JP2001301717A - 包装体のシール装置 - Google Patents

包装体のシール装置

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望 中西
Toshiki Okazaki
利樹 岡崎
Shoji Uchikura
昇司 内倉
Yasuaki Kotani
泰昭 小谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相対するプラスチックシートの被シール層を
確実に圧着してシールすること。 【解決手段】 包装体１０のシール装置３０において、
プラスチックシート１１、１２の被シール層１１Ａ、１
２Ａをシール巾より狭いシールバー４１、４２で挟圧
し、該被シール層を加熱状態で加圧する線シール装置３
１と、プラスチックシート１１、１２の被シール層１１
Ａ、１２Ａをシール巾でシールするのに必要な巾のシー
ルバー５１、５２で挟圧し、該被シール層を融解状態で
圧着する面シール装置３２とを有してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単層プラスチック
シート、積層プラスチックシート等のプラスチックシー
トからなり、詰替え用等に用いられるスタンディングパ
ウチ、ピロー包装、ブリスター包装、チューブ等の包装
体のシール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックシートからなる包装体は、
相対するプラスチックシートの被シール層（シーラント
層）を互いに重ね合せ、外側からヒートシールバー等の
シールバー（金型）で挟圧し、該被シール層を融解状態
で圧着することにてシールしている。
【０００３】従来のシール装置は、プラスチックシート
の被シール層をプラスチックシートのシール巾でシール
するのに必要な巾のシールバーで挟圧し、該被シール層
を融解状態で圧着する面シール装置を有して構成される
場合、及び該面シール装置と、面シール装置に後続し、
プラスチックシートの面シール装置が圧着した被シール
層を冷却シールバーで挟圧し、被シール層の圧着状態を
冷却固化する冷却シール装置とを有して構成される場合
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
には以下の問題点がある。 面シール装置や冷却シール装置において、シールバー
によってプラスチックシートの被シール層の全域を安定
的に高い圧力で挟圧することに困難がある。圧力の弱い
部分では、プラスチックの絡み付きを十分に生成でき
ず、シール不良を生ずる虞がある。全域を高い圧力にす
ると被シール層が変形して必要な厚さを保持できない。
【０００５】プラスチックシートの被シール層に液体
（包装体の充填内容物）やその高粘度物が付着している
場合、被シール層の間にそれらの液体を介在させたまま
シールするものとなり、シール不良を生ずる虞がある。
【０００６】本発明の課題は、相対するプラスチックシ
ートの被シール層を確実に圧着してシールすることにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、相対するプラスチックシートの被シール層を互いに
重ね合せ、外側からシールバーで加圧し、該被シール層
を融解状態で一定のシール巾にて圧着することにてシー
ルする包装体のシール装置であって、プラスチックシー
トの被シール層をシール巾より狭いシールバーで加圧
し、該被シール層を加熱状態で加圧する線シール装置
と、線シール装置に後続し、プラスチックシートの線シ
ール装置が加圧した部分を含む被シール層をシール巾で
シールするのに必要な巾のシールバーで加圧し、該被シ
ール層を融解状態で圧着する面シール装置とを有してな
るようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、スタンディングパウチ等
の包装体１０に洗剤等の内容物を充填し、シールする充
填シール機２０であり、袋供給部２１、袋印字部２２、
袋開口部２３、予備部２４、充填部２５、予備部２６、
第１シール部２７、第２シール部２８、冷却部（及び袋
排出部）２９を備えている。
【０００９】包装体１０は、相対するプラスチックシー
ト１１、１２と底部プラスチックシート（不図示）を両
側部と底部で予めシール済とした上部開口の袋状態で袋
供給部２１に供給され、充填部２５で上部開口から内容
物を充填された後、本発明のシール装置３０を構成する
第１シール部２７、第２シール部２８、冷却部２９で上
部開口の被シール層１１Ａ、１２Ａを互いに重ね合せ、
圧着されてシールされる。プラスチックシート１１、１
２としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等の
外層、外層に接着したアルミ箔等のガスバリアー層、ガ
スバリアー層に接着した熱融着性を備えるポリエチレン
等からなる被シール層１１Ａ、１２Ａからなるものを用
いることができる。
【００１０】シール装置３０は、第１シール部２７に線
シール装置３１、第２シール部２８に面シール装置３
２、冷却部２９に冷却シール装置３３を備えて構成され
る。尚、充填シール機２０は、第１シール部２７、第２
シール部２８、冷却部２９のそれぞれに、各２基の線シ
ール装置３１、面シール装置３２、冷却シール装置３３
を備え、生産性の向上を図っている。
【００１１】線シール装置３１は、図２（Ａ）に示す如
く、プラスチックシート１１、１２を挟みこむ一対のシ
ールバー４１、４２を備え、シールバー４１及び／又は
４２に狹巾加圧部４１Ａ及び／又は４２Ａ（巾Ｐ）（Ｐ
はシール巾の90％以下であり、シール巾が2.5ｍｍ超で
は好ましくはＰ＝0.1〜2ｍｍ、更に好ましくは0.7〜1.2
ｍｍであり、シール巾が2.5ｍｍ以下では好ましくは0.1
〜1.5ｍｍ、更に好ましくは0.7〜1.2ｍｍ）を備える。
尚、本実施形態の線シール装置３１は、シールバー４
１、４２をヒーター内蔵のヒートシールバーとし、シー
ルバー４１、４２自体によりプラスチックシート１１、
１２を加熱可能としている。即ち、線シール装置３１
は、プラスチックシート１１、１２の被シール層１１
Ａ、１２Ａを、狭巾加圧部４１Ａにより規定されるシー
ル巾より狭いシールバー４１、４２で挟圧し、被シール
層１１Ａ、１２Ａを加熱状態で加圧する。４２Ａでも同
様である。
【００１２】面シール装置３２は、図２（Ｂ）に示す如
く、プラスチックシート１１、１２を挟みこむ一対のシ
ールバー５１、５２を備え、シールバー５１及び／又は
５２にシール巾でシールするのに必要な巾の広巾加圧部
５１Ａ及び／又は５２Ａ（巾Ｑ）を備える。尚、本実施
形態の面シール装置３２は、シールバー５１、５２をヒ
ータ内蔵のヒートシールバーとし、シールバー５１、５
２自体によりプラスチックシート１１、１２を加熱可能
としている。即ち、面シール装置３２は、線シール装置
３１に後続し、プラスチックシート１１、１２の線シー
ル３１が加圧した部分を含む被シール層１１Ａ、１２Ａ
を、広巾加圧部５１Ａにより規制されるシール巾でシー
ルするのに必要な巾のシールバー５１、５２で挟圧し、
被シール層１１Ａ、１２Ａを融解状態で圧着する。５２
Ａでも同様である。
【００１３】冷却シール装置３３は、図２（Ｃ）に示す
如く、プラスチックシート１１、１２を挟み込む一対の
冷却シールバー６１、６２を備え、冷却シールバー６
１、６２に冷却水循環路等を内蔵し、シールバー６１、
６２自体によりプラスチックシート１１、１２を冷却可
能としている。即ち、冷却シール装置３３は、面シール
装置３２に後続し、プラスチックシート１１、１２の面
シール装置３２が圧着した部分を含む被シール層１１
Ａ、１２Ａを、冷却シールバー６１、６２で挟圧し、被
シール層１１Ａ、１２Ａを圧着状態で冷却固化する。
【００１４】シール装置３０にあっては、図３に示す如
く、プラスチックシート１１、１２の被シール層１１
Ａ、１２Ａに対する、線シール装置３１のシールバー４
１、４２（狭巾加圧部４１Ａ）の挟圧位置、面シール装
置３２のシールバー５１、５２（広巾加圧部５１Ａ）の
挟圧位置、冷却シール装置３３の冷却シールバー６１、
６２の挟圧位置を、互いに重なるように配置している。
これにより、面シール装置３２はプラスチックシート１
１、１２の線シール装置３１が加圧した部分を含む被シ
ール層１１Ａ、１２Ａを挟圧し、冷却シール装置３３は
プラスチックシート１１、１２の面シール装置３２が圧
着した部分を含む被シール層１１Ａ、１２Ａを挟圧する
ものとなる。
【００１５】また、シール装置３０にあっては、線シー
ル装置３１、面シール装置３２、冷却シール装置３３の
それぞれにおいて、シールバー４１、４２、シールバー
５１、５２、冷却シールバー６１、６２のそれぞれが被
シール層１１Ａ、１２Ａの全域を均一に加圧する必要が
ある。圧力の弱い部分では、シールに必要な熱量、圧力
が十分に加えられず、シール不良となる可能性がある。
シールバー４１等の加圧状態の調整は、例えば図４に示
す如く、シールバー４１等が取付けられる取付台４３に
おいて、加圧部４１Ａの周辺複数位置に介装したシム４
４の厚み調整によりなされる。
【００１６】然るに、シール装置３０によるシールの確
実を図るためには、プラスチックシート１１、１２の被
シール層１１Ａ、１２Ａのシール面温度がそのプラスチ
ックの補外融解終了温度以上であることが必要である。
即ち、線シール装置３１による加圧最終段階でのシール
面温度、面シール装置３２による圧着最終段階でのシー
ル面温度、特に冷却シール装置３３による圧着直前のシ
ール面温度が補外融解終了温度以上になっていることが
重要である。補外融解終了温度以下では、被シール層１
１Ａ、１２Ａを構成するプラスチックの低分子量側は融
解しているが、高分子量側は融解せずに不安定なシール
となる可能性がある。
【００１７】尚、プラスチックの補外融解終了温度は、
ＪＩＳ Ｋ７１２１（プラスチックの転移温度測定方
法）により測定できる。ここで、被シール層１１Ａ、１
２Ａの転移温度を測定し、その際の補外融解終了温度を
融解ピーク温度、補外融解開始温度とともに示せば図５
（Ａ）の通りである。補外融解終了温度は、図５（Ａ）
に例示するような、ピーク曲線の融解ピーク温度以上に
おいてほぼ直線である部分を近似した直線の外挿部分
と、ベースラインとの交点の温度である。被シール層１
１Ａ、１２Ａのシール面温度は、例えば図５（Ｂ）に示
す如く、被シール層１１Ａ、１２Ａのシート面に例えば
0.1ｍｍ直径の熱電対７０を取付け、被シール層１１
Ａ、１２Ａを前述の如くに加熱圧着し、この過程で生じ
た微小電圧を温度に変換することにて求めることができ
る。
【００１８】従って、シール装置３０によるシール動作
は以下の如くなされる（図６）。 (1)第１シール 第１シール部２７の線シール装置３１において、プラス
チックシート１１、１２の被シール層１１Ａ、１２Ａを
シール巾の狭いシールバー４１、４２で挟圧し、被シー
ル層１１Ａ、１２Ａを補外融解終了温度以上にまで加熱
し、加圧する（例えばＰ＝1ｍｍ）。この第１シール工
程では、被シール層１１Ａ、１２Ａの付着液等をシール
面より排除し、水分を蒸発させるとともに、被シール層
を融解させ、加圧部の周辺を予熱する。
【００１９】(2)第２シール 第２シール部２８の面シール装置３２において、プラス
チックシート１１、１２の被シール層１１Ａ、１２Ａを
シール巾でシールするのに必要な巾のシールバー５１、
５２（例えばＱ＝6ｍｍ）で挟圧し、被シール層１１
Ａ、１２Ａの全体を再度補外融解終了温度以上に融解圧
着する。
【００２０】(3)第３シール 冷却部２９の冷却シール装置３３において、プラスチッ
クシート１１、１２の、補外融解終了温度以上の温度状
態にある被シール層１１Ａ、１２Ａを冷却シールバー６
１、６２で挟圧し、被シール層１１Ａ、１２Ａを圧着状
態で冷却固化する。
【００２１】本実施形態によれば、以下の作用がある。 （請求項１に対応する作用） 線シール装置３１のもつシール巾より狭いシールバー
４１、４２でプラスチックシート１１、１２の被シール
層１１Ａ、１２Ａを挟圧することにより、被シール層１
１Ａ、１２Ａの全域を高い圧力で安定的に挟圧でき、プ
ラスチックの絡み付きを十分に生成できる。
【００２２】線シール装置３１のもつシール巾より狭
いシールバー４１、４２により、被シール層１１Ａ、１
２Ａにたとえ液体やその高粘度物が付着していたとして
も、それらの介在物を加熱蒸発させたり高圧力で絞り出
して排除でき、後続の面シール装置３２のシール性を向
上できる。
【００２３】線シール装置３１のもつシール巾より狭
いシールバー４１、４２がヒートシールバーであると
き、シールバー４１、４２の作業面の全域における温度
のばらつきを小とする安定した温度状態で、被シール層
１１Ａ、１２Ａの加圧部を均一に加熱するとともに、そ
の周辺部分を余熱し、後続の面シール装置３２によるシ
ール性を向上できる。
【００２４】面シール装置３２のもつシール巾でシー
ルするのに必要な巾のシールバー５１、５２は、線シー
ル装置３１による上述〜の加圧部分を含む被シール
層１１Ａ、１２Ａのより広い部分を融解状態で確実に圧
着できる。
【００２５】（請求項２に対応する作用） 冷却シール装置３３のもつ冷却シールバー６１、６２
は、面シール装置３２による上述の圧着部分を含む被
シール層１１Ａ、１２Ａを融解状態で圧着し、固化温度
まで冷却することにより、シールの確実化を図ることが
できる。
【００２６】（請求項３に対応する作用） 面シール装置３２による圧着時の融解温度を被シール
層１１Ａ、１２Ａを構成するプラスチックの補外融解終
了温度以上にすることにより、分子量に分布のあるプラ
スチックの高分子量側についても完全に融解させた状態
で、被シール層１１Ａ、１２Ａを完全にシールできる
【００２７】（請求項４に対応する作用） 冷却シール装置３３による圧着直前の融解温度を被シ
ール層１１Ａ、１２Ａを構成するプラスチックの補外融
解終了温度以上にすることにより、分子量に分布のある
プラスチックの高分子量側についても完全に融解させた
状態で、被シール層１１Ａ、１２Ａを完全にシールでき
る。
【００２８】尚、本発明のシール装置は、３枚以上のプ
ラスチックシートの被シール層を互いに重ね合せてシー
ルするものにも適用できる。
【００２９】また、本発明のシール装置は、ヒートシー
ルによるものに限らず、超音波シール、高周波シール、
プラスチックシートをホットエアで加熱した後にシール
バーで圧着するホットエアシール等によるものにも適用
できる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、相対する
プラスチックシートの被シール層を確実に圧着してシー
ルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は包装体の充填シール機を示す模式図であ
る。
【図２】図２はシール装置のシールメカニズムを示す模
式図である。
【図３】図３はシール装置が備えるシールバーの位置関
係を示す模式図である。
【図４】図４はシールバーの加圧状態の調整例を示す模
式図である。
【図５】図５はプラスチックシートの融解温度特性を示
す線図である。
【図６】図６はシール装置のシール温度条件を示す線図
である。
【符号の説明】
１０ 包装体 １１、１２ プラスチックシート １１Ａ、１２Ａ 被シール層 ３０ シール装置 ３１ 線シール装置 ３２ 面シール装置 ３３ 冷却シール装置 ４１、４２ シール巾より狭いシールバー ５１、５２ シール巾でシールするのに必要な巾のシー
ルバー ６１、６２ 冷却シールバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内倉 昇司 和歌山県和歌山市湊1334番地 花王株式会 社工場内 (72)発明者 小谷 泰昭 和歌山県和歌山市湊1334番地 花王株式会 社工場内 Ｆターム(参考） 3E094 AA12 AA13 AA14 CA06 DA08 FA03 FA19 GA03 GA11 HA08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相対するプラスチックシートの被シール
    層を互いに重ね合せ、外側からシールバーで加圧し、該
    被シール層を融解状態で一定のシール巾にて圧着するこ
    とにてシールする包装体のシール装置であって、 プラスチックシートの被シール層をシール巾より狭いシ
    ールバーで加圧し、該被シール層を加熱状態で加圧する
    線シール装置と、 線シール装置に後続し、プラスチックシートの線シール
    装置が加圧した部分を含む被シール層をシール巾でシー
    ルするのに必要な巾のシールバーで加圧し、該被シール
    層を融解状態で圧着する面シール装置とを有してなる包
    装体のシール装置。
  2. 【請求項２】 相対するプラスチックシートの被シール
    層を互いに重ね合せ、外側からシールバーで加圧し、該
    被シール層を融解状態で圧着することにてシールする包
    装体のシール装置であって、 プラスチックシートの被シール層をシール巾より狭いシ
    ールバーで加圧し、該被シール層を加熱状態で加圧する
    線シール装置と、 線シール装置に後続し、プラスチックシートの線シール
    装置が加圧した部分を含む被シール層をシール巾でシー
    ルするのに必要な巾のシールバーで加圧し、該被シール
    層を融解状態で圧着する面シール装置と、 面シール装置に後続し、プラスチックシートの面シール
    装置が圧着した部分を含む被シール層を冷却シールバー
    で加圧し、該被シール層を圧着状態で冷却固化する冷却
    シール装置とを有してなる包装体のシール装置。
  3. 【請求項３】 前記プラスチックシートの被シール層の
    前記面シール装置による圧着時の融解温度を、該被シー
    ル層を構成するプラスチックの補外融解終了温度以上に
    してなる請求項１又は２記載の包装体のシール装置。
  4. 【請求項４】 前記プラスチックシートの被シール層の
    前記冷却シール装置による圧着直前の融解温度を、該被
    シール層を構成するプラスチックの補外融解終了温度以
    上にしてなる請求項２記載の包装体のシール装置。
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