JP6122247B2

JP6122247B2 - エンドシール装置

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Publication number: JP6122247B2
Application number: JP2012069522A
Authority: JP
Inventors: 田端　展昌; 展昌田端
Original assignee: Omori Machinery Co Ltd
Current assignee: Omori Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: JP2013199311A

Description

本発明は、包装フィルムを筒状に製袋し、その筒状に製袋した包装フィルム内に製品を供給後、製品の前後において包装フィルムをシール・カットするエンドシール装置に関する。

包装体の形態には多種多様のものがあるが、その中の一つとしてピロー包装体がある。このピロー包装体は、帯状の包装フィルムを製袋器に通過させることで筒状に製袋し、その包装フィルムの進行方向両端縁同士をシール（センターシール）することで筒状フィルムとし、更に、その筒状フィルム内に被包装物を内包させると共に前後の被包装物間のフィルム部位を筒状フィルムの進行方向と直交する方向にシール（エンドシール）すると共にカットすることで製造される。

このようにして製造された包装体１は、図１に示すように、内部に被包装物２を内包すると共に、１本のセンターシール部と、両端に形成される耳部（エンドシール部）４により密封された形態を採る。

係るピロー包装体を製造するピロー包装機は、図２に示すようなエンドシール装置６を備えている。このエンドシール装置６は、上下一対のシーラ７，８を備え、そのシーラ７，８のシール面７ａ，８ａの中央部に凹溝７ｂ，８ｂが形成されている。そして、下側のシーラ８ａの凹溝８ｂ内に、カッター９が配置されている。このカッター９は、シーラ８に対して相対的に上下移動可能となっている。これにより、一対のシーラ７，８にて筒状フィルムを挟み込むことでシールすることができ、更に、カッター９が上昇してその先端がシール面８ａよりも上方に突出することにより筒状フィルムのシール部位をカットすることができる。この種のエンドシール装置は、例えば特許文献１の従来の技術等に開示されている。

特開２００８−２３９１６５公報

上述したように、従来エンドシール装置は、シール面７ａ，８ａの中央部にカーター９を収容するための凹溝７ｂ，８ｂが設けられている。この凹溝７ａ，８ｂの部分では加熱並びに加圧されないため上記のピロー包装機を用いて製造される包装体は、耳部４の先端に未シール部位４ａが形成されてしまう（図１参照）。

特許文献１では、係る問題を解決するため上下のエンドシーラのシール面の所定位置に幅方向に延びる凹溝を設ける点は従来と同様にし、その状態で一方のエンドシーラに設けた凹溝内には上下方向に移動するカッター刃を設け、他方のエンドシーラに設けた凹溝内には筒状フィルムに接触可能に受け板を設けるようにした。すると受け板が接触した筒状フィルムのフィルム部位はシールされ、また、カッター刃が上昇すると受け刃が逃げ、カッター刃はその受け板にてシールされたフィルム部位をカットする。

特許文献１に開示された解決策によれば、耳部が端までシールされた綺麗な包装体が製造できる。しかし構造が複雑となる。

そこで、従来のようにカッター刃が反対側のセンターシーラに設けた凹溝内に入り込んで切断するタイプにおいて、耳部先端の未シール部において２枚のフィルム部位が離れる・広がる状態が生じるのを抑止できるエンドシール装置を提供したいという課題がある。

シーラ内にカッター刃を装着し、包装フィルムをシールすると共にカットするタイプのエンドシール装置の場合、当該カッター刃を装着するための凹溝が必要となり、当該凹溝の部分で未シール部が生じてしまう。そして、その未シール部のフィルム部位をカッター刃でカットすることから、フィルム先端は未シール部が存在するため、フィルムが開いて内面側が見えやすくなる。そのため、今までの解決方法は、凹溝の幅を狭くすることに主眼が置かれていた。つまり、カッター刃を薄くしたり、カッター刃と凹溝の間に生じる隙間を狭くしたりする。しかし、本発明者が実験により知得したところによると、シール部位と未シール部位との境界は、凹溝に臨むシール面の端部となり、凹溝を狭くすると、係る端部からカッター刃が当たるフィルム部位までの距離が短くなるとかえって未シール部に位置する２枚のフィルム部位が広がってしまうことがわかった。

そこで、シーラでしっかりと加圧・加熱されるシール部位を凹溝の形成領域よりも外側（シーラ内）に設定することで、係るシール部位の端からカッター刃が当たって付勢されるフィルム部位までの距離を長くするようにした。このようにすることで、一対のシーラのシール面で加圧されないフィルム先端も外側に広がらないことが確認できた。具体的な構成としては、下記の（１），（２）のようにした。

（１）包装フィルムを挟んで上下に配置されるシーラと、そのシーラのシール面を対向させた状態を保持しながらそのシーラを所定の軌跡で移動させる駆動機構とを備え、前記上下のシーラのシール面には包装フィルムの幅方向に延びる凹溝を設け、一方のシーラに設けた凹溝内には上下方向に移動するカッター刃を設け、前記カッター刃の先端の刃部がシール面よりも外に突出し、前記他方のシーラに設けた凹溝内に入り込んで前記包装フィルムをカットするエンドシール装置であって、前記シール面には山と谷が交互に並ぶシール目が形成されるとともに、そのシール面の凹溝側に当該シール目のない未形成領域を配置し、その未形成領域は、前記シール目を構成する前記山の先端部（実施形態では、山の頂点に対応）よりは低く、前記谷の最深部（実施形態では谷の頂点に対応）よりは高い位置に設定した。未形成領域は、シール目が形成されていないのでベタシール部位とも言える。シール目の先端部よりは低い位置であるため、シール面からの包装フィルムに対する圧力はシール目で加圧されるよりも小さくなり、挟まれた包装フィルム部位が開く（離れる）のが抑制される。そして、未形成領域が最深部よりは高い位置に設定しているため適度な圧力で包装フィルムが挟まれるので、軽くシールされることがあり、より確実に包装フィルムが開くのが抑制できる。

（２）包装フィルムを挟んで上下に配置されるシーラと、そのシーラのシール面を対向させた状態を保持しながらそのシーラを所定の軌跡で移動させる駆動機構とを備え、前記上下のシーラのシール面には包装フィルムの幅方向に延びる凹溝を設け、一方のシーラに設けた凹溝内には上下方向に移動するカッター刃を設け、前記カッター刃の先端の刃部がシール面よりも外に突出し、前記他方のシーラに設けた凹溝内に入り込んで前記包装フィルムをカットするエンドシール装置であって、前記シール面の前記凹溝側に凹部を設け、その凹部の形成領域における前記シール面からの包装フィルムに対する圧力が前記凹部以外の前記シール面で加圧されるよりも小さくなるように構成した。例えば凹部の深さを下記（３）に示すように包装フィルムの厚さとすることがある。また必ずしも包装フィルムの厚さと等しくする必要はなく、例えば包装フィルムの厚さよりも凹部の深さを浅くしても良いし、逆に深くしても良い。要は、仮に包装フィルムに圧力がかかったとしてもその強さが過大にならずエンドシール装置の通過後に包装フィルムの端が広がらない程度に圧力がかかるのは妨げない。包装フィルムの厚さをファクターとして一段低い凹部が形成されていればよい。

包装フィルムの厚さに対応して低くした凹部を設けることで、上記の未形成領域と同様にシール面からの包装フィルムに対する圧力は凹部以外のシール面で加圧されるよりも小さくなり、挟まれた包装フィルム部位が開く（離れる）のが抑制される。そして、凹部は包装フィルムの厚さに対応して一段低くしているため、適度な圧力で包装フィルムを挟むことができて軽くシールされることがあり、より確実に包装フィルムが開くのが抑制できる。

（３）前記未形成領域または前記凹部の深さは、前記包装フィルムのフィルム厚さとするとよい。このようにすると、未形成領域または凹部に対向しシール面で加圧されないフィルム部位も、加熱されて軽くシールされるので、より確実にフィルムが広がる（離れる）のを抑止できる。（４）前記未形成領域の深さは、前記シール目の先端部から最深部の中央位置に設定するとよい。

（５）前記カッター刃の上下方向の移動は、前記上下のシーラで前記包装フィルムを挟み込んだ状態でカッター刃が前記シール面よりも突出して当該包装フィルムをカットし、前記カッター刃が前記凹溝内に収納された後に前記上下のシーラが前記包装フィルムから離反するように制御するようにするとよい。このようにすると、凹溝の両側がシール面で把持されて固定した状態のまま、フィルム部位をカッター刃で付勢し、また、包装フィルムをカット後にシーラ内に収納される復帰方向に移動する際に付勢方向と逆向きに引っ張ることがあっても必要以上に大きくフィルムが移動することが無く、安定状態でカットできる。

本発明によれば、カッター刃が反対側のセンターシーラに設けた凹溝内に入り込んで切断するタイプで構造が簡単なエンドシール装置であっても、耳部先端の未シール部において２枚のフィルム部位が離れたり、広がったりすることが抑止できる。

従来のエンドシール装置を示す図である。従来の装置を用いて製造された包装体を示す斜視図である。（ａ）は本発明に係るエンドシール装置が組み込まれたピロー包装機の一例を示す正面図であり、（ｂ）はエンドシール装置の要部を示す一部拡大断面図である。エンドシール装置の要部を示す図である。エンドシール装置の要部を示す図である。エンドシール装置の要部を示す図である。作用を説明する図である。本実施形態のピロー包装機を用いて製造された包装体を示す斜視図である。

図３から図８は、本発明の好適な一実施形態を示している。図に示すように、本実施形態のエンドシール装置が組み込まれたピロー包装機１０は、包装機本体１１と、その包装機本体１１に対して帯状の包装フィルムを連続して供給するフィルム供給装置１２と、包装機本体１１の上流側に配置され、その包装機本体１１に対して被包装物１３を所定間隔毎に供給する被包装物搬送供給装置１４とを備えている。

フィルム供給装置１２は、帯状フィルム１５をロール状に巻き取った原反ロール１６に対し、図示省略する駆動モータ（サーボモータ等の速度制御可能なモータ）の出力を連係し、原反ロール１６の回転速度を適宜制御しながら一定速度で包装機本体１１に供給する。また、原反ロール１６から包装機本体１１に至る所定位置に各種のローラ１７（図では、代表して１個のみ記載している）を配置し、原反ロール１６から送り出された帯状フィルム１５は、そのローラ１７に掛け渡されることで、所定の経路を通って包装機本体１１に導かれる。もちろん、本発明では、必ずしも原反ロール１６に駆動モータを連係する必要はなく、包装フィルムの搬送経路上にフィードローラを設け、引き出すようにしても良い。

被包装物搬送供給装置１４は、前後に配置されたスプロケット１９と、その複数のスプロケット１９に掛け渡されたエンドレスチェーン２０と、そのエンドレスチェーン２０に所定ピッチ毎に取り付けられた複数の押送フィンガー２１とにより構成される。これにより、被包装物１３の後面に押送フィンガー２１が突き当たると、押送フィンガー２１の移動に伴い、被包装物１３も搬送路１７上を前進移動する。

包装機本体１１は、供給される帯状フィルム１５を筒状フィルム２４に整袋する製袋器２５と、その製袋器２５の下流側に配置され、筒状フィルム２４のフィルム重合端を進行方向に沿って熱シールするセンターシール装置２７と、そのセンターシール装置２７の下流側に配置され、被包装物１３を内包する筒状フィルム２４を搬送するベルトコンベア２６と、ベルトコンベア２６の下流側に配置されたエンドシール装置３０と、エンドシール装置３０の下流側に配置された搬出コンベア２８と、を備えている。

ここでエンドシール装置３０は、いわゆるボックスモーションタイプのもので、上下に配置された一対のシーラ３１，３２が、互いのシール面３１ａ，３２ａを対向させた状態を維持しながら所定の軌跡で移動させるための駆動機構を備える。この駆動機構により動作する両シーラ３１，３２は、所定距離離れた基準位置から互いに接近移動して筒状フィルム２４を上下から挟み込むことで、そのシール面３１ａ，３２ａに接触したフィルム部位を所定の圧力で加圧すると共に加熱する。そして、両シーラ３１，３２は、上記のように互いに接近して筒状フィルム２４を挟持した状態を維持したまま互いに筒状フィルム２４の移動方向に沿って前進移動する。このときの移動速度は、筒状フィルム２４の移動速度と等しくしている。両シーラ３１，３２は、所定距離だけ移動すると互いに離反移動すると共に、筒状フィルム２４の移動方向と逆方向に移動して基準位置に至る。

上下のシーラ３１，３２のシール面３１ａ，３２ａの中央部には、それぞれ凹溝３１ｂ，３２ｂを設けているとともに、そのシール面３１ａ，３２ａの近傍にヒータ３１ｃ，３２ｃを内蔵している。そして、上側のシーラ３１に設けた凹溝３１ｂ内には、カッター刃３４を上下移動可能に配置している。カッター刃３４は、通常状態では凹溝３１ｂ内に位置し、シリンダその他の駆動源に従いカッター刃３４が当該シーラ３１に対して相対的に昇降移動する。そして、カッター刃３４が最下端位置にくると、先端の刃部はシール面３１ａよりも下方に突出する。

下側のシーラ３２に設けた凹溝３２ｂは、上側のシーラ３１の凹溝３１ｂに対向する位置に設けられ、そのシーラ３１のシール面３１ａから下方に突出したカッター刃３４の下端部分が挿入可能となる。両凹溝３１ｂ，３２ｂの幅は等しくし、カッター刃３４の厚さに対して一回り大きくし、カッター刃３４の昇降移動時にカッター刃３４が凹溝３１ｂ，３２ｂに接触するのを抑止している。

図４に拡大して示すように、両シーラ３１，３２のシール面３１ａ，３２ａの凹溝３１ｂ，３２ｂ側を一段低くした凹部３１ｅ，３２ｅとした。つまり、一つのシーラ３１に着目すると、凹溝３１ｂの両側に凹部３１ｅの一端がそれぞれ臨む形態となる。他方のシーラ３２においても同様である。そして、この凹部３１ｅ，３２ｅの深さは、シールする筒状フィルム２４の厚さと等しい設定とした。これにより、上下の一対のシーラ３１，３２で筒状フィルム２４を挟み込んだ場合、筒状フィルム２４が潰されて内周面側のシーラント面同士が接触した状態となり、両シーラ３１，３２間には少なくとも２枚のフィルムが存在する（センターシール部位は４枚）。

図５に模式的に示すように、上下の一対のシーラ３１，３２で筒状フィルム２４を挟み込んだ場合、シール面３１ａ，３２ａ（凹部３１ｅ，３２ｅ未形成領域）間では、しっかりと筒状フィルム２４に対して加圧・加熱することになる。そして凹部３１ｅ，３２ｅの形成領域では、筒状フィルム２４に対する加圧力が弱いか無い状態となる。よって、シーラからのシールのために直接的に加圧をかけている加圧臨界ポイントは、凹部３１ａ，３２ｅとの境界となるポイントＰ１の地点となる。なお、凹溝が形成されていない従来タイプの構造では、係る加圧臨界ポイントは凹溝３１ｂ，３２ｂとの境界となるポイントＰ２の地点となる。

そして、両シーラ３１，３２で包装フィルム２４を挟んだ状態で上からカッター刃３４が下降移動し、その下端の刃部が包装フィルム２４を下方に押し下げる。すると、従来の構造では、破線で示すようにフィルムはポイントＰ２から急峻に立ち下がるのに対し、本実施形態では二点鎖線で示すようにポイントＰ１から緩やかに立ち下がる。本発明者が実験により知得したところによると、従来構造のものではポイントＰ１にてしっかりと折り曲げられることになり、そのことが最終的に包装体となった際に図１に示したように耳部４の先端の未シール部位４ａが開いてしまう原因の１つとなる。これに対し、本実施形態ではポイントＰ２から緩やかに立ち下がることから、シール面３１ａ，３２ａで挟まれてしっかりとシールされた部分から先の先端が開いてしまうことを抑制できる。

さらに図５は図示の便宜上、筒状フィルム２４のフィルム厚さは０とし、代表して押し潰された筒状フィルム２４の厚さ方向の中心、すなわち筒状フィルム２４の内周面の位置を一本の線で現わしている。従って、実際には、その直線で示した位置の上下両側に所定のフィルム厚さの筒状フィルムがそれぞれ存在することになる。また、両シーラ３１，３２間には少なくとも２枚のフィルムが存在するため、実際には図示のように接触はせずに所定距離だけ離れる。但し、係る２枚のフィルムは押し潰されて溶融一体化するため２枚分のフィルム厚さよりも接近する。また、凹部３１ｅ，３２ｅの形成領域では、それぞれ１枚分のフィルムが配置され凹部３１ｅ，３２ｅの表面に近接或いは接触する。そして、凹部３１ｅ，３２ｅの表面はヒータ３１ｃ，３２ｃにより加熱されているため、筒状フィルム２４のシーラント面も軟化する。そして、シーラ３１，３２で挟まれて押し潰された筒状フィルム２４は、凹部３１ｅ，３２ｅの両外側で挟まれることから凹部３１ｅ，３２ｅに対向するフィルム部位も軽い力で接触することから軽く熱シールされる。さらに、その凹部３１ｅ，３２ｅの形成領域に位置するフィルム部位の延長線上に凹溝３１ｂ，３２ｂ内に位置するフィルム部位が存在することからも、従来のように凹溝３１ｂ，３２ｂ内の未シール部のみが折れ曲げられて開くことが無くなる。

図３〜図５では、シーラ３１，３２を模式図として示しているが、通常シール面３１ａ，３２ａには、より強固なシール強度を得るために所定パターンのシール目が形成される。所定パターンとしては、例えば図６に示すように波線形状としたものがある。この例では、上側のシーラ３１のシール面３１ａに形成する山と谷の各頂点の形成位置と、下側のシーラ３２のシール面３２ａに形成する山と谷の各頂点の形成位置をずらし、シール面の山と谷が噛み合うことで、よりしっかりと筒状フィルム２４を噛み込むようにしている。

ここで本実施形態では、両シーラ３１，３２のシール面３１ａ，３２ａの凹溝３１ｂ，３２ｂ側に、シール目を設けない未形成領域３１ｅ′，３２ｅ′とした。この未形成領域３１ｅ′，３２ｅ′は、シール目を構成する山の部分や谷の部分が無く平坦面のベタシール面としている。そして、シール目（山）の頂点から未形成領域３１ｅ′，３２ｅ′までの距離（深さ）は、筒状フィルム２４の厚さとなる。よって、この未形成領域３１ｅ′，３２ｅ′は、上述した凹部３１ｅ，３２ｅと同様の機能を発揮する。さらに、この未形成領域３１ｅ′，３２ｅ′は、シール目を構成する山の頂点と谷の頂点の中間位置に形成している。

次に、図７を用いながら本実施形態の要部となるエンドシール装置３０の作用を説明する。まず、上下のシーラ３１，３２のシール面３１ａ，３２ａが上下に離反し、上側のエンドシーラ３１のシール面３１ａよりもカッター刃３４の下端（刃部）が上方に位置した状態を基本状態とする。

まず、カッター刃３４が基本状態を保持させながら両シーラ３１，３２が互いに接近し、シール面３１ａ，３２ａが筒状フィルム２４の所定部位に接触する（図７（ａ）参照）。この状態でさらに両シーラ３１，３２が接近し、筒状フィルム２１を上下から挟み込む（図７（ｂ）参照）。これにより、シール面３１ａ，３２ａと接触するフィルム部位は、所定圧力で挟持されるとともに、加熱される。これにより、この状態が一定時間継続すると当該フィルム部位は熱シールされる。

次いで、カッター刃３４が下降移動すると、カッター刃３４の下端の刃部が筒状フィルム２４の接触部位を切断する（図７（ｃ）参照）。このとき、図５を用いて説明したように筒状フィルム２４は上方に押し上げられるが、それによりフィルム部位は凹部の奥側のポイントＰ１から緩やかに立ち下がり斜めになる。

その後、カッター刃３４が上昇移動する（図７（ｄ）参照）。そして、カッター刃３４が筒状フィルムの上方に位置し、当該筒状フィルムから離反した後の所定のタイミングで上下のシーラ３１，３２が互いに離反し、筒状フィルム２４の先端が分離されてピロー包装体５０が製造される（図７（ｅ）参照）。本実施形態では、カッター刃３４の駆動を高速対応のものにし、上下のシーラ３１，３２が筒状フィルム２４を挟み込んでいる間に上昇／下降移動してカット処理をする。

このようにして製造されたピロー包装体５０は、図８に示すように、そのエンドシールされた部分である耳部５１の先端５１ａ（カッター刃３４で切断された部位）は、２枚のフィルム部位が開かず、綺麗な包装体となる。

１０ピロー包装機
１１包装機本体
１２フィルム供給装置
１３被包装物
１４被包装物搬送供給装置
２４筒状フィルム
２７センターシール装置
３０エンドシール装置
３１，３２シーラ
３１ａ，３２ａシール面
３１ｂ，３２ｂ凹溝
３１ｅ，３２ｅ凹部
３１ｅ′，３２ｅ′ 未形成領域
３４カッター刃

Claims

包装フィルムを挟んで上下に配置されるシーラと、
そのシーラのシール面を対向させた状態を保持しながらそのシーラを所定の軌跡で移動させる駆動機構とを備え、
前記上下のシーラのシール面には包装フィルムの幅方向に延びる凹溝を設け、
一方のシーラに設けた凹溝内には上下方向に移動するカッター刃を設け、
前記カッター刃の先端の刃部がシール面よりも外に突出し、前記他方のシーラに設けた凹溝内に入り込んで前記包装フィルムをカットするエンドシール装置であって、
前記シール面には山と谷が交互に並ぶシール目が形成されるとともに、そのシール面の凹溝側に当該シール目のない未形成領域を配置し、
その未形成領域は、前記シール目を構成する前記山の先端部よりは低く、前記谷の最深部よりは高い位置に設定したことを特徴とするエンドシール装置。
包装フィルムを挟んで上下に配置されるシーラと、
そのシーラのシール面を対向させた状態を保持しながらそのシーラを所定の軌跡で移動させる駆動機構とを備え、
前記上下のシーラのシール面には包装フィルムの幅方向に延びる凹溝を設け、
一方のシーラに設けた凹溝内には上下方向に移動するカッター刃を設け、
前記カッター刃の先端の刃部がシール面よりも外に突出し、前記他方のシーラに設けた凹溝内に入り込んで前記包装フィルムをカットするエンドシール装置であって、
前記シール面の前記凹溝側に凹部を設け、その凹部の形成領域における前記シール面からの包装フィルムに対する圧力が前記凹部以外の前記シール面で加圧されるよりも小さくなるように構成したことを特徴とするエンドシール装置。
前記未形成領域または前記凹部の深さは、前記包装フィルムのフィルム厚さとしたことを特徴とする請求項１または２に記載のエンドシール装置。
前記未形成領域の深さは、前記シール目の先端部から最深部の中央位置に設定することを特徴とする請求項１に記載のエンドシール装置。
前記カッター刃の上下方向の移動は、前記上下のシーラで前記包装フィルムを挟み込んだ状態でカッター刃が前記シール面よりも突出して当該包装フィルムをカットし、前記カッター刃が前記凹溝内に収納された後に前記上下のシーラが前記包装フィルムから離反するように制御するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエンドシール装置。