(57)【要約】【課題】良好な縦シールを得ることができ、メンテナンスが容易であり、異物の発生を防ぐことができる超高速包装充填装置を提供する。【解決手段】包装充填装置は、非常に速く搬送される帯状包装積層材料がチューブ状に成形され、帯状包装積層材料の第１縁部の縦シール部面に帯状包装積層材料の他端の第２縁部の縦シール部面を内側から合せて縦シールし、内容物を充填して横シールし、チューブ状包装積層材料を切断分離して容器に超高速に包装充填する装置であって、チューブ状包装積層材料の内側に位置する側の第２縁部を、第２縁部の端面を覆うように、ストリップでシールし、プレッシャローラが縦シール部との接触部に硬質材を有し、専らストリップの最内面を圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非常に速く搬送される帯状包装積層材料がチューブ状に成形され、該帯状包装積層材料の第１縁部の縦シール部面に該帯状包装積層材料の他端の第２縁部の縦シール部面を内側から合せて縦シールし、内容物を充填して横シールし、チューブ状包装積層材料を切断分離して容器に超高速に包装充填する装置であって、
該チューブ状包装積層材料の内側に位置する側の該第２縁部を、該第２縁部の端面を覆うように、ストリップでシールし、
該第１縁部の縦シール部面と該第２縁部との間が該ストリップを介して縦シールされ、
該チューブ状包装積層材料の内側に配設され、該包装積層材料の該縦シール部をチューブ状内側から圧するプレッシャローラと、
該包装積層材料の該縦シール部及びその近傍を挟んで該プレッシャローラと対向させてチューブ状外側から押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラとを有し、
該プレッシャローラが該縦シール部との接触部に硬質材を有し、専ら該ストリップの最内面を圧することを特徴とする包装充填装置。
【請求項２】
包装充填装置が毎時３万個以上の容器を包装充填する、請求項１記載の包装充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体食品を非常に高速に包装充填する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
牛乳、ジュース及びその他飲料のための包装容器は、例えば、包装充填装置において、紙基材／プラスチックの積層体の帯状包装材料の一端にストリップの一端をヒートシールして長手方向の縦ヒートシールにより、ストリップで内側を保護しつつ、包装材料の重なった両端をシールしてチューブ状に成形し、チューブ状包装材料内に内容物を充填し、チューブ状包装材料を横断方向に横線ヒートシールし、枕状の一次形状に成形し、一定間隔に個々に切断し、折目線に沿って折畳んで最終形状包装容器に成形される。
【０００３】
縦ヒートシールにより、包装材料の縁端が重ね合わされて容器が形成される場合、重ね合わせ部を強固に張り合わせるために、また、形成された容器器壁の端面が内部液体に直接接触する場合、その端面から包装材料内部に内容物が浸透したり、外部に漏れたりしないように、容器の内部において重ね合わせ部の器壁端面をストリップが覆ってヒートシールされる。（特許文献１、２参考）
【０００４】
包装充填装置において、縦ヒートシールでは、チューブ状に成形された包装積層材料の両縁部同士を、縦シール装置によってストリップと共に押し当てて縦シールする。
帯状包装積層材料の縁部面に他方の縁部を合せ接着する際、例えば、両縁部を挟んで、一方側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、他方に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。
したがって、包装積層材料が搬送されるに伴って、前記プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料の重なり部及びストリップを挟んだ状態で押圧されて回転させ、合せて接着する面がシールされ接着される。（特許文献３〜７参考）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２６９６４５号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５８６４３号公報
【特許文献３】特開２００８−１３７７０２号公報
【特許文献４】特開２００４−３３０４５３号公報
【特許文献５】特開平１０−１０１０１２号公報
【特許文献６】特開２００６−１６８８１４号公報
【特許文献７】特開平０７−３２９２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、例えば、毎時数千個、すなわち、１時間当たり数千個の紙容器を製造することができる能力を持つ装置が高速包装充填装置と称されている。この高速装置に対して、その数倍、若しくは十数倍の非常に高速な包装充填装置が、例えば、毎時数万個乃至十数万個の超高速包装充填装置がある。
超高速包装充填装置において、包装積層材料が非常に速い速度で移動するので、チューブ状に成形された包装積層材料の両縁部同士を、縦シール装置によってストリップと共に押し当てて縦シールする場合、包装積層材料の両縁部同士間の縦シール及び、ストリップと包装積層材料の縦シール部内面とのシールが、良好に溶着せず結果的に不都合を起こす恐れがある。
また、包装積層材料の縁部がローラ等に超高速に接触して、縁部から紙粉、ポリエチレン片、繊維屑などが離脱し付着・落下する恐れがある。
更に、縦シール装置のプレッシャローラ及びカウンタローラなど部品が短期に摩耗して、それらローラの交換頻度が高くなり、メンテナンスに多くの要する。
【０００７】
この発明は、上記の不都合を解消し、良好な縦シールを得ることができ、メンテナンスが容易であり、異物の発生を防ぐことができる超高速包装充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の包装充填装置は、非常に速く搬送される帯状包装積層材料がチューブ状に成形され、帯状包装積層材料の第１縁部の縦シール部面に帯状包装積層材料の他端の第２縁部の縦シール部面を内側から合せて縦シールし、内容物を充填して横シールし、チューブ状包装積層材料を切断分離して容器に超高速に包装充填する装置であって、
チューブ状包装積層材料の内側に位置する側の第２縁部を、第２縁部の端面を覆うように、ストリップでシールし、
第１縁部の縦シール部面と第２縁部との間がストリップを介して縦シールされ、
チューブ状包装積層材料の内側に配設され、包装積層材料の縦シール部をチューブ状内側から圧するプレッシャローラと、
包装積層材料の縦シール部及びその近傍を挟んでプレッシャローラと対向させてチューブ状外側から押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラとを有し、
プレッシャローラが縦シール部との接触部に硬質材を有し、専らストリップの最内面を圧することを特徴とする。
【０００９】
この発明の好ましい態様において、包装充填装置が毎時３万個以上、より好ましくは、毎時４万〜６万個の容器を包装充填する。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成を有するこの発明の包装充填装置は、以下の作用、機能を発揮して効果を奏する。
包装充填装置は、非常に速く搬送される帯状包装積層材料をチューブ状に成形する。平坦な帯状からチューブ状に丸め両縁端を合わせるには、例えば、複数個の成形ローラで外側から徐々に変形させる。
チューブ状の包装積層材料の第１縁部の縦シール部面に、チューブ状包装積層材料の他端の第２縁部の縦シール部面を内側から合せて縦シールする。縦シールによって、合わせられた両縁端が液密になり、液体が漏れを防ぐことができる。
【００１１】
液体内容物を充填してチューブ状包装積層材料の１個分の間隔で上下に横シールし、チューブ状包装積層材料の横シール帯域の中央を切断分離して容器に超高速に包装充填することができる。
この発明の態様において、包装充填装置が、毎時３万個以上、より好ましくは、毎時４万〜６万個の容器を包装充填する。
【００１２】
この発明の特徴において、チューブ状包装積層材料の内側に位置する側の第２縁部を、第２縁部の端面を覆うように、ストリップでシールする。
包装積層材料の一方の縁部にストリップの一方の半分をシールすると、他方の半分が自由端になる。非常に速く搬送される包装積層材料では、その自由端が激しく振動され、強く引かれ押付けされ、切断、破損、変形、ヒビが生じる恐れがある。縦シール際に、包装積層材料の他方の縁部に十分にシールされない恐れがある。
この発明においては、ストリップ全体が端面を含め第２縁部を覆う。ストリップをシールすると自由端が生じさせなくすることができる。
更に、縁部端面には、包装積層材料の各層、紙層、接着剤層、アルミ箔層、樹脂層が露出し、縁部端面が激しく振動され、強く押付けられて、紙粉、ポリエチレン片、繊維屑などが剥がれ落ちる恐れがある。ストリップが縁部端面を覆うことによって、不要な粉、小片、屑が周囲を汚すことを防止することができる。
【００１３】
この発明においては、第１縁部の縦シール部面と第２縁部との間がストリップを介して縦シールされる。
少なくとも、両方の縁部の縦シール部面及びストリップの表面は、シール性の材料が用いられ、例えば、ポリエチレンなどヒートシール性材料からなり、熱、押圧によってシールすることができる。
【００１４】
この発明においては、チューブ状包装積層材料の内側に配設され、包装積層材料の縦シール部をチューブ状内側から圧するプレッシャローラと、包装積層材料の縦シール部及びその近傍を挟んでプレッシャローラと対向させてチューブ状外側から押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラとを有する。
プレッシャローラとカウンタローラとによって、縦シール部を形成することができる。
【００１５】
この発明の特徴において、プレッシャローラが縦シール部との接触部に硬質材を有し、専らストリップの最内面を圧する。チューブ状包装積層材料の内側の縦シール部は、非常に高速で搬送され、大幅な振幅や短い周期の振動が生じる恐れがある。プレッシャローラの接触部に硬質材からなるので、これらの振動に耐えることができる。
縦シール部には、包装積層材料の２枚の縁部が重なるので、必然的に段差が生じている。段差も、また、非常に高速で搬送されるので、大幅な振幅や短い周期の振動が生じる恐れがある。プレッシャローラは、専らストリップの最内面のみに主に接触し、段差に接触しない、若しくは殆ど接触しない。段差との接触により起こる悪影響を避けることができる。
【００１６】
上述のように、良好な縦シールを得ることができ、メンテナンスが容易であり、異物の発生を防ぐことができる超高速包装充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明による一実施例に使用することができる包装充填装置のプレッシャローラとカウンタローラを示す斜視部分透過図である。
【図２】包装材料の縁端が重ね合わされた縦ヒートシール部の断面図である。
【図３】従来の包装充填装置のプレッシャローラの概要を示す部分断面図である。
【図４】この発明による一実施例に使用することができる包装充填装置の概略斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図４に示されるように、帯状の包装積層材料１は、リールの状態で包装充填装置に収容される。包装積層材料１は、紙基材、及び該紙基材の両面にポリエチレン樹脂が積層された可撓性の積層体から成り、必要に応じて紙基材と樹脂層との間にアルミニウム箔、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成され、包装容器１４の表面に相当する部分にあらかじめ外装用の印刷が施される。
【００１９】
繰り出された包装積層材料１は、搬送手段としての送り装置によって連続的に搬送され、ベンディングローラ、ダンパローラ等を経て、ストリップ貼着装置３に送られ、ストリップ貼着装置によって包装積層材料１の一方の第２縁部に沿ってストリップ２が貼着される。
第２縁部の端面を覆うように、ストリップ２でシールする。
【００２０】
包装積層材料１は、必要に応じて、プルタブ貼着装置によってプルタブが貼着されてる。包装積層材料１は、殺菌槽４に送られ、殺菌液、電子線などの高エネルギ線、紫外線などで殺菌される。包装積層材料１は、エアナイフ５に送られ、エアナイフ５によって乾燥させられた後、無菌室４０に送られる。包装積層材料１は、成形リング６によって徐々に変形させられてチューブ状の形状にされる。包装積層材料１は、縦シール装置８によって縦方向にシールされ、充填パイプ７を介して供給された流動性食品が包装積層材料１内に充填される。
【００２１】
チューブ状に成形された包装積層材料の両縁部同士を、縦シール装置によってストリップと共に押し当てて縦シールする際、帯状包装積層材料と他方縁部の帯状包装材料とを挟んで、筒の内側に、プレッシャローラを回転自在に配設して圧し、筒外側に、プレッシャローラによる圧力を受け、それに対向し、押さえ支持するようにカウンタローラを回転自在に配設する。包装積層材料が搬送されるのに伴って、プレッシャローラ及びカウンタローラが包装積層材料の縁部同士を挟んだ状態で押圧されて回転させ、縦シール部の合せ面がシールされる。
【００２２】
チューブ状包装積層材料１２は、横シール装置１０に送られ、挟まれて横方向にシールされ、横シールされた包装積層材料１２は、ナイフなどで切断されて枕状容器１３が形成される。枕状容器１３は、最終成形搬送装置によって搬送されて最終の形状に成形され、流動性食品を収容する包装容器１４が完成する。
【００２３】
この発明による一実施例に使用することができる包装充填装置のプレッシャローラとカウンタローラを示す斜視部分透過図を図１に示す。
包装充填装置では、搬送される帯状包装積層材料の第１縁部１ａの縦シール部面に別の第２縁部の帯状包装材料１ｂを合せて接着し、充填パイプ７から内容物を充填して横シールし、帯状包装積層材料を切断分離して容器に包装充填する装置である。
チューブ状に成形された帯状包装積層材料１ａの縁部と帯状包装積層材料１ｂの他方の縁部と合せて接着される態様で、図１は、プレッシャローラ２０とカウンタローラ２１を示す。
【００２４】
この態様において、包装充填装置は、毎時４万個の容器を包装充填する。
この態様において、図２（Ａ）に示すように、チューブ状包装積層材料の内側に位置する側の第２縁部１ｂを、第２縁部の端面を覆うように、ストリップ２でシールする。
図２（Ｂ）に示すように、包装積層材料の一方の縁部１ｂにストリップ２の一方の半分をシールすると、他方の半分が自由端２ａになる。非常に速く搬送される包装積層材料では、その自由端２ａが激しく振動され、強く引かれ押付けされ、切断、破損、変形、ヒビが生じる恐れがある。縦シール際に、包装積層材料の他方の縁部に十分にシールされない恐れがある。
この態様においては、ストリップ２が端面を含め第２縁部１ｂを覆うように、ストリップ２でシールすると自由端が生じさせない。
また、縁部端面から、紙粉、ポリエチレン片、繊維屑などが剥がれ落ちることを、ストリップが防止する。
【００２５】
この態様においては、図２（Ａ）に示すように、第１縁部１ａの縦シール部面と第２縁部１ｂとの間がストリップ２を介して縦シールされる。
両方の縁部の縦シール部面及びストリップの表面は、ポリエチレンのヒートシール性材料からなり、熱、押圧によってシールする。
【００２６】
この態様においては、図１に示すように、チューブ状包装積層材料１の内側に配設され、包装積層材料の縦シール部をチューブ状内側から圧するプレッシャローラ２０と、包装積層材料１の縦シール部及びその近傍を挟んでプレッシャローラ２０と対向させてチューブ状外側から押さえ、回転自在に配設されたカウンタローラ２１とを有する。
プレッシャローラ２０とカウンタローラ２１とによって、縦シール部を形成する。
【００２７】
プレッシャローラ２０は、チューブ状内側から、バネ２３の弾性力によって縦シール部を圧し、カウンタローラ２１は、チューブ状外側からプレッシャローラ２０と対向して押さる。この構成により、帯状包装積層材料の縁部の縦シール部面１ａに帯状包装積層材料の他方の縁部１ｂを合せて接着する。
プレッシャローラ２０及びカウンタローラ２１は、チューブ状包装材料の内外面形状に概ね類似し、プレッシャローラは凡そ樽外観形状を、カウンタローラは凡そ糸巻外観形状をする。
【００２８】
この態様において、プレッシャローラ２０が縦シール部との接触部に硬質材を有し、専らストリップ２の最内面を圧する。チューブ状包装積層材料の内側の縦シール部は、非常に高速で搬送され、大幅な振幅や短い周期の振動が生じる恐れがある。プレッシャローラの接触部に硬質材からなるので、これらの振動に耐える。
縦シール部には、包装積層材料の２枚の縁部が重なるので、必然的に段差が生じている。段差も、また、非常に高速で搬送されるので、大幅な振幅や短い周期の振動が生じる恐れがある。プレッシャローラは、専らストリップの最内面のみに主に接触し、段差に接触しない、若しくは殆ど接触しない。段差との接触により起こる悪影響を避ける。
【００２９】
上記実証のように、超高速包装充填装置であっても、良好な縦シールを得、メンテナンスが容易であり、異物の発生を防ぐ。
【００３０】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明の包装充填装置によって、牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの包装容器を製造することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１      包装積層材料
１ａ    包装積層材料の第１縁部
１ｂ    包装積層材料の第２縁部
２      ストリップ
２０    プレッシャローラ
２１    カウンタローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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