JP4012598B2 - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
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Description
【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
Claims (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。 - 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。 - 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。
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