JP2008222252A - 包装フィルムの縦シール方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被包装物への熱影響を防止しつつ、見栄えのよい縦シールを施す。
【解決手段】縦シール装置２０は、連続移送されるフィルム１０の移送方向に沿うフィルム端縁部１２,１２同士の重合部を挟持する挟持ローラ２６,２６と、挟持ローラ２６,２６のフィルム挟持部１２ａに向けたフィルム端縁部１２,１２の送り込み対向角度αを鋭角に展張案内するフィルムガイド３２と、フィルム挟持部１２ａのフィルム内面に近赤外線レーザー光を照射するレーザー照射手段４４とを備えている。縦シール装置２０は、近赤外線レーザー光を、フィルムガイド３２による展張案内部におけるフィルム１０の内面反射によってフィルム挟持部１２ａに集束させて該フィルム挟持部１２ａをシールする。
【選択図】図２
【解決手段】縦シール装置２０は、連続移送されるフィルム１０の移送方向に沿うフィルム端縁部１２,１２同士の重合部を挟持する挟持ローラ２６,２６と、挟持ローラ２６,２６のフィルム挟持部１２ａに向けたフィルム端縁部１２,１２の送り込み対向角度αを鋭角に展張案内するフィルムガイド３２と、フィルム挟持部１２ａのフィルム内面に近赤外線レーザー光を照射するレーザー照射手段４４とを備えている。縦シール装置２０は、近赤外線レーザー光を、フィルムガイド３２による展張案内部におけるフィルム１０の内面反射によってフィルム挟持部１２ａに集束させて該フィルム挟持部１２ａをシールする。
【選択図】図２
Description
この発明は、連続移送されるフィルムの移送方向に沿うフィルム端縁部同士を重ね合わせてシールする包装フィルムの縦シール方法および装置に関するものである。
横型製袋充填機において、筒状に成形したフィルムの移送方向に沿うフィルム端縁部を重ね合わせてシールするための縦シール装置を備えている。この縦シール装置は、例えばヒータにより１５０℃〜２００℃程度に加熱されたシールローラでフィルム端縁部を挟持して加熱することでフィルムを溶着シールするようにしている。このように、シールローラの加熱によりフィルムをシールする方式では、フィルム送りの一時停止時において、シールローラで挟持された部位のフィルムが過度に加熱されるのでフィルムの表面までも溶融してシール不良が発生するという問題があった。これに対処すべく、フィルムの移送停止に対応して一時的にシールローラを互いに離間させてフィルムの挟持を解除するための機構を設けるようにしていた。また、チョコレート等の熱影響を受け易い被包装物の場合には、被包装物がフィルムを介して載置される搬送ベッドは前記シールローラから発せられる熱の影響で加熱されることから、その搬送ベッドの加熱を防ぐ冷却装置を設ける等の対策が講じられていた。このように、シールローラからの熱影響を考慮して、縦シール装置およびその周りの構造について機構や部材等を選定する必要があり、構成が複雑になるといった問題があった。またヒータによる加熱方式ではエネルギー損失も大きいものとなっていた。
また、シールローラの加熱によりフィルムをシールする方式に替えて、レーザーを利用してフィルムをシールする機構を備えた縦シール装置が提案されている(特許文献１参照)。特許文献１の縦シール装置では、フィルムを筒状成形する製袋手段に設けた中子上面の突状平面上でフィルム端縁部同士を重ね合わせて、その重合したフィルム端縁部の外面に対して炭酸ガスレーザー照射装置によりレーザー光を照射することで、フィルム移送方向に沿ってシールを施している。
特許第２５５０６６４号公報
特許文献１の縦シール装置で用いられている炭酸ガスレーザー照射装置は、遠赤外線の波長範囲に属する１０．６μｍのレーザー光をフィルムに照射する。比較的波長が長い遠赤外線レーザー光は、透過し難い性質を有しているので、フィルムが透明であったとしても、フィルムの重合端縁部の内面を溶着すべきところ表面にレーザー光が吸収されてしまい主に重合端縁部の外面を加熱してしまう。このため、重合端縁部の内面のシーラント層を溶着可能な程度まで遠赤外線レーザー光で加熱すると、フィルム端縁部の外面が過度に溶融されて、例えば金属の溶接時に発生するビードの如き盛上がり部分が生じてしまう難点がある。従って、遠赤外線レーザー光でフィルム端縁部をシールする方式は、シールローラをヒータで加熱することでフィルム端縁部をシールする方式と比較して、溶着した後のシール部の見栄えが劣ってしまう。これ故に、遠赤外線レーザー光を使用してシールする方式は、包装の見栄えによって商品価値が左右されるような食品等の包装には適していなかった。
すなわち本発明は、従来の技術に係る包装フィルムの縦シール方法および装置に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、簡易な構成で、被包装物への熱影響を防止して、見栄えのよいシール部を得ることができる包装フィルムの縦シール方法および装置を提供することを目的とする。
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の包装フィルムの縦シール方法は、
連続移送されるフィルムの移送方向に沿うフィルム端縁部同士を重ね合わせて挟持ローラで挟持したフィルム挟持部をシールする縦シール方法であって、
前記フィルム挟持部に向けた前記フィルム端縁部を互いの送り込み対向角度が鋭角になるよう展張保持した状態で、前記フィルム挟持部のフィルム内面に近赤外線レーザー光を照射し、前記フィルム端縁部におけるフィルムの内面反射によって近赤外線レーザー光をフィルム挟持部に集束させてフィルムを移送しつつ、前記挟持ローラでフィルム端縁部を挟持してシールするようにしたことを特徴とする。
これによれば、近赤外線レーザー光をフィルム端縁部の内面反射を利用してフィルム挟持部へ集束させることができ、エネルギー損失が少なく、また被包装物や包装の見栄えに悪影響を及ぼすことはなく、簡易な構成で良好なシール部を得ることができる。また、フィルムのフィルム挟持部に対するレーザー光の照射位置精度を厳密に行なわなくても、フィルム挟持部を適切にシールすることができる。
連続移送されるフィルムの移送方向に沿うフィルム端縁部同士を重ね合わせて挟持ローラで挟持したフィルム挟持部をシールする縦シール方法であって、
前記フィルム挟持部に向けた前記フィルム端縁部を互いの送り込み対向角度が鋭角になるよう展張保持した状態で、前記フィルム挟持部のフィルム内面に近赤外線レーザー光を照射し、前記フィルム端縁部におけるフィルムの内面反射によって近赤外線レーザー光をフィルム挟持部に集束させてフィルムを移送しつつ、前記挟持ローラでフィルム端縁部を挟持してシールするようにしたことを特徴とする。
これによれば、近赤外線レーザー光をフィルム端縁部の内面反射を利用してフィルム挟持部へ集束させることができ、エネルギー損失が少なく、また被包装物や包装の見栄えに悪影響を及ぼすことはなく、簡易な構成で良好なシール部を得ることができる。また、フィルムのフィルム挟持部に対するレーザー光の照射位置精度を厳密に行なわなくても、フィルム挟持部を適切にシールすることができる。
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項２に係る発明の包装フィルムの縦シール装置は、
連続移送されるフィルムの移送方向に沿うフィルム端縁部同士の重合部を挟持する挟持ローラと、
前記挟持ローラのフィルム挟持部に向けた前記フィルム端縁部の互いの送り込み対向角度を鋭角に展張案内するフィルムガイドと、
前記フィルム挟持部のフィルム内面に近赤外線レーザー光を照射するレーザー照射手段とを備え、
前記近赤外線レーザー光を、前記フィルムガイドによる前記展張案内部におけるフィルムの内面反射によって前記フィルム挟持部に集束させて該フィルム挟持部をシールするよう構成したことを特徴とする。
これによれば、請求項１と同様の効果を得ることができると共に、装置の組付けが簡単になる。
連続移送されるフィルムの移送方向に沿うフィルム端縁部同士の重合部を挟持する挟持ローラと、
前記挟持ローラのフィルム挟持部に向けた前記フィルム端縁部の互いの送り込み対向角度を鋭角に展張案内するフィルムガイドと、
前記フィルム挟持部のフィルム内面に近赤外線レーザー光を照射するレーザー照射手段とを備え、
前記近赤外線レーザー光を、前記フィルムガイドによる前記展張案内部におけるフィルムの内面反射によって前記フィルム挟持部に集束させて該フィルム挟持部をシールするよう構成したことを特徴とする。
これによれば、請求項１と同様の効果を得ることができると共に、装置の組付けが簡単になる。
請求項３に係る発明では、製袋手段で筒状成形したフィルムのフィルム端縁部を、前記フィルム移送方向に沿って形成したスリットを介して下方へ延出するよう案内すると共に、筒状フィルム中に充填した被包装物の下面を支持する前記レーザー光が透過しない材質からなる搬送ベッドと、
前記挟持ローラを挟むフィルム移送方向上流側と下流側とに設置され、前記フィルム端縁部を挟持して移送する第１送りローラおよび第２送りローラとの夫々を備え、
前記フィルムガイドは、前記第１送りローラから前記挟持ローラに向けて重合状態で移送される各フィルム端縁部のフィルム内面側に臨み、前記スリットの下方に延出する延出端下方を拡開案内するよう構成され、
前記レーザー照射手段の照射ヘッドは、前記搬送ベッドの下方において前記フィルム挟持部におけるフィルム内面にレーザー光を照射し得るよう配設したことを要旨とする。
これによれば、挟持ローラを挟んでフィルム移送方向前後にフィルムを移送する第１送りローラおよび第２送りローラを設けたので、フィルム加熱やフィルム自体の特性により伸び等の影響を受け易いフィルムを用いる場合であっても、良好なシール部を得ることができると共に、搬送ベッドより上方にレーザー光が誤って漏れてしまうのを効果的に防止できる。
前記挟持ローラを挟むフィルム移送方向上流側と下流側とに設置され、前記フィルム端縁部を挟持して移送する第１送りローラおよび第２送りローラとの夫々を備え、
前記フィルムガイドは、前記第１送りローラから前記挟持ローラに向けて重合状態で移送される各フィルム端縁部のフィルム内面側に臨み、前記スリットの下方に延出する延出端下方を拡開案内するよう構成され、
前記レーザー照射手段の照射ヘッドは、前記搬送ベッドの下方において前記フィルム挟持部におけるフィルム内面にレーザー光を照射し得るよう配設したことを要旨とする。
これによれば、挟持ローラを挟んでフィルム移送方向前後にフィルムを移送する第１送りローラおよび第２送りローラを設けたので、フィルム加熱やフィルム自体の特性により伸び等の影響を受け易いフィルムを用いる場合であっても、良好なシール部を得ることができると共に、搬送ベッドより上方にレーザー光が誤って漏れてしまうのを効果的に防止できる。
請求項４に係る発明では、前記挟持ローラが、前記第２送りローラ側に近接して配置したことを要旨とする。
これによれば、挟持ローラで溶着した部位を直ちに第２送りローラで冷却して、密封性が高く、きれいなシール部を得ることができる。
これによれば、挟持ローラで溶着した部位を直ちに第２送りローラで冷却して、密封性が高く、きれいなシール部を得ることができる。
本発明に係る包装フィルムの縦シール方法によれば、近赤外線レーザー光をフィルム端縁部の内面反射を利用してフィルム挟持部へ集束させることで、被包装物への熱影響を防止して、見栄えのよいシール部を得ることができる。また、本発明に係る包装フィルムの縦シール装置によれば、近赤外線レーザー光をフィルム端縁部の内面反射を利用してフィルム挟持部へ集束させることで、簡易な構成で、被包装物への熱影響を防止して、見栄えのよいシール部を得ることができる。
次に、本発明に係る包装フィルムの縦シール方法および装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお実施例では、被包装物を水平方向へ移送する過程でフィルムに充填し、このフィルムの移送方向に沿うフィルム端縁部の溶着面同士を対向して重ね合わせてシールする横型製袋充填機に設けられる縦シール装置を例に挙げて説明する。
図１に示す如く、図示しないフィルム供給源から引出されたフィルム１０を筒状成形する製袋手段１６よりフィルム移送方向下流側に、実施例に係る縦シール装置２０が設けられている。縦シール装置２０は主として、供給コンベヤ(図示せず)から筒状成形されたフィルム１０中に充填された被包装物を支持する搬送ベッド２２と、筒状成形されたフィルム１０の重合したフィルム端縁部１２,１２を挟持する一対の挟持ローラ２６,２６と、各フィルム端縁部１２を案内するフィルムガイド３２と、フィルム端縁部１２,１２の一対の挟持ローラ２６,２６によるフィルム挟持部１２ａの内面を近赤外線レーザー光で加熱するレーザー照射手段４４とを備えている(図２参照)。また、縦シール装置２０は、一対の挟持ローラ２６,２６を挟んでフィルム移送方向前後に配置した一対の第１送りローラ２８,２８および一対の第２送りローラ３０,３０を有し、第１送りローラ２８,２８および第２送りローラ３０,３０でフィルム１０の重合したフィルム端縁部１２,１２を挟持して移送するようになっている。なお、フィルム１０は、全体または少なくともフィルム端縁部１２,１２を近赤外線レーザー光を反射し得る材質としたり、着色や他の材料を付与することで近赤外線レーザー光を反射し得る処理が施されたものが採用される。このようなフィルム１０としては、例えば無延伸ポリプロピレン等の易シール性合成樹脂フィルムと、アルミ箔等の金属箔をラミネートしたラミネートフィルムやアルミを蒸着させた蒸着フィルムが好適である。
前記搬送ベッド２２は、図１または図３に示す如く、フィルム移送ライン中心と一致するスリット２４を挟む左右において、製袋手段１６のフィルム移送方向下流側に夫々水平に延在する例えば金属製等のレーザー光を遮蔽可能な材質で構成された板状部材であって、筒状フィルム１０中に充填された被包装物の下方で内面同士が接するように合掌状に重合したフィルム端縁部１２,１２をスリット２４から下方へ延出案内し、フィルム１０が移送される際には被包装物の下面をフィルム１０を介して支持するようになっている。
前記一対の挟持ローラ２６,２６は、搬送ベッド２２の下において前記スリット２４から延出するフィルム端縁部１２,１２を挟持すると共に、フィルム移送につれて回転し得るよう夫々自由回転可能に構成される。挟持ローラ２６,２６よりフィルム移送方向上流側に一対の第１送りローラ２８,２８が配置され、挟持ローラ２６,２６のフィルム移送方向下流側に近接して一対の第２送りローラ３０,３０が配置される。これら第１送りローラ２８,２８および第２送りローラ３０,３０は、前記フィルム端縁部１２,１２を挟持して図示しないモータ等の駆動手段により回転駆動されることで、筒状フィルム１０がフィルム移送方向下流側へ移送される。また、挟持ローラ２６,２６と第１送りローラ２８,２８と第２送りローラ３０,３０とは何れも、前記フィルム端縁部１２,１２の挟持状態を解除し得る開閉機構が設けられている。
前記フィルムガイド３２は、挟持ローラ２６,２６と第１送りローラ２８,２８との間ににおいて、挟持ローラ２６,２６によるフィルム挟持部１２ａに向けて移送される各フィルム端縁部１２をＶ字状で展張案内し得るよう配置されている。フィルムガイド３２は、搬送ベッド２２の下方に位置し、前記スリット２４を挟んで幅方向に離間して対称的に配置され、上部がフィルム端縁部１２,１２の内側に臨む一対のガイド部３４,３４と、各ガイド部３４のフィルム移送方向に対する角度および両ガイド部３４,３４の離間距離を調節可能な調節手段とから構成される。各ガイド部３４は、上部が板状に形成された支持片３４ａの下方に延設された支持棒３４ｂが、スライドブロック４０に回転可能かつ高さ調節可能に保持されている。なお、各ガイド部３４の支持片３４ａは、図３に示す如く、上端部が対向する他方のガイド部３４へ向けて屈曲形成されている。そして、フィルムガイド３２は、両ガイド部３４,３４を対応のフィルム端縁部１２の内面に夫々当接保持して、挟持ローラ２６,２６によるフィルム挟持部１２ａに向けた前記フィルム端縁部１２,１２の相互の送り込み対向角度αが鋭角となるＶ字状で展張案内するように構成される。また本実施例では、前記第１送りローラ２８,２８で重合状態となったフィルム端縁部１２,１２は、前記スリット２４の下方に延出する延出端を前記ガイド部３４,３４で下方に向けて相互に広がるハ字状に拡開案内して、挟持ローラ２６,２６によるフィルム挟持部１２ａへ向かうにつれて狭小となるように送り込まれる(図２参照)。
前記スライドブロック４０は、側壁２１から幅方向に延在し、フィルム移送ラインと交差するように設けられたガイドバー４２に対して、所定の距離離間して互いにスライド可能に配設されている。これにより、両スライドブロック４０,４０を互いに近接または離間することで、向かい合う両ガイド部３４,３４の離間距離を変更可能となっている。すなわち、フィルムガイド３２は、各ガイド部３４のフィルム移送方向に対する角度および両ガイド部３４,３４の離間距離あるいは高さの何れかまたはそれらの組合わせにより調節することで、フィルム端縁部１２,１２の挟持ローラ２６,２６への送り込み対向角度αを変更し得るよう構成される。
前記レーザー照射手段４４は、図示しないレーザー発信器で励起された近赤外線レーザー光を前記フィルム挟持部１２ａのフィルム内面に対し照射する照射ヘッド４６を備え、照射ヘッド４６とレーザー導光用ファイバ４８で接続された照射ヘッド４６は、搬送ベッド２２の下方に延出したフィルム端縁部１２,１２の前記フィルムガイド３２での拡開部を介して斜め上方に向けて近赤外線レーザー光をスポット照射し得る位置に配設されている(図１参照)。なお、本実施例においては、照射ヘッド４６のフィルム挟持部１２ａに対する照射角度は、例えばフィルム移送ラインとなる水平面に対して３０度ほど傾斜するよう設定されると共に、照射ヘッド４６は、フィルム挟持部１２ａに対して例えば２ｍｍ程度のスポット径でレーザー光を照射するように位置決めされている。ここで、レーザー照射手段４４としては、遠赤外線よりフィルム１０への反射率に優れた近赤外線の波長範囲のレーザー光を照射し得るものが用いられ、例えば８００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の波長範囲のレーザー光を照射し得る半導体レーザーを用いることが好ましい。なお、このレーザー照射手段４４として本実施例では、浜松ホトニクス製の商品名「ＬＤ加熱装置(型式Ｌ１００６０)」光出力３０Ｗ、波長９４０ｎｍの半導体レーザー照射装置を採用した。
縦シール装置２０の下流側には、フィルム１０の移送経路を挟んで上下に対向する一対の加熱シール体５２,５２を有するエンドシール機構５０が配設されて、筒状フィルム１０における被包装物を挟む前後で横シールして切断することで、個々の包装体が得られる。
次に、実施例に係る縦シール装置２０を用いたフィルム１０の縦シール方法について説明する。フィルム供給源から引出されたフィルム１０が製袋手段１６で筒状に成形されて、フィルム端縁部１２,１２が合掌状に重合されて搬送ベッド２２のスリット２４を介して下方へ延出する。フィルム端縁部１２,１２は、第１送りローラ２８,２８および第２送りローラ３０,３０に挟持されて、その回転力によってフィルム１０が移送される。第１送りローラ２８,２８で挟持されて重合状態となった両フィルム端縁部１２,１２が前記第２送りローラ３０,３０の上流側に近接配置された挟持ローラ２６,２６へ移送されるまでの間に、該挟持ローラ２６,２６の上流側のフィルムガイド３２における各ガイド部３４が、フィルム端縁部１２,１２におけるフィルム内面側に臨んで挟持ローラ２６,２６でのフィルム挟持部１２ａに向けて移送されるフィルム端縁部１２,１２を拡開した状態で展張案内する。この際にフィルム端縁部１２,１２は、前記スリット２４から下方に延びたフィルム延出端縁同士が下方に向けて相互に広がるハ字状に拡開案内される。また前記挟持ローラ２６,２６によるフィルム挟持部１２ａに向けたフィルム端縁部１２,１２の送り込み対向角度αが鋭角となるＶ字状に展張される。
前記レーザー照射手段４４は、フィルムガイド３２によりＶ字状に離間して展張した状態で保持され、前記フィルム挟持部１２ａへ案内移送される両フィルム端縁部１２,１２を介して、フィルム挟持部１２ａのフィルム内面に対し照射ヘッド４６から近赤外線レーザー光を照射する。連続移送されるフィルム１０はレーザー光によってフィルム挟持部１２ａにおけるフィルム内面がフィルム溶融温度に達するまで加熱され、その後フィルム端縁部１２,１２が挟持ローラ２６,２６に挟持されつつ移送されるよう下流側の第２送りローラ３０,３０にてフィルム端縁部１２,１２に引張力が付与される。それによってフィルム端縁部１２,１２は挟持ローラ２６,２６の挟持圧を受けてフィルム内面が互いに溶着されてシール部とされる。ここで、挟持ローラ２６,２６におけるフィルム挟持部１２ａに向けたフィルム端縁部１２,１２の送り込み対向角度αが鋭角に設定してあるから、近赤外線レーザー光をフィルム端縁部１２,１２の内面反射によってフィルム挟持部１２ａへ集束させることができる。そして、フィルム１０のシール部は、一対の挟持ローラ２６,２６に近接配置した一対の第２送りローラ３０,３０で挟持して冷却することで、密封性を高め、適切な形状に整えることができる。
このように、フィルム挟持部１２ａにおけるフィルム内面へレーザー光を直接照射すると共に、向い合うフィルム端縁部１２,１２の内面反射を利用して近赤外線レーザー光をフィルム挟持部１２ａの内面へ集束させることで、レーザー光のエネルギー損失を著しく低減することができ、フィルム端縁部１２,１２を効率よく溶着することができる。また、フィルム挟持部１２ａに対するレーザー光の照射位置精度や照射ヘッド４６の組付け精度等を厳密に設定しなくても、フィルム挟持部１２ａを良好に溶着することができる。しかも、レーザー光のエネルギー損失を低減し得るので、レーザー光の出力が比較的低出力なレーザー照射手段を採用できる。
前記縦シール装置２０は、包装機の運転休止時等によるフィルム１０の移送停止時においてレーザー光の照射を停止する。それにより、フィルム挟持部１２ａを加熱し続けることはないので、ヒータにより加熱されるシールローラ等のシール手段によるシール方式と比べて、フィルム１０の移送停止時にフィルム端縁部１２,１２の挟持を解除すべくシール手段をフィルム１０から離間させる機構が不要となり、縦シール装置２０の構造を簡易にし得る。
(実験結果)
本発明にあたりフィルム内面間での近赤外線レーザー光の反射とフィルム挟持部での加熱との関係を検証するため、実験装置として近赤外線レーザー照射手段としては、前記した浜松ホトニクス製の半導体レーザー照射装置と同一品を用いた。レーザー照射手段は、挟持ローラによるフィルム挟持部から図４に示すように５ｍｍ変位させた位置を、挟持ローラの回転中心を結ぶライン上に対する照射スポット径が２ｍｍとなる状態でレーザー光を照射するように設定し、フィルム移送速度を１０ｍｍ／ｓｅｃに設定して挟持ローラの下流側から引張った。またフィルムは、フィルム厚８０μｍのアルミ箔ラミネートフィルム(フィルムＡ)シートおよびフィルム厚７５μｍの無延伸ポリプロピレンアルミ蒸着フィルム(フィルムＢ)シートの２種類を使用した。図４(ａ)に示す第１実験例は、２枚の同種のフィルムを挟持ローラに挟み、挟持ローラへの送り込み対向角度を、照射したレーザー光がフィルム同士の内面間で反射し得ると考えられる鋭角に設定した条件とした。これに対し、図４(ｂ)に示す第２実験例は、送り込み対向角度を９０°より大きく設定し、また図４(ｃ)に示す第３実験例は、送り込み対向角度を第１実験例と同じに設定すると共に、フィルム移送ライン中心に沿って板厚１．５ｍｍのステンレス製の遮蔽板を、フィルム挟持部から６ｍｍの間隔をあけて配置した。
本発明にあたりフィルム内面間での近赤外線レーザー光の反射とフィルム挟持部での加熱との関係を検証するため、実験装置として近赤外線レーザー照射手段としては、前記した浜松ホトニクス製の半導体レーザー照射装置と同一品を用いた。レーザー照射手段は、挟持ローラによるフィルム挟持部から図４に示すように５ｍｍ変位させた位置を、挟持ローラの回転中心を結ぶライン上に対する照射スポット径が２ｍｍとなる状態でレーザー光を照射するように設定し、フィルム移送速度を１０ｍｍ／ｓｅｃに設定して挟持ローラの下流側から引張った。またフィルムは、フィルム厚８０μｍのアルミ箔ラミネートフィルム(フィルムＡ)シートおよびフィルム厚７５μｍの無延伸ポリプロピレンアルミ蒸着フィルム(フィルムＢ)シートの２種類を使用した。図４(ａ)に示す第１実験例は、２枚の同種のフィルムを挟持ローラに挟み、挟持ローラへの送り込み対向角度を、照射したレーザー光がフィルム同士の内面間で反射し得ると考えられる鋭角に設定した条件とした。これに対し、図４(ｂ)に示す第２実験例は、送り込み対向角度を９０°より大きく設定し、また図４(ｃ)に示す第３実験例は、送り込み対向角度を第１実験例と同じに設定すると共に、フィルム移送ライン中心に沿って板厚１．５ｍｍのステンレス製の遮蔽板を、フィルム挟持部から６ｍｍの間隔をあけて配置した。
前記実験結果において、第１実験例では前記フィルムＡおよびフィルムＢの何れにおいても、レーザー光を一方のフィルム内面に照射したにもかかわらず挟持ローラで挟持されて引出されたフィルムを溶着できた。これに対し、第２実験例および第３実験例は、フィルムＡおよびフィルムＢの何れにおいても、レーザー光を照射したにもかかわらず挟持ローラで挟持されて引出されたフィルムは溶着しなかった。このことからフィルム内面で近赤外線レーザー光が反射され、フィルムの挟持ローラへの送り込み対向角度を鋭角に設定することで、反射したレーザー光がフィルム挟持部に集束し得ることが確認された。
また第４実験例として、フィルムの反射率とフィルム挟持部の加熱との関係を検証するため、前記第１実験例の条件において(図４(ａ))、２枚の同種フィルムを好適に溶着し得るレーザー光の出力を求めた。なお、挟持ローラの下流側からフィルムをフィルム移送速度５ｍ／ｍｉｎで引張った。第４実験例によれば、前記フィルムＡは２枚のフィルムが出力１４Ｗで好適に溶着されたのに対し、フィルムＢは２枚のフィルムを好適に溶着するためには２０Ｗの出力を要した。これらの実験結果によって、前記フィルムＡがフィルムＢより、低いレーザー出力で溶着が可能であることからフィルムＡのほうが近赤外線レーザー光の反射率が高いフィルムであることが検証できた。
(変更例)
本願は前述した実施例の構成に限定されるものではなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
(１)レーザー照射手段４４は、近赤外線の波長範囲のレーザー光を照射し得るものであれば、波長１０６０ｎｍのレーザー光を照射し得るＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)レーザーあるいはガラスレーザー等も採用することができるものと考えられる。実施例の半導体レーザーに加え、ＹＡＧレーザーおよびガラスレーザーは、レーザー発信器から照射ヘッド４６まで導光用ファイバ４８で伝達できるので、照射ヘッド４６をフィルム１０におけるシール位置となるフィルム挟持部１２ａに近接させて配置することができる。
(２)加熱による伸び等の熱影響が少ないフィルムを使用する場合は、実施例の如く自由回転する挟持ローラに代えて第１送りローラ２８,２８または第２送りローラ３０,３０等の回転駆動されるローラによるフィルム挟持部のフィルム内面にレーザー光を照射するようにしてもよい。なお、第１送りローラ２８,２８でシールする場合には、必要に応じて挟持ローラ２６,２６または第２送りローラ３０,３０の何れか一方あるいは両方を省略してもよい。
(３)実施例では横型製袋充填機の縦シール装置を例示したが、本発明に係る包装フィルムの縦シール方法および縦シール装置は、フィルムを２つ折りにした側方または上方で重合したフィルム端縁部をシールする場合や、別々のフィルムを上下または左右に２枚重ねたフィルム端縁部をシールする方式の各種フィルムシール機およびその方法として適用可能である。なお、何れの場合も、フィルムの重合する対向面が溶着面であることは勿論である。
(４)挟持ローラ２６,２６は、フィルムの材質等必要に応じて、第１送りローラ２８,２８と第２送りローラ３０,３０との間の適宜位置に配置してもよい。
(５)実施例では、フィルム挟持部１２ａに対し斜め下方からレーザー光を照射するようにしたが、フィルム移送方向に沿う向きからレーザー光を照射することが最も好ましい。これはフィルム移送方向となる水平方向あるいは水平方向に近い向きからフィルム挟持部１２ａに対しレーザー光を照射することで、重合したフィルム端縁部１２,１２間の反射効率を高めレーザー光のエネルギー損失を最小限なものにできるからである。
本願は前述した実施例の構成に限定されるものではなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
(１)レーザー照射手段４４は、近赤外線の波長範囲のレーザー光を照射し得るものであれば、波長１０６０ｎｍのレーザー光を照射し得るＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)レーザーあるいはガラスレーザー等も採用することができるものと考えられる。実施例の半導体レーザーに加え、ＹＡＧレーザーおよびガラスレーザーは、レーザー発信器から照射ヘッド４６まで導光用ファイバ４８で伝達できるので、照射ヘッド４６をフィルム１０におけるシール位置となるフィルム挟持部１２ａに近接させて配置することができる。
(２)加熱による伸び等の熱影響が少ないフィルムを使用する場合は、実施例の如く自由回転する挟持ローラに代えて第１送りローラ２８,２８または第２送りローラ３０,３０等の回転駆動されるローラによるフィルム挟持部のフィルム内面にレーザー光を照射するようにしてもよい。なお、第１送りローラ２８,２８でシールする場合には、必要に応じて挟持ローラ２６,２６または第２送りローラ３０,３０の何れか一方あるいは両方を省略してもよい。
(３)実施例では横型製袋充填機の縦シール装置を例示したが、本発明に係る包装フィルムの縦シール方法および縦シール装置は、フィルムを２つ折りにした側方または上方で重合したフィルム端縁部をシールする場合や、別々のフィルムを上下または左右に２枚重ねたフィルム端縁部をシールする方式の各種フィルムシール機およびその方法として適用可能である。なお、何れの場合も、フィルムの重合する対向面が溶着面であることは勿論である。
(４)挟持ローラ２６,２６は、フィルムの材質等必要に応じて、第１送りローラ２８,２８と第２送りローラ３０,３０との間の適宜位置に配置してもよい。
(５)実施例では、フィルム挟持部１２ａに対し斜め下方からレーザー光を照射するようにしたが、フィルム移送方向に沿う向きからレーザー光を照射することが最も好ましい。これはフィルム移送方向となる水平方向あるいは水平方向に近い向きからフィルム挟持部１２ａに対しレーザー光を照射することで、重合したフィルム端縁部１２,１２間の反射効率を高めレーザー光のエネルギー損失を最小限なものにできるからである。
１０ フィルム，１２ フィルム端縁部，１２ａ フィルム挟持部，１６ 製袋手段，
２２ 搬送ベッド，２４ スリット，２６ 挟持ローラ，２８ 第１送りローラ，
３０ 第２送りローラ，３２ フィルムガイド，４４ レーザー照射手段，
４６ 照射ヘッド，α 送り込み対向角度
２２ 搬送ベッド，２４ スリット，２６ 挟持ローラ，２８ 第１送りローラ，
３０ 第２送りローラ，３２ フィルムガイド，４４ レーザー照射手段，
４６ 照射ヘッド，α 送り込み対向角度
Claims (4)
- 連続移送されるフィルム(10)の移送方向に沿うフィルム端縁部(12,12)同士を重ね合わせて挟持ローラ(26,26)で挟持したフィルム挟持部(12a)をシールする縦シール方法であって、
前記フィルム挟持部(12a)に向けた前記フィルム端縁部(12,12)を互いの送り込み対向角度(α)が鋭角になるよう展張保持した状態で、前記フィルム挟持部(12a)のフィルム内面に近赤外線レーザー光を照射し、前記フィルム端縁部(12,12)におけるフィルム(10)の内面反射によって近赤外線レーザー光をフィルム挟持部(12a)に集束させてフィルム(10)を移送しつつ、前記挟持ローラ(26,26)でフィルム端縁部(12,12)を挟持してシールするようにした
ことを特徴とする包装フィルムの縦シール方法。 - 連続移送されるフィルム(10)の移送方向に沿うフィルム端縁部(12,12)同士の重合部を挟持する挟持ローラ(26,26)と、
前記挟持ローラ(26,26)のフィルム挟持部(12a)に向けた前記フィルム端縁部(12,12)の互いの送り込み対向角度(α)を鋭角に展張案内するフィルムガイド(32)と、
前記フィルム挟持部(12a)のフィルム内面に近赤外線レーザー光を照射するレーザー照射手段(44)とを備え、
前記近赤外線レーザー光を、前記フィルムガイド(32)による前記展張案内部におけるフィルム(10)の内面反射によって前記フィルム挟持部(12a)に集束させて該フィルム挟持部(12a)をシールするよう構成した
ことを特徴とする包装フィルムの縦シール装置。 - 製袋手段(16)で筒状成形したフィルム(10)のフィルム端縁部(12,12)を、前記フィルム移送方向に沿って形成したスリット(24)を介して下方へ延出するよう案内すると共に、筒状フィルム(10)中に充填した被包装物の下面を支持する前記レーザー光が透過しない材質からなる搬送ベッド(22)と、
前記挟持ローラ(26,26)を挟むフィルム移送方向上流側と下流側とに設置され、前記フィルム端縁部(12,12)を挟持して移送する第１送りローラ(28,28)および第２送りローラ(30,30)との夫々を備え、
前記フィルムガイド(32)は、前記第１送りローラ(28,28)から前記挟持ローラ(26,26)に向けて重合状態で移送される各フィルム端縁部(12,12)のフィルム内面側に臨み、前記スリット(24)の下方に延出する延出端下方を拡開案内するよう構成され、
前記レーザー照射手段(44)の照射ヘッド(46)は、前記搬送ベッド(22)の下方において前記フィルム挟持部(12a)におけるフィルム内面にレーザー光を照射し得るよう配設した請求項２記載の包装フィルムの縦シール装置。 - 前記挟持ローラ(26,26)は、前記第２送りローラ(30,30)側に近接して配置した請求項３記載の包装フィルムの縦シール装置。
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