KR102090638B1

KR102090638B1 - 가스 충전 포장 방법과 그 포장기

Info

Publication number: KR102090638B1
Application number: KR1020140050777A
Authority: KR
Inventors: 마사아키 다카하시
Original assignee: 제네랄 패커 가부시키가이샤
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2020-03-18
Also published as: PL230552B1; JP6040406B2; FR3005455B1; KR20140133439A; CA2826314A1; FR3005455A1; US20140331603A1; CA2826314C; JP2014218282A; PL408148A1

Abstract

대형 포장백에 대한 피포장물의 백 충전을 품질이 우수한 안정된 형태에 의해 행할 수 있고, 백 사이즈 변경에 따른 관련 장치의 전환을 포함하는 전체 작업의 자동화를 도모하는 가스 충전 포장 방법과 그 포장기를 제공하는 것. 매거진(31)에 수용된 포장백을 1매씩 넘겨 백 위치 결정 유닛(35)의 가이드 내에 떨어뜨려 넣고 나서 위치 결정을 행하고, 그 다음에 가이드 내의 포장백을 클램프(56)에 협지시키고 나서 백의 공급 단계에 대기하는 그립(11)에 포장백을 보내고, 백 개구·부풀림 단계에서, 백 마우스를 개방하여 바닥부의 부풀림을 행하고, 충전 단계에서 받이부재(83)를 포장백의 바닥부에서 탭핑하면서 소정량의 피포장물을 충전하고, 피포장물의 충전 단계로부터 탈기·가실링 단계까지의 동안에, 바닥 탭핑 유닛(80)과 포장백을 협지하는 컨베이어 유닛(91)에 의해 포장백을 원하는 형태로 정형하고, 포장백 내에 잔류하는 공기를 제거하고 나서 가부착과 본 실링을 행한다.

Description

가스 충전 포장 방법과 그 포장기{GAS-FILLING PACKAGING METHOD AND PACKAGING MACHINE THEREFOR}

본 발명은, 대형의 포장백(packaging bag)에 10∼20 kg 정도의 무게의 쌀, 설탕, 애완동물 사료, 비료 등의 피(被)포장물을 충전하는 동시에 불활성 가스를 충전하여 포장하여 피포장물의 충전으로부터 백 마우스(bag mouth)의 가실링(temporarily sealing)을 행할 때까지 연속하여 정형(整形)을 행함으로써 편평한 적재 시에서의 포장백을 적하물 붕괴가 쉽게 생기지 않는, 원하는 안정된 형태로 하고, 백 사이즈 변경에 따른 관련 장치의 전환을 포함하는 전체 작업을 자동화할 수 있는 가스 충전 포장 방법과 그 포장기에 관한 것이다.

종래의 로터리식 포장기에 있어서, 1kg에서 15kg 정도의 무게의 쌀, 설탕 등의 피포장물을 충전하여 포장하는 방법이 알려져 있다. 예를 들면, 본건 출원인에 관한 특허 문헌 1에는, 로터리식 가스 충전 포장기를 사용하고, 바이브레이터를 구비한 압압(押壓) 부재에 의해 10kg∼15kg의 무거운 피포장물이 충전된 포장백을 전후 양측으로부터 압압하여 피포장물을 상하 방향으로 연신(延伸)하여 일정한 두께로 정형하고, 이와 동시에 상기 백 내의 공기를 탈기(脫氣) 노즐에 의해 제거하여 백 마우스의 히트 실링(heat sealing)을 행하는 포장 방법이 개시되어 있다.

그런데, 상기 로터리식 포장기에 있어서는, 포장백을 지지하는 그립(grip)이 회전체에 방사상으로 배치되어 회전 이동하는 구조로 되고, 10∼15 kg의 중량으로 되는 피포장물을 충전한 포장백이 단계 간을 회전 이동할 때 큰 원심력(遠心力)이 발생하므로, 그립에 의한 협지(挾持) 부분의 자취가 남는다는 문제가 생기고 있었다. 또한, 종래의 정형 작업은 하나의 단계에서만 행해지고 있으므로, 정형 후의 형태에 안정성을 유지하는 것이 곤란하고, 이것이 포장 후의 제품을 편평하게 적재했을 때에서의 적하물 붕괴가 생기기 쉬운 요인으로 되어 있었다.

또한, 컨베이어식 백의 공급 장치는, 벨트 컨베이어 상에 포장백을 넘어뜨려 겹치도록(laid and stacked) 수용하여 전방의 포장백으로부터 1매씩 넘겨 포장기의 그립에 공급하는 공지의 구조로 되어 있지만, 길이 600∼1050 ㎜ 정도의 대형 포장백의 경우에는 벨트 컨베이어가 길어져 큰 스페이스를 필요로 하는 외에, 척(chuck)이 형성된 경우에는 벨트 컨베이어 상에서 전방으로 보낼 때 약간 튀어나온(bulging) 척 부분이 원활한 이동을 방해하는 현상이 생긴다. 또한, 종래의 매거진식(magazine type) 백의 공급 장치는, 특허 문헌 3에 나타낸 바와 같이, 백 사이즈를 전환할 때 포장백을 수용하는 가이드를 수동 조정하는 구조로 되어 있고, 포장기의 전자동화에 적절한 기능을 구비하고 있지 않다. 또한, 대형의 거싯백(gusset bag), 대형의 척이 형성된 백의 스톡(stock)이나 백의 공급 작업에 적절한 장치는 없었다.

또한, 종래의 포장기의 그립에 대해서는, 포장백을 지지하는 협지부(挾持部)를 백 폭의 크기에 맞추어 수동으로 조정하는 구조로 되어 있었으므로, 백 사이즈의 변경에 따른 전환에 많은 시간과 수고를 요한다는 문제가 있었다.

일본 공개특허 제2010―126244호 공보 일본 공개특허 제2008―285171호 공보

본 발명의 목적은, 대형 포장백에 대한 피포장물의 백 충전을 품질이 우수한 안정된 형태에 의해 행할 수 있는 동시에 백 사이즈 변경에 따른 관련 장치의 전환을 포함하는 전체 작업의 자동화를 도모하는 가스 충전 포장 방법과 그 포장기를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 기재된 발명은, 2개의 직선부와 그 양단의 반원형부로 이루어지는 환형(環形) 통로를 수평 이동하는 다수의 그립 유닛을 복수의 단계마다 간헐 이동하고, 그 그립 유닛의 그립에 의해 백 마우스를 위로 하여 매달린 상태로 지지된 포장백에 피포장물을 충전하는 동시에 가스 충전을 행하고 나서 백 마우스의 히트 실링을 행하도록 한 트랙식 가스 충전 포장기를 사용하는 가스 충전 포장 방법으로서,

상기 포장백으로서 양측 에지에 접어넣음 부분(folded portion)을 가지는 대형의 거싯백, 바닥부에 접어넣음 부분을 가지는 대형의 자립백(standing-pouch) 또는 이들 중 어느 하나의 백에 척을 구비한 대형의 척이 형성된 백 또는 플랫백(平袋; flat bag)을 대상으로 하고,

조작 패널에 의해 포장백의 크기와 종류, 피포장물의 종류를 입력하고,

백의 공급 단계에서, 매거진에 적층되어 수용된 다수의 포장백을 백 보급 유닛의 상하 이동 제어되는 흡착반에 의해 위로부터 1매씩 넘겨 들어올려 백 척(bag chuck)에 받아건네고, 그 백 척에 의해 파지된 포장백을 인접하는 백 위치 결정 유닛까지 이송하여 상기 유닛의 가이드 내에 떨어뜨려 넣고 나서, 상기 입력 데이터에 기초하여 상기 가이드의 백 폭에 대응하는 사이드 가이드의 위치와, 백의 길이에 대응하는 백 마우스측의 전단(前端) 가이드 및 후단(後端) 가이드의 위치를 자동 조정하여 위치 결정을 행하고, 그 다음에 상기 가이드 내의 포장백을 백 공급 수단의 척에 의해 파지하여 위쪽에 대기하는 백 높이 보정 기능을 구비한 클램프(clamp) 유닛의 클램프에 백 마우스를 위로 하여 협지(sandwich)시켜, 그 클램프로부터 백의 공급 단계에 대기하는 상기 그립에 포장백을 이송하도록 하고,

백 개구·부풀림 단계에서, 흡착반의 흡착 작용에 의해 백 마우스를 개방하는 동시에 상기 포장백의 바닥부를 흡착반의 흡착 작용에 의해 부푼 상태로 하고,

피포장물의 충전 단계에서, 포장백의 이송과 동기하여 상하 이동과 수평 이동 제어되는 동조(同調) 깔때기를 하강시켜 포장백에 삽입하는 동시에 바닥 탭핑(tapping) 유닛의 받이부재를 포장백의 바닥부에서 탭핑함으로써 피포장물의 떨어뜨려 넣음을 어시스트(assist)하면서 소정량의 피포장물을 충전하고,

그 충전 작업 종료 직전부터 후속의 복수 단계까지의 동안에 있어서, 상기 동조 깔때기에 구비한 가스 충전 노즐로부터 상기 백 내 불활성 가스의 공급 동작을 계속하고,

피포장물의 충전 단계로부터 탈기·가실링 단계까지의 동안에 있어서, 상기 바닥 탭핑 유닛과 단수 또는 복수의 포장백을 협지하여 상기 포장백의 이송 속도로 회전 속도를 동기하도록 제어되는 적어도 1조(組)의 컨베이어 유닛을 설치한 정형 수단과의 공동(共同) 작업에 의해 포장백을 원하는 형태로 정형하고,

그 다음에, 포장백이 탈기·가실링 단계까지 이동하는 동안에 있어서, 상기 동조 깔때기 및 가스 충전 노즐을 포장백으로부터 탈출시키는 동시에 백 마우스의 일부를 흡착반의 흡착 작용에 의해 개방한 상태로 하고,

탈기·가실링 단계에서, 포장백에 탈기 노즐을 삽입하여 상기 백 내에 잔류하는 공기를 제거하고 나서 상기 노즐을 포장백으로부터 탈출시키고, 이어서 가히터(temporary heater)에 의해 백 마우스를 협지하여 가실링을 행하고,

또한, 백 마우스의 본 실링 단계에서 가실링 개소(箇所)에 히트 실링을 행하고,

냉각 실링·시스템 외부 배출 단계에서, 그 히트 실링이 행해진 개소를 냉각하고 나서 포장백을 시스템 밖으로 배출하도록 한 것을 특징으로 한다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 가스 충전 포장 방법에 있어서, 상기 백 보급 수단에 포장백의 크기에 대응하여 수용 스페이스를 자동 조절 가능한 복수의 매거진을 구비하고 있고, 포장백을 매거진에 충전하는 공급 위치로부터 상기 백 척에 의해 매거진에 수용된 포장백을 인출하는 보급 위치로 매거진을 순환 이동시키도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

매거진은, 포장을 행하는 포장백의 크기에 대응하여 수용 스페이스를 자동 조절 가능하므로, 백 사이즈 변경에 따른 번거로운 작업이 불필요해지므로, 포장기의 자동화에 기여한다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 가스 충전 포장 방법에 있어서, 상기 포장백을 지지하는 그립의 좌우 한 쌍의 협지부의 간격을 포장백의 크기에 맞추어 자동 조절하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

그립은, 포장을 행하는 포장백의 크기에 대응하여 좌우 한 쌍의 협지부의 간격을 자동 조절하게 되므로, 백 사이즈 변경에 따라 다수의 그립을 하나 하나 조절하는 번거로운 작업이 불필요해지므로, 백 사이즈 변경에 따른 포장기의 대응을 신속하고 또한 원활하게 행할 수 있다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1∼3 중 어느 하나에 기재된 가스 충전 포장 방법에 있어서, 포장백이 상기 척이 형성된 거싯백의 경우에는, 백의 공급 후에 척을 개방하는 동시에 백의 표면부 또는 배면부와 양측 에지의 V자형 접어넣음 부분(folded portion)의 한쪽과의 중첩 부분에 포인트 실링을 행하여 상기 부분을 고정하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

포장백이 개방된 상태에서 동조 깔때기의 하측 입구가 삽입될 때, 상기 접어넣음 부분이 내측 중앙으로 돌출되어 있었을 경우에 하측 입구가 간섭될 우려가 있다. 그래서, 백의 표면부 또는 배면부와 양측 에지의 V자형 접어넣음 부분의 한쪽과의 중첩 부분에, 포인트 실링을 행하여 상기 부분을 고정시키는 처리를 행함으로써, 동조 깔때기의 삽입 동작을 원활하게 행할 수 있다.

동일한 목적을 달성하기 위해 제5항에 기재된 발명은, 청구항 1∼4 중 어느 하나에 기재된 가스 충전 포장 방법에 있어서, 상기 백 마우스의 본 실링 단계에 있어서, 제1 실링 단계에서 백 마우스의 히트 실링을 행한 후에, 또한 제2 실링 단계에서 백 마우스의 히트 실링을 행하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

가실링 후에 행하는 본 실링을 제1 실링과 제2 실링의 2회로 함으로써, 확실하게 품질이 우수한 실링 처리를 행할 수 있다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1∼5 중 어느 하나에 기재된 가스 충전 포장 방법에 있어서, 상기 백의 공급 단계로부터 냉각 실링·시스템 외부 배출 단계에 이르는 모든 단계가, 상기 환형 통로를 구성하는 한쪽의 직선부 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

모든 단계를 한쪽의 직선부 측에 배치함으로써, 작업자나 보수 관리인이 이동하는 시간을 적게 하는 것이 가능해져, 작업자 등의 노력의 부담 경감에 기여한다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1∼6 중 어느 하나에 기재된 가스 충전 포장 방법에 있어서, 상기 포장백이 종이백의 경우에는, 백의 표면부와 배면부의 백 마우스의 높이를 소정 치수만큼 상이한 형상으로서 내면에 수지가 코팅 처리되어 있는 것을 사용하고, 상기 탈기·가실링 단계에서 백 마우스의 가실링을 행하고 나서 시스템 밖에 설치되는 봉제 수단에 의해 가실링보다 위의 부분을 접어넣어 미싱 봉제를 행하게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 8에 기재된 발명은, 2개의 직선부와 그 양단의 반원형부로 이루어지는 환형 통로를 수평 이동하는 다수의 그립 유닛을 복수의 단계마다 간헐 이동하고, 그 그립 유닛의 그립에 의해 백 마우스를 위로 하여 매달린 상태로 지지된 포장백에 피포장물을 충전하는 동시에 가스 충전을 행하고 나서 백 마우스의 히트 실링을 행하도록 한 트랙식 가스 충전 포장기로서,

상기 포장백으로서 양측 에지에 접어넣음 부분을 가지는 대형의 거싯백, 바닥부에 접어넣음 부분을 가지는 대형의 자립백 또는 이들 중 어느 하나의 백에 척을 구비한 대형의 척이 형성된 백 또는 플랫백(flat bag)을 대상으로 하고,

포장백의 크기와 종류, 피포장물의 종류를 입력하는 조작 패널과,

매거진에 적층되어 수용된 다수의 포장백을, 구동 기구에 의해 상하 이동 가능한 흡착반에 의해 위로부터 1매씩 넘겨 들어올려 수평 이동 가능한 백 척에 받아건네고, 그 백 척에 의해 파지된 포장백을 이송하여 인접하는 백 위치 결정 유닛의 가이드 내에 떨어뜨려 넣는 백 보급 유닛과, 상기 조작 패널에 의한 입력 데이터에 기초하여 백 폭에 대응하는 사이드 가이드의 위치와, 백의 길이에 대응하는 백 마우스측의 전단 가이드 및 후단 가이드의 위치를 자동 조정하여 위치 결정을 행하는 상기 위치 결정 유닛과, 그 가이드 내의 포장백을 백 공급 유닛의 척에 의해 파지하여 위쪽에 대기하는 백 높이 보정 기능을 구비한 클램프 유닛의 클램프에 백 마우스를 위로 하여 협지시켜 백의 공급 단계에 대기하는 상기 그립에 포장백을 보내도록 설치한 백의 공급 수단과,

백 마우스의 양측에 진퇴(進退) 가능하게 설치한 흡착반의 흡착 작용에 의해 백 마우스를 개방하는 개구 유닛과, 포장백의 양측 아래쪽에 진퇴 가능하게 설치한 흡착반의 흡착 작용에 의해 상기 백의 바닥부를 부푼 상태로 하는 선행(先行) 정형 유닛과,

포장백의 이송과 동기하여 상하 이동과 수평 이동 제어되는 동조 깔때기에 의해 소정량의 피포장백을 포장백에 충전하는 동시에, 상기 동조 깔때기에 구비한 가스 충전 노즐에 의해 피포장물의 충전 작업 종료 직전부터 후속의 복수 단계까지의 동안에 있어서 상기 백 내로 불활성 가스의 공급 동작을 행하도록 설치한 충전 수단과,

피포장물의 충전 단계로부터 탈기·가실링 단계까지의 동안에 있어서, 받이부재를 포장백의 바닥부에서 탭핑하여 피포장물의 떨어뜨려 넣음을 어시스트하는 바닥 탭핑 유닛과, 단수 또는 복수의 포장백을 협지하여 상기 포장백의 이송 속도로 회전 속도를 동기하도록 제어되는 적어도 1조의 컨베이어 유닛과의 공동 작업에 의해 포장백을 원하는 형태로 정형하도록 설치한 정형 수단과,

백 마우스의 양측에 진퇴 가능하게 설치한 흡착반의 흡착 작용에 의해 백 마우스의 일부를 개방하여 탈기 노즐의 삽입을 가능하게 하는 동시에 상기 개방 부분 이외의 백 마우스 부분을 폐쇄 가능한 이동식 백 마우스 보조 개구 유닛과,

가히터에 의해 백 마우스를 협지하여 가실링을 행하는 백 마우스의 가실링 유닛과,

그 가실링 개소에 다시 히트 실링을 행하는 백 마우스의 본 실링 유닛과,

그 히트 실링이 행해진 개소를 냉각시키는 냉각 실링 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 8에 기재된 가스 충전 포장기에 있어서, 상기 백 보급 유닛에 포장백의 크기에 대응하여 수용 스페이스를 자동 조절 가능한 복수의 매거진을 구비하고 있고, 포장백을 매거진에 충전하는 공급 위치로부터 상기 백 척에 의해 매거진에 수용된 포장백을 인출하는 보급 위치로 매거진을 순환 이동시키도록 설치한 것을 특징으로 한다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 가스 충전 포장기에 있어서, 상기 매거진은, 수평 방향으로 평행하게 배치된 체인 또는 벨트가 별개의 구동 유닛에 의해 각각 정회전 및 역회전 가능하게 설치되어 있고, 한쪽의 사이드 가이드와 다른 쪽의 사이드 가이드를 별개의 체인 또는 벨트에 장착하고, 이들 체인이나 또는 벨트의 회전 방향을 서로 변경함으로써 양 사이드 가이드의 간격을 소정의 백 폭에 맞도록 자동 조정하고, 이들 체인 또는 벨트가 같은 회전 방향의 경우에 소정의 백 폭을 유지한 상태로 순환 이동하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 11에 기재된 발명은, 청구항 8∼10 중 어느 하나에 기재된 가스 충전 포장기에 있어서, 상기 포장백을 지지하는 그립의 좌우 한 쌍의 협지부의 간격을 포장백의 크기에 맞추어 자동 조절하도록 설치한 것을 특징으로 한다.

그립은, 포장을 행하는 포장백의 크기에 대응하여 좌우 한 쌍의 협지부의 간격을 자동 조절하도록 형성되어 있으므로, 백 사이즈 변경에 따라 다수의 그립을 하나 하나 조절하는 번거로운 작업이 불필요해지므로, 백 사이즈 변경에 따른 포장기의 대응을 신속히 원활하게 행할 수 있다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 12에 기재된 발명은, 청구항 8∼11 중 어느 하나에 기재된 가스 충전 포장기에 있어서, 포장백이 상기 척이 형성된 거싯백의 경우에는, 백의 공급 후의 척 개방 단계에서 척을 개방하는 동시에 포인트 실링 단계에서 백의 표면부 또는 배면부와 양측 에지의 V자형 접어넣음 부분의 한쪽과의 중첩 부분에 히트 실링을 행하여 상기 부분을 고정시키는 포인트 실링 유닛을 설치하는 것을 특징으로 한다.

포장백이 개방된 상태에서 동조 깔때기의 하측 입구가 삽입될 때, 상기 접어넣음 부분이 내측 중앙으로 돌출되어 있었을 경우에 하측 입구가 간섭할 우려가 있다. 그래서, 백의 표면부 또는 배면부와 양측 에지의 V자형 접어넣음 부분의 한쪽과의 중첩 부분에, 포인트 실링을 행하여 상기 부분을 고정시키는 처리를 행함으로써, 동조 깔때기의 삽입 동작을 원활하게 행할 수 있다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 13에 기재된 발명은, 청구항 8∼12 중 어느 하나에 기재된 가스 충전 포장기에 있어서, 상기 백 마우스의 본 실링 유닛이, 제1 실링 유닛과 제2 실링 유닛으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

가실링 직후에 행해지는 본 실링을 제1 실링과 제2 실링의 2회로 함으로써, 확실하게 품질이 우수한 실링 처리를 행할 수 있다.

동일한 목적을 달성하기 위해 청구항 14에 기재된 발명은, 청구항 8∼13 중 어느 하나에 기재된 가스 충전 포장기에 있어서, 상기 포장백의 공급으로부터 냉각 실링을 행할 때까지의 모든 단계가, 상기 환형 통로를 구성하는 한쪽의 직선부 측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

[청구항 1의 발명]

이 가스 충전 포장 방법에 의하면, 대형 포장백에 대한 피포장물의 백 충전을 품질이 우수한 안정된 형태에 의해 행할 수 있으므로, 포장 후의 제품을 편평하게 적재했을 때에서의 적하물 붕괴가 쉽게 생기지 않는 장점이 있다. 부가하여, 조작 패널에 의해 포장백의 크기와 종류, 피포장물의 종류를 입력함으로써, 백 사이즈 변경에 따른 관련 장치, 예를 들면, 공급 장치의 매거진의 수용 스페이스, 백 위치 결정 유닛의 가이드 위치 조정, 그립의 협지부의 간격 조절 등의 전환을 포함하는 전체 작업을 자동적으로 행할 수 있어, 대형 포장백에 의한 포장을 원활하게 행할 수 있다.

[청구항 8의 발명]

이 가스 충전 포장기에 의하면, 대형 포장백에 대한 피포장물의 백 충전을 품질이 우수한 안정된 형태에 의해 행할 수 있으므로, 포장 후의 제품을 편평하게 적재했을 때에서의 적하물 붕괴가 쉽게 생기지 않는 장점이 있다. 부가하여, 조작 패널에 의한 포장백의 크기와 종류, 피포장물의 종류를 입력함으로써, 백 사이즈 변경에 따른 관련 장치, 예를 들면, 공급 장치의 매거진의 수용 스페이스, 백 위치 결정 유닛의 가이드 위치 조정, 그립의 협지부의 간격 조절 등의 전환을 포함하는 전체 작업을 자동적으로 행할 수 있어, 대형 포장백에 의한 포장을 원활하게 행할 수 있다.

도 1은 본 발명 방법에 관한 가스 충전 포장기의 개요 설명도이다.
도 2는 동, 평면도이다.
도 3은 동, 측면도이다.
도 4는 포장 단계에서의 작업 내용을 설명하는 모식도이다.
도 5는 클램프 유닛의 사시도이다.
도 6은 클램프 유닛의 평면도이다.
도 7은 백의 공급 장치에 있어서의 연계 작업을 설명하는 모식도이다.
도 8은 백의 공급 장치의 정면도이다.
도 9는 백의 공급 장치의 측면도이다.
도 10의 (1) 통상의 플라스틱제 백과 (2) 종이백의 백 마우스의 설명도이다.
도 11은 충전 단계로부터 본 실링 단계까지의 설명도이다.
도 12는 충전 단계에서의 충전 장치와 정형 장치의 배치를 나타낸 설명도이다.
도 13은 컨베이어 유닛의 평면도이다.
도 14는 탈기·가실링 단계에서의 작업을 설명하는 모식도이다.

이하에, 본 발명의 최선의 형태예를 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 가스 충전 포장 방법과 그 포장기를 적용하는 트랙식 가스 충전 포장기(P)를 도 1 및 도 2에 나타낸다. 이 포장기(P)는, 대형의 포장백에 10∼20 kg 정도의 무게의 쌀, 애완동물 사료, 비료 등의 피포장물을 충전하여 포장하여 피포장물의 충전으로부터 백 마우스의 가실링을 행할 때까지 연속하여 정형을 행함으로써, 포장 후의 제품을 편평하게 적재했을 때에서의 적하물 붕괴의 쉽게 생기지 않는 안정된 형태의 제품을 얻는 포장을 행하고, 오퍼레이터의 지령에 기초하여 백 사이즈의 변경에 따른 관련 장치의 전환을 포함하는 전체 작업을 자동적으로 행할 수 있다. 포장 단계로서는, 도 1, 도 4에 나타낸 바와 같이, 백의 공급 단계(1), 척이 형성된 백의 경우에 폐쇄된 척을 개방하는 척 개방 단계(2), 포인트 실링 단계(3), 백 개구·부풀림 단계(4), 피포장물의 충전 단계(5), 진동·가스 충전 단계(6)(7), 탈기·가실링 단계(8), 제1 실링 단계(9), 제2 실링 단계(10), 냉각·시스템 외부 배출 단계(11)로 이루어진다.

도 1∼3에 나타낸 바와 같이, 이 포장기(P)는, 2개의 직선부(3a, 3b)와 그 양단의 반원형부(3c, 3d)로 이루어지는 환형 통로(3)를 수평 이동하는 다수의 그립 유닛(5)을 상기 단계마다 간헐 이동시키고, 그 그립 유닛(5)의 그립(11)에 의해 백 마우스를 위로 하여 매달린 상태로 지지되는 포장백에 피포장물을 충전하는 동시에 품질을 유지하기 위한 불활성 가스(질소 가스)의 충전을 행하여 백 마우스를 포장하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 포장백의 공급으로부터 냉각 실링을 행할 때까지의 모든 단계가, 환형 통로(3)를 구성하는 한쪽의 직선부(3a) 측에 배치되어 있다. 이 포장기(P)를 구성하는 주된 장치, 유닛 및 요점에 대하여 이하에 설명한다.

그리고, 이 포장기(P)에서는, 백 마우스의 본 실링 단계를 제1 실링 단계(9)와 제2 실링 단계(10)의 2개의 단계로 나누어 히트 실링의 확실성을 유지하고 있지만, 이것을 하나의 단계로 하는 것도 가능하다.

포장백의 대상으로서는, 양측 에지에 접어넣음 부분을 가지는 거싯백, 바닥부에 접어넣음 부분을 가지는 자립백 또는 이들 중 어느 하나의 백에 척을 구비한 척이 형성된 백 또는 플랫백인 이 실시예에 있어서의 백의 크기에 대해서는, 폭: 300∼450㎜, 길이(높이): 600∼1050㎜이다. 접어넣음 부분을 전개한 길이는, 100∼200 ㎜이다

도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 그립 유닛(5)은, 베이스(6)에 회전 가능하게 설치된 복수 조(組)의 롤러(7)가 환형 통로(3)를 형성하는 레일(4a, 4b)에 장착되어 있어, 기대(機臺)(1)에 내장되는 인덱스 기구와 모터 장치로 이루어지는 공지의 구동 유닛(도시하지 않음)에 의해 구동되는 환형 반송(搬送) 벨트(4)에 상기 베이스(6)가 장착되어 간헐 이동하도록 설치되어 있다.

도 6에 있어서, 베이스(6)에는, 좌우 한 쌍의 홀더(8)가 회동(回動) 가능하게 축지지되고, 이들 홀더(8)의 일부끼리를 링크(9)에 의해 연결하고 있다. 홀더(8)에 각각 구비하는 그립(11)의 협지부(12)는, 링크 기구(機構)(13)의 작동간(13a)에 구비한 롤러(14)를, 공지의 구동 유닛에 의해 회전 제어되는 캠 기구(도시하지 않음)에 의해 압압 부재(도시하지 않음)를 진퇴 동작시키는 것에 의해 개폐 가능하게 설치되어 있다.

또한, 1조의 그립(11)의 협지부(12)의 간격(w)에 대해서는, 한쪽의 홀더(8)로부터 연장되는 레버(8a)에 구비한 롤러(15)를 서보 모터 구동 유닛(도시하지 않음)에 의해 이동 제어되는 압압 부재(17)의 진퇴 동작에 의해 백 폭의 크기에 맞추어 자동 조절할 수 있도록 설치되어 있다. 부호 "18"은 한쪽의 홀더(8)와 다른 쪽의 홀더(8)의 사이에 현가(縣架)된 코일 스프링이다. 이 코일 스프링(18)은, 롤러(15)를 압압 부재(17)에 탄압(彈壓)시킴으로써, 협지부(12)를 일정한 간격(w)으로 유지시키는 역할을 담당한다.

(백의 공급 장치)

백의 공급 장치(백의 공급 수단)(20)는, 매거진(31)에 쌓이는 포장백을 백 위치 결정 유닛(35)의 가이드 내에 떨어뜨려 넣는 백 보급 유닛(22)과, 포장기(P)에 구비된 조작 패널(2)에 의해 입력되는 백의 사이즈에 대응하여 가이드의 위치 결정을 행하는 백 위치 결정 유닛(35)과, 백 공급 유닛(45)과 클램프 유닛(50)의 연계 동작에 의해 포장백을 소정 자세에 의해 백의 공급 단계(1)에 대기하는 그립(11)에 보내는 개요 구성으로 되어 있다. 이 백의 공급 장치(20)에서의 주된 작업 내용에 대해서는, 도 7에 나타낸다.

도 8에 있어서, 백 보급 유닛(22)은, 프레임(21)에 장착된 서보 모터 구동 유닛(구동 기구)(23)에 의해 상하 이동 가능한 흡착반(24)에 의해 매거진(31)에 적층되어 수용되는 다수의 포장백을 위로부터 1매씩 넘겨 소정 높이까지 들어올리도록 설치되어 있다. 부호 "27"은 액추에이터(25)에 의해 수평 이동 가능하게 되어 있어, 실린더(26)의 작동에 의해 개폐 가능하게 된 백 척이다. 백 척(27)은 백 보급 유닛(22)의 흡착반(24)에 의해 들어올려진 포장백의 일측 에지[백 위치 결정 유닛(35) 가까이의 측 에지]를 파지하여 인접하는 백 위치 결정 유닛(35)의 가이드 내에 떨어뜨리도록 설치되어 있다.

매거진(31)은, 프레임(29)에 수평 방향으로 평행하게 배치된 체인(또는 벨트, 바람직하게는 타이밍 벨트)(30, 30)이 별개로 구비하는 서보 모터 구동 유닛에 의해 각각 정회전 및 역회전 가능하게 설치되어 있고, 한쪽의 사이드 가이드(32a)와 다른 쪽의 사이드 가이드(32b)를 각각의 체인(30)에 장착하고, 이들 체인(30, 30)의 회전 방향을 서로 변경함으로써 양 사이드 가이드(32a, 32b)의 간격을 소정의 백 폭에 맞도록 자동 조정하도록 설치되어 있다. 복수의 매거진(31)은, 한쪽의 체인(30)과 다른 쪽의 체인(30)이 같은 회전 방향으로 구동되는 경우에, 소정의 백 폭을 유지한 상태로 백을 충전하는 공급 위치(L_l), 대기 위치(L₂)로부터 백 척(27)에 의해 포장백의 일측 에지를 잡는 보급 위치(L₃)로 순환 이동 가능하게 설치되어 있다.

백 위치 결정 유닛(35)은, 입력 데이터에 기초하여 백 폭에 대응하는 사이드 가이드(36, 37)의 위치를 서보 모터 구동 유닛(도시하지 않음)에 의해 자동 조정하고, 후단 가이드(38)의 위치를 서보 모터 구동 유닛(39)에 의해 자동 조정하여 위치 결정을 행하게 되어 있다. 또한, 백 마우스측의 전단 가이드(40)가 통상의 플라스틱제 백과 종이백에 대응하도록 액추에이터(41)의 작동에 의해 위치를 자동적으로 전환 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 이 실시예에 있어서, 「가이드」라고 칭할 때는, 사이드 가이드(36, 37)와 전단 카이드(40)로 이루어지는 구성을 의미하는 것으로 한다.

또한, 포장백이 종이백의 경우에는, 백의 표면부와 배면부의 백 마우스의 높이를 소정 치수만큼 상이한 형상으로서 내면에 수지가 코팅 처리되어 있는 것을 사용하고, 이 포장기(P)에 의해 백 마우스의 가실링을 행하고 나서, 시스템 밖에 설치되는 봉제 수단에 의해 가실링보다 위의 부분을 접어넣은 상태로 미싱 봉제를 행하게 된다. 그러므로, 종이백의 경우에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 백 마우스의 높이가 정돈되지 않아 낮은 측을 높이의 기준으로 하고 있으므로, 그립(11)에 의해 협지되는 위치로부터 백 마우스까지의 길이 치수(h)를 통상의 플라스틱제 백보다 크게 할 수 있도록 전단 가이드(40)에 의해 전환 조절 가능하게 설치되어 있다.

백 공급 유닛(45)은, 도시하지 않은 캠에 의해 회전 제어되는 축(46)에 고정된 암(arm)(47)을 포장백의 그립 위치와 클램프 유닛(50)의 클램프(56)에 받아건네는(pass) 위치의 사이를 왕복 회전하도록 설치되어 있다. 부호 "48"은 암(47)의 선단부에 설치된 척이다.

본 포장기(P)의 기대(1)에 내장되는 구동 장치에 의해 전체의 장치·기구의 타이밍을 제전하는 주축(主軸)(1a)에는, 도시하지 않은 복수의 캠을 설치하고 있다(도 3). 그리고, 클램프 유닛(50)은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 그 중의 특정한 캠에 의해 회전 제어되는 축(51)에 고정된 레버(52)에 의해 한 쌍의 클램프(56)를 구비한 베이스(55)를 전후 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 클램프(56)는, 도시하지 않은 캠에 의해 회전 제어되는 축(53)에 고정된 레버(54)에 의해 개폐 가능하게 설치되어 있다. 베이스(55)는, 상기 암(47)에 설치된 레이저식 센서(49)에 의해 검출되는 데이터에 기초하여 서보 모터 구동 유닛(57)에 의해 승강 자유롭게 설치되어 있다. 이로써, 클램프(56)에 의해 협지되는 포장백의 높이를 소정의 치수에 자동 조정 가능하게 하고, 여기서는 그 기능을 「백 높이 보정 기능」이라는 것으로 한다. 이 「백 높이 보정 기능」에 대해서는, 본건 출원인에 관한 포장백 공급 장치의 일례인 일본 공개특허 제2011―6129호 공보에 있어서 개시되어 있는 공지 기구에 준하는 구성으로 되어 있다.

따라서, 매거진(31)에 적층되어 수용된 다수의 포장백을 백 보급 유닛(22)의 흡착반(24)에 의해 위로부터 1매씩 넘겨 들어올려 백 척(27)에 받아건네고, 그 백 척(27)에 의해 파지된 포장백을 인접하는 백 위치 결정 유닛(35)까지 이송하여 상기 유닛(35)의 가이드 내에 떨어뜨려 넣고 나서, 상기 입력 데이터에 기초하여 가이드의 백 폭에 대응하는 사이드 가이드(36, 37)의 위치와, 전단 가이드(40) 및 후단 가이드(38)의 위치를 자동 조정하여 위치 결정을 행하고, 그 다음에 가이드 내의 포장백(a)을 백 공급 유닛(45)의 척(48)에 의해 파지하여 위쪽에 대기하는 클램프 유닛(50)의 클램프(56)에 백 마우스를 위로 하여 협지시켜 백의 공급 단계(1)에 대기하는 그립(11)에 포장백을 보내는 백의 공급 장치(20)가 구성된다.

(포인트 실링 유닛)

포인트 실링 단계(3)에는, 포인트 실링 유닛(60)을 설치하고 있다. 거싯백의 경우에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 양측 에지에 V자형 접어넣음 부분(c)이 형성되어 있고, 본 포장기(P)에서 사용되는 대형 백(a)의 경우에는, 접어진 상태에서 접어넣음 부분의 길이 치수가 50㎜ 또는 100㎜로 된다. 이 백(a)이 개방된 상태에서 후기하는 동조 깔때기의 하측 입구가 삽입될 때, 만일 접어넣음 부분(c)이 내측 중앙으로 돌출되어 있었을 때 하측 입구가 간섭할 우려가 있다. 이것을 고려하여, 백의 표면부 또는 배면부와, 양측 에지의 V자형 접어넣음 부분(c)의 한쪽과의 중첩 부분에, 포인트 실링 유닛(60)에 의해 히트 실링을 행하여 상기 부분을 고정시키는 처리를 행하게 되어 있다.

(선행 정형 유닛)

백 개구·부풀림 단계(4)에는, 백 마우스(b)의 양측에 진퇴 가능하게 설치한 흡착반(63)의 흡착 작용에 의해 백 마우스를 개방하는 개구 유닛(62)과, 선행 정형 유닛(65)을 설치하고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 선행 정형 유닛(65)은, 포장백(a)의 양측 아래쪽에 진퇴 가능하게 설치한 흡착반(66)의 흡착 작용에 의해 상기 백의 바닥부를 부푼 상태로 하도록 설치되어 있다.

(충전 장치)

충전 장치(충전 수단)(70)는, 포장백의 이송과 동기하여 상하 이동과 수평 이동을 제어하는 동조 깔때기(77)에 의해 소정량의 피포장물을 포장백에 충전하도록 설치되어 있다. 상세하게는, 도 3에 있어서, 평면에서 볼 때 소정 간격을 두고 배치된 한 쌍의 풀리(71)에 장착된 환형 반송 벨트(72)에 승강 유닛(73)을 설치하고, 승강 유닛(73)의 슬라이딩(76)에 가스 충전 노즐(78)을 구비한 동조 깔때기(77)를 장착하고 있다. 승강 유닛(73)의 하단부(73b)는, 제2 환형 통로(70a)를 형성하는 레일(75)에 이동 자유롭게 장착되어 있다. 그리고, 승강 유닛(73)은, 포장백의 이송과 동기하여 서보 모터 구동 유닛(74)의 구동에 의해 상하 이동이 제어되고, 기대(1)에 내장되는 인덱스 기구와 모터 장치로 이루어지는 공지의 구동 유닛(도시하지 않음)에 의해 포장백의 이송과 동기시켜 수평 이동이 제어되도록 설치되어 있다.

(바닥 탭핑 유닛)

바닥 탭핑 유닛(80)은, 피포장물의 충전 단계(5), 진동·가스 충전 단계(6)(7) 및 탈기·가실링 단계(8)의 3개소에 배치되고(도 11, 도 12), 기대(1) 측에 설치된 서보 모터 구동 유닛(81)에 의한 회전 운동을 크랭크 기구(82)에 의해 직선 운동으로 변환함으로써 받이부재(83)를 상하 운동시키도록 설치되어 있다. 부호 "85"는 세로 방향으로 배치된 가이드 부재(84)에 장착된 바닥 탭핑 유닛(80)을 상하 방향으로 이동시킴으로써 높이 조절을 행하도록 설치된 서보 모터 구동 유닛이다.

따라서, 동조 깔때기(77)가 백 개구·부풀림 단계(4)에서 서보 모터 구동 유닛(74)의 구동에 의해 하강하여 포장백에 삽입된 상태로 피포장물의 충전 단계(5)로 이동하고 정지했을 때, 바닥 탭핑 유닛(80)의 받이부재(83)를 포장백의 바닥부에서 탭핑함으로써 피포장물의 떨어뜨려 넣음을 어시스트하면서, 도시하지 않은 칭량(秤量) 장치로부터 방출되는 소정량의 피포장물이 상기 동조 깔때기(77)를 통하여 충전되어 충전 작업 종료 직전부터 가스 충전 노즐(78)에 의해 상기 백 내 불활성 가스의 공급 동작을 개시하는 충전 장치(70)가 구성된다.

(정형 장치)

정형 장치(정형 수단)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 피포장물의 충전 단계(5)로부터 탈기·가실링 단계(8)까지의 동안에 있어서, 단수 또는 복수의 포장백을 협지하여 상기 포장백의 이송 속도로 회전 속도를 동기하도록 제어되는 적어도 1조의, 이 실시예에 있어서는 3조의 컨베이어 유닛(91)과, 상기 바닥 탭핑 유닛(80)과의 공동 작업에 의해 포장백을 원하는 형태, 이 실시예에서는 직육면체의 형태로 정형하도록 설치되어 있다. 따라서, 이들 정형을 행함으로써, 제품으로서의 포장백을 편평하게 적재했을 때의 적하물 붕괴가 생기는 것이 회피되는 것이다.

도 12, 도 13에 있어서, 컨베이어 유닛(91)은, 기대(1)에 소정 간격을 두고 배치된 베어링 부재(92)에 가이드 바(93)를 포장백의 흐름 방향(x)에 대하여 직교하는 방향으로 진퇴 가능하게 지지시키고, 이들 가이드 바(93)의 선단에 고정된 베이스(94)에 사이드 컨베이어(98)를 설치하고 있다. 부호 "96"은 서보 모터 구동 유닛(95)에 의해 회전 제어되는 볼나사이며, 볼나사(96)의 선단부는 베이스(94)에 장착되어 있다. 사이드 컨베이어(98)는, 포장백의 흐름 방향(x)에 평행하게 소정 간격을 두고 배치된 풀리(99, 99)에 플라스틱 체인(100)을 걸어건네고, 플라스틱 체인(100)의 회전 속도를 포장백의 이송 속도에 동기시키도록 설치되어 있다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 이 사이드 컨베이어(98)는, 통과하는 포장백의 표면과 배면의 양측에 배치되어 있어, 포장백의 흐름 방향(x)과 같은 방향으로 회전하도록 설치되어 있다.

(이동식 백 마우스 보조 개구 유닛)

도 11, 도 14에 나타낸 바와 같이, 이동식 백 마우스 보조 개구 유닛(105)은, 소형의 흡착반(107)과, 탈기 노즐(110)의 삽입을 가능하게 하는 개방 부분 이외의 백 마우스 부분을 폐쇄하는 백 마우스 가압 부재(108)가 장착된 베이스(106)를 액추에이터(도시하지 않음)의 구동에 의해 진퇴 가능하게 설치하는 동시에 상기 액추에이터를 서보 모터 구동 유닛(도시하지 않음)에 의해 진동·가스 충전 단계(7)과 탈기·가실링 단계(8)의 사이를 왕복 이동 가능하게 설치하고 있다. 이들 흡착반(107)과 백 마우스 가압 부재(108)는, 포장백의 표면과 배면의 양측에 대응하여 각각 배치되어 있다.

따라서, 백 마우스의 양측에 진퇴 가능하게 설치한 흡착반(107, 107)의 흡착 작용에 의해 백 마우스의 일부를 개방하여 탈기 노즐(110)의 삽입을 가능하게 하는 동시에 상기 개방 부분 이외의 백 마우스 부분을 폐쇄 가능하게 설치한 이동식 백 마우스 보조 개구 유닛(105)이 구성된다.

탈기·가실링 단계(8)에 있어서는, 포장백에 탈기 노즐(110)을 삽입하여 상기 백 내에 잔류하는 공기를 제거하고 나서 상기 노즐(110)을 포장백으로부터 탈출시킨 후에, 가실링 유닛의 가히터(112)에 의해 백 마우스를 협지하여 가실링이 행해진다.

본 실링 유닛은, 제1 실링 단계(9)에 설치되는 제1 실링 유닛과, 제2 실링 단계(10)에 설치되는 제2 실링 유닛으로 이루어진다. 그리고, 가히터(112)에 의해 행해진 가실링 개소에, 또한 제1 실링 유닛의 히터(113), 제2 실링 유닛의 히터(114)에 의해 히트 실링이 행해진다.

냉각 실링 유닛은, 본 실링 유닛에 의해 히트 실링이 행해진 개소를 냉각 바(115)에 의해 냉각을 행하는 공지 구성으로 되어 있다.

이로써, 조작 패널(2)에 의해 포장백의 크기와 종류, 피포장물의 종류 등을 입력하고,

백의 공급 단계(1)에서, 백의 공급 장치(20)의 매거진(31)에 적층되어 수용된 다수의 포장백을 백 보급 유닛(22)의 흡착반(24)에 의해 위로부터 1매씩 넘겨 들어올려 백 척(27)에 받아건네고, 백 척(27)에 의해 파지된 포장백을 백 위치 결정 유닛(35)까지 이송하여 상기 유닛의 가이드 내에 떨어뜨려 넣고 나서, 입력 데이터에 기초하여 백 폭에 대응하는 사이드 가이드(36, 37)의 위치와, 전단 가이드(40) 및 후단 가이드(38)의 위치를 자동 조정하고, 가이드 내의 포장백을 백 공급 유닛(45)의 척(48)에 의해 파지하여 위쪽에 대기하는 클램프 유닛(50)의 클램프(56)에 백 마우스를 위로 하여 협지시켜, 클램프(56)로부터 백의 공급 단계(1)에 대기하는 그립(11)에 포장백을 보내고,

백 개구·부풀림 단계(4)에서, 흡착반(63)의 흡착 작용에 의해 백 마우스를 개방하는 동시에 상기 포장백의 바닥부를 흡착반(66)의 흡착 작용에 의해 부푼 상태로 하고,

피포장물의 충전 단계(5)에서, 포장백의 이송과 동기하여 상하 이동과 수평 이동 제어되는 동조 깔때기(77)를 하강시켜 포장백에 삽입하는 동시에 바닥 탭핑 유닛(80)의 받이부재(83)를 포장백의 바닥부에서 탭핑함으로써 피포장물의 떨어뜨려 넣음을 어시스트하면서 소정량의 피포장물을 충전하고,

그 충전 작업 종료 직전부터 후속의 복수 단계까지의 동안에 있어서, 동조 깔때기(77)에 구비한 가스 충전 노즐(78)로부터 상기 백 내로 불활성 가스의 공급 동작을 계속하고,

피포장물의 충전 단계(5)로부터 탈기·가실링 단계(8)까지의 동안에 있어서, 바닥 탭핑 유닛(80)과 단수 또는 복수의 포장백을 협지하여 상기 포장백의 이송 속도로 회전 속도를 동기하도록 제어되는 3조의 컨베이어 유닛(91)을 설치한 정형 장치와의 공동 작업에 의해 포장백을 원하는 형태로 정형하고,

포장백이 탈기·가실링 단계(8)까지 이동하는 동안에 있어서, 동조 깔때기(77) 및 가스 충전 노즐(78)을 포장백으로부터 탈출시키는 동시에 백 마우스의 일부를 흡착반(107)의 흡착 작용에 의해 개방한 상태로 하고,

탈기·가실링 단계(8)에서, 포장백에 탈기 노즐(110)을 삽입하여 잔류하는 공기를 제거하고 나서 상기 노즐(110)을 포장백으로부터 탈출시키고, 가히터(112)에 의해 백 마우스를 협지하여 가실링을 행하고,

제1 실링 단계(9)와 제2 실링 단계(10)에서 가실링 개소에 히트 실링을 행하고,

냉각 실링·시스템 외부 배출 단계(11)에서, 히트 실링 개소를 냉각하고 나서 제품인 포장백(a')을 시스템 밖으로 배출하고, 백 사이즈의 변경에 따른 관련 장치의 전환 작업을 전자동으로 행할 수 있는 본 발명에 관한 트랙식 가스 충전 포장기(P)가 구성된다.

그리고, 그립(11)에 의해 지지된 포장백이, 소정의 높이가 아닌 경우, 척이 형성된 백의 경우에 척이 개방되어 있지 않은 경우 또는 다른 한쪽의 그립(11)으로 밖에 지지하고 있지 않은 경우에 대해서는 포인트 실링 단계(3)에서 그립(11)이 개방 작동하여 상기 백을 시스템 밖으로 배출하는 처리가 행해진다. 또한, 그립(11)에 의해 지지된 포장백이, 개구 불량, 부풀음 불량의 경우에는 제1 실링 단계(9)에서 그립(11)이 개방 작동하여 상기 백을 시스템 밖으로 배출하는 처리가 행해진다. 또한, 포장백에 충전된 피포장물에 금속이 혼입되어 있는 경우에는, 금속 탐지 센서(도시하지 않음)의 검지 동작에 기초하여 제1 실링 단계(9)에서 그립(11)이 개방 작동하여 상기 백을 시스템 밖으로 배출하는 처리가 행해진다.

피포장물이 충전된 포장백은 15∼20 kg의 중량으로 되고, 이것을 그립(11)만으로 지지하면 백의 상부가 연장될 우려가 있다. 그러므로, 제1 실링 단계(9)로부터 냉각·시스템 외부 배출 단계(11)에 백의 바닥부를 지지하는 컨베이어군(120)이 배치되어 있다. 부호 "121"은 시스템 외부 배출용 컨베이어이다.

본 발명에 관한 트랙식 가스 충전 포장기(P)의 작용에 대해서는, 주된 장치, 각 유닛의 항에서 구성과 관련하여 설명하고 있으므로, 설명을 생략한다.

P: 본 발명에 관한 트랙식 가스 충전 포장기
a: 포장백
a': 제품으로서의 포장백
b: 백 마우스
c: 접어넣음 부분
x: 포장백의 흐름 방향
3: 환형 통로
5: 그립 유닛
11: 그립
20: 백의 공급 장치(백의 공급 수단)
22: 백 보급 유닛
24: 흡착반
27: 백 척
31: 매거진
32a, 32b: 사이드 가이드
35: 백 위치 결정 유닛
38: 후단 가이드
40: 전단 가이드
60: 포인트 실링 유닛
62: 개구 유닛
65: 선행 정형 유닛
70: 충전 장치(충전 수단)
77: 동조 깔때기
78: 가스 충전 노즐
80: 바닥 탭핑 유닛
91: 컨베이어 유닛
105: 이동식 백 마우스 보조 개구 유닛
110: 탈기 노즐

Claims

2개의 직선부와 그 양단의 반원형부로 이루어지는 환형(環形) 통로를 수평 이동하는 다수의 그립 유닛을 복수의 단계마다 간헐 이동하고, 상기 그립 유닛의 그립에 의해 백 마우스(bag mouth)를 위로 하여 매달린 상태로 지지된 포장백(packaging bag)에 피(被)포장물을 충전하는 동시에 가스 충전을 행하고 나서 백 마우스의 히트 실링(heat sealing)을 행하도록 한 트랙식(track type) 가스 충전 포장기를 사용하는 가스 충전 포장 방법으로서,
상기 포장백으로서 양측 에지에 접어넣음 부분(folded portion)을 가지는 대형의 거싯백(gusset bag), 바닥부에 접어넣음 부분을 가지는 대형의 자립백(standing-pouch) 또는 이들 중 어느 하나의 백에 척(chuck)을 구비한 대형의 척이 형성된 백 또는 플랫백(平袋; flat bag)을 대상으로 하고,
조작 패널에 의해 상기 포장백의 크기와 종류, 피(被)포장물의 종류를 입력하고,
백의 공급 단계에서, 매거진에 적층되어 수용된 다수의 포장백을 백 보급 유닛의 상하 이동 제어되는 흡착반에 의해 위로부터 1매씩 넘겨 들어올려 백 척(bag chuck)에 받아건네고, 상기 백 척에 의해 파지된 포장백을 인접하는 백 위치 결정 유닛까지 이송하여 상기 유닛의 가이드 내에 떨어뜨려 넣고 나서, 상기 입력 데이터에 기초하여 상기 가이드의 백 폭에 대응하는 사이드 가이드의 위치와, 상기 백의 길이에 대응하는 상기 백 마우스측의 전단(前端) 가이드 및 후단(後端) 가이드의 위치를 자동 조정하여 위치 결정을 행하고, 그 다음에 상기 가이드 내의 포장백을 백 공급 수단의 척에 의해 파지하여 위쪽에 대기하는 백 높이 보정 기능을 구비한 클램프(clamp) 유닛의 클램프에 상기 백 마우스를 위로 하여 협지(sandwich)시키고, 상기 클램프로부터 상기 백의 공급 단계에 대기하는 상기 그립에 포장백을 이송하도록 하고,
백의 개구·부풀림(inflating) 단계에서, 흡착반의 흡착 작용에 의해 상기 백 마우스를 개방하는 동시에 상기 포장백의 바닥부를 흡착반의 흡착 작용에 의해 부푼 상태로 하고,
피포장물의 충전 단계에서, 상기 포장백의 이송과 동기하여 상하 이동과 수평 이동 제어되는 동조 깔때기를 하강시켜 포장백에 삽입하는 동시에 바닥 탭핑(tapping) 유닛의 받이부재를 포장백의 바닥부에서 탭핑함으로써 상기 피포장물의 떨어뜨려 넣음을 어시스트하면서 소정량의 피포장물을 충전하고,
충전 작업 종료 직전부터 후속의 복수 단계까지의 동안에 있어서, 상기 동조 깔때기에 구비한 가스 충전 노즐로부터 상기 백 내로 불활성 가스의 공급 동작을 계속하고,
상기 피포장물의 충전 단계로부터 탈기(脫氣)·가실링(temporary sealing) 단계까지의 동안에 있어서, 상기 바닥 탭핑 유닛과 단수 또는 복수의 포장백을 협지하여 상기 포장백의 이송 속도로 회전 속도를 동기하도록 제어되는 적어도 1조(組)의 컨베이어 유닛을 설치한 정형(整形) 수단과의 공동(共同) 작업에 의해 포장백을 원하는 형태로 정형하고,
그 다음에, 포장백이 탈기·가실링 단계까지 이동하는 동안에 있어서, 상기 동조 깔때기 및 상기 가스 충전 노즐을 포장백으로부터 탈출시키는 동시에 상기 백 마우스의 일부를 흡착반의 흡착 작용에 의해 개방한 상태로 하고,
탈기·가실링 단계에서, 상기 포장백에 탈기 노즐을 삽입하여 상기 백 내에 잔류하는 공기를 제거하고 나서 상기 노즐을 포장백으로부터 탈출시키고, 이어서 가히터(temporary heater)에 의해 상기 백 마우스를 협지하여 가실링을 행하고,
또한, 백 마우스의 본 실링 단계에서 가실링 개소(箇所)에 히트 실링을 행하고,
냉각 실링·시스템 외부 배출 단계에서, 상기 히트 실링이 행해진 개소를 냉각하고 나서 포장백을 시스템 밖으로 배출하도록 한,
가스 충전 포장 방법.
제1항에 있어서,
상기 백 보급 유닛에 상기 포장백의 크기에 대응하여 수용 스페이스를 자동 조절 가능한 복수의 매거진을 구비하고 있고, 상기 포장백을 상기 매거진에 충전하는 공급 위치로부터 상기 백 척에 의해 매거진에 수용된 포장백을 인출하는 보급 위치로 매거진을 순환 이동시키도록 되어 있는, 가스 충전 포장 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 포장백을 지지하는 그립의 좌우 한 쌍의 협지부(挾持部)의 간격을 상기 포장백의 크기에 맞추어 자동 조절하게 되어 있는, 가스 충전 포장 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 포장백이 상기 척이 형성된 거싯백인 경우에는, 상기 백의 공급 후에 척을 개방하는 동시에 상기 백의 표면부 또는 배면부와, 양측 에지의 V자형 접어넣음 부분의 한쪽과의 중첩 부분에 포인트 실링을 행하여 상기 부분을 고정하게 되어 있는, 가스 충전 포장 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 백 마우스의 본 실링 단계에 있어서, 제1 실링 단계에서 상기 백 마우스의 히트 실링을 행한 후에, 다시 제2 실링 단계에서 상기 백 마우스의 히트 실링을 행하게 되어 있는, 가스 충전 포장 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 백의 공급 단계로부터 냉각 실링·시스템 외부 배출 단계에 이르는 모든 단계가, 상기 환형 통로를 구성하는 한쪽의 직선부 측에 배치되어 있는, 가스 충전 포장 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 포장백이 종이백의 경우에는, 상기 백의 표면부와 배면부의 백 마우스의 높이를 소정 치수만큼 상이한 형상으로 하여 내면에 수지가 코팅 처리되어 있는 것을 사용하고, 상기 탈기·가실링 단계에서 상기 백 마우스의 가실링을 행하고 나서 시스템 밖에 설치되는 봉제 수단에 의해 가실링보다 위의 부분을 접어넣어 미싱 봉제를 행하게 되어 있는, 가스 충전 포장 방법.
2개의 직선부와 그 양단의 반원형부로 이루어지는 환형 통로를 수평 이동하는 다수의 그립 유닛을 복수의 단계마다 간헐 이동하고, 상기 그립 유닛의 그립에 의해 백 마우스를 위로 하여 매달린 상태로 지지된 포장백에 피포장물을 충전하는 동시에 가스 충전을 행하고 나서 백 마우스의 히트 실링을 행하도록 한 트랙식 가스 충전 포장기로서,
상기 포장백으로서 양측 에지에 접어넣음 부분을 가지는 대형의 거싯백, 바닥부에 접어넣음 부분을 가지는 대형의 자립백 또는 이들 중 어느 하나의 백에 척을 구비한 대형의 척이 형성된 백 또는 플랫백(flat bag)을 대상으로 하고,
상기 포장백의 크기와 종류, 상기 피포장물의 종류를 입력하는 조작 패널;
매거진에 적층되어 수용된 다수의 포장백을, 구동 기구에 의해 상하 이동 가능한 흡착반에 의해 위로부터 1매씩 넘겨 들어올려 수평 이동 가능한 백 척에 받아건네고, 상기 백 척에 의해 파지된 포장백을 이송하여 인접하는 백 위치 결정 유닛의 가이드 내에 떨어뜨려 넣는 백 보급 유닛과, 상기 조작 패널에 의한 입력 데이터에 기초하여 백 폭에 대응하는 사이드 가이드의 위치와, 백의 길이에 대응하는 백 마우스측의 전단 가이드 및 후단 가이드의 위치를 자동 조정하여 위치 결정을 행하는 상기 위치 결정 유닛과, 상기 가이드 내의 포장백을 백 공급 유닛의 척에 의해 파지하여 위쪽에 대기하는 백 높이 보정 기능을 구비한 클램프 유닛의 클램프에 백 마우스를 위로 하여 협지시켜 백의 공급 단계에 대기하는 상기 그립에 포장백을 보내도록 설치한 백의 공급 수단;
상기 백 마우스의 양측에 진퇴(進退) 가능하게 설치한 흡착반의 흡착 작용에 의해 백 마우스를 개방하는 개구 유닛과, 상기 포장백의 양측 아래쪽에 진퇴 가능하게 설치된 흡착반의 흡착 작용에 의해 상기 백의 바닥부를 부푼 상태로 하는 선행(先行) 정형 유닛;
상기 포장백의 이송과 동기하여 상하 이동과 수평 이동 제어되는 동조 깔때기에 의해 소정량의 피포장물을 포장백에 충전하는 동시에, 상기 동조 깔때기에 구비한 가스 충전 노즐에 의해 피포장물의 충전 작업 종료 직전부터 후속의 복수 단계까지의 동안에 있어서 상기 백 내로 불활성 가스의 공급 동작을 행하도록 설치한 충전 수단;
피포장물을 충전할 때부터 백 마우스를 가실링 할 때 까지, 받이부재를 포장백의 바닥부에서 탭핑하여 피포장물의 떨어뜨려 넣음을 어시스트하는 바닥 탭핑 유닛과, 단수 또는 복수의 포장백을 협지하여 상기 포장백의 이송 속도로 회전 속도를 동기하도록 제어되는 적어도 1조의 컨베이어 유닛과의 공동 작업에 의해 포장백을 원하는 형태로 정형하도록 설치한 정형 수단;
상기 백 마우스의 양측에 진퇴 가능하게 설치한 흡착반의 흡착 작용에 의해 백 마우스의 일부를 개방하여 탈기 노즐의 삽입을 가능하게 하는 동시에 상기 개방 부분 이외의 백 마우스 부분을 폐쇄 가능한 이동식 백 마우스 보조 개구 유닛;
가히터에 의해 백 마우스를 협지하여 가실링을 행하는 백 마우스의 가실링 유닛;
상기 가실링 개소에 다시 히트 실링을 행하는 백 마우스의 본 실링 유닛; 및
상기 히트 실링이 행해진 개소를 냉각시키는 냉각 실링 유닛;
을 포함하는 가스 충전 포장기.
제8항에 있어서,
상기 백 보급 유닛에 포장백의 크기에 대응하여 수용 스페이스를 자동 조절 가능한 복수의 매거진을 구비하고 있고, 상기 포장백을 매거진에 충전하는 공급 위치로부터 상기 백 척에 의해 매거진에 수용된 포장백을 인출하는 보급 위치로 매거진을 순환 이동시키도록 설치한, 가스 충전 포장기.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 매거진은, 수평 방향으로 평행하게 배치된 체인 또는 벨트가 별개의 구동 유닛에 의해 각각 정회전 및 역회전 가능하게 설치되어 있고, 한쪽의 사이드 가이드와 다른 쪽의 사이드 가이드를 별개의 체인 또는 벨트에 장착하고, 상기 체인 또는 벨트의 회전 방향을 서로 변경함으로써 양 사이드 가이드의 간격을 소정의 백 폭에 맞도록 자동 조정하고, 상기 체인 또는 벨트가 같은 회전 방향의 경우에 소정의 백 폭을 유지한 상태로 순환 이동하도록 설치되어 있는, 가스 충전 포장기.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 포장백을 지지하는 그립의 좌우 한 쌍의 협지부의 간격을 상기 포장백의 크기에 맞추어 자동 조절하도록 설치한, 가스 충전 포장기.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 포장백이 상기 척이 형성된 거싯백의 경우에는, 백의 공급 후의 척 개방 단계에서 척을 개방하는 동시에 포인트 실링 단계에서 백의 표면부 또는 배면부와, 양측 에지의 V자형 접어넣음 부분의 한쪽과의 중첩 부분에 히트 실링을 행하여 상기 부분을 고정시키는 포인트 실링 유닛을 설치한, 가스 충전 포장기.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 백 마우스의 본 실링 유닛이, 제1 실링 유닛과 제2 실링 유닛으로 이루어지는, 가스 충전 포장기.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 백의 공급 수단, 상기 개구 유닛, 상기 선행 정형 유닛, 상기 충전 수단, 상기 바닥 탭핑 유닛, 상기 정형 수단, 상기 이동식 백 마우스 보조 개구 유닛, 상기 가실링 유닛, 상기 본 실링 유닛, 및 상기 냉각 실링 유닛은 상기 환형 통로를 구성하는 한쪽의 직선부 측에 배치되어 있는, 가스 충전 포장기.