JP2021024640A - 包装体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連続的な工程で製造ができ、充填も容易で、しかも溶着も確実且つ迅速に行うことが可能であるとともに、特に厚みや硬度のある素材であって可撓性の低い包装材を用いる包装体に適した包装体の製造装置を提供する。【解決手段】互いの裏面を重ね合わせて長さ方向に送られる一対の包装材を前記長さ方向に溶着する縦シール手段と、前記両包装材の間の充填部に内容物を充填する充填手段と、前記両包装材を幅方向に所定間隔で溶着する横シール手段と、を備え、内容物を充填した包装体を連続的に製造する包装体の製造装置において、前記縦シール手段による溶着の前工程として、曲げ加工手段７０によって前記一対の包装材のうち少なくとも一方をその表面方向に凸となる樋状に曲げ加工する。【選択図】図４

Description

本発明は、包装体の製造装置に関し、殊に、互いの裏面を重ね合わせて長さ方向に送られる一対の包装材の間に内容物を充填した包装体を連続的に製造するための製造装置に関する。

食品や医薬品のように衛生管理が必要な内容物を１回分程度の少量ずつ包装した小分けの包装体が広く普及しているが、その内容物をより衛生的かつ容易に取り出せるようにするため、特公昭５５−３６５５２号公報に記載されたもののように、平坦な厚い帯状の包装材とその一側面に貼付した柔軟な包装材の間に充填部を形成するとともにその平坦な厚い帯状の包装材に破断により開封される開封部を備えた折曲げ開封包装体が周知であり、平坦な厚い帯状の包装材を加工するのは困難であることから、柔軟な包装材を加熱延伸して膨出することで内容物を収納している。

また、平坦な厚い帯状の包装材とその一側面に貼付した柔軟な包装材の間に充填部を形成し、平坦な厚い帯状の包装材を折り曲げるだけで開封されて折曲げによる圧力で内容物を吐出させるものも知られている。

ところが、従来の平坦な厚い帯状の包装材とその一側面に貼付した柔軟な包装材の間に充填部を形成した包装体では、充填、溶着時に柔軟な包装材が内容物の圧力により外側に向けて突出した状態に変形するため、収容部内の容積が不規則に変化して内容物の容量を一定に保つことができないという問題がある。

そこで、例えば特許第６０４２９５３号公報に、平坦な厚い帯状の包装材（シート材）を重ね合わせ方向と反対の外側に向けて突出する断面略凸形状に形成することにより内容物の容量を一定に保つことができる手段が開示されている。

しかしながら、前記公報に開示されている外側に向けて突出する断面略凸形状に形成する手段は、変形補助罫線を、例えば罫線付設刃の刃先を押し付けて、その部分を厚み方向に加圧して変形させ、刃先と対応する形状の変形補助罫線を付設するものであり、その際、罫線付設刃を押し付けた部分は、刃先の形状や角度等に応じて罫線付設刃の厚みと対応する方向へ押し広げられるが、反対に、罫線付設刃を押し付けた部分と反対側の部分は押し広げられず、一方の部材に対する罫線付設刃の押し付けを解除して、該罫線付設刃を一方の部材から離間させて一方の部材における変形補助罫線を付設した部分が、部材同士の重ね合わせ方向と反対の方向に向けて変形させ、一方の部材を、部材同士の重ね合わせ方向と反対の外側に向けて突出する断面略凸形状に形成するものである。

そのため、平坦な厚い帯状の包装材の材質、罫線付設刃の押し付け具合により突出する断面略凸形状が変化するので、平坦で厚い帯状の包装材が変わるごとに調整する必要があり、きわめて効率が悪い、また、罫線付設刃を用いての突出は、間歇的であり、連続して工程を行うことができない点も問題である。また、例えば平面が方形の罫線付設刃により断面略凸形状が形成されるため、柔軟な帯状の包装材との隙間が狭まり充填しにくいと言う問題もある。

特公昭５５−３６５５２号公報 特許第６０４２９５３号公報

本発明は、連続的な工程で製造ができ、充填も容易で、しかも溶着も確実且つ迅速に行うことが可能であるとともに、特に厚みや硬度のある素材であって可撓性の低い包装材を用いる包装体に適した包装体の製造装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明は、互いの裏面を重ね合わせて長さ方向に送られる一対の包装材を前記長さ方向に溶着する縦シール手段と、前記両包装材の間の充填部に内容物を充填する充填手段と、前記両包装材を幅方向に所定間隔で溶着する横シール手段と、を備え、内容物を充填した包装体を連続的に製造する包装体の製造装置において、前記縦シール手段による溶着の前工程として、曲げ加工手段によって前記一対の包装材のうち少なくとも一方をその表面方向に凸となる樋状に曲げ加工する曲げ加工工程を有することを特徴とする。

本発明によると、少なくとも一方の包装材を外側に向けて突出させて樋状に曲げ加工することで充填部の容積を確保できるとともに、内容物を充填する時に重ね合わせた一対の包装材の間に挿入するノズルの先端を差し込みまたは移動させ易くなる利点を有し、曲げ加工する包装材が厚みや硬度のある素材であって可撓性が低い場合に特に効果的である。

また、前記曲げ加工手段は、凹部を有する表側部材と、凸部を有する裏側部材とからなり、前記曲げ加工する包装材の表面側に前記表側部材を、裏面側に前記裏側部材を配置して、前記表側部材と裏側部材の隙間に前記曲げ加工する包装材を通過させることによって曲げ加工するものであることを特徴とする場合には、前記曲げ加工する包装材を曲げ加工手段に通すだけで容易に樋状に湾曲させることができる。

加えて、前記一対の包装材が幅方向に複数の充填部を形成可能な幅広であって、前記表側部材が複数の凹部を前記幅方向に有するとともに前記裏側部材が複数の凸部を前記幅方向に有しており、前記曲げ加工する包装材をその表面方向に凸となる複数の樋状部分を有する波形に曲げ加工するものである場合には、複数個の包装体を同時に生産することや、複数種類の内容物を充填した包装体を製造することを容易に実現可能である。

また、前記曲げ加工する包装材が熱可塑性を有するものであって、前記曲げ加工工程の前工程または同時に行われる工程として、加熱手段によって前記曲げ加工する包装材を加熱する加熱工程を有する場合には、加熱手段によって前記曲げ加工する包装材の可撓性を増して曲げ加工しやすくするとともに、曲げ加工工程の次工程である溶着工程でも少ない熱量で確実に溶着を行うことができる。

加えて、前記加熱手段が加熱ローラーである場合、例えば原反の状態でドラムに巻き回されている前記曲げ加工する包装材の巻き癖を直しやすくなる効果も期待できる。

更に、前記曲げ加工手段を構成する前記表側部材および前記裏側部材のうち少なくとも一方が熱伝導体により形成されているとともに前記加熱手段が前記熱伝導体に内蔵または付設により備えられている場合には、加熱工程を減らしてケース内のスペースを有効利用することが可能であるとともに、加熱温度の調節が容易で省エネを図ることができる。

本発明によれば、互いの裏面を重ね合わせて長さ方向に送られる一対の包装材の間に内容物を充填した包装体を連続的に製造するための製造装置において、少なくとも一方の包装材をその表面方向に凸となる樋状に曲げ加工することで、充填部の容積を確保できるとともに、内容物を充填する時に重ね合わせた２枚の包装材の間に挿入するノズルの先端を差し込みまたは移動させ易くなる利点を有し、曲げ加工する包装材が厚みや硬度のある素材であって可撓性が低い場合に特に効果的である。

本発明の実施の形態である包装体の製造装置の全体構成を示した縦断面図。 図１の包装体の製造装置の特徴部分を簡略化して示した構成図。 （ａ）はシート材を示す平面図、（ｂ）は幅広のシート材を示す平面図。 本発明の好ましい実施の形態における曲げ加工手段を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は使用状態を示す説明図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。 図１の包装体の製造装置により製造した包装体の（ａ）斜視図および（ｂ）拡大横断面図。 本発明の曲げ加工手段における異なる実施の形態の使用状態を示す斜視図。 本発明の更に異なる曲げ加工手段の実施の形態を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本実施の形態である包装体の製造装置１の構成を縦断面図で示しており、図２はその包装体の製造装置１の特徴部分を抽出して示している。この包装体の製造装置１は、熱可塑性を有する厚い平坦な樹脂であるシート材３１からなる包装材３０と、薄い帯状のフィルム材２１からなる包装材２０と、からなる一対の包装材２０，３０の裏面同士を重ねて周縁を囲むように熱溶着して形成した充填部内に内容物を充填してなる包装体を連続的に製造するのに適した装置であり、本実施の形態においては、図５に示すように開封部３１０を有する包装体５を製造する場合を説明する。

その包装体５は、開封部３１０であるミシン目３１１（図３（ａ）参照）を形成した平坦な厚い帯状の包装材３０に対してそれよりも薄く柔軟性のある帯状の包装材２０を熱溶着して、その間に形成した充填部５２に内容物５３を充填・封止してなる従来周知のものである。

尚、前述の開封部３１０以外に、例えば破断、切断または剥離等の開封手段によって内容物を取り出す包装体を製造する包装体の製造装置であっても本発明は実施可能である。

前記包装材２０を構成する前記フィルム材２１は薄く柔軟な材質であるため、予めドラム２００に巻回した原反として用いることができる。また、前記包装材３０については、前記シート材３１がある程度の可撓性を有しており、巻回可能であるため、前記薄い方の包装材２０と同様に予めドラム３００に巻回した原反として用いることができる。

尚、図面中、最も下に位置するドラム４００は、打ち抜き後のスケルトンを巻き取って回収するためのものであるが、これらのドラム２００，３００，４００は、総て装置の高さ方向中途位置から下側に配置されており、原反の交換作業やスケルトンの回収作業における利便性を考慮したものとなっている。

本実施の形態では前記包装材３０を構成するシート材３１（および包装材２０を構成するフィルム材２１）の幅は縦１列の包装体を製造するための幅に形成されたものであるが、複数個の包装体を同時に製造できるよう幅広のシート材３２としてもよい（図３（ｂ）参照）。

次に、図２を参照して、本実施の形態の包装体の製造装置１は、一対のプーリー７ａ，７ｂで重ね合わされて長さ方向に送られる（図示する下向きに縦送りされる）包装材３０，包装材２０の幅方向両端側を溶着する縦シール手段としての一対のローラー４ａ，４ｂ（縦シールロール）と、両端側を溶着されて筒状となった両包装材２０，３０の間に内容物を充填する充填手段としてのノズル６と、筒状となった両包装材２０，３０の長手方向所定間隔で幅方向に溶着する横シール手段としてのローラー８ａ，８ｂ（横シールロール）と、その下方で横シール手段による横シール位置を冷却するローラー９ａ，９ｂ（冷却ロール）、横シール位置で分断する分断手段としてのロールカッター１０ａ，１０ｂとを備えている。

尚、符号４１，４２は搬送中の前記包装材２０，３０の溶着箇所を予め加熱するプレヒータ、符号５１は分断される前の縦横をシールされて内容物が封止された状態の包装体が連続している連続包装体である。

殊に、本実施の形態では、図２に示すように、前記一対の包装材２０，３０を溶着する前工程に、包装材３０を挟んで加熱することにより巻癖を直すとともに適宜の可撓性を付与するための加熱手段である加熱ローラー６０ａ，６０ｂが備えられており、前記加熱ローラー６０ａ，６０ｂの下流側に隣接して曲げ加工手段７０が備えられており、加熱手段６０である加熱ローラー６０ａ，６０ｂによる加熱工程と曲げ加工手段７０による曲げ加工工程が順番に行われる。

本実施の形態では、前記加熱ローラー６０ａ，６０ｂは、例えば前記縦シール手段としての一対のローラー４ａ，４ｂ（縦シールロール）や横シール手段としてのローラー８ａ，８ｂ（横シールロール）と同様な、従来周知の加熱式の回転ローラーを使用することができ、使用する包装材３０の材質や厚さに応じて加熱温度や回転速度を調節して加熱する。

そして、次に、前記加熱ローラー６０ａ，６０ｂにより適度の可撓性を付与された包装材３０は加熱ローラー６０ａ，６０ｂの下流に備えられた曲げ加工手段７０に移送される。

この曲げ加工手段７０は、本実施の形態では、図４に示すように、長さ方向の中央部に所定形状の凹部７２を形成した丸棒状の表側部材７１と、長さ方向の中央部に所定形状の凸部７４を形成した丸棒状の裏側部材７３と、を互いに所定間隔を隔てて配置してなるものである。

そして、ガイド部７０を構成する表側部材７１および裏側部材７３は、例えば前記加熱ローラー６０ａ，６０ｂにより適度の可撓性を付与された包装材３０が触れても熱変形しない金属などの耐熱性を有する硬質材により形成され、前記加熱ローラー６０ａ，６０ｂにより加熱されている前記包装材３０を挟んで外側に向けて突出させた樋状に曲げ加工するものである。

尚、前記表側部材７１および裏側部材７３の表面をフッ素樹脂などのような耐熱性および低摩擦性を有する樹脂コーティングを施すことで、包装材３０は円滑にガイド部７０の隙間を通過することができる。

本実施の形態によると、前記ガイド部７０を用いることにより、厚みがあって曲がりづらい包装材３０を、その表側に向けて突出させた樋状に曲げ加工するので、充填部の容積を確保できるとともに、内容物を充填する時に重ね合わせた２枚の包装材の間に挿入するノズルの先端を差し込み易くなって、充填状態が偏るのを防止しながらシール面にシワが生じるトラブルを回避して、高品質な製品を製造しやすい状況を確保することを可能としている。

尚、本実施の形態では、包装材３０は曲げ加工手段７０により外側に向けて突出させた樋状に曲げ加工されるので、横幅が加工前に比べて湾曲させた分だけ短くなり、対向して配置する包装材２０を同幅としておくと図５に示すように、包装材３０に弛んだ状態に溶着された包装材２０が開封包装体５の充填部５２に充填された内容物５３により、包装材３０に対向して外側に湾曲して広がり、充填量の調整が容易になる。

尚、本実施の形態では、曲げ加工手段７０の上流側に、熱可塑性を有する包装材３０を加熱するための加熱手段６０である加熱ローラー６０ａ，６０ｂを備えて包装材３０を変形可能にするようにしたが、加熱ローラー６０ａ，６０ｂを備えずに、代わりに、ジュール熱、蒸気、熱風、ガス、その他種々の熱源を用いて包装材３０または曲げ加工手段７０を直接加熱する加熱手段を用いてもよい。

図６は本発明における異なる曲げ加工手段８０を示すものであり、前記実施の形態では一対の丸棒状の表側部材７１および裏側部材７３により曲げ加工手段７０を形成し、その上流側に、熱可塑性を有する包装材３０を加熱するための加熱ローラー６０ａ，６０ｂを備えた加熱工程６０により包装材３０を変形可能にするようにしたが、本実施の形態の曲げ加工手段８０は、一対の丸棒状の表側部材７１および裏側部材７３からなる曲げ加工手段７０に代えて、内側面における幅方向の中央に長さ方向に向けて凹部８２を備えた熱伝導性を有する硬質のブロック状の表側部材８１と、内側面における幅方向の中央に前記凹部８２と相似する凸部８４が長さ方向に向けて形成された熱伝導性を有する硬質のブロック状の裏側部材８３と、を対向して所定の間隔で配置してなるものとした。

また、本実施の形態は、加熱手段８５が前記表側部材８１および裏側部材８３内にそれぞれ内蔵（或いは付設）されており、少なくとも、表側部材８１の凹部８２部分または裏側部材８３の凸部８４部分が所定の温度に加熱されるので、広範囲に渡って確実に加熱されるとともに加熱ローラーを別途設ける必要がないため省スペース化が図れ、加熱手段および成形手段を一体として、加熱と加圧を同時に行うことができるため、より安定して樋状に曲げ加工することが可能であるが、前記実施の形態のように、加熱ローラーにより加熱するものであってもよい。

そして、対向して所定の間隔で配置した表側部材８１および裏側部材８３間の隙間に包装材３０を加熱手段８５で加熱しながら通過させることにより外側に向けて突出させて樋状に曲げ加工するものである。

尚、本実施の形態における前記加熱手段８５は熱風を用いるものであるが、その他に例えばジュール熱、蒸気、ガス、その他種々の熱源を用いたものとしてもよい。

前記図４に示した曲げ加工手段７０を用いた曲げ加工工程は加熱と曲げ加工が線接触により行われるのに対して、本実施の形態の曲げ加工手段８０を用いた曲げ加工工程は面接触により行われるので、加熱工程および曲げ加工工程をより時間を掛けて行うことができ、十分に且つ確実に包装材３０を外側に向けて突出させて樋状に曲げ加工することが可能である。

また、本実施の形態では、前記一対の縦シール手段を形成する前記一対のローラー４ａ，４ｂには、それぞれ個別に駆動および回転数が可変の駆動源（電動機等、図示せず）が備えられており、前記各ローラー４ａ，４ｂの回転速度が、それぞれ個別に調整可能となり、前記包装材２０，３０の送り速度および送り量を調整することが可能となるため、更に子細な調整を加えた溶着が可能である。

図７は本発明における更に異なる曲げ加工手段９０を示すものであり、図６に示した一対の丸棒状の表側部材７１および裏側部材７３からなる曲げ加工手段７０に代えて、内側面における幅方向に長さ方向に向けて２箇所の凹部９２ａ，９２ｂを備えた熱伝導性を有する硬質のブロック状の表側部材９１と、内側面における幅方向に長さ方向に向けて２箇所の凸部９４ａ，９４ｂが形成された熱伝導性を有する硬質のブロック状の裏側部材９３と、を対向して所定の間隔で配置してなるものとした。

また、本実施の形態は、熱風を通過させて加熱する加熱手段９５が前記表側部材９１および裏側部材９３内にそれぞれ内蔵されており、少なくとも、表側部材９１の凹部９２ａ，９２ｂ部分または裏側部材９３の凸部９４ａ，９４ｂ部分が所定の温度に加熱されるので、前記ガイド部８０よりも更に広い範囲で加熱が可能であるとともに加熱ローラーを別途設ける必要がないため省スペース化が図れ、加熱手段および成形手段を一体として、加熱と加圧を同時に行うことができるため、より安定して樋状に曲げ加工することが可能である。

そして、対向して所定の間隔で配置した表側部材９１および裏側部材９３間の隙間に包装材３０を加熱手段９５で加熱しながら通過させることにより外側に向けて突出させて複数の樋状部分を有する波形に曲げ加工するものである。

このように、包装材３０をその表面方向に凸となる複数の樋状部分を有する波形に曲げ加工することで、充填部を複数形成することが可能となるため、複数個の包装体を同時に生産することや、複数種類の内容物を充填した包装体を製造することを容易に実現可能である利点を有する。

尚、本発明の各実施の形態において、包装体を構成する一対の包装材は、厚さ、硬度および素材の異なる包装材を用いる場合を説明したが、厚さ、硬度または素材が同一の包装材を用いても実施可能であり、また、本実施の形態では一方の包装材３０について曲げ加工を施したが、他方の包装材２０に或いは双方の包装材２０，３０について曲げ加工を施してもよいことは言うまでもない。

以上のように、本発明によれば、互いの裏面を重ね合わせて長さ方向に送られる一対の包装材の間に内容物を充填した包装体を連続的に製造するための製造装置において、少なくとも一方の包装材をその表面方向に凸となる樋状に曲げ加工することで、充填部の容積を確保できるとともに、内容物を充填する時に重ね合わせた一対の包装材の間に挿入するノズルの先端を差し込みまたは移動させ易くなる利点を有し、曲げ加工する包装材が厚みや硬度のある素材であって可撓性が低い場合に特に効果的である。

１ 包装体の製造装置、４ａ，４ｂ，８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ ローラー、５ 開封包装体、６ ノズル、７ａ，７ｂ プーリー、１０ａ，１０ｂ ロールカッター、２０，３０ 包装材、４１，４２ プレヒータ、５１ 収容部、５１ 連続包装体、５２ 充填部、５３ 内容物、６０，８５，９５ 加熱手段、６０ａ，６０ｂ 加熱ローラー、７０，８０，９０ 曲げ加工手段、７１，８１，９１ 表側部材、７２，８２，９２ａ，９２ｂ 凹部、７３，８３，９３ 裏側部材、７４，８４，９４ａ，９４ｂ 凸部、２００，３００，４００ ドラム、３１０ 開封部、３１１ ミシン目

Claims (7)

1. 互いの裏面を重ね合わせて長さ方向に送られる一対の包装材を前記長さ方向に溶着する縦シール手段と、前記両包装材の間の充填部に内容物を充填する充填手段と、前記両包装材を幅方向に所定間隔で溶着する横シール手段と、を備え、内容物を充填した包装体を連続的に製造する包装体の製造装置において、
   前記縦シール手段による溶着の前工程として、曲げ加工手段によって前記一対の包装材のうち少なくとも一方をその表面方向に凸となる樋状に曲げ加工する曲げ加工工程を有することを特徴とする包装体の製造装置。
2. 前記一対の包装材は互いの厚み，硬度または材質が異なるものであることを特徴とする請求項１記載の包装体の製造装置。
3. 前記曲げ加工手段は、
   凹部を有する表側部材と、凸部を有する裏側部材とからなり、
   前記曲げ加工する包装材の表面側に前記表側部材を、裏面側に前記裏側部材を配置して、前記表側部材と裏側部材の隙間に包装材を通過させることによって曲げ加工するものであることを特徴とする請求項１または２記載の包装体の製造装置。
4. 前記一対の包装材が幅方向に複数の充填部を形成可能な幅広であって、
   前記表側部材が複数の凹部を前記幅方向に有するとともに前記裏側部材が複数の凸部を前記幅方向に有しており、前記曲げ加工する包装材をその表面方向に凸となる複数の樋状部分を有する波形に曲げ加工するものであることを特徴とする請求項３記載の包装体の製造装置。
5. 前記曲げ加工する包装材が熱可塑性を有するものであって、
   前記曲げ加工工程の前工程または同時に行われる工程として、加熱手段によって前記曲げ加工する包装材を加熱する加熱工程を有することを特徴とする請求項１，２，３または４記載の包装体の製造装置。
6. 前記加熱手段が加熱ローラーであることを特徴とする請求項５記載の包装体の製造装置。
7. 前記曲げ加工手段を構成する前記表側部材および前記裏側部材のうち少なくとも一方が熱伝導体により形成されているとともに前記加熱手段が前記熱伝導体に内蔵または付設により備えられていることを特徴とする請求項５記載の包装体の製造装置。