JP3822002B2

JP3822002B2 - Fluid filling and packaging equipment

Info

Publication number: JP3822002B2
Application number: JP25846799A
Authority: JP
Inventors: 祥司高津; 喜成谷田; 康久酒井; 宏泉澤; 織寛鶴田
Original assignee: Kyoraku Co Ltd; Orihiro Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Chemical Engineering Corp
Current assignee: Kyoraku Co Ltd; Orihiro Co Ltd; Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Chemical Engineering Corp
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2019-09-13
Also published as: JP2001080604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動物の充填包装装置に関するものであり、詳しくは、帯状フィルムから成形した筒状体に流動物を充填してピロー包装する充填包装装置であって、溶着すべき筒状体の端部を潰すピンチローラー及び充填の際に筒状体の胴部を整形する押圧板に対し、高温の流動物を充填した場合あるいは高速で充填包装した場合でもフィルムの貼付きがなく、フィルムの搬送を安定させ、溶着強度を一層高め得る様に改良された流動物の充填包装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、ピロー充填包装の一形態である縦型ピロー充填包装は、帯状のフィルムを上方から下方に送りつつ両側縁の溶着操作により筒状体に成形し、当該筒状体の下端をピンチロールによって潰した状態で横方向にシーラーで溶着した後、上方から筒状体に被包装物を充填し、次いで、筒状体の上端、すなわち、後続の筒状体の下端を前記と同様に潰して横方向に溶着することにより、連続的にピロー包装品を製造する包装形態である。
【０００３】
特開平４−１１４８１０号、特開平５−７７８１３号の各公報には、上記の包装形態により、フラワーペースト、練餡、練製品などの食品、その他の粘性物や液体などの流動物を連続的にピロー包装する「粘性物の充填包装方法」及び「竪型充填包装機」がそれぞれ開示されている。これらの公報に記載された技術によれば、筒状体に上記の様な流動物を充填する際、筒状体の胴部を両側から押圧板（又は成形板）で挟むことにより、流動物の下方への偏りを修正し、へたりのない扁平な状態に外形を整えるため、流動物の充填高さによって充填量を管理できる。そして、外形が整えられた状態で筒状体の上部を封止するため、フィルムの偏りによる溶着不良を防止でき且つ袋の整形性を高めることが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ピロー充填包装は、上記の様な製品の製造工程の一部として利用されるため、ピロー充填包装行う装置においては、実際、少なからず高温の流動物を充填しなければならず、また、高速で充填包装しなければならない。高温の流動物を充填した場合、運転の初期においては問題ないが、長時間の運転に伴い、フィルムを加圧するピンチロールが次第に昇温する。また、高速で連続運転した場合には、シーラーによる溶着の熱がピンチロールに蓄積され、ピンチロールが昇温する。特に、高温の流動物の充填において、高速で運転した場合には、ピンチロールの昇温も著しく、これにより、ピンチロールにフィルムが貼り付く現象を惹起し、フィルムの搬送が不安定になったり、筒状体端部のフィルム同士の密着性が損なわれることがある。その結果、横方向の溶着部分における溶着強度が低下すると言う問題が生じる。また、ピンチロールと同様に、押圧板の昇温により、押圧板へのフィルムの貼付き現象が発生することがあり、フィルムの搬送に問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯状フィルムから成形した筒状体に流動物を充填し且つ筒状体の端部を溶着することにより、流動物を連続的にピロー包装する充填包装装置であって、溶着すべき筒状体の端部を潰すピンチローラー及び充填の際に筒状体の胴部を整形する押圧板に対し、高温の流動物を充填した場合あるいは高速で充填包装した場合でもフィルムの貼付きがなく、フィルムの搬送を安定させ、溶着強度を一層高め得る様に改良された流動物の充填包装装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る流動物の充填包装装置は、流動物をピロー包装する充填包装装置であって、帯状フィルムの両側縁を溶着して筒状体に成形する縦シール機構と、当該縦シール機構の上部から挿入され且つ縦シール機構で成形された筒状体に流動物を充填する充填ローダーと、前記縦シール機構の下方に配置され且つ縦シール機構から送り出された筒状体の一部を扁平に潰す一対のピンチロールと、当該ピンチロールの下方に配置され且つピンチロールによって潰された筒状体の一部を溶着する横シール機構と、当該横シール機構の下方に配置され且つ流動物の充填された筒状体を側面から押圧する一対の押圧板とを備え、かつ、前記ピンチロール及び前記押圧板には、これらを略所定温度に冷却する冷却手段がそれぞれ付設されていることを特徴とする。
【０００７】
すなわち、上記の充填包装装置において、ピンチロールに付設された冷却手段は、その冷却機能により、筒状体の一部を扁平に潰すことによるピンチロールの昇温を防止する。また、押圧板に付設された冷却手段は、その冷却機能により、高温の流動物が充填された筒状体の側面を押圧することによる押圧板の昇温を防止する。従って、高温の流動物を充填した場合または高速で充填包装した場合でも、ピンチロール及び押圧板におけるフィルムの貼付きがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る流動物の充填包装装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、充填包装装置の主な構成要素を示す正面図である。図２は、ピンチロールにおける冷却手段の一例を示す斜視図であり、図３は、押圧板における冷却手段の一例を示す斜視図である。以下、実施形態の説明においては、流動物の充填包装装置を「充填包装装置」と略記する。
【０００９】
本発明の充填包装装置は、帯状フィルムを上方から下方に送りつつ筒状体に成形すると共に、当該筒状体に流動物を充填し且つ筒状体の上下を溶着することにより、流動物をピロー包装する装置である。ピロー包装する流動物としては、例えば、フラワーペースト、マーガリン、ポテトサラダ、練餡、練製品などの食品、液体洗剤などの液体、粘性を有するゲル状の医薬品などの流動性を有する製品あるいは包装工程で流動性を有する製品が挙げられる。流動物の粘度は、１〜５０００ｃｐ、好ましくは１〜１０００ｃｐである。また、流動物は、例えば６０〜９５℃の高温の流動物でもよい。
【００１０】
上記フィルムとしては、熱溶着可能なフィルムである限り各種のフィルムを使用し得る。斯かるフィルムとしては、全ての熱可塑性樹脂を使用できるが、典型的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフイン樹脂、ポリオレフイン共重合樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。
【００１１】
勿論、単層のフィルムに限らず積層型フィルムでもよい。積層型フィルムとしては、例えば、ナイロン６、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等の延伸フイルム、ポリエチレンフイルム、ポリプロピレン系合成紙、紙、ケイ素やアルミニウム等の金属の蒸着フイルム、アルミニウム等の金属箔などを基材としたフィルムも挙げられる。
【００１２】
本発明の充填包装装置は、図１に示す様に、帯状フィルム（Ｆ１）を筒状体（Ｆ２）に成形する縦シール機構（１）と、筒状体（Ｆ２）に流動物を充填する充填ローダー（２）と、筒状体（Ｆ２）の一部を扁平に潰す一対のピンチロール（４）と、潰された筒状体（Ｆ２）の一部を溶着する横シール機構（５）と、流動物の充填された筒状体（Ｆ２）の一部を溶着する際に筒状体（Ｆ２）を側面から押圧する一対の押圧板（６）とから主として構成される。
【００１３】
縦シール機構（１）は、充填ローダー（２）の外周面と協働的に機能する円筒状の案内管および当該案内管の内部に設けられたヒートシーラーから成り、本体架台を利用して略鉛直に配置される。縦シール機構（１）の案内管は、巻きロール（Ｆ）から送り込まれた帯状フィルム（Ｆ１）を充填ローダー（２）に巻き付ける状態に円筒状にガイドし、また、縦シール機構（１）のヒートシーラーは、フィルムの間欠的な搬送操作に応じて作動すると共に、円筒状になされたフィルムの両側縁を相互に溶着して筒状体（Ｆ２）に成形する機能を有する。なお、図に例示した装置においては、帯状フィルム（Ｆ１）や筒状体（Ｆ２）の搬送は、後述の搬送ロール（３）、ピンチロール（４）の駆動および包装体（Ｆ３）の自重によって行われる様になされている。
【００１４】
充填ローダー（２）は、縦シール機構（１）で成形された筒状体（Ｆ２）に流動物を充填するためのノズル装置であり、縦シール機構（１）の案内管の上部から挿入された状態で且つ案内管との間にフィルムが通過し得る十分な隙間を設けて配置される。充填ローダー（２）は、縦シール機構（１）の成形操作に応じて１袋分の筒状体（Ｆ２）が成形される都度作動する様に構成される。また、流動物の充填の際に空気の混入を低減するため、充填ローダー（２）は、直管状の充填ノズルが内部に昇降可能に別途設けられ、流動物の充填の際に充填量に伴って充填ノズルが漸次上昇する構造を備えていてもよい。
【００１５】
また、縦シール機構（１）の下方には、成形した筒状体（Ｆ２）を下方へ円滑に繰り出すための一対の搬送ロール（３）が設けられる。これらの搬送ロール（３）は、充填ローダー（２）による充填の際に流動物の流れを阻害しない程度に且つ筒状体（Ｆ２）の側面に常時接触する状態に一定距離だけ離間して設けられる。
【００１６】
ピンチロール（４）は、縦シール機構（１）の下方に配置された駆動ロールである。斯かるピンチロール（４）は、各種の樹脂または金属、好ましくはゴムやウレタン等により、筒状体（Ｆ２）を全幅に亙って潰し得る軸長で構成される。左右のピンチロール（４）は、互いに接近離間可能に構成されることにより、引き出した筒状体（Ｆ２）の一部を必要とされる袋の長さに応じて間欠的に挟み付けて扁平に潰す様に機能する。
【００１７】
横シール機構（５）は、例えば、互いに接近離間可能な左右一対のヒートシールバーによって構成される。これらのヒートシールバーは、筒状体（Ｆ２）の送り出しが停止した際に互いに接近することにより、ピンチロール（４）によって潰された状態の筒状体（Ｆ２）の一部を挟み付けて溶着する様に構成される。上記ヒートシールバーは、一方が金属などの硬質の素材で構成され、他方がゴム弾性を有する軟質の素材で構成されることにより、バーの左右両端側における挟着力の差異による溶着強度の偏りを防止できる。また、横シール機構（５）においては、フィルムの種類、厚さ、溶着強度に応じて挟着強さ及びシール温度を調整可能になされている。
【００１８】
押圧板（６）は、流動物の充填された筒状体（Ｆ２）を側面から押圧するため、横シール機構（５）の下方に左右一対で配置される。押圧板（６）の少なくとも表面は、通常、フィルムに対する滑りが良好な素材、典型的にはポリエチレン、テフロン等の樹脂またはアルミニウム等の金属で構成される。更に、１辺が１〜２０ｍｍの矩形のメッシュシートを貼着する等により、押圧板（６）の表面がメッシュ構造になされている場合には、フィルムに対する摩擦抵抗を一層低減できる。また、筒状体（Ｆ２）を押圧する側の側面は、左右から筒状体（Ｆ２）を扁平状態に押圧した場合、筒状体（Ｆ２）の側面の１／３〜全面、好ましくは１／２〜全面を覆い得る面積に形成される。
【００１９】
左右の押圧板（６）は、互いに接近離間可能に構成され、そして、流動物の充填された筒状体（Ｆ２）がこれら押圧板（６）の間に搬送された際、所定距離だけ離れた位置まで互いに接近し、筒状体（Ｆ２）を押圧して均一な扁平形状に整形する様になされている。また、左右の押圧板（６）は、所定距離だけ離れた位置に固定されていてもよく、斯かる固定方式の場合、左右の押圧板（６）は、流動物の充填された筒状体（Ｆ２）がこれらの間に搬送された際、相対的に筒状体（Ｆ２）を押圧する様になされている。
【００２０】
また、通常、押圧板（６）の下方には、上端を封止された筒状体（Ｆ２）、すなわち、流動物が充填された包装体（Ｆ３）を切り離すためのカッター機構（７）が設けられる。カッター機構（７）は、横シール機構（５）によって溶着された上記の筒状体（Ｆ２）における横方向の溶着部の略中央を水平に切断し得る構造のカッター装置、例えば、水平に且つ互いに接近離間可能に設けられた断裁刃と受け部材、あるいは、水平方向に走行する回転刃などから構成される。そして、例えば、断裁刃と受け部材が互いに接近することにより、製造直後の包装体（Ｆ３）の下端部を切断し、先に製造されて下方に連なる包装体（Ｆ３）を切り離す様になされている。しかも、横方向の溶着部の溶着強度を一層高めるため、カッター機構（７）には、溶着部を冷却する冷却機構が付設される。
【００２１】
カッター機構（７）に付設される上記の冷却機構は、例えば、カッター機構（７）と共に作動し、筒状体（Ｆ２）の横方向の溶着部を両側面から挟持する一対の押えバーによって構成される。斯かる押えバーは、低温の気体や水などの冷媒を吹き付ける構造、または、低温の気体や水などの冷媒を内部に流す構造によって常時一定の温度を保持可能になされている。
【００２２】
本発明においては、ピンチロール（４）及び押圧板（６）へのフィルムの貼付きを防止するため、ピンチロール（４）及び押圧板（６）には、これらを所定温度に冷却する冷却手段がそれぞれ付設される。これにより、円滑な搬送を保証でき、しかも、横方向の溶着部における溶着不良を防止できる。
【００２３】
具体的には、図２に示す様に、ピンチロール（４）の冷却手段は、ピンチロール（４）の表面に冷媒としての空気などの気体を吹き付けるノズル（４１）によって構成される。吹き付ける気体としては、空気の他、窒素、炭酸ガス等の不活性ガスが挙げられる。通常、冷媒の温度は−６０〜１０℃程度、流量は６０〜６００リットル／分程度である。ノズルの構造としては、スプレーノズル等の適宜な構造を採用し得るが、例えば、ノズル（４１）は、パイプの表面に気体の吹出穴（４１ｃ）を複数配列して成る直管状のノズルによって構成される。
【００２４】
上記ノズル（４１）は、各ピンチロール（４）の近傍に平行かつ並列に配置され、そして、例えば、別途設けられたコンプレッサー及び冷却装置から供給された低温の圧縮空気を吹出穴（４１ｃ）からピンチロール（４）に吹き付ける様になされている。ノズル（４１）から吹き付ける空気の温度は、例えば、−５０〜１０℃、好ましくは−３０〜０℃に調整されることにより、ピンチロール（４）は、２０〜５０℃、好ましくは３０〜４０℃の略一定の温度を保持可能に構成される。
【００２５】
また、図３に示す様に、押圧板（６）の冷却手段は、例えば、押圧板（６）の内部に形成された冷媒導入室に冷媒としての空気などの気体を循環させる構造によって構成される。循環させる冷媒の種類、冷媒の温度および流量はピンチロール（４）の冷却手段におけるのと略同様である。すなわち、押圧板（６）は、中空構造になされ、背面側から配管を通じて例えば低温の圧縮空気が内部に供給され、側面側に設けられた排気穴（６ｃ）を通じて排出する様になされている。
【００２６】
上記の冷却手段において、低温の圧縮空気は、ノズル（４１）への供給に併行して上記コンプレッサー及び冷却装置から供給される。そして、押圧板（６）に供給される空気の温度は、上記と同様に−５０〜１０℃、好ましくは−３０〜０℃に調整されることにより、押圧板（６）は、２０〜５０℃、好ましくは３０〜４０℃の略一定の温度を保持可能に構成される。
【００２７】
本発明の充填包装装置において流動物をピロー包装する工程は次の通りである。すなわち、巻きロール（Ｆ）から縦シール機構（１）に帯状フィルム（Ｆ１）が供給されると、先ず、縦シール機構（１）の案内管は、上方から供給された帯状フィルム（Ｆ１）を充填ローダー（２）の外周面に巻き付ける状態で下方へ案内し、帯状フィルム（Ｆ１）を円筒状に保持する。また、円筒状になされたフィルムが縦シール機構（１）の下方へ引き出される際、縦シール機構（１）のヒートシーラーは、フィルムの両側縁を溶着して筒状体（Ｆ２）に成形する。
【００２８】
縦シール機構（１）の下方に一定長さの筒状体（Ｆ２）が引き出されると、一対のピンチロール（４）は、互いに接近し、筒状体（Ｆ２）の下端を挟み付けて扁平に潰し、また、横シール機構（５）は、一対のヒートシールバーの接近離間動作によって潰された筒状体（Ｆ２）の下端部を挟み付けることにより、筒状体（Ｆ２）の下端を溶着する。一方、充填ローダー（２）は、縦シール機構（１）から一定長さだけ引き出され且つ下端が溶着された筒状体（Ｆ２）に流動物を所定量充填する。なお、図１において、符号（Ｆ２）は、流動物を所定量充填した直後の筒状体を示す。
【００２９】
筒状体（Ｆ２）に流動物が量充されると、下端を挟持していた一対のピンチロール（４）は、互いに離間し、筒状体（Ｆ２）を押圧板（６）の間まで送り出す。次いで、押圧板（６）の間に筒状体（Ｆ２）が位置すると、押圧板（６）は、互いに一定距離まで接近し、筒状体（Ｆ２）の両側面を押圧することにより、上下の厚さが略均一な扁平状態に筒状体（Ｆ２）を整形する（図１中、各押圧板（６）の側方の仮想線は、押圧板（６）の初期位置を示す）。そして、上記ピンチロール（４）は、再び互いに接近し、流動物の充填された筒状体（図１においては符号（Ｆ３）に相当する部位）の上端を挟み付けて扁平に潰し、また、斯かる状態において、横シール機構（５）は、ヒートシールバーの接近離間動作によって潰された筒状体の上端部を溶着する。その結果、上下が封止された包装体（Ｆ３）が得られる。
【００３０】
すなわち、筒状体（Ｆ２）を封止する上記の操作においては、流動物の充填された筒状体（Ｆ２）を押圧板（６）によって予め整形するため、筒状体（Ｆ２）の各側面におけるフィルムの偏りを防止でき、ピンチロール（４）によって筒状体（Ｆ２）の上端を潰す際、フィルム同士を完全に密着させることが出来る。従って、横シール機構（５）による溶着操作においては、溶着不良がなく、より大きな溶着強度が得られる。
【００３１】
上記の様に製造された包装体（Ｆ３）は、筒状体（Ｆ２）の成形、流動物の充填および溶着の一連の操作の繰返しにより、押圧板（６）の下方まで送り出される。押圧板（６）の下方において、カッター機構（７）は、断裁刃と受け部材の相互の接近離間動作により、包装体（Ｆ３）の上端の溶着部（押圧板（６）の間に位置する充填直後の包装体（Ｆ３）の下端の溶着部）を中央で切断し、包装体（Ｆ３）を切り離す。また、溶着部を切断する際、カッター機構（７）に付設された冷却機構としての押えバーは、溶着部を挟み付けることにより、溶着部を所定温度に冷却する。そして、切り離された包装体（Ｆ３）は、例えば、コンベヤ（８）によりピロー包装品として系外に搬出される。
【００３２】
本発明の充填包装装置においては、被包装物として、例えば、製造直後の練餡などの高温の流動物を冷却することなく直ちに包装でき且つより高速で包装できる。すなわち、上記の充填包装装置において、ピンチロール（４）に付設された冷却手段としての各ノズル（４１）は、吹出穴（４１）からピンチロール（４）に低温の空気を吹き付けることにより、高温の流動物が充填された筒状体（Ｆ２）の一部を扁平に潰すことによるピンチロール（４）の昇温を防止し、ピンチロール（４）を略一定の温度に維持する。
【００３３】
その結果、ピンチロール（４）にフィルムが貼り付く現象を有効に防止でき、筒状体（Ｆ２）の一部を潰す操作において、フィルム同士を確実に密着させ且つフィルムを円滑に搬送できる。従って、横シール機構（５）によって筒状体（Ｆ２）の一部を溶着した際、しわ等のない状態で全体を確実に溶着でき、溶着強度を一層高めることが出来る。しかも、ピンチロール（４）による潰し操作と横シール機構（５）による溶着操作を多数連続して行っても、ピンチロール（４）によって常にフィルムを冷却できるため、溶着操作において必要以上にフィルムが溶融することがなく、溶着直後の熱安定性を高めることが出来る。
【００３４】
また、各押圧板（６）に付設された冷却手段としての空気の循環構造は、押圧板（６）の内部に低温の空気を循環させることにより、高温の流動物が充填された筒状体（Ｆ２）の側面を押圧することによる押圧板（６）の昇温を防止し、押圧板（６）を略一定の温度に維持する。従って、押圧板（６）にフィルムが貼り付く現象を有効に防止でき、押圧板（６）による整形操作の後に包装体（Ｆ３）を確実に下方へ送り出すことが出来、搬送の滞留による不具合や溶着不良を防止できる。
【００３５】
更に、本発明の充填包装装置において、カッター機構（７）に冷却機構が付設されている場合には、包装体（Ｆ３）を切り離す際、溶着部を更に冷却でき、溶着部を一層安定化させ得るため、上記の様に流動物が高温であっても、溶着部における溶着強度をより一層高めることができる。
【００３６】
因に、０．５〜３ｋｇ／袋の充填量で約８０℃の練餡を包装した場合、従来の装置では、ピンチロールや押圧板へのフィルムの貼付きが発生するため、１０〜２５袋／分の速さでしか包装し得なかったのに対し、本発明の充填包装装置では、ピンチロール（４）及び押圧板（６）へのフィルムの貼付きがなく、３０〜５０袋／分の速さで円滑に連続包装できた。そして、得られた包装体（Ｆ３）においては、溶着不良が全く見られなかった。
【００３７】
なお、本発明において、ピンチロール（４）の冷却手段としては、ピンチロール（４）の表面に前述の様な気体や水などの冷媒を吹き付ける構造の他、ピンチロール（４）の内部に低温の気体や冷却水などの冷媒を直接流す構造が挙げられる。また、押圧板（６）の冷却手段としては、押圧板（６）の内部に設けた空間に前述の様な気体や冷却水を流す構造の他、押圧板（６）の表面に冷媒を直接吹き付けたり、押圧板（６）の背面に冷却フィンを設け、斯かる冷却フィンに冷媒を吹き付ける構造などが挙げられる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明に係る流動物の充填包装装置によれば、ピンチロール及び押圧板にそれぞれ付設された冷却手段の冷却機能により、ピンチロール及び押圧板を略一定の温度に維持するため、高温の流動物を充填する場合あるいは高速で充填包装する場合でも、ピンチロール及び押圧板へのフィルムの貼付きを有効に防止できる。従って、筒状体の一部を潰す操作において、フィルム同士を確実に密着させ且つフィルムを円滑に搬送できるため、筒状体の一部を溶着した際、しわ等のない状態で全体を確実に溶着でき、溶着強度を一層高めることが出来る。また、押圧板による整形操作の後に包装体を確実に下方へ送り出すことが出来るため、搬送の滞留による不具合や溶着不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】充填包装装置の主な構成要素を示す正面図
【図２】ピンチロールにおける冷却手段の一例を示す斜視図
【図３】押圧板における冷却手段の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１：縦シール機構
２：充填ローダー
３：搬送ロール
４：ピンチロール
４１：ノズル
４１ｃ：吹出穴
５：横シール機構
６：押圧板
６ｃ：排気穴
７：カッター機構
Ｆ１：帯状フィルム
Ｆ２：筒状体
Ｆ３：包装体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fluid filling and packaging apparatus, and more particularly, a filling and packaging apparatus for filling a cylindrical body formed from a strip-shaped film with a fluid and pillow-wrapping the cylindrical body to be welded. There is no sticking of the film to the pinch roller that crushes the end and the pressing plate that shapes the barrel of the cylindrical body when filling, even when filled with high-temperature fluid or filled and packaged at high speed. The present invention relates to a fluid filling and packaging apparatus improved so that conveyance can be stabilized and welding strength can be further increased.
[0002]
[Prior art]
As is well known, a vertical pillow-filled package, which is a form of pillow-filled package, is formed into a cylindrical body by welding operations on both side edges while feeding a belt-like film from above to below, and the lower end of the cylindrical body is pinched. After being welded with a sealer in the lateral direction in a state of being crushed by a roll, the article to be packaged is filled into the cylindrical body from above, and then the upper end of the cylindrical body, that is, the lower end of the subsequent cylindrical body is the same as above It is a packaging form in which pillow packages are continuously produced by crushing and welding in the lateral direction.
[0003]
In each of JP-A-4-114810 and JP-A-5-77813, according to the above-mentioned packaging form, food such as flour paste, kneaded product, kneaded product, and other fluid such as viscous material and liquid are continuously added. "Viscous material filling and packaging method" and "Vertical filling and packaging machine" are disclosed. According to the techniques described in these publications, when the cylindrical body is filled with the fluid as described above, the body of the cylindrical body is sandwiched between the pressing plates (or molding plates) from both sides, whereby the fluid is obtained. Therefore, the amount of filling can be managed by the filling height of the fluid. And since the upper part of a cylindrical body is sealed in the state where the external shape was prepared, the welding defect by the bias | inclination of a film can be prevented and the shaping property of a bag can be improved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the pillow filling packaging is used as a part of the manufacturing process of the product as described above, in the apparatus for carrying out the pillow filling packaging, in fact, it must be filled with not only a high temperature fluid, Must be packed and packed at high speed. When the high temperature fluid is filled, there is no problem in the initial stage of operation, but the pinch roll that pressurizes the film gradually increases in temperature with the operation for a long time. In addition, when continuously operating at a high speed, the heat of welding by the sealer is accumulated in the pinch roll, and the pinch roll is heated. In particular, when the high-temperature fluid filling is performed at a high speed, the temperature of the pinch roll is significantly increased. This causes a phenomenon that the film sticks to the pinch roll, and the film conveyance becomes unstable. Moreover, the adhesiveness of the films at the ends of the cylindrical body may be impaired. As a result, there arises a problem that the welding strength at the welding portion in the lateral direction is lowered. In addition, as with the pinch roll, the temperature increase of the pressing plate may cause a film sticking phenomenon to the pressing plate, which causes a problem in film transport.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose thereof is to fill a fluid into a tubular body formed from a strip-shaped film and weld the end of the tubular body, thereby It is a filling and packaging device that continuously wraps pillows, with a pinch roller that crushes the end of the cylindrical body to be welded, and a pressure plate that shapes the barrel of the cylindrical body during filling. It is an object of the present invention to provide an improved fluid filling and packaging apparatus which is capable of stabilizing film conveyance and further enhancing the welding strength even when it is filled or filled and packaged at high speed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a fluid filling and packaging apparatus according to the present invention is a filling and packaging apparatus for pillow-wrapping a fluid, and is a vertical seal that welds both side edges of a belt-like film to form a cylindrical body. A mechanism, a filling loader that fills a cylindrical body that is inserted from the upper part of the vertical sealing mechanism and is molded by the vertical sealing mechanism, and is disposed below the vertical sealing mechanism and sent out from the vertical sealing mechanism. A pair of pinch rolls that flatten a part of the cylindrical body, a horizontal seal mechanism that is disposed below the pinch roll and welds a part of the cylindrical body that is crushed by the pinch roll, and the horizontal seal mechanism And a pair of pressing plates that press the cylindrical body that is disposed below and filled with the fluid from the side, and the pinch roll and the pressing plate have cooling means for cooling them to a substantially predetermined temperature. That Wherein the it is being attached.
[0007]
That is, in the above-described filling and packaging apparatus, the cooling means attached to the pinch roll prevents the pinch roll from being heated by flattening a part of the cylindrical body by its cooling function. Moreover, the cooling means attached to the pressing plate prevents the temperature of the pressing plate from being increased by pressing the side surface of the cylindrical body filled with the high-temperature fluid due to the cooling function. Therefore, even when filled with a high-temperature fluid or filled and packaged at high speed, there is no sticking of the film on the pinch roll and the pressing plate.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a fluid filling and packaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing main components of the filling and packaging apparatus. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the cooling means in the pinch roll, and FIG. 3 is a perspective view showing an example of the cooling means in the pressing plate. Hereinafter, in the description of the embodiments, the fluid filling and packaging apparatus is abbreviated as “filling and packaging apparatus”.
[0009]
The filling and packaging apparatus of the present invention is formed into a cylindrical body while feeding a belt-like film from above to below, fills the cylindrical body with a fluid, and welds the upper and lower sides of the cylindrical body, thereby A device for pillow packaging. Examples of fluids for pillow packaging include fluid products such as flour paste, margarine, potato salad, paste, kneaded products, liquids such as liquid detergents, viscous gel-like pharmaceuticals, or packaging processes And products having fluidity. The viscosity of the fluid is 1 to 5000 cp, preferably 1 to 1000 cp. The fluid may be a fluid at a high temperature of 60 to 95 ° C., for example.
[0010]
As the film, various films can be used as long as they are heat-weldable films. Although all thermoplastic resins can be used as such a film, typically, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, polybutylene, a polyolefin copolymer resin, a polystyrene resin, an acrylonitrile-styrene resin, an acrylonitrile-styrene-butadiene resin. And polyvinyl chloride resin.
[0011]
Of course, not only a single-layer film but also a laminated film may be used. Examples of the laminated film include nylon 6, polypropylene, stretched film such as polyethylene terephthalate and polycarbonate, polyethylene film, polypropylene synthetic paper, paper, vapor-deposited film of metal such as silicon and aluminum, and metal foil such as aluminum. The film used as a material is also mentioned.
[0012]
As shown in FIG. 1, the filling and packaging apparatus of the present invention fills the tubular body (F2) with the fluid and the vertical seal mechanism (1) for forming the strip film (F1) into the tubular body (F2). A filling loader (2), a pair of pinch rolls (4) that flatly crush a part of the cylindrical body (F2), and a lateral seal mechanism (5) that welds a part of the collapsed cylindrical body (F2) And a pair of pressing plates (6) that press the cylindrical body (F2) from the side surface when a part of the cylindrical body (F2) filled with the fluid is welded.
[0013]
The vertical seal mechanism (1) is composed of a cylindrical guide tube that functions in cooperation with the outer peripheral surface of the filling loader (2) and a heat sealer provided inside the guide tube. It is arranged vertically. The guide tube of the vertical sealing mechanism (1) guides the belt-shaped film (F1) fed from the winding roll (F) in a cylindrical shape so as to be wound around the filling loader (2), and the guide tube of the vertical sealing mechanism (1). The heat sealer operates in accordance with intermittent film transport operations, and has a function of welding both side edges of the cylindrical film to form a cylindrical body (F2). In the apparatus illustrated in the figure, the belt-like film (F1) and the cylindrical body (F2) are transported by driving a later-described transport roll (3) and pinch roll (4) and by the weight of the packaging body (F3). It is made to be done.
[0014]
The filling loader (2) is a nozzle device for filling the cylindrical body (F2) formed by the vertical sealing mechanism (1) with a fluid, and is inserted from above the guide tube of the vertical sealing mechanism (1). In this state, a sufficient gap through which the film can pass is provided between the guide tube and the guide tube. The filling loader (2) is configured to operate each time the cylindrical body (F2) for one bag is molded in accordance with the molding operation of the vertical seal mechanism (1). Further, in order to reduce air mixing during the filling of the fluid, the filling loader (2) is provided with a straight tubular filling nozzle so that it can be moved up and down. The filling nozzle may gradually rise.
[0015]
A pair of transport rolls (3) are provided below the vertical sealing mechanism (1) for smoothly feeding the molded cylindrical body (F2) downward. These transport rolls (3) are provided so as not to obstruct the flow of the fluid during filling by the filling loader (2) and are always in contact with the side surface of the cylindrical body (F2) by a certain distance. It is done.
[0016]
The pinch roll (4) is a drive roll disposed below the vertical seal mechanism (1). Such a pinch roll (4) is comprised by the axial length which can crush a cylindrical body (F2) over the full width with various resin or metals, Preferably rubber | gum, urethane, etc. The left and right pinch rolls (4) are configured to be able to approach and separate from each other, so that a part of the pulled-out cylindrical body (F2) is intermittently sandwiched according to the required length of the bag and flattened. It works like crushing.
[0017]
The horizontal seal mechanism (5) is constituted by, for example, a pair of left and right heat seal bars that can approach and separate from each other. When these heat seal bars approach each other when the feeding of the cylindrical body (F2) is stopped, a part of the cylindrical body (F2) crushed by the pinch roll (4) is sandwiched between them. Configured to weld. One of the heat seal bars is made of a hard material such as a metal, and the other is made of a soft material having rubber elasticity. Can be prevented. Further, in the lateral sealing mechanism (5), the clamping strength and the sealing temperature can be adjusted according to the type, thickness, and welding strength of the film.
[0018]
In order to press the cylindrical body (F2) filled with the fluid from the side surface, the pressing plates (6) are arranged in a pair of left and right below the horizontal sealing mechanism (5). At least the surface of the pressing plate (6) is usually made of a material having good sliding properties with respect to the film, typically a resin such as polyethylene or Teflon, or a metal such as aluminum. Furthermore, when the surface of the pressing plate (6) has a mesh structure by sticking a rectangular mesh sheet with one side of 1 to 20 mm, the frictional resistance against the film can be further reduced. Further, the side surface on the side that presses the cylindrical body (F2) is 1/3 to the entire side surface of the cylindrical body (F2), preferably 1 when the cylindrical body (F2) is pressed flat from the left and right. / 2 to an area that can cover the entire surface.
[0019]
The left and right pressing plates (6) are configured to be close to and away from each other, and when the cylindrical body (F2) filled with the fluid is conveyed between the pressing plates (6), the left and right pressing plates (6) are separated by a predetermined distance. The cylinders (F2) are pressed and shaped into a uniform flat shape. Further, the left and right pressing plates (6) may be fixed at positions separated by a predetermined distance. In the case of such a fixing method, the left and right pressing plates (6) are cylindrical bodies filled with a fluid. When (F2) is conveyed between them, the cylindrical body (F2) is relatively pressed.
[0020]
Further, usually, below the pressing plate (6), there is a cutter mechanism (7) for cutting off the cylindrical body (F2) whose upper end is sealed, that is, the package (F3) filled with fluid. Provided. The cutter mechanism (7) is a cutter device having a structure capable of horizontally cutting substantially the center of the welded portion in the horizontal direction in the cylindrical body (F2) welded by the lateral seal mechanism (5), for example, horizontally and A cutting blade and a receiving member provided so as to be close to and away from each other, or a rotary blade that travels in the horizontal direction. For example, when the cutting blade and the receiving member come close to each other, the lower end portion of the package (F3) immediately after manufacture is cut, and the package (F3) that is manufactured first and continues downward is cut off. Yes. Moreover, in order to further increase the welding strength of the welded portion in the lateral direction, the cutter mechanism (7) is provided with a cooling mechanism for cooling the welded portion.
[0021]
The cooling mechanism attached to the cutter mechanism (7) is constituted by, for example, a pair of presser bars that operate together with the cutter mechanism (7) and sandwich the lateral weld portion of the cylindrical body (F2) from both side surfaces. Is done. Such a presser bar can always maintain a constant temperature by a structure in which a refrigerant such as a low-temperature gas or water is blown or a structure in which a refrigerant such as a low-temperature gas or water is allowed to flow.
[0022]
In the present invention, in order to prevent the film from sticking to the pinch roll (4) and the pressing plate (6), the pinch roll (4) and the pressing plate (6) are cooled by a cooling means for cooling them to a predetermined temperature. Are attached to each. Thereby, smooth conveyance can be guaranteed, and in addition, poor welding at the welded portion in the lateral direction can be prevented.
[0023]
Specifically, as shown in FIG. 2, the cooling means of the pinch roll (4) is configured by a nozzle (41) that blows a gas such as air as a refrigerant onto the surface of the pinch roll (4). Examples of the gas to be blown include air and inert gases such as nitrogen and carbon dioxide. Usually, the temperature of the refrigerant is about −60 to 10 ° C., and the flow rate is about 60 to 600 liters / minute. As the structure of the nozzle, an appropriate structure such as a spray nozzle can be adopted. For example, the nozzle (41) is constituted by a straight tubular nozzle formed by arranging a plurality of gas blowing holes (41c) on the surface of the pipe. Is done.
[0024]
The nozzle (41) is arranged in parallel and in the vicinity of each pinch roll (4), and, for example, low-temperature compressed air supplied from a separately provided compressor and cooling device is supplied from the blowout hole (41c). It is made to spray on a pinch roll (4). The temperature of the air blown from the nozzle (41) is adjusted to, for example, -50 to 10 ° C, preferably -30 to 0 ° C, so that the pinch roll (4) has a temperature of 20 to 50 ° C, preferably 30 to 40 ° C. It is configured to be able to maintain a substantially constant temperature of ° C.
[0025]
Further, as shown in FIG. 3, the cooling means of the pressing plate (6) is constituted by a structure in which a gas such as air as a refrigerant is circulated in a refrigerant introduction chamber formed inside the pressing plate (6). The The type of refrigerant to be circulated, the temperature and flow rate of the refrigerant are substantially the same as those in the cooling means of the pinch roll (4). That is, the pressing plate (6) has a hollow structure, and is supplied with, for example, low-temperature compressed air from the back side through piping and discharged through an exhaust hole (6c) provided on the side surface side.
[0026]
In the cooling means, the low-temperature compressed air is supplied from the compressor and the cooling device in parallel with the supply to the nozzle (41). And the temperature of the air supplied to a press plate (6) is -50-10 degreeC similarly to the above, Preferably it is -30-0 degreeC, A press plate (6) is 20-50. It is comprised so that a substantially constant temperature of ° C, preferably 30 to 40 ° C can be maintained.
[0027]
The process of pillow-wrapping the fluid in the filling and packaging apparatus of the present invention is as follows. That is, when the belt-like film (F1) is supplied from the winding roll (F) to the vertical sealing mechanism (1), first, the guide tube of the vertical sealing mechanism (1) uses the belt-like film (F1) supplied from above. The belt is guided downward while being wound around the outer peripheral surface of the filling loader (2), and the strip film (F1) is held in a cylindrical shape. In addition, when the cylindrical film is pulled out below the vertical sealing mechanism (1), the heat sealer of the vertical sealing mechanism (1) welds both side edges of the film to form the cylindrical body (F2). .
[0028]
When the cylindrical body (F2) having a certain length is pulled out below the vertical sealing mechanism (1), the pair of pinch rolls (4) approach each other and sandwich the lower end of the cylindrical body (F2) to make it flat. Further, the horizontal sealing mechanism (5) sandwiches the lower end of the cylindrical body (F2) that is crushed by the approaching and separating operation of the pair of heat seal bars, thereby lowering the lower end of the cylindrical body (F2). Weld. On the other hand, the filling loader (2) fills the cylindrical body (F2), which is pulled out from the vertical sealing mechanism (1) by a certain length and welded at the lower end, with a predetermined amount of fluid. In addition, in FIG. 1, code | symbol (F2) shows the cylindrical body immediately after filling the fluid with predetermined amount.
[0029]
When the fluid is filled in the cylindrical body (F2), the pair of pinch rolls (4) holding the lower ends are separated from each other, and the cylindrical body (F2) is moved between the pressing plates (6). Send it out. Next, when the cylindrical body (F2) is positioned between the pressing plates (6), the pressing plates (6) approach each other up to a certain distance and press both side surfaces of the cylindrical body (F2) to move up and down. The cylindrical body (F2) is shaped into a flat state with a substantially uniform thickness (in FIG. 1, the imaginary line on the side of each pressing plate (6) indicates the initial position of the pressing plate (6)). Then, the pinch rolls (4) approach each other again, sandwich the upper end of the cylindrical body filled with the fluid (the part corresponding to the reference numeral (F3) in FIG. 1) and crush it flat, In such a state, the horizontal sealing mechanism (5) welds the upper end portion of the cylindrical body crushed by the approaching / separating operation of the heat seal bar. As a result, a package (F3) whose top and bottom are sealed is obtained.
[0030]
That is, in the above operation for sealing the cylindrical body (F2), the cylindrical body (F2) filled with the fluid is shaped in advance by the pressing plate (6). The unevenness of the film on the side surface can be prevented, and when the upper end of the cylindrical body (F2) is crushed by the pinch roll (4), the films can be brought into close contact with each other. Therefore, in the welding operation by the horizontal seal mechanism (5), there is no welding failure and a larger welding strength can be obtained.
[0031]
The package (F3) manufactured as described above is sent out below the pressing plate (6) by repeating a series of operations of forming the cylindrical body (F2), filling the fluid, and welding. Below the pressing plate (6), the cutter mechanism (7) is positioned between the welded portions (the pressing plate (6) at the upper end of the package (F3) by the approaching and separating operation of the cutting blade and the receiving member. The welded portion at the lower end of the package (F3) immediately after filling is cut at the center, and the package (F3) is cut off. Further, when cutting the welded portion, a presser bar as a cooling mechanism attached to the cutter mechanism (7) cools the welded portion to a predetermined temperature by sandwiching the welded portion. Then, the separated package (F3) is carried out of the system as a pillow package by, for example, the conveyor (8).
[0032]
In the filling and packaging apparatus of the present invention, as a packaged object, for example, a high-temperature fluid such as kneaded immediately after production can be immediately packaged without being cooled and can be packaged at a higher speed. That is, in the above-described filling and packaging apparatus, each nozzle (41) as a cooling means attached to the pinch roll (4) has a high temperature by blowing low temperature air from the blow hole (41) to the pinch roll (4). The pinch roll (4) is prevented from being heated by flattening a part of the cylindrical body (F2) filled with the fluid, and the pinch roll (4) is maintained at a substantially constant temperature.
[0033]
As a result, the phenomenon of the film sticking to the pinch roll (4) can be effectively prevented, and in the operation of crushing a part of the cylindrical body (F2), the films can be reliably adhered and the film can be smoothly conveyed. Therefore, when a part of the cylindrical body (F2) is welded by the lateral seal mechanism (5), the whole can be reliably welded without wrinkles or the like, and the welding strength can be further increased. Moreover, even if the crushing operation by the pinch roll (4) and the welding operation by the lateral seal mechanism (5) are continuously performed, the film can always be cooled by the pinch roll (4). Without melting, the thermal stability immediately after welding can be improved.
[0034]
The air circulation structure as a cooling means attached to each pressing plate (6) is a cylindrical body filled with a high-temperature fluid by circulating low-temperature air inside the pressing plate (6). The temperature rise of the pressing plate (6) by pressing the side surface of (F2) is prevented, and the pressing plate (6) is maintained at a substantially constant temperature. Therefore, the phenomenon that the film sticks to the pressing plate (6) can be effectively prevented, and the packaging body (F3) can be surely sent out downward after the shaping operation by the pressing plate (6). Welding failure can be prevented.
[0035]
Furthermore, in the filling and packaging apparatus of the present invention, when the cooling mechanism is attached to the cutter mechanism (7), when the packaging body (F3) is cut off, the welded portion can be further cooled to further stabilize the welded portion. Therefore, even if the fluid is at a high temperature as described above, the welding strength at the welded portion can be further increased.
[0036]
For example, when a kneaded paste of about 80 ° C. is packaged at a filling amount of 0.5 to 3 kg / bag, the conventional apparatus causes sticking of a film to a pinch roll or a pressing plate. In the filling and packaging apparatus of the present invention, there is no film sticking to the pinch roll (4) and the pressing plate (6), and 30 to 50 bags / min. Smooth and continuous packaging at a speed of And in the obtained package (F3), the welding defect was not seen at all.
[0037]
In the present invention, as a cooling means for the pinch roll (4), in addition to the structure in which a refrigerant such as gas or water is sprayed on the surface of the pinch roll (4), the inside of the pinch roll (4) has a low temperature. A structure in which a refrigerant such as a gas or cooling water is allowed to flow directly. Further, as a cooling means for the pressing plate (6), in addition to the structure in which the gas or the cooling water is passed through the space provided inside the pressing plate (6), the refrigerant is directly applied to the surface of the pressing plate (6). Examples of the structure include spraying or providing a cooling fin on the back surface of the pressing plate (6) and spraying the coolant onto the cooling fin.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the fluid filling and packaging apparatus of the present invention, the pinch roll and the pressing plate are maintained at a substantially constant temperature by the cooling function of the cooling means respectively attached to the pinch roll and the pressing plate. Therefore, even when filling with a high-temperature fluid or filling and packaging at a high speed, sticking of the film to the pinch roll and the pressing plate can be effectively prevented. Therefore, in the operation of crushing a part of the cylindrical body, the films can be brought into close contact with each other and the film can be smoothly transported. Therefore, when a part of the cylindrical body is welded, the whole is surely free from wrinkles. Welding is possible, and the welding strength can be further increased. Moreover, since the packaging body can be reliably sent out after the shaping operation by the pressing plate, it is possible to prevent problems due to staying in conveyance and poor welding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing main components of a filling and packaging apparatus. FIG. 2 is a perspective view showing an example of cooling means in a pinch roll. FIG. 3 is a perspective view showing an example of cooling means in a pressing plate. ]
1: Longitudinal seal mechanism 2: Filling loader 3: Transport roll 4: Pinch roll 41: Nozzle 41 c: Blowout hole 5: Horizontal seal mechanism 6: Press plate 6c: Exhaust hole 7: Cutter mechanism F1: Strip film F2: Cylindrical body F3: Package

Claims

A filling and packaging apparatus for pillow-wrapping a fluid, wherein a longitudinal seal mechanism (1) for welding both side edges of a belt-like film (F1) to form a cylindrical body (F2), and an upper part of the longitudinal seal mechanism (1) And a filling loader (2) for filling the cylindrical body (F2) formed by the vertical sealing mechanism (1) with a fluid, and a vertical sealing mechanism (1) disposed below the vertical sealing mechanism (1). ) A pair of pinch rolls (4) for flattening a part of the cylindrical body (F2) fed out from), and a cylindrical body disposed below the pinch roll (4) and crushed by the pinch roll (4) A horizontal sealing mechanism (5) for welding a part of (F2), and a pair of pressing plates that are arranged below the horizontal sealing mechanism (5) and press the cylindrical body (F2) filled with fluid from the side surface (6) and a pinch roll (4) and a pressing plate (6) , Filling and packaging apparatus of fluids, wherein a cooling means for cooling them into a substantially predetermined temperature is attached, respectively.

The fluid filling and packaging apparatus according to claim 1, wherein the cooling means of the pinch roll (4) is constituted by a nozzle (41) that blows a refrigerant onto the surface of the pinch roll (4).

The fluid filling and packaging device according to claim 1 or 2, wherein the cooling means of the pressing plate (6) is configured to circulate the refrigerant in a refrigerant introduction chamber formed inside the pressing plate (6).

A cutter mechanism (7) for cutting the welded portion welded by the lateral seal mechanism (5) is disposed below the pressing plate (6), and the cutter mechanism (7) has a cooling mechanism for cooling the welded portion. The fluid filling and packaging apparatus according to any one of claims 1 to 3.