JP2002193217A - ヒートシール装置及びヒートシール方法 - Google Patents

ヒートシール装置及びヒートシール方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】シール不良を防止した生産性の良いヒートシー
ル装置とそのヒートシール方法を提供する。 【解決手段】フィルム２にヒートシールを施すヒートシ
ール装置及びそのヒートシール方法である。電気ヒータ
Ｋ４によって加熱されるシール体５Ｂ，６Ｂにおけるヒ
ートシールのための適正温度、または前記適正温度より
も高い予備加熱温度を少なくとも設定温度として定め、
フィルム２をヒートシールしない待機状態の際に、シー
ル体５Ｂ，６Ｂの温度が予備加熱温度になるように調整
し、フィルム２をヒートシールする通常状態の際に、シ
ール体５Ｂ，６Ｂの温度が前記適正温度になるように調
整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムにヒート
シールを施すヒートシール装置及びヒートシール方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液体，粉体あるいは粘稠物質などの被充
填物を充填包装する充填包装機として、例えば特開平１
−１５３４１０号公報や特開平２−４６２６号公報ある
いは特開平２−３２９２９号公報などに開示されている
ものがある。この充填包装機は、連続移送されるフィル
ムを折返し、そのフィルムの折返両端縁を重ねて縦シー
ル機構により縦シールし、この縦シールしたフィルム内
に被充填物を充填し、このフィルムを横シール機構によ
り横シールして小袋を製袋した後、カッター機構により
横シール部分の中央部を切断して単包の小袋として分離
して搬出したり、あるいは横シール機構により横シール
して小袋を製袋した後に、その繋がった連包状態の小袋
を連続して搬出させて収納箱内に梱包して包装するもの
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような充填包装機
のヒートシール装置となる前記縦，横シール機構には、
電気ヒータを備えたシール体が備えられており、品種毎
の包装形態に応じて前記シール体が適正温度（例えば、
１８０℃）を維持するように温度調整手段が設けられて
いる。
【０００４】しかしながら、このような温度調整手段が
設けられている場合であっても、縦，横シール機構が待
機状態から運転状態へ移行する際（運転開始する際）、
シール体がフィルムやフィルムを介した被充填物の接触
によって急激に冷やされてしまうため、図５に示すよう
に、一時的にシール体の温度が適正温度よりも低い状態
となってしまう。従って、この状態にてヒートシールさ
れた包装袋は、充分なフィルムの溶着がなされず、シー
ル不良箇所から被充填物が漏れ、包装機としての生産性
を低下させてしまうといった問題点を有していた。
【０００５】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たもので、シール不良を防止した生産性の良いヒートシ
ール装置及びヒートシール方法を提供することを目的と
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のヒートシール装
置は、請求項１に記載したように、フィルムにヒートシ
ールを施すヒートシール装置であって、加熱手段によっ
て加熱されるシール体を備え、前記シール体におけるヒ
ートシールのための適正温度、または前記適正温度より
も高い予備加熱温度を設定可能とする温度調整手段を備
え、前記フィルムをヒートシールしない待機状態の際に
前記予備加熱温度になるように前記温度調整手段を調整
し、前記フィルムをヒートシールする通常状態の際に前
記適正温度になるように前記温度調整手段を切換える切
換手段を備えてなることを特徴とするものである。
【０００７】また、請求項２に記載したように、請求項
１に記載したヒートシール装置において、前記切換手段
は、前記シール体を有するヒートシール機構の運転状態
を検出する運転状態検出手段からの検出信号に基づい
て、前記適正温度と前記予備加熱温度とを切換えてなる
ことを特徴とするものである。
【０００８】また、請求項３に記載したように、請求項
１または請求項２に記載したヒートシール装置におい
て、前記シール体の温度を検出する温度検出手段を備
え、前記温度調整手段は、前記温度検出手段によって検
出される温度データに応じて、前記シール体の温度が前
記予備加熱温度、または前記適正温度のなるように調整
することを特徴とするものである。
【０００９】また、請求項４に記載したように、請求項
１から請求項３に何れかに記載したヒートシール装置に
おいて、前記切換手段は、品種毎の包装形態に応じた温
度特性に基づいて、予備加熱温度から適正温度までの温
度変化を徐々に変化させるように前記温度調整手段を調
整してなることを特徴とするものである。
【００１０】また、請求項５に記載したように、請求項
１から請求項４の何れかに記載したヒートシール装置に
おいて、前記適正温度、及び前記予備加熱温度を設定す
るための入力手段を備えてなることを特徴とするもので
ある。
【００１１】また、請求項６に記載したように、請求項
５に記載したヒートシール装置において、前記入力手段
によって設定される前記適正温度及び前記予備加熱温度
を表示する表示手段を備えてなることを特徴とするもの
である。
【００１２】また、本発明のヒートシール方法は、請求
項７に記載したように、フィルムにヒートシールを施す
ヒートシール方法であって、加熱手段によって加熱され
るシール体におけるヒートシールのための適正温度、ま
たは前記適正温度よりも高い予備加熱温度を少なくとも
設定温度として定め、前記フィルムをヒートシールしな
い待機状態の際に、前記シール体の温度が予備加熱温度
になるように調整し、前記フィルムをヒートシールする
通常状態の際に、前記シール体の温度が前記適正温度に
なるように調整することを特徴とするものである。
【００１３】また、請求項８に記載したように、請求項
７に記載したヒートシール方法において、品種毎の包装
形態に応じた温度特性に基づいて、前記予備加熱温度と
前記適正温度との切換えを、前記シール体の温度が前記
予備加熱温度から前記適正温度に移行する際に、前記予
備加熱温度と前記適正温度との温度変化分において徐々
に変化させることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づき説明するが、本発明のヒートシール装置及
びヒートシール方法を充填包装機に適用した例を挙げて
説明する。
【００１５】図１において、充填包装機の全体構造を説
明すると、充填包装機は、原反軸１が設けられ、この原
反軸１に包装用のフィルム２をロール上に巻回した原反
フィルム１Ａが着脱交換可能に設けられている。また、
充填包装機には、被充填物Ｗを密閉包装するために、フ
ィルム案内機構３及びフィルム折返し機構４を配設し、
縦シール機構５、横シール機構６、充填機構７、切断機
構８が備えられており、縦，横シール機構５，６は、ヒ
ートシール装置を構成するものである。
【００１６】フィルム２は、後述するシール部対応箇所
が透明なナイロンと低密度ポリエチレンとの積層体から
なり、前記ロール状原反フイルム１Ａからフイルム２の
繰り出し機構となる縦シール機構５により引き出され、
フイルム案内機構３を介してフイルム折返し機構４に導
出され、フイルム折返し機構４に設けられた折返しガイ
ドによりフイルム２を長手方向に沿って二つ折りにされ
る。
【００１７】縦シール機構５は、サーボモータからなる
駆動手段Ｍ１によって回転可能に設けられ、対向する一
対の縦ヒートシールロール５Ａの外周に沿ってに設けら
れた縦シール体（シール体）５Ｂによって、二つ折りに
されたフイルム２の各々折返し縁部と折返し端部同志
（左右両縁部）とを、繰り出しながら縦方向にヒートシ
ールして縦シール部２Ａを形成するものである。なお、
両縦ヒートシールロール５Ａ内部には、後述する電気ヒ
ータ（加熱手段）と熱電対からなる温度検出手段とを内
蔵している。
【００１８】横シール機構６は、サーボモータからなる
駆動手段Ｍ２によって回転可能に設けられ、対向する一
対の横ヒートシールロール６Ａに設けられた横シール体
（シール体）６Ｂによって、フイルム２を横方向にヒー
トシールして、包装袋Ｐとなる底部、即ち横シール部２
Ｂを形成するものである。なお、両横ヒートシールロー
ル６Ａ内部には、縦シール機構５と同様に電気ヒータと
温度検出手段とを内蔵している。
【００１９】充填機構７は、縦シール部２Ａ及び横シー
ル部２Ｂによって、連続する有底筒状に形成されたフィ
ルム２内に、例えば胡麻や肉片等の固形物を含む調味料
やスープからなる被充填物Ｗを充填するものである。ま
た、この被充填物Ｗを含むフィルム２袋口部は、更に送
られて再び横シール機構６によって横方向にヒートシー
ルされて封止状態となる。
【００２０】切断機構８は、図示しない対向する一対の
刃体によって、上下方向に連包状態のフィルム２の横シ
ール部２Ｂの略中央部を切り離し切断し、包装袋Ｐをぞ
れぞれ１つずつに切り離すものである。
【００２１】次に、本発明の実施の形態の充填包装機に
おける電気的な構成について、図２を用いて説明する。
【００２２】入力手段Ｋ１は、被充填物の温度、フィル
ム２の材質や厚み等の品種毎に異なる包装形態に応じた
温度条件（フィルム２の熱伝導率や溶融温度等の特性に
応じた条件）に基づいて設定されるヒートシールに最適
なシール体５Ｂ，６Ｂの適正温度やフィルム２をヒート
シールしない待機状態におけるシール体５Ｂ，６Ｂの予
備加熱温度を設定入力可能な生産条件入力手段であっ
て、例えばタッチパネルからなるものである。
【００２３】運転状態検出手段Ｋ２は、図示しない押し
ボタンスイッチからなり、縦，横シール機構５，６の
縦，横ヒートシールロール５Ａ，６Ａの回転／停止（運
転状態）を切換えるとともに、運転状態を示す出力信号
を後述する制御手段に出力するものである。なお、運転
状態検出手段Ｋ２は、縦，横シール機構５，６だけでは
なく、充填包装機の運転／停止を切換えるための運転ス
イッチとして設けられるものであっても良い。
【００２４】制御手段（切換手段）Ｋ３は、例えば、マ
イクロコンピュータからなるもので、後述する処理動作
のプログラムや各種設定値が記憶されたＲＯＭ、演算値
を一時的に記憶するＲＡＭ、後述する温度データを不揮
発的に記憶するためのＥＥＰＲＯＭまたはバックアップ
ＲＡＭからなる温度データ記憶部、や前記プログラムを
実行するためのＣＰＵを有するとともに、入力手段Ｋ１
や運動状態検出手段Ｋ２，後述する各手段に対して電気
的な接続関係をなすためのＩ／Ｏインターフェイスを備
えるものである。なお、制御手段Ｋ３は、充填包装機を
電気制御する制御手段と兼用することも可能である。
【００２５】電気ヒータＫ４は、縦，横シール機構５，
６にそれぞれ設けられる一対の縦，横ヒートシールロー
ラ５Ａ，６Ａ内にそれぞれ配設され、交流電源（例えば
ＡＣ２００Ｖ）による電力供給によって発熱するもの
で、交流電源との電気的な接続はスリップリングを介し
て行うものである。
【００２６】電源遮断手段Ｋ５は、後述する温度調整手
段の指令に応じて電気ヒータＫ４への電力供給の供給／
遮断を行うもので、例えばソリッドステートリレー（Ｓ
ＳＲ）が用いられる。また、電源遮断手段Ｋ５は、制御
手段Ｋ３からの温度データに基づく前記温度調整手段の
温度制御、例えば前記温度調整手段からの通電率に従う
デューティー比制御を受けることでシール体５Ｂ、６Ｂ
の温度を調整することになる。
【００２７】温度検出手段Ｋ６は、縦，横シール機構
５，６にそれぞれ設けられる一対の縦，横ヒートシール
ローラ５Ａ，６Ａ内に配設されシール体５Ｂ，６Ｂの温
度を検出する熱電対からなるもので、後述する温度調整
手段との電気的な接続はスリップリングを介して行われ
る。
【００２８】温度調整手段Ｋ７は、制御手段Ｋ３から出
力される温度データ（適正温度、または予備加熱温度）
に応じて、シール体５Ｂ，６Ｂの温度が適正温度または
予備加熱温度になるように、温度検出手段Ｋ６によって
シール体５Ｂ，６Ｂの温度を監視するとともに、温度検
出手段Ｋ６からの温度情報に基づきシール体５Ｂ，６Ｂ
の温度を決定する電気ヒータＫ４への電力供給を電源遮
断手段Ｋ５を介して調整するものである。なお、温度調
整手段Ｋ７は、縦，横シール機構５，６に各々設けられ
るヒートシールロール５Ａ，６Ａ用の温度調整手段とし
てそれぞれ同様のものが設けられてなり、図２おいて
は、これを省略して示すものである。
【００２９】表示手段Ｋ８は、各種設定値や運転状態を
表示する表示装置からなり、例えば、入力手段Ｋ１から
設定入力される適正温度や予備加熱温度を表示するもの
である。また、温度検出手段Ｋ６からの検出温度を表示
することもできる。なお、表示手段Ｋ９は、入力手段Ｋ
１を兼ねた表示入力可能なタッチパネルにて構成するこ
とができる。
【００３０】次に、制御手段Ｋ３における処理動作を図
３を用いて説明するとともに、その処理動作に基づくヒ
ートシール方法を説明する。
【００３１】制御手段Ｋ３は、情報（設定事項）を入力
可能な状態に初期化を行う（ステップＳ１）。次に、制
御手段Ｋ３は、シール体５Ｂ，６Ｂの温度設定を入力手
段Ｋ１にて設定入力されたか否かを判定する（ステップ
Ｓ２）。
【００３２】なお、ステップＳ２にて、設定温度、また
は予備加熱温度を変更する場合や、新たに設定する場合
は、作業者によってフィルム２の厚み，材質，温度等の
品種毎の包装形態に応じて、入力手段Ｋ１の入力操作に
て温度設定するものであり、例えば、「縦シール体の適
正温度１８０℃，予備加熱温度１８４℃」のように設定
することができる。また、入力手段Ｋ１による設定操作
は、入力手段Ｋ１と兼ねて設けられる表示手段Ｋ８にて
適正温度または予備加熱温度を確認しながら行うことが
できる。
【００３３】また、制御手段Ｋ３は、ステップＳ２にて
設定された適正温度及び予備加熱温度を温度データとし
て、制御手段Ｋ３に設けられる温度データ記憶部にそれ
ぞれ格納する（ステップＳ３）。
【００３４】次に、制御手段Ｋ３は、縦，横ヒートシー
ルロール５Ａ，６Ａが運転状態であるか否かを、運転状
態検出手段Ｋ２の検出結果に基づいて判断する（ステッ
プＳ４）。
【００３５】ステップＳ４において、縦，横ヒートシー
ルロール５Ａ，６Ａが運転状態である場合、制御手段Ｋ
３は、シール体５Ｂ，６ＢがステップＳ３にて格納され
た温度データに基づく適正温度になるように、温度調整
手段Ｋ７に温度データを出力する（ステップＳ５）。
【００３６】また、ステップＳ４において、縦，横ヒー
トシールロール５Ａ，６Ａが回転駆動されていない場合
（待機状態の場合）、制御手段Ｋ３は、シール体５Ｂ，
６ＢがステップＳ３にて格納された温度データに基づく
予備加熱温度になるように、温度調整手段Ｋ７に温度デ
ータを出力する（ステップＳ６）。
【００３７】前述した充填包装機の制御手段Ｋ３は、上
述したステップＳ２からステップＳ６までの処理を繰り
返すことにより、縦，横ヒートシールロール５Ａ，６Ａ
の動作状態（運転状態）に応じて、入力手段にて設定さ
れたシール体５Ｂ，６Ｂの適正温度と予備加熱温度とを
自動的に切換えることができる。
【００３８】かかる充填包装機のヒートシール装置及び
ヒートシール方法によれば、縦，横ヒートシールロール
５Ａ，６Ａの待機状態時には、縦，横シール体５Ｂ，６
Ｂを適正温度よりも高温に設定される予備加熱温度にな
るように加熱しており、待機状態から運転状態に切替わ
っても、図４に示すように、シール体５Ｂ，６Ｂの温度
が適正温度以下にならないため、フィルム２をヒートシ
ールする際のシール不良を防止でき、包装機としての生
産性を低下することなく、ヒートシールを行うことがで
きる。
【００３９】また、本発明の実施の形態の制御手段Ｋ３
は、縦，横ヒートシールロール５Ａ，６Ａの待機状態か
ら運転状態に移行する際、予備加熱温度から適正温度ま
で徐々に切換えることもでき、この場合、制御手段Ｋ３
が、予備加熱温度と適正温度との間の温度に対応する温
度データを段階的に温度調整手段Ｋ７へ出力することに
よって、縦，横シール体５Ｂ，６Ｂの温度が徐々に変化
するように調整することができる。従って、縦，横シー
ル体５Ｂ，６Ｂの温度変化が滑らかになるため、縦，横
ヒートシールロール５Ａ，６Ａの待機状態から運転状態
に移行する際に起こり得る、縦，横シール体５Ｂ，６Ｂ
の急激な温度低下を抑制することができる。
【００４０】また、本発明の実施の形態の制御手段Ｋ３
は、一対のヒートシールロール５Ａ，６Ａを備えるヒー
トシール機構５，６の運転状態を検出する運転状態検出
手段Ｋ２からの検出信号に基づいて、適正温度と予備加
熱温度とを切換えてなることによって、作業者がヒート
シールロールの運転状態を監視しながら随時調整操作す
ることなく、自動的にシール体の温度調整を行うことが
できる。
【００４１】また、適正温度、及び予備加熱温度を設定
するための入力手段Ｋ１を備えてなることにより、品種
毎の包装形態が異なる場合であっても、作業者が品種毎
の包装形態に応じた温度特性に基づいて設定入力するこ
とができ、汎用性の有するヒートシール装置となる。
【００４２】また、入力手段Ｋ１によって設定される適
正温度及び予備加熱温度を表示する表示手段Ｋ８を備え
てなることにより、作業者が設定された各温度を容易に
確認することが可能となるため、ヒートシール機構にお
けるシール条件を簡単に把握することができる。
【００４３】なお、本発明の実施の形態では、切換手段
としてマイクロコンピュータからなる制御手段Ｋ３を用
いて温度調整手段Ｋ７を切換えるものを例に挙げ説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば、切換手段として切換スイッチを設けることで温度調
節手段を手動にて調整するものであっても良い。
【００４４】また、本発明の実施の形態の運転状態検出
手段Ｋ２は、作業者が充填包装機を操作するための運転
スイッチを兼用したものを例に挙げて説明したが、本発
明はこれに限定されず、シール体を有するヒートシール
機構の運転状態を検出することが可能なものであれば良
く、例えば、横ヒートシールロール６Ｂの回転動作を検
出する図示しない回転検出センサや、駆動手段Ｍ１，Ｍ
２の駆動動作に応じたエンコーダ信号（エンコーダパル
ス）を出力する駆動回路からなるものであっても良い。
【００４５】また、請求項７に記載の本発明にあって
は、上述した各手段によって構成されるものに限定され
ず、加熱手段によって加熱されるシール体におけるヒー
トシールのための適正温度、または前記適正温度よりも
高い予備加熱温度を少なくとも設定温度として定め、前
記フィルムをヒートシールしない待機状態の際に、前記
シール体の温度が予備加熱温度になるように調整し、前
記フィルムをヒートシールする通常状態の際に、前記シ
ール体の温度が前記適正温度になるように調整するもの
であれば、任意の手段から構成されるものであっても良
い。
【００４６】
【発明の効果】本発明は、フィルムにヒートシールを施
すヒートシール装置及びヒートシール方法であって、加
熱手段によって加熱されるシール体におけるヒートシー
ルのための適正温度、または前記適正温度よりも高い予
備加熱温度を少なくとも設定温度として定め、前記フィ
ルムをヒートシールしない待機状態の際に、前記シール
体の温度が予備加熱温度になるように調整し、前記フィ
ルムをヒートシールする通常状態の際に、前記シール体
の温度が前記適正温度になるように調整することによっ
て、シール不良を防止した生産性の良いヒートシール装
置とヒートシール方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体平面図。
【図２】本発明の実施の形態による制御手段の電気的構
成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態による制御手段の処理方法
を示す流れ図。
【図４】本発明の実施の形態によるシール体の温度変化
を示す図。
【図５】従来のシール体の温度変化を示す図。
【符号の説明】 ２ フィルム ５ 縦シール機構（ヒートシール装置） ５Ｂ 縦シール体（シール体） ６ 横シール機構（ヒートシール装置） ６Ｂ 横シール体（シール体） Ｋ１ 入力手段 Ｋ２ 運転状態検出手段 Ｋ３ 制御手段（切換手段） Ｋ４ 電気ヒータ（加熱手段） Ｋ６ 温度検出手段 Ｋ７ 温度調整手段 Ｋ８ 表示手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】フィルムにヒートシールを施すヒートシー
    ル装置であって、加熱手段によって加熱されるシール体
    を備え、前記シール体におけるヒートシールのための適
    正温度、または前記適正温度よりも高い予備加熱温度を
    設定可能とする温度調整手段を備え、前記フィルムをヒ
    ートシールしない待機状態の際に前記予備加熱温度にな
    るように前記温度調整手段を調整し、前記フィルムをヒ
    ートシールする通常状態の際に前記適正温度になるよう
    に前記温度調整手段を切換える切換手段を備えてなるこ
    とを特徴とするヒートシール装置。
  2. 【請求項２】前記切換手段は、前記シール体を有するヒ
    ートシール機構の運転状態を検出する運転状態検出手段
    からの検出信号に基づいて、前記適正温度と前記予備加
    熱温度とを切換えてなることを特徴とする請求項１に記
    載のヒートシール装置。
  3. 【請求項３】前記シール体の温度を検出する温度検出手
    段を備え、前記温度調整手段は、前記温度検出手段によ
    って検出される温度データに応じて、前記シール体の温
    度が前記予備加熱温度、または前記適正温度のなるよう
    に調整することを特徴とする請求項１または請求項２に
    記載のヒートシール装置。
  4. 【請求項４】前記切換手段は、品種毎の包装形態に応じ
    た温度特性に基づいて、予備加熱温度から適正温度まで
    の温度変化を徐々に変化させるように前記温度調整手段
    を調整してなることを特徴とする請求項１から請求項３
    の何れかに記載のヒートシール装置。
  5. 【請求項５】前記適正温度、及び前記予備加熱温度を設
    定するための入力手段を備えてなることを特徴とする請
    求項１から請求項４の何れかに記載のヒートシール装
    置。
  6. 【請求項６】前記入力手段によって設定される前記適正
    温度及び前記予備加熱温度を表示する表示手段を備えて
    なることを特徴とする請求項５に記載のヒートシール装
    置。
  7. 【請求項７】フィルムにヒートシールを施すヒートシー
    ル装置のヒートシール方法であって、加熱手段によって
    加熱されるシール体におけるヒートシールのための適正
    温度、または前記適正温度よりも高い予備加熱温度を少
    なくとも設定温度として定め、前記フィルムをヒートシ
    ールしない待機状態の際に、前記シール体の温度が予備
    加熱温度になるように調整し、前記フィルムをヒートシ
    ールする通常状態の際に、前記シール体の温度が前記適
    正温度になるように調整することを特徴とするヒートシ
    ール方法。
  8. 【請求項８】品種毎の包装形態に応じた温度特性に基づ
    いて、前記予備加熱温度と前記適正温度との切換えを、
    前記シール体の温度が前記予備加熱温度から前記適正温
    度に移行する際に、前記予備加熱温度と前記適正温度と
    の温度変化分において徐々に変化させることを特徴とす
    る請求項７に記載のヒートシール方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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