JP2007276797A - 低融点等内容物用包装機及びその包装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低融点内容物を充填して製袋できるように構成する低融点等内容物用包装機を提供すること。
【解決手段】包装機Ｍの製袋部７には、フィルム材供給部５から流れてくるフィルム材Ｆを筒状に形成しつつ内容物供給部４から送給された内容物を充填する縦シール形成部１０を配置する。縦シール形成部１０は、内管１２と外管１３とで二重管構造を構成する充填シュート１１と、フィルム材Ｆの送り方向に沿う両側縁部を熱融着して縦シール部を形成するヒータ装置２０とを備えている。充填シュートには、内管１２と外管１３との間に空隙部１４を形成して、水を循環させる循環経路１５を形成し、空隙部１４による断熱効果を発揮させるとともに内管１２を冷却する。
【選択図】図２

Description

本発明は、略７０℃以下の低融点又は熱により変性を受けやすい内容物(以下、「低融点等内容物」という。)を製袋する包装機及びその包装方法に関する。

一般的に、スティック型包装や三方シール型包装又は四方シール型包装を製袋する際、フィルム材をシールしつつ内容物を充填して行っていた。この包装機では、フィルム材を融着するために、熱源を備えたシール形成部を配置していた。例えば、従来のスティック型包装袋の包装機は、特許文献１によって知られている。これによれば、フィルム材供給装置から送給されたフィルム材は、一定量に計量された内容物を充填する計量充填部の下方で、筒状に形成されながら下方に送られていた。一方、筒状に案内される部位には、熱源としてのヒータを備えて縦シール形成部が構成されていた。そして、縦シール形成部においては、いずれか一方にヒータを有する一対のローラが、フィルム材の送り方向に沿う側縁部どうしを圧着するようにシールすることによってスティック型包装袋の縦シール部を形成していた。また、縦シール形成部の下方において、いずれか一方にヒータを有する一対のロールが送り方向と直交する方向にフィルム材を圧着することによってスティック型包装袋の横シール部を形成していた。この縦シール形成部において、縦シールを形成しつつ、上方から内容物が筒状の内部を通って充填されていた。この際、ヒータ温度は、通常、１５０〜１７０℃に設定されていた。

この包装機で充填される内容物は、医薬品や飲食材の顆粒状のものや粉状のものが多く、多くは融点が高い（内容物が通るシュート部の周りの温度より高い）ため、ヒータ温度が１５０〜１７０℃であっても、内容物がヒータ温度によって製袋可能かどうかの問題が起こることがなかった。
特開平１１−２６３３７４号公報（３〜５頁、図５参照）

しかし、例えば、脳腫瘍時の脳圧降下、頭部外傷に起因する脳圧亢進時の脳圧降下、腎、尿管結石時の利尿、縁内障の眼圧低下及びメニエール病の対症療法剤として繁用されるイソソルビドは、現在、内用液剤（イソバイド「日研化学株式会社」イリカント内用液７０％「大洋薬品工業」）及びゼリー製剤（メニレット７０％ゼリー２０ｇ、３０ｇ「三和化学研究所」）として開発されている。内用液剤は水に溶解した液体の状態でボトルに分注されている。このイソソルビドを携帯する場合、内用液剤がボトルに収納されていると重くて持ち歩きにくいことから、携帯性を改良してゼリー製剤が開発されていた。しかしこのゼリー製剤はカップ型であったため１回の服用が困難で何口かに分けるスプーンが必要となっていた。そのため、服用しにくく、また、包装容器に起因する廃棄物量が増大して好ましくなかった。

この課題を解決するために、イソソルビドを飲みやすい粉末又は顆粒製剤とし、１回ずつ服用可能な粉末状の分包品とすることが望まれていた。しかし、この医薬品は内容物が低融点（例えば、融点が７０℃以下）であるため、従来の包装機では、そのまま使用することができなかった。特に、ヒータ温度が１５０〜１７０で設定される従来の包装機では、縦シール形成部を通過する際に融けた粉が内容物を送給案内するシュートの内周面に付着したり、あるいは、横シール形成部に、一旦、落下して舞い上がった粉が融けてシュートの内周面に付着したりする弊害が生じていた。シュートの内周面に内容物が付着することは、その後に落下する新たな内容物の充填の妨げになり、包装袋の品質を低下させるとともに、内容物の充填量にも悪影響を及ぼすことになっていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、粉末状あるいは顆粒状に形成された低融点の内容物を、品質を落とすことなく確実に製袋できる低融点等内容物用包装機及びその包装方法を提供することを目的とする。

本発明に係る低融点等内容物用包装機は、上記の目的を達成するために以下のように構成するものである。すなわち、
請求項１記載の発明では、低融点又は熱により変性を受けやすい内容物を包装袋に充填して包装する低融点等内容物用包装機であって、包装袋を形成するためのフィルム材を供給するフィルム材供給部と、内容物を前記包装袋に供給する内容物供給部と、前記内容物を前記包装袋に充填する充填シュートと、前記フィルム材を熱融着するシール形成部と、を備え、前記シール形成部が熱融着するための熱源を有して、前記フィルム材の縁部をシール可能に構成するとともに、前記充填シュートには、前記内容物を挿通する内管と前記内管の外周に配置される外管とを備えて少なくとも二重管に構成され、前記内管と前記外管との間に空隙部を形成して、前記内管を冷却する冷却手段が構成されることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記冷却手段が、前記空隙部に冷媒を循環させて前記内管を冷却する冷媒循環経路として形成することを特徴としている。

請求項３記載の発明では、前記充填シュートは、前記熱源と対向するシール形成面を有するシュートガイドの挿通孔に挿通して配置され、前記シール形成面が前記フィルム材の側縁部を支持して前記フィルム材の側縁部を熱融着可能に形成されていることを特徴としている。

請求項４記載の発明では、前記シュートガイドには、冷却用循環通路が形成されていることを特徴としている。

請求項５記載の発明では、前記冷媒循環経路は、前記内管の外周に軸方向に設けた１対の肉盛部間に形成されるとともに、前記１対の肉盛部間の一方が往路として形成され他方が復路として形成され、前記往路と前記復路との一端が開通されていることを特徴としている。

請求項６記載の発明では、請求項１記載の構成による低融点等内容物用包装機を使用する包装方法である。

本願発明によれば、フィルム材供給部から送られてきたフィルム材は、シール形成部で袋状（または筒状）に形成されるとともに熱融着によってシールされる。一方、内容物供給部から供給される内容物は、充填シュートの内管内を通過して下方に落下される。この際、充填シュートの周縁部は、フィルム材の両縁部を熱融着するために、熱源から加熱された熱が伝導されている。しかし、充填シュートが内管と外管との二重管構造を有していて、内管と外管との間には空隙部が形成されているから、断熱層が形成されて外管の熱が内管に伝達されにくくなっている。しかも、その空隙部が、内管を冷却する冷却手段として構成するから、内管自体を積極的に冷却することができる。これによって、内管内を通る内容物が、例えば、７０℃以下の低融点のものであっても、内管をその融点以下の温度にすることができる。そのため、内管を通過する際の内容物や、一旦落下して舞い上がった粉状の内容物が融けることがなく、内管やフィルム材の内周面に付着することを防止できる。

また、この発明は、冷却手段として、冷媒、特に水を循環する冷媒循環経路として形成することができるので、内管内に結露を形成することなく内管を冷却することができる。しかも複雑な構成とならずにコンパクトに構成することができる。

さらに、この発明は、熱融着するために、熱源との対向面を有するシュートガイド自体に冷却循環通路を形成して冷却水を循環させることができることから、熱源からの熱をさらに断熱することができる。

次に、本発明における低融点等内容物用包装機の一形態を図面に基づいて説明する。実施形態において充填される内容物は、融点が６１〜６４℃と低い、例えば、イソソルビドあるいはそれに類するもの(熱により変性を受けやすいもの)が使用される。また、実施形態で製造される包装袋はスティック型のものとする。

図１は、低融点等内容物用包装機（以下、単に包装機という）Ｍの全体側面図を示し、図２は、包装機Ｍのシール形成部及び内容物供給部の主要側面図を示すものである。また、図３は、内部にイソソルビトを充填したスティック型包装袋（以下包装袋という）Ｓを示すものであり、包装袋Ｓにおける縦方向の両側縁部を熱融着して形成される縦シール部Ｓ１と、縦方向の上下両端部を熱融着して形成される横シール部Ｓ２と、内容物を充填した充填部Ｓ３とを有して形成されている。

図１〜２に示すように、包装機Ｍは、機枠１の上部に内容物を収納するホッパ２とホッパ２から供給された内容物を一定量に計量する計量部３とを有する内容物供給部４と、フィルム材供給部５から送給されるフィルム材Ｆを筒状（又は袋状）に形成して送り方向に対する両側縁部（縦シール部Ｓ１）、送り方向の両端部（横シール部Ｓ２）を熱融着する製袋部７とを有している。

実施形態の包装機Ｍは、複数列の包装袋Ｓを同時に製造するように構成されている。そのため、フィルム材供給部５から送給されるフィルム材Ｆは、幅広いシート状のフィルム材Ｆを複数列分に切断するスリッタ装置８を内容物供給部４の下方に配置している。さらにスリッタ装置８の下方には、製袋部７が配置されている。

製袋部７には、上方から順に、包装袋Ｓにおける縦方向に延設する縦シール部Ｓ１を形成するための縦シール形成部１０と、連続して形成される包装袋Ｓの筒状態から１包装袋Ｓごと分割できるように横シール部Ｓ２を形成する横シール形成部３０と、横シール部Ｓ２に沿って連続した包装袋Ｓを個々の包装袋Ｓに切断する切断装置３５とを備えている。

縦シール形成部１０には、一方では、内容物を供給するために計量部３の下面側に一端を配置した上部シュート９の他端が接続されるとともに、他方には、スリッタ装置８を通ったフィルム材Ｆが巻回可能に送給されている。

縦シール形成部１０は、フィルム材Ｆを筒状に形成するとともに内容物を挿通させるために筒状に形成された充填シュート１１と、フィルム材Ｆの両縁部（縦シール部Ｓ１）を熱融着する熱源（カートリッジヒータ）を有するヒータ装置２０と、充填シュート１１を機枠１に支持するとともにヒータ装置２０と対向する対向面を有するシュートガイド２５と、を備えている。

充填シュート１１は、図４〜６に示すように、内管１２と外管１３との二重管で構成され、図７に示すシュートガイド２５に形成された挿通孔２６に挿通されている。内管１２と外管１３との間には断熱効果を有する空隙部１４が形成され流体の循環経路１５を形成している。つまり、内管１２の外周面には、空隙部１４を埋めるように肉盛された山壁部１２１が軸方向に沿って対称的な位置の２箇所に延設して形成されている。一対の山壁部１２１は、一端（上端）側が繋ぎ部１２２を有して連結され、他端（下端）側は繋ぎ合わせられていない開放部１２３として形成されている。そして、内管１２を外管１３内に嵌入して二重管とする際、外管１３には繋ぎ部１２２の下方に位置して流体流入口１３１が形成され、繋ぎ部１２２の上方に位置して流体流出口１３２が形成されている。流体流入口１３１及び流体流出口１３２には、それぞれ図示しない配管部材が接続されている。これによって、山壁部１２１の繋ぎ部１２２の下方から、流体流入口１３１を通って流入された流体は流入路（往路ともいう）１４１から開放部１２３で折り返されて流出路（復路ともいう）１４２を通り、流体流出口１３２から流出するように循環される。これによって、循環経路１５が形成され、内管１２を冷却する冷却装置として構成される。なお、循環経路の流れの方向は限定するものではない。例えば、流体流入口１３１と流体流出口１３２とは、循環経路を形成するものであれば、いずれかが、内管１２の繋ぎ部１２２に対して上部あるいは下部に配置されていてもよい。

内管１２の上端部は、二又状の通路に分岐され、第１の通路１６は、内容物が通過する上部シュート９に連結され、第２の通路１７は、縦シール形成部１０で筒状に形成されたフィルム材Ｆ内において舞い上がった粉を回収する図示しない吸引装置に連結される。そして外管１３の外周部には、フィルム材Ｆが巻き付かれる。

フィルム材Ｆは、充填シュート１１の上部ではフィルム材Ｆが、外管１３の一方側（流体流入口１３１及び流体流出口１３２側）を開放した半周面に巻き付かれ、流体流出口１３２に配置されたシュートガイド２５の挿通孔２６に案内されて、外管１３の全周にわたって巻き付かれる。そして、全周に巻き付かれた位置において縦シール部Ｓ１が形成される。なお、充填シュート１１には流体流出口１３２の下方に外管１３から水平方向に突出した突出部材１８が形成され、機枠１に支持された衝撃用レバー１９（図２参照）で衝撃を受けることによって充填シュート１１内を流れる内容物をスムーズに落下させる。

シュートガイド２５は、機枠１に支持されながら充填シュート１１の下部の位置で充填シュート１１を挿通させている。シュートガイド２５は、図７に示すように、平面視、略矩形状に形成されるとともに中央部に充填シュート１１の挿通孔２６が形成され、一辺側において傾斜面２７が形成されている。傾斜面２７は包装袋Ｓの縦シール部Ｓ１熱融着するための支持面であり、ヒータ装置２０と対向する対向面として形成されている。また、挿通孔２６を間にした両側には、空気流通孔２８、２８が縦方向に貫通して形成されている。空気流通孔２８、２８には、図８に示すように、流入口２８１と流出口２８２とが形成されそれぞれワンタッチ継手２９、２９が装着されている。なお、実施形態において空気流通孔２８は、空気を流通するものであるが、空気だけでなく冷媒として機能するもの、例えば、冷媒用ガスや水等の液体であってもよい。

ヒータ装置２０は、カートリッジヒータを内蔵したヒータブロック２１が、シリンダ装置２２に対して前進・後退可能に配置されている。ヒータブロック２１はシュートガイド２５の傾斜面２７と対向する位置に配置されている。

次に、上記のように構成された包装機Ｍの作用について説明する。

内容物のイソソルビトは粉状に形成されてホッパ２に収納されている。ホッパ２から計量部３に送給された内容物は、一定量に計量されて１回分ごと間歇的に上部シュート９から製袋部７に送給される。

一方、フィルム供給部５から送給されたフィルム材Ｆは、スリッタ装置８で各列分に切断されたあと、ローラガイド部（符号付記せず）を介して下方に屈曲し、製袋部７に向かって送給されている。フィルム材Ｆは、縦シール形成部１０において充填シュート１１の上部で充填シュート１１の外周面に沿って半周面が開放されながら巻回され、充填シュート１１の下部において、外管１３の外周面及びシュートガイド２５の内周面に案内されて、外管１３の外周面の全面にわたって巻回されている。さらに、フィルム材Ｆの送り方向に沿った両縁部は、シュートガイド２５の傾斜面２７に支持されて、ヒータブロック２１の圧接面２１１と対向している。この位置において、フィルム材Ｆは筒状に案内されるとともにヒータ装置２０によって縦シール部Ｓ１が熱融着されて筒状体として形成される。

ヒータ装置２０では、シリンダブロック２１がシリンダ装置２２に対して、内容物が間歇的に１回ごと送出されるのと略同じ周期で前進移動し、ヒータブロック２１の圧接面２１１がシュートガイド２５の傾斜面２７に向かって移動し、傾斜面２７に支持されているフィルム材Ｆの両縁部を圧接する。この際、ヒータブロック２１の圧接面２１１における温度は１２０〜１８０℃に加熱されていて、圧接面２１１がフィルム材Ｆの両縁部を圧接することによって熱融着することになり、包装袋Ｓの縦シール部Ｓ１が形成される。

一方、上部シュート９に供給された内容物は、充填シュート１１の通路１６を通って内管１２内を通過する。実施形態における内容物は、低融点（６１〜６４℃）の性質を有しているため、充填シュート１１において、内管１２と外管１３との間の空隙部１４に水を流すことによって、充填シュート１１自体を冷却している。それによって内容物の融点以下の温度雰囲気に形成する。

充填シュート１１の流体流入口１３１に配管された配管部材から、水を流入すると、水は、充填シュート１１内に形成された循環経路１５を循環して内管１２を冷却することになる。つまり、流体流入口１３１から空隙部１４内の往路１４１に流れた水は、内管１２の長手方向の下方に沿って流れ、下端部の開放部１２３を通って復路１４２内に流入される。さらに、往路１４１と反対側の面に形成された復路１４２内を内管１２の長手方向に沿って逆方向に向かって循環され、流体流出口１３２から外部に流れる。これによって、内管１２に伝導されている熱を水で奪い取って外部に運ぶことから内管１２が熱変換されて冷却される。

なお、この循環経路１５は、包装袋Ｓの縦シール部Ｓ１とほぼ同じ長さに形成されているから、加熱された縦方向の長さ分を効率よく冷却することができる。

この循環経路１５内を循環する流体は、内管１２を冷却できるものであれば、水以外の流体（液体や気体）であってもよい。但し、内管１２の内周面との温度差の大きいものは、内管１２の内周面に水滴が発生する虞れがあることから、できるだけ、０℃以上のものが望ましい。

充填シュート１１内に水を循環させるとともに、シュートガイド２５には、空気流通孔２８に空気を循環させる。つまり、空気流通孔２８の流入口２８１に装着されたワンタッチ継手２９には配管部材が配管され、上端部の流入口２８１から流入された空気はシュートガイド２５の長手方向に沿って流れて下端部の流出口２８２から外部に流出される。

一方、シュートガイド２５は、ヒータブロック２１の圧接によって傾斜面２７が加熱され、さらにその熱はシュートガイド２５全体にわたって伝達され、内管１２に伝達するものの、この熱が充填シュート１１の内管１２に伝達されるまでに、２各所で断熱されている。つまり、
シュートガイド２５と充填シュート１１の外管１３との間には隙間が形成されていて、この隙間で断熱作用が行われる。

また、内管１２と外管１３との間に空隙部１４を形成することによって、その間で断熱作用が行われる。

従って、実施形態の縦シール形成部１０においては、上記の２箇所における断熱効果に加えて、シュート１２に形成された空隙部１４の循環経路１５を水が循環することによって内管１２を冷却し、また、シュートガイド２５に形成した空気流通孔２８を循環する空気によってシュートガイド２５を冷却する。これによって内管１２を内容物の融点以下に冷却する。

製袋部７においては、縦シール形成部７で縦シール部Ｓ１を形成するとともに、縦シール部１０の下方に配置されている横シール部３０で包装袋Ｓの横シール部Ｓ２を形成する。そして、縦シール形成部１０の内管１２を通って流れる内容物は、底部の横シール部Ｓ２に落下すると、粉状の内容物は、粉体が舞い上がり内管１２内周面に付着しようとする。しかし、内管１２の温度は内容物の融点以下であり、水滴もないことから内管１２の内周面や筒状の包装袋Ｓの内周面に付着することなくそのまま落下する。

内容物が充填された包装袋Ｓは上部が横シールされてさらに下方に移動する。そして切断装置３５で横シール部Ｓ２が切断されることによって、個々の包装袋Ｓが製造される。

実施形態の包装機Ｍでは、上述のように、縦シール形成部１０における充填シュート１１が、内管１２と外管１３との二重管構造に形成されて、内管１２と外管１３との間に空隙部１４を形成していることから、包装袋Ｓの縦シール部Ｓ１を熱融着して形成するためにシュートガイド２５が加熱されていても、シュートガイド２５の熱が断熱されて、内管１２に伝わる熱は減少される。

しかも、内管１２自体が、水の循環によって冷却されることから、６１〜６４℃の融点を有する内容物（イソソルビト）であっても、内管１２が熱変換されて融点以下の低温を維持することができる。

さらに、シュートガイド２５自体も空気流通孔２８に空気を循環させることによってシュートガイド２５自体を冷却させ、また、シュートガイド２５の挿通孔２６と充填シュート１１の外管１３との間には隙間が形成されていることから、シュートガイド２５から充填シュート１１に伝わる熱も減少される。

また、充填シュート１１に形成された流体循環経路１５は、内管１２の外周面の軸方向に沿って対称的な２位置に、肉盛した山壁部１２１を延設して形成するだけのことから、簡単な構成でコンパクトに構成できるとともに部品点数を少なくすることができて廉価に形成することができる。

なお、本発明の低融点内容物の包装機は、上記の形態に限定されるものではない。例えば、内容物の融点しだいで、内管を冷却する手段が流体を循環させる流体循環経路でなく、空隙部を有して断熱効果を有するものだけであってもよい。また、シュートガイドに形成される空気流通孔に、空気以外の気体あるいは水等の流体を循環させてもよい。

また、充填シュートの構造は二重管でなくても三重管以上の多重管構造であっても冷媒循環経路を形成することができ、内管への断熱効果や熱変換して内管を冷却することができる。

さらに、包装袋の形状としてはスティック型だけではなく、三方シール型であっても四方シール型でも、シュートを二重管構造にすることによって低融点の内容物を製袋することができる。

本発明の一形態による包装機の全体を示す側面図である。 図１における包装機の主要部の拡大図である。 図１の包装機で製造するスティック型包装袋を示す斜視図である 図２における充填シュートを示す正面図である。 同分解斜視図である。 同断面図である。 図２における包装機の縦シール形成部を示す平面断面図である。 図７におけるシュートガイドを示す断面図である。

符号の説明

Ｍ、包装機
１、機枠
３、計量部
４、内容物供給部
５、フィルム材供給部
７、製袋部
１０、縦シール形成部
１１、充填シュート
１２、内管
１３、外管
１３１、流体流入口
１３２、流体流出口
１４、空隙部
１４１、流入路（往路）
１４２、流出路（復路）
１５、循環経路
２０、ヒータ装置
２１、ヒータブロック
２１１、圧接面
２５、シュートガイド
２６、挿通孔
２７、傾斜面
２８、空気流通孔
２８１、流入口
２８２、流出口

Claims (6)

1. 低融点又は熱により変性を受けやすい内容物(以下、「低融点等内容物」という。)を包装袋に充填して包装する低融点等内容物用包装機であって、
   前記包装袋を形成するためのフィルム材を供給するフィルム材供給部と、内容物を前記包装袋に供給する内容物供給部と、前記内容物を前記包装袋に充填する充填シュートと、前記フィルム材を熱融着するシール形成部と、を備え、
   前記シール形成部が熱融着するための熱源を有して、前記フィルム材の縁部をシール可能に構成するとともに、
   前記充填シュートには、前記内容物を挿通する内管と前記内管の外周に配置される外管とを備えて少なくとも二重管に構成され、
   前記内管と前記外管との間に空隙部を形成して、前記内管を冷却する冷却手段が構成されることを特徴とする低融点等内容物用包装機。
2. 前記冷却手段が、前記空隙部に冷媒を循環させて前記内管を冷却する冷媒循環経路として形成することを特徴とする請求項１記載の低融点等内容物用包装機。
3. 前記充填シュートは、前記熱源と対向するシール形成面を有するシュートガイドの挿通孔に挿通して配置され、前記シール形成面が前記フィルム材の側縁部を支持して前記フィルム材の側縁部を熱融着可能に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の低融点等内容物用包装機。
4. 前記シュートガイドには、冷却用循環通路が形成されていることを特徴とする請求項３記載の低融点等内容物用包装機。
5. 前記冷媒循環経路は、前記内管の外周に軸方向に設けた１対の肉盛部間に形成されるとともに、前記１対の肉盛部間の一方が往路として形成され他方が復路として形成され、前記往路と前記復路との一端が開通されていることを特徴とする請求項２記載の低融点等内容物用包装機。
6. 請求項１記載の低融点等内容物用包装機を使用することを特徴とする低融点等内容物の包装方法。

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