KR20080109939A - 종형(縱型) 충전 포장기 - Google Patents

Abstract

유동성이 있는 내용물을 통모양 필름 안에 공급할 때에, 정량성 좋게 내용물을 공급할 수 있고, 게다가 내용물 안에 기포가 혼입하기 어려운 종형 충전 포장기를 제공한다. 본 발명과 관련되는 포장기는, 유저상의 통모양 필름(1') 안에 투입 노즐(15)을 통해서 내용물을 공급하는 동작과, 그 통모양 필름을 아랫쪽으로 반송하는 동작과, 가로봉인기구(60)에 의해 상기 통모양 필름을 열봉인해 상기 내용물을 밀봉하는 동작을 행하는 것이다. 투입 노즐의 하단(15a)이, 일련의 포장동작의 전체에 걸쳐서 상기 내용물 안에 담그어지도록 구성되어, 상기 내용물의 공급은, 상기 투입 노즐의 방출구가 상기 내용물 안에 담그어진 상태에서 개시되게 되어 있다.

종형 충전 포장기

Description

종형(縱型) 충전 포장기{VERTICAL FILLING-PACKAGING MACHINE}

본 발명은, 원반(原反)롤에서 끌어내어진 긴 필름을 통모양으로 하고, 그 내부에 내용물을 공급해 포장대(봉투 채우기 제품)를 제조하는 종형 충전 포장기에 관한다. 특히 유저상(有底狀)으로 된 통모양 필름 안에, 투입 노즐을 통해서 상기 내용물을 공급하는 종형 충전 포장기에 관한다.

종래, 예를 들면 액체 등의 내용물이 충전된 포장대를 연속적으로 제조하는 포장기가 알려져 있다(예를 들면 일본국 특개2005-112359호 공보 참조). 이 포장기는, 원반롤에서 끌어내어진 긴 시트 상태의 필름을 접어 구부려 통모양으로 함과 동시에, 그 통모양의 필름 안에 내용물을 투입하거나, 소정의 봉인부를 형성하는 것으로, 포장대를 제조하는 것이다. 대표적인 포장동작에 대해서, 이하, 도 1을 참조해 설명한다.

도 1A는 포장동작의 초기상태를 나타내고 있고, 통모양 필름(1＇)의 하단부에, 앞의 공정으로 형성된 가로봉인부(F2)가 형성되어, 이것에 의해 통모양 필름(1＇)이 유저상이 되어 있다. 한쌍의 스퀴징 롤러(45)는, 통모양 필름 안에 투입된 내용물을 훑어내 나누기 위한 것이며, 가로봉인(60)은, 통모양 필름의 윗쪽 개구부를 밀폐하기 위한 것이다.

도 1A의 초기상태에서, 우선, 도 1B에 나타내듯이 한쌍의 스퀴징 롤러(45)를 구동시켜 통모양 필름(1)을 끼워넣는다. 이것에 의해, 통모양 필름(1＇) 안의 내용물이 상하로 분할되게 된다. 이와 같이, 스퀴징 롤러(45)가 내용물의 존재하고 있는 부위를 끼우게 되어 있는 것에 의해, 최종적인 포장대(91) 내에의 공기의 혼입량이 최소한으로 억제되도록 되어 있다.

그 다음에, 도 1C에 나타내듯이, 스퀴징 롤러(45)를 회전시키는 것으로, 통모양 필름(1＇)은, 내용물의 존재하지 않는 공충전부(2)가 형성되면서 아랫쪽으로 보내진다. 그리고, 공충전부(2)가 가로봉인기구(60)에 의해서 끼워지는 위치까지 보내진 후, 가로봉인기구(60)로 이 공충전부(2)를 끼워넣는다.

그 다음에, 도 1D에 나타내듯이, 통모양 필름을 끼운채인 상태로 가로봉인기구(60)를 아랫쪽으로 이동시켜, 이에 의해 가로봉인부(F2)를 형성한다. 이 공정에 있어서는, 투입 노즐(15)로부터의 내용물의 공급이 행해지고 있고, 공급된 내용물은, 스퀴징 롤러(45)보다도 윗쪽의 영역에 고이게 된다.

그 다음에, 도 1E에 나타내듯이, 가로봉인기구(60)에 의한 열봉인 및 절단을 완료하는 것으로, 내용물이 충전된 1개의 포장대(91)가 얻어진다. 한편, 한쌍의 스퀴징 롤러(45)가 열려, 이것에 의해, 스퀴징 롤러(45) 상에 고이고 있던 내용물이 아랫쪽으로 낙하한다. 그 후, 가로봉인기구(60)를 처음의 위치까지 이동시키는 것으로, 도 1A의 초기상태로 돌아온다.

본 발명의 포장기에 관련하는 기술로서 그 밖에도, 하나의 원반롤의 필름을 다 사용할 때에, 그 필름의 종단부분과, 다음의 원반롤에서의 필름의 시단부분을 이어 맞추는 기구가 알려져 있는(일본국 특개평9-58616호 공보(1997) 참조). 이러한 기구를 갖추고 있는 것에 의해, 하나의 원반롤을 다 사용할 때마다 필름을 다시 세트하는 번잡한 작업이 불필요해진다.

(발명의 개시)

(발명이 해결하려고 하는 과제)

그렇지만, 도 1A~도 1E에 나타내는 포장동작에서는, 투입 노즐로부터 통모양 필름 안을 향해서 내용물을 공급할 때에, 하기 이유로부터, 공급되는 내용물의 양에 평균치에서 벗어나 흩어짐이 생기거나, 혹은 내용물 안에 기포 등이 혼입해 버리는 일이 있었다.

즉, 도 1의 포장동작에서는, 도 2에도 나타내듯이 스퀴징 롤러(45)를 열었을 때에 내용물이 낙하하게 되어 있어, 내용물의 낙하와 동시에, 투입 노즐의 하단(15a)이 노출되게 되어 있다. 도 2A의 상태에서는, 투입 노즐(15) 안은 내용물로 채워진 상태가 되어 있지만, 도 2B와 같이 노즐 하단이 노출되어 대기 개방되면, 노즐 안에 존재하고 있던 내용물도 통모양 필름 안으로 낙하하게 된다.

이것은, 투입 노즐 안이 빈것이 되는 것을 의미한다. 이와 같이 빈것이 된 노즐 안을 통해서 내용물을 공급하려고 했을 경우, 내용물은 빈 투입 노즐 안을 서서히 나아가면서 흘러 오게 되기 때문에, 정량성이 좋은 내용물의 공급을 행하는 것이 곤란하게 되는 일이 있었다.

또, 도 2B에 나타내듯이, 노즐 하단(15a)이 노출한 상태에서 내용물의 공급을 행하는 경우, 하단(15a)이 액면보다도 윗쪽에 있기 때문에, 내용물이 투입될 때에 내용물 안에 기포가 혼입되기 쉽다고 하는 문제도 있다. 기포의 혼입은, 최종적인 봉투 채우기 제품 안에 공기가 잔류하는 것을 의미한다. 내용물이 예를 들면 식품 등인 경우, 이러한 공기의 존재는 내용물의 품질 열화를 초래한다.

본 발명은, 상술한 것과 같은 과제에 거울삼아 된 것이어, 그 목적은, 유동성이 있는 내용물을 통모양 필름 안에 공급할 때에, 정량성 좋게 내용물을 공급할 수 있고, 게다가 내용물 안에 기포가 혼입하기 어려운 종형 충전 포장기를 제공하는 것에 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 종형 충전 포장기는, 유저상으로 된 통모양 필름 안에 유동성이 있는 내용물을 공급하는 투입 노즐과, 상기 내용물이 공급된 상태의 상기 통모양 필름을 아랫쪽으로 반송하는 반송 수단과, 상기 통모양 필름의 일부를 열봉인하는 것으로 상기 통모양 필름을 밀봉하는 가로봉인기구를 가지고,

상기 투입 노즐을 통해서 상기 내용물을 공급하는 동작과, 상기 내용물이 공급된 상태의 상기 통모양 필름을 아랫쪽으로 반송하는 동작과, 상기 가로봉인기구에 의한 열봉인동작과, 를 적어도 포함하는 일련의 포장동작에 의해 봉투 채우기 제품을 제조하는 종형 충전 포장기에 있어서,

상기 일련의 포장동작의 전체에 걸쳐서 상기 투입 노즐의 방출구가 상기 내용물 안에 담그어지도록 구성되어, 상기 내용물의 공급이, 상기 투입 노즐의 방출구가 상기 내용물 안에 담그어진 상태에서 개시되는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 포장기에서는, 투입 노즐의 방출구가 내용물 안에 잠겨있는 상태에서 내용물의 공급이 개시되게 되어 있기 때문에, 도 2에 나타낸 것과 같은 종래의 공급 방법과 비교하여, 내용물 안에 기포 등이 혼입하기 어려운 것이 된다.

또, 일련의 포장동작 중, 노즐의 방출구가 항상 내용물 안에 잠겨있는 구성이기 때문에(환언하면, 투입 노즐의 방출구가 대기 개방되지 않는 구성이기 때문에), 투입 노즐 안이 빈것이 되지 않게 되어 있다. 따라서, 도 2에 나타낸 것과 같은 종래의 공급 방법과 비교하여, 공급되는 내용물의 정량성이 향상한다.

상기 종형 충전 포장기는, 상기 통모양 필름 가운데, 공급된 상기 내용물이 존재하고 있는 부위를 끼워넣는 것과 함께, 그 상태로 회전하는 것으로, 상기 통모양 필름에 편평(扁平)한 공충전부를 형성하면서 상기 통모양 필름을 아랫쪽으로 반송하는 한쌍의 스퀴징 롤러를 더 가지고, 상기 내용물을 공급하는 동작에서는, 상기 한쌍의 스퀴징 롤러에 의해 끼워넣어진 부위보다 윗쪽의 상기 통모양 필름 안에 상기 내용물을 공급하는 것이어도 좋다. 이 경우, 상기 스퀴징 롤러의 윗쪽에 고인 상기 내용물이, 상기 한쌍의 스퀴징 롤러를 여는 것과 동시에 상기 스퀴징 롤러보다 아랫쪽의 상기 통모양 필름 안에 낙하하게 되어 있고, 상기 내용물이 낙하한 후에 있어서도, 상기 내용물의 액면 높이가 상기 투입 노즐의 상기 방출구보다도 높아지도록 구성되어 있으면 좋다.

상기 발명의 포장기는, 상기 내용물을 저장하는 저장 탱크와, 그 저장 탱크 안의 내용물을 상기 투입 노즐로 이송하기 위한 공급 통로와, 상기 내용물을 저장 탱크에서 투입 노즐 쪽으로 이송하기 위한 구동원이 되는 펌프 수단과, 상기 내용물을 상기 투입 노즐 쪽에서 상기 저장 탱크로 되돌리기 위한 되돌리기 통로와, 상기 공급 유로를 통해서 이송되어 온 상기 내용물을, 상기 투입 노즐을 통해서 상기 통모양 필름 안에 공급하든지, 혹은, 상기 되돌리기 통로를 통해서 상기 저장 탱크 쪽으로 되돌릴지를 전환할수 있는 밸브 수단을 가지는 내용물 공급기구를 더 가지고 있어도 좋다.

또, 상기 본 발명의 포장기는, 2개의 원반롤을 보관 유지하고, 한쪽의 원반롤에서 끌어내어진 제1의 필름의 단부와, 다른쪽의 원반롤에서 끌어내어진 제2의 필름의 단부를 접합하여, 접합된 상기 2장의 필름을 긴 필름으로서 공급하는 필름 공급 장치와, 상기 긴 필름의 측연부(側緣部)끼리를 그 긴쪽 방향에 따라서 세로봉인하는 것으로, 상기 긴 필름을 상기 통모양 필름으로 하는 세로봉인기구를 더 가지고, 상기 세로봉인기구는, 상기 긴 필름의 반송을 정지한 상태에서, 상기 제1 및, 제2의 필름끼리의 접합부에 대해 상기 세로봉인을 행하고, 상기 내용물 공급기구의 상기 밸브 수단은, 그 접합부에 대한 세로봉인동작이 행해지는 동안, 상기 내용물을 상기 저장 탱크 쪽으로 되돌리는 쪽의 위치로 전환하도록 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 상기 접합부에 대한 세로봉인은, 그 세로봉인에 의해 형성되는 세로봉인부로부터 내용물이 누출하지 않게, 통상의 세로봉인동작보다도 장시간에 걸쳐서 행해지도록 하면 좋다.

[도 1A] 종래의 포장동작의 일례를 나타내는 도이다.

[도 1B] 종래의 포장동작의 일례를 나타내는 도이다.

[도 1C] 종래의 포장동작의 일례를 나타내는 도이다.

[도 1D] 종래의 포장동작의 일례를 나타내는 도이다.

[도 1E] 종래의 포장동작의 일례를 나타내는 도이다.

[도 2A] 종래의 포장동작에 있어서의 문제점을 설명하기 위한 도이다.

[도 2B] 종래의 포장동작에 있어서의 문제점을 설명하기 위한 도이다.

[도 3] 본 발명의 종형 충전 포장기의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다.

[도 4] 필름끼리의 접합부를 설명하기 위한 사시도이다.

[도 5] 본 발명의 특징부의 하나인 내용물 공급기구의 구성을 나타내는 도이다.

[도 6] 도 3의 포장기로 제조가능한 필로 타입의 포장대를 나타내는 도이다.

[도 7A] 도 3의 포장기의 포장동작을 설명하기 위한 공정도이다.

[도 7B] 도 3의 포장기의 포장동작을 설명하기 위한 공정도이다.

[도 7C] 도 3의 포장기의 포장동작을 설명하기 위한 공정도이다.

[도 7D] 도 3의 포장기의 포장동작을 설명하기 위한 공정도이다.

[도 7E] 도 3의 포장기의 포장동작을 설명하기 위한 공정도이다.

[도 8] 도 3의 포장기의 각 구조부의 동작의 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이다.

[도 9] 필름끼리의 접합부를 포함하는 포장대를 나타내는 도이다.

[도 10A] 도 3의 포장기의 투입 노즐의 구성을 나타내는 도이다.

[도 10B] 투입 노즐의 다른 구성예를 나타내는 도이다.

부호의 설명

1A, 1B 필름

1' 통모양 필름

2 공충전부

5 접합부

10 종형 충전 포장기

10A 필름공급기구

10C 포장기구

14 접어넣기 가이드

15 투입 노즐

15a 하단

17 방출구

20 내용물 공급기구

30 세로봉인기구

41 반송 롤러

45 스퀴징 롤러

60 가로봉인기구

61 히터바

62 히터바 받침

71 접합 씰러

83 센서

91, 92 포장대

F1 세로봉인부

F2 가로봉인부

Ra, Rb 원반롤

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

도 3에 나타내듯이, 본 실시 형태의 포장기(10)는, 원반롤(Ra), (Rb)에서 필름을 끌어냄과 동시에, 필요에 따라 필름(1A)과 필름(1B)을 접합하는 필름공급기구(10A)와, 그 필름공급기구(10A)에서 계속 내보내진 필름을 통모양으로 함과 동시에, 필름에 세로봉인부나 가로봉인부를 적당 형성해 포장대를 연속적으로 제조하는 포장기구(10C)를 가지고 있다.

필름공급기구(10A)로서는, 이런 종류의 포장기에 이용되는 종래 일반적인 구성의 것을 이용가능하다. 도 3에 나타내는 필름공급기구(10A)에서는, 2개의 원반롤(Ra), (Rb)이 준비되어 있어, 예를 들면, 한쪽의 원반롤(Ra)의 필름(1A)을 다 사용하는 시점에서, 다음의 원반롤(Rb)의 필름(1B)이 연속적으로 계속 내보내지게 되어 있다. 또한, 도 3은, 필름(1A)이 사용하는 쪽의 필름으로서 포장기구(10C) 쪽으로 끌어내어지고, 다른쪽의 필름(1B)이 대기하는 쪽의 필름으로서 접합 씰러(71) 근방에 보관 유지된 상태를 나타내고 있다.

사용하는 쪽의 필름(1A)이 얼마남지않게 된 것은, 예를 들면, 센서(83)에 의해 검출가능하고, 이 검출 결과에 근거해 접합 씰러(71)가 구동되게 되어 있다. 이것에 의해, 사용하는 쪽 필름(1A)의 말단부와 대기하는 쪽 필름(1B)의 선단부가 열봉인되어, 양필름끼리가 접합되게 된다. 상세히는, 도 4에 나타내듯이 2장의 필름(1A), (1B)이 부분적으로 겹쳐 합쳐져서, 봉인부(3)가 형성되는 것에 의해 2장의 필름이 접합되어 있다. 이 2장의 필름이 겹쳐져 봉인부(3)가 형성된 영역을 「접합부(5)」라고 칭한다.

상기와 같은 필름공급기구(10A)가 설치되어 있기 때문에, 본 실시 형태의 포장기(10)에서는, 포장기구(10C)에 대해서 필름이 연속적으로 공급되게 되어 있다.필름의 연속적인 공급이 가능하기 위해, 포장대의 제조를 일시 중단한다고 하는 일도 없어지는 점에서 아주 유리하다.

다시 도 3을 참조해, 다음에, 포장기구(10C)에 대해 설명한다. 덧붙여 이 포장기구(10C)는 본 출원인에 의해 먼저 출원된 일본국 특개2004-276930호 공보에 개시된 종형 충전 포장기와 같은 것이다.

포장기구(10C)는, 필름을 통모양으로 접어넣는 접어넣기 가이드(14)와, 접어넣기 가이드(14)에 의해서 접어넣어진 필름의 측연부끼리를 세로봉인하는 것으로 세로봉인부(F1)(도 6 참조)를 형성해 통모양 필름(1＇)으로 하는 세로봉인기구(30)와 세로봉인기구(30)보다도 필름 반송 방향 하류쪽에 배치된, 한쌍의 반송 롤러(41), 한쌍의 스퀴징 롤러(45) 및 가로봉인기구(60)를 가지고 있다.

세로봉인기구(30)는, 히터 등의 가열 수단이 내장된 히터바(31)를 갖추고 있 다. 이 히터바(31)는, 필름에 대해서 진퇴 이동(도시 가로방향)함과 동시에, 도시 상하 방향으로도 왕복 이동할 수 있도록 구성되어 있어, 이것에 의해, 도 3의 화살표(A₃₀)로 나타내는 것과 같은 박스형의 동작이 실현 가능하게 되어 있다.

세로봉인기구(30)에 의한 봉인동작은, 다음과 같이 하여 행해진다. 우선, 히터바(31)가 상승 끝 위치에 있는 상태에서, 히터바(31)가 필름에 근접하는 방향으로 이동해, 이것에 의해 히터바(31)와 메인파이프(도시하지 않음)의 사이에 필름이 협지되게 된다. 그 다음에, 이 협지 상태인 채, 히터바(31)는, 필름의 반송에 맞추어 도시한 아랫쪽으로 이동한다. 히터바(31)로부터의 열을 받아 필름끼리가 열봉인되어, 필름의 양 측연끼리가 접합된다. 히터바(31)는, 그 하강 끝 위치까지 온 후, 필름으로부터 떨어져, 다시 처음 높이로 돌아온다.

상기와 같은 세로봉인동작을 반복해 행하여 가는 것으로, 필름의 양 측연끼리의 겹쳐합쳐진 부분에 연속한 세로봉인부가 형성되어 가게 된다. 이러한 박스형의 동작을 행하는 세로봉인기구에 의하면, 필름의 반송을 정지하는 일 없이 세로봉인부를 형성할 수 있다고 하는 이점이 있다.

또한, 통모양 필름(1＇)은, 세로봉인기구(30)를 통과할 때까지는, 단면이 거의 원형이 되는 상태, 바꾸어 말하면, 내부에 공간을 갖게한 상태로 반송되게 되어 있다. 더 하류로 가면, 통모양 필름(1＇)은, 세로봉인기구(30)와 반송 롤러(41)의 사이에 배치된 가이드 판(도시하지 않음)에 의해서, 편평하게 눌러 찌부러뜨린듯한 상태로 바뀌어진다.

반송 롤러(41)는, 이와 같이 하여 눌러 찌부러뜨린 통모양 필름(1＇)의 폭 방향 양단을 협지하게끔 배치되어 있다. 반송 롤러(41)는, 포장기구(10C)에 있어서의 필름반송수단의 하나이며, 회전하는 것으로 통모양 필름(1＇)을 아랫쪽으로 반송한다.

한쌍의 스퀴징 롤러(45)는, 통모양 필름 안에 투입된 충전물을 분할하도록 하여 통모양 필름을 끼워넣어, 그 상태로 회전하는 것에 의해, 통모양 필름에 충전물이 존재하지 않는 공충전부를 형성하면서, 통모양 필름을 아랫쪽으로 반송하는 것이다. 이와 같이 편평한 공충전부를 형성하는 것의 이점으로서는, 하기 가로봉인동작에서의 봉인 불량의 발생을 억제할 수 있는 점에 있다.

가로봉인기구(60)는, 히터 등의 가열 수단이 내장된 히터바(61)와, 그 히터바(61)에 대향 배치된 히터바 받침(62)을 가지고 있어, 이들 한쌍의 부재로 통모양 필름(1＇)을 끼워넣어, 필름을 가열하는 것으로, 필름에 가로봉인부(F2)(도 6 참조)를 형성한다.

이 히터바(61) 및 히터바 받침(62)도, 세로봉인기구(30)같은, 박스 모션을 행하게 되어 있다. 즉, 도 3의 화살표(A₆₀)에 나타내듯이, 히터바(61) 및 히터바 받침(62)은, 통모양 필름(1＇)을 끼워넣은 채인 상태에서, 필름의 반송에 맞추어 아랫쪽으로 이동해, 하강 끝 위치에 있어서 필름으로부터 떨어져, 다시 처음의 위치에 돌아오게 되어 있다.

또한. 도시하지 않지만, 히터바(61)에는, 가로봉인부(F2)를 절단하는 것에 의해 통모양 필름(1＇)에서 포장대를 분리하는 커터가 내장되어 있다. 또, 이것에 대응하여, 히터바 받침(62)에는, 쑥 내밀어진 커터와 히터바 받침(62)이 간섭하지 않게 홈틈이 형성되어 있다.

이어서, 본 실시 형태의 포장기의 특징부를 1개인 내용물 공급기구에 대해서 도 5를 참조해 설명한다. 또한 도 5에서는 세로봉인기구(30)의 도시가 생략되어 있지만, 이것은 본질적인 사항은 아니다.

내용물 공급기구(20)는, 도 5에 나타내듯이, 내용물을 저장하는 저장 탱크(22)와, 저장된 내용물을 투입 노즐(15)까지 이송하기 위한 공급 통로(21a)와, 이송의 구동원이 되는 펌프(23)를 가지고 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 투입 노즐(15) 쪽에 보내져 온 내용물을 저장 탱크(22) 쪽으로 되돌리기 위한 되돌리기 통로(21b)가 설치되어 있다. 투입 노즐 쪽에 보내져 온 내용물을, 통모양 필름 안에 공급할(이 모드를 「제1의 모드」라고 한다)지, 혹은, 되돌리기 통로(21b)를 통해서 저장 탱크(22) 안으로 되돌릴(「제2의 모드」라고 한다)지는, 삼방(三方) 밸브(25)에 의해서 전환되도록 되어 있다.

펌프(23)를 구동하고 있는 상태에서 삼방 밸브(25)를 「제1의 모드」로 하는 것으로, 내용물이 투입 노즐(15)을 개입시켜 통모양 필름(1＇) 안에 공급되게 된다. 한편, 마찮가지로 펌프를 구동한 채, 삼방 밸브(25)를 「제2의 모드」로 하는 것으로, 통모양 필름 안에의 공급은 정지되어, 내용물은 되돌리기 통로(21b)를 사이에 두고 저장 탱크(22) 쪽으로 되돌아오게 된다.

이러한 구성에 의하면 펌프(23)를 구동한 채, 단지 삼방 밸브(25)의 전환을 행하는 것만으로, 통모양 필름 안에의 내용물의 공급을 제어할 수 있는 점에서 유리하다. 일반적으로, 펌프(23)의 유량이 안정할 때까지는 어느 정도의 시간이 걸리기 때문에, 만일 펌프(23)의 ON/OFF에 의해 간헐적인 공급을 실시하려고 했을 경우, 공급되는 내용물의 양에 평균치에서 벗어나 흩어짐이 생기게 된다.

이것에 대해서 본 실시 형태의 구성에 의하면, 펌프의 구동을 정지시킬 필요가 없이, 펌프의 유량이 안정화하고 있기 때문에, 그러한 문제는 생기기 어렵다.또, 다른 관점에서 보면, 펌프를 구동시키거나 정지시킬 필요가 없다는 것은, 펌프에 가해지는 부담이 경감되는 것을 의미해, 따라서 펌프의 고장도 최소한으로 억제하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 종형 충전 포장기에 의해 제조되는 포장대의 종류는 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면 도 6에 나타내는 것이어도 좋다. 포장대(91)는, 2개의 가로봉인부(F2a), (F2b)(이하, 이들을 구별하지 않고 단지 「F2」라고도 말한다)와 등에 붙이는 것인 세로봉인부(F1)가 형성된, 이른바 필로 타입의 포장대이다. 포장대(91)의 내부에는, 유동성이 있는 내용물(예를 들면 액체)이 충전되어 있다. 세로봉인부(F1)는, 세로봉인기구(30)에 의해 형성된 열봉인부이고, 가로봉인부(F2)는 가로봉인기구(60)에 의해 형성된 열봉인부이다.

다음에, 상기와 같이 구성된 본 실시 형태의 포장기(10)에 의한 포장동작의 일례에 대해서, 도 7, 도 8을 참조해 설명한다. 도 7은, 포장기(10)의 포장동작을 설명하기 위한 공정도이며, 도 8은, 각 구조부의 동작의 타이밍을 나타내는 타이밍 차트이다.

〔기본적인 포장동작〕

우선 처음에, 포장대(91)를 1봉지 제조하기 위한 기본적 동작에 대해서 설명한다.

도 7A는, 일련의 포장동작의 초기상태를 나타내고 있고, 도 8에 있어서의 「t_A」의 시점에 있어서의 상태를 나타내고 있다. 도 7A에 나타내듯이, 통모양 필름(1＇)의 하단부에는, 앞의 공정으로 형성된 가로봉인부(F2)가 형성되어 있고, 이것에 의해 통모양 필름(1＇)이 유저상으로 되어 있다. 한쌍의 스퀴징 롤러(45) 및 가로봉인기구(60)는 모두, 열린 상태로 되어 있다.

통모양 필름(1＇) 안에는 이미 내용물이 투입되어 있고, 그 액면은 투입 노즐의 하단(15a)보다 높은 위치(높이 h1)로 되어 있다. 달리 표현하면, 투입 노즐의 하단(15a)이 내용물 안에 담그어지고 있는 상태로 되어 있다. 하단(15a)이 대기 개방되어 있는 경우, 노즐 안의 내용물은 그 자중(自重)에 의해 통모양 필름 안으로 낙하해, 노즐 안은 빈 상태가 된다. 이것에 대해서 본 실시 형태의 구성에서는, 노즐의 하단(15a)이 내용물 안에 담그어지고 있으므로, 내용물이 낙하할 일도 없어, 노즐 안은 내용물로 채워진 채인 상태로 되어 있다.

그 다음에, 도 7B(도 8의 「t_B」시점)에 나타내듯이, 한쌍의 스퀴징 롤러(45)로 통모양 필름(1＇)의, 내용물이 존재하고 있는 부위를 끼워넣는다. 이것에 의해, 내부의 내용물이 상하로 분할된다. 이와 같이, 스퀴징 롤러(45)로 내용물의 존재하고 있는 부위를 끼워넣게 하는 것으로, 포장대(91) 내에 공기가 남지 않게 되어 있다. 통모양 필름 안에의 내용물의 공급은, 도 7A의 초기상태에서 이미 개시되어 있어, 도 7B의 공정에서는, 액면 높이가 h1보다 약간 상승한 상태로 되어 있다.

그 다음에, 도 7C(도 8의 「t_C」시점)에 나타내듯이, 내용물의 공급을 정지하는 일 없이 계속한 채, 각 스퀴징 롤러(45)를 도시한 화살표 회전으로 회전시킨다. 이것에 의해, 통모양 필름(1＇)은, 내용물이 존재하고 있지 않는 편평한 공충전부(2)가 형성되면서, 아랫쪽으로 반송된다. 또한, 도 7에서는 도시를 생략하고 있지만, 이 스퀴징 롤러(45)의 회전에 맞추어 반송 롤러(41)(도 3 참조)도 회전 구동되게 되어 있어, 이것에 의해 필름의 반송이 서포트되게 되어 있다.

공충전부(2)가 가로봉인기구(60)에 의해서 끼워지는 위치까지 보내진 후, 가로봉인기구(60)가 이 공충전부(2)를 끼워넣어, 가로봉인동작이 개시된다.

그 다음에, 도 7D(도 8의 「t_D」시점)에 나타내듯이, 가로봉인기구(60)로 통모양 필름을 끼운 채인 상태에서, 스퀴징 롤러(45)를 회전에 맞추어 가로봉인기구(60)를 아랫쪽으로 이동시킨다. 통모양 필름(1＇)은, 가로봉인기구(60)로 끼어 있는 동안 가열되어, 이것에 의해 가로봉인부(F2)가 형성된다. 상세한 동작의 도시는 생략하지만, 가로봉인기구(60)가 하강 끝 위치까지 이동한 후, 히터바에 내장된 커터를 돌출시켜 포장대를 분리한다. 이 공정에 있어서도, 내용물의 공급은 계속되고 있고, 공급된 내용물은 스퀴징 롤러(45) 상에 고이게 되어 있다. 이 공정에 있어서의 액면 높이(h2)는, 일련의 포장동작 속에서 가장 높은 위치이며, 도 8의 액 면 높이 「고(高)」에 대응한다.

그 다음에, 도 7E(도 8의 「t_E」시점)에 나타내듯이, 가로봉인기구(60)에 의한 필름의 협지와, 한쌍의 스퀴징 롤러(45)에 의한 필름의 협지를 모두 해제한다. 이것에 의해 내용물이 충전된 1개의 포장대(91)가 얻어지고 또, 통모양 필름(1＇) 안에 있어서는, 스퀴징 롤러(45) 상에 모아져 있던 내용물이 아랫쪽으로 낙하하게 된다.

도 7E의 공정에서 중요한 것은, 이와 같이 내용물이 낙하한 후에 있어서도, 내용물의 액면 높이가 노즐 하단(15a)보다도 높게(구체적으로는, 초기상태와 같은 액면(h1))되도록 구성되어 있는 점에 있다. 이러한 구성에 의해, 일련의 포장동작 중, 시종(終始), 노즐 하단(15a)이 내용물 안에 잠겨있게 된다. 따라서, 노즐 안의 내용물이 낙하해 노즐 안이 비게 되는 일은 없다. 이와 같이 노즐 안이 내용물로 채워져, 그 상태에서 내용물의 공급이 행해지도록 구성되어 있는 것에 의해, 공급되는 내용물의 정량성이 매우 양호한 것이 된다. 또, 노즐 하단이 노출되어 노즐 안이 비게 된 상태에서 내용물을 투입했을 경우, 내용물이 낙하할 때에 액중에 기포 등이 혼입해 버리지만, 상기와 같은 구성에 의하면 그러한 문제의 발생도 방지된다.

도 7E에 나타내는 대로, 최종적으로는, 가로봉인기구(60)가 처음의 위치까지 이동하게 해, 포장기는 도 7A의 초기상태로 돌아온다. 상기와 같은 일련의 포장동작을 반복해 행해 가는 것으로, 포장대(91)를 연속적으로 제조하는 것이 가능하게 되어 있다.

상술한 포장동작에 대해서, 보다 구체적으로는, 도 8에 나타내는 1사이클 당의 시간은 예를 들면 1.0초여도 좋다. 스퀴징 롤러(45)의 동작을 기준으로 했을 때, 스퀴징 롤러(45)가 열려 있는 시간이 0.4초(도 7A, 도 7E의 공정에 대응)로, 스퀴징 롤러(45)가 닫혀 있는 시간이 0.6초(도 7B~도 7E의 공정에 대응)로 설정되어 있어도 좋다.

〔필름 접합부에 대한 포장동작〕

그런데, 충전되는 내용물이 액체 등인 경우, 포장대(10)의 어느 것인가의 봉인부(F1), (F2), 혹은 접합부(5)에 봉인 불량이 생겨 있으면, 그 개소로부터 내용물이 샐 가능성이 있다. 따라서, 이런 종류의 포장대에 있어서는 각 봉인부가 확실히 열봉인되어 있을 필요가 있다.

이것에 대해서, 도 9를 참조해 설명한다. 도시 하듯이, 필름끼리의 접합부(5)가 포장대(92)의 복부에 위치했을 경우, 예를 들면, 접합부(5)를 포함하는 세로봉인부(F1')에 봉인 불량이 생겨 있으면, 그 개소로부터 내용물이 새게 된다. 특히, 접합부(5)는 필름이 2장 겹침이 된 부위이므로, 세로봉인동작에 있어서의 열봉인이 불충분하게 되어, 봉인 강도가 부족하는 것을 생각할 수 있다. 따라서, 접합부를 포함하는 세로봉인부(F1')의 부분은 특히 충분히 열봉인되어 있는 것이 바람직하다.

무엇보다, 포장대(92)는, 접합부(5)를 포함하고 있는 이상, 원래 불량품이기 때문에, 이러한 포장대에 일부러 내용물을 공급할 필요는 없다고도 생각할 수 있 다. 그렇지만, 만일 내용물을 공급하지 않는다고 한다면, 다음과 같은 상태가 좋지 않음이 생길 우려가 있다.

즉, 도 9에 나타내듯이, 포장대(92)의 아래에 포장대(91)가 매달려 있는 경우에는 문제가 없다고 해도, 아래의 포장대(91)가 이미 분리되어 있는 경우에는, 빈 포장대(92)가 통모양 필름의 제일 아래에 매달린 상태가 된다. 포장대(92)가 비어 있기 때문에, 내용물의 자중에 의한 인장력이 통모양 필름에 부여되지 않게 되고, 따라서, 이 빈 포장대(92)가 요동해 히터바(61)(도 6 참조) 등에 접촉 할 우려도 있다. 포장대(92)가 히터바(61)에 접촉하면, 필름이 녹아 히터바에 부착 하게도 될 수도 있어, 그 결과, 필름의 반송에 지장을 초래하게 된다. 이러한 상태가 좋지 않음을 방지 하기 위해서, 역시, 포장대(92)에 대해서도 다른 포장대와 같이 내용물이 공급되는 것이 바람직하다.

접합부(5)를 포함하는 영역에 대한 세로봉인동작은 통상의 세로봉인동작보다 장시간에 걸쳐서 행해지게 되어 있다. 「통상의 세로봉인동작」이란, 접합부(5)를 포함하지 않는 영역에 대한 세로봉인동작을 의도하고 있다. 일례를 들면, 통상의 세로봉인동작이 예를 들면 1초이고, 접합부(5)를 포함하는 영역에 대한 세로봉인동작(이하, 「필름접합부용의 세로봉인동작」이라고도 말한다)이 예를 들면 4초여도 좋다.

이 필름접합부용의 세로봉인동작에 대해서, 도 8의 타이밍 차트를 재차 참조 해 설명한다.

이 세로봉인동작은, 필름끼리의 접합부(5)가 세로봉인기구(30)에 의해 끼워 넣어지는 위치까지 보내져 온 시점에서 개시된다. 접합부(5)가 세로봉인기구에 의해 끼워넣어지는 위치까지 반송되었는지 어떤는지는, 예를 들면 접합부(5)를 검출하기 위한 센서(도시하지 않음)를 이용해도 좋다. 혹은, 접합 씰러(71)(도 3 참조)와 세로봉인기구(30)의 사이의 거리와, 1사이클 당 보내지는 필름의 길이의 관계로부터 역산하여, 통상의 세로봉인동작을 소정 회수만 행한 후, 필름접합부용의 세로봉인동작이 개시되게 되어 있어도 좋다.

필름접합부용의 세로봉인동작을 개시하기에 즈음해서는, 도 8의 「t_H」시점에 나타내듯이, 필름의 반송이 정지되어, 스퀴징 롤러(45)가 열리고, 한편 액면 높이가 「고」가 된다(도 7D의 상태를 참조). 이 세로봉인동작에 있어서는, 세로봉인기구(30)에 의한 필름의 협지 시간은, 일례로서 2.0~3.0초로 설정되어 있다. 통상의 세로봉인동작에서의 협지 시간이 0.4초이므로, 당해 세로봉인동작의 협지 시간은 통상시의 5배 정도 길다고 하는 것이 된다.

삼방 밸브(25)(도 4 참조)는, t_H의 시점에서 전환되고, 이것에 의해 저장 탱크(22)에서 보내져 온 내용물이, 되돌리기 통로(21b)를 통해서 저장 탱크(22) 안으로 되돌려진다. 여기서 펌프(23)의 구동은 계속한 채로되고 있기 때문에, 내용물은, 공급 통로(21a), 삼방 밸브, 되돌리기 통로(21b) 및 저장 탱크(22) 안을 순환하게 된다.

이와 같이, 필름접합용의 세로봉인동작 중은, 내용물이 순환시켜지게 되어 있기 때문에, 통모양 필름 안에 필요 이상의 내용물이 공급되는 것이 방지된다. 내 용물의 공급을 제어하기 위해서는, 예를 들면 펌프(23)의 구동을 일단 정지하는 것에 의해서도 실시 가능하다. 그렇지만, 전술한 것처럼, 펌프의 ON/OFF에 의해 내용물의 공급을 제어하는 경우, 공급되는 내용물의 양에 평균치에서 벗어나 흩어짐이 생기기 쉽다. 이것에 대해서, 본 실시 형태와 같이, 펌프(23)를 구동시킨 채로 삼방 밸브(25)만을 전환하는 것으로 내용물의 공급이 제어되는 구성이면, 펌프(23)의 유량은 안정화해 있기 때문에, 그러한 정량성 저하의 문제도 발생하기 어려운 것이 된다.

삼방 밸브(25)에 의해서 내용물 공급의 전환을 행하는 것에 대하여 다른 이점으로서는, 내용물의 품질 변화를 방지하는 것도 들 수 있다. 필름끼리의 접합부(5)를 세로봉인하는 경우, 몇초 정도만 포장동작을 정지시키면 좋지만, 어떠한 원인에 의해서, 보다 장시간에 걸쳐서 동작을 정지시키지 않으면 안 되는 것도 있다. 이러한 동작 정지 중에 내용물이 배관 안에 모여 있으면, 온도변화에 의해 내용물의 점성이 변화할 우려가 있다. 점성이 변화는, 공급되는 내용물의 양에 평균치에서 벗어나 흩어짐을 일으키게 하기도 한다. 따라서, 본 실시 형태와 같이, 동작의 정지 중에 내용물을 순환 시키도록 하는 것이 바람직하고, 이것에 의해, 내용물의 온도가 균일화해 상기와 같은 문제의 발생도 억제된다.

상기와 같은 세로봉인동작이 소정 시간 행해진 후, t_I의 시점(도 8 참조)에 나타내듯이, 통상의 포장동작이 재개된다. 즉, 스퀴징 롤러(45)가 열려, 내용물이 낙하하게 함과 동시에(도 7D 참조), 삼방 밸브(25)가 전환되어, 통모양 필름 안에 의 내용물의 공급이 재개된다. 이후는, 먼저 설명한 통상의 포장동작을 반복해 행해 가는 것으로, 연속적인 포장대의 제조가 실현된다.

이상, 본 발명의 한 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 구성에 한정하지 않고 여러 가지로 변경 가능하다. 예를 들면, 포장대는 필로 타입에 한정하지 않고, 삼방씰타입 또는 사방씰타입의 포장대여도 좋다. 필로 타입의 경우, 그 세로봉인부(F1)(도 6 참조)의 형태는 특별히 한정되는 것이 아니고, 이른바 합장(合掌)붙임도 좋고, 봉투붙임도 좋다.

도 3에 나타낸 포장기의 세로봉인기구(30) 및 가로봉인기구(60)는 모두 박스 모션형의 동작을 행하는 것이었지만, 거기에 한정하지 않고, 상하 움직임 없이 그 자리에서 열봉인을 행하는, 일반적인 세로봉인기구 및 가로봉인기구여도 좋다. 도 3의 포장기(10)는, 한쌍의 스퀴징 롤러(45)를 갖춘 것이었지만, 본 발명은 거기에 한정하지 않고, 스퀴징 롤러를 갖추지 않은 포장기로서 구성하는 일도 가능하다.

투입 노즐(15)에 관해, 도 10A에 나타내듯이, 그 방출구가 노즐의 하단(15a)에 형성되어 있어도 좋고, 도 10B에 나타내듯이, 방출구(17)가 노즐의 외주면에 설치되어 있어도 좋다. 도 10B의 구성의 경우, 도 7E에 나타낸 것처럼 스퀴징 롤러(45)를 연 후에 있어서도, 액면 높이(h1)가 방출구(17)보다 높아지도록 설치되어 있으면 좋다. 이것에 의해, 방출구(17)가 대기에 노출되는 일이 없어져, 노즐 안의 내용물은 통모양 필름 안에 낙하하는 일 없이, 노즐 안에 보관 유지된 채의 상태가 된다. 그 결과, 상기 같은, 본 발명에 의한 작용효과가 얻어지게 된다.

(발명의 효과)

상술한 것처럼, 본 발명의 종형 충전 포장기에 의하면, 투입 노즐의 방출구가 내용물 안에 있는 상태에서, 내용물의 공급이 개시되는 것이기 때문에, 정량성이 좋은 내용물의 공급이 실현되고, 게다가 내용물 안에의 기포의 혼입을 최소한으로 억제하는 일도 가능하게 된다.

Claims (6)

1. 유저상으로 된 통모양 필름 안에 유동성이 있는 내용물을 공급하는 투입 노즐과, 상기 내용물이 공급된 상태의 상기 통모양 필름을 아랫쪽으로 반송하는 반송 수단과, 상기 통모양 필름의 일부를 열봉인하는 것으로 상기 통모양 필름을 밀봉하는 가로봉인기구를 가지고,

   상기 투입 노즐을 통해서 상기 내용물을 공급하는 동작과, 상기 내용물이 공급된 상태의 상기 통모양 필름을 아랫쪽으로 반송하는 동작과, 상기 가로봉인기구에 의한 열봉인 동작과, 를 적어도 포함하는 일련의 포장동작에 의해 봉투 채우기 제품을 제조하는 종형 충전 포장기에 있어서,

   상기 일련의 포장동작의 전체에 걸쳐서 상기 투입 노즐의 방출구가 상기 내용물 안에 담그어지도록 구성되고, 상기 내용물의 공급이, 상기 투입 노즐의 방출구가 상기 내용물 안에 담그어진 상태에서 개시되는 것을 특징으로 하는 종형 충전 포장기.
2. 제1항에 있어서, 상기 통모양 필름 가운데, 공급된 상기 내용물이 존재하고 있는 부위를 끼워넣음과 함께, 그 상태로 회전하는 것으로, 상기 통모양 필름에 편평한 공충전부를 형성하면서 상기 통모양 필름을 아랫쪽으로 반송하는 한쌍의 스퀴징 롤러를 더 가지고,

   상기 내용물을 공급하는 동작에서는, 상기 한쌍의 스퀴징 롤러에 의해 끼워 넣어진 부위보다 윗쪽의 상기 통모양 필름 안에 상기 내용물을 공급하는, 종형 충전 포장기.
3. 제2항에 있어서, 상기 스퀴징 롤러보다 윗쪽에 고인 상기 내용물이, 상기 한쌍의 스퀴징 롤러를 여는 것과 동시에 상기 스퀴징 롤러보다 아랫쪽의 상기 통모양 필름 안으로 낙하하게 되어 있고,

   상기 내용물이 낙하한 후에 있어서도, 상기 내용물의 액면 높이가 상기 투입 노즐의 상기 방출구보다 높아지도록 구성되어 있는, 종형 충전 포장기.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 내용물을 저장하는 저장 탱크와, 그 저장 탱크 안의 내용물을 상기 투입 노즐로 이송하기 위한 공급 통로와, 상기 저장 탱크에서 상기 투입 노즐 쪽으로 상기 내용물을 이송하기 위한 구동원이 되는 펌프 수단과, 상기 내용물을 상기 투입 노즐 쪽에서 상기 저장 탱크로 되돌리기 위한 되돌리기 통로와, 상기 공급 유로를 통해서 이송되어 온 상기 내용물을, 상기 투입 노즐을 통해서 상기 통모양 필름 안에 공급할지, 혹은, 상기 되돌리기 통로를 통해서 상기 저장 탱크 쪽으로 되돌릴지를 전환할 수 있는 밸브 수단과, 를 가지는 내용물 공급기구를 더 가지는, 종형 충전 포장기.
5. 제4항에 있어서, 2개의 원반롤을 보관 유지하고, 한쪽의 원반롤에서 끌어내어진 제1의 필름의 단부와, 다른쪽의 원반롤에서 끌어내어진 제2의 필름의 단부를 접합해, 접합된 상기 2장의 필름을 긴 필름으로서 공급하는 필름 공급 장치와,

   상기 긴 필름의 측연부끼리를 그 긴쪽 방향에 따라서 세로봉인하는 것으로, 상기 긴 필름을 상기 통모양 필름으로 하는 세로봉인기구를 더 가지고,

   상기 세로봉인기구는, 상기 긴 필름의 반송을 정지한 상태에서, 상기 제1 및 제2의 필름끼리의 접합부에 대해 상기 세로봉인을 행하고,

   상기 내용물 공급기구의 상기 밸브 수단은, 그 접합부에 대한 세로봉인동작이 행해지고 있는 동안, 상기 내용물을 상기 저장 탱크 쪽으로 되돌리는 쪽의 위치로 전환되고 있는, 종형 충전 포장기.
6. 제5항에 있어서, 상기 접합부에 대한 세로봉인은, 그 세로봉인에 의해 형성되는 세로봉인부에서 내용물이 누출하지 않게, 통상의 세로봉인동작보다 장시간에 걸쳐서 행해지는, 종형 충전 포장기.

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