JP7316653B2 - 縦型製袋充填包装機 - Google Patents
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Description
例えば、そのような包装機は、包装機上方から投下された製品が筒状包装体内部で積み重なり、この状態で横シールが実行されたときに横シーラ間に製品が噛み込まれてシール不良を起こしてしまうことを防止するために、「しごき動作」による製品噛み込み防止機能を備えた横シール装置およびこれを搭載した包装機も開発されている。
しかしながら、上述した特許文献2の包装機に、特許文献1に開示された貼付機を単純に組み合わせても、例えば、貼付機の貼付用アームとしごき動作に伴う上下移動が可能な横シール装置とは、近接した領域に配置されるため、それらの間で一部構造同士が干渉してしまう場合があり、その結果、包装機に対して貼付機を単純に設置することができず、結果として、高い生産性を有する包装機でカード貼付を行うことができないという不都合がある。
本発明は、上記の不都合に鑑みてなされたものであり、その目的は、高いカード貼付に対応した縦型製袋充填包装機であっても、生産性の高い縦型製袋充填包装機を提供することにある。
包装材供給源から繰り出される帯状包装材の両側縁部を重ね合わせて筒状包装材を成形する製筒器と、
この筒状包装材を下方へガイドする充填筒と、
前記両側縁部に縦シールを施す縦シール装置と、
前記縦シール装置の下方に設けられ、縦シールされた前記両側縁部を前記充填筒の外面に向けて押し倒す背貼り倒し装置と、
縦シールされた前記筒状包装材を両側から挟み込んで横シールを行う昇降および開閉可能な一対の横シーラと、
を備えて構成され、
前記一対の横シーラが、予め設定されたしごき動作を行うしごき機能を備えた、縦型製袋充填包装機において、
外部に別に設置されるカード貼付装置によりカード状物品が貼付される範囲であるカード貼付領域を、前記しごき動作を行う前記一対の横シーラと干渉しない範囲内で、前記充填筒上に設け、
前記充填筒の下端は、前記背貼り倒し装置の下端よりも下方に位置し、
前記カード貼付領域の上端は、前記背貼り倒し装置の下端よりも下側に位置する構成とし、
前記縦シール装置のシール面と前記横シーラのシール面とは交叉関係にあり、
前記カード貼付領域は、搬送方向に延びるその中央領域が、前記縦シールされた前記両側縁部の折り倒された基部に位置し、
前記カード状物品が、縦に延びるその中央領域で、前記折り倒された基部に接着されて成る、
ことを特徴とする。
なお、図面は、必ずしも原寸を示しているとは限らず、説明を分かりやすくするために必要に応じて特徴部分の寸法的誇張が行われている場合もある。
横シーラ31,31は、後で説明するように、筒状包装材Ftの搬送方向と平行および直交する方向に駆動可能に構成され、この2つの方向の運動を組み合わせて、図1にD字状の軌道として示されているようなしごき動作およびシール動作を行うことができるようになっている。
なお、カード貼付機40の各構成については、後で詳しく説明する。
次に、前述の包装機10の構成について、図2から図5を参照してより詳しく説明する。
前述したように、製筒ユニット(フォーマ)13は、原反ロールから繰り出された帯状包装材Fwをそのセーラ部14Aの外周および開口部14Bの縁でガイドして筒状に形成し開口部から垂下した円筒部14C内部を通じて下方へ通過させる製筒器14と、この製筒器14の開口部14B内に所定の間隙を介して上端が配置され、前記開口部14Bから僅かに小さい直径を有する円筒部14Cの外周面に筒状包装材Ftを巻き付けた状態で下方(横シール装置の位置する方向)にガイドする充填筒15と、を備えて構成されている。
前述の縦シール装置20は、当業界で知られているものでよく、例えば、前記充填筒15の正面側外面に隣接して筒状包装材Ftの搬送経路に沿って配置され、筒状包装材Ftの両側縁は重ね合わされた重合部を通過させる間隙を介して対向配置される一対の縦シーラ21と、この一対の縦シーラ21,21を駆動する縦シーラ駆動装置(図示せず)と、を備えている。
ただし、これに限定されず、縦シーラ21,21は加熱するのに留まり、これに併設された一対のシール用ローラにシール面21A,21Aが備えられ、これによって縦シールが実行される構成としてもよい。この場合、縦シールのために包装材を停止させる必要はない。
一方、前記一対の縦シーラ21,21は、筒状包装材Ftを下方へ搬送するときには、互いから離れるように駆動され、元の間隙の大きさとなる位置へ移動させられ、次の縦シールのために待機する。
さらに、縦シール装置20は、前述した本体フレーム11に縦シールユニット支持体22を介して配設されている。この縦シールユニット支持体22は、図2~図4に示されているように、前記一対の縦シーラ21を覆うように設けられ、さらに、縦シールユニット支持体22は、そこから延びる縦シール支持部材(図示せず)を介して本体フレーム11に固定されている。
また、充填筒15の両側面(すなわち、平面視で充填筒15の周囲で縦シール装置20に対して90度ずれた位置)には、当業界でよく知られている一対の包装材送り装置17(図1には、1つのみ示されている。また、他の図面では、簡素化のため図示されていない。)が配設され、本体フレーム11に対して固定されている。
また、背貼り倒し装置23は、図1に示されるように、縦シール装置20から出てくる筒状包装材Ftの背貼り部分(縦シールされた前記両側縁の部分)Fsを充填筒15側へ徐々に倒しつつ下方へガイドする背貼り倒し部材を備えている。この背貼り倒し部材は、本例では、細長い板状のガイド板24として形成され、このガイド板24には、背貼り部分Fsの搬送経路に沿ってこの部分に接するガイド面が備えられている。
このように背貼り倒し装置23が設けられていることによって、包装材を高速で搬送し包装を行う場合でも、縦シール部分Fsを確実かつ迅速に充填筒15の外面に対して倒すことができ、これを設けない場合と比較して、生産効率を高めることができる。
また、後述するカード状物品を貼付するのに際して、しっかりと倒された側端縁重合部分の上に前記小袋を貼付でき、小袋のより確実な接着も可能になり、貼付不良を起こしにくく、これによっても生産性を高めることができる。
横シール装置30は、縦シール済みの筒状包装材Ft(筒状包装体)の経路に沿った充填筒15の下方で、筒状包装体Ftを前後から間に挟む一対の横シーラ31,31を備えて構成されている。この横シーラ31,31は、それぞれ概ね直方体形状であり、この横シーラ31,31の対向した内側面には、加熱および圧着により横シールを行うシール面31A,31Aが形成されている。
なお、このシール面31A,31Aは、縦シーラ21,21のシール面21A,21Aと交叉関係にあり、折り倒された縦シール部分Fsは、搬送経路に沿って進むと、このシール面31A,31Aに対して平行に進入するようになっている。
また、各横シーラ31,31は、加熱のために、横シーラ31,31に内蔵されたヒータを装備している。
次に、図1~図5を参照して、包装機10と共に使用されるカード貼付機40について説明する。このカード貼付機40は、本明細書に記載した特定のカード貼付位置へ特定のサイズのカード状物品を貼り付けるのに適していれば何れのタイプのカード貼付機40を用いてもよいが、本実施形態では、好ましいカード貼付機40の一例を示す。
また、貼付機本体フレーム41には、包装機10の側壁下部領域の対応する連結部(図示せず)と連結するための連結器45が備えられている。この連結により、カード貼付機40による筒状包装材Ftの所定の位置へのカード状物品Cdの貼付を再現性よく行うことができる。
次に、図2~図5を参照しながら、例示的なカード貼付機の各構成要素をより詳細に説明する。
この内、このカード搬送装置本体57は、前記カード取出口の前方の離れた位置で下方に延びる駆動シャフト57Aを備え、この駆動シャフト57Aの先端には水平方向に延びる吸着搬送アーム56が結合されている。吸着搬送アーム56は、先端にカード状物品Cdを吸着する吸着部56Aを備える。
これらの駆動シャフト57A、吸着搬送アーム56、吸着部56Aは、カード状物品Cdを吸引による吸着が可能なように内部に通気路が形成され、コンプレッサ(図示せず)に連通している。
前記接着剤噴射装置60は、第2の位置P2へ搬送されたカード状物品Cdの吸着が行われた面とは反対側の面に対向する位置に配設されている。
接着剤噴射装置60は、本実施形態では、支持部材(図示せず)を介して貼付機本体フレーム41に固定保持される構成としているが、これに限られない。接着剤噴射装置60は、包装機10の構成要素の一部として包装機本体フレーム11に配設されてもよい。
また、本実施形態では、カード状物品Cdと筒状包装材Ftを貼付するのに接着剤を用いるが、これに限定されない。例えば、先行技術のように両面テープを貼付するように構成されてもよい。また、2点で接着されるのではなく、3点以上または縦に長い1つ以上の領域で接着が行われてもよい。
これらの左案内部材65および右案内部材66、ならびにそれぞれのガイドレール65Aおよび66Aは、図2および図4に示すように、上段の第2の位置P2から下段の第3の位置P3まで延びている。ただし、カード状物品Cdを、第1の位置P1から第2の位置P2に搬入するとき、および第3の位置から第4の位置に向けて押し出すときに、カード状物品Cdの移動と干渉する右案内部材66およびガイドレール66Aの上段正面側の一部構造、ならびにガイドレール65Aおよび66Aの下段背面側の一部構造については除去されている。
カード貼付装置70は、カード状物品Cd吸着用の吸着部71Aおよび72Aを先端に備えた進退自在な上側ピストンロッド71および下側ピストンロッド72と、この上側および下側ピストンロッド71、72を片持ち支持するロッド保持ブロック73と、このロッド保持ブロック73を図1の矢印Bに示す方向に前進またはそれとは反対に後退させる保持ブロック移動機構74と、これを駆動する駆動する保持ブロック駆動装置75とを備えている。
ここで、上側ピストンロッド71および下側ピストンロッド72、ならびに吸着部71Aおよび72Aは、カード状物品Cdを吸引による吸着が可能なように内部に通気路が形成され、コンプレッサ(図示せず)に連通している。
また、上側ピストンロッド71および下側ピストンロッド72の間隔、すなわち、吸着部71Aおよび72Aの間隔は、いずれの距離でもよいが、接着剤噴射装置60の上側ノズル61および下側ノズル62にほぼ対応した間隔とすると好ましい。
このようにすると、カード状物品Cdの裏面に塗布された接着剤によって筒状包装材Ftの貼付位置に有効に接着可能であり、さらに、少量の接着剤の使用で接着が済むため経済的にも優れている。
以上に説明したように、本実施形態では、充填筒15外周面上の筒状包装材Ftのカード貼付位置(P4)に、カード貼付装置70の上側および下側ピストンロッド71および72を接触させる構成となっている。
言い換えると、本実施形態に係る包装機10は、充填筒15または筒状包装材Ft上でカード状物品Cdが接触する領域であるカード貼付領域の中心点について、その法線方向の空間領域に、貼付されることになるカード状物品Cdがカード貼付領域に向けて移動する際に前記カード貼付領域とほぼ平行な姿勢で通過することが可能であるカード貼付用通路領域を備えていることを特徴としている。言い換えると、包装機10は、上記通路内に、背貼り倒し装置23、接着剤噴射装置60などの構造の一部が進入しないようにレイアウトされている。
本実施形態の包装機10は、図1に示すように、包装機10の各構成要素(例えば、包装材送り装置17、縦シール装置20、横シール装置30など)の動作およびそれらのタイミングを制御する制御装置80を備えている。
また、本実施形態では、この制御装置80は、カード貼付機40のコントローラ(図示せず)と電気的に接続され、これと制御に関する通信を行うことで、カード貼付機40の各構成要素(例えば、カードストッカ50のベルト駆動装置54、カード搬送装置本体57の駆動装置、接着剤噴射装置60、およびカード貼付装置70の動作およびそれらのタイミングも制御し、後で説明する包装機および貼付機の協働的動作を実現する。
この制御装置80には、操作者が指示を行う入力部(図示せず)と、装置の動作パラメータ等を示す表示部(図示せず)も接続されている。
次に、図7(A)を参照して、横シーラ31,31、シャッタ機構32、およびしごき機構33のしごき動作およびシール動作について説明する。
ここで、本実施形態においては、しごき動作、横シール動作、および切断動作中、筒状包装材Ftは停止しているものとして説明を行う。
次いで、横シーラ31,31が相互に離れ、次に、しごき板33C,33Cが離れると、切断された袋商品が落下する。
最後に、横シーラ31,31は、地点F、地点Gを通り、最初の地点Aへ戻る。
次に、図8を参照して、扁平状態にある筒状包装材Ftを示しており、この筒状包装材Ftのどの位置にカード状物品Cdを貼付することが好ましいかについて説明する。
図8には、扁平状態の筒状包装材Ftの概略が示されている。図面に示された筒状包装材Ftは、図中の下端が先端になっており、そこから袋の長さに相当する長さLだけ上流に向かった箇所にこれから切断が行われる箇所が筒状包装材Ftを横断する実線で示されている。さらに長さLだけ上流に向かった箇所は、次に切断予定の箇所が二点鎖線で示されている。
なお、図8には、縦シール装置20は示されていないが、図示されている筒状包装材Ftは、縦シール装置20の縦シーラ21の下端よりも下流に位置しているものである。したがって、カード状物品Cdの貼付は、縦シーラ21の下端よりも下側(下流)の領域内で行われることを前提としている。
逆に、筒状包装材Ft上のこれ以外の範囲は、しごき動作を行う一対の横シーラ31,31ならびにその上下のシャッタ機構32およびしごき機構33と干渉しない範囲である(本明細書では、この干渉しない範囲を、単に「一対の横シーラ31,31と干渉しない範囲」と呼んだり、「横シーラと共に可動する部分と干渉しない範囲」と呼ぶ場合もある)。
縦シール部分Fsを示す縦線は、右側の太い線Fs’と、左側の細い線Fs’’とで示されている。右側の太い線Fs’は、筒状包装材Ftの重ね合わされた端縁を示している。左側の細い線Fs’’は、縦シール部分Fsの筒状包装材Ftの筒体と縦シール部分Fsとの境界(縦シール部分Fsの基部ともいえる)を示している。
図6(A)は、一例として、充填筒15、その外周に巻き付けられた筒状包装材Ft、折り倒された縦シール部分Fs、および貼付されたカード(カード状物品)Cdの貼付位置における断面を示している。図6(B)は、一例として、横シーラ31,31の間を通過する、充填筒15、その外周に巻き付けられた筒状包装材Ft、折り倒された縦シール部分Fs、および貼付されたカード(カード状物品)Cdの断面を示している。
また、図6(A)および図6(B)では、縦シール部分Fsの折り倒しを行った際に縦シール部分Fsに大きな厚みがあるように描かれているが、これは特徴を分かりやすく説明するためのものであり、実際には、それほど筒状包装材Ftの厚みは気にしなくてもよい。
前記好ましい接着可能範囲は、カード貼付装置によりカード状物品が貼付される範囲であるカード貼付領域とは異なり、カード状物品Cdと接着するのに好適な筒状包装材Ft上の範囲を示している。
この好ましい接着可能範囲の上端および下端は、横シール装置30の構造の一部である横シーラ31,31ならびにそれに付随したシャッタ板32Cおよびしごき板33Cの可動範囲を含まないように配置されている。
例えば、本実施形態によれば、カード状物品Cdの縦に延びる中央領域内の2点に接着剤が塗布され(これは、接着剤噴射装置60の上側ノズル61および下側ノズル62の配置に対応している)、当該カード状物品Cdのこの接着剤付近を上側ピストンロッド71および下側ピストンロッド72が吸着し、筒状包装材Ft上且つカード貼付領域内の実際に接着される範囲内に貼付動作を行うようになっている(図8参照)。
なお、このとき、充填筒15の下端(すなわち、下流端)は、ガイド板24の下端(すなわち、出口端)よりも下方に位置している必要がある。このような位置であれば、カード貼付領域の特定が可能である。
また、ガイド板24の下端の下方に、貼付されるカード1枚分相当の広さがカード貼付領域として充填筒15上で確保されることが好ましく、少なくとも、接着剤がカード状物品Cdに塗布される接着範囲の程度の広さが、充填筒15下端とガイド板24の下端の間に確保されていることが必要である。
本実施形態の包装機10は、包装材送り装置17が包装材FwおよびFtを間欠動作で送り出すものである。このため、本実施形態における包装機10およびカード貼付機40の協働的動作については、以下のように、包装材の停止時と搬送時の2つのステップを基準単位として繰り返し実行される。
さらに、吸着搬送アーム56は、カード状物品Cdを1枚吸着した状態で、第2の位置P2へ枢動し、接着剤噴射装置60により接着剤の塗布を受けた後、カード状物品Cdの吸着を終了して、左右の案内部材65および66によりガイドされた状態で前記カード状物品Cdを第3の位置へ自然落下させる。自然落下したカード状物品Cdは、後退した位置にあるカード貼付装置70の上側および下側ピストンロッド71および72による吸着を行って、次の停止時における貼付動作に備える。
(1)本実施形態によれば、外部に別に設置されるカード貼付装置70によりカード状物品Cdが貼付される範囲であるカード貼付領域を、前記しごき動作を行う前記一対の横シーラ31,31と干渉しない範囲内で、前記充填筒15上に設ける構成としたので、これによって、カード貼付に対応したしごき機能付き縦型製袋充填包装機10であっても、高い生産性を提供することができる。
第1の実施形態では、包装材送り装置17が包装材FwおよびFtを間欠動作で送り出すものであったが、これに限定されない。例えば、包装材送り装置17は、包装材Fw、Ftを完全に停止させるのではなく、緩急をつけて送る場合にも、本発明は対応できる。
この場合、異なっているのは、地点Bから地点Cまで横シーラ31,31がしごき動作をしているとき、筒状包装材Ftが共に動いていることである(ただし、横シーラ31,31の移動速度の方が筒状包装材Ftの搬送速度よりも速い)。したがって、実際のしごきの距離は、図9(B)に示される地点BC間の距離aから「相対速度×時間」を差し引いた距離となる。
また、地点Cでしごき動作は終了し、この地点Cから地点Eまでシール動作を行うことになるが、このとき、横シーラ31,31と筒状包装材Ftは、同じ速度で移動している(すなわち、相対速度がゼロである)。したがって、図9(B)のCD間距離b1およびDE間距離b2は、シーラ31,31は、シール動作のためにゆっくり下降しているが、筒状包装材Ftに対する相対移動はない。なお、地点Dは、切断実行される場所である。
よって、第1の実施形態の場合とは異なり、好ましい接着可能範囲の下端(下流側端)は、切断位置よりも「(しごき距離a-相対速度×時間)+横シーラ中心からシャッタ板の上面までの距離h1」だけ上流側に離れた位置にある。一方、好ましい接着可能範囲の上端(上流側端)は第1の実施形態と同様であり、切断位置よりも「横シーラ中心からしごき板の下面までの距離h2」だけ下流側に離れた位置にある。このような範囲内でカード貼付領域を設定すれば、カード貼付と横シーラ31,31とは干渉することなく、生産性の高い包装機10を提供することができる。
各実施形態は、本発明に係る縦型製袋充填包装機10を、この包装機に連結されカード状物品を貼付するカード貼付機と共に説明してきたが、上記した縦型製袋充填包装機と上述したカード貼付機とを含むシステムとして説明することも可能である。
この場合、カード貼付機能付き縦型製袋充填包装機システムは、縦型製袋充填包装機10に併設されるカード貼付機40と、を備えて構成され、前記カード貼付機40は、前記カード状物品Cdを前記筒状包装材Ftに貼付する際に、前記カード状物品Cdを前記カード貼付領域に向けて直線的に移動し押し付けるカード貼付装置70を備えていることを特徴とする。これにより、高速処理可能で生産性の高いしごき機能とカード貼付機能の両方を備えた縦型製袋充填包装システムを実現することができる。
11 包装機本体フレーム
13 製筒ユニット(フォーマ)
14 製筒器
14A セーラ部
14B 開口部
14C 円筒部
15 充填筒
16 製筒器支持体
17 包装材送り装置
18 ベルト
19A 駆動ローラ
19B 被駆動ローラ
20 縦シール装置(センターシール装置)
21 縦シーラ
21A シール面
22 縦シールユニット支持体
23 背貼り倒し装置
24 ガイド板
25 背貼り倒し支持部材
30 横シール装置(エンドシール装置)
31 横シーラ
31A シール面
32 シャッタ機構
32A シャッタ基部
32B 棒状部材
32C シャッタ板
33 しごき機構
33A しごき基部
33B 棒状部材
33C しごき板
34 横シーラ保持機構
34A 水平支持バー
34B バー支持体
36 横シーラ昇降機構
36A 垂直ガイドバー
36B 連結部材
40 カード貼付機
41 貼付機本体フレーム
43 キャスタ支持板
44 キャスタ
45 連結器
50 カードストッカ
51 カードストッカ本体
52 ベルト
53 ベルト駆動機構
54 ベルト駆動装置
55 カード搬送装置
56 吸着搬送アーム
56A 吸着部
57 カード搬送装置本体
57A 駆動シャフト
60 接着剤噴射装置
61 上側ノズル
62 下側ノズル
65 左案内部材
65A 左ガイドレール
66 右案内部材
66A 右ガイドレール
70 カード貼付装置
71 上側ピストンロッド
71A 吸着部
72 下側ピストンロッド
72A 吸着部
73 ロッド保持ブロック
74 保持ブロック移動機構
75 保持ブロック駆動装置
76 水平テーブル
Fw 帯状包装材
Ft 筒状包装材
Fo 重合部
Fs 背貼り部分または縦シール部分
Cd カード状物品(カードまたはカード入り小袋)
Claims (3)
- 包装材供給源から繰り出される帯状包装材の両側縁部を重ね合わせて筒状包装材を成形する製筒器と、
この筒状包装材を下方へガイドする充填筒と、
前記両側縁部に縦シールを施す縦シール装置と、
前記縦シール装置の下方に設けられ、縦シールされた前記両側縁部を前記充填筒の外面に向けて押し倒す背貼り倒し装置と、
縦シールされた前記筒状包装材を両側から挟み込んで横シールを行う昇降および開閉可能な一対の横シーラと、
を備えて構成され、
前記一対の横シーラが、予め設定されたしごき動作を行うしごき機能を備えた、縦型製袋充填包装機において、
外部に別に設置されるカード貼付装置によりカード状物品が貼付される範囲であるカード貼付領域を、前記しごき動作を行う前記一対の横シーラと干渉しない範囲内で、前記充填筒上に設け、
前記充填筒の下端は、前記背貼り倒し装置の下端よりも下方に位置し、
前記カード貼付領域の上端は、前記背貼り倒し装置の下端よりも下側に位置する構成とし、
前記縦シール装置のシール面と前記横シーラのシール面とは交叉関係にあり、
前記カード貼付領域は、搬送方向に延びるその中央領域が、前記縦シールされた前記両側縁部の折り倒された基部に位置し、
前記カード状物品が、縦に延びるその中央領域で、前記折り倒された基部に接着されて成る、
ことを特徴とする縦型製袋充填包装機。 - 請求項1に記載の縦型製袋充填包装機において、
前記横シーラには、前記筒状包装材を切断位置で切断する切断手段が内蔵されており、
前記横シーラの上側にはシャッタ板が配設されていると共に、前記横シーラの下側にはしごき板が配設されており、
前記干渉しない範囲は、前記切断位置から上方の第一の距離まで及び前記切断位置から下方の第二の距離までを除いた範囲であり、
前記第一の距離は、前記横シーラが前記しごき動作によって前記筒状包装材上を移動する距離に、前記切断位置と前記シャッタ板の上面との間の距離を加えた距離であり、
前記第二の距離は、前記切断位置と前記しごき板の下面との間の距離である、
ことを特徴とする縦型製袋充填包装機。 - 請求項1または2に記載の縦型製袋充填包装機と、
この縦型製袋充填包装機に併設されるカード貼付機と、を備えて構成され、
前記カード貼付機は、前記カード状物品を前記筒状包装材に貼付する際に、前記カード状物品を前記カード貼付領域に向けて直線的に移動し押し付けるカード貼付装置を備えていることを特徴とするカード貼付機能付き縦型製袋充填包装機システム。
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