JP6396064B2 - 多層製品製造装置、及び多層製品の製造方法 - Google Patents
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Description
吐出機構部10aは、内層材料供給部20、外層材料供給部30、及び吐出部40を備えた構成とされている。内層材料供給部20は、多層製品Pをなす内層材料を吐出部40に対して供給するためのものである。内層材料供給部20は、内層材料を供給可能な内層材料供給装置22と、内層材料貯留槽24と、攪拌装置26とを具備している。
成形機構部10bは、図1や図3に示すような、帯状のフィルムFを筒状に成形して外被Sを形成するための動作機構を備えた部分である。具体的には、成形機構部10bは、成形部材60と、フィルムFの供給源62と、ガイドロール64a,64bと、溶着装置66とを備えている。成形部材60は、供給源62に設けられた原反62aから引き出された帯状のフィルムFが円筒状の形状になるように湾曲させるための部材である。フィルムFは、ガイドロール64a,64bによって導かれつつ成形部材60によって円筒状に成形される。
フィルム送り機構10cは、上述した成形機構部10bからシール機構部10dに向けてフィルムF(外被S)を送るためのものである。フィルム送り機構10cは適宜のものとすることが可能であるが、例えばフィルム送りローラ70,70を備え、ローラ70,70の間に配されたフィルムFを回転力により送るものとすることができる。
シール機構部10dは、フィルムFをシールするために設けられた機構である。具体的には、図1及び図3に示すように、シール機構部10dは、ヒータを内蔵した一対のシールローラ80,80(図1(b)参照)を備えている。図3に矢印を用いて示すように、シールローラ80,80は、互いに近接離反する方向に移動可能とされている。シールローラ80,80は、両者の間に配されたフィルムFを外側から挟み込んで溶着することにより、シール84を形成してフィルムFを封止することができる。
制御部10eは、上述した吐出機構部10aや、成形機構部10b、フィルム送り機構10c、及びシール機構部10dの動作制御を実行するものである。すなわち、制御部10eは、吐出機構部10aを構成する内層材料供給装置22及び外層材料供給装置32の動作制御を実行し、内層材料及び外層材料の供給制御を行う。また、吐出機構部10aの制御の下、多層物の吐出状況に応じて成形機構部10bやフィルム送り機構10c、シール機構部10dの動作制御を行うことにより多層物をフィルムFによって形成された外被Sで包装し、多層製品Pとする。
以下、制御部10eによる動作制御の下で実行される多層製品Pの製造方法について、図5に示すフローチャート及び図6に示すタイミングチャートを参照しつつ詳細に説明する。
ステップ1においては、多層製品製造装置10の運転信号がオン状態になるか否かが確認される。運転信号がオン状態になったことが確認されると、制御フローがステップ2に進められる。
ステップ2においては、制御部10eの制御の下、フィルムFにより外被Sを形成する動作が開始される。その後、制御フローはステップ3に進められる。
ステップ3においては、外層材料供給装置32による外層材料の供給が開始される(図6参照)。これにより、吐出部40に設けられた吐出ノズル42において、内層材料吐出筒52と外層材料吐出筒54との間に形成された隙間から下方に向けて吐出される(外層材料吐出開始工程)。
ステップ4においては、ステップ3において外層材料の吐出が開始された後、所定時間t3(図6参照)が経過したか否かの確認がなされる。ここで、所定時間t3は、外層材料及び内層材料の粘性、吐出速度、吐出ノズル42の形状、多層材料をなす外層材料の厚み等の各種条件を加味して設定され、条件によっては所定時間t3を設けず外層材料及び内層材料の吐出を同時に開始する(t3=0)こととしても良い。ステップ4において所定時間t3の経過が確認されると、制御フローがステップ5(内層材料吐出開始工程)に進められる。
ステップ5においては、上述したステップ3において開始された外層材料の吐出を継続しつつ、吐出ノズル42の内層材料吐出筒52から内層材料を下方に向けて吐出する動作が開始される。すなわち、ステップ3における外層材料の吐出開始から所定時間t3だけ遅れたタイミングから、外層材料の吐出に加え、内層材料の吐出も開始される。
ステップ6においては、ステップ4において内層材料の吐出を開始した後、所定時間t4(図6参照)が経過したか否かの確認がなされる。所定時間t4は、製造する多層物のサイズ(長さ)に応じて適宜調整される。ステップ6において所定時間t4の経過が確認されると、制御フローがステップ7に進められる。
ステップ7においては、内層材料供給装置22のロータ102の回転方向が、所定時間t5に亘って内層材料の吐出時とは逆方向に切り替えられる。すなわち、図6に示すように、ステップ6において時間t4の経過が確認されるまでとは逆転した制御信号をロータ102の制御用信号として出力する。これにより、内層材料供給装置22は、ステップ6までの期間において吐出ノズル42に向けて供給していた内層材料を引き戻す動作を行う。内層材料の引き戻し動作の開始後、所定時間t5が経過すると、制御フローがステップ8に進められる。
ステップ8においては、内層材料を引き戻す方向に作動していたロータ102の回転が停止される(ステップ7〜8:内層材料吐出停止工程)。その後、制御フローがステップ9に進められる。
ステップ9においては、外層材料の吐出開始後、所定時間t1(図6参照)が経過したか否かの確認がなされる。ここで、内層材料の吐出は上述したステップ8までの間に完了しているが、外層材料の吐出は未だ完了しておらず、継続している。その後、外層材料の吐出を開始してから所定時間t1が経過したことが確認されると、制御フローがステップ10に進められる。
ステップ10においては、外層材料供給装置32に設けられたロータ202の回転方向が、所定時間t2に亘って外層材料の吐出時とは逆方向に切り替えられる。すなわち、外層材料供給装置32は、先のステップまでの期間において吐出ノズル42に向けて供給していた外層材料を引き戻す動作を行う。図6に示すように、外層材料の引き戻しに要する所定時間t2は、所定時間t1に対して十分短い。外層材料の引き戻し動作の開始後、所定時間t2が経過すると、制御フローがステップ11に進められる。
ステップ11においては、外層材料供給装置32のロータ202を回転停止状態とすることにより、外層材料の供給が停止される(ステップ10〜11:外層材料吐出停止工程)。これにより、ステップ3〜ステップ11に亘って実施されてきた一連の多層物の吐出が終了する。その後、制御フローがステップ12に進められる。
ステップ12においては、フィルム送り機構10cを作動させ、シール84を形成するために必要な長さだけフィルムF(外被S)を下流側に送る処理が行われる。すなわち、シール84を形成する部分に多層物が存在すると、シール84がうまく形成されず、シール不良となる可能性がある。そこで、多層物の吐出が停止している状況においてシール84を形成するのに必要な長さ分だけフィルムFを下流側に送る動作が行われる。これにより、図5のフローチャート及び図6のタイミングチャートに示した一連の動作が完了する。
上述した多層製品製造装置10は、例えば具入りの蒲鉾やソーセージ、パン、饅頭等の具入りの多層食品を製造するために使用することができる。さらに具体的には、具入りの蒲鉾やソーセージを製造する場合には、外層材料として蒲鉾やソーセージの原料となるすり身を供給し、内層材料として具となる材料を供給する。また、パンや饅頭を製造する場合には、外層材料として生地材料を供給すると共に、内層材料として具材を供給する。このようにすることで、具入りの多層食品を製造することができる。また、上述したように熱処理装置90を設けておけば、具をすり身や生地材料で包んだ状態の多層物をフィルムFで包んだまま加熱し、食品を完成させることができる。また、具入りの多層物をフィルムFで包んだ状態で冷蔵あるいは冷凍することにより保存に適した状態とすることができる。また、多層製品製造装置10により製造された食品は、食する直前にフィルムFを被せたまま、あるいはフィルムFを取り除いて調理できるため、利便性に優れている。
上述した多層製品製造装置10は、食品以外の工業製品の製造にも用いることができる。具体的には、外層素材として内層素材の粘性と同等以下の素材を供給し、多層製品Pを製造することができる特性を活かし、液状あるいはゲル状の消臭剤あるいは芳香剤を内層素材とし、これを外被をなす外層素材によって包んで球状あるいはビーズ状とした消臭製品あるいは芳香製品や、石鹸や入浴剤等の内層素材をゼリー状の外層素材や水溶性の外層素材によって包んだ入浴製品等を筒状のフィルムF内に詰め込んで包むことにより多層製品Pとして提供できる。このようにして製造された多層製品Pは、使用時にフィルムFを取り外して使用するものであっても、フィルムFを被せたまま使用するものであっても良い。
上述した多層製品製造装置10は、人工的に調整した白身成分及び黄身成分をそれぞれ外層材料及び内層材料とすることにより人工的な卵を製造することが可能である。このようにして製造した卵は、白身の略中央部分に黄身がある断面形状となる。また、上述したように熱処理装置90を設けておけば、フィルムFを装着したまま加熱することにより、ゆで卵とすることができる。
40 吐出部
42 吐出ノズル
44 ノズル構造
84 シール
90 熱処理装置
100 一軸偏心ねじポンプ機構
102 ロータ
104 ステータ
200 一軸偏心ねじポンプ機構
202 ロータ
204 ステータ
F フィルム
P 多層製品
Claims (11)
- 外被内に粘性を有する一の材料を粘性を有する他の材料によって包んだ多層物を収容した多層製品の製造装置であって、
粘性を有する一の材料を粘性を有する他の材料によって包んだ多層物を前記外被内に吐出可能な吐出ノズルを備えた吐出機構と、
前記外被を封止するシール機構と、
前記多層物において内外に隣接する任意の二つの層をA層及びB層と仮定した場合に、前記A層を構成するA層材料及び前記B層を構成するB層材料の供給制御を行う制御手段とを有し、
内部に前記多層物を収容した前記外被を前記シール機構によって封止することにより、前記多層物を前記外被によって包装した多層製品を製造可能であり、
前記吐出ノズルが、
前記A層材料を吐出するための一の吐出領域を、前記B層材料を吐出するための他の吐出領域によって取り囲んだノズル構造を有するものであり、
前記吐出機構が、
前記A層材料を供給可能なA層材料供給装置を備えたA層材料供給部と、
前記B層材料を供給可能なB層材料供給装置を備えたB層材料供給部と、
前記A層材料供給部及び前記B層材料供給部から供給された前記A層材料及び前記B層材料を吐出する吐出部とを有し、
前記A層材料供給装置及び前記B層材料供給装置が、動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータと、内周面が雌ねじ型に形成されたステータとを有する一軸偏心ねじポンプ機構を備えたものであり、
前記多層製品が、前記多層物が内部に吐出された状態の前記外被を所定位置において封止することにより製造されるものであり、
前記制御手段が、
前記外被内において前記多層物が前記所定位置に到達する以前のタイミングで前記A層材料及び前記B層材料の供給を終了させる供給制御を実施するものであり、
前記A層材料及び前記B層材料の供給終了時に、前記A層材料供給装置及び前記B層材料供給装置をなす一軸偏心ねじポンプ機構のロータを、供給時とは逆方向に回転させることを特徴とする多層製品製造装置。 - 外被を成型する成形機構と、
前記成形機構により成形された外被の中に粘性を有する一の材料を粘性を有する他の材料によって包んだ多層物を吐出可能な吐出ノズルを備えた吐出機構と、
前記多層物において内外に隣接する任意の二つの層をA層及びB層と仮定した場合に、前記A層を構成するA層材料及び前記B層を構成するB層材料の供給制御を行う制御手段とを有し、
前記成形機構により成形された外被を封止することによって前記吐出機構により吐出された前記多層物を前記外被によって包装した多層製品を製造可能であり、
前記吐出ノズルが、
前記A層材料を吐出するための一の吐出領域を、前記B層材料を吐出するための他の吐出領域によって取り囲んだノズル構造を有するものであり、
前記吐出機構が、
前記A層材料を供給可能なA層材料供給装置を備えたA層材料供給部と、
前記B層材料を供給可能なB層材料供給装置を備えたB層材料供給部と、
前記A層材料供給部及び前記B層材料供給部から供給された前記A層材料及び前記B層材料を吐出する吐出部とを有し、
前記A層材料供給装置及び前記B層材料供給装置が、動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータと、内周面が雌ねじ型に形成されたステータとを有する一軸偏心ねじポンプ機構を備えたものであり、
前記多層製品が、前記多層物が内部に吐出された状態の前記外被を所定位置において封止することにより製造されるものであり、
前記制御手段が、
前記外被内において前記多層物が前記所定位置に到達する以前のタイミングで前記A層材料及び前記B層材料の供給を終了させる供給制御を実施するものであり、
前記A層材料及び前記B層材料の供給終了時に、前記A層材料供給装置及び前記B層材料供給装置をなす一軸偏心ねじポンプ機構のロータを、供給時とは逆方向に回転させることを特徴とする多層製品製造装置。 - 外被を成型する成形機構を有し、
前記成形機構が、フィルムを外被として用いて成形するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層製品製造装置。 - 前記B層材料として、前記A層材料の粘性と同等、あるいは前記A層材料の粘性よりも低粘性の材料を供給し、多層製品を製造可能であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多層製品製造装置。
- 前記制御手段が、前記B層材料供給装置による前記B層材料の供給開始後、所定時間だけ経過したタイミングにおいて前記A層材料供給装置による前記A層材料の供給を開始させ、前記B層材料供給装置による前記B層材料の供給終了よりも所定時間だけ前のタイミングにおいて前記A層材料供給装置による前記A層材料の供給を終了させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の多層製品製造装置。
- 前記多層物を前記外被によって包装したものに対し、加熱処理及び冷却処理のいずれか一方又は双方を実施可能な熱処理装置を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の多層製品製造装置。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の多層製品の製造装置により製造することを特徴とする多層製品の製造方法。
- 前記吐出機構による吐出動作が、
前記吐出ノズルにおいて前記B層材料の吐出を開始させるB層材料吐出開始工程と、
前記B層材料吐出開始工程の後、所定時間経過後に、前記吐出ノズルにおいて前記A層材料の吐出を開始させるA層材料吐出開始工程と、
前記A層材料吐出開始工程の後、前記A層材料の吐出を停止させるA層材料吐出停止工程と、
前記A層材料吐出停止工程の後、前記B層材料の吐出を停止させるB層材料吐出停止工程とを含む工程を経て実施されるものであることを特徴とする請求項7に記載の多層製品の製造方法。 - 前記A層材料を供給可能なA層材料供給装置、及び前記B層材料を供給可能なB層材料供給装置を、それぞれ動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータと、内周面が雌ねじ型に形成されたステータとを有する一軸偏心ねじポンプ機構を備えたものとし、
前記A層材料吐出停止工程においてA層材料の吐出を停止する際に、前記A層材料供給装置のロータを前記A層材料の吐出時とは逆方向に作動させ、
前記B層材料吐出停止工程においてB層材料の吐出を停止する際に、前記B層材料供給装置のロータを前記B層材料の吐出時とは逆方向に作動させることを特徴とする請求項8に記載の多層製品の製造方法。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の多層製品製造装置による多層製品の製造方法であって、
前記外被を封止するシール機構を備える前記多層製品製造装置において、
前記吐出機構による吐出動作が、
前記吐出ノズルにおいて前記B層材料の吐出を開始させるB層材料吐出開始工程と、
前記B層材料吐出開始工程の後、所定時間経過後に、前記吐出ノズルにおいて前記A層材料の吐出を開始させるA層材料吐出開始工程と、
前記A層材料吐出開始工程の後、前記A層材料の吐出を停止させるA層材料吐出停止工程と、
前記A層材料吐出停止工程の後、前記B層材料の吐出を停止させるB層材料吐出停止工程とを含む工程を経て実施され、
前記A層材料吐出停止工程においてA層材料の吐出を停止する際に、前記A層材料供給装置のロータを前記A層材料の吐出時とは逆方向に作動させ、
前記B層材料吐出停止工程においてB層材料の吐出を停止する際に、前記B層材料供給装置のロータを前記B層材料の吐出時とは逆方向に作動させるものであり、
前記多層物の吐出が停止している状況において、前記外被を形成するフィルムを下流側に送る動作が行われ、内部に前記多層物を収容した前記外被が前記シール機構によって封止されるものであることを特徴とする多層製品の製造方法。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の多層製品の製造装置により製造されたものであることを特徴とする多層製品。
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