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TW201628925A - 橫向枕式包裝機及橫向枕式包裝方法 - Google Patents

橫向枕式包裝機及橫向枕式包裝方法 Download PDF

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TW201628925A
TW201628925A TW104138658A TW104138658A TW201628925A TW 201628925 A TW201628925 A TW 201628925A TW 104138658 A TW104138658 A TW 104138658A TW 104138658 A TW104138658 A TW 104138658A TW 201628925 A TW201628925 A TW 201628925A
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Mitsuo Nomura
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Nisshin Seifun Group Inc
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Abstract

本發明提供一種即便於高速運轉的情況下亦可將中心密封的密封強度維持得高的橫向枕式包裝機。所述橫向枕式包裝機包括：中心封口機2，使帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合而包裹被包裝物，對使所述背面寬度方向兩端部接合的中心密封部進行密封；與端頭封口機，將包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述被包裝物的兩側的部位沿著寬度方向進行密封及切割，所述中心封口機包括：對包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述中心密封部進行夾持並加熱的至少兩個的一對加熱輥8A、8B、10A、10B；與對利用所述至少兩個的一對加熱輥進行了加熱的所述中心密封部進行冷卻及壓接的一對壓接輥12A、12B。

Description

橫向枕式包裝機及橫向枕式包裝方法
本發明是有關於一種橫向枕式包裝機，尤其是有關於一種用以包裝冷凍食品的橫向枕式包裝機及使用該橫向枕式包裝機的橫向枕式包裝方法。
包裝被包裝物的橫向枕式包裝機包括中心封口機（center sealer）及端頭封口機（end sealer）。配置於上游側的中心封口機藉由使連續供給的帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合來包裹以規定間隔而依次供給的被包裝物，對使帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合的中心密封部進行密封。配置於下游側的端頭封口機將自中心封口機搬送來的包裹被包裝物的帶狀膜的被包裝物的兩側所設置的端頭密封部沿著寬度方向進行密封及切割（例如，參照專利文獻1）。
如專利文獻1所記載般，中心封口機包括一對搬送輥與一對加熱輥。配置於上游側的一對搬送輥對使包裹非包裝物的帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合的中心密封部進行夾持而搬送帶狀膜。配置於下游側的一對加熱輥對搬送來的帶狀膜的中心密封部進行夾持並加熱。將帶狀膜的中心密封部利用一對加熱輥進行加熱並加壓，藉此進行熱壓接。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-212222號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，與使用梭箱變換運動（box motion）機構等對端頭密封部進行密封的端頭封口機的加熱加壓時間相比，利用一對加熱輥對中心密封部進行加熱並加壓的時間極短，因此有中心密封的密封強度比端頭密封的密封強度低的問題。另外，要求橫向枕式包裝機的運轉的高速化，但於加快橫向枕式包裝機的運轉速度的情況下，一對加熱輥的轉動速度亦會隨著加快，因此有加熱加壓時間變得更短的問題。
進而，於為了提高中心密封的密封強度而將一對加熱輥的加熱溫度設定得高的情況下，因加熱而膜的表面微細地熔融，熔融的膜附著於加熱輥的表面。若該附著積存，則產生由附著污垢所引起的加熱不均，因此必須定期清洗加熱輥。
本發明的目的在於提供一種即便於高速運轉的情況下亦可將中心密封的密封強度維持得高的橫向枕式包裝機及使用該橫向枕式包裝機的橫向枕式包裝方法。 [解決課題之手段]
本發明的橫向枕式包裝機包括：中心封口機，使帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合而包裹被包裝物，對使所述背面寬度方向兩端部接合的中心密封部進行密封；與端頭封口機，將包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述被包裝物的兩側的部位沿著寬度方向進行密封及切割，所述橫向枕式包裝機的特徵在於：所述中心封口機包括：對包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述中心密封部進行夾持並加熱的至少兩個的一對加熱輥；與對利用所述至少兩個的一對加熱輥進行了加熱的所述中心密封部進行冷卻及壓接的一對壓接輥。
另外，本發明的橫向枕式包裝機包括：預熱部，於利用所述至少兩個的一對加熱輥將所述中心密封部加熱之前進行預熱。
另外，本發明的橫向枕式包裝機中，所述被包裝物為冷凍食品。
另外，本發明的橫向枕式包裝方法為使用橫向枕式包裝機來對所述被包裝物進行橫向枕式包裝的橫向枕式包裝方法，所述橫向枕式包裝機包括：中心封口機，使帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合而包裹被包裝物，對使所述背面寬度方向兩端部接合的中心密封部進行密封；與端頭封口機，將包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述被包裝物的兩側的部位沿著寬度方向進行密封及切割，所述橫向枕式包裝方法的特徵在於包括：藉由所述中心封口機，利用至少兩個的一對加熱輥對包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述中心密封部進行夾持並加熱的步驟；與藉由所述中心封口機，利用一對壓接輥對利用所述至少兩個的一對加熱輥進行了加熱的所述中心密封部進行冷卻及壓接的步驟。
另外，本發明的橫向枕式包裝方法包括於利用所述至少兩個的一對加熱輥將所述中心密封部加熱之前進行預熱的步驟。
另外，本發明的橫向枕式包裝方法中，所述被包裝物為冷凍食品。 [發明的效果]
根據本發明，可提供一種即便於高速運轉的情況下亦可將中心密封的密封強度維持得高的橫向枕式包裝機及使用該橫向枕式包裝機的橫向枕式包裝方法。
以下，參照附圖來對本發明的實施形態的橫向枕式包裝機進行說明。該實施形態的橫向枕式包裝機包括連續供給帶狀膜且以規定間隔依次供給被包裝物、即冷凍食品的供給部（未圖示）、中心封口機及端頭封口機（未圖示）。
圖1為表示實施形態的橫向枕式包裝機所包括的中心封口機的概略的圖。中心封口機2如圖1所示，包括一對搬送輥4A、4B，一對預熱棒6A、6B，一對第1加熱輥8A、8B，一對第2加熱輥10A、10B，一對壓接輥12A、12B，控制部14，第1馬達16，第2馬達18，第3馬達20，第4馬達22，第1加熱器24，第2加熱器26，及第3加熱器28。
一對搬送輥4A、4B配置於未圖示的供給部的下游側且一對預熱棒6A、6B的上游側，且構成為能夠分別沿著圖中箭頭方向轉動。由未圖示的供給部所供給的帶狀膜及冷凍食品以藉由使帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合而包裹冷凍食品的狀態被搬送至一對搬送輥4A、4B。一對搬送輥4A、4B夾持使帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合的中心密封部並進行轉動，藉此將帶狀膜搬送至下游側。
一對預熱棒6A、6B配置於一對搬送輥4A、4B的下游側且一對第1加熱輥8A、8B的上游側。於預熱棒6A與6B之間形成有微小的間隙，由一對搬送輥4A、4B所搬送的帶狀膜的中心密封部通過預熱棒6A與6B之間的間隙。一對預熱棒6A、6B藉由後述的第1加熱器24而被加熱，於利用一對第1加熱輥8A、8B及一對第2加熱輥10A、10B進行加熱之前，對中心密封部進行預熱。
一對第1加熱輥8A、8B配置於一對預熱棒6A、6B的下游側且一對第2加熱輥10A、10B的上游側，且構成為能夠分別沿著圖中箭頭方向轉動。一對第1加熱輥8A、8B藉由後述的第2加熱器26而被加熱，夾持由一對預熱棒6A、6B進行了預熱的帶狀膜的中心密封部，並進行加熱。另外，一對第1加熱輥8A、8B藉由轉動而將帶狀膜搬送至下游側。
一對第2加熱輥10A、10B配置於一對第1加熱輥8A、8B的下游側且一對壓接輥12A、12B的上游側，且構成為能夠分別沿著圖中箭頭方向轉動。一對第2加熱輥10A、10B藉由後述的第3加熱器28而被加熱，夾持由一對第1加熱輥8A、8B進行了加熱的帶狀膜的中心密封部，並進一步進行加熱。另外，一對第2加熱輥10A、10B藉由轉動而將帶狀膜搬送至下游側。
一對壓接輥12A、12B配置於一對第2加熱輥10A、10B的下游側且未圖示的端頭封口機的上游側，且構成為能夠分別沿著圖中箭頭方向轉動。一對壓接輥12A、12B未連接於加熱器，因此未受到加熱，對由一對第2加熱輥10A、10B進行了加熱的帶狀膜的中心密封部進行冷卻及壓接。另外，一對壓接輥12A、12B藉由轉動而將帶狀膜搬送至下游側。
控制部14整體地控制中心封口機2的各部分。於控制部14中連接有第1馬達16、第2馬達18、第3馬達20、第4馬達22、第1加熱器24、第2加熱器26、及第3加熱器28。第1馬達16根據控制部14的控制，使一對搬送輥4A、4B沿著圖中箭頭方向轉動。藉由控制部14對第1馬達16的驅動進行控制，從而控制一對搬送輥4A、4B的轉動速度。同樣地，第2馬達18、第3馬達20及第4馬達22分別根據控制部14的控制，使一對第1加熱輥8A、8B、一對第2加熱輥10A、10B及一對壓接輥12A、12B分別沿著圖中箭頭方向轉動。藉由控制部14對第2馬達18、第3馬達20及第4馬達22各自的驅動進行控制，從而控制一對第1加熱輥8A、8B、一對第2加熱輥10A、10B及一對壓接輥12A、12B各自的轉動速度。
第1加熱器24根據控制部14的控制而對一對預熱棒6A、6B進行加熱。藉由控制部14控制利用第1加熱器24的加熱，從而控制一對預熱棒6A、6B的溫度。同樣地，第2加熱器26及第3加熱器28分別根據控制部14的控制，對一對第1加熱輥8A、8B及一對第2加熱輥10A、10B分別進行加熱。藉由控制部14控制分別利用第2加熱器26及第3加熱器28的加熱，從而控制一對第1加熱輥8A、8B及一對第2加熱輥10A、10B各自的溫度。
於使用該實施形態的橫向枕式包裝機，並藉由帶狀膜而對冷凍食品進行橫向枕式包裝的情況下，首先，藉由使自供給部連續供給的帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合，以帶狀膜包裹自供給部以規定間隔而依次供給的冷凍食品。將包裹著冷凍食品的帶狀膜自供給部搬送至中心封口機2。控制部14預先藉由第1馬達16而使一對搬送輥4A、4B以規定的轉動速度進行轉動，一對搬送輥4A、4B夾持使自供給部搬送來的帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合的中心密封部並進行轉動，藉此將帶狀膜搬送至下游側。控制部14預先使用第1加熱器24而將一對預熱棒6A、6B加熱至規定的溫度，一對預熱棒6A、6B對自一對搬送輥4A、4B搬送來的帶狀膜的中心密封部進行預熱。
控制部14預先藉由第2馬達18而使一對第1加熱輥8A、8B以規定的轉動速度進行轉動，且使用第2加熱器26而將一對第1加熱輥8A、8B加熱至規定的溫度。一對第1加熱輥8A、8B夾持由一對預熱棒6A、6B進行了預熱的帶狀膜的中心密封部並進行加熱，且進行轉動，藉此將帶狀膜搬送至下游側。
控制部14預先藉由第3馬達20而使一對第2加熱輥10A、10B以規定的轉動速度進行轉動，且使用第3加熱器28而將一對第2加熱輥10A、10B加熱至規定的溫度。一對第2加熱輥10A、10B夾持由一對第1加熱輥8A、8B進行了加熱的帶狀膜的中心密封部並進一步進行加熱，且進行轉動，藉此將帶狀膜搬送至下游側。
控制部14預先藉由第4馬達22而使一對壓接輥12A、12B以規定的轉動速度進行轉動。一對壓接輥12A、12B對由一對第1加熱輥8A、8B及一對第2加熱輥10A、10B進行了加熱的帶狀膜的中心密封部進行壓接及冷卻，且進行轉動，藉此將帶狀膜搬送至下游側、即端頭封口機（未圖示）。藉由中心封口機2將冷凍食品包裹的帶狀膜的中心密封部被密封後，帶狀膜被搬送至端頭封口機。端頭封口機將包裹著冷凍食品的帶狀膜的冷凍食品的兩側的部位沿著寬度方向進行密封及切割。藉此，冷凍食品藉由帶狀膜而進行橫向枕式包裝。
根據該實施形態的橫向枕式包裝機，包括兩個的一對加熱輥（一對第1加熱輥8A、8B及一對第2加熱輥10A、10B），因此可延長利用加熱輥進行的中心密封部的加熱加壓時間，即便於高速運轉的情況下亦可將中心密封的密封強度維持得高。另外，因可延長加熱加壓時間，故無需將加熱輥的溫度設定得高，且可防止帶狀膜熔融而附著於加熱輥的情況。
此處，帶狀膜由貼合有多片樹脂膜的多層構成，通常使用聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene Terephthalate，PET）、尼龍、延伸聚丙烯（Oriented Polypropylene，OPP）等作為表面側的基材膜，且通常使用未延伸聚丙烯（Polypropylene，PP）、直鏈狀低密度聚乙烯（Linear Low-Density Polyethylene，LLDPE）、低密度聚乙烯（Low-Density Polyethylene，LDPE）等作為背面側的密封膜（sealant film）。通常，使用熔點低於基材膜的熔點的物質作為密封膜，當設為規定的溫度時，基材膜不會熔融，但密封膜藉由熔融而作為接著劑發揮功能，帶狀膜的背面寬度方向兩端部及筒軸方向兩側部藉由密封膜而被密封。
圖2為表示於使用帶狀膜的情況下，相對於加熱輥的設定溫度（℃）的中心密封為15 mm寬度的樣品中的密封強度（N/15 mm）的曲線圖，所述帶狀膜中貼合有作為基材膜的厚度為20 μm的OPP，及作為密封膜的厚度為30 μm的LLDPE。圖3為表示於使用帶狀膜的情況下，相對於加熱輥的設定溫度（℃）的中心密封的密封強度（N/15 mm）的曲線圖，所述帶狀膜中依次貼合有作為基材膜的厚度為20 μm的OPP及厚度為12 μm的PET，以及作為密封膜的厚度為30 μm的LLDPE。再者，本申請案中的密封強度是藉由JISZ0238中所規定的方法進行測定。
圖2及圖3的曲線A表示相對於以95 rpm（大致95個/分鐘）使圖6般的先前的中心封口機30進行運轉時的設定溫度的密封强度，所述中心封口機30不包括壓接輥且僅包括一對加熱輥8A、8B，曲線B表示相對於以110 rpm（大致110個/分鐘）使先前的中心封口機30進行運轉時的設定溫度的密封强度，曲線C表示相對於以110 rpm（大致110個/分鐘）使圖1般的該實施形態的中心封口機2進行運轉時的設定溫度的密封强度。再者，中心封口機2中，將第1加熱輥8A、8B及第2加熱輥10A、10B這兩者設定為設定溫度。再者，本申請案中所謂95 rpm（大致95個/分鐘），是指帶狀膜於進行中心密封及端頭密封後，進行分割的時間點下的個數於1分鐘內為大致95個時的橫向枕式包裝機的運轉速度。
於使用先前的中心封口機30的情况下，若欲獲得例如15 N/15 mm以上的密封强度，則如圖2的曲線A及B所示無論如何進行加熱均無法實現，或者如圖3的曲線A及B所示需要加熱輥的設定溫度高於165℃。於實際的製造步驟中是將加熱輥加熱至約200℃而使用，於利用設定為高於構成基材膜的OPP的熔點（165℃）的溫度（約200℃）的加熱輥來對帶狀膜進行加熱的情况下，OPP稍微熔融而附著於加熱輥的表面。而且，附著物積存至加熱輥表面，所積存的附著物會引起加熱不均。若産生加熱不均則密封精度下降，故必須定期清理加熱輥的表面。
相對於此，於使用該實施形態的中心封口機2的情况下，如圖2及圖3的曲線C所示，若欲獲得例如15 N/15 mm以上的密封强度，則可使加熱輥（第1加熱輥8A、8B及第2加熱輥12A、12B）的設定溫度低於165℃。即，即便加熱輥的設定溫度為低於構成基材膜的OPP的熔點、即165℃的溫度，亦可維持高的密封强度。因此，可降低加熱輥的設定溫度，且可防止OPP等基材膜熔融的情况，故可減少由附著物所引起的加熱不均的産生或加熱輥的清理頻率。
另外，根據該實施形態的橫向枕式包裝機，包括一對壓接輥12A、12B，故可對由一對第1加熱輥8A、8B及一對第2加熱輥10A、10B進行了加熱的帶狀膜的中心密封部迅速地進行冷却。
圖4為表示聚丙烯（PP）的熔點（℃）與凝固點（℃）的示差掃描熱量測定（Differential Scanning Calorimeters，DSC（mW））結果的曲線圖，圖5為表示直鏈狀低密度聚乙烯（LLDPE）的熔點（℃）與凝固點（℃）的示差掃描熱量測定（DSC（mW））結果的曲線圖。再者，使用理學（Rigaku）股份有限公司製造的Thermo Plus EVO DSC8230的示差掃描熱量計（DSC）來進行示差掃描熱量測定。如圖4及圖5所示，通常用作包裝冷凍食品的包裝材的密封膜的PP與同樣地通常用作密封膜的LLDPE相比，熔點與凝固點之差大。因此，於使用PP作為密封膜的情況下，帶狀膜以高於PP的熔點的溫度經加熱而進行中心密封後，為了冷卻至PP的凝固點為止需要花費時間。若直至凝固點為止的冷卻時間延長，則凝固點以上的溫度保持得久，故PP的結晶性提高，變得又硬又脆。
另外，PP的玻璃轉移溫度為約-18℃，於成為低於玻璃轉移溫度的溫度的情況下，PP存在進行玻璃化而變得又硬又脆的傾向。尤其，於結晶化的PP進行玻璃化的情況下，變得更硬更脆。PP如上所述通常用作包裝冷凍食品的包裝材的密封膜，故大多情況下以未滿-18℃進行搬送。因此，於將PP用作密封膜且所述PP進行結晶化及玻璃化的情況下，當以未滿-18℃搬送包裝冷凍食品的包裝材時，因搖晃或落下而導致包裝材破裂的可能性變高。因此，為了防止PP的結晶化、即為了維持PP的非晶性，需要縮短自熔點至凝固點為止的冷卻時間。根據該實施形態的橫向枕式包裝機，包括一對壓接輥12A、12B，故可對帶狀膜的中心密封部迅速地進行冷卻，從而可維持PP的非晶性。
進而，若密封膜熔融的時間長，則產生凝固收縮。這是因為於製作帶狀膜時，於密封膜內殘留應力，所述殘留應力以於密封膜熔融時消除的方式發揮作用，藉此產生收縮，但密封膜被固定於與基材膜的接合面，故基材膜因密封膜而受到拉伸。該凝固收縮於冷卻後被固定化，於與相互對抗的基材膜之間新產生殘留應力，此成為包裝材的強度下降的原因。因此，需要縮短自熔點至凝固點為止的冷卻時間，以縮短密封膜熔融的時間而不產生凝固收縮，根據該實施形態的橫向枕式包裝機，包括一對壓接輥12A、12B，故可對帶狀膜的中心密封部迅速地進行冷卻，從而可抑制密封膜的凝固收縮。
另外，於加熱輥為高溫且尤其在冷凍食品製造工廠中使用的情況下，不僅成為大的空調負荷，而且存在因輻射等對位於加熱輥周邊的其他裝置等進行加溫，從而對所製造的冷凍食品造成不良影響的可能性。尤其，於先前的中心封口機中為更高的溫度，故其影響力大，但於本申請案發明的橫向枕式包裝機中，可設定為更低的溫度，因此能夠不易受到其影響。
再者，該實施形態中，列舉包括兩個的一對加熱輥的中心封口機為例而進行說明，但亦可使用包括三種以上的一對加熱輥的中心封口機。
2‧‧‧中心封口機
4A、4B‧‧‧一對搬送輥
6A、6B‧‧‧一對預熱棒
8A、8B‧‧‧一對第1加熱輥
10A、10B‧‧‧一對第2加熱輥
12A、12B‧‧‧一對壓接輥
14‧‧‧控制部
16‧‧‧第1馬達
18‧‧‧第2馬達
20‧‧‧第3馬達
22‧‧‧第4馬達
24‧‧‧第1加熱器
26‧‧‧第2加熱器
28‧‧‧第3加熱器
30‧‧‧中心封口機
圖1為表示實施形態的中心封口機的概略構成的圖。 圖2為表示相對於加熱輥的設定溫度的中心密封的密封強度的曲線圖。 圖3為表示相對於加熱輥的設定溫度的中心密封的密封強度的曲線圖。 圖4為表示聚丙烯的熔點與凝固點的示差掃描熱量測定結果的曲線圖。 圖5為表示直鏈狀低密度聚乙烯的熔點與凝固點的示差掃描熱量測定結果的曲線圖。 圖6為表示先前的中心封口機的概略構成的圖。
2‧‧‧中心封口機
4A、4B‧‧‧一對搬送輥
6A、6B‧‧‧一對預熱棒
8A、8B‧‧‧一對第1加熱輥
10A、10B‧‧‧一對第2加熱輥
12A、12B‧‧‧一對壓接輥
14‧‧‧控制部
16‧‧‧第1馬達
18‧‧‧第2馬達
20‧‧‧第3馬達
22‧‧‧第4馬達
24‧‧‧第1加熱器
26‧‧‧第2加熱器
28‧‧‧第3加熱器

Claims (6)

  1. 一種橫向枕式包裝機，其包括：中心封口機，使帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合而包裹被包裝物，對使所述背面寬度方向兩端部接合的中心密封部進行密封；與端頭封口機，將包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述被包裝物的兩側的部位沿著寬度方向進行密封及切割，所述橫向枕式包裝機的特徵在於： 所述中心封口機包括： 對包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述中心密封部進行夾持並加熱的至少兩個的一對加熱輥，與 對利用所述至少兩個的一對加熱輥進行了加熱的所述中心密封部進行冷卻及壓接的一對壓接輥。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的橫向枕式包裝機，其包括：預熱部，於利用所述至少兩個的一對加熱輥將所述中心密封部加熱之前進行預熱。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的橫向枕式包裝機，其中所述被包裝物為冷凍食品。
  4. 一種橫向枕式包裝方法，其使用橫向枕式包裝機來對被包裝物進行橫向枕式包裝，所述橫向枕式包裝機包括：中心封口機，使帶狀膜的背面寬度方向兩端部接合而包裹所述被包裝物，對使所述背面寬度方向兩端部接合的中心密封部進行密封；與端頭封口機，將包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述被包裝物的兩側的部位沿著寬度方向進行密封及切割， 所述橫向枕式包裝方法的特徵在於包括： 藉由所述中心封口機，利用至少兩個的一對加熱輥對包裹所述被包裝物的所述帶狀膜的所述中心密封部進行夾持並加熱的步驟；與 藉由所述中心封口機，利用一對壓接輥對利用所述至少兩個的一對加熱輥進行了加熱的所述中心密封部進行冷卻及壓接的步驟。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的橫向枕式包裝方法，其包括於利用所述至少兩個的一對加熱輥將所述中心密封部加熱之前進行預熱的步驟。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的橫向枕式包裝方法，其中所述被包裝物為冷凍食品。
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