JP2005112374A - Heat sealing packer, and heat sealing packaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被包装物を収納した状態で、包装袋の開口部を熱溶着により封止する加熱封止包装機、及び加熱封止包装方法に関する。 The present invention relates to a heat-sealed packaging machine and a heat-sealed packaging method for sealing an opening of a packaging bag by heat welding in a state in which an article to be packaged is stored.
従来より、食品等の被包装物を樹脂フィルム製などの包装袋内に収納した状態で、包装袋の開口部を熱溶着により封止する加熱封止包装機の一つとして真空包装機が知られており、例えば、特開2002−19723号公報(特許文献1)に開示されている。 Conventionally, a vacuum packaging machine has been known as one of heat sealed packaging machines that seals the opening of a packaging bag by heat welding in a state in which an object to be packaged such as food is stored in a packaging bag made of resin film or the like. For example, it is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-19723 (patent document 1).
この特許文献1に記載の発明は、チャンバー内にセットされた包装袋の開口部から不活性ガスを充填するとともに、上封止ブロックとヒータを内蔵した下封止ブロックとで上記開口部を圧接しながら熱溶着して封止する機構と、チャンバー内を減圧する真空ポンプとを備えている。
したがって、この真空包装機は食品等を収納した包装袋の周り全体を減圧してから包装袋内に不活性ガス等を充填して封止することができる。
The invention described in Patent Document 1 is filled with an inert gas from an opening of a packaging bag set in a chamber, and press-contacts the opening with an upper sealing block and a lower sealing block containing a heater. A mechanism for heat sealing while sealing and a vacuum pump for reducing the pressure in the chamber are provided.
Therefore, this vacuum packaging machine can seal the package bag filled with inert gas after decompressing the entire package bag containing food and the like.
しかし、従来の加熱封止包装機では、連続運転して繰り返し封止作業を行うと、各封止ブロックの温度が封止に適した温度よりも上昇しがちになってしまう。その結果、開口部を溶かし過ぎて包装袋に穴を開けてしまったり、あるいは封止できても、包装袋の封止部分の表面が荒れてしまったりする虞がある。かかる不具合を解決するために、加熱温度を設定し、熱電対によりヒータの温度を検出して電流制御を行うことも考えられるが、設定温度に達するまで開口部を圧接し続けて熱溶着を続けないと、包装袋を良好な状態で封止することができず、封止作業時間が延びてしまう。したがって、効率のよい封止作業を行い難い。また、ヒータ通電時間も長くなり、電気使用量が増大するとともに、加熱封止包装機の機械温度が上昇し、製品寿命を短くする要因となっていた。 However, in the conventional heat-sealing packaging machine, when the sealing operation is performed continuously and repeatedly, the temperature of each sealing block tends to rise above the temperature suitable for sealing. As a result, even if the opening is melted too much and a hole is made in the packaging bag, or the sealing can be performed, the surface of the sealing portion of the packaging bag may be roughened. To solve this problem, it is conceivable to set the heating temperature, detect the heater temperature with a thermocouple, and control the current, but keep pressing the opening until the set temperature is reached and continue heat welding. Otherwise, the packaging bag cannot be sealed in a good state, and the sealing work time is extended. Therefore, it is difficult to perform an efficient sealing operation. In addition, the heater energization time is increased, the amount of electricity used is increased, the machine temperature of the heat sealing and packaging machine is increased, and the product life is shortened.
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒータへの通電時間を短縮して封止作業に要する時間を短くして、効率のよい封止作業を行うことができる加熱封止包装機、および加熱封止包装方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to perform an efficient sealing work by shortening the energization time to the heater to shorten the time required for the sealing work. It is in providing the heat sealing packaging machine which can be, and the heat sealing packaging method.
本発明は、前記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1に記載のものは、包装領域にセットされた包装袋の開口部を上下の封止ブロックで圧接してヒータで加熱して熱溶着する封止機構部を備え、被包装物を収納した状態で包装袋の開口部を封止する加熱封止包装機において、
前記ヒータの温度を検出する温度検出手段と、封止作業時のヒータの通電を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、入力される設定値に基づいてヒータの目標到達温度を設定する目標到達温度設定手段と、封止作業前に温度検出手段により検出されたヒータの作業前温度と、前記目標到達温度との差を用いて、封止作業におけるヒータの通電時間を算出する通電時間算出手段とを備えたことを特徴とする加熱封止包装機である。
The present invention has been proposed in order to achieve the above-mentioned object. In the present invention, the opening of the packaging bag set in the packaging area is press-contacted by the upper and lower sealing blocks, and the heater is used. In a heating and sealing packaging machine that includes a sealing mechanism that heats and heat-welds, and seals the opening of the packaging bag in a state in which an object to be packaged is stored,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the heater, and control means for controlling energization of the heater at the time of sealing work,
The control means includes a target temperature setting means for setting a target temperature of the heater based on the input set value, a pre-operation temperature of the heater detected by the temperature detection means before the sealing work, and the target achievement An energization time calculation unit that calculates an energization time of a heater in a sealing operation by using a difference with temperature.
請求項2に記載のものは、前記制御手段は、設定値に応じて決められた基準封止後到達温度を記憶する基準封止後到達温度記憶手段を備え、
前記目標到達温度設定手段は、前記設定値と基準封止後到達温度とを用いて目標到達温度を算出することを特徴とする請求項1に記載の加熱封止包装機である。
According to a second aspect of the present invention, the control means includes a reference post-sealing reached temperature storage means for storing a reference post-sealing reached temperature determined according to a set value,
2. The heat sealing packaging machine according to claim 1, wherein the target temperature setting means calculates a target temperature using the set value and a temperature after reference sealing.
請求項3に記載のものは、前記基準封止後到達温度記憶手段は、一つの設定値に対して複数の補正用基準封止後到達温度を記憶し、
前記制御手段は、入力される補正値に基づいて補正用基準封止後到達温度を選択し、
前記通電時間算出手段は、前記設定値と選択された補正用基準封止後到達温度とを用いて目標到達温度を算出することを特徴とする請求項2に記載の加熱封止包装機である。
According to a third aspect of the present invention, the reference post-sealing reached temperature storage means stores a plurality of correction post-sealing post-sealing temperatures for one set value,
The control means selects a temperature after correction reference sealing based on the input correction value,
The heating encapsulating machine according to
請求項4に記載のものは、包装袋の開口部を上下の封止ブロックで圧接してヒータで加熱して熱溶着し、包装袋の開口部を封止する加熱封止包装方法において、
入力される設定値に基づいてヒータの目標到達温度を設定し、封止作業前にヒータの作業前温度を検出し、該作業前温度と目標到達温度との差を用いて、封止作業におけるヒータの通電時間を算出することを特徴とする加熱封止包装方法である。
In the heat-sealed packaging method for sealing the opening of the packaging bag, the opening of the packaging bag is heat-welded by heating with a heater by pressing the opening of the packaging bag with the upper and lower sealing blocks,
Based on the input set value, set the target temperature of the heater, detect the pre-working temperature of the heater before the sealing work, and use the difference between the pre-working temperature and the target temperature to perform the sealing work. It is a heat-sealing packaging method characterized by calculating the energization time of the heater.
請求項5に記載のものは、前記設定値と、設定値に応じて決められた基準封止後到達温度とを用いて目標到達温度を算出することを特徴とする請求項4に記載の加熱封止包装方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, a target attainment temperature is calculated using the set value and an after-sealing attainable temperature determined according to the set value. This is a sealed packaging method.
請求項6に記載のものは、一つの設定値に対して複数の補正用基準封止後到達温度を設定し、入力される補正値に基づいて補正用基準封止後到達温度を選択し、前記設定値と選択された補正用基準封止後到達温度とを用いて目標到達温度を算出することを特徴とする請求項5に記載の加熱封止包装方法である。
The one set forth in
本発明によれば、次の効果を奏する。
すなわち、入力される設定値に基づいてヒータの目標到達温度を設定し、封止作業前にヒータの作業前温度を検出し、該作業前温度と前記目標到達温度との差を用いて、封止作業におけるヒータの通電時間を算出するので、ヒータへの通電時間を短縮して熱溶着に要する時間を短くすることができる。したがって、封止作業を繰り返し行う場合に効率よく封止作業を行うことができる。また、加熱封止包装機の電気使用量を減少するとともに、加熱封止包装機の温度上昇を防止することができ、ひいては加熱封止包装機の製品寿命を延長することができる。
The present invention has the following effects.
That is, the target temperature of the heater is set based on the input set value, the pre-working temperature of the heater is detected before the sealing work, and the difference between the pre-working temperature and the target temperature is used for sealing. Since the heater energization time in the stopping operation is calculated, the energization time to the heater can be shortened to shorten the time required for heat welding. Therefore, the sealing work can be efficiently performed when the sealing work is repeatedly performed. Moreover, while reducing the electric usage-amount of a heat sealing packaging machine, the temperature rise of a heat sealing packaging machine can be prevented, and the product lifetime of a heat sealing packaging machine can be extended by extension.
また、前記設定値と、設定値に応じて決められた基準封止後到達温度とを用いて目標到達温度を算出するので、同じ設定値を入力することで、いつでも同じ目標到達温度を算出することができる。したがって、包装袋の材質や厚さ等が異なる封止条件ごとに、最適な封止状態が得られた設定値を予め調べて、封止作業時にこの設定値を入力すれば、封止作業に適したヒータの温度を再現し易い。このことから、常に良好な封止状態で作業を行い易くすることができる。 Further, since the target temperature is calculated using the set value and the reference post-sealing reached temperature determined according to the set value, the same target temperature can be calculated at any time by inputting the same set value. be able to. Therefore, for each sealing condition with different materials and thickness etc. of the packaging bag, it is necessary to check the setting value for obtaining the optimum sealing state in advance and enter this setting value during sealing work. It is easy to reproduce a suitable heater temperature. For this reason, it is possible to easily perform the operation with a good sealed state.
さらに、一つの設定値に対して複数の補正用基準封止後到達温度を設定し、入力される補正値に基づいて補正用基準封止後到達温度を選択し、前記設定値と選択された補正用基準封止後到達温度とを用いて目標到達温度を算出するので、目標到達温度の補正を行って、封止作業時のヒータの温度を調整することができる。したがって、封止作業の環境や包装袋の厚さのバラつき等があっても、良好な封止状態が得られるように設定することができる。 Further, a plurality of correction post-sealing reached temperatures are set for one set value, and the correction post-sealing reached temperature is selected based on the input correction value, and the set value is selected. Since the target temperature is calculated using the corrected post-sealing target temperature, it is possible to correct the target temperature and adjust the heater temperature during the sealing operation. Therefore, even if there is a variation in the environment of the sealing operation or the thickness of the packaging bag, it can be set so that a good sealing state can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、加熱封止包装機の代表例として、包装袋内を直接脱気した後に不活性ガス等を充填してから袋の開口部を熱溶着により封止するガス充填包装機であって、ヒータを瞬間的に通電して加熱することで開口部を熱溶着させる、所謂インパルスシーラと称されるタイプのガス充填包装機を例示して説明する。図1は、ガス充填包装機の全体外観を示す斜視図、図2はガス充填包装機の正面図、図3はその側面図、図4はガス充填包装機の内部構造を示す主要部の模式図、図5はガス充填包装機における封止機構部および袋押さえ部材の一例を示す要部拡大図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, as a representative example of the heat-sealing packaging machine, a gas-filling packaging machine that fills an inert gas after directly degassing the inside of the packaging bag and then seals the opening of the bag by heat welding. An example of a so-called impulse sealer type gas filling and packaging machine in which the opening is thermally welded by energizing and heating the heater instantaneously will be described. 1 is a perspective view showing the overall appearance of the gas filling and packaging machine, FIG. 2 is a front view of the gas filling and packaging machine, FIG. 3 is a side view thereof, and FIG. 4 is a schematic diagram of the main part showing the internal structure of the gas filling and packaging machine. FIGS. 5A and 5B are enlarged views of main parts showing an example of a sealing mechanism part and a bag pressing member in a gas filling and packaging machine.
ガス充填包装機1は、筐体2の上部に、載置トレイ29を筐体2の後方に向かって下り傾斜させた状態で設けるとともに、筐体2の後半寄りの両側に配置した支軸9を中心として開閉可能なカバー状のアーム3を設け、該アーム3が被さって区画される包装領域4内の筐体前面寄りには、複数のガスノズル5を筐体2の後方に向けて設けるとともに、ガスノズル5の先端近傍に、包装袋21の開口部を封止する封止機構部6を設け、筐体2内には真空ポンプ19,制御装置81(図8参照)などを設け、アーム3の自由端側に位置する筐体2の前面に操作部7を設けてある。
The gas filling and packaging machine 1 is provided on the upper portion of the
包装領域4は、矩形皿状の基台プレート8と、この基台プレート8の上面を覆うように開閉するアーム3とによって囲まれる。そして、アーム3は、基端に設けた支軸9により基台プレート8に対して回動(開閉)自在に支持され、筐体2の側面に設けたロック機構10により閉止状態でロックされるように構成されている。ロック機構10は、図2及び図3に示すように、アーム3の先端カバー部分内の一側に設けられたピン11に、基台プレート8の一側において回動するように設けられたフック12が係合することによりロックされるように構成されている。そして、フック12の操作は、屈曲させたフック基端部12aを、回動軸13を支点としてソレノイド14により回動させることにより行う。
The
アーム3は、支軸9の近傍のアーム基端部3aに取り付けられたスプリング15によって常に開放方向に付勢されており、ロック機構10のフック12をピン11から解除すると、アーム3は自動的に開放するように構成されている。また、アーム3が包装領域4を上方から被さるようにして閉じられたときには、アーム基端部3aがリミットスイッチ16に接触して、アーム3の閉状態を検知するように成っている。
The
包装領域4の開放側端部(前部)近くには、基台プレート8から起立するようにガスブロック17が設けてあり、このガスブロック17の上端部には包装領域4の内部へ向けて略水平に複数のガスノズル5が突設されている。ガスブロック17は減圧駆動室18を介して、真空ポンプ19の吸引系20と気密接続されている。
A
図5に示すように、被包装物22を収納した包装袋21の開口部内に挿入するガスノズル5の上方および下方には、包装袋21の開口部にガスノズル5を挿入した際に、そのノズル挿入位置の袋部分外面を上下から挟持する袋押さえ部材23a,23bを設けており、これにより包装袋21のずれを防止して、真空ポンプ19による脱気作業を確実ならしめている。下部の袋押さえ部材23aは、ガスノズル5を配設したガスブロック17のノズル直下に起立するように配された逆L字状のステー24の上面に設けている。また、上部の袋押さえ部材23bは、上部封止ブロック31bからノズル直上に突き出すように斜めに配されたステー25の下面に設けている。なお、上部の袋押さえ部材23bを設けるステー25は、ピン45等を介して上部封止ブロック31bに固定されており、上下の袋押さえ部材23a,23bは封止ブロック31a,31bの略全幅に亘って設けられている。なお、本実施形態では、これら上下の袋押さえ部材23a,23bとして、ゲル部材40が装着してある。
As shown in FIG. 5, when the
また、ガスノズル5は、袋押さえ部材23a,23bによる挟持部分52を上下に偏平させた形状に形成しており、これにより袋押さえ部材23a,23bが包装袋21を介してガスノズル5の外周に密着し易くなり、また包装袋21の開口部がガスノズル5から離脱するのを防止することができる。
Further, the
さらに、このガスノズル5は、そのノズル口51が上下に回動するように、ノズル基部側を支点50として首振り可能に設けており、ガスノズル5を上方へ首振り回動させれば、包装袋21の開口部にガスノズル5を挿入した状態で容易に包装袋21をセットすることができるように構成されている。
Further, the
また、ガスノズル5から真空ポンプ19への経路には分岐を設け、この分岐路には、脱気した包装袋21内へ不活性ガス(窒素等)や酸素などの充填ガスをガスノズル5を介して注入するためのガスボンベが気密接続してある。したがって、包装袋21の開口部にガスノズル5を挿入し、アーム3を被せてロックした状態で真空ポンプ19を作動すると、食品等の被包装物22を収納した包装袋21内の空気をガスノズル5を介して脱気することができ、脱気が終了したならばガスノズル5を介してガスボンベ内のガスを包装袋21内に充填することができる。なお、脱気及びガス充填の操作については後述する。
In addition, a branch is provided in the path from the
図5に示すように、包装領域4の前部における袋押さえ部材23a,23bの近傍には封止機構部6を設け、包装領域4の奥側(後部、即ち図3において右側)には、被包装物22を収納した包装袋21の移動を防止するとともに、封止機構部6により封止する包装袋21の位置を規制して安定させるための突き当て板27および幅規制板28を配設した載置トレイ29がガスノズル5とは反対側の奥に向けて下り傾斜させた状態で設けてある。この載置トレイ29に被包装物22を収納した包装袋21を載置すると、包装袋21の開口部近傍の封止部(熱溶着する帯状部分)が封止機構部6の所定位置に安定して静止する。
As shown in FIG. 5, the
次に、封止機構部6について説明する。
封止機構部6は、図4に示すように、基台プレート8の前端部分に設けた減圧駆動室18のダイヤフラム34に下端を接続した昇降機構30の昇降ロッド30aを包装領域4内に起立し、該昇降ロッド30aの上端に下部封止ブロック31aを固定し、アーム3のカバー部分の天部に上部封止ブロック31bを下部封止ブロック31aに対向する状態で設けてある。そして、これらの封止ブロック31a,31bは包装領域4の幅方向に長尺なヒータブロックとして構成されている。また、下部封止ブロック31aおよび上部封止ブロック31bの圧接面には板状のゴム部材を介して線状あるいは細い帯状のヒータ32が幅方向に沿って配してあり、昇降機構30により下部封止ブロック31aを上昇させて上部封止ブロック31b側に圧接するように構成されている。
Next, the
As shown in FIG. 4, the
減圧駆動室18には、戻しスプリング33によりダイヤフラム34と昇降ロッド30aが下向きに付勢されており、減圧駆動室18内を減圧すると、戻しスプリング33の付勢力に抗してダイヤフラム34が上昇し、その結果、下部封止ブロック31aを上昇させるように成っている。したがって、下部封止ブロック31aが上昇すると、包装袋21の開口部を挟んだ状態で上部封止ブロック31bに押し付けることができ、この状態でヒータ32に通電して加熱すると、間に挟んだ包装袋21を熱溶着して封止(密封)することができる。
In the
なお、本実施形態におけるガス充填包装機1には、減圧駆動室18に大気を導入する、すなわち大気開放するための大気開放弁55(図8参照)が備えられている。したがって、この大気開放弁55を開放すると、戻しスプリング33の付勢力により下部封止ブロック31aが下降して元の位置に復帰する。
In addition, the gas filling packaging machine 1 in the present embodiment is provided with an atmosphere release valve 55 (see FIG. 8) for introducing the atmosphere into the
図6は、本実施形態における封止ブロックの基本的構造を示す模式図である。図示するように、下部封止ブロック31aおよび上部封止ブロック31bの本体は略台形板状を呈するアルミニウム製のヒータブロック61により構成してあり、これらヒータブロック61、61の圧接面にはそれぞれフェノール樹脂等の樹脂板(ベーク板)62を介してシリコンゴム63を装着し、このシリコンゴム63上にヒータ32を張設するとともに、該ヒータ32を絶縁布65で覆っており、この絶縁布65を介して、包装袋21の上下のフィルムにヒータ32の熱を伝達する。そして、上部封止ブロック31bの一端部には、ヒータ32に接触する状態で温度センサ66(本発明の温度検出手段に相当)を配設し、ヒータ32の温度を検出できるように構成されている。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a basic structure of the sealing block in the present embodiment. As shown in the figure, the main body of the
図7は、本実施形態における上部封止ブロックの具体的構造を示しており、(a)はその組立正面図、(b)はその組立平面図、(c)はセンサ固定金具の組立斜視図である。図示するように、本実施形態における上部封止ブロック31bは、その本体としてのヒータブロック61の圧接面にベーク板62を介してシリコンゴム63を装着し、絶縁布65、65間に帯状のヒータ32を張設している。そして、ヒータブロック61の一端部には、三角形状を呈する取付け基部70をネジ固定するように成っており、この取付け基部70に先端部が屈曲した張設板71、センサ固定金具72、及び金属板73を下から順にネジ固定するとともに、この金属板73上にヒータ32に通電するためのリード線74をネジ固定し、このリード線74に接続されたヒータ32を張設板71に沿って設けることにより、該ヒータ32は張設板71の先端部を屈曲支点としてシリコンゴム63上に絶縁布65を介して張設してある。そして、センサ固定金具72は、温度センサ66を取り付けるための金具であり、その先端部には一対の相対向する支持部72a、72bを形成し、該支持部72a、72bに穿設した挿通孔73に温度センサ66を挿通支持するように構成されている。なお、本実施形態では、温度センサ66として、例えばサーミスタを採用しており、取付け基部70におけるセンサ固定金具72等の組立て部品は保護カバー75によって覆われ、温度センサ66等の破損を防止している。
7A and 7B show a specific structure of the upper sealing block in the present embodiment, wherein FIG. 7A is an assembly front view, FIG. 7B is an assembly plan view, and FIG. 7C is an assembly perspective view of a sensor fixing bracket. It is. As shown in the figure, the
このような構成のセンサ固定金具72によりヒータ32を支持し、張設板71及び金属板73とともに取付け基部70へ取り付けた状態では、ヒータ32が張設板71の先端部で屈曲した後に温度センサ66に外側から密着することになる。したがって、接着剤等を用いないで温度センサ66をヒータ32に密着させることができるので、必要に応じて分解および組立を行うことができる。このことから、断線したヒータ32を交換する等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
In the state where the
また、下部封止ブロック31aおよび上部封止ブロック31bの圧接面には、図5に示すように、包装袋21の封止部よりも収納部側に位置する非加熱部分(積極的には加熱しない部分)を押さえる押圧挟持部を配している。本実施形態では、この押圧挟持部として、下部封止ブロック31aおよび上部封止ブロック31bの相対向する圧接面のいずれか一面において、ヒータ32よりも包装袋21の収納部側に位置する面に突起部36を設けてある。突起部36は、上部封止ブロック31bの圧接面の端部(ガスノズルとは反対側の端部)に該ブロック31bの長手方向に沿って固定した金属線により構成してある。上述したように、この金属線36は包装袋21の封止部よりも収納部側の非加熱部分を押さえるように成っており、下部封止ブロック31aを上昇させて上部封止ブロック31bに圧接すると、下部封止ブロック31aの圧接面に装着されたゴム部材を窪ませることになり、これにより間に挟持した包装袋21の非加熱部分を他の圧接面よりも強い力で挟持できる。したがって、この強い挟持力により、ガス充填による膨張力に起因する引っ張り力が下部封止ブロック31aと上部封止ブロック31bとの両圧接面に挟まれた包装袋21の封止部に作用することを阻止することができる。
Further, as shown in FIG. 5, non-heated portions (positively heated) positioned on the pressure contact surfaces of the
次に、ガス充填包装機1の制御系について説明する。
図8に示す制御系80において、制御装置81(本発明の制御手段、目標到達温度設定手段、及び通電時間算出手段に相当)はガス充填包装機1の動作を制御するコントローラとして機能し、各種の操作のための制御ルーチン等を記憶したROM82(本発明の基準封止後到達温度記憶手段に相当)とCPU83等を備えている。また、制御装置81は、ヒータ32と温度センサ66とを接続し、温度センサ66からヒータ32の検出温度を入力できるように、また、ヒータ32へは後述する通電時間(最適シール時間)に亘って通電できるように構成されている。その他、制御装置81には、大気開放弁55およびロック機構10のソレノイド14が電気的に接続されている。
Next, the control system of the gas filling packaging machine 1 will be described.
In the
さらに、制御装置81は、前述した操作部7を電気的に接続し、該操作部7から封止操作、詳しくはヒータ32により熱溶着を行う際の設定時間(本発明の設定値に相当)を入力できるように構成されている。この設定時間は、封止作業(すなわち、1回毎の封止を行う作業)の際にヒータ32に通電する時間の目安として入力する値、具体的には、作業者が希望するヒータ32への通電時間の上限値となる。実際にヒータ32に通電する時間は、設定時間やROM82上の基準到達温度、温度センサ66から得られたヒータ32の検出温度の数値に基づいて制御装置81により算出される。なお、ヒータ32への通電時間の算出過程については、後で詳細に説明する。
Further, the
そして、ROM82には、図9に示す温度テーブルのデータがあらかじめ記憶されている。この温度テーブルでは、操作部7から入力可能な設定時間を0.1〜4.0〔sec〕までの範囲において0.1〔sec〕刻みに設定し、各設定時間に対応する基準シール後到達温度〔℃〕(本発明の基準封止後到達温度に相当)が与えられている。この基準シール後到達温度は、ヒータ32への通電時間を算出する際に使用する数値であり、デフォルト値として仮定した初期状態、すなわち通電する前のヒータ32の温度(基準シール前温度)が5℃の状態から、デフォルト値として設定した基準時間(本実施形態では、1.2〔sec〕)の経過後に、ヒータ32をどのくらいの温度に到達させるかを示したものである(図10参照)。また、この基準シール後到達温度は、実測に基づいて算出された経験値であり、設定時間までヒータ32を通電して封止作業をした際に、良好な(仕上がり具合のよい)熱溶着状態が得られた時のデータに基づいて決定されている。すなわち、基準シール後到達温度は、良好な熱溶着状態が得られた時の温度上昇率でヒータ32を通電した場合に、基準時間が経過したときに到達する温度を採用している。
The
さらに、ROM82は、上記した基準シール後到達温度に加えて、図11に示すように、基準シール後到達温度に0.5℃、1.0℃、1.5℃…と差分値を増加したプラス側補正値を補正用基準シール後到達温度(本発明の補正用基準封止後到達温度に相当)として記憶している。また、ROM82は、基準シール後到達温度に0.5℃、1.0℃、1.5℃…と差分値を減少したマイナス側補正値を補正用基準シール後到達温度として記憶している。このように、ROM82は、作業者が入力した一つの設定時間に対して複数の補正用基準シール後到達温度を記憶している。なお、本実施形態のROM82は、5種類のプラス側補正値の温度テーブルおよび4種類のマイナス側補正値の温度テーブル、合わせて9種類の温度テーブルの補正用基準シール後到達温度を記憶しているが、本発明はこれに限らない。また、差分値も0.5℃の倍数に限定されず、適宜数値を設定してもよい。
Furthermore, in addition to the above-described temperature after reaching the reference seal, the
次に、ガス充填包装機1による一連の封止作業について説明する。
載置トレイ29上に食品等の被包装物22を収納した包装袋21を載置するが、その際、ガスノズル5を、支点50を軸として上方へ首振り回動させた状態で、包装袋21の開口部にガスノズル5のノズル口51を挿入し、再びガスノズル5を下方へ首振り回動させて包装袋21をセットする。
Next, a series of sealing operations by the gas filling packaging machine 1 will be described.
A
次に、操作部7により、制御装置81へ封止操作の設定時間〔sec〕を、例えば、0.1〜4.0の範囲で入力する。そして、アーム3を被せてロック機構10によりロックするとリミットスイッチ16がオンとなり、このリミットスイッチ16からの検出信号を受けて制御装置81が流路切替弁(図示せず)を真空ポンプ19側に切り換え、ガスノズル5を介して包装袋21内を脱気する(脱気工程)。その際、ガスノズル5の上下に配された袋押さえ部材23a,23bがノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持する。
Next, the setting time [sec] of the sealing operation is input to the
そして、制御装置81が流路切替弁をガスボンベ側に切り換えてガスノズル5から包装袋21内へ不活性ガスや酸素等を充填する(ガス充填工程)。この場合にも、上述したと同様に、ガスノズル5の上下に配された袋押さえ部材23a,23bがノズル挿入位置の袋部分を上下から挟持しており、上下の袋押さえ部材23a,23bが包装袋21を介してガスノズル5の周囲に気密性良く密着し、またガスの充填圧力によって包装袋21の開口部がガスノズル5から離脱するのを防止する。
And the
ガス充填工程が終了すると、制御装置81は、封止作業に入る前のヒータ32の温度を温度センサ66により検出する。ヒータ32の温度を検出したならば、ガス充填包装機1は、包装袋21の開口部を封止する封止作業を開始する。具体的には、袋押さえ部材23a,23bがノズル挿入位置の袋部分を挟持した状態で、制御装置81が脱気弁(図示せず)を切り換えて減圧駆動室18を減圧し、下部封止ブロック31aが上昇して上部封止ブロック31bとの間に包装袋21の封止部を挟み付けるとともに、突起部36が包装袋21の非加熱部分を強い圧力で押圧挟持する。
When the gas filling process is completed, the
この状態で熱溶着工程に移行し、制御装置81は、ヒータ32への通電時間を算出し、この通電時間に亘ってヒータ32へ通電する。ここで、具体的にヒータ32への通電時間の算出過程を説明すると、操作部7から設定時間が入力されると、制御装置81は、ROM82の温度テーブルから設定時間に対応した基準シール後到達温度を選択し(読み込み)、この基準シール後到達温度〔℃〕と設定時間〔sec〕とを下記式1に代入して、ヒータ32が設定時間後に到達する温度の目標値、すなわち目標到達温度〔℃〕を求める(図10参照)。
目標到達温度=〔(基準シール後到達温度−基準シール前温度)×設定時間/基準時間〕+基準シール前温度…式1
In this state, the process proceeds to the heat welding step, and the
Target temperature = [(target temperature after reference seal−temperature before reference seal) × set time / reference time] + temperature before reference seal ... Equation 1
さらに、制御装置81は、上記温度センサ66により通電前のヒータ32の温度を検出して実測シール前温度〔℃〕(本発明の作業前温度に相当)とし、該実測シール前温度と目標到達温度とを下記式2に代入して、実際にヒータ32へ通電する通電時間(最適シール時間)〔sec〕を決定する。
通電時間=(目標到達温度−実測シール前温度)×設定時間/(目標到達温度−基準シール前温度)…式2
Further, the
Energizing time = (target reached temperature-measured temperature before seal) x set time / (target reached temperature-reference seal before temperature) ...
なお、上記式2より、実測シール前温度と基準シール前温度(本実施形態では5℃)とが等しい場合、通電時間は、設定時間と等しくなる。また、実測シール前温度が基準シール前温度よりも高い場合、通電時間は、設定時間よりも短くなる。本実施形態では、基準シール前温度を5℃に設定しているので、実測シール前温度が5℃以上となる状態、例えば、20℃程度に空調された屋内での封止作業においては、通電時間が設定時間よりも短くなる。すなわち、制御装置81は、設定時間よりも長くヒータ32を通電することがない。
In addition, from the
上記のように目標到達温度と実測シール前温度との差を用いて通電時間を算出するので、封止温度の最適化を図ってシールの確実性を高められることは勿論のこと、ヒータ32への通電時間を短縮して熱溶着に要する時間を短くすることができる。したがって、効率よく封止作業を行うことができる。また、ガス充填包装機の電気使用量を減少するとともに、ガス充填包装機のヒータトランス等(図示せず)の温度上昇を防止することができ、ひいてはガス充填包装機の製品寿命を延長することができる。 As described above, since the energization time is calculated using the difference between the target temperature and the measured pre-sealing temperature, it is possible to improve the sealing reliability by optimizing the sealing temperature. The time required for heat welding can be shortened by shortening the energization time. Therefore, the sealing operation can be performed efficiently. In addition, the amount of electricity used in the gas filling and packaging machine can be reduced, and the temperature rise of the heater transformer and the like (not shown) of the gas filling and packaging machine can be prevented, thereby extending the product life of the gas filling and packaging machine. Can do.
このように通電時間が算出された後、ヒータ32が通電されて発熱すると、この熱により、下部封止ブロック31aと上部封止ブロック31bとの間に挟みつけられた包装袋21の封止部が熱溶着される。このとき、包装袋21は、非加熱部分を突起部36で挟持されているので、ガス充填による膨張力に起因する引っ張り力の影響を受けることがない。
When the
ヒータ32への通電時間が経過して熱溶着工程が終了すると、制御装置81は、ヒータ32への通電を遮断して冷却工程を所定時間に亘って行う。その後、制御装置81が大気開放弁55を開くので減圧駆動室18内の圧力が大気圧に復帰し、戻しスプリング33の付勢によって下部封止ブロック31aが下降して封止作業を終了する。そして、包装袋21の封止が終了すると制御装置81がロック機構10のソレノイド14を励磁するので、フック12が回動してピン11から外れてロックを解除する。したがって、アーム3を上昇してから包装袋21を取り出すことができる。
When the time for energizing the
従来では、単に1回毎の封止作業の時間を短縮しようとすると、冷却工程に要する時間を短縮しがちであった(図12中点線のグラフを参照)。したがって、包装袋の材質が十分に固化する温度よりもヒータ32および熱溶着箇所の温度が高い状態(D点)で包装袋を取り出してしまって、封止したはずの開口部が十分に固化せずに開いてしまう虞があった。しかしながら、本実施形態のガス充填包装機1は、ヒータ32への通電時間を制御することにより、封止作業の時間を従来よりも短縮することができ、しかも、熱溶着工程に要する時間を短縮できるので、熱溶着工程で短縮した時間分を冷却工程の時間に費やすことで、十分に熱溶着部分を固化させるように冷却工程を行うことができる。したがって、封止作業の時間を短縮しながらも、包装袋を十分に封止することができる。
In the past, if it was attempted to shorten the time of the sealing work for each time, the time required for the cooling process tended to be shortened (see the dotted line graph in FIG. 12). Therefore, the packaging bag is taken out in a state (point D) in which the temperature of the
さらに、反復繰り返して包装袋を封止する場合には、新たに包装袋を上記した手順でセットして、脱気工程、ガス充填工程、熱溶着工程、冷却工程を繰り返し、毎回封止作業を行う。なお、制御装置81は、封止作業の終了後も入力された設定時間の値を維持し、改めて操作部7から入力し直されたときに設定時間を更新する。したがって、包装袋21の厚さや材質などが前回と変わらない場合では、制御装置81は、設定時間を再入力しなくても式1により前回と同じ目標到達温度を算出することができる。
Furthermore, when sealing the packaging bag repeatedly and repeatedly, the packaging bag is newly set according to the procedure described above, and the deaeration process, gas filling process, thermal welding process, and cooling process are repeated, and the sealing operation is performed each time. Do. Note that the
また、上記式2において、温度センサ66から入力された実測シール前温度を通電時間の算出要素としているので、前回の熱溶着工程後の残留温度を考慮して、次回(第2回目)以降の通電時間をさらに短くすることができる。
Further, in the
詳しく説明すると、制御装置81は、図12に示すように、初回(前回)の熱溶着工程ではヒータ32を作業開始温度(例えば室温)Sから封止状態が良好に仕上がり易い温度(目標到達温度に近い温度)のA点まで上昇させて熱溶着工程を完了するまでにt1時間を要する。そして、前回の熱溶着工程が終わって次回の熱溶着工程の初期状態では、冷却工程Bにおいて溶着した封止部分を固化させた後でもヒータ32およびヒータブロック61がある程度熱した状態になっている。すなわち、ヒータ32は、S点よりも高いC点の温度を有している。このC点の温度を実測シール前温度として式2に代入して、制御装置81が通電時間を算出し、ヒータ32に通電すれば、ヒータ32は、C点から温度上昇して、再び封止状態が良好に仕上がり易い温度のA′点まで、t1よりも短いt2時間の間だけ通電するだけで済む。
More specifically, as shown in FIG. 12, the
さらに、制御装置81は、ROM82に基準シール後到達温度を設定時間毎に記憶しているので、同じ設定時間を操作部7から入力すれば、いつでも同じ目標到達温度を算出することができる。したがって、例えば、包装袋の材質や厚さ等が異なる封止条件毎に、最適な封止状態が得られた設定時間を予め調べておき、封止作業前に、これから封止する包装袋の条件に合わせて設定時間を入力すれば、いつでも同じように、包装袋を仕上がり良く封止することができる。
Furthermore, since the
また、封止作業前に操作部7から補正値を入力すれば、制御装置81は、複数の補正用温度テーブルからどの補正用温度テーブルを選択するかを設定する。さらに、設定時間を入力することで、制御装置81は、あらかじめ選択した補正用温度テーブルから、設定時間に対応する補正用基準シール後到達温度を選択し、この補正用基準シール後到達温度を式1に代入して、目標到達温度を算出する。算出された目標到達温度は、図9に示す標準の温度テーブルの基準シール後到達温度から求めた目標到達温度との間に差分を生じ、熱溶着工程におけるヒータ32の到達温度を調整することができる。したがって、封止作業の環境や包装袋の厚さのバラつき等があっても、補正値をあらかじめ入力することによって良好な封止状態が得られるようにガス充填包装機1を調整することができる。
In addition, if a correction value is input from the
なお、ヒータ32の温度を実測シール前温度として検出するタイミングは、上記した実施形態に限らず、例えば、封止ブロック31a,31bが包装袋21の封止部を挟み付けるのと同時でもよいし、封止ブロック31a,31bが包装袋21の封止部を挟み付けた直後でもよい。しかしながら、上記実施形態のように、包装袋21の封止部が挟み付けられる直前、言い換えると、封止作業が開始する直前にヒータ32の温度を検出すれば、前回の封止作業までにヒータ32に蓄積された熱を包装袋21に逃がさない状態でヒータ32の温度を検出することができるので好適である。すなわち、ヒータ32の温度が高い状態で検出して、目標到達温度と実測シール前温度との温度差を小さくし、通電時間を短縮して熱溶着に要する時間を短くすることができる。
The timing for detecting the temperature of the
また、上記実施形態では、制御装置81は、実測シール前温度を、封止作業毎に検出したが、これに限らない。例えば、制御装置81は、過去数回の実測シール前温度を記憶し、この実測シール前温度の変動が許容範囲内であれば、ヒータ32の封止作業前の温度がほぼ安定していると判断して、複数回の封止作業に対して1回の割合で実測シール前温度を温度センサ66により検出するようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
そして、上記の実施形態では、ガスノズル5がガス充填を行うだけでなく、脱気手段の一要素(吸気口)として機能しているが、本発明に用いるガス充填包装機はこれに限るものではなく、別個に脱気用のノズルを設け、ガス充填手段と脱気手段との機能を分けるように構成してもよい。また、ヒータ32は、熱伝達良く構成されていれば、上下の封止ブロック31a,31bのいずれか一方の圧接面に配されていればよい。そして、ガスノズル5から充填するガスは、窒素ガスなどの不活性ガスや酸素に限らず、必要に応じて適宜選択してもよい。
また、上記の実施形態では、包装領域が大気開放であるが、この包装領域をチャンバー内に設定して、真空包装できるように、すなわち、熱溶着して封止する封止機構部を備えた真空包装機を兼ねた加熱封止包装機に適用してもよい。
In the above embodiment, the
Further, in the above embodiment, the packaging area is open to the atmosphere, but the packaging area is set in the chamber so that it can be vacuum-packed, that is, provided with a sealing mechanism portion that is thermally welded and sealed. You may apply to the heat sealing packaging machine which served as the vacuum packaging machine.
1 ガス充填包装機
2 筐体
2a 右側パネル
2b 左側パネル
3 アーム
3aアーム基端部
4 包装領域
5 ガスノズル
6 封止機構部
7 操作部
8 基台プレート
9 支軸
10 ロック機構
11 ピン
12 フック
12a フック基端部
13 回動軸
14 ソレノイド
15 スプリング
16 リミットスイッチ
17 ガスブロック
18 減圧駆動室
19 真空ポンプ
20 吸引系
21 包装袋
22 被包装物
23a,23b 袋押さえ部材
24,25 ステー
27 突き当て板
28 幅規制板
29 載置トレイ
30 昇降機構
30a 昇降ロッド
31a 下部封止ブロック
31b 上部封止ブロック
32 ヒータ
33 戻しスプリング
34 ダイヤフラム
36 押圧挟持部(突起部、金属線)
40 ゲル部材
41,42 固定具
43 ブラケット
44 ピン孔
45 ピン
50 支点
51 ノズル口
55 大気開放弁
61 ヒータブロック
62 樹脂板
63 シリコンゴム
65 絶縁布
66 温度センサ(温度検出手段)
70 取付け基部
71 張設板
72 センサ固定金具
72a,72b 支持部
73 金属板
74 リード線
75 保護カバー
80 制御系
81 制御装置
82 ROM
83 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas filling
40 Gel member 41, 42 Fixing tool 43 Bracket 44
70
83 CPU
Claims (6)
前記ヒータの温度を検出する温度検出手段と、封止作業時のヒータの通電を制御する制御手段とを備え、
該制御手段は、入力される設定値に基づいてヒータの目標到達温度を設定する目標到達温度設定手段と、封止作業前に温度検出手段により検出されたヒータの作業前温度と、前記目標到達温度との差を用いて、封止作業におけるヒータの通電時間を算出する通電時間算出手段とを備えたことを特徴とする加熱封止包装機。 It has a sealing mechanism that presses the opening of the packaging bag set in the packaging area with the upper and lower sealing blocks, heats it with a heater, and heat welds it. In the heat sealing packaging machine to seal,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the heater, and control means for controlling energization of the heater at the time of sealing work,
The control means includes a target temperature setting means for setting a target temperature of the heater based on the input set value, a pre-operation temperature of the heater detected by the temperature detection means before the sealing work, and the target achievement A heating and sealing packaging machine comprising: an energization time calculating means for calculating an energization time of a heater in a sealing operation using a difference with temperature.
前記目標到達温度設定手段は、前記設定値と基準封止後到達温度とを用いて目標到達温度を算出することを特徴とする請求項1に記載の加熱封止包装機。 The control means includes a reference post-sealing reached temperature storage means for storing a reference post-sealing reached temperature determined according to a set value,
2. The heat sealing packaging machine according to claim 1, wherein the target temperature setting means calculates the target temperature using the set value and the temperature after reference sealing.
前記制御手段は、入力される補正値に基づいて補正用基準封止後到達温度を選択し、
前記通電時間算出手段は、前記設定値と選択された補正用基準封止後到達温度とを用いて目標到達温度を算出することを特徴とする請求項2に記載の加熱封止包装機。 The reference post-arrival temperature storage means stores a plurality of correction post-sealing final temperatures for one set value,
The control means selects a temperature after correction reference sealing based on the input correction value,
The heating encapsulating machine according to claim 2, wherein the energization time calculating means calculates a target attainment temperature using the set value and the selected attainment temperature after correction for reference sealing.
入力される設定値に基づいてヒータの目標到達温度を設定し、封止作業前にヒータの作業前温度を検出し、該作業前温度と目標到達温度との差を用いて、封止作業におけるヒータの通電時間を算出することを特徴とする加熱封止包装方法。 In the heat sealing packaging method in which the opening of the packaging bag is pressed with the upper and lower sealing blocks and heated with a heater and thermally welded, and the opening of the packaging bag is sealed,
Based on the input set value, set the target temperature of the heater, detect the pre-working temperature of the heater before the sealing work, and use the difference between the pre-working temperature and the target temperature to perform the sealing work. A heat sealing and packaging method, characterized in that the energization time of the heater is calculated.
A plurality of correction post-sealing final temperatures are set for one set value, a correction post-sealing final temperature is selected based on the input correction value, and the set value and the selected correction temperature are selected. 6. The heat sealing packaging method according to claim 5, wherein the target reaching temperature is calculated using the reference post-sealing reached temperature.
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- 2003-10-06 JP JP2003346636A patent/JP2005112374A/en active Pending
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