JP3846952B2

JP3846952B2 - 充填装置

Info

Publication number: JP3846952B2
Application number: JP1097A
Authority: JP
Inventors: 彰宝性; 弘行松井; 継雄兼岡; 元生鹿田
Original assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd; Fabrica Toyama Corp
Current assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd; Shibuya Packaging System Corp
Priority date: 1997-01-06
Filing date: 1997-01-06
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2017-01-06
Also published as: JPH10194237A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム包装体に間欠的に液体を充填する充填ノズルを備えた充填装置に係り、特に充填ノズルの吐出口から流出する液を止めたときの液垂れ現象を防止し、フィルム包装体内への液の充填量を均一化し、かつシール部の溶着不良の発生を防止できる充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、筒状に成形したフィルムＦ内に、薬品、飲料水、調味料などの液体を充填する充填装置の充填ノズル１の部分を示している。
包材となる帯状のフィルムＦは、充填ノズル１の外周面に案内されて筒状に成形され、縁部どうしが溶着されて縦シール部が形成される。縦シール部が形成されて筒状とされたフィルムＦは、横シール部材３，４で挟まれて溶着され横シール部Ｆｓが形成される。横シール部材３，４で挟まれたフィルムは、この横シール部材３，４に挟まれたまま下降するが、その下降途中、または所定長下降して横シール部材３，４が停止した後に、この横シール部Ｆｓが形成された部分の上に位置する筒状のフィルムＦ内に、充填ノズル１から所定量の液体２が計量されて供給される。
【０００３】
充填ノズル１から所定量の液体が吐出すると、充填ノズル１への液体の供給が止められ、横シール部材３，４は互いに離れて上昇し、所定量の液体２が充填された部分の上方にて、再度横シール部材３，４によりフィルムＦが挟まれて次の横シール部Ｆｓが形成される。この工程により、横シール部Ｆｓと横シール部Ｆｓとで挟まれたフィルム包装体内に一定量の液体が封入される。その後に、横シール部Ｆｓで上下のフィルム包装体が切断されて分離される。
このように、フィルム包装体が順次製造されていくサイクルに合わせて、充填ノズル１から液体２を吐出させ、また吐出を停止させる動作が繰り返し行なわれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電磁弁などにより充填ノズル１への液体の供給を停止している瞬間では、充填ノズル１の吐出口１ａにて、液体２は表面張力により保持される。しかし、前記の製袋工程では、包装フィルムＦが、充填ノズル１の外周面に案内されているため、吐出口１ａでの液体２の表面張力による膨らみ部２ａが、フィルムＦの内周面に接近しており、しかもフィルムＦが横シール部材３と４で押圧されるときに、フィルムＦが中心方向へ変形する。そのため、液体２の膨らみ部２ａがフィルムＦの内面に接触しやすくなっている。
【０００５】
また、ポンプなどから充填ノズル１内へ液体を供給する際の抵抗力を低下させるために、充填ノズル１内の流体通路１ｂの内径寸法Ｄ0はある程度大きくしなければならず、よって、前記吐出口１ａの開口寸法も前記寸法Ｄ0と同一で比較的大きくなっており、吐出口１ａにて液体２を保持させる表面張力が弱くなりやすい。さらに、図５に示すように、充填ノズル１の下端は漏れ性を有しているため、液体２の膨らみ部２ａの裾野部分２ａ1が充填ノズル１の下端にまで及び、膨らみ部２ａの大きさが不安定である。以上から、充填ノズル１からの液体２の供給を停止しているときに、吐出口１ａで保持されているべき液体２が、フィルムＦの内面に沿って流れ出ることがある。
【０００６】
充填ノズル１への流体の供給を停止しているときに、充填ノズル１の吐出口１ａからフィルムＦ内へ流体２が流れ出ると、一定量ずつ計量しながらフィルム包装体内に供給されるべき液体の量に誤差が発生し、完成したフィルム包装体毎に内部の液体の量が変わってしまい、製品の均一性が損なわれる。
また、図５に示すように、吐出口１ａに保持されるべき流体２がフィルムの内面に沿って流れ出ると、フィルム内面の溶着する箇所に多くの液が付着する。その結果、そのフィルムＦが横シール部材３，４によって溶着されるときに、溶着不良が発生しやすく、横シール部Ｆｓにシール欠陥が生じて、完成したフィルム包装体から液洩れが発生する恐れがある。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、充填する液体の供給を一時的に停止しているときに、充填ノズルの吐出口からフィルム内に液体が流れ出るのを防止して、各フィルム包装体毎に内容物となる液体の量が変動することがなく、製品の内容量を均一化でき、また充填ノズルからの前記液体の流出によるシール不良の発生を防止できる充填装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液を充填する充填ノズルと、この充填ノズルの外周面にガイドされて送られるフィルムの縁端部どうしをフィルムの長手方向に溶着する縦シール部材と、前記縦シール部材で溶着された筒状のフィルムを前記長手方向と直交する方向に間隔を開けて溶着する横シール部材とが設けられ、前記横シール部材による溶着ピッチに合わせて前記充填ノズルから筒状のフィルム内に液が間欠的に供給される充填装置において、
前記充填ノズルは、その外周面が前記筒状のフィルムを案内するガイド面であり、前記充填ノズルの流体通路の先部に、前記流体通路より小径の吐出路を有する小径管が嵌着されており、
前記小径管が前記充填ノズルの先端部から突出して、突出した前記小径管の先端が液の吐出口とされ、前記吐出口と前記充填ノズルの外周面との間に段差部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、間欠的に送られまたは連続的に送られるフィルムにより形成されるフィルム包装体（袋体）内に、内容物として液体が充填されるものであり、この液体は、例えば薬品、飲料、化粧水、調味料などである。
【００１２】
この種のフィルム包装体（袋体）内部には、液体が所定量ずつ計量されながら充填される。本発明では、充填ノズルの吐出口からの液の吐出を止めているときに、充填ノズルの吐出口から液体が流出しないようにして、各包装体毎に内容物が一定となるようにし、また包材となるフィルムの内面に液体が付着するのを防止して、溶着不良の発生を防止できるようにしている。
【００１３】
まず、充填ノズルの吐出口を、充填ノズルの外周面の先端部よりも突出させている。そのため、吐出口にて表面張力で保持されている液体が、前記外周面にガイドされるフィルムの内面に付着しにくくなる。特に、吐出口の周囲と外周面との間に段差を形成すると、吐出口で表面張力で保持される液体とフィルム内面とが付着しにくくなる。さらに、充填ノズルの先部に小径の管を設け、その先端を吐出口としているため、吐出口の内径を小さくして、この吐出口での液体の表面張力による保持力を強くできる。また、充填ノズルの流体通路の内径は大きくできるため、流体の供給流速を過剰に速くする必要がなく、また充填ノズルへの流体の供給抵抗も小さくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図３は、本発明のフィルム包装体の製造の全体構造を示す正面図、図４（Ａ）ないし（Ｅ）はフィルム包装体の製造過程を順に示す斜視図である。
図４（Ｅ）に示すようにフィルム包装体Ｆ3は、スティック形状であり、その内部には例えば医薬品、飲料、調味料などの液体が封入される。
【００１５】
第１の工程では、図４（Ａ）に示されるように帯状フィルムＦ0は、成形板１５に穿設された成形穴１５ａ内に挿通される。この成形穴１５ａの縁には、案内爪１６が設けられており、かつ成形穴１５ａ内には、パイプ状の充填ノズル１１が挿通されている。帯状フィルムＦ0は、充填ノズル１１の外周面と成形穴１５ａとの間に案内されて円筒状に成形され、且つ案内爪１６により帯状フィルムＦ0の縁端部Ｆａ，Ｆａどうしが合掌状態に合わせられる。
第２の工程では、合掌状態となっている帯状フィルムＦ0の縁端部Ｆａ，Ｆａが縦シール部材１２，１２によって溶着されて図４（Ｂ）に示す筒状フィルムＦ1が形成される。なお、縁端部Ｆａ，Ｆａが溶着された縦シール部５をハッチングで示している。
【００１６】
第３の工程では、横シール部材１３，１４（図３参照）によって筒状フィルムＦ1の下端側が押圧され且つ溶着されて閉じられ、袋部Ｆ2が形成される。図４（Ｃ）では溶着された偏平状の横シール部６を面塗りで示している。この横シール部６は、例えば熱溶着と超音波溶着とを併用することにより形成される。袋部Ｆ2が下方向へ送られているとき、または下方向へ送られて停止したときに、充填ノズル１１の先端から液体が流量を制御されながら間欠的に袋部Ｆ2内に供給される。
第４の工程では、充填ノズル１１からの液体の供給が止められ、液体が充填された袋部Ｆ2の液が充填された部分の上部が前記横シール部材１３，１４によって封止される。すなわち、図３に示すように横シール部材１３，１４は、包装体の長さに合わせて上下運動を繰り返し、横シール部６が下降しその上のフィルム内部に液が充填された後に、横シール部材１３，１４が上昇して、上下に一定の間隔を開けて横シール部６が形成される。
【００１７】
第５工程では、図４（Ｄ）に示されるように、偏平状に溶着された横シール部６が図示Ｌ−Ｌ線で切断されて、図４（Ｅ）に示すようなステック状のフィルム包装体Ｆ3が分離される。なお、横シール部６が形成された後に、横シール部６に、フィルム包装体Ｆ3を切断して開封するための切り込みノッチ部７が形成される。
前記帯状フィルムＦ0は、包装体の内面に向く内層が溶着シール可能なポリエチレンやポリプロピレンなどのシール層、芯層がアルミ箔、外層がポリエステルなどの積層フィルムである。
【００１８】
図１は、前記充填ノズル１１の先端の構造の一例を示す断面図である。
充填ノズル１１は、外周面１１ａがフィルムＦ0を案内するガイド面であり、内部には流体通路１１ｂが形成されている。充填ノズル１１の先部には小径管１７が嵌着されて固定されており、この小径管１７の先端が吐出口１７ａとなっている。小径管１７の先端は、充填ノズル１１の先部から突出しているため、前記吐出口１７ａは、フィルムガイド面となる前記外周面１１ａの先端部よりも寸法ｈだけ下方に位置し、また小径管１７の先部と、前記外周面１１ａとの間には段差部１８が設けられている。
前記のように、フィルムＦ0が横シール部材１３，１４で挟持されて下方へ移動しているときなどに、充填ノズル１１から所定量の液体が吐出され、一定量の吐出が完了したときに、電磁弁などが閉じられて充填ノズル１１への液体の供給が止められる。
【００１９】
図１に示す充填ノズル１１では、先端部に設けられた小径管１７に吐出口１７ａが形成されているために、吐出口１７ａの直径が細く絞られている。そのため、吐出口１７ａでの液体２の膨らみ部２ａの直径を小さくでき、表面張力による保持力を従来よりも大きくできる。ただし、充填ノズル１１の流体通路１１ｂの内径を大きくできるため、比較的長い充填ノズル１１内への液体の供給流量を必要以上に速くする必要がなく、管路抵抗も過大にならず、液体の供給を安定できる。
また、吐出口１７ａは、充填ノズル１１の外周面１１ａよりも突出した位置にあり、且つ吐出口１７ａの周囲と、外周面１１ａとの間に段差部１８が設けられているため、吐出口１７ａでの液体２の膨らみ部２ａがフィルムＦ0の内面に接触しにくい。
【００２０】
以上から、供給を停止している液体２が吐出口１７ａから流れ出ることがなく、したがって、各フィルム包装体Ｆ3内に充填されている液体の量が均一になり、ばらつきが生じなくなる。また、吐出口１７ａの径を小さくすることにより、流体２の径が絞られて且つ速い流速でまっすぐに噴出するため、静電気を帯びているフィルムＦ0の内面に液体が付着しづらい。また、液体の供給を停止するときの液切れがよくなる。そのため、フィルムの内面に液体が付着しにくくなり、横シール部材１３，１４で横シールが行なわれるときに、フィルム間に多くの流体が介在することがなく、溶着不良が発生しなくなる。
【００２１】
図２は、本発明の参考例である充填ノズルの先端の断面図である。この充填ノズル１１は、内部の流体通路１１ｂの内径が小さく、吐出口１１ｃの内径寸法も小さくなっている。また、吐出口１１ｃは、充填ノズル１１の外周面１１ａの先端部よりも下方へ突出し、吐出口１１ｃの周囲はテーパ面となっている。図２に示す充填ノズル１１が使用される場合も、吐出口１１ｃでの液体２の膨らみ部２ａがフィルム内面に接触しにくく、また吐出口１１ｃの径も小さいため、液体の供給を止めたときの液切れがよく、フィルム内に不要な液体が垂れにくくなる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、充填ノズルからフィルムの内面を伝わって筒状フィルム内に液が供給されるのを防止することができるため、フィルム包装体内の充填量の精度を向上させることができる。また、ノズルの穴径を小さくすることができるため、充填ノズル内の液圧が高まり、液の射出速度を速めることが可能である。よって、液切れのよい充填ノズルとすることができ、筒状フィルムの内面に液が付着することが防止され、熱溶着時の溶着不良が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における充填装置に用いられる充填ノズルの断面図、
【図２】本発明の参考例である充填ノズルを示す断面図、
【図３】フィルム包装体の製造工程でのフィルムの流れを示す正面図、
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）はフィルム包装体の製造工程を順に示す斜視図、
【図５】従来の充填装置の充填ノズルの断面図、
【符号の説明】
２液体
５縦シール部
６横シール部
１１充填ノズル
１１ａ外周面
１１ｂ流体通路
１１ｃ吐出口
１２縦シール部材
１３，１４横シール部材
１７小径管
１７ａ吐出口
Ｆ0 帯状フィルム
Ｆ1 筒状フィルム
Ｆ2 袋部
Ｆ3 フィルム包装体

Claims

液を充填する充填ノズルと、この充填ノズルの外周面にガイドされて送られるフィルムの縁端部どうしをフィルムの長手方向に溶着する縦シール部材と、前記縦シール部材で溶着された筒状のフィルムを前記長手方向と直交する方向に間隔を開けて溶着する横シール部材とが設けられ、前記横シール部材による溶着ピッチに合わせて前記充填ノズルから筒状のフィルム内に液が間欠的に供給される充填装置において、
前記充填ノズルは、その外周面が前記筒状のフィルムを案内するガイド面であり、前記充填ノズルの流体通路の先部に、前記流体通路より小径の吐出路を有する小径管が嵌着されており、
前記小径管が前記充填ノズルの先端部から突出して、突出した前記小径管の先端が液の吐出口とされ、前記吐出口と前記充填ノズルの外周面との間に段差部が形成されていることを特徴とする充填装置。
前記充填ノズル内への所定量の液体の吐出が完了したときに、前記充填ノズルへの流体の供給を止める弁が設けられている請求項１記載の充填装置。