JP5338599B2 - 製袋機における可変式ヒートシール装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ヒートシール性フィルム層を有する包装用フィルムを２枚以上重ね合わせた状態で間欠搬送させ、前記ヒートシール性フィルム層にヒートシールを施して袋状物を成形する製袋機における可変式ヒートシール装置に関する。
一般に各種の生産品を包装する包装袋は、間欠搬送される包装用フィルムの所要部分を順次ヒートシールすることにより成形される（例えば特許文献１）。このような包装袋を成形する製袋機の模式図を図９に示してある。また、図１０には、その製袋工程を経て成形される包装用フィルムの平面図を示してある。
製袋には、ヒートシール性フィルム層を有する２枚の包装用フィルム１ａ，１ｂが用いられ、これら２枚の包装用フィルム１ａ，１ｂがローラ２１，２２により互いに重ね合わされながら一方向に間欠搬送される。重ね合わされた包装用フィルム１ａ，１ｂは製袋機の縦シール部Ａ、横シール部Ｂ、スリット部Ｃ、断裁部Ｄへ順次間欠的に搬送され、まず縦シール部Ａにおいて、包装用フィルム１ａ，１ｂの両側に搬送方向と平行な方向の縦ヒートシール１５が施され、次に横シール部Ｂにおいて、搬送方向と直角な方向の横ヒートシール１６が施される。そしてスリット部Ｃにおいて、カッター２３により包装用フィルム１ａ，１ｂの幅方向中間部が搬送方向と平行な方向のスリットライン２６に沿って切断され、最後に断裁部Ｄにおいて、包装用フィルム１ａ，１ｂが搬送方向と直角な方向の断裁ライン２７に沿って断裁具２４により切断され、これにより図１１に示すような所定の大きさの複数の三方袋２が順次成形される。この三方袋２は、下端縁部が前記横ヒートシール１６の領域で、両側縁部が前記縦ヒートシール１５の領域となっている。そして上端縁の開口１７が前記スリット部Ｃの工程で切断された部分である。
縦シール部Ａには縦ヒートシール装置１１及び縦冷却装置１２が設けられ、間欠搬送される包装用フィルム１ａ，１ｂの停止のタイミングに合わせて前記縦ヒートシール装置１１が昇降動作することで、包装用フィルム１ａ，１ｂが加圧及び加熱され、縦ヒートシール１５が施される。そしてこの直後に前記縦冷却装置１２が昇降動作して縦ヒートシール１５による熱が冷却される。一般に縦ヒートシール装置１１や縦冷却装置１２は、包装用フィルム１ａ，１ｂの搬送の１ピッチ長さよりも２〜３倍長くなっており、ヒートシールや冷却が２、３回ずつ繰り返して行なわれる。
横シール部Ｂには、横ヒートシール装置１３及び横冷却装置１４が設けられ、間欠搬送される包装用フィルム１ａ，１ｂの停止のタイミングに合わせて前記横ヒートシール装置１３が昇降動作し、包装用フィルム１ａ，１ｂが加圧及び加熱され、横ヒートシール１６が施される。そしてこの直後に前記横冷却装置１４が昇降動作して横ヒートシール１６による熱が冷却される。一般に横ヒートシール装置１３や横冷却装置１４は２〜３台ずつ装着されており、搬送とヒートシールや冷却が２、３回ずつ繰り返して行なわれる。
図１３には、このような製袋機に用いられる従来のヒートシール装置の構造を示してある。このヒートシール装置は、上部ユニット３０と下部ユニット３１とを備えている。上部ユニット３０は、昇降駆動される昇降アクチュエータ３２を有し、この昇降アクチュエータ３２の下部に断熱材３３を介してヒータブロック３４が取り付けられている。ヒータブロック３４は熱源（図示せず）を有し、その熱源により所定の温度に加熱される。
ヒータブロック３４の下面にはシールバー３５が設けられ、このシールバー３５は、昇降アクチュエータ３２、断熱材３３及びヒータブロック３４を貫通して設けられた締結ボルト３６を介してヒータブロック３４の下面に密着するようにヒータブロック３４に対して脱着可能に締結されている。
下部ユニット３１は、台座３９を有し、この台座３９の上に断熱材４０を介してヒータブロック４１が取り付けられ、このヒータブロック４１の上にラバー台４２が設けられ、このラバー台４２の上にシリコンラバー４３が取り付けられている。ラバー台４２は、台座３９、断熱材４０、ヒータブロック４１を貫通して設けられた締結ボルト４４を介してヒータブロック４１の上に締結されている。ヒータブロック４１は熱源（図示せず）を有し、その熱源により所定の温度に加熱される。
上部ユニット３０のシールバー３５は、下部ユニット３１のシリコンラバー４３と対向するように配置され、これらシールバー３５とシリコンラバー４３との間に包装用フィルム１ａ，１ｂが間欠的に搬送される。そして包装用フィルム１ａ，１ｂの搬送の停止時に、昇降アクチュエータ３２が駆動されて上部ユニット３０が下降し、シールバー３５とシリコンラバー４３とで包装用フィルム１ａ，１ｂが圧着され、さらにヒータブロック３４、４１を介してその圧着部に熱が加えられることで、シールバー３５の形状に応じるヒートシールＳが施される。この後、上部ユニット３０が上昇し、包装用フィルム１ａ，１ｂが次の冷却工程に向けて搬送される。
シールバー３５は、ヒータブロック３４からの熱で加熱され、シリコンラバー４３はヒータブロック４１からの熱で加熱されるが、一般的にシールバー３５は包装用フィルム１ａ，１ｂのヒートシール性フィルム層の融点よりも高い温度に加熱され、シリコンラバー４３は、ヒートシール性フィルム層の融点よりも低い温度に加熱される。
なお、図１３に示す上部ユニット３０と下部ユニット３１とが上下逆に配置される構造とする場合もある。
このようなヒートシール装置においては、ヒートシールの形状がシールバー３５の形状によって決まるため、成形する袋のシール幅やシール形状が変更となる場合には、それに応じてシールバー３５を交換する必要がある。シールバー３５を交換する際には、まず熱源を停止させ、直前の作業で高温となっているシールバー３５を自然冷却させ、その後に締結ボルト３６を緩めてシールバー３５を取り外し、逆の手順でその変更に応じる形状の別のシールバー３５を締結ボルト３６でヒータブロック３４の下に取り付けて交換する。
特開平９−１５０８０７公報
上述のように、従来のヒートシール装置においては、成形する袋のシール幅やシール形状によってその都度シールバーを交換する必要がある。シールバーの交換作業に当っては、一旦高温に加熱されたシールバーを十分に冷却させなければ火傷の危険性があるから、その自然冷却のための長い待ち時間を要し、またシールバーの周辺は狭いため、シールバーの交換作業自体も面倒となる。
さらに、成形する袋のシール幅やシール形状に応じる各種のシールバーを事前に多数準備しておく必要がある。新規にシールバーを製作する場合には、製作費用がかかる上に製作時間が必要となるため、すぐに成形作業に移行することができず、その後の保管スペースも必要となる問題がある。
また、近年、包装形態の多様化によって成形する袋の形状も多種多様となってきている。例えば、図１２（Ａ）に示すようなスタンディング袋２や図１２（Ｂ）に示すような異形袋２が近年増加する傾向にあり、成形する袋の形状が多少違うだけで同じシールバーを流用するようなことができず、以前よりもより多種類のシールバーを保有しなければならない。さらにまた、近年、多品種小ロット化も進んでおり、シールバーの交換作業の回数が増加する傾向にあり、それによって成形能率が低下するという問題がある。
本発明はこのような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、成形する袋のシール幅やシール形状が変更となる場合であっても、シールバーを交換することなくその変更に対応して容易に能率よく所望のシール幅やシール形状の袋を成形することができる製袋機における可変式ヒートシール装置を提供することにある。
このような目的を達成するために、請求項１の発明は、ヒートシール性フィルム層を有する包装用フィルムを２枚以上重ね合わせ、その重ね合わせたフィルムの所要部分に、熱源により加熱されたシールバーを押し当ててヒートシールを施すヒートシール装置において、前記シールバーは、上下に移動可能な複数枚の板材が互いに摺動可能に重ね合わされて並ぶ板材群からなり、その板材群の各板材を個々に上下に駆動することが可能な駆動手段を備え、その駆動手段により板材群のうちの所要の板材を駆動して他の板材に対して突出させ、その突出した板材の突出側の端面を前記フィルムの所要部分に押し当ててヒートシールを施すことを特徴としている。
請求項２の発明は、ヒートシール性フィルム層を有する包装用フィルムを２枚以上重ね合わせ、その重ね合わせたフィルムの所要部分に、熱源により加熱されたシールバーを押し当ててヒートシールを施すヒートシール装置において、前記シールバーは、上下に移動可能な複数本のピン材が互いに摺動可能に束ねられて並ぶピン材群からなり、そのピン材群の各ピン材を個々に上下に駆動することが可能な駆動手段を備え、その駆動手段によりピン材群のうちの所要のピン材を駆動して他のピン材に対して突出させ、その突出したピン材の突出側の端面を前記フィルムの所要部分に押し当ててヒートシールを施すことを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記駆動手段を制御する制御手段を備え、その制御手段は製袋機で成形する各種の袋に対応するヒートシールの幅や形状に関するデータを記憶する記憶機能を有し、そのデータを予め制御手段に入力しておき、そのデータのうちの所要のデータを選択して前記駆動手段を制御することにより前記選択されたデータに基づく所要の幅や形状のヒートシールを施すことが可能なことを特徴としてある。
本発明のヒートシール装置によれば、成形する袋のシール幅やシール形状が変更となる場合であっても、シールバーを交換することなくその変更に対応して容易に能率よく所望のシール幅やシール形状の袋を成形することができる。
そして、成形する袋のシール幅やシール形状によってシールバーを製作する必要がないから、シールバーの製作費用の削減、シールバーの製作完了まで成形作業ができなくなるという制約の解消、シールバーの保管スペースの削減を図ることができる。
本発明の第１の実施形態に係るヒートシール装置の断面図。 そのヒートシール装置における上部ユニットの正面図。 そのヒートシール装置における上部ユニットの下から見た平面図。 そのヒートシール装置における制御回路のブロック図。 本発明の第２の実施形態に係るヒートシール装置の断面図。 そのヒートシール装置における上部ユニットの正面図。 そのヒートシール装置における上部ユニットの下から見た平面図。 そのヒートシール装置におけるシールバーのピン材の配列状態を示す平面図。 一般的な製袋機を模式的に示す斜視図。 その製袋機で成形される包装用フィルムの平面図。 その製袋機で成形される三方袋の正面図。 製袋機で成形される他の例の袋の形状を示す正面図。 従来の製袋機におけるヒートシール装置の構造を示す断面図。
図１〜図３には、本発明の第１の実施形態に係るヒートシール装置を示してある。このヒートシール装置は上部ユニット５０と下部ユニット５１とを備えている。上部ユニット５０は、昇降駆動される昇降アクチュエータ５２を有し、この昇降アクチュエータ５２の下部に断熱材５３を介してヒータブロック５４が取り付けられている。ヒータブロック５４は熱源を備え、その熱源により所定の温度に加熱される。
ヒータブロック５４の内部にはシールバー５５が設けられている。シールバー５５は、金属製の複数枚の板材５５ａを互いに重ね合わせて並列するように並べてなる板材群からなる。各板材５５ａは互いに摺動可能に重ね合わされているとともに、それぞれ上下動可能に支持されている。各板材５５ａの下部はヒータブロック５４の下面から突出するように支持され、これら板材５５ａがヒータブロック５４から伝わる熱で所定温度に保持される。
シールバー５５を構成する板材群の上部には駆動手段としての駆動部５６が設けられている。駆動部５６は、各板材５５ａに対応する駆動片５７を有し、その駆動片５７を個々に駆動して各板材５５ａを上下に移動させることが可能となっている。各板材５５ａと各駆動片５７との間には断熱材５８が設けられている。
下部ユニット５１は、台座６０を有し、この台座６０の上に断熱材６１を介してヒータブロック６２が取り付けられ、このヒータブロック６２の上にラバー台６３が設けられ、このラバー台６３の上にシリコンラバー６４が取り付けられている。ラバー台６３は、台座６０、断熱材６１、ヒータブロック６２を貫通して設けられた締結ボルト６５を介してヒータブロック６２の上に締結されている。
上部ユニット５０のシールバー５５は、下部ユニット５１のシリコンラバー６４と対向するように配置され、これらシールバー５５とシリコンラバー６４との間に包装用フィルム１ａ，１ｂが間欠的に搬送される。
図４には製袋機が備える制御回路の構成を示してあり、この制御回路はマイクロコンピュータを内蔵する制御手段としての制御装置６８を有し、この制御装置６８は成形する各種の袋の生産条件データ、すなわちヒートシールの幅や形状に関するデータ、ヒータブロック５４，６２の温度に関するデータ、包装用フィルム１ａ，１ｂの間欠搬送スピードに関するデータなどを記憶する記憶部６９と、この記憶部６９に前記データを入力するための入力部７０と、その各種の袋ごとのデータを選択するための選択部７１とを備えている。そして、この制御装置６８により前記データに基づいて包装用フィルム１ａ，１ｂの間欠搬送スピード、ヒータブロック５４，６２の温度、シールバー５５の各板材５５ａを駆動する駆動部５６の動作が制御されるようになっている。
袋の成形作業を開始するときには、予め制御装置６８の選択部７１を操作して成形しようとする袋に対応するデータに基づいて製袋機を動作させるための設定を行なう。この設定に応じて、まずシールバー５５の板材群のうちの前記データに基づく所要の板材５５ａが残りの他の板材５５ａに対して下方に突出移動するように駆動部５６が制御装置６８により制御される。そしてその下方に突出した板材５５ａの突出端面が加圧部となる。
この状態のもとで、包装用フィルム１ａ，１ｂが間欠的に搬送され、その搬送の停止時に、制御装置６８による制御で上部ユニット５０が下降し、この下降に応じてシールバー５５の前記突出した板材５５ａの突出端面つまり加圧部が包装用フィルム１ａ，１ｂに押し当てられ、その板材５５ａとシリコンラバー４３とで包装用フィルム１ａ，１ｂが圧着される。そして、ヒータブロック５４、６２を介してその圧着部に熱が加えられることで、前記加圧部における前記板材５５ａの並びの幅及び形状に対応する幅及び形状のヒートシールＳが施される。この後、上部ユニット５０が上昇し、包装用フィルム１ａ，１ｂが次の冷却工程に向けて搬送される。
一方、成形する袋がシール幅やシール形状が異なる他の仕様の袋となった場合には、制御装置６８の選択部７１を操作してその仕様に応じる設定を行なう。この設定により、制御装置６８が出力する信号により、シールバー５５の板材群のうちの前記設定に基づく所要の板材５５ａが他の板材５５ａに対して下方に突出移動するように駆動部５６を介して制御される。そしてその下方に突出した板材５５ａの突出端面が前記仕様に応じる幅及び形状の加圧部となる。
この状態のもとで、上述の場合と同様に、包装用フィルム１ａ，１ｂの搬送の停止時に、制御装置６８による制御でシールバー５５の前記突出した板材５５ａの突出端面つまり加圧部が包装用フィルム１ａ，１ｂに押し当てられ、その板材５５ａとシリコンラバー４３とで包装用フィルム１ａ，１ｂが圧着される。そして、ヒータブロック５４、６２を介してその圧着部に熱が加えられることで、前記板材５５ａの並びの幅及び形状に対応する幅及び形状の前記仕様に応じるヒートシールＳが施される。
このように、制御装置６８による制御で、成形しようとする袋の仕様に応じてシールバー５５の所要の板材５５ａを突出させることによりその仕様に応じたヒートシールＳを施すことができ、したがってシールバー５５を交換することなく各種の仕様の袋を容易に能率よく成形することができる。
図５〜図８には本発明の第２の実施形態に係るヒートシール装置を示してある。このヒートシール装置は前記第１の実施形態のヒートシール装置とシールバー５５の構成が異なるだけで、他の部分は同じ構成であるから、図に同一の符号を付して重複する説明を省略する。
この実施形態におけるシールバー５５は、ヒータブロック５４に設けられた多数本のピン材５５ｂの集合体であるピン材群からなる。ピン材群の各ピン材５５ｂはそれぞれ上下に移動可能で、互いに摺動可能に接合して縦横に並ぶように束ねられている。各ピン材５５ｂは、例えば図８に示すように断面が六角形の金属製棒材からなり、その側面が互いに接し合って稠密構造に集合する状態にある。各ピン材５５ｂは、駆動部５６による駆動で各ピン材５５ｂに対応して設けられた駆動ピン５７ｂを介してそれぞれ個々に駆動されて上下に移動する。
袋の成形時には、その成形する袋の仕様に応じて、制御装置６８により制御される駆動部５６の動作で、各ピン材５５ｂのうちの所要の複数のピン材５５ｂが残りの他のピン材５５ｂに対して下方に突出移動するように駆動される。そしてその下方に突出したピン材５５ｂの突出端面が前記仕様に応じる幅及び形状の加圧部となり、この加圧部が包装用フィルム１ａ，１ｂに押し当てられ、前記ピン材５５ｂの並びの幅及び形状に対応する幅及び形状の前記仕様に応じるヒートシールＳが施される。
このように、この第２の実施形態のヒートシール装置においても、制御装置６８による制御で、成形しようとする袋の仕様に応じてシールバー５５の所要のピン材５５ｂを突出させることによりその仕様に応じたヒートシールＳを施すことができ、したがってシールバー５５を交換することなく各種の仕様の袋を容易に能率よく成形することができる。
そして特に、この第２の実施形態のヒートシール装置においては、シールバー５５が多数のピン材５５ｂが縦横に稠密構造に並ぶ集合体となっているから、突出させるピン材５５ｂの選択により、例えば波形状やクランク状などの各種の形状のヒートシールを施すことができる。
なお、本発明のヒートシール装置の使用形態としては、第１の実施形態のヒートシール装置を図９に示す縦ヒートシール装置１１に適用し、第２の実施形態のヒートシール装置を図９に示す横ヒートシール装置１３に適用する場合、第１の実施形態のヒートシール装置を図９に示す横ヒートシール装置１３に適用し、第２の実施形態のヒートシール装置を図９に示す縦ヒートシール装置１１に適用する場合、第１の実施形態のヒートシール装置を図９に示す縦ヒートシール装置１１と横ヒートシール装置１３とに適用する場合、あるいは第２の実施形態のヒートシール装置を図９に示す縦ヒートシール装置１１と横ヒートシール装置１３とに使用する場合のいずれであってもよい。
以上の述べたように、本発明に係るヒートシール装置によれば、シールバーを交換することなく各種の仕様の袋、例えば図１２（Ａ）に示すようなスタンディング袋２や図１２（Ｂ）に示すような異形袋２をシールバー５５を交換することなく、容易に能率よく成形することができる。
そして、成形する袋のシール幅やシール形状に応じて個々にシールバーを製作する必要がないから、シールバーの製作費用の削減、シールバーの製作完了まで成形作業ができなくなるという制約の解消、シールバーの保管スペースの削減を図ることができる。
Ａ…縦シール部
Ｂ…横シール部
Ｃ…スリット部
Ｄ…断裁部
１ａ．１ｂ…包装用フィルム
１１…縦ヒートシール装置
１２…縦冷却装置
１３…横ヒートシール装置
１４…横冷却装置
２３…カッター
２４…断裁具
５０…上部ユニット
５１…下部ユニット
５２…昇降アクチュエータ
５４…ヒータブロック
５５…シールバー
５５ａ…板材
５５ｂ…ピン材
５６…駆動部
６０…台座
６２…ヒータブロック
６３…ラバー台
６４…シリコンラバー
６５…締結ボルト
６８…制御装置

Claims (3)

  1. ヒートシール性フィルム層を有する包装用フィルムを２枚以上重ね合わせ、その重ね合わせたフィルムの所要部分に、熱源により加熱されたシールバーを押し当ててヒートシールを施すヒートシール装置において、
    前記シールバーは、上下に移動可能な複数枚の板材が互いに摺動可能に重ね合わされて並ぶ板材群からなり、その板材群の各板材を個々に上下に駆動することが可能な駆動手段を備え、その駆動手段により板材群のうちの所要の板材を駆動して他の板材に対して突出させ、その突出した板材の突出側の端面を前記フィルムの所要部分に押し当ててヒートシールを施すことを特徴とする製袋機における可変式ヒートシール装置。
  2. ヒートシール性フィルム層を有する包装用フィルムを２枚以上重ね合わせ、その重ね合わせたフィルムの所要部分に、熱源により加熱されたシールバーを押し当ててヒートシールを施すヒートシール装置において、
    前記シールバーは、上下に移動可能な複数本のピン材が互いに摺動可能に束ねられて並ぶピン材群からなり、そのピン材群の各ピン材を個々に上下に駆動することが可能な駆動手段を備え、その駆動手段によりピン材群のうちの所要のピン材を駆動して他のピン材に対して突出させ、その突出したピン材の突出側の端面を前記フィルムの所要部分に押し当ててヒートシールを施すことを特徴とする製袋機における可変式ヒートシール装置。
  3. 前記駆動手段を制御する制御手段を備え、その制御手段は製袋機で成形する各種の袋に対応するヒートシールの幅や形状に関するデータを記憶する記憶機能を有し、そのデータを予め制御手段に入力しておき、そのデータのうちの所要のデータを選択して前記駆動手段を制御することにより前記選択されたデータに基づく所要の幅や形状のヒートシールを施すことが可能な請求項１又は２に記載の製袋機における可変式ヒートシール装置。
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