JP2022111650A - 縦シール装置およびその縦シール装置を備えた縦型充填包装設備 - Google Patents

Abstract

【課題】品質の高い縦シール部を形成することが可能で、運転開始までの調整時間の短縮化、フィルム資材や被包装物のロスの削減を図ることできる縦シール装置およびその縦シール装置を備えた縦型充填包装設備を提案する。【解決手段】ロール本体の相互間で二枚重ねまたは少なくとも２つに折り畳まれた帯状プラスチックフィルムを挟持、加熱、溶着して縦シール部を形成する縦シール装置において、各ロール本体を、該ロール本体を軸端部において片持ち状態で保持するとともに少なくとも２つの軸受けを介してロール本体とともに回転可能に支持される主軸を有するものとする。該主軸を回転可能に支持する各軸受けの軸受け箱のうち、各ロール本体のそれぞれに対面する軸受け箱の相互間に、該軸受け箱同士を弾性的に連結する連結部材を設け、その軸受け箱のいずれか一方もしくは両方に、該軸受け箱を該ロール本体とともに水平面内で移動させる移動手段を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、二枚重ねまたは少なくとも２つに折り畳まれた帯状プラスチックフィルム（軟質な包装用フィルム）をロール相互間に連続的に通過させて挟持、加圧、溶着することにより該帯状のプラスチックフィルムの幅方向の端縁に１または２以上のエンドレスな縦シール部を形成するのに適した縦シール装置およびその縦シール装置を備えた縦型充填包装設備に関するものである。

近年、軟質の包装用フィルムによって飲食物、調味液、医薬品、化粧品等の液状物、粘稠物もしくは粉、粒状物、その他の被包装物を自動充填包装することが広く一般に行われている。

このような被包装物の充填包装機では、例えば、特許文献1に記載されているように、積層構造からなる包装用フィルムを幅方向に沿って二つに折り返し、その折返して重なり合う両端部分をそれぞれ一対の縦シールロールによって加熱および加圧することにより互いに融着させながら下方へ送り、長手方向に延在する縦シール部を形成することが開示されている。

特開２００２－１０４３１０号公報 特開２００９－２４１９９３号公報

特許文献１の縦シール装置では、縦ロールが平行に位置する２本のロール軸の両端部にそれぞれ設けられてなり、対向する縦ロールによって、２本のロール軸間を通過する包装用フィルムを挟持して、該包装用フィルムの両側部を同時に縦シールするように構成されている。特許文献１のように幅方向に二つに折り返した半折フィルムをシールする場合、折り返し側はフィルムの反発復元力（スプリングバック）を有するため、非折り返し側よりも強いシール圧力と温度が要求されるが、従来の縦シール装置では、上記したように折り返し側および非折り返し側の側部を、同一のロール軸に軸支された縦ロールによってヒートシールすることになるため、同じ温度圧力条件でシールせざるを得なかった。

とくに、特許文献２のような自立用の底部を有する包装袋を製造する場合には、幅方向に二つに折り返した半折フィルムの折り返し部分を内側に折り込んだ後、該半折フィルムの左右両端部を縦方向にシールしているが、折り返し側と非折り返し側では重なり合うフィルムの枚数が異なるため（折り返し側４枚、非折り返し側２枚）、左右両側部を同一のシール条件で同時にシールすることがさらに難しく、最適なシール条件を決定するまでに長時間を要し、また作業員に経験と高度なスキルが必要とされ、またフィルム資材や被包装物に大量のロスが生じるという問題点があった。

上記問題点に対しては、縦シール装置を、包装用フィルムの左右側縁部にそれぞれ設け、個別にシール温度や圧力を制御しながらシールすることが望まれるが、この場合、縦ロールのロール軸は、片側のみが固定された、所謂片持ち状態になる（包装用フィルム上に位置する側の端部は固定することができない）ため、一対の縦ロールどうしの接触面の圧力が変動しやすく、縦シール目が歪んだり、発泡が生じるなど品質の点で課題があった。

本発明の目的は、包装用フィルムとして使用される帯状プラスチックフィルムを均一な圧力のもとに挟持、加熱、融着して安定した品質になる縦シール部を形成することが可能であり、かつ、運転開始までの調整時間の短縮化、フィルム資材や被包装物のロスの削減を図ることができる縦シール装置およびその縦シール装置を備えた縦型充填包装設備を提案するところにある。

本発明は、ロール本体を横並び状態で配列した縦ロール対を備え、各ロール本体の相互間に二枚重ねまたは少なくとも２つに折り畳まれた帯状プラスチックフィルムを上方から下方に向けて連続的に通過させて挟持、加熱、溶着させて該帯状プラスチックフィルムの幅方向の端縁にその長手方向に沿う１または２以上のエンドレスな縦シール部を形成する縦シール装置であって、前記各ロール本体は、該ロール本体を軸端部において片持ち状態で保持するとともに少なくとも２つの軸受けを介してロール本体とともに回転可能に支持される主軸を有し、該軸受けを内装、保持する軸受け箱のうち、各ロール本体のそれぞれに対面する軸受け箱の相互間に該軸受け箱同士を連結する連結部材を設け、該連結部材にて連結された該軸受け箱のいずれか一方もしくは両方に、該軸受け箱を水平面内で対面する軸受け箱に向けて押圧可能な押圧手段を設けたことを特徴とする縦シール装置である。

上記の構成からなる縦シール装置において、前記連結部材は、弾性部材またはスペーサであること、前記押圧手段が、エアシリンダまたは油圧シリンダであること、前記縦ロール対を二組備え、一方の縦ロール対と、もう一方の縦ロール対とは、ロール本体の端面同士が互いに対面する向かい合わせ配置になること、または前記二組の縦ロール対のうちの一の縦ロール対は、帯状プラスチックフィルムを下方に向けて案内、誘導するガイドローラであること、が課題解決のための手段として好ましい。

また、本発明は、上記の構成からなる縦シール装置と、該縦シール装置の下方に間隔をおいて直列に配置され前記帯状プラスチックフィルムの全幅にわたって横シール部を形成する少なくとも１組の横シールロール対と、縦シール部および横シール部によって区画形成された帯状プラスチックフィルムの内部空間内に被包装物を充填する充填ノズルと、前記横シールロール対の下方に配置され横シール部を切断する切断部からなることを特徴とする縦型充填包装設備である。

本発明によれば、ロール本体の軸心を変位させることができるため、片持ち状態で保持されるロール本体を備えたものであってもそのロール本体の相互間における挟持面の圧力分布を簡便かつ精度よく調整することが可能（縦ローレット同士の接触面における圧力分布の均一化等）となり縦シール部における品質の安定化、運転開始までの調整時間の短縮化、フィルム資材や被包装物のロスの削減を図り得る。

また、本発明によれば、縦シール装置を２組の縦ロール対を備えたもので構成することにより、帯状プラスチックフィルムの左右両縁部の厚みの違いや状態に合わせてシール条件をそれぞれ個別に設定することが可能となり、作業員の経験やスキルに依らず、シール条件を短時間で容易に調整することができる。

本発明にしたがう縦シール装置の実施の形態を模式的に示した外観斜視図である。 図１に示した縦シール装置の平面を示した図である。 （ａ）（ｂ）は、ロール本体相互間のロール間隔の変更状況を示した図である。 本発明にしたがう縦シール装置の他の実施の形態を模式的に示した外観斜視図である。 本発明にしたがう縦型充填包装設備の一の実施の形態を模式的に示した図である。

以下に本発明の一実施形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、本発明にしたがう縦シール装置の実施の形態を模式的に示した外観斜視図であり、図２は、図１に示した縦シール装置の平面を示した図である。

図１、２における符号１は、縦ロール対である。縦ロール対１は、ロール本体１Ａ、１Ｂが横並び状態で配列された２つで一組になるもので構成されており、各ロール本体1Ａ、1Ｂのローレット相互間に二枚重ねまたは少なくとも２つに折り畳まれた、例えば透明、半透明の帯状プラスチックフィルムＦを図中の矢印にしたがい上方から下方に向けて連続的に通過させて挟持、内蔵するヒータの如き加熱手段により加熱、融着して該帯状プラスチックフィルムＦの幅方向の端縁にその長手方向に沿う１または２以上のエンドレスな縦シール部Ｓを形成することができるようになっている。帯状プラスチックフィルムＦとしては、例えばベースフィルム層とシーラント層とを積層した積層構造からなるものを用いることができる。

各ロール本体１Ａ、１Ｂは、それらロール本体１Ａ、１Ｂを軸端部にて片持ち状態で保持し、かつ２つの軸受けを介して回転可能に支持される主軸２、３を有している。なお、主軸２とロール本体１Ａとは同じ軸心Ｌ１を有しており、主軸３とロール本体１Ｂとは同じ軸心Ｌ２を有している。

主軸２、３を回転可能に支持する軸受けは、それらの軸受けを内装、保持する軸受け箱（ロールチョック）４～７に組付けられており、ここでは軸受けについて図示はしないが、例えば自動調心タイプのコロ軸受けや玉軸受け等、各種のものを用いることができる。この実施の形態では、安定した支持を目的として１つのロール本体を、２つの軸受けで回転可能に支持する場合について示しているが、軸受けの数は、２つ以上とすることも可能であり、軸受けの数に対応して軸受け箱が増すことになる。

また、図における符号８、９は、各ロール本体１Ａ、１Ｂのそれぞれに対面する軸受け箱４および６、軸受け箱５および７の相互間に設けられ、軸受け箱４、６同士、軸受け箱５、７同士を弾性的に連結する空気ばねやコイルスプリングの如き弾性部材（図２参照）であり、１０、１１は、弾性部材８、９にて弾性的に連結された軸受け箱４、５に設けられ、該軸受け箱４、５を水平面内でそれぞれ軸受け箱６、７に向けて押圧可能な押圧手段である。なお、本発明では、軸受け箱４および６、軸受け箱５および７の相互間を連結する部材として、弾性部材（スプリング等）の他、複数枚の金属製板材からなるスペーサを用いてもよく、該スペーサの枚数を変えることで、後述するようにロール本体の軸心の、水平面内における変位を調整することができる。

押圧手段１０、１１としては、図示していない制御手段によって制御することができるエアシリンダや油圧シリンダを用いることができる。押圧手段１０、１１の各ロッドを適宜駆動して軸受け箱４、５を対面する軸受け箱６、７に向けて押圧するか、あるいは各ロッドを適宜後退させて弾性部材８、９の復元力により軸受け箱４、５を軸受け箱６、７から離れる向きに移動させることによりロール本体１Ａの軸心Ｌ１を変位させることが可能で、ロール本体１Ａ、１Ｂの相互間における挟持面の圧力分布を調整することができるようになっている。

本発明では、弾性部材８、９と、押圧手段１０、１１を用いてロール本体１Ａの軸心Ｌ１を変位させるようにしたが、押圧手段１０、１１を、軸受け箱４、５をそれぞれ軸受け箱６、７に対して進退移動させ得る移動手段を適用してもよく、この場合、弾性部材８、９の設置が不要となり、縦シール装置の構造の簡素化を図ることができる。

また、図における符号１２は、ロール本体１Ｂの軸受け箱６、７の側面に当接して該軸受け箱６、７を水平姿勢で固定、保持する固定ブロック、符号１３は、縦ロール対１を回転駆動する駆動源（モータ等）、１４は、駆動源１３の回転軸に設けられたギア、１５は、ロール本体１Ａの主軸２に設けられたギア、１６は、ロール本体１Ｂの主軸３に設けられたギアである。固定ブロック１２には、図示はしないが、軸受け箱４、５を移動可能に保持するフレームを設けておくことができる。

ギア１４およびギア１６、ギア１６およびギア１５は相互に噛み合っており、駆動源１３にてその回転軸が駆動されると、その回転力は、ギア１４からギア１５へ、さらに、ギア１５からギア１６へと伝達され、ロール本体１Ａ、１Ｂは、帯状プラスチックフィルムＦを上方から下方に向けて連続的に通過させて挟持するように互いに逆向きに回転する。

本発明にしたがう縦シール装置は、押圧手段１０および/または押圧手段１１の各ロッドを適宜に駆動させることにより、ロール本体１Ａの軸心Ｌ１を図２に示すように、水平面内で任意に変位させることができるため、帯状プラスチックフィルムＦの重ね合わせ状況に応じてロール本体１Ａ、１Ｂ相互間における挟持面の圧力分布を調整することが可能であり、品質の高い縦シール部Ｓを形成することができる。ロール本体１Ａの軸心Ｌ１を変位させるに当たっては、軸受け箱５を一定位置に留めておき、この軸受け箱５を基準にして軸受け箱４を軸受け箱６に近接あるいは離隔する向きに移動させるか、軸受け箱４を一定位置に留めておき、この軸受け箱４を基準にして軸受け箱５を軸受け箱７に近接あるいは離隔する向きに移動させてロール本体１Ａの軸心Ｌ１を変位させてもよく、軸心Ｌ１を変位させる要領についてはとくに限定されない。

ロール本体１Ａの軸心Ｌ１を例えばＬ１′とするには、移動手段１１における押圧力を移動手段１０の押圧力よりも大きくすればよく、ロール本体１Ａの軸心Ｌ１をＬ１′′とするには、移動手段１０における押圧力を移動手段１１よりも大きくすればよく、ロール本体１Ａ、１Ｂの相互間における挟持面の圧力分布を均一にするには、移動手段１０、１１の押圧力を同等とすればよい。ロール本体１Ａの軸心Ｌ１をＬ１′に変位させた場合およびＬ１′′に変位させた場合の挟持面のロール間隔の変更状況を図３（ａ）（ｂ）に示す。

ロール本体１Ａの軸心Ｌ１をスムーズに変位させるため、軸受け箱４、５には、スライドガイドを設けておくことができる。

本実施の形態では、ロール本体１Ａの軸受け箱４、５に押圧手段１０、１１を設けてロール本体１Ａの軸心Ｌ１を変位させるようにしたが、押圧手段１０、１１は、いずれか１つ設けてロール本体１Ａの軸心Ｌ１を変位させるようにしてもよく、押圧手段１０、１１の両方を設ける場合に限定されることはない。また、ロール本体１Ｂの軸受け箱６．７のいずれか一方、または両方に押圧手段１０、１１と同様の押圧手段を設けることも可能であり、この場合、ギア１４～１６のかみ合い調整を含めたきめの細かい調整が可能となる。

図４は、本発明にしたがう縦シール装置を二組用意して、一方の装置の縦ロール対１と、もう一方の装置の縦ロール対１′とを、それらの端面同士が互いに対面する向かい合わせ配置とした構成からなる本発明にしたがう縦シール装置の他の実施の形態を示したものである。

かかる構成からなる縦シール装置は、帯状プラスチックフィルムＦの幅方向の両端縁に縦シール部Ｓを形成するのに好適なものであるが、例えば、図１に示すように、帯状プラスチックフィルムＦの幅方向の一方の端縁にのみ縦シール部Ｓを形成する場合であっても、もう一方の縦ロール対１′をガイドローラとして機能させることで帯状プラスチックフィルムＦの安定した送給が可能となる。縦シール装置の一つについては、幅寸法の異なる帯状プラスチックフィルムＦに対応できるように対面する縦シール装置に対して接近、離隔する向きに移動可能なスライド機構を設けておくことができる。また、帯状プラスチックフィルムＦの幅方向の一方の端縁位置にのみ縦ロール対１を設け、他方の端縁位置に一対のゴムローラ等からなるガイドローラを設けて、帯状プラスチックフィルムＦの送給を補助するように構成してもよい。なお、前記ガイドローラとしては、ゴム、合成樹脂、金属、セラミック、木材など各種のものを用いることができ、その材質についてはとくに限定されない。

図５は、上掲図４に示した縦シール装置を備えた本発明にしたがう縦型充填包装設備の一の実施の形態を模式的に示した図である。

かかる縦型充填包装設備は、例えば、ベースフィルム層とシーラント層とを積層した積層構造のプラスチックフィルムからなる１枚の長尺の包装用フィルムを、その長手方向に連続的に走行させながら、そのシーラント層が互いに向かい合わせになるように幅方向に折り返してその両側縁部同士を重ね合わせ、その重ね合わせた包装用フィルムから多数の包装袋を連続的に製袋しつつ、各包装袋内に飲食物、調味料、医薬品、化粧品その他の液状ないし粘稠状あるいはゼリー状等の流動性物質からなる被包装物を自動的に充填するのに好適なものである。

図５における符号１７、１８は、縦シール装置の下方に配置され、帯状プラスチックフィルムＦの全幅にわたり、かつ、帯状プラスチックＦの長手方向に沿い間欠的に横シール部Ｙを形成する横シールロール対である。横シールロール対１７、１８は、それぞれ、軸受けを介して回転可能に支持され、駆動源１７ａ、１８ａの回転軸の回転力を、複数のギアを介して伝達、駆動させる構造からなるものが用いられ、縦ロール対１と同様、帯状プラスチックフィルムＦを挟持、内蔵するヒータ等の加熱手段により加熱、溶着するものである。横シールロール対１８は、横シールロール１７の下方に間隔をおいて配置されており、被包装物を充填、密封した包装袋の横シール部Ｙを再挟持して該横シール部Ｙの確実なシールを実現する。

また、符号１９は、縦シール部Ｓおよび横シール部Ｙによって区画形成された帯状プラスチックフィルムＦの内部空間内に被包装物を間欠的または連続的に充填する充填ノズル、２０は、横シールロール対１８の下方に配置され横シール部Ｙをその中央部分でその全幅にわたって切断する切断機である。

巻き戻し機２１によって巻き戻された帯状プラスチックフィルムＦは、まず、Ｕ字状および逆Ｌ字状をなす２本のガイドロッド２２で案内されつつシーラント層が互いに向かい合わせになるよう幅方向に折り返され、図では、左側において帯状プラスチックフィルムＦの両側縁部同士が重ね合わされる。

両端縁部同士が重ね合わされた帯状プラスチックフィルムＦは、次に、縦シール装置に導入され、両端縁部同士が重ね合わされた部分に縦シール部Ｓが形成され、これにより該帯状プラスチックフィルムＦは筒状体となる。

縦シール部Ｓが形成された帯状プラスチッフィルムＦは、縦シール装置の下方に設置された横シールロール対１７により横シール部Ｙが形成され、横シール部Ｙと縦シール部Ｓによって形成された内部空間内にノズルノズル１９により被包装物を充填され、さらに横シール部Ｙを形成して該内部空間を密封したのち、横シールロール対１７の下方に設置された横シールロール対１８にて横シール部Ｙが再挟持される。

横シールロール対１８の出側においては、多数の包装袋Ｗが帯状プラスチックフィルムＦの長手方向に連続的に連なった連続包装袋となっているが、横シールロール対１８の下方に設置された切断機２０によって横シール部Ｙをその中央部分をその全幅にわたって適宜切断することにより個々の包装袋Ｗとなる。

本発明にしたがう縦型充填包装設備は、とくに、縦ロール対１を構成するロール本体１Ａ、１Ｂの挟持面の圧力分布をその全面にわたって均一に調整することが可能であるため、品質の高い縦シール部Ｓをもった包装袋Ｗを製造することができる。

本発明によれば、包装用フィルムとして使用される帯状プラスチックフィルムを均一な圧力のもとに挟持、加熱、融着された品質の高い縦シール部を形成することが可能で、かつ、運転開始までの調整時間の短縮化、フィルム資材や被包装物のロスの削減を図り得る縦シール装置およびその縦シール装置を備えた充填包装設備を提供することができる。

１、１′ 縦ロール対
１Ａ、１Ｂ ロール本体
２、３ 主軸
４～７ 軸受け箱（ロールチョック）
８、９ 弾性部材
１０、１１ 押圧手段
１２ 固定ブロック
１３ 駆動源
１４～１６ ギア
１７、１８ 横シールロール対
１９ 充填ノズル
２０ 切断機
２１ 巻き戻し機
２２ ガイドロッド
Ｆ 帯状プラスチックフィルム
Ｓ 縦シール部
Ｙ 横シール部
Ｗ 包装袋

Claims (6)

1. ロール本体を横並び状態で配列した縦ロール対を備え、各ロール本体の相互間に二枚重ねまたは少なくとも２つに折り畳まれた帯状プラスチックフィルムを上方から下方に向けて連続的に通過させて挟持、加熱、溶着させて該帯状プラスチックフィルムの幅方向の端縁にその長手方向に沿う１または２以上のエンドレスな縦シール部を形成する縦シール装置であって、
   前記各ロール本体は、該ロール本体を軸端部において片持ち状態で保持するとともに少なくとも２つの軸受けを介してロール本体とともに回転可能に支持される主軸を有し、
   該軸受けを内装、保持する軸受け箱のうち、各ロール本体のそれぞれに対面する軸受け箱の相互間に該軸受け箱同士を連結する連結部材を設け、
   該連結部材にて連結された該軸受け箱のいずれか一方もしくは両方に、該軸受け箱を水平面内で対面する軸受け箱に向けて押圧可能な押圧手段を設けたことを特徴とする縦シール装置。
2. 前記連結部材は、弾性部材またはスペーサであることを特徴とする請求項１に記載した縦シール装置。
3. 前記押圧手段が、エアシリンダまたは油圧シリンダであることを特徴とする請求項１または２に記載した縦シール装置。
4. 前記縦ロール対を二組備え、一方の縦ロール対と、もう一方の縦ロール対とは、ロール本体の端面同士が互いに対面する向かい合わせ配置になることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載した縦シール装置。
5. 前記二組の縦ロール対のうちの一の縦ロール対は、帯状プラスチックフィルムを下方に向けて案内、誘導するガイドローラであることを特徴とする請求項４に記載の縦シール装置。
6. 請求項１～５の何れか１項に記載した縦シール装置と、該縦シール装置の下方に間隔をおいて直列に配置され前記帯状プラスチックフィルムの全幅にわたって横シール部を形成する少なくとも１組の横シールロール対と、縦シール部および横シール部によって区画形成された帯状プラスチックフィルムの内部空間内に被包装物を充填する充填ノズルと、前記横シールロール対の下方に配置され横シール部を切断する切断部からなることを特徴とする縦型充填包装設備。

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