JP6980057B2 - 内容物入りフィルム包装袋、縦型製袋充填包装機、内容物入りフィルム包装袋の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内容物入りフィルム包装袋、縦型製袋充填包装機および内容物入りフィルム包装袋の製造方法に関する。

食品を封入したフィルム包装袋が流通している。このようなフィルム包装袋は、パウチ袋と呼ばれている。フィルム包装袋を製袋して食品等を充填する縦型製袋充填機においては、フィルムを加熱して溶着するヒートシールが用いられていた。
近年においては、シール形成の効率化や簡素化、品質の安定性等の要請から、超音波シールが開発されている。

特開２０１８−００２２１５号公報

ところが、超音波シールにも様々な欠点がある。例えば、フィルムを軟化させなければシールを短時間で形成することができない。フィルムに厚み方向の段差があると、シールを形成することができない。
また、チューブ状のフィルムに液体等の流動体を充填した状態でシール（液中シール）を形成するときに、シール不良やエッジ切れが発生しやすい。特に、シールを形成する部位に夾雑物が残留していると、溶着時に水蒸気爆発（発泡）が起きて、ピンホールやクラック等のシール不良が発生する。

本発明は、シール部の形成効率化や品質安定性を図ることができる内容物入りフィルム包装袋、縦型製袋充填包装機および内容物入りフィルム包装袋の製造方法を提供する。

本発明に係る内容物入りフィルム包装袋の実施態様は、フィルム同士を溶着させたシール部を有するフィルム包装袋に流動体を封入した内容物入りフィルム包装袋であって、前記シール部は、前記フィルム同士が熱溶着されたプレヒートシールと、前記プレヒートシールがさらに超音波溶着された超音波シールと、からなる第一シールを有することを特徴とする。

本発明に係る内容物入りフィルム包装袋の実施態様は、前記シール部は、前記フィルム同士が熱溶着されたヒートシールのみからなる第二シールを有し、前記プレヒートシールは、前記第二シールよりも溶着強度が低いことを特徴とする。

本発明に係る内容物入りフィルム包装袋の実施態様は、前記超音波シールは、前記プレヒートシールよりも幅が狭いことを特徴とする。

本発明に係る内容物入りフィルム包装袋の実施態様は、前記超音波シールの幅は、前記プレヒートシールの幅の５０〜９０％であることを特徴とする。

本発明に係る内容物入りフィルム包装袋の実施態様は、前記フィルム包装袋の外側において前記超音波シールと前記プレヒートシールが重畳配置され、前記フィルム包装袋の内側において前記プレヒートシールのみが配置されることを特徴とする。

本発明に係る内容物入りフィルム包装袋の実施態様は、前記第一シールは、前記フィルム包装袋の外周のうちの対向する側辺にそれぞれ配置されることを特徴とする。

本発明に係る縦型製袋充填包装機の実施態様は、フィルム包装袋を製袋して流動体を封入する縦型製袋充填包装機であって、チューブフィルムを下方向に搬送するフィルム搬送部と、前記チューブフィルムの内側に流動体を投入する充填部と、前記チューブフィルムを幅方向に亘って溶着して袋体にする横シール部と、前記袋体を前記チューブフィルムから切り離すカッター部と、を備え、前記横シール部は、前記チューブフィルムを加熱して溶着するプレヒートシール部と、前記プレヒートシール部が形成したプレヒートシールにさらに超音波を与えて溶着する超音波シール部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る縦型製袋充填包装機の実施態様は、帯状のフィルム同士を熱溶着して前記チューブフィルムを形成する縦シール部を備え、前記プレヒートシール部の加熱時間は、前記縦シール部の加熱時間よりも短いことを特徴とする。

本発明に係る縦型製袋充填包装機の実施態様は、前記超音波シール部は、さらに前記プレヒートシールを冷却固化することを特徴とする。

本発明に係る縦型製袋充填包装機の実施態様は、前記超音波シール部は、前記プレヒートシール部よりもシール幅が狭いことを特徴とする。

本発明に係る縦型製袋充填包装機の実施態様は、前記超音波シール部は、前記プレヒートシール部が形成したプレヒートシールに対して、超音波シールを上下方向において対称に重畳させるように形成することを特徴とする。

本発明に係る縦型製袋充填包装機の実施態様は、前記超音波シール部は、シール幅方向の中央にシール長さ方向に延びる非シール形成領域を有することを特徴とする。

本発明に係る縦型製袋充填包装機の実施態様は、前記カッター部は、前記横シール部が形成した横シールのうち、前記非シール形成領域に対応する部位を切除することを特徴とする。

本発明に係る内容物入りフィルム包装袋の製造方法の実施態様は、フィルム包装袋を製袋して流動体を封入する内容物入りフィルム包装袋の製造方法であって、前記チューブフィルムを下方向に搬送するフィルム搬送工程と、前記チューブフィルムの内部に流動体を充填する充填工程と、前記チューブフィルムを幅方向に亘って溶着して袋体にする横シール工程と、前記袋体を前記チューブフィルムから切り離す切離工程と、を有し、前記横シール工程は、前記チューブフィルムを加熱して溶着するプレヒートシール工程と、前記プレヒートシール工程で形成したプレヒートシールにさらに超音波を与えて溶着する超音波シール工程と、を含むことを特徴とする。

本発明に係る内容物入りフィルム包装袋の製造方法の実施態様は、帯状のフィルム同士を熱溶着して前記チューブフィルムを形成する縦シール工程を有し、前記プレヒートシール工程で形成するプレヒートシールは、前記縦シール工程で形成する縦シールよりも溶着強度が低いことを特徴とする。

本発明によれば、シール部の形成効率化や品質安定性を図ることができる内容物入りフィルム包装袋、縦型製袋充填包装機および内容物入りフィルム包装袋の製造方法を実現できる。

内容物入りフィルム包装袋１００の正面図である。 製袋充填包装機１の概略構成を示す側面図である。 充填部３０等を示す正面図である。 横シール部６０およびカッター部７０を示す正面図である。 横シール部６０およびカッター部７０を示す側面図である。 （ａ）ヒーターバー６２の縦断面図、（ｂ）アンビルバー６７の正面図である。

以下、本発明の実施形態に係るフィルム包装袋１００、縦型製袋充填包装機１および内容物入りフィルム包装袋１００の製造方法について説明する。

〔フィルム包装袋１００〕
図１は、内容物入りフィルム包装袋１００の正面図である。
フィルム包装袋１００は、いわゆるスタンディングパウチタイプの包装体であり、後述する縦型製袋充填包装機１により製袋される。

フィルム包装袋１００は、帯状のフィルムＦの四辺をシール（熱溶着、超音波溶着）して形成される。フィルム包装袋１００は、その四辺にシール部を有する。このシール部には、ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２、トップシール１０３およびサイドシール１０４が含まれる。

フィルムＦは、ナイロンやポリエステル等の高強度フィルムを積層したラミネートフィルムである。フィルムＦは、内面にシール層を有し、内面同士は溶着するが、外面同士は溶着しないように積層される。

フィルム包装袋１００には、食品（飲食物）等の内容物Ｘが充填される。内容物Ｘは、液体等の流動体である。または流動体と固体の混合物である。流動体には、液体、ゼリー体、ペースト体も含まれる。
フィルム包装袋１００は、内容物Ｘが充填された状態で自立（立て置き）できる。

フィルム包装袋１００が自立したときの上下方向を縦方向ともいう。
フィルム包装袋１００が自立したときの幅方向を横方向ともいう。横方向のうち、フィルム包装袋１００の内部側を内側、外部側（端部側）を外側という。
縦方向と横方向にそれぞれ直交する方向を厚み方向という。
サイドシール１０４の延在方向、幅方向、厚み方向は、それぞれ、シール長さ方向、シール幅方向、ルール厚方向に一致する。

〈ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２〉
ボトムシール（シール部、第二シール、縦シール）１０１は、後述するボトムシール部２１によって、フィルム包装袋１００の下辺に形成される。
ボトム補強シール（シール部、第二シール、縦シール）１０２は、後述する第２ボトム補強シール部２２によって、フィルム包装袋１００の下辺両端に形成される。

フィルム包装袋１００の下端側には、フィルムＦを二重（Ｍ字形）に折り込んだガセット部１００ａが設けられる。ガセット部１００ａは、フィルムＦの内面同士を密着させた２つの外折り部と、フィルムＦの外面同士を密着させた１つの内折り部とからなる。２つの外折り部の間に内折り部が配置される。
フィルムＦをＭ字形に折り畳んだ状態でボトムシール１０１とボトム補強シール１０２を形成ことにより、ガセット部１００ａが設けられる。

ボトムシール１０１は、ガセット部１００ａの２つの外折り部をそれぞれ溶着する。ボトム補強シール１０２は、ガセット部１００ａの両端からフィルム包装袋１００の側辺下端を溶着する。ボトム補強シール１０２は、ボトムシール１０１の両端から内折り部を経てサイドシール１０４に向けて延びる。

ガセット部１００ａは、ボトムシール１０１とボトム補強シール１０２によりフィルムＦの内面同士が溶着されるが、フィルムＦの外面同士は溶着されない。このため、ガセット部１００ａが二股形状になる。フィルム包装袋１００の下端は、ガセット部１００ａの内折り部を起点にして、開閉可能になる。
フィルム包装袋１００は、ガセット部１００ａを開くと、下部の厚みが大きくなる。これにより、フィルム包装袋１００は、ガセット部１００ａを底にして自立（立て置き）することが可能になる。
一方、フィルム包装袋１００は、ガセット部１００ａを閉じると、下部の厚みが薄くなる。これにより、フィルム包装袋１００は、平置き（重ね置き）しやすくなる。

〈トップシール１０３〉
トップシール（シール部、第二シール、縦シール）１０３は、後述するトップシール部２４によって、フィルム包装袋１００の上端に形成される。
トップシール１０３は、フィルム包装袋１００の上辺を溶着するとともに、フィルム包装袋１００の飲み口の周辺部を形成する。
トップシール１０３の上端側には、切り裂き用のノッチＮが設けられる。このノッチＮを起点にしてフィルムＦを横方向に切り裂いて、トップシール１０３の上端側を切り落とす。これにより、フィルム包装袋１００の上端に飲み口が出現する。

〈サイドシール１０４〉
サイドシール（シール部、第一シール、横シール）１０４は、後述する横シール部６０によって、フィルム包装袋１００の横方向の両端にそれぞれ形成される。サイドシール１０４は、フィルム包装袋１００の外周のうち、対向する側辺にそれぞれ配置される。
サイドシール１０４は、フィルム包装袋１００の側辺を溶着する。サイドシール１０４は、縦方向に延在して、トップシール１０３とボトム補強シール１０２を繋ぐ。

サイドシール１０４は、プレヒートシール１０５と超音波シール１０６とからなる。
プレヒートシール１０５は、フィルムＦ同士を加熱して不完全に溶着させたものである。プレヒートシール１０５は、仮止めとして機能する。つまり、ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２、トップシール１０３に比べて溶着強度が低い。フィルム包装袋１００に外力を加えるとプレヒートシール１０５が破壊（リーク）されることがある。例えば、フィルム包装袋１００を把持すると、プレヒートシール１０５が破壊される場合がある。

超音波シール１０６は、プレヒートシール１０５に超音波を与えて、フィルムＦ同士をさらに溶着させたものである。超音波シール１０６は、フィルム包装袋１００の厚み方向においてフィルムＦを二重に溶着したものである。超音波シール１０６では、フィルムＦ同士が十分に溶着される。

サイドシール１０４は、縦方向に沿って直線状に延びる。サイドシール１０４のシール幅は、縦方向において一定（６．５ｍｍ）である。
プレヒートシール１０５のシール幅は、サイドシール１０４のシール幅に等しい。超音波シール１０６は、プレヒートシール１０５よりもシール幅が狭い。例えば、超音波シール１０６はシール幅が５ｍｍ、プレヒートシール１０５はシール幅が６．５ｍｍである。超音波シール１０６のシール幅は、プレヒートシール１０５のシール幅の５０〜９０％が好ましい。
プレヒートシール１０５に対して超音波シール１０６が完全に重畳するように配置される。サイドシール１０４の外側から中央では、プレヒートシール１０５と超音波シール１０６が重畳配置される。サイドシール１０４の内側では、プレヒートシール１０５のみが配置される。超音波シール１０６のシール幅方向の内側にプレヒートシール１０５がそれぞれ１．５ｍｍずつ食み出る。

フィルム包装袋１００は、サイドシール１０４がプレヒートシール１０５と超音波シール１０６を有するため、超音波溶着の利点を生かしつつ、超音波溶着の欠点を仮止めの熱溶着で補うことができる。
プレヒートシール１０５の形成によりフィルムＦが軟化するので、超音波シール１０６を短時間で形成することができる。
超音波シール１０６を形成する部位（フィルム包装袋１００の側辺）に厚み方向の段差がある場合でも、プレヒートシール１０５の形成によりフィルムＦが軟化して段差が解消するので、超音波シール１０６を良好に形成することができる。
超音波シール１０６は、液中シールと呼ばれる方法により形成されることが多い。つまり、超音波シール１０６は、フィルムＦの内部に流動体（内容物Ｘ）を充填した状態で形成される。このような場合には、シール不良やエッジ切れが発生しやすい。しかし、超音波シール１０６の形成に先立って、プレヒートシール１０５を形成しているので、シール不良やエッジ切れが発生しづらい。
また、プレヒートシール１０５を形成することにより、超音波シール１０６を形成する部位に夾雑物が残留しづらい。このため、超音波シール１０６の形成時に夾雑物の発泡（水蒸気爆発）が起きず、ピンホールやクラック等のシール不良のおそれが少ない。
したがって、フィルム包装袋１００は、サイドシール１０４の形成効率化や品質安定性が図られる。

〔縦型製袋充填包装機１〕
図２は、製袋充填包装機１の概略構成を示す側面図である。
図３は、充填部３０等を示す正面図である。
図４は、横シール部６０およびカッター部７０を示す正面図である。
図５は、横シール部６０およびカッター部７０を示す側面図である。
図６（ａ）は、ヒーターバー６２の縦断面図、図６（ｂ）は、アンビルバー６７の正面図である。

縦型製袋充填包装機１は、帯状のフィルムＦからフィルム包装袋１００を形成すると共に、このフィルム包装袋１００に内容物Ｘを充填する。
縦型製袋充填包装機１は、帯状のフィルムＦを幅方向に二分割し、この二分割されたそれぞれのフィルムＦからフィルム包装袋１００を製造する。これにより、縦型製袋充填包装機１は、内容物入りフィルム包装袋１００を効率よく生産できる。

縦型製袋充填包装機１は、制御部（不図示）により制御されて、フィルムＦを下方向に間欠搬送しながら、内容物Ｘを充填する。
縦型製袋充填包装機１は、フィルム包装袋１００の内部に内容物Ｘを投入（封入）する。フィルム包装袋１００には、空気を含まずに、内容物Ｘが満注充填される。
縦型製袋充填包装機１は、内容物入りのフィルム包装袋１００を連続して製造する。

縦型製袋充填包装機１は、後述するＭ字ガイド１２よりも下流側に配置される部材等を二組ずつ備える。こられの部材等は、フィルムＦの搬送方向に沿ってそれぞれ並列に配置される。
以下の説明では、二分割されたフィルムＦのうち一方（単にフィルムＦと呼ぶ）からフィルム包装袋１００を製造する構造について説明する。

フィルムＦには、ナイロンやポリエステル等の高強度フィルムを積層したラミネートフィルムが用いられる。フィルムＦは、内面にシール層を有し、内面同士は溶着するが、外面同士は溶着しないように積層される。

フィルムＦの長手方向を搬送方向ともいう。フィルムＦの幅方向を横方向ともいう。
内容物Ｘが充填されるときのフィルムＦの長手方向を上下方向という。上下方向は、鉛直方向であり、下方向がフィルムＦの搬送方向である。
内容物Ｘが充填されるときのフィルムＦの横（幅）方向を左右方向ともいう。
内容物Ｘが充填されるときのフィルムＦの厚み方向を前後方向とも呼ぶ。

縦型製袋充填包装機１の上下方向は、フィルム包装袋１００の横方向に対応する。
縦型製袋充填包装機１の前後方向は、フィルム包装袋１００の厚み方向に対応する。
縦型製袋充填包装機１の左右方向は、フィルム包装袋１００の縦方向に対応する。縦型製袋充填包装機１の右側がフィルム包装袋１００の上部（トップシール１０３）側に対応し、縦型製袋充填包装機１の左側がフィルム包装袋１００の下部（ボトムシール１０１）側に対応する。

縦型製袋充填包装機１は、製袋ガイド部１０、縦シール部２０、充填部３０、デザインカッター部４０、フィルム搬送部５０、横シール部６０、カッター部７０を備える。これら各部は、不図示のフレームに支持される。
フィルムＦは、ロール状に巻かれてフィルム軸３に支持される。

〔製袋ガイド部１０〕
製袋ガイド部１０は、カッター１１、Ｍ字ガイド１２、二つ折りガイド１３および折り込みガイド１４を備える。
カッター１１、Ｍ字ガイド１２、二つ折りガイド１３および折り込みガイド１４は、フィルムＦの搬送方向において、この順に配置される。製袋ガイド部１０におけるフィルムＦの送り方向は、前方向（水平方向）である。

カッター１１は、フィルムＦの搬送経路において、フィルムＦの幅方向の中央位置に配置される。フィルムＦを長手方向に搬送することにより、カッター１１は、フィルムＦを幅方向の中央において二分割しつつ、長手方向に沿って切断する。

Ｍ字ガイド１２は、フィルムＦの搬送方向に対して主面が垂直になるように配置された板状の部材である。Ｍ字ガイド１２は、二分割されたフィルムＦをそれぞれ９０°捩じった状態でフィルムＦの幅方向外側にガイドする。

二つ折りガイド１３は、三角形の板状の部材である。二つ折りガイド１３は、主面と２つの斜辺を利用して、フィルムＦを幅方向の中央で二つ折りする。
折り込みガイド１４は、二つ折りガイド１３に隣接して配置された三角形の板状の部材である。折り込みガイド１４は、二つ折りされたフィルムＦの山折り部分を谷折りして、Ｍ字形に折り込む。つまり、二つ折りガイド１３と折り込みガイド１４は、フィルム包装袋１００のガセット部１００ａを形作る。

製袋ガイド部１０は、二分割されたフィルムＦの搬送をガイドするガイドローラ１５，１６をさらに備える。
ガイドローラ１５は、Ｍ字ガイド１２と二つ折りガイド１３との間に配置されて、外側に向いたフィルムＦを内側に向かわせる。
一対のガイドローラ１６は、折り込みガイド１４の下流側に配置されて、二つ折りされたフィルムＦを挟み込む。

〔縦シール部２０〕
縦シール部２０は、ヒーターバーを用いて、フィルムＦを縦方向に沿って熱溶着する。縦シール部２０は、フィルムＦの間欠搬送に同期して、間欠的に駆動する。
縦シール部２０は、フィルムＦをチューブ状に形成する。このチューブフィルムをフィルムＦｃと呼ぶ。

縦シール部２０は、ボトムシール部２１、ボトム補強シール部２２、トップシール部２４およびトップ冷却部２５を備える。
フィルムＦの搬送方向において、ボトムシール部２１、ボトム補強シール部２２、トップシール部２４およびトップ冷却部２５が、この順に配置される。

ボトムシール部２１は、フィルムＦのガセット部１００ａを熱溶着して、フィルムＦにボトムシール１０１を形成する。
ボトム補強シール部２２は、フィルムＦのガセット部１００ａを熱溶着して、フィルムＦにボトム補強シール１０２を形成する。ボトム補強シール部２２は、フィルムＦの搬送方向において、ボトムシール部２１の下流側（前方向）に隣接して配置される。

トップシール部２４は、フィルムＦの側端同士を熱溶着して、フィルムＦにトップシール１０３を形成する。
トップ冷却部２５は、トップシール１０３を冷却する。トップ冷却部２５は、フィルムＦの搬送方向において、トップシール部２４の下流側（下方向）に隣接して配置される。
トップシール１０３をトップ冷却部２５で冷却することにより、フィルムＦｃを直ちに次の工程に移行させることができる。

ボトム補強シール部２２とトップシール部２４の間にガイドローラ２３が配置される。このガイドローラ２３によって、フィルムＦの搬送方向が前（水平）方向から下（鉛直）方向に変更される。
ボトムシール部２１、ボトム補強シール部２２ではフィルムＦが水平方向（前方向）に送られ、トップシール部２４、トップ冷却部２５ではフィルムＦが鉛直方向（下方向）に送られる。

〔充填部３０〕
充填部３０は、投入パイプ３１等を備え、フィルムＦｃの内部に、内容物（流動体）Ｘを投入する。
投入パイプ３１は、フィルムＦの搬送方向において、ボトムシール部２１とトップシール部２４の間に配置される。投入パイプ３１は、フィルムＦの側方から内面側に挿入され、下向きに曲がってフィルムＦｃの内側に入り込む。投入パイプ３１は、下方向に向かって延びて、その先端（吐出口）が横シール部６０の直上に配置される。

〔デザインカッター部４０〕
デザインカッター部４０は、フィルムＦの搬送方向において、トップシール部２４の下流（下方向）に配置される。
デザインカッター部４０は、ボトムカッター４１、トップカッター４２を備える。
ボトムカッター４１は、ボトムシール部２１、ボトム補強シール部２２によって形成されたボトムシール１０１とボトム補強シール１０２の形状を整える。
トップカッター４２は、トップシール部２４によって形成されたトップシール１０３の形状を整える。

〔フィルム搬送部５０〕
フィルム搬送部５０は、フィルムＦの搬送方向において、デザインカッター部４０の下流、かつ、投入パイプ３１の先端（内容物Ｘの投入位置）の上流に配置される。
フィルム搬送部５０は、一対二組の搬送ローラー５１を備える。一対の搬送ローラー５１は、フィルムＦｃを挟んで前後方向（フィルムＦｃの厚み方向）に密接配置される。フィルムＦｃの幅（左右）方向の両側に、一対の搬送ローラー５１がそれぞれ配置される。
フィルム搬送部５０は、これら搬送ローラー５１がフィルムＦｃを挟持しながら回転することで、フィルムＦｃを下方に搬送する（送り出す）。

〔横シール部６０〕
横シール部６０は、投入パイプ３１の先端の下方に配置されて、フィルムＦｃを幅方向に亘って溶着する。横シール部６０は、フィルムＦｃにサイドシール１０４を形成する。
横シール部６０は、フィルムＦの間欠搬送に同期して、間欠的に駆動する。これにより、フィルムＦｃには、サイドシール１０４が上下方向において一定間隔に形成される。
フィルムＦｃにサイドシール１０４を形成（封止）することにより、フィルムＦｃに充填された内容物Ｘが、サイドシール１０４を境にして上下に分断される。また、フィルムＦｃにサイドシール１０４を形成すると、フィルムＦｃの下端に袋体Ｆａが出現する。この袋体Ｆａには、内容物Ｘが封入（満注充填）される。

横シール部６０は、プレヒートシール部６１、超音波シール部６５を備える。
プレヒートシール部６１は、ヒーターバー６２、ヒーター受けバー６３を用いて、フィルムＦｃを横方向に亘って熱溶着する。プレヒートシール部６１は、サイドシール１０４のうちのプレヒートシール１０５を形成する。
超音波シール部６５は、ホーンバー６６、アンビルバー６７を用いて、フィルムＦｃを横方向に亘って超音波溶着する。超音波シール部６５は、サイドシール１０４のうちの超音波シール１０６を形成する。

フィルムＦｃの搬送（下）方向において、プレヒートシール部６１、超音波シール部６５が、この順に配置される。
上下方向におけるプレヒートシール部６１と超音波シール部６５の配置間隔は、フィルムＦｃの間欠搬送距離に一致する。このため、超音波シール部６５は、プレヒートシール部６１がフィルムＦｃ同士を熱溶着した部位を、さらに超音波で溶着する。プレヒートシール１０５に対して超音波シール１０６が重畳して形成される。
つまり、横シール部６０は、フィルムＦｃの厚み方向において、フィルムＦ同士を二重（二回）に溶着する。

プレヒートシール部６１は、フィルムＦ同士（フィルムＦｃ）を加熱して不完全に溶着する。プレヒートシール部６１は、フィルムＦ同士を熱溶着して仮止めする。
プレヒートシール部６１は、縦シール部２０（ボトムシール部２１、ボトム補強シール部２２、トップシール部２４）に比べて、加熱時間が短い。このため、プレヒートシール１０５は、ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２、トップシール１０３に比べて溶着強度が低い。フィルム包装袋１００に外力を加えるとプレヒートシール１０５が破壊（リーク）されることもある。
なお、内容物入りフィルム包装袋１００の製造中（超音波シール１０６が形成されるまでの間）には、フィルム包装袋１００に外力が加わらないので、プレヒートシール１０５が破壊されることはない。

超音波シール部６５は、プレヒートシール１０５に超音波を与えて、フィルムＦ同士をさらに溶着する。超音波シール部６５は、フィルムＦ同士を十分に溶着させて超音波シール１０６を形成する。超音波シール１０６の溶着強度は、ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２、トップシール１０３と同等である。

ヒーターバー６２、ヒーター受けバー６３、ホーンバー６６、アンビルバー６７は、それぞれ左右方向に直線状に延びる。ヒーターバー６２、ヒーターバー６６のシール形成面の幅（シール幅）は、一定である。
ヒーターバー６２およびヒーター受けバー６３のシール幅は、サイドシール１０４の（下方向）幅に等しい。ホーンバー６６およびアンビルバー６７は、ヒーターバー６２およびヒーター受けバー６３よりもシール幅が狭い。例えば、ホーンバー６６およびアンビルバー６７はシール幅が１５ｍｍ、ヒーターバー６２およびヒーター受けバー６３はシール幅が１８ｍｍである。ホーンバー６６およびアンビルバー６７のシール幅は、ヒーターバー６２およびヒーター受けバー６３のシール幅の５０〜９０％が好ましい。

ヒーターバー６２とホーンバー６６の上下方向の距離（中心間距離）は、フィルムＦｃの間欠搬送距離に一致する。このため、プレヒートシール１０５に対して超音波シール１０６が完全に重畳配置される。超音波シール１０６は、プレヒートシール１０５の上下方向の中央に重畳する。超音波シール１０６は、プレヒートシール１０５に対して上下方向において対称に重畳する。超音波シール１０６の上下方向にプレヒートシール１０５がそれぞれ２ｍｍずつ食み出るように配置される。

図６（ａ）に示すように、ヒーターバー６２は、シール形成面が平坦ではなく、シール長さ方向（左右方向）の全長に亘って、シール幅方向（上下方向）の中央がフィルムＦｃに向かって僅かに突出（傾斜）する。
内容物ＸがフィルムＦｃに投入されている状態で、ヒーターバー６２とヒーター受けバー６３でフィルムＦｃを挟持することにより、内容物Ｘが上下方向に分断される。このとき、ヒーターバー６２のシール形成面が上下方向においてそれぞれ僅かに傾斜しているので、内容物Ｘが上下方向に押し出される。つまり、ヒーターバー６２は、プレヒートシール１０５を形成する部位から内容物Ｘを排除する。このため、プレヒートシール１０５には夾雑物（内容物Ｘ）が殆ど残留しない。
したがって、超音波シール部６５がプレヒートシール１０５に超音波を与えるときに、夾雑物が発泡（水蒸気爆発）してピンホールやクラック等のシール不良が発生することを防止できる。

図６（ｂ）に示すように、アンビルバー６７は、シール形成面が一つの平面ではなく、シール長さ方向（左右方向）に延びる一対の平行な帯形である。アンビルバー６７は、シール幅方向（上下方向）の中央に非シール形成領域６８を有する。この非シール形成領域６８の幅は、例えば１ｍｍである。非シール形成領域６８の幅は、アンビルバー６７の幅の２０％以下が好ましい。
これにより、超音波シール部６５がプレヒートシール１０５に重ねて超音波シール１０６を形成すると、シール幅方向の中央にシール長さ方向に延びるプレヒートシール１０５が残留する。このプレヒートシール１０５は、非シール形成領域６８に対応するので、シール幅が１ｍｍである。

超音波シール１０６のシール幅方向の中央に非シール形成領域６８を設けるのは、サイドシール１０４をカッター部７０で切断したときに、その切断面に夾雑物を露出させないためである。プレヒートシール１０５に夾雑物が残留していたとしても、プレヒートシール１０５をホーンバー６６とアンビルバー６７で把持（押圧）すると、夾雑物がホーンバー６６を避けるように移動する。つまり、夾雑物がアンビルバー６７の非シール形成領域６８に移動する。このため、超音波シール１０６には夾雑物が残留しない。
このため、後工程でサイドシール１０４（超音波シール１０６）をカッター部７０で切断しても、その切断面に夾雑物が露出しない。したがって、フィルム包装袋１００が夾雑物に汚染（カビの発生等）されることを防止できる。また、カッター部７０（カッター７１）の汚染も防止できる。

横シール部６０は、プレヒートシール１０５を冷却する冷却部を備えない。つまり、プレヒートシール部６１の下流側に冷却部を備えない。超音波シール部６５がプレヒートシール１０５を冷却する冷却部として機能するからである。
ホーンバー６６とアンビルバー６７は、それぞれ金属製であるため、フィルムＦｃよりも低温になる。さらにアンビルバー６７の内部には冷却水が供給されて、冷却されている。このため、ホーンバー６６とアンビルバー６７でフィルムＦｃを挟持すると、フィルムＦｃ（プレヒートシール１０５）の熱を奪って冷却させる。しかも、プレヒートシール部６１の加熱時間が短いので、超音波シール部６５は、プレヒートシール１０５を急速に冷却固化させることができる。
このように、横シール部６０には冷却部が不要であるため、縦型製袋充填包装機１は、装置の高さを従来通りに抑えることができる。

〔カッター部７０〕
カッター部７０は、カッターバー７１を有し、フィルムＦｃのサイドシール１０４を左右方向（シール長さ方向）に亘って切断する。これにより、フィルムＦｃの下端に形成された袋体ＦａがフィルムＦｃから切り落とされる。内容物入りフィルム包装袋１００が個別に切り落とされる。

カッター部７０は、サイドシール１０４の上下方向の中央を帯状に切断する。
上述したように、横シール部６０は、３つのプレヒートシール１０５と２つの超音波シール１０６が交互に配置されたサイドシール１０４を形成する。カッター部７０は、２つの超音波シール１０６の間に配置されたプレヒートシール１０５を完全に切り落とす。このとき、カッター部７０は、２つの超音波シール１０６の一部もそれぞれ切り落とすように、サイドシール１０４を切断する。
したがって、内容物入りフィルム包装袋１００のサイドシール１０４は、外側（切断面）が超音波シール１０６のみになる。
２つの超音波シール１０６の間に配置されたプレヒートシール１０５には切断面は形成されない。このため、２つの超音波シール１０６の間のプレヒートシール１０５に夾雑物が残留していたとしても、カッターバー７１は、夾雑物に汚染されない。

縦型製袋充填包装機１は、横シール部６０がプレヒートシール部６１と超音波シール部６５を備えるため、超音波溶着の利点を生かしつつ、超音波溶着の欠点を仮止めの熱溶着で補うことができる
プレヒートシール部６１がプレヒートシール１０５を形成するとフィルムＦが軟化するので、超音波シール部６５が超音波シール１０６を短時間で形成することができる。
超音波シール部６５が超音波シール１０６を形成する部位に厚み方向の段差がある場合でも、プレヒートシール部６１がプレヒートシール１０５を形成するによりフィルムＦが軟化して段差が解消する。このため、超音波シール部６５が超音波シール１０６を良好に形成することができる。
横シール部６０は、フィルムＦｃに内容物Ｘを充填した状態でサイドシール１０４を形成する（液中シール）。このような場合には、超音波シール１０６にシール不良やエッジ切れが発生しやすい。しかし、超音波シール部６５が超音波シール１０６を形成するに先立って、プレヒートシール部６１がプレヒートシール１０５を形成するので、シール不良やエッジ切れが発生しづらい。
プレヒートシール部６１がプレヒートシール１０５を形成することにより、超音波シール部６５が超音波シール１０６を形成する部位（プレヒートシール１０５）に夾雑物が残留しづらい。このため、超音波シール部６５が超音波シール１０６を形成する時に夾雑物の発泡（水蒸気爆発）が起きず、ピンホールやクラック等のシール不良のおそれが少ない。
したがって、縦型製袋充填包装機１は、フィルム包装袋１００（サイドシール１０４）の形成効率化や品質安定性を図ることができる。

〔内容物入りフィルム包装袋１００の製造方法〕
次に、縦型製袋充填包装機１を用いて、内容物入りフィルム包装袋１００を製造する工程について説明する。

〈フィルム搬送工程Ｓ１、製袋ガイド工程Ｓ２〉
まず、フィルム軸３に支持されたロールからフィルムＦが繰り出され、フィルム搬送部５０によって製袋ガイド部１０に向かって間欠搬送される。
そして、フィルムＦは、製袋ガイド部１０を通過することによって、幅方向に二分割され、さらにそれぞれ二つ折りにされる。

〈縦シール工程Ｓ３〉
次に、フィルムＦは、縦シール部２０に送られる。縦シール部２０では、フィルムＦは、まず、ボトムシール部２１とボトム補強シール部２２によりボトムシール１０１とボトム補強シール１０２が形成される。
その後、フィルムＦは、ガイドローラ２３を経由して下方に送られる。
さらに、フィルムＦは、トップシール部２４に送られて、トップシール１０３が形成する。これにより、フィルムＦは、チューブ状（フィルムＦｃ）になる。
縦シール部２０（ボトムシール部２１、ボトム補強シール部２２、トップシール部２４）におけるフィルム加熱条件は、例えば、加熱温度が１３０℃、加熱時間が０．７秒である。
その後、フィルムＦｃは、トップ冷却部２５に送られて、ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２、トップシール１０３が冷却固化される。

〈デザインカット工程Ｓ４〉
次に、フィルムＦｃは、デザインカッター部４０に送られて、ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２およびトップシール１０３が所定形状にカットされる。つまり、ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２およびトップシール１０３の形状が整えられる。

〈充填工程Ｓ５〉
次に、フィルムＦｃは、充填部３０（投入パイプ３１の先端）に送られて、流動体である内容物Ｘが充填される。

〈横シール工程Ｓ６〉
次に、フィルムＦｃは、さらに下方向に送られて、横シール部６０によるシールが行われる。フィルムＦｃは、横シール部６０において左右（縦）方向に亘ってシールされて、サイドシール１０４が形成される。

〈プレヒートシール工程Ｓ６１〉
横シール部６０では、まず、フィルムＦｃはプレヒートシール部６１に送られて、プレヒートシール１０５が形成される。
プレヒートシール部６１におけるフィルム加熱条件は、例えば、加熱温度が１３０℃、加熱時間が０．４秒である。なお、フィルム加熱条件は、フィルムの種類や充填物によって、加熱条件は異なる。
プレヒートシール部６１のフィルム加熱時間は、縦シール部２０のフィルム加熱時間が０．７秒よりも短い。このため、プレヒートシール１０５は、ボトムシール１０１、ボトム補強シール１０２、トップシール１０３に比べて溶着強度が低い。プレヒートシール１０５は、仮止めとして機能する。

フィルムＦｃにプレヒートシール１０５を形成することにより、フィルムＦｃに充填された内容物Ｘがプレヒートシール１０５を境にして上下に分断される。
プレヒートシール部６１のヒーターバー６２は、シール形成面が上下方向にそれぞれ僅かに傾斜している。このため、内容物Ｘが上下方向に押しやられる。したがって、プレヒートシール１０５には夾雑物（内容物Ｘ）が殆ど残留しない。
また、フィルムＦｃにサイドシール１０４を形成することにより、フィルムＦｃの下端に袋体Ｆａが出現する。この袋体Ｆａには、内容物Ｘが封入（満注充填）される。

〈超音波シール工程Ｓ６２〉
横シール部６０では、続いて、フィルムＦｃは超音波シール部６５に送られて、超音波シール１０６が形成される。
超音波シール１０６は、プレヒートシール１０５に重畳して形成される。超音波シール１０６は、プレヒートシール１０５にさらに超音波を与えて溶着することで形成される。
超音波シール部６５は、超音波シール１０６を形成するときに、フィルムＦ同士を十分に溶着する。超音波シール部６５における振動条件は、例えば、周波数３０ｋＨｚ、振動時間が０．３秒である。
これにより、フィルムＦｃは、サイドシール１０４により完全にシールされる。

このように、横シール部６０は、３つのプレヒートシール１０５と２つの超音波シール１０６が交互に配置されたサイドシール１０４を形成する。
プレヒートシール部６１が形成したプレヒートシール１０５に夾雑物が残留していたとしても、アンビルバー６７がプレヒートシール１０５を把持（押圧）すると、夾雑物がアンビルバー６７を避けるように移動する。このため、超音波シール１０６に夾雑物が残留しない。
したがって、後工程でサイドシール１０４（超音波シール１０６）をカッター部７０で切断したときに、その切断面に夾雑物が出現しない。

なお、サイドシール１０４は、トップシール１０３等のように冷却部によって冷却固化されない。超音波シール部６５がプレヒートシール１０５を冷却する冷却部として機能するからである。
ホーンバー６６とアンビルバー６７は、金属製であるため、フィルムＦｃよりも低温になる。さらにアンビルバー６７の内部には冷却水が供給されて、冷却されている。このため、ホーンバー６６がフィルムＦｃを挟持すると、フィルムＦｃ（プレヒートシール１０５）の熱を奪って冷却させる。しかも、プレヒートシール部６１の加熱時間が短いので、ホーンバー６６は、プレヒートシール１０５を急速に冷却させることができる。
このように、プレヒートシール１０５の冷却に時間を要することなく、内容物入りフィルム包装袋１００の製造効率を向上させることができる。

〈切離工程Ｓ７〉
次に、フィルムＦｃは、さらに下方向に送られて、カッター部７０によってサイドシール１０４が切断される。
カッター部７０は、カッターバーによりサイドシール１０４を左右方向に亘って切断する。これにより、フィルムＦｃの下端に形成された袋体ＦａがフィルムＦｃから切り落とされる。つまり、内容物入りフィルム包装袋１００が個別に切り落とされる。

カッター部７０は、サイドシール１０４の上下方向の中央を帯状に切断する。カッター部７０は、２つの超音波シール１０６の間に配置されたプレヒートシール１０５を完全に切除する。また、カッター部７０は、２つの超音波シール１０６の一部をそれぞれ切除する。
２つの超音波シール１０６の間のプレヒートシール１０５に夾雑物が残留していたとしても、カッター部７０のカッターバーは、夾雑物に汚染されない。
したがって、内容物入りフィルム包装袋１００のサイドシール１０４は、測端（切断面）が超音波シール１０６のみになる。

内容物入りフィルム包装袋１００の製造方法では、横シール工程Ｓ６がプレヒートシール工程Ｓ６１と超音波シール工程Ｓ６２を含む。このため、超音波溶着の利点を生かしつつ、超音波溶着の欠点を仮止めの熱溶着で補うことができる。
プレヒートシール工程Ｓ６１を経ることによりフィルムＦ（プレヒートシール１０５）が軟化するので、超音波シール工程Ｓ６２において超音波シール１０６を短時間で形成することができる。
超音波シール１０６を形成する部位に厚み方向の段差がある場合でも、プレヒートシール工程Ｓ６１でプレヒートシール１０５を形成するによりフィルムＦが軟化して段差が解消する。このため、超音波シール工程Ｓ６２において超音波シール１０６を良好に形成することができる。
横シール工程Ｓ６では、フィルムＦｃに流動体（内容物Ｘ）を充填した状態でサイドシール１０４を形成する（液中シール）。このような場合には、超音波シール１０６にシール不良やエッジ切れが発生しやすい。しかし、超音波シール工程Ｓ６２で超音波シール１０６を形成するに先立って、プレヒートシール工程Ｓ６１でプレヒートシール１０５を形成するので、シール不良やエッジ切れが発生しづらい。
プレヒートシール１０５を形成することにより、超音波シール１０６を形成する部位（プレヒートシール１０５）に夾雑物が残留しづらい。このため、超音波シール１０６を形成する時に夾雑物の発泡（水蒸気爆発）が起きず、ピンホールやクラック等のシール不良のおそれが少ない。
したがって、上述した製造方法では、フィルム包装袋１００（サイドシール１０４）の形成効率化や品質安定性を図ることができる。

以上、本発明について実施形態により説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意の変更が可能である。

例えば、製袋ガイド部１０がフィルムＦを二分割する場合について説明したが、これに限らない。
製袋ガイド部１０がフィルムＦを三分割以上に分割し、それぞれから包装体を製造する場合であってもよい。また、フィルムＦを分割しないで、包装体を製造する場合であってもよい。

また、スタンディングパウチタイプの包装体を製造する場合について説明したが、これに限らない。ガセット部１００ａを有していない四方シールタイプの包装体を製造する場合であってもよい。
四方シールタイプに限らず、三方シールタイプや二方シールタイプ、あるいは背中シールを有するピロー袋であってもよい。

１ 縦型製袋充填包装機 ２０ 縦シール部 ３０ 充填部 ５０ フィルム搬送部 ６０ 横シール部 ６１ プレヒートシール部 ６２ ヒーターバー ６５ 超音波シール部 ６６ ホーンバー ６７ アンビルバー ６８ 非シール形成領域 ７０ カッター部 １００ 内容物入りフィルム包装袋 １０１ ボトムシール（シール部、第二シール、縦シール） １０２ ボトム補強シール（シール部、第二シール、縦シール） １０３ トップシール（シール部、第二シール、縦シール） １０４ サイドシール（シール部、第二シール、横シール） １０５ プレヒートシール １０６ 超音波シール Ｆ フィルム Ｆｃ フィルム（チューブフィルム） Ｆａ 袋体 Ｘ 内容物（流動体）

Claims (14)

1. フィルム同士を溶着して形成したフィルム包装袋に流動体を封入した内容物入りフィルム包装袋であって、
   前記フィルム同士が熱溶着されたプレヒートシールと、
   前記プレヒートシールがさらに超音波溶着された超音波シールと、
   からなる第一シールを有し、
   前記超音波シールは、前記プレヒートシールよりも幅が狭いことを特徴とする内容物入りフィルム包装袋。
2. 前記超音波シールの幅は、前記プレヒートシールの幅の５０〜９０％であることを特徴とする請求項１に記載の内容物入りフィルム包装袋。
3. 前記第一シールは、
   前記フィルム包装袋の外側において前記超音波シールと前記プレヒートシールが重畳配置され、
   前記フィルム包装袋の内側において前記プレヒートシールのみが配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の内容物入りフィルム包装袋。
4. 前記第一シールは、前記フィルム包装袋の外周のうちの対向する側辺にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の内容物入りフィルム包装袋。
5. 前記フィルム同士が熱溶着されたヒートシールのみからなる第二シールを有し、
   前記プレヒートシールは、前記第二シールよりもヒートシール強さが低いことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の内容物入りフィルム包装袋。
6. フィルム包装袋を製袋して流動体を封入する縦型製袋充填包装機であって、
   チューブフィルムを下方向に搬送するフィルム搬送部と、
   前記チューブフィルムの内側に流動体を投入する充填部と、
   前記チューブフィルムを幅方向に亘って溶着して袋体にする横シール部と、
   前記袋体を前記チューブフィルムから切り離すカッター部と、
   を備え、
   前記横シール部は、
   前記チューブフィルムを加熱して溶着するプレヒートシール部と、
   前記プレヒートシール部が形成したプレヒートシールにさらに超音波を与えて溶着する超音波シール部と、
   を備え、
   前記超音波シール部は、前記プレヒートシール部よりもシール幅が狭いことを特徴とする縦型製袋充填包装機。
7. 前記超音波シール部は、さらに前記プレヒートシールを冷却固化することを特徴とする請求項６に記載の縦型製袋充填包装機。
8. 前記超音波シール部は、前記プレヒートシール部が形成したプレヒートシールに対して、超音波シールを上下方向において対称に重畳させるように形成することを特徴とする請求項６または７のうちいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機。
9. 前記超音波シール部は、シール幅方向の中央にシール長さ方向に延びる非シール形成領域を有することを特徴とする請求項６から８のうちいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機。
10. 前記カッター部は、前記横シール部が形成した横シールのうち、前記非シール形成領域に対応する部位を切除することを特徴とする請求項９に記載の縦型製袋充填包装機。
11. 帯状のフィルム同士を熱溶着して前記チューブフィルムを形成する縦シール部を備え、
    前記プレヒートシール部の加熱時間は、前記縦シール部の加熱時間よりも短いことを特徴とする請求項６から１０のうちいずれか一項に記載の縦型製袋充填包装機。
12. フィルム包装袋を製袋して流動体を封入する内容物入りフィルム包装袋の製造方法であって、
    チューブフィルムを下方向に搬送するフィルム搬送工程と、
    前記チューブフィルムの内部に流動体を充填する充填工程と、
    前記チューブフィルムを幅方向に亘って溶着して袋体にする横シール工程と、
    前記袋体を前記チューブフィルムから切り離す切離工程と、
    を有し、
    前記横シール工程は、
    前記チューブフィルムを加熱して溶着するプレヒートシール工程と、
    前記プレヒートシール工程で形成したプレヒートシールにさらに超音波を与えて溶着する超音波シール工程と、
    を含むことを特徴とする内容物入りフィルム包装袋の製造方法。
13. 前記超音波シール工程で形成する超音波シールは、前記プレヒートシール工程で形成するプレヒートシールよりも幅が狭いことを特徴とする請求項１２に記載の内容物入りフィルム包装袋の製造方法。
14. 帯状のフィルム同士を熱溶着して前記チューブフィルムを形成する縦シール工程を有し、
    前記プレヒートシール工程で形成するプレヒートシールは、前記縦シール工程で形成する縦シールよりもヒートシール強さが低いことを特徴とする請求項１２または１３に記載の内容物入りフィルム包装袋の製造方法。

Images