JP2008500928A - 伸縮可能な熱可塑性フィルムによって製品を包装する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
チューブ形成および長手方向の溶接手段(1,18)を介して形成する段階の間、包装が製品を横切る方向に密着するよう長手方向に伸ばされ、この状態は、チューブ状包装をチューブ状包装を支持するとともに、チューブ状包装を前方へ進行させる顎部(19,119)の間の所定の速度差を発生させる手段と、フィルムをチューブ形成手段(1)に供給し、チューブ状包装が適切な後方の閉鎖顎部(19,119)によって後方から把持される次の段階の間も、適切に活動し続けている前記手段(15,115,17)とによって確実に行われ、このような手段の全てにおいて、包装するときに局部的にしか見えなくなる欠点を防止し、かつ続いて連続的に作動することができる長手方向の溶接手段(18)の操作を補助するよう、包装フィルムを前記チューブ形成手段上でほぼ連続的に移動させる手段が設けられている。
Description
本発明は、出願人によるWO03/051715A1に記載された方法および装置を構造的におよび機能的に改良したものに関し、WO03/051715A1に最も拡張した参照が施される。本発明の目的をよりよく理解するために、上述された先行文献に記載された方法は、供給スプールから伸縮可能なフィルムを巻き出し、重なる長手方向の端部で溶接され漏れ防止された包装チューブを形成するために水平なマンドレル内に当該フィルムを挿入し、二つの溶接部を生成するとともに、その間を切断することによって、顎手段で前記チューブの前端を支持かつ密封し、前記フィルムチューブ形成マンドレルの入口開口内に包装されるべき製品を挿入し、前記前方顎部と支持手段によって、前記形成マンドレルの張力として水平方向に進むよう、チューブ状包装の前方の閉じた先端に製品を配置することを提供することが思い出されなければならない。チューブ状包装内の製品とともに、製品の大きさに比例するチューブ状包装の十分な長さが形成マンドレルから離れるとき、チューブ状包装は、形成マンドレル複合体から例えば放出排出部でチューブ状包装を把持する対向するクランプによって横方向に止められ、減速される。この間、前記前方顎手段は、所定量まで長手方向にチューブ状包装を伸ばすよう、進んで延在しているチューブ状包装の長さを進ませ続け、その後、横方向の作用によって小さくし、チューブ状包装内に設けられた製品を密封する。製品がチューブ形成マンドレル複合体から完全に出て、そこから十分に離れると、伸びた包装の後端には、二つの横方向溶接部が形成され、製品を含む包装の後端を密封して保持するよう溶接部の間を切断する第二クランプ装置によって横方向に把持される。この間、前方のクランプ、溶接および切断装置は開き、周期開始位置に戻るよう水平方向を逆に動き、形成マンドレルから排出部でくし手段によって支持された包装された製品を開放する。このくし手段は、記載された新しい作動周期を繰り返すように、フィルムのチューブの新しい長さの端部を保持する活動顎部の下方の成分、溶接および切断装置と協働作用する。適切な時間で、形成マンドレル複合体の放出開口でフィルムを固定する前記クランプは、新しいチューブ状包装フィルムが進むよう引き戻り、この間、前述した周期内で形成された包装は、活動横方向顎部、溶接および切断装置から離れて移動し、装置が開口段階にある間、包装は包装を搬送するくしコンベア上に下ろされてセットされる。
対応する上方および下方横方向クランプによって、チューブ形成マンドレルからの放出開口の上方および下方でチューブ状フィルムを横方向に把持することは、チューブ状のフィルムの側方位置を自由にし、前記マンドレル上のフィルムの適切な位置および長手方向の溶接手段に対する空間的な関係を変える危険を有しつつ、上流および下流の両方でフィルムに不均衡な張力を伝える。これらの不利益を克服するために、クランプの前のクランプが取り除かれ、このことによって、前記マンドレルの入口開口にフィルムが到達する前に、包装フィルムが進むことを一時的に止められ、フィルムが伸ばされているときに横方向にフィルムに作用するチューブ形成マンドレルの上流に位置する戻しローラを止める。これらのローラの一つはゴムで覆われたローラであり、例えばブレーキや電気磁石ブレーキを有する駆動手段のようなコントロールされてローラを止めることができる手段がローラと協働作用し、このローラが止まると、それは、フィルムの全体長さ上で、横方向に均一にフィルムと係合する効率的なクランプを形成する。形成マンドレルから離れたフィルムの長さが周期的に従い、中に製品を有するトレーが配置される長手方向の伸びは、伸ばしクランプと前記ゴムで覆われたローラとの間で、フィルムの全体的な長さを覆って自己のエネルギーを均一に放出し、フィルム自体は、長手方向の溶接手段上で進める効果を有する適切な長手方向の配置に従わない。
この配置によって、チューブ形成マンドレルの上流で前記フィルムブレーキ手段を使用することは、伸ばして密封する顎部の密封して伸ばす動きと、包装を横方向に切断することとによって、効率的に要求されるフィルムの全ての量を搬送することはできないことが分かる。フィルムはチューブ形成マンドレル上に留まる傾向にあり、長手方向の溶接部を断続的に操作する難しさが要求され、フィルムがフィルムの伸びと変形した傾斜とに概ね反対方向に影響するマンドレルから始めに離れるときに摩擦が形成され、このため、フィルムが局部的に裂けたり、および/または包装内が見えなくなったりする。
これらの不利益を克服するために、電気的な速度を有し、段階的にコントロールされるモータによって、前記ゴムで覆われたローラを適切にコントロールし、周期的に活性化される引き顎部によってもたらされる引きに密接に関連するモータを、適切に操作することがわかる。この配置の特徴およびそこから搬送する利点は、好ましい実施の形態の下記の記載から明白であり、添付された図面の図内の限定しない例として純粋に図示されている。
図1において、いわゆる投石(sling)タイプの形成マンドレル1を有する機械が示されている。形成マンドレル1は、固定されるか可能であれば調整することができ、略水平位置に位置している。形成マンドレル1は、支持部101によって支持される角度部によって形成されている。例えば四角形の横断面を有する外方部14によって支持された管状ガイド1’が長手方向に支持部101を通過している。通常トレー内に配置される包装された製品は、十分な遊びをもって管状ガイド1’を通過することができる。これは、インドファイル(indiAn file)内で、少なくとも端部がくし形状からなり、命令に従いガイド1’の端壁で一直線に製品を持ち上げ、合致する形状のリフター3とともに作用する下方供給ライン2によって搬送される。リフター3の上で、リフターから製品を放出させ、製品をガイド1’内に挿入するスラスター4は、上述された作業論理を用いて適切な時間で作動する。30は、製品の大きさを決定し、この情報を機械処理装置13に伝達するとともに、コンベア2の進んだ速度も検知する既知の手段を示し、このため、処理装置は、包装される製品の異なる大きさに合わせて、機械の様々な動作段階を自動的に調整することができる。
製品を包むための伸縮自在な熱可塑性フィルム5は、マンドレル1の同じ先端に達し、かつ当該先端から戻る。当該マンドレルの先端に、空になったときに取り替えるのに十分便利な場所にあるスプール105から運ばれる製品が流入し、例えば、包装トラック上で、一対の平行なローラ6で支持されている。ローラ6の一つは、他方のローラ6がスプールからフィルムを巻き出す駆動部7によって駆動されている間、アイドリングする。スプールから巻き出されたフィルムは、支持構造9の付加物上でアイドリングするよう取り付けられたローラセット108を含む緩衝装置に運ばれる。支持構造9は前記ローラ6も支持し、11で前記構造9上を回転する旋回アーム10上に取り付けられたローラセット8を含んでいる。支持構造9は、回転中心で旋回アームの角度位置を検知する変換器12を有し、モータ7をコントロールするために、角度位置を処理部13によって用いられる電気信号に変換する。このため、スプール105から独立したフィルム包装ステージを与える緩衝装置内に常に十分なフィルム量を設けることができる。マンドレル1上であってそこから適当な距離だけ離れ、例えばマンドレルから放出開口の略垂直方向に位置する前記構造9の付加物109上に回転可能に取り付けられた一対のローラ15,115の作用を介して、スプール105からチューブ形成マンドレル1にフィルムが供給される。第一ローラ115はアイドリングするとともに、弾性手段16によって好ましくはコーティングされたゴムであり、上流ローラに対して位置する他のローラ15に対して押圧されている。このように、マンドレル1はフィルムの適切な接触表面と接触し、このローラは電気速度と表面コントロールのもと、モータ17、例えばステップ駆動されたり、ブラシレスであったりする、処理装置13によってコントロールされる他の適切なタイプのモータに積極的に連結されている。ローラ115がローラ15から一時的に離れることができ、フィルムが作業の最初にそれらの間に挿入されるよう、図示されていない適切な手段が設けられている。
フィルム5は、製品Pの進む方向と同じ方向であって、マンドレル1の長手方向に沿って走り、それを介して、マンドレルはチューブガイド1’を覆うチューブを形成するような形状になっている。フィルムの端部は例えばマンドレル1の底部で重なり合い、例えば熱い空気を噴出するようなあらゆるタイプであって、好ましくは連続し漏れない、少なくとも一つの長手方向の溶接部によって長手方向に前記端部を溶接する装置18が操作状態にある。
マンドレル1から離れるフィルム5のチューブの前方先端部は逆方向に溶接され、顎部19,119によって交互に保持されている。顎部19,119は、フィルム5を把持し、二つの溶接部を形成し、それらの間で切断し、二つの調整部と、処理装置13によってコントロールされる矢印20,120および矢印21,121によって示される図式的な手段に連結された相互重複部分を有している。処理装置13は、命令に従って、マンドレル1から水平方向に離れたり、マンドレル1に向かったりするように、自己中心移動によって、顎部19,119(?)を駆動して互いに近づけ、かつ互いに離れさせる。顎部19,119の下方部分は、マンドレル1に対面する反対面で、くしを形成する対応する突出平面22,122を顎部19,119に取り付けている。少なくとも最初の部分で、水平かつ垂直なベルトによって形成されたモータ駆動されるコンベア23は、マンドレル1と一致し、マンドレル1の下流で、適切な距離だけ離れて設けられている。顎部19,119の平面22,122の歯は干渉することなくコンベア23を通過して挿入されることができる。
マンドレルから離れる包装フィルムに適切な温度の温風を送るバー24,124は、マンドレル1の下流直後に設けられている。溶接装置18およびフィルムや熱処理のための包装を支配する他の成分とともに、先で引用された特許に記載されているこれらの成分もまた、処理装置13によってコントロールされる。
改良された包装装置の操作は、上述されたように、後述するように先の特許で記載された操作と異なっている。形成マンドレル1に対して最初は閉じ、前記マンドレルによって製造されたフィルムのチューブ状包装の端部で閉じている顎部19がそこから動き始める間であって、スラスター4が前記マンドレル1を離れるフィルムの前記チューブ状包装内で包装されなければならない製品Pを挿入する間、モータ17もまた作動しており、クランプの横方向の動きの速度よりも適度に遅い直線速度でフィルムを送る。速度におけるこの違いは、用いられるフィルムの所定のゴム/プラスチック反応性質を介して、チューブ状包装が製品Pに密着するよう、横方向に伸びたり縮んだりさせるフィルムの長手方向の延びの割合を決定する。処理装置13は、前記手段30および手段2によって検知される包装される製品の大きさ、とりわけその長さについて述べられる周期を調整する。図2における図面で、Aは前方の伸ばす顎部の横方向の動きを示し、Bはフィルム供給部15,115,17の回転する動きを示し、Cは後方の顎部の密封する動きを示している。これらの動きは、縦座標で0の位置で非作動状態にあり、他方、縦座標で1によって示された頂点位置で作動状態にある。図2の状態で、前方顎部の横方向の動きAは、フィルム供給部15,115の活動と同時に動き出し、二つの動きの間の速度の差によって、通常100%以上のフィルムの伸び率が決まる。この段階の間、モータ17はブレーキとして作用し、また、より良くは異なる摩擦を作用させ、形成マンドレル1上でフィルムが止まる原因となることなく、フィルムの伸びをコントロールする。このことによって、好ましくも、概ね連続的に作動することができる溶接部18の作動を補助することができ、またマンドレル上でフィルムが止まることを防止することができる。このため、第一分離における摩擦、結果として生じるフィルムへの局部的な張力および包装するときに見えなくなることを防止することができ、先行技術とは正反対になっている。図2の例において、顎部の横方向の動きAは、ローラ15,115の回転動きBに同調して止まっているが、回転動きBは、包装を形成する端部Zで顎部119の密封動きCと適切に同調して再び動きだしている。実際、周期の最後で、下流溶接顎部が閉じている間、フィルムの縦方向の伸びは、フィルムが形成マンドレル1上で移動できるよう小さく無くてはならず、この点で、この顎部の閉じることによってフィルムが伸びる。この段階で、後方の顎部119によって、後方で前記包装を閉じたり溶接したりする間、縦方向の伸びが減るようにコントロールされて、ローラ15,115およびモータ17は、小さなフィルムを形成マンドレルに供給し続ける。この最後の段階で、積極的に搬送される材料の量は、製品Pの高さに直接的に比例して決まり、この決定は、前記手段30および手段2を用いて包装される製品の大きさを決定した処理装置13によって行われる。
コントロールされた速度と段階によってモータ17を用いることによって、フィルム供給ローラ15,115の位置と速度の両方を容易にコントロールすることができ、位置調整コントロールループによる顎部の動き、前記供給ローラ15,115の間の直線供給の差、および前記速度調整ループによる前記顎部の動きに対してフィルムの進み具合を一致させることを確実にでき、これらのこと全てにより、フィルムの伸びを十分に確実にコントロールすることができる。
図3の図面の実施の形態は図2の前述した状態と異なり、フィルムの包装が大幅に伸び製品Pに密着するよう、フィルム供給ローラ15,115の動きは、上流の顎部の横方向の動きAが始まった後に始まるとともに、前記動きAの前に止まる。次の包装周期の始めであって、次の包装のためにフィルムが巻き出されなければならないときに、フィルムには非常に大きな張力が働くことは明白である。図2および図3の両状況において、例えば図4の図面に示されているように、活動しているローラ15,115の動きを止めることを遅くすることができ、また、例えば図5の図面に示される用に、活動しているローラ15,115の動きの開始を、顎部の動きAおよび/または動きCに対して早めてもよい。特に、下流側の顎部の閉じる動きCと同時に起こるローラ15,115の動きBの第二部が、例えば図5に示すように、長くなることによって、巻出周期の開始するときに、フィルムを緩める効果が特に得られる。
図6の図面に図示されるように、供給ローラ15,115の速度のコントロールを利用することによって、すなわち、製品に対する包装フィルムのチューブに最初に高い張力が加わり徐々に張力が弱くなり弛むよう、巻出周期の終わりに向かって徐々に速度を速くすることによって、とりわけ上流顎部による最初の伸びの段階において、早い包装速度でフィルムが破損する危険に対して有益な効果を有しつつ、同じ効果を達成することができる。
Claims (13)
- 伸縮可能な熱可塑性フィルムを包装する装置において、
スプールからチューブへと巻き出された包装フィルムを生成する手段(1)、および連続的なチューブ状包装を生成するようフィルムの重なった端部を長手方向に溶接する手段(18)と、
コントロールされた方法によって、スプールから前記チューブ形成手段(1)へと巻き出されたフィルムを供給する手段(15,115,17)と、
チューブ形成手段(1)の下流に配置され、前記チューブ形成手段を離れるチューブ状包装の頭端部と尾端部とを横方向に交互に把持し、適切な段階で包装される製品が挿入される顎手段(19,119)であって、前記包装を支持するとともに、前記包装を長手方向に進ませ、そこで二つの横方向の平行な漏れ防止溶接部を生成し、二つの溶接部の間を横方向に切断し、切断することによって分離された二つの溶接領域の上流および下流を保持するよう設計された顎手段と、
製品(P)を、前記チューブ形成手段を周期的に通過させて挿入し、そこから出るときに製品を付随させ、前記顎手段(19,119)の一つによって前方から保持され、形成されたチューブ状包装内に製品を挿入する手段と、
前記チューブ形成手段と長手方向の溶接手段(1,18)によって形成される段階で、包装が横方向で製品に密着するように包装を長手方向に伸ばす手段であって、この状態は、チューブ状包装を支持するとともに、チューブ状包装を前方へ進行させる顎部(19,119)の間の所定の速度差を発生させる手段と、フィルムをチューブ形成手段(1)に供給し、チューブ状包装が適切な後方の密封顎部(19,119)によって後方から把持される次の段階の間も、適切に活動し続けている前記手段(15,115,17)とによって確実に行われ、このような手段の全てにおいて、包装するときに見えなくなることを防止し、かつ続いて連続的に作動することができる長手方向の溶接手段(18)の操作を補助するよう、包装フィルムが前記チューブ形成手段上でほぼ連続的に移動する手段と、
周期的に形成される包装物(Z)を収集し除去する手段(23)と、
を備えた装置。 - フィルム(5)は、チューブ形成手段(1)にフィルムをコントロールして搬送するために、明らかにその機能のためであって、次の手段(15,115,17)に必要なだけ適切に伸ばしたフィルムを常に供給することができる手段によって、スプール(105)から巻き出され、
スプール(105)を回転させるためにモータ駆動手段(6,7)が設けられ、
周期的に巻き出されたフィルムを緩衝して蓄えるために次の旋回アーム手段(8,108,10)が設けられ、
旋回アームの角度位置および緩衝フィルムの結果量を検知し、スプールから巻き出されたフィルムに対する前記手段(6,7)をコントロールするために信号を生成する手段(12)が設けられている、請求項1記載の装置。 - チューブ形成手段(1)にフィルムをコントロールして供給する前記手段は、例えばゴムで覆われたローラのように、フィルムに対して高い摩擦係数を有する少なくとも一つのローラ(15)を含み、
フィルムは、当該ローラ(15)上で保持されるとともに、平行に対向し、アイドリングし、必要なときには取り除くことができる少なくとも一つのローラ(115)の広範囲な接触表面によって搬送され、
前記ゴムで覆われたローラ(15)は、機械の主要な処理装置(13)によって支配され、例えばステッピングモータのように、速度と段階が電気的にコントロールされるモータ(17)を含むコントロールされた回転手段に連結され、
前記処理装置(13)は、前記処理装置によってコントロールされる顎部(19,119)の横方向の動きおよび閉鎖する動きに対して適切な段階にくるよう前記モータ(17)を操作する、請求項1記載の装置。 - 処理装置(13)は、適切な専用手段(30,2)によって包装される製品の大きさを検知し、前記フィルム供給手段(15,115,17)の機能と、包装を引き出し、支持し、溶接し、製品の大きさで横方向に包装を切断する顎部(19,119)の操作とを自動的に適切に調整する、請求項3記載の装置。
- 伸縮可能な熱可塑性フィルムによって製品を包装する方法において、
略水平方向に位置づけられ、挿入されて包装される製品に対して十分な大きさの横断面を有する連続的なチューブを形成するよう、フィルムの長手方向の端部に沿って溶接して、対応する供給スプールから巻き出される伸縮可能な熱可塑性フィルムのチューブを形成する工程と、
チューブ形成手段から離れる前記フィルムのチューブの頭端部を閉じ、少なくとも横方向の溶接部によって長手方向に溶接し、チューブ形成手段によっても支持されたチューブが略水平な位置にいつづけるよう、閉じた頭端部を支持する工程と、
通常トレー内に配置された製品(P)を、チューブ状包装の前端部に近づくよう、前方で密封され支持されたチューブ状包装の長手方向に挿入する工程と、
チューブ形成手段および長手方向の溶接手段を通過してチューブ状包装が形成される間であって、チューブ状包装がこれらの手段から離れるときであり、かつ包装される製品が前記包装に挿入される間に、チューブ状包装を長手方向に伸ばし、伸ばす効果と用いられるフィルムの性質の結果とによって、チューブ状包装が製品に対して横方向に縮み、製品を密着して包装する工程と、
少なくとも一つの横方向の溶接部によって包装された製品の下流側において、長手方向に伸びたチューブ状包装の後端を閉じ、少なくとも他の一つの横方向の溶接部によって形成される包装に続くチューブ状包装の端部を密封し、前記二つの溶接部の間の領域でチューブ状包装を横方向に切断し、この間、次のチューブ状包装の頭端部が保持されるとともに、形成された包装の尾端部も保持され、このような包装は水平方向に支持され、少なくとも適切な時間で当該包装の頭端部は解放されて、包装を形成するフィルムが長手方向に作用して、長手方向に包装された製品に密着する工程と、
形成された包装の後端部がクランプから解放され、包装領域から包装が取り除かれる工程と、
を備えた方法。 - 専用手段(6,7,8,108,10)によって、スプール(105)から巻き出されたフィルムが積極的に、かつコントロールされて、適切な手段(15,115,17)から次のチューブ形成部まで供給され、形成された包装の頭端部で作用する顎手段(119,19)によってチューブ状包装を形成するとともに、長手方向に伸ばす段階の間と、完成段階で前記包装の尾端部で作用する顎手段(19,119)によって密封する段階の間との両方で、長手方向の溶接部(1,18)は、当該手段(1,18)の上流側と下流側で各々作用する前記供給手段(15,115,17)と続く顎手段(19,119)との間で速度を適切に異ならせることによってフィルムを確実に伸ばす、請求項5記載の方法。
- 続くチューブ形成部および長手方向溶接手段にフィルムを供給する前記手段(15,115,17)の活動は、包装される製品の大きさと自動的に関連づけられる、請求項6記載の方法。
- 包装される製品の周期的な供給における連続性が前記マンドレルの上流で確実に行われる場合に、包装フィルムが、製品を包装する各周期間および一周期から次の周期へ移行する間で連続して前記マンドレル上を移動するため、フィルムが形成マンドレル(1)上を通過するとき、フィルムのチューブ状包装を長手方向に溶接する操作が連続している、請求項5記載の方法。
- 形成される包装の頭端部を支持する顎部(19)の横方向の動き(A)は、フィルムを供給する部分(15,115,17)の動き(B)と同時に始まり、
当該二つの動きの間の速度の差によって、フィルムの伸び率がコントロールされ、
前記第一動き(A)は、前記動き(B)に一致して止まることができ、
前記動き(B)は、形成される包装の尾端部に作用する顎部(119)の閉じる動き(C)の適切な段階で再活動する、請求項5記載の方法。 - フィルム包装が大きく伸びて製品に密着し、かつ次のパックからフィルムが巻き出されるとき、次の包装周期の始めにフィルムに大きな張力が加わるよう、フィルム供給手段(15,115,17)の動き(B)は、上流顎部の横方向の動き(A)の後で始まり、かつ当該動き(A)の前に終わる、請求項5記載の方法。
- フィルム供給手段(15,115,17)の動き(B)は、完成段階で包装の尾端部に作用する顎部の閉じる動き(C)が止まるのに対して遅れて止まることができ、および/または顎部(19,119)の水平方向および/または垂直方向の動き(Aおよび/またはC)に先駆けて始まることができる、請求項9記載の方法。
- フィルム供給手段(15,115,17)の動き(B)は、完成段階で包装の尾端部に作用する顎部の閉じる動き(C)が止まるのに対して遅れて止まることができ、および/または顎部(19,119)の水平方向および/または垂直方向の動き(Aおよび/またはC)に先駆けて始まることができる、請求項10記載の方法。
- 製品を包装するフィルムのチューブが最初に強い力で伸ばされ、徐々にゆっくりと緩み、とりわけ包装の頭端部に作用する顎部によって伸ばされる最初の段階の間で、速い包装速度によってフィルムが破損する危険性に有利に影響するよう、フィルム供給手段(15,115,17)の動き(B)の速度は、包装周期の終わりになるにつれて徐々に速くなることができる、請求項5記載の方法。
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