JP2010202201A - 筒状フィルム成形体の製造装置、及び筒状包装体の自動充填包装機、並びに内部ヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】シール強度に優れるとともに外観良好な筒状フィルム成形体及び筒状包装体を簡易に製造し得る装置等を提供すること。
【解決手段】帯状の合成樹脂フィルムを筒状に湾曲させて該合成樹脂フィルムのフィルム両側縁が重ね合わせられた筒状体を形成する製筒手段と、前記筒状体の重ね合わせ部に熱風を吹き付け該重ね合わせ部を熱融着させて筒状フィルム成形体を成形する熱風シール手段と、を有する筒状フィルム成形体の製造装置において、前記筒状体の外周面側から前記重ね合わせ部に熱風を吹き付ける熱風印加ノズルと、前記筒状体の内周面側から前記重ね合わせ部に熱を印加する内部ヒータと、を用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、筒状フィルム成形体の製造装置、及び筒状包装体の自動充填包装機、並びに内部ヒータに関する。

従来、蒟蒻、漬物、ハム・ソーセージといった液状食品或いは練り状食品等の流動性を有する物品（被包装物）の包装方法として、長尺の合成樹脂フィルムの両側縁同士を重ね合わせて融着した筒状フィルム成形体内に、上記物品或いはその原料を充填し、該筒状フィルム成形体の両端部を封止する方法が広く用いられている。

この種の筒状包装体の包装作業は、通常、筒状フィルム成形体の成形から封止まで連続工程で行われている。具体的には、帯状の合成樹脂フィルムを繰り出しながら両側縁同士を重ね合わせて融着させることにより筒状フィルム成形体を成形し、この筒状フィルム成形体中に被包装物を充填した後、所定の間隔で該筒状フィルム成形体を外部から押圧して内部の被包装物を押しのけ、その押しのけた部分を金属ワイヤーや熱シールによって封止し、筒状包装体毎にフィルムを切断する。

上記の筒状フィルム成形体を成形するために用いられるシール（融着）方法としては、高周波シールや熱板シール等が広く利用されているが、近年、環境面への配慮及び生産性の向上の観点から、非接触でシール可能な、熱風シール方式を採用する種々の試みが為されている。

例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂帯状フィルムをフォルダで筒状となし、その両側縁の重ね合わされた部分にノズルから熱風を吹き付けて筒状フィルム成形体を成形する、自動充填包装機が開示されている。

また、この種の自動充填包装機械としては、ＫＡＰ５００型（呉羽化学（株）製）やＡＤＰ（登録商標）Ｆ型（旭化成ケミカルズ（株）製）等が上市されており、例えば、特許文献２及び３では、そのような自動充填包装機械が用いられている。

実公昭５５−１４１７１号公報 特開２００１−９９９３公報 特開２０００−３７８２８公報

しかしながら、上記従来の熱風シール方式の自動充填包装機においては、シール強度の向上に限界があり、かかる点で、さらなる改善が求められていた。シール強度の低下は、例えば、得られる筒状包装体をレトルト殺菌等の高温或いは高圧プロセスを施した場合に、レトルト殺菌時のパンクや雑菌の混入等の問題をも引き起こし得るので、歩留まりを低下させる要因となる。

シール強度は熱風の温度を高く設定することによって向上し得るが、このようにすると、フィルムの熱変形や熱収縮を生じさせ易く、その結果、シール部の過度の荒れ（皺）の他、シール幅の過度のばらつきやシール部周辺のピンホール等の外観不良を引き起こす。この外観不良の問題は、高収縮性の合成樹脂フィルムを適用する場合において、特に顕在化する。

また、シール時間を長くすることによってもシール強度を向上し得るが、このようにすると、処理速度が低下し、生産性及び経済性が悪化する。熱風の温度を高く設定することで処理速度の低下を抑制し得るが、このようにすると上述した外観不良の問題が生じる。

そのため、上記従来の自動充填包装機は、各種の素材選定や製造条件の幅（プロセス裕度）が乏しく、汎用性、生産性及び経済性に劣るものであり、早急な改善が求められていた。

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、シール強度に優れるとともに外観良好な筒状フィルム成形体及び筒状包装体を簡便に製造可能であり、且つ、汎用性、生産性及び経済性に優れる、筒状フィルム成形体の製造装置及び筒状包装体の自動充填包装機、並びにこれらに使用可能な内部ヒータを提供することにある。

本発明者らは、上記課題に対し鋭意検討した結果、重ね合わせ部（シール部）に熱風を吹き付ける熱風印加ノズルとともに、その重ね合わせ部（シール部）の裏面側から熱を印加する内部ヒータを採用することにより、上記従来の種々の課題が解消されることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、以下＜１＞〜＜６＞を提供する。
＜１＞ 帯状の合成樹脂フィルムを筒状に湾曲させて該合成樹脂フィルムのフィルム両側縁が重ね合わせられた筒状体を形成する製筒手段と、前記筒状体の重ね合わせ部に熱風を吹き付け該重ね合わせ部を熱融着させて筒状フィルム成形体を成形する熱風シール手段と、を有する筒状フィルム成形体の製造装置であって、
前記熱風シール手段は、前記筒状体の外周面側から前記重ね合わせ部に熱風を吹き付ける熱風印加ノズルと、前記筒状体の内周面側から前記重ね合わせ部に熱を印加する内部ヒータと、を備える、
筒状フィルム成形体の製造装置。

このように構成すると、従来に比して、熱風シール時における重ね合わせ部（シール部）の表面側及び裏面側の温度差が低減されるので、重ね合わせ部の厚み方向に対する温度勾配が緩和されて、重ね合わせ部が短時間で十分に加温される。本発明者らの知見によれば、従来においては、かかる温度差（温度勾配）に起因して不均一な熱融着プロセスが進行し、非熱融着部分がシール部に多量に残存した状態で熱風シールが実行されていたものと推定される。よって、本構成によれば、重ね合わせ部が十分に加温されて非熱融着部分の存在割合が減少されるので、均一な熱融着が促進される。また、従来においては、かかる熱風シール時の温度差（温度勾配）を考慮して熱風の温度を合成樹脂フィルムの融点よりも十分に高い温度に設定する必要があったが、本構成においては、内部ヒータの熱アシストにより、熱風印加ノズルから吹き付ける熱風の温度を低く設定することが可能となる。その結果、プロセス裕度が格別に高められ、処理速度の向上が図られるとともに、フィルムの熱変形や熱収縮を抑制することも可能となり、シール部及びシール部周辺の外観不良の発生が抑制される。特に、筒状フィルム成形体内に冷蔵食品や冷凍食品等の低温の物品を充填する場合、シール部の裏面側が冷却されることにより表面側と裏面側との温度差が大きくなり易いので、本構成は殊に有用となる。但し、作用は上記内容に限定されない。

＜２＞ 前記内部ヒータは、前記重ね合わせ部に接触加熱する、
上記＜１＞に記載の筒状フィルム成形体の製造装置。

このように構成すると、非接触加熱の場合に比して、上述した重ね合わせ部の加温が確実に実行され、熱風シール時の均一な熱融着がより一層促進される。

＜３＞ 帯状の合成樹脂フィルムを供給するフィルム供給手段と、
前記合成樹脂フィルムを筒状に湾曲させて該合成樹脂フィルムのフィルム両側縁が重ね合わせられた筒状体を形成する製筒手段と、
前記筒状体の重ね合わせ部に熱風を吹き付け該重ね合わせ部を熱融着させて筒状フィルム成形体を成形する熱風シール手段と、
前記筒状フィルム成形体中に被包装物を充填する充填手段と、
前記被包装物が充填された前記筒状フィルム成形体を所定の間隔で外部から押圧し、該前記押圧された領域のフィルムを封止切断して、両端部が封止された筒状包装体を複数作製する封止手段と、
を有する自動充填包装機であって、
前記熱風シール手段は、前記筒状体の外周面側から前記重ね合わせ部に熱風を吹き付ける熱風印加ノズルと、前記筒状体の内周面側から前記重ね合わせ部に熱を印加する内部ヒータと、を備える、
自動充填包装機。
＜４＞ 前記内部ヒータは、前記重ね合わせ部に接触加熱する、
上記＜３＞に記載の自動充填包装機。
＜５＞ 前記充填手段は、充填ノズルを有し、
前記内部ヒータは、前記充填ノズルの外周に配置された支持部材と、前記充填ノズルと非接触な状態で該支持部材に支持された発熱部材と、を有する、
上記＜３＞又は＜４＞に記載の自動充填包装機。

これらの自動充填包装機は、上記＜１＞又は＜２＞に記載の筒状フィルム成形体の製造装置を有効に適用可能なものであり、上記と同様に、シール強度に優れるとともにシール部及びシール部周辺の外観良好な筒状フィルム成形体及び筒状包装体を簡便に製造可能であり、汎用性、生産性及び経済性に優れる。また、発熱部材が充填ノズルと接触しない構成を採用することで、冷蔵食品や冷凍食品等の低温の物品を充填する用途において殊に有用である。

＜６＞ 充填ノズルの外周に配置される支持部材と、
前記充填ノズルと非接触な状態で前記支持部材に支持された発熱部材と、を有する、
自動充填包装機用の内部ヒータ。

この内部ヒータは、上記＜１＞又は＜２＞に記載の筒状フィルム成形体の製造装置又は上記＜３＞から＜５＞のいずか１項に記載の自動充填包装機に有効に適用可能なものであり、シール部の加温と充填ノズルへの断熱とを両立し得るものである。

本発明によれば、シール強度に優れるとともにシール部の外観良好な筒状フィルム成形体及び筒状包装体を簡便に製造可能であり、歩留まりの向上、汎用性、生産性及び経済性の向上が図られる。

第１実施形態の自動充填包装機を模式的に示す断面図である。 第１実施形態の自動充填包装機の要部を模式的に示す斜視図である。 第１実施形態の熱風印加ノズルを示す斜視図である。 図３の横断面図である。 第１実施形態における熱風シールの原理を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図面中、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとし、さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１及び図２は、本実施形態による自動充填包装機１００の要部構造を模式的に示す縦断面図及び斜視図である。
自動充填包装機１００は、フィルム供給手段１１、充填手段２１、製筒手段３１、熱風シール手段４１、封止手段５１を備える。本実施形態においては、フィルム供給手段１１、製筒手段３１及び熱風シール手段４１により、帯状の合成樹脂フィルム１から筒状体２が形成され、その重ね合わせ部を熱融着させることで筒状フィルム成形体３が成形される。

フィルム供給手段１１は、複数のローラ対１１ａ，１１ｂ、送りローラ１２ａ，１２ｂ及び駆動機構（図示せず）を有し、図示しない駆動機構及び送りローラ１２ａ，１２ｂの駆動に応じて、原反ロールから帯状の合成樹脂フィルム１を連続的に供給する。合成樹脂フィルム１の供給速度は、通常、１０〜６０ｍ／ｍｉｎ程度であり、使用する合成樹脂フィルム１の種類、厚さ、剛性、融点や、充填される被包装物の素材や粘度等に応じて適宜設定される。

充填手段２１は、中空円筒状の充填ノズル２２を有し、その上端に、被包装物を充填ノズル２２内に供給するフィードポンプ２３が接続されている。充填手段２１は、フィードポンプ２３の駆動に応じて、被包装物を充填ノズル２２内へ供給する。ここで適用される被包装物は、例えば、魚肉、畜肉、液卵、ゼリー、蒟蒻、漬物といった液状或いは練り状の食品や物品が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。

製筒手段３１は、所定形状の金属片を略螺線状に巻いて形成された製筒フォルダ３２を有する。製筒フォルダ３２は、その内周径が充填ノズル２２の外周径よりも大きく形成され、充填ノズル２２と略同心円上に配置されている。そのため、充填ノズル２２の外周壁と製筒フォルダ３２の内周壁とは、所定距離、離間して配置された状態となっている。そして、原反ロールから供給される帯状の合成樹脂フィルム１は、製筒フォルダ３２の上面開口から下面開口へと導かれ、製筒フォルダ３２内を通過する際に、その螺線構造に追従して筒状に湾曲され、その両端縁１ａ，１ｂが重ね合わされた筒状体２となって、製筒フォルダ３２の下面開口から図示下方へと移送される。

熱風シール手段４１は、熱風印加ノズル４２及び内部ヒータ４７を有する。熱風印加ノズル４２及び内部ヒータ４７は、製筒フォルダ３２の下方において、筒状体２の重ね合わせ部２ａ（合成樹脂フィルム１の両端縁１ａ，１ｂが重ね合わされた部分）を介して対向配置され、図示しない冶具により固定されている。より具体的には、熱風印加ノズル４２は、筒状体２の重ね合わせ部２ａの表面から所定距離、離間した位置に配置され、内部ヒータ４７は、筒状体２の重ね合わせ部２ａの裏面と接する位置に配置されている。なお、熱風印加ノズル４２は加圧調整機構及び温度調整機構を有し、内部ヒータ４７は温度調整機構を有するが、ここでは図示を省略する。

図３及び図４は、熱風印加ノズル４２を示す斜視図及び横断面図である。
熱風印加ノズル４２は、略柱状のステンレスを断面凸状に成形加工したノズル本体４３を有し、その凸端面４３ａにはスリットＳが形成され、このスリットＳ内にノズル開口４３ｂが長手方向に沿って複数形成されている。ノズル開口４３ｂは、ノズル本体４３内に形成された内部空間Ｔを通じて加圧調整機構及び温度調整機構と接続され、所定の温度及び圧力の温風がノズル開口４３ｂから噴射されるように構成されている。

ノズル本体４３は、その横断面において、凸端面４３ａが筒状体２の重ね合わせ部２ａに向かって突出した凸状構造に形成され、これにより、ノズル本体４３と筒状体２の重ね合わせ部２ａ周辺との間の空間Ｗが広げられた構成となっている（図５参照）。より具体的には、ノズル本体４３は、その横断面において、凸端面４３ａに向かって肉薄となるように、凸端面４３ａの両側部が略一定の曲率Ｒで切り欠かれた絞込構造を有する（図４及び図５参照）。

スリットＳの幅Δｗは、所望するシール線幅の熱風シールが実行されるように適宜設定されるが、０．３〜２ｍｍ程度が好ましく、０．５〜１．５ｍｍ程度がより好ましい。得られるシール部の外形寸法を小さくし美観を向上させる観点から、スリットＳの幅Δｗは小さいことが好ましい。スリットＳの深さ△ｄは、所望する圧力印加が実行され且つ筒状体２の重ね合わせ部２ａ周辺への熱風の吹き付けが遮蔽（規制）されるように適宜設定されるが、０．５〜５ｍｍ程度が好ましく、１〜３ｍｍ程度がより好ましい。スリットＳの長さΔｌは、特に限定されず、所望するシール長さや所望する処理性能に応じて適宜設定することができる。

ノズル開口４３ｂの寸法及び個数は、特に制限されないが、通常、０．３〜１ｍｍφ程度で５〜５０個程度が好ましい。

上記の筒状体２と熱風印加ノズル４２との位置関係は、筒状体２の重ね合わせ部２ａ周辺への過度の熱印加を緩和して所望のシール性能を得るべく、熱風の圧力及び温度等に応じて適宜調整されるが、通常、筒状体２と熱風印加ノズル４２の凸端面４３ａとの距離を０．５〜４ｍｍ程度にすることが好ましい。

内部ヒータ４７は、支持部材としての中空円筒状のステンレス製の支持リング４８と発熱部材４９とを有する（図２参照）。支持リング４８の外周壁には、貫通孔４８ａが形成され、この貫通孔４８ａ内に発熱部材４９が配設されている。支持リング４８の内径は、充填手段２１の充填ノズル２２の外径よりも大きく設定されており、図示しない冶具により、充填ノズル２２の外周に、支持リング４８が着脱自在に固定されている。

発熱部材４９は、略円柱状の発熱体４９ａと、金属切片４９ｂと、封止剤４９ｃとを有する（図５参照）。この発熱部材４９は、金属切片４９ｂの裏面側に発熱体４９ａを当接した状態で、封止剤４９ｃにより接着固定したものである。そして、この発熱部材４９は、発熱体４９ａの長手方向の両端に接続された非発熱体（図示せず）によって、支持リング４８の貫通孔４８ａの長手方向において着脱自在に懸架されており、これにより、充填ノズル２２の外周とは接触せず、且つ、筒状体２の内周面側から重ね合わせ部２ａ（の裏面）に接触する位置に、発熱部材４９が配置されている（図５参照）。

図５は、本実施形態における熱風シールの原理を示す断面図である。本実施形態では、重ね合わせ部２ａの裏面側から内部ヒータ４７による接触加熱を行いつつ、熱風印加ノズル４２から重ね合わせ部２ａの表面側へ熱風を吹き付けることにより、重ね合わせ部２ａを熱融着する。本実施形態では、筒状体２の重ね合わせ部２ａの裏面側から内部ヒータ４７で接触加熱しているので、重ね合わせ部２ａが十分に加温され、非熱融着部分の存在割合が少ない状態で熱融着が実行される。そのため、均一な熱融着が促進される。これにともない、吹き付ける熱風の温度を低く設定することが可能となるので、プロセス裕度が格別に高められるとともに、重ね合わせ部２ａ及びその周辺の外観不良の発生がより一層抑制される。しかも、内部ヒータ４７の発熱部材４９は、充填ノズル２２と接触しない構成となっているので、筒状フィルム成形体３内に冷蔵食品や冷凍食品等の低温の物品を充填する場合においても、それらの物品への熱の印加が抑制される。したがって、熱の印加による内容物の風味変化や変色が抑制される。

熱風の吹き付け圧力は、所望の熱風シールが実行されるべく、熱風印加ノズル４２と重ね合わせ部２ａとの距離、使用する合成樹脂フィルム１の種類や厚さ、剛性、融点等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではないが、０．１５〜０．５ＭＰａ程度であることが好ましく、０．２〜０．４ＭＰａであることがより好ましい。なお、熱風の吹き付け圧力は、上述した図示しない加圧調整機構に設置された圧力センサにて計測され、また、その加圧調整機構により増減調整される。

熱風の温度及び内部ヒータ４７の温度は、所望の熱風シールが実行されるべく、熱風印加ノズル４２と重ね合わせ部２ａとの距離、使用する合成樹脂フィルム１の種類や厚さ、剛性、融点、処理速度等に応じて適宜設定され、特に限定されるものではない。
以下、ＡＳＴＭ Ｄ−２７３２に準拠して測定される１２０℃の熱収縮率が縦方向（ＭＤ）／横方向（ＴＤ）＝１５〜３０％／１０〜２０％程度の高い熱収縮性を有する合成樹脂フィルム１を用いる場合について例示する。従来技術のように、内部ヒータ４７を使用しない場合、熱風の温度は３００〜４２０℃程度が必要とされる。これに対し、設定温度１００〜１５０℃程度で内部ヒータ４７を使用することで、比較的に低温でも良好な熱風シールを実現でき、２３０〜２９０℃程度の熱風の温度で、良好な熱風シールを実行することができる。熱風の温度が低いと、重ね合わせ部２ａ及びその周辺の外観不良の発生が格段に抑制されるとともに、フィルムの収縮緩和と多層フィルムの層破壊が抑制されて安定した熱風シールを実現できる点でメリットがある。また、内部ヒータ４７を使用することで、重ね合わせ部２ａの表面側及び裏面側の温度差が緩和されて重ね合わせ部が短時間で十分に加温されるので、熱風シールの処理時間の短縮が可能となる。なお、熱風の温度及び内部ヒータ４７の温度は、上述した図示しない温度調整機構により増減調整され、該温度調整機構に設置された温度センサにて計測される。

上記の通り、重ね合わせ部２ａが熱風シールされることにより、略円筒状の筒状フィルム成形体３が成形される（図１参照）。この筒状フィルム成形体３内には、上述した充填ノズル２２から被包装物が充填され、かくして被包装物が充填された筒状フィルム成形体３は、送りローラ１２ａ，１２ｂに挟持されて図示下方へと移送される。

封止手段５１は、絞りローラ５２ａ，５２ｂ及び封止機構５３を有する。封止手段５１は、被包装物が充填された筒状フィルム成形体３を絞りローラ５２ａ，５２ｂにて所定の間隔で外部から押圧し、その押圧部分の被包装物を押しのけた後、封止機構５３にてその押圧された領域の合成樹脂フィルム１を集束して封止する。封止機構５３における封止処理は、合成樹脂フィルム１の集束部に超音波、高周波又は熱を印加して融着させる手法、合成樹脂フィルム１の集束部に合成樹脂製又は金属製の線材等をかしめる手法、及びこれらを併用する手法等、公知の手法が採用される。

上記の封止処理により、両端部が封止された筒状包装体４が製造される。なお、両端部が封止された筒状包装体４を、封止処理と同時に又は後続する切断工程において、個々の筒状包装体４へと分割してもよい。

なお、合成樹脂フィルム１の素材は、熱風の印加による熱融着が可能なものであれば、特に制限なく用いることができ、例えば、高密度又は低密度ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）及びこれらの共重合体等に代表されるポリオレフィン系樹脂、ナイロン、ポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６ナイロン）等に代表されるポリアミド系樹脂、ブタジエンを加えたハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）に代表されるポリスチレン系樹脂が挙げられる。これらのなかでも、熱風シール特性、環境への配慮及び耐熱性の観点から、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が好適に用いられる。なお、上記において共重合体とは、他の共重合体成分を含むものを包含し、他の共重合体成分には、所謂α−オレフィンが含まれる。

合成樹脂フィルム１は、単層のフィルムであっても、複数のフィルムが積層された積層フィルムであってもよく、種々の機能性を付与可能である観点から、例えば、ベースフィルムの片面及び／又は両面にシーラントフィルムを積層させた積層フィルムが好適に用いられる。なお、上記の積層フィルムには、必須とされる各々の層の間に、接着層やガスバリア層等を介在したものが包含される。この種の積層フィルムは、例えば、２枚以上のフィルムを貼り合わせるドライラミネート法や、一方のフィルム上に他方の樹脂組成物を溶融押出して積層させる押出しラミネート法の他、樹脂組成物を共押出した後に冷却して積層を成形する共押出法等の公知の手法により製造可能である。

レトルト用途に用いる場合には、合成樹脂フィルム１は、レトルト殺菌処理に耐え得るフィルム強度及び耐熱性を有することが要求されるので、例えば、ベースフィルムとしてのポリアミド系樹脂フィルム層の片面及び／又は両面に、シーラント層としてのポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂層を設けた積層フィルムが好適に用いられる。

上述した自動充填包装機１００においては、熱風の吹き付けが重ね合わせ部２ａに局所的に収束されるとともに、重ね合わせ部２ａ周辺における熱が外部へ効果的に拡散されるので、重ね合わせ部２ａ周辺への過度の熱印加が緩和される。したがって、この自動充填包装機１００は、シーラント層が高い熱収縮性を有する合成樹脂フィルム１（延伸処理されたシーラント層を有する積層フィルム、共押出共延伸積層フィルム）や、ＡＳＴＭ Ｄ−２７３２に準拠して測定される１２０℃の熱収縮率が縦方向（ＭＤ）／横方向（ＴＤ）＝１５〜３０％／１０〜２０％程度の高い熱収縮性を有する合成樹脂フィルム１を用いても、シール強度に優れるとともに重ね合わせ部（シール部）及びシール部周辺の外観良好な筒状フィルム成形体３及び筒状包装体４が簡易に作製可能であり、プロセス裕度が格別に高められる点において、従来に比して優位性を有する。これらの高い熱収縮性を有する合成樹脂フィルム１としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂を高延伸した単層フィルム、ポリアミド系樹脂フィルム層の片面及び／又は両面に高延伸したポリオレフィン系樹脂フィルム層をラミネートした積層フィルム、共押出法により成形されインフレーション法で共延伸された共押出共延伸積層フィルム（例えば、ポリアミド系樹脂フィルム層の片面及び／又は両面にポリオレフィン系樹脂フィルム層が設けられた積層フィルム）が挙げられる。

一方、自動充填包装機１００に熱収縮性のない又は熱収縮性に乏しい合成樹脂フィルム１を適用した場合にも、シール強度に優れるとともに重ね合わせ部（シール部）及びシール部周辺の外観良好な筒状フィルム成形体３及び筒状包装体４が格別簡易に作製可能であり、プロセス裕度が格別に高められる点において、従来に比して優位性を有するものとなる。

以上、上述した自動充填包装機１００及び筒状フィルム成形体３の製造装置によれば、シール強度に優れるとともに重ね合わせ部２ａ及びその周辺の外観良好な筒状フィルム成形体３及び筒状包装体４が得られる。しかも、プロセス裕度の向上が図られ、汎用性、生産性及び経済性の向上が図られる。

なお、本発明は、上記の実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない限り、種々の形態で実施することができる。

例えば、内部ヒータ４７を、重ね合わせ部２ａの裏面側と非接触な位置に配置し、重ね合わせ部２ａの裏面側を非接触加熱してもよい。また、内部ヒータ４７として、赤外線ヒータ等の非接触加熱部材を採用してもよい。この場合、充填手段２１の充填ノズル２２への熱の印加を抑制すべく、充填ノズル２２と赤外線ヒータ等の非接触加熱部材との間に熱反射板を配置することが好ましい。これらの構成であっても、上述した第１実施形態と同様の作用効果が奏される。

以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに特に限定されるものではない。

（実施例１）
まず、以下の方法により、高収縮性フィルムを作製した。まず、最終フィルムの層構成がポリプロピレン「融点：１３５℃、ＭＦＲ：５、厚み：１５μｍ」／ポリプロピレン系接着性樹脂［融点：１４０℃、ＭＦＲ：８、厚み：５μｍ］／ＭＸＤナイロン［融点：２４０℃、厚み：５μｍ］／ポリプロピレン系接着性樹脂［融点：１４０℃、ＭＦＲ：８、厚み：５μｍ］／ポリポリプロピレン［融点：１３５℃、ＭＦＲ：５、厚み：１５μｍ］の５層フィルム（４５μｍ）を、口径２００ｍｍの環状５層ダイを用いて管状に溶融共押出しした。この管状体を過冷却後、インフレーション二軸延伸法を用いて縦方向（ＭＤ方向）に約４倍、横方向（ＴＤ方向）に約５倍に同時二軸延伸し、熱処理後、最終厚み約４５μｍ、フィルム幅約１ｍの共押出共延伸積層（５層）フィルムを得た。得られた幅約１ｍの積層フィルムを巻き取り、そのフィルムを捲きほどきながら幅９６ｍｍに裁断し、再度巻き取ることで、帯状の合成樹脂フィルム１として使用する高収縮性フィルムの原反ロールを作製した。

上記の高収縮性フィルムの１２０℃の熱収縮率を、ＡＳＴＭ Ｄ−２７３２−０３に準拠し、長手方向に約２０ｃｍの長さで切断して得た試験片を用いて、以下の手順で測定したところ、縦方向（ＭＤ）／横方向（ＴＤ）＝２０％／１７％であった。
［測定方法］
試験片を温度２０℃、相対湿度６０％の条件下で２４時間放置保管した後、縦方向（ＭＤ方向）と横方向（ＴＤ方向）の寸法を測定（ＭＤ方向で約２０ｃｍ間隔、２ケ所を測定。ＭＤ方向を測定した位置でＴＤ方向も２ケ所を測定。）し、それぞれの長さの平均値をＬ１_MD及びＬ１_TDとする。次に、試験片を温度１２０℃の熱水中で２０分間熱処理した後、試験片の表面に付着した水分をろ紙で除去し、温度２０℃、相対湿度６０％の条件下で２４時間放置保管した後、縦方向（ＭＤ方向）と横方向（ＴＤ方向）の寸法（熱処理前に測定したそれぞれの部分）を測定し、それぞれの長さの平均値をＬ２_MD及びＬ２_TDとする。
そして、次式を用いて、ＭＤ方向及びＴＤ方向の熱収縮率を算出する。
ＭＤ方向の熱収縮率（％） ＝ １００×（Ｌ１_MD−Ｌ２_MD）／Ｌ１_MD
ＴＤ方向の熱収縮率（％） ＝ １００×（Ｌ１_TD−Ｌ２_TD）／Ｌ１_TD

次に、自動充填包装機１００として、熱風シール方式の旭化成ケミカルズ（株）社製「ＡＤＰ（登録商標）Ｆ型」）を用い、図５と同等の構成の熱風印加ノズル４２及び内部ヒータ４７を設置して、以下の手順で、筒状包装体４の自動充填包装を実施した。
［自動充填包装］
上記の高収縮性フィルム（原反ロール）を、この自動充填包装機１００に懸架し、図１に示すように、製筒フォルダ３２によりフィルムの両側縁を重ね合わせて筒状体２を成形し、図５に示すように、重ね合わせ部２ａの裏面側を設定温度１２０度の内部ヒータ４７で接触加温するとともに、重ね合わせ部２ａの表面側へ熱風印加ノズル４２から熱風を吹き付けることで、封筒貼りに熱風シールして折幅４０ｍｍの筒状フィルム成形体３を成形した。引き続き、この筒状フィルム成形体３内に充填ノズル２２から魚肉ソーセージ原料すり身を充填し、封止手段５１にて両端を２００ｍｍ間隔でアルミワイヤーにて結紮密封することにより、筒状包装体４（魚肉ソーセージ包装体）を得た。
以下に、自動充填包装機１００の各種設定を示す。
フィルム速度 ： 表１に記載
ノズル全長 ： １００ｍｍ
スリットＳの幅Δｗ ： ０．５ｍｍ
ノズル開口４３ｂ ： 穴径０．３ｍｍ×３０個
熱風温度 ： 表１に記載 （ノズル内部）
熱風圧力 ： ０．３ＭＰａ （ノズル内部）

（比較例１）
内部ヒータ４７を設置しないこと以外は、実施例１と同様に操作して、筒状包装体４を製造した。

（比較例２）
熱風温度を３７０℃に変更すること以外は、比較例１と同様に操作して、筒状包装体４を製造した。

（比較例３）
フィルム走行速度を３０ｍ／分に変更すること以外は、比較例２と同様に操作して、筒状包装体４を製造した。

上記のようにして得られた実施例１及び比較例１〜３の筒状包装体４を用い、以下に示す評価方法に基づいて、シール強度及びシール部の平均表面粗さを評価した。表１に、評価結果を示す。

各測定方法及び評価基準を、以下に記す。
（１）シール強度（加圧加熱殺菌後のシール強度）
シール強度の測定は、ＡＳＴＭ Ｆ−８８ ＦＩＧ．１ ＬＡＰ ＳＥＡＬに準拠し、以下の手順で行った。
まず、上記のレトルトパンクの評価において、破袋（レトルトパンク）が発生しなかったレトルト処理後の最終包装体から、各々、無作為に１０本採取し、最終包装体のシール線の真向かい側にシール線と平行に切り込みを入れて開封し、被包装物である魚肉すり身を除去し、表面に付着した魚肉すり身等を水洗し、水分をろ紙で除去した後、温度２０℃、相対湿度６０％の条件下にて２４時間放置保管した。その後、上記のようにして得られた開封済フィルム（包装フィルム）を、シール部と直交する方向に切断し、シール部が長手方向の略中央部に存在する、幅１５ｍｍ、長さ６０ｍｍの短冊状の試験片（短冊の長手方向の略中央部に、その長手方向に直交してシール線が存在するもの）を作製した。
そして、テンシロン万能試験機（商品名：ＲＴＣ−１２１０、株式会社 オリエンテック社製）を用い、フィルムチャック部に短冊状の試験片の長手方向の両端部を固定し、チャック間距離１０ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎの条件で、シール部のせん断シール強度（シール部の破断応力）を測定し（測定１回／１本）、１０本の最終包装体のシール強度の平均値を算出した。評価基準を以下に示す。
シール強度（Ｎ／１５ｍｍ幅） 評価記号
３０以上 ○
１０以上３０未満 △
１０未満 ×

（２）シール部の平均表面粗さ（中心面平均値＝Ｓａ）
上記のレトルトパンクの評価において、破袋（レトルトパンク）が発生しなかったレトルト処理後の最終包装体から、各々、無作為に１０本採取し、最終包装体の両端結紮部から略中央部分のシール部（溶融部分）について、フィルムの流れ方向に、シール線の幅方向中央部の平均表面粗さ（中心面平均値＝Ｓａ）を測定した。この測定においては、ミツトヨ（株）製、表面粗さ測定機サーフテストＳＶ３０００Ｓ４・３Ｄ＜商品名＞を使用し、触針（ダイヤモンド製）先端半径＝２μｍ、測定速度（触針の移動速度）＝１ｍｍ／ｓ、圧力＝０．７５ｍＮ、サンプリングピッチ（Ｘ方向）＝１０μｍ、プロファイルピッチ（Ｙ方向）＝１０μｍ、測定面積（Ｘ方向×Ｙ方向）＝１０ｍｍ×０．１ｍｍの条件下、画像解析（評価曲面の設定は「粗さ曲線群」、フィルタの種類は「ＧＡＵＳＳＩＡＮ」、Ｘ方向低域カットオフ値は「４，０００μｍ」とした。）により、最終包装体１０本（測定１回／１本）のシール部の平均表面粗さ（μｍ：中心面平均値＝Ｓａ）を求め、下記の評価基準にしたがって評価した。
シール線の平均表面粗さ（μｍ） 評価記号
１０未満 ○
１０以上５０未満 △
５０以上 ×

本発明によれば、シール強度に優れるとともに外観良好な筒状フィルム成形体及び筒状包装体を製造可能であり、しかも、汎用性、生産性及び経済性が高められるので、食品その他の各種包装用途において、広く且つ有効に利用可能である。また、本発明の内部ヒータは、シール部の加温と充填ノズルへの断熱とを両立し得るものであるから、自動充填包装機用途において、広く且つ有効に利用可能である。

１…合成樹脂フィルム、１ａ，１ｂ…両端縁、２…筒状体、２ａ…重ね合わせ部、３…筒状フィルム成形体、４…筒状包装体、１１…フィルム供給手段、１１ａ，１１ｂ…ローラ、１２ａ，１２ｂ…送りローラ、２１…充填手段、２２…充填ノズル、２３…フィードポンプ、３１…製筒手段、３２…製筒フォルダ、４１…熱風シール手段、４２…熱風印加ノズル、４３…ノズル本体、４３ａ…凸端面、４３ｂ…ノズル開口、Ｓ…スリット、Ｔ…内部空間、Ｗ…空間、４７…内部ヒータ、４８…支持リング、４８ａ…貫通孔、４９…発熱部材、４９ａ…発熱体、４９ｂ…金属切片、４９ｃ…封止剤、５１…封止手段、５２ａ，５２ｂ…絞りローラ、５３…封止機構、１００…自動充填包装機。

Claims (6)

1. 帯状の合成樹脂フィルムを筒状に湾曲させて該合成樹脂フィルムのフィルム両側縁が重ね合わせられた筒状体を形成する製筒手段と、前記筒状体の重ね合わせ部に熱風を吹き付け該重ね合わせ部を熱融着させて筒状フィルム成形体を成形する熱風シール手段と、を有する筒状フィルム成形体の製造装置であって、
   前記熱風シール手段は、前記筒状体の外周面側から前記重ね合わせ部に熱風を吹き付ける熱風印加ノズルと、前記筒状体の内周面側から前記重ね合わせ部に熱を印加する内部ヒータと、を備える、
   筒状フィルム成形体の製造装置。
2. 前記内部ヒータは、前記重ね合わせ部に接触加熱する、
   請求項１に記載の筒状フィルム成形体の製造装置。
3. 帯状の合成樹脂フィルムを供給するフィルム供給手段と、
   前記合成樹脂フィルムを筒状に湾曲させて該合成樹脂フィルムのフィルム両側縁が重ね合わせられた筒状体を形成する製筒手段と、
   前記筒状体の重ね合わせ部に熱風を吹き付け該重ね合わせ部を熱融着させて筒状フィルム成形体を成形する熱風シール手段と、
   前記筒状フィルム成形体中に被包装物を充填する充填手段と、
   前記被包装物が充填された前記筒状フィルム成形体を所定の間隔で外部から押圧し、該前記押圧された領域のフィルムを封止切断して、両端部が封止された筒状包装体を複数作製する封止手段と、
   を有する自動充填包装機であって、
   前記熱風シール手段は、前記筒状体の外周面側から前記重ね合わせ部に熱風を吹き付ける熱風印加ノズルと、前記筒状体の内周面側から前記重ね合わせ部に熱を印加する内部ヒータと、を備える、
   自動充填包装機。
4. 前記内部ヒータは、前記重ね合わせ部に接触加熱する、
   請求項３に記載の自動充填包装機。
5. 前記充填手段は、充填ノズルを有し、
   前記内部ヒータは、前記充填ノズルの外周に配置された支持部材と、前記充填ノズルと非接触な状態で該支持部材に支持された発熱部材と、を有する、
   請求項３又は４に記載の自動充填包装機。
6. 充填ノズルの外周に配置される支持部材と、
   前記充填ノズルと非接触な状態で前記支持部材に支持された発熱部材と、を有する、
   自動充填包装機用の内部ヒータ。

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