(57)【要約】【課題】袋口内面に付着する水滴の効率的な除去。【解決手段】下部のシールバー１３に包袋３０の袋口３２を添えて載置し、上域から別箇の、図示を省略したシールバーでもって袋口３２を加圧溶着する場合、前記別箇のシールバーの両端に設けた挟圧阻止体４２を、図示するシールバー１３の両端に押し当て、袋口３２に対する挟圧を阻止する。結果として袋口３２内に通気間隙が形成され、ヒータ１４の熱によって袋口に付着する水は蒸発が可能になる。一定時間経過後、挟圧阻止体４２を排除することで、図示を省略したシールバーと、下部のシールバー１３とで袋口３２を挟圧し且つ密封することで、袋口における水のシール面での残留排除が可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被包装物を収容した包袋の袋口を、上下幅のある一対のシールバーの間に手差しにより導き入れて溶着する際、袋口内面に付着する水滴を予め除去してシールする方法であって、
予め設定した時間経過の間、加熱したシールバーでもって、前記袋口の間に幅狭い通気間隙が残る程度に同袋口を狭窄して加熱し、この加熱作用によって袋口内の水を前記の通気間隙を通して蒸発させ、そのあと、前記袋口を前記シールバーで挟圧して溶着するシール方法。
【請求項２】
加熱式の一対のシールバーと、タイマーを作動させる作動開閉器と、前記作動開閉器により駆動するモータとを備え、
被包装物を収容した包袋の開口縁を上下幅のある一対のシールバーの間に手差しにより導き入れるのとほぼ同期して、前記作動開閉器の操作でもってタイマーの積算を開始すると共に、モータでもって包袋開口縁に通気間隙が形成され域まで両シールバーを接近させ、この接近するシールバーの加熱でもって通気間隙に付着する水を蒸発させ、その後、前記タイマーの積算信号でもって袋口の挟圧阻止を解除してシールバーにより袋口を挟圧して溶着するシール装置。
【請求項３】
加熱式の一対のシールバーを内部に備えるチャンバーと、前記チャンバーの閉鎖と同期して積算を開始するタイマーと、前記一対のシールバー両端に配置した挟圧阻止体とを備え、
被包装物を収容した包袋をチャンバー内に密封するのとほぼ同期して、タイマーにより、チャンバー内に作用する真空の作用時間を積算すると共に、一側のシールバー両端の挟圧阻止体をモータの動力により他側のシールバーに向けて押し出して袋口の挟圧を阻止し、かかる挟圧阻止によって袋口に形成される通気間隙に付着する水を、前記シールバーの熱で蒸発させ、前記タイマーの積算信号でもってその後、袋口の挟圧阻止を解除してシールバーにより袋口を挟圧して溶着するシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被包装物を収容した包袋袋口内面に付着する水膜を除去して、同袋口をシールする方法及び同方法を実施する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商品を包装する多くの企業においては、生産性を高めるために高能率な自動包装装置を用いるが、零細企業または家内企業等においては、たとえば特定地域の食産物、または自家製の食品等を手作業で袋詰し販売する商が各地にまだ多く残っている。こうした手作業による袋詰め作業では、食品が含む水分の袋口への付着率は、自動包装装置によって行う包装に比較して高率であり、被包装物に含まれる水分が付着した袋口を、何らの手段を施すことなく一対のシールバーで挟圧して溶着すると、袋口内面に水が膜状に残存したままシールが行われ、商品の美観性及び保存性が損なわれる。下記の特許文献１では、かかる問題を解決するために、上下幅のある一対のシールバーにより袋口を挟圧かつ加熱し、その挟圧・加熱でもって袋口内の水を熱膨張させて取り除き、次工程においてシールバーによりシールを行うとの説明がなされている。しかし水の一部は力強く熱膨張して外部に漏出するが、膨張エネルギーを失しシールバーの間に閉じ込められた残りの水は、シール作用により袋口内面に霧状に分散して密封されるという問題がある。
【０００３】
そこで下記の特許文献２は上記の問題を意識して、予め細幅の一対のシールバーで袋口を挟圧して線シールし、細幅の線シールにより水分の閉じ込め量を削減したあと、上下幅のあるシールバーにより袋口を密封するという技術を開示している。しかし線シールであっても、この線シールに沿って包材間にV字形の溝が形成されるので、この溝に沿って水が集中して溜まることになり、結果としてかかる技術でも、前記のV字溝に溜まった水がシール部分に気泡として残存するという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１２５２２号公報
【特許文献２】特開２００１−３０１７１７号公報
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するのために、被包装物を収容した包袋の開口縁を、上下幅のある一対のシールバーの間に手差しにより導き入れて溶着する際、袋口内面に付着する水滴を予め除去してシールする方法であって、該方法は、加熱したシールバーでもって設定時間の間、前記袋口の間に幅狭い通気間隙を残す程度に同袋口を狭窄して袋口を加熱し、そのあと同じシールバーを用いて袋口を挟圧して溶着するシール方法を用いる。
【０００６】
包袋の袋口両側から上下幅のあるシールバーを接近させ、袋口の間に通気間隙を残す程度に同袋口を狭窄して加熱する工程は、袋口を封じることなく幅狭い通気間隙を形成する。このため前記の通気間隙において空気は抵抗なく自由に流通する。従って、この通気間隙の壁面に水が付着していても、水は両側のヒートバーの熱を受けて同通気間隙を通して自由に蒸発することができる。仮に作業する者が、加熱の最中に包袋を外から押して包袋内の空気を動かすと、この動く空気は、通気間隙において蒸発しょうとする飽和空気を積極的に外部に排出することになり、より蒸発が促進される。
一方、この方法を真空包装装置に適用した場合、包袋内外の差圧でもって包袋内から空気が包袋外部に引き出されるとき、この引き出される空気は、通気間隙において蒸発しょうとする飽和空気を積極的に外部に排出させる。
これらの蒸発の促進効果は、シールバーによる袋口挟圧を阻止して袋口の間に通気間隙を残したことによって起こり得るものである。
【０００７】
また袋口へのシールバーの接近により袋口で熱を受ける水分は、加熱によって膨張かつ気化して通気間隙を上部に向けて蒸発するが、特に包袋内部に向けて下降する蒸気は、包袋内部のより重量のある空気の抵抗を受けて反転し、通気間隙を上昇するとき、通気間隙の壁面での飽和ガスの気化を促進することになりるが、この作用も、袋口の間に通気間隙を残したことにより起こり得るものである。
【０００８】
なお以上の作用、効果は、被包装物及び被包装物が含んでいる液が比較的低温な場合であって、仮に被包装物が高温で、それに含まれている液から蒸気が盛んに発生する場合は、下記のような効果が生ずる。すなわち、例えば煮炊きしたあとの時間経過の少ない食料品を包袋に充填すると、食料品の煮炊きした比較的高温の汁から発生する蒸気は、袋口の通気間隙による流動抵抗によって包袋を膨張させ、通気間隙から袋外に流出する。この場合の流出圧は、通気間隙での空気流通効果を打ち消す勢いがあり、積極的に発生蒸気を袋外に排出して、シールバーの加熱によって気化が進む通気間隙の飽和ガスの排除を促進する効果を発揮する。なお袋口はヒートバーの熱を受けているので、通気間隙を通過する蒸気がその通過間隙の面で露結することはない。
【実施例１】
【０００９】
図２に側面を示す装置は、機台フレーム１１に対して傾斜状に固定した基盤１９の前面上部に、ヒータ１４を埋設した横長な下部のシールバー１３を固定し、機台フレーム上に立設したタワーフレーム１５に、ピン１６を介して枢支するベルクランク１７は、ヒータ１８を埋設した上部のシールバー１２を固定している。また機台フレーム背後のブラケット２０に軸２３を介して支持したレバー２１は、ロッド２２を介して前記のベルクランク１７と連結し、前記軸２３に固定した歯車２５は、正逆転型の第１モータ２６が支持するピニオン２７と連結する。第１モータ２６は、ピニオン２７の回転動力を歯車２５、ロッド２２を介して、ピン１６を軸にベルクランク１７を揺動させるので、上部のシールバー１２は下部のシールバー１３に接近・離反する。
【００１０】
図１は、既に説明した下部のシールバー１３の前面からの観察図であり、被包装物３１を収容した包袋３０の開口縁３２を手差しでもって前記シールバー１３上に導き入れる。この場合、開口縁３２をシールバー上面２箇所のストッパー２８に触れさせて位置決めをする。なおシールバーは境界線３４から下側に断熱材３５が備わり、作業者の火力による危険性予防を図っている。
【００１１】
図３は上下両シールバーの右半分を示した部分図であり、上部のシールバー１２の両側それぞれには流体シリンダーにより形成した直動型の第２モータ４１が配置され、そのピストンロッド４２でもって、上下両シールバー１２、１３による包袋開口縁の挟圧を阻止する阻止体を形成している。つまり圧搾空気をピストン４３に作用させてピストンロッドが形成する挟圧阻止体４２を、下部シールバー１３の両端面４４に向けて矢印４５のごとく押し出すことにより、両シールバー１２，１３間に、望ましくは０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの間隙を形成して袋口の挟圧を阻止する。
【００１２】
図２における上部シールバー１２に設置したシリンダー４６は、内部に張りばね４７を介して押さえピン４８を備え、上部シールバー１２が、第１モータ２６の動力でもって下部シールバー１３の上に接近する過程で、前記押さえピン４８は、図１における仮想線４８の部分で包袋３０を断熱材３５の上面に押し付け、包袋の遊び動きを制限するようになっている。
【００１３】
図１において、手差しにより包袋３０を下部シールバー１３上に添えるのと同期して、作業者は図５における足踏み式の作動開閉器５０を操作する。同時にタイマー５１が発進して積算が開始され、また同時に、第１モータ２６及び第２モータ４１が回転を始める。このため、図２において通常、離反状態にある上部シールバー１２は下部シールバー１３に向けて接近しょうとするが、その直前、図３における挟圧阻止体４２は下方向に突き出して両シールバー１２，１３を、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの間隔で接触を阻止する。この結果、図５のごとく包袋３０の袋口の間に空気排除のための通気間隙５２を形成するまで両シールバー１２、１３は接近し、予め設定した時間だけヒータ１４、１８は、シールバー１２、１３を介して袋口を加熱し、通気間隙に５２内に残存する水に熱を加えて蒸発を促し続ける。
【００１４】
作業者は、場合によっては外部から包袋３０に矢印５３のような力を作用させ、包袋内部ヘッドスペース５４の空気を、通気間隙５２を介して押し、通気間隙における飽和空気の排除を行なって蒸発促進をすることができる。
【００１５】
図４におけるタイマー５１は、積算開始から予め設定した時間後、ステップS1及びステップS2の信号を発信して第１モータ２６と第２モータ４１とに作動信号を送る。この結果、図３における直動モータのピストン４３に対する空気圧が取り除かれ、図２における第１モータ２６の動力は、上部のシールバー１２を下部のシールバー１３に押し付けて包袋３０の袋口を挟圧することになる。この結果、図５における両シールバー１２、１３の接近で袋口は溶着する。
【００１６】
図５のシールバー１２、１３により袋口内面が受ける初期温度では、通気間隙５２の面が溶融するまでには至らないが、通気間隙５２における水蒸気の蒸発進行の時間経過によって溶融が進み、袋口に対して両シールバー１２、１３が挟圧力を発揮するときは、時間的に充分溶融が進行して袋口を溶着するに至るようにすることが望まれる。
【実施例２】
【００１７】
図６は、両シールバー１２、１３による袋口の挟圧阻止を計る要素の異なる実施例であり、下側のシールバー１３内に、一部に欠削面６６を持つ軸６５を回転可能に配置する。通常、両シールバー１２、１３が接近するとき、軸６５の抵抗で両シールバー間には袋口に通気間隙を形成する隙間６７が生ずるが、シールバーの端に設置した小型モータで前記軸を回転して欠削面６６を上部シールバー１２に対向させることにより、前記隙間６７はなくなつてシールバーにより袋口を挟圧してシールすることになるのである。
【実施例３】
【００１８】
図４に示す説明では、シールバーを接近・離反する第１モータ２６と、両シールバーによる袋口の挟圧を阻止させる第２モータ４１とを備えたが、図７は、前記の両モータの働きを１基のサーボモータ６０が果たす実施例である。通称サーボシリンダーまたはロボットシリンダーとか呼ばれる以下の構成は、サーボモータ６０によりシリンダー６１内でボールねじが回転し、同ボールねじに係合するロッド６２先端の上部シールバー１２が移動する。サーボモータ６０でもってボールねじの回転角を調整動作させることにより、ロッド６２の軸方向への運動量をコントロールでき、上部シールバー１２の、下部シールバー１３に対する接近量をコントロールして、両シールバー１２、１３に隙間を形成する袋口の狭窄と、両シールバーを圧着させ袋口を挟圧する力のコントロールができるのである。なお該図における構成要素に使用した符号が、他の図に使用した符号と一致するものは、他の図に示した構成要素と同じまたは類似する。
【実施例４】
【００１９】
本発明はまた、バッチ式の真空包装装置、または包袋の搬送機能をもつ真空包装装置にも適用が可能であり、いずれも包袋はシールバーに手差し供給である。図８は、ベルトコンベヤ７０でもって包袋３０を運搬しながら、各包袋の袋口に付着する水気を排除してシールする真空包装装置を示している。油あげ、おでん、大豆入り昆布等、煮炊きした食品は真空包装の必要があり、図面はその１例を示している。
【００２０】
ベルトコンベヤ７０が等間隔に備えるシールバー７１を枕とし、前記シールバー７１に袋口を手差しで当てがうように包袋をベルトコンベヤ７０に搭載すると、ベルトコンベヤ７０の動力により包袋は１ピッチづつ断続移動してチャンバー７２の下域に送り込まれる。チャンバー７２は加圧機器７３に連結したシールバー７４を備え、チャンバー７２が下降して包袋３０を覆うタイミングと同期してタイマーが作動し、以後はこのタイマーによって作業が進行する。ホース７５を介してチャンバー７２内の空気排除が行なわれ、遅れて加圧機器７３によりシールバー７４がシールバー７１上に下降して、包袋３０の袋口をシール密封する。
【００２１】
ただ、図９に示すごとく上部のシールバー７４は、その両端それぞれに図３に示すような直動型のモータ４１を設け、該モータのピストンロッドに当たる挟圧阻止体４２が下部のシールバー７１の上面に向け対向している。前記タイマーによる積算時間に達すると、モータ４１に繋がる片側のチューブ７６から同モータ４１内に圧搾空気が送り込まれ、挟圧阻止体４２は突き出す。加圧機器７３のダイヤフラム８０の上室に送り込まれる空気圧でシールバー７４が下降しても、下部のシールバー７１と上部のシールバー７４との間には間隙が生じ、図５のごとく包袋袋口に通気間隙５２を形成する。なおこの場合、ダイヤフラム８０が受ける圧力によるシールバー７４の下降力よりも、圧搾空気による挟圧阻止体４２の下降力の方が大きいことは勿論であるが、場合によってはモータ４１を、電磁ソレノイドが代用することもあり得る。したがって、請求項３において挟圧阻止体を作動させる「モータ」なる表現には、本願の場合は、流体シリンダーのごとき直動型、及び下記の電動回転式、さらに電磁ソレノイドを含むものとする。なお電動回転式のモータとは図６の挟圧阻止体６５の動力源を指している。
【００２２】
図１０における下降線９０は、チャンバー内の空気圧が、大気圧0Mpaから真空圧―0.1 Mpaに向けて降下する状態を示し、水気の多い食品を包装する場合、圧力変化による差圧でもって食品が包袋から飛び出すのを防止するために、例えばXの領域で真空吸引をカットする場合は、上部のシールバー７４の、下部シールバー７１に向けての下降を該図のポイント９１で行い、Yに相当する時間だけ、図９におけるシールバー７４内のヒータ７８の熱でもって、包袋３０の袋口に付着する水を蒸発させる。そしてその後、タイマーによる設定時間に達すると、チューブ７７から直動型モータ４１内に空気圧が作用して挟圧阻止体４２の阻止力が排除される。この結果ダイヤフラム８０の上面に作用する空気圧は、シールバー７４を下部のシールバー７１に押し付けて包袋３０の袋口を挟圧して溶着することになるのである。
【００２３】
前記の、水を蒸発させる熱及び袋口のシール熱は、上部のシールバー７４に設置したヒータ７８によって行うように説明した。ベルトコンベヤ７０と一体に移動する下部のシールバー７１にヒータ７９を設置した場合は、ベルトと一体に回転するロータリ式の端子を介して通電は可能である。ただこのような装置は比較的大掛かりで不経済であり、バッチ型を含むこの種の真空包装装置では、１回の真空吸引時間がが１０秒前後、時にはそれ以上の時間を必要とするから、図９のごとくシール台７１の周りにチンバー７２を覆い被せたとき、上部シールバータ７８への通電気を、さらに下部シールバー７９にも伝えて加熱することで、省電力で水の蒸発と、袋口の溶着とを行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】シールバーへの袋口の手差し供給の状態図
【図２】装置全体の側面図
【図３】シールバーの部分的説明図
【図４】装置のブロック線図
【図５】シールバーによる袋口狭窄の説明図
【図６】挟圧阻止体の異なる実施例の説明図
【図７】袋口の挟圧阻止及び挟圧の、異なる実施例図
【図８】包装装置全体の異なる実施例図
【図９】前図におけるIX−IX線断面の拡大図
【図１０】真空作用の説明図
【符号の説明】
【００２５】
１２‥‥上部のシールバー
１３‥‥下部のシールバー
２６‥‥第１モータ
３０‥‥包袋
４１‥‥第２モータ
４２、６５‥‥挟圧阻止体
５０‥‥開閉器
５１‥‥タイマー
５２‥‥通気間隙
７１‥‥上部のシールバー
７２‥‥チャンバー
７３‥‥下部のシールバー
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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