JP2004177269A - Filling aptitude evaluation method of packing film - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of evaluating filling aptitude having as elements a heat-seal time width and a heat-seal temperature width enabling heat seal wherein no defect occurs, when a content is filled and packed into a packing film with a filling packing machine. <P>SOLUTION: In this evaluation method, following steps are performed successively. Step 1: each hot tack intensity of the packing film at a plurality of heat seal times and at a plurality of heat seal temperatures is measured by using a hot tack intensity measuring machine. Step 2: a data group comprising the heat seal times and the heat seal temperatures wherein the hot tack intensity higher than a reference value at which no defect occurs is manifested is selected from the measured hot tack intensities. Step 3: a heat seal time zone and a heat seal temperature zone are extracted from the selected data group, to thereby specify a region defined by the time zone and the temperature zone. Hereby, the filling aptitude region of the packing film can be evaluated simply and surely. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

により充填速度に換算できる。このことから、ホットタック強度測定機でヒートシール時間を変化させてそれぞれのヒートシール時間毎のホットタック性を測定し、その結果よりシール部分に作用する剥離力に相当するホットタック強度より高いホットタック強度を示すヒートシール温度の下限と上限値を各シール時間毎に読み取り、次いでシール時間を自動充填包装機の充填速度に換算することにより、包装フィルムの自動充填包装での充填適性領域を求めることができると着想した。そして、実際、ホットタック強度測定機からの包装フィルムの充填包装適性領域予測と実際の充填包装機を使用して求めた充填適性領域が良く対応することを確認した。このことから本発明を完成させるに至った。
【０００７】
従って、本発明は、下記包装フィルムの充填適性評価方法を提供する。
請求項１：
充填包装機で内容品を包装フィルムに充填包装する際に、欠陥の発生しないヒートシールが可能なヒートシール時間幅及びヒートシール温度幅を要素とする充填適性を評価する方法であって、該評価方法は以下のステップを順次行うことを特徴とする包装フィルムの充填適性評価方法。
ステップ１：ホットタック強度測定機を用いて、複数のヒートシール時間及び複数のヒートシール温度における包装フィルムのホットタック強度を測定するステップ。
ステップ２：測定したホットタック強度から、欠陥の発生しない基準値以上のホットタック強度が発現するヒートシール時間及びヒートシール温度からなるデータ群を選別するステップ。
ステップ３：選別されたデータ群から、ヒートシール時間帯及びヒートシール温度帯を抽出して、該時間帯と該温度帯とで規定される領域を特定するステップ。請求項２：
シールバーが回転しつつ横シールを行う縦ピロー充填包装機で内容品を包装フィルムに充填包装する際に欠陥の発生しないヒートシールが可能な充填速度幅及びヒートシール温度幅を要素とする充填適性を評価する方法であって、該評価方法は以下のステップを順次行うことを特徴とする包装フィルムの充填適性評価方法。
ステップ１：ホットタック強度測定機を用いて、複数のヒートシール時間及び複数のヒートシール温度における包装フィルムのホットタック強度を測定するステップ。
ステップ２：測定したホットタック強度から、欠陥の発生しない基準値以上のホットタック強度が発現するヒートシール時間及びヒートシール温度からなるデータ群を選別するステップ。
ステップ３：選別されたデータ群から、ヒートシール時間帯及びヒートシール温度帯を抽出して、該時間帯と該温度帯とで規定される領域を特定するステップ。請求項３：
前記データ群を二次元座標に表示して行う請求項１又は２記載の包装フィルムの充填適性評価方法。
請求項４：
前記基準値となるホットタック強度Ｈが
Ｈ＝［０．７４／１００］×Ｗ×［（√Ｓ）／Ｌ］
（但し、Ｈ：ホットタック強度（Ｎ／ｍｍ）
Ｗ：１袋あたりの内容品充填量（ｇ）
Ｓ：ホットタック測定時の引張速度（ｍｍ／分）
Ｌ：横シール長さ（ｍｍ））
で表される数値である請求項１乃至３のいずれか１項記載の包装フィルムの充填適性評価方法。
請求項５：
内容品を包装フィルムに充填包装する際に欠陥の発生しないヒートシールが可能なヒートシール時間幅及びヒートシール温度幅を要素とするヒートシール適性を評価する方法であって、該評価方法は以下のステップを順次行うことを特徴とする包装フィルムのヒートシール適性評価方法。
ステップ１：ホットタック強度測定機を用いて、複数のヒートシール時間及び複数のヒートシール温度における包装フィルムのホットタック強度を測定するステップ。
ステップ２：測定したホットタック強度から、欠陥の発生しない基準値以上のホットタック強度が発現するヒートシール時間及びヒートシール温度からなるデータ群を選別するステップ。
ステップ３：選別されたデータ群から、ヒートシール時間帯及びヒートシール温度帯を抽出して、該時間帯と該温度帯とで規定される領域を特定するステップ。
請求項６：
前記データ群を二次元座標に表示して行う請求項５記載の包装フィルムのヒートシール適性評価方法。
請求項７：
前記基準値となるホットタック強度Ｈが
Ｈ＝０．７４×Ｐ×√Ｓ
（但し、Ｈ：ホットタック強度（Ｎ／ｍｍ）
Ｐ：ヒートシール部に作用する剥離力（Ｎ／ｍｍ）
Ｓ：ホットタック測定時の引張速度（ｍｍ／分））
で表される数値である請求項５又は６記載の包装フィルムのヒートシール適性評価方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の充填適性評価方法は、ホットタック強度測定機を用いて、包装用フィルムのヒートシール温度毎のホットタック強度を示すホットタック特性を測定することにおいて、ヒートシール時間を好ましくは３秒から０．０１秒までの範囲内で変化させて各ヒートシール時間毎のホットタック特性を測定し、次いでこのホットタック特性の結果から各ヒートシール時間毎に特定の値以上のホットタック強度が得られるヒートシール温度の範囲を読み取り、次いでヒートシール時間を自動充填包装機での充填包装速度に換算することにより、各充填速度毎の特定の値以上のホットタック強度が得られるヒートシール温度範囲を得ることを特徴とする。
【０００９】
ここで、本発明で使用するホットタック強度測定機は、包装フィルムのホットタック性を剥離強度で測定するタイプのホットタック性測定装置である。ホットタック性の測定方法には、ヒートシール直後のヒートシール部分のホットタック性を、ヒートシール部に一定の大きさの剥離力を作用させる際のシール部が剥離する距離（長さ）で表示する方法と、ヒートシール部分の剥離強度で表示する方法がある。剥離距離で表示するホットタック測定装置では、ホットタック性を剥離強度として把握できないので、充填適性領域との関係を定量的に対応させることが難しく、本発明に使用するホットタック測定装置としては不適当である。
【００１０】
ホットタック強度測定機は、米国Ｔｅｌｌｅｒ社のホットタックテスター等が販売されている。
ホットタック強度テスターで測定する包装フィルムには、ヒートシールの温度では溶融しないプラスチックのフィルム、紙、金属箔などから選択される基材フィルムと、ヒートシール温度で溶融して融着するプラスチックとの積層フィルムが使用される。この積層フィルムを一定の幅（１５ｍｍ、２５ｍｍ、２５．４ｍｍ等）の短冊状に切り、ホットタック強度測定用サンプルとする。ホットタック強度の測定は、図１に示すサンプルのヒートシール側のプラスチック層（シーラント層と呼ばれる）を内側にして２枚に折り重ね、外側の両サイドよりヒートシールバーによってサンプルフィルムを加熱融着し、その直後にサンプルフィルムの端をロードセルの付いたチャックによって上下に引っ張り、その時のヒートシール部の剥離強度をホットタック強度として求めることにより行われる。
【００１１】
ここで、図１は、ホットタック強度測定の概要を示すもので、図１（Ａ）はサンプル１０をセットした状態、（Ｂ）はシールバー１２によりヒートシール側のプラスチック層１１を内側にして２枚に折り重ねたサンプル１０をヒートシールした状態、（Ｃ）はヒートシールされたサンプルを上下に引っ張り、ヒートシール部の剥離強度を測定している状態の説明図である。
【００１２】
ホットタック強度測定機で包装フィルムのホットタック強度を測定する際の測定の条件に、ヒートシール圧力、温度、時間、ヒートシール終了後からホットタック強度を読み取るまでのディレイタイム（遅延時間）及び引っ張り速度がある。本発明の方法では、これらのうち、ヒートシール時間と温度を変化させて測定するが、その他の条件については、一定の条件で測定する。
【００１３】
ヒートシール圧力はヒートシール時シーラント層同士の表面が密着するに必要な圧力であれば良く、通常は０．０５〜０．５ＭＰａの範囲で選ばれる。この範囲であれば、ヒートシール圧力によってホットタック強度は変わらない。ディレイタイムは、対象とする自動充填包装機で実際にヒートシール後、中に充填物が充填され、ヒートシール部に剥離力が作用するまでの時間を選択する。しかしながら、液体スープなどの液体の自動充填包装においては、充填液が常時ヒートシール部を流れている中でヒートシールされるので、ヒートシールの直後からヒートシール部に剥離力が作用する。ホットタック強度の測定においては、ヒートシール後、サンプルフィルムをロードセルにより上下に引っ張り、ロードセル部の剥離力が作用して、剥離力が安定して表示されるまでに通常０．１〜０．２秒を要する。従って、表示されるまで液中シールの自動充填包装を想定する場合、ディレイタイムは、ホットタック強度の値が安定して示される範囲で最小のディレイタイムを選択する。ディレイタイムは液中シールを想定する場合、０．１５〜０．２５秒、粉体や固体の自動充填包装の場合で０．３〜１．０秒の範囲で選択する。ディレイタイムによってホットタック強度は変わり、通常ディレイタイムが大きい程ホットタック強度は大きくなる。これはディレイタイムの間にヒートシール部の温度が低下し、樹脂の溶融強度が大きくなること、及び、ディレイタイムの間にヒートシールの界面でシーラント層樹脂の相互拡散が進んで界面層の厚みが増加するためと思われる。
【００１４】
引っ張り速度については、実際に充填包装の際、ヒートシール部に作用する剥離力を想定した引っ張り速度が好ましいが、この剥離作用を想定した引っ張り速度を求めることは困難である。そこで本発明では、プラスチックの引っ張り強度を測定する際に使用される引っ張り速度の範囲の５０〜３，０００ｍｍ／ｍｉｎ．を選定してホットタック強度を測定する。引っ張り速度が大きい程ホットタック強度は大きく測定されるので、包装フィルム種類間の充填適性領域を比較するには、引っ張り速度を５００ｍｍ／ｍｉｎ．以上とする方が比較し易い。
【００１５】
ホットタック測定機で測定する際に変化させる条件であるヒートシール温度と時間については、次の範囲で変化させる。ヒートシール温度に関しては、通常包装フィルムのシーラント層として使用されるポリオレフィン、共重合体ポリオレフィン、それらの変性体やアイオノマーのヒートシール可能な下限温度より、基材フィルムとして通常使用されるナイロンやポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）が温度によって収縮や変形を生じない温度までの範囲、即ちおよそ７０℃より２００℃までの範囲で、適当な温度の間隔でヒートシール温度を変えてホットタック強度を測定する。但し、前述の種類のシーラント層樹脂と異なるシーラント層樹脂を使用する場合は、その樹脂の融点などに対応したヒートシール温度を選択する。
【００１６】
ヒートシール時間については、０．０１〜１０秒の範囲内でヒートシール時間を変えて、ホットタック強度を測定する。ヒートシール時間が０．０１秒より短い場合は、ヒートシール界面のシーラント層樹脂が溶融しないので、ヒートシールできない。１０秒を超えるヒートシール時間は自動充填包装では非常に遅い充填包装速度に相当し、通常の自動充填包装の範囲外となるので使用されない。本発明の方法でヒートシール時間を変化させる好ましい範囲は０．０１〜３秒である。
【００１７】
自動充填包装、特に自動製袋充填包装では、１枚の連続した長い包装フィルムを、包装機に上方側から下方側に流れるように供給し、包装機内でシーラント層を内側になるように折り返した後、折り返し線の反対側のフィルム端を回転するロータリータイプのヒートシールバーで連続的にヒートシールするか、又は連続した長い包装フィルム２枚をシーラント層を内側にして２枚重ね合わせて包装機に供給し、フィルム両端をロータリータイプのヒートシールバーで連続的にヒートシールするかして、まずチューブ状（同筒状）フィルムに成形した後、フィルムの流れ方向に対して直角方向を、ロータリータイプのヒートシールバーで等間隔でヒートシール（横シールと呼ばれている）しながら内容物をチューブ状フィルム内に充填する方法が行われる。包装フィルムの充填適性領域の評価は、この横シールに対して行われる。従って、ホットタック強度測定でのヒートシール時間は、この横シール時のヒートシールバーとフィルムとの接触時間に対応する。通常の自動充填包装機は、横シールのヒートシールバーのフィルム送り方向の幅は５〜３０ｍｍ程度であり、フィルムの流れ速度（＝充填速度）は１〜５０ｍ／ｍｉｎ．である。これから充填包装におけるヒートシール時間を式（１）により求めると０．００６〜１．８秒となる。しかし、実際には、ヒートシール時間が０．０１秒以下ではシーラント層樹脂が溶融しないので、０．０１〜１．８秒が実際に行われている自動充填包装でのヒートシール時間となる。本発明の方法では、ホットタック強度測定のヒートシール時間を自動充填包装速度に換算して充填適性領域を表示する。
【００１８】
本発明の方法で設定する特定のホットタック強度、即ちシール部に欠陥が生じないために必要とされるホットタック強度については、実際の充填の際に充填物の重量によってヒートシール部にかかる剥離力を充填袋の横シール部分の幅で充填内容物の１袋あたりの充填重量を除した値より算出し、その値に定数とホットタック強度測定の際の引っ張り速度（ｍｍ／ｍｉｎ．）の１／２乗を乗ずることによっておおよその値を設定する。引っ張り速度の１／２乗を乗ずる理由は、剥離強度の測定値は、引っ張り速度のおよそ１／２乗に比例するためである。
【００１９】
定数の値については、予め適当に選定した包装フィルムについての実際の充填包装試験で、充填包装速度の最大値の値と、その包装フィルムを用いて、充填包装試験で得られた最大充填速度に相当するヒートシール時間で測定したホットタック強度の最大値から下記式（２）で与えられる。
【数２】

【００２０】
本発明で、この方法によって求めた定数は略０．７４であった。従って、本発明は定数の値として０．７４を採用した。
【００２１】
以上のことから、本発明による自動充填包装の充填適性領域の評価方法を示すと次のようになる。
（１）評価対象の包装フィルムにつき、ホットタック強度測定機で、ヒートシール時間を３秒から０．０１秒までの範囲内で変化させ、各ヒートシール時間毎のホットタック強度とヒートシール温度との関係（ホットタック特性）を測定する。
（２）測定結果を、ヒートシール時間をパラメーターとし、ホットタック強度を縦軸、ヒートシール温度を横軸として示したホットタック特性図を作成する。
（３）特定のホットタック強度の値を、想定する自動充填包装袋の横シールの長さ及び１袋あたりの充填量（ｇ）を使って下記式（３）により設定する。
【数３】

（４）（２）で作成したホットタック特性図より、各ヒートシール時間毎に特定のホットタック強度、より高いホットタック強度を示すヒートシール温度の範囲（ヒートシールの上限と下限の温度）を読み取る。
（５）縦軸にヒートシール温度、横軸にヒートシール時間をとったグラフに、（４）で求めた特定のホットタックより高いホットタック強度を示すヒートシール温度の範囲（ヒートシール上限と下限の温度）を各ヒートシール時間毎にプロットする。ヒートシールの上限温度のプロット及び下限温度のプロットをそれぞれ直線で結ぶ。上限温度の線と下限温度の線の間の領域が評価対象の包装フィルムのヒートシール時間とヒートシール温度を指標とした充填適性領域を示す。
（６）ヒートシール時間を想定する自動充填包装機の横シールバーのフィルムの送り方向の幅から式（１）に従って充填速度に換算する。（５）で作成された充填適性領域図の横軸をヒートシール時間から充填速度の換算値に変えた図を作成する。この図は、評価対象の包装フィルム（ヒートシール温度と充填速度を指標とした）の充填適性領域を示す。
【００２２】
本発明者らは、数種類の包装フィルムにつき、上記の方法によって求めた充填適性領域と実際の充填包装機による充填試験から求めた充填適性領域とが良く対応することを確認し、本発明を完成した。但し、良く対応するとは、充填適性領域のヒートシールの温度と充填速度の絶対値がホットタック強度の測定から求めた値と充填試験から求めた値で一致したことを必ずしも意味する訳ではなく、充填適性領域のヒートシール温度の上限と下限の温度幅と、充填速度の絶対値の測定した包装フィルムの種類間の相対差が、ホットタック強度の測定から求めた適性領域と充填試験から求めた適性領域で良く一致したことを意味するものである。これはホットタック強度測定でのヒートシール時の雰囲気が空気中、室温であるのに対し、充填試験では充填物として、室温の液体（水）を使用したため、ヒートシール時のヒートシール部の界面の温度上昇速度がホットタック強度測定時のヒートシール時と比べ、充填試験時は充填物にヒートシールの熱が奪われて小さくなるためと判断される。充填試験から求められた充填適性のヒートシール温度領域はホットタック強度測定より求めた充填適性の温度領域より数十度高い。ヒートシール時の雰囲気条件についての補正をするか、又は同様な雰囲気条件での充填試験によれば、両者は一致するものと思われる。
【００２３】
本発明の目的は、包装フィルムについて、充填適性領域を評価して包装フィルムの性能を確認することであり、特定の包装機の特定の充填物を指定した包装袋で自動充填包装する際の充填適性範囲の絶対値を予測することが目的ではない。従って、本発明の目的に対して、本発明の方法はその目的を十分達成しているものである。
【００２４】
以上、ロータリータイプのヒートシールバーを有する自動充填包装機について本発明を説明したが、本発明は、一対のヒートシールバーが水平方向に近接離間するタイプの充填包装機にも適用が可能である。その場合は、ヒートシール時間と包装フィルムの送り速度が独立しているので、式（１）を適用することはできないが、式（３）の適用までにとどめ、ステップ１〜３を行うことによって、適正なヒートシール充填適性領域を評価することが可能である。通常、そのような充填包装機は、包装フィルムが間歇的に送られたり、連続して送られる場合にはヒートシールバーユニットが包装フィルムの流れに追従して下降し上昇復帰する、所謂ボックスモーション式のヒートシールバーユニットを備えるなどの工夫がなされている。
【００２５】
更には、本発明の評価方法の説明に際し、ヒートシール部に作用する剥離力について重力を前提として説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、固体や粉体を充填包装する場合や、横ピロー充填包装機などにも適用することができる。即ち、ヒートシール部に作用する剥離力について、その由来や方向が不特定であっても、その大きさが判りさえすれば、式（２）を適用し、ステップ１〜３を行うことによって、適正な充填適性領域を評価することが可能である。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
（１）実施例に使用した包装用フィルム
フィルムの構成：２軸延伸ナイロン（ＯＮｙ）フィルム（１５μｍ厚）を基材フィルムとし、表１に示すポリエチレン系樹脂を５０μｍ厚みでシーラント層とする積層フィルム
【００２７】
【表１】

【００２８】
（２）実施例に使用したホットタック強度測定機と測定条件
装置名 ：テラー社（Ｔｅｌｌｅｒ）製ホットタック強度テスター
測定条件 ：剥離速度：２，０００（ｍｍ／ｍｉｎ．）
ディレイタイム（遅延時間）：０．２５（ｓｅｃ．）
ヒートシール圧力：０．４１（ＭＰａ）
ヒートシール時間（ｓｅｃ．）：０．０５，０．１，０．３，０．５，１．０，２．０，３．０の範囲で変化
試験片 ：サンプルの積層フィルムを２５．４ｍｍ（幅）×２５０ｍｍ（長さ）の短冊状にカットして試験片として使用
（３）実施例で使用した自動充填包装機と充填試験条件
機種名 ：小松製作所製、液体充填包装用充填機、スーパーコマック ＳＫＬ１０００−３、横シール用ヒートシールバーのフィルム送り方向の幅１７ｍｍ
充填袋形状：７０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ）
充填内容物：水（１８℃）
充填量 ：１５ｇ／袋
試験方法 ：充填速度を変化させ、各充填速度において横シール部が未融着状態の時のヒートシール温度をシール下限温度とし、横シール部が発泡状態のヒートシール温度を上限として、充填可能な横シール部のヒートシール温度幅を求めた。
【００２９】
［実施例１，２］
表１に記載したメタロセンプラストマー（メタロセン触媒を用いて重合した極低密度ポリエチレン）１（実施例１）、メタロセンプラストマー２（実施例２）の３０μｍ厚をシーラント層とし、２軸延伸ナイロンフィルム（ＯＮｙ）の１５μｍ厚を基材層とした包装フィルムについて、ホットタック強度測定機で、ヒートシール時間を０．０５，０．１，０．３，０．５，１．０（秒）で変化させ、各ヒートシール時間毎のホットタック強度とヒートシール温度の関係（ホットタック特性）を測定した。測定結果を、ヒートシール時間をパラメーターとし、ホットタック強度を縦軸、ヒートシール温度を横軸として示したホットタック特性図を作成した。ホットタック特性図を図２に示す。図２（Ａ）はプラストマー１、（Ｂ）はプラストマー２の特性図である。
【００３０】
次に、この包装フィルムを使用して、自動充填包装をすると想定する充填機の横シールのヒートシールバーの幅及び包装袋の横シール部の長さと充填量から、特定のホットタック強度、即ちシール部に漏れや発泡等の欠陥が生じないために必要とされるホットタック強度を式（３）に従って算出し、０．０７１（Ｎ／ｍｍ）の値を得た。これをホットタック強度測定機で測定するフィルムサンプル試験片の幅あたりのホットタック強度に換算するために、この値に試験片の幅（２５．４ｍｍ）を乗じて１．８Ｎ／２５．４ｍｍの値を得た。
【００３１】
次いで、図２より、各ヒートシール時間毎に１．８Ｎ／２５．４ｍｍより高いホットタック強度を示すヒートシール温度の範囲（ヒートシールの上限と下限の温度）を読み取り、この温度範囲を、縦軸にヒートシール温度、横軸にヒートシール時間をとったグラフにプロットした。ヒートシール上限温度及び下限温度の各プロットをそれぞれ直線で結んで、ヒートシール時間とヒートシール温度を指標とした充填適性領域図を作成した。作成図を図３に示す。
【００３２】
次に、図３のヒートシール時間を、想定する充填包装機の横シールバーのフィルムの送り方向の幅から、式（１）に従って、充填速度に換算し、図３の横軸座標をヒートシール時間から充填速度の換算値に変えた図、即ちヒートシール温度と充填速度を指標とした充填適性領域図を作成した。作成した図を図４に示す。なお、小松製作所製のスーパーコマック ＳＫＬ １０００−３により充填した小袋の横シール幅は１７ｍｍである。シールロールが完全に接触していると仮定し、以下の式をたて、ヒートシール時間から充填速度を求めた。
１７×１０^−３ｍ／（Ｘｓｅｃ．／６０）ｍｉｎ．
（Ｘ：ヒートシール時間）
【００３３】
ホットタック強度測定機により求めた充填適性領域と実際の自動充填包装機での充填試験より求めた充填適性領域との対応性を見るために、実施例１，２の包装フィルムを用いて、（３）項に示した想定の充填包装機で（３）項に示した充填試験条件にて、充填機での充填適性領域を求めた。得られた結果を図５に示す。
図４と図５の対比から、ホットタック強度測定機より求めた充填適性領域と充填試験より求めた充填適性領域とが、ヒートシール温度の上限と下限の幅及び充填可能な充填速度の範囲において良く対応することを確認した。
【００３４】
［実施例３，４］
表１に記載した低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（実施例３）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（実施例４）の５０μｍ厚をシーラント層とし、ＯＮｙ（１５μｍ厚）を基材層とする積層フィルムについて、ホットタック強度測定機で、ヒートシール時間を０．０５，０．１，０．３，０．５，１．０，２．０，３．０（秒）で変化させ、各ヒートシール時間毎のホットタック強度とヒートシール温度の関係を測定し、実施例１と同様にしてホットタック特性図を作成した。作成図を図６，７に示す。
【００３５】
次に、実施例１と同様にして、図６，７より各ヒートシール時間に１．８Ｎ／２５．４ｍｍより高いホットタック強度を示す温度を読み取り、ヒートシール時間とヒートシール温度を指標とする充填適性領域図（図８）を作成した。更に、図８のヒートシール時間を充填速度に換算した充填適性領域図（図９）を作成した。図８，９より、実施例３及び４の包装フィルムは充填適性領域が狭い、即ち、高速充填に対応できないと評価される。
実施例１，２と同様にして実施例３，４の包装フィルムについて自動充填包装機による充填試験より充填適性領域を求め、図１０に示した。
図９と図１０の比較で充填速度の領域で違いがあるが、両図とも、実施例３，４の包装フィルムは充填適性領域が狭い、即ち低性能のフィルムであると評価され、評価が一致した。
【００３６】
［実施例５］
表１に記載したアイオノマー（金属イオン種：Ｚｎ^２＋）（実施例５）をシーラント層に使用した以外は実施例１と同じ構成の積層フィルムを使用して、実施例１と同様にして、ホットタック特性図（図１１）、ヒートシール温度とヒートシール時間を指標とした充填適性領域図（図１２）を作成した。図１１に示されるように、このフィルムでは、２００℃までの温度範囲の高温側でもホットタック強度が１．８Ｎ／２５．４ｍｍとならず、高ホットタック強度を保っている。そのため図１２のヒートシール温度とヒートシール時間を指標とした充填適性領域図では、ヒートシール上限温度が存在しない。このことから、この包装フィルムは広いヒートシール温度範囲で、短いヒートシール時間（＝高い充填速度）で包装できる高性能フィルムであると評価された。
実施例１と同じ自動充填包装機を使用し、この積層フィルムを１５ｍ／ｍｉｎ．（ヒートシール時間０．００７秒相当）の充填速度で充填試験を行い、その際横シール部のヒートシール温度を変え、ヒートシール温度の適性領域を求めた。ヒートシール下限温度は１４５℃と求められたが、ヒートシール上限温度は１９０℃までのヒートシール温度範囲では存在せず、ホットタック強度からの充填適性の評価と一致した。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、包装フィルムの充填適性領域を簡単にしかも確実に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホットタック強度測定方法の説明図で、（Ａ）はサンプルのセット、（Ｂ）はヒートシール、（Ｃ）は強度測定の概要を示す。
【図２】実施例１，２において、メタロセンプラストマー１（Ａ）及びメタロセンプラストマー２（Ｂ）のヒートシール時間を変えた時のホットタック特性図である。
【図３】同例において、ホットタック強度が１．８Ｎ／２５．４ｍｍ以上の値を示す温度範囲を表す充填適性領域図である。
【図４】同例において、図３の横軸をヒートシール時間から充填速度に変えた充填適性領域図である。
【図５】同例において、充填速度と充填可能な横シール温度幅との関係を示すグラフである。
【図６】実施例３のＬＤＰＥのホットタック特性図である。
【図７】実施例４のＥＶＡのホットタック特性図である。
【図８】実施例３，４において、ホットタック強度が１．８Ｎ／２５．４ｍｍ以上の値を示す温度範囲を表す充填適性領域図である。
【図９】同例において、図８の横軸をヒートシール時間から充填速度に変えた充填適性領域図である。
【図１０】同例において、充填速度と充填可能な横シール温度幅との関係を示すグラフである。
【図１１】実施例５のアイオノマーのホットタック特性図である。
【図１２】同例におけるヒートシール温度とヒートシール時間を指標とした充填適性領域図である。
【符号の説明】
１０ サンプル
１２ シールバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention particularly relates to a method for evaluating a filling suitability region of an automatic filling package of a packaging film, and more specifically, a measurement of a hot tack strength in which a filling suitability region of a packaging film is changed by changing a heat sealing time of the packaging film. How to evaluate.
[0002]
[Prior art]
As the performance of the packaging film for automatic filling and packaging, a region of a heat sealing temperature and a filling speed in which filling and packaging can be performed without causing leakage or defects in a sealed portion during filling and packaging is regarded as important. It is evaluated that the higher the filling speed in a wide heat sealing temperature range, the higher the performance. However, it is particularly important how fast the filling can be performed. Conventionally, as a guide for estimating the heat sealing temperature range of a packaging film and the filling speed at which the film can be filled, for example, see FIGS. 1 and 2 in the article of Kouji Yuji “Convertik”, September 1998, pp. 23-27. As shown in the figures, figures of heat sealability and hot tack of a packaging film have been used. However, the heat sealability diagram only shows what degree of heat sealing at which temperature or higher the heat seal strength is to be exhibited. Strength refers to the peel strength of the sealing part immediately after heat sealing when the heat sealing layer resin in the sealing part is in a molten state) and the heat sealing temperature. These figures show the actual automatic filling. The packing performance, that is, the filling suitability region indicating the range of the filling speed and the heat sealing temperature at which the packing can be filled without causing leakage or defects in the seal portion is not specifically shown.
[0003]
Therefore, in order to know the filling suitability region of the automatic filling of the packaging film, as shown in the commentary of Katsunori Nise, “Molding Process, Vol. Either carry out a filling test using the packaging film on the filling and packaging machine to determine the filling suitability area, or, as shown in Table 4 of the aforementioned "Convertik" article, the maximum filling speed with the automatic filling and packaging machine. I had to ask only. This method has a major problem that if you do not have an automatic filling and packaging machine, you cannot know the filling suitability area, and it takes a lot of packaging film and a long time to perform a filling test with the automatic filling and packaging machine. I was holding it.
[0004]
[Non-patent document 1]
"Convertic 1998. 9" p. 23-27
[Non-patent document 2]
"Molding, Vol. 13, No. 10, 2001," pp. 660-664.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to the present invention, it is impossible to know the filling suitability area of a packaging film without using an actual automatic filling and packaging machine in the conventional technology, and a filling test with an automatic filling and packaging machine requires a large amount of film and a long time. In view of the major drawbacks, an object of the present invention is to provide a method for evaluating a filling suitability region of a packaging film by a simpler method without using an actual filling and packaging machine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventors have paid attention to the causes of defects such as leakage and foaming in the heat-sealed portion of the packaging film. The cause of the defect in the heat seal part is immediately after the heat seal, due to the weight of the packaging filling such as liquid soup, and the seal part accompanying the liquid such as water that has entered the heat seal part evaporating due to the heat of the heat seal. It was considered that the hot tack strength against the peeling force acting was insufficient, resulting in leakage and foaming. Although the hot tack strength depends on the heat sealing temperature and the heat sealing time during filling and packaging, based on the above idea, the area of the heat sealing condition where the hot tack strength is larger than the peeling force acting on the sealing portion is the filling suitable area. Is expected. Here, in a normal automatic filling and packaging machine, heat sealing is performed by a rotary type heat sealing bar that rotates at a peripheral speed equal to the feeding speed (filling speed) of the packaging film. It becomes the heat sealing time. From this, the heat sealing time is calculated by the following equation (1).
(Equation 1)

Can be converted to the filling speed. From this, the hot-tack property was measured for each heat-sealing time by changing the heat-sealing time with a hot-tack-strength measuring instrument. The lower limit and upper limit of the heat sealing temperature indicating the tack strength are read for each sealing time, and then the sealing time is converted to the filling speed of the automatic filling and packaging machine to determine the filling suitability area in the automatic filling and packaging of the packaging film. I thought I could do it. And it was confirmed that the filling suitability area prediction of the packaging film from the hot tack strength measuring machine and the filling suitability area obtained by using the actual filling and packing machine correspond well. This has led to the completion of the present invention.
[0007]
Accordingly, the present invention provides the following method for evaluating the suitability for packing film.
Claim 1:
A method for evaluating filling aptitude by using a heat sealing time width and a heat sealing temperature width capable of performing heat sealing without causing a defect when filling and packaging the content in a packaging film with a filling and packaging machine, the evaluation comprising: The method comprises the steps of sequentially performing the following steps.
Step 1: measuring the hot tack strength of the packaging film at a plurality of heat sealing times and a plurality of heat sealing temperatures using a hot tack strength measuring device.
Step 2: a step of selecting, from the measured hot tack strength, a data group including a heat sealing time and a heat sealing temperature at which a hot tack strength equal to or higher than a reference value at which no defect occurs is developed.
Step 3: extracting a heat sealing time zone and a heat sealing temperature zone from the selected data group, and specifying a region defined by the time zone and the temperature zone. Claim 2:
Filling aptitude with heat-sealing temperature width and heat-sealing temperature width that enables heat-sealing without defects when filling and packaging contents into a packaging film using a vertical pillow filling and packaging machine that performs horizontal sealing while the seal bar rotates. A method for evaluating the suitability for filling a packaging film, the method comprising sequentially performing the following steps.
Step 1: measuring the hot tack strength of the packaging film at a plurality of heat sealing times and a plurality of heat sealing temperatures using a hot tack strength measuring device.
Step 2: a step of selecting, from the measured hot tack strength, a data group including a heat sealing time and a heat sealing temperature at which a hot tack strength equal to or higher than a reference value at which no defect occurs is developed.
Step 3: extracting a heat sealing time zone and a heat sealing temperature zone from the selected data group, and specifying a region defined by the time zone and the temperature zone. Claim 3:
3. The method according to claim 1, wherein the data group is displayed in two-dimensional coordinates.
Claim 4:
The hot tack strength H as the reference value is
H = [0.74 / 100] × W × [(ΔS) / L]
(However, H: hot tack strength (N / mm)
W: Filling amount of contents per bag (g)
S: Tensile speed at the time of hot tack measurement (mm / min)
L: Length of horizontal seal (mm))
The method for evaluating suitability of a packaging film according to any one of claims 1 to 3, which is a numerical value represented by the following formula.
Claim 5:
A method for evaluating the heat sealing aptitude with the heat sealing time width and the heat sealing temperature width capable of performing heat sealing without causing a defect when filling and packaging the contents in a packaging film, and the evaluation method is as follows. A method for evaluating the suitability of a packaging film for heat sealing, comprising sequentially performing steps.
Step 1: measuring the hot tack strength of the packaging film at a plurality of heat sealing times and a plurality of heat sealing temperatures using a hot tack strength measuring device.
Step 2: a step of selecting, from the measured hot tack strength, a data group including a heat sealing time and a heat sealing temperature at which a hot tack strength equal to or higher than a reference value at which no defect occurs is developed.
Step 3: extracting a heat sealing time zone and a heat sealing temperature zone from the selected data group, and specifying a region defined by the time zone and the temperature zone.
Claim 6:
The method according to claim 5, wherein the data group is displayed in two-dimensional coordinates.
Claim 7:
The hot tack strength H as the reference value is
H = 0.74 × P × √S
(However, H: hot tack strength (N / mm)
P: Peeling force acting on the heat seal part (N / mm)
S: Tensile speed at the time of hot tack measurement (mm / min)
The method for evaluating heat sealing suitability of a packaging film according to claim 5 or 6, which is a numerical value represented by:
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The filling suitability evaluation method of the present invention uses a hot tack strength measuring device to measure the hot tack property indicating the hot tack strength at each heat sealing temperature of the packaging film. The hot tack property for each heat sealing time is measured by changing it within a range of up to 0.01 second, and then a hot tack strength of a specific value or more is obtained for each heat sealing time from the result of the hot tack property. By reading the range of the heat sealing temperature, and then converting the heat sealing time to the filling / packing speed in the automatic filling / packaging machine, a heat sealing temperature range in which a hot tack strength of a specific value or more for each filling speed is obtained is obtained. It is characterized by the following.
[0009]
Here, the hot-tack strength measuring device used in the present invention is a hot-tack property measuring device of a type for measuring hot-tack property of a packaging film by peel strength. In the method of measuring hot tack property, the hot tack property of the heat-sealed portion immediately after heat-sealing is indicated by the distance (length) at which the seal portion is peeled off when a fixed force is applied to the heat-sealed portion. And a method of indicating the peel strength of the heat-sealed portion. With a hot tack measuring device that displays the peel distance, the hot tack property cannot be grasped as the peel strength. Therefore, it is difficult to quantitatively associate the relationship with the filling suitability region, and the hot tack measuring device used in the present invention is not suitable. Appropriate.
[0010]
As the hot tack strength measuring instrument, a hot tack tester manufactured by Teller Inc. of the United States is sold.
Packaging films measured with a hot tack strength tester include a plastic film that does not melt at the heat sealing temperature, a base film selected from paper, metal foil, etc., and a plastic that melts and fuses at the heat sealing temperature. A laminated film is used. This laminated film is cut into strips having a certain width (15 mm, 25 mm, 25.4 mm, etc.) to obtain a sample for measuring hot tack strength. For measurement of hot tack strength, the sample shown in FIG. 1 was folded in two with the plastic layer on the heat seal side (referred to as sealant layer) inside, and the sample film was heated and fused from both outer sides with heat seal bars. Immediately after that, the edge of the sample film is pulled up and down by a chuck having a load cell, and the peel strength of the heat seal portion at that time is determined as hot tack strength.
[0011]
Here, FIG. 1 shows an outline of the hot tack strength measurement. FIG. 1A shows a state in which a sample 10 is set, and FIG. FIG. 4C is a diagram illustrating a state in which the sample 10 folded in two is heat-sealed, and FIG. 4C illustrates a state in which the heat-sealed sample is pulled up and down to measure the peel strength of the heat-sealed portion.
[0012]
The measurement conditions for measuring the hot tack strength of the packaging film with a hot tack strength measuring machine include heat seal pressure, temperature, time, delay time (delay time) from completion of heat seal to reading of hot tack strength and pulling. There is speed. In the method of the present invention, the measurement is performed by changing the heat sealing time and the temperature, and the other conditions are measured under constant conditions.
[0013]
The heat sealing pressure may be a pressure necessary for the surfaces of the sealant layers to adhere to each other during the heat sealing, and is usually selected in the range of 0.05 to 0.5 MPa. Within this range, the hot tack strength does not change with the heat sealing pressure. The delay time is selected as the time from the actual heat sealing by the target automatic filling and packaging machine until the filling is filled therein and the peeling force acts on the heat sealing portion. However, in automatic filling and packaging of liquid such as liquid soup, since the filling liquid is always heat-sealed while flowing through the heat-sealing part, a peeling force acts on the heat-sealing part immediately after the heat-sealing. In the measurement of the hot tack strength, after heat sealing, the sample film is pulled up and down by a load cell, and the peeling force of the load cell portion acts, and usually 0.1 to 0.2 until the peeling force is stably displayed. Takes seconds. Therefore, when assuming automatic filling and packaging of a submerged seal until displayed, a minimum delay time is selected as the delay time within a range where the value of the hot tack strength is stably displayed. The delay time is selected in the range of 0.15 to 0.25 seconds when a seal in liquid is assumed, and in the range of 0.3 to 1.0 seconds in the case of automatic filling and packaging of powder or solid. The hot tack intensity changes depending on the delay time. Generally, the hot tack intensity increases as the delay time increases. This is because the temperature of the heat seal part decreases during the delay time, the melt strength of the resin increases, and the mutual diffusion of the sealant layer resin at the heat seal interface progresses during the delay time, and the thickness of the interface layer increases. Seems to increase.
[0014]
As for the pulling speed, a pulling speed that assumes a peeling force acting on the heat sealing portion in actual filling and packaging is preferable, but it is difficult to find a pulling speed that assumes this peeling action. Therefore, in the present invention, the range of the pulling speed used for measuring the tensile strength of the plastic of 50 to 3,000 mm / min. And measure the hot tack strength. Since the hot tack strength is measured to be higher as the pulling speed is higher, the pulling speed is set to 500 mm / min. The above is easier to compare.
[0015]
The heat seal temperature and time, which are the conditions to be changed when measuring with a hot tack measuring machine, are changed in the following ranges. Regarding the heat seal temperature, the lower limit temperature of heat sealable polyolefins, copolymer polyolefins, modified products thereof and ionomers usually used as a sealant layer of a packaging film, nylon or polyester (usually used as a base film) The hot tack strength is measured in a range up to a temperature at which the polyethylene terephthalate does not shrink or deform depending on the temperature, that is, in a range from about 70 ° C. to 200 ° C., by changing the heat sealing temperature at appropriate temperature intervals. However, when a sealant layer resin different from the above-described type of sealant layer resin is used, a heat sealing temperature corresponding to the melting point of the resin is selected.
[0016]
As for the heat sealing time, the hot tack strength is measured while changing the heat sealing time within the range of 0.01 to 10 seconds. If the heat sealing time is shorter than 0.01 second, the heat seal cannot be performed because the sealant layer resin at the heat seal interface does not melt. Heat sealing times exceeding 10 seconds correspond to very slow filling and packaging speeds in automatic filling and packaging and are not used because they fall outside the range of normal automatic filling and packaging. A preferred range for changing the heat sealing time in the method of the present invention is 0.01 to 3 seconds.
[0017]
In automatic filling and packaging, especially in automatic bag making and filling, one continuous long packaging film is supplied to the packaging machine so as to flow from the upper side to the lower side, and the sealant layer is folded back inside the packaging machine. After that, the film is continuously heat-sealed with a rotary heat-seal bar rotating the film end opposite to the folding line, or two continuous long packaging films are laminated with the sealant layer inside and the packaging machine is laminated. And then heat-seal both ends of the film continuously with a rotary type heat-seal bar to form a tube-like (same cylindrical) film. A method of filling the contents into a tubular film while heat-sealing (called horizontal sealing) at regular intervals with a type of heat-sealing bar It takes place. The evaluation of the filling suitability region of the packaging film is performed on the horizontal seal. Therefore, the heat sealing time in the hot tack strength measurement corresponds to the contact time between the heat seal bar and the film during the horizontal sealing. In a normal automatic filling and packaging machine, the width of the heat seal bar of the horizontal seal in the film feeding direction is about 5 to 30 mm, and the film flow speed (= filling speed) is 1 to 50 m / min. It is. From this, the heat sealing time in the filling and packaging is calculated to be 0.006 to 1.8 seconds by the equation (1). However, in practice, if the heat sealing time is 0.01 second or less, the sealant layer resin does not melt, so that 0.01 to 1.8 seconds is the heat sealing time in the actual automatic filling and packaging. In the method of the present invention, the heat-sealing time of the hot tack strength measurement is converted into an automatic filling / packaging speed, and a filling suitability area is displayed.
[0018]
Regarding the specific hot tack strength set by the method of the present invention, that is, the hot tack strength required to prevent defects in the seal portion, the peeling applied to the heat seal portion due to the weight of the filler at the time of actual filling. The force is calculated from the value obtained by dividing the filling weight per bag of the filling contents by the width of the horizontal sealing portion of the filling bag, and the value is calculated as a constant and a pulling speed (mm / min.) For measuring hot tack strength. An approximate value is set by multiplying by 1/2 power. The reason for multiplying the pulling speed by the 1/2 power is that the measured value of the peel strength is proportional to approximately the 1/2 power of the pulling speed.
[0019]
For the value of the constant, in the actual filling / packing test for a packaging film appropriately selected in advance, the value of the maximum value of the filling / packing speed and the maximum filling speed obtained in the filling / packing test using the packaging film The maximum value of the hot tack strength measured at the corresponding heat sealing time is given by the following equation (2).
(Equation 2)

[0020]
In the present invention, the constant determined by this method was approximately 0.74. Therefore, the present invention adopted 0.74 as the value of the constant.
[0021]
From the above, the method of evaluating the filling suitability region of the automatic filling packaging according to the present invention is as follows.
(1) For the packaging film to be evaluated, using a hot tack strength measuring device, the heat sealing time is changed within a range of 3 seconds to 0.01 seconds, and the hot tack strength, heat sealing temperature, and heat sealing time for each heat sealing time are measured. (Hot tack characteristic) is measured.
(2) From the measurement results, a hot tack characteristic diagram is prepared in which the vertical axis represents the hot tack strength and the horizontal axis represents the heat sealing temperature, using the heat sealing time as a parameter.
(3) The value of the specific hot tack strength is set by the following formula (3) using the assumed length of the horizontal seal of the automatic filling packaging bag and the filling amount (g) per bag.
[Equation 3]

(4) From the hot tack characteristic diagram prepared in (2), the range of the heat seal temperature (the upper and lower limit temperatures of the heat seal) showing the specific hot tack strength and the higher hot tack strength for each heat sealing time is shown. read.
(5) A graph in which the heat seal temperature is plotted on the ordinate and the heat seal time is plotted on the abscissa, the range of the heat seal temperature showing the hot tack strength higher than the specific hot tack obtained in (4) (heat seal upper and lower limits) Is plotted for each heat sealing time. The plot of the upper limit temperature and the plot of the lower limit temperature of the heat seal are respectively connected by straight lines. A region between the upper limit temperature line and the lower limit temperature line indicates a filling suitability region using the heat sealing time and the heat sealing temperature of the packaging film to be evaluated as indices.
(6) The filling speed is converted from the width of the horizontal seal bar of the automatic filling and packaging machine in the feeding direction of the film assuming the heat sealing time according to the formula (1). A diagram in which the horizontal axis of the filling suitability region diagram created in (5) is changed from the heat sealing time to the converted value of the filling speed is created. This figure shows the filling suitability region of the packaging film to be evaluated (using the heat sealing temperature and the filling speed as indices).
[0022]
The present inventors have confirmed that the filling suitability area obtained by the above method and the filling suitability area obtained from a filling test using an actual filling / packaging machine correspond well to several types of packaging films, and completed the present invention. did. However, to correspond well does not necessarily mean that the absolute value of the heat sealing temperature and the filling rate in the filling suitability region matched with the value obtained from the measurement of the hot tack strength and the value obtained from the filling test, The temperature difference between the upper and lower limits of the heat sealing temperature in the filling suitability area and the relative difference between the types of the packaging film whose absolute value of the filling rate was measured was obtained from the suitability area and the filling test obtained from the measurement of the hot tack strength. This means that the match was good in the appropriate area. This is because the atmosphere at the time of heat sealing in the measurement of hot tack strength is air and room temperature, whereas in the filling test, a liquid (water) at room temperature was used as the filler, so the interface of the heat sealing part during heat sealing was used. It is determined that the rate of temperature rise is lower because the heat of the heat seal is taken away by the filler during the filling test as compared with the heat sealing during the measurement of the hot tack strength. The heat sealing temperature range of the filling suitability obtained from the filling test is several tens degrees higher than the temperature range of the filling suitability obtained from the hot tack strength measurement. According to the correction of the atmosphere condition at the time of heat sealing or the filling test under the same atmosphere condition, both seem to match.
[0023]
An object of the present invention is to evaluate the filling suitability area of a packaging film and to confirm the performance of the packaging film, and to perform filling when automatically filling and packaging a specific filling material of a specific packaging machine in a specified packaging bag. It is not the purpose of predicting the absolute value of the suitability range. Therefore, for the purpose of the present invention, the method of the present invention sufficiently achieves the purpose.
[0024]
As described above, the present invention has been described with respect to the automatic filling and packaging machine having the rotary type heat seal bar. However, the present invention is also applicable to a filling and packaging machine of a type in which a pair of heat seal bars are closely separated in the horizontal direction. . In that case, since the heat sealing time and the feeding speed of the packaging film are independent, the equation (1) cannot be applied, but by applying the equation (3), the steps 1 to 3 are performed. It is possible to evaluate an appropriate heat seal filling suitability region. Usually, such a filling and packaging machine has a so-called box motion in which the heat sealing bar unit descends and returns to follow the flow of the packaging film when the packaging film is sent intermittently or continuously. The device is provided with a heat seal bar unit of the type.
[0025]
Furthermore, in the description of the evaluation method of the present invention, the peeling force acting on the heat sealing portion was described on the premise of gravity, but the present invention is not limited to this, and when filling and packaging solids and powders Alternatively, the present invention can be applied to a horizontal pillow filling and packaging machine. That is, even if the origin and the direction of the peeling force acting on the heat sealing portion are not specified, as long as the magnitude is known, the equation (2) is applied, and the steps 1 to 3 are performed. It is possible to evaluate an appropriate filling suitability area.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
(1) Packaging film used in Examples
Film composition: Laminated film using a biaxially stretched nylon (ONy) film (15 μm thick) as a base film and a polyethylene resin shown in Table 1 as a 50 μm thick sealant layer
[0027]
[Table 1]

[0028]
(2) Hot tack strength measuring instrument used in the examples and measurement conditions
Apparatus name: Hot tack strength tester manufactured by Teller
Measurement conditions: Peeling speed: 2,000 (mm / min.)
Delay time (delay time): 0.25 (sec.)
Heat sealing pressure: 0.41 (MPa)
Heat sealing time (sec.): Changes in the range of 0.05, 0.1, 0.3, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0
Test piece: A sample laminated film was cut into a strip of 25.4 mm (width) x 250 mm (length) and used as a test piece.
(3) Automatic filling and packaging machine used in Examples and filling test conditions
Model name: Filling machine for liquid filling and packaging, manufactured by Komatsu Ltd., Supercomac SKL1000-3, width 17 mm in the film feed direction of the heat seal bar for horizontal sealing
Filling bag shape: 70mm (width) x 80mm (length)
Filling content: water (18 ° C)
Filling amount: 15g / bag
Test method: Filling speed can be changed by changing the filling speed, and setting the heat sealing temperature when the horizontal seal portion is in the unfused state at the filling speed as the lower limit temperature of the seal and the heat seal temperature when the horizontal seal portion is in the foamed state as the upper limit. The heat seal temperature width of the horizontal seal portion was determined.
[0029]
[Examples 1 and 2]
Biaxially stretched nylon film having a 30 μm thick metallocene plastomer (extremely low density polyethylene polymerized using a metallocene catalyst) 1 (Example 1) and a metallocene plastomer 2 (Example 2) described in Table 1 as a sealant layer For a packaging film having a thickness of 15 μm (ONy) as the base material layer, the heat sealing time was set to 0.05, 0.1, 0.3, 0.5, 1.0 (sec) by a hot tack strength measuring machine. The relationship (hot tack property) between the hot tack strength and the heat sealing temperature for each heat sealing time was measured. From the measurement results, a hot tack characteristic diagram was prepared in which the heat tack time was used as a parameter, the hot tack strength was set as the vertical axis, and the heat seal temperature was set as the horizontal axis. The hot tack characteristic diagram is shown in FIG. FIG. 2A is a characteristic diagram of plastomer 1, and FIG. 2B is a characteristic diagram of plastomer 2.
[0030]
Next, using this packaging film, the specific hot tack strength, that is, the width of the heat seal bar of the horizontal seal of the filling machine and the length and the filling amount of the packaging bag of the filling machine assumed to be automatically filled and packed, that is, The hot tack strength required to prevent a defect such as leakage or foaming from occurring in the seal portion was calculated according to equation (3), and a value of 0.071 (N / mm) was obtained. This value was multiplied by the width of the test piece (25.4 mm) in order to convert the value to the hot tack strength per width of the film sample test piece measured by the hot tack strength measuring device, to obtain 1.8 N / 25.4 mm. Value obtained.
[0031]
Next, from FIG. 2, the range of the heat sealing temperature (the upper and lower temperatures of the heat sealing) showing the hot tack strength higher than 1.8 N / 25.4 mm for each heat sealing time was read, and this temperature range was vertically Plots were made on a graph with the heat seal temperature on the axis and the heat seal time on the horizontal axis. The respective plots of the upper limit temperature and the lower limit temperature of the heat seal were connected by a straight line, and a filling suitability region diagram using the heat seal time and the heat seal temperature as indices was created. Fig. 3 shows the drawing.
[0032]
Next, the heat sealing time in FIG. 3 is converted into the filling speed according to the formula (1) from the assumed width of the horizontal seal bar of the filling and packaging machine in the film feeding direction, and the horizontal axis coordinate in FIG. A diagram in which the time was converted into a converted value of the filling speed, that is, a filling suitability region diagram using the heat sealing temperature and the filling speed as indices was prepared. The created figure is shown in FIG. In addition, the lateral seal width of the small bag filled with the Komatsu Ltd. Supercomac SKL1000-3 is 17 mm. Assuming that the seal rolls were completely in contact, the following formula was used to determine the filling speed from the heat sealing time.
17 × 10 ^-3 m / (Xsec./60) min.
(X: heat sealing time)
[0033]
In order to see the correspondence between the filling suitability area determined by the hot tack strength measuring machine and the filling suitability area determined by the actual filling test with the automatic filling and packaging machine, using the packaging films of Examples 1 and 2, Using the assumed packing machine shown in section 3), under the filling test conditions shown in section (3), the area suitable for filling with the filling machine was determined. The results obtained are shown in FIG.
From the comparison between FIG. 4 and FIG. 5, the filling suitability area obtained from the hot tack strength measuring instrument and the filling suitability area obtained from the filling test are within the range of the upper and lower limits of the heat sealing temperature and the filling rate at which filling is possible. We confirmed that we corresponded well.
[0034]
[Examples 3 and 4]
The low-density polyethylene (LDPE) (Example 3) and the ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (Example 4) described in Table 1 were used as a sealant layer having a thickness of 50 μm, and ONy (a 15 μm thickness) was used as a base material layer. The heat sealing time was changed at 0.05, 0.1, 0.3, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 (seconds) with a hot tack strength measuring device for the laminated film to be formed, The relationship between the hot tack strength and the heat sealing temperature for each heat sealing time was measured, and a hot tack characteristic diagram was created in the same manner as in Example 1. Figures 6 and 7 show the drawings.
[0035]
Next, in the same manner as in Example 1, the temperature showing the hot tack strength higher than 1.8 N / 25.4 mm at each heat sealing time is read from FIGS. 6 and 7, and the heat sealing time and the heat sealing temperature are used as indices. A filling suitability region diagram (FIG. 8) was created. Further, a filling suitability region diagram (FIG. 9) in which the heat sealing time in FIG. 8 was converted into a filling speed was created. 8 and 9, it is evaluated that the packaging films of Examples 3 and 4 have a narrow filling suitability area, that is, cannot respond to high-speed filling.
In the same manner as in Examples 1 and 2, the packing suitability regions of the packaging films of Examples 3 and 4 were determined by a filling test using an automatic filling and packaging machine, and are shown in FIG.
Although there is a difference in the area of the filling speed between the comparison of FIG. 9 and FIG. 10, in both figures, the packaging films of Examples 3 and 4 have a narrow filling suitability area, that is, are evaluated as being low-performance films. Matched.
[0036]
[Example 5]
The ionomer (metal ion species: Zn) described in Table 1 ²⁺ Using a laminated film having the same configuration as in Example 1 except that (Example 5) was used for the sealant layer, the hot tack characteristic diagram (FIG. 11), the heat seal temperature and the heat A filling suitability area diagram (FIG. 12) was created using the sealing time as an index. As shown in FIG. 11, this film does not have a hot tack strength of 1.8 N / 25.4 mm even at a high temperature side in a temperature range up to 200 ° C., and maintains a high hot tack strength. Therefore, in the filling suitability region diagram using the heat sealing temperature and the heat sealing time as indices in FIG. 12, there is no heat sealing upper limit temperature. From this, this packaging film was evaluated as a high-performance film that can be packaged in a wide heat sealing temperature range and with a short heat sealing time (= high filling speed).
The same automatic filling and packaging machine as in Example 1 was used. The filling test was performed at a filling rate of (equivalent to a heat sealing time of 0.007 seconds). At that time, the heat sealing temperature of the horizontal sealing portion was changed, and an appropriate region of the heat sealing temperature was obtained. Although the heat seal lower limit temperature was determined to be 145 ° C., the heat seal upper limit temperature did not exist in the heat seal temperature range up to 190 ° C., which was consistent with the evaluation of filling suitability from hot tack strength.
[0037]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the filling suitable area | region of a packaging film can be evaluated simply and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a hot tack strength measuring method, in which (A) shows a set of samples, (B) shows a heat seal, and (C) shows an outline of strength measurement.
FIG. 2 is a hot tack characteristic diagram when the heat sealing time of metallocene plastomer 1 (A) and metallocene plastomer 2 (B) is changed in Examples 1 and 2.
FIG. 3 is a filling suitable region diagram showing a temperature range in which hot tack strength shows a value of 1.8 N / 25.4 mm or more in the same example.
FIG. 4 is a view of a filling suitable region in which the horizontal axis in FIG. 3 is changed from a heat sealing time to a filling speed in the same example.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a filling speed and a temperature range of a fillable horizontal seal in the same example.
FIG. 6 is a diagram showing a hot tack characteristic of the LDPE of Example 3.
FIG. 7 is a diagram showing a hot tack characteristic of EVA of Example 4.
FIG. 8 is a filling suitability region diagram showing a temperature range in which the hot tack strength shows a value of 1.8 N / 25.4 mm or more in Examples 3 and 4.
FIG. 9 is a view of a suitable filling region in which the horizontal axis in FIG. 8 is changed from the heat sealing time to the filling speed in the same example.
FIG. 10 is a graph showing a relationship between a filling speed and a temperature range of a fillable horizontal seal in the same example.
FIG. 11 is a graph showing a hot tack characteristic of the ionomer of Example 5.
FIG. 12 is a filling suitability region diagram using heat seal temperature and heat seal time as indices in the same example.
[Explanation of symbols]
10 samples
12 Seal bar

Claims (7)

A method for evaluating filling aptitude by using a heat sealing time width and a heat sealing temperature width capable of performing heat sealing without causing a defect when filling and packaging the content in a packaging film with a filling and packaging machine, the evaluation comprising: The method comprises the steps of sequentially performing the following steps.
Step 1: measuring the hot tack strength of the packaging film at a plurality of heat sealing times and a plurality of heat sealing temperatures using a hot tack strength measuring device.
Step 2: a step of selecting, from the measured hot tack strength, a data group including a heat sealing time and a heat sealing temperature at which a hot tack strength equal to or higher than a reference value at which no defect occurs is developed.
Step 3: extracting a heat sealing time zone and a heat sealing temperature zone from the selected data group, and specifying a region defined by the time zone and the temperature zone. Filling aptitude with heat-sealing temperature width and heat-sealing temperature width that enables heat-sealing without defects when filling and packaging contents into a packaging film using a vertical pillow filling and packaging machine that performs horizontal sealing while the seal bar rotates. A method for evaluating the suitability for filling a packaging film, the method comprising sequentially performing the following steps.
Step 1: measuring the hot tack strength of the packaging film at a plurality of heat sealing times and a plurality of heat sealing temperatures using a hot tack strength measuring device.
Step 2: a step of selecting, from the measured hot tack strength, a data group including a heat sealing time and a heat sealing temperature at which a hot tack strength equal to or higher than a reference value at which no defect occurs is developed.
Step 3: extracting a heat sealing time zone and a heat sealing temperature zone from the selected data group, and specifying a region defined by the time zone and the temperature zone. 3. The method according to claim 1, wherein the data group is displayed in two-dimensional coordinates. H = [0.74 / 100] × W × [(√S) / L]
(However, H: hot tack strength (N / mm)
W: Filling amount of contents per bag (g)
S: Tensile speed at the time of hot tack measurement (mm / min)
L: Length of horizontal seal (mm))
The method for evaluating suitability of a packaging film according to any one of claims 1 to 3, which is a numerical value represented by the following formula. A method for evaluating the heat sealing aptitude with the heat sealing time width and the heat sealing temperature width capable of performing heat sealing without causing a defect when filling and packaging the contents in a packaging film, and the evaluation method is as follows. A method for evaluating the suitability of a packaging film for heat sealing, comprising sequentially performing steps.
Step 1: measuring the hot tack strength of the packaging film at a plurality of heat sealing times and a plurality of heat sealing temperatures using a hot tack strength measuring device.
Step 2: a step of selecting, from the measured hot tack strength, a data group including a heat sealing time and a heat sealing temperature at which a hot tack strength equal to or higher than a reference value at which no defect occurs is developed.
Step 3: extracting a heat sealing time zone and a heat sealing temperature zone from the selected data group, and specifying a region defined by the time zone and the temperature zone. The heat sealing suitability evaluation method for a packaging film according to claim 5, wherein the data group is displayed in two-dimensional coordinates. The hot tack strength H, which is the reference value, is H = 0.74 × P × √S
(However, H: hot tack strength (N / mm)
P: Peeling force acting on the heat seal part (N / mm)
S: Tensile speed at the time of hot tack measurement (mm / min)
The method for evaluating heat sealing suitability of a packaging film according to claim 5 or 6, which is a numerical value represented by:

Images