JP2005153960A - フィルム包装体の製造装置、フィルム包装体の製造方法及びフィルム包装体 - Google Patents

フィルム包装体の製造装置、フィルム包装体の製造方法及びフィルム包装体 Download PDF

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Abstract

【課題】母材中に異なる材料を配した内容物を有するフィルム包装体の製造装置、フィルム包装体の製造方法及びフィルム包装体を提供する。
【解決手段】ペースト状の第1の内容物Cを放出する第1のノズル8と、第1のノズルの周囲を囲み、ペースト状の第2の内容物Dを第1のノズルの放出方向と交差する方向に放出する第2のノズル54と、連続的に供給される帯状フィルムFを第2のノズルを囲む筒状に成形する成形部材4と、筒状に成形された帯状フィルムF1の重畳部を接合してフィルム筒体10とする接合手段6と、第1のノズルおよび第2のノズルから放出された内容物が充填されたフィルム筒体を第1のノズルの下流方向に向けて走行させる送り手段9と、内容物が充填されたフィルム筒体の走行方向に所定間隔毎の内容物の不在部10Aを扁平に形成するしごき部材11と、内容物の不在部10Aを横断する線状又は帯状のシールを行うシール装置13とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、筒状に形成されたフィルムに内容物を充填し、横断方向にシールして、フィルム包装体を製造するフィルム包装体の製造装置、フィルム包装体の製造方法及びフィルム包装体に関する。特に、異なる充填物を充填するフィルム包装体を製造するフィルム包装体の製造装置、フィルム包装体の製造方法及びフィルム包装体に関する。
筒状に形成されたフィルムに内容物を充填し、横断方向にシールしたフィルム包装体は、従来より、食品分野を初めとして広く用いられている。例えば、魚肉ソーセージやハムなどがその代表例である。食味を増すために、これらのフィルム包装体中に、異種の内容物を充填しようとする試みもなされている。(特許文献1参照)
実公昭53−47005号公報(第1図)
しかし、特許文献1に記載された装置は、餅入り羊羹のように芯部と鞘部が異種材料で形成されたフィルム包装体である。近年の食生活文化の向上に伴い、より微妙で複雑な味わいを出すために、母材とは異なる材料の内容物が母材中に分布し、それぞれの味と異なる食感を感じさせる内容物を有するフィルム包装体の要球が高まり、大量に製造する方法の開発が望まれている。
そこで、本発明は、母材中に、母材とは異なる材料を配した内容物を有するフィルム包装体の製造装置、フィルム包装体の製造方法及びフィルム包装体を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明に係るフィルム包装体の製造装置は、例えば図1に示すように、ペースト状の第1の内容物Cを放出する第1のノズル8と、第1のノズル8の周囲を囲み、ペースト状の第2の内容物Dを第1のノズル8の放出方向と交差する方向に放出する第2のノズル54と、連続的に供給される帯状フィルムFを第2のノズル54を囲む筒状に成形する成形部材4と、筒状に成形された帯状フィルムF1の重畳部を接合してフィルム筒体10とする接合手段6と、第1のノズル8および第2のノズル54から放出された内容物C、Dが充填されたフィルム筒体10を第1のノズル8の下流方向に向けて走行させる送り手段9と、内容物C、Dが充填されたフィルム筒体10の走行方向に所定間隔毎の内容物の不在部10Aを扁平に形成するしごき部材11と、内容物の不在部10Aを横断する線状又は帯状のシールを行うシール装置13とを備える。
このように構成すると、第1のノズルから放出されるペースト状の第1の内容物を母材として、第1の内容物中にペースト状の第2の内容物がフィルム筒体の長手方向に垂直な断面(以下、単に「断面」という。)において同心円弧状に配され、該内容物をフィルムで包装したフィルム包装体を製造することができる。なお、「同心円弧状」とは、厳密な意味での同心円弧ではなく、断面上においてフィルム包装体の中心に向けて、典型的には湾曲した形状が複数存在することをいい、湾曲した形状は必ずしも同心円状になくてもよく、断面上に存在する形状のうちのいくつかが中心に向けて湾曲していなくてもよく、また、円弧状でなく、同心円状(一周繋がっている状態)でもよい。この「同心円弧状」の一例が、ロースハムにおける脂の分布形状である。また、「ペースト状」とは、糊のように粘性の高い液体状であることをいい、本製造装置において、フィルム包装体中で第1の内容物と第2の内容物とが製造中に互いに密接し合う程度の粘性を有しているもので、その境界が視覚的にぼやける状態を含む。
また、請求項2に記載の発明に係るフィルム包装体の製造装置では、請求項1に記載のフィルム包装体の製造装置100において、例えば図2(a)に示すように、第2のノズルの放出口56がスリットである。
このように構成すると、スリットから放出された第2の内容物が、フィルム筒体の長手方向に垂直な断面上で細い団塊状に形成されたフィルム包装体を製造する装置となる。なお、「スリット」とは、幅が高さの2倍以上100倍以下である長円形、矩形又は角を丸くした矩形をいう。
また、請求項3に記載の発明に係るフィルム包装体の製造装置では、請求項2に記載のフィルム包装体の製造装置100において、例えば図2(a)に示すように、スリット56が、筒状形状54の周方向に形成される。
このように構成すると、スリットから放出された第2の内容物が、断面上で周方向に細い団塊状に形成されたフィルム包装体を製造する装置となる。
また、請求項4に記載の発明に係るフィルム包装体の製造装置では、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のフィルム包装体の製造装置100において、例えば図2(a)に示すように、 筒状形状54の長手方向と垂直な面上において、第2のノズルの放出口56の数が2〜8である。
このように構成すると、放出口から放出された第2の内容物が、断面上で周方向に不連続に形成されたフィルム包装体を製造する装置となる。
また、請求項5に記載の発明に係るフィルム包装体の製造装置では、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のフィルム包装体の製造装置100において、例えば図2(a)に示すように、第2のノズルの放出口56は、筒状形状54の長手方向と垂直な複数の面上に形成される。
このように構成すると、放出口から放出された第2の内容物が、断面上で半径方向に配されたフィルム包装体を製造する装置となる。
前記の目的を達成するため、請求項6に記載の発明に係るフィルム包装体の製造方法は、例えば図1に示すように、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のフィルム包装体の製造装置100に第1の内容物Cを供給する工程と、フィルム包装体の製造装置100に第2の内容物Dを供給する工程と、フィルム包装体の製造装置100に帯状フィルム1を供給する工程と、フィルム包装体の製造装置100を用いて、帯状フィルムFを筒状F1に成形する工程と、フィルム包装体の製造装置100を用いて、筒状に成形された帯状フィルムF1の重畳部を接合してフィルム筒体10とする工程と、フィルム包装体の製造装置100を用いて、第1のノズル8からフィルム筒体10に第1の内容物Cを放出する工程と、フィルム包装体の製造装置100を用いて、第2のノズル54からフィルム筒体10に第2の内容物Dを放出する工程と、フィルム包装体の製造装置100を用いて、第1のノズル8から放出された第1の内容物Cと第2のノズル54から放出された第2の内容物Dとが充填されたフィルム筒体10を下流方向に向けて走行させる工程と、フィルム包装体の製造装置100を用いて、第1の内容物Cと第2の内容物Dが充填されたフィルム筒体10の走行方向に所定間隔毎の内容物の不在部10Aを扁平に形成する工程と、フィルム包装体の製造装置100を用いて、内容物の不在部10Aを横断する線状又は帯状のシールを行う工程とを備える。
このように構成すると、第1のノズルから放出される第1の内容物を母材として、第1の内容物中に第2の内容物が断面において同心円弧状に配され、該内容物をフィルムで包装したフィルム包装体の製造方法となる。
また前記の目的を達成するため、請求項7に記載の発明に係るフィルム包装体の製造方法は、例えば図5に示すように、帯状フィルムからフィルム筒体を成形するフィルム筒体成形工程ST1と、フィルム筒体中にペースト状の第1の内容物を放出する第1の放出工程ST2と、第1の内容物が放出されたフィルム筒体中に、第1の内容物が放出される方向と交差する方向に向けて、ペースト状の第2の内容物を放出する第2の放出工程ST3と、放出された第1の内容物と第2の内容物とが充填されたフィルム筒体を下流方向に走行させる送り工程ST4と、下流方向に走行するフィルム筒体を走行方向に所定間隔毎の内容物の不在部を形成するしごき工程ST5と、内容物の不在部を横断する線状又は帯状のシールを行うシール工程ST6とを備える。
このように構成すると、ペースト状の第1の内容物を母材として、ペースト状の第1の内容物中に第2の内容物が断面において同心円弧状に配され、該内容物をフィルムで包装したフィルム包装体の製造方法となる。
また、請求項8に記載の発明に係るフィルム包装体の製造方法は、請求項7に記載のフィルム包装体の製造方法において、例えば図2(a)に示すように、第2の放出工程ST3は、2以上30以下の数の放出口より放出する。
このように構成すると、母材である第1の内容物中に、断面において複数の団塊としての第2の内容物が配されたフィルム包装体の製造方法となる。
また、請求項9に記載の発明に係るフィルム包装体の製造方法は、請求項7又は請求項8に記載のフィルム包装体の製造方法において、第1の放出工程ST2において、第2の放出工程ST3よりも2倍以上30倍以下の質量の内容物を放出する。
このように構成すると、第1の放出工程で母材が充填され、第2の放出工程で母材に対し断面上で同心円弧状に配された団塊が形成されるフィルム包装体の製造方法となる。
また、請求項10に記載の発明に係るフィルム包装体の製造方法は、請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載のフィルム包装体の製造方法において、第1の内容物Cと第2の内容物Dとが、それぞれ、ソーセージペースト、水分含有澱粉ペースト、ペースト状餡子、ペースト状チーズ、ペースト状脂肪、チョコレートペースト、ジャムペースト、ペースト状コーキング剤、ペースト状接着剤からなる群から選択された少なくとも1のペーストを含んでいる。
このように構成すると、第1の内容物と第2の内容物とが共に適当な粘度を有するペースト状であり、第1の内容物中に第2の内容物が同心円弧状に配されたフィルム包装体の製造方法となる。特に第1の内容物と第2の内容物とが共に食品の場合には、第1の内容物と第2の内容物との味が複雑に混じり、且つ、それぞれの食感を感じられる食品のフィルム包装体の製造方法となる。
また、前記の目的を達成するために、請求項11に記載の発明に係るフィルム包装体は、例えば図3に示すように、フィルム筒体10に第1の内容物Cと、第1の内容物Cと別体であり第1の内容物Cより少量の第2の内容物Dが充填され、フィルム筒体10の長手方向に垂直な断面で、第2の内容物Dが同心円弧状に複数存在する。なお、「第1の内容物と別体であり」とは、第2の内容物が第1の内容物とは別物であることをいい、例えば、肉とその肉に付随する脂身とは別体ではないが、肉をすり潰してペースト状としたものと、脂身を含む肉から抽出した脂とは別体である。
このように構成すると、第1の内容物と第2の内容物の性質が互いに独立して残り、且つ、両内容物の性質が混合したフィルム包装体となる。特に食品のフィルム包装体においては、第1の内容物の味と第2の内容物の味が複雑に混じり、且つ、それぞれの食感を感じることができる食品のフィルム包装体となる。
また、請求項12に記載の発明に係るフィルム包装体は、請求項11に記載のフィルム包装体において、例えば図4に示すように、フィルム筒体の両端部31A、31Bが、細くまとめられて密封されている。
このように構成すると、フィルム筒体の両端部においても、フィルムの強度の低下が抑えられたフィルム包装体となる。なお、「細くまとめられて密封されている」とは、細くまとめられた後に密封した場合と、密封した後に細くまとめられた場合との双方を含む。なお、この細くまとめる操作を集束ともいう。
また、請求項13に記載の発明に係るフィルム包装体は、請求項11又は請求項12に記載のフィルム包装体において、第1の内容物と第2の内容物とが、それぞれ、ソーセージペースト、水分含有澱粉ペースト、ペースト状餡子、ペースト状チーズ、ペースト状脂肪、チョコレートペースト、ジャムペースト、ペースト状コーキング剤、ペースト状接着剤からなる群から選択された少なくとも1のペーストを含んでいる。
このように構成すると、第1の内容物と第2の内容物とが共に適当な粘度を有するペースト状であり、第1の内容物中に第2の内容物が同心円弧状に配されたフィルム包装体となる。特に第1の内容物と第2の内容物とが共に食品の場合には、味が複雑に混じり、且つ、それぞれの食感を感じられる食品のフィルム包装体となる。
また、請求項14に記載の発明に係るフィルム包装体は、請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載のフィルム包装体において、例えば図5に示すように、50℃乃至100℃の熱水によるボイル処理または100℃乃至150℃のレトルト処理がなされている。
このように構成すると、ボイル処理またはレトルト処理により加熱されるので、フィルム包装体の内容物が殺菌される。また、第1の内容物と第2の内容物とが化学ゲルや物理ゲルを生成して固化し、形状が安定する。
本発明に係るフィルム包装体の製造装置によれば、第1のノズルから放出される第1の内容物を母材として、第1の内容物中に第2の内容物がフィルム筒体の長手方向に垂直な断面において同心円弧状に配され、該内容物をフィルムで包装したフィルム包装体を製造することができる。
また、本発明に係るフィルム包装体の製造方法は、第1の内容物を母材として、第1の内容物中に第2の内容物が断面において同心円弧状に配され、該内容物をフィルムで包装したフィルム包装体の製造方法となる。
また、本発明に係るフィルム包装体は、第1の内容物と第2の内容物の性質が互いに独立して残り、且つ、両内容物の性質が混合したフィルム包装体となる。特に食品のフィルム包装体においては、第1の内容物の味と第2の内容物の味が複雑に混じり、且つ、それぞれの食感を感じることができる食品のフィルム包装体となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
図1(a)の構成図を参照して、本発明の実施の形態であるフィルム包装体の包装装置100について説明する。図1(a)の紙面上の上下は実際の鉛直方向の上下に対応し、後述のフィルム筒体10は図中、上から下に流れるように走行する。すなわち、上がフィルム包装体の包装作業におけるフィルム筒体10の走行方向の上流側、下が走行方向の下流側となる。ロール状に巻かれた帯状のフィルムは、原反1として回転自在に支持されている。原反1から引き出された帯状フィルムFは、ガイドローラ2、3に案内されて向きを変えて走行し、帯状フィルムFを筒状に成形する成形部材としてのフォーミングプレート4に導かれる。帯状フィルムFは単層、二重重ねまたは多層で、その材質は加熱溶着させるために、塩化ビニリデン系樹脂とするのが好ましい。また帯状フィルムFとして、多層のオレフィン系樹脂からなる構成としてもよい。
フォーミングプレート4は、上下に開口する円筒状で周方向の一箇所で縦方向に延びる円周方向の隙間をもって重なる。フォーミングプレート4の上端縁は湾曲傾斜し、その内面に沿うように案内されることにより、帯状フィルムFは、側縁部で重ね合わせ部を持つ連続フィルム筒体F1に形成される。フォーミングプレート4の下流側である下方には、案内筒5が垂下され、フィルム筒体F1はその筒状の形を保ったまま下流に走行案内される。
案内筒5に案内されたフィルム筒体F1の重ね合わせ部は、縦シール装置6により、押圧されながら接合される。縦シール装置6の接合手段は、抵抗加熱溶着、超音波加熱溶着、高周波誘電加熱溶着、レーザー加熱溶着、溶融樹脂滴吹付溶着等、種々の溶着手段を用いることができる。あるいは、接着剤による接合を用いてもよい。また、縦シールは、いわゆる合掌貼りシールであってもよいし、封筒貼りシールであってもよい。
縦シール装置6より下流側に、縦シールされたフィルム筒体10内にペースト状の第1の内容物Cを放出する第1のノズル8及び及びペースト状の第2の内容物Dを放出する第2のノズル54が開口している。なお、以降特に断らない限り、第1の内容物Cと第2の内容物Dとはペースト状であるものする。第1のノズル8は、フォーミングプレート4の上方に設置されたポンプ7から案内筒5内へ導入され、案内筒5の下端を越えた位置でその下端が鉛直下方に開口している円筒である。ただし、ノズル8の形状は、円筒には限られず、楕円筒、角筒等であってもよい。また、鉛直下方とは、厳密な鉛直下方ではなく、実質的な鉛直下方であればよく、厳密な鉛直下方から45度以内であればよいが、好ましくは30度以内、更に好ましくは20度以内である。また、ポンプ7は、フォーミングプレート4の上方ではなく、内容物を適宜補充し易い他の位置に設置し、配管によりノズルと連接されてもよい。特に、内容物が練状食品のように比較的重量のある場合には、地上に設置された容器に貯留された練状食品を、ポンプによりノズル8の位置に圧送して供給するのがよい。ポンプ7は、定量流量を押し出すダイアフラム型ポンプあるいは他の種類のポンプを用いることができる。
第2のノズル54は、第1のノズル8を囲むように配置され、いわば第1のノズル8と第2のノズル54とが二重管のような構造となる。第2のノズル54は、その内面が第1のノズル8の外面との間に第2の内容物Dの流路を形成する。すなわち、第1のノズル8が円筒であれば、円筒とし、角筒であれば角筒とするのがよいが、第1のノズル8と第2のノズル54との形状が異なっていてもよい。第2の円筒54の上端は盲フランジ57で閉じられており、第1のノズル8は盲フランジ57を貫通してポンプ7に接続している。盲フランジ57の直下にティーが設けられ、管52が接続される。管52の他端にポンプ51が接続され、ポンプ51により押し出されることにより第2の内容物Dがノズル54に供給される構成となる。なお、ポンプ51は、定量流量を押し出すダイアフラム型ポンプあるいは他の種類のポンプを用いることができる。
ここで、図2(a)〜(d)の側面図を参照して、第2のノズル54の下部の構成につき、詳しく説明する。第2のノズル54の下端には蓋板55が取り付けられる。蓋板に第2の内容物D(図1参照)を放出する放出口が設けられてもよいが、第2のノズル54中を流動してきた第2の内容物D(図1参照)の総てが蓋板55の放出口から放出されることはない。第1のノズル8は、蓋板55を貫通して、蓋板55の下の位置で開口し、第1の内容物C(図1参照)を放出する。第2のノズル54の側面の蓋板55の直上の位置に放出口56が形成される。すなわち、放出口56は水平向きに形成される。水平向きとは、厳密な水平向きではなく、実質的な水平向きであればよく、厳密な水平から45度以内、好ましくは30度以内であればよい。あるいは、第1のノズル8の放出方向と一定以上の角度を持っていればよく、第1のノズル8の放出方向と第2のノズル54の放出方向とのなす角が、45度以上、好ましくは60度以上、更に好ましくは75度以上あればよい。すなわち、第1のノズル8の放出方向と第2のノズル54の放出方向とは45度以上の角度で交差をしている。
放出口56は、任意の形状でよく、全周にわたる1本の溝でもよいが、図2(a)に示すようにスリットに形成されるのが最も好ましく、図2(d)に示すように楕円も好ましい。なお、「スリット」とは、前述の通りに、幅が高さの2倍以上100倍以下である長円形、矩形又は角の丸くなった矩形をいうが、幅と高さの比は、好ましくは3倍以上80倍、更に好ましくは5倍以上50倍以下である。また、「楕円」とは、数学でいう楕円ではなく、滑らかな凸状の外形を有した、つぶれた円形であればよい。スリットあるいは楕円は、図2(a)に示すように長辺を周方向に向けるのが好ましいが、図2(c)に示すように長辺を傾斜させて配置してもよい。
図2(a)のように、第2のノズル54の軸(長手)方向に垂直な面上に、複数の放出口56が配列されてもよいし、図2(c)のように、第2のノズル54の軸方向に垂直な面に対し傾斜した面上に配列されてもよいし、あるいは、ランダムに配置されてもよい。また、上記の一面上において形成される放出口56の数は、図2(a)X1−X1断面図に示すように4箇所でもよく、図2(b)X2−X2断面図のように8箇所でもよい。一面上に形成される放出口56の数は、2〜8箇所とするのが好ましく、3〜4箇所とするのが更に好ましい。また、一面上に形成される放出口56は、等間隔に配置するのが好ましい。
上記の放出口56が配列される面は、図2(a)に示すように3段設けられてもよいし、図2(b)に示すように2段設けられてもよく、また、図2(c)に示すように1段でもよい。複数段の放出口56を設ける場合に、上下の放出口56が、図2(a)に示すように円周上の同じ位置となってもよいし、図2(b)に示すように異なる位置となってもよい。また、図2(d)に示すように、異なる段における放出口56の数、大きさあるいは形状が異なっていてもよい。第2のノズル54に形成される放出口56の数は、総ての段を合計して、2〜30箇所とする。好ましくは3〜24箇所であり、更に好ましくは、9〜12箇所である。例えば、放出口56が、1面上に3箇所設けられ、その面が3段ある場合や1面上に4箇所設けられ、その面が3段ある場合などが好ましい。
これまでは、第2のノズル54が第1のノズル8と二重管を構成する場合について説明したが、第2のノズル54は、第1のノズル8の外周上に配置された複数の細い管で構成されてもよい。この場合には、管端を第1のノズル8の半径方向外向きに管を曲げて管端を放出口としてもよいし、管は第1のノズル8に沿わせ管端を封止して管の側面に放出口を開口してもよい。
図1(a)に戻り、フィルム包装体の包装装置100についての説明を続ける。第1のノズル8及び第2のノズル54の下流側に、送りローラ9が設けられている。第1の内容物C及び第2の内容物Dが充填されたフィルム筒体10を、一対の円柱状の送りローラ9が内容物C、Dを押圧した状態でフィルムを下方へ連続して狭圧搬送する。
送りローラ9の下流側には、しごき装置11が設けられている。しごき装置11のしごきローラ11Dは、図1(a)において紙面に垂直方向に延びる筒状外面を有し、少なくともフィルム筒体10の直径よりも十分に長く、腕体11Aにより回転自在に支持されている。腕体11Aはその一端11Bを中心に揺動可能で、中間部でピン等を介して横部材11Cが接続されている。一対の横部材11Cが近接方向に移動すると、一対のしごきローラ11Dによりフィルム筒体10は狭圧される。横部材11Cが離間方向へ後退すると、しごきローラ11Dは筒状体を狭圧することはなくなる。このように、走行するフィルム筒体10に走行方向で所定の距離だけ内容物C、Dの不在部10Aを形成する。しごき装置11は、フィルム筒体10に内容物C、Dの不在部を扁平に形成できればよく、ローラに限られず、例えば、平らな部材でフィルム筒体10を両側から押しつぶすようなものであってもよい。このような押しつぶしも、ここで言う「しごき」の概念に含まれるものとする。
しごき装置11の下流側には、横シール装置12が設置されている。横シール装置12は、隣接する二つの不在部の間隔だけ上下に離れた位置に一次シール装置13と、二次シール装置16とを備える。
一次シール装置13は、不在部10Aの面の両側で互いに対向する超音波ホーン14とアンビル15を有する。アンビル15の対向面15Aは平坦であるが、超音波ホーン14は、不在部10Aの幅方向に延びる二つの平行な突起部14Aを有している。超音波ホーン14とアンビル15とは、二つの突起部14Aがアンビル15の対向面15Aとの間で不在部10Aを狭圧してフィルムを溶着して、不在部10Aに二つの線状の一次シールを施すように、互いに近接し、次いで離れる往復動をする。超音波ホーン14とアンビル15との対向面の形状は、上記に限られず、例えば、超音波ホーン14の対向面もアンビル15の対向面15Aと同様に平坦な形状として、ほぼ不在部10Aの長さと同等な幅の帯状の一次シールを施してもよい。
一次シール装置13の下方に二次シール装置16が設置されている。図1(a)では、一次シール装置13と二次シール装置16とが同じ向きに記載されているが、二次シール装置16は一次シール装置13と直交する向き(図1の紙面に垂直方向)に配置される。二次シール装置16の上下をはさむように、扁平されたフィルムを集束する集束装置19、20が配置されている。
図1(c)の詳細斜視図に示すように、集束装置19、20は、平行な集束板19、20を二次シール装置16の上下に有しており、扁平なフィルムの幅方向にフィルムを挟んで対向した集束板19、20は、互いに近接し、次いで離れる往復動をする。前述の通りに、この往復動は一次シール装置13の往復動とは直交した方向で行われる。集束板19、20には、フィルム側の対向縁にV字状の集束溝が形成されている。対向する集束板19、20が近接したときには、左右の集束板19、20が重なり、それぞれのV字溝の溝底同士で、一つの小さな空間を形成する。V字溝の溝底にU字状の切り欠きを形成すれば、集束板19、20が近接したときに、U字の底同士で円形の空間が形成されるので、好適である。
二次シール装置16は、超音波ホーン17とアンビル18が、フィルムを挟んで、対向して配置されている。アンビル18の対向面18Aは平坦であるが、超音波ホーン17は、不在部10Aの幅方向に延び、一次シール装置13のアンビル14の二つの突起部14Aの内側に入る間隔の、平行な二つの突起部17Aを有している。超音波ホーン17とアンビル18とは、二つの突起部17Aがアンビル18の対向面18Aとの間で不在部10Aを狭圧してフィルムを溶着して、集束装置19、20で集束された不在部に二つの線状の二次シールを施すように、互いに近接し、次いで離れる往復動をする。
二次シール装置16のアンビル18の高さの中間位置には、切断装置としてのカッター21が設置されている。カッター21も、二次シール装置16及び集束装置19、20と共に、往復動をする。そこで、二次シール装置16、集束装置19、20及びカッター21は、共通の駆動装置(不図示)により駆動する構成とするのが、構成が単純化されて好ましい。
一次シール装置13と二次シール装置16、集束装置19、20及びカッター21とは、フィルム筒体10が下方に送られるのと同じ速さで下方に移動しつつフィルムを挟み込み一次シール及び二次シールを施し、その後、フィルムを開放すると上の位置に戻る、いわゆる「拝み運動(ボックスモーション)」をする。よって、一次シール装置13と二次シール装置16、集束装置19、20及びカッター21とは、共通の上下に移動する架台(不図示)上に設置するのが、構成が簡単になるので好ましい。
続いて、図1に示す本実施の形態のフィルム包装体の包装装置において、フィルム包装体を製造する方法について説明する。原反1から帯状フィルムFが所定の速度で引き出されて、ガイドローラ2、3により所定の張力をかけられ、走行案内され、フォーミングプレート4に到達する。
ロール状に巻かれた原反1として供給された帯状フィルムFはフォーミングプレート4にて、側縁部で重ね合わせ部を持つ筒状フィルムF1に形成され、縦シール装置6によって重ね合わせ部が接合シールされて縦シールされたフィルム筒体10に形成される。
外部から供給された第1の内容物Cがポンプ7から第1のノズル8を経て、フィルム筒体10内に下向きに放出される。図1(b)の詳細部分断面図に示すように、放出された第1の内容物Cは、第1のノズル8の周囲から第2のノズル54の周囲にまで盛り上がってくる。続いてあるいは同時に、第1の内容物Cが充填しつつあるフィルム筒体10内に、外部から供給された第2の内容物Dが、ポンプ51から管52及び第2のノズル54を経て、水平向きに放出される。第2の内容物Dは水平方向に放出されるので、図1(b)の詳細部分断面図に示すように、充填した第1の内容物C中に、放出された第2の内容物Dが入り込んでいく。
なお、第1の内容物C及び第2の内容物Dは、それぞれペースト状である。「ペースト」とは、分散している粒子が高濃度で含まれ、分散させている物質が液体(溶媒ともいう)からなる分散体の総称であるが、「ペースト状」とは、分散体が糊のように粘度の高い液体状である状態をいう。「ペースト状」として扱える分散体の粘度は、7〜100Pa・sの範囲が好ましく、内容物の一の粘度が100Pa・sを超えると円弧状に分散しにくく、また、7Pa・s未満では同心円弧状に分散配置するのが難しくなることがある。なお、上記の粘度は、E型粘度計を用いて、23℃においてローター回転速度5min−1で計測した値である。第1の内容物C及び第2の内容物Dとしては、例えば、水や油脂などを溶媒とするソーセージペースト(ソーセージエマルジョンともいう)、水分含有澱粉ペースト、ペースト状餡子、ペースト状チーズ、ペースト状脂肪、チョコレートペースト、ジャムペースト、ペースト状コーキング剤、ペースト状接着剤からなる群から選択された少なくとも1のペースト状の素材を含む材料が好適に用いられる。ここで、ペースト状コーキング剤は、典型的にはシリコンである。また、ここで用いるジャムペースト等の食品用ペーストには、分散している粒子の乾燥重量が全重量の7%以上の高濃度で含まれる濃縮物、ピューレーまたはジェリーも用いることができる。また、ソーセージペーストは、肉、くず肉、魚、甲殻類、軟体動物または水棲無脊椎動物のうちの一以上を全重量の20%以上含む調整練状食品であり、50〜150℃で加熱すると、化学ゲルや物理ゲルの生成による固化を生じて形状が安定する。
第1の内容物C中での第2の内容物Dの位置及び形状は、フィルム筒体10の径、下流への送り速度、及び、第1の内容物Cと第2の内容物Dとの密度、粘度、質量流量、並びに、第2の内容物Dの放出口56の数、形状等、多くの因子により影響を受ける。密度や粘度は内容物によって定まる物性値であるので、他の因子を調整することにより、所望のフィルム包装体を製造することとなる。例えば、第1の内容物Cに粘度40Pa・s(前述の粘度の計測条件による)のソーセージペーストを用い、第2の内容物Dに粘度50Pa・s(前述の粘度の計測条件による)の主に油脂のソーセージペーストを用いて、第2の内容物Dに対する第1の内容物Cの質量流量比を3に設定して、直径約2cmで重量約100gのフィルム包装体を製造し、ボイル温度90℃で10分加熱後、氷水中に1時間放置し、胴部を輪切りにしたところ、第1の内容物Cの母材中に第2の内容物Dが同心円弧状に配置されていた。
すなわち、図3の断面図に示すように、フィルム筒体10の長手方向に垂直な断面において第1の内容物Cである母材中に第2の内容物Dが同心円弧状となったフィルム包装物を得るために、第1の内容物Cと第2の内容物Dの種類に応じ、また、フィルム筒体10の径に応じ、フィルム筒体10の下流への送り速度、第1の内容物Cと第2の内容物Dとの質量流量、並びに、第2の内容物Dの放出口56の数、形状等を適宜調節する。第1の内容物Cの質量流量は、第2の内容物Dの質量流量の2倍以上30倍以下とする。2倍以上とすることにより、第1の内容物Cが母材として充填され、第2の内容物Dが母材中に入り込んだ組成となる。また、30倍以下とすることで、第2の内容物Dが同心円弧状を形成する。
第2の内容物Dを、2〜30箇所、好ましくは3〜24箇所、更に好ましくは、9〜12箇所の放出口56から、第1の内容物Cが放出されたフィルム筒体10中に放出することにより、第1の内容物C中に第2の内容物Dが分布し、長手方向に垂直な断面において、第1の内容物Cの母材中に第2の内容物Dの団塊が配されたフィルム包装体が得られる。また、放出口56の形状をスリットとすると、長手方向に垂直な断面における第1の放出物C中での第2の放出物Dの形状が、同心円弧状となり易い。放出口56の形状が楕円であっても、同心円弧状となり易いが、スリットとすることで同心円弧状の第2の内容物の幅が揃ったきれいな形状になり易い。
内容物C、Dを充填されたフィルム筒体10は、送りローラ9によって下流側へ搬送される。一対の送りローラ9は、フィルム筒体10を局部的に押しつぶすように狭圧して搬送するが、押しつぶされたフィルム筒体10は、送りローラ9の位置を通過した後は内容物C、Dによる内圧により元の筒形に復帰する。
フィルム筒体10は、一対のしごきローラ11Dにより間歇的に所定の長さにわたり狭圧され、扁平にされ内容物C、Dのない不在部10Aが所定の間隔をもって形成される。
フィルム筒体10が送られ、不在部10Aが一次シール装置13にまで達すると、超音波ホーン14とアンビル15とが、不在部10Aを挟んで、一次シールを行う。その際に、下流側のフィルム筒体10の重量が一次シール直後のシール部に作用すると、予熱が残り充分な強度が得られていないシール部が損傷を受けることがある。そこで、超音波ホーン14とアンビル15とから弾性支持された押さえ部材14B、15Bにより一次シールの直後まで不在部10Aを挟んで、一次シール直後のシール部に外力を作用させないことが望ましい。
一次シール装置13は、不在部10Aが鉛直下方に送られる速さと同じ速さで下方に移動しながら、一次シールを施し、その後、超音波ホーン14とアンビル15とがお互いに離れつつ、一次シール装置13は上方に移動し、次の不在部10Aの一次シールに備える。
一次シールが施された不在部10Aが二次シール装置16及び集束装置19、20の位置に達すると、不在部10Aは集束され、二次シールされる。先ず、不在部10Aは、対向する集束板19、20により集束溝の溝底に、細くまとめられる。すなわち、集束される。集束された不在部10Aを、二次シール装置16の超音波ホーン17の二つの突起部17Aとアンビル18の対向面18で挟み込み、二つの位置で二次シールが施される。
集束して二次シールを施すことにより、一次シール部の両端部(いわゆるシールエッジ)に応力が集中することがなくなる。すなわち、一次シールだけであると、内容物C、Dがなく平坦な部分は、内容物C、Dが充填されている部分から扇状に拡がる。このような包装体において、加熱処理時等に内容物C、Dが膨張すると、応力は一次シール部に均等にかからずシールエッジに集中する。その結果、シールエッジにピンホールが形成されたり、エッジ切れを生じたりすることがある。しかし、集束して二次シールを施すことにより、応力が一次シール部にほぼ均等にかかるようになり、応力集中部がなくなるので、結果として、強度低下が起きない。なお、二次シールをせずに、集束した後に集束した部分をアルミニウムなどの金属リングで締め付けて、集束がほぐれないようにしてもよい。
図4の正面図に示すような1個ずつのフィルム包装体としての製品とするために、二次シールが施された直後に、切断装置21のカッターによって、フィルムは二つの二次シールの間で切断される。このように、シールの間で切断されることにより、該製品は、フィルム包装体の包装装置から取り出され、次の工程に供給される。
二次シール装置16、集束装置19、20及び切断装置21は、不在部10Aが鉛直下方に送られる速さと同じ速さで下方に移動しながら、集束し、二次シールを施し、切断を行う。その後、これらの装置の対向する部品同士は互いに離れ、上方に移動し、次の不在部10Aに備える。このように、一次シール装置13並びに二次シール装置16、集束装置19、20及び切断装置21が、フィルムが送られる速さと同じ速さで移動しながら、作動するので、フィルムの送りを停止することなく、連続的に充填包装体の製造を行うことができる。
続いて、図5のフロー図を参照して、本発明の実施の形態である充填包装体の製造方法について説明する。なお符号は、図1〜4をも参照するものとする。先ず、前記のように帯状フィルムFをフォーミングプレート等により筒状に形成し、側縁部の重畳部を縦シールすることにより、フィルム筒体10に形成する(ステップST1)。そして、ポンプ7により供給される第1の内容物Cが、第1のノズル8よりフィルム筒体10の中に下方に放出される(ステップST2)。第1の内容物Cが充填されるフィルム筒体10中に、第2のノズル54より第2の内容物Dが水平方向に放出される(ステップST3)。ステップST2の開始はステップST3の開始より早いが、ステップST2とステップST3とは開始以降は同時に行われる。内容物C、Dが充填されたフィルム筒体10を下流方向に送る(ステップST4)。ここで、第1の内容物Cが存在するフィルム筒体10中に、第2の内容物Dを水平方向に放出するので、断面において、第1の内容物Cを母材として第2の内容物Dが同心円弧状に配される。
第1の内容物Cと第2の内容物Dとが充填されたフィルム筒体10をしごくことにより、所定の間隔をもって、所定の長さを有する扁平にされ内容物C、Dのない不在部10Aが形成される(ステップST5)。不在部10Aに、一次シール装置で二つの横断方向の一次シールが施され、一次シールが施された不在部10Aを集束装置にて集束し、集束した箇所に二つの二次シールを二次シール装置により施す(ステップST6)。二つの二次シールの間を切断装置により切断し、1個のフィルム包装体31とする(ステップST7)。
特に食品の場合には、フィルム包装体31に対し50℃乃至100℃の熱水によるボイル処理、あるいは、100℃乃至150℃のレトルト処理を施す(ステップST8)。この加熱処理により食品の殺菌がなされ、且つ、第1の内容物Cと第2の内容物Dとが固化して、断面での形状、すなわち、第1の内容物Cを母材として第2の内容物Dが同心円弧状に配された形状が安定したものとなる。なお、食品衛生上のレトルトの定義は、121℃で4分間相当加熱することであるが、加熱温度をより高温側に変えるときは時間を短く、加熱温度を低温側に変えるときは時間を長くして行われ、通常100〜150℃で行われている。
続いて、図3の断面図及び図4の正面図を参照して、本実施の形態のフィルム包装体31について説明する。フィルム包装体31は、上記のようにして製造された製品である。フィルム包装体31の断面においては、その外形は円形をしており、母材として第1の内容物Cが充填され、その中に第2の内容物Dが同心円弧状に複数の団塊となって配されている。第2の内容物Dは、幅が狭く内側に湾曲した形状となっているものが多いものの、中には、円形、楕円形となっているものもある。あるいは、外装のフィルムに接した団塊となっていてもよい。第2の内容物Dの団塊は、同心円上に配されるが、必ずしも同心円上に配されるのではなく、楕円上に、あるいは、同心円上からずれた位置に配されることもある。
また、断面の外形は円形でなくてもよく、楕円形あるいは矩形(角を丸くした矩形の形状を含む。)でもよい。特に矩形とすると、フィルム包装体31の梱包、輸送がし易くなる。外形が楕円形、矩形の場合には、第2の内容物Dは、同心円上よりも、同心楕円状、同心矩形上あるいは同心矩形と同心円との中間的な形にも配される。これらの第2の内容物Dの形状は、「同心円弧状」に含まれるものとする。なお、外形を矩形とするには、フィルム包装体31を矩形の型枠に嵌め込んで熱水によるボイル処理あるいはレトルト処理などの加熱処理により内容物を固化させるとよい。
このように、母材の第1の内容物C中に第2の内容物Dが同心円弧状に配されているので、第1の内容物Cと第2の内容物Dとの性質がそのまま維持され、且つ、両内容物C、Dの性質が混合したフィルム包装体31となる。特に食品のフィルム包装体31においては、第1の内容物Cの味と第2の内容物Dの味が複雑に混じり、且つ、それぞれの食感を感じることができる。例えば、第1の内容物Cとしてハム材料としての畜肉をペースト状に加工したものを用い、第2の内容物Dとして脂を用いると、ロースハム状のフィルム包装体31となる。
図4に示すように、フィルム包装体31の外観は、円筒形の両端31A、31Bが細くまとめられて、その部分でシールされ、その先が切断されている。長手方向の縦シール32の位置で、フィルムが重ね合わされ、あるいは、合掌貼りされている。両端31A、31Bの細くまとめられている部分が、金属製、特にアルミニウム製のリングでかしめられていてもよい。前述のフィルム包装体の製造装置100では、リングを用いないで両端31A、31Bを細くまとめているので、金属検知器により混入した金属の検知を行うときにリングが障害となることがなく、リングによる重量の増加もなく好適である。
これまでの説明では、第1の内容物Cと第2の内容物Dとの2種類の内容物を充填したフィルム包装体の製造装置100、製造方法及びフィルム包装体31について説明したが、更に第3、第4の内容物が充填されてもよい。第2のノズル54の外周に第3のノズルを配置し第3のノズルから第3の内容物を放出してもよく、あるいは、第2のノズル54を複数の細い管で構成しその内の所定の管から第2の内容物Dを、他の管から第3の内容物を放出してもよい。なお、第3の内容物も、これまで説明した第2の内容物Dと同様に放出することにより、第1の内容物C中に同心円弧状に配される。
本発明に係るフィルム包装体では、断面において、母材中に異なる内容物が同心円弧状に配されるので、特に食品においては、食味、食感や色合いの異なり、消費者の購買意欲を増加させる。また、本発明に係るフィルム包装体の製造装置あるいはフィルム包装体の製造方法によれば、上記のフィルム包装体を大量に提供できる。
(a)は本発明の実施の形態であるフィルム包装体の包装装置を説明する構成図である。(b)は、第1のノズル及び第2のノズルからの内容物の放出を説明する詳細部分断面図である。(c)は、集束装置の詳細斜視図である。 本発明の実施の形態である第2のノズルの放出口を説明する側面図である。 本発明の実施の形態であるフィルム包装体の断面を説明する断面図である。 本発明の実施の形態であるフィルム包装体の外観を説明する正面図である。 本発明の実施の形態であるフィルム包装体の製造方法のフロー図である。
符号の説明
1 原反
2、3 ガイドローラ
4 フォーミングプレート
5 案内筒
6 縦シール装置
7、51 ポンプ
8 第1のノズル
9 送りローラ
10 フィルム筒体
10A 不在部
11 しごき装置
11D しごきローラ
12 横シール装置
13 一次シール装置
14、17 超音波ホーン
15、18 アンビル
16 二次シール装置
19、20 集束装置
21 切断装置
31 フィルム包装体
31A、B フィルム包装体の端部
32 縦シール部
52 配管
53 ティー
54 第2のノズル
55 ノズル蓋板
56 放出口
57 盲フランジ

Claims (14)

  1. ペースト状の第1の内容物を放出する第1のノズルと;
    前記第1のノズルの周囲を囲み、ペースト状の第2の内容物を前記第1のノズルの放出方向と交差する方向に放出する第2のノズルと;
    連続的に供給される帯状フィルムを前記第2のノズルを囲む筒状に成形する成形部材と;
    前記筒状に成形された帯状フィルムの重畳部を接合してフィルム筒体とする接合手段と;
    前記第1のノズルおよび第2のノズルから放出された内容物が充填された前記フィルム筒体を前記第1のノズルの下流方向に向けて走行させる送り手段と;
    前記内容物が充填されたフィルム筒体の走行方向に所定間隔毎の内容物の不在部を扁平に形成するしごき部材と;
    前記内容物の不在部を横断する線状又は帯状のシールを行うシール装置とを備える;
    フィルム包装体の製造装置。
  2. 前記第2のノズルの放出口がスリットである;
    請求項1に記載のフィルム包装体の製造装置。
  3. 前記スリットが、前記筒状形状の周方向に形成される;
    請求項2に記載のフィルム包装体の製造装置。
  4. 前記筒状形状の長手方向と垂直な面上において、前記第2のノズルの放出口の数が2〜8である;
    請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のフィルム包装体の製造装置。
  5. 前記第2のノズルの放出口は、前記筒状形状の長手方向と垂直な複数の面上に形成される;
    請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のフィルム包装体の製造装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のフィルム包装体の製造装置に第1の内容物を供給する工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置に第2の内容物を供給する工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置に帯状フィルムを供給する工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置を用いて、帯状フィルムを筒状に成形する工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置を用いて、筒状に成形された帯状フィルムの重畳部を接合してフィルム筒体とする工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置を用いて、第1のノズルからフィルム筒体に第1の内容物を放出する工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置を用いて、第2のノズルからフィルム筒体に第2の内容物を放出する工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置を用いて、前記第1のノズルから放出された第1の内容物と前記第2のノズルから放出された第2の内容物とが充填された前記フィルム筒体を下流方向に向けて走行させる工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置を用いて、前記第1の内容物と第2の内容物が充填されたフィルム筒体の走行方向に所定間隔毎の内容物の不在部を扁平に形成する工程と;
    前記フィルム包装体の製造装置を用いて、前記内容物の不在部を横断する線状又は帯状のシールを行う工程とを備える;
    フィルム包装体の製造方法。
  7. 帯状フィルムからフィルム筒体を成形するフィルム筒体成形工程と;
    前記フィルム筒体中にペースト状の第1の内容物を放出する第1の放出工程と;
    前記第1の内容物が放出された前記フィルム筒体中に、前記第1の内容物が放出される方向と交差する方向に向けて、ペースト状の第2の内容物を放出する第2の放出工程と;
    前記放出された第1の内容物と第2の内容物とが充填された前記フィルム筒体を下流方向に走行させる送り工程と;
    前記下流方向に走行するフィルム筒体を走行方向に所定間隔毎の内容物の不在部を形成するしごき工程と;
    前記内容物の不在部を横断する線状又は帯状のシールを行うシール工程とを備える;
    フィルム包装体の製造方法。
  8. 前記第2の放出工程は、2以上30以下の数の放出口より放出する;
    請求項7に記載のフィルム包装体の製造方法。
  9. 前記第1の放出工程において、前記第2の放出工程よりも2倍以上30倍以下の質量の内容物を放出する;
    請求項7又は請求項8に記載のフィルム包装体の製造方法。
  10. 前記第1の内容物と前記第2の内容物とが、それぞれ、ソーセージペースト、水分含有澱粉ペースト、ペースト状餡子、ペースト状チーズ、ペースト状脂肪、チョコレートペースト、ジャムペースト、ペースト状コーキング剤、ペースト状接着剤からなる群から選択された少なくとも1のペーストを含んでいる請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載のフィルム包装体の製造方法。
  11. フィルム筒体に第1の内容物と、前記第1の内容物と別体であり前記第1の内容物より少量の第2の内容物が充填され;
    前記フィルム筒体の長手方向に垂直な断面で、前記第2の内容物が同心円弧状に複数存在する;
    フィルム包装体。
  12. フィルム筒体の両端部が、細くまとめられて密封されている;
    請求項11に記載のフィルム包装体。
  13. 前記第1の内容物と前記第2の内容物とが、それぞれ、ソーセージペースト、水分含有澱粉ペースト、ペースト状餡子、ペースト状チーズ、ペースト状脂肪、チョコレートペースト、ジャムペースト、ペースト状コーキング剤、ペースト状接着剤からなる群から選択された少なくとも1のペーストを含んでいる請求項11又は請求項12に記載のフィルム包装体。
  14. 50℃乃至100℃の熱水によるボイル処理または100℃乃至150℃のレトルト処理がなされている;
    請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載のフィルム包装体。
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