JP2016005962A

JP2016005962A - レーザー加工方法

Info

Publication number: JP2016005962A
Application number: JP2014127052A
Authority: JP
Inventors: 洋平武智; Yohei Takechi
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2016-01-14

Abstract

【課題】表面に紙を用いたパウチにおいて、レーザー光線を用いてハーフカット加工をする際に、従来に比べて生産性を落とすことなく、また紙が焦げるなどして外観が悪くなるなどの不具合を起こすことのないレーザー加工方法を提供しようとするものである。
【解決手段】プラスチックフィルム層を内容物側とし、表面に紙を用いたパウチにおいて、紙層に設ける開封誘導のためのハーフカットを、２回のレーザー照射によって行うことを特徴とするレーザー加工方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙を利用したレトルトパウチのレーザー加工方法に関する。

レトルト食品は、米国において缶詰にかわる軍用携帯食用としてはじめて使われ始めた。日本では１９６０年代終わりに、一般用にレトルトカレーとして商品化されたのが始まりである。現在では代表的なレトルト食品として、カレー、シチュー、スープ、粥、パスタソース、どんぶり物の具、米飯、ハンバーグ、ミートボール、などさまざまなものが製造され販売されている。

レトルト食品を封入している包装袋のことをレトルトパウチ（以下パウチと略す）と呼ぶ。パウチは一般的に内容物の食品側にはポリエチレンやポリプロピレンが用いられている。またパウチの外側にはポリエチレンテレフタレートフィルムや、ナイロンフィルム、アルミニウム箔やアルミニウム蒸着層を有するプラスチックフィルムなどを積層した積層体が配置されている。積層体は内容物によって、あるいはパウチとして要求される要求品質によって材料とその構成が設計されている。昨今では、積層体の一部に紙を使ったものも実用化されている。

容器の種類も用途によって形状はさまざまで、平袋と呼ばれる封筒状の平たい袋、あるいはスタンディングパウチと呼ばれる、底が広がるように工夫された自立可能な包装袋、また成型容器として弁当箱状のプラスチック容器の上面にプラスチックフィルムを貼って密閉するものなどがある。

パウチは内容物を取り出すための開封に際して、はさみや刃物などで開封することができるが、手による開封を可能とするための開封誘導線が設けられていることが多い。一般に開封誘導線は、パウチ外側からのハーフカット加工を施すことによって設けられる。ハーフカット加工はカッターなどの刃によって行うこともできるが、レーザー照射によることもある。

レーザー照射によるハーフカット加工は、精度や生産性の向上また形状の自由さにおいて優れている。また近年の高齢化社会においては、パウチの開封のしやすさは、商品そのものの価値を高めることにつながっている。高齢者を対象とした商品においては、紙を用いて滑り防止の機能を持たせた商品も開発されている。

意匠性の点においては、和紙等の持つ風合いを生かしたデザインが求められることもあり、環境保護の観点からは廃棄物の燃焼性、残渣の減量などの点で紙を用いた商品が差別化のひとつとして重要視されてきている。

一方で、外側に和紙を用いたパウチの場合には、和紙は長繊維が絡み合って強度があり、易開封化が必要とされ、ハーフカット加工が不十分な場合には開封性に支障をきたす恐れがあった。
また、ハーフカット加工にレーザー光線を用いる場合には、紙はプラスチックフィルムに比べて光の透過性が悪くレーザー加工がしにくいことに加えて、レーザーの出力を上げて対処しようとすると、レーザー光線による熱で紙が焦げるなどして外観が悪くなるなどの不具合を起こすという問題があった。

特開２００８−５５４８４号公報

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、表面に紙を用いたパウチにおいて、レーザー光線を用いてハーフカット加工をする際に、従来に比べて生産性を落とすことなく、また紙が焦げるなどして外観が悪くなるなどの不具合を起こすことのないレーザー加工方法を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、プラスチックフィルム層を内容物側とし、表面に紙を用いたパウチにおいて、紙層に設ける開封誘導のためのハーフカットを、２回のレーザー照射によって行うことを特徴とするレーザー加工方法である。

また、請求項２に記載の発明は、前記２回のレーザー照射が、スキャンスピード２０００ｍｍ／秒であることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工方法である。

また、請求項３に記載の発明は、前記２回のレーザー照射条件が１回目、２回目とも同条件であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザー加工方法である。

請求項１に記載の発明によれば、プラスチックフィルム層を内容物側とし表面に紙を用いたレトルトパウチにおいて、紙層に設ける開封誘導のためのハーフカットを、２回のレーザー照射によって行うことにより、ハーフカット部分の外観を損なうことなく、開封誘導に十分なハーフカット加工を行うことが可能になる。

また、請求項２に記載の発明によれば、従来に比べて生産性を落とすことなく、かつハーフカット部分の形状がきれいであり外観を損なうことのないハーフカット加工を行うことが可能になる。

また、請求項３に記載の発明によれば、従来に比べて生産性を落とすことなく、かつハーフカット部分の形状がきれいであり外観を損なうことのないハーフカット加工を行うことが可能になる。

図１は本発明に係る、表面に紙を用いたパウチおよびそのハーフカット部分をレーザー光線を用いて形成した一実施例の部分断面模式図である。

以下の本発明を実施するための形態について、図１を参照しながら説明を加える。
パウチ積層体（５）は紙層（１）およびプラスチックフィルム層（２）からなる。プラスチックフィルム層（２）は複数の層からなり、必要に応じてアルミニウム箔、アルミニウム蒸着層を含むこともある。プラスチックフィルム層（２）は内容物側（６）になるように配置される。紙層（１）表面からレーザー光線（３）が照射され、照射された部分にハーフカット部分（４）が形成される。

紙層（１）には、あらゆる紙を用いることができ特に限定するものではないが、和紙（坪量３０ｇ／ｍ^２〜５２．３ｇ／ｍ^２）を用いることができる。

プラスチックフィルム層（２）は内容物側（６）になるように配置され、内容物に触れる側である最内層には、ポリエチレン、あるいはポリプロピレンが用いられる。この層はシーラント層と呼ばれ、パウチの製袋を行う際にシーラント層同士を対向させ熱融着させる。

パウチの内容物を取り出すための開封に際しては、開封誘導線が設けられパウチ端部に設けられた切欠きなどをきっかけとして、容易に手で開封できるようにしてある。開封誘導線に沿ってハーフカット加工がなされており、ハーフカット加工は連続した線、あるいは曲線に加工されるが、連続した線ではなく破線でもかまわない。

紙はプラスチックフィルムに比べて光の透過性が悪くレーザー加工がしにくいために、通常のプラスチックフィルムに対するハーフカット部のレーザー加工条件で照射しても紙層（１）に窪みができるだけで紙の層を貫通することはできない。レーザーの照射出力だけを上昇させるとレーザー孔が広くなる上、紙の焦げが発生するなど外観が悪くなる。

われわれは鋭意検討を重ねた結果、表面に紙層を設けたパウチにおいてレーザー光線を用いてハーフカット加工をする際に、生産性を落とすことなくまた紙が焦げるなどして外観が悪くなるなどの不具合を起こすことのないハーフカット部のレーザー加工方法を見出した。

レーザー光線（３）の照射を同じ箇所２回に分けて照射することによって、レーザー光線（３）による加工孔の拡大を防ぎ、紙層（１）に熱による焦げを発生させることなく、紙層（１）を貫通するハーフカット部分（４）を設けることができる。

レーザー光線（３）の照射条件は、レーザー出力２０Ｗ〜４０Ｗ、がよい。レーザーパワーは７５％〜８５％がよく、より望ましくは８０％がよい。スキャンスピードは２０００ｍｍ／秒がよく、往復計２回の照射を同条件で行う。

スキャンスピード２０００ｍｍ／分は従来の条件と同等であり、２回目の照射もスキャンスピードが同条件であるので、レーザー照射装置の往復の時間内で処理することができるため、生産のスピードが従来に比べて落ちることはなく、生産性への影響がない。また１回目と２回目の条件が同等であることにより、特段のプログラム変更は不要でありハーフカット加工の精度にも影響は出ない。

レーザー光線（６）の照射は、所望の開封誘導線に沿ったハーフカットが連続線であればレーザー光線（３）を連続して照射すればよく、ハーフカットが破線であればそれに合わせて断続的に照射すればよい。

紙層として和紙（坪量３０ｇ／ｍ^２）を用いて下記サンプルを作成して、レーザー照射条件の検討を行った。

製袋条件は７０枚／分、送りピッチ１００ｍｍであり、この生産条件を下回らないことを必要条件とする。

サンプル構成は、和紙（坪量３０ｇ／ｍ^２）／／ポリエチレン（厚さ１５μｍ）／／ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ１２μｍ）、を作成して評価に用いた。

上記サンプルに対して、レーザーパワー、スキャンスピード、照射回数を変化させて、
紙層側からレーザー照射を行いハーフカット部分の状態を観察した。

＜実施例１＞
レーザー照射条件は以下の通りである。
レーザーパワー：８０（％）
スキャンスピード：２０００（ｍｍ／分）
照射回数：２回。

＜比較例１＞
レーザー照射条件は以下の通りである。
レーザーパワー：８０（％）
スキャンスピード：１０００（ｍｍ／分）
照射回数：１回。

＜比較例２＞
レーザー照射条件は以下の通りである。
レーザーパワー：８０（％）
スキャンスピード：１０００（ｍｍ／分）
照射回数：２回。

＜比較例３＞
比較例３は従来条件であり、下記のレーザー照射条件である。
レーザーパワー：８０（％）
スキャンスピード：２０００（ｍｍ／分）
照射回数：１回。

＜比較例４＞
レーザー照射条件は以下の通りである。
レーザーパワー：８０（％）
スキャンスピード：２０００（ｍｍ／分）
照射回数：３回。

＜比較例５＞
レーザー照射条件は以下の通りである。
レーザーパワー：６０（％）
スキャンスピード：２０００（ｍｍ／分）
照射回数：２回。

＜比較例６＞
レーザー照射条件は以下の通りである。
レーザーパワー：８０（％）
スキャンスピード：２０００（ｍｍ／分）
照射回数：３回。

上記実施例１および比較例１〜６の評価結果を表１に示す。

評価結果と評価基準は以下の通りである。
×：紙層の途中までしかカットされておらず、開封誘導線の形状に沿ってカットできない。

・：紙層はカットされているが、紙表面に茶色の焦げが認められる。

・：紙層がカットされて、内層プラスチックフィルムはカットされていないハーフカット状態。ハーフカットを設けた開封誘導線に沿って容易にカットできる。

タイムオーバー：レーザー照射が製袋機のスピードに追いつかず、従来の生産性が維持できない。

実施例１のレーザー照射条件においては、紙層はカットされており、内層フィルム層はカットされていないハーフカット状態を実現できており、外観面でも問題は出ていない。比較例１および比較例２においては、スキャンスピードが従来条件の半分である１０００ｍｍ／分であるために、従来の生産性が維持できず生産できない状態である。

比較例３においては、従来の照射条件であるが、紙層へのハーフカットが十分ではなく、開封性に問題がある。

比較例４においては、３度の照射を行うために加えるエネルギーが過多となり、紙に焦げが発生して外観に不具合が生じている。

比較例５および比較例６においてはレーザーパワーが６０％と低いために、ハーフカットが不十分になっている。

実施例１および比較例１〜６の評価結果によって、本発明によるレーザー加工方法は、表面に紙を用いたパウチにおいて、レーザー光線を用いてハーフカット加工をする際に、従来に比べて生産性を落とすことなく、また紙が焦げるなどして外観が悪くなるなどの不具合を起こすことのないレーザー加工方法であることが検証できた。

１・・・紙層
２・・・フィルム層
３・・・レーザー光線
４・・・ハーフカット部分
５・・・パウチ積層体
６・・・内容物側

Claims

プラスチックフィルム層を内容物側とし、表面に紙を用いたパウチにおいて、紙層に設ける開封誘導のためのハーフカットを、２回のレーザー照射によって行うことを特徴とするレーザー加工方法。
前記２回のレーザー照射が、スキャンスピード２０００ｍｍ／秒であることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工方法。
前記２回のレーザー照射条件が１回目、２回目とも同条件であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザー加工方法。