JP2010006399A - 袋体自動開き装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】袋体のしわの発生を防止し、袋体の大きさや厚さに関わらず、断裁済みの袋体の開口部を自動的かつ確実に開くことのできる袋体自動開き装置を提供する。
【解決手段】一対のシートからなり開口部及び口底部のうち少なくとも開口部を有する袋体１１を順次搬送する搬送部１５と、搬送部１５により搬送される袋体１１の両面を吸引する吸引機構１５，１５と、を備えるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、袋体の開口部や口底部を自動的に開くための袋体自動開き装置に係り、特に断裁等により開口部において表裏面のフィルム等のシートが互いに付着したような袋体の該開口部や口底部を自動的に開くことができる袋体自動開き装置及び方法に関する。

従来、例えば一対のフィルムが重ね合わせられ、この重ね合わせられたフィルムの各辺がヒートシールされるとともに注ぎ口が上縁部に取り付けられ、さらに底縁部には底材が設けられたいわゆるスタンディングパウチとよばれる袋体が知られている。このようなスタンディングパウチとよばれる袋体は、医薬、レトルト食品、液体洗剤、飲料等の内容物を収容することができるようになっており、立位状態で商品棚にディスプレイできる等、視覚的効果に優れるとともに、注ぎ易さや易開封性等の機能性をも有している。上記袋体を製造するための製袋機として、例えば特許文献１に開示されたものがある。

この特許文献１に開示された製袋機は、一対のプラスチックフィルムを互いに重ね合わせて間欠送りで搬送し、連続したプラスチックフィルムの一部を熱圧着させ、所定の寸法形状に断裁・打ち抜き加工等を行い、多形態（医薬、レトルト食品、液体洗剤、飲料等、特殊構造及び機能を有する）の袋体を製造するものである。

このような製袋機では、断裁・打ち抜き加工等によって製品型形状を得る場合、プラスチックフィルムの切断面において表裏面のプラスチックフィルムが付着し、袋体の内容物及びスタンディングパウチの底面となる部分が開封することができず、充填不良を招くという問題がある。

上記充填不良の問題としては、製袋品（三方パック、ガゼットパック、スタンディングパック）の開口部が開封されないことで、勿論内容物を充填することができず、同様にスタンディングパックに至っては、所定量の内容物を充填することができないだけでなく、内容物を溢れさせてしまうという問題もある。

これらの問題を回避するため、現状においては、作業員が手もみ作業等により袋体の開口部や口底部を開封させていることから、作業負荷増大による生産性の阻害要因になっている。

この開封不良の問題を解決する手段としては、特許文献２に開示された発明がある。この発明は、屈曲したニップ搬送ラインを通過させることで、袋体表裏面のプラスチックフィルムのパス長が変わり、開口部や口底部の開封を自動で行う装置である。
特開平６−１７０９８９号公報 特開２００８−２３７２８号公報

しかしながら、上述した特許文献２に開示された発明では、製品袋の厚みが薄い場合にしわが発生する可能性があるとともに、小さなサイズの袋体では、袋体表裏面のパス長変化量が少ないため、開封を確実に行うことができないという問題があり、また上記問題を解決するために、ニップ搬送ラインの屈曲量を調整しなければならず、その調整作業が煩わしいという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、袋体のしわの発生を防止し、袋体の大きさや厚さに関わらず、断裁済みの袋体の開口部を自動的かつ確実に開くことのできる袋体自動開き装置及び方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。

すなわち、請求項１に係る発明は、一対のシートからなり開口部及び口底部のうち少なくとも前記開口部を有する袋体を順次搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送される前記袋体の両面を吸引する吸引機構と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の袋体自動開き装置において、前記搬送部は、前記袋体を搬送する第１循環ベルトからなり、当該第１循環ベルトに複数の貫通孔が形成されるとともに、前記袋体が搬送される側に対向して第２循環ベルトが配置され、当該第２循環ベルトに複数の貫通孔が形成され、前記吸引機構は、前記第１循環ベルト及び前記第２循環ベルトの各複数の貫通孔を通して前記第１循環ベルト上を搬送する前記袋体の両面をそれぞれ吸引することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の袋体自動開き装置において、前記吸引機構は、前記第１循環ベルト及び前記第２循環ベルトの内側に配置された真空チャンバであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２に記載の袋体自動開き装置において、前記第１循環ベルトの搬送方向上流側の当該第１循環ベルトと前記第２循環ベルトとの隙間を前記袋体の厚みより若干大きくしたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項２に記載の袋体自動開き装置において、前記第２循環ベルトは、前記第１循環ベルトの搬送方向下流側にいくに従って前記第１循環ベルトに対して間隔が拡がるように配置されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、一対のシートからなり開口部及び口底部のうち少なくとも前記開口部を有する袋体を順次搬送する搬送工程と、前記搬送工程により搬送される前記袋体の両面を吸引する吸引工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、開口部及び口底部のうち少なくとも開口部を有する袋体を搬送部により順次搬送し、この搬送部により搬送される袋体の両面を吸引機構により吸引することにより、袋体のしわの発生を防止し、袋体の大きさや厚さに関わらず、断裁済みの袋体の開口部を自動的かつ確実に開くことができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明に係る袋体自動開き装置の第１実施形態を示す概略側面図、図２は図１の袋体自動開き装置を示す概略平面図、図３は図１の真空チャンバを示す斜視図、図４は図１の袋体自動開き装置で袋体の開口部を開いている状態を示す概略側面図、図５は第１実施形態において製袋機に品質不良が生じた場合の概略側面図である。

なお、本実施形態は、製袋機により製袋された袋体として三方パック（三方袋）の開口部を開く場合に適用した実施形態である。図２において、ハッチング部分は、ヒートシールされた部分を示している。

また、本発明は、上記のような三方の辺でヒートシールされた三方袋の他、ガゼットパック、合掌袋やスタンディングパウチの開口部を開く場合にも適用可能である。このスタンディングパウチの場合には、開口部以外に口底部の開封も行うものとする。

このスタンディングパウチとよばれる袋体１は、図示しない製袋機において、一対の帯状フィルムと底材とからなるフィルム組合せ体から断裁刃により切り離しが行われることによって形成される。

袋体１は、図６に示すように、一対の樹脂製のフィルムＦが重ね合わせられ、この重ね合わせられたフィルムＦの各辺の両側縁部２，２がヒートシール（図６のハッチング部分参照）されるとともに、注ぎ口（口元部）３が上縁部に取り付けられ、さらに底縁部４には二つ折りされた底材Ｓが設けられたものとなっている。なお、このような袋体１においては、袋体１の開口部５で一方の帯状フィルム等のシーラント層の樹脂が切断力により他方の帯状フィルム等のシーラント層の樹脂に覆い重なって食い込み、互いのシーラント層同士が付着している場合がある。このような場合、袋体１の開口部５において表裏面のフィルム等が互いに付着してしまい、この開口部５が自然に開かなくなってしまっている。

また、袋体１の底縁部４が自然に開かなくなった場合には、内容物を充填する際において、本来であれば図７（ａ）に示すように袋体１の底縁近傍が完全に開かなければならないところ、図７（ｂ）に示すように底材Ｓの端部同士が互いに付着してしまい、袋体１に内容物を十分に充填することができず、充填不良が発生してしまうため、互いに付着している底材Ｓの端部を切り離し、底縁部４における口底部を開く必要がある。本実施形態の袋体自動開き装置は、例えばこのような袋体１の開口部５及び口底部を自動的に開くためにも適用可能である。

上述したように本実施形態は、三方パックの開口部を開く場合に適用した実施形態である。

図１及び図２に示すように、袋体自動開き装置１０は、予め製造された三方袋である袋体１１を順次搬送する搬送部としての第１循環ベルト１５と、袋体１１が搬送される側に対向して配置された第２循環ベルト２０とを備えている。第１循環ベルト１５の搬送方向上流側において第１循環ベルト１５と第２循環ベルト２０との隙間は、袋体１１の厚みより若干大きく設定されている。また、第２循環ベルト２０は、上流端（後述する従動ローラのニップ部）が第１循環ベルト１５の搬送領域の略中間に位置し、第１循環ベルト１５の搬送方向下流側にいくに従って第１循環ベルト１５に対して間隔が拡がるように配置されている。

第１循環ベルト１５は、図示しない駆動モータの出力軸と連結された駆動ローラ１６と、第１循環ベルト１５の搬送方向上流側に配置された従動ローラ１７と、第１循環ベルト１５にテンションを付与するテンションローラ１８とを備えている。また、第１循環ベルト１５は、図２に示すように幅方向中央に２列の貫通孔１９が全周に亘って等間隔に多数形成されている。これらの貫通孔１９は、径が８〜１２ｍｍ、互いの幅方向の間隔が２０ｍｍ、互いの搬送方向の間隔が３０ｍｍに設定されている。

他方、第２循環ベルト２０は、図１に示すように第１循環ベルト１５と同様に、図示しない駆動モータの出力軸と連結された駆動ローラ２１と、第１循環ベルト１５の搬送領域の略中間位置の上方に配置された従動ローラ２２と、第２循環ベルト２０にテンションを付与するテンションローラ２３とを備えている。また、第２循環ベルト２０は、幅６０ｍｍであり、図２に示すように幅方向中央に２列の貫通孔２４が全周に亘って等間隔に多数形成されている。これらの貫通孔２４は、径が８〜１２ｍｍ、互いの幅方向の間隔が２０ｍｍ、互いの搬送方向の間隔が３０ｍｍに設定されるとともに、第２循環ベルト２０の幅方向両端からそれぞれ２０ｍｍ内側にその中心が配置されている。

ここで、駆動ローラ１６，２１のそれぞれの駆動モータは、同期して駆動させるようになっている。具体的には、駆動ローラ１６，２１を略同一の周速度で回転させ、このことにより第１循環ベルト１５及び第２循環ベルト２０を等速度で循環移動させるようになっている。

第１循環ベルト１５及び第２循環ベルト２０内には、図３に示すようにそれぞれ第１循環ベルト１５及び第２循環ベルト２０に近接する吸引機構としての真空チャンバ２５，２５が設置されている。これらの真空チャンバ２５，２５は、全体が図３に示すように長さ１００ｍｍ、幅８０ｍｍの矩形のブロック状に形成されている。

また、真空チャンバ２５，２５は、それぞれ第１循環ベルト１５及び第２循環ベルト２０に対向する面に四フッ化エチレン樹脂がコーティングされ、第１循環ベルト１５及び第２循環ベルト２０に対する滑り性を高めている。これらの真空チャンバ２５，２５は、第１循環ベルト１５及び第２循環ベルト２０の貫通孔１９，２４を介して、製袋機から送られ第１循環ベルト１５により搬送された袋体１１を吸引するようになっている。

さらに、真空チャンバ２５は、その長手方向に沿って長さ６０ｍｍ、幅１０ｍｍの長孔に形成された２つの吸引口２６，２６を備えている。これら２つの吸引口２６，２６の中心線間隔は、第１循環ベルト１５の貫通孔１９及び第２循環ベルト２０の貫通孔２４における幅方向間隔の２０ｍｍに対応して２０ｍｍに設定されている。これら多数の貫通孔１９，２４は、真空チャンバ２５，２５と組み合わせられることにより、第１循環ベルト１５及び第２循環ベルト２０は、サクションベルトとして機能するようになっている。

真空チャンバ２５は、ホース２７を通して図示しない真空ポンプと接続されている。これにより、真空ポンプを駆動することで、ホース２７、真空チャンバ２５の２つの吸引口２６，２６、及び貫通孔１９又は貫通孔２４を通して製袋機から循環ベルト１５上に送られた袋体１１をその両側から吸引するようになっている。

なお、本実施形態は、循環ベルト１５の上流側（入口側）と、第２循環ベルト２０の上流端（従動ローラ２２のニップ部）近傍にそれぞれ在荷検出センサ２８，２９が設置されている。これらの在荷検出センサ２８，２９は、通過する袋体１１の在荷を検出する。これにより、袋体１１が通過していない場合は、上記真空ポンプの駆動を停止し、真空チャンバ２５，２５の２つの吸引口２６，２６から空気を吸引することがないようにしている。

次に、このような構成からなる本実施形態の袋体自動開き装置１０の動作について説明する。

まず、図示しない製袋機により一対のプラスチックフィルムを互いに重ね合わせて間欠送りで搬送し、連続したプラスチックフィルムの一部を熱圧着させ、断裁部３０により所定の寸法形状に断裁・打ち抜き加工等を行う。

この製袋機が運転状態の場合は、袋体自動開き装置１０の第１循環ベルト１５及び第２循環ベルト２０は、共に運転されている。そして、製袋機の断裁部３０にて断裁された袋体１１は、図１及び図２の矢印に示すように、循環移動を行っている第１循環ベルト１５上に載置される。その後、袋体１１は第１循環ベルト１５により搬送され、第２循環ベルト２０の上流端（従動ローラ２２のニップ部）に達する。この第２循環ベルト２０の上流端に搬送された袋体１１は、真空チャンバ２５，２５のそれぞれ２つの吸引口２６，２６、及び貫通孔１９又は貫通孔２４を通して、その両側から上下方向に吸引されながら下流側へ搬送される。

ここで、第２循環ベルト２０は、第１循環ベルト１５の搬送方向下流側にいくに従って第１循環ベルト１５に対して間隔が拡がるように配置されているため、通過する袋体１１は、図４に示すように強制的かつ自動的に開口部１２（図６の袋体１の場合は、開口部５及び底縁部４の開口部）が開かれながら搬送される。そして、第１循環ベルト１５から排出される。このようにして、開口部１２が自動的に開かれた袋体１１を得ることができる。

ところで、本実施形態では、製袋機の運転開始直後や品質不良が発生した際、製袋機は、自動で断裁を２袋毎にすることで、排出される袋体を２連袋として良品への混入を防止するようにしている。

この場合、図５に示すように２連袋の袋体の先端部が第２循環ベルト２０の上流端（従動ローラ２２のニップ部）に到達し、製袋機の断裁前の状態では、袋体自動開き装置１０が２連袋をニップして搬送しようとするものの、断裁前であるため、２連袋を搬送することができず、第２循環ベルト２０の駆動ローラ２１用の駆動モータが負荷で停止したり、第２循環ベルト２０がスリップして磨耗したりする問題が発生する。

そこで、本実施形態では、第１循環ベルト１５の搬送方向上流側において第１循環ベルト１５と第２循環ベルト２０との隙間は、袋体１１の厚みより若干大きく設定されているので、袋体が通過する際に第１循環ベルト１５と第２循環ベルト２０とによるニップ圧がかかることはない。

また、上述した搬送方向上流側の在荷検出センサ２８を位置調整することにより、下流側の在荷検出センサ２９で袋体を検出した際に、搬送方向上流側の在荷検出センサ２８でも袋体を検出した場合には、排出された袋体が２連袋と判別し、真空チャンバ２５の真空圧を遮断する制御をマイコン等の制御手段により行う。

これにより、２連袋を排出中の場合であっても、第１循環ベルト１５の搬送方向上流側においてニップすることなく、２連袋が断裁された後に第１循環ベルト１５の摩擦力のみで２連袋が搬送され、袋体自動開き装置１０に負荷がかかるのを未然に防止することができる。

このように本実施形態によれば、第１循環ベルト１５により袋体１１を順次搬送し、この袋体１１の両面を真空チャンバ２５，２５により吸引するようにしたことにより、袋体１１のしわの発生を防止し、袋体１１のサイズや厚さ等に関わらず、断裁済みの袋体１１の開口部１２や口底部を自動的かつ確実に開くことができる。

また、本実施形態によれば、第２循環ベルト２０は、第１循環ベルト１５の搬送方向下流側にいくに従って第１循環ベルト１５に対して間隔が拡がるように配置したことにより、袋体１１の開口部１２が下流側にいくに従って徐々に大きく開口されるため、開口部１２を一段と確実に開くことができる。

（第２実施形態）
図８は本発明に係る袋体自動開き装置の第２実施形態を示す概略平面図である。なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を用いて異なる構成及び作用を説明する。また、図８において、太線部分はヒートシールされた部分を示している。

本実施形態は、袋体１３として三方の辺でヒートシールされたような三方袋を２個並列で同時に処理されるような袋体自動開き装置３３に適用したものである。この場合、断裁刃３１は袋体１３の縦方向を断裁する一方、断裁刃３２は袋体１３の横方向を断裁する。

したがって、２個の袋体１３は、循環移動を行っている第１循環ベルト１５上にその開口部１４が対向するように載置される。その後、各袋体１３は前記第１実施形態と同様の過程を経て自動的に開口部１４が開かれた袋体１３を得ることができる。

このように本実施形態によれば、２個並列で同時に処理されるような袋体自動開き装置３３でもしわの発生を防止し、袋体１３のサイズや厚さ等に関わらず、断裁済みの袋体１３の開口部１４を自動的かつ確実に開くことができる。

なお、本実施形態による袋体自動開き装置は、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。例えば、上記第１実施形態においては袋体１１が１個、第２実施形態においては袋体１３が２個並列で同時に処理されるような袋体自動開き装置について説明したが、袋体を３個以上並列で同時に処理するよう袋体自動開き装置が構成されていてもよい。

また、袋体１１，１３は、一対のプラスチックフィルムを重ね合わせるようにしたが、これ以外に紙のシートを重ね合わせるようにしてもよく、要するにシートを重ね合わせるようにしたものであればよい。

本発明に係る袋体自動開き装置の第１実施形態を示す概略側面図である。 図１の袋体自動開き装置を示す平面図である。 図１の真空チャンバを示す斜視図である。 図１の袋体自動開き装置で袋体の開口部を開いている状態を示す概略側面図である。 第１実施形態において製袋機に品質不良が生じた場合の概略側面図である。 製袋機により製造された、いわゆるスタンディングパウチとよばれる袋体の構成を示す構成図である。 （ａ）は図６の袋体について底部における開口部が開いたときに内容物を充填した状態を示す断面図、（ｂ）は図６の袋体において底部における折り返しの底材の端部同士が互いに付着してしまったときに内容物を充填した状態を示す断面図である。 本発明に係る袋体自動開き装置の第２実施形態を示す概略平面図である。

符号の説明

１０…袋体自動開き装置
１１…袋体
１２…開口部
１５…第１循環ベルト
１６…駆動ローラ
１７…従動ローラ
１８…テンションローラ
１９…貫通孔
２０…第２循環ベルト
２１…駆動ローラ
２２…従動ローラ
２３…テンションローラ
２４…貫通孔
２５…真空チャンバ
２６…吸引口
２７…ホース
２８…在荷検出センサ
２９…在荷検出センサ
３０…断裁部
３１…断裁刃
３２…断裁刃

Claims (6)

1. 一対のシートからなり開口部及び口底部のうち少なくとも前記開口部を有する袋体を順次搬送する搬送部と、
   前記搬送部により搬送される前記袋体の両面を吸引する吸引機構と、
   を備えることを特徴とする袋体自動開き装置。
2. 前記搬送部は、前記袋体を搬送する第１循環ベルトからなり、当該第１循環ベルトに複数の貫通孔が形成されるとともに、前記袋体が搬送される側に対向して第２循環ベルトが配置され、当該第２循環ベルトに複数の貫通孔が形成され、前記吸引機構は、前記第１循環ベルト及び前記第２循環ベルトの各複数の貫通孔を通して前記第１循環ベルト上を搬送する前記袋体の両面をそれぞれ吸引することを特徴とする請求項１に記載の袋体自動開き装置。
3. 前記吸引機構は、前記第１循環ベルト及び前記第２循環ベルトの内側に配置された真空チャンバであることを特徴とする請求項２に記載の袋体自動開き装置。
4. 前記第１循環ベルトの搬送方向上流側の当該第１循環ベルトと前記第２循環ベルトとの隙間を前記袋体の厚みより若干大きくしたことを特徴とする請求項２に記載の袋体自動開き装置。
5. 前記第２循環ベルトは、前記第１循環ベルトの搬送方向下流側にいくに従って前記第１循環ベルトに対して間隔が拡がるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の袋体自動開き装置。
6. 一対のシートからなり開口部及び口底部のうち少なくとも前記開口部を有する袋体を順次搬送する搬送工程と、
   前記搬送工程により搬送される前記袋体の両面を吸引する吸引工程と、
   を備えることを特徴とする袋体自動開き方法。

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