JP2018158733A - 背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法および充填包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の交換や高度な調整を要しないで三方シール包装袋を背貼りシール包装袋に容易に変更することができる充填包装機を提供する。【解決手段】合掌状の背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法において、帯状の包装用フィルムＦを内ガイド部材１ｂおよび外ガイド部材1ａからなる折返し機構を介して折返し、側縁部分に縦シール機構によって縦シール部を形成して筒状とする工程と、前記包装用フィルムＦを一対の拡幅ガイド部材６によって拡幅させる工程と、前記包装用フィルムＦの長手方向に直交する方向に横シール部を形成する工程と、を経ると共に、前記包装用フィルム幅に応じ、前記縦シール機構および前記内ガイド部材１ｂを、充填ノズル９の内径中心から相互に離隔する方向に、該包装用フィルム幅のほぼ１／４に当たる位置に配置すると共に、前記拡幅ガイド部材６の揺動角度を調整する。【選択図】図１

Description

この発明は、合掌状の背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法および、この方法を利用した充填包装機に関し、とくには、ベースフィルム層とシーラント層とを具える長尺の包装用フィルムを折り返して製袋する際の、該袋幅の変更を部品の変換等なしに短時間のうちに容易に行うことができる背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法および充填包装機を提供するものである。

包装袋内へ液状の被包装物、たとえば飲食物、調味料、医薬品、化粧品などの液体の他、粘稠物あるいはゼリー状等の流動性物質を自動的に充填包装する充填包装機については、特許文献１に記載されているような、いわゆる縦型の三方シール充填包装機が用いられている。

この縦型の三方シール充填包装機は、例えば、二軸延伸したエチレン-ビニルアルコール共重合体樹脂等からなるベースフィルム層と、無延伸のエチレンービニルアセテート共重合体樹脂等からなるシーラント層とを、蒸着層、中間層等を介して、または介することなく積層した積層フィルムからなる一枚の長尺包装用フィルムを、その長手方向に上方から下方へ連続的に走行させながら、前記シーラント層が向かい合わせになるように幅方向に半折りし、その重なり合うフィルム両側縁どうしを縦方向に連続的にヒートシールして、縦シール部を形成して該フィルムを筒状にしつつ、間欠的な横シール部の形成前に成形される包装袋内へ液状の被包装物を充填包装し、該横シール部の形成後に、包装袋を一袋ずつまたは複数袋ずつに切断分離することが一般的である。

また、近年、特許文献２に記載のように、被包装物の取出しが容易な包装袋として、合掌状の背貼りシール部に易剥離部分が形成された被包装物の注出通路を設けると共に、該背貼りシール部を中心として２つに折り畳んだ状態で被包装物の充填スペースを押圧することで、小さな押圧力で簡単に被包装物を注出することのできる包装袋が提案されている。

特開２０１６−０１６８７０号公報 特開２０１３−１６９９９１号公報 特開平０９−１１００１３号公報 特開２０１６−６８９４６号公報

ところで、前記背貼りシール部を有する包装袋は、例えば特許文献３に開示されているような縦型ピロー包装機によって製造されている。このピロー包装機は、フィルムロールから繰り出された長尺の包装用フィルムを円筒状のフォーマ（セーラー）に巻き付けてチューブ状に曲成すると共に、その曲成された包装用フィルムを縦方向および横方向にヒートシールして包装袋を形成しながら、被包装物を充填して包装するように構成されている。このピロー包装機は、製造する包装袋の寸法に合わせて前記フォーマを交換する必要があるが、フォーマが非常に高価なものであることや、重量が非常に重く、さらに包装用フィルムの蛇行を防止するために左右の取付位置を正確に合わせる等の高度な調整が必要であり、交換作業に費用と労力を要するという問題点を有している。

そこで、出願人は先に背貼りシール包装袋の製造方法および充填包装機として、特許文献４に記載のように、筒状の包装用フィルムを下部が次第に相互に拡開するように二つに分かれた形状（逆Ｙ字形）を有する棒状のガイドロッドによって、該包装用フィルムの走行方向に対して垂直な方向に広げて、縦シール部を筒状の包装用フィルムの中央部分に位置させて、背貼りシール部とすることを提案した。しかしながら、この方法では、高速で走行する前記筒状の包装用フィルムが、前記棒状のガイドロッドの端部に引っかかるなどして蛇行したり、破損等するおそれがあると共に、該二つのガイドロッドの端部間の長さを、前記筒状の包装用フィルムの内寸幅に一致させる必要があり、製造する包装袋の袋幅毎に該ガイドロッドを交換する手間を要する点に改善の余地があった。

そこで、本発明の目的は、特許文献１のような従来の三方シール充填包装機を利用し、三方シール包装袋を背貼りシール包装袋に容易に変更することができ、しかも、包装袋の袋幅の変更に際し、部品の交換を必要とせず、かつ高度な調整を要しない背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法と、その方法を利用した充填包装機を提供することにある。

上記目的を達成するため鋭意検討した結果、発明者らは、以下に述べる要旨構成に係る本発明に想到した。
即ち、本発明は、走行する帯状の包装用フィルムの両側縁を貼り合わせて合掌状の背貼りシール形の被包装物充填包装体を製造する方法において、
前記包装用フィルムを、該包装用フィルムの走行方向に延びる内ガイド部材と、該内ガイド部材に対して直角方向に延びる外ガイド部材とからなる折返し機構を介して、接着層もしくはシーラント層が対向するように幅方向中央部で折返し、その重なり合う側縁部分を縦シール機構によって、該包装用フィルムの長手方向に連続的に縦シール部を形成して筒状とする工程と、
前記筒状包装用フィルム内に挿入された被包装物の充填ノズルに取り付けられ、前記縦シール部の左右両側に配置された、前記筒状包装用フィルムの走行方向への揺動が可能な一対の拡幅ガイド部材によって前記筒状包装用フィルムを、前記縦シール部が該包装用フィルムの一方の面の中央部に位置するように拡幅させる工程と、
前記筒状包装用フィルム内に前記充填ノズルから被包装物を充填しながら、該筒状包装用フィルムの長手方向に直交する方向に、横シール機構によって該筒状包装用フィルムの全幅にわたってシールされた横シール部を、該筒状包装用フィルムの長手方向に間隔をおいて形成する工程と、を経ると共に、
前記帯状の包装用フィルム幅に応じ、前記縦シール機構および前記内ガイド部材を、前記充填ノズルの内径中心から相互に離隔する方向に、該包装用フィルム幅のほぼ１／４に当たる位置に配置すると共に、前記拡幅ガイド部材の揺動角度を調整することを特徴とする背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法を提案する。

なお、本発明の背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法においては、
（１）前記拡幅ガイド部材の揺動角度の調整は、前記筒状包装用フィルムの拡幅開始点と、前記拡幅ガイド部材と前記筒状包装用フィルムの内表面との接触位置と、を結んで形づくられる三角形の底角がそれぞれ４０〜８５°範囲内になるように行うこと、
（２）前記拡幅ガイド部材と、前記筒状包装用フィルム内表面との接触長さを１〜３５ｍｍとしたこと、
がより好ましい解決手段となる。

また、本発明においては、原反ロールから繰り出される帯状の包装用フィルムを、該包装用フィルムの走行方向に延びる内ガイド部材と、該内ガイド部材に対して直角な方向に延びる外ガイド部材からなる折返し機構を介し、接着層もしくはシーラント層が対向するように幅方向中央部で折返し、その重なり合う側縁部分に該包装用フィルムの長手方向に連続的に縦シール部を形成して筒状とする縦シール機構と、
前記筒状包装用フィルム内に挿入される被包装物用充填ノズルに取り付けられていて、前記縦シール部の左右両側に配置された、前記筒状包装用フィルムの走行方向への揺動が可能な一対の拡幅ガイド部材によって、前記筒状包装用フィルムを、前記縦シール部が該包装用フィルムの一方の面の中央部に位置するように拡幅させて、該縦シール部を合掌状の背貼りシール部とする拡幅機構と、
前記筒状の包装用フィルム内に前記充填ノズルから被包装物を充填しながら、該包装用フィルムの長手方向に直交する方向に、包装用フィルムの全幅にわたってシールされた横シール部を、包装用フィルムの長手方向に間隔をおいて形成して包装体を形成する横シール機構と、を具え
前記縦シール機構および前記内ガイド部材は、互いに近接または離隔する方向に移動可能に設けられていると共に、前記拡幅ガイド部材は揺動角度が調整可能に設けられていることを特徴とする充填包装機を提案する。

なお、本発明の充填包装機においては
（１）前記拡幅ガイド部材は、前記筒状包装用フィルムと摺接する上側端縁が楕円弧状であること、
（２）前記拡幅ガイド部材と前記筒状包装用フィルムとの接触長さが、１〜３５ｍｍであること、
がより好ましい解決手段となる。

この発明によれば、筒状の包装用フィルムの縦シール部を、板状の拡幅ガイド部材との摺接のみによって筒状の包装用フィルムの一方の面の中央部に位置させることができるため、該拡幅ガイド部材との摺接による摩擦抵抗の影響を受けることがなく、皺や破損等が発生するのを抑制することができる。とくに、前記拡幅ガイド部材の上側縁部を楕円弧状とした場合には、高速運転時においても、該拡幅ガイド部材に前記筒状包装用フィルムが引っ掛かるおそれがなく、また該筒状包装用フィルムの内表面が傷つくようなことがない。

また、本発明によれば、縦シール機構および内ガイド部材が、相互に近接または離間可能に構成されているため、両者を前記充填ノズルの内径中心から相互に離隔する方向に、帯状の包装用フィルム幅のほぼ１／４に当たる位置に配置させることにより、縦シール部を常に筒状包装用フィルムの中央部（背貼り位置）に位置させることができる。

また、本発明では、前記拡幅ガイド部材が上下方向に揺動可能に構成されているため、包装用フィルムのフィルム幅が変わった際にも、その揺動角度を調整することだけで簡単に、該フィルム幅に合わせて、拡幅ガイド部材の拡幅（張り出し）幅を調整することができる。そのため、本発明によれば、包装用フィルムのフィルム幅の変更に合わせた部品交換が不要となり、包装用フィルムの交換作業の費用と労力を低減することができる。

なお、前記一対の拡幅ガイド部材の揺動角度の調整を、前記筒状の包装用フィルムの拡幅開始点と、前記一対の拡幅ガイド部材と前記筒状包装用フィルムの内表面との接触位置と、を結んで形づくられる三角形の底角が、それぞれ４０〜８５°範囲内になるように行うことにより、筒状の包装用フィルムのテンションが適正に保たれて、蛇行が抑制され、安定した操業を確保することができると共に、縦シール部を、筒状包装用フィルムの幅方向中央部に正確に位置させることができる。

また、拡幅ガイド部材の側縁と、前記筒状包装用フィルムの内表面との接触長さを１〜３５ｍｍ、より好ましくは５〜２０ｍｍｍとした場合は、拡幅ガイド部材の十分少ない摩擦力の下で、一対の拡幅ガイド部材の摩擦力を十分均等なものとして、長尺の包装用フィルムの蛇行を十分に防止することができる。

この発明の一実施形態を示す斜視図である。 この発明の一実施形態を示す正面図である。 この発明の一実施形態を示す右側面図である。 揺動可能な拡幅ガイド部材を示す拡大図である。

図１〜３は、本発明の充填包装機の一実施形態としての縦型充填包装機の構成を示す模式図であり、図１は斜視図、図２は正面図、図３は側面図である。なお、本発明の背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法は、このような縦型充填包装機に限定されるものではなく、縦ピロー充填包装機や横ピロー充填包装機、他列充填包装機等の各種の包装機に利用することができる。

図１の縦型充填包装機は、長尺の包装用フィルムＦを、図示しないフィルムロールから図の上方から下方に向けて、ガイドローラＲを介して連続的に繰り出し走行させて、フィルム折返し機構１の、たとえば二本の棒状の外ガイド部材１ａに、包装用フィルムＦの外表面、例えば、二軸延伸したエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂等からなるベースフィルム層を接触させながら、図では一方の、逆Ｌ字状の内ガイド部材１ｂに包装用フィルムＦの内表面、たとえば蒸着層、中間層等を設けることを可とする、無延伸エチレン−ビニルアセテート共重合体樹脂層からなるシーラント層を接触させて、該シーラント層が向かい合わせになるように幅方向に半折して、該包装用フィルムＦの両側縁どうしを重ね合わせる。

次いで、この包装用フィルムＦの両側縁どうしを、縦シール部形成機構２の一対の縦シールロール３ａ、３ｂにて、長手方向に連続的に加熱および加圧して、図に斜線を施して示す合掌状の縦シール部４を形成し、これにより、包装用フィルムＦから筒状フィルム５を形成する。
１対の縦シールロール３ａ、３ｂは、図示しない歯車組を介して互いに逆向きにかつ等速度で回転駆動するモータと、それら１対の縦シールロール３ａ、３ｂを互いの近接方向へ付勢するように、縦シールロール３ａ、３ｂの支持軸の両端部をそれぞれ支持する軸受け部に設けられた１対のエアシリンダとを具える。

その後は、筒状フィルム５を、内表面側のシーラント層に接触する揺動可能な一対の拡幅ガイド部材６に沿って幅方向に拡幅させて、合掌状の縦シール部４を、図１の斜視図に示すように筒状フィルム５の幅方向中央部に位置する合掌状の背貼りシール部とする。なお、図１において仮想線で示すのは、長尺の包装用フィルムＦおよび筒状フィルム５であり、筒状フィルム５が一対の拡幅ガイド部材６の作用下で幅方向に拡幅し、合掌状の縦シール部４が筒状フィルム５の中央部に位置しているのが分かる。

図１〜３に示すように、縦シールロール３ａ、３ｂの下流位置には、長尺の筒状フィルム５を上方から下方へ引き出す走行ロール７を設けることが好ましく、該走行ロール７によって、筒状フィルム５の安定した走行と、拡幅ガイド部材６に沿った拡幅を確実なものとすることができる。

前記のようにして筒状フィルム５を、一対の拡幅ガイド部材６の作用下で拡幅させて、縦シール部４を合掌状の背貼りシール部とした後は、被包装物供給機構８により、図示しないタンクから図示しないポンプおよび供給路を経て筒状フィルム５内へ被包装物を充填ノズル９から連続的に所定量ずつ充填するとともに、筒状フィルム５の長手方向に間欠的に作動する、図では１対の横シールバーからなる横シール部形成機構１０をもって、該筒状フィルム５の全幅に亘って横シール部を、包装袋の容量を考慮して間欠的に形成することで、被包装物の充填包装を終了する。

なお、横シール部形成機構１０としては、１対の横シールロールを用いてもよく、この場合には、歯車組を介してモータで互いに逆向きにかつ等速で回転駆動される１対の横シールロールの外周面上に、周方向に等間隔に位置して軸線方向へ延在する複数本のヒートシールバーを設け、該ヒートシールバーによって、筒状フィルム５に間欠的に横シール部を形成することができる。この場合、各横シールロールにはそれぞれ、ヒートシールバーを加熱するヒータが内蔵されている。

また、この充填包装機では、図３に矢印で示すように内ガイド部材１ｂ、縦シールロール３ａ、３ｂおよび走行ロール７が、互いに近接または離間する方向に移動可能に構成されているため、包装用フィルムＦを交換等して、そのフィルム幅が変わった場合には、該内ガイド部材１ｂ、縦シールロール３ａ、３ｂおよび走行ロール７の位置を変えることだけで簡単に調整することができる。このとき、内ガイド部材１ｂと縦シールロール３ａ、３ｂ（および走行ロール７）を相互に離隔する方向に、充填ノズル９の内径中心から包装用フィルムＦの幅のほぼ１／４の長さ分、離れた位置に配置すれば、拡幅ガイド部材６に沿って筒状フィルム５を拡幅させた際に、常に縦シール部４を該筒状フィルム５の幅方向中央部に位置させることができる。

また、外ガイド部材１ａは、図１では平行に配置された１対の棒状部材によって構成されているが、該外ガイド部材１ａを構成する１対の部材もまた、互いに近接または離間する方向に移動可能に構成することが好ましい。さらに、外ガイド部材１ａは、１対の棒状等からなる部材を縦シール部４側が狭幅になるようにハの字状に配置しても良く、また平行あるいはハの字状に配置した外ガイド部材１ａを、内ガイド部材１ｂに沿って複数対（平行またはハの字状のみ、あるいは平行とハの字状を組み合わせて）設けた場合には、包装用フィルムＦの走行がスムーズになり、蛇行を抑制して安定した操業を確保することができる。

さらに、一対の拡幅ガイド部材６は、筒状フィルム５の走行方向に上下に揺動可能に構成されているため、前記のように包装用フィルムＦのフィルム幅が変わった場合には、該拡幅ガイド部材６の揺動角度を、筒状フィルム５の内寸幅（包装袋幅）に合わせて調整することで、該筒状フィルム５のテンションを適正に保ち、蛇行を抑制して安定した操業を確保することができると共に、筒状フィルム５を幅方向に拡幅させて、縦シール部４を、筒状フィルム５の幅方向中央部に正確に位置させることができる。したがって、本実施形態の充填包装機によれば、包装用フィルムのフィルム幅の変更に合わせた部品交換が不要で、包装用フィルムの交換作業の費用と労力を低減することができる。

なお、図４に拡大して示す拡幅ガイド部材６は、被包装物供給機構８のノズル９に取り付けた固定ブラケット１１または拡幅ガイド部材６それ自体に揺動孔１２を形成し、この揺動孔１２を介してラチェット機構、パルスモータ等で揺動することができる。

ここで、一対の拡幅ガイド部材６の揺動角度は、図２に示すように、筒状フィルム５の走行ロール７の出側位置を拡幅開始点１３とし、該拡幅開始点１３と拡幅ガイド部材６と筒状フィルム５の内表面との接触位置１４、１５と、を結んで形づくられる三角形の底角θが、それぞれ４０〜８５°、より好ましくは５０〜７０°の範囲内になるように決定する。底角θを上記範囲内にすることで、筒状フィルム５のテンションが適正に保たれて、蛇行が抑制され、安定した操業を確保することができると共に、縦シール部４を、筒状フィルム５の幅方向中央部に正確に位置させることができる。なお、拡幅開始点１３は、走行ロール７を設けない場合には、縦シール部３の出側位置となる。

また、各拡幅ガイド部材６と筒状フィルム５の内表面との接触長さＬ（図２参照）を、１〜３５ｍｍ、より好ましくは５〜２０ｍｍｍとした場合は、拡幅ガイド部材６の十分少ない摩擦力の下で、一対の拡幅ガイド部材６の摩擦力を十分均等なものとして、長尺の筒状フィルム５の蛇行を十分に防止することができる。

そして、各拡幅ガイド部材６の、筒状フィルム５の内表面との摺接面となる上側縁形状は、図４に示すような楕円弧状とすることが好ましく、これによれば包装用フィルムＦを高速で走行させた際も、該拡幅ガイド部材６と筒状フィルム５内表面との摺接による摩擦抵抗が小さくなり、また筒状フィルム５の内表面が傷つくおそれがない。なお、この拡幅ガイド部材６上側縁の楕円弧状は、楕円直径軸の短軸と長軸の比が１：１．５〜１：３．０の範囲となるようにすることが好ましく、この範囲とすることで、拡幅ガイド部材６を揺動させた際の筒状フィルム５に対する相対角度の変化が小さいため、該拡幅ガイド部材６と筒状フィルム５との接触による摩擦抵抗の変化を極力、抑えることができる。

以上、三方シール包装袋への被包装物はそのままに合掌状のシール部とする場合について説明したが、このことは、四方シール包装袋の側端縁どうしを合掌状に融着させる場合についても同様である。また、本発明は、液状物の他、粉状物や固形物等、各種の被包装物の充填包装に利用することができる。

Ｆ 包装用フィルム
Ｒ ガイドローラ
１ フィルム折返し部
１ａ 外ガイド部材
１ｂ 内ガイド部材
２ 縦シール部形成機構
３ａ、３ｂ 縦シールロール
４ 縦シール部
５ 筒状フィルム
６ 拡幅ガイド部材
７ 走行ロール
８ 被包装物供給機構
９ 充填ノズル
１０ 横シール部形成機構
１１ 固定ブラケット
１２ 揺動孔
１３ 拡幅開始点
１４、１５ 接触位置

Claims (6)

1. 走行する帯状の包装用フィルムの両側縁を貼り合わせて合掌状の背貼りシール形の被包装物充填包装体を製造する方法において、
   前記包装用フィルムを、該包装用フィルムの走行方向に延びる内ガイド部材と、該内ガイド部材に対して直角方向に延びる外ガイド部材とからなる折返し機構を介して、接着層もしくはシーラント層が対向するように幅方向中央部で折返し、その重なり合う側縁部分を縦シール機構によって、該包装用フィルムの長手方向に連続的に縦シール部を形成して筒状とする工程と、
   前記筒状包装用フィルム内に挿入された被包装物の充填ノズルに取り付けられ、前記縦シール部の左右両側に配置された、前記筒状包装用フィルムの走行方向への揺動が可能な一対の拡幅ガイド部材によって、前記筒状包装用フィルムを、前記縦シール部が該包装用フィルムの一方の面の中央部に位置するように拡幅させる工程と、
   前記筒状包装用フィルム内に前記充填ノズルから被包装物を充填しながら、該筒状包装用フィルムの長手方向に直交する方向に、横シール機構によって該筒状包装用フィルムの全幅にわたってシールされた横シール部を、該筒状包装用フィルムの長手方向に間隔をおいて形成する工程と、を経ると共に、
   前記帯状の包装用フィルム幅に応じ、前記縦シール機構および前記内ガイド部材を、前記充填ノズルの内径中心から相互に離隔する方向に、該包装用フィルム幅のほぼ１／４に当たる位置に配置すると共に、前記拡幅ガイド部材の揺動角度を調整することを特徴とする背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法。
2. 前記拡幅ガイド部材の揺動角度の調整は、前記筒状包装用フィルムの拡幅開始点と、前記拡幅ガイド部材と前記筒状包装用フィルムの内表面との接触位置と、を結んで形づくられる三角形の底角がそれぞれ４０〜８５°範囲内になるように行うことを特徴とする請求項１に記載の背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法。
3. 前記拡幅ガイド部材と、前記筒状包装用フィルムの内表面との接触長さを１〜３５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の背貼りシール形の被包装物充填包装体の製造方法。
4. 原反ロールから繰り出される帯状の包装用フィルムを、該包装用フィルムの走行方向に延びる内ガイド部材と、該内ガイド部材に対して直角な方向に延びる外ガイド部材からなる折返し機構を介し、接着層もしくはシーラント層が対向するように幅方向中央部で折返し、その重なり合う側縁部分に該包装用フィルムの長手方向に連続的に縦シール部を形成して筒状とする縦シール機構と、
   前記筒状包装用フィルム内に挿入される被包装物用充填ノズルに取り付けられていて、前記縦シール部の左右両側に配置された、前記筒状包装用フィルムの走行方向への揺動が可能な一対の拡幅ガイド部材によって、前記筒状包装用フィルムを、前記縦シール部が該包装用フィルムの一方の面の中央部に位置するように拡幅させて、該縦シール部を合掌状の背貼りシール部とする拡幅機構と、
   前記筒状の包装用フィルム内に前記充填ノズルから被包装物を充填しながら、該包装用フィルムの長手方向に直交する方向に、包装用フィルムの全幅にわたってシールされた横シール部を、包装用フィルムの長手方向に間隔をおいて形成して包装体を形成する横シール機構と、を具え
   前記縦シール機構および前記内ガイド部材は、互いに近接または離隔する方向に移動可能に設けられていると共に、前記拡幅ガイド部材は揺動角度が調整可能に設けられていることを特徴とする充填包装機。
5. 前記一対の拡幅ガイド部材は各々、前記筒状包装用フィルムと摺接する上側端縁が楕円弧状であることを特徴とする請求項４に記載の充填包装機。
6. 前記一対の拡幅ガイド部材の各々と前記筒状包装用フィルムの内表面との接触長さが、１〜３５ｍｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の充填包装機。

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