JP2008120435A - 包装充填装置及び包装充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラに樹脂片やテープ片が貼り付いたり、ローラや包装積層材料が一部欠損して、十分にローラによって押圧することができなくても、それらの不都合を包装充填装置の運転中に検知して、包装充填装置から製造された容器から、包装充填装置の運転を停止することなく、シール不良容器を取り除くことができ、別途、シール検査装置若しくは検査要員を必要としない包装充填装置及び包装充填方法を提供する。
【解決手段】包装充填装置２５は、プレッシャローラ２０と、包装積層材料１ａの縦シール部及び第２帯状包装材料１ｂを挟んで回転自在に配設されたカウンタローラ２１と、測定信号を発生させるロードセル２２と、接着の異常を検出する監視処理手段２３とを有する。包装容器１４のラインからシール不良容器を追跡しラインから排出する排出装置２４を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、飲料などを充填する包装充填装置及び包装充填方法に関する。

牛乳、ミネラルウォーター、茶、ジュース、スープ、アルコール類等の流動食品を収容する包装容器を製造する場合、ウェブ状（帯状）の包装積層材料が使用され、該包装積層材料がヒートシール、超音波シール等によってシールされることにより、包装容器が形成される。例えば、包装充填装置において、帯状包装積層材料の縁部にシーリングテープを前もって接着し、包装積層材料をチューブ状に成形し、チューブの内側から、包装積層材料の両縁部同士を、シーリングテープと共に押し当てて縦シール装置によって長手方向（縦方向）にシールした後、チューブ状の包装積層材料の中に液体食品を充填しながら、横シール装置によって横方向にシールして切断し、枕状の原型容器を形成し、該原型容器を更に所定の形状に成形して包装容器を完成させる。（例えば、特許文献１参照。）。

前記包装充填装置において、この装置内を帯状包装積層材料が搬送され、帯状包装積層材料の縁部である縦シール部面に第２の帯状包装材料が合せられ、これらの材料が接着される。
第１に、帯状包装積層材料の縁部に、第２の帯状包装材料であるシーリングテープを前もって接着する。第２に、チューブ状に成形された包装積層材料の両縁部同士を、縦シール装置によってシーリングテープと共に押し当てて縦シールする。
帯状包装積層材料の縁部面に第２帯状包装材料を合せ接着する際、例えば、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料とを挟んで、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。
したがって、包装積層材料が搬送されるに伴って、前記プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料及びシーリングテープなどの第２の帯状包装材料を挟んだ状態で押圧されて回転させ、合せて接着する面がシールされ接着される。
特開２００１−１８９０９号公報

しかしながら、従来の包装充填装置においては、包装積層材料及びシーリングテープなどの第２の帯状包装材料の材料としてポリエチレン樹脂など熱可塑性材料が用いられており、これらが加熱されると、カウンタローラ若しくはプレッシャローラの外周面に樹脂片やテープ片が貼り付く不都合が想定される。また、ローラの欠損や包装積層材料の欠損によって、十分にローラによって押圧することができない不都合が考えられる。

上記の不都合によって、ローラの押圧若しくは対向の条件が変化してシール状態に異常をもたらす。これらのシール不良は製造された容器を検査することに発見することができるが、その検査に別途、シール検査装置若しくは検査要員を必要とする。

この発明は、ローラに樹脂片やテープ片が貼り付いたり、ローラや包装積層材料が一部欠損して、十分にローラによって押圧することができなくても、それらの不都合を、包装充填装置の運転中に検知して包装充填装置から製造された容器から、包装充填装置の運転を停止することなく、シール不良容器を取り除くことができ、別途、シール検査装置若しくは検査要員を必要としない包装充填装置及び包装充填方法を提供することである。

本発明の包装充填装置は、搬送される帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面に第２帯状包装材料を合せて接着し、内容物を充填して横シールし、帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する装置である。
本発明の包装充填装置の特徴は、前記の合せて接着する面に回転自在に配設され、圧するプレッシャローラと、包装積層材料の縦シール部及び第２帯状包装材料を挟んで該プレッシャローラと対向させて押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラと、包装積層材料及び第２帯状包装材料を挟んでプレッシャローラからカウンタローラへの力を測定して測定信号を発生させ、カウンタローラ若しくはその近傍に設けられたロードセルと、測定信号を読み込み、少なくともこの装置の雰囲気信号及び測定信号から、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との接着の異常を検出する監視処理手段とを有することである。

この発明の好ましい態様において、帯状包装積層材料が筒状に成形され、第２帯状包装材料が帯状包装積層材料の他方の縁部である。

この発明の好ましい態様において、第２帯状包装材料が、縦シール部の内面を保護するシーリングテープである。

本発明の包装充填方法は、搬送される帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面に第２帯状包装材料を合せて接着し、内容物を充填して横シールし、帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する方法であって、
前記の合せて接着する面に回転自在に配設されたプレッシャローラが、縦シール部面を圧し、包装積層材料の縦シール部及び第２帯状包装材料を挟んでプレッシャローラと対向させて、回転自在に配設されたカウンタローラが、縦シール部及び第２帯状包装材料を押え、カウンタローラ若しくはその近傍に設けられたロードセルが、包装積層材料及び第２帯状包装材料を挟んでプレッシャローラからカウンタローラへの力を測定して測定信号を発生させ、監視処理手段が、測定信号を読み込み、少なくともこの装置の雰囲気信号及び測定信号から、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との接着の異常を検出することを特徴とする。

この発明による包装充填装置及び方法は、搬送される帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面に第２帯状包装材料を合せて接着し、内容物を充填して横シールし、帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する。
この装置・方法において、帯状包装積層材料が連続的に装置に供給され、連続的に、内容物が充填され成形された容器が製造される。

本発明の包装充填装置の特徴において、前記の合せて接着する面に回転自在に配設され、圧するプレッシャローラと、包装積層材料の縦シール部及び第２帯状包装材料を挟んでプレッシャローラと対向させて押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラとを有し、しかも、ロードセルとを有する。
プレッシャローラが包装積層材料及び第２帯状包装材料を重ねて押して圧し、包装積層材料及び第２帯状包装材料を介してプレッシャローラからの圧力、力、荷重がカウンタローラに到達する。カウンタローラ若しくはその近傍にロードセルが設けられているので、その圧力、力、荷重が正確に有効にロードセルによって測定される。ロードセルはその測定結果を測定信号として送信する。

本発明の包装充填装置の特徴において、測定信号を読み込み、少なくともこの装置の雰囲気信号及び測定信号から、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との接着の異常を検出する監視処理手段を有する。
監視処理手段が、測定信号を読み込み、この装置のモータなど駆動装置、カムや歯車などの機構部品の運動運転による振動などの雰囲気信号をリアルタイムに若しくは前もって得て、この雰囲気信号と測定信号とを比較若しくは参照して、測定信号は正常値の範囲内か否かを判断し、その域を超えていた場合、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との接着（シール）に異常が生じる可能性があると判断して、検出する。
このシール異常の検出することによって、その異常箇所の包装積層材料、すなわちシール不良の容器を追跡し、包装充填装置から出てきたときに欠陥容器をラインから排出することができる。

この発明による包装充填装置及び方法によって、ローラに樹脂片やテープ片が貼り付いたり、ローラや包装積層材料が一部欠損して、十分にローラによって押圧することができなくても、それらの不都合を、包装充填装置の運転中に検知して包装充填装置から製造された容器から、包装充填装置の運転を停止することなく、シール不良容器を取り除くことができ、別途、シール検査装置若しくは検査要員を必要としない。

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、この発明による一実施例の包装充填装置の概念ブロック図である。図２は、一実施例の包装充填装置を示す概略斜視図である。図３は、第２帯状包装材料が帯状包装積層材料の他方の縁部である態様のプレッシャローラとカウンタローラを示す包装充填装置の部分図である。図４は、第２帯状包装材料がシーリングテープである態様のプレッシャローラとカウンタローラを示す包装充填装置の部分図である。

図２に示されるように、ウェブ状の包装積層材料１は、リールの状態で包装充填装置に収容される。包装積層材料１は、紙基材、及び該紙基材の両面にポリエチレン樹脂が積層された可撓性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成され、包装容器１４の表面に相当する部分にあらかじめ外装用の印刷が施される。

繰り出された包装積層材料１は、搬送手段としての送り装置によって連続的に搬送され、ベンディングローラ、ダンパローラ等を経て、シーリングテープ貼着装置３に送られ、シーリングテープ貼着装置によって包装積層材料１の一方の縁部に沿ってシーリングテープ２が貼着される。
帯状包装積層材料１の縁部にシーリングテープ２を前もって接着する際、帯状包装積層材料とシーリングテープ２とを挟んで、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。
包装積層材料が搬送されるに伴って、プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料及びシーリングテープを挟んだ状態で押圧されて回転させ、縦シール部の合せ面がシールされ接着される。

続いて、包装積層材料１は、必要に応じて、プルタブ貼着装置によってプルタブが貼着されてる。包装積層材料１は、殺菌槽４に送られ、殺菌槽４において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。包装積層材料１は、エアナイフ５に送られ、エアナイフ５によって乾燥させられた後、無菌室（図示せず）に送られる。そして、包装積層材料１は、上部成形リング６、その他の成形リングによって徐々に変形させられてチューブ状の形状にされる。包装積層材料１は、縦シール装置８によって縦方向にシールされ、充填パイプ７を介して供給された流動性食品が包装積層材料１内に充填される。

チューブ状に成形された包装積層材料の両縁部同士を、縦シール装置によってシーリングテープと共に押し当てて縦シールする際、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料とを挟んで、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。包装積層材料が搬送されるのに伴って、プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料の縁部同士を挟んだ状態で押圧されて回転させ、縦シール部の合せ面がシールされ接着される。

チューブ状包装積層材料１２は、ローラによって案内され、横シール装置１０に送られ、挟まれて横方向にシールされ、横シールされた包装積層材料１２は、ナイフなどで切断されて枕状の原型容器１３が形成される。そして、原型容器１３は、最終成形搬送装置によって搬送されて最終の形状に成形され、流動性食品を収容する包装容器１４が完成する。

この発明による一実施例の包装充填装置の概念ブロック図を図１に示す。
実施例の包装充填装置２５は、搬送される帯状包装積層材料の縁部１ａの縦シール部面に第２帯状包装材料１ｂを合せて接着し、内容物を充填して横シールし、帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する装置である。

図１に示すように、この装置は、合せられた縦シール部面に回転自在に配設され、圧するプレッシャローラ２０と、包装積層材料１ａの縦シール部及び第２帯状包装材料１ｂを挟んでプレッシャローラ２０と対向させて押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラ２１と、包装積層材料１ａ及び第２帯状包装材料１ｂを挟んでプレッシャローラ２０からカウンタローラ２１への力を測定して測定信号を発生させ、カウンタローラ２１の近傍に設けられたロードセル２２と、測定信号を読み込み、この装置の雰囲気信号及び測定信号から、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との接着の異常を検出する監視処理手段２３とを有する。
実施例の包装充填装置では、装置から連続的に製造された包装容器１４のラインから、シール異常の検出された異常箇所の包装積層材料に相当するシール不良の容器を追跡し、包装充填装置から出てきたときに欠陥容器をラインから排出する排出装置２４を備える。

図３は、筒状に成形された帯状包装積層材料１ａの縁部と帯状包装積層材料１ｂの他方の縁部と合せて接着される態様で、プレッシャローラ２０とカウンタローラ２１を示す部分図である。
プレッシャローラ２０は、充填パイプ７の外面に固定されたバネ２６の弾性力によって押圧力が付与され、帯状包装積層材料１ａの縁部と帯状包装積層材料１ｂの他方の縁部と合せて接着する。ロードセル（図示せず）はカウンタローラ２１の近傍に設けられる。

図４は、第２帯状包装材料がシーリングテープ（２）である態様のプレッシャローラ２０とカウンタローラ２１を示す。
帯状包装積層材料１ａの縁部にシーリングテープ２を前もって接着する際、帯状包装積層材料１ａとシーリングテープ１ｂ（２）とを挟んで、一方側に、プレッシャローラ２０を回転自在に配設して圧し、他方に、バネ２６の弾性力が付与されたプレッシャローラ２０による圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラ２１を回転自在に配設する。
包装積層材料が搬送されるに伴ってシーリングテープ２が重ねられ、プレッシャローラ２０及びカウンタローラ２１が包装積層材料１ａ及びシーリングテープ２を挟んだ状態で押圧して回転し、縦シール部の合せ面にシールされ接着される。

図１に示すこの包装充填装置の実施例は、プレッシャローラとカウンタローラとを有し、しかも、ロードセル２３とを有する。
プレッシャローラ２３が包装積層材料１ａ及び第２帯状包装材料１ｂを重ねて押して圧し、包装積層材料及び第２帯状包装材料を介してプレッシャローラ２０からの圧力、力、荷重がカウンタローラ２１に到達する。カウンタローラ２１にロードセル２２が設けられているので、その圧力、力、荷重が正確に有効にロードセル２２によって測定される。ロードセル２２はその測定結果を測定信号として送信する。

ロードセルは、代表的には、例えば、力や重量をはかるセンサーで、荷重を電気信号に変換する荷重変換器である。
ロードセルは、起歪体というアルミ合金で作られた弾性体に、歪みゲージを貼り付けた構造で、歪ゲージはブリッジ回路を構成している。まず起歪体に荷重が入力されると変形し、歪みがおき、起歪体に貼り付けられた歪みゲージはこの歪みを電気抵抗の変化に置き換え、電気抵抗の変化を電圧変化に置き換えるのがブリッジ回路である。この働きで、最終的に重さが電圧の変化として出力される。

図１に示すこの包装充填装置の実施例において、測定信号を読み込み、この装置の雰囲気信号及び測定信号から、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との接着の異常を検出する監視処理手段２３を有する。
監視処理手段が、測定信号を読み込み、この装置のモータなど駆動装置、カムや歯車などの機構部品の運動運転による振動などの雰囲気信号をリアルタイムに若しくは前もって得て、この雰囲気信号と測定信号とを比較若しくは参照して、測定信号は正常値の範囲内か否かを判断し、その域を超えていた場合、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との接着（シール）に異常が生じる可能性があると判断して、検出する。

図５に、雰囲気信号と測定信号とを参照して、測定信号が正常値の範囲内か否かを判断し、その域を超えていた場合、帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との接着（シール）に異常が生じる可能性があると判断する例の信号波形図を示す。
図５（ａ）は、雰囲気信号を参照しない場合の信号波形Ｂを示す。包装充填装置では、モータなど駆動装置、カムや歯車などの機構部品の運動運転による振動が、規則的に定型的に発生している。この外乱振動をロードセルが観測しそのまま出力すると、図５（ａ）に示すように、小さな異常信号Ａが存在しても、正常域上限Ｌｈと正常域下限Ｌｌと範囲内となり、異常を検知することができない。
図５（ｂ）は、雰囲気信号を参照する場合の信号波形Ｂ’を示す。包装充填装置では、モータ、カムや歯車などが規則的に振動を発生している。この外乱振動を測定信号から除くことによって、図５（ｂ）に示すように、小さな異常信号Ａでも、正常域上限Ｌｈと正常域下限Ｌｌと範囲外となり、異常を検知することができる。

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。

この発明の包装充填装置及び包装充填方法によって、牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの包装容器を製造することができる。

この発明による一実施例の包装充填装置の概念ブロック図である。 実施例の包装充填装置を示す概略斜視図である。 第２帯状包装材料が帯状包装積層材料の他方の縁部である態様のプレッシャローラとカウンタローラを示す包装充填装置の部分図である。 帯状包装積層材料を縁部にシーリングテープを接合するプレッシャローラとカウンタローラを示す部分図である。 雰囲気信号と測定信号との信号波形図を示す。

符号の説明

１ａ 包装積層材料
１ｂ 第２帯状包装材料
２０ プレッシャローラ
２１ カウンタローラ
２２ ロードセル
２３ 監視処理手段
２４ 排出装置

Claims (4)

1. 搬送される帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面に第２帯状包装材料を合せて接着し、内容物を充填して横シールし、該帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する装置であって、
   前記の合せて接着する面に回転自在に配設され、圧するプレッシャローラと、
   該包装積層材料の縦シール部及び該第２帯状包装材料を挟んで該プレッシャローラと対向させて押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラと、
   該包装積層材料及び該第２帯状包装材料を挟んで該プレッシャローラから該カウンタローラへの力を測定して測定信号を発生させ、該カウンタローラ若しくはその近傍に設けられたロードセルと、
   該測定信号を読み込み、少なくとも該装置の雰囲気信号及び該測定信号から、該帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との該接着の異常を検出する監視処理手段とを有することを特徴とする包装充填装置。
2. 該帯状包装積層材料が筒状に成形され、該第２帯状包装材料が該帯状包装積層材料の他方の縁部である、請求項１記載の包装充填装置。
3. 該第２帯状包装材料が、筒状に成形された該帯状包装積層材料を該縁部と該帯状包装積層材料の他方の縁部と合せて接着された縦シール部の内面を保護するシーリングテープである、請求項１記載の包装充填装置。
4. 搬送される帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面に第２帯状包装材料を合せて接着し、内容物を充填して横シールし、該帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する方法であって、
   前記の合せて接着する面に回転自在に配設されたプレッシャローラが、該縦シール部面を圧し、
   該包装積層材料の縦シール部及び該第２帯状包装材料を挟んで該プレッシャローラと対向させて、回転自在に配設されたカウンタローラが、縦シール部及び該第２帯状包装材料を押え、
   該カウンタローラ若しくはその近傍に設けられたロードセルが、該包装積層材料及び該第２帯状包装材料を挟んで該プレッシャローラから該カウンタローラへの力を測定して測定信号を発生させ、
   監視処理手段が、該測定信号を読み込み、少なくとも該装置の雰囲気信号及び該測定信号から、該帯状包装積層材料と第２帯状包装材料との該接着の異常を検出する、
   ことを特徴とする包装充填方法。