JP6657624B2 - 超音波溶着溶断装置及び包装体 - Google Patents
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また、抽出材料に微細な粉体が含まれる場合に、その粉体がミシン目5を通して袋本体3から漏れ出るおそれがある。ミシン目を形成せずに、ノッチ6のみで袋本体3を開封しようとすると、袋本体3を意図した方向に引き裂けない場合が生じる。さらに、ドリップバッグ1xにノッチ6を形成する場合、ドリップバッグの製造ラインでノッチの抜き滓を処理することが必要となり、煩雑である。
包材の溶断方向に垂直な、包材を溶断する部位(以下、溶断部という)を通る断面において、該溶断部の両側に位置する超音波ホーンとアンビルの対向部のうち片側の対向部に強シール部形成領域を有し、もう片方の側の対向部に弱シール部形成領域を有し、
弱シール部形成領域は強シール部形成領域に対し、溶断部から所定の距離における超音波ホーンとアンビルの対向面の距離が長い超音波溶着溶断装置を提供する。
袋本体の一端の全幅に包材の溶着により形成された弱シール部を有し、袋本体の他端の全幅に包材の溶着により形成された強シール部を有する包装体を提供する。
袋本体の上端の全幅に通水濾過性シートの溶着により形成された弱シール部を有し、下端の全幅に通水濾過性シートの溶着により形成された強シール部を有するドリップバッグを提供する。
図1は、本発明の一実施例の超音波溶着溶断装置30の斜視図である。この超音波溶着溶断装置30は、超音波ホーン31、アンビル40、包材50の挿入路を形成する一対のガイド板51、52を備えている。図2は、この溶着溶断装置30をアンビル40側のガイド板52側からみた斜視図である。
超音波ホーン31は先細の錐体形状を有し、先端部32が平坦である。超音波ホーン31は図示しない駆動装置により、一対のガイド板51、52の間に挿入された包材50の幅方向に移動可能となっている。また、一対のガイド板51、52のうち超音波ホーン31側のガイド板51には、超音波ホーン31の移動路をあけるように包材50の幅方向に延びた窓51aが形成されており、超音波ホーン31はこの窓51aを貫通し、超音波ホーン31の先端部32が、一対のガイド板51、52の間に挿入された包材50に当接するように設置されている。
一方、アンビル40は円盤形で、その軸Laが鉛直方向に設置され、アンビル40の周面が超音波ホーン31の先端部と対向している。図4Aは、包材50の溶着溶断時に超音波ホーン31とアンビル40が包材50を介して接触した状態の断面図であって、包材50の溶断方向(即ち、包材50の幅方向)に垂直な、溶断部(包材を溶断する部位)53を通る断面を表している。同図に示したように、アンビル40の周面はアンビル40の半径方向に<型に突出した屈曲面となっており、その突出端41と超音波ホーン31との接触部位が溶断部53となる。
図4Aに示したように、超音波ホーン31とアンビル40との対向部は溶断部53の両側に形成されており、これらの対向部のうち溶断部53の片側(包材50の搬送方向Cの上流側)に強シール部形成領域54sが形成され、もう片方の側(包材50の搬送方向の下流)に弱シール部形成領域54wが形成されている。ここで、強シール部形成領域54sは包材50に強シール部を形成し、弱シール部形成領域54wは包材50に弱シール部を形成する領域である。
この超音波溶着溶断装置30は次のように動作して包材50を溶着溶断する。
まず、図1に示すように筒状の包材50が一対のガイド板51、52の間に挿入され、図示しない送り装置で、所定のタイミング及び所定の速度で矢印C方向に送られる。
本発明の超音波溶着溶断装置は、包材の溶断方向に垂直な、溶断部を通る断面において、溶断部53の片側に強シール部形成領域54sを有し、もう片方の側に弱シール部形成領域54wを有する限り、種々の態様をとることができる。
本発明の超音波溶着溶断装置を用いることにより、対向する一端と他端の全幅にシール部を有する種々の包装体を製造することができる。例えば、長手方向に延びた貼り合わせシール部を有する筒状の樹脂フィルムを使用し、内容物として、菓子、珍味等の食品、ゴルフのティー等の小物雑貨類、入浴剤等を充填することにより、図5に示すように合掌袋タイプの包装体60を得ることができる。
また、本発明の超音波溶着溶断装置を用い、包材として図6に示す筒状に成形したドリップバッグ製造用シート20を使用することにより、同図に示すように袋本体3の内部に抽出材料が充填され、袋本体3の上端の全幅に弱シール部7wを有し、下端の全幅に強シール部7sを有するドリップバッグ1Aを得ることができる。この弱シール部7wのシール幅Lwも強シール部7sのシール幅Lsより狭く、好ましくは1/2以下である。また、弱シール部7wのシール強度は強シール部7sのシール強度よりも弱く、好ましくは60%以下である。したがって、ドリップバッグ1Aの袋本体3は、弱シール部7wを剥がして開くことで容易に開封することができる。また、一般に、両端にシール部がある場合に、消費者はシール幅の狭い方を開口すべきシール部として認識するので、下端の強シール部7sのシール幅Lsに対して上端の弱シール部7wのシール幅Lwが狭いことにより、消費者が誤って下端の強シール部7sから開口してしまうことを防止できる。
このドリップバッグ1Bによれば、掛止部材10を押し潰すように力をかけて袋本体3を開封するドリップバッグ1Aに対して、掛止部材10の材料選択の幅を広げることができ、掛止部材10と袋本体3の貼着条件を緩和することができる。
試験例1〜24
図1に示した超音波溶着溶断装置30を用いて、図6に示す、筒状に成形したドリップバッグ製造用シート20に対し、幅方向の溶着溶断と、筒状体内への抽出材料の充填を繰り返し行った。
・超音波周波数 40kHz
・超音波ホーンとアンビルの包材の幅方向の移動速度 0.2S/100mm
・超音波ホーンとアンビルの押圧 0.2MPa
さらに、試験例5について、強シール部7sと弱シール部7wの写真を図10に示す。
図14に示すように、弱シール部7wが形成されたドリップバッグ上部と強シール部7sが形成されたドリップバッグ下部をそれぞれ短冊状にドリップバッグから切り出して幅Lxが15mmの弱シール部試験片8wと強シール部試験片8sを得、その弱シール部7wと強シール部7sの引張強度を引張強度測定器(JTトーシ社製リトルセンスター)を用い、200mm/分の速度で矢印のように反対方向に引張って測定した。
弱シール部7w又は強シール部7sの引裂強度をJTトーシ社製リトルセンスターを用いて測定した。この場合、図15に示すように、弱シール部7w又は強シール部7sを含む、幅Lxが40mm、長さが75mmの試験片8’w、8’sをドリップバッグから切り出し、弱シール部7w又は強シール部7sに長さLyが30mmの切込を入れ、切込で分けられたシートの端部をつかみ治具(治具幅50mm)によりつかみ間隔Lzを30mmにしてグリップし、200m/分の速度で矢印のように反対方向に引っ張ることにより弱シール部7w又は強シール部7sの引裂強度を測定した。
ドリップバッグの袋本体上端の弱シール部7wを、ドリップバッグの袋本体3の表面と裏面を反対方向に引っ張ることにより開封する場合の開封のし易さを次の評価基準で評価した。
A:手で引っ張ることにより容易に開封できる
B:袋本体の上端と下端が同じシール強度で溶着されている従前のドリップバッグよりも開封しやすい
C:袋本体の上端と下端が同じシール強度で溶着されている従前のドリップバッグと同程度に開封しにくい
2 通水濾過性シート
3 袋本体
3a、3b 袋本体の側縁
3p 袋本体の上端
3q 袋本体の下端
4p、4q、4b シール部
5 ミシン目
6 ノッチ
7s 強シール部
7w 弱シール部
8s 強シール部試験片
8w 弱シール部試験片
10 掛止部材
11 切れ目
12 折れ線
20、20x ドリップバッグ製造用シート
20a、20b ドリップバッグ製造用シートの縁辺
21 中央折れ線
22 筒状体
30 超音波溶着溶断装置
31 超音波ホーン
32 先端部
40 アンビル
41 アンビルの周面の突出端
50 包材
51 ガイド板
51a 窓
52 ガイド板
52a 窓
53 溶断部
54s 強シール部形成領域
54w 弱シール部形成領域
60 包装体
61 貼り合わせシール部
62s 強シール部
62w 弱シール部
100 カップ
C 包材の搬送方向
Ds 強シール部形成領域における、溶断部から距離Liでの超音波ホーンとアンビルの対向面の距離
Dw 弱シール部形成領域における、溶断部から距離Liでの超音波ホーンとアンビルの対向面の距離
Dx 段部の高さ
La アンビルの軸
Li 溶断部からの距離
Ls 強シール部の幅
Lw 弱シール部の幅
θs 強シール部形成領域において超音波ホーンとアンビルの対向面がなす角
θw 弱シール部形成領域において超音波ホーンとアンビルの対向面がなす角
Claims (10)
- 対向する超音波ホーンとアンビルを備え、超音波ホーンとアンビルの間に挿入された筒状の包材を溶着溶断することにより、一端の全幅に強シール部を有し、他端の全幅に弱シール部を有する包装体を連続的に製造する超音波溶着溶断装置であって、隣接して製造される包装体のうち、一方の包装体の全幅にわたる強シール部と、他方の包装体の全幅にわたる弱シール部とが同時に形成されるように、包材の溶断方向に垂直な、包材を溶断する部位(以下、溶断部という)を通る断面において、該溶断部の両側に位置する超音波ホーンとアンビルの対向部のうち片側の対向部に強シール部形成領域を有し、もう片方の側の対向部に弱シール部形成領域を有し、
弱シール部形成領域は強シール部形成領域に対し、溶断部から所定の距離における超音波ホーンとアンビルの対向面の距離が長いという状態を溶断方向の包材の全幅にわたって維持する超音波溶着溶断装置。 - 包材の溶断方向に垂直な、溶断部を通る断面において、弱シール部形成領域で超音波ホーンとアンビルの対向面のなす角度θwが、強シール部形成領域で超音波ホーンとアンビルの対向面のなす角度θsよりも大きい請求項1記載の超音波溶着溶断装置。
- 弱シール部形成領域において超音波ホーンとアンビルの対向面のなす角度θwが40°≦θw<90°であり、強シール部形成領域において超音波ホーンとアンビルの対向面のなす角度θsが0<θs≦60°である請求項2記載の超音波溶着溶断装置。
- 包材の溶断方向に垂直な、溶断部を通る断面において、超音波ホーンとアンビルの対向面の距離が溶断部で不連続的に変化する請求項1〜3のいずれかに記載の超音波溶着溶断装置。
- アンビルが円盤形で、その周面が超音波ホーンと対向し、該周面はアンビルの半径方向に突出した屈曲面となっている請求項1〜4のいずれかに記載の超音波溶着溶断装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の超音波溶着溶断装置を用いて、筒状に成形された包材の幅方向の溶着溶断と、該包材内部への内容物の充填を交互に繰り返すことにより、一端の全幅に強シール部を有し、他端の全幅に弱シール部を有する包装体を連続的に製造する包装体の製造方法であって、隣接して製造される包装体のうち、一方の包装体の全幅にわたる強シール部と、他方の包装体の全幅にわたる弱シール部とを同時に形成する包装体の製造方法。
- 通水濾過性シートで形成された袋本体の内部に抽出材料が充填され、袋本体をカップに掛止させる掛止部材が袋本体の表面に貼着されているドリップバッグの製造方法であって、通水濾過性シートの長手方向に掛止部材が所定間隔で貼着され、その通水濾過性シートが筒状に成形されている包材の幅方向の溶着溶断と、該包材内部への抽出材料の充填を交互に繰り返す方法であり、請求項1〜5のいずれかに記載の超音波溶着溶断装置を、強シール部形成領域から弱シール部形成領域へ包材が挿入されるように設置して包材の幅方向の溶着溶断を行うことにより、袋本体の下端に強シール部を有し、上端に弱シール部を有するドリップバッグを連続的に製造し、隣接して製造されるドリップバッグのうち、一方のドリップバッグの全幅にわたる強シール部と、他方のドリップバッグの全幅にわたる弱シール部とを同時に形成するドリップバッグの製造方法。
- 通水濾過性シートから形成された袋本体、
袋本体の内部に充填された抽出材料、
袋本体をカップに掛止させる掛止部材を備え、掛止部材が袋本体に貼着されているドリップバッグであって、
袋本体の上端の全幅に通水濾過性シートの溶着により形成された弱シール部を有し、該上端の縁部が溶断部となっており、下端の全幅に通水濾過性シートの溶着により形成された強シール部を有し、該下端の縁部が溶断部となっており、弱シール部及び強シール部のシール幅が0.35mm以下であるドリップバッグ。 - 弱シール部のシール幅が強シール部のシール幅よりも狭い請求項8記載のドリップバッグ。
- 弱シール部の引張強度が強シール部の引張強度の60%以下である請求項8又は9に記載のドリップバッグ。
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