本發(fā)明涉及一種將流動性食品等填充至包裝材料的包裝填充裝置。

背景技術(shù)：

在制造容納發(fā)酵乳飲料、牛奶、礦泉水、茶、果汁、湯、酒類等流動性食品的包裝容器的情況下，使用卷材狀(帶狀)的包裝層積材料，包裝層積材料由熱密封、超聲波密封等密封，由此形成包裝容器。例如，在包裝填充裝置中，將包裝層積材料成形為管狀，由縱向密封裝置在長度方向(縱向方向)上密封之后，在管狀的包裝層積材料中填充液體食品，同時由橫向密封裝置在橫向方向上密封并切斷，形成枕狀的預(yù)成形容器，進而將預(yù)成形容器成形為最終形狀，完成包裝容器。

在橫向密封裝置中，已知除了利用加熱器、電感器等進行熱密封之外，還利用超聲波進行超聲波密封(參見專利文獻1)。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2003－221016號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明的目的在于，提供能夠利用超聲波密封實現(xiàn)良好密封的包裝填充裝置。

用于解決課題的手段

根據(jù)本發(fā)明的一個方面的包裝填充裝置是將流動性食品填充至帶狀包裝材料、形成容納流動性食品的包裝容器的包裝填充裝置，其具有密封裝置，所述密封裝置具有供給超聲波的超聲波供給部、作為承受夾具的砧座，以所述超聲波供給部的超聲波供給面與所述砧座的承受面將所述帶狀包裝材料夾持，將超聲波施加至受夾持的所述帶狀包裝材料，將所述帶狀包裝材料密封，所述砧座的所述承受面是在密封時與接觸所述帶狀包裝材料的接觸部鄰接的區(qū)域中角部平滑的平滑形狀。

在上述包裝填充裝置中，也可以使所述平滑形狀是所述角部的頂角在155至175度的范圍內(nèi)的平滑形狀。

在上述包裝填充裝置中，也可以使在所述平滑形狀中所述角部被倒角。

在上述包裝填充裝置中，也可以使作為所述砧座的所述承受面的一部分的既定區(qū)域是所述平滑形狀。

在上述包裝填充裝置中，也可以使所述既定區(qū)域是分別距所述砧座的所述承受面的中心既定距離且夾持所述帶狀包裝材料的邊緣部的兩個區(qū)域。

在上述包裝填充裝置中，也可以使所述密封裝置在與所述帶狀包裝材料的長度方向正交的方向上密封所述帶狀包裝材料。

發(fā)明效果

如上所述，如果采用本發(fā)明，砧座的承受面是在密封時與接觸帶狀包裝材料的接觸部鄰接的區(qū)域中沒有角形部分的形狀，因此能夠利用超聲波實現(xiàn)良好的密封。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的概要的立體圖。

圖2是本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的橫向密封裝置的說明圖。

圖3是表示本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的橫向密封裝置的超聲波變幅桿的圖。

圖4是表示本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的橫向密封裝置的主要部分的立體圖。

圖5是表示本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的橫向密封裝置的主要部分的平面圖。

圖6是表示本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的橫向密封裝置的砧座的圖。

圖7是表示本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的橫向密封裝置的砧座的截面的圖(第一部分)。

圖8是表示本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的橫向密封裝置的砧座的截面的圖(第二部分)。

圖9是表示本發(fā)明的一個實施方式的包裝填充裝置的橫向密封裝置的砧座的截面的圖(第三部分)。

具體實施方式

(一實施方式)

使用附圖對本發(fā)明的一實施方式的包裝填充裝置進行說明。

(包裝填充裝置的概要)

首先，用圖1對包裝填充裝置的概要進行說明。

帶狀的包裝層積材料1被以卷筒(reel)的狀態(tài)供給至包裝填充裝置。包裝層積材料1由紙基材以及在紙基材的兩面上層積有聚乙烯(polyethylene)樹脂的柔韌的層積體構(gòu)成，根據(jù)需要在紙基材和膜之間形成由鋁箔、阻氣性樹脂等構(gòu)成的阻擋層，在與包裝容器14的表面相對應(yīng)的部分預(yù)先印刷諸如文字和圖案等。

被抽出的包裝層積材料1由作為輸送裝置的傳送裝置連續(xù)地輸送，經(jīng)由彎曲輥、阻尼輥等，傳送至條帶粘附裝置3，由條帶粘附裝置沿著包裝層積材料1的一方的邊緣部粘附條帶2。

接著，根據(jù)需要，包裝層積材料1由拉片粘附裝置粘附拉片。包裝層積材料1被傳送至殺菌槽4，在殺菌槽4中通過過氧化氫等殺菌液體進行殺菌。

此外，代替使用過氧化氫等殺菌液體殺菌，也可以照射電子束來滅菌。

隨后，包裝層積材料1被輸送至上室30，在由上室30內(nèi)的氣刀(airknife)33干燥后，被送到無菌室16的室內(nèi)。

隨后，包裝層積材料1通過成形環(huán)(formingring)37等逐漸變形而形成為管狀的形狀。

隨后，包裝層積材料1由來自縱向密封裝置8的預(yù)熱部件的熱空氣預(yù)熱，在縱向方向上密封，經(jīng)由填充管7供給的流動性食品被填充到管狀包裝層積材料1內(nèi)。

隨后，填充了流動性食品的管狀包裝層積材料1由輥引導，被傳送至橫向密封裝置10，被夾持并在橫向方向上密封。被橫向密封的包裝層積材料通過切斷刃等被切斷，形成枕狀的預(yù)成形容器13。并且，預(yù)成形容器13由最終成形輸送裝置15輸送，成形為最終形狀，完成容納流動性食品的包裝容器14。

(包裝填充裝置的橫向密封裝置)

接著，用圖2對包裝填充裝置的橫向密封裝置10進行說明。

本實施方式的橫向密封裝置10利用超聲波密封來密封管狀包裝層積材料1。使供給超聲波的超聲波變幅桿40與作為承受夾具的砧座50相對，使包裝層積材料1在它們之間通過。

在橫向密封時，暫時停止包裝層積材料1，將包裝層積材料1以砧座50和超聲波變幅桿40夾持。在鄰接包裝層積材料1的兩處密封部13a、13a處由來自超聲波變幅桿40的超聲波橫向密封。將在橫向密封的兩處密封部13a、13a之間的切斷部13b通過切斷刃60切斷，形成枕狀的預(yù)成形容器13。

接著，用圖3對橫向密封裝置10的超聲波變幅桿40的細節(jié)進行說明。

在超聲波變幅桿40的超聲波供給面42的相對側(cè)，設(shè)置有在施加電壓時伸縮的壓電元件44。在包含壓電元件44的超聲波變幅桿40的超聲波供給面42的相對側(cè)，設(shè)置有封入壓縮空氣的空氣室46。調(diào)節(jié)空氣室46的壓力，進行冷卻。

接著，用圖4和圖5對橫向密封裝置10的主要部分進行說明。

在本實施方式的情況下，橫向密封的包裝層積材料1的橫向?qū)挾壤鐬?0～160mm。

超聲波變幅桿40的超聲波供給面42例如是橫向為150～200mm、縱向為10～20mm的矩形形狀。

作為超聲波變幅桿40的承受夾具的砧座50的承受面52是與超聲波變幅桿40的超聲波供給面42基本相同的大小和形狀，例如，橫向為150～200mm、縱向為10～20mm的矩形形狀。

在本實施方式的橫向密封裝置10中，在作為承受夾具的砧座50的承受面52，部分地變更夾持包裝層積材料1的邊緣部的區(qū)域的形狀。

如圖4和圖5所示，包裝層積材料1的邊緣部以距砧座50的承受面52的中心為既定距離的區(qū)域p、q夾持。在該區(qū)域p、q的砧座50的承受面52的形狀與其它區(qū)域的砧座50的承受面52的形狀不同。

區(qū)域p、q距砧座50的中心為例如30～80mm的距離，其長度為例如10～20mm。

在本實施方式的橫向密封裝置10中，在作為承受夾具的砧座50的承受面52的中心，形成有容納包裝層積材料1的重疊部分的凹部54。在以超聲波變幅桿40和砧座50夾持包裝層積材料1時，重疊部分容納在凹部54，在包裝層積材料1的橫向密封部分的整體上均勻地傳導超聲波。

在橫向密封時，由超聲波變幅桿40和砧座50夾持包裝層積材料1。從超聲波變幅桿40向密封的包裝層積材料1供給最佳的頻率和振幅的超聲波，將包裝層積材料1橫向密封。例如，以15～40khz的頻率將10～40μm振幅的超聲波以100～500毫秒的時間從超聲波變幅桿40供給。

(橫向密封裝置的砧座)

接著，用圖6至圖9對包裝填充裝置的橫向密封裝置10的砧座50的細節(jié)進行說明。圖6(a)是砧座50的正視圖，圖6(b)是砧座50的平面圖。圖7是砧座50的沿a-a’線的截面圖，圖8是砧座50的沿b-b’線的截面圖。

如圖6所示，在包裝填充裝置的橫向密封裝置10的砧座50形成有矩形形狀的承受面52。

在作為承受夾具的砧座50的承受面52上，部分地變更夾持包裝層積材料1的邊緣部的區(qū)域的形狀。如圖6所示，將距砧座50的承受面52的中心為既定距離的區(qū)域p、q的形狀部分地改變。

將砧座50的截面形狀在圖7及圖8中示出。圖7是砧座50的承受面52的基本截面形狀。圖8是砧座50的承受面52的區(qū)域p、q的變更后的部分的截面形狀。

圖7(a)、圖8(a)是砧座50的整體截面圖，圖7(b)、圖8(b)是圖7(a)、圖8(a)的放大的局部截面圖，圖7(c)、圖8(c)是圖7(b)、圖8(b)的進一步放大的局部截面圖。

在砧座50的承受面52上，在切斷刃60的切斷刃通過孔56的左右兩側(cè)上設(shè)置有直接接觸包裝層積材料1的接觸部52a。由接觸部52a和超聲波變幅桿40夾持包裝層積材料1，利用超聲波將接觸接觸部52的部分橫向密封。

如圖7所示，在砧座50的承受面52的基本截面形狀中，在接觸部52a的切斷刃通過孔56側(cè)與相對側(cè)的鄰接部分上經(jīng)由傾斜部52b設(shè)有平坦部52c，進一步地經(jīng)由傾斜部52d設(shè)有平坦部52e。

對此，如圖8所示，砧座50的承受面52的區(qū)域p、q的截面形狀在接觸部52a的切斷刃通過孔56側(cè)與相對側(cè)的鄰接部分上經(jīng)由傾斜部52b設(shè)有平坦部52c，進一步地經(jīng)由傾斜部52d設(shè)有平坦部52e。在區(qū)域p、q中，與基本截面形狀相比較，平坦部52c的寬度窄，傾斜部52d的寬度寬且傾斜變得平緩。在圖8中，為了比較，基本截面形狀以虛線表示。

在圖9中示出了砧座50的承受面52的形狀的細節(jié)。圖9是砧座50的進一步放大的局部截面圖。

圖9(a)是與圖7對應(yīng)的、砧座50的承受面52的基本截面形狀。

在圖9(a)中，砧座50的承受面52的接觸部52a的寬度為例如1.0mm。平坦部52c與接觸部52a的表面平行，比接觸部52a低例如0.10mm，平坦部52c的寬度為例如1.0mm。傾斜部52b位于接觸面52a與平坦部52c之間。傾斜部52b的傾斜角度為例如30度，傾斜部52b的寬度為例如0.10mm。平坦部52e與接觸部52a以及平坦部52c的表面平行，比平坦部52c低例如0.10mm，傾斜部52d位于平坦部52c和平坦部52e之間。傾斜部52d的傾斜角度為例如30度。傾斜部52d的寬度為例如0.10mm。

圖9(b)是與圖8對應(yīng)的砧座50的承受面52的區(qū)域p、q的截面形狀。在圖9(b)中基本截面形狀以虛線表示。

在圖9(b)中，砧座50的承受面52的接觸部52a的寬度為例如0.5～3.0mm。平坦部52c與接觸部52a的表面平行，比接觸部52a低例如0.05～0.20mm，平坦部52c的寬度比基本截面形狀短例如0.5～1.5mm。傾斜部52b位于接觸面52a與平坦部52c之間。傾斜部52b的傾斜角度比基本截面形狀小且平緩，例如為15～25度，傾斜部52b的寬度為例如0.05～0.20mm。平坦部52e與接觸部52a以及平坦部52c的表面平行，比平坦部52c低例如0.05～0.20mm。傾斜部52d位于平坦部52c與平坦部52e之間。傾斜部52d的傾斜角度比基本截面形狀平緩，例如為15～25度。傾斜部52d的寬度為例如0.10～0.20mm。

將圖9(a)和圖9(b)比較而清楚可知，在砧座50的承受面52的區(qū)域p、q中，與其它區(qū)域不同，傾斜部52d的傾斜角度變得平緩。

在砧座50的承受面52的區(qū)域p、q中夾持包裝層積材料1的邊緣部。以往，在包裝層積材料1的邊緣部中，由于包裝層積材料1被折彎且夾持，因此容易在橫向密封時出現(xiàn)塊狀的聚乙烯。在出現(xiàn)塊狀聚乙烯時，因針孔(pinhole)而產(chǎn)生微小缺陷。

在本實施方式中，通過使砧座50的承受面52的區(qū)域p、q中的傾斜部52d的傾斜角度平緩，從而防止在橫向密封時出現(xiàn)塊狀的聚乙烯。由此，防止因針孔而產(chǎn)生微小缺陷。

根據(jù)本申請的發(fā)明人的銳意研究，已知在砧座50的承受面52的接觸部52a的鄰接部分上存在角形部分的情況下，在橫向密封時在包裝層積材料1的邊緣部容易出現(xiàn)塊狀的聚乙烯。

在本實施方式中，通過使平坦部52c的寬度比基本截面形狀短，使傾斜部52d的傾斜角度比基本截面形狀平緩，在砧座50的承受面52的接觸部52a的鄰接的區(qū)域中沒有角形部分，由此防止在橫向密封時在包裝層積材料1的邊緣部處出現(xiàn)塊狀的聚乙烯。

作為砧座50的承受面52的接觸部52a的鄰接部分的形狀，只要沒有角形部分即可，并不限于圖9(b)的形狀。

例如，如9(c)所示，也可以不設(shè)置平坦部52c，而從接觸面52a經(jīng)由傾斜部52b、52d形成平坦部52e。在圖9(c)中基本截面形狀以虛線示出。由于沒有平坦部52c，因此傾斜部52d位于傾斜部52b和平坦部52e之間。傾斜部52d的傾斜角度比基本截面形狀更加平緩，例如為10～20度。傾斜部52d的寬度例如為1.0～3.0mm。

此外，也可為如圖9(d)所示的截面形狀。在圖9(d)中基本截面形狀以虛線示出。與基本截面形狀相同，整體截面形狀也在接觸部52a的切斷刃通過孔56側(cè)與相對側(cè)的鄰接部分上設(shè)有傾斜部52b、平坦部52c、傾斜部52d、平坦部52e，但接觸部52a與傾斜部52b之間的角部、平坦部52c與傾斜部52d之間的角部被做成圓角。將接觸部52a和傾斜部52b之間的角部以例如直徑為5.0～10.0mm倒圓角，平坦部52c和傾斜部52d之間的角部以例如直徑為5.0～10.0mm倒圓角。

如果這樣采用本實施方式，當利用超聲波密封在包裝層積材料的橫向密封時不會出現(xiàn)塊狀的聚乙烯，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的橫向密封。

(變形實施方式)

本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠進行各種變形。

例如，在上述實施方式中，在作為砧座的一部分的區(qū)域的區(qū)域p、q中，使砧座的截面形狀不同，但不限于此。也可以在砧座的除了區(qū)域p、q以外的區(qū)域中使砧座的截面形狀不同。此外，對于砧座的全部區(qū)域，也可以使砧座的截面形狀成為如區(qū)域p、q那樣的截面形狀。

此外，在上述實施方式中，將本發(fā)明適用于橫向密封，但也可以將本發(fā)明適用于縱向密封等其他的場所。

符號說明

1...包裝層積材料

2...條帶

3...條帶粘附裝置

7...填充管

8...縱向密封裝置

10...橫向密封裝置

13...預(yù)成形容器

14...包裝容器

15...最終成形輸送裝置

16...無菌室

30...上室

33...氣刀

37...成形環(huán)

40...超聲波變幅桿

42...超聲波供給面

44...壓電元件

46...空氣室46

50...砧座

52...接收表面

52a...接觸部

52b...傾斜部

52c...平坦部

52d...傾斜部

52e...平坦部

54...凹部

56...切斷刃通過孔

60...切斷刃