JP4558805B2 - 筒状包装体の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、縦シール部を有して筒状に形成されたフィルムの筒状体の内部に、加工食品などの内容物が充填された後に、前記筒状体の長手方向の両端部が集束され、この集束部が融着されて金属製のクリップを有することなく封止された筒状包装体の製造装置に関する。

加工食品が充填される筒状包装体の一般的な形態は、フィルムの幅方向両側の縁部どうしが接合されて縦シール部（または「背貼り」と称される）が形成されて筒状体が形成され、この筒状体の内部に内容物が充填される。その後に、筒状体の長手方向の両端部が偏平状態となるように押圧されて筒状体の中の内容物を分ける（しごく、または分肉する）操作を行ない、この偏平部が集束板により押圧されて集束させられる。そしてこの集束部がアルミニウムなどの金属で形成されたワイヤクリップにより二ヵ所で結紮され、前記集束部において二ヵ所の結紮部の中間が切断されて、個々の筒状包装体に分離される。

しかし、アルミニウムなどの金属製のワイヤクリップで結紮された包装体は、金属探知方式で行なわれる筒状包装体の品質管理において前記クリップが金属探知手段に反応し、異物としての金属検知に不都合を生じる。

また、筒状包装体を製造する工程において、フィルムの集束部をワイヤクリップで結紮する作業を行うと、ワイヤクリップをプレスするときに金属粉が発生し、食品の包装工程の環境として好ましくない。

そこで、以下の特許文献１、特許文献２、および特許文献３には、フィルムで形成された筒状体の内部に内容物が充填された後に、内容物が排除された部分でフィルムを集束させ、そのまま超音波溶着手段などを用いて、集束部でのフィルムを溶融させ、ワイヤクリップを用いないで封止する技術が開示されている。
特開昭５９−２６４２４号公報 特開昭５９−２６４６７号公報 特公平５−６７４９６号公報

しかし、前記のようにフィルムを集束させて超音波などでフィルムを溶融させて封止した筒状包装体では、前記封止部の耐圧強度が十分ではない。特に、筒状体の両端部が前記のように封止された後に、ボイル工程、レトルト工程、あるいは水蒸気による蒸し工程などの加熱工程が必要となる製品では、加熱工程での筒状包装体の内部圧力の上昇により、包装体の密封を保てないことがあり、電気導通試験でピンホールとして検知されることがある。

例えば、前記特許文献３には、フィルムの集束部を挟む超音波ホーンおよびアンビルに一定圧を印加することにより、集束部のフィルムに対するホーンとアンビルの接触圧を確保し、封止部でフィルムを溶着させる技術が開示されている。しかし、ホーンとアンビルの接圧の管理だけでは、十分な耐圧強度を有する封止部を定常的に形成できない。

本発明の発明者らは、封止部が定常的に十分な耐圧強度を封止部に与えられない原因を調べたところ、フィルムの縁部どうしを接合する縦シール部の集束部における位置に起因していることを理解した。すなわち、従来は、フィルムを集束する際に、縦シール部の存在が考慮されていないため、フィルムの集束部内での縦シール部の位置がランダムであり、またその向きが不規則であり、例えば超音波ホーンとアンビルとで集束部を挟圧し、集束部のフィルムに発熱を生じさせたときに、ホーンとアンビルとに挟まれるフィルムの厚みが不均一になり、その結果、集束部においてフィルムが均一に溶融されにくいことが解った。

また、前記特許文献１および特許文献２に記載されているように、フィルムの縁部どうしを接合する縦シール部を形成した後に、前記縦シール部に対面する側から、縦シール部に向かって集束板が移動して、フィルムが集束されるものでは、集束部において縦シール部が、超音波ホーンまたはアンビルに向く表面に現れやすくなる。この状態の集束部に対し、超音波ホーンとアンビルとで前記集束板による集束方向と同じ方向から挟圧すると、縦シール部が超音波ホーンまたはアンビルに当たることになる。その結果、ホーンとアンビルとの間に挟まれるフィルム全体に対する挟圧力が不均一に作用することになり、集束部のフィルムが均一に溶融されにくくなり、封止部の耐圧強度が小さくなり、密封良品率および封止部良品率が低下する。

以上から、従来の金属製のワイヤクリップを用いず、集束部でのフィルムを溶融させて封止部を形成した筒状包装体では、密封良品率が低下していた。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、筒状体の両端部を集束させて、超音波などによりフィルムを溶融させて、金属製のワイヤクリップを用いない封止部を形成する際に、集束部において、フィルムを均一に溶融できるようにして、耐圧強度の高い封止部を形成できるようにした筒状包装体の製造装置を提供することを目的としている。

本発明は、フィルムの縁部どうしが接合された縦シール部を筒状体の長手方向へ形成するシール手段と、前記筒状体の内部に内容物を充填する充填手段と、前記筒状体を前記縦シール部と対面する方向から挟圧して筒状体内の内容物を除去して前記筒状体の一部に偏平部を形成するしごき手段と、
前記偏平部に集束力を与える凹部を有し、この凹部で前記偏平部を両端側から挟圧し、前記偏平部を、前記縦シール部が前後からフィルムで挟まれるように折り畳んで集束させる集束手段と、
前記集束部において折り畳まれたフィルムの重なり方向から前記集束部を挟圧して縦シール部およびその前後のフィルムを溶着する加圧溶着手段と、
溶着部の中間で集束部を切断する切断手段とが設けられていることを特徴とするものである。

この場合に、縦シール部およびこの縦シール部に重なるフィルムは、封止部の断面のほぼ全領域において溶着されていること、さらに縦シール部は、封止部の表面に現れない位置でフィルム間に挟まれていることが、ピンホールを生じにくくし、封止部良品率を高くする上で好ましい。

または、フィルムの縁部どうしを接合する縦シール部が長手方向に延びる筒状体に内容物が充填されており、前記筒状体の長手方向の両端部のフィルムが集束し、この集束部でフィルムが溶着されて封止部が形成された筒状包装体において、次の項目（ａ）及び項目（ｂ）を同時に満たすことを特徴とするものである。

（ａ）集束位置にあり筒状体の長手方向に直角な断面と平行な面にあって、前記集束位置の断面と縦シール部との交点から前記断面上の筒状体中心軸への方向の実質的に直角方向に折り畳まれて溶着される前記封止部の内容物根元にあって、
（ｂ）項目（ａ）の前記中心軸への方向と平行な方向に沿って、陥没部が形成されていること。

本発明でのフィルムを溶融させる手段は、超音波ホーンおよびアンビルにより集束部のフィルムを挟圧し、超音波によりフィルムに発熱を生じさせる超音波溶着手段、高周波電極により集束部のフィルムを挟圧し、高周波誘電加熱によってフィルムに発熱を生じさせる高周波溶着手段、または加熱板で集束部のフィルムを挟圧し、加熱板から与えられる熱により集束部のフィルムを溶融させる加熱溶着手段、またはノズルもしくはスリットを通して熱風を噴出させて集束部のフィルムを溶着する熱風ジェット溶着手段などである。

本発明では、縦シール部が集束部の内部でフィルム間に挟まれるように埋没している。縦シール部が形成されている偏平部の面、すなわち縦シール部が形成されている部分のフィルムの面を溶着手段のホーンやアンビルなどの加圧面と平行に向け、この状態で、縦シール部およびその前後に位置するフィルムを前記加圧面で挟圧しフィルムを溶着してなる。また好ましくは、縦シール部が集束部の幅方向の中心に位置してなる。

したがって、ホーンおよびアンビルなどの加圧面により集束部を挟圧するときに、縦シール部が集束部のほぼ中心に埋没する状態で、集束部のフィルムをほぼ均一に加圧して、このフィルムが溶融してなる。集束部のフィルムに対して、一方に片寄らない均一な加圧力が作用することにより、集束部のフィルムの溶融が十分で且つほぼ均質になり、縦シール部およびその前後に位置するフィルムが溶着されて集束部の耐圧強度が大きくなる。

上記において、内容物が除去された部分の筒状体が、縦シール部と対面する方向から挟圧されて、幅方向の中間部分に前記縦シール部が位置する偏平部が形成され、その後に前記偏平部が折り畳まれて集束部が形成されることが好ましい。

このように、偏平部では縦シール部が幅方向の中間部分、好ましくは幅方向の中心に位置した状態で、集束部でフィルムが規則正しく折り畳まれていると、この集束部が例えばホーンおよびアンビルなどの加圧面で均一に加圧されやすくなり、集束部での溶着をさらに均一にできる。

上記において、前記集束手段の凹部の開口部の開口幅が、前記平面状の底部の幅寸法と同じかそれ以下であることが好ましい。

上記のように、集束板に形成された凹部の底部を平面形状とし、好ましくは、凹部の開口幅を前記底部の幅寸法よりも小さくしておくと、この集束板で筒状体の偏平部を挟圧する際に、フィルムが所定幅内で折り畳まれるようになり、溶着部材により溶着したときに、ピンホールが生じにくくなる。

さらに、前記溶着手段が超音波溶着であり、前記加圧溶着部材が予備加熱されたアンビルからなるものであることが好ましい。

本発明では、筒状包装体の両端部の集束部でフィルムを溶着させて封止部を形成する際に、縦シール部が存在していても、溶着の際の加圧力が不均一となることがなく、封止部を均一に溶着でき、ピンホールや破れなどによる密封不良が生じにくくなる。

図６は本発明の筒状包装体の正面図、図７は前記筒状包装体の封止部を示す部分斜視図である。

この筒状包装体１は、塩化ビニリデン系樹脂のフィルムなどのような酸素ガスバリヤ性に富むフィルムＦの幅方向の縁部ＦａとＦｂが重ねられ、縁部ＦａとＦｂの重ね幅のほぼ中心部分でフィルムＦどうしが高周波電極を用いた高周波誘電加熱により溶着され、縦シール部Ｓ１が形成されている。この縦シール部Ｓ１は、筒状体の長手方向に沿って延びている。

前記フィルムＦで形成された筒状体の縦方向の両端部が集束させられて、集束部２が形成され、この集束部２のフィルムが超音波溶着手段により発熱させられ、フィルムどうしが溶着された封止部３が形成されている。本発明では、封止部３がフィルムＦの溶着のみで形成されており、従来のような金属製のワイヤクリップによる結紮手段は設けられていない。ただし、プラスチック材料などで形成された金属以外のクリップで前記封止部３がさらに締め付けられる構造であってもよい。

図４および図８に示されるように、前記集束部２では、内容物が除去された状態のフィルムＦの筒状体が平面的に押し潰されて偏平部Ｆｒが形成され、この偏平部Ｆｒが規則的に折り畳まれている。

図５（Ａ）（Ｂ）は、前記集束部２を形成する過程をさらに詳しく示している。
図５（Ａ）に示すように、フィルムＦで形成された筒状体の内部の内容物を除去して、偏平部Ｆｒが形成されるが、この偏平部Ｆｒでは、縦シール部Ｓ１を、幅方向の中間部分、好ましくは幅方向の中心に位置させる。この偏平部Ｆｒの両端側から、集束板による集束力Ｐ，Ｐが与えられて、偏平部Ｆｒが集束させられるが、このとき必要に応じて偏平部Ｆｒの側方から互い違いにガイド力Ｇａ，Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｂが与えられ、その結果、図５（Ｂ）に示すように、偏平部Ｆｒが規則的に折り畳まれて集束される。

図５（Ｂ）に示すように、集束部２では、縦シール部Ｓ１がフィルムＦにより挟まれ、縦シール部Ｓ１が集束部２の内部に位置している。また集束部２の折り畳み面はＹ方向であり、縦シール部Ｓ１が形成されている箇所でのフィルム、すなわち縦シール部Ｓ１の両側に連続するフィルムＦｓ，Ｆｓの面は、前記折り畳み面と同じ方向へ向けられている。よって、集束部２において、縦シール部Ｓ１は、フィルムの折り畳みによる重ね方向（Ｘ方向）のほぼ中心に位置し、また折り畳み面方向（Ｙ方向）を集束部２の幅方向としたときに、縦シール部Ｓ１はこの幅方向のほぼ中心に位置している。

さらに、超音波ホーン４およびアンビル５により、集束部２を溶着する場合には、ホーン４の加圧面４ａとアンビル５の加圧面５ａに対し、縦シール部Ｓ１が形成されている箇所でのフィルムＦｓ，Ｆｓの面が平行になるようにして、集束部２で折り畳まれたフィルムの重ね方向から、前記加圧面４ａと加圧面５ａでフィルムＦが挟圧され、超音波がフィルムに与えられて、集束部２でのフィルムＦが溶融させられる。

このように、縦シール部Ｓ１が集束部２の内部に位置し、また縦シール部Ｓ１がフィルム間に挟まれ、しかも縦シール部Ｓ１が集束部２のほぼ中心に位置し、縦シール部Ｓ１が形成された箇所のフィルムＦｓ，Ｆｓと平行な加圧面４ａ，５ａによって、縦シール部Ｓ１がその前後に位置するフィルムと共に溶着される。この場合、集束部２では、縦シール部Ｓ１の溶着塊およびその左右両側に延びるフィルムの縁部Ｆａ，Ｆｂ、の左右前後に、複数枚のフィルムが均等に位置するため、加圧面４ａと５ａとによる加圧力が、集束部２のフィルムに対して均等に作用する。

このように、集束部２に対して加圧力が均一に作用するために、集束部２の幅方向（Ｙ方向）において、加圧力の片寄りが生じにくくなる。そのため、集束部２内のフィルムＦが、縦シール部Ｓ１の溶着塊を含めて均等に溶融され、その結果、封止部３での溶着品質がよくなり、ピンホールなどが生じにくくなる。

次に、前記筒状包装体の製造方法を図１ないし図５（Ａ）（Ｂ）の図面を参照して順に説明する。

図１（Ａ）は、筒状包装体を製造する縦型連続充填包装装置の概略構造を示す正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の部分側面図である。また、図２は前記縦型連続充填包装装置のフィルム成形部を示す部分斜視図である。

フィルムＦは、図１（Ａ）に示す原反１０から引出され、案内ロール１１ａと１１ｂに案内されて成形部材１２に導かれる。成形部材１２はフォーミングプレートと称される。図２に示すように、成形部材１２は、金属板により筒状に成形され、その縁部どうしが長手方向に離間して重ねられ且つその上縁部１２aが傾斜状態となっている。

案内ロール１１ｂを通過したフィルムＦは、成形部材１２の上縁部１２ａから内側へ折り返されて筒状に成形され、このときフィルムＦの縁部ＦａとＦｂは、成形部材１２の縁部１２ｂと１２ｃとの間に導かれて互いに重ね合わされる。成形部材１２の下には、高周波電極１３ａと１３ｂが対向して設けられ、この縁部Ｆａと縁部Ｆｂとの重なり部のほぼ中心部分が、前記高周波電極１３ａと１３ｂとで挟圧されて溶着され、縦シール部Ｓ１が形成されて、筒状体が形成される。

高周波電極１３ａと１３ｂの下方位置には、連続して回転する送りローラ１４ａと１４ｂが設けられ、縦シール部Ｓ１が形成された筒状体が、前記送りローラ１４ａと１４ｂとで挟持され、且つ送りローラの回転力により一定速度で下方へ送り出される。または送りローラ１４ａと１４ｂとで、筒状体が間欠送りされてもよい。

前記成形部材１２の中心には、上方から充填ノズル１５が挿入されており、この充填ノズル１５の上方には充填ポンプ１６が設けられている。成形部材１２の上縁部で反転されて筒状に成形され、且つ高周波電極１３ａと１３ｂで縦シール部Ｓ１が形成されたフィルムＦの筒状体に対し、前記充填ポンプ１６および充填ノズル１５から加工食品などの内容物１７が単位時間当り一定量で連続的に充填される。

送りローラ１４ａ、１４ｂの下方位置には、しごき手段を構成する一対のしごきローラ１８ａと１８ｂが設けられ、しごきローラ１８ａと１８ｂが間欠的に圧接と離反を繰り返すように駆動される。このしごきローラ１８ａと１８ｂにより、連続して下方へ送られるフィルムＦの筒状体が一定の間隔で挟圧される。しごきローラ１８ａと１８ｂとで筒状体が挟圧されると、筒状体の内部の内容物１７が部分的に除去され、フィルムＦどうしが圧着して偏平部Ｆｒが形成される。

図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、しごきローラ１８ａ，１８ｂは、縦シール部Ｓ１と対面する方向から筒状体を押圧するため、図３に示すように、しごきローラ１８ａ，１８ｂの加圧により形成された偏平部Ｆｒの幅寸法をＷとしたときに、前記縦シール部Ｓ１は前記幅寸法のほぼ中心に位置する。

しごきローラ１８ａ，１８ｂの下方位置には、集束・封止機構２０が設けられている。この集束・封止機構２０は、筒状体の下降速度に同期して昇降駆動されるものであり、下降動作の際に、前記偏平部Ｆｒを挟圧して集束させ、さらに超音波を用いて溶着し、さらに集束部２を切断するものとなっている。または、フィルムＦの筒状体が下方へ間欠送りされ、筒状体が停止しているときに、集束・封止機構２０により、集束などの各動作が行なわれてもよい。

前記集束・封止機構２０には、上下に間隔を開けて設けられた、集束手段としての集束板２１ａ，２１ｂと、これに対向する同じく集束手段としての集束板２２ａ，２２ｂと、上側の集束板２１ａと下側の集束板２１ｂの間に位置する超音波ホーン４と、上側の集束板２２ａと下側の集束板２２ｂとの間に位置するアンビル５と、アンビル５の中間に位置する切断刃２３とを有している。また集束・封止機構２０には、昇降動作に同期して集束板２１ａ，２１ｂと集束板２２ａ，２２ｂとを互いに圧接させる方向へ動作させる駆動機構、ホーン４とアンビル５とを互いに圧接させる圧接機構、および切断刃２３を前進させる機構が設けられている。

図１（Ｂ）および図４に示すように、しごきローラ１８ａと１８ｂとの挟圧力でフィルムの筒状体内の内容物１７が部分的に排除されて偏平部Ｆｒが形成されるが、集束・封止機構２０では、この偏平部Ｆｒに対し、偏平面の両端方向から集束板２１ａ，２１ｂおよび集束板２２ａ，２２ｂが、互いに接近する方向へ駆動され、偏平部Ｆｒが幅方向両側から集束力Ｐ，Ｐを受けて集束させられる。

このとき図５（Ａ）に示すように、偏平部Ｆｒに対して一方の側から例えば２ヵ所にガイド力Ｇａ，Ｇａが与えられ、他方の側から、前記ガイド力Ｇａ，Ｇａに対して互い違いの位置からガイド力Ｇｂ，Ｇｂが与えられる。このガイド力は、集束板２１ａ，２１ｂと集束板２２ａ，２２ｂにより偏平部Ｆｒに集束力Ｐ，Ｐが与えられるときに、これに同期して、偏平部Ｆｒの側方からガイド突起またはガイド板を接近させることなどにより与えられる。

その結果、集束板２１ａ，２１ｂおよび集束板２２ａ，２２ｂにより集束させられた集束部２では、前記ガイド力ＧａとＧｂにより偏平部Ｆｒが規則的に折り畳まれ、前記のように、縦シール部Ｓ１は、集束部２内でフィルム間に挟まれる。また縦シール部Ｓ１は、集束部２内でＸ方向とＹ方向のほぼ中心に位置する。

集束板による集束が完了した直後に、超音波ホーン４とアンビル５が接近し、集束部２の２ヵ所が超音波溶着される。このとき、集束部２内の縦シール部Ｓ１が形成されている箇所のフィルムＦｓの面は、ホーン４の加圧面４ａとアンビル５の加圧面５ａとほぼ平行である。そのため、前記のように集束部２では縦シール部Ｓ１およびその前後のフィルムが一緒に均一に加圧されて、超音波が与えられる。超音波による溶着をより確実にするために、ホーン４またはアンビル５を必要に応じて予熱することが好ましい。

図１（Ｂ）に示すように、集束・封止機構２０では、集束板により偏平部Ｆｒが集束させられた後に、ホーン４とアンビル５が互いに接近するため、ホーン４とアンビル５は基端部が支持された片持ち状態の構造となり、また加圧面４ａと５ａはホーンおよびアンビルの支持基端部から離れている。よって加圧面４ａと５ａによりフィルムが加圧されたときに、加圧面４ａと加圧面５ａの平行状態が崩れやすい状態となっている。すなわち集束部のフィルムの厚みが不均一であったり、または集束部でのフィルムの厚みに片寄りがあると、加圧面４ａと５ａが平行状態で加圧されず、ホーンとアンビルに若干の傾きが生じやすくなる。このような状態では、集束部のフィルムを均一に加圧するのが困難である。

これに対し、前記実施の形態では、図５（Ｂ）に示すように、縦シール部Ｓ１が、集束部２内のほぼ中心に位置し、縦シール部Ｓ１がフィルム間で挟まれた状態となるため、ホーン４の加圧面４ａとアンビル５の加圧面５ａが集束部２を安定した状態で加圧しやすくなり、集束部２がＹ方向のそれぞれの位置で均一に加圧され、均一に溶融されて封止部３が形成されるようになる。

また、図５（Ａ）に示すように、偏平部Ｆｒが形成され、さらに図５（Ｂ）に示すように偏平部Ｆｒが折り畳まれる。このとき、縦シール部Ｓ１が形成されているフィルムの一部分６ａが、縦シール部Ｓ１から包装体の中心軸に向かう面（Ｙ軸を含む面）に沿って集束部の内方へ引込まれる。その結果、完成した筒状包装体１においては、図７に示すように、封止部３の根元部分において、縦シール部Ｓ１が形成されている部分のフィルムに前記Ｙ軸を含む面方向へ入り込む陥没部６が形成された形状となる。

言い代えると、折り畳み溶着される前記封止部３の内容物根元にあり且つ筒状体の長手方向に直角となる集束位置の断面と平行な面にあって、前記集束位置の断面と縦シール部Ｓ１との交点から前記断面上の筒状体中心軸への方向（Ｙ軸方向）と平行な方向に、図７に示すような陥没部６が形成された形状となる。前記封止部３が形成された後に、上下に間隔を開けて形成された封止部３と３の間において集束部２が切断刃２３により切断され、図６に示す個々の筒状包装体に分離される。

図４に示すように、各集束板２１ａ，２１ｂおよび集束板２２ａ，２２ｂの対向側には、それぞれ凹部２５と２６が形成されており、集束板２１ａ，２１ｂおよび集束板２２ａ，２２ｂが互いに接近する方向へ駆動されると、偏平部Ｆｒのフィルムが前記凹部２５と凹部２６内に挟み込まれて挟圧され、その結果フィルムが集束させられる。

本発明では、図５（Ｂ）に示すように、偏平部Ｆｒが、なるべく規則正しく折り畳まれて集束され、縦シール部Ｓ１が形成されている部分が、集束部にて前後からフィルムで挟まれ、しかも縦シール部Ｓ１が集束部２の幅方向（Ｙ方向）の中心に位置することが好ましい。

図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、集束板２１ａ，２１ｂに形成された前記凹部２５の平面形状を種類別に示しているが、図１０（Ｄ）は従来例、図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）が、本発明に適する凹部の形状、図１０（Ａ）（Ｂ）は最も好ましい凹部の形状を示している。なお、これと対向する側の集束板２２ａ，２２ｂに設けられる凹部２６，２６は、図１０に示す凹部２５と対称形状である。

図１２（Ｃ）は図１０（Ｄ）に示した従来の凹部２５の平面形状を示している。従来例では、凹部２５の底部２５ａは円弧形状である。この従来例は、金属クリップで結紮を行う場合のフィルムの集束には適しているが、本発明でのフィルムの集束には不向きである。なぜならば、この凹部２５と、これに対向する凹部２６とで偏平部Ｆｒが集束されるときに、底部２５ａが円弧形状であるため、凹部２６において、集束の初期段階で偏平部Ｆｒの端部が静止固定されずに滑るため、フィルムの折り畳みに規則性を生じさせることができず、溶着後の封止部３の断面では、図１２（Ｄ）に示すように、中心の溶着部（ｉ）の断面積が小さく、この溶着部（ｉ）の両側にフィルムのはみ出し部分（ｉｉ）が形成される。溶着部（ｉ）に対しフィルムのはみ出し部分（ｉｉ）は溶着強度が低くなり、（ｉｉ）の部分からはみ出しているフィルムにピンホールなどが生じやすくなる。

図１２（Ａ）は、図１０（Ｃ）に示した集束板２１ａ，２１ｂの凹部２５を示している。この凹部２５の底部２５ａは、偏平部Ｆｒの偏平面と直交する平面部となっている。この凹部２５により集束されて溶着された封止部３の断面形状を図１２（Ｂ）に示している。この場合には、凹部２５の底部２５ａが平面部を有していることにより、ホーンとアンビルで挟圧されて溶着される溶着部（ｉ）の断面積が図１２（Ｄ）のものよりも大きくなり、はみ出し部（ｉｉ）にはみ出しているフィルムも図１２（Ｄ）のものよりも短くなる。よって、はみ出し部（ｉｉ）でのピンホールが形成される確率は図１２（Ｃ）（Ｄ）よりも低くなり、密封良品率を高くできる。

ただし、図１２（Ａ）に示す凹部２５は、開口部２５ｂの開口幅が底部２５ａの幅寸法よりも大きいために、底部２５ａでの平面部の幅寸法が小さくならざるを得ない。その結果、図１２（Ｂ）に示すように、溶着部（ｉ）の断面積を十分に大きくすることができず、溶着部（ｉ）の両側にフィルムのはみ出し部（ｉｉ）が若干残り、封止部良品率が低くなる余地がある。

図１１（Ａ）（Ｃ）は、最も好ましい凹部２５の形状を示している。これは図１０（Ａ）（Ｂ）に示したものと同じである。

図１１（Ａ）と（Ｃ）に示す凹部２５は、共に底部２５ａが偏平部Ｆｒの偏平面と直交する平面部となっている。また図１１（Ａ）では凹部２５の開口部２５ｂの開口幅が底部２５ａの幅寸法と同じであり、図１１（Ｃ）は開口部２５ｂの開口幅が底部２５ａの幅寸法よりも狭くなっている。

図１１（Ａ）の凹部２５で集束されたフィルムが溶着された封止部３の断面を図１１（Ｂ）に示し、図１１（Ｃ）の凹部２５で集束されたフィルムが溶着された封止部３の断面を図１１（Ｄ）に示している。

図１１（Ａ）（Ｃ）に示す凹部２５を用いると、底部２５ａの平面部の幅寸法が大きいために、この凹部２５内で集束されるフィルムが平面的に挟圧される面積が広くなり、フィルムが規則的に折り畳まれやすくなり、図１１（Ｂ）（Ｄ）に示す封止部３の断面では、良好に溶着される溶着部（ｉ）の面積が非常に広くなる。さらに溶着部（ｉ）の両側の部分（ｉｉｉ）においてもフィルムが十分に溶融されて溶着されることになる。その結果、溶着部からはみ出すフィルムが少なくなって、フィルムの封止部良品率が高くなる。

前記の実施の形態では、図５（Ａ）に示すように、フィルムＦの一方の縁部Ｆａの内面が他方の縁部Ｆｂの外面に平面的に重ねられたいわゆる封筒状背貼りの状態で、縦シール部Ｓ１が形成されているが、図８に示すように、フィルムの内面どうしが対面した状態で高周波溶着され、縁部ＦａとＦｂが筒状体の外側へ突出するいわゆる合掌状背貼りの状態で、縦シール部Ｓ２が形成されてもよい。

〔実施例〕
本発明の実施例として、以下の筒状包装体を製造した。

（包装フィルム）
塩化ビニリデン共重合体フィルム（呉羽化学工業株式会社製の製品名「クレハロン」）で、フィルムの合計厚みが８０μｍのものを使用した。

（包装機）
呉羽化学工業株式会社製の縦型連続充填包装機「ＫＡＰ５００型」を改良して、前記実施の形態で説明した筒状包装体を製造できるものとした。縦シール部Ｓ１は、高周波溶着により、フィルムＦの縁部ＦａとＦｂを封筒状背貼りして形成した。集束部は図１０（Ａ）に示す金型を用いた。封止部３は超音波溶着により行い、超音波振動を生じさせる超音波ウエルダーにはジルコニウムチタン酸鉛粉末焼結体から成る振動子を用い、周波数４０ｋＨｚ、ホーン４の縦振動振幅１０μｍの条件で超音波溶着を行なった。

（内容物）
飽和食塩水を１個の筒状包装体当り約３８０ｇ充填した。また、餅状菓子の原液を１個の筒状包装体当り約４００ｇ充填した。

〔比較例〕
前記実施例と同じ縦型連続充填包装機を使用し、実施例と同じフィルムを使用して、筒状包装体を製造した。ただし、図１０（Ｄ）に示すＵ字状の凹部２５、２６を備えた集束板２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂを用いて、偏平部Ｆｒを折り畳み、図１２（Ｃ）（Ｄ）に示す封止部を得た。

その他の溶着条件、内容物は実施例と同じとした。
〔評価方法〕
（電気導通試験）
飽和食塩水を内容物とした実施例と比較例の筒状包装体をそれぞれ１００個ずつ用意し、また餅状菓子の原液を内容物とした実施例と比較例の筒状包装体もそれぞれ１００個ずつ用意した。

飽和食塩水を満たした容器内に、それぞれの筒状包装体の封止部３を浸し、導通テスターの正負極の一方の針を筒状包装体に刺し、他方の針を容器内の飽和食塩水に刺し、電気抵抗を測定した。測定された電気抵抗が３００ｋΩ以上ならば、封止部３にピンホールが生じておらず、密封部良品とし、密封良品の割合を密封良品率とした。

（湿式加熱試験）
飽和食塩水を内容物とした実施例と比較例の筒状包装体をそれぞれ１００個ずつ用意し、また餅状菓子の原液を内容物とした実施例と比較例の筒状包装体もそれぞれ１００個ずつ用意した。

各筒状包装体を９０℃で１時間熱水加熱した後に、封止部３に破れが生じているかを目視で観察した。その結果、封止部３に破れが生じていないものを、封止部良品とし、封止部良品の割合を封止部良品率とした。

〔評価結果〕
（実施例）
・内容物が飽和食塩水のもの
密封良品率＝９８％
封止部良品率＝９９％
・内容物が餅状菓子の原液のもの
密封良品率＝９９％
封止部良品率＝１００％
（比較例）
・内容物が飽和食塩水のもの
密封良品率＝５８％
封止部良品率＝８２％
・内容物が餅状菓子の原液のもの
密封良品率＝７０％封止部良品率＝９３％

（Ａ）は、本発明の筒状包装体の製造に使用される縦型連続充填包装装置の正面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分側面図、 図１（Ａ）の縦型連続充填包装装置のフィルム成形部と縦シール形成部を示す斜視図、 フィルムの筒状体に偏平部が形成された状態を示す部分斜視図、 偏平部が集束板により集束させられる状態を示す部分斜視図、 （Ａ）は偏平部の断面図、（Ｂ）は集束部が超音波溶着される状態を示す断面図、 本発明の筒状包装体を示す正面図、 筒状包装体の封止部を示す拡大斜視図、 縦シール部の他の構造を示す断面図、 （Ａ）は比較例の偏平部を示す断面図、（Ｂ）は比較例の集束部が超音波溶着される状態を示す断面図、 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、集束板を種類別に示す平面図、 （Ａ）（Ｃ）は集束板の凹部を種類別に示す拡大平面図、（Ｂ）（Ｄ）はそれぞれの凹部で集束されて溶着された封止部の断面図、 （Ａ）（Ｃ）は集束板の凹部を種類別に示す拡大平面図、（Ｂ）（Ｄ）はそれぞれの凹部で集束されて溶着された封止部の断面図、

符号の説明

Ｆ フィルム
Ｆａ，Ｆｂ フィルムの縁部
Ｆｒ 偏平部
Ｆｓ 縦シール部が形成されている部分のフィルム
Ｓ１，Ｓ２ 縦シール部
１ 筒状包装体
２ 集束部
３ 封止部
４ ホーン
４ａ 加圧面
５ アンビル
５ａ 加圧面
６ 陥没部
１２ 成形部材
１３ａ，１３ｂ 縦シール部を形成する高周波電極
１８ａ，１８ｂ しごきローラ
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ 集束板
２５，２６ 凹部
２５ａ 底部
２５ｂ 開口部

Claims (5)

1. フィルムの縁部どうしが接合された縦シール部を筒状体の長手方向へ形成するシール手段と、前記筒状体の内部に内容物を充填する充填手段と、前記筒状体を前記縦シール部と対面する方向から挟圧して筒状体内の内容物を除去して前記筒状体の一部に偏平部を形成するしごき手段と、
   前記偏平部に集束力を与える凹部を有し、この凹部で前記偏平部を両端側から挟圧し、前記偏平部を、前記縦シール部が前後からフィルムで挟まれるように折り畳んで集束させる集束手段と、
   前記集束部において折り畳まれたフィルムの重なり方向から前記集束部を挟圧して縦シール部およびその前後のフィルムを溶着する加圧溶着手段と、
   溶着部の中間で集束部を切断する切断手段とが設けられていることを特徴とする筒状包装体の製造装置。
2. 前記集束手段に設けられた前記凹部の底部が、前記扁平部の扁平面とほぼ直交する平面部分を有し、前記扁平部の両端部が前記平面部分で押圧される請求項１記載の筒状包装体の製造装置。
3. 前記集束手段の前記凹部の開口部の開口幅が、前記底部の幅寸法と同じかそれ以下である請求項２記載の筒状包装体の製造装置。
4. 前記集束手段で前記扁平部を集束させるときに、前記縦シール部がフィルム間に挟まれるように、前記扁平部に案内力を与えるガイド部材が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の筒状包装体の製造装置。
5. 前記溶着手段が超音波溶着であり、前記加圧溶着手段が予備加熱されたアンビルからなる、請求項１ないし４のいずれかに記載の筒状包装体の製造装置。

Images