JP4767786B2 - 背貼り部を有する包装袋の製袋装置 - Google Patents

Description

本発明は、背貼り部を有する包装袋の製袋装置に関し、さらに詳しくは、特に液状の内容物が充填された包装袋の横シール部から液状物の外部への洩れを防止できる背貼り部を有する包装袋の製袋装置に関する。

背貼り部を有する包装袋は、例えば、特許文献１によって知られている。これによると、この包装袋は、一般にスティック型包装袋を呼ばれているもので、一枚のフィルム材の側部両縁部を巻き付けるようにして筒状に形成し、その際、両縁部を重ね合わせた後、貼り合わせることによって背貼り部を形成している。スティック型包装袋の製袋装置は、縦シール形成部と横シール形成部とを備え、縦シール形成部で背貼り部を形成した後、横シール形成部において背貼り部と横シール部とを重ね合わせた上で熱圧着して横シール部を形成している。
特開２００３−９５３３３公報

しかし、背貼り部と横シール部とを重ねて熱圧着する場合、背貼り部と横シール部とは各２枚ずつ重ねるから計４層に重ねることになる。４層を重ねてシールするとシール性が低下しやすい。包装袋に充填する内容物が粉体や粒体の場合には、外部に漏れることが少ないものの、包装袋に充填する内容物によっては洩れやすいものがある。例えば、内容物が液状物であるとその傾向が大きく現れる。この場合でも、包装材料が熱圧着することによって延びる材料、例えばビニール製であれば、シール部位を隙間なくシールできるものであるが、熱圧着で延びにくい材料、例えば、アルミニウム製であると、シール性が低下して液状物は背貼り部と横シール部との境目辺りから洩れる虞れがあった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、内容物や包装材料如何にかかわらず内容部が包装袋から洩れることを防止できる包装袋を製袋する製袋装置を提供するものであり、特にシール性が低下しやすい背貼り部を有する包装袋を製袋するための製袋装置を提供することを目的とする。そのために、本発明に係る背貼り部を有する包装袋の製袋装置は、以下のように構成するものである。すなわち、請求項１記載の発明では、包装袋の縦シール部を形成する縦シール形成部と、前記包装袋の横シール部を形成する横シール形成部とを備え、包装材料を筒状に形成する際、前記縦シール形成部で、進行方向に沿った前記包装材料の両側縁を貼り合わせて背貼り部を形成する背貼り部を有する包装袋の製袋装置であって、前記横シール形成部が、前記包装袋の横シール部を熱圧着する一対のシールロールを備えるとともに、前記背貼り部が一対の前記シールロール間に挿入される前記包装袋の本体部に対して直交する方向に立設され、前記シールロールの一方には、立設された前記背貼り部を挿入するスリット状の溝が形成されていることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明では、前記溝を形成する一方の前記シールロールは、他方の前記シールロールに対して接近離隔する方向に移動可能に配設されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明では、前記横シール形成部の下方には、前記横シール形成部を通過した前記包装袋を下流側に移動させるとともに、前記背貼り部を前記包装袋の横シール部に重ね合わせた状態で再度横シールする補助横シール形成部を配設することを特徴としている。

本発明によれば、供給装置から供給された包装材料は縦シール形成部でその両側縁部が巻き付けられて筒状に形成された後、シールロールで熱圧着されて背貼り部が形成される。縦シール形成部の下流側では横シール形成部で横シールされているから、縦シール形成部で縦シールされた包装材料は、上部が開口する袋状の包装袋に形成される。従って、袋状の包装材料は、縦シールされつつ内容物が充填される。内容物が充填された袋状の包装袋は横シール形成部に到達すると、背貼り部と横シール部とが重ならない状態に背貼り部を配置させて横シールされる。

つまり、具体的な形態の一つは、背貼り部を袋状の包装袋の本体部に対して立設してＴ字状となるようにする。そして横シール用のシールロールには、立設した背貼り部を挿入する溝を形成する。これによって、横シール用のシールロールは袋状の包装袋の横シール部を熱圧着する際、背貼り部をシールロールに形成された溝で逃がすことができる。この状態で、シールロールで熱圧着すれば２層の横シール部を横シールできるのでシール性を低下することなく横シール部を形成することができる。

従って、包装材料が熱圧着で延びにくいものであっても、横シール時に、背貼り部と横シール部とを重ならない状態にすることによって、横シール部の熱圧着を確実に行うことができ、例えば液状の内容物が外部に洩れることを防止することができる。

さらに本発明では、横シール形成部の一対のシールロールのうち、一方のシールロールを他方のシールロールに接近離隔する方向に移動するようにしておけば、一対のシールロール間の隙間調整をすることができ、厚みの異なる材料であっても最適な加工を行うことができる。

また、横シール形成部を通過した包装袋は、補助横シール形成部において横シール部を挟持されながら下流側に送られる。この際、包装袋の横シール部に背貼り部を重ねた状態で、挟持した横シール部を熱圧着して横シールを行うことになる。そのため、横シール形成部において２層で熱圧着した横シール部に加えて、さらに４層での熱圧着を行うことから、二重の横シールを行なうこととなって、さらに内容物の洩れを防止することができる。しかも、包装袋の最終製品は背貼り部を本体部に重ね合わせた状態に形成されるため、横シール形成部で立設した背貼り部を包装袋の本体部に重ねるように寝かせる工程を、包装袋の順送工程の中で兼用して行なわせることによって、生産性を向上することができる。

次に、本発明の背貼り部を有する包装袋の製袋装置の一形態について、図面に基づいて説明する。

図１〜２は、本発明の製袋装置で製袋される包装袋を示すものであり、図３は製袋装置の全体を示す正面図であり、図４はその側面図を示している。以下、この製袋装置で製袋する包装材料は、アルミニウム製やポリエステル製のフィルム材又はナイロン製のフィルム材等で形成されたものを使用し、スティック型包装袋（以下、包装袋という。）内に液状の内容物を充填するもので説明する。図１〜２に示すように、包装袋１００は、内容物が充填される充填本体部１０１と、充填本体部１０１の長手方向両端面に形成される横シール部１０２、１０２と、長手方向（縦方向）に沿って形成される背貼り部１０３とを備えて形成されている。背貼り部１０３は、後述の縦シール形成部で形成された後は、一旦、図２の二点差線で示すように、包装袋１をＴ字状にするために本体部１０１に対して立設された状態にする。

この包装袋１００を製袋する製袋装置１は、図３〜４に示すように、機枠２の上部に配置されて液状内容物を収納するホッパ３と、ホッパ３の内容物を一定量供給する内容物供給部４と、包装材供給部Ｐから送られた包装材料Ｆを筒状に形成しつつ内容物を充填する縦シール形成部５と、縦シール形成部５の下流側に配置して筒状の包装材料Ｆに横シール部１０２を形成する横シール形成部１０と、横シール形成部１０の下流側に配置して内容物が充填された半袋状の包装袋１００を下流側に送給する補助横シール形成部８と、補助横シール形成部８の下流側に配置して連続した包装袋１００を単体の包装袋１００に切断するカッタ部９と、を備えて構成されている。

なお、図１に示す包装袋１００は、製造過程においてその形状が異なるため、以下においては、筒状に形成される前の段階を包装材料Ｆとし、内容物が充填されて上部が開口した状態を半袋状の包装袋１００Ａとし、横シール形成部で両端部が横シールされたものを包装袋１００と呼ぶ。

内容物供給部４は、実施形態においては、ホッパ３の下流側に配置するポンプ４１と、ポンプ４１に連結されたシリンダ４２と備えて構成され、ホッパ３に貯溜されている液状の内容物を、ポンプ４１で一定量吸引した後、シリンダ４２で縦シール形成部５に向かって押し出すようにしている。

縦シール形成部５では、図５に示すように、包装材供給部Ｐから送られた包装材料Ｆを筒状に形成しつつ内容物を供給充填するように構成されている。包装材料Ｆを筒状に形成するために筒状ガイド部５１が配置され、筒状ガイド部５１を通った筒状の包装材料Ｆは、その側部両縁部が重ねられて貼り付けられると背貼り部１０３が形成される。この貼り付けは、実施形態では、一対のシール部材５２、５３によって行われる。これは、機枠２に固着された固定側シール部材５２に可動側のシール部材５３を接近させ、筒状ガイド部５１に挿通されて重ねられた包装材料Ｆの両側縁部を熱圧着することによって、帯状の包装材料Ｆを筒状に形成する。なお、筒状ガイド部５１の内部には、内容物供給部４から接続された内容物供給パイプ５４が内容物を供給可能に配置されている。

縦シール形成部５の下流側には、半袋状の包装袋１００Ａの背貼り部１０３を充填本体部１０１に対して立設させてＴ字状を形成するための背貼り部ガイド７が配置されている。背貼り部ガイド７には、縦シール形成部５で形成された背貼り部１０３を挿通させるためのガイド溝７１が形成されている。

横シール形成部１０は、本発明の主要部をなすもので、縦シール形成部５で形成された背貼り部１０３を充填本体部１０１に対して立設してＴ字状をなす状態で横シールを行う。つまり、横シール形成部１０は、図６に示すように、包装袋１００の背貼り部１０３を熱圧着するための一対のシールロール１２、１３を備えている。一方のシールロール１２は機枠２に固定された固定側シールロールとして配置され、他方のシールロール１３は、固定側シールロール１２に対して接近離隔する方向に移動する可動側シールロールとして配置されている。

一対のシールロール１２、１３は、包装袋１００の横シール部１０２を熱圧着するための熱シール部１２１、１３１と、一対のシールロール１２、１３間の位置基準をするための軸基準部１２２、１３２とを備えている。また、一対のシールロール１２、１３は、その一端に連結されたサーボモータ１４及び複数の平歯車で構成された駆動伝達機構１５によってお互いに反対方向に回転するように駆動される。さらに一対のシールロール１２、１３の端部にはそれぞれ熱源（ヒータ）１６が配置され、各シールロール１２、１３内を通って熱シール部１２１、１３１に熱伝達されている。

シールロール１２、１３の熱シール部１２１、１３１は、図７〜９に示すように、側面断面視において、対向する一部に所定角度分の円弧部を有して半袋状の包装袋１００Ａを挟持する圧接部１２３、１３３と、圧接部１２３、１３３を除いて形成される逃がし部１２４、１３４を有する略菱形に形成されている。圧接部１２３、１３３は１回転する際に横シール部１０２を熱圧着し、その他の逃がし部１２４、１３４、は、１回転する際に充填本体部１０１に圧着せずに対向する位置に配置されることとなる。

可動側のシールロール１３の圧接部１３３には、回転方向に沿って半袋状の包装袋１００Ａの背貼り部１０３を挿通するための溝部１３３ａ（図７参照）がスリット状に形成されている。これによって、縦シール形成部５を通った包装材料Ｆは、縦シール部５で形成された背貼り部１０３が背貼り部ガイド７でガイドされた後、横シール形成部１０で横シールされて包装袋１００を形成することとなる。この際、背貼り部１０３は可動側シールロール１３の溝部１３３ａを挿通するから、半袋状の包装袋１００Ａは、横シール形成部１０で背貼り部１０３を充填本体部１０１に対して立設してＴ字状に配置される。この状態で、一対のシールロール１２、１３の圧接部１２３、１３３で包装材料Ｆを横シールすることによって２層の横シール部１０２を熱圧着することになる。

なお、可動側シールロール１３は、シールロール移動機構２０によって固定側シールロール１２に向かって移動可能に配置されている。

シールロール移動機構２０は、可動側シールロール１３の熱シール部１３１、１３１を間にして一対設けられている。実施形態における各シールロール移動機構２０は、図６に示すように、それぞれ可動側シールロール１３に接続され、可動側シールロール１３を固定側シールロール１２側に移動可能に配置する空気圧シリンダ２１と、空気圧シリンダ２１に接続して可動側シールロール１３を微小移動させる差動歯車機構２２と、差動歯車機構２２に接続して可動側シールロール１３の微小移動を計測する距離センサ２３とを備えている。

固定側シールロール１２は、機枠２に固定された固定側支持部材１８に軸受を介して支持され、可動側シールロール１３は固定側支持部材１８に移動可能に配置される可動側支持部材１７に軸受を介して支持されている。

空気圧シリンダ２１には、可動側支持部材１７に連結する第１のピストンロッド２１１と作動歯車機構２２に連結する第２のピストンロッド２１２とが配置されている。

差動歯車機構２２は、固定側シールロール１２と可動側シールロール１３のそれぞれの圧接部１２３、１３３とのクリアランスを調整するために、可動側シールロール１３を固定側シールロール１２に接近する方向に微小移動させるものである。

つまり、差動歯車機構２２は、楕円状の内周面を有する外ケース２２１に内嵌されて内歯を形成した外リング２２２と、外リング２２２の内歯に歯合される外歯を有する一対のスプライン部材（内リング）２２３、２２４とを備えて構成されている。外リング２２２に内嵌される一対のスプライン部材２２３、２２４は、外リング２２２の軸方向に沿って並設して配置されている。一方のスプライン部材２２３は空気圧シリンダ２１のハウジングに固定され、他方のスプライン部材２２４は、第２のピストンロッド２１２にナット部材２２５を介して螺合されている。

スプライン部材２２３と外リング２２２との歯数は同じに形成され、スプライン部材２２４は外リング２２２に対して少ない歯数で形成されることによって、その歯数の差分、スプライン部材２２４を、スプライン部材２２３に対して遅れて回転させることができる。これによって、ナット部材２２５が回転され第２のピストンロッド２１２を介して可動側シールロール１３を固定側シールロール１２に向かって接近する方向に移動させることができる。そして、この移動量を距離センサ２３で検出する。

なお、シールロール移動機構は、上述の形態ではなく、単にねじ機構とばね機構で構成したものでもよい。

補助横シール形成部８は、図５に示すように、横シール形成部１０の下流側で図示しないガイドで背貼り部１０３を充填本体部１０１に寝かせるように重ね合わせた後、横シール部１０２とともに再度横シールを行いながら包装袋１００を下流側に送るように構成する。つまり、補助横シール形成部８には、包装袋１００の横シール部１０２を挟持する一対のシール部材８１、８１が配置されている。一対のシール部材８１、８１は、それぞれ熱源を有して加熱可能に構成されるとともに、お互いに接近離隔する方向に移動され、図示しない移動機構（例えば、シリンダ装置）によって、横シール部１０２を挟持しながら１個の包装袋１００の長さ分、下流側に向かって往復移動可能に駆動される。

次に上記のように構成された製袋装置１の作用について説明する。

包装材供給部Ｐから送給されたシート状の包装材料Ｆは縦シール形成部５の筒状ガイド部５１に挿入されると筒状に形成されてその進行方向に沿った側部両縁部が重ね合わせられる。この際、可動側シール部材５３は固定側シール部材５２に向かって接近するとともに、ヒータが作動して可動側シール部材５３の圧接部を加熱している。可動側シール部材５３が固定側シール部材５２に圧接すると包装材料Ｆの側部両縁部を熱圧着することとなり背貼り部１０３が形成される。

一方、縦シール形成部５の下流側においては、すでに横シール形成部１０で横シール部１０２が形成されていることから、縦シール形成部５で背貼り部１０３を形成することによって、シート状から筒状に形成された包装材料Ｆは、縦シール形成部５の位置において、上部が開口された半袋状の包装袋１００Ａとして形成される。包装材料Ｆに背貼り部１０３が形成されるとともに、ホッパ３に貯溜されている液状内容物は、シリンダ４２に押し出されて、筒状ガイド部５２内を挿通している内容物供給パイプ５４を通って半袋状の包装袋１００Ａ内に充填される。

また、補助横シール形成部８では、包装袋１００の横シール部１０２を挟持した状態で包装袋１００を下流側に送っているから、縦シール形成部５に位置している半袋状の包装袋１００Ａは下流側に送給される。縦シール形成部５を通過した半袋状の包装袋１００Ａは、背貼り部１０３を背貼り部ガイド７のガイド溝７１に挿入することによって、充填本体部１０１に対して立設してＴ字状を形成している。

半袋状の包装袋１００Ａの背貼り部１０３は、背貼り部ガイド７の下方で、立設した状態のまま横シール形成部１０の可動側シールロール１３の溝部１３３ａに挿入するように案内される。

一方、横シール形成部１０の可動側シールロール１３は、アルミニウム製の包装材料Ｆを横シールするために、シールロール移動機構２０によって一対のシールロール１２、１３の圧接部１２３、１３３の隙間を適度なクリアランスとするために調整移動されている。そして、一対のシールロール１２、１３は、サーボモータ１４によってお互いに反対方向に回転するように駆動されるとともに熱源１６によって熱シール部１２１、１３１が加熱されている。

図９に示すように、シールロール１２、１３の１回転において、熱シール部１２１、１３１の圧接部１２３、１３３が対向する位置に移動して半袋状の包装袋１００Ａを挟持すると、挟持された半袋状の包装袋１００Ａは充填本体部１０１の上部で重ね合わされた２枚の包装材料Ｆが熱圧着されて横シールされる。この際、すでに熱圧着された背貼り部１０３は、可動側シールロール１３の溝部１３３ａ内に挿入されていて、直接、圧接部１３３で圧接されていないものの、背貼り部１０３の横端面部近辺において、加熱されている圧接部１３３の熱が伝達されてさらに融着される。

一対のシールロール１２、１３のさらなる回転によって、下流側に送られる包装袋１００においては、図１０に示すように、充填本体部１０１が一対のシールロール１２、１３に対向する位置に移動することとなる。この位置ではシールロール１２、１３の逃がし部１２４、１３４が充填本体部１０１と対向することになり、シールロール１２、１３の包装袋１００への圧接は行われない。

本体充填部１０１の両端部が横シールされた包装袋１００は、横シール形成部１０の下流側において、図示しないガイドによって、背貼り部１０３が充填本体部１０１に対して立設状態から寝かせられた状態となって、充填本体部１０１と重ねられて補助横シール形成部８に移動する。補助横シール形成部８では、一対のシール部材８１、８２が接近移動して包装袋１００の横シール部１０２を挟持して包装袋１００を１個分下流側に移動させる。この際、横シール部１０２を挟持した一対のシール部材８１、８２は加熱された状態にあり、横シール部１０２を背貼り部１０３とともに熱圧着することになる。

二重に横シールされた包装袋１００は、その下流側に配置されたカッタ部９で単体の包装袋Ｆとして製袋される。単体の包装袋Ｆは、包装袋Ｆ全体に所定の圧力で負荷を掛けて耐圧検査・洩れ検査を行った後、製品として出荷される。

上述のように、実施形態の製袋装置１では、横シール形成部１０において半袋状に形成された包装袋１００Ａの背貼り部１０３を、可動側シールロール１３に形成する溝部１３３ａに挿入させることよって、充填本体部１０１から立設してＴ字状に形成した状態で、横シールすることから、横シール部１０２は、２層でシールされることとなってシール性の低下を防止することができる。

さらに、横シール形成部１０で横シールされた包装袋１００を、補助横シール形成部８で背貼り部１０３を横シール部１０２と重ねた状態で再度横シールすることによって、確実に横シールを行いシール性の低下をさらに防止することができる。

又、シール性の低い包装材料は、製袋過程においてその厚みにも影響するから、横シール形成部において、一対のシールロール間のクリアランスを調整可能とすることによって、包装材料に合わせた最適な製袋を行うことができる。

なお、本発明の背貼り部を有する包装袋の製袋装置は、上記の形態に限定するものではない。例えば、横シール形成部における一方のシールロールにスリット状の溝を形成する場合、可動側シールロール１３ではなく固定側シールロール１２側に形成してもよい。また、包装袋は、背貼り部を有しているものであればスティック型に限定するものではない。

本装置で製袋されるスティック包装袋を示す平面図である。 同側面図である。 図１のスティック包装袋を製袋する製袋装置を示す正面図である。 同側面図である。 図３における製袋装置の縦シール形成部及び横シール形成部を示す簡略側面図である。 本発明の製袋装置の横シール形成部を示す平面一部断面図である。 図６におけるシールロールの溝部を示す平面図である。 同一部正面図である。 一対のシールロールで横シールしている状態を示す簡略側面図である。 図９の状態からシールロールが回転した状態を示す簡略側面図である。

符号の説明

１、製袋装置
５、縦シール形成部
５２、固定側シール部材
５３、可動側シール部材
７、背貼り部ガイド
８、補助横シール形成部
８１、シール部材
１０、横シール形成部
１２、固定側シールロール
１２１、熱シール部
１２３、圧接部
１３、可動側シールロール
１３１、熱シール部
１３３、圧接部
１３３ａ、溝部

Claims (3)

1. 包装袋の縦シール部を形成する縦シール形成部と、前記包装袋の横シール部を形成する横シール形成部とを備え、包装材料を筒状に形成する際、前記縦シール形成部で、進行方向に沿った前記包装材料の両側縁を貼り合わせて背貼り部を形成する背貼り部を有する包装袋の製袋装置であって、
   前記横シール形成部が、前記包装袋の横シール部を熱圧着する一対のシールロールを備えるとともに、前記背貼り部が一対の前記シールロール間に挿入される前記包装袋の本体部に対して直交する方向に立設され、
   前記シールロールの一方には、立設された前記背貼り部を挿入するスリット状の溝が形成されていることを特徴とする背貼り部を有する包装袋の製袋装置。
2. 前記溝を形成する一方の前記シールロールは、他方の前記シールロールに対して接近離隔する方向に移動可能に配設されていることを特徴とする請求項１記載の背貼り部を有する包装袋の製袋装置。
3. 前記横シール形成部の下方には、前記横シール形成部を通過した前記包装袋を下流側に移動させるとともに、前記背貼り部を前記包装袋の横シール部に重ね合わせた状態で再度横シールする補助横シール形成部を配設することを特徴とする請求項１又は２記載の背貼り部を有する包装袋の製袋装置。

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