JP2018002251A

JP2018002251A - ヒートシール部材、製袋機及びヒートシール方法

Info

Publication number: JP2018002251A
Application number: JP2016132333A
Authority: JP
Inventors: 雅彦西松; Masahiko Nishimatsu; 光坂神; Hikaru Sakagami
Original assignee: TOEI SEISAKUSHO KK; Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: TOEI SEISAKUSHO KK; Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2018-01-11

Abstract

【課題】ヒートシール部材の押圧方向の移動速度を落とすことなく、ヒートシール部の気泡の残留を防止できるとともに、接触面の外周縁の跡が残ることを抑制することができるヒートシール部材、製袋機、及び、ヒートシール方法を提供すること。【解決手段】ヒートシール部材１００の接触面１１０が、外周縁（側面１１１）から連続するアプローチ部１１２と、アプローチ部１１２に続くセンター部１１３とを有し、アプローチ部１１２が、フィルム側に凸となる曲面形状に形成されていること。【選択図】図１

Description

本発明は、フィルムとの接触面を有するヒートシール部材、該ヒートシール部材を有する製袋機及び該ヒートシール部材を用いるヒートシール方法に関し、特に、ヒートシール部の気泡残留防止や、接触面外周縁のヒートシール跡抑制のためのヒートシール部材、製袋機、ヒートシール方法に関する。

プラスチックフィルムの周縁をシールしてパウチを形成する場合、通常ヒートシール部材を用いてヒートシールしている。そのヒートシール部材のフィルムとの接触面の形状には平坦なものを使用しており、加熱されたヒートシール部材でプラスチックフィルムを押圧することでシールを行っている。
また、パウチの内容物としては、広く飲料、食品、洗剤、薬品等があり、近年は省資源化のために詰め替え用途として使われるようになっている。
ヒートシール部材のフィルムとの接触面の形状を平坦なものとした場合、パウチをヒートシールした際にパウチのシール部に気泡が残ってしまうことがあり、シール強度等品質に問題が生じることがあった。また、フィルムが透明の場合には、その気泡が目立ってしまい、パウチの外観上の美観を損なう。

この問題を軽減するために、フィルムとの接触面を少なくとも曲面を有する形状としたヒートシール部材（シールバー）を用い、ヒートシール時にヒートシール部材をフィルムに対して中央から先に接触させ、気泡をエッジ部方向に押し出すような力が働くようにしたものが公知である。

また、最近では、省資源や環境保護の面からのプラスチック容器の繰り返し使用のために、詰め替え用簡易容器として、スタンディングパウチ（自立袋）が重用されている。
スタンディングパウチは、通常は、表裏２枚の胴部フィルムに、中央部で折り畳んだ底部フィルムを挟み、袋体となる側部と底部においてヒートシールすることによって製造されるが、側部のサイドシール部の底部フィルムが挟まれた部分と挟まれてない部分の境界に段差が生じる。
このことで、段差部分でヒートシールの際の押圧力が不均一となり、漏れや破損が生じやすくなるため、段差部分を含む近傍のみをスポット的に別のヒートシール部材で押圧して強固に接着することが行われている。

特開２００３−８１２１６号公報

公知のヒートシール部材は、弾性変形可能な緩衝部材との間でフィルムを挟むように押圧してヒートシールするため、押圧完了時には緩衝部材がヒートシール部材の接触面の形状に押し込まれ、側面と接触面との境界部（接触面外周縁）がエッジ状になり、フィルムを屈曲させた状態で挟み込むこととなる。
このため、特許文献１等の形状の接触面としても、フィルムが屈曲する前に気泡が接触面の外周縁方向に押し出される必要があり、ヒートシール部材の押圧方向の移動速度を低下させないかぎり、気泡の残留は少なくなるものの残留の虞は残っていた。

特に、接触面の面積が広い場合や、複雑な曲線シールを行う場合は、ヒートシール部材の接触面の当たりムラによって気泡が残留するため、ヒートシールを行う製袋機等の機器のセットアップの際、調整に多大な時間を要していた。
また、スタンディングパウチのサイドシール部の段差部分にスポット的に別のヒートシール部材で押圧する場合、側面と接触面との境界部がフィルムを屈曲させた際の接触面の外周縁の跡が線状に残ってしまい、製品としての美観を損ねるという問題があった。

本発明は、前述のような課題を解決するものであり、ヒートシール部材の押圧方向の移動速度を落とすことなくヒートシール部の気泡の残留を防止できるとともに、接触面の外周縁の跡が残ることを抑制することができるヒートシール部材、製袋機、及び、ヒートシール方法を提供することを目的とする。

本発明に係るヒートシール部材は、フィルムとの接触面を有するヒートシール部材であって、前記接触面が、接触面外周縁から連続するアプローチ部と、前記アプローチ部に続くセンター部とを有し、前記アプローチ部が、フィルム側に凸となる曲面形状に形成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本発明に係る製袋機は、ヒートシールしてパウチを製造する製袋機であって、前記ヒートシール部材を有することにより、前記課題を解決するものである。
本発明に係るヒートシール方法は、ヒートシール部材を用いるフィルムのヒートシール方法であって、前記ヒートシール部材のフィルムとの接触面が、接触面外周縁から連続するアプローチ部と、前記アプローチ部に続くセンター部とを有し、前記アプローチ部が、フィルム側に凸となる曲面形状に形成されることにより、前記課題を解決するものである。

本発明に係るヒートシール部材、製袋機、及び、ヒートシール方法によれば、ヒートシールの際、ヒートシール部材の接触面のセンター部に最大圧力がかかり、アプローチ部外方に向かって徐々に圧力が下がる構成となるため、フィルム間に介在する気体はヒートシール中にヒートシール部材周縁に逃げて行きやすくなり、ヒートシール後にヒートシール部の気泡の残留を防止することができる。
また、アプローチ部及びセンター部のみがフィルムと接触し、接触面外周縁がフィルムに接触しない押圧力とすることで、ヒートシール部の気泡の残留を防止できるとともに、接触面の外周縁の跡が残ることを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るヒートシール部材の平面図、正面図及び側面図。本発明の第１実施形態に係るヒートシール部材の斜視説明図。本発明の動作説明図。本発明の第２実施形態に係るヒートシール部材の斜視説明図。

本発明の第１実施形態に係るヒートシール部材１００は、パウチ等の製袋機のヒートシール装置に組み付けられる部材である。
ヒートシール部材１００は、特に、スタンディングパウチのサイドシール部の段差部分（表裏の胴部フィルムのみの２枚分のシール部と、表裏２枚の胴部フィルムの間に、折り畳まれて挟み込まれた底部フィルム（実質２枚）からなる４枚分のシール部との間の、底部フィルム実質２枚分の厚み差から生じる段差部分）等にスポット的に押圧してヒートシールするものである。
図１、図２に示すように、ヒートシール部材は平面視、すなわち、シールされるフィルム側から見て矩形状である。この矩形状の形状は、一辺が５〜２５ｍｍの正方形状、又は、短辺幅が５〜２５ｍｍ，長辺幅が６〜５０ｍｍの長方形状で、矩形の４つの角部分は丸められている。本実施形態のヒートシール部材１００は、平面視で短辺幅１８ｍｍ、長辺幅３８ｍｍの長方形状である。

フィルムとの接触面１１０は、接触面外周縁に設けられた側面１１１から連続するアプローチ部１１２を全周にわたって有し、アプローチ部１１２に続くセンター部１１３を有している。
アプローチ部１１２は、フィルム側に凸（シール部材１００の外方側に凸）となる曲面形状に形成されており、センター部１１３は、中央の大部分に平面状の平面部が形成され、平面部とアプローチ部１１２の間ではフィルム側に凸となるなだらかな曲面形状の曲面部が形成されている（図１の正面図における、センター部１１３の左右両側や、図２参照。）。
本実施形態のセンター部１１３には、中央に短辺幅１２ｍｍ，長辺幅１８ｍｍの平面部が形成され、平面部と短辺側のアプローチ部１１２との間にフィルム側に凸となる曲面部が形成されている。

本実施形態では、アプローチ部１１２の曲面は接触面１１０の外周に沿って曲率半径Ｒ１で丸められた曲面形状である。センター部１１３の短辺側両端の曲面部は、センター部１１３の短辺側に沿って曲率半径Ｒ１より大きな曲率半径Ｒ２で僅かに丸められた曲面形状である。
また、接触面１１０の平面視における４つの角部分は、斜視では（立体的には）、半径ＳＲ１の球面の一部分の形状である。

第１実施形態に係るヒートシール部材１００を用いてヒートシールを行う場合、センター部１１３及びアプローチ部１１２がフィルムと接触し、接触面１１０の外周縁となる、側面１１１とアプローチ部１１２の境界部がフィルムに接触しない押圧力で行うことにより、フィルムに対してヒートシール部材１００のセンター部１１３が先に接触し、その外周のアプローチ部１１２が続いて接触し、接触面外周縁はフィルムに接触しないため、気泡を接触面１１０の外周縁で閉じ込めることなく側面１１１方向に押し出され、シール部に気泡が残ることを防ぐことができる。
また、従来のヒートシール部材の場合、図１の正面図に点線で示すように、接触面５１０の外周縁が側面５１１に小さな面取り程度の曲面で接続しているため、センター部１１３の高さ位置に近い明確な外周縁が存在し、図３ｂに示すように、ヒートシール時に、ヒートシール部材５００が２枚又は４枚のフィルムＦを挟んで緩衝部材上で押圧した際に、側面５１１がフィルムに対して押し込まれて外周縁に高い面圧がかかり、接触面５１０の外周縁の跡Ｌが線状に残る。

これに対し、第１実施形態に係るヒートシール部材１００の場合、大きな半径のアプローチ部１１２が存在するため、アプローチ部１１２がなめらかな曲面形状で側面１１１に連続して接触面１１０外周縁の高さ位置がセンター部１１３の高さ位置から大きく離れ、図３ａに示すように、ヒートシール時に、ヒートシール部材１００が２枚又は４枚のフィルムＦを挟んで緩衝部材Ｒ上で押圧した際に、アプローチ部１１２の途中までがフィルムＦに対して押し込まれることで、外周縁はフィルムＦに接触しないため、フィルムＦのヒートシール部に接触面１１０の外周縁の跡が残ることを抑制することができる。
さらに、接触面外周縁がフィルムＦに接触しない押圧力とすることで、対向する緩衝部材Ｒの変形もなだらかとなり耐久性が向上する。
曲率半径Ｒ１は２〜６ｍｍが好ましい。曲率半径Ｒ１をこのような範囲にすることで、ヒートシール部の気泡の残留を防止できるとともに、接触面外周縁の跡がフィルムに残ることを抑制することができる。本実施形態ではＲ１＝３ｍｍである。また、本実施形態では、接触面１１０の４つの角部分（球面部分）の曲率半径もＳＲ１＝３ｍｍである。
曲率半径Ｒ２は２０〜４５ｍｍが好ましい。曲率半径Ｒ２をこのような範囲にすることで、センター部１１３が広く、センター部中心からアプローチ部１１２までの距離が長い場合でも、センター部１１３からアプローチ部１１２に向かって、より少しずつシール圧力を下げることが可能となる。本実施形態ではＲ２＝３２．５ｍｍである。

本発明の第２実施形態に係るヒートシール部材２００も製袋機のヒートシール装置に組み付けられる部材で、２つのパウチの注口付近を同時にヒートシールするものである。
図４に示すように、フィルム側から見て２つのパウチの注口形状を上下対称に合わせた形状に形成され、フィルムとの接触面２１０は、接触面２１０の外周縁に設けられた側面２１１から連続するアプローチ部２１２を有し、アプローチ部２１２に続くセンター部２１３を有している。
アプローチ部２１２は、フィルム側に凸となる曲面形状に形成されており、センター部２１３は、アプローチ部２１２の近傍でフィルム側に凸となる曲面形状であり、アプローチ部２１２より離れた箇所では平面状に形成されている。

第２実施形態に係るヒートシール部材２００を用いてヒートシールを行う場合、第１実施形態と同様にシール部に気泡が残ることを防ぐことができるとともに、フィルムのヒートシール部に接触面２１０の外周縁の跡が残ることを抑制することができ、パウチの注口付近の美観を向上することができる。

１００、２００、５００・・・ヒートシール部材
１１０、２１０、５１０・・・接触面
１１１、２１１，５１１・・・側面
１１２、２１２・・・アプローチ部
１１３、２１３・・・センター部
Ｆ・・・フィルム
Ｒ・・・緩衝部材
Ｌ・・・外周縁の跡

Claims

フィルムとの接触面を有するヒートシール部材であって、
前記接触面が、接触面外周縁から連続するアプローチ部と、前記アプローチ部に続くセンター部とを有し、
前記アプローチ部が、フィルム側に凸となる曲面形状に形成されていることを特徴とするヒートシール部材。
前記アプローチ部の曲面は、接触面の外周に沿って曲率半径２〜６ｍｍに丸められていることを特徴とする請求項１に記載のヒートシール部材。
前記センター部のアプローチ部側に、フィルム側に凸となる曲面部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヒートシール部材。
前記センター部の曲面部は、曲率半径２０〜４０ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項３に記載のヒートシール部材。
前記接触面が、フィルム側から見て矩形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のヒートシール部材。
前記接触面が、フィルム側から見てパウチの注口形を含む形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のヒートシール部材。
フィルムをヒートシールしてパウチを製造する製袋機であって、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のヒートシール部材を有することを特徴とする製袋機。
ヒートシール部材を用いるフィルムのヒートシール方法であって、
前記ヒートシール部材は、フィルムとの接触面が、接触面外周縁から連続するアプローチ部と、前記アプローチ部に続くセンター部とを有し、
前記アプローチ部が、フィルム側に凸となる曲面形状に形成されることを特徴とするヒートシール方法。
前記アプローチ部及びセンター部のみがフィルムと接触し、前記接触面外周縁がフィルムに接触しない押圧力でヒートシールを行うことを特徴とする請求項８に記載のヒートシール方法。
前記ヒートシール部材のフィルムとの接触面が、フィルム側から見て矩形状に形成されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のヒートシール方法。
前記フィルムが、スタンディングパウチの２枚の胴部フィルム及び底部フィルムであって、前記胴部フィルムの底部側に底部フィルムを挟んでヒートシールされるサイドシール部を有し、
前記ヒートシール部材のフィルムとの接触面が、前記サイドシール部より小さな面積であり、
前記ヒートシール部材により、前記胴部フィルム及び底部フィルムを含む箇所にヒートシールすることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のヒートシール方法。
前記フィルムが、注口が形成された注口付きパウチを形成するフィルムであり、
前記ヒートシール部材のフィルムとの接触面が、フィルム側から見てパウチの注口形を含む形状に形成されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のパウチのヒートシール方法。