JP3810623B2 - レーザによる包装用樹脂フィルムの接着方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品等を包装する樹脂フィルムのレーザによる接着（シール）方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、特開２０００−１０９０２８号などがあり、かかるヒートシール法は、上下に直接フィルムを重ねて熱を加えるようにしている。
【０００３】
また、高周波法では樹脂フィルム全体を溶かすようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のヒートシール法は、上下から樹脂フィルムを挟んで熱を加えるため、フィルムの内側に熱で溶ける接着層を設けた二重構造のフィルムを使っており、コスト高の原因になっている。
【０００５】
また、ヒートシール法や高周波法では樹脂フィルム全体を溶かすため、外形の変形を避けることができず、見かけや接着力の増強のため、包装部分以外にかなり余分な幅広い面積を必要としており、これもコスト高の原因になっている。
【０００６】
因みに、フィルムの内部を加熱溶着する方法として超音波シール法がある。しかし、この方法で実現できるフィルム送り速度は最大２５ｍ／ｍｉｎ（４００ｍｍ／ｓ）であり、実際のシール装置に必要なフィルム送り速度６０ｍ／ｍｉｎ（１０００ｍｍ／ｓ）が達成できず、包装機械では実用化されていない。
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決するため、接着部の見栄えがよく、しかも消費エネルギーを低減することができる、レーザによる包装用樹脂フィルムの接着方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕レーザによる包装用樹脂フィルムの接着方法において、包装に用いる上下樹脂フィルムの間に光吸収物質を挟み込み、レーザを照射し、該レーザを吸収した前記光吸収物質からの熱が前記上下樹脂フィルムに伝導し、前記上下樹脂フィルムの溶融温度を越えると前記上下樹脂フィルムの接触面が溶融し、上下から加えた力により前記上下樹脂フィルムの接触面を混合、再固化させ、前記上下樹脂フィルムを接着するとともに、レーザービームの走査により、平面的に文字が描画される接着層を形成することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施例を示すレーザによる樹脂フィルムの接着工程断面図である。
【００１１】
まず、図１（ａ）に示すように、上部樹脂フィルム１と下部樹脂フィルム２の間に光吸収物質３を挟み込む。
【００１２】
次いで、図１（ｂ）に示すように、上記した接着すべき部材を押えた状態で、レーザーモジュール４からのレーザ５をその接着すべき部材へ照射する。
【００１３】
すると、図１（ｃ）に示すように、レーザを吸収し発生した光吸収物質３からの熱が上下樹脂フィルム１，２に伝導し、熱伝導部６，７が生成される。
【００１４】
そして、図１（ｄ）に示すように、伝導した熱が上下樹脂フィルム１，２の溶融温度を越えると上下樹脂フィルム１，２の接触面は溶融し、上下から圧力を加えることにより、混合し再凝固し、上下樹脂フィルム１，２の接着（シール）層８が形成され、接着（シール）が完成する。
【００１５】
以下、具体的な食品包装用フィルムの接着例について説明する。
【００１６】
〔第１具体例〕
（１）接着される上下樹脂フィルムの材料：ポリエチレン（ＰＥ）包装フィルム（厚み１５μｍ）
（２）光吸収物質：黒マジックインクで着色
（３）レーザパワー：９〜１２〔Ｗ〕
（４）レーザ走査速度：１０〔ｍｍ／ｓ〕
（５）焦点直径：４〔ｍｍ〕
これ以上のパワーでは、包装フィルムの外面の溶融や、接着部の焼き切れが起きるので、注意を要する。
【００１７】
〔第２具体例〕
（１）接着される上下樹脂フィルムの材料：無延伸ポリプロピレン（ＣＰ、厚み１５μｍ）と延伸ポリプロピレン（ＯＰ、厚み３０μｍ）を張り合わせた包装フィルム
（２）光吸収物質：ＣＰ側溶接時は黒のレジマーク印刷を利用
ＯＰ側溶接時は黒マジックで着色
（３）−１ ＣＰ−ＣＰ接合
レーザパワー〔Ｗ〕 走査速度〔ｍｍ／ｓ〕 焦点直径〔ｍｍ〕
１〜２ １０ ２
２〜４ １０ ４
（３）−２ ＯＰ−ＯＰ接合
レーザパワー〔Ｗ〕 走査速度〔ｍｍ／ｓ〕 焦点直径〔ｍｍ〕
３〜６ １０ ２
なお、ＯＰはＣＰに比べて融点が高いので必要なレーザパワーが大きい。
【００１８】
〔その他の具体例〕
この他、ペット（ＰＴ）での接着を確認している。
【００１９】
なお、フィルムの押さえ圧についてはこれまでの実験では指で４箇所のナットを回して締めつける程度である。
【００２０】
本発明のレーザによる樹脂フィルムの接着（シール）法は、フィルムの内部を加熱溶着する方法である。
【００２１】
したがって、仕上がりがきれいであり、余分の熱を加える必要がないので消費エネルギーが少ない。また、外部加熱法のように融点の高い材料（外側）と融点の低い材料（内側）からなる複合フィルムを使用する必要がなく、単一成分のフィルムを使用できるので、フィルム材料のリサイクル性を向上させることができる。
【００２２】
上記したように、ポリプロピレンフィルムを用いた基礎実験によれば、出力１Ｗ、焦点直径２ｍｍ、フィルム送り速度１０ｍｍ／ｓで溶着が可能である。現在１００Ｗ級の半導体レーザが存在していることを考慮すれば、フィルム送り速度６０ｍ／ｍｉｎ（１０００ｍｍ／ｓ）を達成することは可能である。
【００２３】
本発明のレーザによる樹脂フィルムの接着（シール）法は、光学系の工夫やコンピュータ制御により様々な接着（シール）加工が可能である。たとえば、破線、曲線、波線、文字描画などである。
【００２４】
図２は本発明の実施例を示す任意態様の接着（シール）方法を示す平面図であり、図２（ａ）はその破線形状の接着（シール）層を形成する平面図、図２（ｂ）はその曲線形状の接着（シール）層を形成する平面図、図２（ｃ）はその波線形状の接着（シール）層を形成する平面図、図２（ｄ）は文字描画の接着（シール）層を形成する平面図である。
【００２５】
（１）図１に示すレーザ照射により、図２（ａ）に示すように、樹脂フィルム１１内部に破線形状の接着（シール）層１２を形成することができる。
【００２６】
（２）図１に示すレーザ照射により、図２（ｂ）に示すように、樹脂フィルム２１内部に曲線形状の接着（シール）層２２を形成することができる。
【００２７】
（３）図１に示すレーザ照射により、図２（ｃ）に示すように、樹脂フィルム３１内部に波線形状の接着（シール）層３２を形成することができる。
【００２８】
（４）図１に示すレーザ照射により、図２（ｄ）に示すように、樹脂フィルム４１内部に描画される文字（シール）層４２を形成することができる。その際には、光吸収物質は黒色や有色の物質であることが望ましい。また、シールを兼ねて、この商品のコードや番号を描くようにしてもよい。
【００２９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３１】
（Ａ）樹脂フィルムの内側の溶融による接着であるため、樹脂フィルムの外側を溶融・変形をきたすことなく接着（シール）することができ、仕上がりがきれいである。
【００３２】
（Ｂ）樹脂フィルムの接着強度を強固にし、密封性を良くすることができる。
【００３３】
（Ｃ）樹脂フィルムのシール幅を小さくし、樹脂フィルムの使用量を減らすことができる。
【００３４】
（Ｄ）シール装置の消費電力の低減化を図ることができる。
【００３５】
（Ｅ）複雑な装置を用いることなく、樹脂フィルムの接着（シール）が可能である。
【００３６】
（Ｆ）レーザビームを走査することにより、破線、曲線、波線、文字描画などを形成することができる。
【００３７】
（Ｇ）単一成分のフィルムを使用できるのでフィルム材料のリサイクルを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示すレーザによる樹脂フィルムの接着工程断面図である。
【図２】 本発明の実施例を示す任意態様の接着（シール）方法を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 上部樹脂フィルム
２ 下部樹脂フィルム
３ 光吸収物質
４ レーザモジュール
５ レーザ
６，７ 熱伝導部
８ 接着（シール）層
１１，２１，３１，４１ 樹脂フィルム
１２ 破線形状の接着（シール）層
２２ 曲線形状の接着（シール）層
３２ 波線形状の接着（シール）層
４２ 描画される文字（シール）層

Claims (1)

  1. 包装に用いる上下樹脂フィルムの間に光吸収物質を挟み込み、レーザを照射し、該レーザを吸収した前記光吸収物質からの熱が前記上下樹脂フィルムに伝導し、前記上下樹脂フィルムの溶融温度を越えると前記上下樹脂フィルムの接触面が溶融し、上下から加えた力により前記上下樹脂フィルムの接触面を混合、再固化させ、前記上下樹脂フィルムを接着するとともに、レーザービームの走査により、平面的に文字が描画される接着層を形成することを特徴とするレーザによる包装用樹脂フィルムの接着方法。
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