JP5563511B2 - 間欠移送式縦型袋詰め包装方法 - Google Patents

Description

本発明は、水平面内における所定の軌道（例えば円，直線，レーストラック等）に沿って間欠移動する、開閉自在な挟持部をそれぞれ備える左右一対のグリッパで、袋の両側縁部を挟持して当該袋を吊り下げ状態で保持し、略袋の幅方向に所定の距離ずつ移動して順次所定の停止位置に停止させながら所定の範囲移送するとともに、その移送過程において所定の包装処理を施す間欠移送式縦型袋詰め包装方法に関する。さらに詳しくは、液状物を含む被包装物を対象とする間欠移送式縦型袋詰め包装方法に関する。

間欠移送式の縦型袋詰め包装の１つに液状物を含む被包装物の充填がある。図１，２を用いて従来のかかる間欠移送式縦型袋詰め包装方法について説明する。従来被包装物を充填するために袋１０６の両側縁部１０８を把持するグリッパ１０４，１０４を互いに接近させて袋口１１０が略円形となるように開口させており、図１は袋口１１０を開口させた状態の袋１０６の正面図を表し、（ａ）は液状物１３６を充填後の移送開始時、（ｂ）は次停止位置での移送停止時を示している。図２は袋口１１０を開口させた状態の袋１０６の移送停止時における平面図（図１（ｂ）に対応）を示している。図２中左側の矢印は袋１０６の移送方向を示している。

図に示されるように、間欠移送式縦型袋詰め包装においては袋１０６を間欠的に移送しながら所定の包装処理を行うため、移送時（特に間欠移送開始時及び間欠移送停止時）に袋内に充填された液状物１３６が慣性により大きく揺れて袋口１１０の縁部１０８において大きく盛り上がる（図１参照）。その結果、袋口１１０の内面のシール予定部に液状物１３６が付着し、それが原因で後のシール工程でシール不良（噛み込みシール）が生じる。また、揺れが大き過ぎる場合には、液状物１３６が袋口１１０から袋外に飛び出るといった問題も生じる（図１（ｂ），図２参照）。

従来このような問題の対応策として、液状物１３６の充填後、袋口１１０のシールに先立って、図３に示すように左右一対のグリッパ１０４を離反させて袋口１１０の下側で袋１０６を緊張させる方法が行われている。図３は緊張させた状態の袋１０６の正面図を表し、（ａ）が移送開始時，（ｂ）が移送停止時を示している。しかし、この方法によれば、液状物１３６が袋口１１０から袋外に飛び出る問題は防止できるものの、袋内における液状物１３６の揺れ、それに伴う袋１０６の縁部１０８における盛り上がりそのものを抑えることはできない。そして、揺れによって液状物１３６が袋内の緊張部１１８の直下に激しく衝突すると、袋口１１０近くが緊張されていても、液状物１３６が袋口１１０の内面の僅かな隙間に浸み込み、結果としてシール予定部に付着する場合が生じ得る。

特に、液状物１３６を充填する工程と袋口１１０をシールする工程との間に、例えば脱気工程のような間欠停止位置が設定される場合、液状物充填後から袋口１１０のシールが行われるまでの間に間欠移送の開始及び停止が複数回繰り返されることとなる。すなわち、液状物充填後、次工程への間欠移送の開始及び停止によって液状物１３６が大きく揺れ、その揺れが収まらないうちに次の工程への間欠移送の開始及び停止が行われる。これにより液状物１３６の揺れが累積的に大きくなり、袋口１１０のシール時において上述のシール不良の問題が顕著となる。

また、仮に液状物１３６がシール予定部に達していなくても、後工程にプレス脱気工程が設けられている場合、プレス脱気で袋内から押し出される空気により緊張部１１８に浸み込んだ液状物１３６がシール予定部まで押し上げられ、その結果シール不良が生じる。このように袋口１１０近くを緊張させる方法では上記シール不良の発生を完全に防止することはできないため、従前は包装処理のスピードを下げて液状物１３６の揺れを極力押さえることで対処していたが、スピードの抑制による生産性の低下が避けられなかった。

ところで、間欠移送式縦型袋詰め包装における充填物の揺れを防止する発明として、例えば特開２００１−８８８１０号公報（特許文献１）記載の横揺れ防止装置がある。本装置においては、クランプにて吊り下げ状態に保持した各袋それぞれを一対の横揺れ防止板で挟みこむことによって、間欠移送中に生じる袋の横揺れを防止する構成が採用されている。

かかる装置は袋を直接板で挟み込むことにより袋自体の揺れを抑えるため一定の効果は期待できるものの、被包装物の揺れそのものを低減させることはできない。特に、被包装物が液状物の場合、その液状充填物の揺れはほとんど抑えることはできず、かかる構成を用いてもシール不良が発生し得るため、包装処理のスピードを抑制せざるを得ない。

特開２００１−０８８８１０号公報 特開２００９−１３２００１号公報 特開２０１０−２４７８５１号公報

なお、特許文献２，３記載の発明は上述の問題点に直接関するものではないが、後述する本願発明の構成の一部である、袋を挟持する左右一対のグリッパを一般的な位置よりもさらに接近させた位置に設定する構成が開示されている。しかし、これらの文献に記載された発明と本願発明とではグリッパを接近させるタイミングが異なっており、発明の解決課題及び効果も相違する。

本願発明は上記従来の問題点を解決するためのものであり、より具体的には、間欠移送される袋内の液状物の袋外への飛び出しや袋のシール不良の発生を防止し、包装処理の生産性を向上させることができる間欠移送式縦型袋詰め包装方法を提供することをその課題とする。

ところで、上記液状物の揺れが間欠移送に伴う慣性力に起因することは明らかであるが、それ以外に液状物の揺れを助長させる別の要因があれば、それを取り除くことで液状物の揺れを低減でき、ひいては液状物の飛び出しやシール不良の発生を防止でき、脱気状態の安定化、生産性の向上も図れる。そこで、発明者は上記発想に基づき様々なテストを行った結果、液状物の揺れを助長させる要因として、袋の移送方向と平面視における袋口の開口形状とが大きく関係していることを見出した。

すなわち、通常袋の開口形状は、ホッパー，液状物充填ノズルの挿入を考慮して、左右のグリッパを接近させて平面視で略円形となるようにしている（図１，２参照）。この場合、図から明らかな通り、袋１０６は平面視ではサイドシールの境界部１１２で角度θで尖って幅方向中央側へ向かって広がった形となっており、紙面及び袋１０６の幅方向に対して直角な断面で見た場合、袋１０６の幅方向の縁部１０８に近づくほど断面積は小さくなっている。この開口状態で袋１０６をその幅方向に移送して、例えば停止した場合を見ると、慣性により袋内の液状物１３６全体が図１（ｂ），２で右側のサイドシールの境界部１１２へ向かって押し寄せることとなり、図１（ｂ）に示すように大きく盛り上がることとなる。

図３に示すように袋１０６緊張させた場合においても、その緊張部１１８より下側の被包装物が充填されている範囲においては、図１の場合ほどではないが、袋１０６の縁部１０８のシール境界部１１２において尖って中央部に向かって開いた形状となっており、縁部１０８に近い方が断面積は小さい。したがって、袋１０６をその幅方向に移送、停止した場合同様の現象が起きる。

本願発明は上記知見に基づいてなされたものであり、所定の軌道に沿って間欠移送される左右一対の挟持部材で袋の両側縁部を吊り下げ状態に把持し、前記袋を略袋の幅方向に所定の距離ずつ移動させて所定の停止位置に順次停止させながら所定の範囲移送し、前記停止位置に停止中に、或いは前記停止位置間を移動中に各種包装処理を行う、液状物を含む被包装物を包装する間欠移送式縦型袋詰め包装方法において、前記包装方法は、離反位置に位置する左右一対の挟持部材に空袋を供給し把持させる袋供給工程と、前記一対の挟持部材を第１接近位置まで接近させて前記袋の袋口を開口させる開口工程と、前記開口された袋口から液状物を前記袋内へ充填する液状物充填工程と、前記挟持部材を互いに離反させ、前記袋を緊張させる緊張工程と、前記袋の袋口をシールするシール工程を含み、前記包装方法はさらに、前記液状物充填工程の終了間近に或いは終了後に前記一対の挟持部材を前記第１接近位置より間隔が狭い第２接近位置まで移動し、前記袋口を平面視において前記袋の幅方向が短軸となる略楕円形にする最接近工程と、前記袋口が前記略楕円形の状態のままで前記袋を次の、前記所定の停止位置の一つである、開口移送停止位置へ移送させる開口移送工程を含み、前記緊張工程とシール工程は、前記最接近工程と開口移送工程が実行された後に実行されることを特徴とする、包装方法を提供する。かかる間欠移送式縦型袋詰め包装方法においては、挟持部材の接近位置を２段階で設定するという極めて簡単な方法で、間欠移送される袋内の液状物の揺れを低減させることができ、液状物の袋外への飛び出しや袋のシール不良の発生を抑制することができる。
本願発明の他の形態では、前記液状物充填工程は所定の停止位置の一つである充填用停止位置において実行され、前記最接近工程は該充填用停止位置において行われ、次いで前記開口移送工程が実行されることを特徴とする。この包装方法においては、液状物充填後、袋を次の停止位置へ移送する前に左右一対の挟持部材を第２接近位置までさらに接近させるため、袋内における液状物の揺れを確実に小さくできる。
本願発明の他の形態では、前記液状物充填工程は前記所定の停止位置の一つである充填用停止位置において実行され、前記最接近工程は前記液状物充填工程が終了し前記袋が次の停止位置へ向けて移送中に行われ、前記開口移送工程は、前記最接近工程終了後の前記袋の前記次の停止位置への移送として実行されることを特徴とする。この包装方法においては充填用停止位置での停止時間を、挟持部材の第２接近位置への移動に要する時間の分だけ短縮でき、包装処理の生産性を向上させることができる。
本願発明の他の形態では、前記緊張工程は、前記袋が前記開口移送停止位置に停止中に実行されることを特徴とする。
本願発明の他の形態では、前記間欠移送式縦型袋詰め包装方法はさらに、前記緊張工程と前記シール工程との間で実行される、一対のプレス部材で前記袋を両側から挟圧し、袋内の気体を袋外に押し出す脱気工程を備えることを特徴とする。

本発明により、被包装物たる液状物の揺れの大きさを従来に比して小さくできるため、袋内の液状物の袋外への飛び出しや袋のシール不良の発生を抑え、包装処理の生産性を向上させることができる。

図１は従来の包装方法の移送時における袋口を開口させた状態の袋の正面図を表し、（ａ）は液状物を充填後の移送開始時、（ｂ）は次の停止位置での移送停止時を示す図である。 図２は従来の包装方法の移送時における袋口を開口させた状態の袋の移送停止時における平面図である。 図３は従来の包装方法の移送時における袋口近くを緊張させた状態の袋の正面図を表し、（ａ）は移送開始時，（ｂ）は移送停止時を示す図である。 図４は本願発明に係る包装方法を実施する間欠移送式縦型袋詰め包装機の概略構成図である。 図５は袋口を開口させた状態の袋の平面図を表し、（ａ）はグリッパを第１接近位置に接近させた状態、（ｂ）は第２接近位置に接近させた状態を示す図である。 図６はグリッパを第２接近位置に接近させた状態の袋の正面図を表し、（ａ）は移送開始時、（ｂ）は移送停止時を示す図である。 図７は袋口近くが緊張された状態の袋の正面図を表し、（ａ）は移送開始時、（ｂ）は移送停止時を示す図である。

図４から７を参照して本願発明の実施形態について説明する。まず図４を用いて本願発明の全体の構成について説明する。図４は本願発明に係る包装方法を実施する間欠移送式縦型袋詰め包装機（以下単に包装機）１の概略構成図である。なお、本実施形態においては固形物３４と液状物３６の両方を袋６に充填するが、液状物３６だけが充填される場合でもよい。

包装機１は、図示しない駆動源により図中の矢印の方向に間欠的に回転させられる回転テーブル２を備える。この回転テーブル２には、挟持部材たる開閉自在な左右一対のグリッパ４が所定の間隔で複数組配置され、回転テーブル２の回転と共に移動するよう構成されている。グリッパ４は図に示す通り被包装物３４，３６が充填される袋６をその両側縁部（サイドシール）８において吊り下げ状態で把持し、回転テーブル２の回転に伴って袋６を移送する。グリッパ４は袋６の幅方向に接離自在な構成となっている。以下、包装処理の各工程と合わせて、包装機１の構成を説明する。

符号Iは空袋供給工程であり、この停止位置には本工程に対応して公知のコンベアマガジン２０が設けられている。コンベアマガジン２０では、繰り出しローラ２２により袋６を一枚ずつ順に繰り出し、一対の袋取出吸盤２４で袋６を取り出して図中の矢印で示すように垂直状態にして、本工程で停止して待機しているグリッパ４に引き渡す。

次いで、グリッパ４に把持された袋６は印字工程IIに移送され、印字装置２６によって製造日等の情報が印字される。工程IIIは袋口開口工程であり、この停止位置に設けられた一対の開口吸盤２８で袋６の袋口１０近くで袋面１６に両側から吸着した後、この一対の開口吸盤２８を離反させながら左右のグリッパ４を袋６の幅方向において接近させ、袋口１０を略円形に開口させる。このときの左右のグリッパ４の位置を第１接近位置とする。この開口状態は追従式の開口ガイド３０によって次工程IVまで保持される。

工程IVは固形物充填工程であり、開口ガイド３０によって開口状態が保持された袋６にホッパー３８を介して固形物３４が充填される。工程Vは液状物充填及びグリッパ最接近工程であり、ノズル４０を介して袋６に液状物３６（図５，６，７参照）を充填し、その充填中（特に終期）又は充填後に左右一対のグリッパ４を上記第１接近位置からさらに接近させて所定の位置まで移動させる。このときの左右のグリッパ４の位置を第２接近位置とする。これについては後述する。なお、この実施形態では液状物３６の充填が回転テーブル２の停止中に行われるが、回転テーブル２の回転中に行われるようにしてもよい。

袋６は上記の如く袋口１０が開いた状態のまま工程VIを実行する停止位置へと移送される。工程VIは袋口緊張及びプレス脱気工程であり、袋６が工程VIを実行する停止位置に停止すると、まず工程Vで第２接近位置に位置した左右のグリッパ４を袋６に一定のテンションが掛かる所まで離反させ、袋６の被包装物（固形物３４及び液状物３６）より上方の位置に緊張部１８（図７参照）を形成する。その後、一対の棒状のプレス部材４２により袋６の袋面１６を両側から挟圧して袋内の気体を袋外に押し出すことにより脱気が行われる。なお、プレス部材４２は棒状のものに限らず、板状のものを用いてもよい。工程VIを実行するために回転テーブル２が停止したとき、後述するように袋内の液状物３６の揺れは大幅に抑制されているので、プレス脱気を安定した状態で行うことができる。

工程VII，VIIIはそれぞれの停止位置で実行される袋口第１シール工程，袋口第２シール工程であり、それぞれ一対の第１熱板４４，第２熱板４６を用いて所定の位置で袋口１０をシールする。工程IXはシール部冷却及び製品放出工程であり、工程VII，VIIIでシールした箇所を一対の冷却板４８で冷却して包装を完了する。完了後、完成品として袋６をシュート５０に沿って排出する。工程Xは不良袋排出工程である。

次に図５から７を参照して、工程VからVI，VIからVIIへと工程を実施して行く際のそれぞれの停止位置間での袋６の移送及びそれに伴うグリッパ４の動作について説明する。図５は工程Vでのグリッパ４の動作及び袋口１０の形状の変化を示す図である。すなわち、工程Vは前述の通り液状物３６を充填する工程であり、左右のグリッパ４が前述の第１接近位置に位置し、袋６はその袋口１０が図５（ａ）に示すように略円形になった状態で工程IVが実行される前の停止位置から移送されてこの停止位置に停止する。そして、ノズル４０が袋口１０へ挿入され、液状物３６が充填される。次いで、液状物３６の充填中、特に充填終了間際あるいは充填終了後に左右のグリッパ４が再度互いに接近移動し、図５（ｂ）に示すように前述の第２接近位置に位置する。このとき、袋６の両側縁部８は袋口１０側においてノズル４０の移動の障害とならないタイミング及び範囲で、互いにさらに接近し、それぞれの袋面１６は図５（ｂ）において上下に凸状に変形し、それぞれのサイドシール境界部１２を挟んで左右（図５において上下）の部分は大きな鈍角θをなして略平らと言って良いほどの形状になる。すなわち袋口１０が平面視において袋６の幅方向が短軸となる略楕円形となる。

図６は袋口１０が上述の状態のままで工程Vを実行する停止位置から次のVIを実行する停止位置へ移送される状態を示し、（ａ）は移送開始時，（ｂ）は停止時を示している（ここで、袋口１０が略楕円形に開いたまま袋６を次の停止位置へ移送する工程を開口移送工程と称し、その開口したまま移送される袋６が停止する停止位置を開口移送停止位置と称する）。袋６の移送方向は略袋の幅方向であるから従来例同様に液状物３６の幅方向での揺れが生じる。しかしながら、前述の通り袋６はその幅方向が短軸となる略楕円形をしており、長軸に沿う２つの面は略平行と言える状態で、その間の間隔は長軸方向に沿って略同じである。したがって、袋内で図６（ａ）においては左側へ、図６（ｂ）においては右側へ押し寄せる液状物３６が、図５（ｂ）で見た場合に長軸方向に沿って略均等に押し寄せ、従来例のようにサイドシール境界部１２近辺に集中することがない。したがって、その盛り上がる高さもはるかに低くなる。

ここで液状物３６の盛り上がりを抑制する要因がもう１つある。すなわち袋６の縁部８側の傾斜の度合いである。図６から明らかな通り、袋６の縁部８側は袋口１０側が袋６の幅方向中央側へ大きく近づき、従来例に比してその傾斜が大きく、液状物３６の上側へ被さる状態となっており、これによって液状物３６が袋内面に沿って盛り上がるのを抑制している。図に示される通り、液状物３６はグリッパ４で把持された位置より十分下の位置までしか盛り上がらず、グリッパ４により緊張させられる緊張部１８（図７参照）に達することはない。この工程VIでは前述の通りグリッパ４を遠ざけてシール予定部より下方の部位（緊張部１８）で袋６を緊張させ、その後プレス脱気を行うが、上記の通り袋６の停止時における液状物３６の揺れ、盛り上がりが低く抑えられているので、プレス脱気作業を安定的に行うことができ、またプレス脱気を行うことにより液状物３６がシール予定部へ移動付着することもない。

図７は工程VIを実行する停止位置（開口移送停止位置）からVIIを実行する停止位置への袋６の移送状態を示す図で、（ａ）は移送開始時、（ｂ）は停止時を示している。前述の通り工程VI実行位置での停止時において液状物３６の揺れが低く抑えられ、さらには工程VI実行位置に停止中にその揺れはさらに収まっている。したがって、工程VIからVIIへの移送時に揺れが生じても、前に生じた揺れに重なって大きな揺れとなることはない。したがって、シール予定部に液状物３６が付着して、この工程VIIで行われるシール作業においてシール不良が生じることはない。

このように、本実施形態における包装機１においては格別な部品を追加することなく、左右一対のグリッパ４の接近位置を２段階に設定するという極めて簡単な構成だけでシール不良の発生を抑えることができ、包装処理の生産性を向上させることができる。

なお、本実施形態においてはグリッパ４の第２接近位置への移動（グリッパ最接近工程）のタイミングを袋６への被包装物の充填中又は充填後に設定しているが、これには液状物充填工程実行停止位置から次工程実行停止位置への袋６の移送中も含まれる。袋６を次工程に向けて移送する前にグリッパ最接近工程を設定すれば、袋内の液状物３６の揺れを確実に小さくすることができる。しかし、間欠移送開始時における液状物３６の揺れが許容範囲内であり、包装処理の生産性が優先されるような場合には、次工程への袋６の移送中にグリッパ最接近工程を設定することにより、グリッパ４の第２接近位置への移動に要する時間の分だけ間欠停止時間を短縮でき、包装処理の生産性を向上させることができる。

なお、本実施形態においてはプレス脱気工程を袋口緊張工程と同じ間欠停止位置にて行うよう設定したが、袋口１０のシール工程（本実施形態では袋口第１シール工程VII）における間欠停止位置にて袋口１０のシール前に行うよう設定しても良い。

１ 包装機
４ グリッパ
６ 袋
８ 縁部
１０ 袋口
１２ サイドシール境界部
１６ 袋面
１８ 緊張部
３６ 液状物
４２ プレス部材
θ 開口角度

Claims (5)

1. 所定の軌道に沿って間欠移送される左右一対の挟持部材で袋の両側縁部を吊り下げ状態に把持し、前記袋を略袋の幅方向に所定の距離ずつ移動させて所定の停止位置に順次停止させながら所定の範囲移送し、前記停止位置に停止中に、或いは前記停止位置間を移動中に各種包装処理を行う、液状物を含む被包装物を包装する間欠移送式縦型袋詰め包装方法において、
   前記包装方法は、
   離反位置に位置する左右一対の挟持部材に空袋を供給し把持させる袋供給工程と、
   前記一対の挟持部材を第１接近位置まで接近させて前記袋の袋口を開口させる開口工程と、
   前記開口された袋口から液状物を前記袋内へ充填する液状物充填工程と、
   前記挟持部材を互いに離反させ、前記袋を緊張させる緊張工程と、
   前記袋の袋口をシールするシール工程を含み、
   前記包装方法はさらに、
   前記液状物充填工程の終了間近に或いは終了後に前記一対の挟持部材を前記第１接近位置より間隔が狭い第２接近位置まで移動し、前記袋口を平面視において前記袋の幅方向が短軸となる略楕円形にする最接近工程と、
   前記袋口が前記略楕円形の状態のままで前記袋を次の、前記所定の停止位置の一つである、開口移送停止位置へ移送させる開口移送工程を含み、
   前記緊張工程とシール工程は、前記最接近工程と開口移送工程が実行された後に実行されることを特徴とする、包装方法。
2. 請求項１記載の間欠移送式縦型袋詰め包装方法において、
   前記液状物充填工程は所定の停止位置の一つである充填用停止位置において実行され、前記最接近工程は該充填用停止位置において行われ、次いで前記開口移送工程が実行されることを特徴とする、間欠移送式縦型袋詰め包装方法。
3. 請求項１記載の間欠移送式縦型袋詰め包装方法において、
   前記液状物充填工程は前記所定の停止位置の一つである充填用停止位置において実行され、前記最接近工程は前記液状物充填工程が終了し前記袋が次の停止位置へ向けて移送中に行われ、前記開口移送工程は、前記最接近工程終了後の前記袋の前記次の停止位置への移送として実行されることを特徴とする、間欠移送式縦型袋詰め包装方法。
4. 請求項２又は３記載の間欠移送式縦型袋詰め包装方法において、
   前記緊張工程は、前記袋が前記開口移送停止位置に停止中に実行されることを特徴とする、間欠移送式縦型袋詰め包装方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１記載の間欠移送式縦型袋詰め包装方法において、
   前記間欠移送式縦型袋詰め包装方法はさらに、前記緊張工程と前記シール工程との間で実行される、一対のプレス部材で前記袋を両側から挟圧し、袋内の気体を袋外に押し出す脱気工程を備えることを特徴とする、間欠移送式縦型袋詰め包装方法。

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