に滅菌ユニット16から出る滅菌ユニット16の出口に隣接して配置される。
【0059】
好ましい非限定的な実施形態によれば、隔離チャンバ10は、使用中に前進するチューブ3と協働して、使用中に出口開口部35をシールするように構成された少なくとも1つの(下流)シールアセンブリ36を備える。特に、(下流)シールアセンブリ36は、隔離チャンバ10の外側から(すなわち、外部環境12から)、出口開口部35を通って隔離チャンバ10に至るガスの流入を少なくとも部分的に妨げる、特に(実質的に)妨害するように構成される。換言すると、(下流)シールアセンブリ36は、外部環境12から内部環境11へのガスの流れを少なくとも部分的に妨害するように構成される。
【0060】
必ずというわけではないが優先的に、以下でより詳細に説明するように、隔離チャンバ10内の圧力は、汚染物質及び/又は汚染物が内部環境11に入るリスクを低減するために周囲圧力よりも(わずかに)高い。特に、使用中、隔離チャンバ10内の圧力は、周囲圧力より約100Pa~500Pa(0.001バール~0.005バール)高い。
【0061】
本発明によれば、特に図2及び3を参照すると、包装機1はまた、使用中にチューブ3内に配置され、使用中にチューブ3を第1の空間38及び第2の空間39に分割するように設計された区切り要素37を備える。
【0062】
必ずというわけではないが好ましくは、区切り要素37は、隔離チャンバ10内に配置される。
【0063】
好ましい非限定的な実施形態によれば、区切り要素37は、チューブ前進経路Qに沿って出口開口部35の上流に配置される。
【0064】
好ましい非限定的な実施形態によれば、区切り要素37は、使用中に前進するチューブ3に平行及び/又は垂直に(すなわち、軸M及び/又は軸Lに平行に)移動するように適合されるように配置される。換言すると、必ずというわけではないが優先的に、区切り要素37は、浮動的に配置される。
【0065】
より詳細には、第1の空間38は、チューブ3、特にチューブ3の壁と、区切り要素37とによって区切られる。さらに、第1の空間38は、内部環境11に開かれている。さらに具体的には、区切り要素37は、第1の空間38自体の下流部分(経路Qに関して)、特に底部で第1の空間38を区切る。
【0066】
必ずというわけではないが好ましくは、第1の空間38は、内部環境11と(直接)流体接続している。したがって、第1の空間38に存在する滅菌ガスは、使用中に、内部環境11に流れることができ、逆もまた同様である。
【0067】
好ましい非限定的な実施形態によれば、第1の空間38内の圧力は、隔離チャンバ10に存在する圧力に(実質的に)等しい。
【0068】
より詳細には、第2の空間39は、使用中、チューブ3、特にチューブ3の壁と、区切り要素37と、(形成される)1つのそれぞれの包装容器2の横方向シール部分6とによって区切られる。
【0069】
換言すると、第2の空間39は、区切り要素37から横方向シール部分6まで、経路Qに平行な(すなわち、軸Lに平行な)方向に延びる。
【0070】
さらに換言すると、区切り要素37は、第2の空間39自体の上流部分(経路Qに関して)、特に上部で第2の空間39を区切り、横方向シール部分6は、第2の空間39自体の下流部分(経路Qに関して)、特に底部で第2の空間39を区切る。
【0071】
より詳細には、第1の空間38は、チューブ前進経路Qに沿って第2の空間39の上流に配置される。さらに具体的には、第1の空間38は、経路Qに沿って区切り要素37の上流に配置され、第2の空間39は、経路Qに沿って区切り要素37の下流に配置される。示されている特定の例では、第2の空間39は、第1の空間38の下に配置される。
【0072】
より具体的には、区切り要素37は、使用中、経路Qに沿って上記の初期レベルの下流に配置される。換言すると、区切り要素37は、継ぎ目部分23がそこから下流方向(経路Qに関して)に沿って延びる点の下に配置される。さらに換言すると、区切り要素37は、継ぎ目部分23を形成するために第1のエッジ20及び第2のエッジ21が重ね合わされる位置の下に配置される。
【0073】
さらに詳細には、第2の空間39は、区切り要素37と、それぞれの包装容器2のそれぞれの横方向シール部分6、特に、使用中、区切り要素37の下流に配置される横方向シール部分6とによって区切られる。
【0074】
さらに、使用中、充填装置14、特に充填パイプ30は、注ぎ込み可能な製品を第2の空間39に仕向けるように適合される(構成される)。同様に、以下でより詳細に開示されるように、第2の空間39は、注ぎ込み可能な製品と、第2の空間39自体に仕向けられた滅菌ガスとを含有する。特に、第2の空間39内のガス圧は、隔離チャンバ10(及び第1の空間38)内の圧力よりも高い。
【0075】
必ずというわけではないが好ましくは、区切り要素37は、第2の空間39を第1の空間38と流体接続し、使用中、第2の空間39から第1の空間38への滅菌ガスの漏れ流を許容するための、特に環状の形状を有する少なくとも1つの流体チャネル40を使用中に提供するように設計される。特に、使用中、滅菌ガスは、第2の空間39から第1の空間38へ流体チャネル40を通って漏れる。
【0076】
必ずというわけではないが優先的に、使用中、区切り要素37は、使用中、流体チャネル40が、チューブ3の内面と区切り要素37、特に区切り要素37の周辺部分との間のギャップによって提供されるように設計される。換言すると、使用中、区切り要素37とチューブ3の内面は互いに接触しない。したがって、区切り要素37とチューブ3との間の相互作用に起因する区切り要素37の摩耗は起こらない。同様に、区切り要素37は、使用中に、チューブ3の内面を損傷しない。
【0077】
代替的又は追加的に、区切り要素37は、第1の空間38と第2の空間39との間の流体接続を可能にするための1つ又は複数の通路を備えることができる。
【0078】
さらに詳細には、区切り要素37は、チューブ3の内径よりも小さい半径方向の広がりを有する。必ずというわけではないが好ましくは、チューブ3の内径の変化につながるフォーマット変更の場合、区切り要素37は、必要な及び/又は適切な半径方向の広がりを有する新しい区切り要素37で置き換えることができる。
【0079】
示される特定の場合において、区切り要素37は、湾曲した外側プロファイルを有する。代替的に、実質的に真っ直ぐな形状を有するか、又は真っ直ぐな中央部分及び湾曲した周辺部分を有するなど、区切り要素37の他の構成を選択することができる。
【0080】
有利なことに、包装機1はまた、滅菌ガス、特に滅菌空気を生成及び加圧し、生成及び加圧された滅菌ガスを少なくとも滅菌ガスの第1の流れと少なくとも滅菌ガスの第2の流れとに分割するように構成された滅菌ガス供給装置43を備える。
【0081】
滅菌ガス供給装置43はまた、滅菌ガスの第1の流れを隔離チャンバ10に仕向け、滅菌ガスの第2の流れを第2の空間39に仕向け、第2の空間39内のガス圧が隔離チャンバ10内のガス圧、優先的には第1の空間38内の圧力よりも高くなるように滅菌ガスの第1の流れ及び滅菌ガスの第2の流れを制御するように構成される。特に、使用中、これらの圧力は、特に流体チャネル40及び第1の空間38を通る第2の空間39から隔離チャンバ10へのガスの流れが存在することを保証する。好ましくは、使用中、隔離チャンバ10から第2の空間39へのガスの流れは不可能である。
【0082】
好ましい非限定的な実施形態によれば、使用中、第2の空間39は、注ぎ込み可能な製品及び加圧された滅菌ガスを含有する。加圧された滅菌ガスは、包装容器2の正しい形成に必要とされる必要な静水力を提供し(すなわち、換言すると、滅菌ガスは、チューブ3内の注ぎ込み可能な製品カラムの効果に取って代わる)、特に注ぎ込み可能な製品カラムの延在を減らすことを可能にする。
【0083】
好ましい非限定的な実施形態によれば、滅菌ガス供給装置43は、第2の空間39内のガス圧を周囲圧力よりも5kPa~40kPa(0.05バール~0.40バール)、特に10kPa~30kPa(0.10バール~0.30バール)高い範囲に制御するように構成される。特に、滅菌ガス供給装置43は、第2の空間39への滅菌ガスの第2の流れを制御することによって、及び滅菌ガスが区切り要素37と注ぎ込み可能な製品との間で区切られることによって、第2の空間39内の圧力を制御するように構成される。
【0084】
必ずというわけではないが優先的に、滅菌ガス供給装置43はまた、(すでに上で述べたように)隔離チャンバ10内のガス圧を周囲圧力よりも100Pa~500Pa(0.001バール~0.005バール)高い範囲に制御するように構成される。
【0085】
好ましい非限定的な実施形態によれば、滅菌ガス供給装置43は、加圧ユニット44、特にコンプレッサと、滅菌アセンブリ45とを備え、それらは加圧され滅菌されたガスを生成するためにガスをそれぞれ加圧及び滅菌するように構成されている。
【0086】
必ずというわけではないが好ましくは、加圧ユニット44及び滅菌アセンブリ45は互いに流体的に接続され、滅菌アセンブリ45が、使用中に加圧されたガスを受け取り、加圧されたガスを滅菌するように配置される。換言すると、使用中、ガスは加圧された後に滅菌される。
【0087】
好ましい非限定的な実施形態によれば、滅菌アセンブリ45は、ガス内に存在する不要な分子及び/又は組成物(汚染物質、微生物等)の崩壊を誘発するために、(加圧された)ガス、特に加圧されたガスを加熱するように構成される。特に、滅菌アセンブリ45は、(加圧された)ガスを300~400℃の間の温度まで加熱するように構成される。
【0088】
必ずというわけではないが好ましくは、加圧ユニット44はまた、隔離チャンバ10から直接又は間接的にガスを抽出し、抽出されたガスを加圧し、加圧されたガスを滅菌アセンブリ45に仕向けるように構成される。特に、加圧ユニット44は、隔離チャンバ10からガスを抽出するように吸引力を及ぼすように構成される。さらに具体的には、加圧ユニット44は、ハウジング17と直接流体接続下にあり、隔離チャンバ10からガスを抽出するように滅菌空間内に存在するガスに吸引力を及ぼすように構成される。
【0089】
必ずというわけではないが有利には、滅菌ガス供給装置43は、内部環境11から滅菌空間に入り、そして加圧ユニット44及び滅菌アセンブリ45を介して内部環境11に戻る閉じた滅菌ガス回路を少なくとも部分的に定める。
【0090】
好ましい非限定的な実施形態によれば、滅菌ガス供給装置43はまた、(新鮮な)ガス、特に(新鮮な)空気を滅菌ガス供給装置43自体及び/又は閉回路に導入するようにガス入口を備える。
【0091】
特に図2を参照すると、滅菌ガス供給装置43は、少なくとも以下のものを備える:
-使用中に、滅菌ガスの第1の流れを隔離チャンバ10へ仕向けるように構成された、内部環境11と流体的に接続されている第1のガス供給導管46、及び
-使用中に、滅菌ガスの第2の流れを第2の空間39に仕向けるように構成された第2のガス供給導管47。
【0092】
好ましい非限定的な実施形態によれば、滅菌ガス供給装置43は、滅菌ガスの第1の流れを制御するように構成された第1の制御弁48と、滅菌ガスの第2の流れを制御するように構成された第2の制御弁49とを備える。
【0093】
より具体的には、第1の制御弁48は、第1のガス供給導管46内に配置され、第2の制御弁49は、第2のガス供給導管47内に配置される。
【0094】
必ずというわけではないが優先的に、第1のガス供給導管46及び第2のガス供給導管47は、加圧及び滅菌されたガスを受け入れるように、滅菌アセンブリ45に流体的に接続されている。
【0095】
特に、第1のガス供給導管46は、滅菌ガスの第1の流れの滅菌ガスを隔離チャンバ10に注入及び/又は仕向けるように構成された注入部分50を備える。さらにより具体的には、注入部分50は、少なくとも部分的に隔離チャンバ10内に延び、1つ又は複数の注入ノズル及び/又は注入出口を有する。
【0096】
特に、第2のガス供給導管47は、使用中、チューブ3内に延びる少なくとも主入口部分51を備える。特に、主入口部分51は、主パイプ部分32に平行に延びる。
【0097】
さらにより具体的には、少なくとも主入口部分51及び主パイプ部分32は、互いに同軸である。
【0098】
示される特定の非限定的な例では、充填パイプ30、特に主パイプ部分32は、少なくとも部分的に主入口部分51内に延びる。或いは、主入口部分51は、少なくとも部分的に充填パイプ30、特に主パイプ部分32内に延びることができる。
【0099】
特に、主パイプ部分32の断面径は、主入口部分51の断面径よりも小さい。
【0100】
必ずというわけではないが優先的に、主入口部分51及び主パイプ部分32は、第2の空間39に供給される滅菌ガスの第2の流れの滅菌ガスのための環状導管52を画定する/区切る。
【0101】
必ずというわけではないが優先的に、区切り要素37は、主入口部分51及び/又は主パイプ部分32に接続され、示される特定の場合においては、主入口部分51に、特に浮動方式で接続される。
【0102】
必ずというわけではないが優先的に、滅菌ガス供給装置43はまた、滅菌ガスの第3の流れをハウジング17に、特に隔離チャンバ10とハウジング17との間の界面の領域において仕向けるように構成される。特に、滅菌ガス供給装置43は、滅菌ガスの第3の流れを滅菌空間に、特に隔離チャンバ10とハウジング17との間の界面の領域において(すなわち、滅菌空間と内部環境11との間の界面の領域において)仕向けるように構成された第3のガス供給導管56を備える。
【0103】
より詳細には、第3のガス供給導管56は、加圧され滅菌されたガスを受け入れるように滅菌アセンブリ45に流体的に接続されている。特に、第3のガス供給導管56は、ハウジング17内に延びる少なくとも注入部分57を備える。
【0104】
好ましい非限定的な実施形態によれば、滅菌ガス供給装置43はまた、滅菌ガスの第3の流れを制御するように構成された第3の制御弁58を備える。特に、第3の制御弁58は、第3のガス供給導管56内に配置されている。
【0105】
必ずというわけではないが優先的に、滅菌ガス供給装置43はまた、隔離チャンバ10から抽出されたガスを受け取り、それを加圧ユニット44に向けて(及び加圧ユニット44まで)仕向けるように構成された戻り導管59を備える。
【0106】
特に、戻り導管59は、加圧ユニット44に流体的に接続されている。さらにより具体的には、戻り導管59はまた、滅菌ユニット16に流体的に(及び機械的に)接続され、内部環境11から滅菌空間を通って流れるガスを受け取るように構成される。
【0107】
必ずというわけではないが優先的に、滅菌ガス供給装置43はまた、戻り導管59を通るガスの流れを制御するように構成された第4の制御弁60を備える。特に、第4の制御弁60は、隔離チャンバ10及び/又は滅菌ユニット16から抽出されるガスの流れを制御するように構成される。
【0108】
好ましい非限定的な実施形態によれば、少なくとも第1のガス供給導管46及び戻り導管59、優先的には第2のガス供給導管47、さらにより優先的には第3のガス供給導管56は、閉回路の少なくとも一部を定める。
【0109】
使用中、包装機1は、注ぎ込み可能な製品で充填された包装容器2を形成する。特に、包装機1は、ウェブ4から形成されたチューブ3から包装容器2を形成し、チューブ3は注ぎ込み可能な製品で連続的に充填される。
【0110】
より詳細には、包装機1の動作は以下を含む:
-経路Pに沿ってウェブ4を前進させるための第1の前進ステップ、
-ウェブ4がチューブ3に形成され、チューブ3が、特に継ぎ目部分23に沿って縦方向にシールされる、チューブ形成及びシールステップ、
-チューブ3が経路Qに沿って前進する第2の前進ステップ、
-注ぎ込み可能な製品がチューブ3に充填される充填ステップ、及び
-特にチューブ3の(それぞれの(下部)部分)を形成し、チューブ3を横方向にシール及び切断することによって、包装容器2がチューブ3から形成される包装容器形成ステップ。
【0111】
さらに詳細には、チューブ形成及びシールステップは、継ぎ目部分23を形成するために第1のエッジ20及び第2のエッジ21を互いに徐々に重ね合わせるサブステップと、チューブ3、特に継ぎ目部分23を縦方向にシールするサブステップとを含む。
【0112】
充填ステップは、注ぎ込み可能な製品を充填パイプ30を通して第2の空間39に仕向けるサブステップを含む。
【0113】
包装容器形成ステップ中、包装容器2は、チューブ形成及びシールステップの後にチューブ3を受け入れる包装容器形成ユニット15の動作によって形成される。特に、包装容器形成ステップの間、動作アセンブリ33及び逆動作アセンブリ34は、それぞれの搬送経路に沿って前進する。動作アセンブリ33及びそれらのそれぞれの逆動作アセンブリ34がそれぞれの動作部分に沿って前進するとき、動作アセンブリ33及びそれぞれの逆動作アセンブリ34は、前進するチューブ3を形成し、横方向にシールし、そして必ずというわけではないが好ましくは横方向に切断して包装容器2を形成するために互いに協働する。包装容器形成ステップの間、注ぎ込み可能な製品は、充填された包装容器2を得るために、第2の空間39に連続的に仕向けられる。
【0114】
好ましい非限定的な実施形態によれば、包装機1の動作はまた、ガス、特に空気が、特に加圧ユニット44によって加圧され、特に滅菌アセンブリ45によって滅菌される調整のステップを含む。必ずというわけではないが優先的に、ガスは最初に加圧され、次に滅菌される。
【0115】
包装機1の動作はまた、滅菌ガスの第1の流れが隔離チャンバ10に仕向けられ、滅菌ガスの第2の流れが、特に連続的に第2の空間39に仕向けられる加圧ステップを含む。
【0116】
特に、調整ステップの間に得られた加圧され滅菌されたガスは、加圧ステップの間に使用される。
【0117】
より詳細には、加圧ステップ中、滅菌ガスの第1の流れ及び滅菌ガスの第2の流れの滅菌ガスは、それぞれ隔離チャンバ10及び第2の空間39に仕向けられ、特に連続的に仕向けられる。
【0118】
必ずというわけではないが優先的に、滅菌ガスの第2の流れは、周囲圧力よりも5kPa~40kPa、特に10kPa~30kPa高い第2の空間39内のガス圧を得るように制御される。特に、第2の空間39は、注ぎ込み可能な製品及び滅菌ガスを含有し、滅菌ガスは区切り要素37と注ぎ込み可能な製品との間で区切られている。
【0119】
必ずというわけではないが優先的に、滅菌ガスの第1の流れは、周囲圧力よりも100Pa~500Pa高い隔離チャンバ10内のガス圧を得るように制御される。
【0120】
好ましい非限定的な実施形態によれば、滅菌ガスの第1の流れ及び滅菌ガスの第2の流れは、それぞれ第1の制御弁48及び第2の制御弁49を制御することによって制御される。
【0121】
必ずというわけではないが優先的に、滅菌ガスの第1の流れは、第1のガス供給導管46を通して隔離チャンバ10に仕向けられる。特に、滅菌ガスの第1の流れの滅菌ガスは、注入部分50の注入ノズル及び/又は注入出口を通して隔離チャンバ10に注入される。
【0122】
必ずというわけではないが優先的に、滅菌ガスの第2の流れは、第2のガス供給導管47を通して、特に主入口部分51、さらにより具体的には環状導管52を通して第2の空間39に仕向けられる。
【0123】
必ずというわけではないが優先的に、加圧ステップ中、滅菌ガスの漏れ流が第2の空間39から第1の空間38に確立される。特に、滅菌ガスは、流体チャネル40を通って第2の空間39から第1の空間38に流れる。
【0124】
必ずというわけではないが優先的に、包装機1の動作はまた、隔離チャンバ10からガスを抽出するステップを含む。特に、ガスは、滅菌空間を通して隔離チャンバ10から抽出される。
【0125】
特に、隔離チャンバ10から抽出されたガスは、戻り導管59に入り、加圧ユニット44に向かって(そして加圧ユニット44まで)仕向けられる。
【0126】
必ずというわけではないが優先的に、包装機1の動作はまた、特に内部環境11と滅菌空間との間の界面の領域において、滅菌ガスの第3の流れを滅菌空間に仕向けるステップを含む。
【0127】
本発明による包装機1の利点は、前述の記載から明らかであろう。
【0128】
特に、区切り要素37は、滅菌ガスを導入することによって加圧することができる空間39を区切ることを可能にする。第2の空間39内の加圧された滅菌ガスは、包装容器2を正しく形成するための必要な静水圧を得るための注ぎ込み可能な製品カラムの作用に取って代わる。これは隔離チャンバ10の延在、特に垂直方向の延在を低減することを可能にする。
【0129】
さらに、(例えば、包装容器形成ユニット15内に配置されるのとは対照的に)隔離チャンバ10内に区切り要素37を配置することは有利であり、それにより、区切り要素37の領域におけるチューブ3及び/又は継ぎ目部分23の崩壊の稀な場合に、最悪の場合、滅菌ガス及び汚染されていないガスが、チューブ3及び/又は充填パイプ30及び/又は区切り要素37及び/又は主入口部分51の内部に接触し得ることを意味し得る。そのような崩壊は、区切り要素37、チューブ3及び第2の空間39内に存在する滅菌ガスの間の複雑な相互作用によってめったに引き起こされ得ないことに留意されたい。
【0130】
さらに、静水圧は注ぎ込み可能な製品カラムではなく滅菌ガスによって得られるため、フォーマットが変更された場合又は製造速度が変更された場合に包装機1に適用する必要のある修正作業は最小限に抑えられ、注ぎ込み可能な製品カラムによって静水圧が得られる機械と比較して大幅に短い時間で済む。
【0131】
さらなる利点は、第2の空間39から第1の空間38への滅菌ガスの漏れ流により、圧力の急勾配が経時的に発生するリスクを低減できることにある。
【0132】
さらに他の利点は、流体チャネル40がチューブ3の内面と区切り要素37との間のギャップによって提供されるように区切り要素37の設計を提供することにある。したがって、区切り要素37とチューブ3の内面との間に接触はない。したがって、区切り要素37は、チューブ3の内面を損傷しない。同様に、破片粒子が包装容器2に入るリスクは著しく制限される。
【0133】
明らかに、添付の特許請求の範囲で定義される保護の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される包装機1に変更を加えることができる。
【0134】
示されていない代替の実施形態では、充填パイプ30及び主入口部分51は、互いに離れて、そして互いに平行に配置され得る。
【0135】
示されていないさらなる代替の実施形態では、区切り要素は、使用中に、チューブ3の内面に当接するように設計することができ、区切り要素は、少なくとも1つの流体チャネルが第2の空間を第1の空間と流体的に接続することを可能にするための1つ又は複数のアパーチャを備えることができる。
図1
図2
図3