JP2007276813A

JP2007276813A - 包装体の製造方法および包装装置

Info

Publication number: JP2007276813A
Application number: JP2006103903A
Authority: JP
Inventors: Yohei Nakajima; 洋平中嶋
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】包装装置が高速化あるいは広幅化した場合や、蓋材および底材を薄肉化した場合でも、包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等が入りにくい製造方法および製造装置を提供すること。
【解決手段】底材を準備する準備工程と、前記底材の両端を掴み移送する移送工程と、前記底材を形成する成形工程と、前記底材を成形した部分に被包装物を挿入する挿入工程と、蓋材と前記底材とをシールして包装体フィルムを作製するシール工程と、前記包装体フィルムをカットし包装体を得るカット工程と、を含む包装体の製造方法であって、前記カット工程の前にたわみ防止手段と冷却手段を有することを特徴とする包装体の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、包装体の製造方法および包装装置に関する。

食品や医薬品等の包装においては、様々な要求性能を満足するために複合化された多層フィルムが多く用いられている。例えば、多層フィルムを真空成形あるいは圧空成形により被包装物に適した形に成形したもの（以下、底材と記載する。）と未成形フィルム（以下、蓋材と記載する。）とからシールしてなる包装体の場合、底材としては成形性に優れる未延伸フィルムを多層化したものが使用される。一方、蓋材としては一般に印刷が施されるため、少なくとも１層に印刷適性に優れる延伸フィルムを含む多層フィルムが広く用いられている。これら底材及び蓋材に用いられる多層フィルムの厚みは、成形加工を行うために底材の方が厚い場合が多く、被包装物が重量物等である包装体の中には、ＪＩＳの分類ではシートの区分に属する厚み範囲の０．２ｍｍ以上の厚みのものもある。

深絞り包装装置で真空包装を行う場合、底材の両端を挟持爪で掴み移送していくが、その移送途中で底材を成形し、その底材を成形した部分に被包装物を挿入し、その箇所を蓋材でシールするとともに底材を成形した部分に存在する空気を吸引除去することで、被包装物を真空状態で密封したもの（以下、包装体フィルムと記載する。）が製造され、この包装体フィルムの所定の位置を横方向並びに縦方向をカットすることで、包装体が製造される。

これら包装体に用いられるフィルムへの要求性能としては、ガスバリアー性や耐ピンホール性等が挙げられる。スライスハム等の食品を包装する場合には、ガスバリアー性を有する多層フィルムを蓋材および底材に用い、被包装物が酸素ガスにより変質することを防ぐため包装体内を真空にしたり、不活性ガスで置換するのが一般的である。また、耐ピンホール性は、流通過程において振動や落下等で製品に与えられる外部応力によってピンホールが発生することを防ぐために必要であり、各種延伸フィルムやポリアミド樹脂を含む多層フィルムが好適に用いられる。（例えば、特許文献１）

これら内容物保護に関する機能以外にも、内容物に対する認識、区別を可能にする透明性、使用時に簡便に開封出来るイージーピール性および包装体の見栄えが良いこと等、内容物に適した性能が要求されるが、包装コストが安いこと、および包装体の生産性が高いことも重要である。そのため、近年、生産速度を上げたり、従来製造されていたよりも広い幅で包装体を製造することで、単位時間当たりの生産数を増やした方法で包装体が製造される場合が増加している。また、廃棄物の削減や包装コストを下げるために包装資材の減容化、すなわち、蓋材および底材の薄肉化が進んでいる。

しかしながら、底材や蓋材を薄くすることで、これら多層フィルムの腰が低下し、包装体に歪みや折れ目が入りやすくなる等、見栄えが低下する場合があった。また、厚みが同じ多層フィルムを用いても、深絞り包装装置が高速化あるいは広幅化することで、包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等が入りやすくなる等、見栄えが低下する場合があった。特許文献２では、シール後の包装体フィルムを冷却ガスで冷却することにより包装体フィルムのカールを防止できることが書かれているが、包装体に歪みや折れ目が入り、見栄えが低下する問題は解決されていない。
特許第２０７３３９６号公報特開平５−２０１４０７号公報

本発明の目的は、包装装置が高速化あるいは広幅化した場合や、蓋材および底材を薄肉化した場合でも、包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等が入りにくい製造方法および製造装置を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（４）に記載の本発明により達成される。即ち本発明は、
（１）底材を準備する準備工程と、前記底材の両端を掴み移送する移送工程と、前記底材を形成する成形工程と、前記底材を成形した部分に被包装物を挿入する挿入工程と、蓋材と前記底材とをシールして包装体フィルムを作製するシール工程と、前記包装体フィルムをカットし包装体を得るカット工程と、を含む包装体の製造方法であって、前記カット工程の前にたわみ防止手段と冷却手段を有することを特徴とする包装体の製造方法、
（２）底材の引張弾性率が１００ＭＰａ以上である（１）に記載の包装体の製造方法、
（３）冷却手段がシール工程の直後にある（１）に記載の包装体の製造方法、
（４）少なくとも底材を準備する手段と、前記底材の両端を掴み移送する手段と、前記底材に被包装物を収納する部分を成形する手段と、前記底材を成形した部分に被包装物を挿入する手段と、蓋材と前記底材とをシールし前記底材の被包装物を収納する部分に存在する空気を吸引除去して包装体フィルムを得る手段と、前記包装体フィルムを縦方向および横方向にカットし包装体を得る手段と、を有する包装装置であって、前記カットする手段の前に包装体フィルムのたわみを防止する手段と包装体フィルムを冷却する手段を有することを特徴とする包装装置、
である。

本発明によれば、包装装置が高速化あるいは広幅化した場合や、蓋材および底材を薄肉化した場合でも、包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等が入りにくい包装体を得ることが可能となる。特に深絞り用の包装装置では本発明の効果は大きい。

以下、本発明の包装体の製造方法および製造装置について詳細に説明する。
本発明の包装体の製造方法は、底材を準備する準備工程と、前記底材の両端を掴み移送する移送工程と、前記底材を形成する成形工程と、前記底材を成形した部分に被包装物を挿入する挿入工程と、蓋材と前記底材とをシールして包装体フィルムを作製するシール工程と、前記包装体フィルムをカットし包装体を得るカット工程とを含み、前記カット工程の前にたわみ防止手段と冷却手段を有する。また、本発明の包装装置は、少なくとも底材を準備する手段と、前記底材の両端を掴み移送する手段と、前記底材に被包装物を収納する部分を成形する手段と、前記底材を成形した部分に被包装物を挿入する手段と、蓋材と前記底材とをシールし前記底材の被包装物を収納する部分に存在する空気を吸引除去して包装体フィルムを得る手段と、前記包装体フィルムを縦方向および横方向にカットし包装体を得る手段と、を有する包装装置であって、前記カットする手段の前に包装体フィルムのたわみを防止する手段と包装体フィルムを冷却する手段を有する。

本発明の包装体の製造方法および包装装置について、好適な実施形態に基づいて説明する。
例えば、図１、図２に示すように、本発明の包装装置は底材１の原反をセットする心棒２と、蓋材３の原反をセットする心棒４と、前記底材の両端を掴む挟持爪５と、前記底材を成形する成形ボックス６と、底材を成形した部分に被包装物７が挿入された後に、別途送り出された蓋材と前記被包装物を挿入した底材とをシールし底材の被包装物を収納する部分に存在する空気を吸引除去する真空チャンバー８と、底材の下側に配置され、被包装物の重量により包装体フィルムが底材側にたわむことを防止するガイド９と、蓋材の上側に配置され、前記真空チャンバーでシールされた包装体フィルムを冷却する冷却装置１０と、横カット機１１および縦カット機１２を有する。

前記心棒にセットされた底材原反から底材を挟持爪で掴まれるまで繰り出し装置を起動すると、前記底材は、図示しないが、エンドレスチェーンにより下流側へ送り出される。送り出された底材は前記成形ボックスにて被包装物を収納する部分が成形され、その底材を成形した部分に被包装物が挿入された後、別途送り出されてきた蓋材と真空チャンバーによりシールされるとともに底材を成形した部分に存在する空気が吸引除去され、包装体フィルムが得られる。得られた包装体フィルムは、横カット機の直前まではガイドに支えられ、被包装物の重量により底材側にたわむことなく下流側へ移動するが、横カット機に包装体フィルムが送り出される前までに冷却装置により包装体フィルムが冷却される。その後、包装体フィルムは横カット機および縦カット機に送り出され、縦方向および横方向を所定の大きさにカットされて、包装体が得られる。なお、被包装物を収納する部分の形状としては、特に限定されず、例えば、円柱状、直方体状などがある。

従来の包装装置にもたわみ防止手段であるガイドが設けられていることが多いが、カット機が駆動する範囲にはこのガイドを設けることができないので、ガイドがなくなるカット機直前の箇所で、包装体フィルムが被包装物の重量により底材側にたわんでしまい、包装体フィルムの平面部に歪みや折れ目が発生してしまう場合があった。この状態で包装体フィルムの縦方向および横方向をカットすると、底材の端部のみでなく包装体フィルム全体に歪みが発生し、ほぼ全ての包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等が発生していた。

包装体フィルムの平面部に発生する歪みや折れ目は、蓋材や底材、特に底材が薄くなるほど発生しやすい。これは、底材が薄くなれば、ガイドを設置できないカット機直前の箇所で被包装物の重量を支えることができなくなるからである。同様に、底材の厚みが同じでも、被包装物の重量が大きいほど、あるいは、包装体をより広い幅の底材および蓋材を用いて生産するほど、ガイドを設置できないカット機直前の箇所で被包装物の重量を支えることができなくなるため、歪みや折れ目は発生しやすくなる。

また、生産速度が速いほど、包装体フィルムの平面部に歪みや折れ目は発生しやすくなる。これは、単位時間当たりに包装体フィルムが移動する距離が長いため、ガイドを設置できないカット機直前の箇所まで送り出されるまでに、包装体フィルムが十分な剛性を回復するまで冷却することができず、被包装物の重量を支えることができなくなってしまうからである。

本発明の製造方法によれば、底材の厚みが薄い場合、被包装物の重量が大きい場合、包装体を生産するのに用いる蓋材および底材の幅が広い場合、および生産速度を速くしたい場合のいずれでも、包装体フィルムがガイドを設置できないカット機直前に送り出される前に、包装体フィルムが十分な剛性を回復するまで冷却することができるので、包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等を入りにくくすることが可能となる。

底材に用いられるフィルムの材質としては、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体（以下、ＥＶＯＨ樹脂と記載する。）、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂およびポリオレフィン樹脂を積層したフィルムが好適に用いられ、各層の間に接着性樹脂層を設けたり、包装体にイージーピール機能を付与するために、最内層にイージーピール層を設けても良い。一方、蓋材に用いられるフィルムの材質としては、例えば、２軸延伸したポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム）、金属酸化物を蒸着した２軸延伸したポリエチレンテレフタレートフィルム（ＶＭ−ＰＥＴフィルム）およびポリエチレン樹脂を積層したフィルムが好適に用いられる。使用する蓋材や底材の幅、被包装物の重量あるいはシール部の広さ等によって変わるものの、底材の７０℃におけるＪＩＳＫ７１２７に準じたフィルム幅方向の引張弾性率が１００ＭＰａ以上であることが好ましく、１５０ＭＰａ以上であることがより好ましい。底材の引張弾性率が１００ＭＰａよりも低い場合、被包装物の重量を支えることができず、包装体フィルムの平面部に歪みや折れ目が入る可能性が高い。

本発明の包装体フィルムを冷却する手段は、例えば、包装体フィルムの送り出しが一時停止しているときに、冷却溶媒を内部に循環できるようにした温度制御可能な金属板を包装体フィルムに接触させる方法でも、冷却エアを包装体フィルムに噴きつける方法でもよく、シール後の包装体フィルムの熱を下げることができるものであれば特に制限はなく用いることができる。

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
１．多層フィルムの作製
図３に示すように、外層２１を構成するポリエステル系樹脂としてＰＥＴＧ樹脂（品番ＧＮ０７１、イーストマンケミカルジャパン株式会社製）と、中間層２２及び２５を構成する樹脂として接着性樹脂（品番ＳＦ７４０、三井化学株式会社製）と、中間層２３を構成する樹脂としてＥＶＯＨ樹脂（品番Ｊ１０２Ｂ、株式会社クラレ製）と、中間層２４を構成する樹脂としてポリアミド樹脂（品番１０３０Ｂ、宇部興産株式会社製）と、シール層２６を構成する樹脂としてＬＬＤＰＥ樹脂（品番ウルトゼックス２０２２Ｌ、株式会社プライムポリマー製）とを６層ダイスで共押出し、多層フィルム２０を作製した。得られた多層フィルムの各層の厚さは、外層２１が２４μｍ、中間層２２及び２５が８μｍ、中間層２３が１０μｍ、中間層２４が１０μｍ及びシール層２６が２０μｍであった。

２．包装体の作製
得られた多層フィルム２０を底材として、また、２軸延伸ポリプロピレンフィルム３１（ＯＰＰフィルム、厚さ３０μｍ。）と金属酸化物を蒸着した２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム３２（ＶＭ−ＰＥＴフィルム、厚さ１２μｍ。）及びＬＬＤＰＥ樹脂（品番ウルトゼックス２０２２Ｌ、株式会社プライムポリマー製）をＴダイ押出法にて製膜した直鎖状低密度ポリエチレンフィルム３３（ＬＬＤＰＥフィルム、厚さ３０μｍ。）をドライラミネート法により貼り合せた多層のフィルム３０（図４を参照。）を蓋材として使用し、深絞り包装装置（型番Ｒ−５３０、ＭＵＬＴＩＶＡＣ社製）を用いて底材に円柱状の成形を施し、かかる成形部にスライスハム５０ｇを挿入し、温度１４０℃、時間１．５秒の条件で蓋材とシールし包装体フィルムを作製した。ここで用いた底材の幅は５６３ｍｍであり、包装体は１２ショット／分の速度で生産した。シール後に得られた包装体フィルムは、底材側からガイドに支えられると同時に、蓋材側からコルダー（型番１４０−５５ＳＶ、サンワ・エンタープライズ株式会社製）で冷却エアを吹き付けてシール部の熱を除去した後、カット機に移送した。カット機に移送される直前の包装体フィルムの底材側の表面温度を計測したところ、５０℃であった。また、底材として用いた多層フィルム２０を５０℃に加温して、ＪＩＳＫ７１２７に準じてフィルム幅方向の引張弾性率を測定したところ、３４０ＭＰａであった。

（実施例２）
得られた包装体フィルムに冷却エアを吹き付ける時間を調整した以外は実施例１と同様にした。カット機に移送される直前の包装体フィルムの底材側の表面温度を計測したところ、６０℃であった。また、底材として用いた多層フィルム２０を６０℃に加温して、ＪＩＳＫ７１２７に準じてフィルム幅方向の引張弾性率を測定したところ、２６０ＭＰａであった。

（実施例３）
得られた包装体フィルムに冷却エアを吹き付ける時間を調整した以外は実施例１と同様にした。カット機に移送される直前の包装体フィルムの底材側の表面温度を計測したところ、６５℃であった。また、底材として用いた多層フィルム２０を６５℃に加温して、ＪＩＳＫ７１２７に準じてフィルム幅方向の引張弾性率を測定したところ、１５０ＭＰａであった。

（実施例４）
深絞り包装装置を大森機械工業株式会社製ＦＶ６７００に変更し、カット機に移送される直前の包装体フィルムの底材側の表面温度が５０℃になるように包装体フィルムに冷却エアを吹き付ける時間を調整した以外は、実施例１と同様にした。

（実施例５）
カット機に移送される直前の包装体フィルムの底材側の表面温度が６０℃になるように包装体フィルムに冷却エアを吹き付ける時間を調整した以外は、実施例４と同様にした。

（実施例６）
カット機に移送される直前の包装体フィルムの底材側の表面温度が６５℃になるように包装体フィルムに冷却エアを吹き付ける時間を調整した以外は、実施例４と同様にした。

（比較例１）
得られた包装体フィルムに冷却エアを吹き付ける時間を調整した以外は実施例１と同様にした。カット機に移送される直前の包装体フィルムの底材側の表面温度を計測したところ、７０℃であった。また、底材として用いた多層フィルム２０を７０℃に加温して、ＪＩＳＫ７１２７に準じてフィルム幅方向の引張弾性率を測定したところ、９０ＭＰａであった。

（比較例２）
カット機に移送される直前の包装体フィルムの底材側の表面温度が７０℃になるように包装体フィルムに冷却エアを吹き付ける時間を調整した以外は、実施例４と同様にした。

（比較例３）
得られた包装体フィルムを底材側から支えるガイドを取り外した以外は実施例１と同様にした。

各実施例及び各比較例で得られた包装体について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１に示す。
１．包装体の見栄え
包装体を得た直後に、水平に設置された測定台の上で包装体のシール部分を目視で観察し、歪みや折れ目などがないか確認した。
○：シール部分に歪みや折り目がなく、きれいな平面状を維持していた。
×：シール部分に歪みや折り目が発生し、きれいな平面状を維持できていなかった。

実施例１〜６および比較例１〜３に示したように、蓋材と底材をシールした後、ガイドを設置していない箇所まで送り出される前までに包装体フィルムの平面部のフィルム温度を十分冷ますことで、包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等が入りにくい包装体を得ることができる。

本発明の包装体の製造方法および製造装置は、包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等が入りにくい包装体を得ることができる。また、包装体に使用する蓋材あるいは底材を薄くしても、包装体の生産性を上げるために単位時間当たりの生産数を増やしたり、包装装置を広幅化しても、包装体の蓋材と底材をシールした部分に歪みや折れ目等が入りにくくすることができる。

本発明の深絞り包装装置の一例を示す概略図である。図１のラインaおよびラインbの範囲を上から見た概略図である。本発明の実施例１〜６および比較例１〜３に用いた底材２０の断面図である。本発明の実施例１〜６および比較例１〜３に用いた蓋材３０の断面図である。

符号の説明

１底材
２底材用心棒
３蓋材
４蓋材用心棒
５挟持爪
６成形ボックス
７被包装物
８真空チャンバー
９ガイド
１０冷却装置
１１横カット機
１２縦カット機
２０底材断面図
２１底材外層（ポリエステル樹脂層）
２２中間層（接着性樹脂層）
２３中間層（ＥＶＯＨ樹脂層）
２４中間層（ポリアミド系樹脂層）
２５中間層（接着性樹脂層）
２６シール層
３０蓋材断面図
３１ＯＰＰフィルム
３２ＶＭ−ＰＥＴフィルム
３３ＬＬＤＰＥフィルム

Claims

底材を準備する準備工程と、前記底材の両端を掴み移送する移送工程と、前記底材を形成する成形工程と、前記底材を成形した部分に被包装物を挿入する挿入工程と、蓋材と前記底材とをシールして包装体フィルムを作製するシール工程と、前記包装体フィルムをカットし包装体を得るカット工程と、を含む包装体の製造方法であって、前記カット工程の前にたわみ防止手段と冷却手段を有することを特徴とする包装体の製造方法。
底材の引張弾性率が１００ＭＰａ以上である請求項１に記載の包装体の製造方法。
冷却手段がシール工程の直後にある請求項１に記載の包装体の製造方法。
少なくとも底材を準備する手段と、前記底材の両端を掴み移送する手段と、前記底材に被包装物を収納する部分を成形する手段と、前記底材を成形した部分に被包装物を挿入する手段と、蓋材と前記底材とをシールし前記底材の被包装物を収納する部分に存在する空気を吸引除去して包装体フィルムを得る手段と、前記包装体フィルムを縦方向および横方向にカットし包装体を得る手段と、を有する包装装置であって、前記カットする手段の前に包装体フィルムのたわみを防止する手段と包装体フィルムを冷却する手段を有することを特徴とする包装装置。