JP2005075417A - 包装充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低速で多品種少量製造に適し、準備作業、生産作業及び終了作業が頻繁な繰り返されても、それらの作業がスムーズに行え、簡潔な小型制御で行える包装充填装置を提供する。
【解決手段】包装充填装置は、下方に搬送されている二つ折りウェブ状包材１１を、縦シール装置１６で包材の縁部に沿って縦方向にシールしてチューブ状に形成し、チューブ状包材内に充填用パイプを介して液体食品を充填し、横シール装置１８によって該チューブ状包材の設定距離ごとに横方向にシールし、切断装置１９によって前記横シール部分において該包材を切断して包装容器を得る装置であって、充填用パイプ１７の定量ポンプ２０が、液体食品が搬送される可撓性チューブと、チューブに沿ってチューブを完全に圧縮しながら所定距離だけ移動する２個のローラとを含み、ウェブ状包材の搬送距離を同期するようにローラの所定移動距離が設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、牛乳、ジュース等の液体食品が充填された包装容器を製造する包装充填装置に関する。

従来、例えば、牛乳等の液体食品（流動食品も含む）が充填された包装容器を製造する場合、可撓性積層体から成るウェブ状包材を縦方向にシールしてチューブ状にし、チューブ状包材に液体食品を充填しながら横方向にシールして包装容器を製造する。

図３は従来の包装容器製造装置例の概略図である。装置の繰出機（図示せず）に包材ロールが装填され、包材３１を繰り出して、上部のフィーディングプレート３２、フォールディングローラ３３及びガイドローラ３４で、ウェブ状の包材３１は二つ折りにされる。
フィーディングヘッド３５では、逆「Ｕ」字型のヘッド本体を有し、ヘッド本体の上側表面に湾曲した包材用通路が形成され、包材３１を搬送する。

フィーディングヘッドにおいて反転させられた包材３１は、縦シール装置３６に搬送される。縦シール装置３６では、二つ折りにされた包材３１を縁部に沿って縦方向にシールしてチューブ状にする。チューブ状の包材３１内に充填用パイプ３７が挿入され、該充填用パイプ３７を介して包材３１に液体食品が注入される。包材１３は充填された液体食品によって扁平な形状から厚みのある形状になる。

縦シール装置３６の下方には横シール装置３８が配設され、横シール装置３８によって包材３１は設定距離ごとに横方向にシールされる。連続する包材３１内の液体食品が所定量ごとに密封される。充填用パイプ３７を介した液体食品の注入量は、チューブ状包材内の液面を検出して制御される。
横シール装置３８の下方に切断装置３９が配設され、切断装置３９によって包材３１各横シール部分において包材３１がカットされ、複数の枕状の包装容器４０が形成される。
形成された枕状の包装容器４０は、チェーンコンベア（図示せず）上に落下し、チェーンコンベアによって搬送される間に成形され、矩形の最終形状包装容器にされる。
特開平７−１８７１１０号公報

従来の包装充填装置では、高速に単一品種を多量に製造することには適している。しかしながら、液体健康食品、保健食品、試験的試供品などの製造においては、低速で多品種少量製造に適した包装充填装置が望まれている。
多品種少量製造に適した包装充填装置においては、準備作業、生産作業及び終了作業が頻繁な繰り返されるので、それらの作業がスムーズに行え、逆に高度な制御ではなく簡潔な小型制御で行えることが必要がある。

この発明による包装充填装置は、連続的若しくは間欠的に下方に搬送されている二つ折りウェブ状包材を、縦シール装置で該包材の縁部に沿って縦方向にシールしてチューブ状に形成し、
該チューブ状包材内に充填用パイプを介して液体食品を充填し、縦シール装置の下方に配設された横シール装置によって該チューブ状包材の設定距離ごとに横方向にシールし、
横シール装置の下方に配設された切断装置によって前記横シール部分において該包材を切断して包装容器を得る装置であって、
充填用パイプの上流側に設けられた定量ポンプが、液体食品が搬送される可撓性チューブと、該チューブに沿って該チューブを完全に圧縮しながら所定距離だけ移動するローラとを含み、該ウェブ状包材の搬送距離を同期するように該ローラの所定距離が設定されていることを特徴とする。

この包装充填装置では、低速で多品種少量製造に適し、液体健康食品、保健食品、試験的試供品などを製造することができる。
この包装充填装置においては、準備作業、生産作業及び終了作業が頻繁な繰り返されても、それらの作業がスムーズに行え、簡潔な小型化された装置で制御することができる。
定量ポンプの精密定量により、チューブ状包材内部の充填液の液面を一定に調整することができ、この装置においては、液面の高さを検知して、自動的に制御する高価煩雑な制御機構を必要としない。
また、定量ポンプが、着脱容易な可撓性チューブ２１を備える態様では、使用済みのチューブを衛生的新規なチューブに交換することができる。従来の充填機に必要な、煩雑な洗浄プロセスを省略することもできる。

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。
図１は、本発明の実施例における包装充填装置の外観概略正面図である。
図１に示す包装充填装置は、連続的に下方に搬送されている二つ折りウェブ状包材を、縦シール装置１６で包材の縁部に沿って縦方向にシールしてチューブ状に形成し、チューブ状包材内に充填用パイプ１７を介して液体食品を充填し、縦シール装置１６の下方に配設された横シール装置１８によってチューブ状包材の設定距離ごとに横方向にシールし、横シール装置１８の下方に配設された切断装置１９によって横シール部分において包材を切断して包装容器を得る装置であって、充填用パイプ１７の上流側に設けられた定量ポンプ２０を有する。この態様では、切断されて得られた包装容器は、下部全面の取出し口１２から排出される。

図２は、本発明の実施例における包装充填装置の概略側面図である。
図２に示す包装充填装置は、二つ折りウェブ状包材１１が巻取られたボビン１３を積載する移動台１４を有する。ボビンを積載する移動台は、移動体本体の下面に車輪１４ａを有し、この形態の包装充填装置に、装置本体の折畳み固定具１４ｂと移動台側の係止具１４ｃとによって、着脱可能に配設されている。
ボビンを積載する移動台は、例えば、別途、設置されている包装充填機から、既にクリース線が形成され二つ折りにされたウェブ状包材を引き出し、移動台１４に載置されたボビン１３に巻取る。包材の必要量を巻取った後、移動台ごと搬送し、必要に応じて保管する。運転稼働時に、包装充填装置の本体に連結させる。運転終了後、ボビンを積載する移動台全体を、必要に応じて衛生上、運転操作上などの観点から、所定の保管場所に保管することができる。
本発明の実施例におけるボビンを積載する移動台によって、ウェブ状包材を衛生的に保管することができ、着脱容易にしたことによって、装置自体を小型化することができる。更に、移動可能により、クリース線が形成され二つ折りにされたウェブ状包材用の既存装置を流用できる。
移動台からウェブ状包材１１が、間欠的に繰り出され、逆「Ｕ」字型のヘッド本体を有するフィーディングヘッド１５を経て、下方に搬送されている二つ折りウェブ状包材を、縦シール装置１６で包材の縁部に沿って縦方向にシールしてチューブ状に形成し、チューブ状包材内に充填用パイプ１７を介して液体食品を充填し、縦シール装置１６の下方に配設された横シール装置１８によってチューブ状包材の設定距離ごとに横方向にシールし、横シール装置１８の下方に配設された切断装置１９によって横シール部分において包材を切断して包装容器１０を得る装置であって、充填用パイプ１７の上流側に設けられた定量ポンプ２０を有する。この態様では、切断されて得られた包装容器１０は、下部全面の取出し口１２から排出される。

フィーディングヘッド１５において反転させられた包材１１は、図における下方の縦シール装置１６に搬送される。縦シール装置１６は、二つ折りにされた包材１１を縁部に沿って縦方向にシールしてチューブ状にする。
縦シール装置１６は、細長いインダクタと、インダクタに対応する形状を有するカウンタラバーとからなり、カウンタラバーをインダクタの方向に前進させ、カウンタラバーとインダクタによって包材を挟み、該包材をインダクタに押圧した状態においてインダクタを作動させることによって、包材におけるカウンタラバー及びインダクタに対応した部分を加熱し、縦方向にシールすることができる。

包材の加熱は誘導加熱によって行われる。すなわち、包材は、例えば、図示しない紙基材、包装容器としたときの該紙基材の内側に形成されたアルミニウム箔層、包装容器としたときの該アルミニウム箔層の内側に形成されたポリエチレン層、包装容器としたときの前記紙基材の外側に形成されたポリエチレン層等を積層することによって構成される。したがって、前記インダクタによって包材の近傍において高周波の磁界を発生させると、包材内のアルミニウム箔層にうず電流が発生し、うず電流損によってアルミニウム箔層が発熱しポリエチレン層を加熱する。その結果、二つ折りにされた包材の互いに当接するポリエチレン層が溶着されて包材が縦方向にシールされる。

前記フィーディングヘッド１５と縦シール装置１６の間において二つ折りにされたチューブ状の包材１１内に、充填用パイプ１７が挿入され、充填用パイプ１７を介して包材１１に液体食品が充填される。従って、その包材下方は、充填された液体食品によって厚みのある形状になる。充填パイプ１７を介して供給された液体食品は所定の液面レベルまで満たされる。
所定の液面レベルのコントロールは、この発明において、充填用パイプの上流側に設けられた定量ポンプが、液体食品が搬送される可撓性チューブと、該チューブに沿って該チューブを完全に圧縮しながら所定距離だけ移動するローラとを含み、該ウェブ状包材の搬送距離を同期するように該ローラの所定距離が設定されることによって、行われる。

正面断面図である図４に示す実施例の定量ポンプ２０は、液体食品が搬送される着脱容易な可撓性チューブ２１と、そのチューブに沿ってチューブを完全に圧縮しながら所定距離だけ移動するローラ２２と、ローラを外周に有するロータ２３とを有する。
定量ポンプ２０では、ロータ２３に取付けられたローラ２２がチューブ２１に沿って移動し、ロータ２３が回転すると、チューブ２１がローラ２２によって完全に圧縮され、チューブ内の液体は強制的に押し出され出口から吐出する。また、圧縮されたチューブの復元力により発生する真空により、液体タンク（図示せず）から液体が入口から吸入される。
定量ポンプ２０では、包材の送りサイクル毎にその容器の包装充填量に相当する液量だけを、予め設定された時間のみ稼働させることによって、精密な吐出が可能にする。その精密定量により、チューブ状包材内部の充填液の液面を一定に調整することができる。この装置においては、液面の高さを検知して、自動的に制御する高価煩雑な制御機構を必要としない。
しかも、この態様の定量ポンプ２０では、着脱容易な可撓性チューブ２１を備えるので、使用済みのチューブを衛生的新規なチューブに交換することができる。従来の充填機に必要な、煩雑な洗浄プロセスを省略することもできる。

包材１１は、横シール装置１８に搬送され、横シール装置１８によって包材１１は設定距離ごとに横方向にシールされる。このようにして、連続する包材１１内の液体食品が所定量ごとに密封される。
横シール装置１８は、図示しない駆動機構によって進退させられる可動側横シールブロック、該可動側横シールブロックに固定されたインダクタサポート、該インダクタサポートに固定され、前記包材１１の幅方向に延びる帯状のインダクタ、前記可動側横シールブロックと対向して配設された固定側横シールブロック、該固定側横シールブロックに固定されたカウンタジョー、及び該カウンタジョーに固定されたカウンタラバーから成る。横シール装置においては、誘導加熱によって包材が横方向にシールされるが、ヒートシールによって横方向にシールすることもできる

前記可動側横シールブロックを前進させ、インダクタとカウンタラバーによって包材１１を挟み、該包材１１をカウンタラバーに押圧した状態においてインダクタを作動させることによって、包材１１におけるインダクタとカウンタラバーに対応した部分を加熱し、横方向にシールすることができる。この場合、包材１１の加熱は縦方向のシールと同様に誘導加熱によって行われる。

切断装置１９は、図示しない駆動機構によって進退させられるフロントナイフとリヤナイフから成り、フロントナイフがリヤナイフに摺接し、包材１１をカットする。

切断装置１９の下方、包装容器の両側には、図５に示す位置訂正装置５０が配設される。図５（ａ）は本発明の実施例における位置訂正装置の平面図、図５（ｂ）は本発明の実施例における位置訂正装置の側面図である。図６（ａ）は枕状包装容器の正面図、（ｂ）はその包装容器の断面図である。
フロントナイフ及びリヤナイフによって横シール部分をカットした直前の包装容器６１は、図６に示すように、枕状包装容器が横シール部分６２を介して、連続して繋がった状態である。本装置から排出された後の最終工程で、前もって施されているクリース線６３に沿って、最終形状の矩形に折り畳まれる。繋がった枕状包装容器６１が、正規の位置にある場合、切断すべき線６４でカットされる。しかし、繋がった枕状包装容器６１が振動したり、傾斜したりすると、ずれた位置でカットされる恐れがある。

位置訂正装置５０は、鉛直方向矯正用可動ガイドであって、左右両側に配設されたフラップ５１及び５２から成る。
フラップ５１及び５２は、左右両側への前進後退運動を駆動手段（図示せず）により行う。これらのガイドは、包材に対して引っかかりとならない様に、後退して配置され、カッと直前にカット機構に同期して繰り出される。その運動により、フラップ５１及び５２が、包装容器２０の側面に当接して、フロントナイフ及びリヤナイフによって横シール部分をカットした直前の包装容器が、振動したり、傾斜したりすることを防止する。その結果、横シール部分を、切断すべき箇所を正確にカットすることができる。位置訂正装置は横シール装置１９及び切断装置１９と同期させて進退させられる。

横シール装置の下方に切断装置が配設され、切断装置によって包材の予備成形が行われるとともに、各横シール部分において包材がカットされ、複数の枕状の包装容器２０が形成される。このようにして、予備成形が行われた包装容器２０は切断装置の下方に配設された取出し口から、排出される。図示しない最終形状成形装置に搬送され、その成形装置によって三角耳片が溶着されて、最終形状の矩形包装容器に成形される。

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。

牛乳、ジュース等の液体食品が充填された包装容器を製造することができる。

本発明の実施例における包装充填装置の外観概略正面図である。 本発明の実施例における包装充填装置の概略側面図である。 従来の包装容器製造装置例の概略図である。 本発明の実施例における定量ポンプの正面断面図である。 本発明の実施例における位置訂正装置の正面図及び側面図である。 本発明の実施例における枕状包装容器の正面図及び断面図である。

符号の説明

１１ 包材
１２ 取出し口
１３ ボビン
１４ 移動台
１６ 縦シール装置
１７ 充填パイプ
１８ 横シール装置
１９ 切断装置
２０ 定量ポンプ

Claims (1)

1. 連続的若しくは間欠的に下方に搬送されている二つ折りウェブ状包材を、縦シール装置で該包材の縁部に沿って縦方向にシールしてチューブ状に形成し、
   該チューブ状包材内に充填用パイプを介して液体食品を充填し、該縦シール装置の下方に配設された横シール装置によって該チューブ状包材の設定距離ごとに横方向にシールし、
   該横シール装置の下方に配設された切断装置によって前記横シール部分において該包材を切断して包装容器を得る装置であって、
   該充填用パイプの上流側に設けられた定量ポンプが、液体食品が搬送される可撓性チューブと、該チューブに沿って該チューブを完全に圧縮しながら所定距離だけ移動するローラとを含み、該ウェブ状包材の搬送距離を同期するように該ローラの該所定距離が設定されていることを特徴とする包装充填装置。

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