(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被包装物を上側フィルムと下側フィルムとで被覆した状態で真空チャンバー内に供給し、前記真空チャンバーにて真空処理を施すようにした包装機における真空処理方法において、
前記真空チャンバーの凹部の底面に内外の圧力差により膨張する密封体を設置しておき、
その密封体の上方に、下から順に前記下側フィルム，前記被包装物，前記上側フィルムが配置されるように真空チャンバー内に位置させた状態で、前記真空チャンバー内の空気を吸引除去し、
その吸引除去により前記真空チャンバー内の圧力が減少することを利用して、前記密封体を膨張させ、
その膨張させた前記密封体が、前記下側フィルムに接触してこれを上昇させることで、その下側フィルムの上にある前記被包装物を押し上げるとともに、その被包装物に接触された前記上側フィルムを上昇させ、
それにより、前記上側フィルムと前記下側フィルムとの間であって、前記被包装物が存在していない前記真空チャンバーの凹部の周囲に位置する仕切壁の上面に対向する部位で隙間を形成し、その隙間を介して両フィルム内に存在する空気を吸引除去するようにしたことを特徴とする包装機における真空処理方法。
【請求項２】
前記包装機は深絞り型包装機であって、
前記被包装物は前記下側フィルムに形成されたポケット部内に収納されており、
前記密封体は、前記ポケット部の底面に直接または間接的に当接してこれを押し上げることにより、前記ポケット部の底面の少なくとも一部を上昇させることで、前記被包装物の押し上げを実行し、
かつ、前記底面が上昇する際にポケット部の側面が撓むことで、前記底面の上昇量に比べて前記下側フィルムのポケット部以外の平坦なフィルム部位の上昇量を抑え、その平坦なフィルム部位と上側フィルムとの間の隙間を確保するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の包装機における真空処理方法。
【請求項３】
被包装物を上側フィルムと下側フィルムとで被覆した状態で搬送する搬送路中に配置され、
両フィルムを上下から挟み込んで閉塞する上側ボックスと下側ボックスとを備え、
前記下側ボックスには、前記下側フィルム並びに前記被包装物が挿入配置される凹部を有し、
少なくともその凹部の周囲に位置する仕切壁の上面に開口部を有する吸引用の貫通孔を設け、
前記下側ボックスの外部に配置された真空吸引手段に前記貫通孔を直接または間接的に接続してなる真空チャンバーにおいて、
前記凹部内に密封された密封体を配置し、
その密封体は、前記凹部内が減圧状態になった際に、その密封体内の圧力と前記凹部内の圧力差に応じて膨張し、前記密封体の上方に位置する前記下側フィルム，前記被包装物の少なくとも一部を上方に押し上げ可能としたことを特徴とする包装機における真空チャンバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は包装機における真空処理方法及びそれに用いる真空チャンバーに関するもので、より具体的には、真空チャンバーにおける真空処理を確実に行い、包装体内の空気の残量を可及的に抑制することのできるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品の長期保存や、製品の酸化防止を図る場合に、真空処理が施された真空包装体が製造されている。この真空包装体は、所定のポケット部が形成された下側フィルムを搬送し、その搬送途中にてポケット部内に被包装物を順次供給するとともにその上方より上側フィルムを被覆し、下側フィルムと上側フィルムとで被包装物の周囲を囲繞した状態のまま前進移送する。
【０００３】
次いで、上下に配された真空チャンバー間に移動（挿入）させるとともに前記ポケット部内の空気を吸引除去することにより、両フィルム内に存在する空気も吸引除去し、その後ポケット部の周囲に位置する上側，下側フィルムの当接部位を接着一体化することにより真空密封する。その後、縦方向並びに横方向の所定位置をカットすることにより包装体が製造されるようになっている。
【０００４】
ここで、本発明の要部となる真空チャンバーについて説明すると、図１に示すように、上部開口した下側ボックス１と、下部開口した上側ボックス２とによって構成されている。そして、下側ボックス１は、その内部に所定数の凹部３を形成し、また各凹部３間に仕切壁４を有している。そして、その仕切壁４の所定位置に各凹部３に連通する窓孔５を設け、さらに前記仕切壁４に真空用排気孔６が複数形成されている。
【０００５】
さらにまた、下側ボックス１の下面には、その下側ボックス１の凹部３に通じる排気管７が取り付けられ、その排気管７の端部に真空ポンプ８が接続されている。
【０００６】
一方、上側ボックス２内には、上下移動可能に加熱板９が配設されており、この加熱板９は、図示省略するマットシリンダー（圧縮空気を送り込むことにより膨出し、これによりその下方に位置する加熱板９を下方移動させるもの）にて所定のタイミングで上昇・下降移動するようになっている。そして、この加熱板９と、仕切壁４との間で上側，下側フィルム１０，１１を挟持してシールするようになっている。さらにまた、上側ボックス２も図示省略する真空ポンプ（物理的に、上記の下側ボックス１に接続された真空ポンプと同じものでもよい）に接続され、上側ボックス２側でも内部の空気を吸引除去できるようになっている。
【０００７】
そして、真空処理をする場合には、上側，下側フィルム１０，１１を所定位置に移動した状態で一時停止し、上側，下側ボックス２，１で両フィルム１０，１１を挟むとともに、閉塞する。この状態で上側ボックス２側の真空ポンプを作動させて、上側フィルム１０を吸引して下側フィルム１１との間に隙間を形成する。また、上側ボックス側２の吸引開始と前後して（いずれを先にしてもかまわず、同時でもよい）下側ボックス１側の真空ポンプ８を作動させ、下側ボックス１の凹部３内の空気を除去する。このとき、下側フィルム１１の仕切壁４と接触する所定位置（仕切壁４に形成した真空排気孔６に対向する位置）には、透孔が形成されているため、図中矢印で示すような空気の流れにより、両フィルム１０，１１内の空気が真空ポンプ８により除去され、包装体内が真空にされるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の真空包装装置では、以下に示す問題があった。すなわち、上側ボックス２側で吸引した際に、上側フィルム１０の全面に対して均等に吸引力がかからず、上側フィルム１０が加熱板９側にきれいに上昇できず部分的に持ち上がらない箇所が生じる。そして、係る持ち上がらない部分が下側フィルム１１との接触部位であると、図１に示すように両フィルム１０，１１間に隙間を確保できない。すると、上側フィルム１０が下側フィルム１１に形成した孔部並びに仕切壁４に形成した真空用排気孔６が閉塞されてしまい、両フィルム１０，１１内の空気を吸引除去できなくなる。
【０００９】
さらに、一般に上記した真空チャンバーにて空気を吸引除去する際には、フィルムの移動を停止して行うが、この停止している時間は、生産効率を向上させるために数秒程度の短い時間で行うようになっており、この短時間の間に、真空チャンバー内では、吸引除去作業並びに両フィルムのシール作業を順に行わなければならい。従って、上記問題はより顕著となる。
【００１０】
一方、上記酸化防止などの効果をより高めるために、真空処理を行った後、窒素ガス，炭酸ガスなどの不活性ガスを両フィルム内に充填するようにし、予め両フィルム内にあった空気と不活性ガスを置換することも行われている。このガスの置換方法としては、通常真空チャンバーにガス発生手段を連繋し、そのガス発生手段からポンプなどを介して連続的に真空チャンバーの両フィルム内にガスを供給するようになっている。そしてこのガス置換を終了後、上記した上側，下側フィルムのシール作業が行われる。
【００１１】
しかし、上記したように前工程の真空処理で十分に除去できないと、たとえ不活性ガスを充填したとしても、最終的に製造された包装体内には、充填された不活性ガスと上記除去できなかった空気が混合したガスが存在してしまい、不活性ガスに置換した効果が低下してしまうという問題を生じる。
【００１２】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、確実に上側フィルムと下側フィルムとの間に空気の逃げ道となる空間・隙間を確保し、両フィルム内に空気が残存する量を可及的に抑制することができ、しかも、係る処理を簡単かつ確実に行うことができる包装機における真空処理方法及びそれに用いる真空チャンバーを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る包装機における真空処理方法では、被包装物を上側フィルムと下側フィルムとで被覆した状態で真空チャンバー内に供給し、前記真空チャンバーにて真空処理を施すようにした包装機における真空処理方法において、前記真空チャンバーの底面に内外の圧力差により膨張する密封体（実施の形態では「袋体４５」に相当）を設置しておく。そして、その密封体の上方に、下から順に前記下側フィルム，前記被包装物，前記上側フィルムが配置されるように真空チャンバー内に位置させた状態で、前記真空チャンバー内の空気を吸引除去し、その吸引除去により真空チャンバー内の気圧が減少することを利用して、前記密封体を膨張させる。そして、その膨張させた密封体が、前記下側フィルムに接触してこれを上昇させることで、その下側フィルムの上にある前記被包装物を押し上げるとともに、その被包装物に接触された前記上側フィルムを上昇させ、それにより、前記上側フィルムと前記下側フィルムとの間であって、前記被包装物が存在していない前記真空チャンバーの凹部の周囲に位置する仕切壁の上面に対向する部位で隙間を形成する。よって、その隙間を介して両フィルム内に存在する空気を吸引除去する（請求項１）。
【００１４】
また、上記発明を前提とし、前記包装機は深絞り型包装機であって、前記被包装物は前記下側フィルムに形成されたポケット部内に収納されており、前記密封体は、前記ポケット部の底面に直接または間接的に当接してこれを押し上げることにより、前記ポケット部の底面の少なくとも一部を上昇せることで、前記被包装物の押し上げを実行し、かつ、前記底面が上昇する際にポケット部の側面が撓むことで、前記底面の上昇量に比べて前記下側フィルムのポケット部以外の平坦なフィルム部位の上昇量を抑え、その平坦なフィルム部位と上側フィルムとの間の隙間を確保するようにしてもよい（請求項２）。
【００１５】
一方、本発明に係る包装機における真空チャンバーでは、被包装物を上側フィルムと下側フィルムとで被覆した状態で搬送する搬送路中に配置され、両フィルムを上下から挟み込んで閉塞する上側ボックスと下側ボックスとを備え、前記下側ボックスには、前記下側フィルム並びに前記被包装物が挿入配置される凹部を有し、少なくともその凹部の周囲に位置する仕切壁の上面に開口部を有する吸引用の貫通孔を設け、前記下側ボックスの外部に配置された真空吸引手段に前記貫通孔を直接または間接的に接続してなる真空チャンバーを前提とする。そして、前記凹部内に密封された密封体を配置した。この密封体の条件としては、前記凹部内が減圧状態になった際に、その密封体内の圧力と前記凹部内の圧力差に応じて膨張し、前記密封体の上方に位置する前記下側フィルム，前記被包装物の少なくとも一部を上方に押し上げ可能とするものである（請求項３）。
【００１６】
本発明によれば、真空チャンバー内に所定の密封体を設置しているので、真空チャンバー内の空気を吸引し、内部を減圧状態にすると、自動的に密封体が膨張し、下側フィルム，被包装物を持ち上げ、さらには上側フィルムを上昇させるようになる。これにより上側フィルムと下側フィルムの間に隙間が生じ、両フィルム内の空気を吸引除去するための経路が確保でき、内部に空気が残るのを可及的に抑制できる。そして、このように隙間を確保するのに、特別な制御やタイミング合わせもいらない。
【００１７】
なお、上記のようにして真空処理をした後、両フィルムの接触部位をシールして真空包装体を製造するようにしてもよく、あるいは、真空処理後所定のガスを両フィルム内に供給するガス置換を行ってもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明が適用される自動真空包装機の一例の概略構成を示している。同図に示すように、一対のスプロケット１５，１５間に渡設されたエンドレスチェーン１６の所定間隔毎に配設された爪部材１７を介して第１の原反フィルム１８から連続して引き出される下側フィルム２０が前進移送されるようになっている。そして、下側フィルム２０の搬入側近傍には、成形ボックス２１が配設されており、その成形ボックス２１にて下側フィルム２０に所定形状のポケット部２０ａが所定間隔毎に形成される。
【００１９】
また、成形ボックス２１の進行方向前方には、被包装物供給エリアが設けられており、そのエリア内でポケット部２０ａ内に被包装物２２を順次供給するようになっている。なお、係る供給は、機械による自動供給でもよく、あるいは人手による供給でもよい。
【００２０】
更に下側フィルム２０の搬送路の略中央上方部には第２の原反フィルム２４が配設され、その第２の原反フィルム２４から上側フィルム２５が連続して供給され、下側フィルム２０の上方を被覆するようになっている。
【００２１】
さらにまた、上記上側フィルム２５の被覆点Ｘより進行方向前方には本発明の要部となる真空チャンバー２７が配設され、下側フィルム２０のポケット部２０ａ内のガスを吸引除去するとともに、そのポケット部２０ａの周囲に位置する下側フィルム２０と上側フィルム２５の当接部分を熱接着するようになっている。そして、その真空チャンバー２７の更に進行方向前方には横カッター装置２８並びに縦カッター装置２９が配設されており、下側フィルム２０と上側フィルム２５の所定位置を横，縦方向に切断し、一個の真空包装体３０を製造搬出するようになっている。これらの点では、従来の真空包装装置と概略同一構成である。
【００２２】
次に、図３を用いながら真空チャンバー２７の構成を詳述する。同図は、進行方法と直交する方向の断面図を示している。同図に示すように、下側ボックス３１と上側ボックス３２とを備え、両ボックスは、フィルムの搬送タイミングに合わせて昇降移動するようになっている。そして、下側ボックス３１は、上開きの箱状になっていて、上部頂面に受けゴム３３を貼着するとともに、その内部に所定数（実施例では６個（３×２）を示している）の凹部３５を備え、さらに、各凹部３５間に仕切壁３７を有している。そして、凹部３５の底面には、上下に貫通する透孔３８が形成され、また、仕切壁３７の所定位置（ほぼ中央部）には上下に貫通する貫通孔３９が複数形成されている。それら各透孔３８並びに貫通孔３９は、下側ボックス３１の底面に形成した接続口４０に連通され、その接続口４０を介して外部に配置された図示省略の真空ポンプと連通可能となる。なお、接続口４０と真空ポンプの間には、開閉バルブ（図示せず）が設けられており、真空ポンプと連通したり、遮断したりできるようにしている。
【００２３】
一方、上側ボックス３２内には、上下移動可能に加熱板４１が配設されている。この加熱板４１は、図示省略するマットシリンダー（圧縮空気を送り込むことにより膨出し、これによりその下方に位置する加熱板４１を下方移動させるもの）にて所定のタイミングで上昇・下降移動するようになっている。そして、この加熱板４１と、上記受けゴム３３との間で上側，下側フィルム２５，２０を挟持してシールするようになっている。
【００２４】
さらにまた、上側ボックス３２に形成した接続口４２を介して真空ポンプと接続可能となっており、上側ボックス３２内の空気を吸引除去できるようになっている。なお、両ボックス３１，３２に接続される真空ポンプは、同一のものでも別個のものでもよい。係る構成は従来の真空チャンバーと同様である。
【００２５】
ここで本発明では、下側ボックス３１の凹部３５の底面に、内部に気体（具体的には空気）が封入された膨張可能な袋体４５を設けている。この袋体４５は、例えばゴムなどの膨張可能な材質を用い、重合部分をシールして内部に気体を密封した構造となっている。これにより、袋体４５の内外に気圧差があると、袋体４５内の気体が膨張・収縮する。そして、特に外部の気圧の方が低くなると、内部の気体が膨張しようとし、袋体４５がその膨張を許容するため袋体４５自体の容積が増大する。
【００２６】
次に、上記した装置を用い、本発明に係る方法の実施の形態について説明する。通常の真空包装方法と同様に、下側フィルム２０を連続して引き出しながら搬送し、その搬送途中で成形ボックス２１を用いて横３列に並んだポケット部２０ａを形成する。また、このとき同時に図示しないカッター手段にて下側フィルム２０の平坦部位の所定位置に複数の透孔（真空吸引する際の透孔）を穿設する。その後、そのポケット部２０ａ内に被包装物１０を順次供給する。次いで、その被包装物１０を覆うようにして下側フィルム２０の上方を上側フィルム２５で被覆するのである。
【００２７】
そして、下側フィルム２０のポケット部２０ａが真空チャンバー２７の凹部３５内に挿入した状態で一時停止し、真空チャンバー２７における真空処理を行う。すなわち、ポケット部２０ａを凹部３５内に挿入した状態では、図３に示すように、ポケット部２０ａの下方に袋体４５が位置しているが、このときは真空チャンバー２７内も大気圧状態であるので、袋体４５も膨張していない。
【００２８】
次いで、真空ポンプを作動させて下側ボックス３１の凹部３５内の空気を吸引除去する。すると、真空チャンバー２７（凹部３５）内の気圧が減少するので、袋体４５内の圧力の方が高くなる。よって、袋体４５の内外で圧力の平衡を保つべく袋体４５が気圧差に応じて膨張する。そして、その膨張した袋体４５は、図４に示すように、下側フィルム２０のポケット部２０ａに突き当たりこれを上昇させる。すると、ポケット部２０ａ内に存在する被包装物２２も上方に押し上げられるため、その上面位置が上昇し、これにより上側フィルム２５を上昇させることになる。また、ポケット部２０ａの側面が撓むため、下側フィルム２０のポケット部２０ａ以外の平坦なフィルム部位（仕切壁３７の上面に対向する部位）は上昇しないか、仮に上昇してもその量は少ない。従って、当初接触していた上側フィルム２５と下側フィルム２０の部分（ポケット部位外のフィルム部位）における上昇量が異なるので、上側フィルム２５と下側フィルム２０との間に隙間が確保される。よって、図４中矢印で示すような空気の流通路が確保され、その隙間を介して両フィルム２０，２５内に存在する空気が吸引除去される。
【００２９】
その後は、通常の真空処理と同様に、適当なタイミングで吸引を停止したり、加熱板４１を下降させて両フィルム２０，２５の接触部分を熱シールし、下側フィルム２０に形成した吸引用の透孔を閉塞して密封したりする。そして、各カッター装置２８，２９を用いて、両フィルムのシール部分を切断し、個々の包装体を製造することになる。
【００３０】
なお、真空チャンバー２７内が大気解放されると、袋体４５は元の寸法形状に戻る。なおまた、上記した実施の形態では、袋体４５は、ゴムなどの弾性変形可能な材質で形成した例を説明したが、本発明は必ずしも係る構成のものを用いる必要はなく、樹脂その他のフィルム等のように可撓性が有ればよい。但し、その場合には、袋体内に充填する気体が膨張した際に図４に示すように袋体がピンと張った状態で被包装物等を押し上げるようになり、気体が収縮した際にはしぼんだ形状となるようにする。
【００３１】
また、上記した実施の形態では、袋体４５が直接ポケット部２０の底面に接触し、それを押し上げるようにした例を説明したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば図５に示すように、板部材４７を介在させ、その板部材４７を介して下側フィルム２０，被包装物２２を上方に押し上げるようにしてもよい。係る構成にすると、被包装物２２が軟質なものでも全体的に均一に持ち上げることができる。
【００３２】
さらにまた、図６に示すように、板部材４８の中央に開口部４８ａを設け、袋体４５はポケット部２０ａに直接接触し、それを持ち上げるようにしてもよい。この場合に、持ち上げる際の機能は、上記した図３，４に示すものと同様であるが、袋体４５が膨張していない状態の時に、板部材４８がポケット部２０ａ，被包装物２２の受け台として機能し、真空チャンバー２７の凹部３５内に挿入した際に、ポケット部２０ａ，被包装物２２が必要以上に下方に下がるのを防止できる。
【００３３】
なお、上記した各実施の形態では、いずれも両フィルム２０，２５内の空気を吸引除去するのは下側ボックスに連結した真空ポンプ側の吸引力により行っているが、本発明はこれに限ることはなく、上側フィルムの所定位置に透孔を設け、上側ボックス側の空気を吸引除去する真空ポンプの吸引力により両フィルム内の空気を吸引除去するようにしたタイプにも適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る包装機における真空処理方法及びそれに用いる真空チャンバーでは、真空処理するために真空チャンバー内を減圧状態にすると、それに追従して自動的に袋体が膨張し、被包装物を介して上側フィルムを持ち上げることができるので、確実に上側フィルムと下側フィルムとの間に空気の逃げ道となる空間・隙間を確保し、両フィルム内に空気が残存する量を可及的に抑制することができる。しかも、袋体は、真空チャンバー内を減圧すると膨張するので、袋体を膨張させるために特別な制御や処理が不要であるので、上記した隙間の確保を簡単かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例を示す図である。
【図２】本発明が用いられる自動真空包装機の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る真空チャンバーの好適な一実施の形態を示す図である。
【図４】作用を説明する図である。
【図５】本発明に係る真空チャンバーの変形例を示す図である。
【図６】本発明に係る真空チャンバーの他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
２０  下側フィルム
２０ａ  ポケット部
２２  被包装物
２５  上側フィルム
２７  真空チャンバー
３１  下側ボックス
３２  上側ボックス
３５  凹部
３７  仕切壁
３９  貫通孔
４５  袋体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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