JP2006044704A - 包装袋のシール方法、包装袋、包装袋のシール装置、および製袋装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内容物が充填された包装袋の開口部をシールするシール方法であって、包装用フィルムに当接する表面に凹凸を有し、且つその凹部が少なくとも前記開口部の周縁部の延在方向Tと交差する方向に連続するように形成されたシール部材を用いて前記開口部の周縁部を熱シールしたのち、前記開口部の周縁部の延在方向Tに沿って、冷却しつつ強いシールを行って、複数の冷却シール部10を形成できるように設けられた冷却シール部材を用いて前記開口部の周縁部を冷却シールする。これにより、前記シール部材の凹部に対応して擬似シール部8が形成されるので、夾雑物7を擬似シール部8に逃がすことができる。また、冷却シールによるシール部10によって、開口部を確実に封止することができる。
【選択図】 図3
Description
このため、特許文献1においては、熱シールの後に超音波シールを行い、超音波の振動によって夾雑物を拡散して樹脂中に封じ込める方法が開示されている。
また、特許文献2には、両フィルムの熱融着層同士が十分に融着した完全融着域と、熱融着層がわずかに融着する不完全融着域とを、ヒートシール部の幅方向に交互に形成することで、夾雑物を不完全融着域に逃し、完全融着域によってシール強度を確保する方法が開示されている。
特許文献2に記載の方法の場合、夾雑物が一箇所に集中したり、開口部に介在する夾雑物の量が多い場合には、夾雑物が不完全融着域に収まりきらず、その両側の完全融着域に侵入するおそれがある。この場合、完全融着域に侵入した夾雑物がシーラントの溶融中に加熱され、夾雑物中の水分が気化して膨張し、発泡によってシール強度が確保できない場合がある。
前記熱シールは、周囲を前記凹部に囲まれる1個以上の凸部を有する熱シール部材を用いて行うことが好ましい。
前記熱シールは、前記開口部の周縁部の延在方向に沿う横方向にも連続している凹部を有する熱シール部材を用いて行うことが好ましい。
前記冷却シールの後に、さらに超音波シール部材を用いて前記開口部の周縁部を超音波シールすることが好ましい。
前記超音波シールは、網目状の超音波シール部を形成できるように設けられた超音波シール部材を用いて行うことが好ましい。
前記超音波シールは、前記冷却シール部の延在方向に対して斜交する超音波シール部を形成できるように設けられた超音波シール部材を用いて行うことが好ましい。
また、本発明は、内容物が充填された包装袋の開口部をシールするために用いられるシール装置であって、包装用フィルムに当接する表面に凹凸を有し、且つその凹部が少なくとも前記開口部の周縁部の延在方向と交差する方向に連続するように形成された熱シール部材と、前記熱シール部材による熱シールの後に、前記開口部の周縁部の延在方向に沿って、冷却しつつ強いシールを行って、複数の冷却シール部を形成できるように設けられた冷却シール部材とを備えることを特徴とする包装袋のシール装置を提供する。
この包装袋のシール装置においては、さらに、前記冷却シール部材による冷却シールの後に、超音波シール部を形成できるように設けられた超音波シール部材を備えることが好ましい。
また、本発明は、上述の包装袋のシール装置を備えることを特徴とする製袋装置を提供する。
熱シールの後に、冷却しつつ強いシールを行う冷却シールを行うことにより、発泡した夾雑物が冷却凝縮されつつ圧迫されるので、発泡跡を強固にシールすることができる。また、本発明では、冷却シールによって開口部の周縁部の延在方向に沿ってシール部を複数形成するので、夾雑物が分散され、開口部を確実に封止することができる。
そして、冷却シールの後に、さらに、超音波シールを行うことにより、夾雑物をより細かく分散させ、残留した夾雑物をシール樹脂層に埋め込み、開口部をより確実に封止することができる。
図1は、包装袋の一例を示す図面であり、図1(a)は正面図、図1(b)は縦断面図、図1(c)は横断面図である。また、図2はこの包装袋の開口部をシールする前の状態の一例を示す断面図である。
図1に示す包装袋1は、少なくとも包装袋1の最内層となる表面に、熱接着性樹脂からなるシーラント層を有する包装用フィルム2を製袋して、内容物3が収容される内部空間(内容物収納室)4を画成したものである。
図2に示すように、包装袋1は、該包装袋1の内容物収納室4に液体や粘稠体等の内容物3を充填した後、開口部5の周縁部(開口縁部)6において複数枚の包装用フィルム2,2を向かい合わせてシールすることにより、密封される。
包装袋1の形態としては、製袋および/または密封にシールが必要なものであれば特に限定されるものではない。本発明は、例えば、三方シール袋、四方シール袋、合掌貼りのスティックタイプ袋、ピロータイプ包装袋(背貼袋)、ガゼット袋、平袋、スタンディングパウチなど、各種形態に適用可能である。
包装用フィルムに用いられるプラスチックとしては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、エチレン―酢酸ビニル共重合体、PETなどのポリエステル樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリカーボネート等が挙げられる。
シーラント層となる熱接着性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン―酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリアミド、接着性ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリブチレンなどの熱可塑性プラスチックが例示できる。
開口部のシール強度は、特に限定されるものではなく、例えば包装袋の寸法や用途などによって異なるが、すべてのシール工程が完了した後のシール強度として、例えば2〜3kg/15mmまたはそれ以上とすることが好ましい。
横シール装置24は、包装用フィルム2を熱シールする熱シール部材12,15と、包装用フィルム2を冷却しつつ強くシールする冷却シール部材17と、包装用フィルム2を超音波シールする超音波シール部材18とを備えて構成されている。
充填ノズル25は、筒状に成形された包装用フィルム2内に内容物3を供給するためのもので、図示した製袋装置20では、成形板21のフィルム通過口22を貫通して、包装用フィルム2に挿通されるように配設されている。
さらに、横シール装置24を用いて、包装用フィルム2をその長手方向に対して直交する横方向に、順次、熱シール、冷却シールおよび超音波シールして横シール部2bを形成する。また、充填ノズル25により、縦シール部2aが形成された包装用フィルム2内に内容物3を充填する。
本発明の包装袋1においては、包装袋1の開封性を改善するために、ノッチ1aやミシン目などの易開封化手段を設けることができる。このような易開封化手段の形成は、包装用フィルム2から各包装袋1を分離する前や分離と同時に、または分離した後に、行うことができる。
本形態例のシール方法における包装袋1の開口部5は、図2に示すように、筒状に成形された包装用フィルム2の上方に開口した部分であり、当該包装袋1の上下に、二点鎖線で示すように、包装用フィルム2がつながったままの状態となっている。
なお、本発明のシール方法は、予め開口部5を有する包装袋1を製造して分離した後、内容物3を充填して開口部5を密封する場合にも用いることができる。
熱シール部材12の凹凸のパターンは、例えば図4(a)に示すように、開口縁部6の延在方向Tと交差する方向に延びる縦縞状とすることができるが、より好ましくは、図4(b)に示すように、周囲を凹部13に囲まれる1個以上の凸部14を有する。さらに、熱シール部材12の凹部13は、開口縁部6の延在方向Tに沿う横方向にも連続していることが好ましい。凸部14の形状は、正方形、長方形、菱形、三角形、四角形、六角形、円形、楕円形など任意の形状が採用可能であり、特に限定されるものではない。
図5においては、凹部13を有する熱シール部材12と対向して配置される他方の熱シール部材15は、平らな表面を有するものとなっているが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、両シール部材の表面に凹凸があってもよい。
なお、包装用フィルム2の擬似シール部8および熱シール部9のパターンは、熱シール部材12の凹部13および凸部14のパターンと必ずしも一致するものではなく、例えば、凸部14が当接した箇所の周囲に若干熱シール部9が拡がる場合などがありうる。
擬似シール部8は、少なくとも、開口縁部6の延在方向T(図1,図3参照)と交差する方向に連続するようにする。このように構成することによって、夾雑物7が開口部5に介在した場合に、包装用フィルム2が熱シール部材12の凹部13側に膨らみ、包装袋1の内部空間4または包装袋1の開口部5の外側に連通する空間を形成することができる。特に、本発明を縦ピロー充填機に適用した場合には、空間が上下いずれに連通しても包装袋1の内部に夾雑物7を逃がすことになるので好適である。より好ましくは、開口縁部6の延在方向Tに沿う横方向にも連続していることが好ましい。図3に示す形態では、熱シール部9は、擬似シール部8に囲まれるように、点状に多数点在している。
冷却シールにより、包装用フィルム2のシーラント層同士が圧迫され、かつ冷却されるので、シーラント層の熱接着性樹脂が冷却固化してシール強度が向上される。また、熱シール工程時に加熱された夾雑物が冷却シール工程において冷却されるので、夾雑物中の水分を凝縮させて発泡を抑制することができる。
このように、縞状の冷却シール部10を形成することにより、夾雑物7が冷却シール部10間に分散されるので、熱や経時で変質した夾雑物7が包装袋1の内部空間4に収容された内容物3と混入したり、あるいは連続して製袋充填される包装袋1の開口縁部6を切断して各包装袋1を分離したときに、その切断個所から夾雑物7がこぼれ落ちたり、にじみ出したりすることはない。
縞状の冷却シール部10を形成するには、例えば、包装用フィルム2に当接する表面に縞状に複数の突条を有する冷却シール部材17を用いることにより、行うことができる。
冷却シール部10の間隔は、その間に夾雑物7を閉じ込められる程度に確保することが望ましい。熱シール工程における擬似シール部8が前記開口縁部6の延在方向Tにも連続するものである場合は、図3(b)に示すように、点在する熱シール部9の間隔よりも大きくして、擬似シール部8の前記開口縁部6の延在方向Tのつながりを保てるようにすると、夾雑物7の前記開口縁部6の延在方向Tに沿った分散が容易になるので、好ましい。
超音波シール部材18は、超音波を発生するホーン18aと、該ホーン18aに対向して配置されたアンビル18bを備える。超音波シールは、ホーン18aとアンビル18bとの間に包装袋を挟み込み、ホーン18aから伝達される超音波振動によって包装袋の素材内部に熱を発生させ、夾雑物7を排除および/または破砕して樹脂中に埋込みつつ、包装用フィルム同士を溶着させてシールするものである。
超音波シール部11の幅を熱シール部9の幅より狭くすることにより、超音波シール部11が熱シール部9からはみ出すことが避けられる。つまり、超音波シール部11が熱シール部9よりはみ出した場合に、熱シールされていない部分に超音波シールの振動及び高圧力が直接加わるとフィルム2のシール層樹脂の一部が粉砕されたり、その際に生じ得るフィルム2の微細な破片が内容物3に混入したりするおそれがあるが、このような問題を防止することができる。
さらには、超音波シール部11は、冷却シール部10の延在方向に対して斜交する方向に形成することが好ましい。このように構成することによって、超音波シール部11と冷却シール部10とで囲繞される領域にも夾雑物7を細かく分散して封じ込めることができる。なお、図3(c)では冷却シール部10と超音波シール部11との交差角度は約45°であるが、特にこれに限定されるものではない。
上記のような所定のパターンを有する超音波シール部11を形成するには、例えば、ホーンおよびアンビルの表面に前記所定のパターンに合わせてエッジ(凸部)を設け、ホーンの凸部とアンビルの凸部との位置を合わせて両者の凸部同士の間に包装用フィルム2を挟み込むことで行うことができる。ホーンとアンビルの凸部同士を噛み合わせることにより、途切れの無い、超音波シール部11を、所定のパターンのとおりに形成することができる。凸部を設けるのはホーンまたはアンビルのいずれか一方でもよい。
また、従来のシール方法においては、例えば合掌貼りタイプの包装袋やガゼット袋などのように、包装用フィルムの重なり枚数が異なる箇所(例えば2枚の部分と4枚の部分)があって段差が生じる場合に、フィルムの段差部にスルーホールが生じて内容物の漏洩や外部の雑菌等の侵入などのおそれがあった。しかし、上述のシール方法によれば、冷却シールと超音波シールとにより開口部をシールするので、スルーホールのない確実な封止が可能になる。
従来、超音波シールにおいては、超音波シールの振動及び高圧力が加わることにより、特に包装袋が軟質包装材料からなるときには包装用フィルム2の樹脂そのものが粉砕されたりしてシール部分やその端縁の強度が低下する場合がある。しかし、本形態例では、超音波シールの前に熱シールおよび冷却シールが行われているので、包装用フィルム2同士が強固に接着され、樹脂層の不必要な振動が抑えられており、超音波シールの振動や高圧力に耐えることができる。
従来は、切り口が斜めにずれて、開封時に内容物がこぼれたり、切り口を下向きにして内容物3を出すときに内容物が思わぬ方向に排出されたりといった不都合が生じることがあった。これに対して本形態例の包装袋1の場合、冷却シール部が開口部の周縁部の延在方向に沿って水平方向に形成されているので、切り口が冷却シール部の横線に沿って延びるようにカットの方向が案内され、切りやすく、正常な飲み口を容易に得ることができるように改善される。
熱シールの後に冷却シールを行うことにより、夾雑物が冷却されるので、発泡を抑制することができる。また、冷却シールにより、開口部の周縁部の延在方向に沿って複数の強固な冷却シール部を形成するので、包装袋の開口部を確実に封止することができる。
本形態例の製袋装置によれば、包装袋の製造と内容物の充填を一つの装置で行うことができる。
上記の実施の形態例においては、包装袋として、内容物が充填される内部空間(収納室)と、収納室に通じる開口部を1つずつ有する包装袋の例を示したが、本発明は、複数の収納室を有する包装袋、複数の開口部を有する包装袋などに適用することも可能である。
開口部を複数もつ包装袋の場合、本発明のシール方法は、内容物の充填後に開口部をシールする場合に適用することができる。従って、シールにより閉鎖される開口部のほかに、例えば、キャップ付きスパウトのようにシール以外の手段で閉鎖され得る口を有する包装袋の場合には、本発明の技術思想がシールにより閉鎖される開口部に適用されれば、本発明の範囲に含まれるものである。
熱シール部材としては、図4(b)、図5(a)に示すように、格子状の凹部13とそれに囲まれる点状の凸部14を有し、凹部13の深さdが約300μmの熱シール部材を用いた。ここで、凸部14の一辺の長さは約600μmとし、凸部14同士の間隔(凹部13の幅)は約600μmとした。
ここで、冷却シール部材17としては、包装用フィルム2に当接する側の表面に、幅が約200μm、間隔が約2000μmで、複数の突条が平行に26本突設された部材を用いた。
ここで、超音波シール部材18としては、ホーン18aおよびアンビル18bの表面に、幅が約200μm、間隔が約1400μmで、複数の突条が網目状に交差するように突設された部材を用いた。超音波発振を継続する保持時間は、約0.25秒とした。
Claims (10)
- 内容物が充填された包装袋の開口部をシールするシール方法であって、
包装用フィルムに当接する表面に凹凸を有し、且つその凹部が少なくとも前記開口部の周縁部の延在方向と交差する方向に連続するように形成された熱シール部材を用いて前記開口部の周縁部を熱シールしたのち、
前記開口部の周縁部の延在方向に沿って、冷却しつつ強いシールを行って、複数の冷却シール部を形成できるように設けられた冷却シール部材を用いて前記開口部の周縁部を冷却シールすることを特徴とする包装袋のシール方法。 - 前記熱シールは、周囲を前記凹部に囲まれる1個以上の凸部を有する熱シール部材を用いて行うことを特徴とする請求項1に記載の包装袋のシール方法。
- 前記熱シールは、前記開口部の周縁部の延在方向に沿う横方向にも連続している凹部を有する熱シール部材を用いて行うことを特徴とする請求項1または2に記載の包装袋のシール方法。
- 前記冷却シールの後に、さらに超音波シール部材を用いて前記開口部の周縁部を超音波シールすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の包装袋のシール方法。
- 前記超音波シールは、網目状の超音波シール部を形成できるように設けられた超音波シール部材を用いて行うことを特徴とする請求項4に記載の包装袋のシール方法。
- 前記超音波シールは、前記冷却シール部の延在方向に対して斜交する超音波シール部を形成できるように設けられた超音波シール部材を用いて行うことを特徴とする請求項4または5に記載の包装袋のシール方法。
- 内容物が充填され、開口部が、請求項1ないし6のいずれかに記載の包装袋のシール方法によって封止されていることを特徴とする包装袋。
- 内容物が充填された包装袋の開口部をシールするために用いられるシール装置であって、
包装用フィルムに当接する表面に凹凸を有し、且つその凹部が少なくとも前記開口部の周縁部の延在方向と交差する方向に連続するように形成された熱シール部材と、
前記熱シール部材による熱シールの後に、前記開口部の周縁部の延在方向に沿って、冷却しつつ強いシールを行って、複数の冷却シール部を形成できるように設けられた冷却シール部材とを備えることを特徴とする包装袋のシール装置。 - さらに、前記冷却シール部材による冷却シールの後に、超音波シール部を形成できるように設けられた超音波シール部材を備えることを特徴とする請求項8に記載の包装袋のシール装置。
- 請求項8または9に記載の包装袋のシール装置を備えることを特徴とする製袋装置。
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