横向枕型包装机及横向枕型包装方法与流程

本发明涉及一种横向枕型包装机，尤其是涉及用于包装冷冻食品的横向枕型包装机及使用该横向枕型包装机的横向枕型包装方法。

现有技术

包装被包装物的横向枕型包装机具备中心封口器及端头封口器。配置于上游侧的中心封口器通过使连续供给的带状膜的背面宽度方向两端部接合来包裹以规定间隔依次供给的被包装物，对使带状膜的背面宽度方向两端部接合的中心密封部进行密封。配置于下游侧的端头封口器将自中心封口器搬送来的已包裹被包装物的带状膜的被包装物的两侧所设置的端头密封部沿宽度方向进行密封及切割(例如，参照专利文献1)。

如专利文献1所记载，中心封口器具备一对搬送辊和一对加热辊。配置于上游侧的一对搬送辊对使包裹非包装物的带状膜的背面宽度方向两端部接合的中心密封部进行夹持而搬送带状膜。配置于下游侧的一对加热辊对搬送来的带状膜的中心密封部进行夹持并加热。带状膜的中心密封部利用一对加热辊被加热并被加压，由此被热压接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)专利特开2003－212222号公报

发明所要解决的课题

但是，与使用箱运动(boxmotion)机构等对端头密封部进行密封的端头封口器的加热加压时间相比，利用一对加热辊对中心密封部进行加热并加压的时间极短，因此，存在中心密封的密封强度比端头密封的密封强度低的问题。另外，要求横向枕型包装机的运转的高速化，但在加快横向枕型包装机的运转速度的情况下，一对加热辊的旋转速度也会随着加快，因此，存在加热加压时间变得更短的问题。

进而，在为了提高中心密封的密封强度而将一对加热辊的加热温度设定得高的情况下，因加热而膜的表面微细地融化，融化的膜附着于加热辊的表面。当该附着蓄积时，则产生由附着污垢引起的加热不均，因此，必须要定期清洗加热辊。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种即使在高速运转的情况下也能够将中心密封的密封强度维持得高的横向枕型包装机及使用该横向枕型包装机的横向枕型包装方法。

用于解决课题的技术方案

本发明的横向枕型(horizontalpillow)包装机具备：中心封口器(centersealer)，其使带状膜的背面宽度方向两端部接合而包裹被包装物，对使所述背面宽度方向两端部接合的中心密封部进行密封；端头封口器(endsealer)，其将包裹所述被包装物的所述带状膜的所述被包装物的两侧的部位沿宽度方向进行密封及切割，其特征在于，所述中心封口器具备：对包裹所述被包装物的所述带状膜的所述中心密封部进行夹持并加热的至少两个一对加热辊；对利用所述至少两个一对加热辊进行了加热的所述中心密封部进行冷却及压接的一对压接辊。

另外，本发明的横向枕型包装机的特征在于，具备预热部，该预热部在利用所述至少两个一对加热辊将所述中心密封部加热之前进行预热。

另外，本发明的横向枕型包装机的特征在于，所述被包装物为冷冻食品。

另外，本发明的横向枕型包装方法，使用横向枕型包装机对被包装物进行横向枕型包装，所述横向枕型包装机具备：中心封口器，其使带状膜的背面宽度方向两端部接合而包裹被包装物，对使所述背面宽度方向两端部接合的中心密封部进行密封；端头封口器，其将包裹所述被包装物的所述带状膜的所述被包装物的两侧的部位沿宽度方向进行密封及切割，其特征在于，该横向枕型包装方法包括：通过所述中心封口器，并利用至少两个一对加热辊对包裹所述被包装物的所述带状膜的所述中心密封部进行夹持并加热的工序；通过所述中心封口器，并利用一对压接辊对利用所述至少两个一对加热辊进行了加热的所述中心密封部进行冷却及压接的工序。

另外，本发明的横向枕型包装方法的特征在于，包括在利用所述至少两个一对加热辊将所述中心密封部加热之前进行预热的工序。

另外，本发明的横向枕型包装方法的特征在于，所述被包装物为冷冻食品。

发明效果

根据本发明，能够提供一种即使在高速运转的情况下也能够将中心密封的密封强度维持得高的横向枕型包装机及使用该横向枕型包装机的横向枕型包装方法。

附图说明

图1是表示实施方式的中心封口器的概略结构的图；

图2是表示中心密封的密封强度相对于加热辊的设定温度的图；

图3是表示中心密封的密封强度相对于加热辊的设定温度的图；

图4是表示聚丙烯的熔点和凝固点的差示扫描热量测量结果的图；

图5是表示直链状低密度聚乙烯的熔点和凝固点的差示扫描热量测量结果的图；

图6是表示现有的中心封口器的概略结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的横向枕型包装机进行说明。该实施方式的横向枕型包装机具备连续供给带状膜且以规定间隔依次供给被包装物即冷冻食品的供给部(未图示)、中心封口器及端头封口器(未图示)。

图1是表示实施方式的横向枕型包装机具备的中心封口器的概略的图。如图1所示，中心封口器2具备一对搬送辊4a、4b、一对预热棒6a、6b、一对第一加热辊8a、8b、一对第二加热辊10a、10b、一对压接辊12a、12b、控制部14、第一电机16、第二电机18、第三电机20、第四电机22、第一加热器24、第二加热器26、及第三加热器28。

一对搬送辊4a、4b配置于未图示的供给部的下游侧且一对预热棒6a、6b的上游侧，且构成为能够分别沿着图中箭头方向旋转。由未图示的供给部供给的带状膜及冷冻食品以通过使带状膜的背面宽度方向两端部接合而包裹冷冻食品的状态被搬送至一对搬送辊4a、4b。一对搬送辊4a、4b夹持使带状膜的背面宽度方向两端部接合的中心密封部并进行旋转，由此，将带状膜搬送至下游侧。

一对预热棒6a、6b配置于一对搬送辊4a、4b的下游侧且一对第一加热辊8a、8b的上游侧。在预热棒6a和6b之间形成有微小的间隙，由一对搬送辊4a、4b搬送的带状膜的中心密封部通过预热棒6a与6b之间的间隙。一对预热棒6a、6b通过后述的第一加热器24被加热，在利用一对第一加热辊8a、8b及一对第二加热辊10a、10b进行加热之前，对中心密封部进行预热。

一对第一加热辊8a、8b配置于一对预热棒6a、6b的下游侧且一对第二加热辊10a、10b的上游侧，且构成为能够分别沿图中箭头方向旋转。一对第一加热辊8a、8b通过后述的第二加热器26被加热，夹持由一对预热棒6a、6b进行了预热的带状膜的中心密封部，并进行加热。另外，一对第一加热辊8a、8b通过旋转而将带状膜搬送至下游侧。

一对第二加热辊10a、10b配置于一对第一加热辊8a、8b的下游侧且一对压接辊12a、12b的上游侧，且构成为能够分别沿图中箭头方向旋转。一对第二加热辊10a、10b通过后述的第三加热器28被加热，夹持由一对第一加热辊8a、8b进行了加热的带状膜的中心密封部，并进一步进行加热。另外，一对第二加热辊10a、10b通过旋转而将带状膜搬送至下游侧。

一对压接辊12a、12b配置于一对第二加热辊10a、10b的下游侧且未图示的端头封口器的上游侧，且构成为能够分别沿图中箭头方向旋转。一对压接辊12a、12b未连接于加热器，因此未受到加热，而对由一对第二加热辊10a、10b进行了加热的带状膜的中心密封部进行冷却及压接。另外，一对压接辊12a、12b通过旋转而将带状膜搬送至下游侧。

控制部14综合控制中心封口器2的各部分。在控制部14连接有第一电机16、第二电机18、第三电机20、第四电机22、第一加热器24、第二加热器26及第三加热器28。第一电机16根据控制部14的控制，使一对搬送辊4a、4b沿图中箭头方向旋转。通过控制部14对第一电机16的驱动进行控制，从而控制一对搬送辊4a、4b的旋转速度。同样地，第二电机18、第三电机20及第四电机22分别根据控制部14的控制，使一对第一加热辊8a、8b、一对第二加热辊10a、10b及一对压接辊12a、12b分别沿图中箭头方向旋转。通过控制部14对第二电机18、第三电机20及第四电机22各自的驱动进行控制，从而控制一对第一加热辊8a、8b、一对第二加热辊10a、10b及一对压接辊12a、12b各自的旋转速度。

第一加热器24根据控制部14的控制而对一对预热棒6a、6b进行加热。通过控制部14控制第一加热器24的加热，从而控制一对预热棒6a、6b的温度。同样地，第二加热器26及第三加热器28分别根据控制部14的控制，对一对第一加热辊8a、8b及一对第二加热辊10a、10b分别进行加热。通过控制部14控制第二加热器26及第三加热器28分别进行的加热，从而控制一对第一加热辊8a、8b及一对第二加热辊10a、10b各自的温度。

在使用该实施方式的横向枕型包装机并通过带状膜对冷冻食品进行横向枕型包装的情况下，首先，通过使从供给部连续供给的带状膜的背面宽度方向两端部接合，用带状膜包裹从供给部以规定间隔依次供给的冷冻食品。将包裹着冷冻食品的带状膜从供给部搬送至中心封口器2。控制部14预先通过第一电机16使一对搬送辊4a、4b以规定的旋转速度进行旋转，一对搬送辊4a、4b夹持使从供给部搬送来的带状膜的背面宽度方向两端部接合的中心密封部并进行旋转，由此将带状膜搬送至下游侧。控制部14预先使用第一加热器24将一对预热棒6a、6b加热至规定的温度，一对预热棒6a、6b对从一对搬送辊4a、4b搬送来的带状膜的中心密封部进行预热。

控制部14预先通过第二电机18使一对第一加热辊8a、8b以规定的旋转速度进行旋转，且使用第二加热器26将一对第一加热辊8a、8b加热至规定的温度。一对第一加热辊8a、8b夹持由一对预热棒6a、6b进行了预热的带状膜的中心密封部并进行加热，并且进行旋转，由此，将带状膜搬送至下游侧。

控制部14预先通过第三电机20使一对第二加热辊10a、10b以规定的旋转速度进行旋转，且使用第三加热器28将一对第二加热辊10a、10b加热至规定的温度。一对第二加热辊10a、10b夹持由一对第一加热辊8a、8b进行了加热的带状膜的中心密封部并进一步进行加热，并且进行旋转，由此将带状膜搬送至下游侧。

控制部14预先通过第四电机22使一对压接辊12a、12b以规定的旋转速度进行旋转。一对压接辊12a、12b对由一对第一加热辊8a、8b及一对第二加热辊10a、10b进行了加热的带状膜的中心密封部进行压接及冷却，并且进行旋转，由此，将带状膜搬送至下游侧、即端头封口器(未图示)。通过中心封口器2将包裹着冷冻食品的带状膜的中心密封部密封后，带状膜被搬送至端头封口器。端头封口器将包裹着冷冻食品的带状膜的冷冻食品的两侧的部位沿宽度方向进行密封及切割。由此，冷冻食品通过带状膜被横向枕型包装。

根据该实施方式的横向枕型包装机，具备两个一对加热辊(一对第一加热辊8a、8b及一对第二加热辊10a、10b)，因此，可延长加热辊对中心密封部的加热加压时间，即使在高速运转的情况下也能够将中心密封的密封强度维持得高。另外，因为可以延长加热加压时间，所以无需将加热辊的温度设定得高，可以防止带状膜融化而附着于加热辊。

在此，带状膜由贴合有多片树脂膜的多层构成，通常使用pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、尼龙、opp(延伸聚丙烯)等作为表面侧的基材膜，且通常使用pp(未延伸聚丙烯)、lldpe(直链状低密度聚乙烯)、ldpe(低密度聚乙烯)等作为背面侧的密封膜。通常，使用熔点低于基材膜的熔点的物质作为密封膜，当设为规定的温度时，基材膜不会融化，但密封膜通过融化而作为粘接剂发挥功能，带状膜的背面宽度方向两端部及筒轴方向两侧部通过密封膜而被密封。

图2是表示在使用带状膜的情况下，中心密封为15mm宽度的样品中的密封强度(n/15mm)相对于加热辊的设定温度(℃)的图，所述带状膜是贴合厚度为20μm的opp作为基材膜及厚度为30μm的lldpe作为密封膜的结构。图3是表示在使用带状膜的情况下，中心密封的密封强度(n/15mm)相对于加热辊的设定温度(℃)的图，所述带状膜是依次贴合厚度为20μm的opp及厚度为12μm的pet作为基材膜、以及厚度为30μm的lldpe作为密封膜的结构。此外，本申请中的密封强度通过jisz0238中规定的方法进行测量。

图2及图3的曲线a表示以95rpm(大致95个/分钟)使图6的不具备压接辊且仅具备一对加热辊8a、8b的现有的中心封口器30进行运转的情况下的密封强度相对于设定温度的曲线，曲线b表示以110rpm(大致110个/分钟)使现有的中心封口器30进行运转的情况下的密封强度相对于设定温度的曲线，曲线c表示以110rpm(大致110个/分钟)使图1的该实施方式的中心封口器2进行运转的情况下的密封强度相对于设定温度的曲线。此外，在中心封口器2中，将第一加热辊8a、8b及第二加热辊10a、10b这两者设定为设定温度。此外，本申请中，95rpm(大致95个/分钟)是指带状膜被进行中心密封及端头密封后，被分割的时刻的个数在1分钟内为大致95个时的横向枕型包装机的运转速度。

在使用现有的中心封口器30的情况下，如果要获得例如15n/15mm以上的密封强度，则如图2的曲线a及b所示，无论如何进行加热均无法实现，或者如图3的曲线a及b所示，需要加热辊的设定温度高于165℃。在实际的制造工序中，将加热辊加热至约200℃而使用，在利用设定为高于构成基材膜的opp的熔点(165℃)的温度(约200℃)的加热辊来对带状膜进行加热的情况下，opp稍微融化而附着于加热辊的表面。而且，向加热辊表面的附着物蓄积，所蓄积的附着物会引起加热不均。若产生加热不均则密封精度下降，因此，必须定期清理加热辊的表面。

与之相对，在使用该实施方式的中心封口器2的情况下，如图2及图3的曲线c所示，若要获得例如15n/15mm以上的密封强度，则可以使加热辊(第一加热辊8a、8b及第二加热辊12a、12b)的设定温度低于165℃。即，即使加热辊的设定温度为低于构成基材膜的opp的熔点即165℃的温度，也能够维持高的密封强度。因此，可以降低加热辊的设定温度，可防止opp等基材膜融化的情况，因此，可以减少附着物引起的加热不均的产生或加热辊的清理频率。

另外，根据该实施方式的横向枕型包装机，具备一对压接辊12a、12b，因此，可以对由一对第一加热辊8a、8b及一对第二加热辊10a、10b进行了加热的带状膜的中心密封部迅速地进行冷却。

图4是表示pp(聚丙烯)的熔点(℃)和凝固点(℃)的差示扫描热量测量(dsc(mw))结果的图，图5是表示lldpe(直链状低密度聚乙烯)的熔点(℃)和凝固点(℃)的差示扫描热量测量(dsc(mw))结果的图。此外，使用株式会社理学(リガク)制造的thermoplusevodsc8230的差示扫描热量计(dsc)来进行差示扫描热量测量。如图4及图5所示，通常用作包装冷冻食品的包装材的密封膜的pp与同样地通常用作密封膜的lldpe相比，熔点与凝固点之差大。因此，在使用pp作为密封膜的情况下，带状膜以高于pp的熔点的温度经加热而进行中心密封后，为了冷却至pp的凝固点而需要时间。如果直至凝固点的冷却时间延长，则凝固点以上的温度保持得较长，因此，pp的结晶性提高，变得又硬又脆。

另外，pp的玻化温度为约－18℃，在成为低于玻化温度的温度的情况下，pp存在玻璃化而变得又硬又脆的倾向。特别是，在结晶化的pp玻璃化的情况下，变得更硬更脆。pp如上述通常被用作包装冷冻食品的包装材的密封膜，因此，大多情况下以低于－18℃进行搬送。因此，在将pp用作密封膜且该pp进行结晶化及玻璃化的情况下，当以低于－18℃搬送包装了冷冻食品的包装材料时，因摇晃或下落而导致包装材料破裂的可能性变高。因此，为了防止pp的结晶化、即为了维持pp的非晶性，需要缩短从熔点至凝固点为止的冷却时间。根据该实施方式的横向枕型包装机，由于具备一对压接辊12a、12b，因此，可以对带状膜的中心密封部迅速地进行冷却，可以维持pp的非晶性。

进而，若密封膜融化的时间长，则产生凝固收缩。这是因为，在制作带状膜时，在密封膜内残留应力，该残留应力以在密封膜融化时消除的方式发挥作用，由此产生收缩，但因为密封膜被固定于与基材膜的接合面，所以基材膜因密封膜而受到拉伸。该凝固收缩在冷却后被固定化，在与张贴的基材膜之间新产生残留应力，这成为包装材的强度下降的原因。因此，需要缩短从熔点至凝固点为止的冷却时间，以缩短密封膜融化的时间而不产生凝固收缩，根据该实施方式的横向枕型包装机，因为具备一对压接辊12a、12b，所以可已对带状膜的中心密封部迅速地进行冷却，能够抑制密封膜的凝固收缩。

另外，在加热辊为高温且特别是在冷冻食品制造工厂中使用的情况下，不仅成为大的空调负荷，而且存在因辐射等对位于加热辊周边的其它装置等进行加温，对所制造的冷冻食品造成不良影响的可能性。特别是，在现有的中心封口器中为更高的温度，因此，其影响力大，但在本申请发明的横向枕型包装机中，可以设定为更低的温度，因此，能够不易受到其影响。

此外，该实施方式中，列举出具备两个一对加热辊的中心封口器为例而进行说明，但也可以使用具备三个以上的一对加热辊的中心封口器。