KR20100135222A - 충전 포장 장치 - Google Patents

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야스히코 스즈키
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후소 산교 가부시키가이샤
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Abstract

내측 포장체의 형성 및 피충전물을 충전하는 공정과, 외측 포장체의 형성 및 피충전물이 충전된 내측 포장체를 외측 포장체에 봉입하는 공정을 연속하여, 효율적으로 행할 수 있는 충전 포장 장치를 제공한다.
티백(5)이 수용된 부분은 포지션 P2로 이동하여 임시 시일(Sk)이 시행되고, 포지션 P3으로 이동하여 횡방향 시일 장치(67)에 의해 횡방향 시일(Sy)이 시행된다. 또한, 포장재(7s)는 포지션 P4로 이동하여 포장재(7s)에 종방향 시일(St)이 시행된다. 다음에, 포장재(7s)는 포지션 P5로 이동하여 커터 장치(71)의 커터(71a)에 의해 포장재(7s)의 1피치의 B방향측의 가상선(L)의 부분이 절단된다. 또 포장재(7s)의 1피치의 B방향측의 가상선(L)을 중심으로 하여 소정의 폭치수의 종방향 시일(St)이 시행된 후, 커터 장치(71)의 커터(71a)에 의해 포장재(7s)는 가상선(L)을 따라 절단되어 2중 포장체(3)가 완성된다.

Description

충전 포장 장치{PACKING AND PACKAGING APPARATUS}
본 발명은 충전 포장 장치에 관하여, 특히 티백 등의 내측 포장체의 성형, 차잎 등의 피충전물의 내측 포장체로의 충전, 봉입, 내측 포장체를 봉입하는 외측 포장체의 성형, 및 피충전물이 충전된 내측 포장체의 외측 포장체로의 봉입 모두를 1대로 행할 수 있는 충전 포장 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에 기재된 티백 제조 장치와 같이, 포장재를 내측 포장체로서의 티백으로 성형하면서, 이 티백에 피충전물로서의 차잎류를 충전, 봉입하는 장치가 있다. 이러한 종류의 티백 제조 장치에 의해 제조되는 티백은 그대로 뜨거운 물에 담구어 차잎류로부터의 추출을 행한다. 따라서, 티백 그 자체는 통수성이 있는 메시 소재 등에 의해 구성되어 있다. 이 때문에 티백에 봉입되어 있는 차잎은 외기에 접촉되게 되어, 어느정도의 기간밖에 차잎류의 풍미를 유지할 수 없다.
그래서, 최근에는 티백에 봉입된 차잎류의 풍미를 장기간에 걸쳐서 유지하기 위해서, 이 티백을 외측 포장체에 질소 가스 등의 불활성 가스와 함께 봉입하는 소위 2중 포장이 행해지고 있다.
일본 특허 공개 2004-123150호 공보
그러나, 내측 포장체를 형성하고, 이 내측 포장체에 피충전물을 봉입하는 내측 포장체용의 장치와, 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 외측 포장체에 봉입하기 위한 외측 포장체용의 장치는 각각 독립된 것으로서 존재하고 있다. 따라서, 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 소정 수만큼 제조하여 저류시켜 두고, 다음에 내측 포장체를 외측 포장체로 투입하는 공정이 필요하게 되어, 내측 포장체의 형성 및 피충전물을 충전하는 공정과, 외측 포장체의 형성 및 피충전물이 충전된 내측 포장체를 외측 포장체에 봉입하는 공정을 연속하여 행할 수 없다. 이 때문에 능률적이지 못한 제조 작업을 할 수 밖에 없게 된다.
본 발명은 상기 종래의 문제점에 주목하여 이루어진 것으로, 내측 포장체의 형성 및 피충전물을 충전하는 공정과, 외측 포장체의 형성 및 피충전물이 충전된 내측 포장체를 외측 포장체에 봉입하는 공정을 연속하여, 효율적으로 행할 수 있는 충전 포장 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 청구의 범위 제 1 항의 발명은, 내측 포장체를 형성하고, 또한 상기 내측 포장체에 피충전물을 충전하여 봉입하는 동작을 연속하여 행하는 내측 포장체 형성 수단과, 상기 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 봉입하는 외측 포장체를 형성하고, 또한 내측 포장체 형성 수단의 동작에 동기하여 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 외측 포장체에 봉입하는 동작을 행하는 외측 포장체 형성 수단과, 상기 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 상기 내측 포장체 형성 수단으로부터 상기 외측 포장체 형성 수단으로 반송하는 내측 포장체 반송 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 충전 포장 장치이다.
청구의 범위 제 2 항의 발명은, 청구의 범위 제 1 항에 기재된 포장 장치에 있어서, 적어도 외측 포장체에 불활성 가스를 충전하는 불활성 가스 충전 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 충전 포장 장치이다.
청구의 범위 제 3 항의 발명은, 청구의 범위 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 포장 장치에 있어서, 내측 포장체 반송 수단은 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 형성 도중의 외측 포장체로 가이드하는 호퍼와, 호퍼내의 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 형성 도중의 외측 포장체를 향하여 밀어넣는 압입 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전 포장 장치이다.
청구의 범위 제 4 항의 발명은, 청구의 범위 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 포장 장치에 있어서, 내측 포장체 반송 수단은 내측 포장체 형성 수단으로부터 이탈한 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 파지하는 파지부와, 상기 파지부를 지지하여 회동(回動)하는 회동 암으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전 포장 장치이다.
본 발명의 충전 포장 장치에 의하면, 내측 포장체의 형성 및 피충전물을 충전하는 공정과, 외측 포장체의 형성 및 피충전물이 충전된 내측 포장체를 외측 포장체에 봉입하는 공정을 연속하여, 효율적으로 행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 충전 포장 장치에 의해 제조되는 2중 포장체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 2중 포장체의 겉봉지를 개봉하여 티백을 꺼낸 상태의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 충전 포장 장치의 측면도이다.
도 4는 도 3의 충전 포장 장치의 정면도이다.
도 5는 도 3의 충전 포장 장치의 내측 포장체 포장 수단의 종방향 시일 장치와 그 주변의 사시도이다.
도 6은 도 3의 충전 포장 장치의 내측 포장체 포장 수단의 횡방향 시일 장치와 그 주변의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 횡방향 시일 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 6에 도시한 횡방향 시일 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 3의 충전 포장 장치의 외측 포장체 포장 수단의 시일 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 3의 충전 포장 장치의 외측 포장체 포장 수단의 시일 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 3의 충전 포장 장치의 내측 포장체 반송 수단과 그 주변의 사시도이다.
도 12는 도 3의 충전 포장 장치에 의해 티백이 제조되는 공정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 13은 도 3의 충전 포장 장치에 의해 티백이 제조되는 공정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 14는 도 3의 충전 포장 장치에 의해 티백이 제조되는 공정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 15는 도 3의 충전 포장 장치에 의해 겉봉지가 제조되는 공정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시형태 2에 따른 충전 포장 장치에 의해 제조되는 2중 포장체의 사시도이다.
도 17은 도 16의 2중 포장체의 겉봉지를 개봉하여 드립 백을 꺼낸 상태의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시형태 2에 따른 충전 포장 장치의 측면도이다.
도 19는 도 18의 충전 포장 장치의 정면도이다.
도 20은 도 18의 충전 포장 장치의 내측 포장체 포장 수단의 횡방향 시일 장치와 그 주변의 사시도이다.
도 21은 도 18의 충전 포장 장치의 내측 포장체 반송 수단과 외측 포장체 포장 수단의 사시도이다.
도 22는 도 18의 충전 포장 장치의 외측 포장체 포장 수단의 종방향 시일 장치와 횡방향 시일 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시형태 1에 따른 충전 포장 장치(1)를 도 1 내지 도 15에 따라서 설명한다.
도 1, 도 2에 충전 포장 장치(1)에 의해 제조되는 2중 포장체(3)를 도시한다. 이 2중 포장체(3)는 내측 포장체로서의 티백(5)과 외측 포장체로서의 겉봉지(7)에 의해 구성되며, 티백(5)은 겉봉지(7)에 질소 가스와 함께 봉입되어 있다. 티백(5)은 삼각뿔형상으로 통수성이 있는 메시 소재에 의해 구성된 본체부(5a), 이 본체부(5a)에 충전, 봉입된 차잎(T), 본체부(5a)에 일단이 고정되고 타단에 태그(5b)가 설치된 실(5c)로 이루어진다. 겉봉지(7)는 가스 배리어성이 있으며, 게다가 열용착 가능한 필름에 의해 구성되어 있다.
도 3, 도 4에 도시한 바와 같이 충전 포장 장치(1)는 내측 포장체 형성 수단(10), 외측 포장체 형성 수단(13), 내측 포장체 반송 수단(15) 등을 가지고 있다.
내측 포장체 형성 수단(10)의 구성에 대해서 설명한다.
부호 17은 기대(機台)를 도시하고, 기대(17)의 상부에는 도시하지 않는 계량 장치가 구비되어 있다. 또 기대(17)에는 투입 슈트(19)가 구비되고, 이 투입 슈트(19)는 외주면이 티백(5)을 구성하는 포장재(5s)의 안내면으로 되어 있다. 포장재(5s)는 통수성이 있고, 게다가 열용착 가능한 것이 적용된다. 또한, 포장재(5s)는 공급휠(16)에 롤형상으로 감기고, 이 공급휠(16)은 기대(17)에 회동이 자유롭게 지지되어 있다.
도 5에 도시한 바와 같이 기대(17)에는 대향 롤러(21)가 구비되고, 대향 롤러(21)는 2개를 1세트로 하여 상하 2세트가 투입 슈트(19)의 배면측에 배치되어 있다.
2세트의 대향 롤러(21)의 상하 방향 사이에는 종방향 시일 장치(11)가 구비되어 있다. 이 종방향 시일 장치(11)는 초음파 혼(11a)과 받이 롤 장치(11b)에 의해 구성되어 있다.
횡방향 시일 장치의 구성에 대해서 설명한다.
도 6에 있어서 부호 20은 회동 베이스를 도시하고, 이 회동 베이스(20)는 기대(17)에 구비된 도시하지 않는 베어링에 회동이 자유롭게 부착되어 있다. 회동 베이스(20)에는 개구(20a)가 형성되어 있고, 이 개구(20a)는 배출 슈트(24)에 연통하고 있다.
회동 베이스(20)의 상면의 네 모서리에는 지주(22, 23, 25, 27)가 구비되어 있다. 지주(22, 23)에는 바(29)가 걸쳐져 있고, 지주(25, 27)에는 바(31)가 걸쳐져 있다. 바(29, 31)에는 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 샤프트(33, 35)가 걸쳐져 있다.
가이드 샤프트(33, 35)에는 슬라이딩운동 블록(37, 39)이 각각 슬라이딩운동이 자유롭게 지지되어 있다. 슬라이딩운동 블록(37, 39)의 상면에는 평면에서 보아 U자형의 연결판(40)이 고정되어 있고, 슬라이딩운동 블록(37)과 슬라이딩운동 블록(39)은 연결판(40)을 사이에 두고 연결되어, 일체로 동작하도록 되어 있다.
슬라이딩운동 블록(37)의 하면에는 초음파 혼(41a)이 고정되어 있고, 슬라이딩운동 블록(39)의 하면에는 받이 롤 장치(41b)가 고정되어 있다. 이들 초음파 혼(41a), 받이 롤 장치(41b)에 의해 초음파 시일 장치(41)가 구성되어 있다. 초음파 혼(41a)과 받이 롤 장치(41b)는 서로 대향하여 배치되어 있고, 연결판(40), 슬라이딩운동 블록(37, 39)과 함께 도시하지 않는 에어 실린더 등으로 구성되는 구동 기구에 의해 가이드 샤프트(33, 35)에 가이드되어 슬라이딩운동한다.
또, 회동 베이스(20)는 도시하지 않는 에어 실린더 등에 의해 구성되는 회동 수단에 의해 도 7에 도시한 상태와 도 8에 도시한 상태가 되도록 회동할 수 있다. 따라서, 회동 베이스(20)는 초음파 혼(41a), 받이 롤 장치(41b)의 자세가 90도의 각도로 바뀌도록 회동한다.
이상과 같이 내측 포장체 형성 수단(10)이 구성되어 있다.
내측 포장체 반송 수단(15)의 구성에 대해서 설명한다.
도 11에 상세하게 도시한 바와 같이 기대(17)에 지지된 베이스판(52)에는 호퍼(43)가 설치되고, 이 호퍼(43)는 하방으로 감에 따라서 서서히 오므라드는 대략 각통형상으로 형성되어 있다. 또 호퍼(43)는 상면 개구(43a), 하면 개구(43b) 및 상측의 우측부에 우측 개구(43c)를 가지고 있으며, 상면 개구(43a)와 우측 개구(43c)는 연속되어 있다.
부호 45는 압입 수단으로서의 압입봉을 도시하고, 이 압입봉(45)은 호퍼(43)의 상면 개구(43a)의 상방에 배치되어, 도시하지 않는 구동 수단에 의해 상하운동하도록 되어 있다. 압입봉(45)의 선단 부분은 플라스틱에 의해 구성되어 있고, 이 부분은 다른 부분보다 굵게 형성되어 있다.
이상과 같이 내측 포장체 반송 수단(15)이 구성되어 있다.
외측 포장체 형성 수단(13)의 구성에 대해서 설명한다.
기대(17)상에는 공급휠(53)이 회동이 자유롭게 구비되어 있다. 이 공급휠(53)에는 겉봉지(7)를 구성하는 포장재(7s)가 감겨있다. 또, 기대(17)에는 공급휠(53)로부터 인출된 포장재(7s)를 가이드하는 복수의 가이드 롤러(55)와 가이드 부재(56)가 구비되어 있다.
기대(17)에는 샤프트 베이스(57, 59)가 구비되어 있고, 샤프트 베이스(57, 59)에는 가이드 샤프트(61, 63)가 수평 자세로 지지되어 있다.
도 9에 확대하여 도시한 바와 같이 가이드 샤프트(61, 63)에는 이송 장치(64), 임시 시일 장치(65), 횡방향 시일 장치(67), 종방향 시일 장치(69) 및 커터 장치(71)가 이 순서대로 포장재(7s)의 주행 방향(이하, B방향이라고 함)으로 늘어서서 지지되어 있다. 이들 중 임시 시일 장치(65), 횡방향 시일 장치(67) 및 종방향 시일 장치(69)는 가이드 샤프트(61, 63)의 소정의 위치에 로크 수단에 의해 고정되어 있고, 이송 장치(64)와 커터 장치(71)는 도시하지 않는 에어 실린더 등으로 이루어지는 구동 수단에 의해 B방향과 이것과 반대 방향(이하, A방향이라고 함)으로 가이드 샤프트(61, 63)에 가이드되어 왕복 동작하도록 되어 있다.
이송 장치(64)는 포장재(7s)를 파지하는 파지부(64a)를 가지고 있다. 임시 시일 장치(65), 횡방향 시일 장치(67) 및 종방향 시일 장치(69)는 포장재(7s)에 대해서 후술하는 임시 시일, 횡방향 시일 및 종방향 시일을 시행하기 위한 히터부(65a, 67a, 69a)를 각각 가지고 있다.
커터 장치(71)는 커터(71a)와 클램프부(71b)를 가지고 있다.
이상과 같이 외측 포장체 형성 수단(13)은 구성되어 있다.
또, 도 11에 도시한 바와 같이 기대(17)에 고정된 베이스판(52)에는 반으로 접힌 포장재(7s)에 걸치도록 하여 양측면을 누르는 누름 플레이트(73)가 설치되어 있다.
또, 커터 장치(71)의 B방향측에는 수취 핸드 장치(75)가 설치되어 있고, 이 수취 핸드 장치(75)는 A-B방향으로 동작할 수 있고, 또 2중 포장체(3)를 전후 방향으로부터 끼워서 유지하는 파지부(75a)를 가지고 있다.
커터 장치(71)의 B방향측의 영역에는 활주 슈트(77)가 구비되고, 이 활주 슈트(77)는 도시하지 않는 컨베이어에 접속되어 있다.
또한 충전 포장 장치(1)에는 불활성 가스로서의 질소 가스를 겉봉지(7)내에 충전하기 위한 가스 공급관(90)이 설치되고, 이 가스 공급관(90)의 일단부는 가스 봄베에 접속되며, 타단부는 후술하는 바와 같이 반으로 접힌 포장재(7s)에 삽입된다. 가스 공급관(90)과 도시하지 않는 가스 봄베에 의해 불활성 가스 충전 수단이 구성되어 있다.
다음에, 이 충전 포장 장치(1)의 동작에 대해서 설명한다.
롤형상으로 권취된 포장재(5s)는 공급휠(16)로부터 그 시단을 공급하여 상측의 대향 롤러(21)에 의해 이송되어 그 측가장자리끼리가 포개진 상태로 유지되어 통형상이 된다.
다음에 종방향 시일 장치(11)의 초음파 혼(11a)과 받이 롤 장치(11b)에 의해 초음파 시일되어 종방향 시일부(Sa)가 형성된다.
통형상이 된 포장재(5s)는 하측의 대향 롤러(21)에 의해 이송되고, 도시하지 않는 구동 기구에 의해 슬라이딩운동 블록(37, 39)이 도 7에 있어서 실선으로 도시하는 상태로부터 가상선으로 도시하는 바와 같이 C-D방향으로 왕복 동작하여, 초음파 시일 장치(41)의 초음파 혼(41a)과 받이 롤 장치(41b)에 의해 도 12에 도시한 바와 같이 시일 앤드 커트되어, 하측의 횡방향 시일부(Sb1)가 형성된다.
다음에, 계량 장치에 의해 계량된 충전물로서의 차잎(T)이 투입 슈트(19)로 투입되어, 투입 슈트의 하측 개구로부터 하측의 횡방향 시일부(Sb1)에 의해 선단부가 폐쇄되어 있는 포장재(5s)의 선단 부분, 즉 충전부(Bj)에 수용된다.
그리고, 포장재(5s)가 티백(5)의 높이 치수(Ba)만큼의 피치로 이송된다.
회동 베이스(20)는 도 7에 도시한 상태로부터 시계 방향으로 90도 회동하여 도 8에 도시한 상태가 되고, 이 상태에서 도시하지 않는 구동 기구에 의해 슬라이딩운동 블록(37, 39)이 도 8에 있어서 실선으로 도시하는 상태로부터 가상선으로 도시하는 바와 같이 A-B방향으로 왕복 동작하여, 초음파 시일 장치(41)의 초음파 혼(41a)과 받이 롤 장치(41b)에 의해 도 13에 도시한 바와 같이 시일 앤드 커트되어, 상측의 횡방향 시일부(Sb2)가 형성됨과 아울러 티백(5)이 완성되어 포장재(5s)로부터 잘려나간다. 티백(5)은 회동 베이스(20)의 개구(20a)를 통과하여 배출 슈트(24)로 낙하한다.
상기한 횡방향 시일부(Sb2)를 형성함과 동시에, 다음에 제조되는 티백의 하측의 횡방향 시일부(Sb3)가 형성된다. 그리고, 계량 장치에 의해 계량된 차잎(T)이 투입 슈트(19)로 투입되고, 투입 슈트(19)의 하측 개구로부터 하측의 횡방향 시일부(Sb3)에 의해 선단부가 폐쇄되어 있는 포장재(5s)의 선단 부분, 즉 Bj에 수용된다. 그리고, 포장재(5s)가 티백(5)의 높이 치수(Ba)만큼의 피치로 이송된다.
회동 베이스(20)는 도 8에 도시한 상태로부터 반시계 방향으로 90도 회동하여 도 7에 도시한 상태가 되고, 이 상태에서 도시하지 않는 구동 기구에 의해 슬라이딩운동 블록(37, 39)이 도 7에 있어서 실선으로 도시한 상태로부터 가상선으로 도시한 바와 같이 C-D방향으로 왕복 동작하여, 도 14에 도시한 바와 같이 시일 앤드 커트되어, 상측의 횡방향 시일부(Sb4)가 형성됨과 아울러 티백(5)이 완성되어 포장재(5s)로부터 잘려나간다. 티백(5)은 개구(20a)를 통과하여 배출 슈트(24)로 낙하한다.
상기한 횡방향 시일부(Sb4)를 형성함과 동시에, 다음에 제조되는 티백(5)의 하측의 횡방향 시일부(Sb1)가 형성된다.
상기 공정을 반복하여 티백(5)을 연속해서 제조한다.
한편, 공급휠(53)에 감긴 포장재(7s)는 인출되어 가이드 롤러(55)에 가이드되고, 또한 가이드 부재(56)에 의해 폭방향의 중심에서 반으로 접어지도록 가이드된다. 이와 같이 반으로 접힌 겉봉지(7)를 형성하는 도중의 포장재(7s)는 B방향으로 이송되고, 또한 이송 장치(64)의 파지부(64a)에 파지되어, 이 상태에서 이송 장치(64)가 B방향으로 동작하고, 파지부(64a)의 포장재(7s)에 대한 파지가 해제되고 나서, 이송 장치(64)가 A방향으로 되돌아간다. 이것에 의해 포장재(7s)는 봉지(7)의 폭치수를 1피치로 하여 B방향으로 이송되어 후술하는 바와 같이 임시 시일 장치(65), 횡방향 시일 장치(67), 종방향 시일 장치(69) 및 커터 장치(71)에 의해 시일 등이 시행되는 영역으로 이동한다.
도 9, 도 10에 도시한 바와 같이 상기 반으로 접힌 포장재(7s)의 내측에는 가스 공급관(90)이 들어가 있고, 이 가스 공급관(90)의 타단부는 후술하는 포지션 P3의 근방까지 도달하고 있다. 가스 공급관(90)의 타단부로부터 질소 가스가 공급되어, 반으로 접힌 포장재(7s)의 내측이 질소 가스에 의해 채워진 상태로 되어 있다.
한편, 배출 슈트(19)에 낙하한 티백(5)은 호퍼(43)의 우측부 개구(43c)에 면하는 위치로 이동하고 있는 배출 슈트(24)를 미끄러져 호퍼(43)내로 떨어진다. 다음에 압입봉(45)이 하강하여 상면 개구(43a)로부터 호퍼(43)내로 들어가고, 포지션 P1에 위치하는 티백(5)을 반으로 접힌 겉봉지(7)를 형성하는 도중의 포장재(7s)로 밀어넣는다. 이것에 의해 티백(5)은 포장재(7s)의 1동작으로 이송되는 거리(1피치)의 대략 중심에 수용된다. 즉, 도 15에 있어서 가상선(L)끼리의 사이의 대략 중심에 수용된다.
다음에, 포장재(7s)는 1피치만큼 B방향으로 이송되어, 포장재(7s)의 포지션 P1에 있어서 티백(5)이 수용된 부분은 포지션 P2로 이동한다. 그리고, 임시 시일 장치(65)에 의해 포장재(7s)의 티백(5)이 수용되어 있는 부분의 1피치간의 B방향측에 임시 시일(Sk)이 시행된다(도 15 참조). 이 임시 시일(Sk)은 상기 가상선(L)을 중심으로 하여 후술하는 종방향 시일(St)과 동일한 폭치수로 형성되고, 또 높이 치수는 반으로 접힌 포장재(7s)의 높이 치수의 대략 절반정도이다. 임시 시일(Sk)은 포장재(7s)가 B방향으로 이동할 때에, 티백(5)이 남겨지지 않고 포장재(7s)와 함께 확실하게 이동할 수 있도록 하기 위한 것이다.
다음에, 포장재(7s)가 1피치 이송되어 포지션 P3으로 이동한다. 그리고, 횡방향 시일 장치(67)에 의해 횡방향 시일(Sy)이 시행된다.
또한, 포장재(7s)는 B방향으로 1피치 이송되어 포지션 P4로 이동한다. 그리고, 포장재(7s)의 1피치의 B방향측의 단부에 종방향 시일(St)이 시행된다.
다음에, 포장재(7s)는 B방향으로 1피치 이송되어 포지션 P5로 이동한다. 그리고, 커터 장치(71)의 커터(71a)에 의해 포장재(7s)의 1피치의 B방향측의 가상선(L)의 부분이 절단된다. 또 포장재(7s)의 1피치의 B방향측의 가상선(L)을 중심으로 하여 소정의 폭치수의 종방향 시일(St)이 시행된다. 또한 포장재(7s)가 B방향으로 1피치 이송되고, 커터 장치(71)의 커터(71a)에 의해 포장재(7s)는 1피치의 B방향측의 가상선(L)을 따라 절단되어 2중 포장체(3)가 완성된다. 상기 서술한 바와 같이 가스 공급관(90)으로부터 공급되는 질소 가스에 의해 반으로 접힌 포장재(7s)의 내측이 질소 가스에 의해 채워진 상태로 되어 있으므로, 겉봉지(7)내는 질소 가스에 의해 채워진 상태로 되어 있다. 따라서, 티백(5)은 질소 가스와 함께 겉봉지(7)에 봉입된다.
2중 포장체(3)는 커터 장치(71)의 클램프부(71b)에 클램프되어 있다.
도 9에 도시한 바와 같이 핸드 장치(75)가 A방향으로 이동하고, 2중 포장체(3)의 B방향측의 단부가 핸드 장치(75)의 파지부(75a)에 의해 파지되어, 커터 장치(71)의 클램프부(71b)에 의한 클램프가 해제된다.
그리고, 도 10에 도시한 바와 같이 핸드 장치(75)가 B방향으로 이동하고, 파지부(75a)에 의해 파지된 2중 포장체(3)가 활주 슈트(77)상에 도착한 곳에서, 파지부(75a)가 개방되어 2중 포장체(3)가 낙하한다. 낙하한 2중 포장체(3)는 활주 슈트(77)상을 활주하여 도시하지 않는 컨베이어에 얹혀져 반송된다.
상기한 동작이 반복되어 2중 포장체(3)가 연속해서 제조된다.
상기한 내측 포장체 형성 수단(10)에 의한 티백(5)의 형성과 차잎(T)의 충전 동작, 내측 포장체 반송 수단(15)의 티백(5)의 반송 동작 및 외측 포장체 형성 수단(13)의 겉봉지(7)의 형성 동작은 전기적 신호에 기초하여 동기하여 행해지도록 도시하지 않는 제어 수단에 의해 제어된다.
본 발명의 실시형태 2에 따른 충전 포장 장치(101)를 도 16 내지 도 22에 따라서 설명한다.
실시형태 2에 있어서 실시형태 1과 마찬가지의 구성 부분에 대해서는, 실시형태 1과 동일한 부호를 붙이고, 그들의 설명을 생략한다.
도 16, 도 17에 충전 포장 장치(101)에 의해 제조되는 2중 포장체(103)를 도시한다. 이 2중 포장체(103)는 내측 포장체로서의 드립 백(105)과 외측 포장체로서의 겉봉지(107)에 의해 구성되며, 드립 백(105)은 겉봉지(107)에 질소 가스와 함께 봉입되어 있다. 드립 백(105)은 직사각형의 납작한 봉지형상으로 통수성이 있고, 게다가 열용착 가능한 부직포에 의해 구성된 본체부(105a), 본체부(105a)에 충전, 봉입된 피충전물로서의 레귤러 커피(Co), 본체부(105a)에 고정된 홀더(105b)로 이루어진다. 홀더(105b)는 펼치면 컵에 걸 수 있다. 겉봉지(107)는 가스 배리어성이 있고, 게다가 열용착 가능한 필름에 의해 구성되어 있다.
도 18, 도 19에 도시한 바와 같이 충전 포장 장치(101)는 내측 포장체 형성 수단(111), 외측 포장체 형성 수단(113), 내측 포장체 반송 수단(115) 등을 가지고 있다.
내측 포장 수단(111)의 구성에 대해서 설명한다.
기대(123)의 상방에 레귤러 커피(Co)를 계량하는 계량부(124)와, 포장재(105s)를 세트하는 공급휠(127) 및 이 공급휠(127)로부터 공급된 포장재(105s)를 상하로 안내하는 가이드 롤러(129)와, 이 가이드 롤러(129)에 의해 안내되어, 반송되어 온 포장재(105s)를 통형상으로 만곡시키고, 또한 레귤러 커피(Co)를 포장재(105s)에 공급하는 투입 슈트(110)를 구비하고 있다.
또, 기대(123)에는 종방향 시일 장치(11), 대향 롤러(21)가 구비되어 있다.
또, 기대(123)에는 횡방향 시일 장치(149)가 설치되며, 이 횡방향 시일 장치(149)는 투입 슈트(110)의 하방 영역에 배치되어 있다.
도 20에 상세하게 도시한 바와 같이 횡방향 시일 장치(149)에는 평면에서 보아 U자형 연결판(151)이 설치되어 있고, 이 연결판(151)에는 초음파 혼(133)과 받이 롤(137)이 유지되어 있다. 초음파 혼(133)은 연결판(151)에 대해서 고정되며, 또 받이 롤 장치(137)는 초음파 혼(133)에 대해서 접근 이간 방향으로 동작이 자유롭게 부착되어 있다.
부호 153은 로드리스 실린더를 도시하고, 초음파 혼(133)의 상방에 위치하고 있다. 연결판(151)의 하면에는 샤프트 홀더(157)가 고정되고, 이 샤프트 홀더(157)는 로드리스 실린더(153)에 연결되며, 또 가이드 샤프트(155)에 슬라이딩운동이 자유롭게 지지되어 있다.
부호 159는 협지 암을 도시하고, 이 협지 암(159)은 좌우 한 쌍의 암 요소(161, 163)에 의해 구성되어 있다. 암 요소(161, 163)는 협지 시프터(169)에 의해 포장재(105s)의 두께 방향으로 접근 이간할 수 있도록 슬라이딩운동이 자유롭게 유지되어 있다.
이상과 같이 내측 포장체 형성 수단(111)은 구성되어 있다.
내측 포장체 반송 수단(115)의 구성에 대해서 설명한다.
기대(123)에는 지지 베이스(165)가 설치되어 있고, 이 지지 베이스(165)에는 회동 핸드(167)가 회동축(169)에 지지되어 있다. 회동 핸드(167)의 선단부에는 파지부(161, 163)가 설치되어 있고, 이 파지부(161, 163)는 개폐 동작할 수 있도록 되어 있다(도 21 참조).
또 기대(123)의 회동 핸드(167)의 하방 영역에는 호퍼 베이스(174)가 설치되어 있고, 이 호퍼 베이스(174)에는 호퍼(175)가 고정되어 있다. 호퍼(175)는 하방으로 감에 따라서 서서히 오므라드는 통형상으로 형성되며, 그 상반부는 호퍼 베이스(174)의 상방으로 돌출되고, 하반부가 하방으로 돌출되어 있다. 호퍼(175)는 상면 개구(175a)와 하면 개구(175b) 외에, 상반부의 도 19에 있어서 우측의 측면에 우측 개구(175c)가 형성되어 있다(도 21 참조). 호퍼(175)의 하면 개구(175b)는 투입 슈트(188)에 접속되어 있다.
이상과 같이 내측 포장체 반송 수단(115)은 구성되어 있다.
외측 포장체 형성 수단(113)의 구성에 대해서 설명한다.
기대(123)에는 히트 시일 기구에 의해 구성되는 종방향 시일 장치(176)가 설치되어 있다.
기대(123)에는 2개의 가이드 샤프트(177)가 수직으로 선 상태로 고정되어 있다. 횡방향 시일 장치(178)는 한 쌍의 가이드 샤프트(177)에 동작이 자유롭게 지지되어 있다. 횡방향 시일 장치(178)의 상세한 구조에 대해서 설명한다.
부호 170은 구동 베이스를 도시하고, 이 구동 베이스(170)는 가이드 샤프트(177)에 슬라이딩운동이 자유롭게 지지되어 있다. 구동 베이스(170)상에는 고정측 시일 블록(179a)이 구비되어 있고, 이 고정측 시일 블록(179a)에는 도시하지 않는 시일용의 히터와 커터 기구가 구비되어 있다.
또, 구동 베이스(170)상에는 한 쌍의 에어 실린더(180)가 설치되어 있고, 한 쌍의 에어 실린더(180)의 구동 샤프트(181)의 선단부에는 구동측 시일 블록(179b)이 부착되어 있다. 또한 구동 베이스(170)상에는 한 쌍의 회동 부재(182)가 가이드 샤프트(177)에 회동이 자유롭게 지지되어 설치되어 있다. 한 쌍의 구동 샤프트(181)의 기단부에는 핀(183)이 각각 고정되어 있다. 한 쌍의 회동 부재(182)는 대략 마름모꼴을 이루고 있고, 한 쌍의 회동 부재(182)는 각각 좌우 방향측의 단부에는 홈(182a)이 각각 형성되고, 홈(182a)에 핀(183)이 회동이 자유롭게 유지되어 있다.
또한, 기대(123)에는 공급휠(184)이 구비되고, 이 공급휠(184)에는 겉봉지(107)를 구성하는 포장재(107s)가 롤형상으로 감겨있다. 또한 기대(123)에는 포장재(107s)를 가이드하는 복수의 가이드 롤러(185)가 구비되어 있다.
이상과 같이 외측 포장체 형성 수단(113)이 구성되어 있다.
또한 충전 포장 장치(101)에는 불활성 가스로서의 질소 가스를 겉봉지(107)내에 충전하기 위한 가스 공급관(190)이 설치되며, 이 가스 공급관(190)의 일단부는 가스 봄베에 접속되고, 타단부는 후술하는 바와 같이 반으로 접힌 포장재(107s)에 삽입된다. 가스 공급관(190)과 가스 봄베에 의해 불활성 가스 충전 수단이 구성되어 있다.
다음에, 이 충전 포장 장치(101)의 동작에 대해서 설명한다.
롤형상으로 권취된 포장재(105s)는 공급휠(127)로부터 그 시단을 공급하여 가이드 롤러(129)에 가이드되고, 상측의 대향 롤러(21)에 의해 이송되어, 그 측가장자리끼리가 포개진 상태로 유지되어 통형상이 된다.
다음에 종방향 시일 장치(11)의 초음파 혼(11a)과 받이 롤 장치(11b)에 의해 초음파 시일되어 종방향 시일부(Sa)가 형성된다.
다음에, 포장재(105s)는 협지 시프터(169)가 신장함으로써 암 요소(161, 163)를 접근시키고, 암 요소(161, 163)에 의해 포장재(105s)가 어긋나지 않도록 긴장 상태로 유지된다.
그리고, 로드리스 실린더(153)가 작동하고, 연결판(151)은 포장재(105s)를 향하여 왕로 주행한다. 연결판(151)과 함께 초음파 혼(133) 및 받이 롤(137)도 왕로 주행하기 때문에, 이것에 의해 상방으로부터 이송되어 온 포장재(105s)의 하부가 시일 앤드 커트된다.
그리고 계량부(124)에 의해 계량된 소정량의 레귤러 커피(Co)가 투입 슈트(110)를 통과하여 포장재(105s)내에 충전된다. 또 대향 롤러(21)의 이송 동작에 의해 포장재(105s)는 1피치 하방으로 이송되고, 로드리스 실린더(153)가 동작하여, 연결판(151)과 연결판(151)에 의해 유지되어 있는 초음파 혼(133) 및 받이 롤(137)이 앞측의 대기 위치를 향하여 복로 주행한다.
이것에 의해 포장재(105s)의 상부가 횡방향으로 시일 앤드 커트되고, 3변이 시일되어 봉지형상이 된 드립 백(105)이 제조된다. 상기 동작이 연속해서 행해져 드립 백(105)이 연속해서 제조된다.
한편, 회동축(169)과 함께 회동 핸드(167)가 도 19에 있어서 반시계 방향으로 회동하고, 협지 부재(161, 163)가 폐쇄되는 방향으로 동작하여, 드립 백(105)을 협지한다. 다음에, 상기 암 요소(161, 163)의 확개 동작에 의해 드립 백(105)에 대한 암 요소(161, 163)의 유지가 해제된다. 이것에 의해 협지 암(159)으로부터 이탈한 드립 백(105)이 회동 핸드(167)에 유지된다.
다음에, 드립 백(105)을 협지한 상태인 채로, 회동축(169)과 함께 회동 핸드(167)가 도 19에 있어서 시계 방향으로 대략 90도 회동한다. 이것에 의해 드립 백(105)은 호퍼(175)의 우측 개구(175c)와 상면 개구(175a)를 통과하고, 드립 백(105)은 호퍼(175)내에 위치한다. 그리고, 협지 부재(161, 163)가 개방되는 방향으로 동작하여, 드립 백(105)에 대한 협지가 해제되어, 드립 백(105)은 호퍼(175)를 통과하여 투입 슈트(188)내를 낙하한다.
한편, 공급휠(184)로부터 인출된 포장재(107s)는 가이드 롤러(185)에 가이드되고, 또한 가이드 부재(186)에 가이드되어 폭방향의 중심에서 반으로 접혀, 투입 슈트(188)의 외면을 덮는 상태가 된다. 그리고, 종방향 시일 장치(176)에 의해 포장재(107s)의 측가장자리끼리 시일되어 종방향 시일(St)이 형성되어 포장재(107s)가 통형상이 된다.
도 22에 도시한 바와 같이 상기 반으로 접힌 포장재(107s)의 내측에는 가스 공급관(190)이 들어가 있고, 이 가스 공급관(190)의 타단부는 횡방향 시일 장치(178)가 가장 상승한 위치보다 약간 상방까지 도달하고 있다. 가스 공급관(190)의 타단부로부터 질소 가스가 공급되어, 반으로 접힌 포장재(107s)의 내측이 질소 가스에 의해 채워진 상태로 되어 있다.
다음에, 도 22에 도시한 바와 같이 횡방향 시일 장치(178)에 의해 포장재(107s)의 폭방향의 시일이 시행되어 횡방향 시일부(Sy)가 형성된다. 즉, 횡방향 시일 장치(178)가 실선으로 도시하는 상승 위치에 있어서, 에어 실린더(180)의 구동 샤프트(181)가 박히는 후방으로 구동되고, 구동측 시일 블록(179a)이 고정측 시일 블록(179b)으로 근접하는 방향으로 동작하여, 구동측 시일 블록(179a)과 고정측 시일 블록(179b)에 의해 포장재(107s)가 협지된다. 그리고 시일 앤드 커트되어 횡방향 시일부(Sy)가 형성된다.
다음에, 상기한 바와 같이 호퍼(175)를 통과하여 투입 슈트(188)내를 낙하해 온 드립 백(105)이 하단에 횡방향 시일부(Sy)가 형성된 통형상의 포장재(107s)의 하단 부분에 수용된다.
구동측 시일 블록(179a)과 고정측 시일 블록(179b)이 포장재(107s)를 협지한 채로, 횡방향 시일 장치(178)는 실선으로 도시하는 상태로부터 가상선으로 도시하는 상태로 하강한다. 이것에 의해 포장재(107s)는 하방으로 이끌려, 1피치만큼 인출된다.
그리고, 횡방향 시일 장치(178)의 에어 실린더(180)의 구동 샤프트(181)가 돌출하는 방향으로 구동되고, 구동측 시일 블록(179a)이 고정측 시일 블록(179b)으로부터 이간되어, 포장재(107s)에 대한 협지가 해제된다. 이 상태에서 횡방향 시일 장치(178)가 실선으로 도시하는 위치까지 상승하고, 구동측 시일 블록(179a)과 고정측 시일 블록(179b)에 의해 포장재(107s)가 협지된다. 그리고 시일 앤드 커트되어 횡방향 시일부(Sy)가 형성된다.
다음에, 구동측 시일 블록(179a)과 고정측 시일 블록(179b)이 포장재(107s)를 협지한 채로, 횡방향 시일 장치(178)는 실선으로 도시하는 상태로부터 가상선으로 도시하는 상태로 하강한다. 이것에 의해 포장재(107s)는 하방으로 이끌려, 1피치만큼 인출된다. 그리고, 구동측 시일 블록(179a)이 고정측 시일 블록(179b)으로부터 이간되는 방향으로 구동되어, 포장재(107s)에 대한 협지가 해제되고, 2중 포장체(103)가 포장재(107s)로부터 잘려나와, 도시하지 않는 컨베이어상에 낙하하고, 이 컨베이어에 의해 기외로 배출된다.
또한, 상기 서술한 바와 같이 가스 공급관(190)으로부터 공급되는 질소 가스에 의해 반으로 접힌 포장재(107s)의 내측이 질소 가스에 의해 채워진 상태로 되어 있으므로, 겉봉지(107)내는 질소 가스에 의해 채워진 상태로 되어 있다. 따라서, 드립 백(105)은 질소 가스와 함께 겉봉지(107)에 봉입된다.
상기한 동작이 연속해서 행해져, 드립 백(105)이 겉봉지(107)에 봉입되어 2중 포장체(103)가 연속해서 제조된다.
상기한 내측 포장체 형성 수단(111)에 의한 드립 백(105)의 형성 동작과 레귤러 커피(Co)의 충전 동작, 내측 포장체 반송 수단(115)의 드립 백(105)의 반송 동작 및 외측 포장체 형성 수단(113)의 겉봉지(107)의 형성 동작은 전기적 신호에 기초하여 동기하여 행해지도록 도시하지 않는 제어 수단에 의해 제어된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 서술했는데, 구체적 구성은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 설계의 변경 등이 있어도 발명에 포함된다.
(산업상의 이용가능성)
본 발명은 차잎, 레귤러 커피의 충전 포장 뿐만 아니라, 가다랭이포 등의 그 밖의 식품, 또한 식품 이외의 약품 등을 2중 포장하는 경우에 이용 가능하다.
1…충전 포장 장치
3…2중 포장체
5…티백
5a…본체부
5b…태그
5c…실
7…겉봉지
7s…포장재
T…차잎
10…내측 포장체 형성 수단
13…외측 포장체 형성 수단
15…내측 포장체 반송 수단
16…공급 휠
17…기대
18…횡방향 시일 장치
19…투입 슈트
21…대향 롤러
11…종방향 시일 장치
11a…초음파 혼
1lb…받이 롤 장치
20…회동 베이스
20a…개구
24…배출 슈트
21…대향 롤러
22, 23, 25, 27…지주
29, 31…바
33, 35…가이드 샤프트
37, 39…슬라이딩운동 블록
40…연결판
41a…초음파 혼
4lb…받이 롤 장치
43…호퍼
43a…상면 개구
43b…하면 개구
43c…우측 개구
45…압입봉
50…공급휠
52…베이스판
53…공급홀
55…가이드 롤러
56…가이드 부재
57, 59…샤프트 베이스
61, 63…가이드 샤프트
64…이송 장치
64a…파지부
65…임시 시일 장치
67…횡방향 시일 장치
69…종방향 시일 장치
65a, 67a, 69a…히터부
71…커터부
71a…커터
7lb…클램프부
73…누름 플레이트
75…핸드 장치
75a…파지부
77…활주 슈트
90…가스 공급관
Sb1, Sb2, Sb3, Sb4…횡방향 시일부
Bj…충전부
Ba…티백의 높이 치수
101…충전 포장 장치
103…2중 포장체
105…드립 백
105a…본체부
105b…홀더
105s…포장재
107…겉봉지
107s…포장재
110…투입 슈트
111…내측 포장체 형성 수단
113…외측 포장체 형성 수단
115…내측 포장체 반송 수단
123…기대
124…계량부
105s…포장재
127…공급 휠
129…가이드 롤러
110…투입 슈트
133…초음파 혼 장치
137…받이 롤 장치
149…횡방향 시일 장치
151…연결판
153…로드리스 실린더
155…가이드 샤프트
157…샤프트 홀더
159…협지 암
161, 163…암 요소
Co…레귤러 커피
165…지지 베이스
167…회동 핸드
169…회동축
170…구동 베이스
171, 172…협지 부재
174…호퍼 베이스
175…호퍼
175a…상면 개구
175b…하면 개구
175c…우측 개구
176…종방향 시일 장치
177…가이드 샤프트
178…횡방향 시일 장치
179a…고정측 시일 블록
179b…구동측 시일 블록
180…에어 실린더
181…구동 샤프트
182…회동 부재
182a…홈
183…핀
184…공급휠
188…투입 슈트
185…가이드 롤러
190…가스 공급관

Claims (4)

  1. 내측 포장체를 형성하고, 또한 상기 내측 포장체에 피충전물을 충전하여 봉입하는 동작을 연속하여 행하는 내측 포장체 형성 수단과, 상기 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 봉입하는 외측 포장체를 형성하고, 또한 내측 포장체 형성 수단의 동작에 동기하여 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 외측 포장체에 봉입하는 동작을 행하는 외측 포장체 형성 수단과, 상기 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 상기 내측 포장체 형성 수단으로부터 상기 외측 포장체 형성 수단으로 반송하는 내측 포장체 반송 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 충전 포장 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 외측 포장체에 불활성 가스를 충전하는 불활성 가스 충전 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 충전 포장 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 내측 포장체 반송 수단은 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 형성 도중의 외측 포장체로 가이드하는 호퍼와, 호퍼내의 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 형성 도중의 외측 포장체를 향하여 밀어넣는 압입 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전 포장 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 내측 포장체 반송 수단은 내측 포장체 형성 수단으로부터 이탈한 피충전물이 봉입된 내측 포장체를 파지하는 파지부와, 상기 파지부를 지지하여 회동하는 회동 암으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충전 포장 장치.
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