JP5235069B2 - 筒状フィルム成形体の製造装置、ならびに筒状包装体の自動充填包装機および包装方法 - Google Patents

Description

本発明は、筒状フィルム成形体の製造装置、ならびに液状あるいは練り状食品などの筒状包装体の自動充填包装機および包装方法に関する。

従来、蒟蒻や漬物、ハム・ソーセージといった液状あるいは練り状食品など、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、上記物品ある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、所定の間隔で外部より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り封止し、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などが広く利用されているが、近年、環境面への配慮および生産性の向上の観点から、塩素を含有しない合成樹脂フィルムを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に成形する、熱風シール方法とその自動充填包装機が開示されている。

また、特許文献２には、収縮性ＭＸＤナイロンフィルムの両側にポリプロピレン系樹脂やポリプロピレン系フィルムを押出しラミネート法やドライラミネート法で貼り合わせて得た帯状の積層フィルムを、熱風シール式充填機にてタテ方向を封筒貼り融着して両端を金属ワイヤーで結紮したロケット包装体が開示されている。

さらに、特許文献３には、熱収縮性ナイロンフィルムの両側にシーラントフィルムとしてポリエチレンフィルムを貼り合わせた帯状の積層フィルムを、誘導ロールを経由して自動充填機に導き、セーラー等を介してその両端を重ね合わせ（封筒貼りの場合）、この部分にホットエアーをノズルから吹き付けて、シーラントフィルムを溶融して、互いに融着させ、円筒体（チューブ）を形成し、この円筒体内に肉を充填した後、円筒体の下部および上部をクリップで結紮し、加熱殺菌したハム・ソーセージが開示されている。

また、特許文献４には、ポリオレフィン系樹脂からなる外側層（１）とポリアミド系樹脂からなる中間層（２）と中間層（２）を介して外側層（１）と対向して配置されたポリオレフィン系樹脂からなるもう一方の外側層（３）の少なくとも３層からなる積層フィルムを用い、ホットジェットシール（封筒貼り型シール）し、８０℃でボイルクッキング処理した畜肉ソーセージとその自動充填包装機械が開示されている。

さらに、特許文献５には、同種のポリオレフィン系樹脂からなる両外層およびポリアミド系樹脂からなる中間層の少なくとも３層からなる延伸多層フラット状フィルムを用い、ホーミング部で筒状にし、フィルムの外表面と内表面とをホットジェット方式（加熱空気をフィルムに吹き付ける方式）によりフィルムの送り速度を１０ｍ／分（５０ショット／分）でバックシーム（封筒貼りシール）してケーシングを形成し、このケーシング内にペースト状のソーセージを充填後、砲弾型の包装体の両端をクリップにて閉じた後に加熱殺菌したソーセージとその自動充填包装機が開示されている。

実公昭５５−１４１７１号公報 特開２００１−３０４４５号公報 特開平５−３１６９３３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、筒状体の重ね合わせ部（シール部）周辺の広い範囲にわたって熱風が印加されるので、フィルム搬送時の脈動やシール部のばたつきなどと相まって、重ね合わせ部周辺のフィルムに熱変形や熱収縮を生じさせ易く、特に、高収縮性の合成樹脂フィルムを適用した場合に、シール幅に過大なばらつきを生じさせるのみならず、シール部周辺にピンホールを発生させるなどの過度の外観不良を引き起こすことが判明した。また、シール部周辺の熱変形や熱収縮は、熱風シール時の不均一な熱融着プロセスの進行を招き、シール部に過度の皺を発生させるなどの外観不良をも引き起こす。

一方、熱風シール時に不均一な熱融着プロセスが進行してシール部に非熱融着部分が多量に残存すると、シール強度の低下およびシール易剥離の問題が生じる。また、上述したシール部周辺のピンホールは、フィルム強度の低下を引き起こす。これらの機械強度の低下は、例えば、得られる筒状包装体をレトルト殺菌などの高温ある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などの問題をも引き起こし得るので、歩留まりを低下させ、生産性および経済性を低下させる要因となる。

そのため、上記従来の自動充填包装機およびこれに採用されている熱風シール方式は、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、生産性およ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、筒状体の重ね合わせ部（シール部）の皺やシール部周辺の熱変形や熱収縮、ピンホールの発生が抑制され、見栄えが良く美観に優れ、寸法精度の向上が図られ、シール強度およびフィルム強度に優れる筒状フィルム成形体を製造可能な、汎用性、生産性および経済性に優れる製造装置、ならびにこれを用いた筒状包装体の自動充填包装機および包装方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題に対し鋭意検討した結果、熱風シール時の筒状体の重ね合わせ部（シール部）への熱風の吹き付けを規制することにより、シール部の皺やシール部周辺の熱変形や熱収縮、ピンホールの発生が抑制され、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＞〜＜５＞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ノズル開口から熱風を吹き付け、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備え、前記熱風シール手段と前記筒状体の重ね合わせ部との間に、スリットを有する熱風遮蔽板が設けられ、前記ノズル開口および前記筒状体の重ね合わせ部を結ぶ直線上に、前記スリットが配置されていることを特徴とする、筒状フィルム成形体の製造装置。
このように構成すると、ノズル開口から噴射される熱風は、熱風遮蔽板のスリットにより集束され、筒状体の重ね合わせ部（シール部）に局所的に吹き付けられる。換言すれば、シール部周辺への熱風の吹き付けは、熱風遮蔽板によって遮蔽される。また、シール部に吹き付けられた熱風は、熱風遮蔽板の表面に沿って外方へと効率的に排出され易くなる。その結果、シール部周辺への過度の熱印加が緩和され、シール部周辺の熱変形や熱収縮、ピンホールの発生が抑制されるとともにシール部における均一な熱融着が促進され、寸法精度、シール強度およびフィルム強度が高まる。

＜２＞前記熱風シール手段は、前記筒状体の断面における重ね合わせ部の接線に対して略垂直方向から熱風を吹き付け可能な位置に配置され、前記熱風遮蔽板が、前記接線に対して略平行にまたは±２０°以下の傾きをもって配置されていることを特徴とする＜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、スリットを通過して筒状体の重ね合わせ部へ吹き付けられた熱風が、熱風遮蔽板の傾いた面に沿って外方へより一層効率的に排出され易くなり、筒状体の重ね合わせ部への過度の熱印加がより一層効果的に緩和される。

＜３＞前記スリットは、前記ノズル開口から前記筒状体の重ね合わせ部へ向かって縮径していることを特徴とする＜１＞または＜２＞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、熱風の吹き付けが、ノズルの開口から筒状体の重ね合わせ部へ向かって効率的に集束（規制）されるので、筒状体の重ね合わせ部周辺への過度の熱印加がより一層効果的に緩和される。

＜４＞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ノズル開口から熱風を吹き付け、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備え、前記熱風シール手段と前記筒状体の重ね合わせ部との間に、スリットを有する熱風遮蔽板が設けられ、前記ノズル開口および前記筒状体の重ね合わせ部を結ぶ直線上に、前記スリットが配置されていることを特徴とする、筒状包装体の自動充填包装機。
この自動充填包装機は、上記＜１＞から＜３＞のいずか１項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、かくして得られる筒状フィルム成形体および筒状包装体は、重ね合わせ部の皺および重ね合わせ部周辺の熱変形や熱収縮、ピンホールの発生が抑制され、見栄えが良く美観に優れ、シール強度およびフィルム強度に優れ、レトルト殺菌などの高温高圧処理においてもパンク等の発生が少なく、また、雑菌の混入を完全に遮断し得る。したがって、この自動充填包装機によれば、高収縮性を有する合成樹脂フィルムを簡便に適用可能となり汎用性が向上され、また、歩留まりが向上するので生産性および経済性が高まる。

＜５＞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工程と、前記筒状体の重ね合わせ部にノズル開口から熱風を吹き付け、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工程と、前記筒状フィルム成形体中に被包装物を充填する充填工程と、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工程とを有し、前記熱風シール工程においては、前記前記ノズル開口および前記筒状体の重ね合わせ部を結ぶ直線上に配置された、熱風遮蔽板のスリットを介して、前記ノズルから前記重ね合わせ部に熱風を吹き付けることを特徴とする筒状包装体の包装方法。
この包装方法は、上記＜１＞から＜３＞のいずか１項に記載の筒状体の製造装置、または上記＜４＞に記載の筒状包装体の自動充填包装機において有効に適用可能な方法であり、重ね合わせ部の皺および重ね合わせ部周辺の熱変形や熱収縮、ピンホールの発生を抑制でき、見栄えが良く美観に優れ、シール強度およびフィルム強度に優れ、レトルト殺菌などの高温高圧処理においてもパンク等の発生が少なく、また、雑菌の混入を完全に遮断し得る筒状フィルム成形体および筒状包装体を簡易且つ低コストで作製可能である。

本発明によれば、熱風シール手段から吹き付ける熱風を熱風遮蔽板にて規制することにより、筒状体の重ね合わせ部（シール部）の皺やシール部周辺の熱変形や熱収縮、ピンホールの発生が抑制されるので、見栄えが良く美観に優れ、寸法精度の向上が図られ、シール強度およびフィルム強度に優れる筒状フィルム成形体を、簡易且つ低コストで作製可能となり、その結果、歩留まりが向上し、汎用性、生産性および経済性の向上が図られる。

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。

図１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および熱風遮蔽板６１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、熱風シール手段４１および熱風遮蔽板６１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、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および駆動機構（図示せず）を有し、図示しない駆動機構および送りローラ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など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、魚肉や畜肉、液卵、ゼリー、蒟蒻、漬物といった液状ある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と、図示しない加圧調整機構および温度調整機構とを有し、製筒フォルダ３２の下方において、充填ノズル２２の外周壁から所定距離、離間した位置に配置されている。熱風印加ノズル４２と充填ノズル２２の外周壁との間には、後述する熱風遮蔽板６１が配置されている。本実施形態では、この熱風印加ノズル４２のノズル開口４２ａから、熱風遮蔽板６１を介して、製筒フォルダ３２を通過した筒状体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）に熱風が吹き付けられ、重ね合わせ部２ａが熱融着することにより熱風シールが実施される。ここで、熱風印加ノズル４２は、シール性を向上させる観点から、筒状体２の重ね合わせ部２ａに対して（重ね合わせ部２ａの断面における接線の接点に対して）、垂直方向から熱風を吹き付ける位置、換言すれば、筒状体２の断面における重ね合わせ部２ａの接線に対して略垂直方向から熱風を吹き付け可能な位置に配置されていることが好ましい。

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、融点など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、融点などに応じて適宜設定され、特に限定されるものではないが、３００〜４２０℃程度であることが好ましく、３３０〜４１０℃であることがより好ましい。なお、熱風の温度は、上述した図示しない温度調整機構に設置された温度センサにて計測され、また、その温度調整機構により増減調整される。

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。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および封止機構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、高周波また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または金属製の線材等をかしめる手法、およびこれらを併用する手法など、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、封止処理と同時にまた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。

図２は、本実施形態の熱風遮蔽板６１の構造を概略的に示す斜視図であり、図３は、本実施形態の熱風遮蔽板６１の相対位置関係を模式的に示す横断面図である。熱風遮蔽板６１は、略矩形状の板状体からなり、その平面略中央に長さＬおよび幅ＷのスリットＳを有する。

熱風遮蔽板６１を構成する材料は、特に限定されるものではなく、金属や合金、無機材料、有機材料およびこれらを複合化した複合体などの公知の材料から任意に選択することができる。自動充填包装機１００の稼動時および非稼動時に数百℃程度の温度変化が生じ得ることを考慮すると、熱風遮蔽板６１を構成する材料は、耐熱性に優れ線熱膨張係数の小さなものが好ましい。耐熱性に優れ線熱膨張係数の小さな素材としては、例えば、各種セラミックやマイカなどの鉱物類などが挙げられる。

熱風遮蔽板６１の外形寸法は、特に限定されるものではなく、所望のサイズに設定できる。熱風遮蔽効果を増大させる観点から、熱風遮蔽板６１の幅６１Ｗは、筒状体２の幅（直径）と略同一または筒状体２の幅（直径）よりも大きいことが好ましい。同様の理由により、熱風遮蔽板６１の長さ６１Ｌは、熱風印加ノズル４２のノズル開口４２ａの長さよりも大きいことが好ましい。熱風遮蔽板６１の厚さ６１Ｔは、強度やクリアランスを考慮して適宜設定すればよいが、０．１〜３ｍｍ程度の範囲であることが好ましい。

熱風遮蔽板６１の形状は、特に限定されるものではなく、矩形状、円形状、楕円状、３角形や５角形などの多角形状、不定形状などを任意に採用することができる。

スリットＳの外形寸法は、特に限定されるものではなく、所望のシール幅およびシール長さに応じて適宜設定される。熱風がスリットＳを通過する際の圧力損失を考慮すると、スリットＳの開口面積が大きいことが好ましく、一方、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は、ノズル開口４２ａの開口面積が小さいことが好ましい。本実施形態では、スリットＳの幅Ｗは、０．３〜３ｍｍの範囲で設定することが好ましく、スリットＳの長さＬは、５〜１００ｍｍの範囲で設定することが好ましい。

上述した熱風遮蔽板６１は、熱風印加ノズル４２のノズル開口４２ａと筒状体２の重ね合わせ部２との間、より具体的には、ノズル開口４２ａと筒状体２の重ね合わせ部２ａを結ぶ直線上にスリットＳが配置されるように、図示しない冶具により固定されている。換言すれば、熱風遮蔽板６１は、ノズル開口４２ａと筒状体２の重ね合わせ部２とがスリットＳを介して対面する対向位置に配置され、熱風印加ノズル４２から吹き出される熱風が、スリットＳを介して（通過して）筒状体２の重ね合わせ部２ａに直接吹き付けられるように構成されている。

上記の筒状体２、熱風印加ノズル４２および熱風遮蔽板６１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、熱風の圧力および温度、ノズル開口４２ａの大きさ、スリットＳの開口面積などに応じて適宜調整されるが、本実施形態では、例えば、筒状体２と熱風印加ノズル４２との距離を０．５〜４ｍｍ程度、筒状体２の重ね合わせ部４２ａと熱風遮蔽板６１のスリットＳとの距離Ｄを０．０５〜３ｍｍ程度にすることが好ましい。

また、熱風遮蔽板６１は、筒状体２の重ね合わせ部２ａの接線に対して（筒状体２の重ね合わせ部２ａの断面における接線の接点に対して）、略平行にまたは±２０°の傾きをもって配置されていることが好ましい。ここで、±２０°の傾きをもって配置するとは、前述した重ね合わせ部２ａの接線と熱風遮蔽板６１がなす角度θが、０°＜θ≦２０°または−２０°≦θ＜０°の関係を満たすことを意味する。筒状体２の重ね合わせ部２ａに吹き付けられた熱風は重ね合わせ部２ａの周辺に滞留し得るが、このように熱風遮蔽板６１を配置すると、熱風が熱風遮蔽板６１の面に沿って重ね合わせ部２から離間する方向（図３においてベクトルＡ方向）へと排出され易くなり、また、熱風遮蔽板６１を±２０°の傾きをもって配置した場合には熱風の排出作用がより効果的に発揮されるので、筒状体２の重ね合わせ部２ａ周辺への過度の熱印加がより効果的に緩和される。一方、筒状体２（合成樹脂フィルム１）の流れ方向に長尺の重ね合わせ部２ａを１回の熱風シール処理にて均一にシールし生産性を高める観点から、熱風遮蔽板６１は、筒状体２の軸方向に対して、略平行に配置されていることが好ましい。

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、高密度または低密度ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）およびこれらの共重合体など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）など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、環境への配慮および耐熱性の観点から、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなど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および／また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など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など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およ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および／または両面に、シーラント層としてのポリエチレンやポリプロピレンなど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、熱風遮蔽板６１により、重ね合わせ部２ａ周辺への熱風の吹き付けが遮蔽され、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、美観に優れ、寸法精度、シール強度およびフィルム強度に優れる筒状フィルム成形体３、筒状包装体４が作製可能である点において、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および／また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および／また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に熱収縮性のないまたは熱収縮性に乏しい合成樹脂フィルム１を適用した場合には、上述した各種性能がより一層向上された筒状フィルム成形体３、筒状包装体４が作製可能である点において、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および筒状包装体４の包装方法によれば、寸法精度、シール強度およびフィルム強度に優れ、美観に優れる商品価値の高い筒状フィルム成形体３および筒状包装体４が得られる。しかも、自動充填包装機１００の構成が簡易且つ低コストで実現可能であり、プロセス裕度の向上が図られ、汎用性、生産性およ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、熱風遮蔽板６１を複数の板状体を組み合わせて構成したり、スリットＳを複数の板状体の凹部を組み合わせて構成したり、熱風遮蔽板６１を肉厚の成形品から構成してもよい。自動充填包装機１００の充填ノズル２２や熱風印加ノズル４２、熱風遮蔽板６１の配置状況が、熱風遮蔽板６１の設置クリアランスの確保が困難な場合であっても、このようにして本発明を実施可能である。

また、図４に示すように、スリットＳをノズル開口４２ａから筒状体２の重ね合わせ部２ａへ向かって縮径した形状にしてもよい。ここで、縮径した形状とは、スリットＳの開口面積が、ノズル開口４２ａから筒状体２の重ね合わせ部２ａへ向かって、連続的および／または段階的に小さくなっていることを意味する。このように構成すると、ノズル開口４２ａから噴射される熱風が効果的に集束されるので、筒状体２の重ね合わせ部２ａへの熱風の局所的な吹き付けが簡易且つ低コストで実施可能となる。

以下、実施例およ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）
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、ポリプピロン［サンアロマー（株）社製 ＡＤＳＹＬ５Ｃ３７Ｆ＜商品名＞：厚み１３μｍ］／ポリプロピレン系接着性樹脂［三井化学（株）アドマーＱＦ５８０＜商品名＞：厚み５μｍ］／ナイロン［三菱瓦斯化学（株）社製ＭＸナイロン６００７＜商品名＞：厚み９μｍ］／ポリプロピレン系接着性樹脂［三井化学（株）アドマーＱＦ５８０＜商品名＞：厚み５μｍ］／ポリプピロン［サンアロマー（株）社製 ＡＤＳＹＬ５Ｃ３７Ｆ＜商品名＞：厚み１３μｍ］の５層となるように、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。
まず、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および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およびＬ２_TDとする。
そして、次式を用いて、ＭＤ方向および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

そして、自動充填包装機１００として、直方体状のスリットＳが平面中央部に設けられた熱風遮蔽板６１（セラミックス製；長さ７０ｍｍ、幅３５ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を設置した、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」）を使用し、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４に示すように、その重ね合わせ部２ａに熱風印加ノズル４２から熱風を垂直に吹き付けて封筒貼りに熱風シールすることにより、折幅４０ｍｍの筒状フィルム成形体３を成形し、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にて両端をアルミワイヤーにて結紮密封することにより、長さ２００ｍｍの筒状包装体４（魚肉ソーセージ包装体）５，０００本を得た。
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 ： ３５ｍ／ｍｉｎ
ショット数 ： １５０本／分
ノズル開口４２ａ ： 長さ５５ｍｍ、幅０．３ｍｍ
熱風温度 ： ３７０℃ （ノズル内部）
熱風圧力 ： ０．３０ＭＰａ（ノズル内部）
スリットＳのサイズ ： 長さＬ６０ｍｍ、幅Ｗ０．３ｍｍ
重ね合わせ部２ａとスリットＳとの距離Ｄ： ０．５ｍｍ
熱風遮蔽板６１の傾きθ ： １０°

得られた筒状包装体４を用い、以下に示す評価方法に基づいて、レトルトパンク率、シール強度、ピンホール率、シール幅のばらつき、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。

（実施例２）
熱風遮蔽板６１のスリットＳの幅Ｗを０．５ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様に筒状包装体４を製造し、実施例１と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。
（実施例３）
熱風遮蔽板６１のスリットＳの幅Ｗを１ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様に筒状包装体４を製造し、実施例１と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。
（実施例４）
熱風遮蔽板６１のスリットＳの幅Ｗを２．５ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様に筒状包装体４を製造し、実施例１と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。
（実施例５）
熱風遮蔽板６１のスリットＳの幅Ｗを３ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様に筒状包装体４を製造し、実施例１と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。

次に、熱風遮蔽板６１の設置位置の変更によるシール性能への影響を評価すべく、以下の実施例６〜１０を行った。なお、筒状体２の重ね合わせ部２ａと熱風遮蔽板６１のスリットＳとの距離Ｄが大きくなるほどシール温度（重ね合わせ部２ａの表面温度）が低下する傾向にあるため、ここでは、シール温度が１５０℃となるように、温度計（型式：ＳＫ−１２５０ＭＣ、株式会社 佐藤計量器製作所製、センサー：ＭＣ−Ｋ１０１）を用いてモニタリングしながら、熱風温度を各々調整した。
（実施例６）
熱風遮蔽板６１の傾きθを０°、重ね合わせ部２ａとスリットＳとの距離Ｄを０．０５ｍｍ、熱風温度を３３０℃（ノズル内部）に変更したこと以外は、実施例３と同様に筒状包装体４を製造し、実施例３と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。
（実施例７）
熱風遮蔽板６１の傾きθを２０°、重ね合わせ部２ａとスリットＳとの距離Ｄを１ｍｍ、熱風温度を３８０℃（ノズル内部）に変更したこと以外は、実施例３と同様に筒状包装体４を製造し、実施例３と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。
（実施例８）
熱風遮蔽板６１の傾きθを−１０°、重ね合わせ部２ａとスリットＳとの距離Ｄを０．５ｍｍに変更したこと以外は、実施例３と同様に筒状包装体４を製造し、実施例３と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。
（実施例９）
熱風遮蔽板６１の傾きθを−２０°、重ね合わせ部２ａとスリットＳとの距離Ｄを２ｍｍ、熱風温度を３９０℃（ノズル内部）に変更したこと以外は、実施例３と同様に筒状包装体４を製造し、実施例３と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。
（実施例１０）
重ね合わせ部２ａとスリットＳとの距離Ｄを３ｍｍ、熱風温度を４１０℃（ノズル内部）に変更したこと以外は、実施例３と同様に筒状包装体４を製造し、実施例３と同様の評価を行った。表１に、評価結果を示す。

（比較例１）
スリットＳ付き熱風遮蔽板６１を設置しないこと以外は、実施例１と同様に筒状包装体４を製造し、実施例１と同様の各種評価を行った。表１に、評価結果を示す。

（実施例１１）
低収縮性フィルムとして、厚み５５μｍ、幅９６ｍｍの旭化成ケミカルズ（株）社製のナイロン系多層ラミネートフィルム（商品名＝「９０ｇ用９６ｍｍ」：層構成は、未延伸ポリプロピレンフィルム／接着剤／延伸ナイロンフィルム／接着剤／未延伸ポリプロピレンフィルム）を使用した以外は、実施例１と同様に筒状包装体４を製造し、実施例１と同様の評価を行った。表２に、評価結果を示す。
なお、この低収縮性フィルムの１２０℃の熱収縮率を、前記の熱収縮率測定方法と同様の方法で測定したところ、縦方向（ＭＤ）／横方向（ＴＤ）＝１４％／８％であった。

（比較例２）
スリットＳ付き熱風遮蔽板６１を設置しないこと以外は、実施例１１と同様に筒状包装体４を製造し、実施例１１と同様の評価を行った。表２に、評価結果を示す。

各測定方法および評価基準を、以下に記す。
（１）レトルトパンク率（加圧加熱殺菌後のシール部分の破袋率）
得られた５，０００本の筒状包装体４を、加熱缶内ゲージ圧が０．２５ＭＰａ、温度が１２０℃で、２０分間の条件にて加圧加熱殺菌を行い、次に、加熱缶内圧力を維持したまま温度３０℃まで加圧冷却し、その後、圧力を開放し加熱缶から筒状包装体４を取り出して最終包装体とした。得られた最終包装体において、シール部分が破袋した数を調査し、次式によりレトルトパンク率（破袋率）を算出した。評価基準を以下に示す。
レトルトパンク率（％）＝（破袋本数／５，０００本）×１００
レトルトパンク率（％） 評価記号
０．０４未満 ◎
０．０４以上０．２未満 ○
０．２以上０．５未満 △
０．５ 以上 ×

（２）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などを水洗し、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
３５以上 ◎
２５以上３５未満 ○
５以上２５未満 △
５未満 ×

（３）ピンホール率（シール部分のピンホール率）
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１，０００本採取し、メチレンブルー水溶液（１００重量ｐｐｍ）の中に１日間浸した。その後、メチレンブルー水溶液から最終包装体を取り出し、最終包装体のシール部の内容物の染色の有無を目視にて観察した（シール部にピンホール部分が存在すれば、その箇所からメチレンブルー水溶液が最終包装体の中に浸透するため内容物が青く染まる）。そして、シール部の内容物の染色が認められた本数を計測し、次式にしたがい、ピンホール率を算出した。評価基準を以下に示す。
シール部のピンホール率（％）＝（シール部ピンホールの発生本数／１，０００本）×１００
シール部のピンホール率（％） 評価記号
０．２未満 ◎
０．２以上０．５未満 ○
０．５以上１未満 △
１以上 ×

（４）シール幅のばらつき（シール線の幅ばらつき）
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、最終包装体の長手方向中央部のシール線（溶融部分）の幅を、ノギスで測定（ｍｍ：小数点２桁目を四捨五入）した。測定した最終包装体１０本（測定１回／１本）の最大幅と最小幅との差をシール線の幅のばらつき（ｍｍ）とし、下記の評価基準にしたがって評価した。
シール線の幅ばらつき（ｍｍ） 評価記号
１未満 ◎
１以上２未満 ○
２以上３未満 △
３以上 ×

（５）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１００未満 △
１００以上 ×

（６）総合評価
以下の基準に基づき、総合評価を行った。
◎ ・・・ 各評価項目において、◎が合計３つ以上、且つ、×なし
○ ・・・ 各評価項目において、◎と○が合計３つ以上、且つ、×なし
△ ・・・ 各評価項目において、◎と○が合計２つ以下、且つ、×なし
× ・・・ 各評価項目において、×が１つ以上

本発明によれば、重ね合わせ部（シール部）の皺やシール部周辺の熱変形や熱収縮、ピンホールの発生が抑制され、見栄えが良く美観に優れ、寸法精度の向上が図られ、シール強度およびフィルム強度の低下が抑制され、しかも汎用性、生産性および経済性が向上されるので、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。

第１実施形態の自動充填包装機１００の要部構造を模式的に示す縦断面図である。 第１実施形態の熱風遮蔽板６１を概略的に示す斜視図である。 第１実施形態の熱風遮蔽板６１の相対位置関係を模式的に示す横断面図である。 第１実施形態の熱風遮蔽板６１の変形例を概略的に示す斜視図である。

符号の説明

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、４２ａ…ノズル開口、５１…封止手段、５２ａ，５２ｂ…絞りローラ、５３…封止機構、６１…熱風遮蔽板、６１Ｌ…長さ、６１Ｗ…幅、６１Ｔ…厚さ、Ｓ…スリット、Ｌ…長さ、Ｗ…幅、θ…傾き、１００…自動充填包装機。

Claims (5)

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ノズル開口から熱風を吹き付ける熱風印加ノズルを有し、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
   を備え、
   前記熱風印加ノズルと前記筒状体の重ね合わせ部との間であって且つ前記熱風印加ノズル及び前記筒状体と離間した位置に、スリットを有する熱風遮蔽板が前記熱風印加ノズルとは別個に設けられ、
   前記ノズル開口および前記筒状体の重ね合わせ部を結ぶ直線上に、前記スリットが配置されている
   ことを特徴とする、筒状フィルム成形体の製造装置。
2. 前記熱風シール手段は、前記筒状体の断面において、前記重ね合わせ部の接線に対し略垂直方向から熱風を吹き付け可能な位置に配置され、
   前記熱風遮蔽板が、前記接線に対して略平行にまたは±２０°以下の傾きをもって配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の筒状フィルム成形体の製造装置。
3. 前記スリットは、前記ノズル開口から前記筒状体の重ね合わせ部へ向かって縮径している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の筒状フィルム成形体の製造装置。
4. 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ノズル開口から熱風を吹き付ける熱風印加ノズルを有し、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
   を備え、
   前記熱風印加ノズルと前記筒状体の重ね合わせ部との間であって且つ前記熱風印加ノズル及び前記筒状体と離間した位置に、スリットを有する熱風遮蔽板が前記熱風印加ノズルとは別個に設けられ、
   前記ノズル開口および前記筒状体の重ね合わせ部を結ぶ直線上に、前記スリットが配置されている
   ことを特徴とする、筒状包装体の自動充填包装機。
5. 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工程と、
   前記筒状体の重ね合わせ部に熱風印加ノズルのノズル開口から熱風を吹き付け、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工程と、
   前記筒状フィルム成形体中に被包装物を充填する充填工程と、
   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工程と
   を有し、
   前記熱風シール工程においては、前記熱風印加ノズルの前記ノズル開口および前記筒状体の重ね合わせ部を結ぶ直線上であって且つ前記熱風印加ノズル及び前記筒状体と離間した位置に配置された、前記熱風印加ノズルとは別個に設けられた熱風遮蔽板のスリットを介して、前記ノズル開口から前記重ね合わせ部に熱風を吹き付ける
   ことを特徴とする筒状包装体の包装方法。

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