JP6299474B2 - 抽出バッグの製造方法及び製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タグ付きの四面体形状の抽出バッグを、タグの向きを揃えて製造する抽出バッグの製造方法及び製造装置に関する。
紅茶、緑茶、ハーブティー等の抽出バッグとして、通水濾過性シートから成形した四面体形状のバッグ内に茶葉等の抽出材料を充填した抽出バッグであって、その外表面に吊し糸と、吊し糸の摘み片となるタグが設けられているものが使用されている。
四面体形状の抽出バッグを工業的に製造する場合、吊し糸付きのタグが所定間隔で貼着された長尺の抽出バッグ用シートを筒状体に成形し、その筒状体を、上面視で交差する第1方向と第2方向に交互に溶着溶断する間に、筒状体内に内容物を投入する方法がとられる。この方法では、抽出バッグの溶着溶断方向が第1方向であるか、第2方向であるかによって、タグ貼着面の向きの異なる抽出バッグが交互に製造される。
一方、抽出バッグの販売形態としては、非通気性の外装フィルムで形成された平袋型の外装袋に抽出バッグを個包装したものが普及している。四面体形状の抽出バッグを外装袋に収容する場合、単に外装袋に抽出バッグを押し込むと、タグが折れ曲がったり、外装袋が不要に嵩張ったりするという問題が生じる。そこで、四面体形状の抽出バッグを、タグ貼着面の向きを揃えて折り畳み、外装袋に個包装する包装体の製造装置が提案されている(特許文献1)。
WO2014/033918
上述の特許文献1に記載の装置によれば、四面体形状の抽出バッグのタグ貼着面の向きを揃えるために、抽出バッグの向きを規制するホッパー型の方向規制装置や、方向規制した抽出バッグについてタグ貼着面を検出するカメラを必要とする。
これに対し、本発明は、コンパクトな装置構成により、四面体形状の抽出バッグのタグ貼着面の向きを揃えることを目的とする。
本発明者は、筒状体に成形した抽出バッグ用シートから四面体形状の抽出バッグが溶断される前に、抽出バッグを把持し、それを筒状体における溶断の方向に応じた第1角度と第2角度交互に回転させると抽出バッグのタグ貼着面の向きを一定方向に揃えることができ、抽出バッグの外装袋への包装工程でタグ貼着面を揃えるためにホッパー型の方向規制装置やカメラなどの大掛かりな装置を省略できることを見出し、本発明を想到した。
即ち、第1の本発明は、タグが所定間隔で貼着されており筒状体に成形されている抽出バッグ用シートを、上面視で交差する第1方向と第2方向に交互に溶着溶断する間に、該溶着溶断により抽出バッグ用シートに形成される第1方向の横シールと第2方向の横シールの間に内容物を充填し、四面体形状の抽出バッグを製造する抽出バッグの製造方法であって、
抽出バッグ用シートから抽出バッグが溶断される前にグリッパで抽出バッグを把持し、抽出バッグを所定角度回転させて離すタグ貼着面の方向制御工程を有し、
該方向制御工程において、グリッパが、第1方向で溶断される抽出バッグを第1角度回転させると共に、第2方向で溶断される抽出バッグを第2角度回転させることにより、各抽出バッグのタグ貼着面の向きを揃えて抽出バッグを離す抽出バッグの製造方法である。
第2の本発明は、上述の方法でタグ貼着面の向きを揃えた抽出バッグをコンベアで受け、その抽出バッグの一面又は一辺が2つ折りされるように抽出バッグを折り込む工程、
折り込んだ抽出バッグを、対向する外装用シート間に挿入する工程、
外装用シートをシールすることにより、外装袋内に抽出バッグが密封された抽出バッグの包装体を形成する密封工程を行う包装体の製造方法である。
第3の本発明は、タグが所定間隔で貼着されており筒状体に成形されている抽出バッグ用シートを、上面視で交差する第1方向と第2方向に交互に溶着溶断する間に、該溶着溶断により抽出バッグ用シートに形成される第1方向の横シールと第2方向の横シールの間に内容物を充填することにより四面体形状の抽出バッグを製造する抽出バッグの製造装置であって、
抽出バッグ用シートから抽出バッグが溶断される前に抽出バッグを把持し、抽出バッグが所定角度回転した後に抽出バッグを離すグリッパと、グリッパを所定角度回転させる旋回手段と、該旋回手段を制御する制御手段を有し、
該制御手段は、第1方向で溶断される抽出バッグを第1角度回転させると共に、第2方向で溶断される抽出バッグを第2角度回転させるように旋回手段を制御することにより、グリッパが抽出バッグを離す以前に抽出バッグのタグ貼着面の向きを揃える抽出バッグの製造装置である。
第4の本発明は、上述の抽出バッグの製造装置の下流に設けられる抽出バッグの包装装置であって、
該製造装置によりタグ貼着面が揃えられた抽出バッグを受けるコンベア、
コンベア上の抽出バッグの一面又は一辺が2つ折りされるように抽出バッグを折り込む折り込み手段、
折り込んだ抽出バッグを、対向する外装用シート間に挿入する手段、
外装用シートをシールし、外装用シートで形成された外装袋内に抽出バッグが密封された包装体を形成するシール手段
を有する包装装置である。
本発明の抽出バッグの製造方法及び製造装置によれば、コンパクトな装置構成で四面体形状の抽出バッグのタグ貼着面を一定方向に揃えることができる。したがって、抽出バッグの製造に続く抽出バッグの包装工程では、抽出バッグのタグ貼着面の向きを検出したり、タグ貼着面の向きを揃えたりすることが不要となり、タグ貼着面の向きが揃った外装袋入りの抽出バッグを低コストに製造することができる。
図1は、実施例の抽出バッグの製造装置の概略側面図である。 図2は、実施例の抽出バッグの製造装置の概略正面図である。 図3Aは、グリッパの作用の説明図である。 図3Bは、グリッパの作用の説明図である。 図4は、グリッパのグリップ機構及び回転機構の上面図である。 図5は、グリッパの回転機構におけるリンク機構の横断面図である。 図6Aは、グリッパの回転機構におけるリンク機構の縦断面図である。 図6Bは、グリッパの回転機構におけるリンク機構の縦断面図である。 図6Cは、グリッパの回転機構におけるリンク機構の縦断面図である。 図7は、実施例の抽出バッグの包装装置の模式図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
図1は、本発明の一実施例の抽出バッグの製造方法を実施する、抽出バッグの製造装置10の概略側面図であり、図2は概略正面図である。
この抽出バッグの製造装置10は、吊し糸付きのタグ1が所定間隔で貼着されている抽出バッグ用シート2を縦シール装置11で溶着することにより筒状体に成形し、その筒状体を横シール装置12で、筒状体の軸方向上方からみた上面視で交差する第1方向と第2方向に交互に溶着溶断し、この溶着溶断の間に内容物を筒状体の上方から充填し、四面体形状の抽出バッグ3を製造する。ここで、四面体形状の抽出バッグの製造自体は公知の四面体形状の抽出バッグの製造と同様に行うことができ、例えば、WO2011/61846号公報と同様の装置構成とすることができる。
このような抽出バッグの製造装置では、溶着溶断時に、第1方向で溶着溶断が行われるか、第2方向で溶着溶断が行われるかにより、タグ1の貼着面が上向きの抽出バッグ3(図3A)とタグ1の貼着面が下向きの抽出バッグ3(図3B)の2つのタイプの抽出バッグが製造される。これに対し、本発明では、タグ貼着面の方向制御工程を行うこと、即ち、図3A、図3Bに示したいずれのタイプの抽出バッグであっても、グリッパ20が抽出バッグを離すときには、タグ貼着面が抽出バッグ3の底面となるように、抽出バッグ3が鉛直面内で回転するように(即ち、鉛直面に垂直な軸を回転中心として抽出バッグ3が回転するように)、抽出バッグ3を把持しているグリッパ20を回転させる旋回手段とその制御手段を備えていることを特徴としている。したがって、グリッパ20は、抽出バッグ3を把持するグリップ機構と、把持した抽出バッグを所定角度回転させる旋回手段により動かされ、旋回手段は制御手段により制御される。
なお、抽出バッグ3を把持するグリッパ20の形状は、特に制限はないが、本実施例の装置では、溶断される前の抽出バッグを挟持する部分が、一対の棒状部材からなるものを使用している。また、グリッパ20によってタグ1が挟まれないように、グリッパ20は、タグ貼着面の背面側から部分的に抽出バッグを挟持できるように設けられている。
グリップ機構は、図2に示すように、グリップ用モーター21、グリップ用スプライン軸22及びリンク機構23を備えている。また、図4に示すように、グリッパ20は、グリッパ用軸(スプライン軸)24に固定された第1グリッパ20aと、グリッパ用軸24上を移動する第2グリッパ20bからなる。グリップ用モーター21の回転がグリップ用スプライン軸22により、図4に示すリンク機構23を構成する揺動バー27に伝わり、揺動バー27が回転し、一対のリンクバー26a、26bが伸びてリンク機構23が開く。これにより、一方のリンクバー26aに接続したグリッパ用軸24がa方向に移動すると共に、他方のリンクバー26bがb方向に移動し、このリンクバー26bに接続したスライダー25が押されてb方向に移動し、さらにスライダー25と連結プレート28で接続した第2グリッパ20bがb方向に移動する。こうして、リンク機構23が開くとグリッパ用軸24に固定された第1グリッパ20aがa方向に移動し、第2グリッパ20bがb方向に移動する。このため、横シール装置12で溶断される抽出バッグ3が、第1グリッパ20aと第2グリッパ20bで挟持される。反対に、リンク機構23が閉じると、第1グリッパ20aと第2グリッパ20bの間隔が広がり、把持されていた抽出バッグはグリッパ20から離れる。なお、図4において、符号Oは、抽出バッグ用シートの筒状体の中心軸を表している。
一方、旋回手段は、より具体的には、図3Aに示すように溶着溶断時にタグ貼着面が上向きの抽出バッグ3はタグ貼着面が底面となるように、抽出バッグ3を、鉛直面に垂直なグリッパ用軸24を回転中心として回転角θ1=約135°で回転させ、図3Bに示すように溶着溶断時にタグ貼着面が下向きの抽出バッグ3はタグ貼着面が底面となるように、グリッパ用軸24を回転中心として回転角θ1=約55°で回転させる回転機構を有している。
この回転機構は、図1に示すように、回転用モーター30、回転用スプライン軸31、揺動プレート32、リンク機構34を備えている。図5は、リンク機構34の横断面図(図2のA−A図)であり、図6Aは、リンク機構34の縦断面図(図4のB−B図)である。
リンク機構34は、軸35aを中心に揺動し、ロッド33で揺動プレート32と接続している第1アーム35と、グリッパ用軸24に固定され、グリッパ用軸24を中心に揺動する第2アーム36と、第1アーム35及び第2アーム36を繋ぐ第3アーム37を有している。
回転用モーター30の回転が回転用スプライン軸31により揺動プレート32に伝わり、揺動プレート32が揺動角θ2(図4、図5)で揺動する。なお、リンク機構34により第2アーム36が回転し、第2アーム36が固定されたグリッパ用軸24も回転するが、グリッパ用軸24を摺動するスライダー25はグリッパ用軸24に対して回転可能に接続されているので、グリッパ用軸24が回転しても、リンクバー26a、26bは回転しない。
制御手段50はコンピュータ等で構成され、揺動プレート32がリンク機構34に最も近づく位置に振れたとき、図6Aに示すように、リンク機構34はグリッパ20が、抽出バッグ用シートの筒状体から溶断される前の抽出バッグ3を把持する位置となるように、リンク機構34を調整する。
制御手段50は、揺動プレート32がリンク機構34から最も離れる位置に振れたとき、図6Cに示すように、グリッパ20が図6Aの位置からの回転角θ1が約135°となるようにする。これにより、図3Aに示すように、溶断時にタグ1が上向きで貼着されている抽出バッグ3を、タグ1の貼着面が底面にくるように回転させることができる。
また、制御手段50は、揺動プレート32が上述の2つの場合の間にある所定の位置に振れたとき、図6Bに示すように、グリッパ20が図6Aの位置からの回転角θ1が約55°となるようにする。これにより、図3Bに示すように、溶断時にタグ1が下向きで貼着されている抽出バッグ3を、タグ1の貼着面が底面にくるように回転させることができる。
ここで、図3Aに示すように、溶断時にタグ1が上向きで貼着されている抽出バッグ3に対しては回転角θ1を約135°とし、図3Bに示すように、溶断時にタグ1が下向きで貼着されている抽出バッグ3に対しては回転角θ1を約55°に制御する方法としては、制御手段50により回転用モーター30の回転角度を制御し、グリッパ20を所定角度回転させることにより行うことができる。
また、制御手段50は、上述のグリップ機構と回転機構を、グリッパ20が抽出バッグ3を把持している間に回転機構でグリッパを所定角度回転させてタグ貼着面を抽出バッグの底面とし、そこでグリッパ20を開いて抽出バッグ3を離し、グリッパ20を開いた状態で回転を戻し、次の抽出バッグ3の把持を待ち受けるというタイミングで行う。
一方、この抽出バッグの製造装置10は、グリッパ20の昇降機構も有している。グリッパ20の昇降機構は、抽出バッグ3を所定の位置に降下させる手段として機能する。より具体的には、上述のグリッパのグリップ機構及び回転機構を支持するベースプレート40を、昇降用モーター41に接続したクランク機構42で昇降させる。
この昇降機構も前述の制御手段50で制御される。即ち、制御手段50は、溶断時にタグ1が上向きで貼着されているタイプの抽出バッグ3であっても、下向きで貼着されているタイプの抽出バッグであっても、グリッパ20が、溶断前の抽出バッグ3を把持するときにはグリッパが抽出バッグの中央部を把持できる高さとし、グリッパ20が、タグ貼着面が抽出バッグ3の底面となるように抽出バッグ3を回転させたときは、双方のタイプの抽出バッグのタグ貼着面が同一面上にあるように、グリッパ20が抽出バッグ3を回転させている間に抽出バッグ3を降下させる。例えば、タグ貼着面を、抽出バッグ3を搬出するコンベアの載置面の高さに調整する。
なお、本発明において、昇降機構は省略することができる。即ち、グリッパ20が抽出バッグ3を把持し、タグ1の貼着面が抽出バッグ3の底面となるように抽出バッグ3を回転させた後、グリッパ20が抽出バッグを離し、タグの貼着面が底面になっている抽出バッグを所定の排出場所に落下させてもよい。これにより装置構成を簡略化することができる。
この他、本発明は種々の態様をとることができる。例えば、上述の抽出バッグの製造装置10ではタグの貼着面を、四面体形状の抽出バッグの底面に揃えるものについて説明したが、グリッパ20が抽出バッグ3を把持する向き、回転方向、回転角度を調整することにより、タグ1の貼着面が所定の向きの側面となるようにしてもよい。
本発明の抽出バッグの製造方法によれば、タグ貼着面の向きを揃えて抽出バッグを製造するので、抽出バッグを折り込んで外装袋に包装する包装工程では、抽出バッグのタグ貼着面の向きを検出し、揃えることが不要となる。そこで、本発明は、上述の抽出バッグの製造方法に続けて行う抽出バッグの包装方法として、タグ貼着面が一定方向に揃った抽出バッグの一面又は一辺が2つ折りされるように抽出バッグを扁平に折り込む工程、折り込んだ抽出バッグを、対向する外装用シート間に挿入する工程、外装用シートをシールすることにより、外装袋内に抽出バッグが密封された抽出バッグの包装体を形成する密封工程を有する包装体の製造方法及びこのための包装装置を包含する。
図7に、本発明の一実施例の包装装置100を示す。この包装装置100は、タグ1の貼着面が、抽出バッグの底面に揃った四面体形状の抽出バッグ3を受けるコンベアとしてバーコンベア101を備え、その下流に、センター寄せ手段102、抽出バッグの折り込み手段103、抜き取り用グリッパ106、シール形成手段107を備えている。
バーコンベア101は、固定の床面を所定間隔のバー101aが移動し、バーで抽出バッグ3を押すことにより抽出バッグ3を搬送する。これにより、抽出バッグを搬送している間に抽出バッグの底辺がバー101aに当たってバーに沿い、抽出バッグの搬送方向の向きが揃うので好ましい。なお、バー101aとしては、図示したように、直棒状のものを使用し、抽出バッグの搬送中に、抽出バッグ3の三角形の底面の一辺がバー101aに沿うようしてもよく、Vの字形に屈曲したバーを、そのVの字の開いた方がバーの進行方向を向くように使用し、抽出バッグの搬送中に、抽出バッグの底面の角部がV字形の角部に当たるようにしてもよい。
センター寄せ手段102は、搬送中の抽出バッグ3をセンターに寄せるもので、抽出バッグの進路幅を狭める壁材から構成することができる。センター寄せ手段102としては、この壁材が搬送路の幅方向に往復運動するものでもよい。
抽出バッグの折り込む折り込み手段103は、コンベア上で搬送されている抽出バッグの進行方向の進退運動を繰り返す押し込みバー又は押し込みプレート等の押し込み手段104と、押し込み手段により押し込まれた抽出バッグをコンベアの載置面上に押さえ込む押さえ板105から構成されている。この折り込み手段103は、例えば、WO2011/61846号公報に記載の折り畳み装置に準じて構成することができる。
折り込み手段103により、コンベア上の抽出バッグ3の一辺又は一面が2つ折りにされるように抽出バッグを扁平に折り込む工程を行う。
なお、押し込み手段104とする押込バー又は押込プレートとしては、コンベアの幅方向に往復運動を繰り返し、幅方向に進出したときに、搬送されてくる抽出バッグを2つ折りにし、抽出バッグが押さえ板で押さえられた後に、後退するものでもよい。
抜き取り用グリッパ106は、折り込み手段103で扁平に折り込んだ抽出バッグ3を、折り込み手段103から抜き取り、2つ折りにした外装用シート5の間に挿入する手段として設けられている。即ち、この抜き取り用グリッパ106は、押さえ板105とコンベアの載置面との間で扁平に折り込まれた抽出バッグ3をグリップし、抜き出し、グリップ面を90°回転させることにより、抽出バッグ3の扁平に折り畳まれた面を、2つ折りにした外装用シート5のシート面と平行にし、さらに、外装用シートのシート面に平行な面で抽出バッグを回転させて抽出バッグ3を、対向する外装用シートの間に挿入する。
抜き取り用グリッパ106は、例えば、WO2011/61846号公報に記載の抜き取り用グリッパに準じて構成することができる。
シール形成手段107は、外装用袋のサイドシールとなる部分を熱圧着する熱圧着装置、及び外装用袋のトップシールとなる部分を熱圧着する熱圧着装置を備え、外装袋内に抽出バッグを密封する工程を行う。
サイドシールの形成とトップシールの形成の間には、外装用袋内に不活性ガスを充填するガス導入管108を設けることが好ましい。
また、シール形成手段107の下流には、サイドシールで連続した外装袋同士を切り離すカッターが設けられる。
これらシール形成手段107、ガス導入管108、カッターには特に制限は無い。従来の包装装置に使用されているものを使用することができる。
このように、本発明の包装装置100によれば、抽出バッグを外装用袋内に包装する包装工程において、抽出バッグ3のタグ貼着面の向きを検出したり、タグ貼着面の向きを揃えたりする工程を省略しているので、包装工程をコンパクトな装置構成で低コストに行うことができる。
1 タグ
2 抽出バッグ用シート
3 抽出バッグ
5 外装用シート
10 抽出バッグの製造装置
11 縦シール装置
12 横シール装置
20 グリッパ
20a 第1グリッパ
20b 第2グリッパ
21 グリップ用モーター
22 グリップ用スプライン軸
23 リンク機構
24 グリッパ用軸
25 スライダー
26a、26b リンクバー
27 揺動バー
28 連結プレート
30 回転用モーター
31 回転用スプライン軸
32 揺動プレート
33 ロッド
34 リンク機構
35 第1アーム
36 第2アーム
37 第3アーム
40 ベースプレート
41 昇降用モーター
42 クランク機構
50 制御手段
100 包装装置
101 バーコンベア
101a バー
102 センター寄せ手段
103 折り込み手段
104 押し込み手段
105 押さえ板
106 抜き取り用グリッパ
107 シール形成手段
108 ガス導入管

Claims (8)

  1. タグが所定間隔で貼着されており筒状体に成形されている抽出バッグ用シートを、上面視で交差する第1方向と第2方向に交互に溶着溶断する間に、該溶着溶断により抽出バッグ用シートに形成される第1方向の横シールと第2方向の横シールの間に内容物を充填し、四面体形状の抽出バッグを製造する抽出バッグの製造方法であって、
    抽出バッグ用シートから抽出バッグが溶断される前にグリッパで抽出バッグを把持し、抽出バッグを所定角度回転させて離すタグ貼着面の方向制御工程を有し、
    該方向制御工程において、グリッパが、第1方向で溶断される抽出バッグを第1角度回転させると共に、第2方向で溶断される抽出バッグを第2角度回転させることにより、各抽出バッグのタグ貼着面の向きを揃えて抽出バッグを離す抽出バッグの製造方法。
  2. 方向制御工程において、抽出バッグのタグ貼着面が抽出バッグの底面となるようにタグ貼着面の向きを揃える請求項1記載の抽出バッグの製造方法。
  3. 方向制御工程において、第1角度回転させた抽出バッグのタグ貼着面と、第2角度回転させた抽出バッグのタグ貼着面とが同一面上に位置するように、グリッパで抽出バッグを回転させつつ降下させる請求項1又は2記載の抽出バッグの製造方法。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の方法でタグ貼着面の向きを揃えた抽出バッグをコンベアで受け、その抽出バッグの一面又は一辺が2つ折りされるように抽出バッグを折り込む工程、
    折り込んだ抽出バッグを、対向する外装用シート間に挿入する工程、
    外装用シートをシールすることにより、外装袋内に抽出バッグが密封された抽出バッグの包装体を形成する密封工程を行う包装体の製造方法。
  5. タグが所定間隔で貼着されており筒状体に成形されている抽出バッグ用シートを、上面視で交差する第1方向と第2方向に交互に溶着溶断する間に、該溶着溶断により抽出バッグ用シートに形成される第1方向の横シールと第2方向の横シールの間に内容物を充填することにより四面体形状の抽出バッグを製造する抽出バッグの製造装置であって、
    抽出バッグ用シートから抽出バッグが溶断される前に抽出バッグを把持し、抽出バッグが所定角度回転した後に抽出バッグを離すグリッパと、グリッパを所定角度回転させる旋回手段と、該旋回手段を制御する制御手段を有し、
    該制御手段は、第1方向で溶断される抽出バッグを第1角度回転させると共に、第2方向で溶断される抽出バッグを第2角度回転させるように旋回手段を制御することにより、グリッパが抽出バッグを離す以前に抽出バッグのタグ貼着面の向きを揃える抽出バッグの製造装置。
  6. グリッパから離れた各抽出バッグのタグ貼着面が抽出バッグの底面となるように、旋回手段が抽出バッグを回転させる請求項5記載の抽出バッグの製造装置。
  7. 第1角度回転させた抽出バッグのタグの貼着面と、第2角度回転させた抽出バッグのタグの貼着面とが同一面上に位置するように抽出バッグを回転させつつ降下させる降下手段を有する請求項5又は6記載の抽出バッグの製造装置。
  8. 請求項5〜7のいずれかに記載の抽出バッグの製造装置の下流に設けられる抽出バッグの包装装置であって、
    該製造装置によりタグ貼着面が揃えられた抽出バッグを受けるコンベア、
    コンベア上の抽出バッグの一面又は一辺が2つ折りされるように抽出バッグを折り込む折り込み手段、
    折り込んだ抽出バッグを対向する外装用シート間に挿入する手段、
    外装用シートをシールし、外装用シートで形成された外装袋内に抽出バッグが密封された包装体を形成するシール手段
    を有する包装装置。
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